ES2279097T3 - Un metodo para mantener condiciones asepticas en una planta de jugo durante breves interrupciones de la produccion. - Google Patents

Abstract

Un método para mantener condiciones asépticas en una planta de jugo durante breves interrupciones de la producción, donde en la planta que produce jugo el concentrado de jugo es calentado a una cierta temperatura cuando el vapor es suministrado al concentrado, el concentrado de jugo es mantenido a esta temperatura en un tubo de retención (11) durante un cierto intervalo de tiempo, y el concentrado de jugo es subsecuentemente diluido con agua hasta el grado correcto de dilución, caracterizado porque la planta, durante las breves interrupciones de la producción, corta el suministro de concentrado de jugo, vapor y agua; la presión en la planta es mantenida y una válvula de interrupción (28) colocada aguas abajo del suministro de agua se cierra; el vapor es suministrado a la instalación en una pequeña cantidad por medio de un conducto by-pass (8); y el tubo de retención (11) el cual está aislado y conectado al lazo de calentamiento (12) mantiene la temperatura del producto en el tubo de retención (11).

Description

Un método para mantener condiciones asépticas en una planta de jugo durante breves interrupciones de la producción.

Campo técnico

La presente invención se relaciona con un método para mantener condiciones asépticas en una planta de jugo durante breves interrupciones de la producción, donde en la planta que produce jugos el jugo concentrado es calentado a una cierta temperatura cuando el vapor es suministrado al concentrado, el concentrado es mantenido a esta temperatura en una celda buffer durante un período de tiempo, y el concentrado de jugo es posteriormente diluido con agua hasta un grado de dilución correcto.

Arte anterior

El jugo es definido como una bebida que contiene 100% de lo que puede ser extraído de las frutas, vegetales o bayas y que normalmente no contiene aditivos. Las bebidas con un contenido más bajo son normalmente designadas como néctar o bebidas de frutas. Para la producción de jugos, un proceso común es tomar, como punto de partida, un concentrado de jugo extraído de la fruta o frutas que se pretenden usar.

De su tipo, la bebida de jugo más común en el mercado es el jugo de naranja. Sin embargo, las naranjas no son generalmente cultivadas en aquellos países que son los mayores consumidores de jugo. Para economizar los costos del transporte del jugo de naranja desde los países productores a los países consumidores, es necesario concentrar el jugo en el país de origen y transportar el concentrado, el cual entonces constituye solamente 15 - 20% del producto de jugo terminado. De manera más general, el concentrado es transportado en estado congelado. En el país consumidor, el concentrado debe ser diluido con agua, es decir, éste debe ser reconstituido para reasumir su composición primitiva y concentración. Más del 90% de la producción mundial de jugo de naranja tiene lugar de esta manera.

El método más común de reconstitución es que el concentrado y el agua sean mezclados, tanto de manera discontinua en grandes tanques o de manera continua en equipos de proceso específicos. Posteriormente, el jugo terminado es pasteurizado, enfriado y envasado en envases de consumo. También existen métodos que suministran directamente agua muy caliente al concentrado. En este caso, el producto es posteriormente enfriado de manera indirecta y envasado en envases de consumo.

También en la producción de jugo a partir del concentrado, llamado jugo reconstituido, el objeto es aproximarse al sabor del jugo exprimido fresco, el cual es normalmente consumido de manera inmediata después de la extracción. Por encima de todo, dos factores afectan la calidad del jugo durante este proceso, la temperatura y el oxígeno. Para mejorar el producto, son realizados intentos para exponer el jugo a una acción térmica tan pequeña como sea posible, al mismo tiempo que es importante obtener un producto con una vida media razonable. El proceso debe también ser diseñado de manera que la acción del oxígeno sea minimizada. El oxígeno oxida y destruye la vitamina C y por lo tanto reduce el contenido nutriente del jugo.

Al mismo tiempo, el proceso debe ser realizado de manera racional con tiempos de arranque y detención tan cortos como sea posible. El proceso debe ser también flexible de manera que sea posible cambiar el producto rápida y simplemente sin mayores pérdidas del producto. El proceso debe ser tan bien capaz de ser usado para diferentes tipos de jugos de frutas o vegetales, incluyendo aquellos que contienen
fibras.

