BR102019002936A2 - Processo de obtenção de suco de uva natural gaseificado por carbonatação forçada - Google Patents

Abstract

processo de obtenção de suco de uva natural gaseificado por carbonatação forçada a presente invenção descreve um processo de obtenção de suco de uva natural gaseificado, onde há a adição de gás carbônico (co2) ao suco de uva natural (s), previamente produzido pelo método de extração por arraste de vapor. no processo pleiteado, o suco é envasado em tanque de carbonatação (1) e resfriado (e5); após seu resfriamento, ocorre a adição (e6) de gás carbônico (co2), em uma relação de equilíbrio entre tempo, temperatura e pressão de gás. em seguida, o suco é envasado (e8) por contrapressão em garrafas de vidro esterilizadas (2), fechado e pasteurizado (e10). o processo possui aplicabilidade simples, quanto à utilização da técnica de carbonatação forçada e envase por contrapressão, podendo ser implementado em qualquer ambiente de produção de suco de uva e visa superar a dificuldade de solubilização do gás em sucos integrais, observada no escape de co2 na fase líquida.

Description

PROCESSO DE OBTENÇÃO DE SUCO DE UVA NATURAL GASEIFICADO POR CARBONATAÇÃO FORÇADA BREVE DESCRIÇÃO

[001] Trata a presente solicitação de patente de invenção de um inédito "PROCESSO DE OBTENÇÃO DE SUCO DE UVA NATURAL GASEIFICADO POR CARBONATAÇÃO FORÇADA” que se refere à adição de gás carbônico ao suco de uva natural, previamente produzido pelo método de extração por arraste de vapor. No processo pleiteado, o suco é envasado em tanque de carbonatação e resfriado; após o resfriamento, ocorre a adição de gás carbônico em uma relação de equilíbrio entre a temperatura e pressão de gás, sendo, em seguida, o suco gaseificado envasado por contrapressão e pasteurizado. O processo possui aplicabilidade simples, quanto à utilização da técnica de carbonatação forçada e envase por contrapressão, podendo ser implementado em qualquer ambiente de produção de suco de uva.

CAMPO DE APLICAÇÃO

[002] A presente invenção pertence à seção de necessidades humanas, ao campo de produtos alimentícios, mais especificamente, à preparação de bebidas não alcoólicas, contendo suco de frutas e gases; por descrever um processo de obtenção de suco de uva natural gaseificado por carbonatação forçada.

CONVENCIMENTO

[003] Os sucos de fruta são aliados essenciais para a prática de hábitos alimentares saudáveis, por essa razão, eles têm ganhado destaque decorrente de fatores como conveniência, autenticidade e prazer, tornando-se os grandes pilares no âmbito de alimentos processados, os quais cada vez mais ganham espaço, devido à escassez de tempo, que tem obrigado pessoas a adquirirem produtos de consumo rápido e prático, sem abrir mão da segurança alimentar.

[004] Na busca por sabores diversificados, o suco de uva tem o reconhecimento por suas propriedades nutricionais, sendo considerado um produto benéfico e muito valorizado, o que confirma seu enorme potencial a ser explorado no âmbito das bebidas não alcoólicas.

[005] Nesse contexto, se insere a tecnologia descrita no presente pedido de patente, que tem como finalidade a produção de uma bebida natural, obtida por um método simples que dispensa adições de componentes, posteriores ao momento de sua extração, sendo gaseificada por meio da injeção de gás carbônico, por contrapressão.

[006] A adição de gás carbônico em bebidas contribui para a melhora do perfil sensorial, tanto para sabor como para o aroma, e ainda permite efervescência do produto, sendo recomendada que se utilize gás com pureza mínima de 99,9% (BARNABÉ; VENTURINI FILHO, 2010; CELESTINO, 2010). O gás carbônico ou dióxido de carbono (CO2) é um gás apropriado para a fabricação de refrigerantes e bebidas carbonatadas, por ser inerte, atóxico, incolor, solúvel em água e em refrigerante, e, praticamente, não possuir sabor. Além disso, ele ainda confere sensação de refrescância ao consumidor da bebida.

