ES2282289T3 - Metodo para hacer funcionar un horno de coccion de alimentos. - Google Patents

Abstract

Método para hacer funcionar un horno de cocción de alimentos, destinado en particular para usar en servicios alimentarios y de catering, comprendiendo el método la introducción de una sonda (7) en el interior de los alimentos que se están cocinando, generando la sonda (7) una señal eléctrica representativa de la temperatura detectada, señal que se envía a un dispositivo de procesamiento y control adecuado, dispositivo de procesamiento y control que determina una información (F) que depende, en un modo combinado, de las temperaturas detectadas por dicha sonda y del tiempo de cocción, información que es un valor representativo de la reducción del contenido bacteriano de los alimentos cocinados, caracterizado porque dicho dispositivo de procesamiento y control selecciona, para el cálculo en tiempo real de dicha información (F), la temperatura más baja detectada por una pluralidad de sensores de temperatura situados en diferentes puntos (20, 21.....25) de dicha sonda que es de preferencia una sonda de aguja (11).

Description

Método para hacer funcionar un horno de cocción de alimentos.

Campo y antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un horno de cocción de alimentos, en concreto del tipo destinado a usar en aplicaciones de servicios alimentarios y de catering, provisto de elementos especiales adaptados para informar al operario, es decir al usuario, del contenido bacteriano que permanece en los alimentos que se están manipulando, y en particular para informar del periodo de tiempo durante el que los alimentos cocinados pueden mantenerse almacenados, es decir se pueden conservar.

Normalmente se sabe que los hornos de cocción de alimentos funcionan mediante la transmisión de calor desde el exterior de los alimentos que se están cocinando al interior de los mismos, y esta circunstancia hace de manera inevitable que los mismos alimentos reciban un tratamiento térmico diferente: en concreto, la parte más interna de los alimentos tarda en alcanzar la temperatura de cocción adecuada un tiempo obviamente más largo y, en conclusión, esta parte más interna se cocina normalmente en menor grado.

Este fenómeno, que desde luego es muy bien conocido en el estado de la técnica, es particularmente relevante y significativo en lo que se refiere a aquellos tipos de productos alimenticios que se presentan en forma de masa compacta con una superficie orientada hacia el exterior pequeña en comparación con el volumen interno del alimento. Este tipo de productos alimenticios se presenta principalmente en piezas enteras de carne, piezas de carne enrollada, piezas de carne picada tales como fiambres, y similares.

Para eliminar tal fenómeno típico de un efecto de cocción no homogéneo o de mala cocción en el interior de los alimentos que se están manipulando, una práctica habitual conocida en el estado de la técnica, consiste en proporcionar algún tipo de sonda termométrica, tal como en particular las sondas de temperatura de núcleo de tipo aguja, que se introducen en el interior de la masa del alimento que se está cocinando. La información de la temperatura que facilitan tales sondas se usa después para controlar el ciclo de cocción, como alternativa a los ciclos de cocción que, por el contrario, se programan de acuerdo con el tiempo de cocción.

Sin embargo, incluso tal uso de sondas de temperatura no es suficiente para resolver el problema de facilitar una información correcta sobre el riesgo de que un alimento, aunque se haya cocinado, pueda retener todavía un contenido bacteriano inaceptablemente elevado.

En realidad, es un hecho conocido que el contenido bacteriano residual de un alimento cocinado depende sustancialmente del tiempo real durante el cual se permite que permanezca a un nivel de temperatura mínimo dado, es decir el alimento debe de permanecer en un nivel de temperatura mínimo durante un periodo de tiempo definido, y tal información no aparece de manera automática en los hornos de cocción del estado de la técnica. De hecho, en los hornos del estado de la técnica la temperatura se detecta de manera continua o a intervalos predeterminados durante el ciclo de cocción, y es únicamente al final de tal ciclo de cocción cuando un operario cualificado puede juzgar si el contenido bacteriano residual de un alimento cocinado está o no en un nivel aceptable.

