CH711470B1 - Procedimento di essiccazione e di stabilizzazione di pasta alimentare di qualsiasi tipo ed apparato per attuare il procedimento. - Google Patents

Abstract

L'invenzione concerne un procedimento di essiccazione e di stabilizzazione di pasta alimentare nel quale si sottopone la pasta ad almeno uno stadio di trattamento in cui si riduce l'umidità della pasta da un valore iniziale ad un valore finale. La pasta viene sottoposta, in ciascuno stadio di trattamento, ad almeno un ciclo di ventilazione, nel quale si effettua l'invio di un flusso d'aria che presenta dapprima velocità v1 per un tempo t1 (aria di essiccazione), e quindi velocità v2 per un tempo t2 (aria di stabilizzazione), con v1>v2 e t2>t1. L'invenzione concerne anche un apparato per attuare questo procedimento.

Description

[0001] La presente invenzione concerne un procedimento di essiccazione e di stabilizzazione di pasta alimentare di qualsiasi tipo ed un apparato per attuare il procedimento.

[0002] E' noto che l'umidità della pasta, prima del processo di essiccazione, si attesta in genere al 28-30% e deve raggiungere il 10-12% alla fine del processo. In generale, a livello industriale, è noto di essiccare la pasta alimentare utilizzando una corrente d'aria essiccante avente determinate e opportune caratteristiche termo-igrometriche.

[0003] Durante il processo di essiccazione, la pasta, e in particolare gli strati superficiali della stessa, maggiormente esposti all'evaporazione, subiscono un fenomeno di contrazione e riduzione di volume, causando uno stato tensionale interno. Una essiccazione troppo intensa o rapida in alcune parti del processo di essiccazione, può causare uno stato tensionale interno che porta a deformazioni, fessurazioni, cricche e venature nella superficie pasta, durante l'essiccazione stessa o successivamente. Altro effetto indesiderato può essere una cattiva colorazione finale del prodotto.

[0004] Per ottenere pasta di qualità, è fondamentale arrivare alla fine del processo di essiccazione con una umidità il più uniformemente distribuita possibile all'interno della pasta, ovvero devono essere ridotti o evitati gradienti di umidità fra l'interno e l'esterno della pasta, e, nel caso di pasta oblunga, anche in direzione dell'asse longitudinale della stessa, e stati tensionali interni eccessivi.

[0005] Durante il processo di essiccazione, uno dei principali ostacoli al raggiungimento dell'equilibrio idrico interno è la velocità di diffusione dell'acqua, ossia il trasferimento dell'acqua dall'interno della pasta verso la superficie per permetterne l'evaporazione, fenomeno che può richiedere tempi lunghi con relativi costi di lavorazione e impianto.

[0006] Per evitare gli inconvenienti descritti è già stato proposto di ridurre le proprietà essiccanti del flusso d'aria che investe la pasta, limitandone la temperatura o aumentandone l'umidità relativa, con conseguente aumento dei tempi di essiccazione e di dimensione e costo degli apparati.

[0007] Allo scopo di ridurre i tempi di essiccazione, senza penalizzare la qualità finale del prodotto, è noto di utilizzare correnti d'aria aventi differenti condizioni termo-igrometriche, in modo da sottoporre la pasta alternativamente a fasi di essiccazione e a fasi di stabilizzazione, la cui frequenza e durata può essere variabile da processo a processo. Il maggiore o minore effetto essiccante o stabilizzante viene ottenuto modificando i parametri termo-igrometrici dell'aria che investe la pasta: temperature elevate e bassa umidità relativa dell'aria per esaltare l'effetto essiccante, temperature inferiori e più alta umidità relativa per esaltare l'effetto stabilizzante e riequilibrare l'umidità interna. Nel processo in continuo mediante tunnel di essiccazione, questa alternanza di fasi di essiccazione-stabilizzazione si ottiene trasferendo la pasta da un ambiente essiccante ad uno stabilizzante e viceversa. Secondo questa tecnica, un processo di essiccazione ideale richiederebbe un numero molto elevato di cicli. Il numero di cicli di essiccazione-stabilizzazione è invece generalmente limitato dai costi che tali cicli comportano, poiché per ciascuna fase di essiccazione o stabilizzazione, si deve creare un corrispondente ambiente con aria avente le desiderate caratteristiche termo-igrometriche.

