IT201900008559A1 - Apparato di trattamento termico di prodotti - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“Apparato di trattamento termico di prodotti”

La presente invenzione ha per oggetto un apparato di trattamento termico di prodotti alimentari e/o non alimentari (che potrebbero essere prodotti solidi, liquidi, ecc.). Ad esempio permette di eseguire una cottura e/o pastorizzazione e/o sterilizzazione dei prodotti in particolare per migliorare la conservazione dei prodotti. Tale apparato è anche noto come autoclave.

E’ noto un apparato di pastorizzazione/sterilizzazione comprendente un serbatoio in cui, uno dopo l’altro, sono caricati più cesti contenenti i contenitori a loro volta riempiti con i prodotti alimentari. Internamente al serbatoio sono presenti ugelli che introducono getti fluidi riscaldati che permettono di aumentare la temperatura dei prodotti alimentari al fine di ottenere la pastorizzazione/sterilizzazione.

Al fine di migliorare il trattamento termico è importante che i prodotti alimentari vengano anche movimentati durante il riscaldamento. Ciò è ottenuto mediante una catena che si sviluppa tra due ruote dentate e che esegue un movimento alternato che trascina con sé i cesti.

Un inconveniente di tale soluzione è legato al fatto che, se la catena è realizzata in ferro, arrugginisce velocemente; se è realizzata in acciaio inossidabile o materiale analogo, alle alte temperature offre una resistenza meccanica molto scarsa e dunque richiede continui interventi di manutenzione/sostituzione.

In una soluzione alternativa è noto l’impiego di un attuatore lineare che attraversa una parete di fondo del serbatoio ed è comandato da un glifo rotante posto esternamente al serbatoio. Un inconveniente di tale soluzione è legato ai notevoli costi di messa in opera. Infatti il glifo deve essere saldamente ancorato ad una lastra di metallo. Tale lastra a sua volta deve essere vincolata a pavimento e al basamento di appoggio del serbatoio. In alternativa il brusco movimento indotto dal glifo determinerebbe un danneggiamento del serbatoio e/o uno spostamento del serbatoio rispetto al punto di ancoraggio del glifo.

Un ulteriore inconveniente è legato al fatto che il glifo fornice una scarsa flessibilità operativa all’apparato, in particolare per quanto riguarda la movimentazione dei prodotti contemporanea alla pastorizzazione/sterilizzazione. Inoltre il glifo potrebbe offrire difficoltà operative legate a ripartenze in corrispondenza di punti morti.

In una ulteriore soluzione nota è presente un carro di movimentazione dei prodotti che è oscillato con un sistema a glifo esterno, ma radiale alla macchina. In tale soluzione si hanno anche leveraggi interni sottoposti ad usura, che necessitano di ingrassaggio e di conseguenza inquinano di grasso i fluidi riscaldanti/raffreddanti.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre un apparato di trattamento termico dei prodotti che consenta di superare gli inconvenienti sopraindicati e in particolare offrire una notevole flessibilità operativa in funzione del prodotto da trattare.

Un ulteriore importante vantaggio è legato alla possibilità di semplificare e velocizzare la posa in opera, ciò traducendosi in un risparmio economico e di tempo per l’acquirente.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un apparato di trattamento termico comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni. Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un apparato di trattamento termico, come illustrato negli uniti disegni, in cui:

- figura 1 mostra una vista in sezione di un apparato di trattamento termico secondo la presente invenzione;

- figura 2 mostra un dettaglio ingrandito di figura 1;

- figura 3 mostra alcuni particolari di figura 1;

- figura 4 mostra un dettaglio ingrandito di figura 3;

- figura 5 mostra una vista prospettica di quanto mostrato in figura 3;

- figure 6 e 7 mostrano dettagli di figura 5;

- figura 8 mostra un dettaglio mostrato anche in figura 4.

Nelle unite figure, con il numero di riferimento 1, si è indicato un apparato di trattamento termico (ad esempio cottura e/o pastorizzazione e/o sterilizzazione) di prodotti posti in contenitori (tali prodotti potrebbero essere alimentari e/o non alimentari). Ad esempio potrebbero comprendere cibo per persone o animali. Come già accennato in precedenza tale tipologia di apparato è anche noto come autoclave.

I prodotti possono comprendere prodotti solidi, granulari, sughi, prodotti liquidi, bevande, ecc.

