BR112020022823A2

BR112020022823A2 - método e aparelho para a fabricação de pós secos

Info

Publication number: BR112020022823A2
Application number: BR112020022823-0A
Authority: BR
Inventors: Maxwell Scott; Rodney Brown
Original assignee: Biomass Technologies Pty Ltd
Priority date: 2018-05-10
Filing date: 2018-05-10
Publication date: 2021-02-02
Also published as: CN112368059B; EP3790637A4; ZA202007640B; CN112368059A; AU2018422281B2; WO2019213685A1; PH12020551472A1; JP6983336B2; GB202019416D0; JP2021511819A; US20210077965A1; DK3790637T3; NZ767414A; GB2586563A; US11186881B2; AU2018422281A1; EP3790637B1; GB2586563B; EP3790637A1

Abstract

  "MÉTODO E APARELHO PARA A FABRICAÇÃO DE PÓS SECOS". A presente invenção refere-se a um método de produção de um produto em pó homogêneo a partir de um produto de partida em um estado líquido, o produto de partida tendo açúcares com pelo menos 60% de seus sólidos totais, o método compreendendo: na ausência de ar: pressurizar o produto de partida a uma pressão maior do que 1 bar; injetar um gás dentro do produto de partida para formar uma mistura na qual o produto de partida é substancialmente saturado pelo gás; e desgaseificar a mistura em uma corrente contínua de gás de transporte de modo que, ao contato com o gás de transporte, a água a partir da mistura evapora para deixar o produto em pó homogêneo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO E APARELHO PARA A FABRICAÇÃO DE PÓS SECOS". Referência Cruzada Aos Pedidos Relacionados

[0001] O presente pedido reivindica a prioridade do pedido de patente provisório australiano número 2017901770 depositado em 12 de maio de 2017, cujo conteúdo é aqui incorporado por referência em sua totalidade. Campo da Técnica

[0002] A presente descrição refere-se a um método e aparelho para a fabricação de pós secos a partir de alta concentração de açúcar, líquidos de baixo ponto de transição de vidro. Antecedentes

[0003] Alta concentração de açúcar, líquidos de baixo ponto de transição de vidro (Tg) extraídos de produtos naturais, como cana-de- açúcar, vegetais e frutas contêm uma abundância de vitaminas e minerais, incluindo cálcio, cromo, cobalto, cobre, magnésio, manganês, fósforo, potássio e zinco. Alguns desses extratos também contêm ferro e vitaminas A, C, B1, B2, B3, B5 e B6 juntamente com uma alta concentração de fitonutrientes, antioxidantes e outros compostos promotores da saúde.

[0004] Uma técnica comum para converter alguns desses extratos a partir de sua forma líquida em produtos em pó seco envolve a desidratação por fervura, que resulta em um produto seco e cristalino rico em açúcar. No entanto, esse processo de fervura leva à remoção ou destruição de componentes desses extratos que apresentam benefícios positivos à saúde quando consumidos.

[0005] Em uma tentativa de manter compostos que promovem a saúde durante a secagem, foram feitas tentativas de pulverizar extratos secos com alto teor de açúcar e baixa Tg usando secadores por pulverização convencionais conhecidos na técnica. As referidas técnicas convencionais envolvem o aquecimento de um extrato líquido a uma temperatura na qual a água no líquido é convertida em vapor quando é pulverizada no secador. Este aquecimento não é apenas prejudicial para o produto final, mas também causa problemas no secador em virtude da alta concentração de açúcar e baixa Tg do produto que está sendo seco. A temperatura em secadores convencionais é tão alta que cristais de açúcar se formam nas paredes do secador em virtude da alta temperatura. Isso levou os fabricantes a adicionar açúcares de alta Tg, como lactose ou maltodextrina, ao extrato líquido antes da secagem, a fim de elevar a Tg geral da mistura ao ponto em que possa ser seca com sucesso sem derreter no impacto com as paredes do secador por pulverização. A quantidade de maltodextrina necessária para atingir a secagem de uma mistura pode exceder 50% do produto final. Além disso, o produto em pó final só pode ser seco até cerca de 50% de sólidos totais usando tais processos.

[0006] Há uma necessidade de um método de baixo custo para a produção de um produto em pó com alto teor de sólidos a partir de um alto teor de açúcar, extrato líquido de baixa Tg, o produto final mantendo alguns ou todos os componentes de promoção da saúde encontrados em sua forma liquida original.

