ITUB20153888A1

ITUB20153888A1 - PROCEDURE FOR THE OPERATION OF A THERMAL BLAST CHILLER FOR FOODSTUFFS

Info

Publication number: ITUB20153888A1
Application number: ITUB2015A003888A
Authority: IT
Inventors: Alberto Italo Spinetti
Original assignee: Castel Mac Spa
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2017-03-25

Description

PROCEDIMENTO DI AZIONAMENTO DI UN ABBATTITORE TERMICO PROCEDURE FOR OPERATING A BLAST CHILLER

PER PRODOTTI ALIMENTARI FOR FOOD PRODUCTS

Il presente trovato concerne procedimento di azionamento di un abbattitore termico per prodotti alimentari. The present invention relates to a method for operating a heat blast chiller for food products.

In particolare la presente invenzione si riferisce ad un abbattitore per prodotti alimentari che permette di ottenere un controllo delle temperatura dei prodotti da trattare termicamente, in particolare prevenendo la formazione di ghiaccio sulla loro superficie. In particular, the present invention refers to a blast chiller for food products which allows to obtain a control of the temperature of the products to be thermally treated, in particular by preventing the formation of ice on their surface.

L'abbattimento termico prevede il raffreddamento rapido di un prodotto alimentare fino ad una temperatura al cuore di circa 3°C oppure ad una temperatura di -18°C per la surgelazione. Thermal blast chilling involves the rapid cooling of a food product up to a core temperature of about 3 ° C or to a temperature of -18 ° C for freezing.

Lo scopo di tale raffreddamento rapido è prevalentemente quello di ridurre la proliferazione batterica e quello di prevenire la formazioni di macrocristalli di ghiaccio nel prodotto durante la sua surgelazione. The purpose of this rapid cooling is mainly to reduce bacterial proliferation and to prevent the formation of ice macrocrystals in the product during its freezing.

Un abbattitore oggi noto prevede una camera per il prodotto la cui temperatura è da abbattere, essendo tale camera in comunicazione termica con un organo di refrigerazione . A blast chiller known today provides a chamber for the product whose temperature is to be reduced, as this chamber is in thermal communication with a refrigeration member.

Una sonda di temperatura è posta all'interno della camera per rilevare la variazione di temperatura derivante dall'azione frigorifera che, in uso, è ingenerata dall'organo di refrigerazione. A temperature probe is placed inside the chamber to detect the temperature variation deriving from the refrigeration action which, in use, is generated by the refrigeration unit.

L'organo di refrigerazione viene tradizionalmente dimensionato per sopperire al massimo carico termico che gli può essere richiesto in uso. The refrigeration unit is traditionally sized to cope with the maximum thermal load that may be required in use.

Inoltre, tale abbattitore tradizionale prevede un organo di ventilazione che è atto ad ottenere uno scambio termico per convezione forzata tra il prodotto e l'organo di refrigerazione. Furthermore, this traditional blast chiller provides a ventilation member which is suitable for obtaining a heat exchange by forced convection between the product and the refrigeration member.

Il funzionamento di tale abbattitore tradizionale prevede, all'attivazione, il funzionamento in continuo dell'organo di ventilazione ed il funzionamento intermittente dell'organo di refrigerazione. The operation of this traditional blast chiller provides, upon activation, the continuous operation of the ventilation member and the intermittent operation of the refrigeration member.

In particolare, l'azionamento dell'organo di refrigerazione è asservito alla temperatura rilevata nella camera dalla sonda. In particular, the operation of the refrigeration member is enslaved to the temperature detected in the chamber by the probe.

Particolarmente per prodotti da trattare aventi una piccola massa, oppure una bassa temperatura iniziale, questo abbattitore tradizionale tende a portare la temperatura media della camera ad un valore inferiore rispetto a quello di progetto predefinito per l'abbattimento richiesto. Particularly for products to be treated having a small mass, or a low initial temperature, this traditional blast chiller tends to bring the average temperature of the chamber to a lower value than the predetermined value for the required blast chilling.

Ciò può portare all'indesiderata formazione di cristalli di ghiaccio sulla superficie del prodotto in trattamento. This can lead to the undesirable formation of ice crystals on the surface of the product being treated.

Il problema alla base della presente invenzione è quello di ottenere un abbattimento con un controllo più preciso della temperatura del prodotto. The problem underlying the present invention is that of obtaining a reduction with a more precise control of the temperature of the product.

