用于改善鼓风冷冻机隧道中的结冰问题的系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于通过鼓吹到隧道中的射流来冷却食品的方法和设备，该隧道包括：用于将食品运送到隧道中的运送装置；至少一个板，该板面向运送装置设置并且设有通孔，该板位于运送装置的上方和/或下方；和至少一个用于穿过通孔并向食品吹送冷流体的装置，其特征在于，在隧道的所有或部分运行期间和/或在隧道的所有或部分停运期间，利用允许吹送气体面对所有通孔的分布的通道网络进行所述通孔中所有或部分通孔的清扫操作。
【专利说明】用于改善鼓风冷冻机隧道中的结冰问题的系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用低温液体例如液氮的直接或间接注入而在隧道式设备中冷却食品的方法的领域。
【背景技术】
[0002]通常，这种隧道包括:
[0003]-设置有入口和出口的隔热室；
[0004]-用于在入口和出口之间输送产品的装置；
[0005]-用于将低温液体引入隔热室中的装置，以使产品与该液体直接接触(通常，这种供给装置包括用于将液体喷射到产品上的总管)或者通过将冷冻剂注入隧道内的散热器中而使产品与该液体间接接触(这在本领域通常称为“冷电池”)，冷量到产品的传递受到与隧道内部空气的交换的影响，该交换是通过与每个电池关联的通风装置的作用而进行的；
[0006]-以及，能够将冷气吹到经过的产品上的通风装置。
[0007]食品工业一直在寻求一种经济上越来越有效并且尤其是越来越紧凑(占用地面上的最小表面区域)的设备。在许多情况下，这可能在不投资新的建筑的情况下提高指定地点的产能。因此，为了在减少设备占用的空间的同时提高产能，近来的冷冻器隧道提供了越来越复杂的技术。
[0008]为此，近来的高性能设备必须提高与待冷冻产品的热传递系数。在用冷气通风将冷量从冷源传递至产品的情况下，常用的技术包括提高该冷气的速度。然后对冷气加压并以直接撞击到产品上的射流的形式(食品工业中通常称为“冲击”)将其注入。热传递系数因此非常高,并且每单元表面积的制冷能力也非常高。文献EP1449443A1示出这种撞击的现有技术。
[0009]但是，这种非常有益的技术具有缺陷和技术困难。当通风系统的特征已经被通风系统的污染物(霜或其他沉积物)修改时，通风功率通常难以控制，在工作若干小时后尤其如此。
[0010]而且，空气流速和通风速度非常高，并且观察到冷气的分布不对称，这使得空气在设备的一侧进入并在另一侧排出。
[0011]已经证实，霜主要来自于外部空气的渗透。这些从生产车间到冷冻器隧道中的空气渗透当然伴随着水蒸汽(来自空气的湿气)的进入，该水蒸汽将以霜的形式沉积在机器内。因此，对气体平衡的不良控制不仅引起过度制冷和额外的生产成本，还加速污染了用于给产生鼓风射流的板和可能安装有的热交换器通风的系统，这引起了该现象的自我放大。
[0012]在文献中已提出各种通过限制空气进入来改善过度结霜情况的方案，尤其是:
[0013]-在隧道入口/出口处建立缓冲区:该方案着手解决在这种隧道中观察到的现象之一，即，当射流高速撞击在唯一的板上时，一些冷空气被排出到隧道之外，隧道中的空气量是不变的，这自动形成了暖空气的渗透。然后，产品被装载到其中的隧道区域作为引导空气流但是不会大量减少空气渗透的“管道”。[0014]在一种情况下，一个(或多个)缓冲区域位于装载区域的紧下游，并且在第二种情况下位于隧道出口的紧上游，不通风的缓冲区通过隧道外壳的扩大(在冷冻器的入口和出口处，每个区域从50cm扩大到1.5m),从而在每侧形成了抑制气体速度的死角，这自然减少了空气的进入和冷气的排出。但是，该系统的主要缺点是，增加了机器的整体尺寸，这与采用鼓风射流最初追求的效果相悖。
[0015]-使用物理屏障:该方案包括将塑料或不锈钢屏障放置在设备的入口/出口处。这些屏障事实上限制了空气的进入和冷气的排出。然而，虽然它们更有效，但是它们因此阻止了空气进入冷冻器。实际中，它们通常几乎是无效的，因为由于位于食品通道中，它们并不能真正地封闭入口 /出口。此外，当它们接触到经过的食品时，它们有时会产生卫生问题。
[0016]-使用气体屏障:该方案包括在隧道入口和出口处安装用于将适于补偿失衡的空气吹入隧道的系统。当失衡非常小时，该系统有时可以给出满意的结果，但是另一方面，当补偿中等至高度失衡时，该系统没有显示出重新建立冷气平衡的能力。