[0007] Qualquer discussão de documentos, atos, materiais, dispositivos, artigos ou semelhantes que tenham sido incluídos no presente relatório descritivo não deve ser tomada como uma admissão de que qualquer um ou todos esses assuntos fazem parte da base da técnica anterior ou foram conhecimento geral comum no campo relevante para a presente descrição, uma vez que existia antes da data de prioridade de cada uma das reivindicações anexas. Sumário

[0008] De acordo com um aspecto da descrição, é proporcionado um método de produção de um produto em pó homogêneo a partir de um produto de partida em um estado líquido, o produto de partida tendo açúcares como pelo menos 60% de seus sólidos totais, o método compreendendo: na ausência de ar: pressurizar o produto de partida a uma pressão maior do que 1 bar; injetar um gás dentro do produto de partida para formar uma mistura na qual o produto de partida é substancialmente saturado pelo gás; e desgaseificar a mistura em uma corrente contínua de gás de transporte de modo que, ao contato com o gás de transporte, a água a partir da mistura evapora para deixar o produto em pó homogêneo. Em algumas modalidades, de modo a alcançar saturação substancial, a taxa de injeção de gás por volume com base na massa seca do produto de partida pode ser maior do que 10 litros normais por quilograma por minuto (nl·kg−1·mn−1), o volume de gás sendo expresso sob condições normais de temperatura e pressão.

[0009] De acordo com outro aspecto da descrição, é proporcionado um método de produção de um produto em pó homogêneo a partir de um produto de partida em um estado líquido, o extrato de cana de açúcar tendo uma viscosidade maior do que 300 centipoise e tendo açúcares com pelo menos 85% de seus sólidos totais, o método compreendendo: na ausência de ar: pressurizar o extrato de cana de açúcar a uma pressão maior do que 4 bar; injetar dióxido de carbono dentro do produto de partida para formar uma mistura na qual o produto de partida é substancialmente saturado pelo dióxido de carbono de modo a formar uma solução compreendendo ácido carbônico e o produto de partida; e desgaseificar a mistura em uma corrente contínua de gás de transporte de modo que, ao contato com o gás de transporte, a água a partir da mistura evapora para deixar o produto em pó homogêneo. A taxa de injeção de dióxido de carbono por volume com base na massa seca do produto de partida é preferivelmente maior do que 10 nl·kg−1·mn−1, o volume de gás sendo expresso sob condições normais de temperatura e pressão.

[0010] De acordo com outro aspecto da descrição, é proporcionado um aparelho para a produção de um produto em pó homogêneo a partir de um produto de partida em um estado líquido, o produto de partida tendo açúcares com pelo menos 60% de seus sólidos totais, o aparelho compreendendo: um dispositivo de tratamento termomecânico configurado para misturar um gás com o produto de partida para formar uma mistura na qual o produto de partida é substancialmente saturado pelo gás; e um dispositivo de desgaseificação configurado para desgaseificar a mistura em uma corrente contínua de gás de transporte de modo que, ao contato com o gás de transporte, a água a partir da mistura evapora para deixar o produto em pó homogêneo. A taxa de injeção de gás por volume com base na massa seca do produto de partida é preferivelmente maior do que 10 nl·kg−1·mn−1, o volume de gás sendo expresso sob condições normais de temperatura e pressão.

[0011] De acordo com outro aspecto da descrição, é proporcionado um método de produção de um produto em pó homogêneo a partir de um produto de partida em um estado líquido, o produto de partida tendo açúcares com pelo menos 60% de seus sólidos totais, o método compreendendo: na ausência de ar: pressurizar o produto de partida a uma pressão maior do que 1 bar; injetar um gás dentro do produto de partida para formar uma mistura compreendendo dióxido de carbono em uma quantidade em excesso de 35 gramas por 100 gramas de água no produto de partida; e desgaseificar a mistura em uma corrente contínua de gás de transporte de modo que, ao contato com o gás de transporte, a água a partir da mistura evapora para deixar o produto em pó homogêneo.

