PT93918A

PT93918A - Aparelho para a esterilizacao de alimentos fluidos

Info

Publication number: PT93918A
Application number: PT93918A
Authority: PT
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1991-02-08
Also published as: FI902136A7; EP0402965A3; FI902136A0; MA21828A1; GB8909779D0; EP0402965A2

Description

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Case CM295

Esta invenção diz respeito a um aparelho destinado a melhorar a esterilização de alimentos em forma fluída evitando ao mesmo tempo causar-lhe danos de ordem química ou física. 0 aparelho aqui descrito pode aplicar-se a alimentos fluídos, de fluidez normal ou concentrada, e é usado de preferência na esterilização de sumos de frúta.

Este aparelho pode ser usado na esterilização de alimentos fluídos em produção contínua.

Para produzir alimentos fluídos anti-es-táveis, ê necessário esterilizá-los; a esterilização é um processo bem conhecido e-com muitas variantes, uma das quais consiste no tratamento a muito alta temperatura (UHT).

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Um tal processo compreende o aquecimento do produto a ser esterilizado durante um tempo muito curto isto é, apenas alguns segundos, seguido dum rápido arrefecimento .

Uma maneira de conseguir esta esterilização é usar um sistema de infusão /"*impregnação7de vapor de água em que o produto é posto em contacto com uma atmosfera de vapor de água sob pressão; o vapor condensa-se então no interior do produto aquecendo-o instantaneamente. Quando este tratamento é feito em alimentos fluídos contendo componentes voláteis, o processo pode ser executado sobre o alimento fluído na forma concentrada, sendo a concentração final ajustada depois da esterilização. 30 A aplicação da patente Europeia publicada com ο N2.0247 249 revela um tal processo e a aplicação da patente U.S. 4.161.909 apresenta uma unidade de infusão de vapor de água. É um dos objectivos da presente invenção proporcionar um aparelho que melhore a transferência de calor para o alimento fluído na unidade de infusão de vapor, conseguindo assim, subsequentemente, uma melhor esteriliza- 35 15

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Case CM295 ção do alimento fluído. A infusão de vapor em água é um processo relativamente suave, se considerarmos a qualidade física e química do alimento fluído tratado em comparação com outros processos de esterilização. No entanto, a pesar de tudo, certos alimentos fluídos sofrem danos químicos ou físicos através do processo, especialmente alguns alimentos fluídos frágeis tais como polpas contendo sumos de fruto. É um outro objectivo da presente invenção proporcionar um aparelho para esterilizar alimentos flu idos sem danificar o produto tratado. Outras vantagens da invenção serão descritas a seguir. 0 aparelho, de acordo com a invenção, compreende uma unidade de infusão de vapor de água e um sis tema de controlo. A unidade de infusão do vapor de água é equipado com um sistema de distribuição do alimento fluído consistindo em pelo menos uma taça de deflecção de bordos arredondados. 0 aparelho aqui indicado é usado preferivelmente na esterilização de sumos de fruta. 0 aparelho, em conformidade com a invenção, compreende uma unidade de infusão de vapor de água na qual o alimento fluido a ser aquecido á posto em contacto com o vapor sob pressão; esta é uma operação chave no pro cesso para conseguir uma completa e eficiente esterlização do alimento fluído e é também uma das operaçães em que ocor rem alguns danos no produto,

Ultimamente verificou-se que usando pelo menos uma taça deflectora com bordos arredondados como sistema de distribuição do alimento fluído na unidade de infusão de vapor de água, melhorará a transferência de calor para o alimento fluído e evitará que o mesmo seja danificado . A Fig. 1 I a vista duma secção de corte 2 35 10 15

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Case CM295 transversal da taça deflectora típica que é usada como sistema de distribuição em unidade de infusão de vapor de água em acordo com a invenção. 0 alimento fluido chega por (l), por e-xemplo, por meio dum tubo, passa través das aberturas (19), corre em seguida na taça (2) que o dirige em direcçâo à tampa (3), a qual espalha a corrente do alimento fluído num filme que cai na unidade de infusão de vapor de água. A expressão "taça deflectora", no sentido aqui usado, engloba a taça (2) com a tampa (3)» á importante que tanto a taça (2) como a tampa (3) tenham bordos 2a, 2b, 32, 3b arredondados, A palavra"arredondada" sendo aqui entendida como o contrário de "aguçada".

