用于施行两种低温液体的喷射来冷却和/或深度冷冻产品的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于在冷却装置中冷却材料、尤其是食品的方法，所述冷却完全或部分通过使所述材料与低温液体相接触而执行。所述方法的特征在于通过喷射两种低温液体——氮和CO2——来执行所述接触。液氮和液态CO2要么分开喷射到所述装置的至少两个喷射点中，要么通过在所述喷射点处混合两种低温流体而喷射。本发明专利技术在所采用的装置为混合、批量混合或研磨腔室的情况下有用，其中在所述腔室的底部执行向所述材料体部内的喷射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于利用低温液体来冷却和/或深度冷冻一腔室的内容物的方法的领域。本专利技术尤其涉及在以下类型的装置中冷却食品隧道、混合器、搅拌器、研磨器或揉面器、搅乳器、鼓(书面语言中为“滚筒”)等，该装置的内容物然后可成为固态或糊状一如肉的情况，或者成为液体。
技术介绍
尽管在下文中更具体地说明食品的情形，但本专利技术决不应局限于它们的情形，本专利技术更加普遍地涉及许多其它产品，且尤其是经历此类低温冷却操作的化学品、生物产品、干细胞等。 在下文中，更详细地描述研磨搅拌器的情形以便更好地理解所面临的问题的概念。在此类使用低温液体来冷却研磨搅拌器中的食品的应用中，优选使用CO2,原因在于其在状态变化时传递大量制冷量的能力。考虑肉混合器的示例，公知存在大量与使用液态CO2——尤其是通过喷射到搅拌器的底部中——来改善低温液体与肉之间的热交换条件有关的文献。例如，参见文献US4476686 和 EP744578。在肉领域的应用实际上相当广泛并标志着(所涉及的产品范围很宽，例如碎牛肉(牛肉，小牛肉)、肉末、绞肉(香肠等)、碎禽肉(奶酪火腿、炸块等))搅拌器中的温度控制必须非常有效的领域-需要补偿与混合和切碎有关的机械加热；-希望获得适合随后的加工的质地。但应注意，由于若干原因，该行业对研磨搅拌器的温度控制的需求指向液氮的使用。不过公知对于液氮而言，状态变化时的制冷量的利用率为对于CO2的情况下的一半。在下文中，随后归纳用于在此类搅拌器中高位或低位喷射CO2或氮的方法的主要特征。高位COo啼射:-仅利用CO2的固相，但冷冻效率在20bar下有利地为64kcal/kg。-该技术要求最佳进料水平并需要出料喇叭筒(喷射器)的数量适于将干冰沉积在肉的整个表面上而不形成成团的干冰，但必须了解高位喷射方案较容易。-其特征在于固态肉/固态干冰相非常容易混合，干冰在产品的中心生成。-该技术仍具有萃取干冰的风险，因此优选采用溢流萃取法。-该技术通常局限于小型混合器和小的产量(通常每年不足100吨)。-CO2还具有抑制细菌效果，其限制了微生物的生长。筒位氣喷射:-如上所述，该技术受在I.5bar下约为36kcal/kg的低冷冻效率限制。-其特征还在于该技术具有冷点的风险并因此难以分配。-因此，高位氮喷射使得需要监控和控制低喷射压力。-由于所有这些原因，应注意，高位氮喷射使用得不是很多。低位CO2和氮喷射它使得可利用低温流体的状态变化的潜热以及气体的一部分比热。气体的这种利用取决于与产品的接触时间。尽管在高位喷射中液氮与CO2相比具有很大的冷冻效率障碍，但在低位喷射中，氮的冷冻效率接近CO2的冷冻效率(气体与产品之间的接触时间使得可利用这些气体)。此外，氮具有提供了比CO2低得多的脂肪与水的溶解度的优点。在低位氮喷射中，所观察到的流体消耗比低位CO2喷射大20%左右。 在本申请全文中，应理解，并且这是本专利技术的目的之一，能够具备一种用于在此类装置中且尤其在低位喷射流体的搅拌器中冷却产品的新颖方法将是有利的，该方法使得能够更好地利用气体且尤其是使得可利用在现有方法中目前未被利用的气体的部分。
技术实现思路
如在下文中将更详细地看到的，用于利用与产品相接触的低温液体在冷却装置中冷却产品的根据本专利技术的方法的特别之处在于，由于不是喷射单一流体而是喷射两种流体——液氮和液态CO2——并通过CO2与氮之间的制冷量/负大卡(frigorie)交换而将获得气体的更好利用，根据本专利技术，液氮和液态CO2可在所述装置的至少两个喷射点分开喷射，或者通过在喷射点本身执行混合而喷射。通过再次理解在搅拌器中的低位喷射的示例的情形中的概念，根据本专利技术的用于利用在腔室的底部中的材料团块内喷射的低温液体冷却被容纳在该腔室(混合器、搅拌器、研磨器等类型)中的产品团块的方法的特别之处在于，由于两种流体一氮和co2—而不是单一流体的喷射，并且通过CO2与氮之间的制冷量交换，将获得气体的更好利用。