[0012] De acordo com outro aspecto da descrição, é proporcionado um aparelho para a produção de um produto em pó homogêneo a partir de um produto de partida em um estado líquido, o produto de partida tendo açúcares com pelo menos 60% de seus sólidos totais, o aparelho compreendendo: um dispositivo de mistura configurado para misturar um gás com o produto de partida para formar uma mistura compreendendo dióxido de carbono em uma quantidade em excesso de 35 gramas por 100 gramas de água no produto de partida, o produto de partida é substancialmente saturado pelo gás; e um dispositivo de desgaseificação configurado para desgaseificar a mistura em uma corrente contínua de gás de transporte de modo que, ao contato com o gás de transporte, a água a partir da mistura evapora para deixar o produto em pó homogêneo.

[0013] Ao longo deste relatório descritivo, a palavra "compreender", ou variações como "compreende" ou "compreendendo", serão entendidas como implicando a inclusão de um elemento declarado, inteiro ou etapa, ou grupo de elementos, inteiros ou etapas, mas não a exclusão de qualquer outro elemento, inteiro ou etapa, ou grupo de elementos, inteiros ou etapas. Breve Descrição dos Desenhos

[0014] A Figura 1 é um diagrama de fluxo de ilustrar um método de secar um produto com base em açúcar de acordo com uma modalidade da presente descrição;

[0015] A Figura 2 é uma imagem tomada por um microscópio eletrônico de varredura mostrando um produto formado usando um método de acordo com uma modalidade da descrição; e

[0016] A Figura 3 é uma imagem tomada por um microscópio eletrônico de varredura mostrando um produto formado usando um método de acordo com uma modalidade da descrição. Descrição das Modalidades

[0017] Modalidades da presente descrição se referem a métodos para a produção contínua de um produto em pó a partir de um produto rico em açúcar em forma líquida. Em particular, os métodos descritos nesse documento se referem predominantemente à produção de um produtos secos em pó a partir de soluções aquosas tendo mais do que 90% de seus sólidos totais (TS) produzidos a partir de açúcares e tendo uma temperatura de transição de vidro (Tg) menor do que 60°C. Exemplos de produtos de ocorrência natural tendo as propriedades acima incluem, mas são não limitadas a extrato de cana de açúcar (suco e xarope), mel, extratos de fruta (por exemplo, tal como suco e concentrados de manga, abacaxi e banana), extratos vegetais (suco e concentrado) e adoçantes naturais e artificiais.

[0018] Modalidades particulares da presente descrição serão descritas com referência a um produto genérico à base de açúcar. Será apreciado, no entanto, que os métodos aqui descritos podem ser usados para produzir um produto em pó seco a partir de muitos produtos aquosos naturais e artificiais com alto teor de açúcar e baixa Tg, tais como aqueles listados acima.

[0019] Métodos descritos nesse documento com referência às Figuras 1 a 3 permitem a produção contínua de um produto em pó a partir de um produto no estado líquido. Durante uma primeira etapa, um produto rico em açúcar em sua forma líquida é transformado em um estado viscoso, por exemplo, por evaporação. O produto rico em açúcar em seu estado viscoso então sofre uma etapa de secagem que inclui tratamento termomecânico e aeração.

[0020] A Figura 1 é um diagrama de fluxo 100 que ilustra um processo para converter um produto rico em açúcar em um estado líquido em um produto rico em açúcar em uma forma em pó. Em uma primeira etapa de concentração 102, o produto rico em açúcar no estado líquido, tipicamente tendo uma concentração de brix de entre 8 °Bx e 30 °Bx, é tratado para obter um produto rico em açúcar em um estado viscoso tendo uma concentração de brix de over 50 °Bx e preferivelmente entre 70 °Bx e 80 °Bx. A temperatura para evaporação é escolhida de modo a limitar danos ao produto líquido ao mesmo tempo em que ainda alcança a evaporação necessária. Em exemplos, o evaporador pode operar entre 40 °C e 45 °C, entre 45 °C e 50 °C, entre 55 °C e 60 °C, entre 60 °C e 65 °C, ou entre 65 °C e 70 °C. Para reduzir a temperatura de evaporação de água durante a evaporação, a evaporação pode ser realizada sob vácuo.