Sin embargo, tal información puede deducirse únicamente, es decir sólo está disponible, si el operario del horno está adecuadamente entrenado para hacer tales tipos de juicios, e incluso en este caso sólo al final del proceso de cocción, de manera que si se juzga que el contenido bacteriano residual sobrepasa todavía un nivel aceptable, como ya ha terminado el ciclo de cocción, pueden surgir fácilmente situaciones potencialmente peligrosas de incertidumbre.

Además, no hay ni se da ninguna indicación automática de la duración real del periodo de tiempo durante el que se pueden mantener almacenados los alimentos cocinados, es decir conservados antes de que pueda elevarse de nuevo el contenido bacteriano hasta un nivel inaceptable. Por último, pero no por ello menos importante, si se usa una sonda termostática de temperatura del núcleo insertada en el alimento a cocinar para controlar el ciclo de cocción, no existe en absoluto certeza de si la temperatura medida de ese modo es en realidad la temperatura que prevalece en el punto más frío del alimento.

Por ejemplo, dicha solución se revela en la WO 01/73352, una invención que se refiere a un dispositivo de cocción que comprende una cámara para alimentos provista de un calentador con funcionamiento controlado y sensores de temperatura ambiente e interna, un medio para determinar las temperaturas interna y ambiente y un valor de descontaminación mínimo y un módulo de control para monitorizar el calentador según parámetros basados en la entrada de las temperaturas ambiente e interna y la entrada del valor de descontaminación. Sin embargo, dicha solución presenta el anterior inconveniente citado de que la temperatura medida es en realidad la temperatura que prevalece en el punto más frío de los alimentos y además el control del calentador que se basa también en la temperatura de la cámara de cocción no puede asegurar que la temperatura del interior de los alimentos se eleve hasta un nivel predefinido para un periodo de tiempo dado.

En la EP 0 794 387 se revela un método para calcular la temperatura de la parte interna de un material que se va a cocinar y un aparato de cocción térmico que utiliza el mismo método. Sin embargo, dicho documento no enseña cómo resolver los problemas que se derivan de la detección de la temperatura más baja real del interior de los alimentos, y además, el método propuesto resulta complicado y poco fiable debido a que hay que aprender las propiedades físicas de los alimentos e introducirlas en el horno correspondiente.

Otro elemento básico que produce confusión y, por tanto, peligrosidad potencial, se debe al hecho de que los diferentes productos alimenticios tienen propiedades muy diversas, es decir, se comportan de manera totalmente diferente en este sentido, por lo que, como todo aquel versado en la materia sabe, el recuento de bacterias de cierto alimento que se ha realizado a través de un ciclo normal de cocinado, y que por este motivo puede arrojar un contenido de bacterias significantemente reducido, puede por el contrario volverse inaceptablemente elevado en otro tipo de alimento que es tratado usando el mismo ciclo de cocinado.

Finalmente, otro elemento que produce presión a los fabricantes de equipos de servicios alimentarios en general, incluyendo hornos de cocción de alimentos, es la Directiva Europea nº 93/43 (la denominada directiva HACCP, cuyo acrónimo proviene de Hazardous Análisis and Critical Control Point), que está dirigida a introducir unos requisitos de higiene, salvaguarda de la salud y seguridad en el procesado de alimentos, cocción y almacenaje de equipos y procedimientos.

Existe una necesidad por tanto muy fuerte de proporcionar un horno de cocción de alimentos, destinado especialmente a servicios alimentarios y de catering, que elimine las desventajas y los riesgos antes mencionados o que al menos los reduzca a unos niveles aceptables y que cuya fabricación no solo sea simple sino que también haga uso de técnicas disponibles. Además, la utilización de dicho tipo de horno ha de ser simple y estar dentro de la competencia de un operario normalmente cualificado en hornos de cocción, en particular hornos de cocción de alimentos usados en aplicaciones de servicios alimentarios y de catering.

Estos objetivos, junto con otras características de la presente invención se consiguen en un horno de cocción de alimentos que está fabricado y funciona según las características que se describen en las reivindicaciones en
anexo.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se desarrolla según una realización preferida, aunque no única, que se describe en detalle y se ilustra después, a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La figura 1 es una vista simbólica del panel de control y visualización de un horno de cocción de alimentos según la presente invención.

La figura 2 es una vista lateral de una sonda de temperatura del núcleo de tipo aguja según la presente invención.

