用于改善鼓風冷凍機隧道中的結冰問題的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于通過鼓吹到隧道中的射流來冷卻食品的方法和設備，該隧道包括：用于將食品運送到隧道中的運送裝置；至少一個板，該板面向運送裝置設置并且設有通孔，該板位于運送裝置的上方和/或下方；和至少一個用于穿過通孔并向食品吹送冷流體的裝置，其特征在于，在隧道的所有或部分運行期間和/或在隧道的所有或部分停運期間，利用允許吹送氣體面對所有通孔的分布的通道網絡進行所述通孔中所有或部分通孔的清掃操作。
【專利說明】用于改善鼓風冷凍機隧道中的結冰問題的系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及利用低溫液體例如液氮的直接或間接注入而在隧道式設備中冷卻食品的方法的領域。
【背景技術】
[0002]通常，這種隧道包括:
[0003]-設置有入口和出口的隔熱室；
[0004]-用于在入口和出口之間輸送產品的裝置；
[0005]-用于將低溫液體引入隔熱室中的裝置，以使產品與該液體直接接觸(通常，這種供給裝置包括用于將液體噴射到產品上的總管)或者通過將冷凍劑注入隧道內的散熱器中而使產品與該液體間接接觸(這在本領域通常稱為“冷電池”)，冷量到產品的傳遞受到與隧道內部空氣的交換的影響，該交換是通過與每個電池關聯(lián)的通風裝置的作用而進行的；
[0006]-以及，能夠將冷氣吹到經過的產品上的通風裝置。
[0007]食品工業(yè)一直在尋求一種經濟上越來越有效并且尤其是越來越緊湊(占用地面上的最小表面區(qū)域)的設備。在許多情況下，這可能在不投資新的建筑的情況下提高指定地點的產能。因此，為了在減少設備占用的空間的同時提高產能，近來的冷凍器隧道提供了越來越復雜的技術。
[0008]為此，近來的高性能設備必須提高與待冷凍產品的熱傳遞系數(shù)。在用冷氣通風將冷量從冷源傳遞至產品的情況下，常用的技術包括提高該冷氣的速度。然后對冷氣加壓并以直接撞擊到產品上的射流的形式(食品工業(yè)中通常稱為“沖擊”)將其注入。熱傳遞系數(shù)因此非常高,并且每單元表面積的制冷能力也非常高。文獻EP1449443A1示出這種撞擊的現(xiàn)有技術。
[0009]但是，這種非常有益的技術具有缺陷和技術困難。當通風系統(tǒng)的特征已經被通風系統(tǒng)的污染物(霜或其他沉積物)修改時，通風功率通常難以控制，在工作若干小時后尤其如此。
[0010]而且，空氣流速和通風速度非常高，并且觀察到冷氣的分布不對稱，這使得空氣在設備的一側進入并在另一側排出。
[0011]已經證實，霜主要來自于外部空氣的滲透。這些從生產車間到冷凍器隧道中的空氣滲透當然伴隨著水蒸汽(來自空氣的濕氣)的進入，該水蒸汽將以霜的形式沉積在機器內。因此，對氣體平衡的不良控制不僅引起過度制冷和額外的生產成本，還加速污染了用于給產生鼓風射流的板和可能安裝有的熱交換器通風的系統(tǒng)，這引起了該現(xiàn)象的自我放大。
[0012]在文獻中已提出各種通過限制空氣進入來改善過度結霜情況的方案，尤其是:
[0013]-在隧道入口/出口處建立緩沖區(qū):該方案著手解決在這種隧道中觀察到的現(xiàn)象之一，即，當射流高速撞擊在唯一的板上時，一些冷空氣被排出到隧道之外，隧道中的空氣量是不變的，這自動形成了暖空氣的滲透。然后，產品被裝載到其中的隧道區(qū)域作為引導空氣流但是不會大量減少空氣滲透的“管道”。[0014]在一種情況下，一個(或多個)緩沖區(qū)域位于裝載區(qū)域的緊下游，并且在第二種情況下位于隧道出口的緊上游，不通風的緩沖區(qū)通過隧道外殼的擴大(在冷凍器的入口和出口處，每個區(qū)域從50cm擴大到1.5m),從而在每側形成了抑制氣體速度的死角，這自然減少了空氣的進入和冷氣的排出。但是，該系統(tǒng)的主要缺點是，增加了機器的整體尺寸，這與采用鼓風射流最初追求的效果相悖。