[0017]然而，在食品工业中，必须牢记的事实是，湿气的其中一个进入源也与进入的食品本身包含的一些水的蒸发有关，对于某些进入的食品尤其如此。因此，霜在鼓风孔处出现的速度或快或慢，但是它总是会出现，而且注入的气体的流速随着时间的推移而减小，就像机器的热效率一样。
[0018]然后，已知的是，在文献中提出了其他类型的方案，尤其是:
[0019]-在支承孔的板上增加振动源。如果振动的力量足以将霜分离，该技术可以证明是有利的。
[0020]但是，这些有力的振动本身存在若干缺陷:它们使机器(焊缝、底座，以及例如马达、温度探针、传感器等的电子元件)变差。还必须提到的是，当在非常冷的环境下操作时，产生振动的系统可能可靠性不足，而且，系统的成本非常高。
[0021]-不时地在提供孔的系统中产生过压的方案。如果压力足够高，该过压能够从孔处移除阻塞孔的霜。该技术的缺陷在于其成本:这是因为它需要使用能够暂时传输高功率的特大尺寸的通风系统。
[0022]-使用用于局部加热孔的电子系统，但是这种应用在实践中证明是非常困难的。
[0023]因此，应该理解，为了在这种类型的机器中保持良好水平的热交换，能够在无需停止或加热机器的情况下使鼓风孔保持畅通将是有利的。
【发明内容】
[0024]如下文将较详细示出的，本发明着手提出一种新的技术方案，该方案通过具有良好设计和尺寸的、用于分布吹送气体(例如，空气)的系统而在不使用机械振动或加热的情况下防止因为在孔处形成霜导致的堵塞。
[0025]为此，本发明提出一种用于通过冲击(鼓风)射流冷却食品的设备，该设备包括隧道，该隧道包括:
[0026]-用于隧道中的食品的运送装置；
[0027]-至少一个板，该至少一个板面向运送装置(在该运送装置的上方和/或下方)设置并且设有通孔；
[0028]-以及，至少一个用于通过横穿该通孔并朝向食品鼓风而吹送冷流体的装置，[0029]该设备包括通道网络，该通道网络用于在顶板的上方和/或底板的下方分布吹送气体，所述顶板和/或底板设有通孔，所述通道中的所有或一些通道设有喷射孔或喷射管，该喷射孔或喷射管在通道网络中的定位将吹送气体引向所述板中的通孔，以便同时清扫所述通孔中的所有或一些通孔。
[0030]如已通过阅读上文所理解的，因而在霜堆积的侧面进行吹送:这是因为，实践中，在这种鼓风隧道中，霜堆积在顶板上方和底板(位于传送装置下方、向上喷射冷气以便冲击到食品底面上的板)下方，也就是说，因此，吹送发生在系统中的冷气的到达侧(而不是鼓风射流出现的一侧)。
[0031]虽然可以根据本发明设想清扫一些孔(例如，孔的80%至90%)，但优选的是将吹送网络定位成有可能清扫所有通孔。
[0032]在本发明的设备中，设有通孔的板有利地由食品级的不锈钢制成。这些板是可拆卸的，以便于在操作后对其进行清洁。
[0033]在食品工业中，有各种不同形式的板，具体地，这些板可以为平面的或者呈V形或波纹形。
[0034]纯粹为了示意性目的，板中的通孔还可以具有不同的形式，并且具体地为柱形、圆形、狭槽一可选地斜切(沿板分布的各个通孔或者在板的整个长度上分布的若干狭槽，每个狭槽都几乎具有板的整个宽度)，或者带斜切或倒角边缘的圆锥。
[0035]通常但非限制性的，液体吹送装置为由马达驱动的离心风机。
[0036]同样的，隧道可以使成对的板:顶板和底板，它们平行地位于运送装置的两侧，至少一个一优选地全部两个一设置有通孔。
[0037]本发明还涉及一种用于通过隧道中的冲击射流来冷却食品的方法，该隧道包括:
[0038]-用于隧道中的食品的运送装置；
[0039]-至少一个板，该至少一个板相对于运送装置安放并且设置有通孔，该一个或多个板位于运送装置的上方和/或下方；
[0040]-以及，至少一个用于通过通孔并朝向食品吹送冷流体的装置，
[0041]该方法的特征在于，在隧道的所有或一部分运行周期期间和/或在隧道的所有或一些停运周期期间，以下述方式对所有或一些通孔进行清扫:
[0042]-使用通道网络将吹送气体分布在顶板的上方和/或底板的下方，该顶板和/或底板设有通孔，所有或一些通道设有喷射孔或喷射管，该喷射孔或喷射管在该网络中的位置使得该网络有可能将吹送气体引向一个或多个板中的通孔；
[0043]-向通道网络供给吹送气体，以便同时清扫所有或一些通孔，但优选清扫所有通孔。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]附图1以其不同视图a)、b)、c)等通过示意性的局部视图示出了本发明的一个实施例，在附图中:
[0045]-冲击板为呈连续V形件的波纹不锈钢板形式，每个V形件都设置有一排槽/孔，所述槽/孔可选地是斜切的；
