BR112019020646A2 - processo para reduzir a viscosidade de composições à base de gordura - Google Patents

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Abstract

a presente invenção refere-se a um processo para diminuir a viscosidade de um material comestível à base de gordura ao conferir trabalho específico ao material que compreende as etapas de: (a) conferir trabalho específico ao material com o uso de um meio de aplicação de energia (como um misturador ou extrusor) operado por um ou mais parâmetro(s) de controle, em que a taxa na qual o trabalho específico é conferido ao material é determinada pelo um ou mais parâmetro(s) de controle; (b) impedir que os meios de aplicação de energia confiram trabalho específico adicional ao material comestível à base de gordura, assim que a viscosidade do material comestível à base de gordura atingir uma viscosidade-alvo (de preferência de 2 a 6 pa.s), onde a taxa de trabalho específico conferida ao material à base de gordura é determinada pela configuração e/ou ajuste de um ou mais do(s) parâmetro(s) de controle, para satisfazer a relação determinada na equação 1: ln¿¿¿=0,5919-0,4268 ln¿¿ ¿ onde ¿ denota a razão entre a viscosidade inicial e a viscosidade final do material e ¿ denota a razão entre trabalho teórico e real conferido ao material. aparelho e métodos usando esse processo também são descritos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PROCESSO PARA REDUZIR A VISCOSIDADE DE COMPOSIÇÕES À BASE DE GORDURA.
[0001] A presente invenção refere-se a um processo, aparelho e método para reduzir a viscosidade de uma composição à base de gordura e a composições assim preparadas. A invenção é particularmente útil para substituir ou pelo menos significativamente diminuir ou de outra forma otimizar a conchagem tradicional de misturas à base de gordura, tal como é realizado no processo de produção de chocolate.
[0002] Na fabricação tradicional de chocolate ou de compostos similares a chocolate, pós finamente triturados são dispersos em uma fase gordurosa contínua. Os pós encontrados no chocolate ou em compostos similares a chocolate são tradicionalmente açúcar, sólidos de cacau e/ou sólidos de leite. Estes são misturados em proporções diferentes juntamente com manteiga de cacau e/ou gorduras vegetais, gorduras de leite e emulsificante(s), como lecitina. O chocolate comum é obtido misturando-se açúcar, manteiga de cacau, opcionalmente outras gorduras e massa de cacau. O chocolate ao leite contém gordura e sólidos não gordurosos de leite como ingredientes adicionais. O chocolate branco contém gordura de leite e sólidos não gordurosos de leite, açúcar e manteiga de cacau e/ou gordura vegetal sem adição da massa de cacau ou de cacau em pó. Os compostos de chocolate podem também ser produzidos com o uso de gorduras alternativas ao invés de ou em conjunto com manteiga de cacau natural. Tais gorduras alternativas pertencem a três categorias principais, que são equivalentes de manteiga de cacau (EMC), substitutos de manteiga de cacau (CBS, de cocoa butter substitutes) e repositores de manteiga de cacau (CBR, de cocoa butter replacers). Discussões detalhadas destes diferentes tipos de gorduras alternativas podem ser encontradas
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2/108 em uma variedade de fontes, consulte por exemplo, Traitler, H. et al. Midi, Journal of the American Oil Chemists Society, 62(2), 417-21 (1985).
[0003] Como muitos alimentos, chocolate e os compostos de chocolate são fluidos não-Newtonianos cuja viscosidade varia de acordo com a rapidez com que o fluido é agitado ou bombeado. O chocolate é muito espesso quando estático mas se torna cada vez mais fluido, quando é agitado ou bombeado mais rapidamente. O fluxo nãonewtoniano pode ser representado por dois parâmetros: limite de escoamento (também chamado na presente invenção como YV ou escoamento) e viscosidade plástica (também chamada na presente invenção como PV). A viscosidade plástica é a força necessária para manter um fluxo constante de uma massa de chocolate e é tipicamente medida em Pascal segundos (Pa.s). O limite de escoamento é a força necessária para iniciar o movimento em uma massa de chocolate e é tipicamente medido em Pascals (kPa).
[0004] Como usado aqui, a menos que o contexto indique claramente de outro modo, o termo viscosidade se refere à viscosidade plástica (PV) e a PV é, de preferência, medida de acordo com o método ICA 46 (2000) com o método Servais aqui referido fornecendo um método alternativo para medir a PV.
[0005] No método tradicional para produzir chocolate, os ingredientes do chocolate são misturados e moídos em um refinador ou moinho por um tempo suficiente para reduzir o tamanho de partícula dos sólidos constituintes para formar uma massa em pó (também chamada aqui de floco de chocolate). Na etapa do processo conhecido como conchagem, esta massa em pó é agitada (concheada) em um misturador genericamente aberto (concha), embora também sejam conhecidas conchas parcialmente fechadas ou mesmo fechadas. Enquanto isso, na concha, a massa é aquecida a uma temperatura de
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50°C a 110°C durante um periodo de tempo na faixa de algumas horas a alguns dias, dependendo do tipo de produto e do equipamento usado. Uma vez concluída a conchagem, o chocolate resultante é normalmente temperado e, então, ele é resfriado por um período de tempo adequado. [0006] A conchagem dos flocos refinados é considerada essencial para o desenvolvimento de uma textura aceitável no chocolate final. A mistura na concha cria cisalhamento para decompor os aglomerados de partículas sólidas que, caso contrário, poderíam aderir uns aos outros devido à pressão ou às pontes de água. A mistura também reveste essas partículas sólidas com gordura e dispersa as partículas revestidas com gordura de maneira uniforme por toda a massa de chocolate. A conchagem pode adicionalmente alterar o sabor da massa e remover compostos voláteis indesejados, como água ou ácido acético, por evaporação.
[0007] Embora a concha seja muito importante no processo de produção de chocolate, ela é um misturador muito ineficiente, levando até três dias para que o chocolate mais fino (um dia sendo mais típico para o chocolate convencional) alcance a textura e qualidade desejadas. A etapa de conchagem, portanto, consome muita energia e é demorada. Para melhorar a eficiência da conchagem, misturadores de alto cisalhamento foram desenvolvidos para gerar fluxo de alto cisalhamento na massa através de meios como elementos de remoção giratórios ou pás que giram ao longo de uma superfície interior de um recipiente grande. Mesmo com o uso de alto cisalhamento, a liquefação de flocos de chocolate é demorada visto que uma concha típica tem uma razão entre tamanho e volume de superfície, o que significa que apenas uma pequena quantidade da massa de chocolate pode ser cisalhada de uma só vez. Conchas capazes de liquefazer o chocolate em uma escala industrial (por exemplo, com uma capacidade de processamento de toneladas por hora) ocupam um espaço considerável
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4/108 na fábrica e o custo de capital das conchas de dimensões industriais é muito alto.
[0008] Dessa forma, embora existam muitos problemas bem conhecidos com os atuais métodos de conchagem, a conchagem ainda é vista como uma etapa insubstituível na produção de chocolate, embora ela não seja bem compreendida.
[0009] O conhecimento atual da conchagem é descrito e resumido em trabalhos de referência padrão, sendo o Industrial Chocolate Manufacture and Use (Beckett) um dos mais amplamente usados. A versão atualmente disponível de Beckett é a 4- edição, publicada em 2009. As partes de Beckett mais relevantes à conchagem são o capítulo 8 - Desenvolvimento de sabor em cacau e chocolate seção 8.5, que se concentra especificamente no desenvolvimento de sabor em conchagem); o capítulo 9 Conchagem que explica em detalhes porque a conchagem é usada no preparo de chocolate; e o capítulo 10 Propriedades de fluxo do chocolate; que descreve a compreensão atual das propriedades reológicas do chocolate. Essas partes da 4a edição de Beckett são aqui incorporadas por referência como evidência do conhecimento geral comum atual do versado na técnica em relação à conchagem.
[0010] Beckett reconhece que a conchagem não é bem compreendida e, por exemplo, na seção 9.1.1. 'Desenvolvimento de sabor1 Beckett afirma:
...É função da conchagem remover os mais desagradáveis desses sabores e ainda assim reter os mais desejáveis. É possível 'sobreconchear' e produzir um produto muito suave. O sabor real necessário e, com isso, o tempo de conchagem dependerá da intensidade inicial de sabor do cacau e do produto no qual está sendo usado...
Beckett continua afirmando
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...as alterações físico-químicas reais que ocorrem, conforme descrito no Capítulo 8, são muito complicadas e não totalmente compreendidas. Entretanto, o objetivo da conchagem é essencialmente a remoção de sabores indesejáveis, a transferência de componentes de sabor entre os ingredientes e, em certas circunstâncias, o desenvolvimento dos mais desejáveis que combinem com o produto final...[0011] A seção seguinte de Beckett é 9.1.2 Otimização da propriedade de fluxoque ensina adicionalmente:
...Na maioria das unidades de produção de chocolate a conchagem é precedida por um refinador de rolos ou um moinho de martelos. Esses equipamentos moem a massa de chocolate para produzir uma pasta ou pó friável. É função da conchagem tratar esta pasta ou pó e transformá-lo em um líquido fluxível, que pode ser vertido em um molde ou sobre o centro do produto... e também
...O processo de conchagem é necessário para esfregar a gordura sobre essas superfícies, de modo que as partículas possam fluir entre si. Além disso, algumas das partículas formam aglomerados frouxamente conectados, talvez devido à presença de umidade ou de açúcar amorfo sobre a superfície de açúcar (Niediek, 1970). Essas partículas também precisam ser decompostas pela ação de mistura da conchagem....
[0012] Um artigo de revisão de 2007 de Afoakwa et al, Factors influencing rheological and textural qualities in chocolate - a review, Trends in Food Sci & Tech 18, 2007, 290 a 298, conclui o seguinte (na página 297):
As propriedades físicas, comportamento reológico e percepção sensorial de chocolate são influenciados em grande parte por suas técnicas de processamento, distribuição de tamanho de partícula e da composição do ingrediente. Para melhorar a textura do
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6/108 chocolate, a distribuição de tamanho de partícula sólida e composição de ingredientes podem ser manipuladas para modificar as propriedades físicas, o comportamento reológico e os atributos sensoriais. Várias melhorias foram feitas nos últimos anos sobre a qualidade do chocolate usando várias estratégias de processamento e composição de ingredientes. Entretanto, o uso de distribuição de tamanho de partícula e da composição de ingredientes como ferramentas para modificar o comportamento reológico e as propriedades sensoriais do chocolate ainda requer uma maior compreensão dos princípios e fatores subjacentes que afetam as alterações no comportamento de fluxo. Dessa forma, os fatores que determinam a característica do chocolate durante e após sua fabricação exigem investigação muito aprofundada. Estudos adicionais requerem a integração de análises sensoriais e instrumentais da textura e liberação de sabor e de caracterizações dos efeitos da temperagem sobre o comportamento de fusão do chocolate. [0013] Outra discussão teórica sobre a reologia do chocolate também é apresentada no artigo 2004 Determination of chocolate viscosity, C. Servais, H. Ranc e I.D. Roberts, Journal of Texture Studies, 34, 467-497. Servais avalia um modelo de Casson para medir a viscosidade do chocolate em uma fábrica e valida a precisão dos métodos usados para medir a viscosidade que estão disponíveis em uma típica fábrica de chocolate. O método descrito em Servais é um dos métodos opcionais preferenciais para medir a viscosidade na presente invenção (a menos que o contexto indique um outro método) e nesse sentido, Servais é aqui incorporado por referência. Entretanto, Servais também conclui que não há uma relação geral entre o limite elástico (YS) e a viscosidade Plástica (PV) de chocolate e afirma que as relações encontradas neste artigo são muito específicas ao processo real de chocolate (no fim da página 492).
[0014] Outro artigo de 2009 que descreve a reologia do chocolate é
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7/108 o Comparison of rheological models for determining dark chocolate viscosity International Journal of Food Science and Technology, 44, 162 a 167, Emmanuel Ohene Afoakwa, Alistair Paterson, Mark Fowler & Joselio Vieira. Este artigo descreve os parâmetros reológicos do chocolate que são importantes para o fabricante de chocolate que são apresentados como: viscosidade de cisalhamento e limite elástico, sendo ambos declarados como diretamente influenciados pela distribuição de tamanho de partícula do produto (PSD) e pela composição. O artigo ensina que não se deve considerar outros parâmetros como importantes para a reologia do chocolate. Afoakwa não sugere um meio pelo qual esses parâmetros (ou quaisquer outros) poderíam ser usados quantitativamente para controlar a viscosidade durante a fabricação. Em vez disso, Afoakawa conclui (na coluna 2, página 166) que: A complexidade de comportamento combinada com a natureza de fluxo do chocolate é frequentemente um problema quando se escolhe uma representação ou equação para avaliar as propriedades reológicas dos chocolates. Considerados pontos de dados suficientes, o uso de dados de interpolação normalmente não representa uma dificuldade, mas a extrapolação deve ser evitada.
[0015] Dessa forma, literaturas como a de Beckett ilustram uma crença comum e de longa data que a reologia do chocolate é complexa e de difícil previsão e mostram o ceticismo geral na área de que os modelos reológicos podem ter uso prático no ambiente industrial. O conhecimento geral comum atual ensina um versado na técnica que é extremamente desafiador modelar com precisão as alterações reológicas que ocorrem em uma massa de chocolate durante a conchagem.
[0016] Outro fator que se acreditou ser importante para obter a viscosidade desejada em um processo de conchagem de chocolate é a redução da umidade. A literatura ensina que a presença de umidade
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8/108 leva à agregação significativa de partículas e à formação de reticula devido a pontes de água, e forma uma suspensão capilar (Koos E., Willenbacher N. Science 331 (6019) (2011) 897 a 900). Suspensões capilares consistem em suspensões de partículas com uma pequena quantidade de um líquido imiscível secundário (ou seja, água) com o líquido a granel, ou seja, a fase de gordura. As suspensões capilares são formadas quando o líquido secundário molha as partículas mais que a fase a granel, fazendo com que as partículas sejam conectadas por uma ponte de água côncava, que induz forças capilares. Tipicamente, a energia de atração entre tais partículas conectadas por forças capilares é, muitas vezes, maior do que a energia térmica kT, e a ordem de magnitude é maior do que a as forças de van der Waals e da gravidade (Koos E. Curr. Opin. Colloid Interface Sei. 19 (6) (2014) 575-684). A relação entre as forças capilares Fc e o limite elástico σγ para partículas de igual tamanho em contato direto é determinada por , λ Fc ( λ , λ 2πΓ cos θ Nponte) 2 Aponte)f xYponte) [0017] Portanto o limite elástico σγ de uma suspensão capilar depende do raio de partícula a, da tensão interfacial Γ entre os líquidos, do ângulo de contato Θ das três fases e do número e volume de pontes de água (Bossier F., Koos E. de Langmuir 32 (6) (2016) 1489-1501).
[0018] Em uma concha convencional, o impacto de forças capilares sobre o limite de escoamento e a viscosidade do chocolate é obtido pela redução do teor de umidade da massa de chocolate antes ou durante a conchagem. Dessa forma, um teor de umidade típico de uma massa em pó como flocos de chocolate antes da conchagem pode ser de 1,5% em peso, que é reduzido para 0,8% ou menos, em peso, após a conchagem, para obter uma PV típica de 2 a 6 Pa.s e um limite elástico de 4 a 10 Pa a 40°C (Ziegleder G, Balimann G, Mikle H, Zaki H.
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9/108 süsswaren (confeitaria) números 3, 4 e 5, (2003)). A tolerância percebida para umidade de massas de chocolate obtidas de outros processos, como o processo de esfarelamento, pode ser ligeiramente mais elevada (o teor de umidade sendo de 1,2% ou menor em peso) mas ainda se acredita que esses produtos deveríam ter baixa umidade após o processamento.
[0019] O coeficiente de difusão de água em um hidrocarboneto líquido (como gordura) é extremamente baixo, da ordem de 10-9 m2s-1; assim, a redução do teor de umidade para um nível aceitável requer tempo prolongado de mistura e aquecimento com o uso de uma concha de uso em batelada convencional. Evaporadores de filme fino para licor de cacau (como um aparelho de coluna vendido pela Petzomat) foram desenvolvidos há 30 anos na tentativa de resolver esse problema percebido da necessidade de remover voláteis indesejados e também água com mais rapidez. As assim chamadas conchas de alta eficiência eram capazes de liquefazer chocolate mais rapidamente pela redução dos tempos de conchagem de 6 a 24 horas em comparação com cerca de 72 horas usando conchas longitudinais mais antigas. Conchas contínuas com sistemas de extrusão também foram usadas para acelerar a liquefação. Entretanto, seja usando conchas convencionais, de alta eficiência ou contínuas, ainda é considerado necessário reduzir o teor de umidade da massa de chocolate tanto quanto possível. Dessa forma, até o presente, um versado na técnica é ensinado a obter propriedades de fluxo desejadas de uma massa de chocolate, sendo que o processo precisa reduzir o teor de umidade até um nível baixo, tipicamente menor que 0,8% em peso. Isso também resulta no prejuízo técnico complementar de que o preparo de chocolate liquefeito com alto teor de umidade (especialmente para quantidades de 1,3% ou mais em peso) seria muito desafiador e impraticável e/ou não rentável, senão impossível.
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10/108 [0020] A menos que o contexto indique de outro modo, os termos baixo nível de umidade ou baixo teor de umidade, como usados aqui (especialmente quando se referem a materiais de chocolate conhecidos e/ou a materiais de chocolate de e/ou usados na presente invenção) denotam que a umidade (se estiver presente visto que o termo abrange opcionalmente a ausência de umidade) está opcionalmente presente em uma quantidade proveitosamente menor que 1,2%, mais proveitosamente menor que 1,1%, ainda mais proveitosamente menor que 1,0%, e o mais proveitosamente menor que 0,9%, por exemplo, menor que 0,8%, em peso, do peso total da composição referida (como material de chocolate). Quando o material à base de gordura for chocolate ou composto preparado através de um processo de esfarelamento, o termo baixa umidade irá de modo geral denotar que o material tem um teor de umidade de no máximo 1,2% em peso. Para materiais à base de gordura além de chocolate ou composto (ou chocolate ou composto preparado por processos além do processo de esfarelamento), o termo baixa umidade irá de modo geral indicar que o material é ainda mais seco, tendo um nível de umidade de no máximo 0,8% em peso. Também será reconhecido que a menção a qualquer quantidade, teor ou nível nas composições aqui descritas significa que os termos umidade e água são aqui usados de forma intercambiável. [0021 ] A menos que o contexto indique de outro modo, o termo alto nível de umidade ou alto teor de umidade, como usado aqui (especialmente quando se refere a materiais de chocolate da e/ou usados na presente invenção), denota que a umidade está presente em uma quantidade convenientemente de pelo menos 1,3%, com mais conveniência de pelo menos 1,5%, com mais conveniência ainda de pelo menos 1,8%, e com a máxima conveniência de pelo menos 2,0%, por exemplo, de pelo menos 2,5%, em peso, do peso total da referida composição (como um material de chocolate).
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11/108 [0022] Também será reconhecido que os níveis de umidade mencionados aqui são aqueles presentes em um material à base de gordura imediatamente após ele ter sido preparado (por exemplo, em um processo da invenção) e não se referem a níveis de umidade em um material envelhecido no qual, por exemplo, a umidade pode ser absorvida do ambiente no qual o material foi armazenado.
[0023] Então, por essas razões, há uma suposição comum na técnica de que a conchagem precisa também ser usada como ou em combinação com uma etapa de secagem em qualquer estágio antes ou durante a conchagem para alcançar o baixo nível de umidade necessário. Um versado na técnica aprende que o chocolate precisa ter um baixo conteúdo de água de no máximo 0,8% em peso (de no máximo 1,2% em peso se usar um processo de esfarelamento) antes da conchagem, para que a conchagem seja eficiente. Por exemplo nos métodos da técnica anterior pode haver uma etapa separada para secar o floco antes da conchagem; pressão reduzida pode ser aplicada a uma concha para evaporar a água da massa mais rapidamente durante a conchagem e/ou a massa pode ser excessivamente trabalhada na concha aberta para fornecer mais tempo para evaporar mais água. Todas essas etapas de secagem são desvantajosas já que, por exemplo, elas adicionam tempo e/ou complexidade ao processo.
[0024] Trabalho excessivo se refere à misturação da massa em uma concha mesmo após a viscosidade alvo ter sido alcançada. Em um ambiente fabril, é muito difícil evitar de modo consistente e seguro que a massa de chocolate seja excessivamente trabalhada. Durante a conchagem, para determinar a viscosidade da massa de chocolate, as amostras são periodicamente coletadas e analisadas fora de linha. Pode levar muitos minutos para que os resultados da análise sejam comunicados ao operador da concha e a ação seja tomada, sendo típico um período de 40 minutos antes que os resultados da análise possam
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12/108 ser devolvidos aos operadores e implementados. Dessa forma, com os métodos analíticos fora de linha, a massa será excessivamente trabalhada por muitos minutos, mesmo partindo do princípio de que uma amostra foi tomada (ao acaso) no momento em que a viscosidade desejada foi alcançada. Para uma linha industrial com uma capacidade de processamento de muitas toneladas por hora, mesmo com alguns minutos de trabalho excessivo, a massa desperdiça energia e material em quantidades significativas. O aumento da frequência de amostragem para determinar a viscosidade irá adicionar custos e não consegue eliminar o atraso completamente; então com os atuais métodos de conchagem o trabalho excessivo da massa de chocolate é inevitável.
[0025] O trabalho excessivo rotineiro da massa de chocolate irá obviamente desperdiçar energia, com a desvantagem adicional de afetar adversamente outras propriedades desejadas do chocolate. Por exemplo, a textura de chocolate excessivamente trabalhado pode ser indesejável, por exemplo, se o tamanho de partícula for pequeno demais devido ao excesso de trituração. O sabor do chocolate trabalhado excessivamente também pode ser indesejável.
[0026] Tipicamente, a conchagem é realizada em um recipiente geralmente aberto e, quanto mais tempo a massa passa sendo concheada, mais componentes voláteis serão liberados. Tipicamente o grau de evaporação durante a conchagem não é bem controlado e nem todo o material que é removido consiste em sabores indesejados, como ácido acético. Dessa forma, ao se trabalhar excessivamente a massa há uma chance maior de também remover uma proporção maior dos voláteis que podem, de outro modo, conferir ao chocolate as notas do sabor desejado pelo consumidor. Devido à necessidade percebida de secar a massa, é difícil controlar a conchagem para alcançar um sabor desejado da massa líquida resultante, visto que as questões relativas ao sabor são comprometidas devido a esse fator, entre muitos outros.
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13/108 [0027] Vários outros métodos para melhorar ou substituir a conchagem também foram descritos na literatura de patentes.
[0028] O pedido de patente do requerente W02004-00028 descreve um processo para diminuir a viscosidade de uma mistura de uma gordura em pó refinada que compreende sólidos e gordura. A massa é submetida a uma taxa de modo que haja fluxo suficientemente em uma direção alongada para decompor os aglomerados e as interações profundas entre sólidos e gordura. Isso produz uma massa pastosa que compreende sólidos revestidos com gordura. Entretanto, existe pouca orientação nesse documento sobre a forma como esse dispositivo e processo podem ser operados de forma mais eficiente.
[0029] O documento EP 0603487 se refere a um processo para extrudar plasticamente um material de produto de confeitaria à base de gordura que compreende alimentar um material de produto de confeitaria à base de gordura, normalmente chocolate, em um cilindro extrusor e aplicar a pressão de uma pistão ao material de forma substancialmente sólida ou semissólida não despejável a montante de uma constrição de fluxo de uma matriz, a uma temperatura na qual o material é extrudado isotermicamente. Esse processo permite formar chocolate por extrusão. O material de partida é um material de produto de confeitaria à base de gordura em uma forma líquida, pastosa ou sólida ou semissólida, mas já é composto de sólidos que já estão revestidos com a gordura. Portanto, ele já é um produto de chocolate quando entra na extrusora. Normalmente, esse material está sob a forma de botões de chocolate. O processo é uma operação de formação para fornecer um produto final temporariamente plástico a partir de um material sólido, mas não é uma operação que pertence ao processo de produção de chocolate em si.
[0030] O documento EP 0775446 também se refere à extrusão a frio de chocolate onde o material de partida já é chocolate.
