PT2204096E - Processo de produção de pães por cozedura através de um aquecimento dieléctrico - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

Processo de produção de pães por cozedura através de um aquecimento dieléctrico

Campo do invento 0 invento refere-se ao campo da indústria da panificação, em particular ao campo da produção de pães sem côdea.

Mais especificamente, o invento refere-se a um processo de produção de pães em que a cozedura é executada por aquecimento dieléctrico da massa.

Estado da arte

Os processo normalmente usados para a produção industrial de pães sem côdea baseiam-se, tradicionalmente, na obtenção de um pão com uma côdea num forno convencional, em que o calor é transmitido por convecção e radiação térmica, e então na separação da côdea do pão através de meios mecânicos. Normalmente, o pão com a côdea tem uma forma paralelepipédica. A côdea é separada fazendo um corte em cada uma das seis faces do pão, usando um sistema de lâmina. Normalmente o pão é arrefecido até uma temperatura baixa para facilitar o corte da côdea. Estes processos têm a desvantagem de exigir uma instalação sofisticada. Por outro lado, todos os processo conhecidos baseados na separação mecânica da côdea de um pão cozido num forno convencional implicam, necessariamente, o desperdício de uma quantidade considerável de matérias-primas, uma vez que a côdea contém uma percentagem importante da massa 1 total do pão. Normalmente, a quantidade perdida por remoção da côdea é superior a 45% da massa de pão.

Para evitar, ou minimizar, a formação da côdea, têm sido propostos vários processos que se baseiam na cozedura de pães a baixa temperatura, à volta de 100°C, para inibir as reacções químicas conhecidas como reacção Maillard, que são responsáveis pela mudança de cor da superfície dos pães.

Os documentos ES2289901A1 (BIMBO SA) e ES 2291141A1 (PANRICO S.L.) descrevem processos de cozedura a baixa temperatura, baseados na cozedura dos pães num ambiente de vapor a uma temperatura de cerca de 100°C. Embora esta tecnologia possibilite, efectivamente, a produção de pães com uma camada exterior fina que tenha substancialmente a mesma cor que a côdea do pão, tem a desvantagem de, à saída da fase de cozedura, se obter um pão bastante húmido, o que prejudica as fases de processamento subsequentes e torna necessário reforçar as medidas de controlo contra o crescimento bacteriano. 0 documento ES 2289900A1 (BIMBO SA) descreve um processo para cozer pães a baixa temperatura, em que a cozedura é conseguida por aquecimento dieléctrico da massa do pão, em particular através da cozedura num forno de microondas. Este documento descreve um teste experimental conduzido à escala laboratorial, em que a massa de pão é exposta a radiação microondas num forno de microondas convencional, sendo então cozido convencionalmente para dar consistência ao produto e facilitar a libertação do molde, obtendo-se um pão que não tem qualquer côdea tostada. A aplicação prática numa escala industrial de um processo de cozedura por microondas semelhante tem desvantagens significativas. Uma primeiro desvantagem consiste no facto de, num forno de microondas à escala industrial, por outras palavras um forno que seja 2 suficientemente grande para a produção em massa de pães, é difícil conseguir-se uma distribuição adequada da intensidade da radiação microondas dentro do forno, pelo que é difícil fazer com que a radiação afecte de forma homogénea todos os pães no forno. Num forno de microondas convencional, tal como o usado no dito documento ES2289900A1, este problema é resolvido pela placa rotativa conhecida, na qual é colocado o produto a ser aquecido, e através de agitadores de onda com os quais o forno está normalmente equipado. No entanto, estas soluções não são directamente aplicáveis a um forno que esteja dimensionado adequadamente para produzir pães a uma escala industrial. Outra dificuldade consiste no facto da radiação microondas não penetrar muito na massa de pão, pelo que é difícil obter-se um ponto de cozedura adequado no centro da massa sem que as áreas periféricas sejam cozidas de mais. De facto, a radiação microondas afecta principalmente as partes periféricas da massa de mão, aquecendo-as muito mais rapidamente do que o centro, pelo que a maior parte do calor que chega ao centro é transmitida por condução das partes periféricas. Neste aspecto, o mecanismo de aquecimento para a massa de pão é semelhante ao produzido num forno de convecção e radiação térmica convencional, a diferença sendo que, neste último caso, a temperatura do forno tem de ser alta para transmitir suficiente calor à superfície da massa, enquanto que, num forno de microondas, o calor é produzido directamente através do aquecimento dieléctrico, principalmente nas áreas periféricas da massa de pão.

Tendo em vista o estado da arte, o requerente pretende, como princípio essencial deste invento, a execução de um processo para cozer pães a baixa temperatura, em que a cozedura é conseguida por aquecimento dieléctrico da massa de pão usando 3 uma radiação de frequência radioeléctrica dentro de um intervalo de frequências abaixo do espectro das microondas. Desta forma, é possível reduzir consideravelmente as referidas desvantagens do processo de cozedura por microondas, isto é, a dificuldade em distribuir adequadamente a intensidade de radiação microondas dentro do forno e o baixo poder de penetração da radiação microondas na massa de pão. De facto, ambos os problemas são consideravelmente menores se a frequência de radiação for reduzida para níveis inferiores ao do espectro de radiação microondas.

