BR112019011327A2 - método para prover um produto de pasta congelado e produto - Google Patents

Abstract

a presente invenção refere-se a um método para prover um produto de pasta congelado e a produto de pasta ou produto alimentício congelado, tal como suco congelado, e o método para prover o mesmo. isto envolve resfriar o produto alimentício, tal como um suco, até uma temperatura de pasta dentro de uma faixa de temperatura de congelamento para o suco para prover uma pasta, a pasta de suco compreendendo um componente de suco líquido e um componente de suco congelado; prover a pasta de suco para um contentor; e congelar a pasta de suco dentro do contentor.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PRODUTO CONGELADO E MÉTODO PARA PROVER O MESMO. CAMPO DA INVENÇÃO [0001 ] A presente invenção refere-se a um método para prover um produto alimentício congelado e o produto alimentício congelado assim provido, e mais especificamente refere-se a um método para prover um produto de suco congelado e o produto de suco congelado assim provido.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [0002] O congelamento pode ser utilizado para preservar alimentos líquidos e bombeáveis, tal como suco, purês e algumas sopas, durante o processamento e armazenamento. O alimento congelado, especialmente, por exemplo, alguns tipos de suco, podem reter parte de seu sabor delicado e cor característica. O congelamento pode também facilitar o transporte e armazenamento.

[0003] Um exemplo de métodos de congelamento convencionais, como descrito na Patente U.S. Número 3.024.117, compreende etapas de armazenar suco de fruta em um tambor a uma temperatura acima de 0°C (32°F), transportar o tambor para uma instalação de armazenamento a frio, e permitir que o conteúdo do tambor congele. SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0004] De acordo com um aspecto de uma modalidade da presente invenção, está provido um método para prover um produto alimentício congelado. O método compreende prover um produto alimentício bombeável; resfriar o produto alimentício bombeável para uma temperatura de pasta dentro de uma faixa de temperatura de congelamento para produto alimentício bombeável prover uma pasta de produto alimentício, a pasta de produto alimentício compreendendo um componente de produto alimentício líquido e um componente de produto alimentício congelado; prover a pasta de produto alimentício para um

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2/21 contentor; e congelar a pasta de produto alimentício bombeável dentro do contentor.

[0005] Em alguns métodos exemplares, o produto alimentício bombeável pode ser um líquido. Em algumas modalidades o produto alimentício bombeável pode ser um suco, tal como um suco vegetal ou suco de fruta, ou, altemativamente, podería ser uma sopa ou molho.

[0006] Em alguns métodos exemplares, a etapa de congelar a pasta de produto alimentício dentro do contentor compreende congelar a pasta de produto alimentício de modo que substancialmente toda a pasta de produto alimentício seja congelada dentro de um intervalo de tempo de 4 dias. Em alguns destes métodos exemplares, a etapa de congelar a pasta de produto alimentício dentro contentor compreende congelar a pasta de produto alimentício de modo que substancialmente toda a pasta de produto alimentício seja congelada dentro de um intervalo de tempo de 2 dias.

[0007] Em alguns métodos exemplares, o componente congelado compreende pelo menos 2-70% da pasta de produto alimentício quando a pasta de produto alimentício é provida para o contentor.

[0008] Em alguns métodos exemplares, o componente congelado compreende pelo menos 50-70% da pasta de produto alimentício quando a pasta de produto alimentício é provida para o contentor [0009] Em alguns métodos exemplares, congelar a pasta de produto alimentício dentro do contentor compreende armazenar a pasta de produto alimentício dentro do contentor em um ambiente de congelador que tem uma temperatura de congelamento não mais fria do que uma diferença de temperatura de 4,44°C (40°F) abaixo de uma temperatura de pasta.

[0010] Em alguns métodos exemplares, a temperatura de congelamento não é mais fria do que uma diferença de temperatura de 1,11 °C (34°F) abaixo de uma temperatura de pasta.

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3/21 [0011] De acordo com alguns aspectos de algumas modalidades da presente invenção, está provido um produto alimentício congelado feito por qualquer um dos métodos exemplares acima descritos de aspectos de modalidades da presente invenção.

[0012] De acordo com um aspecto de uma modalidade da presente invenção está provido um produto alimentício congelado que compreende contentor; e uma mistura de uma pluralidade de constituintes de produto alimentício dentro do contentor. A mistura I) é congelada dentro do contentor; ii) é bombeável quando derretida; iii) compreende um constituinte supressor de congelamento na pluralidade de constituintes de produto alimentício, o constituinte supressor de congelamento diminuindo uma temperatura de congelamento da mistura; iv) define uma concentração de constituinte supressor de congelamento do constituinte supressor de congelamento na mistura; e, v) define uma variância na concentração de constituinte supressor de congelamento através de toda a mistura, a variância na concentração de constituinte supressor de congelamento através de toda a mistura dentro do contentor sendo menor do que 20%.

[0013] Em algumas modalidades, a variância em concentração de constituinte supressor de congelamento através de toda a mistura dentro do contentor pode ser menor do que 10%.

[0014] Em algumas modalidades, o constituinte supressor de congelamento é açúcar, e a concentração de constituinte supressor de congelamento é Brix.

[0015] Em algumas modalidades, o contentor tem um volume de mais do que 75,6 litros (20 galões), e a mistura ocupa um volume combinado de pelo menos 75,6 litros (20 galões) dentro do contentor.