Uno de tales métodos es descrito en US 4,684,531. Es suministrado vapor al concentrado de jugo de manera que una temperatura de pasteurización sea alcanzada. El concentrado de jugo parcialmente diluido es mantenido a esta temperatura durante un intervalo de tiempo dado. Posteriormente, es adicionada agua en la cantidad requerida para obtener un jugo reconstituido. El jugo terminado es luego envasado en envases de consumo asépticos.

En una planta para la producción de jugo, como se describió anteriormente, puede ser natural que sucedan breves interrupciones de la producción debido a las paradas temporales de la máquina de llenado. Durante estas interrupciones, las cuales pueden ser de hasta 15 minutos, es vital mantener las condiciones asépticas en la planta.

En otras plantas de jugo donde el agua caliente es adicionada al jugo concentrado, es solamente el suministro de concentrado y de agua lo que se detiene, y la cantidad de jugo que está en el tanque buffer tiene tiempo de enfriarse por debajo de la temperatura de pasteurización. Para evitar una alarma de temperatura inmediatamente después del reinicio, la señal de temperatura, en este instante, ha sido encubierta. Sin embargo, este procedimiento ocasiona que exista el riesgo de que una cantidad menor del producto en o antes del tanque de mezclado no sea suficientemente pasteurizada.

En las plantas de pasteurización convencionales para jugos, que usan intercambiadores de calor, el producto es reciclado al pasteurizador constantemente durante las breves interrupciones. Esto ocasiona que haya un considerable consumo de energía incluso durante la interrupción operacional.

Objetos de la invención

Un objetivo de la presente invención es llevar a cabo un método de mantenimiento de las condiciones asépticas en una planta de jugo sin el riesgo de que el producto no alcance suficiente temperatura de pasteurización.

Un objetivo adicional de la presente invención es llevar a cabo una planta de jugo la cual no consuma energía durante la interrupción operacional y la cual pueda rápidamente reasumir la posición de producción.

Solución

Estos y otros objetivos han sido alcanzados de acuerdo a la presente invención ya que en el método del tipo descrito a modo de introducción han sido dadas las características técnicas que caracterizan a la planta, donde en las breves interrupciones de producción, se corta el suministro de concentrado de jugo, vapor y agua, la presión en la planta es mantenida, una válvula de detención colocada aguas abajo del suministro de agua se cierra y el vapor es alimentado a la planta en una cantidad menor por medio de un conducto by-pass, y el tanque buffer, el cual es aislado y conectado a un lazo de calentamiento mantiene la temperatura del producto en el tanque buffer.

En las realizaciones preferidas de la presente invención también han sido dadas las características técnicas como son establecidas en las reivindicaciones secundarias anexas.

Breve descripción del dibujo acompañante

Una realización preferida de la presente invención será ahora descrita con más detalle a continuación, con referencia al Dibujo acompañante, en el cual:

La Fig. 1 muestra un diagrama de flujo de una planta para la producción de jugo, néctar o bebidas de frutas, en el cual el método de acuerdo a la presente invención puede ser empleado.

Descripción de la realización referida

La planta que es mostrada en la Fig. 1 comprende un tanque 1 para el jugo concentrado. El concentrado de jugo es bombeado por medio de una bomba 2 a un inyector de vapor 3. La bomba 2 es preferiblemente una bomba positiva, tal como una bomba de pistón lobular o una bomba de husillo. Un medidor de flujo 5 es dispuesto en el conducto 4 entre la bomba 2 y el inyector 3.

El inyector 3 puede ser del tipo el cual es descrito en la Solicitud de Patente Sueca SE 0004390-1. En el inyector 3, el vapor presurizado es forzado hacia el concentrado de jugo a través de un gran número de orificios los cuales son proporcionados en la superficie de cubierta de un tubo, a través del cual pasa el producto.

El vapor es suministrado al inyector 3 a través de un conducto de vapor 6 en el cual está dispuesta una válvula reguladora de vapor 7. En el conducto de vapor 6, también está dispuesto un conducto by-pass 8 donde puede ser permitido el paso de una menor cantidad de vapor hacia el inyector 3, incluso cuando la válvula reguladora de vapor 7 está cerrada. Durante la producción, hay una válvula (no mostrada en el Dibujo) la cual cierra el conducto by-pass 8 para que sea posible controlar de manera cuidadosa la cantidad de vapor que es alimentado al proceso.