[0015]-使用物理屏障:該方案包括將塑料或不銹鋼屏障放置在設備的入口/出口處。這些屏障事實上限制了空氣的進入和冷氣的排出。然而，雖然它們更有效，但是它們因此阻止了空氣進入冷凍器。實際中，它們通常幾乎是無效的，因為由于位于食品通道中，它們并不能真正地封閉入口 /出口。此外，當它們接觸到經過的食品時，它們有時會產生衛(wèi)生問題。
[0016]-使用氣體屏障:該方案包括在隧道入口和出口處安裝用于將適于補償失衡的空氣吹入隧道的系統(tǒng)。當失衡非常小時，該系統(tǒng)有時可以給出滿意的結果，但是另一方面，當補償中等至高度失衡時，該系統(tǒng)沒有顯示出重新建立冷氣平衡的能力。
[0017]然而，在食品工業(yè)中，必須牢記的事實是，濕氣的其中一個進入源也與進入的食品本身包含的一些水的蒸發(fā)有關，對于某些進入的食品尤其如此。因此，霜在鼓風孔處出現(xiàn)的速度或快或慢，但是它總是會出現(xiàn)，而且注入的氣體的流速隨著時間的推移而減小，就像機器的熱效率一樣。
[0018]然后，已知的是，在文獻中提出了其他類型的方案，尤其是:
[0019]-在支承孔的板上增加振動源。如果振動的力量足以將霜分離，該技術可以證明是有利的。
[0020]但是，這些有力的振動本身存在若干缺陷:它們使機器(焊縫、底座，以及例如馬達、溫度探針、傳感器等的電子元件)變差。還必須提到的是，當在非常冷的環(huán)境下操作時，產生振動的系統(tǒng)可能可靠性不足，而且，系統(tǒng)的成本非常高。
[0021]-不時地在提供孔的系統(tǒng)中產生過壓的方案。如果壓力足夠高，該過壓能夠從孔處移除阻塞孔的霜。該技術的缺陷在于其成本:這是因為它需要使用能夠暫時傳輸高功率的特大尺寸的通風系統(tǒng)。
[0022]-使用用于局部加熱孔的電子系統(tǒng)，但是這種應用在實踐中證明是非常困難的。
[0023]因此，應該理解，為了在這種類型的機器中保持良好水平的熱交換，能夠在無需停止或加熱機器的情況下使鼓風孔保持暢通將是有利的。

【發(fā)明內容】

[0024]如下文將較詳細示出的，本發(fā)明著手提出一種新的技術方案，該方案通過具有良好設計和尺寸的、用于分布吹送氣體(例如，空氣)的系統(tǒng)而在不使用機械振動或加熱的情況下防止因為在孔處形成霜導致的堵塞。
[0025]為此，本發(fā)明提出一種用于通過沖擊(鼓風)射流冷卻食品的設備，該設備包括隧道，該隧道包括:
[0026]-用于隧道中的食品的運送裝置；
[0027]-至少一個板，該至少一個板面向運送裝置(在該運送裝置的上方和/或下方)設置并且設有通孔；
[0028]-以及，至少一個用于通過橫穿該通孔并朝向食品鼓風而吹送冷流體的裝置，[0029]該設備包括通道網絡，該通道網絡用于在頂板的上方和/或底板的下方分布吹送氣體，所述頂板和/或底板設有通孔，所述通道中的所有或一些通道設有噴射孔或噴射管，該噴射孔或噴射管在通道網絡中的定位將吹送氣體引向所述板中的通孔，以便同時清掃所述通孔中的所有或一些通孔。
