ES2377812T3

ES2377812T3 - Procedimiento para diseñar un producto alimenticio por crioextrusión empleando una regulación de temperatura predictiva

Info

Publication number: ES2377812T3
Application number: ES09784410T
Authority: ES
Inventors: Franck Cousin; Willy Frederick; Pierre Kowalewski; Didier Alo
Original assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Current assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2012-04-02
Anticipated expiration: 2029-06-18
Also published as: JP5497025B2; FR2932956B1; JP2011525801A; FR2932956A1; EP2323505B1; PT2323505E; EP2323505A2; WO2010007280A3; US20110223293A1; US8404290B2; WO2010007280A2; ATE541471T1

Abstract

Procedimiento para el diseno de al menos un producto alimenticio por crioextrusión con ayuda de una extrusora que comprende al menos un tornillo de extrusión impulsado por un motor y un conducto a la salida de al menos dicho tornillo de extrusión, estando provista la extrusora de una doble envoltura que envuelve el tornillo de extrusión y en la que circula un fluido refrigerante, doble envoltura constituida por un solo módulo o varios módulos independientes estando provisto cada módulo de su llegada de fluido refrigerante y su extracción de gas, caracterizado por la realización de las siguientes medidas: - se dispone de un sistema de adquisición y tratamiento de datos apto para adquirir la temperatura del producto a la salida del tornillo, adquirir y gestionar las temperaturas de gas a la salida del módulo o los módulos y controlar las modificaciones de la inyección o las inyecciones de fluido refrigerante en uno o varios de dichos módulos, -se ha determinado y programado en dicho sistema una curva, determinada para dicho producto que se va a crioextruir, representando en abscisas X la diferencia Δentre la temperatura eficaz del producto a la salida y la instrucción de temperatura deseada para el producto a la salida y en ordenadas Y la instrucción que se va a aplicar para la temperatura del gas a la salida del módulo o los módulos, estando la curva organizada en tres zonas lineales: una zona brusca alrededor de una diferencia Δpróxima a 0, rodeada por dos zonas de casi meseta. - dicho sistema calcula la diferencia Δ entre la temperatura eficaz del producto a la salida del tornillo y la instrucción de temperatura deseada para el producto a la salida del tornillo, - en función del signo de la diferencia Δ y de su valor absoluto, dicho sistema determina sobre dicha curva la instrucción o las instrucciones de temperatura que se va a inyectar en el bucle o los bucles de regulación de la temperatura del módulo o los módulos de enfriamiento.