Para que el vapor alimentado al inyector 3 esté a una temperatura correcta el mismo es monitoreado por un sistema de control 9 que asegura que el vapor esté a la presión correcta y, por lo tanto, que tenga la cantidad de energía deseada. En el inyector 3, el concentrado de jugo es calentado a aproximadamente 85 - 115ºC, dependiendo del tipo de jugo tratado y del tipo de vida media deseado para el producto terminado.

Desde la entrada del inyector de vapor 3 hay un conducto 10 hasta un tubo de retención 11. En el tubo de retención 11, el producto es mantenido a una temperatura de pasteurización deseada durante un cierto intervalo de tiempo. El intervalo de tiempo puede ser 15 - 30 segundos, dependiendo del tipo de jugo tratado y del tipo de vida media deseada para el producto terminado.

En principio, el tubo de retención 11 consiste en un conducto recto o helicoidal de una cierta longitud, o de manera alternativa una combinación de longitudes de conductos rectos y helicoidales. En la planta donde el método de la presente invención es llevado a la práctica, el tubo de retención 11 está aislado y conectado a un lazo de calentamiento eléctrico 12. Después del tubo de retención 11, hay un conducto 13 que conduce el producto después por la planta.

Para monitorear que el producto esté a la temperatura correcta mientras se mantiene en el tubo de retención 11, se proporciona un medidor de temperatura 14 en el conducto 10 dentro del tubo de retención 11, y un medidor de temperatura 15 en el conducto 13 fuera del tubo de retención 11.

El producto ahora listo pasteurizado, que consiste en un concentrado de jugo parcialmente diluido, pasa a través de la planta a un mezclador 16. El mezclador 16 es del tipo descrito en la Solicitud de Patente Sueca SE 0103591-4. En el mezclador 16, el concentrado de jugo es conducido en una corriente de agua la cual es contra dirigida con relación a la corriente de concentrado, donde después el flujo intermezclado es forzado a cambiar de dirección de manera que un mezclado rápido y eficiente será obtenido.

El agua que es adicionada debe ser pasteurizada o filtrada estéril. El agua es apropiadamente des-aereada de manera que la cantidad de oxígeno (el cual puede afectar negativamente el contenido nutriente y el saber del jugo) es de esta forma reducido. Mediante la des-aereación del agua, es posible evitar la necesidad de que el jugo, en una etapa posterior en el proceso, necesite ser des-aereado. Cuando el jugo terminado es des-aereado, existe un riesgo de perder algo de las sustancias aromáticas lo cual contribuye en darle al jugo un sabor "fresco".

El agua es adicionada al mezclador 16 a través de un conducto 17, por medio de una bomba 18. La bomba 18 preferiblemente consiste en una bomba positiva convencional, tal como una bomba de husillo o una bomba de pistón lobular. En el conducto 17, está dispuesto un medidor de flujo 19 para monitorear que el jugo sea correctamente reconstituido.

En un conducto 20 fuera del mezclador 16, está ahora un jugo pasteurizado, reconstituido el cual, dependiendo de la temperatura del agua suministrada, es parcialmente enfriado. En el conducto 20 después del mezclador, hay un medidor 21 para monitorear que el jugo haya sido reconstituido hasta el grado correcto, es decir, que solamente esa cantidad de agua que tenía el jugo originalmente haya sido suministrada al proceso. El medidor es normalmente un refractómetro, pero un medidor de densidad puede también ser empleado. El jugo incorrectamente reconstituido sale de la planta a través del conducto 22.

El producto terminado es subsecuentemente enfriado finalmente cuando sea necesario. La necesidad del enfriamiento final depende de las condiciones del mezclado y de la temperatura del agua que entra al mezclador 16. Por ejemplo, el enfriamiento final puede tener lugar indirectamente en un intercambiador de calor 23 donde agua helada o agua fría es alimentada al intercambiador de calor 23 a través del conducto 24. Antes del enfriamiento final, hay una válvula de interrupción 28 dispuesta en el conducto 20.

El producto enfriado es subsecuentemente transportado a un tanque buffer aséptico 25. El jugo terminado abandona el tanque buffer a través del conducto 26 y es subsecuentemente rellenado en envases de consumo en algún tipo de máquina de rellenado 27. Dependiendo de la temperatura de pasteurización que fue empleada en el proceso, el producto es envasado en envases tanto para la distribución y venta a temperatura ambiente o en una cadena refrigerada continua.

