BR112017028429B1 - Método e dispositivo para padronização de gordura em linha de um creme - Google Patents
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Abstract
MÉTODO E DISPOSITIVO PARA PADRONIZAÇÃO DE GORDURA EM LINHA DE UM PRODUTO LÁCTEO. A invenção refere-se ao método para padronização de gordura em linha de um produto lácteo a partir de um separador. O separador compreende uma entrada para um produto lácteo, uma primeira saída para um primeiro produto lácteo processado, uma segunda saída para um segundo produto lácteo. O primeiro produto lácteo processado tem uma concentração de gordura mais alta do que o segundo produto lácteo processado. O método compreende as etapas de detecção de um teor de gordura do referido primeiro produto lácteo processado ou do dito produto lácteo processado, e controlar um teor de gordura do referido primeiro produto lácteo processado, o uso de uma válvula conectada à dita primeira saída, com base na dita densidade detectada. O dispositivo também se refere a um dispositivo para padronização de gordura em linha de um produto lácteo.
Description
[001] A invenção refere-se a um método e um dispositivo para padronização de gordura em linha de um produto lácteo a partir de um separador.
[002] Padronização significa que o lácteo processa o leite integral que chega, cujo teor de gordura pode variar, para fazer leite de mercado com um leite padronizado de teor de gordura constante especificado. Se o teor de gordura constante especificado for maior do que aquele do leite integral que chega, o processo envolverá remover parte do leite desnatado, e o leite terá um excesso de leite desnatado. Normalmente, entretanto, a padronização prossegue para um teor de gordura mais baixo do que aquele do leite integral que chega. O processo, portanto, deixa um excesso de gordura, que pode ser usado, por exemplo, para fazer a manteiga. O mesmo tipo de padronização se aplica também, por exemplo, padronização de soro de leite, concentração de creme, a separação do leite em altas temperaturas, onde o leite é fundido, ou em temperaturas mais baixas, onde a gordura do leite é sólida ou parcialmente sólida, ou leite com adição de ingrediente.
[003] O processo de padronização pode ser disposto de três maneiras diferentes: pré-padronização, pós-padronização, ou padronização direta na linha. A primeira etapa em todos os três métodos é separar o leite integral em creme e leite desnatado.
[004] Pré-padronização significa que o leite é padronizado antes de ser pasteurizado. Para ajustar o conteúdo de gordura para cima, o creme separado é misturado com leite integral bruto em tanques em proporções calculadas para dar o teor de gordura requerido. Para padronizar para um menor teor de gordura, o leite integral bruto é diluído com leite desnatado separado. Após a análise e o ajuste, o leite padronizado é pasteurizado.
[005] Em pós-padronização, o leite integral pasteurizado é misturado em tanques com leite ou leite desnatado, de acordo com se o teor de gordura deve ser ajustado para cima ou para baixo, da mesma maneira que no caso d a pré-padronização. Entretanto, já que a pós-padronização envolve a mistura de produtos já pasteurizados, algum risco de reinfecção é envolvido. Ambos os métodos, além disso, requerem o uso de grandes, tanques volumosos, e o trabalho de análise e ajuste é trabalhoso.
[006] O terceiro método, a padronização direta, tem sido, portanto,uma alternativa atraente para as necessidades industriais. Neste método, o teor de gordura é ajustado para o nível desejado por ré-mistura imediata do produto T uma proporção calculada do fluxo de creme do separador para a linha de leite desnatado.
[007] Padronização direta começa com a separação de leite integral frio ou pré-aquecido em creme e leite desnatado de teor de gordura constante. Uma quantidade regulada de creme é então remisturada com o leite desnatado em um sistema em linha imediatamente após o separador obter leite padronizado do teor de gordura requerido.
[008] Processo para obter o grau necessário de precisão no processo, é necessário ser capaz de controlar todos os parâmetros variáveis tais como flutuações no teor de gordura do leite que chega; flutuações no rendimento; flutuações na temperatura de pré-aquecimento.
