ITPC20120012A1

ITPC20120012A1 - Sistema di deviazione del prodotto non idoneo per impianti di pastorizzazione o sterilizzazione ohmica.

Info

Publication number: ITPC20120012A1
Application number: IT000012A
Authority: IT
Inventors: Mario Massa
Original assignee: Emmepiemme Srl
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2013-11-11

Description

DESCRIZIONE

SISTEMA DI DEVIAZIONE DEL PRODOTTO NON IDONEO

PER IMPIANTI DI PASTORIZZAZIONE O

STERILIZZAZIONE OHMICA

Il riscaldamento ohmico è principalmente utilizzato per il riscaldamento di prodotti alimentari contenenti pezzi anche di notevoli dimensioni. In questo caso infatti la particolarità del sistema ohmico di riscaldare i pezzi al loro interno e non per conduzione dalla superficie esterna come avviene nei sistemi di riscaldamento tradizionali, permette di raggiungere tempi di riscaldamento molto ridotti con conseguente maggior salvaguardia delle qualità organolettiche del prodotto e dell'interezza dei pezzi.

Il riscaldamento ohmico è anche utilizzato per il riscaldamento di prodotti fluidi molto viscosi, quali il concentrato di pomodoro o di frutta, creme. In questo caso il vantaggio principale del riscaldamento ohmico rispetto ai sistemi tradizionali è la mancanza di pareti calde, con conseguente maggior salvaguardia delle qualità organolettiche e, anche, una riduzione delle perdite di carico grazie alla drastica riduzione della lunghezza dei tubi di riscaldamento e al maggior diametro idraulico.

Per tutti questi tipi di prodotto nel caso di riscaldamento ohmico è conveniente iniziare la produzione direttamente con il prodotto da trattare anziché iniziare con acqua come si è soliti fare su impianti dotati di sistema di riscaldamento tradizionale. Nel caso di riscaldamento ohmico infatti occorrerebbe non utilizzare acqua ma una soluzione avente la conducibilità elettrica simile al prodotto da trattare. Inoltre il riscaldamento di acqua, anche se addizionata con un sale per avere la corretta conducibilità elettrica, in impianti per la tipologia di prodotti sopra descritta dotati di riscaldamento ohmico porta a problematiche di uniformità di riscaldamento a causa del diametro piuttosto elevato dei tubi dielettrici del riscaldatore e il conseguente insorgere di moti convettivi che alterano il riscaldamento.

Un problema che si pone partendo direttamente con il prodotto è che il riscaldatore non può erogare potenza finché i suoi tubi non sono pieni o si correrebbe il rischio di archi elettrici all'interno dei tubi stessi. Questa esigenza dei riscaldatori ohmici porta alla conseguenza che del prodotto a temperatura pari a quella che esso ha prima di essere trattato raggiunge la valvola di diversione. Tale valvola negli impianti dotati di sistema di riscaldamento tradizionale è normalmente posta prima della tubazione che funge da sosta termica per il trattamento. In più occorre considerare che la tubazione che funge da sosta termica non essendo attraversata dall'acqua calda come nel caso di una partenza ad acqua, si raffredda nel tempo di attesa che intercorre tra la fine del SIP (sterilizzazione dell'impianto) e l'apertura della valvola di diversione. Il primo prodotto che attraversa la valvola di diversione si raffredderà contro le pareti fredde della tubazione che funge da sosta termica e conseguentemente non subirà il corretto ciclo di trattamento termico con rischi di sottotrattamento che, nel caso di impianto asettico può portare a inquinamento dell'intero impianto. Per evitare questo problema si può posizionare la valvola di diversione non prima della sosta in temperatura ma dopo. In questo modo è eliminato il problema del sottotrattamento del primo prodotto, potendo utilizzare il prodotto stesso per riscaldare e sterilizzare la tubazione. Rimane però il problema che all'inizio prodotto freddo attraversa la valvola di diversione. Infatti mentre è ragionevole pensare che un tubo possa essere sterilizzato dallo stesso prodotto caldo che lo sta attraversando, altrettanto non si può dire per la valvola di diversione. Il primo motivo è che la valvola ha una massa elevata e necessita di molto tempo per raggiungere la temperatura corretta. Il secondo è che la valvola ha una geometria complicata e non si può escludere che un pezzo del prodotto freddo (se contiene particolato) o parte del prodotto (se molto viscoso) non rimanga in un angolo della valvola mentre questa è in diversione e avanzi poi verso il raffreddatore al momento della apertura della valvola inquinando rimpianto. Bisogna poi considerare il rischio che la valvola di diversione possa passare in diversione dopo molte ore di posizionamento in produzione. In questo caso è possibile che nella parte rivolta verso la diversione si sia verificata una crescita batterica e che all'atto del movimento della valvola si possa verificare un inquinamento.

Il seguente sistema di diversione risolve tutti i problemi descritti e permette un funzionamento assolutamente sicuro di impianti asettici utilizzanti un riscaldatore ohmico anche nel caso di partenza diretta col prodotto.