Os processos de aquecimento dieléctrico através de uma radiação de frequência radioeléctrica compreendida entre a parte superior do espectro de Alta Frequência (HF) e a parte inferior do espectro de Muito Alta Frequência (VHF) são conhecidos, usando uma banda de frequência estreita centrada nalguns dos valores seguintes: 13,56 MHz 27,12 MHz 40,68 MHz que são bandas de frequências ISM (Industrial, Científica e Médica) reservadas para a utilização não comercial de radiofrequências nas áreas de indústria, ciência e medicina. Vale a pena relembrar que o espectro de microondas está numa gama frequências muito superior de 1 GHz a 300 GHz. Em particular, os fornos de microondas trabalham normalmente com uma frequência centrada nos 2,45 GHz, que é também uma frequência ISM reservada. O documento US 6914226B2 (COMDEL Inc.) revela um processo para o aquecimento dieléctrico de produtos alimentares num 4 forno de frequência radioeléctrica que usa frequências compreendidas no intervalo de 3 MHz a 300 MHz, e mais particularmente uma frequência correspondendo a alguns dos três valores das bandas ISM reservadas, mencionadas acima. Os produtos alimentares passam continuamente através do forno com frequência radioeléctrica, transportados por tapetes transportadores. O processo é aplicado a produtos alimentares cozidos, tais como carnes e peixe, e também à pasteurização de produtos alimentares pré-embalados. Um forno com frequência radioeléctrica semelhante, neste caso aplicado à pasteurização de produtos pré-cozinhados, está revelado no documento US 4974503 (HERMANN BERSTORFF MASCHINENENBAU GmbH). O documento WO9320699 (RF SYSTEMS SRL) revela um processo para produzir produtos de panificação a uma escala industrial, que é caracterizado por o passo de fermentação da massa, antes do passo de cozedura num forno convencional, ser dividido em duas partes: uma primeira parte de tratamento convencional, em que a massa é mantida numa atmosfera húmida a uma temperatura de 32 °C durante várias horas, e uma segunda parte em que a massa é exposta a radiação com frequência radioeléctrica a uma frequência compreendida entre de 12 a 41 MHz, durante alguns minutos. No fim desta segunda fase, a massa atinge uma temperatura de 70°C, pelo que a dita massa está num estado pré-cozido quando entra na fase de cozedura num forno convencional. Em função disto, o tempo necessário para produzir os produtos de panificação é consideravelmente menor. O documento GB902412A (ATELIERS DE CONSTRUCCION GUILLAUME OOMS SA) também revela um processo de cozedura de produtos de panificação, que inclui uma fase de pré-cozedura da massa através do aquecimento dieléctrico com radiação de alta 5 frequência (HF) , após a que é executada uma fase de convecção ou de cozedura por radiação térmica num forno convencional. 0 documento BE1016365A3 (CLEAN BAKING PRODUCTS BV MET B) revela um processo de cozedura de produtos alimentares, incluindo produtos de panificação, que consiste na combinação simultânea de cozedura com frequência radioeléctrica e cozedura por convecção ou radiação térmica para se obter um produto final tendo um miolo cozido homogeneamente, e uma côdea crocante e dourada.

Além disso, o documento GB2191670 (THE ELECTRICITY COUNCIL) revela um processo de cozedura de um produto de panificação, em que o produto de panificação a ser cozido é colocado num molde metálico que tem uma face superior aberta, e está exposta a radiação de frequência radioeléctrica de 27, 12 MHz. Mais especificamente, o molde metálico está ligado a um eléctrodo inferior ligado à terra, e um eléctrodo superior é colocado na superfície aberta do molde metálico, ao qual é aplicada uma elevada tensão eléctrica oscilante, dentro da dita frequência. É criado um campo electromagnético com frequência radioeléctrica entre os eléctrodos. A temperatura do ar atinge os 220°C a 250°C, e obtém-se um produto de panificação cozido tendo uma côdea tostada. A radiação térmica emitida pelos eléctrodos a uma elevada temperatura contribui para a cozedura. 0 documento GH9854424A (RADYNE LTD.) revela um dispositivo de aquecimento dieléctrico para cozer pão ou bolos. 0 pão ou bolos são aquecidos por aquecimento com frequência radioeléctrica num recipiente de material isolante que é transportado entre dois eléctrodos fixos colocados em cada lado do percurso de transporte e alimentados com energia de frequência radioeléctrica a partir de um gerador de 6 radiofrequência. 0 pão ou bolos assim cozidos são tostados através de um processo de transferência de calor. 0 documento GB 04371a (ATELIERS DE CONSTRUCCION GUILLAUME OOMS SA) descreve um processo de execução de um ciclo operacional completo de fabrico de pão que pode ser aplicado de uma forma contínua. O ciclo compreende um processo de cozedura através do contacto directo da massa com os eléctrodos de um gerador eléctrico de alta frequência ou com um elemento condutor eléctrico em contacto directo com os ditos eléctrodos e, finalmente, expondo a superfície do artigo a aquecer, com o objectivo de formar uma côdea.

Existem, por isso, soluções tecnológicas para aquecer ou cozer produtos alimentares, incluindo produtos de panificação, através do aquecimento dieléctrico usando radiação de frequência radioeléctrica numa gama de frequências abaixo do espectro microondas. Não obstante, o requerente não está a par de qualquer desenvolvimento desta tecnologia através da qual seja possível produzir pães a uma escala industrial e com baixa temperatura de cozedura, para evitar a formação de uma côdea tostada no pão.

Revelação do invento O objectivo do invento consiste em proporcionar um processo de produção de pães a uma escala industrial, cozendo-os através de aquecimento dieléctrico, através do qual seja possível obter-se um pão com uma côdea muito fina que tenha substancialmente a mesma cor da côdea do pão, sem as desvantagens do processo de cozedura por microondas, mencionado acima. 7 0 objectivo é conseguido através do processo descrito na reivindicação 1.

