ES2256460T3 - Metodo y aparato para desinfectar un producto mediante el tratamiento de su superficie. - Google Patents

Metodo y aparato para desinfectar un producto mediante el tratamiento de su superficie.

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ES2256460T3 ES02722020T ES02722020T ES2256460T3 ES 2256460 T3 ES2256460 T3 ES 2256460T3 ES 02722020 T ES02722020 T ES 02722020T ES 02722020 T ES02722020 T ES 02722020T ES 2256460 T3 ES2256460 T3 ES 2256460T3
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Abstract

Un aparato de desinfección para llevar a cabo el procedimiento según la reivindicación 8 que comprende un dispositivo de vapor (1) para combatir los microbios de la superficie de un producto sólido, especialmente de un producto alimentario sólido, y dicho dispositivo de vapor (1) tiene por lo menos un pasadizo de vapor (3) y un orificio (2), que se caracteriza porque se proporciona una cavidad (4) adyacente al orificio (2) y en el uso se adapta para que se pueda suministrar un chorro de vapor acuoso bajo una presión comparativamente alta a través del pasadizo de vapor (3), por lo que el vapor acuoso emitido desde el orificio (2) se hace oscilar a una frecuencia, preferentemente una frecuencia ultrasónica, determinada por la cavidad (4) y porque el dispositivo de vapor (1) comprende una parte exterior (5), cuya pared interior define la pared exterior del pasadizo de vapor, y una parte interior (6) que define sustancialmente la pared exterior del pasadizo de vapor (3) y también define el orificio (2), siendo proporcionada la cavidad (4) adyacentemente a dicho orificio.

Description

Método y aparato para desinfectar un producto mediante el tratamiento de su superficie.
Campo técnico
La invención se refiere a un procedimiento para desinfectar un producto mediante el tratamiento de su superficie, vapor de líquido, preferentemente vapor acuoso, y sonido, preferentemente ultrasonido, que se descarga en la superficie del producto.
Al fabricar y posteriormente embalar productos alimentarios es aconsejable destruir los microbios, como las esporas, microorganismos y demás, presentes en la superficie de los productos alimentarios y otras superficies firmes. Es sabido que el termotratamiento de los alimentos se utiliza para destruir los microbios. Sin embargo, dicho termotratamiento suele causar cambios indeseados en el sabor y la textura del alimento tratado y, en el peor de los casos, puede estropear el alimento. También que el tratamiento ultrasónico de la superficie de un producto se utiliza para eliminar sus impurezas.
Técnicas anteriores
En la memoria descriptiva japonesa publicada Nº JP-07143999A se desvela un aparato de esterilización en el que los instrumentos a ser esterilizados se exponen primero a ultrasonido y, después, se tratan en el autoclave mediante vapor a alta presión y, por último, se irradian con luz ultravioleta. Sin embargo, este principio no es adecuado para el tratamiento de alimentos debido, entre otras cosas, a las altas temperaturas usadas durante el tratamiento en el autoclave.
Además, en el documento EP 0711566A se describe un procedimiento y un aparato para desgerminar instrumentos dentales. El aparato emplea varios principios para combatir los microbios, por ejemplo, el tratamiento con chorros de vapor, aire caliente, baño ultrasónico, radiación electromagnética, etc. Sin embargo, este aparato no es adecuado para el tratamiento de los alimentos, ya que los productos tratados absorben volúmenes de calor demasiado altos en muchos de los procedimientos propuestos.
Además, también es sabido que para destruir los microbios se calienta la superficie de, por ejemplo, los productos alimentarios por medio del vapor. No obstante, para obtener el efecto de destrucción deseado las capas exteriores de los alimentos tratados son dañadas a consecuencia de la exposición excesiva.
También se sabe a partir de la patente rusa Nº 2000058 que los productos alimentarios líquidos se esterilizan mediante una combinación de vapor y ultrasonido. El alimento se introduce en un recipiente y se forma una capa de alimento líquido mediante una fuerza centrífuga. Se suministra vapor al alimento desde la superficie interior del recipiente. El vapor se inyecta a través de una pluralidad de toberas, por lo que se generan oscilaciones ultrasónicas en el alimento líquido. Durante la condensación del vapor se forma una cavitación. El uso de este método de tratamiento es limitado por una serie de razones: solo es adecuado para productos alimentarios líquidos, se requiere una centrifugadora, y se suministra agua al alimento debido a la condensación del vapor acuoso. Este tipo de condensación se evita preferentemente.
