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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR REFRIGERATOR AND FREEZER OZONATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/079695
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for refrigerator and freezer ozonation, which is used for disinfecting and deodorising the air in refrigerators and freezers, eliminating gases such as ethylene, preventing cross-contamination between foods, and significantly increasing the shelf life of refrigerated foods. The system is based on the generation and use of ozone gas and consists of: an electricity source; an elongate, cylindrical external casing which contains two electrodes, the first being an internal electrode consisting of a stainless steel filament, and the second being an external electrode consisting of a stainless steel mesh; a dielectric element; a discharge space or gap; and a space through which the air from the compressor circulates and crosses the cell. Once high voltage is applied to the electrodes, an intense electronic field that partially decomposes the oxygen and forms the ozone is produced in the gap, the ozone being expelled to the exterior by the pressure and flow of the air provided by the compressor. The ozone exit hose can be taken to one or several sites where gas discharge is required.

Inventors:
PATIÑO BRENES, Marta Patricia (Cra 50A # 45-19 Bloque 3 Oficina 206, Antioquia, Medellin, CO)
Application Number:
IB2015/058935
Publication Date:
May 26, 2016
Filing Date:
November 18, 2015
Export Citation:
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Assignee:
PATIÑO BRENES, Marta Patricia (Cra 50A # 45-19 Bloque 3 Oficina 206, Antioquia, Medellin, CO)
International Classes:
C01B13/11; A61L9/015; B01D53/00; F25D13/00; F25D15/00
Domestic Patent References:
WO2014070867A12014-05-08
Foreign References:
EP1348923B12013-01-23
US5468454A1995-11-21
GB2500665A2013-10-02
FR2393539A11979-01-05
US20020037240A12002-03-28
KR20010092701A2001-10-26
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Claims:
REIVINDICACIONES

Un dispositivo para ozonización de neveras y frigoríficos, integrado a su sistema eléctrico, caracterizado porque está conformado por una celda de descarga o bulbo ozonizador (2) el cual contiene un electrodo interno (10) que consiste en un filamento en acero inoxidable en cuya extremidad se encuentra un casquillo de aluminio (3), un segundo electrodo externo compuesto por una malla en acero inoxidable (4), un elemento dieléctrico (1 1 ) y un espacio de descarga "gap" (12) por donde cae el aire; una vez se aplica el alto voltaje a los electrodos, surge en el "gap" un campo eléctrico intenso que descompone parcialmente el oxígeno que se encuentra en su interior.

El dispositivo de la reivindicación 1 , caracterizado porque está conformado por una carcasa externa alargada cilindrica (14), la cual internamente contiene dos electrodos, un primer electrodo interno (10) que consiste en un filamento en acero inoxidable, un segundo electrodo externo compuesto por una malla en acero inoxidable (4), un elemento dieléctrico (1 1 ) , un espacio de descarga o "gap" (12) y un espacio por donde circula el aire (13) que viene del compresor y atraviesa la celda; una vez se aplica el alto voltaje a los electrodos, surge el "gap" un campo eléctrico intenso que descompone parcialmente el oxígeno y forma el ozono.

Description:
DISPOSITIVO PARA OZONIZACION DE NEVERAS Y FRIGORÍFICOS

1. CAMPO TECNICO El objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo integrado en el interior de las neveras y frigoríficos, con el fin de desodorizar y desinfectar el aire que estas albergan, eliminar los microorganismos que se encuentran en la superficie de los alimentos y la eliminación de los gases propios de la maduración , como el Etileno, lográndose un aumento significativo en la vida útil de los diferentes géneros almacenados.