[0021] Em algumas modalidades, um evaporador, tal como a evaporador de filme descendente (e preferivelmente a evaporador de filme descendente de múltiplo efeito) pode ser usado. Nesse caso, pode haver um gradiente de temperatura sobre os efeitos do evaporador. Por exemplo, um evaporador de filme descendente de três efeitos pode operar a uma temperatura de cerca de 70 °C em seu primeiro efeito, cerca de 60 °C em seu segundo efeito e cerca de 50 °C em seu terceiro efeito.

[0022] Em algumas modalidades, vapor capturado a partir do evaporador pode ser usado na produção de uma essência a partir do produto rico em açúcar. Alternativa ou adicionalmente, vapor pode ser capturado a partir do evaporador e misturado com o xarope rico em açúcar viscoso em uma etapa de produção posterior, como será descrito em mais detalhes abaixo.

[0023] Em outras modalidades, o produto rico em açúcar pode ser concentrado usando técnicas diferentes de evaporação. Por exemplo, o produto rico em açúcar pode ser concentrado usando uma tecnologia de membrana como é conhecido na técnica.

[0024] O produto rico em açúcar concentrado (viscoso) pode então ser submetido a pelo menos uma etapa de tratamento termomecânico 104 para obter uma mistura do produto rico em açúcar concentrado e um gás tal como dióxido de carbono. A etapa de tratamento termomecânico é preferivelmente realizada em um dispositivo de tratamento termomecânico, tal como um extrusor. O extrusor pode compreender dois ou mais parafusos de corrotação, copenetração como é conhecido na técnica. Outros exemplos de dispositivos de tratamento termomecânico incluem misturadores tais como misturadores do tipo de pá ou misturadores de parafuso, assim como liquidificadores, amassadores e bombas.

[0025] O dispositivo de tratamento termomecânico compreende uma zona para introdução simultânea, por um lado, do produto rico em açúcar em um estado viscoso proveniente da etapa de evaporação (ou outra concentração) conforme descrito acima e, por outro lado, uma pré- determinada proporção de dióxido de carbono e/ou uma proporção predeterminada de aditivos líquidos ou em pó, como aromas de extrato líquido e outros ingredientes. Outros ingredientes podem incluir leite em pó, vitaminas, minerais e outros aditivos.

[0026] Além do dito acima, os vapores capturados no evaporador podem ser misturados com o produto rico em açúcar neste ponto para capturar aromas voláteis de outra forma perdidos durante a evaporação. Será apreciado que qualquer aditivo misturado com o produto rico em açúcar deve ser capaz de suportar o pH e a concentração do produto rico em açúcar.

[0027] A utilização da extrusora como dispositivo de tratamento termomecânico permite o tratamento contínuo do produto rico em açúcar injetado. A plastificação / mistura térmica mecânica pode ser realizada no produto rico em açúcar viscoso, que por sua vez permite a mistura, combinação, cisalhamento e resfriamento (tudo a pressão e temperatura controladas) do produto rico em açúcar viscoso com dióxido de carbono e/ou qualquer outro aditivo descrito acima.

[0028] Em algumas modalidades, a etapa de tratamento termomecânico é realizada sob pressão em excesso de 5 bar e preferivelmente no mais do que 15 bar. No entanto, a pressão na qual a etapa de tratamento termomecânico é realizada é dependente de diversos parâmetros de equipamento, incluindo, mas não limitado a comprimento do tubo, pressão de retorno do bocal, etc.

[0029] A etapa termomecânica é preferivelmente realizada a uma baixa temperatura, por exemplo, menor do que 30°C ou mais preferivelmente abaixo de 15°C. Ao se reduzir a temperatura do produto rico em açúcar se aumenta a quantidade de e a velocidade na qual o dióxido de carbono pode se dissolver no produto rico em açúcar aquoso. A injeção de dióxido de carbono nesse estágio também diminui a viscosidade do produto rico em açúcar de modo que a solução pode sair com mais facilidade do dispositivo de tratamento termomecânico. Por outro lado, ao se reduzir a temperatura também se aumenta a viscosidade do produto rico em açúcar. Desse modo, preferivelmente, a temperatura não é abaixada abaixo de 5°C.

[0030] O produto resultante da etapa de tratamento termomecânico 104 é um produto rico em açúcar viscoso tendo uma concentração de brix entre 60 °Bx e 90 °Bx.