L’apparato 1 comprende un vano 2 di trattamento termico. In tale vano 2 sono posti i contenitori contenenti i prodotti su cui eseguire il trattamento termico (di cottura o pastorizzazione o sterilizzazione).

Opportunamente l’apparato 1 comprende un serbatoio 6 al cui interno è ricavato detto vano 2. Preferibilmente sono le pareti esterne del serbatoio 6 che definiscono il vano 2. Durante il normale funzionamento di cottura/pastorizzazione/sterilizzazione il serbatoio 6 è in pressione. Il serbatoio 6 comprende uno sportello 60 di accesso al vano 2. Il serbatoio 6 comprende inoltre un fondo 61 opposto allo sportello 60. Il fondo 61 e lo sportello 60 si trovano a due estremità assiali opposte del serbatoio 6. Il serbatoio 6 comprende una superficie 62 laterale, tipicamente cilindrica, che si sviluppa tra il serbatoio 6 e lo sportello 60.

L’apparato 1 comprende anche un sistema 3 di riscaldamento dei contenitori posti nel vano 2 per eseguire il trattamento termico. Opportunamente il sistema 3 di riscaldamento comprende mezzi di erogazione di un fluido (ad esempio vapore, liquido) preventivamente riscaldato. L’erogazione può avvenire ad esempio tramite una pluralità di ugelli distribuiti in vari punti del vano 2. Il sistema 3 può inoltre comprendere mezzi di riscaldamento del fluido utilizzato per il trattamento termico.

L’apparato 1 comprende inoltre mezzi 4 di movimentazione alternata di almeno un recipiente 74 in cui sono posizionati i contenitori. Tale recipiente 74 può essere un cesto (tipicamente carrellato). Vantaggiosamente sono presenti più recipienti 74 (cioè cesti). Essi all’interno del serbatoio 6 normalmente formano una fila. La fila di recipienti 74 si sviluppa tra lo sportello 60 e il fondo 61. E’ dunque definita una direzione 43 di accodamento dei recipienti 74. Tale direzione 43 di accodamento può essere definita anche direzione 43 assiale.

L’apparato 1 comprende inoltre mezzi 7 di impaccamento di una pluralità di recipienti 74 destinati al contenimento dei contenitori. I mezzi 7 di impaccamento vincolano, lungo la direzione 43 di accodamento, i recipienti 74. Questo consente di renderli solidali ad uno spostamento in tale direzione 43. I mezzi 7 di impaccamento comprendono una slitta 70 che si sviluppa lungo la direzione 43 di accodamento. Dalla slitta 70 si sviluppano un primo e un secondo riscontro 71, 72 rispettivamente di un primo e di un secondo recipiente che si trovano alle opposte estremità della fila di recipienti 74. La fila di recipienti 74 è interposta tra il primo e il secondo riscontro 71, 72. Il primo e il secondo riscontro 71, 72 bloccano quindi il libero spostamento della fila di recipienti 74 in entrambi i versi della direzione 43.

Opportunamente il primo riscontro 71 può comprendere un pressore 710 che, se azionato, tiene premuta la fila di recipienti 74 verso il secondo riscontro 72. Il pressore 710 spinge dunque la fila di recipienti 74 lungo la direzione 43 di accodamento.

Opportunamente il pressore 710 può essere azionato meccanicamente da un utente, ad esempio mediante una manovella 73. In una soluzione alternativa il pressore 710 può essere azionato automaticamente al termine dell’inserimento dei recipienti 74 nel vano 2 (si rammenta che i recipienti 74 sono preferibilmente cesti carrellati). A questo proposito anziché una manovella 73 potrebbe essere presente un albero azionabile da un movimentatore automatico che lo pone in rotazione.