Observa-se que a gama de frequências usada no forno de frequência radioeléctrica, entre 3 MHz e 300 MHz, compreende o espectro Alta Frequência ou HF (entre 3 e 30 MHz) e o espectro Muito Alta Frequência ou VHF (entre 30 e 300 MHz). Na prática, como se verá posteriormente no exemplo da forma de realização, o forno de frequência radioeléctrica funciona numa banda de frequência que corresponde a uma frequência ISM reservada, de preferência uma das seguintes: 13,56 MHz, 27,12 MHz; 40,68 MHz. A essência do invento assenta na aplicação da tecnologia de cozedura por frequência radioeléctrica para produzir um pão com uma camada exterior muito fina que tenha substancialmente a mesma cor que o miolo do pão. A fase de cozedura é conduzida sob condições descritas na reivindicação 1 como características do invento, pelo que a massa é cozida uniformemente através de aquecimento dieléctrico e não através da transmissão de calor do molde, e também se consegue que a temperatura na superfície exterior da massa seja suficientemente baixa para evitar a ocorrência das reacções Maillard, que são responsáveis por dar à côdea a sua cor, nos processos de cozedura convencionais.

De igual forma, o invento cobre algumas das formas de realização preferidas que estão descritas nas reivindicações dependentes 2 a 8, e cuja utilização está realçada em baixo na descrição detalhada de algumas formas de realização do invento. 0 invento também cobre algumas melhorias que não estão descritas no pedido de patente espanhola n° 200803738, cuja prioridade é reivindicada, mas que foram adicionadas a este pedido. Estas melhorias acrescentadas estão descritas nas reivindicações 9 a 13, assim como nas figuras 9 a 14, e no fim da descrição detalhada de algumas formas de realização do 8 invento. Assim, a data efectiva das reivindicações 9 a 13 é a data de depósito deste pedido.

De igual forma, o invento cobre caracteristicas detalhada ilustradas na descrição detalhada de uma forma de realização do invento e nas figuras acompanhantes.

Breve descrição dos desenhos

As vantagens e características do invento serão tomadas em consideração e partir da descrição seguinte, em que um exemplo não limitativo de uma forma de realização preferida do invento é descrito com referência aos desenhos acompanhantes. as figuras 1 a 8 mostram o seguinte: a figura 1 é um diagrama de blocos das fases principais do processo de acordo com o invento; as figuras 2a - 2h são um diagrama dos vários passos da fase de preparação de unidades de massa em molde; a figura 3 é um diagrama do passo de cozedura no forno de frequência radioeléctrica; a figura 4 é um diagrama da remoção da tampa do molde, antes de entrar na fase de secagem no forno de convecção; a figura 5 é um diagrama da fase de secagem no forno de convecção; as figuras 6a - 6c são diagramas das várias fases do passo de remoção do molde; a figura 7 é um diagrama das fases de arrefecimento e condicionamento final; a figura 8 é um gráfico que mostra a evolução de temperatura no coração de uma unidade de massa em molde 9 durante a fase de cozedura no forno de frequência radioeléctrica; as figuras 9 a 14 ilustram as melhorias que foram adicionadas a este pedido e que não estavam incluídas no pedido de patente espanhola n° 200803738, cuja prioridade é reivindicada. Astas figuras mostram: a figura 9, uma vista esquemática frontal de um conjunto de oito unidades de massa em molde dentro do forno de frequência radioeléctrica, dispostas num tapete transportador que circula perpendicularmente ao plano do desenho, entre eléctrodos superior e inferior prolongando-se perpendicularmente à direcção de circulação do dito tapete; a figura 10 e uma vista lateral correspondendo à figura 9, em que duas das ditas oito unidades de massa em molde estão ilustradas de lado, circulando no tapete transportador na direcção indicada pela seta; a figura 11 é uma vista semelhante à da figura 10, que mostra uma forma de realização vantajosa caracterizada por um novo arranjo de eléctrodo vantajoso; a figura 12 é uma vista frontal semelhante à da figura 9, que mostra uma forma de realização vantajosa caracterizada por os eléctrodos superiores serem encurvados; a figura 13 é um diagrama do eléctrodo superior encurvado da figura 12, em que são definidas as dimensões d e L; a figura 14 é um diagrama semelhante ao da figura 11, excluindo os campos eléctricos, que ilustra o facto dos eléctrodos superiores encurvados das figuras 12 e 13 só estarem instalados numa zona central. 10

Descrição detalhada de algumas formas de realização do invento 0 processo descrito abaixo é aplicado à produção de pães numa escala industrial, com a particularidade de terem uma camada exterior muito fina que tem substancialmente a mesma cor que o miolo no coração do pão.

As fases principais do processo de acordo com o invento estão resumidas no diagrama de blocos da figura 1. A primeira fase, que consiste na preparação de unidades de massa em molde, não é substancialmente diferente da aplicada nos processos conhecidos de produção industrial de pães, excepto pelo facto de se relacionar com a constituição dos moldes, que serão discutidos posteriormente. Para facilitar o entendimento do processo considerado, como um todo, as várias fases deste primeiro passo serão explicadas brevemente abaixo, com referência ao diagrama 2a - 2h. Uma unidade dispensadora 13, contendo massa de pão amassada (figura 2a), fornece uma quantidade regular de massa 17 (figura 2) correspondendo a uma unidade de pão e que, neste exemplo, tem 650 g. Esta massa 17 é deixada a descansar (figura 2c), sendo depois enrolada para se obter uma forma laminar (figura 2d), que é então enrolada sobre si própria (figura 2e). Seguidamente, a massa enrolada 17 (figura 2f) é colocada num molde 3 e é deixada a fermentar até se obter uma massa fermentada 2 para cozedura, que cobre por igual a maior parte do volume do molde (figura 2g) . Desta forma, obtém-se uma unidade de massa em molde 1. Antes da introdução de cada unidade de massa 1 no forno de frequência radioeléctrica 4, o molde 3 é fechado de uma forma não hermética com uma tampa 7 (figura 2h) . A tampa 7 assenta simplesmente no molde 3 pelo que, devido ao seu próprio peso, a dita tampa 7 é mantida no molde 3 fecha-o de uma forma não 11 hermética, permitindo que o vapor saia do molde durante a fase de cozedura.