[0031] O referido produto rico em açúcar viscoso pode ser transferido diretamente e continuamente, sem ser exposto à atmosfera, para um dispositivo de aeração onde o mesmo é aerado na etapa 106. O dispositivo de aeração pode compreender um dispositivo que compreende uma pluralidade de lâminas de agitação configuradas para cortar o produto rico em açúcar com dióxido de carbono para formar a espuma. Alternativamente, um misturador helicoidal pode ser usado para introduzir o produto de cana de açúcar ao dióxido de carbono (ou outro gás em condições atmosféricas).

[0032] Durante a etapa de aeração 106 o produto rico em açúcar é misturado com um alto volume de dióxido de carbono (ou outro gás em condições atmosféricas) em uma quantidade suficiente para substancialmente saturar o produto rico em açúcar de modo a formar uma solução compreendendo ácido carbônico e pelo menos algum do produto rico em açúcar. Para alcançar a saturação usando dióxido de carbono, a quantidade de dióxido de carbono injetado durante a etapa de tratamento termoelétrico 104 e a etapa de aeração 106, é preferivelmente maior do que 10 nl·kg−1·mn−1 de gás sendo expresso sob condições normais de temperatura e pressão com base na massa seca a entrada do produto de cana de açúcar na etapa de tratamento termomecânico. Em algumas modalidades, a quantidade de dióxido de carbono injetado é maior do que 20 nl·kg−1·mn−1, ou maior do que 25 nl·kg−1·mn−1 ou maior do que 30 nl·kg−1·mn−1, ou maior do que 35 nl·kg−1·mn−1, ou maior do que 40 nl·kg−1·mn−1, ou maior do que 45 nl·kg−1·mn−1, ou maior do que 50 nl·kg−1·mn−1. Em algumas modalidades, a quantidade de dióxido de carbono injetado é maior do que 35g por 100 g de água presente no produto rico em açúcar viscoso é usado. A quantidade de dióxido de carbono (ou outro gás em condições atmosféricas) necessária para alcançar a saturação dependerá da quantidade de água no produto rico em açúcar viscoso e da temperatura e pressão no dispositivo de tratamento termomecânico. Em algumas modalidades, durante a injeção do dióxido de carbono em qualquer uma das quantidades de níveis descritas acima, o produto rico em açúcar é mantido a uma temperatura de 30 graus ou mais baixo, preferivelmente 15 graus C ou mais baixo. Em algumas modalidades, durante a injeção do dióxido de carbono em qualquer uma das quantidades de níveis descritos acima, o produto rico em açúcar é mantido a uma pressão de 5 bar ou maior.

[0033] Subsequente à etapa de aeração106, uma etapa de desgaseificar 108 é realizada. Durante a etapa de desgaseificar 108, o produto rico em açúcar aerado é submetido a uma súbita queda na pressão. A referida queda na pressão causa a separação de ácido carbônico em dióxido de carbono e água e a evaporação quase instantânea da água contida no mesmo, deixando para trás um produto rico em açúcar em pó que consiste em partículas sólidas homogêneas do produto rico em açúcar.

[0034] A pressão pode ser reduzida para pressão atmosférica ou para um vácuo de modo a alcançar o requisito de desgaseificação.

[0035] Simultaneamente a ou logo após a etapa de desgaseificar 108, o produto rico em açúcar pode ser seco na etapa 110. Em algumas modalidades, o produto rico em açúcar aerado pode ser emitido a partir do dispositivo de aeração por meio de um ou mais bocais dentro de uma corrente de gás de transporte. O gás de transporte pode ser selecionado a partir de um ou mais de ar, oxigênio, ou dióxido de carbono, e é preferivelmente a uma temperatura maior do que 50°C.

[0036] O gás de transporte é configurado para transportar o produto rico em açúcar aerado em um dispositivo de secar. O dispositivo de secar pode ser na forma de um ou mais de um secador de leito fluidificado, uma torre de atomização, um secador vertical contracorrente, e um secador transportador.

[0037] Em algumas modalidades, após secar, o produto de cana de açúcar tem uma concentração de matéria seca em excesso de 96% e preferivelmente 98% ou more.