[0016] Em algumas modalidades, o contentor tem um volume de mais do que 151,2 litros (40 galões), e o volume combinado da mistura é pelo menos 151,2 litros (40 galões) dentro do contentor.

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4/21 [0017] Em algumas modalidades, o produto alimentício pode ser suco, tal como, por exemplo, sem limitação, suco de fruta ou vegetal. [0018] Em algumas modalidades, o produto alimentício congelado é líquido quando derretido.

[0019] Em algumas modalidades, o constituinte supressor de congelamento é sal, e a concentração de constituinte supressor de congelamento é concentração de sal.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0020] Estas e outras vantagens da presente invenção serão mais totalmente e completamente compreendidas em conjunto com a descrição detalhada seguinte do aspecto preferido da presente invenção com referência aos desenhos seguintes, nos quais:

[0021] Figura 1, em um fluxograma, ilustra um método para prover um produto de suco congelado de acordo com um aspecto preferida de uma modalidade da presente invenção;

[0022] Figura 2, em um diagrama esquemático, ilustra uma vista frontal de uma máquina de pasta de suco para fazer pasta de suco de um suco líquido;

[0023] Figura 3, em um diagrama esquemático, ilustra uma vista em seção transversal da máquina de pasta de suco da Figura 2 feita ao longo da linha 178-178;

[0024] Figuras 4-5, em gráficos, ilustram mudanças em temperaturas de um contentor de pasta de suco que contém uma pasta de suco (Figura 4) e um contentor de controle de suco que contém um suco líquido (Figura 5), respectivamente, durante um experimento conduzido para comparar o perfil de congelamento da pasta de suco com o perfil de congelamento do suco líquido quando armazenado em uma instalação de armazenamento de subcongelamento; e [0025] Figura 6, em um gráfico, ilustra uma comparação entre mudanças em uma temperatura média dentro do contentor de pasta de

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5/21 suco e mudanças em uma temperatura média dentro do contentor de controle de suco durante o experimento.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE ASPECTOS PREFERIDOS DA INVENÇÃO [0026] Vários métodos ou produtos estão abaixo descritos em relação a produtos alimentícios congelados e a preparação dos mesmos. Nenhuma modalidade abaixo descrita limita qualquer invenção reivindicada e qualquer invenção reivindicada pode cobrir processos ou produtos que diferem daqueles abaixo descritos. As invenções reivindicadas não estão limitadas a produtos ou processos que têm todas as características de qualquer produto ou processo abaixo descrito ou a características comuns a múltiplos ou todos os produtos abaixo descritos. É possível que um produto ou processo abaixo descrito não seja uma modalidade de qualquer invenção reivindicada.

[0027] Os produtos alimentícios congelados são bem conhecidos. Alguns produtos alimentícios congelados, antes de totalmente congelar ou após pelo menos derretimento parcial, podem ser líquidos ou bombeáveis. Um produto alimentício é bombeável se este puder ser aspirado através de um conduto, por, por exemplo, sucção provida através de uma bomba convencional utilizada na indústria de processamento de alimentos. Apesar da descrição abaixo focalizar sobre aspectos de modalidades da presente invenção que envolvem sucos, será apreciado que a invenção é igualmente aplicável a outros produtos alimentícios, tal como, por exemplo, sem limitação, purês, molhos e algumas sopas.

[0028] Referindo à Figura 1, está ilustrado em um fluxograma um método 100 para prover um produto de suco congelado de acordo com um aspecto de uma modalidade da presente invenção. O método 100 pode começar com a etapa 110, na qual um suco 122 é provido para uma instalação de processamento de suco 120. O suco 122 pode ser

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6/21 feito de frutas ou vegetais. Por exemplo, o suco 122 pode ser feito de laranja, toranja, mandarina, tangerina, limão, lima, (em geral, diferentes tipos de frutas cítricas), morangos, framboesas, mirtilos, amoras, abacaxis, maçãs, banana, damasco, pêssego, ameixa, tomate, cenoura ou qualquer combinação destes frutos e vegetais ou outros frutos e vegetais.

[0029] Na etapa 112, o suco 122 pode ser armazenado em um armazenamento de suco frio 126 até requerido para processamento adicional na instalação de processamento de suco 120. O armazenamento de suco frio 126 pode ser equipado com um sistema de refrigeração ou este pode ser colocado em um refrigerador (não mostrado). Uma temperatura do suco 122 dentro do armazenamento de suco frio 126 pode ser entre 0-4,44°C (32-40°F). Por exemplo, o suco 122 pode ser armazenado no armazenamento de suco frio 126 que tem uma ca~ pacitdade de 6048 litros (1600 galões) a 1,66°C (35°F).

[0030] Na etapa 114, o suco 122 armazenado no armazenamento de suco frio 126 pode ser despachado para processamento adicional. O suco 122, enquanto ainda em forma líquida, pode ser transportado por um transporte de líquido 124 para uma máquina de pasta de suco 128 para ser transformado em pasta de suco 130. Por exemplo, um transporte de líquido 124 adequado podería incluir, sem limitação, um ou mais condutos resistentes à corrosão que conectam uma saída do armazenamento de suco frio 126 com uma entrada da máquina de pasta de suco 128. Exemplos de condutos adequados poderíam incluir tubos de alumínio anodizado, tubos de PVC, tubos de ABS, tubos de aço inoxidável, ou quaisquer outros condutos resistentes à corrosão conhecidos na técnica. Alternativamente, o suco 122 do armazenamento de suco frio 126 pode ser vasado dentro de um funil em comunicação com a máquina de pasta de suco 128.