La figura 3 es un gráfico en forma de diagrama, que se representa el modelo de evolución de la temperatura del núcleo de un alimento y el efecto esterilizador F (según se define después) como una función del tiempo de
cocción.

La figura 4 es un organigrama lógico del funcionamiento de un horno de cocción de alimentos según la presente invención.

La figura 5 es una tabla de una clasificación representativa de una pluralidad de diferentes tipos de alimentos según el criterio HACCP.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se basa esencialmente en las siguientes consideraciones: como normalmente se sabe que el contenido bacteriano de un alimento varía en función de la temperatura a la que se expone el alimento y del tiempo de tal exposición a dicha temperatura, es posible trazar una función que relacione la reducción del contenido bacteriano con estos dos parámetros y, como resultado, que sea representativa del modelo de evolución de dicho contenido bacteriano en los alimentos.

Tal función se conoce normalmente como función F, que se define como:

- el grado del efecto esterilizador conseguido en el proceso de cocción (una función del tipo de producto alimenticio que se está manipulando y de los microorganismos que probablemente están presentes en el mismo):

F = D_{To}(LogN_{0} - LogN) = nD_{T0}

donde:

F = efecto esterilizador o tasa de mortalidad.

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D_{To} = reducción decimal o tiempo de descomposición del microorganismo tomado como referencia: representa el tiempo de exposición a temperatura constante T_{0} necesario para que la concentración de células vitales se reduzca 10 veces, es decir, el tiempo necesario para obtener la inactivación del 90% de las células o esporas presentes al principio.

T_{0} = temperatura de referencia (por ejemplo 71ºC para la pasteurización).

N_{0} = concentración microbiana inicial.

N = concentración microbiana final.

n = número de reducciones decimales resultantes.

Por tanto, una vez definida la función de reducción del contenido bacteriano, surge la posibilidad de definir también una pluralidad de grados de reducción conocidos, que corresponde a los valores respectivos F_{0}, F_{1}, F_{2}... F_{n} que puede adoptar tal función F.

Como se ejemplifica más adelante, a estos valores se les puede asociar periodos preestablecidos de conservación en condiciones de almacenamiento (es decir tiempo de durabilidad antes de la venta) de los productos alimenticios procesados.

En resumen, se utiliza una función reconocida y establecida de manera convencional del modelo de evolución del total bacteriano, es decir el contenido en un alimento, y algunas características del estado higiénico de dicho alimento se identifican de manera experimental junto con su disposición para mantenerlo almacenado, es decir conservado antes de que su contenido bacteriano se eleve de nuevo hasta un nivel inaceptable.

A estas características, se les ha asociado después una pluralidad de valores correspondientes que puede obtener dicha función F. Queda bastante claro en este punto que, si el modelo de evolución de tal función F durante el ciclo de cocción se traza de un modo sustancialmente continuo, es posible detectar, es decir identificar, el momento en el que tal función alcanza de manera sucesiva los diferentes valores determinados anteriores de F. Por tanto, de este modo es posible ser informado continuamente de la variación del contenido bacteriano de los alimentos que se están cocinando y, poco después, también puede determinarse el propio ciclo de cocción mediante una comparación adecuada de los valores que se han obtenido sucesivamente mediante dicha función F con los valores predeterminados correspondientes.

Además, para hacer que la presente invención sea aún más interesante y esté de acuerdo con la realidad de los diferentes productos alimenticios a cocinar, este método se puede afinar programando el horno, o preferiblemente procesando de manera adecuada dispositivos que controlen y ajusten el horno, con la entrada de una información que se refiera a la naturaleza de los alimentos que se vayan a cocinar. Dicho de otro modo, con medios de control adecuados que se van a tratar debidamente en esta descripción, se pueden introducir dos o más categorías de peligrosidad microbiológica asociada a los productos alimenticios que se van a cocinar.

Cada una de tales categorías de peligrosidad se caracteriza por una concentración microbiana inicial diferente N_{0}, además de diferentes valores de D_{T0} y z.