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14/108 [0031 ] O documento US 4679498 se refere a um método e aparelho para a preparação rápida de uma pasta de chocolate a partir de uma massa pastosa de sólidos e manteiga de cacau. Uma pasta refinada é submetida a um tratamento de conchagem a seco em uma rosca transportadora e é, então, liquefeita conforme os aditivos são incorporados proporcionalmente, de acordo com a receita. O estágio de conchagem a seco compreende uma primeira etapa de amassamento simples, em seguida uma segunda etapa de amassamento na qual a intensidade de cisalhamento e rolagem é gradualmente aumentada. A conchagem ocorre em uma rosca transportadora, na qual a rosca proporciona cisalhamento e rolagem e, em seguida, o fluxo de alongamento na saída da esteira transportadora. O cisalhamento e rolagem consomem muita energia e exigem equipamentos de extrusão complexos e caros. O uso de equipamentos de extrusão torna o processo menos versátil, visto que para modificar as características finais do produto (como a viscosidade) o equipamento precisa ser modificado de forma significativa e dispendiosa (por exemplo, parâmetros de rosca como passo, tamanho e formato da lâmina precisam ser todos modificados).
[0032] O documento US 4861615 descreve a preparação de misturas de chocolate em extrusoras de rosca dupla.
[0033] O documento US 3663231 revela uma concha contínua usada em fábricas de chocolate tradicionais, sendo que a concha provê forças de cisalhamento à gordura e à massa sólida durante as fases seca e líquida.
[0034] O documento US 4191786 descreve um método de cozimento a seco para produzir uma massa de chocolate em pó, sendo que a massa não é liquefeita.
[0035] Nenhuma dessas conchas ou substituições são satisfatórias. Os processos de liquefação de chocolate da técnica anterior produzem
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15/108 chocolate líquido de viscosidade inconsistente que varia periodicamente para produzir massas consecutivamente espessas e finas. Tal variabilidade na viscosidade torna o processo menos viável quando o chocolate é adicionalmente processado após a conchagem em etapas como peneiragem, temperagem e/ou moldagem, e terá impacto sobre a qualidade do produto final.
[0036] Como Beckett reconhece, a conchagem é pouco compreendida de modo que não é possível ao versado na técnica controlar a concha para obter melhores resultados. Qualquer tentativa de substituir ou complementar a concha deve ser vista nessa perspectiva. A conchagem é atualmente uma etapa de comprometimento sem uma boa compreensão teórica, de modo que ela não pode ser facilmente melhorada já que as tentativas para isso serão sempre objeto de tentativa e erro, podendo as modificações ainda resultar em um processo ou dispositivo ineficiente. Os custos de capital para substituir o grande número de conchas existentes e seu papel essencial na produção de chocolate também desencorajam o uso de substitutos de concha. Por todos os seus problemas, as conchas são bem conhecidas e funcionam (ainda que de forma ineficiente). O uso de qualquer reposição de concha está sujeito a riscos desconhecidos que, durante a operação em um ambiente fabril, pode não funcionar de modo seguro e prático ou quaisquer melhorias na eficiência observadas para uma composição de chocolate no laboratório podem não ser obtidas de forma prática em uma fábrica e/ou com a ampla variedade de massas de chocolate que precisa ser processada industrialmente.
[0037] Um versado na técnica aprende que a massa de chocolate tem uma reologia complexa e, desse modo, existem muitas variáveis que precisam ser controladas para produzir um produto de chocolate com a viscosidade desejada, bem como propriedades de sabor. Os
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16/108 processos atuais geram imensos desperdícios de energia, tempo e/ou outros recursos (por exemplo, dinheiro ou solo) e não podem ser prontamente ajustados para enfrentar variações inevitáveis nas massas à base de gordura usadas no processo com segurança para produzir um produto consistente da maneira ideal; e/ou têm um controle insatisfatório do sabor da massa líquida resultante.
[0038] Existe ainda uma necessidade de fornecer um processo rápido e energeticamente eficiente para reduzir a viscosidade de uma massa à base de gordura (por exemplo, ao liquefazer o chocolate). Há também uma necessidade de um meio para controlar o processo de liquefação com segurança de modo que a massa liquefeita tenha propriedades consistentes para que, por exemplo, o processo possa ser controlado para ajustar as variações na massa à base de gordura. Também seria desejável fornecer um método aprimorado e controlado para liquefazer um floco de chocolate a uma viscosidade ideal com secagem reduzida ou nenhuma secagem, por exemplo, para que o material com um teor de umidade acima de 0,8% em peso possa ser processado. Também permanece uma necessidade de integrar melhor a etapa de liquefação do processo com outras partes da produção de chocolate para fornecer aprimoramentos ao processo de modo geral que possam ser prontamente implantados industrialmente em uma fábrica. Seria também desejável operar a conchagem ou outros processos de liquefação de uma maneira em que o sabor do líquido resultante pudesse ser controlado com maior flexibilidade e/ou com uma ampla variedade de massas diferentes. É um objetivo da presente invenção (e diferentes aspectos e modalidades da mesma) resolver alguns ou todos os muitos problemas diferentes descritos aqui.
[0039] Portanto, amplamente de acordo com a invenção, é fornecido um processo para conferir um trabalho específico a um material comestível à base de gordura para reduzir a viscosidade do
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17/108 material até que ele atinja uma viscosidade-alvo predeterminada (ηαΐνο), em que o processo compreende as etapas de:
(a) conferir uma quantidade total de trabalho específico ro ao material comestível à base de gordura com o uso de um meio de aplicação de energia operado por um ou mais parâmetros de controle, sendo que tanto a taxa como a quantidade total de trabalho específico conferidas ao material é determinada pelo um ou mais dentre os parâmetros de controle; e onde o material à base de gordura flui através do meio de aplicação de energia a uma vazão instantânea em um dado momento no tempo 't' após o início da etapa (a) cujo fluxo é denotado por Qt (b) controlar os meios de aplicação de energia significa atingir uma viscosidade-alvo predeterminada (r/aZro); sendo que a taxa de trabalho específico conferida ao material à base de gordura é determinada pelo controle de um ou mais dentre o(s) parâmetro(s) de controle, de modo que o trabalho específico conferido pelos meios de aplicação de energia em um tempo t' após o início da etapa (a) satisfaça a relação determinada na equação 1:
lnrit = A — B ) onde:
(i) eta (jit) denota a viscosidade no tempo t' após o início da etapa (a) do material à base de gordura medida como viscosidade plástica de acordo com o método ICA 46 (2000);
(ii) ômega (rot) denota a quantidade total de trabalho específico conferida ao material à base de gordura após o tempo t' desde o início da etapa (a) calculada a partir da potência e da vazão como determinada pela equação (2):
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18/108 = (2), onde:
Pt denota a potência (medida em quilowatts (kW)) conferida ao material à base de gordura pelos meios de aplicação de energia no tempo t' após o início da etapa (a) Qt denota a vazão instantânea (medida em kg por hora (kg/h)) do material à base de gordura através dos meios de aplicação de energia no tempo t' após o início da etapa (a);e (iii) A é de 0,5 a 0,7; e (iv) B é de 0,3 a 0,6.
(c) impedir que os meios de aplicação de energia após t = T confiram trabalho específico ao material à base de gordura, sendo o tempo T determinado a partir das equações (1) e (2) e da viscosidadealvo predeterminada (/jaivo).
[0040] T pode ser expresso em quaisquer unidades adequadas.
[0041 ] Como usado aqui os termos meios de aplicação de energia e meios de conferir energia são sinônimos e usados de forma intercambiável.
[0042] Quando equações (como a (1) e/ou (2)) forem de modo geral referidas na presente invenção, será compreendido que a menos que o contexto indique claramente em contrário, isso também abrange todas as modalidades dessas equações como aquelas respectivamente designadas como equações (1A) (1B) e/ou (2A).
[0043] Uma modalidade preferencial de um processo da presente invenção permite a eliminação total ou parcial de uso de conchas ineficiente para a liquefação de chocolate. As condições de processo podem ser monitoradas de modo que a massa de chocolate pode ser misturada continuamente e sujeita a forças de cisalhamento adequadas, por exemplo, para converter o floco em massa de chocolate líquida de maneira ideal.
[0044] Proveitosamente, a potência média (média) aplicada durante
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19/108 a duração das etapas (a) e (b) é indicada como Pm que mais proveitosamente pode ser calculada a partir da medição de potência instantânea Pt usada em vários tempos t diferentes e/ou calculandose a média da energia total conferida ro ao longo do tempo de duração total T da etapa (a).
[0045] Em uma modalidade, a potência média e/ou instantânea pode, de preferência, ser uma potência de no máximo 100 kW (baixa energia mecânica), de preferência menor que 50 kW, e com mais preferência menor que 15 kW. Em uma modalidade, a potência média e/ou instantânea pode, de preferência, ser uma potência maior que ou igual a 2,5 kW, maior que ou igual 4,0 kW, como por exemplo, entre 2,5 kW e 100 kW.
[0046] Convenientemente a vazão média (média) (medida em kg por hora (kg/h)) do material à base de gordura através dos meios de aplicação de energia liberada durante a duração das etapas (a) e (b) é indicada como Qm, que pode ser calculada mais convenientemente a partir da medição da vazão instantânea Qt usada em vários tempos t diferentes [0047] Em uma modalidade, a vazão média e/ou instantânea pode, de preferência, estar entre 90 e 6000 kg/h, de preferência entre 200 kg/h e 2000 kg/h, e com mais preferência entre 500 kg/h e 1500 kg/h.
[0048] Vantajosamente, a quantidade total de trabalho específico que precisa ser conferida ao material à base de gordura durante as etapas (a) e (b) para obter a viscosidade-alvo predeterminada (ηαινο) é denotada por cr e, mais vantajosamente, ro pode ser calculado a partir da equação (1 A):
lnrlaivo — A — B Ιητπ (1A) [0049] Proveitosamente, o trabalho específico total ro conferido ao
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20/108 material à base de gordura durante as etapas (a) e (b) pode também ser determinado pela equação (2A):
cr = (2A)
Qm [0050] De preferência, o tempo T (que é a duração na qual os meios de aplicação de energia conferem trabalho específico ro ao material comestível à base de gordura na etapa (a)) pode ser determinado a partir dos valores Pm e/ou Qm sozinhos e sem nenhum outro fator.
[0051 ] Em uma modalidade da invenção, a duração (T) para a etapa (a) é determinada com antecedência antes do início da etapa (a) mediante o cálculo de um valor para Pm ou Qm correspondendo a ro e ηα1νο e satisfazendo ambas as equações (1A) e (2A) e, com mais preferência, esses parâmetros Pm e Qmsão ambos ajustados em paralelo, de modo que T é no mínimo (ou seja, etapa (a) realizado no menor tempo possível para atingir a viscosidade-alvo (ηαινο).
[0052] Em outra modalidade da invenção, um dentre Pm ou Qm pode ser fixo e o outro dentre esses parâmetros pode ser ajustado com o uso dos meios de controle durante a operação da etapa (a) para alcançar esse valor de ro correspondente a ηαίνο calculado a partir da equação (1A). Isso pode tornar mais simples o cálculo, a operação e o controle dos meios de aplicação de energia (por exemplo, pode-se usar menos sensores ou meios de controle visto que apenas uma dentre a vazão de massa ou a potência aos meios de aplicação de energia são ajustados), mas isso pode resultar em uma duração (T) para a etapa (a) que não é a mais curta que podería ser alcançada.
[0053] Em ainda outra modalidade da invenção, se um dos parâmetros (por exemplo, a potência P, o fluxo Q ou o tempo T) não puder ser facilmente ajustado ou controlado, então o(s) outro(s) pode(m) ser ajustado(s) instantaneamente e/ou ao longo do tempo de duração
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21/108 da etapa (a) para satisfazer qualquer uma dentre as equações (1) e/ou (2) na presente invenção.
[0054] No processo da presente invenção, conforme o material flui através dos meios de aplicação de energia, é preferencial ter um tempo de residência no mesmo de uma hora a 72 horas, com mais preferência de 2 a 48 horas, com mais preferência ainda de 5 a 30 horas, e com a máxima preferência de 10 a 24 horas.
[0055] Proveitosamente, o tempo de residência também corresponde ao tempo T para a duração da etapa (a) caso em que será reconhecido que, para obter um tempo de residência desejado, o fluxo médio Qm será definido para satisfazer a equação (1) e, opcionalmente, a equação (2), por exemplo, mediante o ajuste da potência média Pm. Entretanto, se o valor necessário para o fluxo médio Qm estiver fora do que é possível para um determinado aparelho (por exemplo, determinadas restrições quanto à potência e/ou ao fluxo disponível), então será compreendido que esse tempo de residência não pode ser alcançado ao seguir o processo da invenção.
[0056] O processo da presente invenção pode ser um processo em batelada, caso em que é preferencial que o aparelho da invenção compreenda um receptáculo no qual é adicionado um lote da massa à base de gordura a ser liquefeita em um processo da invenção. Também é preferencial que o aparelho para uso em um processo em batelada da invenção tenha um conduto de saída conectado de modo fluido a um recipiente de saída que possa reter o lote de massa líquida após o processamento. Também é preferencial que o aparelho para uso em um processo em batelada da invenção tenha um conduto de saída conectado de modo fluido a um recipiente de saída que possa reter o lote de massa líquida após o processamento.
[0057] Entretanto, o processo da presente invenção no qual a redução da viscosidade é controlada de acordo com o modelo aqui
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22/108 descrito também permite a possibilidade de um processo contínuo ou em semibatelada, visto que o processo pode alcançar uma viscosidade desejada de modo seguro e previsível sem trabalhar excessivamente a massa comestível. Assim, em um processo contínuo da invenção, o processo pode ser operado de modo que, na etapa (a), a massa comestível é retida na câmara de processamento pelo menor período possível necessário para que os meios de aplicação de energia confiram a energia mínima necessária para atingir a viscosidade necessária. Dessa forma, o aparelho pode ser prontamente projetado e os meios de aplicação de energia podem ser operados de modo que haja um fluxo de massa contínuo através do aparelho.
[0058] Uma outra modalidade preferencial da presente invenção apresenta um processo para conferir trabalho específico a um chocolate sólido ou semissólido ou massa de composto para liquefazer a massa para reduzir a viscosidade da massa até que ela atinja uma viscosidade de líquido desejada, sendo que o processo compreende as etapas de:
(a') conferir trabalho específico à massa com o uso de um misturador e/ou extrusora operado por um ou mais parâmetro(s) de controle, sendo que a taxa na qual o trabalho específico é conferido à massa é determinada pelo um ou mais parâmetro(s) de controle;
(b') controlar o misturador e/ou a extrusora para conferir trabalho específico à massa até que a viscosidade da massa atinja a viscosidade de líquido desejada, onde a taxa de trabalho específico conferida à massa é determinada mediante controle de um ou mais do(s) parâmetro(s) de controle para o misturador, de modo que o trabalho específico conferido pelo misturador satisfaça a relação determinada na Equação (1B)
Ιηη = 0,5919 - 0,4268 In ω (1B)
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23/108 (i) eta (η) denota uma razão de viscosidade calculada a partir:
da viscosidade inicial de massa logo antes da etapa (a) indicada como etao (ηο); e a viscosidade-alvo da massa após a liquefação ter sido concluída indicada como etaaivo (/?aivo), a razão sendo determinada pela equação (3B) η = (3B)
Valvo onde as viscosidades etao (/?o) e etaaivo (/]aivo) são ambas medidas sob condições padrão no mesmo método e mesmas unidades (de preferência a uma temperatura = 30°C no método Y em unidades de Pa.s) (ii) ômega (ω) denota uma razão de trabalho específico calculada a partir de:
o trabalho teórico específico conferido à massa após a etapa (a) presumindo que o misturador opera com 100% de eficiência é indicado como ômegateoria(w teoria); e o trabalho real específico conferido à massa após a conclusão da etapa de misturação (a') é indicado como ômegareai (wreai); a razão de trabalho específico sendo determinada pela equação (4B):
ω = ,4B) ωνβαΙ onde as energias específicas ômegateoria (ω teoria) e ômegareai (Wreai) são ambas medidas sob condições padrão no mesmo método e em unidades de kWh por quilograma de material.
[0059] Proveitosamente na primeira modalidade da invenção:
Vaivo θ menor que 6 Pas; e ωτβαΐ θ maior que 61300 kWh/kg).
[0060] Convenientemente na primeira modalidade da invenção do
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24/108 misturador na etapa de misturação (a') os parâmetros de controle são definidos e/ou ajustados durante a mistura de modo que o misturador aplica uma força de cisalhamento contínua à massa para conferir trabalho específico ω à massa e reduzir a viscosidade η a uma taxa determinada pela Equação (1B).
[0061] Vantajosamente, o processo da primeira modalidade é operado de tal modo que a vazão média da massa comestível através da câmara de processamento da invenção é de pelo menos 1 kg por minuto e, mais vantajosamente, de no máximo 100 kg por minuto. Ainda mais vantajosamente, a vazão média é de 10 a 80 kg por minuto, e mais vantajosamente de 20 a 70 kg por minuto.
[0062] Parâmetros de controle úteis são a temperatura experimentada pela massa comestível dentro da câmara de processamento (opcionalmente controlada por operação de meios de aquecimento e/ou resfriamento adequados); parâmetros de controle mais úteis são para um misturador: sua velocidade de misturador, entrada de potência e/ou tempo de operação; e/ou para uma extrusora: velocidade da rosca, entrada de potência; e/ou tempo de residência do material na extrusora.
[0063] O processo da invenção controlado mediante o uso das relações aqui descritas fornece vantajosamente um meio para otimizar a potência, fluxo e/ou duração da etapa (a), mais vantajosamente para otimizar e/ou minimizar muitos fatores de um processo da invenção além de sua duração, sendo que, por exemplo todos estes podem ter diferentes e variados impactos sobre outros fatores como custo. Alguns exemplos desses fatores podem incluir: energia total usada, quantidade de material liquefeito; tempo gasto, custo total de processo e/ou quaisquer combinações dos mesmos, por exemplo, para encontrar um consenso ideal na operação do processo quando uma pluralidade de tais fatores são consideradas em conjunto.
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25/108 [0064] Por exemplo custos energéticos, custos operacionais e/ou os custos de material variam ao longo do tempo ou de lugar para lugar (e podem ainda variar durante a operação do mesmo processo). Dessa forma é provável que a maneira mais econômica de operar o processo não seja sempre fixa ou consistente, ainda que o mesmo processo seja operado no mesmo material, nos mesmos ativos e no mesmo local. Dessa forma, uma outra modalidade ainda da presente invenção opcionalmente fornece uma oportunidade de otimizar, reduzir e/ou adequar os custos de liquefação de massas comestíveis à base de gordura (como chocolate) ao conjunto de circunstâncias operacionais de um determinado lugar, tempo e/ou produto em uma extensão maior do que tem sido possível até agora e que proporciona oportunidades para novos processos com economia de custo em comparação com os processos de conchagem do estado da técnica e/ou permite que os processos de conchagem existentes conhecidos sejam operados de forma mais eficiente em termos de custo do que estão sendo atualmente.
[0065] Se ηα1νο corresponde a uma viscosidade de líquido, então T será o tempo gasto para alcançar a liquefação do material à base de gordura.
[0066] O material à base de gordura inicial que pode ser liquefeito de acordo com o método da invenção inclui, mais particularmente, misturas em pó ou pastosa tradicionalmente obtidas após o refino ou moagem de sólidos de açúcar e/ou sólidos de cacau e/ou sólidos de leite com gordura a fim de reduzir o tamanho de partícula dos sólidos na mistura. A gordura pode incluir manteiga de cacau, substitutos de chocolate contendo substituições diretas de manteiga de cacau, estearinas, óleo de coco, óleo de palma, manteiga ou quaisquer misturas desses itens. Os sólidos podem incluir sólidos de cacau, açúcar, álcoois de açúcar, substitutos de açúcar, leite como leite
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26/108 desnatado ou leite em pó integral, sólidos de vegetais e quaisquer combinações desses itens. Após a homogeneização e refino, o material inicial à base de gordura pode resultar em flocos, pó ou grânulos com tamanho de partícula de diferente massa, com mais preferência, com um tamanho médio de partícula, em particular, menor que 50 microns, com mais preferência ainda menor que 30 microns, de modo que o material final não seja arenoso na boca. A proporção de gordura pode depender do produto a ser liquefeito.
[0067] Em uma modalidade do processo da presente invenção aditivos como emulsificantes podem ser adicionados em pequenas quantidades em diferentes estágios (por exemplo, antes e/ou durante a conchagem) para ajudar a reduzir ainda mais a viscosidade, por exemplo lecitina, polirricinoleato de poliglicerol (PGPR), amônio fosfatídeo e/ou outros. Entretanto em uma modalidade preferencial, esses auxiliares de redução de viscosidade não são adicionados e a viscosidade é reduzida pelo controle apenas dos meios de aplicação de energia. Tais aditivos podem afetar outras propriedades da massa como o sabor e a textura, ou podem ser incompatíveis com outros ingredientes. É uma vantagem opcional da presente invenção que a receita do material à base de gordura não precisa ser alterada durante ou para a conchagem.
[0068] Opcionalmente em uma modalidade do processo da presente invenção, o processo prossegue na ausência de uma etapa de redução de umidade separada.
[0069] É muito surpreendente que, apesar da suposta complexidade na reologia de massas à base de gordura como chocolate, o requerente tenha descoberto que o modelo preditivo simples da equação (1), que relaciona a quantidade de trabalho específico conferida a uma massa à base de gordura à viscosidade, pode ser usado para prever com confiança e de forma consiste a
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27/108 viscosidade da massa durante a liquefação para permitir que a liquefação seja alcançada de maneira eficiente, ao mesmo tempo em que se minimiza ou elimina o trabalho excessivo da massa. Descobriuse também que o uso do modelo pode, opcionalmente, possibilitar a operação de um processo para liquefação de massa de chocolate com níveis de umidade muito mais altos do que em massas tipicamente liquefeitas anteriormente e a produção de chocolate líquido com um teor de umidade mais alto (>0,8% em peso).
[0070] Em uma modalidade da invenção, pode-se surpreendentemente fornecer material comestível líquido à base de gordura com um alto teor de umidade (por exemplo, de 1,3 a 5,0% em peso) como quando o material mais úmido é liquefeito de acordo com o processo da invenção, e viscosidades-alvo baixas ainda podem ser obtidas (por exemplo, de 2 a 6 Pa.s) em uma quantidade razoável de tempo (por exemplo, dependendo do material, de 6 a 24 horas). Isto é comparável a viscosidades obtidas pela conchagem por um período similar muito mais seco (teor de umidade de 0,8% ou menos) mas de outro modo similar de material comestível à base de gordura. A partir do conhecimento geral comum, não é esperado que um material à base de gordura com alto teor de umidade possa ser concheado para fornecer redução adequada da viscosidade em toda ou em uma quantidade de tempo razoável.
[0071] Em uma modalidade útil, o processo da invenção pode ser usado para liquefazer materiais à base de gordura mediante controle apenas do aparelho como os meios de aplicação de energia (por exemplo, ajustando-se a velocidade e/ou a potência de um misturador) em resposta a uma viscosidade medida. Os ingredientes usados para preparar o material à base de gordura podem assim opcionalmente permanecer inalterados (receita inicial constante) e aditivos adicionais (como emulsificantes) não precisam ser adicionados ao material
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28/108 durante o processo para atingir ou acelerar a liquefação do material à base de gordura. Os componentes do material à base de gordura podem ainda ser perdidos durante a liquefação (por exemplo, por evaporação) de modo que a composição do produto final pode ser diferente da composição no início do processo mas, de preferência, pelo controle dos meios de aplicação de energia, não é necessário adicionar outros ingredientes somente com o propósito de auxiliar a liquefação.
[0072] O modelo determinado pela equação (1) no processo da invenção pode ser usado para predizer e controlar a viscosidade em qualquer ponto ou em múltiplos pontos ou continuamente durante a execução das etapas (a) e/ou (b) à medida que a viscosidade é reduzida para alcançar a viscosidade-alvo. As viscosidades-alvo preferenciais para chocolate situam-se na faixa de 2 a 6 Pa.s.