因此，本专利技术涉及一种用于利用在腔室的底部中的材料团块内喷射的低温液体在冷却装置中冷却产品、尤其是食品的方法，所使用的装置为混合器、搅拌器或者研磨器或揉面器类型的腔室，所述腔室可容纳待冷却的产品的团块，其特征在于，将两种低温液体——氮和CO2—喷射到所述腔室的底部中的材料团块内，所述液氮和所述液态CO2要么在所述装置的至少两个喷射点分开喷射，要么通过在至少一个喷射点就地产生混合物而喷射。应注意，在大量与将低温液体喷射到低温冷却装置中有关的文献当中，发现文献EP1887296涉及用于供应产品冷却装置的低温混合物的生产。该文献认为经由分开的路线喷射不同流体是不理想的，其推荐在冷却腔室上游产生混合物并喷射该预先制成的混合物，该混合物然后通过使用上游混合腔室等而以很常见的方式与致冷剂(气态和/或液态和/或固态致冷剂)混合。下文将尤其经由比较示例而且经由极为有效的在搅拌器型装置上的连接点处产生混合物的方法证实，该文献所作出的分析在低位喷射的搅拌器的情形中是错误的一方面分开喷射液氮和液态CO2而另一方面通过在搅拌器上的喷射点处产生混合物而低位喷射液氮和液态CO2的混合物提供了良好的结果，并且通过CO2与氮之间的制冷量交换有效地实现了气体的更好利用。根据本专利技术的方案之一，在所述腔室的顶部另外设有强制对流系统，所述强制对流系统使得可回收并利用低温液体的低位喷射所致的冷气体的冷冻能力。该强制对流系统可利用例如风扇或者利用涡轮形成，例如，举例而言，配设有5个倾斜45 °的叶片的O. 38kff型风扇。根据本专利技术的实施方法之一，通过在所述装置的至少一个喷射点产生所述混合物而在所述喷射点喷射氮和CO2这两种低温液体，所使用的喷射器使得可以在所述喷射点处执行所述两种液体之间的制冷量交换。根据这种在喷射点处执行混合的方案的形式之一，所使用的喷射器是同心、双管式喷射器，液态CO2优选经过外管(“最冷”温度经过内侧，“最高”温度经过外侧，与环境温 度相接触)。根据这种在喷射点处执行混合的方案的另一形式，所使用的喷射器为同心、三管式喷射器，优选地采用以下方式使用流体-液氮经过内管；-液态CO2进入第一管和与第一管同心的第二管之间的环形空间；-液氮进入最外侧的第三管和与第三管同心的第二管之间的环形空间。如下文将更好地说明的，申请人进行的实验清楚表明，喷射两种低温液体而不是一种液体对支配这种冷却方法的若干参数和性能有积极作用。在绝不受申请人以下提出的说明限制的前提下，可认为很有利地发生以下现象。两种低温液体被喷射到所述装置中，并且CO2与氮之间发生制冷量交换，所述交换如将要可见的那样非常有价值。尤其是见证了所形成的干冰的过冷却(sous-refroidissement)(公知在大气压下，所喷射的液态CO2转化为干冰和气体形式)，该过冷却增加了向产品传递制冷量的能力。此外，通过考虑混合器、搅拌器等中的此类低位喷射情形，在此很可能见证以下事实液氮通过将其热量/卡路里释放到产品中而在装置顶部产生具有非常低的温度的气体，并且朝装置顶部上升的气态CO2随后在与该气体顶部空间(ciel)中存在的极冷的氮气相接触时固化，该干冰可再次返回而与产品相接触并将其制冷量传递至该产品(以与“高位喷射”方法中相同的方式)。此外，应理解，对这种混合器的顶部增加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.08 FR 09587351.一种用于利用在腔室的底部中的材料团块内喷射的低温液体在冷却装置中冷却产品、尤其是食品的方法，所使用的装置为混合器、搅拌器或者研磨器类型的腔室，所述腔室能够容纳待冷却的产品的团块，所述方法的特征在于，在所述腔室的底部中的所述材料团块内喷射两种低温液体一氮和CO2,所述液氮和所述液态CO2要么在所述装置的至少两个喷射点处分开喷射，要么通过在至少一个喷射点就地产生混合物而喷射。2.如权利要求2所述的冷却方法，其特征在于，在所述腔室的顶部中另外设有强制对流系统，所述系统使得能够回收并利用所述低温液体的低位喷射所致的冷气体的冷冻能力。3.如前述权利要求中任一项所述的冷却方法，其特征在于，通过在所述装置的至少一个喷射点产生所述混合物而在所述喷射点喷射氮和CO2这两种低温液体，所使用的喷射器使得能够在所述喷射点处执行所述两种液体之间的制冷量交换。4.如权利要求3所述的冷却方法，其特征在于，所使用的喷射器...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·库赞，N·法松，W·弗雷德里克，P·科瓦卢斯基，M·佩罗特米诺，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：