Cuando ocurren breves interrupciones de la producción de hasta 15 minutos porque la máquina de rellenado 27 se detiene, la planta debe ser capaz de mantener tales condiciones durante la interrupción para que no exista riesgo de arriesgar las condiciones asépticas.

Cuando ocurre una interrupción temporal, el suministro de concentrado de jugo es cortado porque la bomba 2 se detiene. El suministro de vapor es interrumpido porque la válvula reguladora del vapor 7 se cierra. La bomba de agua 18 es detenida de manera similar y no podrá ser suministrada agua durante la interrupción.

La presión en la planta es mantenida porque la válvula de interrupción 28 en el conducto 20 antes del enfriamiento final se cierra. Al mismo tiempo, una cierta cantidad de vapor será suministrado al sistema por medio de un conducto by-pass el cual lo conduce después de la válvula reguladora de vapor 7. La pequeña cantidad de vapor la cual, por tales medios, entra en el proceso durante la interrupción también contribuye a asegurar que el jugo concentrado que está localizado en el inyector de vapor 3 no pueda ser forzado fuera a través de los pequeños orificios en la superficie de cubierta del conducto inyector.

El jugo que está localizado en el tubo de retención 11 es mantenido a la temperatura de pasteurización deseada durante la interrupción, porque el lazo de calentamiento eléctrico 12 calienta el tubo de retención aislado 11. La activación y desactivación del lazo de calentamiento son controladas por los indicadores de temperatura 14 y 15. Ya que el producto que está localizado en el tubo de retención 11 durante la interrupción es mantenido a la temperatura de pasteurización, no hay riesgo de una alarma por una temperatura incorrecta después del reinicio y como resultado las señales de temperatura no necesitan estar encubiertas.

Cuando la máquina de rellenado 27 regresa al flujo, el producto será tomado del tanque buffer 25 hasta el momento en que un estado estable haya sido establecido. La válvula de interrupción 28 se abre y subsecuentemente una vez más comienza el suministro de concentrado, vapor y agua ya que la bomba de concentrado 2 y la bomba de agua 18 arrancan y también porque la válvula de vapor 7 se abre. Durante todo el tiempo de duración de la breve interrupción operacional, la planta no consume energía, reinicia las funciones rápidamente y la calidad del producto es mantenida. La breve interrupción operacional no eleva las pérdidas.

Si la interrupción es mayor de 15 minutos, el método de acuerdo a la presente invención permite que la planta sea llenada con agua. El agua es tomada en el conducto en la bomba de concentrado 2 y puede otra vez ser eliminada en el conducto de retorno 22. Esto permite un drenaje relativamente rápido del agua fuera del sistema y el reinicio de la planta también después de interrupciones operacionales más largas.

Como resultará evidente de la descripción anterior, la presente invención lleva a cabo un método que es capaz de mantener las condiciones asépticas en una planta de producción de jugo durante breves interrupciones operacionales sin necesidad de detener la planta para ser limpiada y re-esterilizada. El método también ocasiona que la planta no consuma energía durante la interrupción y el reinicio puede tener lugar rápida y confiablemente.

Claims (4)

1. Un método para mantener condiciones asépticas en una planta de jugo durante breves interrupciones de la producción, donde en la planta que produce jugo el concentrado de jugo es calentado a una cierta temperatura cuando el vapor es suministrado al concentrado, el concentrado de jugo es mantenido a esta temperatura en un tubo de retención (11) durante un cierto intervalo de tiempo, y el concentrado de jugo es subsecuentemente diluido con agua hasta el grado correcto de dilución, caracterizado porque la planta, durante las breves interrupciones de la producción, corta el suministro de concentrado de jugo, vapor y agua; la presión en la planta es mantenida y una válvula de interrupción (28) colocada aguas abajo del suministro de agua se cierra; el vapor es suministrado a la instalación en una pequeña cantidad por medio de un conducto by-pass (8); y el tubo de retención (11) el cual está aislado y conectado al lazo de calentamiento (12) mantiene la temperatura del producto en el tubo de retención (11).

2. El método como el reivindicado en la Reivindicación 1, caracterizado porque el vapor es suministrado al concentrado de jugo en un inyector (3).

3. El método como el reivindicado en cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el agua es suministrada al concentrado de jugo en un mezclador continuo (16).

4. El método como el reivindicado en cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la activación y desactivación del lazo de calentamiento (12) durante la interrupción de la producción son controladas por indicadores de temperatura (14) y (15).