[0073] Por exemplo, os parâmetros de controle podem ser usados para controlar a operação da aplicação de energia de modo que ro representa a viscosidade-alvo desejada para a massa de chocolate líquido e, dessa forma, o processo irá interromper os meios de aplicação de energia prontamente e evitar ou reduzir o trabalho excessivo do material à base de gordura. Alternativamente ou adicionalmente, os parâmetros de controle podem ser usados para controlar a operação dos meios de aplicação de energia de modo que ro representa uma ou mais viscosidades intermediárias entre aquela do material inicial antes da etapa (a) e a viscosidade-alvo (onde as viscosidades intermediárias serão mais altas que a alvo) caso em que o processo é operado de modo que a relação determinada pela equação (1) é mantida tanto quanto possível durante todo o processo (sujeita à taxa na qual as medições de viscosidades são tomadas). Se a medição e geração de parâmetros de controle forem substancialmente contínuas então, de preferência, a equação (1) será satisfeita durante toda a operação das etapas (a) e (b) do processo. Sem se ater a nenhuma teoria, acredita
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29/108 se ser vantajoso o monitoramento e retroinformação contínuos, já que seguir a equação (1) o tempo todo reduz a viscosidade do material à base de gordura da maneira mais eficiente em termos de energia e/ou tempo.
[0074] As ações de conferir trabalho na etapa (a) e controlar os meios de aplicação de energia na etapa (b) podem ser simultâneas (por exemplo, como parte de um circuito de realimentação onde (a) e (b) são a mesma etapa) o que é preferencial e, com mais preferência, os parâmetros de controle são gerados com frequência (com a máxima preferência, de forma contínua) de modo que os meios de aplicação de energia têm ótimo desempenho durante todo o processo. Entretanto, em uma modalidade menos preferencial as etapas (a) e (b) também podem ser sequenciais, sendo que a etapa (a) é executada e, então, opcionalmente pausada ou interrompida (por exemplo para dar tempo para uma análise ou medição fora de linha) e, então, o controle dos meios de aplicação de energia é efetuado na etapa (b) e, então, se necessário, a etapa (a) é reiniciada. Nessa modalidade, as etapas (a) e, então, a (b), podem ser repetidas tantas vezes quantas forem necessárias até que a viscosidade-alvo desejada para o material à base de gordura seja alcançada de maneira gradual em vez de contínua.
[0075] O controle dos meios de aplicação de energia pode ser obtido de maneiras diferentes. Por exemplo, em uma modalidade da invenção a etapa (b) usa um ou mais meios de detecção opcionalmente combinados com um ou mais meios de controle.
[0076] Os meios de detecção podem compreender sensores que medem parâmetros de entrada que podem ser usados direta e/ou indiretamente para determinar: a viscosidade do material comestível à base de gordura e o trabalho específico e/ou teórico liberado pelos meios de aplicação de energia ao material à base de gordura.
[0077] Os parâmetros de entrada podem ser medidos a partir do
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30/108 material à base de gordura, dos meios de aplicação de energia, do aparelho relacionado usado no processo da invenção e/ou do ambiente no qual o aparelho é usado (por exemplo, temperatura ambiente e/ou pressão). O(s) parâmetro(s) de entrada sozinho(s) ou em combinação com outros parâmetros podem, então, ser usados direta ou indiretamente para calcular e/ou determinar uma ou mais de outros parâmetros e/ou propriedades que são úteis e/ou usados no processo da presente invenção, como aqueles selecionados do grupo que consiste em:
trabalho teórico ômegateoria (wteoria); trabalho no tempo t ômegat (wt); viscosidade-alvo etaaivo (/?aivo); viscosidade inicial etao (/70); e/ou viscosidade no tempo t etat (/?t).
[0078] Os meios de controle podem operar nos meios de aplicação de energia com 0 uso de parâmetros de controle derivados direta e/ou indiretamente dos parâmetros de entrada (por exemplo parâmetros calculados a partir dos parâmetros de entrada) em tempo real ou em intervalos de tempo pré-selecionados (por exemplo, quando os parâmetros de entrada são amostrados) durante 0 processo da invenção.
[0079] Os meios de aplicação de energia podem ser controlados durante a etapa (b) (e opcionalmente a etapa (a) quando essas etapas são simultâneas) em resposta a alterações nos parâmetros de entrada de uma maneira que a equação (1) será satisfeita.
[0080] Em uma modalidade preferencial do processo da invenção, a resposta dos meios de controle (que operam para controlar os meios de aplicação de energia) a alterações em parâmetros de entrada pode ser imediata e instantânea se os meios de controle e meios de detecção estiverem em contato constante, de modo que a equação (1) será satisfeita.
[0081] Em uma outra modalidade do processo da presente
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31/108 invenção, a resposta a tais alterações em parâmetros de entrada pode ser retardada ou adiada se os meios de controle e os meios de detecção estiverem em contato apenas de modo intermitente (por exemplo em intervalos predeterminados durante o processo ou com o uso de amostragem em batelada e análise do material), caso em que, embora a equação (1) será satisfeita de modo geral no final do processo, em qualquer momento durante o processo será compreendido que é possível que a viscosidade e parâmetros de trabalho se afastem dos valores ideais determinados pela equação (1) antes que possam ser restituídos para uma faixa regida pela equação (1) através dos meios de controle. Quanto menor é o intervalo entre o momento em que dados ou amostras são tomados, menor é a probabilidade de que o material à base de gordura se afaste da faixa desejada de parâmetros e mais vantajoso será o controle do processo geral (por exemplo, alcançar mais eficiência energética ou economia de custos, etc.).
[0082] Também é possível que os meios de detecção indiquem que existe uma análise inicial do material à base de gordura e/ou dos meios de aplicação de energia, e essa análise inicial é usada para também ajustar os meios de controle (a) para uma configuração inicial de modo que os meios de aplicação de energia operem, então, de acordo com essas configurações durante todo o processo de forma inalterada para atingir uma redução na viscosidade, de acordo com as relações determinadas na equação (1) na presente invenção.
[0083] Os sensores podem medir os parâmetros de entrada em tempo real ou em intervalos de tempo pré-selecionados durante o processo da invenção. Os sensores podem compreender dispositivos físicos situados no ou com o equipamento usado para executar o processo da invenção, de preferência que o controle ocorra em tempo real. De preferência, os sensores estão situados tão próximo quanto possível dos meios de aplicação de energia (por exemplo, em uma
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32/108 câmara de processamento onde os meios de aplicação de energia conferem trabalho ao material à base de gordura) de modo que os dados sejam tão precisos quanto possível e/ou que minimizem erros devidos a fatores estranhos como perdas de energia, etc.).
[0084] Meios de detecção podem também abranger o processo no qual amostras representativas do material comestível à base de gordura são coletadas em momentos diferentes durante o processo, em que as amostras são analisadas separadamente e os resultados são, então, retroalimentados manualmente para o processo da invenção. Esse processo de amostragem de material quantizado pode ser mais adequado para um processo do tipo batelada no qual as etapas (a) e (b) não são simultâneas e a etapa (a) do processo é interrompida e reiniciada após o ajuste da configuração dos meios de aplicação de energia.
[0085] Em outra modalidade da invenção, as etapas (a) e (b) compreendem um circuito de realimentação automático no qual a quantidade instantânea de trabalho aplicada ao material à base de gordura pelos meios de aplicação de energia é controlada através de um meio de controle, sendo que o meio de controle está em conexão direta ou indireta com os meios de detecção de modo que os parâmetros de controle são gerados direta e/ou indiretamente em resposta a alterações nos parâmetros de entrada para que a equação (1) seja satisfeita.
[0086] Como usado aqui, A é uma constante relacionada à viscosidade (Pa.s). Sem se ater a nenhuma teoria, acredita-se que quando o trabalho específico tende a1,0(ro-> 1,0) então B pode representar uma constante adimensional relacionada à redução da taxa de viscosidade por trabalho específico aplicado (Ln η / Ln ro).
[0087] A constante indicada na presente invenção como A é de 0,5 a 0,7, de preferência de 0,55 a 0,65, com mais preferência de 0,57
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33/108 a 0,61, com mais preferência ainda de 0,580 a 0,605, e com a máxima preferência de 0,5900 a 0,6000, por exemplo, de 0,592 para 3 algarismos significativos, como de 0,5919 para 4 algarismos significativos.
[0088] A constante indicada na presente invenção como B é de 0,3 a 0,6, de preferência de 0,35 a 0,55, com mais preferência de 0,37 a 0,50, com mais preferência ainda de 0,410 a 0,440, e com a máxima preferência de 0,4200 a 0,4300, por exemplo, de 0,427 para 3 algarismos significativos, como de 0,4268 para 4 algarismos significativos.
[0089] A relação mostrada na equação (1) é considerada válida em uma ampla gama de massas à base de gordura tendo composições diferentes e, dessa forma, ela fornece um meio eficaz para o controle ótimo de um processo para liquefazer massas à base de gordura, por exemplo, definindo o trabalho necessário para gerar uma viscosidade durante o processo de liquefação. Os parâmetros de processo que precisam ser controlados podem ser definidos antes da liquefação, por exemplo, por predefinição de uma velocidade constante ou préprogramada variada do misturador que é predeterminada a partir da equação (1) para liberar aquele trabalho específico que irá atingir uma determinada viscosidade final no produto em um dado tempo. O monitoramento pode também ser em tempo real com retroalimentação para controlar os meios de aplicação de energia (por exemplo, o controle da velocidade do misturador ou da velocidade de extrusão) para garantir que esses parâmetros permaneçam dentro dessa relação ideal - ou seja, o trabalho específico adicionado em qualquer momento durante o processo pode ser ajustado em tempo real para corresponder à viscosidade instantânea medida da massa de saída, de modo que a equação (1) seja satisfeita. Em uma modalidade, o controle do processo, conforme descrito aqui, garante que a quantidade mínima de energia necessária para liquefazer a massa seja usada.
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34/108 [0090] Esse modelo aqui descrito (nas equações (1) e/ou (2) também fornece um meio para selecionar, projetar e/ou usar dispositivos para liquefazer massas à base de gordura, como chocolate, que podem ser mais eficientes do que as conchas tradicionais. Ele também fornece um meio para melhorar a operação de conchas conhecidas e/ou de outros dispositivos de liquefação de gordura para evitar o trabalho excessivo da massa à base de gordura. O processo pode ser interrompido assim que uma viscosidade desejada for alcançada e/ou em qualquer ponto no processo a entrada de energia será igualada de modo que a quantidade ideal de energia seja adicionada para reduzir as chances de instantaneamente trabalhar em excesso a gordura. Com o uso do modelo descrito aqui, isso pode ser previsto previamente com facilidade mediante a medição do trabalho adicionado.
[0091] Em uma outra modalidade, a medição ou cálculo de um parâmetro - trabalho específico adicionado à massa à base de gordura (que pode ser ainda determinada a partir de parâmetros simples em uma etapa de misturação como tempo e taxa de cisalhamento de um misturador e/ou a entrada de potência ao misturador) - pode ser usado para determinar (e, assim, controlar) quando uma dada viscosidadealvo é alcançada. Nesse ponto a liquefação adicional pode ser evitada (por exemplo, com interrupção da concha ou de outro misturador). Isso evita a necessidade de medição complexa da viscosidade que pode ser difícil de executar em tempo real. Isto permite a possibilidade de que a liquefação de uma massa à base de gordura possa ser um processo em batelada, semibatelada ou um processo contínuo. Em um processo em semibatelada, cada lote pode ser gerado automaticamente após o anterior. Em um processo contínuo, a energia pode ser aplicada à massa em uma zona de aplicação de energia através da qual a massa se move na velocidade correta para satisfazer a equação (1) para gerar
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35/108 continuamente um produto resultante que consistentemente tem a viscosidade-alvo gerada da maneira mais eficiente possível em termos energéticos.
[0092] Em ainda outra modalidade do processo, a invenção também permite, adicional ou alternativamente, que o processo seja operado da maneira mais eficiente possível em termos de tempo, ou seja, o processo pode ser operado para fornecer o trabalho específico total desejado à massa à base de gordura a uma taxa para atingir a viscosidade-alvo no mais curto espaço de tempo (ou um alvo). Será compreendido que conferir uma energia específica mais alta a uma massa gorda em um dado momento irá inicialmente exigir uma potência mais alta dos meios de aplicação de energia. Entretanto, conforme a potência aumenta, os meios de aplicação de energia podem conferir energia à massa com diminuição da eficiência (ou seja, uma porcentagem mais alta da potência total pode se perder no ambiente e não ser conferida à massa gorda). Dessa forma, haverá um limite em que um aumento adicional na potência total dos meios de aplicação de energia não irá conferir energia adicional à massa devido a essas perdas de eficiência, ou seja, haverá um tempo mínimo necessário para alcançar qualquer viscosidade-alvo independentemente dos meios de aplicação de energia usados e da potência. Entretanto, o modelo da invenção possibilitará que esse tempo mínimo teórico seja calculado e que o processo seja operado de modo a obter este menor tempo possível (ou o mais próximo possível dele, considerando outros fatores limitantes).
[0093] Em ainda outra modalidade do processo, a invenção também permite, adicional ou alternativamente, que o processo de liquefação seja operado com seus parâmetros definidos e/ou ajustados para operar da maneira mais eficiente em termos de custos, ou seja, que o processo possa ser operado para fornecer o trabalho específico total desejado à
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36/108 massa à base de gordura a uma taxa para atingir a viscosidade-alvo da maneira mais eficiente em termos de custos (ou compatível com um custo-alvo) considerado como o custo da etapa de liquefação isoladamente e/ou como parte de um custo global de um processo em múltiplas etapas do qual a liquefação forma parte. Será reconhecido que o custo é uma função de muitas variáveis diferentes como o custo de energia suprida aos meios de aplicação de energia, o custo das matérias primas e/ou o custo da capacidade de processamento (relacionado ao custo por unidade de tempo para operar o processo), entre outros parâmetros. O modelo da presente invenção fornece uma ferramenta que é opcionalmente combinada com outros modelos e ferramentas matemáticas conhecidas (como modelos estatísticos, análise de elemento finito e/ou redes neurais) com outras partes do processo que pode ser usada para minimizar o custo total de operação do processo da presente invenção. O custo pode variar de acordo com flutuações nas variáveis que, em alguns casos, podem ocorrer em tempo real. Entretanto, tipicamente, o processo da invenção seria otimizado para operar um custo mínimo para cada operação ou campanha de lote onde o chocolate é liquefeito, visto que os parâmetros que afetam o custo são menos propensos de mudar com frequência ou em tempo real.
[0094] Para gerar os parâmetros de controle usados na etapa (b) para controlar e/ou ajustar os meios de aplicação de energia na etapa (a), qualquer modelo de processo matemático adequado pode ser usado em conjunto com a equação (1) (e, opcionalmente, as equações (2) e/ou (3) e/ou (4) na presente invenção) e/ou os parâmetros de entrada da presente invenção. Tais modelos podem, opcionalmente, ser calculados ou gerados por um computador e podem incluir técnicas ou modelos matemáticos adequados, como: redes neurais, modelos estatísticos e/ou modelos de elemento finito que predizem, no todo ou
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37/108 em parte, um ou mais dos parâmetros de controle. Esses modelos matemáticos podem ser usados em conjunto com controladores avançados, software e/ou algoritmos para calcular e/ou predizer as configurações ideais para os meios de controle usados no processo da presente invenção. Dessa forma, um ou mais parâmetros de controle, que são usados para operar os meios de controle, podem ser parcial ou totalmente derivados de dados empíricos (por exemplo, com o uso de um ou mais parâmetros de entrada a partir de meios de detecção) e parcial ou totalmente previstos por modelos matemáticos (por exemplo, onde os parâmetros de controle são previstos a partir da teoria). Os modelos podem ou não ser ajustados à luz da experiência (chamados modelos adaptativos ou de aprendizado como redes neurais, sendo que os parâmetros de entrada são alimentados no modelo para gerar um modelo revisado e aprimorado para uso posterior, as etapas sendo iterativas e/ou repetidas). Os modelos podem ser usados separadamente do aparelho da invenção para gerar parâmetros de controle em um processo da invenção que são manualmente alimentados ou inseridos nos meios de controle (por exemplo, por um operador humano) ou os modelos podem ser integrados aos meios de controle e/ou aos meios de detecção do aparelho da invenção de modo que os meios de controle (e, portanto, os meios de aplicação de energia) são operados automaticamente e substancialmente sem qualquer intervenção humana.
[0095] Na presente invenção, a energia conferida ao material está em uma primeira aproximação presumida como sendo igual ou pelo menos 90% igual à saída de energia dos meios de aplicação de energia (como um misturador).
[0096] De preferência, a redução da viscosidade de um material comestível à base de gordura onde na etapa (a) os meios de aplicação de trabalho compreendem uma etapa de misturação usando um meio
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38/108 de misturação sendo que a taxa de misturação é controlada por um ou mais dos parâmetros de controle.
[0097] Opcionalmente, a viscosidade do material comestível à base de gordura é reduzida até atingir uma viscosidade-alvo de 2 a 6 Pa.s e/ou um limite elástico de 4 a 10 Pa.
[0098] A viscosidade do material comestível à base de gordura da invenção e/ou produzido de acordo com o processo da invenção pode ser reduzida sem a necessidade de uma etapa de redução de umidade antes, durante e/ou após as etapas (a) e/ou (b) do processo da invenção. [0099] Os meios de aplicação de trabalho podem ser vantajosamente controlados mediante definição e/ou ajuste de um ou mais parâmetros de controle para garantir que a taxa de trabalho específico conferida ao material à base de gordura satisfaça a equação (1) durante a etapa (a).
[0100] Mais proveitosamente, os meios de aplicação de energia são controlados através do cálculo inicial da taxa de trabalho específico com o uso da equação (1) e definindo-se um ou mais parâmetros de controle, de modo que a taxa inicial dos meios de aplicação de energia permaneça substancialmente constante durante toda a etapa (a).
[0101] Convenientemente, a taxa de trabalho específico conferida ao material à base de gordura e/ou a viscosidade do material à base de gordura são monitoradas durante a etapa (a) e esses valores são alimentados para um meio de controle automático de modo que um ou mais dos parâmetros de controle são ajustados para operar os meios de aplicação de energia para garantir que a taxa de trabalho específico conferida ao material à base de gordura satisfaça a equação (1) durante toda a etapa (a).
[0102] Os meios de controle aqui descritos podem compreender um ou mais sensores e/ou unidades de controle operados por um computador.
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39/108 [0103] Os meios de aplicação de energia (como um misturador ou extrusora) podem ser controlados por um ou mais parâmetros de controle gerados por um ou mais modelos que usam a equação (1) (e/ou as equações (2), (3) e/ou (4) na presente invenção) para calcular indireta ou diretamente os parâmetros de controle.
[0104] De preferência, no processo da invenção, o material comestível à base de gordura é um material de confeitaria à base de gordura, com mais preferência, um material de chocolate, e com mais preferência, massa de chocolate ou massa de composto.
[0105] O processo da invenção pode também ser operado de modo que os parâmetros de controle sejam definidos e/ou ajustados com o uso da equação (1) para otimizar outra propriedade como uma ou mais selecionadas dentre: eficiência energética do processo; tempo gasto pelo processo, capacidade de processamento do material ao longo do processo; e/ou custo de operação do processo.
[0106] Em um aspecto adicional, a invenção fornece amplamente um aparelho adequado ao uso em um processo da presente invenção, sendo que o aparelho compreende:
i) opcionalmente um recipiente adequado para receber um material comestível à base de gordura;
ii) um conduto de entrada opcionalmente em conexão fluida com o receptáculo, quando presente, sendo que o conduto é adequado para transporte do material à base de gordura para uma câmara de processamento;
iii) uma câmara de processamento que compreende um meio de aplicação de energia, sendo que os meios de aplicação de energia são capazes de conferir trabalho específico ao material comestível à base de gordura no interior da câmara para reduzir a viscosidade do material;
iv) opcionalmente um conduto de saída em conexão fluida
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40/108 com a câmara de processamento, de modo que o material de viscosidade reduzida pode ser transportado através do conduto de saída para ser coletado para uso subsequente e/ou para outro aparelho para processamento adicional;
sendo que:
A) o conduto de entrada e/ou a câmara de processamento (e, opcionalmente, o receptáculo, quando presente) compreende um ou mais sensores que medem parâmetros de entrada, sendo que os parâmetros de entrada são capazes de determinar direta e/ou indiretamente: a viscosidade do material comestível à base de gordura; e/ou o trabalho específico e/ou teórico liberado pelos meios de aplicação de energia ao material à base de gordura; e
B) os meios de aplicação de energia são controláveis pelos meios de controle operados por parâmetros de controle em um circuito de realimentação para controlar a quantidade instantânea de trabalho liberada para o material à base de gordura, sendo que os meios de controle e os meios de detecção estão em conexão direta ou indireta, de modo que os parâmetros de controle podem ser gerados direta e/ou indiretamente em resposta a alterações nos parâmetros de entrada para satisfazer a equação (1).
[0107] O aparelho da invenção para uso em um processo contínuo pode não exigir um receptáculo (que é opcional). O aparelho pode estar situado em linha como parte de um processo contínuo da massa comestível que tem as etapas de processamento antes e depois. Por exemplo, a massa comestível pode ser transportada (por exemplo, por bombeamento) direta e continuamente a partir de outro aparelho para fluir através do conduto de entrada e da câmara de processamento e, então, a massa de viscosidade reduzida pode ser transportada com o uso do conduto de saída diretamente para um outro aparelho.
[0108] Em outra modalidade mais preferencial, o conduto de
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41/108 entrada e a câmara de processamento são iguais (ou seja, a massa é adicionada diretamente à câmara de processamento).
[0109] O tempo de residência e/ou a vazão da massa no conduto de entrada e/ou nas câmaras de processamento pode compreender (direta ou indiretamente) um ou mais dos parâmetros de controle que são ajustados opcionalmente juntamente com outros parâmetros de controle com o uso do modelo aqui descrito de maneira tal que a viscosidade desejada da massa seja alcançada de modo seguro e previsível, à medida que a massa passa continuamente através do aparelho. Outros parâmetros de controle úteis para uso em um processo contínuo da presente invenção compreendem o comprimento de trajetória de massa e/ou volume de massa conforme ela percorre a câmara de processamento, enquanto os meios de aplicação de energia conferem energia específica à mesma.
[0110] Os comprimentos de trajetória e volumes podem ser ajustados por meios mecânicos (por exemplo, pelo ajuste do comprimento real do conduto e/ou diâmetro e/ou volume da câmara (por exemplo, paredes deslizantes e ajuste telescópico do comprimento do tubo, uso de foles ajustáveis e similares). Alternativamente, o material inerte seguro para alimentos pode ser adicionado ou removido do aparelho para desacelerar ou acelerar o fluxo de material através do mesmo.
[0111] Uma modalidade preferencial adicional da presente invenção fornece um aparelho adequado ao uso em um processo da presente invenção, sendo que o aparelho compreende:
i) um recipiente adequado para receber um chocolate sólido ou semissólido ou massa de composto;
ii) um conduto de entrada em conexão fluida com o receptáculo, sendo que o conduto é adequado para transporte do chocolate sólido ou semissólido ou massa de composto para uma câmara de processamento;
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42/108 iii) uma câmara de processamento que compreende um misturador e/ou extrusora capaz de conferir trabalho específico ao chocolate sólido ou semissólido ou massa de composto no interior da câmara para reduzir a viscosidade da massa até que ela esteja líquida e tenha a viscosidade-alvo;
iv) um conduto de saída em conexão fluida com a câmara de processamento, de modo que o chocolate líquido ou composto possa ser transportado através do conduto de saída para ser coletado para uso subsequente e/ou para outro aparelho para processamento adicional;
sendo que:
A) a câmara de processamento compreende um ou mais sensores que medem parâmetros de entrada, sendo que os parâmetros de entrada são capazes de determinar direta e/ou indiretamente: a viscosidade do chocolate ou da massa de composto; e/ou o trabalho específico e/ou teórico liberado pelo misturador e/ou extrusora à massa; e
B) o misturador e/ou a extrusora é controlado pelos meios de controle operados por parâmetros de controle em um circuito de realimentação para controlar a quantidade instantânea de trabalho liberada ao chocolate ou massa de composto, sendo que os meios de controle e os meios de detecção estão em conexão direta ou indireta, de modo que os parâmetros de controle podem ser gerados direta e/ou indiretamente em resposta a alterações nos parâmetros de forma que a equação (1) (e, opcionalmente (2)) no processo da invenção seja satisfeita.