[007] De acordo com a legislação, os sucos podem ser adicionados de dióxido de carbono (BRASIL, 2009), conforme consulta pública da Portaria n. 43, de 18 de maio de 2016, o suco de uva é denominado gaseificado quando for adicionado dióxido de carbono em 1,1 até 3 atm, a 20°C (BRASIL, 2016). Considerando a tabela para carbonatação forçada, o valor obtido em % (v/v) é decorrente da relação da temperatura do líquido e pressão (mg/cm2 ou psi). A pressão expressa em psi (libra-força por polegada quadrada) deve ser convertida para atm. Para os refrigerantes, a gaseificação, por meio de gás carbônico (CO2), deve ser igual ou superior a 2,5V (dois e meio volumes); já bebidas com concentrações de gás carbônico inferiores, são consideradas levemente gaseificadas (BRASIL, 2013). A unidade "volume” é utilizada para medir o teor de gás carbônico, sendo definida como o volume de CO2, em que um dado volume de água absorverá à pressão atmosférica (760 mm Hg), a 15,5°C de temperatura.

[008] A carbonatação é um processo amplamente utilizado pela indústria de bebidas, sendo empregada em refrigerantes, águas gaseificadas e cervejas, proporcionando o efeito sensorial dessas bebidas e contribuindo com o aumento de vida de prateleira. A dificuldade de solubilidade do gás, principalmente em sucos integrais, é um obstáculo, uma vez que o CO2 tende a escapar da fase líquida. Sendo assim, atingir as condições ideais de produção e acondicionamento são muito importantes para conservação do gás em solução. Essas condições são atingidas pelo processo de obtenção de suco de uva natural descrito no presente pedido de patente.

[009] É importante ressaltar que alguns fatores promovem a perda de gás carbônico em bebidas carbonatadas, como por exemplo, a presença de núcleos ou partículas que atuam como ponto de descarga, headspace, agitação excessiva e armazenamento impróprio. O nível ótimo de carbonatação muda conforme as características da bebida, aroma e sabor (BARNABÉ; VENTURINI FILHO, 2010).

[010] De acordo com a Lei de Henry, proposta em 1802 por Willian Henry (1775 -1836), a solubilidade dos gases em líquidos está relacionada a fatores como temperatura, pressão e natureza do gás (ATKINS, 2001). Esses fatores são decisivos para determinar a quantidade de gás a ser adicionado em bebidas. A lei de Henry estabelece que: a massa de um gás dissolvido em um determinado volume de um solvente em uma temperatura constante, é proporcional à pressão do gás em equilíbrio com a solução. Assim, quanto maior a temperatura, menor a solubilidade dos gases (FLORENCE; ATTWOOD, 2003).

[011] Engel (2014) e Silva et al. (2017) afirmam que a temperatura é considerada um fator importante para a solubilidade do dióxido de carbono, pois, quanto maior for a temperatura, maior será a atividade das moléculas gasosas, e, assim, menor será a solubilidade dos sucos. E ainda, outro fator essencial para garantir uma adequada carbonatação, é a pressão, pois, esse parâmetro é indicativo de que o gás permanece em meio aquoso. Dessa forma, quanto maior for a pressão, maior será a solubilidade do gás.

[012] Diante do exposto, conclui-se que as variáveis que mais influenciam na solubilidade do gás são a temperatura e a pressão, as quais, devem atuar em conjunto, para que o gás tenha a menor pressão parcial e temperatura possíveis, sem que seja liquefeito (retorne a fase líquida).

[013] Nesse contexto, é apresentado um processo de obtenção de suco de uva natural gaseificado por carbonatação forçada que supera os problemas presentes no atual estado da técnica, uma vez que combina as condições ideais de produção, especialmente no que diz respeito aos parâmetros de pressão e temperatura, e acondicionamento, as quais são fundamentais para conservação do gás em solução, e, consequentemente, obtenção de um suco natural gaseificado e de qualidade.