[0031] Uma solução de pasta pode conter água e aditivos supres

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7/21 sores de ponto de congelamento juntamente com cristais de gelo suspensos. Por exemplo, o suco 122 pode conter açúcar. A pasta de suco resultante 130 pode ser uma mistura do suco líquido 122, que contém água, açúcar e outros constituintes tais como polpas, fibras, etc., e milhões de microcristais de gelo suspensos. Outros sucos ou produtos alimentícios bombeáveis mais geralmente, podem, por exemplo, sem limitação, incluir mais sal ou lipídios do que açúcar.

[0032] Uma solução de pasta pode ser pelo menos parcialmente definida por sua fração de gelo e sua temperatura. A temperatura de uma solução de pasta pode parcialmente depender da percentagem e tipos de aditivo utilizados para suprimir o ponto de congelamento da solução: adicionar supressores de congelamento permite que a temperatura da solução de pasta seja adicionalmente reduzida reduzindo a temperatura na qual a solução de pasta transiciona de líquido para sólido. A fração de gelo dentro da solução de pasta pode também depender da quantidade de tempo durante o qual a solução é circulada na máquina de fabricação de pasta e uma taxa de fluxo na qual a mistura de suco líquida entra na máquina de fabricação de pasta.

[0033] Diferentes máquinas de fabricação de pasta conhecidas na técnica podem ser utilizadas para converter o suco líquido 122 para a pasta de suco 130. Por exemplo, Ice Generator IG-48-10-120 disponível da IceGen Inc. em 174-176 Torbay Road, Markham, Ontario, L3R 1G6, Canada, pode ser utilizada como a máquina de pasta de suco 128. Outras máquinas de fabricação de pasta, tal como a máquina descrita, por exemplo, na Patente U.S. Número 5.157.939 (Lyon et al.) ou Patente U.S. Número 7.788.943 (Mogilevsky) pode também ser utilizada.

[0034] Referindo às Figuras 2 e 3, está ilustrada, em diagramas esquemáticos, uma variante da máquina de pasta de suco 128. A máquina de pasta de suco 128 pode compreender uma pluralidade de

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8/21 trocadores de calor planos 138 dentro de uma estrutura de suporte 140, um sistema de raspagem 142, um sistema de suprimento de líquido 144, e uma pluralidade de painéis de isolamento 182 aparafusados na estrutura 140, criando um compartimento termicamente isolado. Passando através dos trocadores de calor 138, os quais podem estar alinhados verticalmente em uma posição geralmente paralela, pode estar um eixo central 146, o qual pode ser suportado no exterior da estrutura 140, por um par de rolamentos 148. O eixo 146 pode ser acionado por um motor 150 através de uma caixa de engrenagens 152. Uma pluralidade de hastes roscadas 154 pode passar através da abertura 156 nas abas perfuradas 158, as quais podem ser montadas sobre cantoneiras de suportes 160. As hastes 154, cantoneiras 160 e espaçadores 162 podem manter os trocadores de calor 138 em uma posição vertical e podem ser travados no lugar por porcas 164. Entre o trocador de calor mais externo e a estrutura 140 pode estar posicionado um dispositivo de raspagem externo 166 enquanto que um dispositivo de raspagem interno 168 pode estar posicionado entre dois trocadores de calor 138.

[0035] Um refrigerante pode entrar na máquina de pasta de suco 128 através de uma pluralidade de entradas 170, sair da máquina de pasta de suco 128 através de uma pluralidade de saídas 176, e de volta para fora através das conexões 178. O sistema de suprimento de líquido 144 pode suprir o suco 122 para um tubo de pulverização 180 para ser pulverizado sobre a superfície dos trocadores de calor 138 de bocais 172. Os dispositivos de raspagem 166 e 168 podem então ser girados pelo eixo 146 para remover a mistura de gelo-suco da superfície dos trocadores de calor 138. A mistura de gelo-suco removida pode então cair dentro da coifa 174. Uma vez dentro da coifa 174, a mistura de gelo-suco pode então ser bombeada para dentro de um reservatório (não mostrado), onde o gelo pode ser separado, e o suco líqui

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9/21 do 122 pode ser bombeado de volta para dentro da máquina de pasta de suco 128 até que a mistura dentro do reservatório atinge uma fração de gelo e temperatura desejadas. A mistura dentro do reservatório, quando a fração de gelo e temperatura desejadas são conseguidas, pode ser denominada a pasta de suco 130.