Os moldes 3 não são do tipo convencional e, em vez disso, são concebidos especificamente para cozedura no forno de frequência radioeléctrica 4. Os ditos moldes 3 consistem em recipientes paralelepipédicos com as seguintes dimensões internas: 125 mm de largura na base, 270 mm de comprimento na base e 130 mm de altura. Quer a largura quer o comprimento aumentam ligeiramente da base para a superfície superior, para facilitar a libertação dos pães do molde. O material dos moldes 3 tem de satisfazer as seguintes exigências: - ser adequado para estar em contacto com produtos alimentares; - ter resistência mecânica e resistência à temperatura adequadas para todas as fases do processo; - ter uma elevada transparência à radiação de frequência radioeléctrica dentro das frequências de trabalho do forno de frequência radioeléctrica; o molde tem de ter uma transparência à radiação de frequência radioeléctrica superior à da massa fermentada aí contida para que, durante a fase de cozedura por frequência radioeléctrica, o molde não atinja uma temperatura acima da da massa fermentada; - ter uma elevada condutividade térmica para não atrasar muito a fermentação da massa na primeira fase antes da cozedura (figuras 2f e 2g). O material da tampa 7 tem de satisfazer as mesmas exigências que o material de molde 3 e, para além disso, é também aconselhável que tenha uma densidade elevada, uma vez 12 que a tampa 7 tem de ser suficientemente pesada para permanecer em posição devido à gravidade, fechando o molde 3, durante a fase de cozedura no forno de frequência radioeléctrica.

Com base nestas exigências, que devem ser consideradas como parte deste invento, a escolha dos materiais usados para fabricar o molde 3 e tampa 7 está dentro do âmbito de quem tem experiência na técnica. Neste exemplo, o material usado para fabricar o molde 3 é um polímero termoplástico, e o material usado para fabricar a tampa 7 é outro polímero termoplástico que é mais denso do que o primeiro.

Tal como está ilustrado esquematicamente na figura 3, as unidades de massa em molde 1, preparadas na primeira fase, são colocadas num tapete transportador e passam através de um forno de frequência radioeléctrica 4 onde são expostas a radiação de frequência radioeléctrica. 0 forno de frequência radioeléctrica 4 é do mesmo tipo que o descrito no dito documento US4974503 (HERMANN BERSTORFF MASCHINENBAU GmbH). As unidades de massa em molde 1 circulam dentro do forno 4 entre uma série de eléctrodos inferior inferiores 14 ligados à terra, e colocados por baixo do tapete transportador, e uma série de eléctrodos superiores 15 ligados a um gerador que proporciona uma alta tensão cíclica com elevada frequência. A tensão aplicado aos eléctrodos superiores 15 é da ordem dos 4 kV cm uma frequência de ciclo de 27,12 MHz. Assim, entre cada par de eléctrodos 14, 15 é produzida uma radiação de frequência radioeléctrica, com uma frequência de 27,12 MHz, que provoca o aquecimento dieléctrico da massa fermentada 2 que está contida nos moldes 3. 0 forno 4, neste exemplo, é proporcionado com um sistema que permite a aplicação de uma tensão diferentes aos vários eléctrodos superiores 15, para que seja possível ajustar a intensidade de radiação de frequência radioeléctrica ao longo 13 da trajectória linear das unidades 1 dentro do forno 4. Devido ao facto da transparência do molde 3 e da tampa 4 à radiação de frequência radioeléctrica ser elevada, o aquecimento dieléctrico é muito mais importante na massa fermentada 2 do que nos moldes 3 e tampa 7, pelo que a massa fermentada 2

atinge uma temperatura superior à dos moldes 3 e tampa 7. A intensidade da radiação de frequência radioeléctrica no forno 4, assim como o tempo que as unidades 1 permanecem no dito forno 4, foram ajustadas usando cálculos e ensaios experimentais, para que à saída do forno 4 os pães estejam cozidos e a temperatura no coração da massa fermentada não tenha subido muito acima de um nível de saturação correspondendo substancialmente à temperatura de saturação da água à pressão existente no dito coração. Mais especificamente, quando as unidades 1 entram no forno 4, a temperatura no coração da massa fermentada 2 é menor ou igual a 40°C, e durante o tempo em que permanece no forno 4 a dita temperatura aumenta até atingir um nível de saturação compreendido no intervalo de 95°C a 105°C, o dito nivel de saturação sendo mantido por pelo menos 2 minutos. A figura 8 mostra a evolução da temperatura no coração da massa fermentada 2 ao longo do tempo em que as unidades 1 permanecem dentro do forno 4. Os dados da figura 8 foram obtidos por meios experimentais usando uma sonda termo-eléctrico de fibra óptica introduzida na massa fermentada 2. Tal como está ilustrado, a evolução da temperatura mostra uma primeira fase entre os minutos 0 e 8,5, em que a temperatura aumenta progressivamente porque o mecanismo de acumulação de calor se deve a calor sensível, seguido de uma segunda fase entre os minutos 8,5 e 12, em que a temperatura é mantida num valor de saturação porque a acumulação de calor se deve ao calor latente. Este valor de 14 saturação aumenta ligeiramente (em comparação com o aumento de temperatura na primeira fase) de 98°C para 101°C, principalmente porque se verifica um aumento de pressão dentro do molde, provocado por evaporaçao da água. 0 tempo total durante o qual as unidades 1 permanecem no forno 4 é de 12 minutos, a segunda fase demorando 3,5 minutos. À saida do forno 4, as unidades 1 saem sob a forma de pães cozidos em molde 5, consistindo num pão cozido 6 contido no seu molde 3. Então, a tampa 7 é removida dos moldes 3, tal como está ilustrado esquematicamente na figura 4.