[014] Além disso, o processo descrito ainda pode ser implementado em qualquer ambiente de produção de suco de uva, o que é de grande relevância, tendo em vista que a atividade é muito praticada por pequenos produtores de suco de uva, os quais utilizam panelas extratoras para a obtenção e comercialização do suco de uva. Dessa maneira, pode ser utilizada por cooperativas, por grandes indústrias e até mesmo por consumidores finais que desejam aplicar a técnica em produtos artesanais.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[015] No atual estado da técnica estão presentes algumas anterioridades que descrevem a obtenção de sucos gaseificados, bem como métodos de gaseificação de bebidas. No entanto, nenhuma delas descreve um processo de obtenção de uma bebida natural, a partir de um método simples que dispense o uso de aditivos ou de adição posterior de água para carbonatação, e que combine as condições ideais de produção, especialmente, no que diz respeito aos parâmetros de pressão e temperatura, e acondicionamento, sendo a gaseificação por meio da injeção de gás carbônico por contrapressão, garantindo a obtenção de um suco natural gaseificado e de qualidade.

[016] A anterioridade US5033645, intitulada “Carbonation system for soft drink dispenser’’, descreve um sistema de carbonatação para um dispensador de refrigerante no qual a água é pré-resfriada e introduzida em um tanque isolado, onde é submetida a dióxido de carbono pressurizado; a pressão do tanque é monitorada por um transdutor de pressão, a distribuição de refrigerante do tanque é regulada em uma base cronometrada em função de tal pressão, além disso, o tanque é periodicamente esvaziado e recarregado para assegurar que o refrigerante gerado nele seja fresco.

[017] Diferentemente da presente invenção, na qual a carbonatação ocorre na bebida pura, um suco de uva natural sem adição de água, a anterioridade utiliza água pré-resfriada, além do refrigerante, no sistema de carbonatação, ocasionando uma diluição do produto que impacta na solubilização da bebida.

[018] A anterioridade PI0710978-4, com o título "Composição de bebida”, descreve uma bebida de suco gasosa contendo água carbonatada, concentrado de suco, além de antioxidantes naturais, edulcorantes naturais e artificiais, com carbonatação de 2,5 volumes. A anterioridade não descreve o processo de carbonatação empregado, porém, diferentemente da proposta da anterioridade, a presente invenção emprega suco natural, sem adição de água, sem adição de açúcares (edulcorantes) e sem adição de antioxidantes, pois o suco de uva é rico naturalmente em antioxidantes.

[019] A anterioridade CN106962709, intitulada "Vapor-containing soft pear juice beverage processing method”, descreve a produção de uma bebida à base de pera, obtida a partir da extração, clarificação e carbonatação do suco de pera, por meio do emprego de aditivos químicos na formulação em um sistema industrial composto por diversas etapas. As principais vantagens da presente invenção, em relação à anterioridade, residem no fato de ser descrita a obtenção de suco natural gaseificado, portanto, livre de aditivos e açúcares adicionados. A invenção descreve a gaseificação do suco obtido pelo método de extração por arraste, o qual é bastante utilizado por agroindústrias, sendo, posteriormente, envasado e submetido à carbonatação forçada (adição de CO2 por meio do sistema de contra-pressão dentro de um post-mix ou keg, onde a transferência do suco é feita pela diferença de pressão, do post-mix ou keg para garrafa). O processo descrito na anterioridade permite o controle da carbonatação, por meio da aferição da quantidade de bebida carbonatada.

[020] A anterioridade BR112012033708-4, intitulada "Aparelho de carbonatação e método para formar uma bebida carbonatada”, descreve um dispositivo para carbonatação de bebidas que promove a atomização da água empregada, possibilitando a absorção do dióxido de carbono nela dissolvida. Diferentemente da presente invenção, a anterioridade necessita de água para que haja carbonatação da bebida. Além disso, o processo descrito na presente invenção ainda pode ser adaptado para equipamentos de extração de suco e de produção de cerveja artesanal, sem demandar custos elevados, ou grandes áreas para implementação do sistema em estrutura das agroindústrias.