[0036] A pasta de suco 130 feita pela máquina de pasta de suco 128 pode ter uma fração de gelo de 2-70%, 5-50% ou 50-70%. É importante que a fração de gelo esteja suficientemente acima de 0% para manter a temperatura da pasta de suco 130 ao redor do ponto de congelamento. É também importante que a fração de gelo seja mantida suficientemente baixa, suficientemente abaixo de 100%, para permitir a pasta de suco 130 fluir, e para impedir um congelamento não pretendido dentro dos condutos de fluxo. A fração de gelo desejada pode variar de contexto para contexto, e de produto alimentício para produto alimentício. Como discutido, a fração de gelo pode parcialmente depender do tempo de circulação do suco 122 dentro da máquina de pasta de suco 128. Outras condições, tais como fatores que afetam a viscosidade da pasta de suco 130 ou fatores que afetam a taxa da pasta de suco 130 podem também afetar a fração de gelo desejada. A própria taxa de fluxo pode parcialmente depender da capacidade do sistema de suprimento de líquido, tal como uma bomba, responsável por suprir a máquina de pasta de suco 128 com o suco 122 e a natureza dos condutos utilizados para o transporte. Por exemplo, o suco 122 pode fluir para dentro da máquina de pasta de suco 128 a 7,5-189 litros (2-50 galões) por minuto dependendo do equipamento utilizado. A temperatura da pasta de suco 130, dependendo da percentagem e tipos de supressor de ponto de congelamento utilizados, pode estar entre -6,66°C (20°F) e -1,11°C (30°F). Por exemplo, uma operação estável da máquina de pasta de suco 128 a 11,4 litros (3 galões) por minuto durante 50 minutos pode resultar na pasta de

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10/21 suco 130 tendo uma fração de gelo de 36,7% e uma temperatura de 1,66^CC (29°F).

[0037] Referindo novamente à Figura 1, a etapa final na instalação de processamento de suco 120 pode ser a etapa 116. Nesta etapa, uma pluralidade de contentores 132 pode ser cheia com a pasta de suco 130 feita na etapa 114. Os contentores 132 podem ter qualquer forma ou capacidade adequada para armazenar a pasta como podería ser conhecido na técnica. Por exemplo, os contentores 132 podem ser tambores cilíndricos. Em alguns casos, o tambor pode ter um volume de armazenamento de aproximadamente 189 litros (50 galões), ou, para menores tambores, aproximadamente 75,6 litros (20 galões).

[0038] Em alguns casos, cada tambor pode conter, por exemplo, 190,2 kg (420 libras) da pasta de suco 130. Os contentores 132 podem não ser cheios completamente de modo que um espaço livre permaneça no topo de cada contentor 132 permitindo uma livre expansão do conteúdo de cada contentor 132 durante a etapa 118, abaixo discutida. Quaisquer métodos conhecidos na técnica podem ser utilizados. Por exemplo, a pasta de suco 130 pode ser bombeada para dentro dos contentores 132.

[0039] A última etapa do método 100 mostrado na Figura 1 é a etapa 118 na qual a pluralidade de contentores 132 cheios na etapa 116 com a pasta de suco 130 pode ser armazenada em temperaturas de subcongelamento para prover um produto de suco congelado. Cada contentor 132 pode ser armazenado em uma instalação de armazenamento de subcongelamento 134. A instalação de armazenamento de subcongelamento 134 pode utilizar um congelador convencional, congelador de sopro ou qualquer outro meio conhecido na técnica para criar temperaturas de subcongelamento. A diferença entre a temperatura de pasta de suco e a temperatura de instalação de armazenamento de subcongelamento pode ser menor que 4,44°C (40°F). Em

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11/21 outro ambiente, a diferença de temperatura pode ser menor que 1,11^CC (34°F). A temperatura da instalação de armazenamento de subcongelamento 134 pode ser, por exemplo, -20,55 a -15,0°C (-5 a 5°F).

[0040] A instalação de armazenamento de subcongelamento 134 pode estar ou adjacente à instalação de processamento de suco 120 ou estar espaçada da instalação de processamento de suco 120. No primeiro caso, uma correia transportadora ou uma correia de acionamento pode ser empregada para transportar cada contentor 132 da instalação de processamento de suco 120 para a instalação de armazenamento de subcongelamento 134. Alternativamente, um meio de transporte local tal como empilhadeiras, ou outro meio de transporte similar conhecido na técnica, pode ser empregado. No último caso, cada contentor 132 pode ser transportado para a instalação de armazenamento de subcongelamento 134 por estrada, fora de estrada, trilho, água, transporte aéreo, ou qualquer outro método similar conhecido na técnica.

[0041] Os contentores 132 podem permanecer dentro da instalação de armazenamento de subcongelamento 134 até que a pasta de suco 130 dentro de cada contentor congele completamente. Um produto de suco congelado de acordo com um aspecto da presente invenção pode compreender um contentor 132 e uma pasta de suco totalmente congelada 130 dentro do contentor 132. A pasta de suco 130 esta própria pode compreender, sem limitação, água, suco, polpa, fibra, vitaminas, minerais, aditivos supressores de ponto de congelamento, e microcnstais de gelo.

[0042] A homogeneidade do produto de suco gelado pode ser definida, parcialmente, com base em variância em concentrações de vários constituintes de pasta de suco 130 através de todo o contentor 132 durante o processo de congelamento. Quanto mais baixa a vari

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12/21 ância em concentrações através de todo o contentor 132, mais homogêneo o produto de suco congelado pode ser. Uma concentração de pasta de suco 130 pode ser medida em graus Brix. Para alguns sucos, e para muitas sopas, esta pode também ser medida em concentração de sal.

[0043] Uma variância de Brix do suco constituinte da pasta de suco 130 através de todo o contentor 132 durante o processo de congelamento pode ser uma medida da homogeneidade do produto de suco congelado. Uma concentração do suco em um centro de cada contentor 132 cheio com a pasta de suco 130 durante a sua permanência na instalação de armazenamento de subcongelamento 134 pode permanecer 85-100% similar à concentração do constituinte de o suco dentro do centro de cada contentor 132 no tempo do enchimento na etapa 116.