Esso consiste nell'utilizzare due valvole deviatrici, una posta poco dopo il riscaldatore ohmico, l'altra poco prima del sistema di raffreddamento cioè alla fine del di sosta termica come visibile in figura 1 ove le due valvole sono indicate rispettivamente con i numeri (1) e (2). Poco prima di ogni valvola deviatrice è posizionato un sensore di temperatura (3) e (4) la tubazione di sosta termica è indicata con (5). I corpi di entrambe le valvole e il primo tratto di tubazione che da ogni valvola va verso il sistema di ricezione del prodotto deviato viene mantenuto a temperatura abbastanza elevata da impedire la possibile sopravvivenza di forme vegetative di muffe e batteri, tipicamente 95°C. Tale riscaldamento può essere vantaggiosamente ottenuto utilizzando il vapore in uscita dalle barriere delle valvole stesse.

Tale configurazione permette di deviare il prodotto iniziale freddo con la prima valvola di diversione. In questo modo solo prodotto caldo prosegue nella sosta. L'eventuale presenza in questo prodotto di tracce di prodotto freddo che era rimasto all'interno della prima valvola di diversione, non è grave perchè trovandosi miscelato al prodotto caldo per tutto il tempo di attraversamento della sosta raggiunge la seconda valvola di diversione già a temperatura abbastanza elevata. La probabilità che un pezzo sottotrattato che era rimasto nella prima valvola di diversione rimanga anche nella seconda è trascurabile. La elevata temperatura del corpo della seconda valvola, raggiunta solo da prodotto caldo rende praticamente impossibile un inquinamento all'atto dell'apertura di quest'ultima. I tratti di tubazione caldi subito dopo le valvole di diversione sul lato collegato al sistema di raccolta del prodotto deviato garantiscono l'impossibilità di inquinamento a seguito di una diversione dopo molte ore di regolare produzione. Il doppio sensore di temperatura è inoltre garanzia di corretta lettura della temperatura. Il doppio sensore permette inoltre di verificare il corretto riscaldamento del prodotto, soprattutto quando si tratta di prodotto contenente particolato. Infatti se il riscaldamento è regolare la temperatura (3) e la temperatura (4) differiranno di molto poco, essendo la tubazione termicamente isolata. Se al contrario la temperatura (4) risulta essere notevolmente inferiore alla (3), significa che il particolato è stato scaldato meno della fase liquida e che questa lungo la tubazione ha ceduto calore al particolato raffreddandosi. Occorre infatti considerare che nel caso di un prodotto con particolato le sonde di temperatura rilevano la temperatura della fase liquida. Se invece la temperatura (4) risulta superiore a (3) significa che è il particolato che ha subito un riscaldamento superiore. In entrambi i casi una correzione della conducibilità di una delle due fasi o di entrambe permette di risolvere il problema.

In figura 1 è rappresentato con (6) un serbatoio pressurizzato di ricevimento del prodotto scartato. La pressione all'interno di tale serbatoio dovrà essere mantenuta sempre leggermente inferiore a quella presente nel raffreddatore per impedire che a causa di perdita di una delle due valvole deviatrici, prodotto scartato possa rientrare nell'impianto. In alternativa, come rappresentato in figura 2, è possibile utilizzare una o due valvole di contropressione modulabili (7) in grado di mantenere la pressione al valore voluto mediante retroazione sul valore letto da un sensore di pressione (8).

Claims

RIVENDICAZIONI SISTEMA DI DEVIAZIONE DEL PRODOTTO NON IDONEO PER IMPIANTI DI PASTORIZZAZIONE O STERILIZZAZIONE OHMICA 1) Sistema di deviazione del prodotto sottotrattato per impianti asettici dotati di riscaldatore ohmico caratterizzato dal fatto che utilizza due valvole deviatrici una posta poco dopo il riscaldatore ohmico prima della sosta termica, l'altra posta poco prima del raffreddatore dopo la sosta termica.
2) Sistema come 1) caratterizzato dal fatto che ogni valvola è comandata da una sonda di temperatura posta poco prima della valvola stessa.
3) Sistema come 2) caratterizzato dal fatto che il corpo delle valvole è mantenuto a una temperatura sufficiente a inibire la crescita batterica.
4) Sistema come 3) caratterizzato dal fatto che i tubi che dalle valvole vanno verso il sistema di ricevimento del prodotto sottotrattato sono mantenuti a una temperatura sufficiente a inibire la crescita batterica.
5) Sistema come 4) caratterizzato dal fatto che il riscaldamento dei corpi valvole e dei tratti di tubi è realizzato mediante il vapore utilizzato per le barriere delle valvole stesse.
6) Sistema come 5) caratterizzato dal fatto che il prodotto scartato raggiunge un serbatoio la cui pressione è controllata e mantenuta poco inferiore alla pressione presente all'interno del raffreddatore.
7) Sistema come 5) caratterizzato dal fatto che la tubazione del prodotto scartato termina con una valvola di contropressione modulabile, essendo tale valvola regolata in modo da avere una pressione poco inferiore a quella presente nel raffreddatore.
8) Sistema come 5) caratterizzato dal fatto che le tubazioni del prodotto scartato provenienti da ogni valvola deviatrice terminano ciascuna con una valvola di contropressione modulabile, essendo tali valvole regolate in modo da avere una pressione poco inferiore a quella presente nel raffreddatore.