Description

Procedimiento para disenar un producto alimenticio por crioextrusi6n empleando una regulaci6n de temperatura predictiva La presente invenci6n se refiere al campo de la industria agroalimentaria y se refiere mas en particular a un procedimiento de extrusi6n en frio de productos alimenticios para su diseno. A continuaci6n se hablara indistintamente de extrusi6n, crioextrusi6n, extrusi6n en frio, extrusora, terminos perfectamente identificados para el experto en la materia, algunos utilizan igualmente el termino « mezclador » o « mezclador de tornillo». El diseno de productos alimenticios ha llegado a ser un objetivo principal para las industrias durante los ultimos anos. En efecto, los consumidores demandan cada vez mas productos alimenticios en porciones, en formas originales y variadas, permitiendo dosificar facilmente las cantidades necesarias en su comida y suscitando igualmente el deseo gustativo. Otro objetivo es suministrar a los profesionales alimenticios productos dosificados facilmente utilizables. Para responder a esta exigencia, los industriales tienen a su disposici6n diferentes tecnicas, que no son, sin embargo, plenamente satisfactorias. La tecnica mas simple es la tecnica de sacabocados o de molde. El inconveniente principal de esta tecnica es que no permite obtener formas complejas ni utilizar una materia prima liquida, por otro lado es una fuente importante de residuos que es dificil de reutilizar teniendo en cuenta las normas alimentarias cada vez mas rigurosas. Una tecnica utilizada normalmente es la «maquina de bolas», que consiste en dos cilindros huecos contrarotativos entre los cuales se vierte una pasta alimenticia precongelada o no, que se desprende a continuaci6n en forma de « bolas », es decir, pellets que pueden experimentar a continuaci6n una etapa de congelaci6n. Dicho procedimiento se utiliza para la fabricaci6n de productos alimenticios congelados de tipo sopa en « bloques », espinacas en porciones, etc... Los productos asi obtenidos no son satisfactorios ya que no solamente presentan un aspecto exterior poco estetico, requiriendo la utilizaci6n de embalajes opacos, sino que poseen ademas una forma limitada por la geometria de la maquina que no permite realizar mas que bolas, en ningun caso formas ludicas por ejemplo para los ninos. Por ultimo, es imposible dosificar de manera precisa la cantidad de producto alimenticio de las « bolas ». Las perdidas de producto son igualmente importantes. Otra tecnica que se puede utilizar es la extrusi6n de productos alimenticios, en particular la extrusi6n en frio. Numerosos productos alimenticios se pueden extruir, sean s6lidos o semis6lidos, como por ejemplo los pates para pan, galletas o productos de aperitivo, almid6n, verduras, carnes, helados, chocolate, caramelos blandos, chicle (« goma de mascar ») , pate de fruta, caramelo, cereales, proteinas vegetales, caseina, queso fundido, alimentos para animales, etc......no siendo esta lista desde luego en absoluto exhaustiva. Clasicamente, una extrusora industrial consiste en un cilindro largo que comprende al menos un tornillo de extrusi6n en el interior, en uno de sus extremos una tolva de alimentaci6n y en el otro un conducto de salida. En general, el tornillo de extrusi6n es impulsado por un motor rotativo cuya velocidad de rotaci6n es controlada por un variador de frecuencia. Durante la extrusi6n a baja temperatura o los productos se enfrian incluso se congelan mas arriba de la etapa de extrusi6n, como se describe por ejemplo en la patente de EE.UU. 4.795.650 o los productos son directamente enfriados incluso congelados en la propia extrusora. En este ultimo caso o el enfriamiento se realiza por el exterior de la extrusora, es decir, que un fluido de enfriamiento circula alrededor del cuerpo de la extrusora, por ejemplo salmuera, amoniaco, agua glicolada, nitr6geno liquido, di6xido de carbono, como se describe por ejemplo en la patente de EE.UU. 2003/0211192 o la patente de EE.UU. 2005/0132902 o el enfriamiento se realiza por contacto directo inyectando un fluido de enfriamiento en el producto extruido, como se describe por ejemplo en la patente europea EP-0250381 o la patente de EE.UU. 2006/0283196. Segun una de las versiones conocidas de la crioextrusi6n, el medio de circulaci6n de un fluido refrigerante consiste en una doble envoltura rodeando el tornillo de extrusi6n y en la que circula un fluido refrigerante. La doble envoltura puede estar constituida por diversos m6dulos independientes asociados entre si por conductos de tipo tubos, que permiten el paso del fluido refrigerante de un m6dulo al otro, llegando el tornillo o los tornillos de extrusi6n a colocarse en el cilindro formado por la asociaci6n de m6dulos de la doble envoltura, estando provisto cada m6dulo de su llegada de fluido refrigerante y de su extracci6n de gas, en ciertos casos, algunos m6dulos estan ramificados en serie de circulaci6n de gas, dos a dos.

Estos procedimientos, te6ricamente atractivos, son dificilmente explotables industrialmente. En efecto, presentan el inconveniente principal de bloquear el tornillo o los tornillos de la extrusora por un descenso demasiado rapido de la temperatura del producto. En efecto, cuando la temperatura del producto alimenticio extruido baja demasiado rapidamente, la viscosidad del producto aumenta muy rapidamente y comporta un aumento del par sobre el tornillo o los tornillos y asi pues la intensidad del motor, activando asi la seguridad termica del motor y en consecuencia su bloqueo. Por esta raz6n, este tipo de procedimiento de extrusi6n en frio es dificilmente utilizable como tal en la industria para el diseno de productos alimenticios con una fuerte viscosidad.

Por otro lado, hay que senalar que el control de la temperatura de salida de los productos se demuestra muy dificil en la practica.

No siendo facilmente controlable la temperatura del producto, el producto de salida tiene tendencia a volverse progresivamente demasiado frio, lo que tiene como consecuencia el endurecimiento del producto y el riesgo de bloqueo de la maquina, por el contrario si los m6dulos estan demasiado calientes es dificil obtener la temperatura deseada.

La situaci6n actual se caracteriza por el hecho de que es el operador quien gestiona de manera casi empirica la situaci6n: mide la temperatura de los productos al final de la formaci6n y aproximadamente o no emprende ninguna acci6n o aumenta la inyecci6n de cri6geno para intentar alcanzar una temperatura de salida insuficientemente baja.