[0112] Os meios de aplicação de energia usados na presente invenção podem ser um misturador convencional operado conforme aqui descrito ou podem ser qualquer outro dispositivo (como uma extrusora) que pode aplicar energia suficiente à massa para satisfazer
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43/108 a equação (1). Os misturadores adequados podem ser um misturador em linha como um misturador de pinos ou um misturador em batelada como uma concha ou moinho coloidal. No processo da invenção reação de sabores que são normalmente criados durante a conchagem podem também ser obtidos através de outros métodos mais eficientes como a produção de um farelo de chocolate que é um pré-tratamento que consiste em produzir um produto intermediário útil na produção de produtos de chocolate ao leite para evitar a rancidez e fornecer sabores de leite especiais para esses produtos. Tais métodos são descritos, por exemplo, no documento EP0940085. Outros possíveis tratamentos para o desenvolvimento de sabores são processos de reação como o processo combinado de leite em pó e líquido em uma coluna disponível comercialmente junto a empresas como a Petzomat. A remoção dos voláteis indesejados também pode ser executada mais eficientemente do que por conchagem por tratamento da massa de cacau, como mediante a passagem da massa de chocolate em finas colunas de remoção, conforme descrito em Beckett. Além disso, para alguns produtos, como chocolate branco ou compostos produzidos a partir de cacau em pó, reações de sabor e remoção de sabor desempenham um pequeno papel apenas e, portanto, não requerem tratamentos adicionais relacionados a sabor.
[0113] Meios de aplicação de energia preferenciais para uso no aparelho e/ou processo da invenção compreendem um ou mais dispositivos (como misturador (es) e/ou extrusora (s)) capazes de aplicar alto cisalhamento (por exemplo > 200.000 s 1) ao material à base de gordura, sendo que tal dispositivo também é chamado aqui de dispositivos de alto cisalhamento (por exemplo, misturadores de alto cisalhamento e/ou extrusoras de alto cisalhamento). Proveitosamente, os dispositivos de alto cisalhamento podem ser controlados conforme descrito aqui no processo da invenção para liberar ao material à base
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44/108 de gordura um cisalhamento maior que ou igual a 200.000 segundos recíprocos.
[0114] Todos os valores descritos aqui como potenciais parâmetros para operação do processo da invenção estão ainda sujeitos a controle em um processo da invenção para satisfazer as equações (1) e/ou (2) e se houver qualquer conflito entre os valores abaixo e os valores determinados por essas equações, prevalecerão os últimos.
[0115] Como usado aqui, o termo alto cisalhamento proveitosamente denota a aplicação de forças de cisalhamento a um material de modo que o cisalhamento mínimo conferido ao material seja maior que ou igual a 200.000 segundos recíprocos. Um grau mais útil de alto cisalhamento pode ser aquele usado em conchagem e/ou etapas de processo equivalentes, como um cisalhamento de 200.000s-1 a 1.000.000s-1, com mais proveito ainda de 300.000s-1 a 800,000s-1, com o máximo proveito de 400.000s-1 a 600.000s-1.
[0116] A quantidade total de energia mecânica conferida a um material no processo da invenção (por exemplo quando os meios de aplicação de energia é um misturador de alto cisalhamento) pode ser maior que 100 kJ, de preferência > 150 kJ, com mais preferência > 200 kJ, com a máxima preferência > 250 kJ, com base em uma vazão do material através do misturador de 50 kg por minuto. Tipicamente, a vazão de material à base de gordura através de um misturador de alto cisalhamento pode ser de 1,5 a 100 kg por minuto. Entretanto, de acordo com a presente invenção, as quantidades de energia supridas aos meios de aplicação de energia serão ajustadas adequadamente para uma determinada vazão e eficiência energética de modo que a energia total conferida ao material seja consistente com a equação (1).
[0117] Opcionalmente, o grau de trabalho que pode ser conferido nas etapas (a) e (b) da invenção é realizado pela operação de meios de aplicação de energia (como um misturador de alto cisalhamento) a uma
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45/108 potência maior que 100 kW (alta potência mecânica), de preferência > 150 kW, com mais preferência > 200 kW por quilograma de material, desde que esses valores sejam compatíveis com a equação (1).
[0118] Em uma modalidade do aparelho da invenção, os meios de aplicação de energia podem compreender um misturador de alto cisalhamento que compreende um eixo de acionamento giratório com pás ou similares depositados sobre o mesmo para obter misturação, para liberar substancialmente quantidades de alto cisalhamento ao material à base de gordura. Desde que também seja compatível com a equação (1) nesta modalidade, o misturador de alto cisalhamento usado no processo da invenção de preferência pode ser operado a uma velocidade de rotação de 300 rpm ou mais, com mais preferência > 400 rpm, com mais preferência ainda > 500 rom, e com a máxima preferência > 600 rpm. Proveitosamente no processo da presente invenção, o rotor em tal misturador de alto cisalhamento é operado a uma velocidade de rotação de 300 a 1000 rpm, com mais preferência de 400 a 800 rpm, com mais preferência ainda de 400 a 700 rpm, e com a máxima preferência de 500 a 600 rpm, desde que tais valores sejam compatíveis com a equação (1).
[0119] Alternativamente, os meios de aplicação de energia podem ser operados a uma velocidade de rotação maior que 50 rpm, com mais preferência > 75 rpm, por exemplo > 100 rpm, ou > 200 rpm. Proveitosamente no processo da presente invenção, o rotor em tal misturador de alto cisalhamento é operado a uma velocidade de rotação de 50 a 400 rpm, com mais preferência de 75 a 350 rpm, por exemplo, de 75 a 275 rpm, ou de 100 a 300 rpm, desde que tais valores sejam compatíveis com a equação (1).
[0120] Misturadores adequados que podem ser usados como os meios de aplicação de energia na presente invenção são descritos em Beckett (consulte a seção 9.2.3 por exemplo) e podem ser qualquer
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46/108 equipamento conhecido na técnica que possa aplicar um ou ambos dentre os diferentes tipos de misturação aqui descritos: (i) misturação com cisalhamento, sendo que o chocolate está entre duas superfícies em movimento relativamente um ao outro; e/ou (ii) misturação elongacional, na qual o material é comprimido através ou espalhado sobre uma superfície. Alguns exemplos não limitadores de equipamento adequado para se obter essa mistura que são adequados ao uso na presente invenção são descritos na seção 9.4 de Beckett (seção que está aqui incorporada por referência, especialmente as Figuras mostradas naquela seção). Os meios de aplicação de energia usados na invenção podem ser, de preferência, selecionados do grupo que consiste em: conchas de batelada; conchas giratórias agitadas horizontalmente (como a concha Clover da Carle-Montanari; a concha modelo PIV-HLC da Petzholdt) conchas giratórias agitadas verticalmente (como a concha Thouet RDC disponível comercialmente junto à Thouet KG Maschinenbau e/ou a concha Frisse disponível comercialmente junto à Richard Frisse GmbH); misturadores de alta velocidade como conchas (como a produzida pela Johansson Mischtechnik da Alemanha); conchas de eixo de acionamento único (como a concha Frisse ELK disponível comercialmente junto à Bühler); conchas contínuas (como aquelas que usam o processo contínuo Thouet disponíveis comercialmente junto à Tourell Conche Manufacturing Company e/ou as que usam o processo contínuo Frisse); conchas contínuas com tempo de permanência curto; conchas HCC contínuas (como aquelas da linha HCC disponíveis junto à Petzholdt Heidenauer); dispositivos de tratamento de massa e/ou licor de cacau (como aqueles que usam qualquer tratamento Petzomat (como o sistema de torrefação de massa Petzomat e/ou o tratamento STC Petzomat; o tratamento Convap e/ou o processo Carle-Montanari; liquidificadores (como a concha PIV 4000 de curta permanência e alta
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47/108 densidade Pezholdt; e/ou a unidade de tratamento intensivo PIV da Petzholdt); dispositivos de alto cisalhamento em linha (como aqueles disponíveis comercialmente junto à Lipp Mischtechnik e/ou a concha disponível comercialmente junto à Carle-Montanari Homega; e/ou o equipamento disponível comercialmente junto à Lehmann que acopla liquidificadores em linha com moinhos de bola); máquinas de trituração e conchagem combinadas; sistemas de recirculação de moinho de bolas (como aqueles que usam qualquer um dentre: o processo contínuo Lehmann; a unidade de produção de chocolate Wiener e/ou o sistema Macintyre (como o refinador/concha Low & Duff Macintyre); qualquer um dos equipamentos disponíveis comercialmente sob qualquer uma das designações comerciais e/ou fornecedores contidos na lista a seguir (por exemplo, como usados nos Exemplos 1 a 4 da presente invenção): o misturador transportador de rosca dupla (opcionalmente de 5 polegadas de diâmetro disponível comercialmente junto à Readco); e/ou quaisquer combinações adequadas e/ou suas misturas e/ou suas partes e/ou componentes dos mesmos.
[0121] Nenhum dos misturadores da técnica anterior citados aqui descreve ou sugere condições operacionais ótimas sob as quais os misturadores podem ser usados, operados e/ou controlados que seriam relevantes para a presente invenção ou que pudessem superar o prejuízo técnico descrito anteriormente. Por exemplo não há ensinamento em nenhum desses documentos que possa levar um versado na técnica direta ou indiretamente a entender que o chocolate pode ser liquidificado mediante o controle de parâmetros específicos aqui apresentados da forma específica aqui descrita.
[0122] Ainda outro aspecto da presente invenção fornece um dispositivo de controle adequado ao uso em conjunto com ao menos um dentre: um processo da presente invenção; um aparelho da presente invenção: e/ou um aparelho capaz de ser usado em pelo menos uma
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48/108 etapa de um processo da presente invenção; sendo que o dispositivo de controle compreende ao menos uma unidade separada e/ou separável do aparelho do e/ou usado com o processo da invenção; sendo que o aparelho compreende: ao menos um meio de aplicação de energia para conferir uma quantidade de trabalho específico a um material comestível à base de gordura para reduzir a viscosidade do material comestível à base de gordura; e pelo menos um meio sensor associado com o aparelho para gerar pelo menos um parâmetro de entrada a partir do mesmo; sendo que o meio de controle compreende: pelo menos uma interface de entrada capaz de ser conectada com o pelo menos um meio sensor para receber ao menos um parâmetro de entrada a partir dele; e pelo menos uma interface de saída capaz de ser conectada com o pelo menos um meio de aplicação de energia para enviar pelo menos um parâmetro de controle ao mesmo; sendo que durante a operação do processo da invenção; e/ou aparelho da e/ou usado na invenção, sendo que o meio de controle é capaz de:
receber através da pelo menos uma interface de entrada o pelo menos um parâmetro de entrada do pelo menos um meio sensor;
com o uso do ao menos um parâmetro de entrada e a equação (1) para calcular o ao menos um parâmetro de controle; e transmitir o pelo menos um parâmetro de controle através da pelo menos uma interface de saída para o pelo menos um meio de aplicação de energia para controlar o pelo menos um meio de aplicação de energia para satisfazer a equação (1).
[0123] Em uma modalidade do dispositivo de controle da invenção, as interfaces de entrada e/ou saída podem compreender uma conexão física entre o dispositivo de controle e um ou mais dos respectivos meios sensores e/ou meios de aplicação de energia, por exemplo, através de ligações mecânicas diretas e/ou cabos elétricos aos mesmos.
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49/108 [0124] Em uma outra modalidade do dispositivo de controle da invenção, as interfaces de entrada e/ou saída podem compreender uma conexão remota (por exemplo sem fio, por infravermelho e/ou interface baseada na internet) onde não existe qualquer conexão física entre o dispositivo de controle e um ou mais dos respectivos meios sensores e/ou meios de aplicação de energia.
[0125] Em uma modalidade preferencial do dispositivo de controle da invenção, o dispositivo de controle é uma unidade única (por exemplo, mantido em uma caixa) que pode ser conectada com fio ao aparelho e/ou pode ser um controle remoto para o aparelho. O dispositivo de controle pode opcionalmente compreender o pelo menos um dos sensores que pode ser associado ao processo da invenção e/ou ao aparelho da e/ou usado na invenção. Alternativamente, o dispositivo de controle da invenção pode não ter sensores e se conectar (através da pelo menos uma interface de entrada) aos sensores que já estão presentes no e/ou associados ao aparelho da e/ou usados na invenção. Proveitosamente, o dispositivo de controle da invenção pode compreender um hardware de estado sólido (como circuitos integrados e/ou microprocessadores) tendo algoritmos integrais ao mesmo (como um hardware, software e/ou firmware) de modo que a unidade de controle pode funcionar conforme descrito aqui mediante recebimento de pelo menos um parâmetro de entrada e transmissão de pelo menos um parâmetro de controle adequado.
[0126] Ainda outro aspecto da presente invenção apresenta o uso de um dispositivo de controle com o propósito de controlar a viscosidade em um processo da presente invenção. De preferência, os dispositivos de controle da invenção são usados em conjunto com um aparelho da invenção. Entretanto, alternativa ou adicionalmente, os dispositivos de controle da invenção podem ser usados em conjunto com um aparelho adequado ao uso em um processo da presente invenção, que pode ser
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50/108 já conhecido (como uma concha tradicional ou similar), e com mais preferência, o dispositivo de controle pode, então, ser usado para operar e/ou controlar tal aparelho conhecido de uma maneira mais ideal do que a realizada anteriormente.
[0127] Ainda um outro aspecto da presente invenção fornece um método para modificar um aparelho que compreende um meio de aplicação de energia capaz de reduzir a viscosidade de um material comestível à base de gordura, sendo que o método compreende as etapas de:
a) fornecer um dispositivo de controle da invenção;
b) adicionar opcionalmente meios sensores ao aparelho;
c) associar o dispositivo de controle para operar os meios de aplicação de energia de acordo com a equação (1) durante um processo para reduzir a viscosidade de um material comestível à base de gordura.
[0128] De preferência na etapa (c) do método, o processo referido é um processo da presente invenção.
[0129] Proveitosamente na etapa (c) do método, o processo usa parâmetros de entrada a partir dos meios sensores para gerar parâmetros de controle para os meios de aplicação de energia.
[0130] Convenientemente após a modificação de acordo com o método da invenção, o aparelho compreende um aparelho da invenção, mais convenientemente isso se deve à modificação para o exemplo em que o aparelho antes da modificação é uma concha convencional.
[0131] Alternativamente, o aparelho antes da modificação já compreende um aparelho da invenção já adequado ao uso em um processo da invenção, caso em que o método é usado para fornecer aprimoramentos ao aparelho da invenção, por exemplo, fornecendo, melhor capacidade e/ou facilidade de uso ao processo da invenção. [0132] Em uma outra modalidade o aparelho e/ou processo da
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51/108 invenção pode compreender e/ou usar (por exemplo como o recipiente adequado para receber um material comestível à base de gordura) pelo menos um receptáculo associado a meios de afrouxamento como uma tremonha (s) com um forro inflável.
[0133] Opcionalmente nessa modalidade adicional, o aparelho da invenção compreende adicionalmente um receptáculo que compreende um orifício de entrada e ao menos uma superfície interior afunilada e um orifício de saída, com meios de afrouxamento depostos sobre ou próximos de uma ou mais da superfície interior afunilada do recipiente para reduzir ou eliminar a tendência de o material aderir à pelo menos uma superfície interior e auxiliar no transporte do material dentro do recipiente do orifício de entrada até o orifício de saída.
[0134] De preferência os meios de afrouxamento compreendem pelo menos uma superfície flexível, reversivelmente deformável que forma pelo menos parte (opcionalmente toda) da superfície interior do recipiente onde (i) a superfície flexível compreende pelo menos duas bordas opostas (de preferência três bordas, com mais preferência quatro bordas, com a máxima preferência substancialmente todas, por exemplo, toda a borda da circunferência) fixada no interior do recipiente; e (ii) uma parte substancial (opcionalmente toda) da superfície flexível exceto as bordas fixadas pode ser reversivelmente deformada de modo que pelo menos parte (opcionalmente toda) da superfície flexível exceto as bordas fixadas esteja livre para se mover em uma direção para dentro na direção oposta ao exterior do recipiente e/ou à superfície interior do recipiente ao qual é adjacente;
(iii) a superfície flexível que forma pelo menos parte (opcionalmente toda) da superfície interior do recipiente exposta ao seu conteúdo.
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52/108 [0135] Com mais preferência, o interior da superfície flexível (por exemplo o revestimento de superfície) compreende material que é adequado para entrar em contato com alimentos, e com a máxima preferência a superfície flexível consiste em material aprovado para entrar em contato com alimentos.
[0136] Durante o uso a superfície flexível pode ser controlada para deformar a superfície interior e/ou o perfil do receptáculo de forma suficiente para afrouxar e remover substancialmente qualquer material à base de gordura que tenha aderido ao mesmo, para auxiliar no transporte do material dentro do recipiente do orifício de entrada até o orifício de saída.
[0137] Em um receptáculo preferencial pelo menos uma das superfícies flexíveis deformáveis compreende um diafragma controlado por um ou mais atuadores (opcionalmente hidraulicamente operado) opcionalmente repetidamente em uma frequência adequada, para alterar o formato do diafragma para evitar e/ou remover a adesão do material à mesma e, opcionalmente, tais superfícies podem formar parte dos meios de controle, conforme descrito aqui.
[0138] Com mais preferência, pelo menos uma das superfícies flexíveis deformáveis compreende parte de uma bexiga flexível substancialmente à prova de fluidos, cuja pressão interna pode, opcionalmente, ser ajustada para alterar o formato da superfície da bexiga que forma o interior do recipiente para evitar e/ou remover a adesão da massa pastosa na mesma.
[0139] Pelo menos uma das bexigas flexíveis pode ser enchida ou esvaziada de gás para desinflar e/ou inflar a bexiga de forma reversível ou alternativamente pelo menos uma das bexigas flexíveis pode ser enchida ou esvaziada de líquido que pode ser operada de forma reversível para deformar a superfície da bexiga hidraulicamente (por exemplo usando um pistão e a câmara de reservatório). O formato e/ou
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53/108 perfil interno da superfície da bexiga que forma parte do interior do recipiente será, dessa forma, alterado e isso pode ser usado para evitar que o material adira e/ou para remover o material já aderido à superfície. Opcionalmente estas alterações podem ser repetidas em uma frequência adequada (por exemplo, frequência de ressonância) que demonstrou ser a mais eficaz para remover o material. O controle dos meios de afrouxamento também pode ser usado com sensores adequados para adaptar sua operação às propriedades do material sendo transportado opcionalmente em tempo real (por exemplo, como parte dos meios de controle da presente invenção). Por exemplo, o receptáculo pode compreender pelo menos uma bexiga, diafragma e/ou superfície removível que podem, juntos, formar toda a superfície interior afunilada do receptáculo para formar um revestimento interior flexível deformável nele.
[0140] Opcionalmente, nessa modalidade adicional, o processo da invenção compreende adicionalmente as pré-etapas (D) (E) e (F) realizadas antes das etapas (a) e (b) de:
(D) adicionar o material comestível à base de gordura a um receptáculo que compreende um orifício de entrada; e orifício de saída e ao menos uma superfície interior afunilada dotada de meios de afrouxamento situados sobre ou próximo à mesma, sendo que o orifício de saída do receptáculo está em conexão fluida com o conduto de entrada da câmara de processamento;
(E) operar os meios de afrouxamento de forma suficiente para soltar e/ou substancialmente remover o material à base de gordura aderido à superfície interior;
(F) transportar o material à base de gordura do receptáculo até os meios de aplicação de energia usados na etapa (a) através do orifício de saída do receptáculo e do conduto de entrada da câmara de processamento.
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54/108 [0141] Proveitosamente em outra modalidade do processo da invenção, o material à base de gordura é adicionado e/ou transportado dentro de um receptáculo, conforme descrito acima.
[0142] Convenientemente, a etapa de afrouxamento (E) compreende deformar de modo reversível a superfície flexível para mover a superfície em uma direção para dentro na direção oposta ao exterior do recipiente.
[0143] De preferência, o material comestível à base de gordura usado na presente invenção é uma composição de confeitaria à base de gordura, com mais preferência um material de chocolate, com a máxima preferência um material de chocolate compreendendo sólidos e gordura. Como usado aqui, os termos refinar, refino ou refinado se referem ao processo geral de reduzir o tamanho de partícula de sólidos em um material comestível à base de gordura da e/ou usado na presente invenção através de qualquer meio adequado, como o aparelho descrito aqui, um refinador de rolos, um moinho, misturador e/ou qualquer outro aparelho similar. Opcionalmente, durante o refino, as partículas sólidas no material à base de gordura estão presentes como aglomerados, e esses aglomerados sólidos podem ser reduzidos no tamanho ou eliminados pelo tratamento em ao menos uma das préetapas de refino descritas aqui antes que a viscosidade seja reduzida (de preferência, liquefeita) nas etapas (a) e (b).
[0144] Em ainda uma outra modalidade, o aparelho e/ou processo da invenção pode compreender e/ou usar (por exemplo, como o conduto de saída em conexão fluida com a câmara de processamento de um refinador em uma ou mais pré-etapas) um tubo de saída vertical.
[0145] Nessa modalidade adicional da invenção, o aparelho da invenção compreende adicionalmente um pré-refinador situado antes da câmara de processamento que tem um conduto de saída em conexão fluida com o conduto de entrada da câmara de processamento
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55/108 de modo que a saída do refinador seja um intermediário que pode ser usado diretamente na etapa (a) e (b) da presente invenção.
[0146] Opcionalmente, um receptáculo dotado de meios de afrouxamento associados com o mesmo, como descrito aqui, pode ser fornecido antes do refinador e/ou entre a saída do refinador e a entrada da câmara de processamento (mantendo a conexão fluida entre eles) para reduzir ou eliminar a tendência de a massa aderir ao aparelho. O orifício de saída do refinador e orifício de saída do receptáculo será, de modo geral, diferente do conduto de saída a partir da câmara de processamento da etapa b) dado que a saída do refinador e/ou saída de ao menos um receptáculo possa ser a entrada nas etapas a) e b).
[0147] Adicionalmente ainda, um meio pode ser fornecido para ajustar a pressão do material (aumentar ou diminuir) entre sair do orifício de saída do refinador e antes de o material refinado entrar no orifício de entrada da câmara de processamento. Convenientemente, o meio de ajuste de pressão é uma bomba de engrenagem, uma bomba lobular, uma bomba de pistão, bomba de vácuo e/ou uma extrusora. Mais convenientemente, a pressão do material experimentada na pré-etapa de refino é mais alta do que na etapa de redução de viscosidade. Ainda mais convenientemente, ingredientes sólidos podem ser adicionados, misturados com gordura e/ou emulsificados (por exemplo com o uso de um misturador) antes de o material ser pressurizado com o meio de geração de pressão. Alternativamente, ingredientes sólidos podem ser adicionados, misturados com gordura e/ou emulsificados antes de o material ser despressurizado com um meio de redução de pressão.
[0148] Ainda mais opcionalmente, a saída do refinador pode ser orientada de forma substancialmente vertical acima da câmara de processamento de conduto de entrada, de modo que o material possa ser alimentado na mesma, no todo ou em parte, sob ação da gravidade.
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56/108 [0149] O mais opcionalmente ainda, o refinador pode ser orientado para o eixo geométrico principal da trajetória de fluxo do material através do refinador que está substancialmente horizontal com a saída do refinador orientado perpendicularmente para o eixo geométrico principal e de forma substancialmente vertical acima da câmara de processamento do conduto de entrada, de modo que o material possa ser alimentado na mesma, no todo ou em parte, por gravidade.
[0150] Proveitosamente, o refinador pode compreender um misturador Lipp orientado horizontalmente. Como usado aqui, o termo misturador Lipp denota os misturadores de alto cisalhamento de eixo geométrico horizontal disponível comercialmente junto à Lipp Mischtechnil da Alemanha que são projetados para e indicados pelo fabricante como adequados para conchagem de chocolate. Um misturador Lipp é capaz de decompor substancialmente os aglomerados e interações íntimas dos sólidos com a gordura dentro do material à base de gordura para produzir como intermediário uma massa pastosa ou em pó com gordura revestindo as partículas sólidas na mesma. Entretanto será reconhecido que qualquer outro refinador adequado conhecido pelos versado na técnica pode também ser usado. [0151] O refinador é, de preferência, capaz de romper substancialmente aglomerados e interações íntimas dos sólidos com a gordura dentro de um material comestível à base de gordura antes de o material ser usado nas etapas (a) e (b). Então, o material refinado produzido pelo refinador pode ser uma massa intermediária na qual os sólidos são substancialmente revestidos com a gordura, para uso posterior na etapa (a) e (b) da presente invenção. Esse material refinado intermediário pode ser chamado de floco (ou, quando o material à base de gordura for chocolate, floco de chocolate). A vantagem de uma etapa de pré-refino é reduzir as necessidades de energia para redução da viscosidade nas etapas (a) e (b) e, desse modo, reduzir a quantidade
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57/108 de trabalho específico total que pode precisar ser conferida de acordo com a equação (1) que pode ser menor.
