ES2241312T3 - Procedimiento de tratamiento termomecanico por expansion instantanea controlada de frutas, zumo y cascaras de citricos. - Google Patents
Procedimiento de tratamiento termomecanico por expansion instantanea controlada de frutas, zumo y cascaras de citricos.Info
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Abstract
Procedimiento de tratamiento termomecánico de las frutas, verduras, enteras, peladas, en trozos o en rodajas, o de sus cáscaras, que comprende una etapa de calentamiento a presión y una etapa de expansión rápida, caracterizado porque comprende las operaciones siguientes: - al menos una etapa inicial que consiste en aplicar una temperatura elevada acoplada a una presión superior a 5 bares; - al menos una segunda etapa de mantenimiento durante un tiempo de tratamiento tr de una temperatura elevada acoplada a una presión superior a 3 bares; - una etapa posterior de expansión brusca muy rápida (del orden de la centésima de segundo) hacia una presión reducida del orden de 50 milibares, y - una etapa de recuperación de los productos tratados y de los condensados.
Description
Procedimiento de tratamiento termomecánico por
expansión instantánea controlada de frutas, zumo y cáscaras de
cítricos.
La presente invención se refiere a un nuevo
procedimiento de tratamiento termomecánico de los cítricos con miras
a mejorar la calidad del zumo o de la fruta entera o en trozos o en
rodajas y valorizar la cáscara por separación de terpeno, y con
miras a facilitar la extracción clásica de pectina. Este
procedimiento permitirá, igualmente, facilitar el pelado de la
fruta, mejorando al mismo tiempo la calidad organoléptica e
higiénica del zumo líquido o de la fruta por el impacto térmico y la
desbacterización localizada en la superficie de la fruta.
En el estado de la técnica se conoce el método
clásico de extracción del zumo de los cítricos, que comprende,
generalmente, las fases siguientes:
- 1.
- Selección de las frutas y lavado preliminar con una solución bactericida;
- 2.
- Conservación de las frutas a continuación de las fases sucesivas de lavado;
- 3.
- Pelado y/o raspado de las frutas con miras a facilitar la extracción mecánica de los aceites esenciales (terpeno) de la cáscara;
- 4.
- Segundo lavado con miras a la aspersión de los aceites esenciales;
- 5.
- Prensado de la fruta;
- 6.
- Filtrado del zumo producido por separación de la pulpa.
A este esquema se aportan, generalmente,
numerosas modificaciones: se cita, a título de ejemplo, la
posibilidad de reemplazar la fase de raspado de la fruta por un
prensado particular que permite la extracción simultánea, pero
separada, del zumo y de los aceites esenciales. El objetivo es
reducir los riesgos de contaminación del zumo o de la fruta por los
aceites esenciales o por la pectina presentes en la cáscara; su
contaminación por los microorganismos o por las encimas presentes
aparece igualmente perjudicial para la buena calidad del producto
acabado. La acción de las encimas (presentes en gran cantidad a
nivel de la cáscara) hace obligatoria la conservación óptima del
zumo.
Se conoce la patente francesa FR2712206 que se
refiere a un procedimiento que pone en práctica un dispositivo
descrito constituido por un intercambiador E de bajo DELTA y por un
conjunto de tuberías, bombas, y llaves, que permite, a voluntad,
extraer o reincorporar los diversos condensados orgánicos
producidos. Así, el calentamiento de la materia orgánica se hace por
vapor biológico creado por la vaporización de los condensados,
exudados o zumo de prensa. La materia precalentada puesta al vacío
vaporiza una parte de su masa. La gestión de los líquidos permite,
si es necesario, preconcentrar la materia orgánica aproximadamente
un 13% o menos y su zumo de prensa aproximadamente un 25% o
menos.
Otra patente de la técnica anterior, la patente
francesa FR2656547, se refiere a un equipo que permite aplicar una
barrera térmica definida a una materia, limitando las degradaciones
oxidantes y pérdidas de substancias y permitiendo una recuperación
de condensados aromáticos. El equipo está constituido por una
compuerta hidráulica, seguida de un recinto de elevación y
mantenimiento de la temperatura por barrido en contra corriente de
vapor inyectado. La transferencia de la materia se hace sin amasado,
por tornillos y artesas apropiados. El enfriamiento por expansión al
vacío del producto evacuado del recinto bajo ligera presión a un
recinto unido a un condensador, permite recuperar condensados
aromáticos.