[0044] Alternativamente, a variância em concentrações de todos os alguns dos constituintes da pasta de suco 130 através de todo o contentor 132 pode ser uma medida da homogeneidade do produto de suco congelado. Durante o processo de congelamento, esta variância em concentrações de todos ou alguns dos constituintes da pasta de suco 130 pode estar na faixa de 0-20% através de todo o contentor 132.

[0045] A mudança na concentração pode parcialmente depender da fração de gelo da pasta de suco 130 na etapa 116. A concentração do suco no centro de cada contentor 132 pode não mudar significativamente durante o processo de congelamento desde que a pasta de suco 130 tenha uma fração de gelo suficientemente grande no tempo de enchimento na etapa 116. Alternativamente, pode não existir variância em concentração média de todos ou alguns dos constituintes da pasta de suco totalmente congelada 130 através de todo o contentor 132 se a pasta de suco 130, no tempo do enchimento na etapa 116,

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13/21 tiver uma fração de gelo suficientemente grande.

[0046] A pasta de suco 130 pode precisar dispender 2-4 dias dentro da instalação de armazenamento de subcongelamento 134 para congelar completamente (acima de 99% congelada). Os contentores 132 cheios com a pasta de suco 130, em oposição ao suco líquido 122, podem dispender 40-80% menos tempo na instalação de armazenamento de subcongelamento 134 para congelar completamente, dependendo, sem limitação, da fração de gelo da pasta de suco 130. Quanto mais alta a fração de gelo da pasta de suco 130, mais baixo o tempo que a pasta de suco 130 dentro do contentor 132 pode precisar dispender dentro da instalação de armazenagem de subcongelamento 134. Consequentemente os contentores de congelamento 132 cheios com a pasta de suco 130, em oposição ao suco líquido 122, podem reduzir o consumo de energia pela instalação de armazenamento de subcongelamento 134 por um fator de 2-4 vezes.

[0047] Em métodos convencionais de prover um produto de suco congelado, o suco líquido 122 pode ser cheio diretamente dentro dos contentores 132 e ser transportado para a instalação de armazenamento de subcongelamento 134. Em outras palavras, os métodos convencionais podem ser implementados sem a etapa 114. Converter o suco 122 na pasta de suco 130, de acordo com a etapa 114 do método 100, pode prover um produto de suco congelado mais rápido e utilizando menos energia enquanto mantendo sabor, cor e homogeneidade do suco.

[0048] Quando o suco 122 é congelado de acordo com métodos convencionais, devido à transferência de calor de convecção entre camadas verticais e horizontais do suco 122, o qual pode ter diferentes características físicas devido a diferentes concentrações de água e suco, a água pode tender a mover na direção de uma periferia externa do contentor 132 enquanto o suco pode mover em direção de um cen

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14/21 tro do contentor 132. Em outras palavras, o suco 122 pode concentrar no centro do contentor 132. Isto pode resultar em um suco congelado tendo diferentes perfis de cor e sabor em diferentes regiões do contentor 132. O suco congelado pode ter uma cor mais clara e um sabor aguado ao redor da periferia e uma cor mais escura e sabor mais forte ao redor do centro do contentor 132. Em outras palavras, o suco congelado pode perder homogeneidade.

[0049] Mais ainda, prover um suco congelado de acordo com métodos convencionais pode consumir mais energia e tempo. O conteúdo do contentor 132 pode perder temperatura por transferência de calor de condução entre a periferia externa do contentor 132 e o ar resfriado da instalação de armazenamento de subcongelamento 134. Como a água pode mover na direção da periferia externa, a água pode ser mais rapidamente resfriada do que o suco. Ainda, a temperatura de congelamento da água pode ser mais quente do que a temperatura de congelamento do suco porque o açúcar dentro do suco pode atuar como um depressor de ponto de congelamento. Consequentemente, antes de qualquer suco dentro do centro do contentor 132 congelar, um cobertor de gelo pode formar ao redor do suco ainda líquido dentro do centro. Este cobertor de gelo pode prejudicar a troca de calor entre o centro líquido e o ar resfriado que circunda o contentor 132. Assim, o conteúdo dentro do centro pode congelar significativamente mais tarde do que o conteúdo ao redor da periferia do contentor 132. Assim, para congelar todo conteúdo do contentor 132 cheio com o suco líquido 122, em oposição à pasta de suco 130, mais tempo e energia podem ser requeridos. Mais ainda, este congelamento não simultâneo de diferentes regiões do contentor 132 cheio com o suco líquido 122, em oposição à pasta de suco 130, e o tempo de congelamento prolongado total de todo o conteúdo pode resultar em crescimento de bolor e bactérias em porções não congeladas, degradação de polpa, e, em alguns

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15/21 casos, um suco congelado completamente estragado.

[0050] Durante um experimento, o suco 122 foi armazenado no armazenamento de suco frio 126 que tem uma capacidade de 6048 litros (1600 galões) e temperatura de 1,66°C (35°F) localizado dentro da instalação de processamento de suco 120. A concentração do suco 122 era 13° Brix.