[0152] O material refinado intermediário obtido e/ou obtenível por uma etapa de refino (como pelo menos uma pré-etapa como descrito aqui) pode ser usado direta e/ou imediatamente nas etapas (a) e (b) do processo da invenção opcionalmente sem pré-etapas adicionais. Especialmente para o floco de chocolate é, de modo geral, preferencial usar flocos imediata e diretamente na etapa seguinte (por exemplo liquefação) (ou seja, quanto mais fresco o floco melhor). Entretanto, alternativamente o material intermediário refinado obtido e/ou obtenível mediante um refino pode ser coletado e armazenado para uso posterior nas etapas (a) e (b) do processo da invenção e/ou em outras etapas subsequentes para desenvolver as propriedades físico-químicas, de sabor e/ou mecânicas do material.
[0153] É uma vantagem opcional da presente invenção opcional que, para muitos materiais à base de gordura, a etapa de pré-refino possa ser eliminada ou ter seu tempo reduzido visto que o processo da invenção permite um controle aprimorado e eficiente de redução da viscosidade e, por exemplo para alguns materiais à base de gordura, uma etapa combinada de refino e liquefação pode ser possível. Para materiais altamente aglomerados (por exemplo tendo neles uma proporção significativa de partículas grandes de aglomerados sólidos) uma etapa de pré-refino pode ainda ser útil, visto que equipamentos como cilindros refinadores são projetados de forma ideal para e de modo particularmente eficaz na desaglomeração (trituração de partículas sólidas em tamanhos menores) para produzir flocos, embora talvez sejam menos adequados como os meios de aplicação de energia para redução da viscosidade e/ou liquefação de floco nas etapas (a) e (b). Entretanto, se uma pré-etapa de refino for usada opcionalmente, quando isso fizer sentido, o refinador pode também ser operado de
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58/108 modo análogo às etapas (a) e (b) com o uso da relação na equação (1). [0154] Em ainda outra modalidade, o refinador compreende um misturador de alto cisalhamento que produz como intermediário uma massa em pó refinada ou pastosa (de preferência, massa em pó) para uso na etapa (a) e (b) da presente invenção.
[0155] De preferência, ainda nessa modalidade adicional, o processo da invenção compreende adicionalmente as pré-etapas (G) e (H) realizadas antes das etapas (a) e (b) de:
(G) refinar o material comestível à base de gordura em um refinador com uma saída conectada de modo fluido ao conduto de entrada e à câmara de processamento usada na etapa (a), submetendo o material a um cisalhamento de pelo menos 200.000 s-1 (alto cisalhamento) por tempo suficiente para formar uma massa em pó ou pastosa (de preferência, uma massa em pó), que é usada diretamente nas etapas (a) e (b), (H) transportar a massa em pó refinada ou pastosa de alto cisalhamento (de preferência, a massa em pó) da etapa (E) através da saída e do conduto de entrada até os meios de aplicação de energia usados na etapa (a).
[0156] De preferência na etapa (G) o refinador é orientado de modo substancialmente horizontal em relação à saída e o conduto de entrada que são orientados de forma substancialmente vertical de modo que a massa em pó ou pastosa (de preferência, a massa em pó) seja transportada até os meios de liberação de energia, total ou parcialmente, sob ação da gravidade.
[0157] Em outra modalidade, o refinador é um misturador de baixa energia e baixo cisalhamento que produz como um intermediário uma massa pastosa ou em pó refinada (de preferência, uma massa pastosa) para uso nas etapas (a) e (b) da presente invenção. Em ainda uma outra modalidade, o aparelho e/ou processo da invenção pode ser usado em
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59/108 e/ou compreender uma etapa adicional de pré-misturação de baixo cisalhamento.
[0158] Um processo, como definido em qualquer uma das modalidades anteriores, sendo que o processo compreende adicionalmente as pré-etapas (J) e (K) executadas antes das etapas (a) e (b) de:
(J) refinar o material comestível à base de gordura tendo aglomerados sólidos no mesmo em um refinador com uma saída conectada de modo fluido ao conduto de entrada e à câmara de processamento usada na etapa (a), submetendo o material a um cisalhamento de no máximo 200.000 s1 (baixo cisalhamento) e uma energia de misturação total de no máximo 1000 kW (baixa energia) calculada a uma vazão de material de 20 kg/minuto; em que a misturação de baixo cisalhamento e baixa energia é realizada por tempo suficiente para substancialmente decompor os aglomerados e as interações íntimas de quaisquer sólidos com a gordura para produzir uma massa pastosa ou em pó (de preferência, massa pastosa) na qual os sólidos contidos na mesma são substancialmente revestidos com gordura; a massa pastosa ou em pó (de preferência, massa pastosa) sendo usada diretamente nas etapas (a) e (b); e (K) transportar a massa pastosa refinada de baixo cisalhamento e baixa energia da etapa (J) através da saída e do conduto de entrada até os meios de aplicação de energia usados na etapa (a). [0159] A etapa (J) pode ser realizada através de um método conhecido como uma concha convencional.
[0160] Como usado aqui, o termo baixo cisalhamento (por exemplo em algumas das modalidades aqui descritas) convenientemente denota a aplicação de forças de cisalhamento a um material de modo que o pico de cisalhamento aplicado ao material não seja maior que 200.000
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60/108 segundos recíprocos. Mais convenientemente, baixo cisalhamento denota que o cisalhamento é menor que ou igual a 150.000s-1. Um grau ainda mais conveniente de baixo cisalhamento (por exemplo o uso de uma etapa de pré-misturação de baixo cisalhamento como descrito aqui) pode ser de 1000s-1 a 150.000s-1, mais convenientemente de 5000s-1 a 120.000s-1, por exemplo, de 10.000s-1 a 100.000s-1.
[0161] Como usado aqui, o termo energia de baixa misturação (por exemplo, em algumas das modalidades aqui descritas em uma préetapa) denota uma quantidade total de energia mecânica conferida a um material por um misturador de baixo cisalhamento de no máximo 100 kJ, de preferência, menor que ou igual a 50 kJ, com mais preferência menor que ou igual a 1000 kJ, com a máxima preferência menor que ou igual 100 kJ, com base em uma vazão de material pelo misturador de 50 kg por minuto. A vazão do material através de um misturador de baixo cisalhamento em uma pré-etapa usada em uma modalidade de um processo da invenção pode ser de 1,5 a 100 kg por minuto e, desse modo, por exemplo, as quantidades de energia total aplicadas ao material podem ser ajustadas consequentemente para uma dada vazão para conferir valores de baixa energia total à massa que se situam dentro dos valores dados acima. Será reconhecido quando um material é usado em uma etapa de pré-misturação fora da etapa (a) e (b) da presente invenção, que a quantidade de trabalho conferida por tal pré-misturação pode estar fora das relações descritas aqui na equação (1) e/ou (2), embora também é possível que essas relações sejam satisfeitas.
[0162] Opcionalmente, um baixo grau de trabalho que pode ser alcançado em uma etapa de pré-misturação usada em uma modalidade da invenção, pode ser executado mediante operação do misturador de baixo cisalhamento a uma potência de no máximo 100 kW (baixa energia mecânica), de preferência menor que 50 kW, com mais
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61/108 preferência menor que 1000 kW por quilograma de material misturado (por exemplo, uma massa pastosa).
[0163] Um misturador de baixo cisalhamento pode compreender um eixo de acionamento giratório com pás ou similares depostos sobre o mesmo, e para evitar substancialmente que quantidades de alto cisalhamento sejam experimentadas pelo material misturado, é preferencial que o misturador de baixo cisalhamento seja operado a uma velocidade de rotação menor que 300 rpm, com mais preferência menor que 200 rpm, com mais preferência ainda menor que 100 rpm, e com a máxima preferência menor que 50 rpm. Vantajosamente, o rotor em tal misturador de baixo cisalhamento é operado a uma velocidade de rotação de 1 a 300 rpm, com mais preferência de 5 a 200 rpm, com mais preferência ainda de 10 a 100 rpm, e com a máxima preferência de 20 a 50 rpm.
[0164] Convenientemente, a misturação com baixo cisalhamento pode ser alcançada pela passagem do material sob pressão reduzida através de um enchedor de dupla rosca, mais convenientemente por fluxo alongado através de tal enchedor.
[0165] Todos os aspectos das modalidades aqui descritas podem também ser controlados por meios de controle em adição aos meios de controle usados como descrito aqui, para controlar os meios de aplicação de energia. Isso apresenta um método para fornecer um controle geral de todo o processo da invenção que pode ser total ou parcialmente automatizado.
[0166] Um outro aspecto ainda da invenção fornece um material à base de gordura comestível obtido e/ou obtenível por um processo da presente invenção. Os produtos da invenção são produtos alimentícios comestíveis (ou componentes dos mesmos como um recheio), proveitosamente o produto alimentício é um produto alimentício à base de gordura, mais proveitosamente produtos de confeitaria à base de
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62/108 gordura, ainda mais proveitosamente um produto alimentício compreendendo uma composição de chocolate, e mais proveitosamente um produto alimentício compreendendo (por exemplo, consistindo em) chocolate e/ou composto.
[0167] Uma modalidade do processo da invenção fornece um material à base de gordura (de preferência, material de chocolate, por exemplo chocolate ou composto) de viscosidade predeterminada consistente, e uma modalidade do produto da invenção também abrange o material à base de gordura consistente (de preferência, material de chocolate, por exemplo, de chocolate ou composto) assim produzido. Os produtos preferenciais da presente invenção têm uma viscosidade (PV) de 2 a 6 Pa.s, e com mais preferência, de 3 a 5 Pa.s. [0168] O produto obtido direta ou indiretamente a partir de um processo da presente invenção (por exemplo, das etapas a) e/ou b)) pode ser coletado e armazenado para uso posterior ou usado imediatamente em etapas posteriores.
[0169] Opcionalmente, o produto da presente invenção compreende o material à base de gordura como uma fase contínua dentro da qual o teor de umidade está presente disperso como gotículas e/ou como um revestimento sobre a superfície de partículas hidrofílicas, como por exemplo, partículas de açúcar. De preferência, as gotículas dispersas são substancialmente homogêneas quanto ao tamanho (por exemplo como definido por uma DSD, conforme descrito aqui). Proveitosamente, as gotículas dispersas são dispersas de forma substancialmente homogênea dentro do material à base de gordura (ou seja, de modo que as gotículas vistas em qualquer amostra sejam típicas e representativas de todo o material) independentemente da viscosidade do material, ou seja, se a fase contínua é um líquido de fluxo livre de baixa viscosidade ou um líquido viscoso ou um sólido. A água dispersa pode estar presente como gotículas de uma fase única
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63/108 (sendo que o produto compreende uma emulsão água em óleo (a/o)) e/ou como gotículas de um fluido de múltiplas fases (sendo que o produto compreende uma emulsão óleo em água em óleo (o/a/o)).
[0170] De preferência, as gotículas de água dispersas (ou gotículas contendo água) são suficientemente pequenas para serem invisíveis a olho nu (ou seja, menores do que 100 microns) para ter um impacto mínimo sobre a aparência visual do produto final.
[0171] Conforme discutido acima, uma das vantagens do processo da invenção é que, surpreendentemente, a liquefação de um material à base de gordura pode ser obtida com quantidades maiores de água presentes do que se pensava ser possível anteriormente. Portanto, os produtos da invenção podem ser preparados com um alto teor de umidade que, ou não foram obtidos antes em composições à base de gordura da técnica anterior (especialmente para materiais de chocolate como chocolate ou composto) ou nunca foram obtidos antes ou com baixo custo em uma escala industrial.
[0172] Portanto, amplamente de acordo com um outro aspecto da invenção, é apresentado um produto comestível à base de gordura (proveitosamente, um material de chocolate) que não tem um baixo nível de umidade (como definido aqui) e, de preferência, que tem um alto nível de umidade (como definido aqui).
[0173] Em ainda outra modalidade, um produto à base de gordura da presente invenção (especialmente quando compreende ou consiste em um material de chocolate como chocolate e/ou composto) tem um teor de umidade convenientemente de ao menos 1,3%, mais convenientemente, de ao menos 1,4%, mais convenientemente, de ao menos 1,5%, ainda mais convenientemente, de ao menos 1,8%, e com a máxima conveniência, de ao menos 2,0%, por exemplo, de ao menos 2,5% em peso do peso total do produto. Nessa modalidade tais produtos à base de gordura da invenção podem ser preparados por meio de
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64/108 qualquer processo adequado compatível com o processo da invenção (e, desse modo, também incluem produtos como chocolate e/ou composto preparado por um processo de esfarelamento). Esses produtos úmidos são ainda mais úmidos do que aqueles tipicamente preparados por um processo de esfarelamento (tendo 1,2% em peso de umidade).
[0174] Nessa modalidade, um produto à base de gordura da presente invenção (especialmente quando compreende ou consiste em um material de chocolate material como chocolate e/ou composto) tem um teor de umidade vantajosamente de 1,3% a 5%, mais vantajosamente de 1,5% a 4,5%, ainda mais vantajosamente de 1,8% a 4,0%, e com a máxima vantagem, de 2,0% a 3,5%, por exemplo de 2,0% a 3,0% em peso, com base no peso total do produto, de forma útil em peso total de chocolate e/ou composto.
[0175] Em modalidades dos produtos da invenção aqui descritos que compreendem um material de chocolate (como chocolate e/ou composto), é preferencial que o teor de umidade do produto seja menor do que ou igual a 1,2%, em peso, sendo o produto obtido por um processo que não seja o de esfarelamento. Tais produtos não esfarelados ainda têm um teor de umidade mais alto do que os obteníveis anteriormente através de outros processos (como por conchagem) em que se acreditava ser necessário um teor de umidade baixo (menor que 0,8%).
[0176] Portanto, em ainda outra modalidade, um produto à base de gordura da presente invenção (especialmente quando compreende ou consiste em um material de chocolate como chocolate e/ou composto preparado por outros processos além do esfarelamento) tem um teor de umidade de pelo menos 0,8%, proveitosamente de pelo menos 0,9%, mais proveitosamente de pelo menos 1,0%, e com o máximo proveito de pelo menos 1,1%, por exemplo, de pelo menos 1,2%, em peso, com
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65/108 base no peso total do produto, de preferência com base no peso total do chocolate e/ou composto.
[0177] Em uma modalidade adicional, um produto à base de gordura da presente invenção (especialmente quando compreende ou consiste em um material de chocolate como chocolate e/ou composto, preparado por outros processos além do esfarelamento) tem um teor de umidade vantajosamente de 0,8% a 5%, mais vantajosamente de 0,9% a 5,0%, ainda mais vantajosamente de 1,0% a 4,5%, e com a máxima vantagem de 1,1 % a 4%, por exemplo de 1,2% a 3% em peso, com base no peso total do produto, de preferência em uma base em peso do chocolate e/ou composto.
[0178] Uma modalidade do processo da invenção fornece um material à base de gordura (de preferência, material de chocolate, por exemplo chocolate ou composto) de viscosidade predeterminada consistente e uma modalidade do produto da invenção também abrange o material à base de gordura consistente (de preferência, material de chocolate, por exemplo chocolate ou composto) assim produzido. Os produtos preferenciais da presente invenção têm uma viscosidade (PV) de 1 a 12 Pa.s, de preferência de 1,5 a 10 Pa.s, com mais preferência de 2 a 6 Pa.s, e com mais preferência, de 3 a 5 Pa.s.
[0179] Em ainda outra modalidade, o produto da presente invenção é um material à base de gordura comestível, que tem pelo menos um dos seguintes parâmetros.
I) uma viscosidade (PV) de 2 a 6 Pa.s, proveitosamente de 3 a 5 Pa.s;
II) um limite elástico (YS) de 4 a 10 Pa, convenientemente de 5 a 8 Pa; e/ou
III) um teor de umidade, de preferência de pelo menos 0,8% a 5%, com mais preferência de 1,3% a 5,0%, com mais preferência ainda de 1,5% a 4,5% em peso, com a máxima preferência de 1,8% a
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4,0%, por exemplo de 2,0% a 3,5% em peso, com base no peso total do material à base de gordura.
[0180] Um produto particularmente preferencial da presente invenção tem uma viscosidade (PV) de 2 a 6 Pa.s e um teor de umidade de 1,3% a 5,0%, em peso do produto.
[0181] Em outra modalidade, o processo e o material da invenção também podem ser usados para produzir material adequado para aspersão.
[0182] Materiais comestíveis à base de gordura com um baixo teor de gordura são altamente viscosos e são, dessa forma, inadequados para certas aplicações, por exemplo, para aplicação por meio de aspersão. Portanto, gordura adicional (onde o material é chocolate, tipicamente manteiga de cacau) precisa ser adicionada em uma quantidade mínima adicional de 25%, em peso, e frequentemente em quantidades tão altas quanto 50% a mais de gordura em peso, para reduzir a viscosidade do material de forma suficiente de modo que ele possa ser aspergido. A viscosidade exata necessária para aspersão pode variar por lote de material, condições de aspersão e temperatura, mas pode ser tipicamente de 2 a 6 Pa.s. A aspersão é um meio útil para depositar materiais à base de gordura como chocolate de forma mais precisa e econômica sobre um substrato (por exemplo produto), produzindo menos resíduos e peso de revestimento mais fino. Entretanto, a aspersão não é amplamente usada dada a necessidade de se ter um alto teor de gordura. Materiais com um alto teor de gordura podem ser indesejáveis de um ponto de vista de saúde quando a tendência é reduzir o teor de gordura, especialmente em produtos de confeitaria, como chocolate. A manteiga de cacau é também um ingrediente muito caro, de modo que a produção de chocolate com alto teor de gordura será mais cara (e outras gorduras podem tipicamente não ser adicionadas em vez da manteiga de cacau, se o produto satisfizer a definição legal de chocolate).
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67/108 [0183] Dessa forma, acreditava-se ser impossível (ou efetivamente impraticável) obter um material à base de gordura comestível com baixo teor de gordura (como o chocolate com baixo teor de gordura) que também tivesse uma viscosidade suficientemente baixa para que o material pudesse ser aspergido.
[0184] Surpreendentemente, descobriu-se que o preparo de um material comestível à base de gordura, como chocolate de acordo com o processo da invenção, permite que a viscosidade seja reduzida a níveis baixos mesmo com um baixo teor de gordura e, dessa forma, o material pode ser aspergido sem a adição de mais gorduras (como manteiga de cacau).
[0185] Portanto, em um outro aspecto da presente invenção, é apresentado o uso em um processo de aspersão de um material comestível à base de gordura que tem um baixo teor de gordura de, por exemplo 50%, em peso, do peso total do material, sendo que o material é preparado no processo da invenção para ter uma viscosidade baixa, por exemplo, de 6 Pa.s ou menos.
[0186] Em ainda outro aspecto da presente invenção, é apresentado um processo para aspergir um material comestível à base de gordura sobre um substrato, sendo que o material tem um baixo teor de gordura de, por exemplo 50% em peso, do peso total do material, sendo que o material é preparado no processo da invenção para ter uma viscosidade baixa, por exemplo, de 6 Pa.s ou menos.
[0187] A aspersão pode ser realizada a uma temperatura reduzida (resfriado) menor que a temperatura ambiente, com mais preferência a uma temperatura de 5°C a 18°C.
[0188] O material com baixo teor de gordura e baixa viscosidade usado no processo de aspersão pode ser transformado no processo da invenção por um meio de aplicação de energia que compreende uma
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68/108 combinação de cisalhamento elongacional/extensional, junto com cisalhamento em alta rotação [0189] O material comestível à base de gordura pode, de preferência, compreender uma composição de confeitaria à base de gordura, com mais preferência compreender um material de chocolate, com a máxima preferência sendo chocolate ou composto, por exemplo, de chocolate.
[0190] Como usado aqui, baixo teor de gordura denota um material comestível à base de gordura que tem um teor de gordura menor que 50%, em peso.
[0191] Como usado aqui, alto teor de gordura denota um material comestível à base de gordura que tem um teor de gordura de pelo menos 50%, em peso.
[0192] O processo e material da invenção podem ser usados para produzir material que contenha cristais-semente altamente estáveis, cuja presença pode proveitosamente melhorar a qualidade do produto. Dessa forma, esse aspecto da presente invenção apresenta materiais à base de gordura (o material, de preferência, compreendendo um material de chocolate, com mais preferência compreendendo chocolate ou composto, com a máxima preferência sendo chocolate) que têm uma estabilidade ao calor muito melhorada visto que a estabilidade inerente dos cristais de gordura dentro de um sistema de gordura pode ser maximizada. Em uma modalidade da invenção, o processo da invenção pode ser usado para aumentar a proporção de polimorfos estáveis que são formados a partir de triglicerídeos simétricos dentro de um material à base de gordura. Os triglicerídeos simétricos preferenciais podem compreender manteiga de cacau (MC), mas este é apenas um exemplo. Esse aspecto da presente invenção pode também ser usado para gerar material à base de gordura (como pós à base de gordura) que tem estabilidade melhorada mesmo com um baixo teor de gordura (por
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69/108 exemplo baixo teor de gordura saturada). Descobriu-se que tais materiais à base de gordura prontamente retêm seu formato quando transformados, por exemplo quando comprimidos em tabletes [0193] Beckett (4a edição) no capítulo 12, seção 12.2, explica que:
Polimorfismo é a capacidade de uma molécula cristalizar em uma série de diferentes configurações de empacotamento de cristal. Embora o polimorfismo esteja presente na maioria das gorduras, as gorduras ricas em triglicerídeos monoinsaturados simétricos como a SOS (ou seja, cujas estruturas sejam ácido graxo saturado-ácido oleicoácido graxo saturado) são altamente polimórficas. Esse alto grau de polimorfismo não só é encontrado na manteiga de cacau, mas também nas gorduras ricas em SOS usadas em equivalentes de manteiga de cacau [0194] Pode ser difícil temperar a massa de chocolate quando a massa contém manteiga de cacau de qualidade insatisfatória causada por variação sazonal ou receitas indulgentes (ou seja, tendo um teor de gordura mais alto do que o típico). Temperagem é o processo pelo qual a proporção de cristais que têm diferentes formas polimórficas (polimorfos) é alterada para melhorar o chocolate, por exemplo, por fusão dos polimorfos menos estáveis e recristalização do chocolate para que tenha maior quantidade dos polimorfos mais estáveis. A temperagem, dessa forma, pode melhorar a estabilidade do chocolate (por exemplo a sua capacidade de resistir à migração de gordura como o florescimento de gordura (bloom)) e uma alta proporção de polimorfos estáveis pode também melhorar a aparência e o toque do chocolate (criar uma aparência mais brilhante e/ou alto grau de crocância do chocolate).
[0195] Seria desejável melhorar as propriedades de um material comestível à base de gordura da invenção pela formação mais fácil de uma alta proporção de polimorfos mais estáveis, por exemplo, mediante
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70/108 o aumento da quantidade dos polimorfos que são gerados localmente e/ou também mediante a redução da geração de ou remoção de polimorfos menos estáveis. Idealmente isso pode, então, eliminar e/ou reduzir a necessidade de uma etapa de temperagem posterior separada.
[0196] Nos processos da técnica anterior, os polimorfos que podem agir como cristais-semente estáveis podem ser obtidos ou preparados separadamente e, então, adicionados a um material à base de gordura durante a fabricação para promover a geração de polimorfos mais estáveis do mesmo tipo no material ao qual eles são adicionados. Dessa forma, o método (semeadura) pode ser usado para melhorar a estabilidade e outras propriedades de um material à base de gordura para evitar ou reduzir a necessidade de uma etapa adicional de temperagem. Por exemplo, partículas iniciais de manteiga de cacau ricas em polimorfo da forma VI podem ser produzidas por máquinas disponíveis comercialmente como aquela disponível junto à Buhler sob a designação comercial de Seed Master. Entretanto, a adição de material de partícula inicial dessa maneira a um processo cria complicações, visto que existe, então, um incremento serial no teor de cristal se o material à base de gordura for reciclado e reintroduzido ao processo antes da etapa de semeadura, como é tipicamente o caso quando, por exemplo, chocolate é usado para revestir um produto.