[0038] Embora seja preferível se adicionar dióxido de carbono (ou outro gás em pressão atmosférica) durante a etapa de tratamento termomecânico 104 como descrito acima, em algumas modalidades, dióxido de carbono pode ser apenas adicionado durante a etapa de aeração 106. Em outras modalidades, todo o dióxido de carbono pode ser injetado durante a etapa de tratamento termomecânico 104. O dióxido de carbono pode ser introduzido em qualquer estágio como um sólido, líquido ou gás sob pressão, contanto que o produto rico em açúcar é aerado ao ponto no qual o produto é saturado pelo gás como descrito acima.

[0039] Embora em modalidades descritas acima, o produto rico em açúcar é misturado com dióxido de carbono, em outras modalidades,

outros gases tendo características similares a dióxido de carbono pode ser usado além de ou em lugar de dióxido de carbono. Os referidos gases preferivelmente exibem boa solubilidade na água. Além disso, a referida solubilidade é preferivelmente aprimorada com reduzida temperatura de modo que o produto rico em açúcar pode ser mantido a uma baixa temperatura durante a etapa de tratamento termomecânico 104 e/ou a etapa de aeração 106. Um exemplo de um gás que exibe as referidas características é óxido nitroso. Outro exemplo é butanol, embora butanol não seja adequado para uso na produção de produtos de categoria alimentar. Outros exemplos incluem argônio, etileno, etano, monóxido de carbono, hidrogênio, hélio e nitrogênio. Dois ou mais dos referidos gases podem ser usados em combinação nos processos descritos nesse documento.

[0040] Onde óxido nitroso é misturado com o produto rico em açúcar, quantidades em excesso de 55 mL por 100 mL de água são preferivelmente usados de modo a alcançar saturação.

[0041] Será observado que diferentes produtos ricos em açúcar podem ter diferentes temperaturas de transição de vidro em virtude dos diferentes açúcares contidos no mesmo. Por exemplo, o açúcar contido em extrato de cana de açúcar (suco ou concentrado) é aproximadamente 95% de sacarose, que tem uma Tg de aproximadamente 54°C. Em contraste, os açúcares em sucos de fruta tendem a consistir de mais do que 50% de frutose, que tem uma Tg mais baixo do que aproximadamente 26°C. Outros açúcares tais como maltodextrina e lactose, que são com frequência adicionados a produtos ricos em açúcar para aumentar a temperatura de transição de vidro, têm uma Tg na região de 100°C.

[0042] Em virtude disso, a Tg de um produto rico em açúcar afeta o seu comportamento quando sendo seco. Por exemplo, xarope de cana de açúcar, que tem uma transição de vidro relativamente alta pode ser injetado no secador em um percentual de sólidos totais relativamente alto (>70%) sem o risco do suco de cana de açúcar se aderir às paredes do secador.

[0043] Em contraste, produtos de açúcar à base de mel e frutas com altos níveis de frutose e, portanto, uma Tg relativamente baixa em comparação com a do xarope de cana de açúcar, podem cristalizar nas paredes do secador à medida que são aquecidos pelo gás de transporte e gás de secagem que circula no secador. Consequentemente, de preferência ao se processar produtos ricos em açúcar contendo grandes quantidades de açúcares com baixa Tg, como a frutose, as paredes e outras superfícies do secador podem ser resfriadas, por exemplo, usando uma camisa de resfriamento. As superfícies do secador não devem ser resfriadas excessivamente, no entanto, na medida em que tal resfriamento pode fazer com que qualquer água gasosa presente no secador se condense nas paredes. O condensado nas paredes do secador pode levar à cristalização de partículas de açúcar nas paredes do secador.

[0044] Para este fim, também é preferível se manter a umidade relativa dentro do secador tão baixa quanto possível para maximizar a porcentagem de sólidos totais do produto em pó final. De preferência, a umidade relativa da exaustão a partir do secador é mantida abaixo de 12%. Isso pode ser obtido garantindo que o gás que entra no secador tenha um teor de água inferior a 3 g/m3 de gás que entra no secador. Em algumas localizações geográficas, o ar ambiente pode apresentar essas características. No entanto, em outras localidades geográficas, um dessecante pode ser fornecido na entrada de gás (por exemplo, ar) do secador de modo a remover a água do gás na medida em que ele entra no secador. Exemplos

[0045] Nos exemplos a seguir, um produto homogêneo rico em açúcar foi formado a partir de um produto de cana de açúcar extraído da cana de açúcar usando o método descrito no pedido de patente provisória australiana número 2017901576 e pedido de patente internacional número PCT / AU2018 / 050338, o conteúdo de cada um dos quais são aqui incorporados por referência em sua totalidade. Suco de cana de açúcar concentrado (Versão 1)