Seguidamente, tal como está ilustrado esquematicamente na figura 5, os pães em molde 5, sem a tampa 7, passam por uma fase de secagem pelo que perdem parte da humidade que contêm, sendo por isso mais fácil remover o molde. Para isto, circulam através de um forno de convecção 8. 0 tempo em que permanecem no forno 8 não é suficiente para alterar a cor da superfície exterior dos pães. Neste exemplo, o forno 8 está a uma temperatura inferior a 220°C, e os pães permanecem no forno 8 por menos de 10 minutos.

Logo que a fase de secagem tenha terminado, é executado o passo de remoção do molde, que está ilustrada esquematicamente nas figuras 6a - 6c. 0 molde é removido por gravidade, rodando o molde 3. Para que o pão cozido 6 seja libertado mais facilmente do molde 3 sem ser danificado, antes da rotação do molde 3 é soprado o ar entre o pão cozido 6 e o dito molde 3. Quando se roda o molde 3, o pão cozido 6 cai por gravidade e assenta num tabuleiro de arrefecimento 9, sobre a sua face correspondendo à face superior aberta do molde 3 durante a fase de secagem. Esta face do pão cozido 6 tem uma resistência mecânica superior à das outras porque esteve exposta ao ar durante o processo de secagem. O pão cozido 6 mantém esta 15 posição de repouso na dita superfície com maior resistência mecânica durante a fase de arrefecimento subsequente.

As fases de arrefecimento e acabamento final estão ilustradas esquematicamente a figura 7. A fase de arrefecimento é feita numa câmara de arrefecimento 10 através da qual circulam os pães cozidos 6. A câmara de arrefecimento 10 está equipada com meios de isolamento contra contaminação microbiana exterior que, neste exemplo, consistem num sistema que injecta constantemente para a câmara 10 um fluxo de ar filtrado, pelo que a pressão em excesso é mantida dentro da câmara 10 em relação à atmosfera exterior. A câmara 10 é mantida a uma temperatura de 25°C, os pães cozidos 6 permanecendo na dita câmara 10 durante 65 minutos. À saída da câmara, a temperatura no coração do pão cozido 6 é de aproximadamente 30°C.

Depois desta fase de arrefecimento, os pães cozidos 6 entram numa área limpa 11 onde são executadas as fases de acabamento finais: - um passo de corte em fatias no qual os ditos pães libertados do molde são cortados em fatias; e - um passo de embalamento no qual as ditas fatias são embaladas hermeticamente num saco. O pão produzido tem uma camada fina que tem substancialmente a mesma cor que o miolo no coração do pão. A área limpa 11 está equipada com meios de protecção contra contaminação microbiana do exterior e meios de protecção activos contra o crescimento bacteriano. Se for necessário aumentar ainda mais o controlo do crescimento bacteriano, entre a câmara de arrefecimento 10 e a área limpa 11, os pães cozidos 16 6 libertados do molde circulam dentro de um túnel 12 que é também proporcionado com meios de isolamento contra a contaminação microbiana do exterior.

Neste exemplo, os meios de isolamento contra a contaminação microbiana do exterior no túnel 12 e na área limpa 11 são semelhantes aos que equipam a câmara 10: Um sistema que injecta constantemente um fluxo de ar filtrado para que seja mantido um excesso de pressão em relação à atmosfera exterior. De igual forma, o ar comprimido usado pelos vários processos na área limpa 11 é ar filtrado. Os meios de protecção activa contra crescimento bacteriano na área limpa 11 compreendem lâmpadas fluorescentes germicidas. É proporcionada uma descrição abaixo de algumas melhorias que foram desenvolvidas após o depósito do pedido de patente espanhola n° 200803738, cuja prioridade é reclamada, e que se destina a optimizar o processo de cozedura de pães no forno de frequência radioeléctrica. Estas melhorias são o resultado de testes experimentais conduzidos pelo requerente numa instalação à escala industrial, na qual foi implementado o processo de acordo com a reivindicação 1.

Na dita instalação à escala industrial, as unidades de massa em molde 1 circulam dentro do forno de frequência radioeléctrica, dispostas num tapete transportador 18 em fiadas de 8 unidades, assentando longitudinalmente na direcção de alimentação do dito tapete 18, tal como está ilustrado esquematicamente nas figuras 9 e 10. Cada grupo de 8 moldes é fechado em cima por duas tampas 7', cada uma das ditas tampas 1' cobrindo um subgrupo de 4 moldes. As tampas 1' são colocadas para que assentem simplesmente nos moldes, pelo que, devido ao seu próprio peso, estas tampas 1' são mantidas nos moldes e fecham-nos de uma forma não hermética, permitindo a saída de 17 vapor dos ditos moldes durante a fase de cozedura. Estas tampas 1' têm essencialmente as mesmas características que as tampas 7 para um molde único tal como está descrito acima, com a diferença de que são suficientemente grandes para cobrir quatro moldes de cada vez.

No forno de frequência radioeléctrica, os eléctrodos inferiores 14 e superiores 15 têm a forma de barras paralelas dispostas em dois planos: um plano superior no qual assentam as barras ou os eléctrodos superiores 15, e um plano inferior, por baixo do tapete 18, onde assentam as barras ou eléctrodos inferiores 14, para que as unidades de massa em molde 1 colocadas no tapete transportador 18 circulem entre estes dois planos dos eléctrodos superior 15 e inferior 14.