[0197] Independentemente da qualidade da manteiga de cacau usada ou da mistura complexa de gorduras em uma determinada receita de chocolate, em um processo industrial, o único método prático disponível para processar chocolate é a temperagem convencional que se baseia em resfriamento e que tende a favorecer a formação de polimorfos menos estáveis. A temperagem convencional compromete gravemente a qualidade do chocolate produzido em uma fábrica.
[0198] Surpreendentemente, o requerente descobriu que o uso do
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71/108 processo da invenção para preparar um material comestível à base de gordura promove um comportamento de cristalização incomum no material. Por exemplo, o processo da invenção pode ser usado para produzir chocolate que compreende altas proporções de polimorfos mais estáveis de MC, como os polimorfos beta Forma VI e Forma V, sendo que o chocolate tem uma alta proporção da Forma VI prontamente obtenível. O processo da invenção pode, vantajosamente, ser ainda controlado com o uso de parâmetros adicionais como pressão, temperatura de chocolate e temperatura de resfriamento para alcançar altas proporções ou o polimorfo desejado. Etapas adicionais de semeadura podem ser evitadas, e outras etapas de temperagem podem ser reduzidas ou totalmente eliminadas.
[0199] Como usado aqui, os polimorfos preferenciais para manteiga de cacau obtidos e/ou obteníveis por um processo da invenção são caracterizados por uma difração de raios X (XRD) com uma linha forte a 4,6 A (Angstrom ξ 1 x 10 10 m). Esses polimorfos são bem conhecidos pelos versados na técnica e são descritos, por exemplo, em Beckett (4a edição) capítulo 12 (XRD mostrado na Figura 12.3) como a forma beta (β), cujo termo abrange tanto o polimorfo de MC V (também chamado de Forma V ou de β2 ou βν) como o polimorfo de MC VI (também chamado de Forma VI ou de βι ou βνϊ). A Forma VI é mais estável que a Forma V e, dessa forma, preferencial; assim, os materiais à base de gordura com uma alta proporção da Forma VI são ainda mais preferenciais.
[0200] Portanto, em um outro aspecto da presente invenção, é apresentado o uso de um processo da presente invenção com o propósito de produzir um material comestível à base de gordura (sendo que o material compreende, de preferência, um material de chocolate, com mais preferência, compreende chocolate ou composto, com a máxima preferência sendo chocolate) de modo que o material
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72/108 compreende uma alta proporção (pelo menos 50 partes em peso) de um polimorfo desejado com base em 100 partes em peso sendo a quantidade total do material.
[0201] Vantajosamente, o(s) polimorfo(s) desejado(s) é/são pelo menos uma forma cristalina de pelo menos um triglicerídeo simétrico, mais vantajosamente, é a forma beta (β) de manteiga de cacau, e com a máxima vantagem, é a Forma VI de MC.
[0202] A alta proporção de polimorfo desejado está presente em uma quantidade total proveitosamente de pelo menos 60 partes, mais proveitosamente de pelo menos 70 partes, ainda mais proveitosamente de pelo menos 80 partes, com o máximo proveito de pelo menos 90 partes, sendo por exemplo substancialmente de 100 partes em peso com base em 100 partes sendo o peso do material. Convenientemente, as quantidades anteriores do polimorfo desejado podem também ser calculadas (especialmente quando o polimorfo desejado for beta MC ou a Forma VI) em relação a 100 partes em peso sendo a quantidade total de manteiga de cacau presente no material, e mais convenientemente 100 partes em peso sendo a quantidade total de manteiga de cacau cristalina presente no material.
[0203] O polimorfo desejado (como beta MC ou a Forma VI) pode ser usado como e/ou para formar cristais-semente estáveis que favoreçam o crescimento do polimorfo mais desejado, por exemplo, na presença de material adicional que seja uma fonte da molécula (como MC) que forme o polimorfo desejado (opcionalmente o material adicional sendo amorfo, líquido; não cristalino e/ou um polimorfo menos estável que o polimorfo desejado). O polimorfo desejado pode ser adicionado ao material adicional ou o material adicional pode ser adicionado ao polimorfo desejado, de modo que o polimorfo desejado esteja em excesso no local e com melhor capacidade para promover a formação de cristais que ocupem o polimorfo desejado.
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73/108 [0204] Um aspecto adicional da presente invenção apresenta um material comestível à base de gordura (o material, de preferência, compreendendo um material de chocolate, com mais preferência compreendendo chocolate ou composto, com a máxima preferência sendo chocolate) que tem uma alta proporção de um polimorfo desejado, sendo o material preparado pelo processo da invenção.
[0205] Um outro aspecto adicional da presente invenção apresenta um processo para um material comestível à base de gordura (o material, de preferência, compreendendo um material de chocolate, com mais preferência compreendendo chocolate ou composto, com a máxima preferência sendo chocolate) compreendendo um alta proporção de um polimorfo desejado, sendo que o processo compreende as etapas (a) e (b) do processo da invenção e sendo que, opcionalmente, o processo é isento de etapas que compreendem temperagem adicional e/ou a adição de cristais-semente.
[0206] O material da invenção que tem uma alta proporção de um polimorfo desejado (que pode, por exemplo agir como cristais-semente no mesmo) pode ser transformado no processo da invenção por um meio de aplicação de energia, como descrito aqui.
[0207] Opcionalmente, o chocolate liquefeito pelo processo da invenção pode ser adicionalmente processado por aspersão opcionalmente a uma temperatura reduzida (resfriado) menor do que a temperatura ambiente, com mais preferência a uma temperatura de 10°C a 27°C para gerar quantidades aumentadas de um polimorfo desejado (como beta CG, por exemplo a Forma VI).
[0208] Os produtos da invenção opcionalmente compreendem chocolate resistente ao florescimento de gordura (calor), chocolate que tem uma vida útil mais longa e/ou chocolate de melhor qualidade devido à maior proporção de polimorfos estáveis presentes (ou seja, grau mais alto de temperagem).
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74/108 [0209] Quando o chocolate é exposto ao calor, além da observação de florescimento de gordura (bloom), outro defeito de qualidade que irá ocorrer é a deformação do formato. Tentativas anteriores para resolver este problema se mostraram insatisfatórias. Por exemplo, água ou glicerol podem ser adicionados ao chocolate para alterar a reticula de açúcar para resistir à deformação, mas isso envolve uma alteração significativa no processo de fabricação de chocolate, adiciona complexidade e pode causar um impacto negativo sobre o sabor ou outras propriedades desejadas no produto (por exemplo, rótulo limpo).
[0210] O requerente descobriu surpreendentemente que o chocolate preparado continuamente pelo processo de redução de viscosidade da invenção é mais resistente que o chocolate da técnica anterior de receita similar preparada com o uso de conchagem convencional. A resistência ao calor pode ser mostrada por uma melhor retenção de formato e/ou menos separação de óleo após o aquecimento (tipicamente temperatura de teste de 37°C) do que o chocolate da técnica anterior.
[0211] Portanto, em um outro aspecto da presente invenção, é fornecido o uso de um processo da presente invenção com o propósito de produzir um material comestível à base de gordura (de preferência um material de chocolate, com mais preferência chocolate) que tem melhor resistência ao calor (por exemplo, melhor retenção de formato e/ou menos separação de óleo após aquecimento a 37°C) em comparação com o mesmo material à base de gordura preparado de modo idêntico, exceto que tem a viscosidade reduzida por um processo diferente daquele da presente invenção.
[0212] Um aspecto adicional da presente invenção fornece um material comestível à base de gordura resistente ao calor (de preferência um material de chocolate, com mais preferência chocolate) (por exemplo melhor retenção de formato e/ou menos separação de
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75/108 óleo após aquecimento a 37°C), sendo o material preparado no processo da invenção. Os Exemplos 5 e 6 e o Exemplo Comparativo B e o Exemplo Comparativo C de referência, abaixo, em conjunto com as Figuras 4 a 7, ilustram esse aspecto da presente invenção.
[0213] Sem se ater a nenhuma teoria, o requerente acredita que seguindo o processo da invenção pode, de forma mais eficaz e eficiente, reduzir a distância média entre as partículas constituintes dentro do material à base de gordura, de preferência a distâncias submicrônicas, e isso pode reduzir a distância entre as superfícies de partícula suficientemente para promover maior interação e, dessa forma, reduzir a energia necessária para a cristalização.
[0214] Aspectos adicionais da invenção e recursos preferenciais dos mesmos são apresentados nas reivindicações da presente invenção, as quais formam uma parte integrante da revelação da presente invenção, independentemente de tais reivindicações corresponderem diretamente a partes da descrição da presente invenção.
[0215] Certos termos usados na presente invenção são definidos e explicados abaixo, a menos que a partir do contexto, seu significado indique claramente o contrário.
[0216] No contexto da presente invenção, termos como à base de gordura e/ou produto comestível à base de gordura denotam uma composição, de preferência, um produto de confeitaria de chocolate, que compreende uma matriz de material hidrofóbico comestível (por exemplo, gordura) como a fase contínua e uma fase dispersa que compreende partículas sólidas dispersas na fase contínua hidrofóbica comestível.
[0217] Dentro do contexto da presente invenção, o termo gordura como aqui usado denota material hidrofóbico que também é comestível. Desse modo, as gorduras são materiais comestíveis (de preferência de grau alimentício) que são substancialmente imiscíveis em água e que
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76/108 podem compreender uma ou mais gorduras sólidas, óleos líquidos e/ou quaisquer misturas dos mesmos. O termo gordura sólida denota gorduras comestíveis que são sólidas sob condições padrão, e ambos os termos óleo ou óleo líquido (a menos que o contexto indique de outro modo) denotam óleos comestíveis que são líquidos sob condições padrão.
[0218] As gorduras preferencias são selecionadas dentre um ou mais dos seguintes: óleo de coco, óleo de caroço de palma, óleo de palma, manteiga de cacau (MC), equivalentes de manteiga de cacau (EMC), substitutos de manteiga de cacau (CBS), repositores de manteiga de cacau (CBR), óleo de manteiga, banha, sebo, frações de óleo/gordura como frações de ácido láurico ou de ácido esteárico, óleos hidrogenados e misturas dos mesmos, bem como gorduras que são tipicamente líquidas à temperatura ambiente como qualquer óleo vegetal ou animal. Entretanto, gorduras que são da máxima preferência para uso na presente invenção na preparação dos materiais de chocolate microaerado da presente invenção são MC, EMC, CBS, CBR e/ou quaisquer misturas e/ou combinações dos mesmos.
[0219] O óleo líquido pode compreender óleos minerais e/ou óleos orgânicos (óleos produzidos por plantas ou animais), particularmente óleos de grau alimentício. Exemplos de óleos incluem: óleo de girassol, óleo de colza, óleo de oliva, óleo de soja, óleo de peixe, óleo de linhaça, óleo de cártamo, óleo de milho, óleo de alga, óleo de semente de algodão, óleo de semente de uva, óleos de frutas oleaginosas como óleo de amendoim, óleo de palma, óleo de caroço de palma, óleo de coco, e culturas agrícolas de óleo de sementes emergentes como óleo de girassol com alto teor de ácido oleico, óleo de colza com alto teor de oleicos, óleo de palma com alto teor de oleicos, óleo de soja com alto teor de oleicos, e girassol com alto teor de estearina ou combinações dos mesmos.
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77/108 [0220] O teor de gordura no produto da presente invenção pode ser fornecido por gorduras de qualquer origem. O teor de gordura é destinado a indicar o teor de gordura total na composição, que compreende o teor proveniente de gorduras sólidas e/ou o teor de óleos líquidos e, portanto, o teor de óleo contribuirá também para a quantidade total de teor de gordura, conforme descrito na presente invenção para composições de confeitaria à base de gordura da invenção.
[0221] O termo composição e/ou massa à base de gordura identifica, respectivamente, uma composição e/ou massa à base de gordura (incluindo suas receitas e seus ingredientes) que é usada para a preparação dos produtos da e/ou usadas na invenção.
[0222] O termo composição e/ou massa de confeitaria à base de gordura identifica uma composição e/ou uma massa de confeitaria (incluindo suas receitas e seus ingredientes) que é usada para a preparação de produtos de confeitaria à base de gordura, como o material de chocolate da e/ou usado na invenção.
[0223] A presente invenção refere-se especificamente a um produto, composição e/ou massa de confeitaria que compreende material de chocolate (de preferência, chocolate e/ou composto, com mais preferência chocolate), conforme aqui definido, bem como opcionalmente outros produtos de confeitaria e/ou componentes dos mesmos.
[0224] O termo chocolate, como usado aqui, denota qualquer produto (e/ou componente do mesmo se ele fosse um produto) que atende a uma definição legal de chocolate em qualquer jurisdição e inclui também um produto (e/ou um componente do mesmo) no qual toda ou parte da manteiga de cacau (MC) é substituída por equivalentes da manteiga de cacau (EMC) e/ou substitutos da manteiga de cacau (CBR).
[0225] Os termos composto de chocolate ou composto, como
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78/108 usados aqui (a menos que o contexto indique claramente o contrário), denotam análogos similares a chocolate caracterizados pela presença de sólidos de cacau (que incluem licor/massa de cacau, manteiga de cacau e cacau em pó) em qualquer quantidade; não obstante, em algumas jurisdições, o composto pode ser legalmente definido pela presença de uma quantidade mínima de sólidos de cacau.
[0226] O termo material de chocolate, como usado na presente invenção, denota chocolate, composto e outros materiais relacionados que compreendem manteiga de cacau (MC), equivalentes de manteiga de cacau (EMC), repositores de manteiga de cacau (CBR, de cocoa butter replacers) e/ou substitutos de manteiga de cacau (CBS, de cocoa butter substitutes). Dessa forma, o material de chocolate inclui produtos que são à base de chocolate e/ou à base de análogos de chocolate, e, assim, por exemplo, podem ser à base de chocolate amargo, ao leite ou branco e/ou composto.
[0227] A menos que o contexto indique claramente o contrário, também será entendido que, na presente invenção, qualquer material de chocolate pode ser usado para substituir qualquer outro material de chocolate, e nem o termo chocolate nem composto devem ser considerados como limitadores do escopo da invenção para um tipo específico de material de chocolate. Um material de chocolate preferencial compreende chocolate e/ou composto, com mais preferência, o material de chocolate compreende chocolate conforme legalmente definido em uma jurisdição principal (como Brasil, EUA e/ou União Européia).
[0228] O termo revestimento de chocolate, como usado aqui, (também se referindo a um envoltório de chocolate) denota revestimentos produzidos a partir de qualquer material de chocolate. Os termos cobertura de chocolate e cobertura de composto podem ser definidos de modo similar por analogia. De modo similar, os termos
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79/108 composição (ou massa) de materiais de chocolate, composição (ou massa) de chocolate e composição (ou massa) de composto denotam composições (ou massas) que compreendem, respectivamente, material de chocolate, chocolate e composto como componente(s) das mesmas no todo ou em parte. Dependendo de suas partes componentes, as definições de tais composições e/ou massas podem certamente se sobrepor.
[0229] O termo produto de confeitaria de material de chocolate, como usado aqui, denota qualquer produto alimentício que compreende material de chocolate e opcionalmente também outros ingredientes, e, dessa forma, pode se referir a produtos alimentícios como confeitos e biscoitos wafer, independente da possibilidade de o material de chocolate compreender um revestimento de chocolate e/ou a massa do produto. O produto de confeitaria de material de chocolate pode compreender material de chocolate em qualquer forma adequada, por exemplo, como inclusões, camadas, bombons, pedaços e/ou gotas. O produto de confeitaria pode conter ainda quaisquer outras inclusões adequadas, como inclusões crocantes, por exemplo, cereais (por exemplo, arroz expandido e/ou tostado) e/ou pedaços de frutas secas.
[0230] O material de chocolate da invenção pode ser usado para moldar um tablete e/ou uma barra, cobrir itens de confeitaria e/ou preparar produtos de confeitaria mais complexos. Opcionalmente, antes de seu uso na preparação de um produto de confeitaria de chocolate, inclusões, conforme a receita desejada, podem ser adicionadas ao material de chocolate. Como será evidente a uma pessoa versada na técnica, em alguns casos o produto da invenção terá a mesma receita e ingredientes da composição e/ou da massa correspondente, enquanto que em outros casos, particularmente quando as inclusões são adicionadas ou para produtos mais complexos, a receita final do produto pode diferir daquela da composição e/ou massa usada para preparar o mesmo.
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80/108 [0231] Em uma modalidade preferencial da invenção, o produto de confeitaria de material de chocolate compreende um tablete de material de chocolate moldado de forma substancialmente sólida, barra de material de chocolate e/ou produto assado circundado por quantidades substanciais de material de chocolate. Esses produtos são preparados, por exemplo, preenchendo-se substancialmente um molde com material de chocolate e, opcionalmente, adicionando-se inclusões e/ou produto assado em seu interior para deslocar o material de chocolate do molde (assim chamados de processos de moldagem em casca a úmido), se necessário, ainda completar o molde com o material de chocolate. Para tais produtos preferenciais da invenção, o material de chocolate forma uma parte substancial ou total do produto e/ou uma camada externa espessa que circunda o produto assado interior (como um biscoito tipo wafer e/ou um laminado de biscoito). Tais produtos sólidos em que um molde é substancialmente preenchido com chocolate devem ser contrastados com produtos que compreendem envoltórios de chocolate finos moldados que apresentam diferentes desafios. Para preparar um envoltório de chocolate com revestimento fino, um molde é revestido com uma camada fina de chocolate, sendo que o molde é invertido para remover o excesso de chocolate e/ou estampado com um êmbolo frio para definir o formato do envoltório e, em grande parte, esvaziar o molde. O molde é, dessa forma, revestido com uma camada fina de chocolate à qual ingredientes e recheios adicionais podem ser adicionados para formar o corpo interno do produto.
[0232] A menos que o contexto indique claramente o contrário, também será bem entendido por um versado na técnica que o termo produto de confeitaria de material de chocolate, como usado na presente invenção, pode ser prontamente substituído e é equivalente ao termo produto de confeitaria de chocolate, conforme usado ao longo deste pedido, e na prática, estes dois termos, quando usados na
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81/108 presente invenção, são informalmente intercambiáveis. Entretanto, quando há uma diferença no significado desses termos dentro do contexto aqui apresentado, então, produto de confeitaria de chocolate e/ou produto de confeitaria de composto são modalidades preferenciais do produto de confeitaria de material de chocolate da presente invenção, sendo uma modalidade preferencial o produto de confeitaria de chocolate.
[0233] O produto de confeitaria de material de chocolate pode compreender um ou mais produtos de material de chocolate e/ou ingredientes de material de chocolate para os mesmos, por exemplo, selecionados do grupo que consiste em: produto (ou produtos) de chocolate, produto (ou produtos) de composto, revestimento (ou revestimentos) de chocolate e/ou revestimento (ou revestimentos) de composto. Os produtos podem compreender produtos não revestido como barra (ou barras) de material de chocolate e/ou tablete (ou tabletes) de material de chocolate com ou sem inclusões e/ou produtos revestidos com material de chocolate como biscoitos, bolos, wafers e/ou outros produtos de confeitaria revestidos. Com mais preferência e/ou alternativamente, qualquer um dos supracitados pode compreender um ou mais dentre repositor (ou repositores) de manteiga de cacau (CBR), equivalente (ou equivalentes) de manteiga de cacau (EMC), substitutos de manteiga de cacau (CBS) e/ou qualquer mistura (ou misturas) adequada dos mesmos.
[0234] No produto de confeitaria de material de chocolate, a manteiga de cacau (MC) pode ser substituída por gorduras de outras fontes. Tais produtos podem compreender geralmente uma ou mais gorduras selecionadas do grupo que consiste em: gordura láurica (por exemplo, substitutos de manteiga de cacau (CBS) obtidos a partir do caroço da fruta de palmeiras); gordura vegetal não láurica (por exemplo, aquelas à base de óleo de palma ou outras gorduras especiais);
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82/108 repositores de manteiga de cacau (CBR); equivalente(s) de manteiga de cacau (EMC) e/ou qualquer mistura adequada dos mesmos. Alguns EMC, CBR e, especialmente, CBS podem conter principalmente gorduras saturadas e teores muito baixos de ácidos graxos ômega três e ômega seis insaturados (com benefícios de saúde). Dessa forma, em uma modalidade no produto de confeitaria de material de chocolate da invenção, esses tipos de gordura são menos preferenciais que a MC.
[0235] Uma modalidade da invenção fornece um produto multicamadas que compreende, opcionalmente, uma pluralidade de camadas de gênero alimentício assado (de preferência selecionado dentre uma ou mais camadas de wafer e/ou biscoito entre as mesmas, com ao menos uma camada de revestimento situada ao redor destas camadas de gênero alimentício, sendo que o revestimento compreende um material de chocolate de ou preparado de acordo com a invenção.
[0236] Uma modalidade adicional da invenção fornece um produto de confeitaria de material de chocolate, adicionalmente revestido com chocolate (ou equivalentes do mesmo, como um composto), por exemplo, um praliné, um produto de envoltório de chocolate e/ou wafer ou biscoito revestido com chocolate, podendo qualquer um deles ser ou não ser disposto em camadas. O revestimento de chocolate pode ser aplicado ou criado por quaisquer meios adequados, como por cobertura ou modelagem. O revestimento pode compreender um material de chocolate ou ser preparado de acordo com a invenção.
[0237] Uma outra modalidade da invenção fornece um produto de confeitaria de material de chocolate e/ou usado na presente invenção que compreende um recheio circundado por uma camada externa, por exemplo, um praliné ou produto de envoltório de chocolate.
[0238] Em uma outra modalidade preferencial da invenção, o gênero alimentício compreende um produto de material de chocolate revestido com múltiplas camadas que compreende uma pluralidade de
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83/108 camadas de wafer, material de chocolate, biscoito e/ou gênero alimentício assado, com recheio intercalado entre as mesmas, com ao menos uma camada ou revestimento sendo um material de chocolate (por exemplo, chocolate) da invenção. Com a máxima preferência, o produto em múltiplas camadas compreende um produto de confeitaria de material de chocolate (por exemplo, conforme descrito aqui) selecionado dentre biscoito(s) tipo sanduíche, biscoito(s) tipo cookies, biscoito(s) wafer, muffin(s) (bolinhos redondos e doces), petiscos extrudados e/ou praliné(s). Um exemplo desse tipo de produto é um laminado de múltiplas camadas de wafer assado e/ou camadas de biscoito intercaladas com recheio(s) e revestidas com chocolate.
[0239] Os gêneros alimentícios assados usados na invenção podem ser doces ou salgados. Os produtos alimentícios assados preferenciais podem compreender produtos alimentícios assados de grãos, o qual termo inclui produtos alimentícios que compreendem cereais e/ou leguminosas. São mais preferenciais, produtos alimentícios assados, com a máxima preferência, produtos alimentícios assados de trigo, como wafer(s) e/ou biscoito(s). Os wafers podem ser planos ou formatados (por exemplo, em um cone ou copinho para sorvete) e os biscoitos podem ter muitos formatos diferentes, embora wafers e/ou biscoitos preferenciais sejam planos, de modo que eles podem, de maneira proveitosa, ser laminados juntos com um recheio de confeitaria da invenção (e, opcionalmente, um recheio à base de frutas). Os biscoitos wafer mais preferenciais são biscoitos wafer não salgados, por exemplo, aqueles que têm um sabor doce ou neutro.
[0240] Uma lista não limitadora destes possíveis produtos alimentícios assados que podem compreender composições de material de chocolate que compreendem material de chocolate da e/ou usado na presente invenção é selecionada dentre: biscoitos com alto teor de gordura, bolos, pães, massas para torta e/ou tortas de frutas; como do
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84/108 grupo que consiste em: biscoito ANZAC, biscotti, biscoito de aveia (flapjack), biscoito turco (kurabiye), pão de mel (lebkuchen), biscoitos de mel (leckerli), biscoito de amêndoa (macaroon), biscoito de bourbon, amanteigados, biscoitos digestivos, biscoito com recheio de baunilha (custard cream), florentina, pão de gengibre garibaldi, biscoito grego amanteigado (koulourakia), biscoito grego (kourabiedes), torta Linzer, biscoito oreo, biscoito Nice, cookie de pasta de amendoim, biscoito amanteigado polvorón, biscoito pizzelle, pretzel, croissant, biscoito amanteigado, bolacha (cookie), torta de fruta (por exemplo, torta de maçã, torta de cereja), bolo de limão com calda de limão, pão de banana, bola de cenoura, torta de noz-pecã, strudel de maçã, baklava, sonho de Berlim, pastel assado bichon au citron e/ou receitas similares. [0241] De preferência, o material de chocolate da ou preparado de acordo com a invenção pode ser adequado ao uso como (no todo ou em parte como um componente) de um ou mais revestimentos e/ou recheios.