[0046] No exemplo a seguir, uma solução de cana de açúcar viscosa tendo uma gravidade específica de 1.4 após a concentração na etapa 102 e antes do tratamento termomecânico na etapa 104 foi aerado com dióxido de carbono de modo que após a aeração na etapa 106, a sua gravidade específica foi reduzida para abaixo de 0,4. As especificidades do processamento da solução de cana de açúcar são como a seguir. Produto de partida: Sólidos totais (TS) 70% Gravidade específica: 0,4 Quantidade de gás injetado: maior do que 10 nl·kg−1·mn−1 de dióxido de carbono sendo expresso sob condições normais de temperatura e pressão e com base na massa seca de produto de partida inserida na etapa de tratamento termomecânico.

Processamento termomecânico: pressão maior do que 5 bar; mistura opcional com vitaminas/minerais; injeção de dióxido de carbono; temperatura do produto: abaixo de 15° C. Aeração: injeção de dióxido de carbono;

temperatura do produto: abaixo de 15°C.

Desgaseificar: pressão do bocal: > 4 bar; entrada do secador: > 80°C Produto resultante (como mostrado nas Figuras 2 e 3): homogêneo; menor do que 50 μm; concentração de matéria seca maior do que 96%.

[0047] Usando um microscópio eletrônico de varredura, o Requerente fez medições do produto de cana de açúcar em pó resultante, a fim de determinar as características da estrutura interna obtida pelo método descrito acima. As imagens adquiridas pelo microscópio eletrônico de varredura são mostradas nas Figuras 2 e 3 a 50 μm e 10 μm, respectivamente. Pode ser visto que o produto em pó tem uma estrutura interna sólida que compreende bolas substancialmente homogêneas. Isso é mostrado mais claramente na Figura 3, que representa uma única partícula do produto da cana de açúcar. O produto resultante mostra porosidade extremamente limitada e ainda demonstra que cada partícula é composta de componentes de açúcar sólidos.

[0048] O produto final tinha uma atividade de água de 0,11 na saída da etapa de secagem 110. Suco de cana de açúcar concentrado (Versão 2)

[0049] No exemplo a seguir, a solução de cana de açúcar viscosa tendo uma gravidade específica de 1,4 após concentração na etapa 102 e antes do tratamento termomecânico na etapa 104 foi aerado com dióxido de carbono de modo que após a aeração na etapa 106, a sua gravidade específica foi reduzida para abaixo de 0,5. As especificidades do processamento da solução de cana de açúcar são como a seguir. Produto de partida: Sólidos totais (TS) 70% Gravidade específica: 0.5 Quantidade de gás injetado: maior do que 10 nl·kg−1·mn−1 de dióxido de carbono sendo expresso sob condições normais de temperatura e pressão e com base na massa seca de produto de partida que entrou na etapa de tratamento termomecânico. Processamento termomecânico: pressão maior do que 5 bar; mistura opcional com vitaminas/minerais; injeção de dióxido de carbono; temperatura do produto: abaixo de 15° C.

Aeração: injeção de dióxido de carbono; temperatura do produto: abaixo de 15° C.

Desgaseificar: pressão do bocal: > 4 bar; entrada do secador: > 80°C

[0050] Produto resultante (como mostrado nas Figuras 2 e 3): homogêneo; menor do que 50 μm; concentração de matéria seca maior do que 96%.

[0051] A atividade de água do produto de cana de açúcar em pó emitido a partir do secador foi observada ser de aproximadamente 0,3.

[0052] Será observado por aqueles versados na técnica que numerosas variações e/ou modificações podem ser realizadas nas modalidades acima descritas, sem se desviar a partir do escopo geral amplo da presente descrição.