Uma tal taça é desenhada para produzir·* um filme em forma de guarda chuva de alimento fluído que cai na unidade de infusão de capor de água.

Esta distribuição uniforme do alimento fluido a ser tratado, permite um contacto óptimo entre o alimento fluido e o vapor de água. Desta maneira, a transferência de calor é melhorada resultando numa transferência de calor mais eficiente.

Um tal sistema de distribuição permite ainda guiar o filme de alimento fluido para o fundo em vez das paredes da unidade de impressão de vapor de água; con-tactos entre o alimento fluído e as paredes da unidade de impressão devem ser evitados porque conduzem a uma inferior transferência de calor para o alimento fluído e provocam o aparecimento neste de sinais de cozedura, daí resultando* danos organolépticos.

Este sistema de distribuição é também muito menos agressivo para os alimentos fluidos do que os sistemas usuais, daí resultando menores danos no tratamento de alimentos fluídos fisicamente delicados, tais como mis- = 3 = 35 5 10 15

Mod. 71 -10000 ex. - 89/07 20 25 30 62.201 Case CM295 turas de sumo e polpa de fruta.

0 sistema de distribuição da unidade de infusão de vapor de água pode consistir numa única taça, mas uma realização preferida consiste em usar três taças deflectoras com bordos arredondados numa disposição triangular num mesmo plano. Esta disposição triangular deve ser desenhada de tal maneira que a corrente de alimento fluído de qualquer das taças não deve interferir com nenhuma das correntes de alimento fluído das outras duas taças. Um aparelho para esterilização de alimentos fluídos por infusão de vapor e água compreende também um dispositivo de entrada do vapor. 0 aparelho em con formidade com a invenção é preferivelmente equipado com um dispositivo de entrada de vapor que fica posicionado acima do sistema de distribuição no alimento fluido. A fig. 2, mostra uma unidade de infusão de vapor de água com as três taças de distribuição 5 © 6 e o dispositivo de entrada do vapor consistindo aqui em dois tubos 7 e 8 desembocando na unidade de infusão de vapor, dispositivo que está posicionado acima do sistema de distribuição do alimento fluído. Um tal posicionamento é importante com vista a assegurar um contacto óptimo entre o alimento fluído e o vapor de áugas este contacto óptimo não "destribiu" a queda do alimento fluído, muito contribuindo assim para uma boa transferência de calor e portanto para um mais efeç tivo processo de esterilização, É também vantajoso evitar, tanto quanto possível, qualquer contacto entre a corrente de alimento fluído e as paredes verticais 9» 10 da unidade de infusão de vapor de água. Com efeito, dado que elas estão submetidas ao vapor, as paredes de unidade de infusão de vapor de água podem atingir temperaturas muito mais altas do que a temperatura da corrente de alimento fluído esterilizado; se = 4 = 35 5 10 15

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tais contactos ocorrerem, podem levar a uma degradação física e química do alimento fluído, assim como a danos orga-nolépticos.

Por conseguinte, numa preferida realização da invenção, a unidade de infusão de vapor de água tem uma secção circular AB (fig. 2) que é suficientemente grande para não permitir que o alimento fluído corra ao lor go das paredes verticais da unidade de infusão de vapor de água. No entanto, é impossível evitar completamente o contacto entre a corrente de alimentos fluído esterilizado e as paredes da unidade de infusão de vapor de água, por exemplo no fundo da dita unidade de infusão de vapor de água. Portanto, numa preferida realização da invenção, a temperaturas das partes do revestimento interno da unidade de infusão de vapor de água que podem estar em contacto com o alimento fluído esterilizado, são mantidos aproximadamente à mesma temperatura que o alimento fluído esterilizado. Numa realização preferida, a unidade de infusão de vapor de água é equipada com uma camisa de água cujg temperatura pode ser ajustada. 0 tempo de permanência do alimento fluído na unidade de infusão de vapor de água é também um outro importante parâmetro no que se refere aos danos que o alimento fluído pode sofrer durante a esterilização; uma permanência demasiado longa pode levar a danos organollpticos, sendo por isso importante que esta permanência seja correc-tamente e continuamente controlada. Um método preferido de fazer isto consis te em medir a pressão diferencial no fundo da unidade de ir fusão de vapor de água e usar esta medida como comando de regulação duma bomba colocada a jusante na linha de produção. Se a pressão diferencial for grande, a bomba funcionará com maior velocidade e consequentemente aumentará a cor- * 5 = 35 10 15