[009] A maioria destas variáveis é interdependente; qualquer desvio em uma etapa do processo resulta, portanto, em desvios em todos os estágios. A menos que tais desvios possam ser rapidamente corrigidos, a precisão da padronização sofrerá e o conteúdo de gordura do leite padronizado se desviará do valor especificado.
[0010] A realização da padronização direta de um modo que possa lidar com muitos tipos de produtos de laticínios requer um sistema de controle mais complicado com a análise em linha do fluxo de creme e do fluxo de leite desnatado. Tal sistema de controle inclui um número de válvulas, conexões, sensores e equipamento de controle. Um tal sistema de padronização direta automatizado é o Tetra Alrápido vendido pela Tetra Pak que pode lidar com a ATT uma variedade de produtos de laticínio que tem que ser padronizado, o leite sendo o mais comum.
[0011] Entretanto, quando um produto lácteo necessita padronizar produtos de laticínio simples como leite, uma Máquina complexa Tetra-rápida ou similar que pode controlar o produto T o teor de gordura e também conteúdos de outras substâncias a um nível muito exato para muitos produtos de laticínio diferentes podem ser desnecessários. Existe assim uma necessidade de um método de padronização direta automatizado simplificado para simples padronização que não requer uma automação mais complexa, como, por exemplo, Tetra Alfast.
[0012] Um objetivo da presente invenção é melhorar o estado atual da técnica, para solucionar os problemas acima, e para fornecer um aperfeiçoamento da padronização de gordura em linha de um produto lácteo a partir de um separador.
[0013] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, estes e outros objetivos são alcançados, ou pelo menos em parte, por um método para padronização de gordura em linha de um produto lácteo a partir de um separador. O separador compreende uma entrada para um produto lácteo, uma primeira saída para um primeiro produto lácteo processado, uma segunda saída para um segundo produto lácteo. O primeiro produto lácteo processado tem uma concentração de gordura mais alta do que o segundo produto lácteo processado. O método compreende as etapas de detecção de um teor de gordura do referido primeiro produto lácteo processado ou do dito produto lácteo processado, e controlar um teor de gordura do referido primeiro produto lácteo processado, o uso de uma válvula conectada à dita primeira saída, com base na dita densidade detectada. O método é vantajoso pelo fato de que ele provê um sistema de controle de conteúdo de gordura simples, ainda confiável, usando um mínimo absoluto de componentes. A etapa de controlar o teor de gordura do dito produto lácteo processado pode ser também baseada em um teor de gordura conhecido do dito produto lácteo e uma vazão conhecida do dito produto lácteo no dito separador.
[0014] O teor de gordura do dito produto lácteo e a referida vazão do dito produto lácteo no dito separador podem ser medidas a montante de uma entrada para o referido separador. Deste modo, toda a entrada necessária relacionada ao produto lácteo estará disponível quando o produto lácteo entra no separador.
[0015] A válvula pode ser controlada a uma vazão de acordo com a seguinte equação de balanço de massa: FR1 = FRR * (FC1-FCR)/(FC1-FC2), em Que FR1 é a vazão do dito primeiro produto lácteo processado; FRR é a vazão do referido produto lácteo; FC1 é o teor de gordura do referido primeiro produto lácteo processado; FCR é o teor de gordura do dito produto lácteo; FC1 é o teor de gordura do dito primeiro produto lácteo processado; e FC2 é o teor de gordura do segundo produto lácteo processado. Esta é uma forma de realização preferida da presente invenção e uma solução confiável para fornecer a entrada necessária para o mesmo
[0016] Válvula reguladora ou uma unidade de controle que controla a válvula reguladora. Adicionalmente, a vazão do dito segundo produto lácteo processado pode ser calculada como: FR2 = FRR-FR1, em Que FR2 é a vazão do dito segundo produto lácteo processado.