Opportunamente la slitta 70 si sviluppa sotto la fila di recipienti 74. Essa può comprendere ad esempio una o più barre longitudinali affiancate. La slitta può appoggiare su una pluralità di elementi 701 volventi. Gli elementi 701 volventi sono preferibilmente sul pavimento inferiore del serbatoio 6. Essi agevolano lo spostamento alternato della slitta 70 e dunque di detto almeno un recipiente 74 lungo la direzione 43 di accodamento. Gli elementi 701 volventi sono opportunamente allineati lungo la direzione 43 di accodamento. I recipienti 74 opportunamente comprendono ruote 740 che ne agevolano la movimentazione. All’interno del serbatoio 6 le ruote 740 poggiano su superfici che ne permettono lo spostamento lungo la direzione 43 di accodamento. La slitta 70 può svilupparsi longitudinalmente lungo un corridoio interposto tra due file di ruote 740. Opportunamente l’apparato 1 comprende un trasportatore 9 a catena motorizzato di introduzione/estrazione dei recipienti 74 dal serbatoio 6. Il trasportatore 9 a catena è comandato dall’esterno da un motoriduttore. Tale motoriduttore si protende esternamente da detta superficie 62 laterale del serbatoio 6.

Opportunamente i mezzi 4 di movimentazione alternata comprendono un attuatore 40 lineare. L’attuatore 40 lineare è a corsa regolabile. Dunque può essere regolata la distanza tra inizio e fine corsa (ciò sia nella corsa di andata che in quella di ritorno). Può dunque essere regolata l’escursione dell’attuatore 40 lineare per renderlo più vicino alle specifiche esigenze, ad esempio in funzione della tipologia di prodotto da sterilizzare/pastorizzare.

Opportunamente l’attuatore 40 lineare trasla in senso alternato lungo un medesimo asse 401 fungendo alternativamente da elemento di spinta e da elemento di traino. Esso, quindi, nella corsa di andata spinge detto almeno un recipiente 74. Nella corsa di ritorno tira a sé detto almeno un recipiente 74. Opportunamente l’attuatore 40 lineare trasla in senso alternato lungo un medesimo asse 401 fungendo alternativamente da elemento di spinta e da elemento di traino della slitta 70 (e quindi indirettamente di detto almeno un recipiente 74 che sono impaccati dalla slitta 70). Si precisa inoltre che, ad esempio in corrispondenza dei fine corsa, detto attuatore 40 lineare può eseguire delle pause di arresto tra una corsa di andata e una corsa di ritorno. Tali pause agevolano il mescolamento dei prodotti posti all’interno dei contenitori vista la differente inerzia tra elementi solidi e liquidi.

In una particolare soluzione l’apparato 1 potrebbe comprendere una pompa 41 fluidodinamica. La pompa 41 può essere volumetrica, in particolare una pompa a ingranaggi, ad esempio nota nel settore tecnico come Pompa HLE e descritta nel brevetto europeo EP2868932. Questo consente una soluzione più compatta.

L’apparato 1 comprende inoltre un motore 42 elettrico, tipicamente un motore 420 brushless.

L’attuatore 40 lineare è comandato dalla pompa 41 fluidodinamica a sua volta comandata dal motore 42 elettrico, tipicamente il motore 420 brushless.

L’attuatore 40 lineare comprende/è un pistone 400.

Il pistone 400 è mobile lungo l’asse 401 in due versi opposti (moto alternato). Inoltre il pistone 400 è azionato fluidodinamicamente. Dunque il movimento nei due versi opposti è determinato da una spinta fluidodinamica.

Dunque, durante lo spostamento, il pistone 400 (mosso da un fluido operativo proveniente dalla pompa 41) alternativamente spinge/traina detto almeno un recipiente 74. Opportunamente il pistone 400 è azionato dalla pompa 41. Essa invia il fluido in pressione che aziona il pistone 400. In una soluzione alternativa la pompa 41 potrebbe essere una pompa a pistoni con cilindrata variabile.

In una soluzione alternativa l’apparato 1 comprende:

- un motore 42 elettrico;

- un cinematismo meccanico che trasmette il moto da detto motore 42 elettrico a detto attuatore 40 lineare. Opportunamente in tale soluzione il cinematismo comprende un ricircolo di sfere che agevola lo spostamento dell’attuatore 40. Il cinematismo meccanico consente di trasformare il moto rotatorio di un albero in un moto di traslazione dell’attuatore 40 lineare. In tal caso è assente una pompa 41 azionante l’attuatore 40 lineare.