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rente do alimento fluído; desta maneira o tempo de perma-nâcia diminuirá. 0 aparelho da presente invenção é particularmente útil quando a esterilização do alimento fluído é processada de modo contínuo. 0 aparelho da presente invenção pode sex apreciado na esterlização de alimentos fluídos tanto simples como concentrados. Quando o aparelho é aplicado a alimentos fluídos concentrados, será necessário que o mesmo aparelho compreenda meios para a adição de água de diluição; estes meios para a adição de água de diluição podem estar situados a montante ou a jusante da unidade de infusão de vapor de água, e normalmente consistem num tanque, numa bomba e numa correcção em linha. De acordo com uma característica da presente invenção, o aparelho utilizado com os alimentos fluídos concentrados compreende meios para de modo contínuo con trolar a adição da água de diluição. Preferivelmente, os ditos meios consistem num medidor de Brix^ em linha, actu-ando como um comando regulador sobre os meios de adição da água de diluição. Este sistema de controlo é particularmente útil quando, como preferido no presente contexto, a esterilização do alimento fluído é executada de modo contínuo; como efeito, a diluição desejada do produto acabado pode ser controlada com precisão, e automaticamente ajustada para o valor desejado, sem qualquer intervenção específica no processo. No caso em que a água de diluição é adicionada a jusante da unidade de infusão, esta água deve sei esterilizada antes. Depois de ter passado pela unidade de = 6 = 35 27. ABR.199Ú

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Case CM295 1 vapor de água, o alimento fluído precisa de ser arrefecido.

Quando o presente aparelho é aplicado a alimentos fluidos de concentração normal, o arrefecimento depois da esterilização é obtido com um ou, preferivelmente, vários permutadores de calor.

Quando este aparelho I aplicado a alimentos fluídos concentrados, e a água de diluição é adicionada a jusante da unidade de infusão de vapor de água, o arrefecimento pode, com vantagem, ser proporcionado pela a-dição da água de diluição esterilizada com a única condição de que esta água esterlizada esteja refrigerada; este I um método particularmente preferido porque as operações de arrefecimento e de diluição do alimento fluído concentre, do esterilizado são executadas ao mesmo tempo num único passo do processo.

Permutadores de calor podem opcionalmen te ser usados para complementar este arrefecimento por meie da água de diluição.

Quando a água de diluição é adicionada a montante da unidade de infusão de vapor de água, permuta dores de calor são característicamente usados para arrefecer o produto depois da sua esterilização. Os exemplos seguintes ilustram algumas possíveis realizações da invenção sem pretender limitar o âmbito da sua aplicação.

Exemplos

Exemplo 1

Este exemplos ilustra o funcionamento do aparelho da invenção quando aplicado a um alimento fluído de concentração normal, e está esquematizado na fig. 3. 0 sumo de fruta de concentração normal é distribuído na infusão de vapor de água 11; as taças = 7 = 35 1 62.201 Case CM295 5 de distribuição (deflectores) que são usadas são aquelas de acordo com a invenção. A pressão diferencial é medida em 12 e actua como comando regulador da bomba 13; este mecanismo funciona como regulador do tempo de permanência do produto no infusor de vapor de água. 10

0 produto esterlizado é em seguida arre fecido num permutador de calor 14 (ou vários) e passa atra vés de um medidor de Brix 18 antes de ser armazenado no tanque de chegada 15.

Este processo pode ser executado em modc contínuo.