[021] A anterioridade IN2007CH02420, intitulada "Amla herbal health soft drink', descreve a obtenção de um refrigerante de ervas (Phyllanthus emblica) conhecida como groselha indiana, cujos frutos são desidratados, seguidos da obtenção do extrato aquoso, que é adicionado de edulcorante (adoçante) e conservantes, para, então, ser gaseificado. Em contrapartida, o suco natural de uva gaseificado, obtido a partir do processo descrito na presente invenção, tem propriedades saudáveis e reconhecidas, principalmente, por ser uma bebida rica em nutrientes, tais como vitaminas e polifenóis (resveratrol, taninos, flavonas), os quais possuem propriedades antioxidantes, sendo obtido por um processo diferente do descrito na anterioridade.

[022] A anterioridade PI1106923-6, intitulada "Processo de produção de refrigerante natural”, descreve um processo de produção de refrigerante à base de um concentrado de fruta, mais especificamente, de polpa de fruta parcialmente desidratada, que posteriormente é reconstituído, por meio de uma misturada com água. O processo descrito emprega uma máquina de refrigerante (post-mix) para carbonatação da água que é misturada a polpa, com possibilidade de adição de edulcorante. Diferentemente da anterioridade, a presente invenção descreve a obtenção de um suco de uva natural gaseificado que não utiliza água com gás e polpa de fruta, mas sim, o produto da extração do suco praticamente integral, por ser adicionado de uma pequena quantidade de água exógena durante o arraste a vapor, o qual é diretamente carbonatado.

[023] Assim, a partir do exposto observa-se que a invenção descrita no presente pedido visa superar a dificuldade de solubilização do gás em sucos integrais, observada no escape de CO2 na fase líquida, por meio da proposição de um processo com condições ideais de produção e acondicionamento, o que não é descrito em nenhuma das anterioridades recuperadas, dessa maneira, a presente invenção traz importante contribuição ao campo técnico.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[024] A invenção tem por objetivo disponibilizar um processo de obtenção de suco de uva natural gaseificado por carbonatação forçada, que possa ser implementado em qualquer ambiente de produção de suco de uva, combinando condições ideais de produção e acondicionamento, as quais são fundamentais para conservação do gás em solução, e, consequentemente, obtenção de um suco natural gaseificado e de qualidade.

DA INVENÇÃO

[025] A presente invenção descreve um processo de obtenção de suco de uva natural gaseificado, onde há a adição de gás carbônico ao suco de uva natural, previamente produzido pelo método de extração por arraste de vapor. No processo pleiteado, o suco é envasado em tanque de carbonatação e resfriado; após seu resfriamento, ocorre a adição de gás carbônico em uma relação de equilíbrio entre temperatura e pressão de gás. Em seguida, o suco é envasado por contrapressão em garrafas de vidro esterilizadas, fechado e pasteurizado. O processo possui aplicabilidade simples, quanto à utilização da técnica de carbonatação forçada e envase por contrapressão, podendo ser implementado em qualquer ambiente de produção de suco de uva.

VANTAGENS DA INVENÇÃO

[026] A presente invenção apresenta como principais vantagens:

• ✓ Proporcionar um processo de obtenção de suco natural de uva gaseificado que utilize tanques de carbonatação com gás carbônico, o que é eficiente, e que tenha o envase por contrapressão, o que permite que o gás seja envasado diretamente com a bebida, dispensando a adição de água;
• ✓ Proporcionar um processo de obtenção de suco natural de uva gaseificado de aplicabilidade simples, que pode ser implementado em qualquer ambiente de produção de suco de uva;
• ✓ Proporcionar um processo de obtenção de suco natural de uva gaseificado que combine condições ideais de produção e acondicionamento, as quais são fundamentais para conservação do gás em solução, e pela consequente obtenção de um suco natural gaseificado de qualidade;
• ✓ Proporcionar um processo de obtenção de suco natural de uva gaseificado que supere a dificuldade de solubilização do gás em sucos integrais, observada no escape de CO2 na fase líquida, por meio do emprego de condições ideias de produção e acondicionamento;
• ✓ Possibilitar a obtenção de um produto diferenciado, o suco natural de uva gaseificado, naturalmente saudável e que atenda a demanda de diferentes públicos consumidores.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[027] A invenção será descrita em uma realização preferencial, assim, para melhor entendimento, serão feitas referências às figuras:

• ✓ Figura 1: Fluxograma do processo de obtenção de suco de uva natural gaseificado por carbonatação forçada;
• ✓ Figura 2: Ilustração do sistema onde ocorre o processo de obtenção de suco de uva natural gaseificado por carbonatação forçada.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[028] O processo de obtenção do suco de uva gaseificado por carbonatação forçada (Fig. 1) se inicia com a extração do suco, a qual é realizada em panela extratora, sendo as uvas (U) expostas (E1) ao vapor de água (VA), por um período entre 40 a 60 minutos, a temperaturas entre 75 a 85°C, para que haja a extração do suco (S), com rendimento de 40 a 55%, o qual é coletado (E2) em recipientes esterilizados e encaminhado para filtração (E3) rápida, em tela fina, com abertura superior a 25 μm, para remoção de impurezas e precipitados. Após a filtração (E3), o suco filtrado (SF) é envasado (E4) em tanques de carbonatação (1), os quais são bem fechados e esterilizados, onde é mantido para resfriamento (E5) até que atinja temperatura ambiente, para que seja então gaseificado, por carbonatação forçada, em sistema especialmente montado (Fig. 2).

[029] Ao tanque de carbonatação (1), contendo o suco em temperatura ambiente (SR), é acoplado o cilindro de gás carbônico (3) com elevado grau de pureza, para que o gás carbônico (CO2) seja adicionado (E6) com pressão de até 2,4 kg cm-2, até obtenção do equilíbrio gás-líquido, portanto, até ser atingido 2,5V (dois volumes e meio). Assim, o CO2 é adicionado considerando a relação entre pressão (kg/cm-2) e temperatura da bebida (oC). Então, o tanque de carbonatação (1), contendo o suco e o gás, é agitado (E7), manualmente, na horizontal e com movimentos do tipo "vai e vem”, para que haja solubilização dos gases, quantas vezes forem necessárias, até que o volume de CO2 permaneça constante.

[030] Após a carbonatação (E6 e E7), é feito o envase (E8) do suco gaseificado (SG), por contrapressão, em temperatura de refrigeração, entre 5 a 10oC, para evitar o desprendimento de CO2. Durante o envase (E8), o enchedor (4) por contrapressão atua por meio de pressurização na garrafa, sendo formado por uma válvula de envase da bebida (10), uma válvula de pressurização (11) e uma válvula de alívio de pressão (12).

[031] O sistema é montado com configuração em formato "T”, adequado para que o cilindro de gás carbônico (3) permaneça acoplado tanto no enchedor (4) quanto no tanque de carbonatação (1). A pressão empregada não deve ser inferior à do tanque do suco, para criar um efeito "sifão” e possibilitar a saída da bebida, pela mangueira (6), sendo envasada (E8) em garrafas de vidro (2) e fechadas (E9) rapidamente.

[032] Posteriormente, a bebida é pasteurizada (E10), por meio de um tratamento térmico, de forma lenta, a partir de uma rampa de aquecimento, permanecendo a 65°C por 30 minutos, seguido de posterior resfriamento, até 5 a 10°C.

[033] O sistema para gaseificação empregado na presente invenção é constituído de: um tanque de carbonatação (1) de inox; garrafa de vidro (2) para envase da bebida; cilindro de gás carbônico (3); enchedor (4) por contrapressão; conexão T (5) de metal; mangueira (6) cristal de 5/16”; ball lock para entrada de gás (7); ball lock para extração do produto (8); saída de gás carbônico acoplado com manômetro (9); válvula de envase (10) da bebida; válvula de pressurização (11) do gás carbônico; e válvula de alívio (12).