Asi, el problema tecnico al que intenta responder la presente invenci6n es la disposici6n de un procedimiento industrial que permita conferir una textura suficientemente s6lida a los productos alimenticios inicialmente liquidos, semis6lidos y/o s6lidos, para efectuar un diseno de los mismos en porciones calibradas y poseyendo un aspecto estetico satisfactorio, y aportando un buen dominio de la temperatura de obtenci6n de los productos.

Como se vera con mas detalle a continuaci6n, este problema se ha resuelto por la presente invenci6n, que propone una mejora del procedimiento de extrusi6n en frio, tambien denominada crioextrusi6n.

Para ello, el procedimiento propuesto se basa en la siguiente aproximaci6n:

-: un sistema de adquisici6n y tratamiento de los datos adquiere y gestiona las temperaturas del gas a la salida del m6dulo o de los m6dulos y es apto para controlar la modificaci6n de la inyecci6n o las inyecciones de cri6geno (por ejemplo nitr6geno liquido) mediante solenoides o valvulas de regulaci6n;

-: el sistema calcula la diferencia entre la temperatura eficaz del producto y las instrucciones de temperatura deseada para el producto a la salida del equipo. En funci6n del signo de este resultado y su valor absoluto, el sistema determina las instrucciones de temperatura que se tiene que inyectar en los bucles de regulaci6n de las temperaturas de los m6dulos de enfriamiento.

Estas instrucciones se calculan con respecto a un modelo que esta programado en el sistema.

-: Como se vera mejor con ayuda de la figura 1 adjunta mas adelante, la curva representa X en abscisas = diferencia Δ entre la temperatura eficaz del producto y las instrucciones de temperatura deseada para el producto a la salida e Y en ordenadas = instrucciones que se tienen que aplicar para la temperatura del gas a la salida del m6dulo o los m6dulos y se organiza en tres zonas lineales: una zona muy brusca alrededor de una diferencia Δ pr6xima a 0, rodeada por dos zonas mucho mas progresivas de casi meseta, la curva concierne a un caso en que el cri6geno es nitr6geno liquido;

-: Cuanto mas negativa es la desviaci6n Δ (el producto esta demasiado frio), menos deben enfriarse los m6dulos (el sistema requerira una instrucci6n de temperatura del gas pr6xima a 0°C), mas tiende a 0 la desviaci6n, mas es la temperatura del gas buscada la de equilibrio (sobre el ejemplo de curva proporcionada en la presente memoria, pr6xima a -120°C, valor para el que para un producto determinado, a un caudal determinado, el intercambio termico llevara al producto a su temperatura de formaci6n buscada), mas positiva la desviaci6n (el producto esta insuficientemente frio), mas se debe impulsar la inyecci6n de cri6geno (el sistema requerira una instrucci6n de temperatura del gas pr6xima a -196°C).

A la vista de la figura 1 se entiende que los « cuasi meseta » mencionados anteriormente se determinan en cada caso de equipo, producto, etc., pero se deben entender como porciones de rectas que se extienden algunos grados Celsius a algunas decenas de grados Celsius, no mas, y que corta claramente con la porci6n brusca (casi vertical) que se extiende alrededor de 0.

La temperatura de equilibrio se determina durante pruebas preliminares.

Como ilustraci6n, se fija por el siguiente metodo:

-: en funci6n de la composici6n del producto, se puede calcular su temperatura de congelaci6n,

-: a continuaci6n en funci6n de la textura obtenida durante las pruebas preliminares, si la textura es demasiado blanda, se disminuye esta temperatura, si la textura es demasiado dura, se aumenta la temperatura,

-: por ejemplo se dice que para un producto determinado, su temperatura de congelaci6n o la temperatura deseada en el caso de un enfriamiento es de -4°C, vamos entonces a codificar este valor durante las pruebas preliminares y dejar al sistema regular para obtener -4°C. Para disminuir 0,5°C por debajo de 0°C, se verifica la textura, y codificamos la temperatura de equilibrio del gas la mas apropiada para el resultado deseado.

-: la estructura adoptada permite siempre volver al punto de equilibrio: cuanto mas se desvie la temperatura del producto de la instrucci6n mas fuerte es la reacci6n inducida.