[0242] O revestimento e/ou recheio pode compreender uma pluralidade de fases, por exemplo, uma ou mais fases fluidas e/ou sólidas, como fases líquidas de água e/ou gordura, e/ou fases gasosas como emulsões, dispersões, cremes e/ou espumas.
[0243] Portanto, amplamente, um aspecto adicional da invenção compreende um produto alimentício que compreende material de chocolate e/ou composição de material de chocolate, conforme descrito na presente invenção.
[0244] Ainda um aspecto adicional da invenção compreende amplamente o uso de um material de chocolate da ou preparado de acordo com a invenção na forma de um produto de confeitaria de material de chocolate e/ou na forma de um recheio e/ou revestimento para um gênero alimentício da invenção, conforme descrito na presente invenção.
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85/108 [0245] Exceto quando definido em contrário, todos os termos técnicos e científicos usados no presente documento têm o mesmo significado pelo qual eles são comumente entendidos pelo versado na técnica à qual a invenção pertence.
[0246] A menos que o contexto indique claramente o contrário, como usado aqui, as formas plurais dos termos devem ser consideradas como incluindo a forma singular, e vice-versa.
[0247] Os termos eficaz, aceitável, ativo e/ou adequado (por exemplo, com referência a qualquer processo, uso, método, aplicação, preparação, produto, material, formulação, composição, receita, componente, ingrediente, composto, monômero, oligômero, precursor de polímero e/ou polímero descritos aqui e/ou usados na presente invenção como adequados) serão entendidos de modo a fazer referência às características da invenção que, se usadas de maneira correta, fornecem as propriedades exigidas para aquilo a que elas são adicionadas e/ou incorporadas, para serem de utilidade conforme aqui descrito. Tal utilidade pode ser direta, por exemplo, quando uma porção tem as propriedades exigidas para os usos acima mencionados e/ou indireta, por exemplo, quando uma porção tem uso como intermediário sintético e/ou ferramenta diagnostica e/ou outra ferramenta no preparo de outra porção de utilidade direta. Para uso na presente invenção, esses termos também indicam que uma subentidade de um todo (como um componente e/ou ingrediente) é compatível com a produção de produtos finais e/ou composições eficazes, aceitáveis, ativos e/ou adequados.
[0248] A utilidade preferencial da presente invenção compreende o uso como gênero alimentício, de preferência, como um produto de confeitaria e/ou intermediário na fabricação do mesmo.
[0249] A menos que o contexto indique claramente o contrário, como usado aqui, as formas plurais dos termos devem ser consideradas como incluindo a forma singular, e vice-versa.
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86/108 [0250] O termo compreendendo, como usado aqui, será entendido como significando que a lista a seguir é não exaustiva e pode ou não incluir qualquer outro item adicional adequado, por exemplo, uma ou mais características, componentes, ingredientes e/ou substitutos adicionais, conforme for adequado.
[0251 ] Na discussão da invenção, a menos que seja estabelecido o contrário, a revelação de valores alternativos para o limite superior e inferior da faixa permitida de um parâmetro acoplado a um indicativo de que um dos ditos valores é mais preferencial que o outro deve ser considerada como uma declaração implícita de que cada valor intermediário do dito parâmetro, que está entre o mais preferencial e o menos preferencial das ditas alternativas, é, por si só, preferencial ao dito valor menos preferencial e também a cada valor menos preferencial e ao dito valor intermediário.
[0252] Para todos os limites superiores e/ou inferiores de quaisquer parâmetros dados na presente invenção, o valor limite está incluído no valor para cada parâmetro. Será entendido também que todas as combinações de valores limites mínimos e máximos preferenciais e/ou intermediários dos parâmetros aqui descritos em várias modalidades da invenção podem também ser usadas para definir faixas alternativas de cada parâmetro para várias outras modalidades e/ou preferências da invenção, a combinação de tais valores tendo sido especificamente revelada aqui ou não.
[0253] Exceto quando especificado em contrário, todas as porcentagens da presente invenção se referem a porcentagens em peso, quando aplicáveis.
[0254] Será entendido que a soma total de quaisquer quantidades expressas aqui como porcentagens não pode (considerando-se erros de arredondamento) exceder 100%. Por exemplo, a soma de todos os componentes que compreendem a composição da invenção (ou parte
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87/108 (ou partes) da mesma) pode, quando expressa como uma porcentagem em peso (ou outra porcentagem) da composição (ou as mesmas partes da mesma), totalizar 100%, permitindo erros de arredondamento. Entretanto, quando a lista de componentes não for exaustiva, a soma da porcentagem para cada um de tais componentes pode ser menor que 100% para permitir uma certa porcentagem para uma quantidade adicional (ou quantidades adicionais) que possa não estar explicitamente descrita aqui.
[0255] O termo substancialmente, como usado aqui, pode se referir a uma quantidade ou entidade que implique em uma grande quantidade ou proporção da mesma. Quando for relevante no contexto no qual o termo substancialmente é usado, ele pode ser entendido como significando quantitativamente (em relação a qualquer quantidade ou entidade à qual ele se refira no contexto da descrição) como compreendendo uma proporção de ao menos 80%, de preferência, ao menos 85%, com mais preferência, ao menos 90%, com a máxima preferência, ao menos 95%, especialmente ao menos 98%, por exemplo, cerca de 100% do total relevante. Por analogia, o termo substancialmente isento pode denotar, similarmente, que a quantidade ou a entidade à qual ele se refere compreende não mais que 20%, de preferência, não mais que 15%, com mais preferência, não mais que 10%, com a máxima preferência, não mais que 5%, especialmente não mais que 2%, por exemplo, cerca de 0% do total relevante. De preferência, onde adequado (por exemplo, em quantidades de ingrediente) tais porcentagens são em peso.
[0256] Quaisquer porcentagens em peso nos parâmetros acima são calculadas em relação ao peso inicial do componente.
[0257] As propriedades aprimoradas como usadas aqui significam que o valor do componente e/ou da composição de e/ou usadas na presente invenção são > + 8% do valor do componente de referência
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88/108 conhecido e/ou da composição aqui descrita, com mais preferência, > + 10%, com mais preferência ainda, > + 12%, com a máxima preferência, > + 15%.
[0258] As propriedades comparáveis, como usadas aqui, significam que o valor do componente e/ou da composição da presente invenção e/ou usada na mesma fica dentro de +/- 6% do valor do componente de referência conhecido e/ou da composição aqui descrita, com mais preferência, +/- 5%, com a máxima preferência, +/- 4%.
[0259] As diferenças percentuais para as propriedades aprimoradas e comparáveis da presente invenção se referem às diferenças fracionadas entre o componente e/ou a composição da invenção e/ou usada na mesma e o componente de referência conhecido e/ou a composição aqui descrita, em que a propriedade é medida nas mesmas unidades de formas iguais (isto é, se o valor a ser comparado também é medido como uma porcentagem, ele não denota uma diferença absoluta).
[0260] Salvo indicação em contrário ou se o contexto indicar claramente de outro modo, todos os testes no presente documento são executados sob condições padrão conforme também definidas no presente documento.
[0261] Como usado aqui, a menos que o contexto indique em contrário, condições padrão (por exemplo, para a definição de uma gordura sólida ou óleo líquido) significa pressão atmosférica, uma umidade relativa de 50% ± 5%, temperatura ambiente (22°C ± 2o) e um fluxo de ar menor ou igual a 0,1 m/s. Salvo indicação em contrário, todos os testes no presente documento são executados sob condições padrão conforme aqui definidas.
[0262] A textura de produtos alimentícios é percebida como um composite de muitas características diferentes que compreendem várias combinações de propriedades físicas (por exemplo, propriedades mecânicas e/ou geométricas) e/ou propriedades químicas (como teor
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89/108 de gordura e/ou de umidade). Como aqui usado em relação às composições da invenção, para um dado teor de gordura e umidade, a textura da composição pode ser relacionada à viscosidade da composição como um fluido quando submetido a tensão de cisalhamento. Desde que a técnica de medição seja cuidadosamente controlada e as mesmas taxas de cisalhamento sejam usadas, a viscosidade aparente pode ser usada na presente invenção como um guia para indicar a textura. O termo viscosidade (como usado aqui, se refere à viscosidade aparente de um fluido conforme medida por métodos convencionais conhecidos das pessoas versadas nas técnicas, mas, em particular, o método descrito abaixo é preferencial. Alguns fluidos apresentam reologia não newtoniana e podem não ser totalmente caracterizados por um único ponto de medição reológica. A viscosidade aparente, não obstante, é uma medida simples da viscosidade útil para a avaliação de tais fluidos.
[0263] A viscosidade das composições de acordo com a invenção e/ou preparadas por um método da invenção, bem como os exemplos comparativos, (por exemplo, materiais de chocolate, como chocolate) podem ser caracterizados pela viscosidade plástica de acordo com o método ICA 46 (2000).
[0264] A invenção é ilustrada pelas Figuras 1 a 6 não limitadoras a seguir, sendo que:
[0265] A Figura 1 é um gráfico mostrando a relação linear da equação (1) para liquefação de chocolate sob misturação com cisalhamento contínuo.
[0266] A Figura 2 é um gráfico de viscosidade versus fração de volume para vários chocolates ao leite com teor de gordura diferente.
[0267] A Figura 3 mostra um chocolate da invenção (Exemplo 5) mantido a 60°C durante mais de uma semana e que não mostra nenhuma sedimentação.
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90/108 [0268] A Figura 4 mostra um chocolate da técnica anterior como referência (Comparativo B) mantido a 60°C durante mais de uma semana mostrando grave separação de óleo.
[0269] A Figura 5 mostra um tablete de chocolate da invenção (Exemplo 6) aquecido a 40°C e submetido a um teste de bater três vezes e que mostra boa retenção de formato mesmo após aquecimento. [0270] A Figura 6 mostra um tablete de chocolate da técnica anterior como referência (Comparativo C) aquecido a 40°C e submetido a um teste de bater três vezes e que mostra retenção de formato insatisfatória mesmo após aquecimento.
[0271] Deve ser notado que as modalidades e as características no contexto de um dos aspectos da presente invenção também se aplicam a outros aspectos da invenção. Embora modalidades tenham sido reveladas na descrição com referência a exemplos específicos, será reconhecido que a invenção não é limitada àquelas modalidades. Várias modificações podem se tornar evidentes para aqueles versados na técnica e podem ser adquiridas a partir de prática da invenção, e tais variações são consideradas dentro do amplo escopo da presente invenção. Deve ser entendido que os materiais usados e os detalhes químicos podem ser ligeiramente diferentes ou modificados a partir das descrições sem que se afaste dos métodos e das composições reveladas e ensinadas pela presente invenção.
[0272] Aspectos adicionais da invenção e características preferenciais da mesma são fornecidos nas reivindicações da presente invenção.
[0273] A presente invenção será descrita agora em detalhes com referência aos exemplos não limitadores a seguir, que devem ser considerados apenas para fins de ilustração.
Exemplos 1 a 4 (processamento da massa A) [0274] Os Exemplos 1 a 4 mostrados na Tabela 1 abaixo são testes
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91/108 diferentes de um processo de liquefação de chocolate, sendo cada um operado de acordo com a invenção para produzir as respectivas massas de chocolate líquido (Massas A1 a A4). Em cada um desses exemplos (Exemplos 1 a 4) flocos de refinador produzidos de modo idêntico foram bombeados através de um misturador transportador de rosca dupla de 5 polegadas de diâmetro (misturador disponível comercialmente junto à Readco) para obter, com o uso das configurações mostradas na Tabela
1-, uma respectiva massa de chocolate líquida que compreende 28,5% de manteiga de cacau. Qualquer uma dentre as Massas A1 a A4 eram adequadas ao uso em etapas posteriores do processo para preparar o componente de chocolate de um produto vendido pela Nestlé sob a marca comercial Semi Sweet Morsel®. O misturador Readco foi operado a velocidades e vazões diferentes para cada um dos Exemplos 1 a 4 para obter diferentes níveis de trabalho específico, como mostrado na Tabela 1.
Tabela 1
Exemplo Taxa de alimentação (kg/h) Velocidade da pá (rpm) Potência do motor (kW) Trabalho específico (kWh/kg) Viscosidade medida (Pa.s) Viscosidade prevista do modelo (Pa.s) Massa
1 201 250 5,5 0,0274 7,9 8,4 A1
2 623 96 9,6 0,0154 11,1 10,7 A2
3 623 129 9,3 0,0149 11,9 10,9 A3
4 623 163 10,8 0,0173 11,1 10,2 A4
[0275] Pode-se notar que o modelo mais preferencial usado na invenção (conforme descrito na equação (1A) Ιηη = 0,5919 0,4268 In ω ) prevê a viscosidade das massas A1 a A4 em uma primeira aproximação para cada um dos respectivos Exemplos 1 a 4 Os testes ilustrados na Tabela 1 confirmam que, seguindo o processo da presente invenção, o misturador Readco pode ser controlado para obter uma viscosidade-alvo desejada usando uma quantidade mínima de trabalho.
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92/108 [0276] Dessa forma, os dados e exemplos aqui descritos mostram que a relação aqui descrita na equação (1) é válida quando a liquefação é realizada com o uso de uma ampla gama de diferentes quantidades de trabalho conferidas para obter uma faixa de diferentes viscosidades. É surpreendente que esta relação enganosamente simples possa ser usada para predizer e, portanto, controlar, um processo de redução de viscosidade em relação a uma ampla gama de entradas de energia. Exemplos 5, 6 e exemplos de referência comparativo B e Comparativo C [0277] Os Exemplos 5 e 6 e os exemplos de referência Comparativo B e Comparativo C abaixo, juntamente com as Figuras 3 a 6, ilustram o aspecto da presente invenção que se refere à resistência ao calor do chocolate e cuja viscosidade é reduzida (concheada) de acordo com um processo da invenção.
Exemplo 5 (Figura 3) e comparativo B (Figura 4) [0278] O requerente descobriu surpreendentemente que o chocolate preparado de forma contínua pelo processo de redução de viscosidade da invenção, não apresenta grave separação de óleo depois de ser mantido a 60°C durante mais de uma semana, conforme mostrado nas Figuras da presente invenção para o Exemplo 5 e Comparativo B. Conforme mostrado na Figura 4, uma camada significativa de gordura foi separada na amostra comparativa da técnica anterior (Comparativo B) enquanto a Figura 3 mostra que nenhuma sedimentação foi observada no exemplo da invenção (Exemplo 5).
[0279] Sem se ater a nenhuma teoria, isso sugere que a mobilidade da gordura fundida pode ser altamente restringida no chocolate preparado pelo processo aqui descrito.
Exemplo 6 (Figura 5) e comparativo C (Figura 6) [0280] Os tabletes foram preparados mediante adição de chocolate em um molde convencional. Os tabletes sólidos foram, então, incubados a uma temperatura de 40°C e submetidos a três testes de bater para
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93/108 avaliar o grau de resistência à deformação (ou seja, a capacidade de o chocolate reter seu formato) após aquecimento.
[0281] A Figura 5 mostra que um tablete de chocolate da invenção (Exemplo 6), preparado de acordo com o processo da invenção, sofre deformação mínima após os testes de bater, ou seja, o chocolate apresenta uma boa retenção de formato após aquecimento.
[0282] A Figura 6 mostra que um Comparativo C de tablete da técnica anterior preparado por conchagem convencional apresenta deformação muito grave após os testes de bater, ou seja, retenção de formato insatisfatória após aquecimento.
As modalidades da presente invenção são definidas nas seguintes cláusulas numeradas:
1. Processo para conferir um trabalho específico a um material comestível à base de gordura para reduzir a viscosidade do material até que ele atinja uma viscosidade-alvo predeterminada (ηαΐνο), sendo que o processo compreende as etapas de:
(a) conferir uma quantidade total de trabalho específico ro ao material comestível à base de gordura com o uso de um meio de aplicação de energia operado por um ou mais parâmetros de controle, sendo que tanto a taxa como a quantidade total de trabalho específico conferidas ao material é determinada pelo um ou mais dentre os parâmetros de controle; e sendo que o material à base de gordura flui através do meio de aplicação de energia a uma vazão instantânea em um dado momento no tempo t após o início da etapa (a) cujo fluxo é denotado por Qt (b) controlar os meios de aplicação de energia significa atingir uma viscosidade-alvo predeterminada (r/aZro); sendo que a taxa de trabalho específico conferida ao material à base de gordura é determinada pelo controle de um ou mais dentre o(s) parâmetro(s) de controle, de modo que o trabalho específico conferido pelos meios de
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94/108 aplicação de energia em um tempo t após o início da etapa (a) satisfaça a relação determinada na equação 1:
lnrit = A — B ) onde:
(i) eta (/}t) denota a viscosidade no tempo t' após o início da etapa (a) do material à base de gordura medida como viscosidade plástica de acordo com o método ICA 46 (2000);
(ii) ômega (ro t) denota a quantidade total de trabalho específico conferida ao material à base de gordura após o tempo t' desde o início da etapa (a) calculada a partir da potência e da vazão como determinada pela equação (2):
g (2), onde:
Pt denota a potência (medida em quilowatts (kW)) conferida ao material à base de gordura pelos meios de aplicação de energia no tempo t' após o início da etapa (a) Qt denota a vazão instantânea (medida em kg por hora (kg/h)) do material à base de gordura através dos meios de aplicação de energia no tempo t' após o início da etapa (a);e (iii) A é de 0,5 a 0,7; e (iv) B é de 0,3 a 0,6.
(c) impedir que os meios de aplicação de energia após t = T confiram trabalho específico ao material à base de gordura, sendo o tempo T determinado a partir das equações (1) e (2) e da viscosidadealvo predeterminada (/jaivo).
2. Processo, como definido na cláusula 1, sendo que o material à base de gordura é um material de chocolate (de preferência
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95/108 chocolate ou composto) e o processo é usado para liquefazer o material de chocolate (ou seja, a viscosidade-alvo predeterminada (ηαινο) é líquida).
3. Processo, como definido anteriormente, que usa um aparelho dotado de pelo menos um meio sensor associado ao mesmo, e sendo que na etapa (a) o meio sensor mede pelo menos um atributo do material à base de gordura para gerar pelo menos um parâmetro de entrada usado direta ou indiretamente para calcular o pelo menos um parâmetro de controle com o uso da equação (1) e, opcionalmente, também da equação (2).
4. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que a potência média (média) liberada durante a duração das etapas (a) e (b) é denotada como Pm que é calculada a partir da medição da potência instantânea Pt usada em vários tempos ‘V diferentes e/ou calculando-se a média da potência total aplicada ro ao longo do tempo de duração total ‘Τ' da etapa (a); e a vazão média (média) (medida em kg por hora (kg/h)) do material à base de gordura através dos meios de aplicação de energia liberada durante a duração das etapas (a) e (b) é denotada como Qm que é calculada a partir da medição da potência instantânea Qt usada em vários tempos ‘V diferentes e onde a quantidade total de trabalho específico que precisa ser conferido ao material à base de gordura durante as etapas (a) e (b) para obter a viscosidade-alvo predeterminada (ηαινο) é denotada por cr calculada a partir da equação (1 A):
Ιηηαίνο = A — B Ιητσ (1A);
e onde o trabalho específico total ro conferido ao material à
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96/108 base de gordura durante as etapas (a) e (b) pode também ser determinado pela equação (2A):
cr = (2A)
Qm V 7 e onde o tempo T (que é a duração na qual os meios de aplicação de energia conferem trabalho específico ro ao material comestível à base de gordura na etapa (a)) pode ser determinado a partir dos valores Pm e/ou Qm s.
5. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que A é de 0,5 a 0,7.
6. Processo, como definido na cláusula 5, sendo que A é de 0,55 a 0,65.
7. Processo, como definido na cláusula 6, sendo que A é de 0,57 a 0,61.
8. Processo, como definido na cláusula 7, sendo que A é de 0,580 a 0,605.
9. Processo, como definido na cláusula 8, sendo que A é de 0,5900 a 0,6000.
10. Processo, como definido na cláusula 9, sendo que A é de 0,592 para 3 algarismos significativos.
11. Processo, como definido na cláusula 9, sendo que A é 0,5919 para 4 algarismos significativos.
12. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que B é de 0,3 a 0,6.
13. Processo, como definido na cláusula 12, sendo que B é de 0,35 a 0,55.
14. Processo, como definido na cláusula 13, sendo que B é de 0,37 a 0,50.
15. Processo, como definido na cláusula 14, sendo que B é de 0,410 a 0,440.
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16. Processo, como definido na cláusula 15, sendo que B é de 0,4200 a 0,4300.
17. Processo, como definido na cláusula 16, sendo que B é 0,427 para 3 algarismos significativos.
18. Processo, como definido na cláusula 17, sendo que B é 0,4268 para 4 algarismos significativos.
19. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, para redução da viscosidade de um material comestível à base de gordura onde na etapa (a) os meios de aplicação de trabalho compreendem uma etapa de misturação usando um meio de misturação, sendo que a taxa de misturação é controlada por um ou mais dos parâmetros de controle.
20. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, para reduzir a viscosidade de um material comestível à base de gordura até que ele atinja uma viscosidade alvo de 2 a 6 Pa.s.
21. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que a viscosidade do material comestível à base de gordura é reduzida sem a necessidade de uma etapa de redução de umidade antes ou durante a etapa (a).
22. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que a viscosidade-alvo é de 2 a 6 Pa.s e é obtida com um material comestível à base de gordura compreendendo de 0,8% a 1,5%, em peso, de umidade.
23. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que os meios de aplicação de energia são controlados mediante definição e/ou ajuste de um ou mais parâmetros de controle para garantir que a taxa de trabalho específico conferida ao material à base de gordura satisfaça a equação (1) durante a etapa (a).
24. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que os meios de aplicação de energia são controlados
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98/108 através do cálculo inicial da taxa de trabalho específico com o uso da equação (1) e definindo-se um ou mais parâmetros de controle, de modo que a taxa inicial dos meios de aplicação de energia permaneça substancialmente constante durante toda a etapa (a).
25. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que a taxa de trabalho específico conferida ao material à base de gordura e/ou a viscosidade do material à base de gordura são monitoradas durante a etapa (a) e esses valores são alimentados para um meio de controle automático de modo que um ou mais dos parâmetros de controle são ajustados para operar os meios de aplicação de energia para garantir que a taxa de trabalho específico conferida ao material à base de gordura satisfaça a equação (1) durante toda a etapa (a).
26. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que o meio de controle compreende um ou mais sensores e/ou unidades de controle operados por um computador.
27. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que os meios de aplicação de energia são controlados por um ou mais parâmetros de controle gerados por um ou mais modelos que usam a equação (1) para calcular os parâmetros de controle.
28. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que o material comestível à base de gordura é um material de confeitaria à base de gordura.
29. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que o material comestível à base de gordura é um material de chocolate.
30. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que o material comestível à base de gordura é uma massa de chocolate ou massa de composto.
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31. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que a taxa de trabalho é determinada pela equação (1A):
Ιηη = 0,5919 - 0,4268 In ω (1 A)
32. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que os parâmetros de controle são definidos e/ou ajustados com o uso da equação (1) para otimizar uma propriedade selecionada dentre:
a eficiência energética do processo e/ou rendimento do material à base de gordura durante todo o processo.
33. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que o processo compreende adicionalmente as préetapas (D) (E) e (F) executadas antes das etapas (a) e (b) de;
(D) adicionar o material comestível à base de gordura a um receptáculo que compreende um orifício de entrada; e orifício de saída e ao menos uma superfície interior afunilada dotada de meios de afrouxamento situados sobre ou próximo à mesma, sendo que o orifício de saída do receptáculo está em conexão fluida com o conduto de entrada da câmara de processamento;
(E) operar os meios de afrouxamento de forma suficiente para soltar e/ou substancialmente remover o material à base de gordura aderido à superfície interior;
(F) transportar o material à base de gordura do receptáculo até os meios de aplicação de energia usados na etapa (a) através do orifício de saída do receptáculo e do conduto de entrada da câmara de processamento.
34. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que o processo compreende adicionalmente as pré
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100/108 etapas (G) e (H) executadas antes das etapas (a) e (b) de:
(G) refinar o material comestível à base de gordura em um refinador com uma saída conectada de modo fluido ao conduto de entrada e à câmara de processamento usada na etapa (a), submetendo o material a um cisalhamento de pelo menos 200,000 s-1 (alto cisalhamento) por tempo suficiente para formar uma massa em pó, que é usada diretamente nas etapas (a) e (b), (H) transportar a massa em pó refinada de alto cisalhamento da etapa (E) através da saída e do conduto de entrada até os meios de aplicação de energia usados na etapa (a).
35. Processo, como definido em qualquer uma das cláusulas anteriores, sendo que o processo compreende adicionalmente as préetapas (J) e (K) executadas antes das etapas (a) e (b) de:
(J) refinar o material comestível à base de gordura tendo aglomerados sólidos no mesmo em um refinador com uma saída conectada de modo fluido ao conduto de entrada e à câmara de processamento usada na etapa (a), submetendo o material a um cisalhamento de no máximo 200.000 s1 (baixo cisalhamento) e uma energia de misturação total de no máximo 1000 kW (baixa energia) calculada a uma vazão de material de 20 kg/minuto; sendo que a misturação de baixo cisalhamento e baixa energia é realizada por tempo suficiente para substancialmente decompor os aglomerados e as interações íntimas de quaisquer sólidos com a gordura para produzir uma massa pastosa na qual os sólidos contidos na mesma são substancialmente revestidos com gordura; a massa pastosa sendo usada diretamente nas etapas (a) e (b); e (K) transportar a massa pastosa refinada de baixo cisalhamento e baixa energia da etapa (J) através da saída e do conduto de entrada até os meios de aplicação de energia usados na etapa (a).
36. Aparelho adequado ao uso em um processo, como
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101/108 definido em qualquer uma das cláusulas 1 a 35, sendo que o aparelho compreende:
i) opcionalmente um recipiente adequado para receber um material comestível à base de gordura;
ii) um conduto de entrada opcionalmente em conexão fluida com o receptáculo, quando presente, sendo que o conduto é adequado para transporte do material à base de gordura para uma câmara de processamento;
iii) uma câmara de processamento que compreende um meio de aplicação de energia, sendo que os meios de aplicação de energia são capazes de conferir trabalho específico ao material comestível à base de gordura no interior da câmara para reduzir a viscosidade do material;
iv) opcionalmente um conduto de saída em conexão fluida com a câmara de processamento, de modo que o material de viscosidade reduzida pode ser transportado através do conduto de saída para ser coletado para uso subsequente e/ou para outro aparelho para processamento adicional;
caracterizado pelo fato de que:
A) o conduto de entrada e/ou a câmara de processamento (e, opcionalmente, o receptáculo, quando presente) compreende um ou mais sensores que medem parâmetros de entrada, sendo que os parâmetros de entrada são capazes de determinar direta e/ou indiretamente: a viscosidade do material comestível à base de gordura; e/ou o trabalho específico e/ou teórico liberado pelos meios de aplicação de energia ao material à base de gordura; e
B) os meios de aplicação de energia são controláveis pelos meios de controle operados por parâmetros de controle em um circuito de realimentação para controlar a quantidade instantânea de trabalho liberada para o material à base de gordura, sendo que os meios de
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102/108 controle e os meios de detecção estão em conexão direta ou indireta, de modo que os parâmetros de controle podem ser gerados direta e/ou indiretamente em resposta a alterações nos parâmetros de entrada para satisfazer a equação (1).
37. Aparelho, como definido na cláusula 36 para reduzir a viscosidade de uma mistura à base de gordura em um processo, como definido em qualquer uma das cláusulas 1 a 35, sendo que o dispositivo compreende um meio de aplicação de energia controlado por um ou mais parâmetros de controle determinado pela equação (1).
38. Aparelho, como definido na cláusula 36 ou 37, sendo que os meios de aplicação de energia são selecionados dentre um misturador de alto cisalhamento, um misturador de rosca dupla e/ou uma extrusora.
39. Aparelho, como definido em qualquer uma das cláusulas 36 a 38, compreendendo um receptáculo que compreende um orifício de entrada e superfícies interiores afuniladas e um orifício de saída, com meios de afrouxamento depositados sobre ou próximo a uma ou mais da superfície interior afunilada do recipiente para reduzir ou eliminar a tendência de o material aderir às ditas superfícies interiores, sendo que os meios de afrouxamento compreendem pelo menos uma superfície flexível deformável que é móvel em uma direção para dentro na direção oposta ao exterior do recipiente, sendo que pelo menos duas bordas opostas (de preferência três bordas, com mais preferência quatro bordas, com a máxima preferência substancialmente todas as bordas da circunferência) da superfície deformável são fixadas ao interior do recipiente e uma parte substancial da superfície deformável é livre para se mover em uma direção na direção oposta à superfície do recipiente ao qual é adjacente; sendo que a superfície móvel forma ao menos uma parte da superfície interior do recipiente exposta ao seu conteúdo e consistindo em material que é adequado para entrar em contato com
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103/108 alimentos, sendo que a superfície flexível é ajustável para deformar a superfície interior do recipiente suficientemente para soltar e substancialmente remover qualquer mistura à base de gordura que tenha aderido ao mesmo, para auxiliar no transporte do material dentro do recipiente do orifício de entrada até o orifício de saída.
40. Aparelho, como definido nas cláusulas 36 a 39, sendo que o aparelho compreende um pré-refinador situado antes da câmara de processamento que tem um conduto de saída em conexão fluida com o conduto de entrada da câmara de processamento de modo que a saída do refinador seja um intermediário que pode ser usado diretamente na etapa (a) e (b) da presente invenção.
41. Aparelho, como definido na cláusula 40, sendo que o receptáculo é dotado de meios de afrouxamento associados com o mesmo, fornecidos entre a saída do refinador e a entrada da câmara de processamento (mantendo a conexão fluida entre eles) para reduzir ou eliminar a tendência de a massa aderir ao aparelho.
42. Aparelho, como definido na cláusula 41, sendo que é fornecido um meio para reduzir a pressão do material que sai do orifício de saída do refinador antes de o material refinado entrar no orifício de entrada da câmara de processamento.
43. Aparelho, como definido na cláusula 42, sendo que a saída do refinador de alto cisalhamento é orientada de forma substancialmente vertical acima da câmara de processamento de conduto de entrada, de modo que o material possa ser alimentado na mesma, no todo ou em parte, por ação da gravidade.
44. Dispositivo de controle adequado para uso em conjunto com pelo menos um dentre: um processo da presente invenção, como definido em qualquer uma das cláusulas 1 a 35; um aparelho, como definido em qualquer uma das cláusulas 36 a 43; e/ou um aparelho capaz de ser usado em pelo menos uma etapa de um processo, como
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104/108 definido em qualquer uma das cláusulas 1 a 35; sendo que o dispositivo de controle compreende ao menos uma unidade separada e/ou separável do aparelho do e/ou usado com o processo da invenção; sendo que o aparelho compreende: ao menos um meio de aplicação de energia para conferir uma quantidade de trabalho específico a um material comestível à base de gordura para reduzir a viscosidade do material comestível à base de gordura; e pelo menos um meio sensor associado com o aparelho para gerar pelo menos um parâmetro de entrada a partir do mesmo; sendo que o meio de controle compreende: pelo menos uma interface de entrada capaz de ser conectada com o pelo menos um meio sensor para receber pelo menos um parâmetro de entrada a partir dele; e pelo menos uma interface de saída capaz de ser conectada com o pelo menos um meio de aplicação de energia para enviar pelo menos um parâmetro de controle ao mesmo; sendo que durante a operação do processo da invenção; e/ou aparelho da e/ou usado na invenção, sendo que o meio de controle é capaz de:
receber através da pelo menos uma interface de entrada o pelo menos um parâmetro de entrada do pelo menos um meio sensor;
com o uso do ao menos um parâmetro de entrada e a equação (1) para calcular o ao menos um parâmetro de controle; e transmitir o pelo menos um parâmetro de controle através da pelo menos uma interface de saída para o pelo menos um meio de aplicação de energia para controlar o pelo menos um meio de aplicação de energia para satisfazer a equação (1).
45. Uso de um dispositivo de controle, como definido na cláusula 44, com o propósito de controlar a viscosidade em um processo, como definido em qualquer uma das cláusulas 1 a 35.
46. Uso, como definido na cláusula 45, para controlar um aparelho, como definido em qualquer uma das cláusulas 36 a 43.
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47. Uso, como definido na cláusula 46, para controlar um aparelho para reduzir a viscosidade de um material à base de gordura.
48. Uso, como definido na cláusula 47, sendo que o aparelho é uma concha convencional.
49. Método para modificar um aparelho para que ele possa ser usado em um processo, como definido em qualquer uma das cláusulas 1 a 35, sendo que o aparelho compreende um meio de aplicação de energia capaz de reduzir a viscosidade de um material comestível à base de gordura, o método compreendendo as etapas de:
a) fornecer um dispositivo de controle da invenção;
b) adicionar opcionalmente meios sensores ao aparelho;
c) associar o dispositivo de controle para operar os meios de aplicação de energia de acordo com a equação (1) durante um processo para reduzir a viscosidade de um material comestível à base de gordura.
50. Composição comestível à base de gordura obtida e/ou obtenível por um processo, como definido em qualquer uma das cláusulas 1 a 35.
51. Composição, conforme definida na cláusula 50, que é uma composição de confeitaria à base de gordura.
52. Composição, conforme definida na cláusula 51, que é um material de chocolate.
53. Composição, conforme definida na cláusula 52, que é chocolate ou composto.
54. Composição, conforme definida em qualquer uma das cláusulas 50 a 53 que tem uma viscosidade (PV) de 2 a 6 Pa.s.
55. Composição, conforme definida na cláusula 54, que tem uma viscosidade (PV) de 3 a 5 Pa.s.
56. Composição, conforme definida em qualquer uma das cláusulas 50 a 55, que tem um limite elástico (YS) de 4 a 10 Pa.
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57. Composição, conforme definida na cláusula 56, que tem um limite elástico (YS) de 5 a 8 Pa.s.
58. Composição à base de gordura, conforme definida em qualquer uma das cláusulas 50 a 57, que tem um teor de umidade de pelo menos 0,8%, em peso, com base no peso total do material à base de gordura.
59. Composição de chocolate ou composto que tem um teor de umidade de pelo menos 0,8%, em peso, com base no peso total do chocolate ou composto.
60. Composição, conforme definida em qualquer uma das cláusulas 58 ou 59 que tem um teor de umidade de 0,9 a 5%.
61. Composição, conforme definida em qualquer uma das cláusulas 58 a 60, que tem um teor de umidade de 1,0% a 4,0%.
62. Composição, conforme definida em qualquer uma das cláusulas 58 a 61, que tem um teor de umidade de 1,1 % a 3,0%.
63. Composição, conforme definida em qualquer uma das cláusulas 58 a 62, que tem um teor de umidade de 1,2% a 2,0%.
64. Composição, conforme definida em qualquer uma das cláusulas 58 a 63, que tem um teor de umidade de 1,2% a 1,5%.
65. Uso, em um processo de aspersão, de uma composição comestível à base de gordura, conforme definida em qualquer uma das cláusulas 50 a 64 que tem um baixo teor de gordura, menor que 50% em peso com base no peso da composição, sendo a composição preparada no processo, como definido em qualquer uma das cláusulas 1 a 38 para ter uma baixa viscosidade de 2 a 6 Pa.s.
66. Processo para aspergir uma composição comestível à base de gordura, conforme definida em qualquer uma das cláusulas 50 a 64, sobre um substrato da composição que tem um baixo teor de gordura, menor que 50% em peso com base no peso da composição,
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107/108 sendo a composição preparada no processo da invenção para ter uma baixa viscosidade de 2 a 6 Pa.s.
67. Uso de um processo, como definido em qualquer uma das cláusulas 1 a 35, com a finalidade de produzir uma composição comestível à base de gordura, conforme definida em qualquer uma das cláusulas 50 a 64, sendo que a composição compreende uma alta proporção (pelo menos 50 partes em peso) de um polimorfo desejado com base em 100 partes em peso sendo a quantidade total do material.
68. Uso, como definido na cláusula 67, com o propósito de produzir chocolate ou composto que compreende pelo menos 60 partes em peso de um polimorfo de manteiga de cacau da Forma VI com base em 100 partes em peso sendo a quantidade total da manteiga de cacau.
69. Composição comestível à base de gordura, conforme definida em qualquer uma das cláusulas 50 a 64, que compreende uma alta proporção (pelo menos 50 partes em peso) de um polimorfo desejado com base em 100 partes em peso, sendo a composição preparada no processo, como definido em qualquer uma das cláusulas 1 a 38.
70. Composição comestível à base de gordura, conforme definida na cláusula 69, que é chocolate ou composto, compreendendo pelo menos 60 partes em peso de um polimorfo de manteiga de cacau da Forma VI com base em 100 partes em peso sendo a quantidade total da manteiga de cacau.
71. Processo para preparar uma composição comestível à base de gordura, conforme definida em qualquer uma das cláusulas 50 a 64, compreendendo uma alta proporção (pelo menos 50 partes em peso) de um polimorfo desejado com base em 100 partes em peso sendo a quantidade total da composição, sendo que o processo compreende as etapas (a) e (b), conforme descrito em qualquer uma das cláusulas 1 a 35 e sendo que, opcionalmente, o processo é isento
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108/108 de etapas que compreendem temperagem adicional e/ou a adição de cristais-semente.
72. Processo, como definido na cláusula 71, para o preparo de chocolate ou composto, compreendendo pelo menos 60 partes em peso de um polimorfo de manteiga de cacau da Forma VI com base em 100 partes em peso sendo a quantidade total da manteiga de cacau.
73. Uso de um processo, como definido em qualquer uma das cláusulas 1 a 35, com o propósito de produzir uma composição comestível à base de gordura, conforme definida em qualquer uma das cláusulas 50 a 64 ou 69 ou 70, sendo que a composição tem melhor resistência ao calor em comparação com a mesma composição à base de gordura preparada de modo idêntico, exceto que tem a viscosidade reduzida por um processo diferente daquele definido em qualquer uma das cláusulas 1 a 35.
74. Uso, como definido na cláusula 73, com o propósito de produzir uma composição, conforme definida em qualquer uma das cláusulas 50 a 64 ou 69 ou 70, que tem retenção de formato melhorada e/ou menos separação de óleo após aquecimento.
75. Composição comestível à base de gordura resistente ao calor, conforme definida em qualquer uma das cláusulas 50 a 64 ou 69 ou 70, sendo preparada com o processo como definido em qualquer uma das cláusulas 1 a 35.
76. Chocolate ou composto resistente ao calor, como definido na cláusula 75, que tem retenção de formato melhorada e/ou menos separação de óleo após o aquecimento.

Claims (16)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Material comestível à base de gordura, caracterizado por ser obtido e/ou obtenível por um processo que usa um aparelho que compreende um meio de aplicação de energia operado por pelo menos um parâmetro de controle para conferir uma quantidade total de trabalho específico denotada por a um material comestível à base de gordura durante um período de tempo total denotado por T, para reduzir a viscosidade do material para atingir uma viscosidade-alvo predeterminada (rçaZro), sendo que o processo compreende as etapas de:
    (a) conferir trabalho específico gj ao material comestível à base de gordura usando os meios de aplicação de energia, sendo que a quantidade de trabalho que foi conferida até um instante de tempo denotada por t é denotada por nrt;
    (b) controlar os meios de aplicação de energia para atingir uma viscosidade-alvo predeterminada (rçaZro); quando a taxa instantânea na qual o trabalho específico é conferida no instante de tempo t e/ou a quantidade total de trabalho específico conferida durante a etapa (a) (nrt ou seja, quando t = T) é determinada por ao menos um parâmetro de controle para satisfazer a relação determinada na equação 1:
    Ιηηί = A — B InrUf- (1) onde:
    (i) eta (/}t) denota a viscosidade no instante de tempo t' medido como viscosidade plástica, de acordo com o método ICA 46 (2000);
    (ii) ômega (ro de t) denota a quantidade de trabalho específico conferida ao material à base de gordura após o instante de
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  2. 2/7 tempo t'; e (iii) A é de 0,5 a 0,7; e (iv) B é de 0,3 a 0,6; e (c) impedir que os meios de aplicação de energia confiram trabalho específico ao material à base de gordura, após a etapa (a) ter sido realizada durante um período de tempo total denotado por T; onde: o instante de tempo t é a soma do tempo durante o qual a etapa (a) foi realizada no material à base de gordura até o tempo T; e o período de tempo T é o período em que a etapa (a) precisará ser realizada para alcançar a viscosidade-alvo predeterminada (/jaivo) sendo que o período de tempo T é calculado usando: a viscosidade-alvo predeterminada (/jaivo) e a equação (1) [ou seja, onde t = T].
    2. Material comestível à base de gordura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por no instante de tempo t na etapa (a) o material à base de gordura flui nos meios de aplicação de energia a uma vazão instantânea denotada por Qt; os meios de aplicação de energia são operados para conferir uma potência instantânea ao material à base de gordura denotada por Pt; e a quantidade de trabalho específico ômega (ro t) conferida ao material à base de gordura durante a etapa (a) até o instante de tempo t é calculada a partir da equação (2):
    g (2), onde:
    Pt denota a potência instantânea (medida em quilowatts (kW)) conferida ao material à base de gordura pelos meios de aplicação de energia no instante de tempo t'
    Qt denota a vazão instantânea (medida em kg por hora (kg/h)) do material à base de gordura pelos meios de aplicação de
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  3. 3/7 energia no instante de tempo t'.
    3. Material comestível à base de gordura, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o aparelho ter pelo menos um meio sensor associado com o mesmo, e sendo que na etapa (a) o meio sensor mede pelo menos um atributo do material à base de gordura para gerar pelo menos um parâmetro de entrada usado direta ou indiretamente para calcular o pelo menos um parâmetro de controle com o uso da equação (1) e, opcionalmente, também da equação (2).
  4. 4. Material comestível à base de gordura, caracterizado por ser obtido e/ou obtenível por um processo para conferir trabalho específico a um material comestível à base de gordura para reduzir a viscosidade do material até que ele atinja uma viscosidade-alvo, sendo que o processo compreende as etapas de:
    (a) conferir trabalho específico ao material comestível à base de gordura com o uso de um meio de aplicação de energia operado por um ou mais parâmetro(s) de controle, sendo que a taxa na qual o trabalho específico é conferido ao material é determinada por um ou mais do(s) parâmetro(s) de controle;
    (b) impedir que os meios de aplicação de energia confiram trabalho específico adicional ao material comestível à base de gordura, assim que a viscosidade do material comestível à base de gordura atingir uma viscosidade-alvo, onde a taxa de trabalho específico conferida ao material à base de gordura é determinada pela fixação e/ou ajuste de um ou mais dentre o(s) parâmetro(s) de controle, de modo que o trabalho específico conferido pelo meio de aplicação de energia satisfaça a relação determinada na equação 1:
    Ιηη = A — B In ω (1)
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    4/7 onde:
    (i) eta (η) denota a viscosidade do material à base de gordura após a etapa (c) medida como viscosidade plástica de acordo com o método ICA 46 (2000).
    (ii) ômega (ro) denota trabalho específico calculado a partir de:
    onde:
    O trabalho específico está relacionado à potência e à vazão P é a potência (kW) conferida ao material à base de gordura durante a etapa (a) pelos meios de aplicação de energia operando a uma determinada capacidade de processamento (kg/h).; e (iii) A é uma constante relacionada à viscosidade (Pa.s) quando o trabalho específico tende a 1,0 (ro^ 1,0) e B representa a constante adimensional relacionada com a taxa de redução de viscosidade por trabalho específico aplicado (Ln η / Ln ro) onde
    A é de 0,5 a 0,7; e
    B é de 0,3 a 0,6.
  5. 5. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por A ser de 0,5 a 0,7, de preferência de 0,55 a 0,65, de preferência de 0,57 a 0,61, de preferência de 0,580 a 0,605, de preferência de 0,5900 a 0,6000 ou ser de 0,592 para 3 algarismos significativos ou de 0,5919 para 4 algarismos significativos.
  6. 6. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por B ser de 0,3 a 0,6, de preferência de 0,35 a 0,50, de preferência de 0,37 a 0,50, de preferência de 0,410 a 0,440,
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    5/7 de preferência de 0,4200 a 0,4300 ou ser de 0,427 para 3 algarismos significativos ou de 0,4268 para 4 algarismos significativos.
  7. 7. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo material comestível à base de gordura ser um material de confeitaria à base de gordura, de preferência um material de chocolate, e, de preferência, massa de chocolate ou massa de composto.
  8. 8. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a taxa de trabalho ser determinada pela equação (1A):
    Ιηη = 0,5919 - 0,4268 In ω (1 A)
  9. 9. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por ter uma viscosidade (PV) de 2 a 6 Pa.s, de preferência de 3 a 5 Pa.s.
  10. 10. Material, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por ter um limite elástico (YS) de 4 a 10 Pa, de preferência de 5 a 8 Pa.
  11. 11. Composição comestível à base de gordura, de acordo com a reivindicação 3 ou 1, caracterizada por ser chocolate ou composto compreendendo pelo menos 60 partes em peso de um polimorfo de manteiga de cacau da Forma VI com base em 100 partes em peso sendo a quantidade total da manteiga de cacau.
  12. 12. Material comestível à base de gordura resistente ao calor, caracterizado por ser de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores.
  13. 13. Material de chocolate, caracterizado por ter pelo menos 1,3% de umidade, em peso, do peso total do material de chocolate ou ser um material de chocolate preparado por outros processos além de
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    6/7 um processo de esfarelamento e por ter pelo menos 0,8% de umidade em peso do peso total do material de chocolate, de preferência sendo que o material de chocolate é um material, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.
  14. 14. Material, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ter um teor de umidade de 0,8% a 5%, em peso.
  15. 15. Processo para conferir trabalho específico a um material comestível à base de gordura para reduzir a viscosidade do material até que ele atinja uma viscosidade-alvo predeterminada (ηαΐνο), caracterizado por compreender as etapas de:
    (a) conferir uma quantidade total de trabalho específico ro ao material comestível à base de gordura com o uso de um meio de aplicação de energia operado por um ou mais parâmetros de controle, sendo que tanto a taxa como a quantidade total de trabalho específico conferidas ao material é determinada pelo um ou mais dentre os parâmetros de controle; e onde o material à base de gordura flui através do meio de aplicação de energia a uma vazão instantânea em um dado momento no tempo t após o início da etapa (a) cujo fluxo é denotado por Qt (b) controlar os meios de aplicação de energia significa atingir uma viscosidade-alvo predeterminada (rçaZro); onde a taxa de trabalho específico conferida ao material à base de gordura é determinada pelo controle de um ou mais dentre o(s) parâmetro(s) de controle, de modo que o trabalho específico conferido pelos meios de aplicação de energia em um tempo t' após o início da etapa (a) satisfaça a relação determinada na equação 1:
    /nr/t = A — B InrUf- (1) onde:
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    7/7 (i) eta (/}t) denota a viscosidade no tempo t' após o início da etapa (a) do material à base de gordura medida como viscosidade plástica de acordo com o método ICA 46 (2000);
    (ii) ômega (rot) denota a quantidade total de trabalho específico conferida ao material à base de gordura após o tempo t' desde o início da etapa (a) calculada a partir da potência e da vazão como determinado pela equação (2):
    = — (2), onde: Qt
    Pt denota a potência (medida em quilowatts (kW)) conferida ao material à base de gordura pelos meios de aplicação de energia no tempo t' após o início da etapa (a) Qt denota a vazão instantânea (medida em kg por hora (kg/h)) do material à base de gordura através dos meios de aplicação de energia no tempo t' após o início da etapa (a);e (iii) A é de 0,5 a 0,7; e (iv) B é de 0,3 a 0,6.
    (c) impedir que os meios de aplicação de energia após t = T confiram trabalho específico ao material à base de gordura, sendo o tempo T determinado a partir das equações (1) e (2) e da viscosidadealvo predeterminada (/jaivo).
  16. 16. Processo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender o material, como definido em qualquer das reivindicações 1 a 14.
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