En el documento WO 00/01255 se describe un procedimiento y un aparato para tratar un líquido o material con energía acústica. El aparato funciona con el principio de que debería producirse una condensación y que la energía acústica se genera induciendo la cavitación. Cuando se condensan las cavidades de vapor se crea la energía acústica.
Descripción de la invención
El objetivo de la invención es proporcionar un procedimiento para la desinfección de un producto y que es adecuado para destruir eficazmente los microbios de la superficie del producto sin inducir demasiado calor al producto.
Un procedimiento del tipo mencionado previamente se caracteriza según la invención por que el ultrasonido se genera al mismo tiempo que el vapor se descarga y se hace oscilar a una frecuencia de la gama ultrasónica a una presión acústica tan alta que la migración de las moléculas individuales excede de la dimensión de las bacterias o microbios a ser destruidos según la reivindicación 8.
Por tanto, el ultrasonido en el vapor genera oscilaciones de partículas y velocidades de partículas tan altas que las moléculas de agua son bombeadas alternativamente a y desde las superficies de los productos. Por consiguiente:
1.
Se suministra energía en forma de vapor;
2.
La zona de vapor que está alrededor del producto se elimina continuamente para impedir la condensación y el aislamiento,
3.
Las microestructuras naturales de la superficie no impiden que el vapor alcance todos los microbios.
Esto implica que
1.
La superficie del producto se caliente hasta la temperatura del vapor considerablemente más rápido que si el calor se condujese a través de la zona de aire que rodea al producto.
2.
Los microbios ocultos en las esporas y cavidades naturales se calienten sin apenas afectar al alimento per se.
Durante el tratamiento la temperatura de interior del producto disminuye en función de la profundidad. Esto también se aplica a los microbios de la superficie. En los productos biológicos los microbios son comúnmente varias veces más pequeños que el tamaño celular del producto. Esto significa que los microbios alcanzan una temperatura del núcleo que excede de 70ºC en un momento en que el gradiente térmico solo ha penetrado pocos micrómetros en las células superficiales del producto.
Cuando el tratamiento se finaliza posteriormente, la cantidad de energía absorbida por las células del producto se distribuye y genera un calentamiento general del producto. Dado que el volumen de las células del producto supera el volumen de los microbios, la cantidad total de calor inducido durante el tratamiento es muy pequeña y, por tanto, inocua para el producto. El tiempo de tratamiento es comparativamente corto, preferentemente de solo unos pocos segundos.
En una realización especialmente ventajosa de la invención, el ultrasonido se genera conduciendo el vapor a través de un dispositivo generador de ultrasonido y haciendo que el vapor oscile a una frecuencia de la gama ultrasónica a una presión acústica tan alta que la migración de las moléculas individuales excede de la dimensión de las bacterias o microbios a ser destruidos.
El dispositivo generador de ultrasonido puede estar formado, por ejemplo, por una corriente de chorro y una cavidad.
Además, la invención se refiere a un aparato de desinfección para llevar a cabo el procedimiento que comprende un dispositivo de vapor para combatir los microbios de la superficie de un producto sólido, especialmente de un producto alimentario sólido, y dicho dispositivo de vapor tiene por lo menos un pasadizo de vapor y un orificio, según la reivindicación 1.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se describe la invención más detalladamente en relación con los dibujos adjuntos, en los que
La Figura 1 muestra la difusión de un chorro de vapor a partir de un dispositivo de vapor de un aparato de desinfección según la invención,
La Figura 2 muestra una realización de un dispositivo de vapor que está conformado como un surtidor de disco con forma de disco.
La Figura 3 es una vista en corte a lo largo del diámetro del dispositivo de vapor de la Figura 2,
La Figura 4 muestra un dispositivo de vapor conformado como un cuerpo alargado.
La Figura 5 muestra un dispositivo de vapor del mismo tipo que el de la Figura 4 conformado como un curva cerrada, y
La Figura 6 muestra un dispositivo de vapor del mismo tipo que el de la Figura 4 conformado como una curva abierta.