[0008] I parametri termo-igrometrici dell'aria possono essere modificati in modo continuo oppure in modo discontinuo, in generale tuttavia vi è un limite alla velocità di variazione che è legato alla inerzia termica degli apparati, nel caso di essiccazione in cella statica, oppure è legato, nel caso di essiccazione in continuo con passaggio della pasta da un ambiente all'altro, anche ai tempi e ai costi della movimentazione stessa da un ambiente all'altro.

[0009] Per quanto sopra descritto, nelle tecniche note, si effettuano una serie di cicli di essiccazione-stabilizzazione che possono variare da 1 a 6, più tipicamente da 3 a 4. Un numero maggiore di cicli potrebbe essere ottenuto ma di fatto non viene perseguito in quanto penalizzato da costi di impianto proibitivi.

[0010] Scopo dell'invenzione è di realizzare un procedimento che consenta di migliorare l'efficienza e l'efficacia del processo di essiccazione sia riducendone i tempi sia ottenendone una maggiore uniformità, in particolare nella prima fase di essiccazione, detta anche incarto, quando l'umidità da asportare è maggiore.

[0011] Tale scopo è raggiunto secondo l'invenzione con un procedimento di essiccazione e stabilizzazione di pasta alimentare come descritto nella rivendicazione 1.

[0012] La presente invenzione viene qui di seguito ulteriormente chiarita in una sua preferita forma di pratica realizzazione ed in alcune varianti esecutive riportate a scopo puramente esemplificativo ma non limitativo con riferimento alle allegate tavole di disegni in cui: <tb><SEP>la figura 1 mostra in vista schematica una cella statica per attuare il procedimento secondo l'invenzione, <tb><SEP>la figura 2 mostra un tunnel di essiccazione in una prima forma di realizzazione, <tb><SEP>la figura 3 mostra il relativo diagramma v aria/ tempo, <tb><SEP>la figura 4 mostra un tunnel in una seconda forma di realizzazione, <tb><SEP>la figura 5 mostra il relativo diagramma v aria/ tempo, <tb><SEP>la figura 6 mostra un tunnel in una terza forma di realizzazione, e <tb><SEP>la figura 7 mostra il relativo diagramma v aria/ tempo.

[0013] Il procedimento secondo l'invenzione prevede di sottoporre la pasta ad una successione di cicli di ventilazione, ciascuno dei quali costituito dall'invio, in sequenza, di un flusso d'aria a velocità maggiore, flusso d'aria essiccante, o impulso di ventilazione essiccante (fase di essiccazione), seguito da un flusso d'aria a velocità minore, o nulla, flusso d'aria stabilizzante (fase di stabilizzazione).

[0014] Poiché l'elemento caratterizzante il singolo ciclo di ventilazione è la velocità del flusso d'aria essiccante rispetto alla velocità del flusso d'aria stabilizzante, il numero dei cicli cui è possibile sottoporre la pasta sarà significativamente superiore rispetto a quanto si possa fare, nella tecnica nota, ove le alternanze sono ottenute variando le condizioni termo-igrometriche del flusso d'aria. Si potranno avere preferibilmente 1-100 cicli di ventilazione, più preferibilmente 20-40 cicli.

[0015] La durata del flusso d'aria a velocità maggiore, flusso o impulso essiccante, sarà generalmente inferiore alla durata del flusso d'aria a velocità minore, flusso stabilizzante.

[0016] In virtù dell'elevato numero di cicli di ventilazione cui è sottoposta la pasta e in virtù della minore durata del flusso d'aria essiccante rispetto alla durata del flusso d'aria stabilizzante, sarà possibile limitare, rispetto alle tecniche tradizionali, il valore massimo del gradiente di umidità fra l'interno della pasta e la superficie della stessa.

[0017] Alla fine del flusso essiccante, ovvero alla fine di una fase di essiccazione, la differenza di umidità fra l'interno e la superficie della pasta potrà essere dell'1-3%, durante le prime fasi del processo di essiccazione, e dello 0.2-0.5% durante le fasi finali del processo.