Se conoce que el frió que generan las neveras simplemente paraliza los microorganismos presentes en los alimentos, pero no tiene ninguna acción biosida sobre ellos. Tampoco las neveras actuales tienen control sobre los gases emitidos en el proceso de maduración de los vegetales, los cuales generan olores desagradables y disminuyen el tiempo de duración de los mismos. El sistema que utiliza este dispositivo está basado en la generación del gas ozono, el cual se produce en el interior de la nevera y se encarga de ejercer una acción química sobre los microorganismos y gases presentes, eliminándolos desde su procedencia. 2. ESTADO DE LA TECNICA

A través de la historia el empleo de las neveras se ha hecho imprescindible en la conservación de los alimentos y productos perecederos, buscando que éstos se preserven más. Las sustancias alimenticias constituyen un excelente medio de cultivo para las colonias microbianas que se desarrollan rápidamente con la humedad presente en los frigoríficos.

Está comprobado que el frió por sí solo no resuelve el problema de la conservación de los alimentos, pues sólo inmoviliza los gérmenes de la putrefacción, los cuales, cuando llegan a ser auto-resistentes, recobran todo su vigor en cuanto encuentran un clima favorable. Por otra parte, el frío atenúa el desprendimiento de olores, pero no los elimina Es de esperar que la desodorizarían y la desinfección de las cámaras frigoríficas vayan generalmente de la mano.

En el manejo de las frutas y verduras por ejemplo, este es un grupo de alimentos muy delicados a la hora de su conservación y almacenamiento. Hay variedades de frutas que contienen un porcentaje de agua del 90% y entran en putrefacción en poco tiempo, lo cual, en unas condiciones de humedad relativa alta como la existente en los frigoríficos, proporcionan un adecuado medio para el desarrollo de colonias de gérmenes y aumento alto en la difusión de los hongos, favoreciendo las fermentaciones.

Por otro lado, durante el proceso metabólico de los vegetales y frutas, se presenta emanación de compuestos orgánicos, siendo el etileno el más conocido de todos. Este gas queda atrapado y empieza a acumularse en el interior de la nevera, acelerando la maduración y disminuyendo la vida útil de estos alimentos.

Durante los procesos de producción y manipulación de la carne y los pescados, estos acumulan gran cantidad de microorganismos y mohos en su superficie. Estos alimentos exigen frío y congelación para su conservación y almacenaje. El frío únicamente paraliza los gérmenes existentes en ellos, los cuales una vez encuentran las condiciones necesarias, vuelven a iniciar su actividad microbiana.

Existen sistemas que son utilizados para la desinfección y eliminación de olores en los frigoríficos como la vaporización de productos químicos, actividad que reemplaza la combustión. Estos productos son generalmente tóxicos y no pueden estar en contacto con los alimentos.

Otra técnica que se ha venido utilizando es la radiación ultravioleta la cual, aunque tiene la capacidad de eliminar microorganismos, su aplicación presenta deficiencias ya que su acción bactericida disminuye a bajas temperatura, la penetración de los rayos por los diferentes espacios de almacenamiento es difícil, el material suspendido en el aire puede refractar los rayos y las lámparas que la producen tienen una poca vida útil. Ninguna de las técnicas anteriormente descritas, mejoran la apariencia de los alimentos, como tampoco inhiben o retardan la formación de mohos y microorganismos presentes en la putrefacción de estos.

La utilización del ozono viene tomando cada vez más fuerza en la desodorizarían y desinfección de múltiples ambientes. Este es un gas que se encuentra presente en la atmósfera de forma natural y gracias a él hay vida en nuestro planeta. Está compuesto por tres átomos de oxígeno lo que lo hace fuertemente oxidante y, gracias a esta acción, elimina completamente bacterias, hongos, virus y demás microorganismos, rompiendo también cadenas de compuestos químicos u orgánicos.

Podríamos decir que el ozono es un "antibiótico" en forma de gas.

Existe en el mercado generador de ozono para aire, los cuales son utilizados para aplicación en neveras, la gran mayoría de ellos funcionan con batería o pilas, pero no son sistemas de generación de ozono que se instalen conjuntamente con el sistema eléctrico, de enfriamiento y distribución del aire de la nevera, haciendo parte integral de esta.