Como resultado, en correspondencia con unos valores preestablecidos de la concentración microbiana N que se puede suponer está en correlación con diferentes valores del tiempo de durabilidad antes de la venta, es decir diferentes periodos de almacenabilidad, se van a encontrar diferentes valores de F_{0}, F_{1}, F_{2}.... F_{n} que varían de acuerdo con la naturaleza de los alimentos que se estén manipulando.

F se calcula integrando la temperatura T a lo largo del tiempo t a través de la siguiente relación derivada de una elaboración de (1):

F = \int\limits^{t_{2}}\limits_{t_{1}} 10^{(T-T0)/z} \cdot dt

donde:

T = temperatura del núcleo de los alimentos (función del tiempo)

t_{1} = instante al que corresponde una temperatura superior a un valor específico (por ejemplo 50ºC)

t_{2} = instante de lectura final

z = aumento de temperatura con respecto a T_{0} que provoca una reducción decimal D_{To} (función de la resistencia al calor de microorganismos individuales) y por tanto se va a considerar como una característica constante del tipo de alimento determinado.

Con referencia a la figura 3, se puede observar que se traza, con la curva R, el modelo de evolución de la temperatura del núcleo, es decir la temperatura en la parte más interna, de un trozo normal de pollo, mientras que la curva S en la misma figura ilustra el modelo de evolución de la función F ya definida.

En este gráfico se puede observar que la función F muestra un modelo de evolución que aumenta bruscamente empezando desde un tiempo mínimo de aproximadamente 35 minutos, y además que a una temperatura de 90ºC le corresponde una función F de más de 460 y este dato se va a usar en realidad en el ejemplo que aparece después en esta descripción.

Con referencia a la figura 1, se debe apreciar que el panel de control y visualización 1 incluye un interruptor de termostato 2, un interruptor de temporización 3 y, posiblemente, un interruptor de selección de ciclo 4, en donde todos estos medios se conocen bien y se usan normalmente en el estado de la técnica.

En cualquier caso, el panel de control y visualización según la presente invención incluye también:

- una pluralidad de selectores 5, 6 (aparecen en forma de botones en la figura),

- una pantalla de visualización 7 adaptada para mostrar información del estado de la reducción de contenido bacteriano con relación al proceso de cocción en curso.

También es un hecho muy conocido que productos alimenticios de diferente naturaleza presenten normalmente diferentes características en lo que se refiere a la reducción de contenido bacteriano como función de la temperatura y el tiempo de cocción. Para ejemplificar de manera más efectiva tal circunstancia, la figura 5 ilustra una tabla en la que, debajo del encabezamiento Clasificación HACCP, aparecen algunos ejemplos de productos alimenticios tanto de alto riesgo como de bajo riesgo desde el punto de vista bacteriológico, junto con códigos de clasificación A y
B.

Ejemplo Alimento: pollo

N_{0} (concentración microbiana inicial) = 10^{4} células/gramo

N (concentración microbiana final para consumo, es decir para comer en las 5 horas siguientes) = 10^{2} células/gramo

T_{0} = 71ºC (temperatura de pasteurización).

Microorganismo de referencia

Listeria monocytogenes >>D_{71} = 0,23 minutos, z = 10

t_{1}: tiempo correspondiente a la temperatura del núcleo T_{núcleo} = 50ºC

t_{2}: fin del tiempo de cocción.

Cálculo del valor de seguridad F_{0} necesario para obtener una concentración microbiana final N:

F_{0} = D_{T0} (LogN_{0} - LogN) = 0.23 (Log10^{4} - Log10^{2}) =0.46\ minutos

que dicho de otro modo significa que el efecto desinfectante necesario puede obtenerse mediante un proceso de tratamiento térmico cuya efectividad equivale a una permanencia durante un tiempo de 0,46 minutos a una temperatura constante de 71ºC.

Como la fórmula para calcular el tiempo real del valor actual de F es:

F = \int\limits^{t_{2}}\limits_{t_{1}} 10^{(T-71)/10} \cdot dt

la condición de seguridad necesaria se representa mediante:

F > F_{0}

Durante la cocción, el valor de F se calcula de manera continua, y también se compara con los valores F_{0}, F_{1}, F_{2}.... F_{n} que están en una tabla predefinida, en la que dichos valores están asociados con y son característicos del tipo o categoría de los alimentos que se manipulan cada vez.