Compito principale del presente trovato consiste nel realizzare un procedimento di azionamento di un abbattitore termico per prodotti alimentari che ponga soluzione a tale problema risolvendo i lamentati inconvenienti dei procedimenti di azionamento dell'abbattitore tradizionale sopra descritto. The main aim of the present invention is to provide a method for operating a heat blast chiller for food products which solves this problem by solving the complained drawbacks of the methods for operating the traditional blast chiller described above.

Nell'ambito di tale compito è scopo del presente trovato proporre un procedimento di azionamento di un abbattitore che prevenga la formazione di cristalli di ghiaccio sulla superficie del prodotto da raffreddare. Un altro scopo del presente trovato consiste nel realizzare un procedimento di azionamento di un abbattitore che permette di ottenere una migliore efficienza di refrigerazione del prodotto da raffreddare. Within this aim, the object of the present invention is to propose a method for activating a blast chiller which prevents the formation of ice crystals on the surface of the product to be cooled. Another object of the present invention is to provide a method for activating a blast chiller which allows to obtain a better refrigeration efficiency of the product to be cooled.

Ancora uno scopo del trovato consiste nel proporre un procedimento di azionamento di un abbattitore facilmente applicabile ad abbattitori tradizionali. Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno nel seguito sono raggiunti da un procedimento di azionamento di un abbattitore termico per prodotti alimentari secondo la rivendicazione 1 allegata. Another object of the invention is to propose a method for activating a blast chiller which can be easily applied to traditional blast chillers. This aim, as well as these and other objects which will become clearer in the following, are achieved by a process for activating a heat blast chiller for food products according to the attached claim 1.

Caratteristiche di dettaglio di un procedimento di azionamento di un abbattitore termico per prodotti alimentari secondo il trovato sono riportate nelle corrispondenti rivendicazioni dipendenti. Detailed characteristics of a method for operating a heat blast chiller for food products according to the invention are reported in the corresponding dependent claims.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva di un procedimento di azionamento di un abbattitore termico per prodotti alimentari secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nelle unite tavole di disegni, in cui; Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of a preferred but not exclusive embodiment of a method for operating a heat blast chiller for food products according to the invention, illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings, in which;

- la figura 1 illustra un esempio di andamento delle temperature durante il funzionamento di un abbattitore operante secondo il procedimento oggetto della presente invenzione,* - Figure 1 illustrates an example of temperature trends during the operation of a blast chiller operating according to the process object of the present invention, *

- la figura 2 illustra uno schema di flusso esemplificativo del procedimento secondo la presente invenzione; Figure 2 illustrates an exemplary flow chart of the process according to the present invention;

- la figura 3 illustra uno schema di un abbattitore termico per prodotti alimentari. - figure 3 shows a diagram of a heat blast chiller for food products.

Con particolare riferimento alle figure citate, è descritto un procedimento di azionamento di un abbattitore 100 termico per prodotti alimentari. With particular reference to the aforementioned figures, a process for activating a thermal blast chiller 100 for food products is described.

L'abbattitore 100, in modo di per sé tradizionale, è dotato di una camera 110 per un prodotto P da raffreddare e comprende: The blast chiller 100, in a traditional way, is equipped with a chamber 110 for a product P to be cooled and comprises:

- una sonda di temperatura 120 predisposta per rilevare la temperatura ambientale Ta nella camera 110; - a temperature probe 120 arranged to detect the ambient temperature Ta in chamber 110;

- un organo di refrigerazione 130, che preferibilmente comprende un evaporatore di una macchina frigorifera 140, posto in comunicazione termica con la camera 110 per raffreddarne l'ambiente; - a refrigeration member 130, which preferably comprises an evaporator of a refrigeration machine 140, placed in thermal communication with the chamber 110 to cool the environment;

- un organo di ventilazione 150, vantaggiosamente comprendente almeno un ventilatore atto in uso a soffiare un flusso d'aria sull'organo di refrigerazione 130, per operare una trasmissione di calore per convezione forzata tra l'organo di refrigerazione 130 ed un prodotto P posto, in uso, nella camera 110 dell'abbattitore 100. - a ventilation member 150, advantageously comprising at least one fan adapted in use to blow a flow of air onto the refrigeration member 130, to operate a transmission of heat by forced convection between the refrigeration member 130 and a product P placed , in use, in the chamber 110 of the blast chiller 100.