[0017] De acordo com um segundo aspecto da invenção, estes e outros objetivos são alcançados, ou pelo menos em parte, por um dispositivo para a gordura em linha
[0018] Padronização de um produto lácteo. O dispositivo compreende: separador para separar um produto lácteo de um teor de gordura conhecido em uma vazão conhecida em um primeiro produto lácteo processado e um segundo produto lácteo processado. O separador tem uma primeira saída para o dito primeiro produto lácteo processado e uma segunda saída para o dito segundo produto lácteo, em que o dito primeiro produto lácteo processado tem uma concentração de gordura mais alta do que o segundo produto lácteo processado. O dispositivo ainda compreende um primeiro sensor de gordura para detectar um teor de gordura do dito primeiro produto lácteo processado na dita primeira saída ou do dito segundo produto lácteo processado na dita segunda saída, e uma válvula conectada à dita primeira saída, a dita válvula sendo adaptada para controlar um fluxo do dito primeiro produto lácteo processado para fora da dita primeira saída com base no dito teor de gordura detectado. O dispositivo é vantajoso pelo fato de que ele proporciona um sistema de controle de conteúdo de gordura simples ainda mais confiável, utilizando um mínimo absoluto de componentes. Se, por exemplo, o teor de gordura do referido primeiro produto lácteo processado, medido pelo primeiro sensor de gordura é considerado muito alto, o fluxo do dito primeiro produto lácteo processado para fora da dita primeira saída pode ser regulado usando a válvula reguladora. A limitação do fluxo do dito primeiro produto lácteo processado através da primeira saída, a pressão é aumentada e, desse modo, o teor de gordura diminuído.
[0019] O primeiro sensor de gordura pode ser um medidor de fluxo de massa provendo tanto fluxo de massa como fluxo volumétrico ou um medidor de densidade combinado com um medidor de fluxo de volume. O dispositivo pode ainda compreender um medidor de fluxo de produto lácteo medindo a vazão do dito produto lácteo que entra no referido separador, e ou um segundo sensor de gordura para detectar o teor de gordura do dito produto lácteo que entra no dito separador. As medições detectadas destes sensores podem ser usadas para a realização de cálculos para o controle da válvula por meio de uma unidade de controle. Pelo uso de uma unidade de controle, todo o sistema de controle pode ser automatizado. Assim, com a
[0020] Exceção de uma entrada manual potencial de alguns valores padrões para o produto a ser processado, nenhuma contribuição manual será necessária.
[0021] Quando o método e dispositivo descritos acima são usados para padronizar o leite, o produto lácteo é leite integral, o primeiro produto lácteo é creme e o segundo produto lácteo é leite desnatado. O dispositivo para padronização de gordura em linha de um produto lácteo pode, entretanto, também ser usado para
[0022] Padronização de soro de leite, concentração de creme, separação de leite em altas temperaturas onde o leite é derretido ou HET em temperaturas mais baixas onde a gordura do leite é sólida ou parcialmente sólida ou leite com adição de ingrediente.
[0023] Geralmente, todos os termos usados nas reivindicações devem ser interpretados de acordo com a norma ASTM seu significado comum no campo técnico, a menos que explicitamente definido de outra forma aqui. Todas as referências a "a/a/o [elemento, dispositivo, componente, meios, etapas, etc." devem ser interpretados como referindo-se a pelo menos uma instância do referido elemento, dispositivo, componente, meio, etapa, etc, a menos que explicitamente declarado de outra maneira.
[0024] Os objetivos acima, bem como objetivos, características e vantagens adicionais da presente invenção, será mais completamente apreciada por referência à descrição detalhada ilustrativa e não-limitadora a seguir das modalidades preferidas da presente invenção, quando tomada em conjunto com os desenhos em anexo, em que:
[0025] Breve descrição dos desenhos a figura 1 é um desenho esquemático de um dispositivo para padronização de gordura em linha de um produto lácteo de acordo com a invenção
[0026] A figura 2 é um diagrama de blocos que mostra um circuito de controle em cascata para controlar a vazão de um primeiro produto lácteo e assim o teor de gordura do referido primeiro produto lácteo.
