IT201800009191A1 - Procedimento e macchina per il trattamento mediante ultrasuoni di miscele alimentari liquide - Google Patents

Description

PROCEDIMENTO E MACCHINA PER IL TRATTAMENTO MEDIANTE ULTRASUONI DI MISCELE ALIMENTARI

LIQUIDE

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento per il trattamento mediante ultrasuoni di miscele alimentari liquide contenute entro un contenitore, in particolare miscele per la preparazione di prodotti di gelateria, pasticceria e gastronomia. L’invenzione si riferisce inoltre ad un esempio di macchina per l’attuazione del procedimento.

La domanda di brevetto internazionale WO2017/216703 A1 descrive un procedimento ed una apparecchiatura/dispositivo per la maturazione di alimenti mediante l’uso di ultrasuoni.

L’alimento, in particolare carne, è immerso in un liquido contenuto entro un involucro di materia plastica impermeabile al liquido ma permeabile alle onde ultrasoniche.

L’involucro di materia plastica contenente l’alimento da trattare è a sua volta immerso in un liquido contenuto entro un serbatoio posto sottovuoto; detto liquido è riscaldato e messo in ricircolazione da una pompa.

Maggiori dettagli possono essere rilevati da un esame di WO2017/216703A1.

Tuttavia, un tale procedimento dell’arte nota non è adatto per il trattamento di miscele alimentari liquide.

Scopo generale della presente invenzione è quello di realizzare un procedimento ed una macchina capaci di trattare, mediante ultrasuoni, miscele alimentari liquide, in particolare miscele per la preparazione di prodotti di gelateria, pasticceria e gastronomia.

Un tale scopo è conseguito da un procedimento e da una macchina realizzati secondo la rivendicazione 1 e sottorivendicazioni allegate.

Più precisamente, l’invenzione riguarda un procedimento per il trattamento mediante ultrasuoni di una miscela alimentare liquida, in particolare per la preparazione di prodotti di gelateria, pasticceria e gastronomia, caratterizzato dal fatto che detta miscela è contenuta entro un contenitore che viene investito direttamente da detti ultrasuoni e ne fa cassa di risonanza, senza l’interposizione di alcun elemento aggiuntivo di trasmissione degli stessi ultrasuoni alla miscela.

L’invenzione riguarda anche una macchina per l’attuazione del procedimento caratterizzato dal fatto di comprendere in combinazione un contenitore/vasca atto a contenere la miscela da trattare, un emettitore di ultrasuoni operativamente collegato a detto contenitore/vasca, una centralina di comando di detto emettitore ed una scheda elettronica di controllo di detta centralina in funzione del tipo di miscela da trattare.

Le caratteristiche dell’invenzione ed i suoi vantaggi rispetto all’arte nota risulteranno ancora più chiaramente comprensibili da un esame della descrizione seguente, riferita ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1 è una vista prospettica illustrante parzialmente un esempio di macchina per l’attuazione del procedimento secondo l’invenzione;

- la figura 2 è una vista in pianta della macchina di figura 1;

- la figura 3 è uno schema a blocchi illustrante un sistema di controllo della macchina delle figure 1 e 2.

Gli ultrasuoni sono delle onde meccaniche sonore. A differenza dei fenomeni acustici propriamente detti, le frequenze che caratterizzano gli ultrasuoni sono superiori a quelle mediamente udibili da un orecchio umano. La frequenza convenzionalmente utilizzata per discriminare onde soniche da onde ultrasoniche è fissata in 20 kHz.

Gli ultrasuoni vengono generati per mezzo di materiali con particolari caratteristiche meccanico-elettriche, i materiali piezoelettrici.

Un secondo sistema per generare ultrasuoni si basa sulla magnetostrizione: un nucleo ferromagnetico sottoposto ad un campo magnetico alternato (massimo 200 kHz) si mette in vibrazione a frequenze ultrasoniche. Questo sistema è ad es. utilizzato per la produzione di lavatrici industriali ad ultrasuoni. Gli alimenti sottoposti ad ultrasuoni subiscono un trattamento che può avere diverse caratteristiche positive. Un effetto sterilizzante, difatto gli ultrasuoni abbattono la carica batterica degli alimenti a temperature molto basse preservandone la qualità organolettica.

E’ stato inoltre riscontrato un effetto di omogeneizzazione dei componenti delle miscele trattate.

La sonicazione nella miscela gelato aumenta la nucleazione dei cristalli di ghiaccio e perciò consente un congelamento più rapido e un maggiore controllo sulla dimensione dei cristalli stessi. Il tutto produce una struttura del gelato più soffice dato che la cavitazione consente una ottimizzazione della fase ghiaccio. Complessivamente, l’alta intensità e bassa frequenza è una tecnica che favorisce l’omogeneizzazione e, conseguentemente, la miscelazione degli ingredienti in una più uniforme struttura. La sonicazione non solo porta alla produzione di cellule di aria nel gelato, ma, attraverso l’”ice nucleation”, accellera il processo di freezing (congelamento), prevenendo la formazione di incrostazione nella superficie del freezer e rimuovendo ghiaccio solido sulla stessa.