La presente invenci6n tiene pues por objeto un procedimiento para disenar al menos un producto alimenticio por crioextrusi6n con ayuda de una extrusora que comprende al menos un tornillo de extrusi6n impulsado por un motor y un conducto a la salida de al menos dicho tornillo de extrusi6n, estando provista la extrusora de una doble envoltura que rodea el tornillo de extrusi6n y en la que circula un fluido refrigerante, doble envoltura constituida por un s6lo m6dulo o varios m6dulos independientes, estando provisto cada m6dulo de su llegada de fluido refrigerante y su extracci6n de gas, caracterizado por la realizaci6n de las siguientes medidas:

-: se dispone de un sistema de adquisici6n y tratamiento de datos apto para adquirir la temperatura del producto a la salida del tornillo, adquirir y gestionar las temperaturas del gas a la salida del m6dulo o los m6dulos y controlar las modificaciones de la inyecci6n o las inyecciones de fluido refrigerante en uno o en varios de dichos m6dulos;

-: se ha determinado y programado previamente en dicho sistema una curva, determinada para dicho producto que se va a extruir, representando en abscisas X la diferencia Δ entre la temperatura eficaz del producto a la salida y la instrucci6n de temperatura deseada para el producto a la salida y en ordenadas Y la instrucci6n que se va a aplicar para la temperatura del gas a la salida del m6dulo o los m6dulos, estando organizada la curva en tres zonas lineales: una zona brusca alrededor de una diferencia Δ pr6xima a 0, rodeada por dos zonas de casi meseta;

-: dicho sistema calcula la diferencia Δ entre la temperatura eficaz del producto a la salida del tornillo y la instrucci6n de temperatura deseada para el producto a la salida del tornillo;

-: en funci6n del signo de la diferencia Δ y de su valor absoluto, dicho sistema determina sobre dicha curva la instrucci6n o las instrucciones de temperatura que se van a inyectar en el bucle o los bucles de regulaci6n de la temperatura del m6dulo o los m6dulos de enfriamiento.

Segun una realizaci6n ventajosa de la invenci6n, para una finura de regulaci6n incrementada, pero igualmente para adaptarse muy facilmente durante un cambio de producto, se aplican dos coeficientes multiplicadores a la curva del producto precedente para obtener la nueva curva que se aplica al nuevo producto que se va a tratar: un primer coeficiente "a" se aplica a la desviaci6n Δ, un segundo coeficiente multiplicador "b" se aplica a la instrucci6n inyectada para la regulaci6n de las temperaturas del gas.

Estos coeficientes se determinan tipicamente por tanteo durante pruebas preliminares, por ejemplo modificando 5% por 5% el valor de los mismos. Se ajustan para adecuarse mejor a la temperatura ideal de formaci6n o de bajada de temperatura.

Segun la presente invenci6n, se entiende por « crioextrusi6n » un procedimiento de extrusi6n realizado a baja temperatura, preferiblemente alrededor del punto de congelaci6n del producto alimenticio, mas preferiblemente justo por debajo del punto de inicio de la congelaci6n del producto alimenticio, mas preferiblemente incluso entre 0,1°C y 1°C incluso 2°C por debajo del punto de congelaci6n del producto alimenticio. Es evidente que la temperatura utilizada para realizar el procedimiento de crioextrusi6n segun la invenci6n depende de la composici6n del producto que se va a extruir. En efecto, el experto en la materia sabe que la temperatura de inicio de la congelaci6n de un producto alimenticio varia en funci6n de su composici6n, en particular en funci6n de su composici6n en agua y en lipidos. Cuanto mas rico en agua sea el producto alimenticio, mas se aproximara la temperatura necesaria en su realizaci6n al punto de solidificaci6n del agua, es decir, 0°C. Si por otro lado un producto alimenticio es rico por ejemplo en grasa, entonces la temperatura de fusi6n esta pr6xima a 30°C, una temperatura situada entre 0°C y 30°C, variando en funci6n del porcentaje de agua y otros constituyentes, sera suficiente para su diseno.

Segun la presente invenci6n, se entiende por « diseno » la acci6n de conferir una forma determinada para un producto alimenticio. El procedimiento de crioextrusi6n segun la invenci6n, llevar el producto alimenticio extruido a una temperatura ligeramente inferior a su punto de inicio de la congelaci6n permite conferir al producto una textura a la vez suficientemente ligera para efectuar un diseno y suficientemente s6lida para que el diseno se conserve a la salida de la extrusora. Este diseno se realiza con ayuda del conducto de la extrusora, teniendo una forma predeterminada y colocandose directamente a la salida del tornillo de extrusi6n. Las formas de los conductos mas utilizadas son estrella, cuadrado, circulo, triangulo, cifras, letras y otras figuras, pero el experto en la materia esta en condiciones de imaginar cualquier otra forma susceptible de satisfacer la demanda del cliente final.