[0030]如已通過閱讀上文所理解的，因而在霜堆積的側面進行吹送:這是因為，實踐中，在這種鼓風隧道中，霜堆積在頂板上方和底板(位于傳送裝置下方、向上噴射冷氣以便沖擊到食品底面上的板)下方，也就是說，因此，吹送發(fā)生在系統(tǒng)中的冷氣的到達側(而不是鼓風射流出現(xiàn)的一側)。
[0031]雖然可以根據(jù)本發(fā)明設想清掃一些孔(例如，孔的80%至90%)，但優(yōu)選的是將吹送網絡定位成有可能清掃所有通孔。
[0032]在本發(fā)明的設備中，設有通孔的板有利地由食品級的不銹鋼制成。這些板是可拆卸的，以便于在操作后對其進行清潔。
[0033]在食品工業(yè)中，有各種不同形式的板，具體地，這些板可以為平面的或者呈V形或波紋形。
[0034]純粹為了示意性目的，板中的通孔還可以具有不同的形式，并且具體地為柱形、圓形、狹槽一可選地斜切(沿板分布的各個通孔或者在板的整個長度上分布的若干狹槽，每個狹槽都幾乎具有板的整個寬度)，或者帶斜切或倒角邊緣的圓錐。
[0035]通常但非限制性的，液體吹送裝置為由馬達驅動的離心風機。
[0036]同樣的，隧道可以使成對的板:頂板和底板，它們平行地位于運送裝置的兩側，至少一個一優(yōu)選地全部兩個一設置有通孔。
[0037]本發(fā)明還涉及一種用于通過隧道中的沖擊射流來冷卻食品的方法，該隧道包括:
[0038]-用于隧道中的食品的運送裝置；
[0039]-至少一個板，該至少一個板相對于運送裝置安放并且設置有通孔，該一個或多個板位于運送裝置的上方和/或下方；
[0040]-以及，至少一個用于通過通孔并朝向食品吹送冷流體的裝置，
[0041]該方法的特征在于，在隧道的所有或一部分運行周期期間和/或在隧道的所有或一些停運周期期間，以下述方式對所有或一些通孔進行清掃:
[0042]-使用通道網絡將吹送氣體分布在頂板的上方和/或底板的下方，該頂板和/或底板設有通孔，所有或一些通道設有噴射孔或噴射管，該噴射孔或噴射管在該網絡中的位置使得該網絡有可能將吹送氣體引向一個或多個板中的通孔；
[0043]-向通道網絡供給吹送氣體，以便同時清掃所有或一些通孔，但優(yōu)選清掃所有通孔。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]附圖1以其不同視圖a)、b)、c)等通過示意性的局部視圖示出了本發(fā)明的一個實施例，在附圖中:
[0045]-沖擊板為呈連續(xù)V形件的波紋不銹鋼板形式，每個V形件都設置有一排槽/孔，所述槽/孔可選地是斜切的；
[0046]-圖1a)示出具有7個V形件和吹送裝置的板的結構，該圖以分解模式示出以便于更好地閱讀(圖1a)中的右側視圖提供了 V形件的細節(jié))；
[0047]-圖1b)示出裝配模式下的板和吹送裝置；
[0048]-圖1c)示出通孔被霜堵塞的情況；
[0049]-而圖1d)示出壓縮空氣射流到達每個V形件中的效果，這使得有可能清掃每個通孔(該附圖中的右側視圖再次提供了 V形件的細節(jié))；
[0050]-圖2以局部示意性視圖示出圖1的維護管的替代實施例，并提供了沖擊板的每個V形件。
【具體實施方式】
[0051]如在圖1a)至Id)中清楚可見的，對于該實施例，設有在一端閉合的、直徑為約40mm的維護管，該維護管沿V形件的在板一側的端部延伸，并且面向每個V形件設有與該維護管連接并向V形件中噴射壓縮空氣的小噴射器或管(在此具有約2-5mm的內徑)。因此，所噴射的空氣將首先接觸并清掃第一孔，然后是第二孔、第三孔等。因此，噴射器根據(jù)所噴射的空氣的壓力和流速在約200-600mm的距離上疏通了成一行的若干孔。