Los mejores modos de llevar a cabo la invención
El aparato de desinfección que se muestra en la Figura 1 para llevar a cabo el procedimiento según la invención comprende un dispositivo de vapor 1 conformado como un llamado surtidor de disco con forma de disco que comprende una parte exterior 5 y una parte interior 6, que se muestra en una vista en corte en la figura. El agua a presión se pasa desde una cámara de vapor 10 a través de un pasadizo de vapor 3 definido por la parte exterior 5 y la parte interior hasta un orificio 2, desde el cual el vapor se descarga en un chorro hacia una cavidad 4 proporcionada en la parte interior 6. El vapor se puede hacer a partir de agua destilada o desmineralizada. Si la presión del vapor es suficientemente alta se generan oscilaciones en el vapor introducido en la cavidad 4 a una frecuencia definida por las dimensiones de la cavidad 4. Adaptando las dimensiones de la cavidad 4 de forma que, por ejemplo, su frecuencia natural acústica oscile entre 20 KHz y 25 KHz, el dispositivo de vapor 1 genera oscilaciones acústicas desde el orificio 2 siempre que la presión del vapor sea suficientemente alta. Un aumento adicional de la presión del vapor no cambia la frecuencia significativamente, pero la presión acústica suministrada por el dispositivo de vapor 1 se incrementa considerablemente. Un dispositivo de vapor del tipo que se muestra en la Figura 1 puede generar presiones acústicas ultrasónicas de hasta 160 dB_{SPL} a una presión de vapor de aproximadamente 4 atmósferas. El dispositivo de vapor 1 puede estar hecho de latón, aluminio o acero inoxidable en un material inoxidable adecuado o en cualquier otro material suficientemente duro. El material simplemente tiene que soportar la presión acústica y la temperatura a las que está sujeto el dispositivo de vapor durante el uso. El modo de funcionamiento también se muestra en la Figura 1, en donde el vapor difundido 7 se hace oscilar mediante la cavidad 4. El vapor oscilante difundido se dirige hacia un transportador subyacente 9, en donde se disponen los productos 8, por ejemplo, los productos alimentarios, a ser desinfectados. Los productos 8 son transportados a una velocidad predeterminada que corresponde al grado de desinfección deseado. El vapor oscilante emitido se puede usar opcionalmente para desinfectar semillas.
En la Figura 2 se muestra una realización opcional de un dispositivo de vapor según la invención, es decir, un llamado surtidor de disco. El dispositivo de vapor 1 comprende una parte exterior anular 5 y una parte interior cilíndrica 6, en la que está incrustada una cavidad anular 4. A través de un pasadizo de vapor anular 3 el vapor se puede difundir hasta el orificio anular 2 desde el que se puede conducir a la cavidad 4. La parte exterior 5 puede ser ajustable en relación con la parte interior 6, por ejemplo, proporcionando una rosca u otro dispositivo de ajuste (no se muestra) en el fondo de la pieza exterior 5, que además puede comprender medios de sujeción (no se muestran) para bloquear la parte exterior 5 en relación con la parte interior 6, cuando se ha obtenido el intervalo deseado entre las mismas. Las dimensiones ventajosas del dispositivo de vapor que se muestra en la Figura 2 pueden ser un diámetro externo de la parte exterior 5 de, por ejemplo, 80 mm, un diámetro interno del borde del orificio 2 de aproximadamente 22 mm, un diámetro del extremo de la parte interior 6, en donde se proporciona la cavidad 4, de aproximadamente 15 mm, y una cavidad 4 que tiene un diámetro interno de aproximadamente 10 mm y una anchura que oscila entre 1,5 y 2 mm. Dicho dispositivo de vapor genera una frecuencia de aproximadamente 19 KHZ a una presión del vapor de 4 atmósferas. Por tanto, las moléculas del vapor pueden migrar hasta 36 \mum aproximadamente 19.000 veces por segundo a una velocidad máxima de 4,5 m/s. Estos valores se incluyen simplemente para dar una idea del tamaño y las proporciones del dispositivo de vapor y de ningún modo limitan la realización mostrada.