Mediante la implementación y utilización de nuestro dispositivo generador de ozono en las neveras, superamos las falencias que nos ofrece la refrigeración convencional, por las siguientes razones:

• El ozono generado por nuestro dispositivo es un esterilizador de gran alcance, destacándose su mayor poder germicida a bajas temperaturas, destruye los numerosos microorganismos que se encuentran en las superficies de los alimentos y de la nevera.

• Nuestro sistema generador de ozono permite una desodorizarían completa del interior del frigorífico, ya que destruye químicamente la procedencia de cualquier olor desagradable, teniendo mayor acción sobre aquellos que son de origen orgánico.

· Con la supresión total de olores en las neveras, nuestro sistema de ozono impide que estos se transmitan a las demás mercancías almacenadas, evitando con esto la contaminación cruzada entre los alimentos.

• Con nuestro dispositivo de ozono en las neveras, se destruye los gases producidos por la maduración de vegetales y frutas, en especial el Etileno, el cual acelera el proceso de descomposición de algunos alimentos y disminuye de manera importante la vida de estos. Como consecuencia de lo anterior, el ozono aplicado en la nevera, retrasa la maduración entre un 20 a un 30% de los vegetales, lo que permite prolongar considerablemente el tiempo de almacenaje y la vida útil de estos alimentos.

· Con el empleo de nuestro dispositivo de ozono en las neveras, se disminuye la pérdida de peso de los vegetales, aumentando la turgencia de estos gracias al aporte adicional de oxígeno, al tiempo que se acentúa el auténtico sabor y aroma de las frutas.

• Los quesos cárnicos y embutidos en presencia de humedad alta, como es el caso de las neveras, son especialmente propensos a la formación de mohos y microorganismos. Con la aplicación regulada del ozono, se impide de manera visible la aparición de estos, mejorando el aspecto de estos alimentos.

• Mediante la utilización de nuestro dispositivo, luego de su acción bactericida y desodorizante, enriquece el aire de la nevera con oxígeno, preparándolo además para destruir cualquier nuevo foco de contaminación procedente del exterior del frigorífico.

• Nuestro dispositivo para generar ozono en los frigoríficos nunca presenta contraindicaciones, ya que sus producciones son controladas mediante la programación del temporizador que lo acciona.

· Nuestro generador de ozono utiliza una tecnología limpia, la cual no genera ningún subproducto nocivo y es amigable con el medio ambiente.

3. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCION ANTECEDENTES

El ozono se produce cuando grandes cantidades de energía se ponen en contacto con las moléculas de oxigeno 02, haciendo que estas se dividan en átomos individuales O, los que a su vez reaccionan con otras moléculas de oxígeno y forman moléculas de ozono 03.

A nivel natural, la formación de ozono se da principalmente por descargas eléctricas en la atmosfera y por acción de los rayos ultravioleta emitidos por el sol.

Para la producción artificial del ozono, los fenómenos naturales son reproducidos por métodos como descarga corona, conocida también como descarga en barrera dieléctrica, celdas de plasma frió, celdas de placas paralelas, lámparas de rayos ultravioleta y electrólisis.

El ozono en su formación adquiere una gran cantidad de energía, lo cual hace que sea una sustancia muy inestable. Es por esto que este gas no se puede transportar y obliga a ser generado en el sitio de la aplicación.

Para la generación artificial del ozono son obligatorios mínimo dos componentes:

- Celda de Descarga de Barrera Dieléctrica.

- Fuente Eléctrica.

La celda generadora de ozono que incluye nuestro dispositivo funciona por medio del fenómeno de descarga en barrera dieléctrica. Esta celda puede ser fabricada, geométricamente, de dos formas diferentes: Celda de placas paralelas o celda cilindrica.

Los materiales utilizados en la construcción de la celda fueron elegidos de tal forma que soportan la acción oxidante del ozono.

Para el caso de los electrodos, estos permiten manejar campos eléctricos superiores a 20 KV por cm, sin que suceda una descarga sostenida. El material utilizado es el acero inoxidable, pudiéndose utilizar también el tungsteno y el titanio, entre otros.