Numa primeira fase de teste, os eléctrodos 14 e 15 foram dispostos em pares com sinal oposto e alinhados verticalmente, tal como está ilustrado na figura 10. Este é o arranjo normal de eléctrodos nos fornos de frequência radioeléctrica conhecidos do estado da arte. Nas figuras, o campo eléctrico entre os eléctrodos está representado esquematicamente a tracejado. Como pode ver-se na figura 10, é gerado um campo eléctrico vertical 19 entre cada par de eléctrodos 14, 15.

Os testes experimentais conduzidos com este arranjo de eléctrodo inicial mostraram que era difícil atingir uma cozedura homogénea do pão. De facto, ao cozer suficientemente a massa de pão no topo, era fácil cair na armadilha de cozer demasiadamente o fundo da massa, ou mesmo queimá-lo. Com base neste evidência, deduziu-se que o problema de uma cozedura não homogénea era provocada, essencialmente, pela presença de tampas 7'. A solução para o problema levantado consistiu na modificação da distribuição dos eléctrodos 14 e 15, dispondo-os 18 para que os eléctrodos superiores 15 produzam, entre si, um campo eléctrico horizontal 20, através do qual passa a parte superior de unidades de massa em molde 1, que circulam entre os eléctrodos superiores 15 e eléctrodos inferiores 14, o dito campo eléctrico horizontal 20 sobrepondo o campo eléctrico 21 gerado entre os pares de eléctrodos constituídos por um eléctrodo superior 15 e um eléctrodo inferior 14. 0 arranjo de eléctrodos ilustrado na figura 11 proporcionou resultados particularmente satisfatórios. De acordo com este arranjo preferido, os eléctrodos superiores 15 estão dispostos em alternância com sinais opostos, e os eléctrodos inferiores 14 estão dispostos em pares apenas com os eléctrodos superiores 15 tendo o mesmo sinal. Obviamente, a ideia de "sinal" tem de ser aqui entendida no sentido mais lato: os eléctrodos estão ligados a uma tensão oscilante de primeiro nível (eléctrodos positivos com um sinal " + " nas figuras) ou a um segundo nível de tensão oscilante (eléctrodos negativos, com um sinal nas figuras), a diferença entre estes dois níveis de tensão oscilante criando o campo eléctrico oscilante entre os eléctricos. Na forma de realização preferida ilustrada na figura 11, os eléctrodos inferiores 14 têm o mesmo sinal, e cada um dos eléctrodos inferiores 14 está disposto por baixo de um eléctrodo superior 15 com o mesmo sinal e com ele alinhado verticalmente. O número de eléctrodos superior é superior ao número de eléctrodos inferiores, uma vez que para cada par de eléctrodos superiores 15 com sinais opostos, há apenas um eléctrodo inferior 14, como se pode ver na figura 11. Com este arranjo, entre cada dois eléctrodos superiores 15 com sinais opostos, é criado um campo eléctrico horizontal 20, enquanto que entre cada par de eléctrodos superiores 15 e inferiores 14 com sinais opostos é criado um campo eléctrico oblíquo 21, 19 porque os eléctrodos 14, 15 com sinais opostos estão dispostos de uma forma deslocada em relação à vertical. Consequentemente, quando as unidades de massa em molde 1 circulam entre eléctrodos superiores 15 e eléctrodos inferiores 14, o topo de cada unidade 1 passa através de uma área com um campo eléctrico maior do que o da parte inferior. É com isto que o efeito da tampa 1' no campo eléctrico é compensado, pelo que o campo eléctrico na massa de pão contida em cada molde é mais homogéneo do que no arranjo de eléctrodos ilustrado acima na figura 10. Os resultados obtidos são satisfatórios: graças a este novo arranjo de eléctrodos 14, 15 a massa de pão coze homogeneamente.

Como saberá bem quem tem experiência na técnica, os campos eléctricos 19, 20, 21 ilustrados nas figuras são representados como um esquema e não se destinam a reflectir o campo eléctrico real gerado pelo conjunto completo de eléctrodos. Mesmo assim, como saberá que tem competência na técnica, este esquema é suficiente para ilustrar o efeito do novo arranjo de eléctrodos. Além disso, quem tem competência na técnica também entenderá que tudo o que foi mencionado em relação às tampas 1', com referência à perturbação que estas tampas provocam durante a cozedura da massa de pão no molde e à solução proposta para compensar este efeito, é igualmente válido quando se usam tampas individuais 7, ou outras tampas cobrindo vários moldes.

Um segundo problema observado na dita instalação à escala industrial, que é diferente do problema de cozedura homogénea da massa de pão que foi referida agora, consiste na dificuldade em conseguir-se uma cozedura adequada se as unidades de massa em molde 1, que correm circulam através da área central dos eléctrodos 14, 15; por outras palavras, na área central, de 20 acordo com a vista frontal na figura 9. De facto, num arranjo de 8 unidades numa fiada, tal como está ilustrado na figura 9, as duas unidades centrais 1 não são cozidas com a mesma qualidade que as outras seis. Em particular, os pães obtidos destas duas unidades centrais são cozidos demasiado rapidamente, em comparação com o pão que está ao nivel das extremidades dos eléctrodos.

Para resolver este problema, os eléctrodos 15, que eram barras direitas, foram substituídos por eléctrodos 15' tendo a forma de uma barra ligeiramente curva, para que a área central do eléctrodo 15' se afaste ainda mais das unidades de massa em molde 1 do que as áreas nas extremidades. A figura 12 mostra um esquema da instalação com estes eléctrodos superiores encurvados 15'. Esta curvatura nos eléctrodos superiores 15' tem o efeito de reduzir o campo eléctrico na zona central em relação às áreas que estão nas extremidades dos eléctrodos, pelo que os pães são cozidos homogeneamente na direcção transversal.