L’apparato 1 comprende inoltre mezzi 5 di regolazione della lunghezza della corsa dell’attuatore 40 lineare. L’apparato 1 comprende anche mezzi di regolazione del profilo di velocità e del profilo di accelerazione dell’attuatore 40 lineare. I mezzi 5 di regolazione della lunghezza della corsa dell’attuatore 40 definiscono anche i mezzi di regolazione del profilo di velocità e del profilo di accelerazione dell’attuatore 40 lineare. A questo proposito l’apparato 1 dispone di una interfaccia di comando dei mezzi 5 di regolazione. L’interfaccia è programmabile da un utente. L’interfaccia è ad esempio un PLC. I mezzi 5 di regolazione fanno parte preferibilmente nella unità di controllo del motore 42 elettrico che, in funzione di un programma prememorizzato, è in grado di movimentare l’attuatore 40 lineare come desiderato (movimentando il cinematismo meccanico o azionando nel modo desiderato la pompa 41). Proprio per questa ragione è opportuno che il motore 42 sia brushless. L’attuatore 40 lineare opportunamente si protende a sbalzo esternamente al serbatoio 6.

L’attuatore 40 lineare si sviluppa dal fondo 61 del serbatoio 6 verso l’esterno del serbatoio 6. L’attuatore 40 lineare sostiene anche il motore 42 (il motore 42 è a sbalzo e collegato al fondo 61 del serbatoio 6). Opportunamente l’attuatore 40 lineare è collegato anche la pompa 41. Il motore 42 e/o la pompa 41 scaricano integralmente il proprio peso sul fondo 61 del serbatoio 6.

In particolare l’attuatore 40 lineare è appeso al fondo 61 del serbatoio 6. Il peso dell’attuatore 40 lineare è dunque sostenuto interamente dal fondo 61. L’attuatore 40 lineare comprende uno stelo 403 mobile che determina lo spostamento del recipiente 74. Opportunamente è presente un elemento 402 statorico che è appeso al fondo 61 del serbatoio e funge da guida per lo stelo 403.

L’apparato 1 comprende un giunto 8 autoallineante tra i mezzi 7 di impaccamento (o comunque il recipiente 74) e l’attuatore 40 lineare.

Il giunto 8 autoallineante consente di compensare dilatazioni termiche che provocherebbero disallineamenti. Esso protegge dunque l’attuatore 40 lineare che è operativamente posto tra il giunto 8 e il motore 42. Infatti disallineamenti dell’attuatore 40 potrebbero determinare dei danneggiamenti dello stesso o comunque ridurne il ciclo di vita. Opportunamente il giunto 8 è mobile insieme all’attuatore 40. In particolare è posto ad una estremità dell’attuatore 40 lineare. Opportunamente il giunto 8 comprende:

- una estremità 81 di detto attuatore 40 lineare, tale estremità 81 comprendendo una sporgenza 82 radiale (nella presente trattazione si fa riferimento a radiale, ma si potrebbe intendere anche trasversale); la sporgenza 82 radiale è solidale all’attuatore 40 lineare;

- una camera 83 che accoglie detta sporgenza 82 radiale;

- mezzi 84 di smorzamento posti da ambo i lati di detta sporgenza 82 radiale e che sono a contatto con la camera 83 e la sporgenza 82 radiale. La camera 83 è collegata ai mezzi 7 di impaccamento. Ad esempio i mezzi 84 di smorzamento comprendono almeno una prima e una seconda molla 85, 86 a tazza tra cui è interposta detta sporgenza 82 radiale (sagomata tipicamente come una sporgenza anulare). La prima e la seconda molla 85, 86 a tazza sono anche a contatto con la camera 83 in cui la sporgenza 82 radiale è innestata.

In una soluzione alternativa e comunque esemplificativa i mezzi 84 di smorzamento potrebbero comprendere elementi ammortizzanti di vario genere. Ad esempio vi potrebbero essere elementi deformabili in gomma (ad alta resistenza meccanica e termica) in luogo della prima e della secondo molla 85, 86 a tazza sopradescritte.

Oggetto della presente invenzione è inoltre un apparato 1 di trattamento termico di contenitori contenenti prodotti (che potrebbero essere alimentari o non alimentari). Tale apparato 1 comprende:

-un serbatoio 6 al cui interno è posto un vano 2 di trattamento termico; -un sistema 3 di riscaldamento dei contenitori posti nel vano 2 per eseguire il trattamento termico;

-mezzi 4 di movimentazione alternata di almeno un recipiente 74 in cui sono posizionati i contenitori.

Come descritto in precedenza il serbatoio 6 comprende uno sportello 60 di accesso a detto vano 2 e un fondo 61 opposto a detto sportello 60. L’attuatore 40 lineare è appeso al fondo 61 e si protende a sbalzo esternamente al serbatoio 6.