[0052]當需要噴射時(如已經示出的，無論這是在隧道的生產階段還是在其停運階段，以及無論這是由操作人員單獨發(fā)出的命令還是按照預先編程的規(guī)則時間間隔進行，還是基于自動控制器在收到表示孔的堵塞狀態(tài)的信息例如通風設備中的壓力測量值后發(fā)出的指令)，通過空氣射流的力量清除面向各噴射管的積霜，被分離的霜由空氣流帶走，隧道可以繼續(xù)正常運行。
[0053]由于設計壓力，吹送氣體的噴射可以非常短(通常為幾秒，例如在0.2秒和2秒之間)。
[0054]可以通過在保持噴射之間的機器熱效率的同時使噴射之間間隔足夠遠來使壓縮空氣的消耗最優(yōu)化。
[0055]為了限制壓縮空氣噴射器的數(shù)量，孔是對準的，并且壓縮空氣的噴射設置成使得其撞擊成一行的若干孔。
[0056]如上所示，對于本實施例，將單個維護管安裝成位于板的一側，但是，顯然能設想具體根據(jù)沖擊板的尺寸使用若干維護管，其中在板的每一側設置一個，然后沿兩個相對方向進行吹送。
[0057]將需要兩個以上維護管(板的每個端部設置一個，并且例如在板的中間設置一個)的更大的板是非常罕見的，以至于在此不做考慮。
[0058]圖2示出了圖1的維護管的替代實施例的局部示意性視圖，并提供了沖擊板的每個V形件。
【權利要求】
1.用于冷卻食品的設備，該設備通過沖擊射流冷卻食品并且包括隧道，所述隧道包括： -用于隧道中的食品的運送裝置； -至少一個板，該板面對所述運送裝置安放并且設置有通孔，該板位于所述運送裝置的上方和/或下方；以及 -至少一個用于橫穿通孔并朝向該食品吹送冷流體的裝置， 該設備包括通道網絡，該通道網絡用于在設有通孔的頂板上方和/或在設置有通孔的底板下方分布吹送氣體，所有通道或一部分通道設置有噴射孔或噴射管，這些噴射孔或噴射管在所述通道網絡中的定位將吹送氣體引向所述板中的通孔，以便同時清掃這些通孔中的所有通孔或一部分通孔，優(yōu)選地清掃所有通孔。
2.根據(jù)權利要求I所述的設備，其特征在于，所述板為呈連續(xù)V形件的波紋不銹鋼板的形式，每個V形件都設置有一排孔，該排孔可選地是斜切的；該通道網絡包括至少一個維護管，該維護管與每個板相關聯(lián)、在該維護管的一個端部處封閉并且容納V形件的一個端部；該設備包括面向每個V形件的噴射器，該噴射器與該維護管連接并且向與該維護管對應的V形件中噴射吹送氣體。
3.用于冷卻食品的方法，該方法通過沖擊到隧道中的射流來冷卻食品，該隧道包括： -用于隧道中的食品的運送裝置； -至少一個板，該板與所述運送裝置相對地安放并且設置有通孔，該板位于所述運送裝置的上方和/或下方；以及 -至少一個用于通過所述通孔并朝向所述食品吹送冷流體的裝置， 該方法的特征在于，在隧道的所有或一部分運行期間和/或在隧道的所有或一部分停運期間，以下述方式對所有或一部分通孔進行清掃： -通道網絡（C)可用于在設有通孔的頂板的上方和/或在設有通孔的底板的下方分布吹送氣體，所有或一部分通道設置有噴射孔或噴射管，所述噴射孔或噴射管在該網絡中的定位使得有可能將吹送氣體引向該板中的通孔， -向所述通道網絡供給吹送氣體，以便同時清掃所有或一部分通孔，優(yōu)選地清掃所有通孔。
【文檔編號】A23L3/36GK103841841SQ201280048374
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年9月4日 優(yōu)先權日:2011年10月5日
【發(fā)明者】T·杜布勒爾, D·帕捷 申請人:喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司