La Figura 3 es una vista en corte del dispositivo de vapor 1 de la Figura 2 para ilustrar más claramente la forma del orificio 2, el pasadizo de vapor 3 y la cavidad 4. Además, es evidente que el orificio 2 es anular. El pasadizo de vapor 3 y el orificio 2 son definidos por la parte exterior sustancialmente anular 5 y la parte interior cilíndrica 6 dispuestas en los mismos. El chorro de vapor descargado desde el orificio 2 golpea la cavidad sustancialmente circunferencial 4 formada en la parte interior 6, y después sale del dispositivo de vapor 1. Como se mencionó previamente, la parte exterior 5 define el exterior del pasadizo de vapor 3 y además se inclinada formando un ángulo de aproximadamente 30º a lo largo de la superficie exterior de su circunferencia interior que forma el orificio del dispositivo de vapor, a partir de donde el chorro de vapor se puede expandir cuando se difunde. Junto con una correspondiente inclinación de 60º en la superficie interior de la circunferencia interior, la inclinación anterior forma un borde circunferencial de ángulo agudo que define el orificio 2 externamente. La parte interior 6 tiene una inclinación de aproximadamente 42º en su circunferencia exterior que está frente al orificio y define el orificio 2 internamente. La parte exterior 5 puede ajustarse en relación con la parte interior 6, por lo que se puede ajustar la presión del chorro de vapor que golpea la cavidad 4. La sección superior de la parte interior 6, en la que está incrustada la cavidad 4, también está inclinada formando un ángulo de aproximadamente 45º para permitir que el chorro de vapor oscilante se expanda en el orificio del dispositivo de vapor.
En la Figura 4 se muestra un cuerpo alargado en forma de raíl como una realización opcional del dispositivo de vapor del aparato de desinfección, siendo dicho cuerpo funcionalmente equivalente a las realizaciones que se muestran en la Figura 1 y en la Figura 2, respectivamente. En esta realización, la parte exterior comprende dos porciones separadas en forma de raíl 5a y 5b, que junto con la parte interior en forma de raíl forman un dispositivo de vapor 1. Se proporcionan dos pasadizos de vapor 3a y 4b entre las dos porciones 5a y 5b de la parte exterior 5 y la parte interior 6. Cada uno de dichos pasadizos tiene un orificio 2a, 2b, respectivamente, que conduce el vapor emitido desde los pasadizos de vapor 3a y 3b a dos cavidades 4a, 4b proporcionadas en la parte interior 6. Una ventaja de esta realización es que un cuerpo en forma de raíl puede cubrir una superficie mucho más grande que un cuerpo circular. Otra ventaja de esta realización es que el dispositivo de vapor puede estar hecho de aluminio extruido, por lo que se reduce el coste de los materiales.
La realización del dispositivo de vapor que se muestra en la Figura 4 no tienen que ser rectilínea. La Figura 5 muestra un cuerpo con forma de raíl 1 conformado como tres anillos circulares separados. El anillo exterior define la parte exterior más externa 5a, el anillo central define la parte interior 6 y el anillo interior define la parte exterior más interna 5b. Las tres partes del dispositivo de vapor forman conjuntamente un sección transversal como se muestra en la realización de la Figura 4, en la que se proporcionan dos cavidades 4a y 4b en la parte interior y en la que el espacio entre la parte exterior más externa 5a y la parte interior 6 define un pasadizo de vapor exterior 3a y un orificio exterior 2a, respectivamente, y el espacio entre la parte interior 6 y la parte exterior más interna 5b define un pasadizo de vapor interior 4b y un orificio interior 2b, respectivamente. Esta realización de un dispositivo de vapor puede cubrir una zona muy grande de una vez y, por tanto, tratar la superficie de productos grandes tales como productos alimentarios, por ejemplo, quesos enteros, verduras grandes o reses partidas por la mitad.
Como se muestra en la Figura 6, también se puede formar un dispositivo de vapor de este tipo como una curva abierta. En esta realización las piezas funcionales corresponden a las que se muestran en la Figura 4 y aparecen más detalles de esta parte de la descripción, motivo por el que se hace referencia a la misma. Un dispositivo de vapor conformado como una curva abierta es aplicable cuando los microbios han de ser eliminados de las superficies de productos con formas poco comunes. Se prevé un sistema, en el que una pluralidad de dispositivos de vapor conformados como diferentes curvas abiertas se dispone en un aparato de desinfección según la invención y se usa en una amplia gama de aplicaciones diferentes.
En general, el aparato de desinfección se puede usar en relación con vapor de un líquido, no necesariamente vapor acuoso. El aparato de desinfección puede usarse, por ejemplo, en relación con alcohol. En el último caso, se pueden añadir varios aditivos, opcionalmente aditivos gaseosos, al líquido.
Aunque el aparato de desinfección según la invención se describe previamente en relación con la desinfección de la superficie de productos alimentarios, la invención no se limita a este uso. Ejemplos de otras posibles aplicaciones de la invención incluyen la desinfección de superficies de muestras de tejido, la desinfección de instrumentos quirúrgicos, la activación superficial de productos en relación con la tecnología de procesos químicos y la industria farmacéutica o la limpieza de embalajes de alimentos antes del uso de los mismos.