[034] A partir do exposto, observa-se que o PROCESSO DE OBTENÇÃO DE SUCO DE UVA NATURAL GASEIFICADO POR CARBONATAÇÃO FORÇADA é merecedor do privilégio de patente de invenção.

Claims (4)

1. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE SUCO DE UVA NATURAL GASEIFICADO POR CARBONATAÇÃO FORÇADA caracterizado pela gaseificação por carbonatação forçada de suco de uva natural, sem adição de água ou de qualquer aditivo alimentar, empregando-se CO2 com pressão de 2,5V (dois volumes e meio), até obtenção do equilíbrio gás-líquido.
2. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE SUCO DE UVA NATURAL GASEIFICADO POR CARBONATAÇÃO FORÇADA caracterizado pelo suco de uva gaseificado ser, previamente, obtido pelo método de extração por arraste de vapor, em panela extratora, com rendimento de 40 a 55%.
3. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE SUCO DE UVA NATURAL GASEIFICADO POR CARBONATAÇÃO FORÇADA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se iniciar com a extração do suco, a qual é realizada em panela extratora, no qual as uvas (U) são expostas (E1) a vapor de água (VA), por um período entre 40 a 60 minutos, a temperaturas entre 75 a 85°C, para que haja a extração do suco (S), o qual é coletado (E2) em recipientes esterilizados e encaminhado para filtração (E3) rápida, sendo, em seguida, o suco filtrado (SF) envasado (E4) em tanques de carbonatação (1), os quais são bem fechados e esterilizados, onde é mantido para resfriamento (E5) até que atinja temperatura de refrigeração (5-10°C), para que seja gaseificado; então, ao tanque de carbonatação (1), contendo o suco em temperatura refrigerado (SR), é acoplado o cilindro de gás carbônico (3) com elevado grau de pureza, para que o gás carbônico (CO2) seja adicionado (E6) com pressão de até 2,4 kg cm-2, até obtenção do equilíbrio gás-líquido, portanto, até ser atingido 2,5V; então, o tanque de carbonatação (1), contendo o suco e o gás, é agitado (E7) manualmente, para que haja solubilização dos gases, até que o volume de CO2 permaneça constante; após a carbonatação (E6 e E7), é feito o envase (E8) do suco gaseificado (SG), por contrapressão, em temperatura de refrigeração, 5 a 10˚C, para evitar o desprendimento de CO2; durante o envase (E8), o enchedor (4) por contrapressão atua por meio de pressurização na garrafa, sendo formado por uma válvula de envase da bebida (10), uma válvula de pressurização (11) e uma válvula de alívio de pressão (12); o sistema é montado com configuração em formato T, adequado para que o cilindro de gás carbônico (3) permaneça acoplado tanto no enchedor (4) quanto no tanque de carbonatação (1); a pressão empregada cria um efeito sifão, possibilitando a saída da bebida, pela mangueira (6), sendo, assim, envasada (E8) em garrafas de vidro (2) e fechadas (E9) rapidamente; posteriormente, a bebida é pasteurizada (E10), por meio de um tratamento térmico, de forma lenta, a partir de uma rampa de aquecimento, permanecendo a 65°C por 30 minutos, sendo, em seguida, resfriada até que atinja a temperatura de 5 a 10˚C.
4. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE SUCO DE UVA NATURAL GASEIFICADO POR CARBONATAÇÃO FORÇADA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se dar em sistema constituído de um tanque de carbonatação (1) de inox; garrafa de vidro (2) para envase da bebida; cilindro de gás carbônico (3); enchedor (4) por contrapressão; conexão T (5) de metal; mangueira (6) cristal de 5/16”; ball lock para entrada de gás (7); ball lock para extração do produto (8); saída de gás carbônico acoplado com manômetro (9); válvula de envase (10) da bebida; válvula de pressurização (11) do gás carbônico e válvula de alívio (12).

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