IT201900000681A1

IT201900000681A1 - Macchinario e metodo di produzione di formaggi a pasta filata

Info

Publication number: IT201900000681A1
Application number: IT102019000000681A
Authority: IT
Inventors: Marsciano Andrea Di; Puorto Paolo Di
Original assignee: Mirabilie Mundi Cibi S R L
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2020-07-16
Also published as: US20220095578A1; US11903360B2; EP3911150A1; WO2020148622A1

Description

Descrizione dell’invenzione avente per titolo:

“MACCHINARIO E METODO DI PRODUZIONE DI FORMAGGI A PASTA FILATA”

Descrizione

Campo della tecnica

La presente invenzione opera nell’ambito dei sistemi automatizzati di produzione di alimenti, in particolare prodotti caseari e ancora più specificamente mozzarella.

Arte nota

Allo stato attuale dell’arte la produzione di prodotti caseari a pasta filata, come la mozzarella, ha un processo quasi completamente artigianale. Ne consegue che la qualità del prodotto dipenda da molteplici fattori, oltre che dalla qualità della materia prima utilizzata, che non sono attualmente controllati da macchinari, ma sono empiricamente tenuti sotto controllo dal personale che esegue le varie fasi di lavorazione sulla base dell’esperienza di ognuno.

Un processo portato avanti a tentativi ed errori, in uro stile artigianale, rischia di rendere ogni prodotto finito diverso dall’altro, minandone la qualità e la riconoscibilità da parte del consumatore.

Nel campo della produzione di mozzarelle esistono anche delle privative internazionali volte ad automatizzarne la realizzazione secondo parametri preimpostati.

Un esempio ne è il brevetto giapponese JP2015039313 dal titolo “Kit for producing mozzarella cheese” il quale vuole fornire un metodo facile e adatto per la produzione manuale e casalinga di una mozzarella. La soluzione individuata prevede un kit comprendente, oltre a un manuale in cui viene descritta la procedura, anche almeno due o più pacchetti di acido citrico e caglio. Per eseguire tutte le fasi previste è necessario l’utilizzo di un comune forno a microonde. La procedura di produzione comprende una fase di cagliatura di riscaldamento separata dal siero per un periodo di tempo predeterminato in un forno a microonde e una fase di impastamento della cagliata.

Un altro brevetto, esteso a livello mondiale ma di origine italiana e di titolarità della nota azienda “Granarolo”, pubblicato col numero WO2014102711, descrive una miscela aromatizzante comprendente latte liquido parzialmente fermentato, ottenuto attraverso lo sviluppo di un’associazione di fermenti lattici e lieviti fino a raggiungere un pH compreso tra 5,7 e 6,5 e il suo utilizzo nella produzione industriale di mozzarella. Questa miscela aromatizzante è in grado di conferire alla mozzarella un sapore più forte, tipico della mozzarella prodotta artigianalmente.

È evidente che le due privative suddette, come anche le altre attualmente in essere a livello nazionale ed internazionale, non siano in grado di risolvere la problematica sollevata dalla richiedente del presente brevetto e brillantemente risolta dall’invenzione di seguito descritta.

Descrizione dell’invenzione

Secondo la presente invenzione viene realizzato un macchinario e descritto un suo metodo di utilizzo per la realizzazione di formaggi a pasta filata, preferibilmente mozzarelle, ancora più preferibilmente mozzarelle di bufala, risolvendo efficacemente le problematiche suesposte.

Vantaggiosamente, il macchinario di seguito descritto consente la produzione di formaggi aventi tutti lo stesso standard qualitativo, in quanto la loro produzione avviene seguendo dei parametri scientificamente rilevati e non più l’esperienza dell’operatore che lasciava un certo grado di incertezza sulla qualità del prodotto. Le componenti meccaniche del macchinario sono almeno le seguenti:

- una cella di preparazione o maturazione che deve essere caricata con una predeterminata quantità di materia prima appositamente preparata, movimentarla e riscaldarla sino ad una data temperatura. La movimentazione è affidata ad almeno una coppia di coclee ciascuna associata ad un motoriduttore temporizzato. Il raggiungimento della temperatura prevista è dato dalla presenza di un’intercapedine nella quale viene movimentata dell’acqua termostatica, mantenuta sempre alla medesima temperatura da un termometro e un sistema di riscaldamento.

- Una cella di filatura atta a ricevere una predeterminata quantità di materia prima in uscita dalla cella di preparazione, aggiungere acqua e vapore a temperatura controllata a seconda di parametri prestabiliti dipendenti dalla quantità di materia prima in entrata e movimentare la miscela risultante sino all’ottenimento della densità desiderata. Detta cella di filatura vantaggiosamente comprende un sensore di assorbimento di energia elettrica atto a misurare la quantità di energia assorbita dalle coclee di movimentazione della miscela per risalire alla densità del materiale in lavorazione. Per eseguire al meglio la movimentazione secondo parametri prestabiliti, le due coclee di cui la cella di filatura è dotata sono del tipo bidirezionale e sono indipendenti tra loro. Tutta la fase di filatura può vantaggiosamente essere controllata da parte di un operatore tramite un oblò trasparente posto sul coperchio di detta cella di filatura. Preferibilmente nella cella di filatura sarà installato anche un pHmetro.