De preferência, a curvatura dos eléctrodos 15' é tal que o centro do eléctrodo 15' se separa da horizontal que passa nas extremidades do dito eléctrodo 15 numa distância d entre 0,5% e 3,0% do comprimento L do dito eléctrodo 15'. Mais preferencialmente, a distância d está compreendida entre 0,5% e 1,5% do comprimento L do eléctrodo 15'. A figura 13 ilustra estes parâmetros d e L na instalação usada, comprimento L dos eléctrodos 15' sendo de 1,8 m, e a distância de separação d da área central do eléctrodo sendo de 1 cm. Obviamente, nas figuras 12 e 13 a curvatura dos eléctrodos superiores 15' está exagerada, com o único objectivo de facilitar a descrição.

Além disso, observou-se que se obtém uma qualidade óptima dos pães quando os eléctrodos superiores encurvados 15' só são 21 zona colocados numa zona intermédia do forno de frequência radioeléctrica, em relação a direcção de alimentação das unidades de massa em molde 1, os eléctrodos superiores nas outras áreas sendo eléctrodos direitos 15, tal como está ilustrado em esquema na figura 14. Mais especificamente, os eléctrodos superiores curvos 15' só são colocados numa zona intermédia quando a temperatura no coração da massa fermentada 2 atinge o valor de 70°C. 0 efeito da curvatura nos eléctrodos superiores 15' é particularmente assinalável na dita zona intermédia, porque a este nível de temperatura de 70 °C o processo de fermentação é interrompido, devido à desactivação do fermento, e o processo de gelatinização do amido começa, o que leva à cozedura da massa.

Estas melhorias estão contidas nas reivindicações 9 a 13, que estão subordinadas à reivindicação 1. Não obstante, quem tem experiência na técnica reconhecerá, sem qualquer problema, que as ditas melhorias são igualmente aplicáveis, e que proporcionam os efeitos de vantagem revelados, quando são aplicados mais na generalidade, para além da reivindicação 1, a um processo de produção de pães, no qual o pão não é totalmente cozido por aquecimento dieléctrico no forno de frequência radioeléctrica. Em particular, esta descrição também compreende uma aplicação das melhorias descritas na reivindicações 9 a 13, para um processo de fabrico de pães por cozedura através de cozedura dieléctrica, que compreende uma fase de cozedura na qual as unidades de massa em molde, consistindo numa massa fermentada a ser cozida contida num molde, passam através de um forno de frequência radioeléctrica onde são expostas a radiação de frequência radioeléctrica, compreendida numa gama de frequência de 3 MHz a 300 MHz, que provoca o aquecimento dieléctrico da dita massa fermentada, em que a superfície 22 superior do dito molde é fechada de uma forma não hermética por uma tampa, a dita tampa e o dito molde estando configurados para não serem sujeitos, pelo efeito da dita radiação de frequência radioeléctrica, a um aquecimento dieléctrico superior ao da dita massa fermentada contida no dito molde.