Las celdas dieléctricas circulares están diseñadas para trabajar con bajas y medianas frecuencias, las |celdas de placas paralelas operan en frecuencias altas del orden de 5KHz y 30 KHz.

El material dieléctrico es un elemento de gran importancia para el correcto funcionamiento de la celda, sus principales funciones son: evitar un arco eléctrico, distribuir las micro descargas y contribuir en la disipación del calor que se acumula en el espacio de descargas. Para el material dieléctrico se puede utilizar el Boro silicato, Pírex, Soda o Mica, entre otros.

Los accesorios y mangueras utilizados en las conexiones de la celda son en Teflón, el cual posee excelentes propiedades de resistencia a los efectos oxidantes del gas ozono, pudiéndose utilizar también otros como la silicona, epdm o el Vitón. Fuente Eléctrica

La fuente de alimentación eléctrica de nuestro dispositivo, se utiliza para obtener el alto voltaje a mediana o alta frecuencia. El incremento de la magnitud del voltaje de alimentación se realiza, gracias a los componentes electrónicos de la tarjeta impresa y a la bobina o transformador, el cual es de núcleo de ferrita. Esta fuente se encarga de proporcionar una señal alterna cuyas características eléctricas (voltaje y frecuencia), permiten generar el fenómeno de la descarga en corona, en el interior de la celda.

El transformador trabaja continuo o por ciclos y posee en su sistema electrónico un conmutador (SCR) de alta capacidad, el cual se encarga de evacuar calor, de acuerdo con el diseño del circuito y de la concepción con la cual está diseñado.

Con el aumento del voltaje se obtiene una mayor concentración de ozono. Este comportamiento se debe, a que se logra una mayor intensidad del campo eléctrico entre los electrodos de la celda, que a su vez, proporciona un mayor estado de ionización del aire de alimentación y mayor número de reacciones químicas para la formación de las moléculas de ozono. El transformador de nuestro dispositivo cumple con las normas técnicas aplicables: UNE-EN 60335-1 Seguridad eléctrica y compatibilidad electro-magnética.

UNE-EN 55014-1 Compatibilidad electro-magnética para aplicaciones domésticas. UNE-EN 61000-3-2 Compatibilidad electromagnética límites para las emisiones de corriente atmosféricas.

EN-61000-3-3 Compatibilidad electromagnética límites para los cambios y fluctuaciones de voltaje.

Todas ellas relativas a la construcción de aparatos eléctricos de baja tensión y compatibilidad electromagnética,

El método utilizado para medir la concentración de ozono producido por nuestro dispositivo, es el Método de Absorción de luz UV. Mediante la utilización de una celda de absorción, se mide la magnitud de la atenuación del haz, la cual es proporcional a la concentración de ozono presente en la muestra. OPCIONES DE FUNCIONAMIENTO

El aire que alimenta la celda para la formación del ozono de nuestro generador, es el aire que descarga el sistema de enfriamiento de la nevera en el interior de ésta; utilizando este aire, generamos el ozono de dos maneras:

- Con celda expuesta.

- Con celda encapsulada.

En el primer caso la celda puede ser colocada en el ducto, antes del ingreso del flujo del aire a la nevera o, después de su salida en el interior de ésta. El ozono es 1 .3 veces más pesado que el aire, esto hará que caiga sobre la corriente de aire que ingresa, buscando sea esparcido de manera eficiente dentro del frigorífico (Figura 2).

En el segundo caso la celda esta "encapsulada" (figura 6) y el ingreso del aire en ella se hace mediante la utilización de un compresor, el cual toma el aire del interior de la nevera y lo obliga a entrar por un extremo de la celda; en su recorrido se hace la descarga eléctrica, se forma el ozono, y éste sale por el extremo opuesto hacia el exterior por una manguera, la cual se puede llevar hasta el sitio de la descarga del aire en la nevera, o a diferentes sitios donde sea necesario una aplicación del gas dirigida. Este sistema lleva un filtro, después del compresor y antes del ingreso del aire a la celda, compuesto por un material como la sílica gel, el cual se encarga de retirar un porcentaje de la humedad contenida en el aire que ingresa. Este filtro evita la reacción del aire con los óxidos de nitrógeno que se forman en el espacio de la descarga, con el consecuente deterioro de la celda.