[0027] A figura 1 mostra um dispositivo 1 para a padronização de gordura em linha de um produto lácteo que compreende um separador 2, tendo um influxo de um produto lácteo com uma vazão FRR. O separador 2 separa o produto lácteo, por exemplo, leite integral, em um primeiro produto lácteo processado que flui para fora através de um primeiro conduto 4 com uma vazão FR1, e um segundo produto lácteo processado fluindo para fora através de um segundo conduto 5 com uma vazão FR2. Uma válvula 3 é colocada no primeiro conduto 4, sendo capaz de acelerar o fluxo FR1 do primeiro produto lácteo processado. Um primeiro sensor de gordura S1 é também disposto no primeiro conduto 4 capaz de medir o conteúdo de gordura do primeiro produto lácteo processado que flui no primeiro conduto primeiro conduto 4. O primeiro sensor de gordura S1 pode, por exemplo, ser um medidor de fluxo de massa capaz de medir fluxo de massa e fluxo de volume ou um medidor de densidade. A válvula é controlada por uma unidade de controle 6 dependente do valor medido pelo primeiro sensor de gordura S1 e um algoritmo de controle. O algoritmo de controle é baseado em uma equação de equilíbrio de massa de acordo com:
[0028] FR1 = FRR * (FC1-FCR)/(FC1-FC2), em que
[0029] FR1 é a vazão do referido primeiro produto lácteo processado; FRR é a vazão do dito produto lácteo; FC1 é o teor de gordura do referido primeiro produto lácteo processado; FCR é o teor de gordura do dito produto lácteo; FC1 é o teor de gordura do referido primeiro produto lácteo processado; e FC2 é o teor de gordura do segundo produto lácteo processado.
[0030] O teor de gordura do produto lácteo é conhecido para o lote que é processado a partir da análise prévia do produto lácteo e introduzido manualmente na unidade de controle ou medido por um segundo sensor de gordura (não mostrado)) O teor de gordura do segundo produto lácteo FC2 pode ser calculado pelo teor de gordura do produto Lácteo FCR e o teor de gordura do primeiro produto lácteo processado FC1. O fluxo de ar no separador 2 FRR é conhecido a partir de outro equipamento no leite ou medido por um medidor de fluxo (não mostrado)) A vazão do dito segundo produto lácteo processado FR2 pode ser calculada pela vazão do dito produto Lácteo FRR, também referido como o produto lácteo bruto, e a vazão do referido primeiro produto lácteo processado FR1.
[0031] Fig. 2 mostra um laço de controle em cascata. O teor de gordura do primeiro produto lácteo FC1 é medido pelo sensor De gordura SI e calculado (se necessário) em uma densidade Dl fornecida a um regulador PID de densidade. Um valor alvo para A densidade TD do primeiro produto lácteo é também fornecido ao regulador PID de densidade DPID
[0032] O teor de gordura do produto lácteo é introduzido em uma unidade de cálculo que calculará um valor inicial para a vazão do primeiro produto lácteo.
[0033] O sinal de saída do regulador PID de densidade (DPID) é fornecido a um regulador PID de Vazão (FRPID) junto com o valor inicial 22 para a vazão do primeiro produto lácteo FR1. O valor inicial 22 é calculado 24 a partir do valor de entrada 23 da vazão do produto lácteo FRR. O regulador PID de vazão (FRPID) calcula o desvio no teor de gordura no primeiro produto lácteo comparado com o valor alvo para a densidade TD e fornece um sinal de saída 21 que controla a válvula 3 e desse modo a vazão do primeiro produto lácteo FR1.