Lisboa, 23 de Dezembro de 2011. 23

Claims (13)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo de produção de pães por cozedura através de um aquecimento dieléctrico, compreendendo uma fase de cozedura na qual as unidades de massa em molde (1), constituídas por massa fermentada (2) a serem cozidas contidas num molde (3), passam através de um forno com frequência radioeléctrica (4) no qual são expostas a uma radiação de frequência radioeléctrica no intervalo de frequência compreendido entre 3 MHz e 300 MHz, que provoca um aquecimento dieléctrico da dita massa fermentada (2), caracterizado por: a superfície superior do dito molde (3) é fechada de uma forma não hermética por uma tampa e o dito molde (3) é feito num metal não metálico, a dita tampa (7) e o dito molde (3) estando configurados de forma a não serem submetidos, pelo efeito da dita radiação de frequência radioeléctrica, a um aquecimento dieléctrico superior ao da dita massa fermentada (2) contido no dito molde (2); a intensidade da dita radiação de frequência radioeléctrica enquanto as unidades de massa de pão (1) permanecem no dito forno com frequência radioeléctrica (4) é ajustada de forma a que a temperatura no coração da dita massa fermentada (2), que aumenta em função do aquecimento dieléctrico provocado na dita massa fermentada (2) pela dita radiação de frequência radioeléctrica, atinja um nível de saturação que corresponde substancialmente à temperatura de saturação da água à pressão existente no dito coração, e seguidamente a dita temperatura no 1 coração é mantida ao nível de saturação ou abaixo deste; e cada uma das ditas unidades de massa em molde (1) permanece no dito forno com frequência radioeléctrica (4) nestas condições até que a massa fermentada (2) aí contida esteja completamente cozida, pelo efeito do dito aquecimento dieléctrico produzido na massa fermentada (2), por uma radiação com frequência radioeléctrica, para que as ditas unidades de massa em molde (1) saiam do dito forno com frequência radioeléctrica no estado de pães em molde cozidos (5) , constituídos por um pão cozido (6) contido no seu molde e tendo uma camada exterior muito fina substancialmente da mesma cor que o miolo do pão.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, antes de entrar no dito forno com frequência radioeléctrica (4), a temperatura das ditas unidades de massa em molde (1) no coração da dita massa fermentada (2) ser menor ou igual a 40°C, o dito nível de saturação estar situado no intervalo de temperatura compreendido entre 95 e 105°C, e a temperatura no dito coração ser mantida nesse intervalo de temperatura durante pelo menos 2 minutos.
3. 3. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por, após a fase de cozedura num forno com frequência radioeléctrica (4), e antes de uma fase de remoção do molde, ser efectuada uma etapa de secagem na qual os ditos pães no molde cozidos (5) são aquecidos por convecção para eliminar a humidade no interior dos ditos 2 pães em molde cozidos (6) sem provocar a alteraçao da cor da superfície exterior dos ditos pães.
4. 4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a dita fase de secagem ser efectuada num forno de convecção
5. 5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por a dita tampa (7) estar configurada de forma a não ser sujeita, por efeito da dita radiação de frequência radioeléctrica, a um aquecimento dieléctrico superior ao da dita massa fermentada (2) contida no dito molde (3).
6. 6. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a dita fase de secagem ser executada depois de ter sido previamente retirada a dita cobertura (7) dos ditos moldes (3), para que os ditos moldes (3) tenham uma superfície superior aberta, e depois da dita fase de secagem, ser executada um passo de remoção de molde, compreendendo uma operação de rotação do molde (3) e uma operação de insuflação de ar entre o dito pão cozido (6) e o dito molde (3) que o contém, para que o pão cozido (6) contido no dito molde caia por gravidade e assente numa superfície (9) sobre o seu lado que estava na superfície superior do dito molde (3), o dito pão cozido (3) permanecendo nesta posição de repouso durante uma fase de arrefecimento subsequente.
7. 7. Processo de acordo com a reivindicação 1, no qual, após a fase de cozedura no dito forno de frequência radioeléctrica (4), é executada um passo de remoção do molde, no qual os 3 ditos pães cozidos (6) são retirados dos ditos moldes (3), e uma fase de arrefecimento dos ditos pães cozidos (6), caracterizado por a dita fase de arrefecimento ser efectuada numa câmara de arrefecimento (10) equipada com meios de isolamento contra contaminação microbiana exterior, e depois da dita fase de arrefecimento, um determinado número de fases finais de acabamento ser executado, compreendendo um passo de corte em fatias, no qual os ditos pães cozidos (6) retirados do seu molde são cortados em fatias, e uma fase de embalamento, na qual as ditas fatias são embaladas numa embalagem, as ditas fases finais de acabamento sendo executadas numa zona limpa (11) equipada com meios de protecção contra contaminação microbiana exterior e meios de protecção activos contra o crescimento bacteriano.
8. 8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a entre a dita câmara de arrefecimento (10) e a dita zona limpa (11) os ditos pães cozidos (6) retirados do seu molde passarem dentro de um túnel (12) igualmente equipado com meios de isolamento contra contaminação microbiana exterior.
9. 9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, em que a cozedura das ditas unidades de massa no molde (11) por aquecimento dieléctrico num forno com frequência radioeléctrica (4) é executada fazendo circular as ditas unidades de massa em molde (1) entre os eléctrodos inferiores (14) e os eléctrodos inferiores (15, 15') ligados a uma fonte de tensão oscilante, para que os ditos eléctrodos (14, 15, 15') gerem um campo eléctrico oscilante que produz a dita radiação de frequência radioeléctrica, caracterizado por a parte superior das ditas unidades de 4 massa em molde (1) passar através de um campo eléctrico horizontal (20) gerado pelos eléctrodos superiores (15, 15') entre si, o dito campo eléctrico horizontal estando sobreposto a um campo eléctrico (21) gerado entre eles pelos pares de eléctrodos constituídos por um eléctrodo superior (15, 15') e um eléctrodo inferior (14).
10. 10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por os ditos eléctrodos superiores (15, 15') estarem dispostos em alternância com os sinais opostos e os ditos eléctrodos inferiores (14) estarem dispostos em correspondência com os eléctrodos superiores (15, 15'') do mesmo sinal.
11. 11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por os eléctrodos inferiores (14) terem o mesmo sinal e cada eléctrodo inferior (14) estar disposto por baixo de um eléctrodo superior (15, 15') com o mesmo sinal e alinhado verticalmente com este, para que entre cada par de eléctrodos superiores (15, 15') de sinais opostos seja criado um campo eléctrico horizontal (20), enquanto que entre cada par de eléctrodos superiores (15, 15') e inferiores (14) de sinais opostos, é criado um campo eléctrico oblíquo (21).
12. 12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, em que a cozedura das ditas unidades de massa em molde (1) por aquecimento dieléctrico num forno de frequência radioeléctrica (4) é executado fazendo circular as ditas unidades de massa em molde (1) entre os eléctrodos inferiores (14) e os eléctrodos superiores (15, 15') ligados a uma fonte de tensão oscilante, para que os ditos 5 eléctrodos (14, 15, 15') gerem um campo eléctrico oscilante que produz a dita radiação de frequência radioeléctrica, os ditos eléctrodos inferiores (14) e superiores (15, 15') estando configurados em forma de barras que se estendem transversalmente em relação à direcção de avanço das ditas unidades de massa em molde (1), caracterizado por pelo menos alguns (15') dos ditos eléctrodos superiores possuírem uma ligeira curvatura orientada para que a zona central (1) dos ditos eléctrodos superiores encurvados (15) se afaste mais das ditas unidades de massa em molde (1).
13. 13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por os ditos eléctrodos superiores encurvados (15') serem colocados unicamente numa zona intermediária do dito forno com frequência radioeléctrica (4) em relação à direcção de avanço das ditas unidades de massa em molde (1), os eléctrodos superiores nas outras zonas sendo os eléctrodos (15) sem curvatura, a dita zona intermédia correspondendo a uma zona em que a temperatura no coração da massa fermentada (2) contida nas ditas unidades de massa em molde (1) atinge um valor de 70°C. Lisboa, 26 de Dezembro de 2011. 6