Grazie a questi fenomeni, il tempo di congelamento è, in genere, ridotto fino al 30% ottenendo così quindi anche riduzione di energia. Il trattamento con ultrasuoni avviene dopo la omogeneizzazione e maturazione nel gelato industriale. In quello artigianale, alla fine del processo sulla miscela già trattata e prima di iniziare il “freezing”.

I parametri essenziali del sistema sono Intensità, energia e l’ampiezza, oltre al tempo di trattamento.

È stato inoltre riscontrato un effetto di omogeneizzazione dei componenti delle miscele trattate. L'omogeneizzazione è molto importante per le miscele di gelateria e pasticceria perché rende il prodotto finale più omogeneo e durevole nel tempo proprio perché non si dissocia. Il trattamento convenzionale dell'omogeneizzazione tuttavia è molto stressante perché fa passare la miscela attraverso un diaframma ad altissima pressione che in più lo surriscalda. Il vantaggio di questi macchinari è che possono trattare enormi quantità di prodotto in modo continuo. Gli ultrasuoni possono trattare le miscele similmente all'omogeneizzazione ma in modo compatto. In parallelo all'effetto omogeneizzante, c'è anche quello addensante ed emulsionante. Tutto questo perché le onde meccaniche agiscono come un mescolatore molecolare ad alta energia.

Nel cioccolato vi è un effetto coadiuvante di nucleazione dei cristalli β(V), alla corrispondente temperatura, che aiuta il raggiungimento di un buon numero di cristalli finali, scopo principale della tempera.

Con riferimento alle figure 1 e 2 dei disegni, un esempio di macchina per l’attuazione del procedimento secondo l’invenzione è complessivamente indicata con 10.

Detta macchina è strutturalmente formata da una intelaiatura 11 di supposto e contenimento di un contenitore/vasca 12 con coperchio di apertura/chiusura 13.

All’interno del contenitore 12 è montato un miscelatore 14 comandato a ruotare, a velocità diverse in funzione del tipo e consistenza della miscela da trattare, ad esempio mediante un gruppo motoriduttore 15.

Il contenitore/vasca 12 può essere di un qualsiasi materiale adatto allo scopo, ad esempio acciaio inox o materia plastica alimentare.

Al mantello esterno del contenitore/vasca 12 è applicato un gruppo emettitore di ultrasuoni 16 comandato da una centralina 17 che è controllata da una scheda elettronica 18 (figure 2 e 3). Il controllo della centralina 17 è automatico tramite l’esecuzione di programmi della scheda elettronica 18.

Al coperchio 13 possono anche essere associati mezzi di chiusura a tenuta del contenitore/vasca 12.

Per dotare la macchina di questa tecnologia occorre applicare un dispositivo che emette ultrasuoni a bordo vasca. A seconda del tipo di vasca, del materiale con cui è fatta, della geometria e dello scopo prefissato, occorre identificare l'emettitore più consono e accordare la frequenza in modo che si ottenga la massima efficienza del processo.

Questo emettitore è comandato da una centralina che produce le frequenze ricercate e ne gestisce anche la potenza emessa. La centralina è comandata dalla scheda elettronica che, in base alla ricetta avviata, richiede l'intervento della centralina nei modi specificati in ricetta in modo totalmente automatico. La vasca a cui viene applicato questo dispositivo può essere dotata di dispositivi riscaldanti, raffreddanti/congelanti, mescolatori/agitatori. È una vasca chiusa da un coperchio accessibile dall'utente, che può inserire prodotti che completano la ricetta.

È così conseguito lo scopo menzionato al preambolo della descrizione.

L’ambito dell’invenzione è definito dalle rivendicazioni seguenti.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per il trattamento mediante ultrasuoni di una miscela alimentare liquida, in particolare per la preparazione di prodotti di gelateria, pasticceria e gastronomia, caratterizzato dal fatto che detta miscela è contenuta entro un contenitore che viene investito direttamente da detti ultrasuoni, senza l’interposizione di alcun elemento aggiuntivo di trasmissione degli stessi ultrasuoni alla miscela.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto contenitore è di metallo.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto contenitore è di materia plastica.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la potenza di detti ultrasuoni è regolata in funzione del tipo di miscela da trattare.
5. 5. Macchina per l’attuazione del procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 4 caratterizzata dal fatto di comprendere, in combinazione: un contenitore/vasca (12) atto a contenere la miscela da trattare, un emettitore di ultrasuoni (16) operativamente collegato a detto contenitore/vasca (12), una centralina (17) di comando di detto emettitore (16), ed una scheda elettronica (18) di controllo di detta centralina (17) in funzione del tipo di miscela da trattare.
6. 6. Macchina secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che il controllo della centralina (17) è automatico tramite l’esecuzione di programmi della scheda elettronica (18).
7. 7. Macchina secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detto emettitore (16) è applicato sul mantello esterno di detto contenitore/vasca (12).
8. 8. Macchina secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detto emettitore (16) è interno alla vasca, immerso nella miscela da trattare.