[0051] O Suco foi então circulado a uma taxa de 11,3 litros (3 galões) por minuto através da máquina de pasta de suco 128 por aproximadamente 50 minutos para desenvolver 42% de pasta de suco de fração de gelo 130 mantida dentro de uma faixa de temperatura de congelamento -2,22- -1,66°C (28-29°F). A pasta de suco 130 foi então cheia em 21 contentores cilíndricos 132 (contentores de pasta de suco). Cinco outros contentores 132 foram cheios com o suco líquido 122 a 1,66°C (35°F) (contentores de controle de suco). Os contentores de pasta de suco e os contentores de controle de suco foram armazenados na instalação de armazenamento de subcongelamento 134 mantida dentro de uma faixa de temperatura de congelamento de -17,7°C ± ~15°C (0°F ± 5°F) por nove dias.

[0052] Quatro sondas de temperatura foram instaladas em diferentes localizações dentro de um contentor de pasta de suco e um contentor de controle de suco. As sondas de temperatura mediram as temperaturas em quatro diferentes regiões dentro de cada contentor: uma região no meio do contentor, no sentido de altura, na vizinhança da periferia externa do contentor; uma região no meio do contentor, no sentido de altura, entre o centro e a periferia externa; uma região próxima do topo do contentor localizada dentro do centro; e uma região próxima do meio do tambor, no sentido de altura, dentro do centro.

[0053] As Figuras 4 e 5 mostram gráficos de temperatura versus tempo para o contentor de pasta de suco e o contentor de controle de suco, respectivamente, durante nove dias do experimento. A temperatura

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16/21 dentro das quatro regiões, acima discutidas, estão ilustradas utilizando vários tipos de linha e são apelidadas de Centro de Tambor Externo, Centro de Tambor Médio, Topo de Tambor Central, e Centro de Tambor Central, respectivamente.

[0054] Como abaixo discutido em mais detalhes, a Figura 4 mostra que a temperatura dentro da periferia externa do contentor de pasta de suco caiu por aproximadamente -12,22°C (10°F) em um dia e as temperaturas dentro das outras três regiões caíram por aproximadamente 12,22°C (10°F) em quatro dias. Do dia 3 em diante, a temperatura dentro de todas as quatro regiões diminuiu uniformemente com quase a mesma inclinação. No dia 6, as temperaturas dentro de todas as quatro regiões eram aproximadamente as mesmas que a temperatura da instalação de armazenamento de subcongelamento 134. Em contraste, conforme abaixo discutido em maior detalhe, a Figura 5 mostra que a queda nas temperaturas nas regiões outras que a periferia exterior dentro do contentor de controle de suco começou quase dois dias após a queda nas temperaturas das regiões outras que a periferia externa dentro do contentor de pasta de suco. Mais ainda, levou quase 9 dias para as temperaturas dentro de todas as quatro regiões caírem para a temperatura da instalação de armazenamento subcongelamento 134. A Figura 6 ilustra mudanças em temperatura média dentro de cada contentor durante o processo de congelamento. Como ilustrado, levou 2 dias para o contentor de pasta de suco congelar completamente enquanto que levou quase 6 dias para o contentor de controle de suco congelar completamente. Em algumas modalidades, a temperatura de congelador mantida não pode ser mais fria do que uma diferença de temperatura de 1,11 °C (34°F) abaixo da temperatura de pasta. Em outras modalidades, a temperatura de congelador mantida não pode ser mais fria do que uma diferença de temperatura de 4,44°C (40°F) abaixo da temperatura de pasta.

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17/21 [0055] No dia 1, o contentor de pasta de suco estava visivelmente congelado completamente, apesar de não completamente sólido. O contentor de pasta de suco foi oscilado, mas o suco não moveu dentro do contentor. Por outro lado, uma grande pasta do suco estava em forma líquida em um grande núcleo central do contentor de controle de suco. Um anel de gelo de 76,2 mm (3 polegadas) foi formado ao redor de um diâmetro externo do contentor de controle de suco. A temperatura dentro do contentor de pasta de suco estava 17,22°C (TF) abaixo do contentor de controle de suco.

[0056] No dia 2, o contentor de pasta de suco estava visivelmente congelado e sólido com a exceção de um núcleo central de 127-152,4 mm (5-6), o qual era gelo macio. Nenhum líquido era perceptível dentro do contentor de pasta de suco. A cor parecia ser uniforme através de todo o contentor. Não foi possível penetrar em regiões inferiores do contentor. O contentor de controle de suco era líquido abaixo de uma tampa de gelo de 12,7 mm (½ ) em um núcleo central grande. Semelhante ao dia 1, havia apenas um anel de gelo de 76,2 mm (3 polegadas) ao redor do diâmetro externo do contentor de controle de suco. A cor do anel congelado era mais clara, próxima da cor de um gelo, do que a cor do líquido dentro do centro. A concentração do líquido dentro do centro era 13,04° Brix.

[0057] No dia 3, O contentor de pasta de suco pareceu estar congelado sólido completamente. A penetração para o centro do contentor não foi possível. Por outro lado, o centro do contentor de controle de suco estava macio e líquido. A concentração do líquido dentro do centro foi medida. Esta era 14,5° Brix.