[0034] A unidade de controle 6 executa o circuito de controle em cascata, e o laço de controle em cascata compreende um controlador primário 28 e um controlador secundário 29. O controlador primário 28 usa um valor que representa uma densidade do primeiro produto lácteo processado (o creme) como entrada de controle, e o segundo controlador 29 usa um valor representando uma vazão do primeiro produto lácteo processado como entrada de controle. O controlador primário 28 aplica seu controle à densidade medida contra uma densidade desejada. A densidade desejada corresponde a um teor de gordura desejado, e as conversões entre o teor de gordura e a densidade são feitas de acordo com técnicas e princípios conhecidos. O controle com relação a um "conteúdo de gordura" pode, portanto, ser entendido por LT de acordo com a presente invenção controle com relação a uma "densidade", e vice-versa. O controlador primário então fornece um ponto de ajuste variável, isto é, um ponto de ajuste de fluxo, para o controlador secundário 29, o qual por sua vez controla o processo (válvula 3) diretamente.
[0035] Mesmo que a preocupação específica tenha sido usada em algumas partes, isto não deve esperar ser entendido como uma restrição do conceito geral, mas como exemplos. Por exemplo, o termo "produto lácteo cru" deve ser entendido como T de acordo com a presente invenção qualquer produto alimentado no separador e não necessariamente um produto de leite não processado. As características do método para padronização de gordura em linha de um produto lácteo podem ser implementadas por T para o dispositivo para padronização de gordura em linha de um produto lácteo, e vice-versa.
Claims (6)
1. Método para padronização de gordura em linha de um creme a partir de um separador (2), dito separador (2) compreendendo uma entrada para um leite integral, uma primeira saída para creme, uma segunda saída leite desnatado, o dito creme tendo uma concentração de gordura mais alta do que o leite desnatado, o referido método compreendendo as etapas de: detectar um teor de gordura do dito creme ou do leite desnatado e controlar um teor de gordura do referido creme usando uma válvula (3) conectada à dita primeira saída, com base no dito teor de gordura detectado, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de controle do teor de gordura do referido creme é realizada usando um circuito de controle em cascata, o circuito de controle em cascata compreendendo um controlador primário (28) e um controlador secundário (29), o controlador primário (28) usando um valor que representa uma densidade do creme como controle de entrada, e o controlador secundário (29) usando um valor que representa uma vazão do creme como controle de saída.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de controlar o teor de gordura do dito creme é ainda baseada em um teor de gordura conhecido do dito leite integral e uma vazão conhecida do dito leite integral no dito separador (2), sendo o referido teor conhecido de gordura conhecido a partir de análises anteriores ou de medições por segundo de um sensor de gordura, sendo o referida vazão conhecida a partir de um outro equipamento de laticínio ou a partir de medições por um medidor de vazão.
3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dito teor de gordura do dito leite integral e a dita vazão do leite integral no dito separador (2) é medida a montante de uma entrada para o dito separador (2).
4. Dispositivo para padronização de gordura em linha de um leite integral, que compreende: um separador (2) para separar creme em creme e leite desnatado, o dito separador (2) tendo uma primeira saída para o dito creme e uma segunda saída para o leite desnatado, o dito creme tem uma concentração de gordura mais alta do que o leite desnatado um primeiro sensor (S1) de gordura para detectar um teor de gordura do dito creme na dita primeira saída ou do dito leite desnatado na dita segunda saída, uma unidade de controle (6), uma válvula (3) conectada à dita primeira saída, a dita válvula (3) sendo adaptada para controlar, sendo controlada por uma unidade de controle (6), um fluxo do referido creme para fora da dita primeira saída com base no dito teor de gordura detectado, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (6) e a válvula (3) sendo dispostas para controlar o conteúdo de gordura do referido creme usando um circuito de controle em cascata, o circuito de controle em cascata compreendendo um controlador primário (28) e um controlador secundário (29), o controlador primário (28) usando um valor que representa uma densidade do creme como controle de entrada, e o controlador secundário (29) usando um valor que representa uma vazão do creme como controle de saída.
5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um medidor de fluxo de leite integral medindo a vazão do dito produto lácteo que entra no dito separador (2).
6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um segundo sensor de gordura para detectar o teor de gordura do dito leite integral que entra no dito separador (2).
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