[0018] Tale differenza di umidità verrà quindi eliminata nel corso della successiva fase di stabilizzazione, grazie alla migrazione di acqua dall'interno della pasta verso la superficie della stessa, con ciò favorendo la successiva fase di essiccazione e, a parità di acqua da estrarre, riducendone il tempo.

[0019] La successione degli impulsi di ventilazione potrà essere adeguatamente modulata: ad ogni impulso di ventilazione, flusso essiccante, potrà seguire un flusso stabilizzante, di durata adeguata, in modo tale che l'umidità rimasta nelle parti interne della pasta possa migrare verso la superficie e ripristinare l'equilibrio idrico interno. Poiché i coefficienti di migrazione dell'acqua nella pasta sono maggiori nelle fasi iniziali di essiccazione (ovvero quando la pasta ha una elevata umidità interna), la frequenza degli impulsi di ventilazione potrà essere superiore nelle fasi iniziali del processo e via via inferiore nel proseguo del processo, allorché l'umidità interna alla pasta diminuisce progressivamente.

[0020] Sarà inoltre possibile regolare la velocità dell'aria degli impulsi di ventilazione, in particolare utilizzando velocità dell'aria più elevate durante le prime fasi di essiccazione, quando la quantità di acqua da asportare è maggiore. Questo permette di accelerare i tempi di essiccazione.

[0021] Il processo di essiccazione può essere definito come una serie di stadi di trattamento, ciascuno stadio costituito da una successione di più cicli di ventilazione, essendo, nello stesso stadio, costanti i parametri termo-igrometrici del flusso d'aria di essiccazione.

[0022] Durante la prima parte del processo di essiccazione, tradizionalmente chiamata incarto, che potrà avere una durata totale di 5 - 40 minuti, più preferibilmente di 5 - 20 minuti, sarà possibile investire la pasta con 2 - 15 impulsi di ventilazione, più preferibilmente con 5 - 8 impulsi, con velocità del flusso d'aria di 5 - 30 m/s, preferibilmente 15-20 m/s, alternando agli stessi periodi di ventilazione a velocità ridotta, con velocità pari a 0 - 15 m/s, più preferibilmente pari 2 - 10 m/s , ciascuno di durata pari a 1- 8 volte la durata dell'impulso di ventilazione, più preferibilmente di durata pari a 2-6 volte la durata dell'impulso.

[0023] Durante la seconda parte del processo di essiccazione, tradizionalmente chiamata essiccazione, che potrà avere una durata totale di 10 - 80 minuti, più preferibilmente di 15 - 60 minuti, sarà possibile investire la pasta con 5 - 20 impulsi di ventilazione, più preferibilmente con 6 - 10 impulsi, con velocità del flusso d'aria di 5-20 m/s, preferibilmente 10-15 m/s, alternando agli stessi periodi di ventilazione a velocità ridotta, con velocità pari a 0- 6 m/s, più preferibilmente pari 1 - 5 m/s, ciascuno di durata pari a 2-10 volte la durata dell'impulso di ventilazione, più preferibilmente di durata pari a 3 - 7 volte la durata dell'impulso.

[0024] Durante la terza parte del processo di essiccazione, tradizionalmente chiamata stabilizzazione, che potrà avere una durata totale di 30 - 180 minuti, più preferibilmente di 40 - 160 minuti, sarà possibile investire la pasta con 5 - 20 impulsi di ventilazione, più preferibilmente con 8 - 12 impulsi, con velocità del flusso d'aria di 3-15 m/s, preferibilmente 5-10 m/s, alternando agli stessi periodi di ventilazione a velocità ridotta, con velocità pari a 0 - 5 m/s, più preferibilmente pari 1-2 m/s, ciascuno di durata pari a 5-20 volte la durata dell'impulso di ventilazione, più preferibilmente di durata pari a 8 - 12 volte la durata dell'impulso.