Además, la invención se puede usar en mataderos, en la producción de alimentos en general, en quirófanos, en salas blancas y edificios para el ganado, etc.
El aparato no es necesariamente estacionario, sino que también puede ser una unidad móvil.

Claims (14)

1. Un aparato de desinfección para llevar a cabo el procedimiento según la reivindicación 8 que comprende un dispositivo de vapor (1) para combatir los microbios de la superficie de un producto sólido, especialmente de un producto alimentario sólido, y dicho dispositivo de vapor (1) tiene por lo menos un pasadizo de vapor (3) y un orificio (2), que se caracteriza porque se proporciona una cavidad (4) adyacente al orificio (2) y en el uso se adapta para que se pueda suministrar un chorro de vapor acuoso bajo una presión comparativamente alta a través del pasadizo de vapor (3), por lo que el vapor acuoso emitido desde el orificio (2) se hace oscilar a una frecuencia, preferentemente una frecuencia ultrasónica, determinada por la cavidad (4) y porque el dispositivo de vapor (1) comprende una parte exterior (5), cuya pared interior define la pared exterior del pasadizo de vapor, y una parte interior (6) que define sustancialmente la pared exterior del pasadizo de vapor (3) y también define el orificio (2), siendo proporcionada la cavidad (4) adyacentemente a dicho orificio.
2. Un aparato de desinfección según la reivindicación 1, que se caracteriza porque la cavidad (4) está ajustablemente espaciada desde el orificio (2) del dispositivo de vapor.
3. Un aparato de desinfección según la reivindicación 1, que se caracteriza porque la cavidad (4) está dispuesta adyacentemente al orificio (2) y opcionalmente íntegramente formada con el mismo.
4. Un aparato de desinfección según una de las reivindicaciones 1 a 3, que se caracteriza porque la parte exterior (5) y la parte interior (6) están fijadas una en relación con la otra y por que el vapor acuoso suministrado a través del pasadizo de vapor (3) es conducido hacia la cavidad (4) sustancialmente de forma que el vapor acuoso se hace oscilar a una frecuencia, preferentemente una frecuencia ultrasónica, determinada por la cavidad.
5. Un aparato de desinfección según una de las reivindicaciones 1 a 4, que se caracteriza porque en relación con la cavidad (4) el dispositivo de vapor (1) es un generador Hartmann, un surtidor de vapor o un surtidor de disco.
6. Un aparato de desinfección según una de las reivindicaciones 1 a 5, que se caracteriza porque el dispositivo de vapor está conformado como un cuerpo con forma de disco.
7. Un aparato de desinfección según una de las reivindicaciones 1 a 5, que se caracteriza porque el dispositivo de vapor está conformado como un cuerpo con forma de raíl.
8. Un procedimiento para desinfectar un producto sólido mediante tratamiento de la superficie del mismo, vapor de un líquido, preferentemente vapor acuoso, y sonido, preferentemente ultrasonido, que se descarga en la superficie del producto, que se caracteriza porque el ultrasonido se genera al mismo tiempo que el vapor se descarga y se hace oscilar a una frecuencia de la gama ultrasónica a una presión acústica tan alta que la migración de las moléculas individuales excede de las dimensiones de las bacterias o microbios a ser destruidos, en donde el vapor se dirige hacia el producto sólido y se pone en contacto con el mismo.
9. Un procedimiento según la reivindicación 8, que se caracteriza porque el ultrasonido se genera sin inducir cavitación.
10. Un procedimiento según la reivindicación 8, que se caracteriza porque el ultrasonido simultáneo se genera conduciendo el vapor a través de un dispositivo generador de ultrasonido que hace que el vapor oscile a una frecuencia de la gama ultrasónica.
11. Un procedimiento según la reivindicación 10, que se caracteriza porque el dispositivo generador de ultrasonido está formado por una corriente de chorro y una cavidad.
12. Un procedimiento según la reivindicación 10, que se caracteriza porque el dispositivo generador de ultrasonido está formado por un silbato para generar vapor y ultrasonido.
13. Un procedimiento según las reivindicaciones 8-12, que se caracteriza por un tiempo de procesamiento relativamente corto.
14. Un procedimiento para desinfectar un producto mediante el tratamiento de la superficie del mismo, que se caracteriza porque dicho procedimiento utiliza un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
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