Preferibilmente, 1'abbattitore 100 comprende anche un dispositivo di controllo 160 connesso almeno alla sonda di temperatura 120 ed all'organo di refrigerazione 130, o alla macchina frigorifera 140, per azionare quest'ultimo o quest 'ultima in funzione della temperatura rilevata dalla sonda di temperatura 120. Preferably, the blast chiller 100 also comprises a control device 160 connected at least to the temperature probe 120 and to the refrigeration member 130, or to the refrigeration unit 140, to operate the latter or the latter according to the temperature detected by the probe. temperature 120.

Vantaggiosamente, 1'abbattitore 100 comprende anche un sensore di temperatura 170 posto in comunicazione termica con l'organo di refrigerazione 130 per rilevarne la temperatura e con il dispositivo di controllo 160 per trasmettere a quest'ultimo la temperatura rilevata. Advantageously, the blast chiller 100 also comprises a temperature sensor 170 placed in thermal communication with the refrigeration member 130 to detect its temperature and with the control device 160 to transmit the detected temperature to the latter.

In modo di per sé tradizionale, il procedimento di azionamento in questione prevede l'attivazione dell'organo di refrigerazione 130 se la temperatura ambientale Ta rilevata dalla sonda di temperatura 120 è maggiore di una temperatura di soglia STD e la disattivazione dell'organo di refrigerazione 130 se la temperatura ambientale Ta è minore di una temperatura di soglia STD. In a traditional way, the actuation process in question provides for the activation of the refrigeration member 130 if the ambient temperature Ta detected by the temperature probe 120 is higher than a threshold temperature STD and the deactivation of the refrigeration member 130 if the ambient temperature Ta is lower than a threshold temperature STD.

In alternativa, il procedimento può prevedere l'attivazione dell'organo di refrigerazione 130 se la temperatura ambientale Ta rilevata dalla sonda di temperatura 120 è maggiore della temperatura di soglia STD di un predefinito primo differenziale e la disattivazione dell'organo di refrigerazione 130 se la temperatura ambientale Ta è minore di una temperatura di soglia STD. Alternatively, the method can provide for the activation of the refrigeration unit 130 if the ambient temperature Ta detected by the temperature probe 120 is greater than the threshold temperature STD of a predefined first differential and the deactivation of the refrigeration unit 130 if the ambient temperature Ta is less than a threshold temperature STD.

In accordo con la presente invenzione, il procedimento di azionamento di un abbattitore 100 termico per prodotti alimentari di cui trattasi prevede che il valore della temperatura di soglia STD viene fatto variare in funzione dal valore minimo della temperatura ambientale Ta raggiunto nella camera 110 durante l'ultima fase di disattivazione dell'organo di refrigerazione 130. In accordance with the present invention, the actuation process of a thermal blast chiller 100 for food products in question provides that the value of the threshold temperature STD is made to vary according to the minimum value of the ambient temperature Ta reached in the chamber 110 during the last phase of deactivation of the refrigeration unit 130.

In altre parole, secondo la presente invenzione, all'attivazione dell'abbattitore 100, al valore della temperatura di soglia STO viene assegnato un valore iniziale STDO impostato e/o impostabile da un operatore prima dell'attivazione dell'abbattitore 100 e, successivamente, a seguito di ciascuna disattivazione dell'organo di refrigerazione 130 conseguente ad un abbassamento della temperatura ambientale Ta al di sotto della temperatura di soglia STD, alla quale può essere sommato o sottratto un differenziale come sopra detto, se |STDi-Tmin| > DFC2 allora alla temperatura di soglia STD è assegnato un valore aggiornato STDi dato da STDi = STD(i-l) [STD{i-1) - Tmin ] / DFC1 altrimenti per la temperatura di soglia STD viene mantenuto il medesimo valore. In other words, according to the present invention, upon activation of the blast chiller 100, the value of the threshold temperature STO is assigned an initial value STDO set and / or settable by an operator before the activation of the blast chiller 100 and, subsequently, following each deactivation of the refrigeration unit 130 resulting from a lowering of the ambient temperature Ta below the threshold temperature STD, to which a differential can be added or subtracted as mentioned above, if | STDi-Tmin | > DFC2 then the STD threshold temperature is assigned an updated STDi value given by STDi = STD (i-l) [STD {i-1) - Tmin] / DFC1 otherwise the same value is maintained for the STD threshold temperature.