[0058] No dia 4, o contentor de pasta de suco estava congelado sólido completamente. A temperatura no centro do contentor era 6,5°C (20,3°F). A cor pareceu ser uniforme completamente. Nenhum um líquido foi notado. Em contraste, o contentor de controle de suco

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18/21 ainda tinha líquido abaixo de uma capa de gelo de 25,4 mm (1) em um grande núcleo central. O anel congelado era de 101,6-152,4 mm (4-6). O conteúdo do anel congelado tinha uma cor mais clara do que o conteúdo do cetro. A concentração do líquido dentro do centro era 17,5° Brix.

[0059] No dia 5, o contentor de pasta de suco estava congelado sólido completamente. A temperatura no centro do contentor era 11,38° (11,5°F). Por outro lado, o contentor de controle de suco ainda continha líquido abaixo de uma capa de gelo de 25,4-50,8 mm (1-2) dentro de um núcleo central de 127,0-152,4 mm (5-6). O conteúdo congelado próximo da periferia externa do contentor era mais claro em cor do que o centro. A concentração do líquido dentro do centro era 21,8° Brix.

[0060] No dia 6, a temperatura no centro do contentor de pasta de suco era -14,11 °C (6,6°F). A cor do conteúdo era mais uniforme e mais laranja do que o conteúdo do contentor de controle de suco. Nenhum líquido era perceptível. Por outro lado, apesar do contentor de controle de suco ter a aparência de ser congelado sólido, este estava realmente liquido abaixo de uma capa de gelo de 101,6-127,0 mm (4-5) na área de núcleo de centro. Uma amostra do núcleo líquido foi tomada para medição de concentração. Esta concentração era 28,67° Brix.

[0061] No dia 7, o contentor de pasta de suco estava congelado sólido. O contentor de controle de suco foi observado estar congelado ao redor de um núcleo de centro de 101,6-127,0 mm (4-5) de semiderretido localizado abaixo da capa de gelo de 101,6-127,0 mm (4-5). O centro estava livre de líquido. Uma pequena amostra de líquido foi coletada vibrando uma amostra de semiderretido do centro. A concentração do líquido era 46,1° Brix.

[0062] No dia 9, tanto o contentor de pasta de suco quanto o contentor de controle de suco estavam congelados sólidos totalmente. A

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19/21 temperatura dentro de ambos os contentores estava próxima da temperatura ambiente média de -15,0- -14,4°C (5-6°F).

[0063] Foi observado que o contentor de pasta de suco estava em forma sólida congelada no dia 3. A temperatura da pasta de suco 130 dentro do contentor de pasta de suco nunca superou a temperatura de enchimento de pasta de suco 130 de -2,22- -1,66°C (28-29°F). As temperaturas através de todo o contentor de pasta de suco foram reduzidas uniformemente do dia 3 em diante. Isto pode ser uma indicação que o contentor de pasta de suco estava congelado sólido no dia

3. Nenhum suco foi perceptível dentro do contentor. A penetração para o centro não era possível. A pasta de suco 130 também pareceu ter uma cor brilhante e consistência muito uniformes. Nenhuma evidência de concentração de suco no centro do contentor foi notada durante o processo de congelamento.

[0064] Foi observado que o contentor de controle de suco começou a congelar no exterior do contentor para o centro, e no topo do contentor para o fundo. Mesmo após 5 dias, o contentor de controle de suco tinha um núcleo central líquido. O processo de congelamento separou a água do suco. A periferia externa do contentor compreendia um anel de gelo enquanto o centro era suco congelado. A concentração do suco no centro do contentor de controlo de suco aumentou de 13° Brix no enchimento inicial para aproximadamente 30° Brix no dia 6 e 45° Brix no dia 7.

[0065] Consequentemente, foi concluído que enchendo o contentor 132 com a pasta de suco 130, e não o suco líquido 122, antes de enviar o contentor 132 para a instalação de armazenamento de subcongelamento 134, menos tempo e energia foram dispendidos para prover um produto de suco congelado, já que a pasta de suco pode congelar em menos tempo do que o suco líquido 122. Mais ainda, a homogeneidade e uniformidade de suco pode ser mantida durante o

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20/21 processo de congelamento já que a tendência do suco concentrar na direção do centro do contentor pode ser significativamente reduzida, ou mesmo substancialmente eliminada. Por meio disto, após derreter, o suco pode ter o mesmo sabor, cor, e homogeneidade, que este tinha enquanto líquido.

[0066] Apesar de métodos e produtos alimentícios congelados de acordo com aspectos de modalidades da presente invenção tenham sido descritos em relação ao suco, será apreciado que este método pode também ser aplicado a outros produtos de fruta líquidos, semilíquidos ou bombeáveis., tais como, por exemplo, purês, sopas tais como sopas claras, consomês e mais geralmente sopas que têm uma composição uniforme. Estas sopas não precisam estar inteiramente líquidas, desde que sejam bombeáveis.

[0067] Ainda, será apreciado que apesar da homogeneidade do produto de suco congelado ter sido definida principalmente em relação à variância em Brix, esta homogeneidade pode também ser definida em relação à variância na concentração de outros constituintes do produto alimentício, especialmente outros constituintes supressores de congelamento. Por exemplo, em alguns produtos alimentícios líquidos ou bombeáveis, a concentração de sal pode ser relativamente alta, e estas concentrações de sal mais altas podem também diminuir a temperatura na qual o produto alimentício congela. Suprindo o líquido ou produto alimentício bombeável para o contentor em forma de pasta antes de congelar o produto alimentício pode reduzir a tendência de sal, ou outro supressor de congelamento, migrar na direção ao centro do contentor, já que o conteúdo da porção externa do contentor pode congelar primeiro, por meio disto melhorando homogeneidade do produto alimentício. Como com Brix, a variância em concentração de sal através de todo um produto alimentício dentro do contentor pode ser mantida abaixo de 20%, e de preferência abaixo de 10%, inicialmente

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21/21 suprindo o produto alimentício para o contentor como uma pasta que compreende componentes tanto de gelo quanto de líquido, e subsequentemente, congelar esta pasta de produto alimentício dentro do contentor.