La patente francesa FR2638333 se refiere a un
procedimiento y a un material que permite el calentamiento y la
puesta rápida al vacío de una materia vegetal. Esta expansión
provoca la circulación por gravedad de un zumo y la emisión de
vapores aromáticos que son recuperados por separado en forma de
condensados. El equipo está constituido, principalmente, por un
recinto resistente al vacío y a la presión, en el que la materia que
hay que tratar está bien repartida a fin de ser conservada en un
conjunto por el calentamiento con vapor, por un dispositivo de
condensación y de vacío ampliamente dimensionado que permite una
expansión suficientemente rápida para desestructurar la materia.
La patente francesa FR2618981 tiene por objeto un
procedimiento de tratamiento de verduras frescas que consiste en
tratar las verduras con vapor en un recinto estanco y, después del
tratamiento, se hace el vacío en el recinto.
Por otra parte, se conoce la patente americana
US2278469 que describe una preparación culinaria para frutas y
vegetales. Esta preparación culinaria consiste en deshidratar los
productos alimentarios y en someterlos a una presión y a una
temperatura substancialmente más bajas.
La solicitud internacional de patente WO95/04466
describe un procedimiento de tratamiento de productos vegetales con
miras a la modificación de su textura. Este procedimiento comprende
una etapa de introducción de los productos biológicos en un recinto
hermético, una etapa de calentamiento de los productos dispuestos en
el recinto y una etapa posterior de expansión.
La patente francesa FR8814311 describe,
principalmente, un procedimiento que permite el calentamiento
seguido de la puesta al vacío de una materia vegetal; esta expansión
provoca la circulación por gravedad de un zumo.
Estos procedimientos de la técnica anterior no
son totalmente satisfactorios porque presentan riesgos de
contaminación elevados de la materia biológica tratada.
La presente invención ofrece la posibilidad de
mejorar sensiblemente el procedimiento de producción del zumo de los
cítricos a través de la aplicación de un pretratamiento
termomecánico a las frutas y verduras, antes de las fases de pelado
y de prensado.
El tratamiento preconizado en el marco de la
presente invención es un procedimiento de evaporación termomecánica
inducida por una expansión muy rápida (duración que puede ir hasta
la proximidad de 1/100 de segundo) después de un tratamiento
controlado a alta temperatura y alta presión.
En el estado de la técnica se conoce un
procedimiento de tratamiento por expansión instantánea controlada,
objeto de la patente francesa FR 93 09 728 que se refiere a la
texturación de los productos biológicos con miras a su soplado con
una tasa de expansión superior a 1,5 y a algunos reactores para la
puesta en práctica de esta operación. La presente invención no se
refiere a los casos considerados en esta patente y en sus
extensiones internacionales.
Otra aplicación ha sido objeto de una solicitud
de patente FR 98 02 032; ésta se refiere a los tratamientos
térmicos, termomecánicos y termohidromecánicos que intervienen en el
marco de los diversos procedimientos de desbacterización, de secado,
de microtexturación, de separación, etc, aplicados a productos
biológicos, vegetales, frutas y verduras, naturales o transformados,
enteros, en trozos o pulverulentos. Esta patente define, igualmente,
el material para la puesta en práctica de esta aplicación. La
presente invención se refiere a un caso particular de esta patente y
forma, así, una de sus aplicaciones específicas a los cítricos.
La invención se refiere a un procedimiento de
tratamiento termomecánico de las frutas, verduras, enteras, peladas,
en trozos o en rodajas, o de sus cáscaras, que comprende una etapa
de calentamiento a presión y una etapa de expansión rápida,
caracterizado porque comprende las operaciones siguientes:
- -
- al menos una etapa inicial que consiste en aplicar una temperatura elevada acoplada a una presión superior a 5 bares;
- -
- al menos una segunda etapa de mantenimiento durante un tiempo de tratamiento tr de una temperatura elevada acoplada a una presión superior a 3 bares;
- -
- una etapa posterior de expansión brusca muy rápida (del orden de la centésima de segundo) hacia una presión reducida, del orden de 50 milibares, y
- -
- una etapa de recuperación de los productos tratados y de los condensados.
El material utilizado en el caso de tratamiento
de los cítricos está representado esquemáticamente en la figura
1.
La instalación de tratamiento de acuerdo con la
invención comprende un generador de vapor a presión (1), no
representado en la figura, una cámara de tratamiento (2), una
válvula de conexión (3) de apertura rápida y de sección importante y
un depósito al vacío (4). Un sistema de bombeo (5) asegura la
depresión en el depósito al vacío (4). La instalación comprende,
además, un sistema de enfriamiento de los condensados y un
condensador (6).
El proceso de tratamiento propuesto comprende las
fases siguientes:
- A)
- Carga de la cámara de tratamiento (2) de frutas enteras o de cáscaras de frutas después de su pelado.