[0025] Nella tabella che segue sono riportati i valori sopra indicati. <tb>Durata minuti<SEP>5-40<SEP>5-20<SEP>10-80<SEP>15-60<SEP>30-180<SEP>40-160 <tb>Nr. di impulsi di ventilazione, o flussi essiccanti.<SEP>2-15<SEP>5-8<SEP>5-20<SEP>6-10<SEP>5-20<SEP>8-12 <tb>Varia flusso essiccante m/s<SEP>5-30<SEP>15-20<SEP>5-20<SEP>10-15<SEP>3-15<SEP>5-10 <tb>Varia flusso stabilizzante m/s<SEP>0-15<SEP>2-10<SEP>0-6<SEP>1-5<SEP>0-5<SEP>1-2 <tb>Durata del flusso stabilizzante rispetto alla durata del flusso essiccante<SEP>1-8<SEP>2-6<SEP>2-10<SEP>3-7<SEP>5-20<SEP>8-12

[0026] Per attuare il procedimento secondo l'invenzione è prevista (cfr. fig. 1) una cella statica 2 all'interno della quale è previsto un vassoio forato 4, permeabile al flusso d'aria, di supporto della pasta. La cella è provvista di una presa d'aria 8 e di una ventola di estrazione 10 per la regolazione dell'umidità dell'aria all'interno della cella.

[0027] All'interno della cella è prevista una ventola 12 a velocità variabile con eventuale possibilità di inversione di flusso, azionata da un motore elettrico 14. Al di sotto del vassoio è previsto un cuneo 15 per l'inversione del moto del flusso d'aria.

[0028] Affacciato alla ventola ed interposto fra questa ed il supporto 4 è previsto un elemento riscaldante 16, per la regolazione della temperatura dell'aria all'interno della cella.

[0029] Il funzionamento della cella prevede di inviare in modo alternato flussi d'aria a velocità v1 per un tempo t1 e flussi d'aria a v2 per un tempo t2, con v1>v2 e t2>t1 e v2 maggiore o uguale a zero

[0030] Nella forma di realizzazione illustrata in fig. 2 (essicazione continua) è previsto un tunnel 18 nel quale è alloggiato un sistema di trasporto 20 di avanzamento della pasta.

[0031] Il tunnel di essiccazione è provvisto di una o più centrali di ventilazione 22, ciascuna in grado di alimentare uno o più convogliatori di un flusso d'aria 24, preferibilmente posizionati sopra la pasta in movimento, disposti secondo una spaziatura reciproca tale da ottenere, in funzione della velocità di avanzamento della pasta sottostante, una desiderata frequenza della degli impulsi di ventilazione della corrente d'aria che investe la pasta.

[0032] In questo tipo di realizzazione la durata dell'impulso di ventilazione (fase essiccante) è determinata dalla combinazione fra la larghezza del convogliatore d'aria che investe la pasta e la velocità di avanzamento della pasta stessa al di sotto del convogliatore e, parimenti, la durata della fase stabilizzante, ovvero con un flusso d'aria ridotto o nullo, è determinata dalla combinazione fra la spaziatura fra i convogliatori e la velocità di avanzamento della pasta. La velocità dell'aria, e l'effetto essiccante, saranno massimi al di sotto del convogliatore 24, mentre, nella zona compresa fra un convogliatore e il successivo, dove la velocità dell'aria sarà minore o nulla, sarà prevalente l'effetto stabilizzante, o debolmente essiccante. La velocità del flusso d'aria in uscita da ciascun convogliatore potrà eventualmente essere regolata, ad esempio mediante valvole parzializzatori 26 poste a monte di ciascun convogliatore.

[0033] Grazie alla ridotta dimensione longitudinale che ogni singolo convogliatore può avere, in questo tipo di realizzazione, a parità di lunghezza di impianto, il numero degli impulsi di ventilazione, e quindi dei cicli di essiccazione-stabilizzazione, può essere decisamente superiore rispetto al numero di cili ottenuto con la tecnica nota. Sarà possibile realizzare una successione di 1 - 100 cicli di ventilazione, ciascuno costituito da una zona ad alta velocità del flusso d'aria seguita da una zona a bassa velocità del flusso d'aria, più tipicamente una serie di 20 - 40 cicli.