Segun la invenci6n, se entiende por doble envoltura la asociaci6n de una primera envoltura interior que envuelve el tornillo o los tornillos de extrusi6n, de la que una cara esta en contacto directo con el producto alimenticio, con una segunda envoltura exterior concentrica a la primera de manera que o se conforma un espacio entre la primera y la segunda envoltura. Asi, el espacio conformado entre las dos envolturas permite la circulaci6n de un fluido refrigerante. De esta manera, el fluido refrigerante no esta en contacto directo con el producto alimenticio sino en contacto indirecto por medio de la envoltura interior. En general, la doble envoltura comprende un orificio de entrada, para el que se introduce el fluido de enfriamiento y un orificio de salida por el que el fluido de enfriamiento se evacua. Ventajosamente el fluido de enfriamiento se recicla, o por inyecci6n de nuevo en la doble envoltura o por inyecci6n directa sobre el producto alimenticio en la tolva de alimentaci6n de la extrusora.

La doble envoltura segun la invenci6n se puede constituir igualmente por diversos m6dulos independientes asociados entre si por conductos del tipo tubos, permitiendo el paso del fluido refrigerante de un m6dulo al otro. En este modo de realizaci6n particular, el tornillo o los tornillos de extrusi6n se colocan en el cilindro formado por la asociaci6n de los m6dulos de la doble envoltura. Tal modo de realizaci6n presenta la ventaja de poder adaptar de manera rapida el tamano de la extrusora en funci6n del producto alimenticio o de la cantidad de producto alimenticio al extrusor.

De manera ventajosa, la superficie de dicha doble envoltura interior en contacto con el producto alimenticio se mantiene a una temperatura inferior o igual a aproximadamente -90°C. En efecto, la Solicitante, durante sus investigaciones, ha podido determinar que el mantenimiento de una temperatura inferior a aproximadamente -90°C de la superficie de la envoltura en contacto con el producto alimenticio permite obtener un fen6meno de "adhesi6n cero". En otros terminos, a temperaturas inferiores a -90°C, el producto alimenticio no se adhiere mas a la superficie de la envoltura. Este tipo de fen6meno no es observable con los aparatos de la tecnica anterior comprendiendo una refrigeraci6n mecanica, no siendo bastante bajas las temperaturas alcanzadas. Estos aparatos deben pues hacer frente a un problema de adherencia del producto alimenticio sobre la superficie de la doble envoltura. El mantenimiento de la superficie de la doble envoltura interior en contacto con el producto alimenticio a una temperatura inferior o igual a aproximadamente -90°C constituye pues una ventaja real en comparaci6n con la tecnica anterior.

Preferiblemente, dicho fluido refrigerante es nitr6geno liquido que permite mantener facilmente la superficie de la doble envoltura en contacto con el producto alimenticio a una temperatura inferior o igual a -90°C.

Preferiblemente, la extrusora comprende dos tornillos de extrusi6n. Ventajosamente, la extrusora comprende dos tornillos de extrusi6n contrarotativos.

Ventajosamente, el tornillo o los tornillos de extrusi6n poseen una geometria particular, alternando porciones de tipo « Arquimedes », permitiendo el avance del producto alimenticio hacia la salida de la extrusora y porciones del tipo "amasadora", permitiendo el amasado del producto alimenticio de manera que se obtiene una buena homogeneizaci6n del producto en el interior de la extrusora. Igualmente, el amasado del producto alimenticio permite un mejor reparto del frio en el centro del producto. Generalmente, la extrusora comprende dos tornillos de extrusi6n contrarotativos que comprenden al menos una porci6n del tipo Arquimedes y al menos una porci6n del tipo amasadora. Un tornillo particularmente adaptado a la realizaci6n de la invenci6n puede comprender una primera porci6n amasadora despues una porci6n Arquimedes o despues una primera porci6n Arquimedes despues una porci6n amasadora. Otro tornillo adaptado a la invenci6n puede comprender diversas porciones alternadas, Arquimedes/amasadora y corresponde al experto en la materia elegir el tornillo mejor adaptado al producto alimenticio extruido. Ventajosamente, la porci6n de tornillo amasador posee un paso de tornillo inverso con respecto a la porci6n del tipo Arquimedes. Un esquema no limitante y simplemente ilustrativo de una porci6n amasadora se proporciona en la figura 2: la porci6n amasadora (1), que se indica preferiblemente en el extremo de cada tornillo y un paso inverso, comprende escotaduras (2) por las que debe pasar el producto alimenticio. Cada rosca (3) de esta porci6n amasadora (1), ventajosamente de paso constante, tiene escotaduras (2) repartidas helicoidalmente, dichas escotaduras (2) forman asi entre ellas al menos una helice (4) cuyo paso es invertido con respecto al de la rosca (3) de la porci6n amasadora (1). La porci6n amasadora que se mencion6 anteriormente en general se indica y se fija por cualquier medio conocido en el extremo de un tornillo de extrusi6n, pero puede formar parte eventualmente del tornillo mismo.