As presentes modalidades devem, portanto, ser consideradas em todos os aspectos como ilustrativas e não restritivas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de produção de um produto em pó homogêneo a partir de um produto rico em açúcar em um estado líquido, o produto rico em açúcar tendo açúcares com pelo menos 60% de seus sólidos totais, o método caracterizado pelo fato de que compreende: em uma ausência de ar: pressurizar o produto rico em açúcar a uma pressão maior do que 1 bar e menor do que 15 bar; misturar o produto rico em açúcar com um gás para formar uma mistura na qual o produto rico em açúcar é substancialmente saturado pelo gás; desgaseificar a mistura em uma corrente contínua de gás de transporte a uma temperatura de 50°C ou maior de modo que, ao contato com o gás de transporte, a água a partir da mistura evapora para deixar o produto em pó homogêneo; e em que o gás compreende pelo menos um de: dióxido de carbono; ou óxido nitroso, ou uma mistura dos mesmos, em uma quantidade suficiente para formar uma mistura compreendendo ácido carbônico e/ou ácido nítrico, e em que antes ou durante o misturar do gás e o produto rico em açúcar, o produto rico em açúcar é resfriado abaixo de 30°C.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a quantidade de gás misturado com o produto rico em açúcar por volume com base na massa seca do produto rico em açúcar é entre 10 litros normais·kg−1·mn−1 e 50 litros normais·kg−1·mn−1.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, antes ou durante o misturar do gás e o produto rico em açúcar, o produto rico em açúcar é resfriado abaixo de 15°C.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o produto rico em açúcar é suco de cana de açúcar concentrado.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o gás de transporte compreende um ou mais de ar, oxigênio, e dióxido de carbono.

6. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende: antes ou durante o misturar do gás e o produto rico em açúcar, misturar o produto rico em açúcar com pelo menos um produto adicional selecionado a partir do grupo que consiste em leite em pó, vitaminas, minerais, condimentos e aromas.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mistura é desgaseificada para pressão atmosférica ou a um vácuo.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a mistura é desgaseificada em um dispositivo de secar selecionado a partir do grupo que consiste em um secador de leito fluidificado, uma torre de atomização, um secador vertical contracorrente e um secador transportador.

9. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a concentração de matéria seca do produto em pó homogêneo é maior do que 96%.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que: o produto rico em açúcar é um suco de cana de açúcar concentrado com uma viscosidade maior do que 300 centipoise e açúcares com pelo menos 85% de seus sólidos totais; o produto rico em açúcar é pressurizado a uma pressão maior do que 4 bar; o gás é dióxido de carbono; e a quantidade de dióxido de carbono injetado por volume com base na massa seca do produto de partida é entre 10 litros normais·kg−1·mn−1 e 50 litros normais·kg−1·mn−1.

11. Aparelho para a produção de um produto em pó homogêneo a partir de a produto rico em açúcar tendo açúcares com pelo menos 60% de seus sólidos totais e tendo a temperatura menor do que 30°C, o aparelho caracterizado pelo fato de que compreende: um dispositivo de pressurizar configurado para pressurizar o produto rico em açúcar a uma pressão maior do que 1 bar e menor do que 15 bar; um dispositivo de mistura configurado para misturar o produto rico em açúcar com um gás para formar uma mistura na qual o produto rico em açúcar é substancialmente saturado pelo gás; e um dispositivo de desgaseificação configurado para desgaseificar a mistura em uma corrente contínua de gás de transporte a uma temperatura de 50 °C ou maior de modo que, ao contato com o gás de transporte, a água a partir da mistura evapora para deixar o produto em pó homogêneo; e em que o gás compreende pelo menos um de: dióxido de carbono; ou óxido nitroso, ou uma mistura dos mesmos, em que o gás está presente em uma quantidade suficiente para formar uma mistura compreendendo ácido carbônico e/ou ácido nítrico.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o produto rico em açúcar é suco de cana de açúcar concentrado.

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de misturar é um ou mais dispositivo selecionado a partir do grupo que consiste de um extrusor, um misturador de pá, um misturador de parafuso, um liquidificador, um amassador, uma bomba, um misturador helicoidal, e uma pluralidade de lâminas de agitação configuradas para misturar o gás com o produto rico em açúcar por cortar o produto rico em açúcar ao mesmo tempo em que forma a mistura.

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um dispositivo de secar dentro do qual a mistura é desgaseificada pelo dispositivo de desgaseificação, e em que o dispositivo de secar é selecionado a partir do grupo que consiste de um secador de leito fluidificado, uma torre de atomização, um secador vertical contracorrente, e um secador transportador.

15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de secar compreende uma jaqueta de resfriamento para resfriar as paredes do secador.