La presente invenzione consegue importanti vantaggi.

Innanzitutto consente la massima flessibilità operativa consentendo di adattare il movimento alternato dei contenitori dei prodotti alle specifiche esigenze del prodotto da trattare termicamente (ciò è particolarmente importante al variare dei prodotti alimentari -ma non solo- da trattare). In tal modo si riesce a regolare la corsa, ma anche il profilo di velocità e/o accelerazione a cui sono soggetti i contenitori, in funzione delle ricette predeterminate e quindi dello specifico prodotto che si vuole sottoporre al trattamento termico. Non si è dunque vincolati ad una corsa predeterminata e fissa imposta ad esempio da un movimentatore a glifo rotante, come del tipo descritto in precedenza nell’arte nota.

Inoltre è possibile arrestare bruscamente la corsa per permettere alle particelle, che sono all’interno dei contenitori assieme al liquido, di continuare la corsa per inerzia; in questo modo si agevola una miscelazione del prodotto.

Un ulteriore importante vantaggio è legato alla velocità di installazione senza la necessità di realizzare opere infrastrutturali costose e lunghe. L’invenzione così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo che la caratterizza. Inoltre, tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti. In pratica, tutti i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato di trattamento termico di prodotti posti in contenitori, ad esempio cottura e/o pastorizzazione e/o sterilizzazione, comprendente: -un vano (2) di trattamento termico; -un sistema (3) di riscaldamento dei contenitori posti nel vano (2) per eseguire la pastorizzazione/sterilizzazione; -mezzi (4) di movimentazione alternata di almeno un recipiente (74) in cui sono posizionati i contenitori; caratterizzato dal fatto che i mezzi (4) di movimentazione alternata comprendono un attuatore (40) lineare a corsa regolabile che trasla in senso alternato lungo un medesimo asse (401) fungendo alternativamente da elemento di spinta e da elemento di traino.
2. 2. Apparato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto attuatore (40) lineare comprende un pistone (400): - mobile lungo detto asse (401) in due versi opposti; - azionato fluidodinamicamente; - che alternativamente spinge/traina detto almeno un recipiente (74).
3. 3. Apparato secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere: -una pompa (41) fluidodinamica; -un motore (420) brushless; detto attuatore (40) lineare essendo comandato dalla pompa (41) fluidodinamica a sua volta comandata dal motore (420) brushless.
4. 4. Apparato secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere: - un motore (42) elettrico; - un cinematismo meccanico che trasmette il moto da detto motore (42) elettrico a detto attuatore (40) lineare.
5. 5. Apparato secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere: - mezzi (5) di regolazione della corsa dell’attuatore (40) lineare; - una interfaccia (50) di comando dei mezzi (5) di regolazione, detta interfaccia (50) essendo programmabile da un utente.
6. 6. Apparato secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un serbatoio (6) al cui interno è ricavato il vano (2); detto attuatore (40) lineare protendendosi a sbalzo esternamente al serbatoio (6).
7. 7. Apparato secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto serbatoio (6) comprende uno sportello (60) di accesso a detto vano (2) e un fondo (61) opposto a detto sportello (60); detto attuatore (40) lineare essendo appeso a detto fondo (61).
8. 8. Apparato secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi (7) di impaccamento di detto almeno un recipiente (74) destinati al contenimento dei contenitori.
9. 9. Apparato secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto di comprendere un giunto (8) autoallineante tra i mezzi (7) di impaccamento e l’attuatore (40) lineare.
10. 10. Apparato di trattamento termico di contenitori contenenti prodotti, ad esempio cottura e/o pastorizzazione e/o sterilizzazione, comprendente: -un serbatoio (6) al cui interno è posto un vano (2) di trattamento termico; -un sistema (3) di riscaldamento dei contenitori posti nel vano per eseguire il trattamento termico; -mezzi (4) di movimentazione alternata di almeno un recipiente (74) in cui sono posizionati i contenitori; caratterizzato dal fatto che detto serbatoio (6) comprende uno sportello (60) di accesso a detto vano (2) e un fondo (61) opposto a detto sportello (60); detto attuatore (40) lineare essendo appeso a detto fondo (61) e protendendosi a sbalzo esternamente al serbatoio (6).