Ove: Where:

- STD(i-1) è l'ultimo valore assegnato alla temperatura di soglia STD; - STD (i-1) is the last value assigned to the STD threshold temperature;

- DFC1 è un parametro di correzione avente un valore predefinito; - DFC1 is a correction parameter having a predefined value;

DFC2 è un parametro di zona morta avente un predefinito valore; DFC2 is a dead zone parameter having a predefined value;

- Tmin è il valore minimo assunto da detta temperatura ambientale Ta durante l'ultimo periodo nel quale detto organo di refrigerazione 130 è stato disattivato. - Tmin is the minimum value assumed by said ambient temperature Ta during the last period in which said refrigeration member 130 was deactivated.

Prove di laboratorio hanno evidenziato che la maggiore efficacia è ottenuta quando preferibilmente il parametro di correzione DFC1 ha un valore compreso tra 1 e 20 essendo il valore delle temperature espresso in gradi centigradi. Laboratory tests have shown that the greatest efficacy is obtained when preferably the correction parameter DFC1 has a value between 1 and 20 being the value of the temperatures expressed in degrees centigrade.

Per lo stesso motivo, il parametro di zona morta DFC2 ha vantaggiosamente un valore compreso tra 0°C e 5°C quando il valore delle temperature è espresso in gradi centigradi. For the same reason, the dead zone parameter DFC2 advantageously has a value between 0 ° C and 5 ° C when the temperature value is expressed in degrees centigrade.

Operando un abbattitore secondo il procedimento oggetto della presente invenzione si è verificata una drastica riduzione del rischio di formazione di cristalli di ghiaccio sulla superficie di prodotti da raffreddare, a valori prossimi a 3°C. By operating a blast chiller according to the process object of the present invention, there has been a drastic reduction in the risk of ice crystal formation on the surface of the products to be cooled, to values close to 3 ° C.

In pratica, all'attivazione dell'abbattitore 100 con un prodotto P posto nella camera 110, la temperatura Ta rilevata dalla sonda di temperatura 120 nella camera 110 diminuisce. In practice, when the blast chiller 100 is activated with a product P placed in the chamber 110, the temperature Ta detected by the temperature probe 120 in the chamber 110 decreases.

Quando il valore di Ta scende sotto il valore iniziale STD0 della temperatura di soglia STD, l'organo di refrigerazione 130 viene disattivato. When the value of Ta falls below the initial value STD0 of the threshold temperature STD, the refrigeration unit 130 is deactivated.

A seguito di ciò, dopo un breve periodo di discesa della temperatura ambientale Ta, per effetto dell'inerzia termica, essa risale dopo aver raggiunto un valore minimo Tmin che nell'esempio di figura 1 è indicato con Tminl. As a result, after a short period of descent of the ambient temperature Ta, due to the effect of thermal inertia, it rises again after reaching a minimum value Tmin which in the example of figure 1 is indicated with Tminl.

Ora, se il modulo della differenza STD - Tmin è inferiore al valore del parametro di zona morta DFC2 allora non viene modificato il valore della temperatura di soglia STD. Now, if the module of the difference STD - Tmin is lower than the value of the dead zone parameter DFC2 then the value of the STD threshold temperature is not modified.

Altrimenti, il valore della temperatura di soglia STD viene aggiornato secondo la formula sopra indicata. Quando la temperatura ambientale Ta risale oltre alla temperatura di soglia STD, alla quale è eventualmente sommato differenziale di isteresi, l'organo di refrigerazione viene riattivato sino a che la temperatura ambientale Ta scende oltre alla temperatura di soglia STD. Otherwise, the STD threshold temperature value is updated according to the above formula. When the ambient temperature Ta rises beyond the threshold temperature STD, to which the hysteresis differential is possibly added, the refrigeration unit is reactivated until the ambient temperature Ta falls beyond the threshold temperature STD.

Chiaramente invece della temperatura di soglia si può avere tale temperatura corretta con un differenziale come sopra già prospettato. Clearly, instead of the threshold temperature, it is possible to have this temperature corrected with a differential as already mentioned above.