COMPONENTES DEL DISPOSITIVO GENERADOR DE OZONO CON LA CELDA DE DESCARGA EXPUESTA (Figura 1)

- FUENTE ELECTRICA (1 )

- CELDA DE DESCARGA EN BARRERA DIELECTRICA O BULBO OZONIZADOR (2)

- COMPONENTES DE LA CELDA DE DESCARGA EXPUESTA (2)

• ELECTRODO INTERNO (10)

• ELEMENTO DIELECTRICO (1 1 )

• ESPACIO DE DESCARGA O "GAP" (12) · CASQUILLO DE ALUMINIO EN EL EXTREMO EXTERNO DE LA CELDA (3)

• ELECTRODO EXTERNO (4)

- ABRAZADERAS PARA EL CONTACTO ELECTRICO Y SUJESION (5)

FUNCIONAMIENTO CELDA EXPUESTA El sistema generador de ozono incluidas sus partes (figura 1 ), se fija en el interior de la nevera (figura 2); la corriente eléctrica que alimenta la nevera, llega al transformador (1 ) que incorpora nuestro sistema (figura 1 -1 y figura 2-1 ), este eleva el voltaje de entrada entre 2300 y 9000 voltios, esta tensión hace que se dé la descarga eléctrica en la celda (2) de dimensiones entre los 7cm y 30 cm (figura 1 -2 y figura 3 , la cual está constituida por dos electrodos, un electrodo interno (10) que consiste en un filamento en acero inoxidable (figura 3-1 0), un electrodo externo (4) compuesto por una malla en acero inoxidable (figura 1 -4 y figura 3-4), un elemento dieléctrico (1 1 ) el cual distribuye las micro descargas (figura 3-1 1 y figura 4,3-1 1 ) y un espacio de descarga llamado "gap" (12) por donde circula el aire que ingresa a la nevera (figura 3-12). Una vez se aplica el alto voltaje a los electrodos, surge en el "gap" un campo eléctrico intenso que descompone parcialmente el oxígeno que se encuentra en su interior.

El contacto eléctrico en la celda se hace mediante dos abrazaderas (5) de acero inoxidable; una abraza el casquillo de aluminio (3) ubicado en el extremo de la celda (figura 1 -3 y figura 4,1 -5), el cual energiza el electrodo interno (10) y la otra abraza la malla metálica (4) o electrodo externo (figura 1 -4 y figura 4,2-4) permitiendo así la descarga eléctrica. Estas abrazaderas (5) se encargan también de la sujeción de la celda (2) dentro de la nevera (figura 4-3).

El ozono producido cae sobre la corriente de aire que ingresa a la nevera por el sistema multi-flujo (18), pudiéndose mezclar de manera eficiente con éste (figura 2-1 8). Este sistema puede encenderse o apagarse conjuntamente con los ciclos ajustados de la nevera, o funcionar de manera independiente, mediante la utilización de un reloj programable o temporizador (17). También puede estar encendido permanentemente dentro de la nevera, con producciones bajas y medidas de acuerdo al volumen y condiciones de aire ésta.

COMPONENTES DEL DISPOSITIVO GENERADOR DE OZONO CON LA CELDA DE DESCARGA ENCAPSULADA (figura 5)

FUENTE ELECTRICA (1 )

CELDA DE DESCARGA EN BARRERA DIELECTRICA O BULBO OZONIZADOR ENCAPSULADA (6)

COMPONENTES DE LA CELDA ENCAPSULADA (6), (Figura 7)

· CARCAZA EXTERNA (14)

ELECTRODO INTERNO (1 0)

ELECTRODO EXTERNO (4)

MATERIAL DIELECTRICO (1 1 )

ESPACIO DE DESCARGA O "GAP'' (12)

· ESPACIO INTERNO PARA CIRCULACION DEL AIRE (13)