Igualmente, los tornillos utilizados pueden comprender opcionalmente una zona de compresi6n, es decir, por ejemplo una zona de reducci6n progresiva del paso del tornillo o de aumento del diametro del eje del tornillo (por ejemplo, un diametro del eje del tornillo que crece con paso de tornillo constante).

En un modo de realizaci6n de la invenci6n, el procedimiento comprende ademas una etapa de corte del extruido con ayuda de un medio de corte colocado directamente a la salida del conducto. Con ayuda de este medio de corte, el operador puede, haciendo variar el ritmo del corte y/o la velocidad de extrusi6n, preparar dosis de productos alimenticios calibradas. Si se aumenta el ritmo de corte las dosis seran mas pequenas y si se disminuye el ritmo de corte las dosis seran mas importantes. Un medio de corte segun la invenci6n puede ser especialmente un hilo de corte, una lamina, una cuchilla, unas tijeras, un bisel o cualquier otro medio susceptible de realizar un corte neto y rapido del producto alimenticio formado. Un medio de corte preferido es un cuchillo rotativo cuya hoja roza el conducto de salida de la extrusora.

De manera alternativa, el procedimiento tal como se describi6 anteriormente puede consistir en el diseno simultaneo de dos productos alimenticios por "coextrusi6n". La coextrusi6n encuentra en particular un interes en el rebozado de los productos alimenticios o en la fabricaci6n de productos alimenticios que resultan de la asociaci6n de diversos productos alimenticios, por ejemplo de capas diferentes de manera que se tengan dosis unitarias esteticamente atractivas.

De manera particularmente ventajosa, la invenci6n preve igualmente el registro de parametros de reglaje relativos a la extrusi6n. En efecto, cada producto alimenticio necesita reglajes particulares de la extrusora ("recetas"), y estos datos se pueden registrar de manera que baste que el operador indique al ordenador que producto desea extruir para que la extrusora sea regulada automaticamente en consecuencia. Dos tipos de parametros se pueden registrar especialmente:

-: los parametros propios para el producto alimenticio que se va a extruir, es decir por ejemplo la temperatura de de inicio de la congelaci6n del producto, su variaci6n de entalpia en funci6n de la temperatura, que dependen especialmente de la proporci6n de agua del producto, de la proporci6n de materia grasa., y

-: los parametros apropiados para la extrusora, es decir, especialmente el numero y el tipo de tornillo, el numero y el tipo de m6dulos de doble envoltura, la velocidad de rotaci6n del tornillo, etc.

El operador que dispone de estos datos registrados previamente, no tendra mas que parametrizar la maquina en funci6n de las caracteristicas de su producto.

La presente invenci6n se refiere por ejemplo a los productos alimenticios elegidos entre: pures de verduras, timbales de verduras, palets y tortas de verduras, espinacas picadas, potajes, cremas, sopas, caldos, salsas, platos preparados, preparaciones de pescados especialmente palitos de pescados, preparaciones para crepes, carne picada, salchichas, nuggets, hierbas congeladas, quesos en porciones, galletas de aperitivo, cereales, frutas, compotas, salsas y capas azucaradas, polos, cremas heladas y postres helados.

La figura 3 es un esquema de una instalaci6n particular segun la invenci6n, vista en corte. La instalaci6n (7) esta constituida por un tornillo de extrusi6n (8), una tolva de alimentaci6n (9) y un conducto de salida (10). El tornillo de extrusi6n (8) es impulsado por un motor (11). La instalaci6n (7) comprende igualmente una doble envoltura (12) que envuelve el tornillo de extrusi6n (8). Esta doble envoltura comprende un orificio de entrada (13) del fluido de enfriamiento, circulando dicho fluido a lo largo de la doble envoltura alrededor del tornillo de extrusi6n hasta el orificio de salida (14) asociado a un conducto (15) que permite si eso se desea la inyecci6n de nuevo del fluido de enfriamiento en la tolva de alimentaci6n (9) sobre el producto alimenticio, autorizando asi un reciclado del fluido de enfriamiento.