En el ejemplo anterior y en la figura 3 asociada, al final del proceso de cocción, es decir después de aproximadamente 45 minutos, resulta que F = 460, de manera que el requisito de condición de seguridad se cumple de sobra, debido a que se ha obtenido una reducción de contenido bacteriano de

n = F/F_{0} = 460/0.46 = 1000

es decir, una reducción de contenido bacteriano de 1000 veces.

En este punto, todos aquellos versados en la materia deben entender con claridad cómo funciona en realidad un horno según la presente invención. El operario del horno selecciona una de las categorías a la que pertenece el alimento a cocinar (por ejemplo A o B) e introduce esta información a través del selector adecuado 5 o 6. Naturalmente, se debe de apreciar que este ejemplo no limitativo no excluye la posibilidad de que las categorías de los alimentos sean más de dos, pudiendo dicho selector introducir exactamente la identificación de la categoría del alimento seleccionado.

Además, el operario introduce en el alimento una sonda termostática de temperatura del núcleo de tipo aguja 11 conectada a circuitos de desciframiento adecuados para enviar señales compatibles que pueden ser usadas por un dispositivo de procesamiento y control adecuado (no se muestra).

En cuanto a lo demás, el horno de cocción se programa con regulador de tiempo o con regulador de temperatura, de modo completamente tradicional.

Al principio del proceso de cocción, el dispositivo de procesamiento y control empieza al mismo tiempo a calcular la integral de la fórmula (1) para facilitar en cada instante individual el valor de F.

En cada uno de tales instantes, dicho dispositivo de procesamiento y control compara automáticamente el valor de F, que se acaba de calcular, con un conjunto de valores F_{0}, F_{1}, F_{2}..... F_{n} que ya estarán predefinidos y almacenados adecuadamente en la memoria de la unidad.

Estos valores se determinan experimentalmente para cada categoría de alimentos, A o B, que se ha seleccionado previamente a través de dicho selector 5, 6, con miras a identificar el tiempo de durabilidad máximo permisible correspondiente, es decir el máximo tiempo de almacenamiento antes de que aumente de nuevo el contenido bacteriano de los alimentos hasta un valor inaceptable.

Por ejemplo, un código determinado, por ejemplo "SAFE 1", para transmitir a dicha pantalla de visualización 7, puede asociarse con un valor dado de F. Lo mismo ocurre con todos los otros valores predeterminados de F, como se ejemplifica mejor en la tabla que viene a continuación.

1

Al código SAFE-0 corresponde por ejemplo, para cada categoría seleccionada de alimentos, un tiempo máximo permisible de 5 horas antes de servir dicho alimento para su consumo. Al código SAFE-1 puede corresponder un tiempo de durabilidad de un día si el alimento se mantiene en condiciones de almacenamiento refrigerado correctas.

De este modo, al final del proceso de cocción, el operario es informado de manera inmediata de si el alimento cocinado tiene un contenido bacteriano más o menos aceptable, es decir su total bacteriano se ha reducido a más o menos un valor aceptable, y el periodo del tiempo real durante el cual el mismo alimento puede mantenerse almacenado antes de servirlo, sin ningún riesgo, en condiciones ambientales o de almacenamiento establecidas determinadas (por ejemplo, refrigeración).

Por tanto, puede surgir un inconveniente en el sentido de que, incluso al concluir un proceso de cocción que se ha realizado de manera regular, el valor de F, es decir F_{meas}, se sitúa por debajo de un valor mínimo preestablecido, es decir un valor F_{0} al que corresponde el valor umbral de tiempo de durabilidad de cinco horas.

Una mejora ventajosa de la presente invención consiste entonces en adoptar criterios y modos de comparación, procesamiento y control adecuados, de manera que, en las anteriores circunstancias (es decir F_{meas} < F_{0}) el ciclo de cocción puede continuar automáticamente como mínimo hasta que dicho valor de F alcance eventualmente el valor de F_{0}.

Naturalmente, se puede apreciar que el método anterior puede ir acompañado de manera ventajosa de otros dispositivos y aparatos que pueden, por ejemplo, informar al operario, por ejemplo mediante indicaciones visuales y/o sonoras, que se va a prolongar el proceso de cocción durante un periodo de tiempo necesario para obtener las condiciones citadas F_{meas} < F_{0}.