Exemplo 2 15

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Este exemplo, esquematizado na fig. bt ilustra o funcionamento do aparelho da invenção quando aplj_ cado a uma fonte concentrada de alimento fluído e a água é adicionada antes da esterilização. A água é adicionada ao alimento fluído concentrado antes da esterlização por intermédio dum tanque alimentador 16 e duma bomba 17· 25 0 alimento fluído diluído é esterilizado no infusor de vapor de água 11, usando as taças de distribuição de acordo com a invenção. A pressão diferencial é medida em 12 e actua como comando regulador da bomba 13» este mecanismo funciona como regulador do tempo de permanência do produto no infusor de vapor de água. 30 0 produto esterilizado é em seguida arrefecido num permutador de calor (ou vários) 1^, passa atrj, vez dum medidor de Brix 18 e é depositado num tanque 15. 0 medidor de Brix 18 está ligado a bomba alimentadora da água 17» permitindo um permanente e preciso controlo do Brix do produto acabado. = 8 = 35

Claims

1 5 10 15 62.201 Case CM295 do contínuo Exemplo 3

Este processo pode ser executado em mo- Mod. 71 -10000 ex. - 89/07 20 25 30 Este exemplo está esquematizado na fig. 5 e ilustra o funcionamento do aparelho da invenção quando aplicado à esterilização de alimentos fluídos concentrados e a agua, esterilizada separadamente, é adicionada aos refe* ridos alimentos depois da sua esterilização. 0 alimento fluído concentrado é esterilizado no infusor de vapor de água 11, usando as taças de distribuição de acordo com a invenção; a pressão diferencial é medida em 12 e actua como comando regulador da bom-ba 13jèsfe mecanismo controla o tempo de permanência do pro duto no infusor de vapor de água; o produto esterilizado pode então passar através dum permutador de calor 14. Neste caso o permutador de calor não I indispensável; a água esterilizada separadamente é então adicionada pela via desse tanque 16 e duma borracha 17; o Brix do produto esterilizado e diluído e' em seguida medido e o produto acabado é depositado num tanque 15. 0 medidor de Brix está ligado á bomba 17, permitindo um permanente e preciso controle de Brix do produto acabado. Este processo pode ser executado de modc contínuo. -REIVINDICAÇÕES- 1& - Aparelho para a esterilização de alimentos fluídos compreendendo uma unidade de infusão de vapor, caracterizado pelo facto de a unidade de infusão do = 9 = 10 15 Mod. 71 -10000 ex. - 89/07 20 62.201 Case CM295 vapor estar equipado com um sistema de distribuição do alimento em forma fluída consistindo em, pelo menos, uma taça de deflexão com bordas arredondadas. 2& - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o sistema de distribuição do alimento fluído consistir em três taças de deflexão com bordas arredondadas colocadas num mesmo plano numa disposição triangular. 3® - Aparelho de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo facto de a unidade de infu são do vapor de água estar equipado com um dispositivo de entrada do vapor que fica posicionado acima do sistema de distribuição do alimento fluído. - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto da unidade de infusão de vapor ter uma reacção circular sufiçi entemente grande para não deixar correr o alimento fluído ao longo das suas paredes verticais. 5- - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de as partes do revestimento da unidade de infusão de vapor que podem estar em contacto com o alimento fluído esterilizado, serem mamtidos aproximadamente à mesma temperatura que o alimento fluído esterilizado. 6s - Aparelho de acordo com a reivindicação 5» caracterizado pelo facto de a unidade de infusão do vapor estar equipada com uma manga de água, cuja temperatura pode ser ajustada. 7» - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de o tempo de permanência do alimento fluído na unidade de in- 10 10 Mod. 71 -10000 ex. - 89/07 20 62.201 Case CM295 fusão de vapor ser controlada por meio de uma medida de pressão diferencial. 85 - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, o qual ê aplicado a alimentos fluídos concentrados e caracterizado pelo facto de com preender meios para a adição de água de diluição. 9S - Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo facto de compreender meios para continuamente controlar a adição de água de diluição. 10^ - Aparelho de acordo com a reivindi cação 9» caracterizado pelo facto de os referidos meios con sistirem num medidor Brix em linha que actua como um comando regulador sobre os meios de adição da água de diluição.

115 - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicaçães precedentes, caracterizado pelo facto de o mesmo ser apropriado para um funcionamento contínuo. Lisboa, 21. áílki9u 25 Por THE PROCTER & GAMBLE C0MPANY 30

de Propriedade Industriei Gerlório - Arco d· Conoelfl·, 3, l.MMê1 11 = 35