La instalaci6n esta provista por otro lado de un sistema 16 de adquisici6n y tratamiento de datos apto para adquirir la temperatura Tp del producto a la salida del tornillo, adquirir y gestionar las temperaturas Tg del gas a la salida del m6dulo o los m6dulos y controlar modificaciones de la inyecci6n o las inyecciones de fluido refrigerante en uno o varios de dichos m6dulos en funci6n de la diferencia Δ entre la temperatura eficaz del producto a la salida y la instrucci6n de la temperatura deseada para el producto a la salida y la curva establecida para el producto considerado, conforme a la presente invenci6n.

La presente invenci6n se ha aplicado con exito para formar la crema de queso de cabra, reques6n o incluso espinacas a la crema, adaptando en cada caso gracias a los coeficientes "a" y "b" la curva del tipo de la figura 1 y asi ha sido posible obtener las formas que los emplazamientos productores no pudieron obtener mediante sus metodos de producci6n anteriores.

La curva de la figura 1 se ha utilizado asi con exito para fabricar mantequilla denominada tierna o facil de untar.

Es sabido que existen diversos metodos de elaboraci6n de mantequilla tierna, entre los cuales:

5 • Fraccionamiento por via seca.

•: Cristalizaci6n por tunel criogenico.

•: Cristalizaci6n por crioextrusi6n.

Como advertencia, el fraccionamiento mediante via seca consiste en hacer fundir la materia grasa por calor,

10 despues en el enfriamiento lento con agitaci6n, se provoca la cristalizaci6n de una parte de la masa en fusi6n. Esta parte comprende los constituyentes de la mantequilla que tienen los puntos de fusi6n mas elevados, se vuelven asi s6lidos y se extrae despues por filtraci6n. Las dos "fracciones" obtenidas, designadas por abuso de lenguaje "oleina" para la fracci6n fluida y "estearina" para la fracci6n s6lida, pueden a su vez ser fraccionadas y asi seguidamente . Se puede entonces fabricar cualquier gama de fracciones de caracteristicas diversas, que se pueden mezclar

15 despues en el momento oportuno para obtener productos con caracteristicas determinadas y deseadas.

Es evidente, muy seductor te6ricamente, que estas operaciones no son por tanto ni simples de realizar en la practica ni son perfectamente conocidas, ni dominan en lo que se refiere a la composici6n y las caracteristicas reol6gicas reales de las fracciones obtenidas.

20 Tratandose de la cristalizaci6n en tunel criogenico, cuanto mas rapida la velocidad de enfriamiento mas se formara de materia grasa s6lida. Se forman entonces numerosos puntos de cristalizaci6n, conduciendo a una multitud de cristales finos y homogeneos.

25 La materia grasa liquida restante es pues rica en acidos grasos cortos e insaturados con bajo punto de fusi6n. Esta tecnica conduce a la obtenci6n de una mantequilla mas blanda, investigada en la fabricaci6n de mantequillas de invierno.

Cuando la velocidad de enfriamiento es lenta se forman cristales grandes que conduciran a una mantequilla mas 30 cerrada, investigada en la fabricaci6n de mantequillas de verano.

La crioextrusi6n permite controlar la cinetica de temperatura (bajada rapida y subida rapida de la temperatura de la mantequilla). La utilizaci6n de nitr6geno liquido permite una transferencia rapida de frigorias e impide los fen6menos de encolado de la mantequilla en las paredes de los tuneles en las tecnicas que utilizan un tunel. El sistema de

35 regulaci6n segun la presente invenci6n permite gestionar de la mejor manera el funcionamiento de la extrusi6n, pero ha demostrado igualmente una bajada notable del consumo de nitr6geno liquido por kilo de producto fabricado, con respecto a los procedimientos criogenicos actuales, especialmente de cristalizaci6n en tunel criogenico, estando el consumo dividido por un factor que va de 5 a 10 segun los lotes y las condiciones ensayadas, gama que se revela pues en todos los casos considerablemente ventajosa.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para el diseno de al menos un producto alimenticio por crioextrusi6n con ayuda de una extrusora que comprende al menos un tornillo de extrusi6n impulsado por un motor y un conducto a la salida de al

5 menos dicho tornillo de extrusi6n, estando provista la extrusora de una doble envoltura que envuelve el tornillo de extrusi6n y en la que circula un fluido refrigerante, doble envoltura constituida por un solo m6dulo o varios m6dulos independientes estando provisto cada m6dulo de su llegada de fluido refrigerante y su extracci6n de gas, caracterizado por la realizaci6n de las siguientes medidas:

10 -se dispone de un sistema de adquisici6n y tratamiento de datos apto para adquirir la temperatura del producto a la salida del tornillo, adquirir y gestionar las temperaturas de gas a la salida del m6dulo o los m6dulos y controlar las modificaciones de la inyecci6n o las inyecciones de fluido refrigerante en uno o varios de dichos m6dulos,

15 -se ha determinado y programado en dicho sistema una curva, determinada para dicho producto que se va a crioextruir, representando en abscisas X la diferencia Δ entre la temperatura eficaz del producto a la salida y la instrucci6n de temperatura deseada para el producto a la salida y en ordenadas Y la instrucci6n que se va a aplicar para la temperatura del gas a la salida del m6dulo o los m6dulos, estando la curva organizada en tres zonas lineales: una zona brusca alrededor de una diferencia Δ pr6xima a 0, rodeada por dos zonas de casi meseta.

20 -dicho sistema calcula la diferencia Δ entre la temperatura eficaz del producto a la salida del tornillo y la instrucci6n de temperatura deseada para el producto a la salida del tornillo,

-

en funci6n del signo de la diferencia Δ y de su valor absoluto, dicho sistema determina sobre dicha curva la 25 instrucci6n o las instrucciones de temperatura que se va a inyectar en el bucle o los bucles de regulaci6n de la temperatura del m6dulo o los m6dulos de enfriamiento.
2. Procedimiento segun la reivindicaci6n 1, en el que el fluido refrigerante es nitr6geno liquido.

30 3. Procedimiento segun la reivindicaci6n 2, en el que la superficie de dicha doble envoltura en contacto con el producto alimenticio se mantiene a una temperatura inferior o igual a aproximadamente -90°C.
4. Procedimiento segun la reivindicaci6n 2 6 3, en el que dicho sistema aplica una l6gica de regulaci6n segun la cual cuanto mas negativa la desviaci6n Δ mas va a requerir el sistema una instrucci6n de temperatura del gas

35 pr6xima a 0°C, cuanto mas tienda a 0 la desviaci6n Δ mas va a requerir el sistema una instrucci6n de temperatura del gas pr6xima a una temperatura de equilibrio determinada de antemano y cuanto mas positiva la desviaci6n Δ mas va a requerir el sistema una instrucci6n de temperatura del gas pr6xima a -196°C.
5. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el producto alimenticio

40 esta a una temperatura inferior a aproximadamente 0,1°C a aproximadamente 1°C en su punto de inicio de la congelaci6n a la salida de la extrusora.
6. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se aplica, para pasar de un producto determinado al tratamiento de un nuevo producto diferente, dos coeficientes multiplicadores en la curva

45 del producto precedente para obtener la nueva curva que se aplique al nuevo producto que se va a tratar: un primer coeficiente multiplicador se aplica a la desviaci6n Δ, un segundo coeficiente multiplicativo b se aplica a la instrucci6n inyectada para la regulaci6n de las temperaturas del gas.
7. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la

50 extrusora comprende dos tornillos de extrusi6n, preferiblemente dos tornillos de extrusi6n contrarotativos y mas preferiblemente incluso dos tornillos de extrusi6n contrarotativos que comprenden al menos una porci6n del tipo Arquimedes y al menos una porci6n del tipo amasadora.
8. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que comprende

55 ademas una etapa de corte del extruido con ayuda de un medio de corte colocado directamente a la salida del conducto, permitiendo dicho medio de corte el corte del producto alimenticio formado en porciones calibradas y eligiendose preferiblemente entre un hilo de corte, una lamina, una cuchilla, unas tijeras, un bisel o un cuchillo rotativo.

60 9. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que consiste en el diseno simultaneo de dos productos alimenticios por coextrusi6n.
10. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que comprende ademas una etapa de registro de parametros de reglaje relativos a la extrusi6n para un producto o varios productos determinados en un medio de supervisi6n, de manera que le baste al operador indicar a dicho medio de supervisi6n que producto desea extruir para que la extrusora sea regulada automaticamente en consecuencia.

5 11. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el producto que se va a crioextruir se elige entre: pures de verduras, timbales de verduras, palets y tortas de verduras, espinacas picadas, potajes, cremas, sopas, caldos, salsas, platos preparados, preparaciones de pescados especialmente palitos de pescados, preparaciones para crepes, carne picada, salchichas, nuggets, hierbas congeladas, quesos en porciones, galletas de aperitivo, cereales, frutas, compotas, salsas y capas azucaradas, polos, cremas heladas y

10 postres helados.