Otra mejora de la presente invención consiste en aplicar dicha sonda termostática de temperatura del núcleo de tipo aguja 11 para proporcionar a la misma sonda una pluralidad de puntos diferentes 20, 21, ..... 25, cada uno de los cuales puede medir después la temperatura correspondiente y enviar la información correspondiente.

Esta mejora prácticamente asegura que, si la sonda termostática de tipo aguja se coloca de manera inadecuada, es decir incorrectamente, dentro del alimento que se va a cocinar, la disponibilidad de más puntos de sondeo de temperatura en la misma permite enviar varios valores de temperatura correspondientes, normalmente diferentes a dicho dispositivo de procesamiento, de entre los cuales se puede identificar el más bajo.

Dicho valor de temperatura más bajo representa la temperatura del punto que probablemente es el trozo más frío del alimento que se está cocinando, y puede por tanto seleccionarse automáticamente como la temperatura en la que se puede basar el cálculo del valor de F que naturalmente va a seleccionarse para llevarse a cabo el proceso del modo más adecuado de acuerdo con los principios que se ilustran.

Claims (6)

1. Método para hacer funcionar un horno de cocción de alimentos, destinado en particular para usar en servicios alimentarios y de catering, comprendiendo el método la introducción de una sonda (7) en el interior de los alimentos que se están cocinando, generando la sonda (7) una señal eléctrica representativa de la temperatura detectada, señal que se envía a un dispositivo de procesamiento y control adecuado, dispositivo de procesamiento y control que determina una información (F) que depende, en un modo combinado, de las temperaturas detectadas por dicha sonda y del tiempo de cocción, información que es un valor representativo de la reducción del contenido bacteriano de los alimentos cocinados, caracterizado porque dicho dispositivo de procesamiento y control selecciona, para el cálculo en tiempo real de dicha información (F), la temperatura más baja detectada por una pluralidad de sensores de temperatura situados en diferentes puntos (20, 21..... 25) de dicha sonda que es de preferencia una sonda de aguja (11).

2. Método para hacer funcionar un horno de cocción según la reivindicación 1, caracterizado porque el horno está provisto de unos selectores (5, 6) que clasifican los alimentos que se están cocinando según categorías predefinidas (A, B) y envían una multiplicidad de valores predefinidos (F_{0}, F_{1}, F_{2}... F_{n}) en función de la categoría seleccionada, hacia dicho dispositivo de procesamiento y control, que a su vez está adaptado para realizar una comparación de tal valor determinado de F con dichos valores (F_{0}, F_{1}, F_{2}... F_{n}) y para emitir señales respectivas (UNSAFE, SAFE-0, SAFE-1....), correspondientes al resultado de dicha comparación, hacia los indicadores o medio de visualización adecuados (7).

3. Método para hacer funcionar un horno de cocción según la reivindicación 2, caracterizado porque, si dicha comparación identifica un valor de dicha información menor que un límite predefinido (F_{0}), se genera automáticamente una señal de alerta (UNSAFE) y se envía al medio de visualización (7) para mostrarla visualmente.

4. Método para hacer funcionar un horno de cocción según la reivindicación 3, caracterizado porque, si al final del proceso de cocción dicha comparación da un resultado de dicho valor (F) inferior a un límite predeterminado (F_{0}), el mismo proceso de cocción se prologa automáticamente hasta que el resultado de dicha comparación alcanza finalmente como mínimo dicho valor predefinido (F_{0}), en cuyo caso el mensaje visual de la pantalla se actualiza en consecuencia (UNSAFE > SAFE_{0}).

5. Método para hacer funcionar un horno de cocción según la reivindicación 2, 3 ó 4, caracterizado porque dichas señales respectivas (UNSAFE, SAFE-0, SAFE 1, SAFE 2....) son representativas del tiempo durante el que dichos alimentos cocinados pueden conservarse antes de servirlos después de la cocción.

6. Método para hacer funcionar un horno de cocción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho procesamiento, es decir el cálculo, se realiza mediante la integración de la función representativa de una temperatura de los alimentos que se están cocinando.