- B)
- Aplicación de un vacío primario en la cámara (próximo a 20 mbar) a través de su conexión con el depósito al vacío (4) o, preferentemente, por conexión directa con la bomba (5).
- C)
- Inyección de vapor de agua húmedo o seco a presión en la cámara (2) y mantenimiento del tratamiento durante un cierto tiempo. La naturaleza del vapor, la temperatura y la presión de tratamiento, así como la duración de la operación, dependen de la naturaleza del cítrico tratado, así como del objeto de la operación con miras a optimizar la eliminación de los terpenos, la recuperación de la pectina, etc.
- D)
- Expansión brusca (instantánea) hacia el vacío por una apertura muy rápida de la válvula (3) y la conexión con el depósito al vacío. El tiempo de expansión es, ventajosamente, del orden de 1/100 de segundo.
- E)
- Enfriamiento y condensación del vapor de agua y de los aceites esenciales en el depósito al vacío y en el condensador, y recuperación del conjunto al nivel (6).
- F)
- Repetición de los ciclos que comprenden las fases C, D y E de la operación en varias veces y eyección del producto fuera de la cámara de tratamiento.
La cáscara recuperada después del tratamiento
sufre a continuación un tratamiento clásico de extracción de
pectina. En el caso en que la operación se realice en las frutas
enteras, el tratamiento termomecánico asegura la eliminación de la
contaminación bacteriana en superficie, reduce la presencia
encimática y facilita el pelado de la fruta antes de su prensado. La
fruta pelada, así desbacterizada, puede utilizarse, igualmente, en
forma de producto acabado comercializable entero o en rodajas o
trozos.
Los aceites esenciales condensados con el vapor,
debido a sus propiedades termodinámicas, estarán presentes en el
agua después de la condensación del conjunto de los vapores en las
dos formas no miscibles y en emulsión. Una etapa de separación
gravitatoria o por centrifugación es suficiente para asegurar una
recuperación casi perfecta.
Las condiciones operativas (tiempo de tratamiento
térmico, temperatura, presión, etc) tienen un impacto directo en la
eficacia cuantitativa de la operación (% de los aceites esenciales
extraídos, cantidad de pectina extraíble, etc), así como en los
aspectos cualitativos de estos constituyentes, del zumo y de la
fruta entera. La optimización de las condiciones de tratamiento
depende de todos estos factores, así como del reactor de Expansión
Instantánea Controlada (reactor D.I.C.) utilizado.
El tratamiento propuesto en la presente invención
es muy rápido. Generalmente, la operación de Expansión Instantánea
Controlada puede ser fácilmente automatizada. Esta se utiliza para
realizar simultáneamente varias operaciones unitarias de
desbacterización, de desactivación encimática, de extracción y de
preparación para la extracción, de simplificación de las operaciones
de pelado, etc. Además de su intervención acoplada a todos estos
niveles, ésta está caracterizada por una eficacia excepcional y un
nivel de calidad muy elevado de los diversos productos procedentes
del tratamiento.
En lo que concierne a la operación de extracción
de terpeno propiamente dicha, es posible llegar, con el
procedimiento de acuerdo con la invención, a aceites esenciales de
los cítricos en cantidades óptimas, facilitando, así, la obtención
por prensado de un zumo de alta calidad o, por presentación y
comercialización directas, una fruta entera o en rodajas o en trozos
desbacterizados y no contaminados por los aceites esenciales
presentes de modo natural a nivel de la cáscara. Por comparación con
los aceites esenciales extraídos por arrastre de vapor, el producto
obtenido por el procedimiento de acuerdo con la invención es de
calidad superior, transparente y netamente más claro. La cantidad de
pectina extraíble aumenta, igualmente, a consecuencia del
tratamiento por el procedimiento de acuerdo con la invención.
El procedimiento de acuerdo con la invención se
distingue por su elevada flexibilidad y por la capacidad de
insertarlo fácilmente en un ciclo de tratamiento industrial clásico;
esta inserción podrá intervenir en diferentes fases de la operación
industrial según el objetivo previsto.
El procedimiento de acuerdo con la invención
podrá utilizarse, igualmente, en el caso de tratamiento similar de
frutas y verduras diversas con miras a la extracción, o a facilitar
la extracción, de los compuestos presentes a nivel de la cáscara y
el pelado, permitir la realización de la desbacterización, y
preparar mejor el producto para el prensado o para otros
tratamientos industriales.
La presente invención se refiere, así, al
tratamiento de las frutas enteras, de las frutas en trozos o de sus
cáscaras; consiste en introducir la materia que hay que tratar en un
recinto en el cual se procede a un calentamiento muy rápido del
producto a presión, por vapor de agua seco o húmedo, por ejemplo, a
presión total Po durante un tiempo de tratamiento tr. Los valores de
tr, de la temperatura, y de la presión Po, dependen del material
tratado, de las instalaciones puestas en juego y del objetivo final.