TUBO DE INGRESO DE AIRE AL DISPOSITIVO QUE CONTIENE LA

CELDA (1 5)

TUBO DE SALIDA DE OZONO DEL DISPOSITIVO QUE CONTIENE LA CELDA (1 6)

- COMPRESOR (7)

FILTRO DE AIRE (9)

MANGUERA SALIDA DE OZONO HACIA EL PUNTO DE APLICACIÓN (8) FUNCIONAMIENTO CELDA ENCAPSULADA

Como en el caso anterior, la corriente eléctrica que energiza la nevera llega al transformador (1 ) que incluye el sistema (figura 5-1 y figura 6-1 ), este se encarga de elevar el voltaje a las tensiones anteriormente descritas y hace la descarga eléctrica en la celda encapsulada (6), de dimensiones entre los 7cm y los 30 cm (figura 5-6 y figura 7), la cual está contenida dentro de una carcasa externa (14) alargada cilindrica (figura 7-14) y, al Igual que en el sistema anterior, está compuesta por un electrodo interno

(10) , el cual es un filamento en acero inoxidable (figura 7-10) y un electrodo externo (4), conformado por una malla en acero inoxidable (figura 7-4), un material dieléctrico

(1 1 ) el cual distribuye las micro descargas (figura 7-1 1 ), un espacio de descarga o "gap" (12) (figura 7-12) y un espacio interior (13) por donde circula el aire que ingresa del compresor (figura 7-13).

El compresor (7) que incluye este sistema (figura 5-7 y figura 6-7) succiona el aire del interior de la nevera y lo ingresa al dispositivo que contiene la celda encapsulada (14) por el tubo de ingreso (15), luego de haber sido succionado y pasado por el filtro de aire (9) para eliminar humedad (figura 5-9 y figura 6-9). El ozono generado en la celda de descarga, se expulsa hacia afuera por el tubo de salida de ozono de la celda (16), gracias a la presión y el flujo del aire, dados por el compresor (figura 7-16). El ozono producido sale por una manguera (8) hacia la parte externa del sistema generador (figura 5-8 y figura 6-8), la cual se puede llevar hasta el sitio de la descarga del aire en la nevera, o a distintos sitios donde sea necesario una aplicación del gas dirigida.

El sistema generador de ozono puede encenderse con la señal de encendido de la tarjeta electrónica de la nevera, haciendo parte integral de ésta; en este caso los ciclos de encendido y apagado del generador de ozono serían los mismos ciclos de encendido y apagado de la nevera o, puede funcionar mediante un temporizador independiente (17), el cual prende y apaga el sistema generador de ozono a voluntad y se programa de acuerdo a las producciones de ozono necesarias (figura 5-17 y figura 6-17).

En todos los casos el dispositivo para generar ozono se programa de tal manera que las producciones de ozono sean las debidas, evitando algún exceso que pueda dañar los alimentos que se encuentran almacenados. De igual manera, nuestro dispositivo para generar ozono permite producciones bajas, las cuales oscilan entre los 20 mg y 4 - DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

FIGURA 1

Componentes del dispositivo para generar ozono con la celda expuesta. FIGURA 2 Dispositivo generador de ozono con caída del gas en el aire interior de la nevera con la celda expuesta.

FIGURA 3

Corte transversal y componentes de la celda generadora de ozono sin encapsular. FIGURA 4 4-1 Contacto eléctrico entre la abrazadera y el casquillo de la celda, mediante el cual se energiza el electrodo interno de ésta.

4-2 Contacto eléctrico entre la abrazadera y la malla, mediante el cual se energiza el electrodo externo de ésta.

4-3 Sujeción de la celda expuesta mediante las abrazaderas. FIGURA 5

Sistema generador de ozono completo con celda encapsulada. FIGURA 6

Dispositivo generador de ozono con salida del gas dirigido en el interior de la nevera con celda encapsulada. FIGURA 7

Corte transversal y componentes de la celda generadora de ozono encapsulada.