[0046]-图1a)示出具有7个V形件和吹送装置的板的结构，该图以分解模式示出以便于更好地阅读(图1a)中的右侧视图提供了 V形件的细节)；
[0047]-图1b)示出装配模式下的板和吹送装置；
[0048]-图1c)示出通孔被霜堵塞的情况；
[0049]-而图1d)示出压缩空气射流到达每个V形件中的效果，这使得有可能清扫每个通孔(该附图中的右侧视图再次提供了 V形件的细节)；
[0050]-图2以局部示意性视图示出图1的维护管的替代实施例，并提供了冲击板的每个V形件。
【具体实施方式】
[0051]如在图1a)至Id)中清楚可见的，对于该实施例，设有在一端闭合的、直径为约40mm的维护管，该维护管沿V形件的在板一侧的端部延伸，并且面向每个V形件设有与该维护管连接并向V形件中喷射压缩空气的小喷射器或管(在此具有约2-5mm的内径)。因此，所喷射的空气将首先接触并清扫第一孔，然后是第二孔、第三孔等。因此，喷射器根据所喷射的空气的压力和流速在约200-600mm的距离上疏通了成一行的若干孔。
[0052]当需要喷射时(如已经示出的，无论这是在隧道的生产阶段还是在其停运阶段，以及无论这是由操作人员单独发出的命令还是按照预先编程的规则时间间隔进行，还是基于自动控制器在收到表示孔的堵塞状态的信息例如通风设备中的压力测量值后发出的指令)，通过空气射流的力量清除面向各喷射管的积霜，被分离的霜由空气流带走，隧道可以继续正常运行。
[0053]由于设计压力，吹送气体的喷射可以非常短(通常为几秒，例如在0.2秒和2秒之间)。
[0054]可以通过在保持喷射之间的机器热效率的同时使喷射之间间隔足够远来使压缩空气的消耗最优化。
[0055]为了限制压缩空气喷射器的数量，孔是对准的，并且压缩空气的喷射设置成使得其撞击成一行的若干孔。
[0056]如上所示，对于本实施例，将单个维护管安装成位于板的一侧，但是，显然能设想具体根据冲击板的尺寸使用若干维护管，其中在板的每一侧设置一个，然后沿两个相对方向进行吹送。
[0057]将需要两个以上维护管(板的每个端部设置一个，并且例如在板的中间设置一个)的更大的板是非常罕见的，以至于在此不做考虑。
[0058]图2示出了图1的维护管的替代实施例的局部示意性视图，并提供了冲击板的每个V形件。
【权利要求】
1.用于冷却食品的设备，该设备通过冲击射流冷却食品并且包括隧道，所述隧道包括： -用于隧道中的食品的运送装置； -至少一个板，该板面对所述运送装置安放并且设置有通孔，该板位于所述运送装置的上方和/或下方；以及 -至少一个用于横穿通孔并朝向该食品吹送冷流体的装置， 该设备包括通道网络，该通道网络用于在设有通孔的顶板上方和/或在设置有通孔的底板下方分布吹送气体，所有通道或一部分通道设置有喷射孔或喷射管，这些喷射孔或喷射管在所述通道网络中的定位将吹送气体引向所述板中的通孔，以便同时清扫这些通孔中的所有通孔或一部分通孔，优选地清扫所有通孔。
2.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，所述板为呈连续V形件的波纹不锈钢板的形式，每个V形件都设置有一排孔，该排孔可选地是斜切的；该通道网络包括至少一个维护管，该维护管与每个板相关联、在该维护管的一个端部处封闭并且容纳V形件的一个端部；该设备包括面向每个V形件的喷射器，该喷射器与该维护管连接并且向与该维护管对应的V形件中喷射吹送气体。
3.用于冷却食品的方法，该方法通过冲击到隧道中的射流来冷却食品，该隧道包括： -用于隧道中的食品的运送装置； -至少一个板，该板与所述运送装置相对地安放并且设置有通孔，该板位于所述运送装置的上方和/或下方；以及 -至少一个用于通过所述通孔并朝向所述食品吹送冷流体的装置， 该方法的特征在于，在隧道的所有或一部分运行期间和/或在隧道的所有或一部分停运期间，以下述方式对所有或一部分通孔进行清扫： -通道网络（C)可用于在设有通孔的顶板的上方和/或在设有通孔的底板的下方分布吹送气体，所有或一部分通道设置有喷射孔或喷射管，所述喷射孔或喷射管在该网络中的定位使得有可能将吹送气体引向该板中的通孔， -向所述通道网络供给吹送气体，以便同时清扫所有或一部分通孔，优选地清扫所有通孔。
【文档编号】A23L3/36GK103841841SQ201280048374
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年9月4日 优先权日:2011年10月5日
【发明者】T·杜布勒尔, D·帕捷 申请人:乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司