La invención está caracterizada porque se procede a continuación a
una etapa posterior de expansión hacia una presión inferior. La
duración de la expansión brusca es función del producto que hay que
tratar, de su forma, de sus dimensiones y de la calidad prevista.
Ésta está comprendida sistemáticamente entre el instante y algunos
segundos. De acuerdo con un modo de puesta en práctica preferido, la
puesta a presión se obtiene después de una etapa de puesta al vacío
(del orden de 50 mbar) con miras a acelerar la cinética de
calentamiento.
Para comprender mejor la presente invención,
puede citarse un ejemplo de tratamiento en el caso de una serie de
frutas enteras de Citrus Sinensls L. Las condiciones operativas del
procedimiento de acuerdo con la invención son las siguientes:
Claims (7)
1. Procedimiento de tratamiento termomecánico de
las frutas, verduras, enteras, peladas, en trozos o en rodajas, o de
sus cáscaras, que comprende una etapa de calentamiento a presión y
una etapa de expansión rápida, caracterizado porque comprende
las operaciones siguientes:
- al menos una etapa inicial que consiste en
aplicar una temperatura elevada acoplada a una presión superior a 5
bares;
- al menos una segunda etapa de mantenimiento
durante un tiempo de tratamiento tr de una temperatura elevada
acoplada a una presión superior a 3 bares;
- una etapa posterior de expansión brusca muy
rápida (del orden de la centésima de segundo) hacia una presión
reducida del orden de 50 milibares, y
- una etapa de recuperación de los productos
tratados y de los condensados.
2. Procedimiento de tratamiento termomecánico de
las frutas, verduras, enteras, peladas, en trozos o en rodajas, o de
sus cáscaras, de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que la presión y la temperatura
de tratamiento se obtienen por inyección de vapor de agua seco o
húmedo a la presión considerada en la zona de tratamiento.
3. Procedimiento de tratamiento termomecánico de
las frutas, verduras, enteras, peladas, en trozos o en rodajas, o de
sus cáscaras, de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2,
caracterizado por el hecho de que la fase de inyección de
vapor va precedida de una fase de instauración de vacío inicial (15
mbar-100 mbar) con miras a acelerar el proceso de
calentamiento por inyección.
4. Procedimiento de tratamiento termomecánico de
las frutas, verduras, enteras, peladas, en trozos o en rodajas, o de
sus cáscaras de acuerdo con las reivindicaciones 1, 2 o 3,
caracterizado porque el paso a alta presión/alta temperatura
se efectúa en varios escalones sucesivos.
5. Procedimiento de tratamiento termomecánico de
las frutas, verduras, enteras, peladas, en trozos o en rodajas, o de
sus cáscaras, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque los compuestos volátiles a la presión
reducida y a la temperatura obtenidas justo después de la expansión
son recuperados por condensación eventualmente selectiva.
6. Procedimiento de tratamiento termomecánico de
las frutas, verduras, enteras, peladas, en trozos o en rodajas, de
acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el
hecho de que la fruta es recuperada y envasada a fin de preservar su
pequeña contaminación bacteriana en los dos procesos de prensado o
de comercialización directa.
7. Instalación para la realización del
procedimiento de tratamiento termomecánico de las frutas, verduras,
enteras, peladas, en trozos o en rodajas, o de sus cáscaras, que
comprende una etapa de calentamiento a presión y una etapa de
expansión rápida, que consiste en que comprende las operaciones
siguientes:
- al menos una etapa inicial que consiste en
aplicar una temperatura elevada acoplada a una presión superior a 5
bares;
- al menos una segunda etapa de mantenimiento
durante un tiempo de tratamiento tr de una temperatura elevada
acoplada a una presión superior a 3 bares;
- una etapa posterior de expansión brusca muy
rápida (del orden de la centésima de segundo) hacia una presión
reducida del orden de 50 milibares, y
- una etapa de recuperación de los productos
tratados y de los condensados.
caracterizado porque comprende una cámara
de tratamiento estanca que admite la alta temperatura y la alta
presión, así como un vacío primario de 50 mbar, conectada a un
depósito al vacío, de volumen, como mínimo, 20 veces superior al de
la cámara de tratamiento, así como medios de puesta al vacío por
bombeo y condensación y de conexión muy brusca y rápida entre la
cámara de tratamiento y el depósito al vacío, y un sistema de
condensación y de recuperación de los componentes volátiles a la
temperatura y la presión instauradas justo después de la
expansión.
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