[0068] Numerosos detalhes específicos estão aqui apresentados de modo a prover uma compreensão extensa das modalidades exemplares aqui descritas. No entanto, será compreendido por aqueles versados na técnica que estas modalidades podem ser praticadas sem estes detalhes específicos. Em outros casos, métodos, procedimentos e componentes bem conhecidos não foram descritos em detalhes de modo a não obscurecer a descrição das modalidades. Mais ainda, esta descrição não deve ser considerada como limitando o escopo destas modalidades em nenhum modo, mas ao invés como meramente descrevendo a implementação destas várias modalidades.

Claims (19)

1. Método para prover um produto alimentício congelado, o método caracterizado pelo fato de compreender

a) prover um líquido bombeável;

b) resfriar o líquido bombeável até uma temperatura de pasta dentro de uma faixa de temperatura de congelamento para o líquido bombeável para prover uma pasta, a pasta compreendendo um componente líquido e um componente congelado;

c) prover a pasta para um contentor; e,

d) congelar a pasta dentro do contentor.

2. Método para prover um produto alimentício congelado, caracterizado pelo fato de compreender

a) prover um produto alimentício bombeável;

b) resfriar o produto alimentício bombeável até uma temperatura de pasta dentro de uma faixa de temperatura de congelamento para o produto alimentício bombeável para prover uma pasta de produto alimentício, a pasta de produto alimentício compreendendo um componente de produto alimentício líquido e um componente de produto alimentício congelado;

c) prover a pasta de produto alimentício para um contentor;

e,

d) congelar a pasta de produto alimentício bombeável dentro do contentor.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto alimentício bombeável é um líquido.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto alimentício bombeável é um suco.

5. Método de acordo com a reivindicação 1,2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a etapa de congelar a pasta de produto alimentício dentro do contentor compreende congelar a pasta de produto ali

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2/4 mentício de modo que substancialmente toda a pasta de produto alimentício seja congelada dentro de um intervalo de tempo de 4 dias.

6. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a etapa de congelar a pasta de produto alimentício dentro do contentor compreende congelar a pasta de produto alimentício de modo que substanclalmente toda a pasta de produto alimentício seja congelada dentro de um intervalo de tempo de 2 dias.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente congelado compreende pelo menos 270% da pasta de produto alimentício quando a pasta de produto alimentício é provida para o contentor.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente congelado compreende pelo menos 50-70% da pasta de produto alimentício quando a pasta de produto alimentício é provida para o contentor.

9. Método de acordo com a reivindicação 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que congelar a pasta de produto alimentício dentro do contentor compreende armazenar a pasta de produto alimentício dentro do contentor em um ambiente de congelador que tem uma temperatura de congelamento não mais fria do que uma diferença de temperatura de 4,4°C (40°F) abaixo da temperatura de pasta.

10. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a temperatura de congelamento não é mais fria do que uma diferença de temperatura de 1,ΓΟ (34°F) abaixo da temperatura de pasta.

11. Produto alimentício congelado caracterizado pelo fato de compreender

a) um contentor; e,

b) uma mistura de uma pluralidade de constituintes de produto alimentício dentro do contentor, em que a mistura i) é congelada

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3/4 dentro do contentor; ii) é bombeável quando derretida; iii) compreende um constituinte supressor de congelamento na pluralidade de constituintes de produto alimentício, o constituintes supressor de congelamento diminuindo uma temperatura de congelamento da mistura; iv) define uma concentração de constituinte supressor de congelamento do constituinte supressor de congelamento na mistura; e, v) define uma variância na concentração de constituinte supressor de congelamento através de toda a mistura, a variância na concentração de constituinte supressor de congelamento através de toda a mistura dentro do contentor sendo menor do que 20%.

12. Produto alimentício congelado de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a variância em concentração de constituinte supressor de congelamento através de toda a mistura no contentor é menor do que 10%.

13. Produto alimentício congelado de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que o constituinte supressor de congelamento é açúcar, e a concentração de constituinte supressor de congelamento é Brix.

14. Produto alimentício congelado de acordo com as reivindicações 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que o contentor tem um volume de mais do que 75,6 litros (20 galões), e a mistura ocupa um volume combinado de pelo menos 75,6 litros (20 galões) dentro do contentor.

15. Produto alimentício congelado de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o contentor tem um volume de mais do que 151,2 litros (40 galões), e o volume combinado da mistura é pelo menos 151,2 litros (40 galões) dentro do contentor.

16. Produto alimentício congelado de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o produto alimentício é suco.

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17. Produto alimentício congelado de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que, quando derretido, o produto alimentício congelado é líquido.

18. Produto alimentício congelado de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que o constituinte supressor de congelamento é sal, e a concentração de constituinte supressor de congelamento é concentração de sal.

19. Produto alimentício congelado caracterizado pelo fato de que quando feito pelo método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.