[0034] Nella forma di realizzazione illustrata in figura 4 sono previsti convogliatore d'aria 28 e convogliatori d'aria 30 con la spaziatura dei convogliatori 28 che è minore della spaziatura dei convogliatori 30. Questa forma di realizzazione consente di modificare la frequenza degli impulsi di ventilazione, con ciò assecondando l'esigenza di avere una maggiore frequenza degli impulsi di ventilazione nelle prime fasi del processo e una frequenza minore nelle fasi successive.

[0035] Nella forma di realizzazione illustrata in figura 6 all'interno del tunnel 18 sono previsti due sistemi di trasporto 20, 20' con il sistema di trasporto 20 che avanza a velocità maggiore del sistema di trasporto 20' e convogliatori 32, 34 che hanno spaziatura costante. In questo modo la frequenza degli impulsi di ventilazione può essere modulata variando la velocità di avanzamento del prodotto.

[0036] In una preferita forma di realizzazione (non rappresentata nei disegni), le velocità v1 e v2 possono avere direzione e verso differenti, in particolare versi opposti.

Claims (13)

1. Procedimento di essiccazione e stabilizzazione di pasta alimentare nel quale si sottopone la pasta ad almeno uno stadio di trattamento in cui si riduce l'umidità della pasta da un valore iniziale ad un valore finale caratterizzato dal fatto che si sottopone la pasta, in ciascuno di detto almeno uno stadio di trattamento, ad almeno un ciclo di ventilazione, nel quale si effettua l'invio di un flusso d'aria che presenta dapprima velocità v1 per un tempo t1 definito aria di essiccazione, e quindi velocità v2 per un tempo t2 definito aria di stabilizzazione, con v1>v2 e t2>t1.

2. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che in ciascuno stadio rimangono costanti la temperatura e il grado di umidità del flusso d'aria dello stadio di trattamento.

3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le velocità v1 e v2 e i tempi t1 e t2 sono diversi da ciclo a ciclo.

4. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto la direzione del flusso d'aria durante il tempo t1 è diversa da quella durante il tempo t2.

5. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le velocità v1 e v2 hanno direzione diversa da ciclo a ciclo.

6. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la velocità v2 è nulla.

7. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la velocità v1 dei flussi d'aria è più elevata nei primi cicli e inferiore nei cicli successivi.

8. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la temperatura e il grado di umidità del flusso d'aria di essiccazione sono diverse da stadio a stadio.

9. Apparato per attuare il procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di convogliatori (24) distanziati fra loro per l'invio di un flusso d'aria sulla pasta che avanza su almeno un sistema di trasporto (20) disposto all'interno di un tunnel di essiccazione (18), il tempo di esposizione t1 della pasta al flusso d'aria v1 di ogni convogliatore essendo minore del tempo di esposizione t2 della pasta al flusso d'aria v2 immediatamente successivo.

10. Apparato secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto di comprendere nel tunnel almeno una prima serie di convogliatori (28) a monte ed almeno una seconda serie di convogliatori (30) a valle, la distanza fra i convogliatori della prima serie essendo minore della distanza fra i convogliatori della seconda serie.

11. Apparato secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto di comprendere nel tunnel almeno una prima serie di convogliatori (32) a monte ed almeno una seconda serie di convogliatori (34) a valle, e di comprendere altresì almeno due sistemi di trasporto (36,38) in serie affacciati rispettivamente alla prima serie di convogliatori ed alla seconda serie di convogliatori, la velocità di avanzamento del sistema di trasporto (36) affacciato ai convogliatori (32) della prima serie essendo maggiore della velocità di avanzamento del sistema di trasporto (38) affacciato ai convogliatori (34) della seconda serie.

12. Apparato per attuare il procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di comprendere: - almeno un condotto (8) per un flusso d'aria posto all'interno dell'ambiente (12) di trattamento della pasta, detto ambiente avendo costanti la temperatura e il grado di umidità dell'aria, - mezzi (12, 14) per variare alternatamene la velocità del flusso d'aria da un valore v1 per un tempo t1 ad un valore v2 per un tempo t2, v1 essendo maggiore di v2, t1 essendo minore di t2.

13. Apparato secondo la rivendicazione 12 caratterizzato dal fatto che i mezzi per variare la velocità del flusso d'aria sono costituiti da una ventola (12) a velocità variabile.