A seguito del nuovo abbassamento della temperatura ambientale Ta sotto alla temperatura di soglia STD l'organo di refrigerazione 130 viene nuovamente disattivato e, in modo del tutto analogo a quanto sopra descritto, la temperatura ambientale Ta raggiunge un valore minimo Tmin, che nell'esempio di figura 1 è indicato come Tmin2, per poi risalire così che si ripetono ciclicamente le operazioni sopra indicate. Pare quindi chiaro che un procedimento secondo la presente invenzione, tenendo conto dell'effettiva temperatura minima raggiunta dall'ambiente nella camera 110 permette di compensare l'effetto di deriva termica dell'abbattitore e della massa e/o temperatura del prodotto trattato. Following the new lowering of the ambient temperature Ta below the threshold temperature STD, the refrigeration unit 130 is again deactivated and, in a completely similar way to what has been described above, the ambient temperature Ta reaches a minimum value Tmin, which in the example in Figure 1 it is indicated as Tmin2, to then go up again so that the operations indicated above are repeated cyclically. It therefore seems clear that a process according to the present invention, taking into account the actual minimum temperature reached by the environment in the chamber 110, allows to compensate for the effect of thermal drift of the blast chiller and of the mass and / or temperature of the treated product.

Si è quindi constatato come un procedimento secondo il presente trovato raggiunga il compito e gli scopi preposti. It has therefore been found that a method according to the present invention achieves the intended aim and objects.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito di tutela delle rivendicazioni allegate. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the protection of the attached claims.

Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. Furthermore, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.

In pratica, i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni contingenti, potranno essere variati a seconda delle esigenze contingenti e dello stato della tecnica. In practice, the materials used, as well as the contingent shapes and dimensions, may be varied according to the contingent requirements and the state of the art.

Ove le caratteristiche costruttive e le tecniche menzionate nelle seguenti rivendicazioni siano seguite da segni o numeri di riferimento, tali segni o numeri di riferimento sono stati apposti con il solo scopo di aumentare l'intelligibilità delle rivendicazioni stesse e, di conseguenza, essi non costituiscono in alcun modo limitazione all'interpretazione di ciascun elemento identificato, a titolo puramente di esempio, da tali segni o numeri di riferimento. Where the construction features and techniques mentioned in the following claims are followed by reference marks or numbers, these reference marks or numbers have been affixed with the sole purpose of increasing the intelligibility of the claims themselves and, consequently, they do not constitute in no way limitation to the interpretation of each element identified, by way of example only, by such signs or reference numbers.

Claims

CLAIMS 1, Operation process of a thermal blast chiller {100) for food products where said blast chiller {100) is equipped with a chamber (110) for a product {P) to be cooled and comprises: - a temperature probe {120) arranged to detect the ambient temperature Ta in said chamber (HO); a refrigeration member {130) placed in thermal communication with said chamber (HO) to cool the environment; - a ventilation member {150) for operating a heat transmission by forced convection between said refrigeration member (130) and a product {P) placed, in use, in the chamber {110); said actuation process providing for the activation of said refrigeration member {130) if the ambient temperature Ta detected by said probe is greater than a threshold temperature STD and the deactivation of said refrigeration member {130) if said ambient temperature Ta is less than a threshold temperature STD; characterized in that the value of said threshold temperature STD, upon activation of said blast chiller (100), has an initial value STD0 set and / or settable by an operator before the activation of said blast chiller {100) and, subsequently of each deactivation of said refrigeration member {130) consequent to a lowering of said ambient temperature Ta below said threshold temperature STD, if | STDi - Tmin | > DFC2 then to said threshold temperature STD is assigned an updated value STDi given by STDi = STD (i-1) [STD {i-1) -Tmin] / DFC1 where; STD (i-1) is the last value assigned to said threshold temperature STD; - DFC1 is a correction parameter having a predefined value; DFC2 is a dead zone parameter having a predefined value; - Tmin is the minimum value assumed by said ambient temperature Ta during the last period in which said refrigeration unit (130) was deactivated.

2. Process according to claim 1 characterized in that said correction parameter DFC1 has a value between 1 and 20 being the value of said temperatures expressed in degrees centigrade.

3. Process according to one of the preceding claims characterized in that said dead zone parameter DFC2 has a value between 0 ° C and 5 ° C being the value of said temperatures expressed in degrees centigrade.