- Una cella di formatura atta a ricevere la pasta proveniente da detta cella di filatura tramite un sistema a caduta in cui un portello della cella di filatura si apre e determina lo scivolamento, assistito dalla spinta delle coclee, del prodotto della cella di filatura e lo travasa completamente o parzialmente nella cella di formatura. Anche qui la pasta viene movimentata da almeno una coppia di coclee bidirezionali accoppiate tra loro, ciascuna delle quali associata ad un motoriduttore temporizzato. La temperatura della pasta viene tenuta sotto controllo da un termometro che determina il momento in cui le coclee spingono detta pasta in un tamburo formatore atto a conferire la forma desiderata al prodotto finito e ad espellerlo dal macchinario. Preferibilmente nella cella di formatura sarà installato anche un pHmetro. In una forma di realizzazione ancora più vantaggiosa della presente invenzione, la cella di formatura comprende una pluralità d’iniettori d’ingredienti, costituiti da siringhe meccanizzate funzionanti ad aria compressa atte a bucare il formaggio in formazione per riempirlo con almeno un altro ingrediente. In questo modo i formaggi prodotti potranno essere vantaggiosamente farciti con altri sapori che ben si sposano con quello del formaggio. - Una centralina di controllo, che è la parte più importante del macchinario in quanto contiene un software dedicato in grado di settare e monitorare i parametri di produzione per ottenere un prodotto finito con le esatte caratteristiche organolettiche richieste dagli standard qualitativi imposti. Tale centralina, vantaggiosamente, riceve tutti i dati rilevati da tutti i termometri e pHmetri presenti e anche dal sensore di assorbimento di energia elettrica installato nella cella di filatura, insieme a tutta la possibile sensoristica che un esperto del ramo potrebbe facilmente installare sul macchinario della presente invenzione. A seconda della tipologia di formaggio che si vuole realizzare, elaborando i dati suddetti, la centralina agisce sui motoriduttori delle coclee per azionare la movimentazione della pasta filata e sui sistemi di riscaldamento per ottenere le temperature previste in ogni fase di lavorazione. Nella forma di realizzazione del macchinario comprendente gli iniettori d’ingredienti, la centralina di controllo governa anche il momento in cui detti iniettori debbano bucare la superficie del formaggio in produzione per raggiungerne il cuore e farcirlo con un altro sapore. Tale momento è dato dalla temperatura del formaggio che, se farcito ancora caldo, successivamente si richiude presentando una superficie esterna liscia e priva di fori.

- Un’interfaccia di comunicazione costituita da un comune display preferibilmente touch screen atto a comunicare ad un operatore i parametri rilevati da detta centralina di controllo ed eventualmente modificarli manualmente.

Vantaggiosamente, il tamburo formatore, che determina la forma del formaggio in uscita dal macchinario, può essere velocemente sostituito con altri tamburi formatori che modellino il prodotto secondo forme differenti. Vantaggiosamente, una volta installato il tamburo sul relativo albero dentellato, il vincolo viene assicurato da un comune dispositivo meccanico di bloccaggio.

Il metodo di utilizzo del macchinario sin qui descritto è molto semplice per l’operatore che, in questo modo, non necessita di una particolare esperienza nel settore. Previa preparazione della materia prima, questa viene versata nella cella di filatura, aprendo il coperchio e travasandola nella vasca. Da qui tutto il processo è completamente automatizzato sino all’espulsione dalla macchina del prodotto finito. Tramite l’interfaccia di comunicazione, l’operatore può selezionare un programma preimpostato per la produzione della tipologia di formaggio a pasta filata desiderato. In base al formato desiderato viene installato il corrispondente tamburo formatore e quindi viene avviato il macchinario. Durante la produzione l’operatore può monitorare visivamente la fase di filatura grazie all’oblò trasparente del coperchio e può prendere visione di tutti i parametri necessari tramite detta interfaccia di comunicazione. Eventualmente egli può anche modificarli manualmente.

Una forma di realizzazione ancora più vantaggiosa del macchinario in oggetto prevede a monte della cella di preparazione anche almeno una cella frigorifera nella quale viene stoccato il caglio e conservato sino alla produzione.

Preferibilmente detta vasca di preparazione è anche dotata di una bilancia atta a monitorare la quantità di materia prima in preparazione e la quantità convogliata nella cella di filatura.

Nel caso in cui sia vantaggiosamente presente anche una cella frigorifera, saranno anche vantaggiosamente predisposti dei mezzi meccanici di prelievo del caglio refrigerato e di travaso dello stesso nella cella di preparazione. Possono anche essere presenti una cella frigorifera negativa (ovvero atta a conservare gli alimenti a temperature sotto lo zero) e una cella frigorifera positiva (ovvero atta a conservare gli alimenti a temperature superiori allo zero). Il caglio sarà quindi prima stoccato nella cella frigorifera negativa per poi essere prelevato e posto nella cella frigorifera positiva fino allo scongelamento. A questo punto esso potrà essere prelevato e posto nella vasca di preparazione per poi subire il trattamento descritto sopra.

I vantaggi offerti dalla presente invenzione sono evidenti alla luce della descrizione fin qui esposta e saranno ancora più chiari grazie alle figure annesse e alla relativa descrizione dettagliata.

Descrizione delle figure

L’invenzione verrà qui di seguito descritta in almeno una forma di realizzazione preferita a titolo esplicativo e non limitativo con l’ausilio delle figure annesse, nelle quali:

- FIGURA 1 mostra due viste tridimensionali (1(a) e 1(b)) del macchinario 100. - FIGURA 2 illustra il prospetto anteriore (2(a)), la vista dall’alto (2(b)) e il prospetto laterale (2(c)) di un macchinario 100 in cui, per maggiore chiarezza nel disegno, non è stata rappresentata la cella di preparazione 10.

- FIGURA 3 mostra la sezione trasversale del macchinario 100 della precedente Fig.2 in cui sono ben visibili le celle di filatura 30 e di formatura 40.

- FIGURA 4 mostra una sezione verticale (4(a)) e una sezione orizzontale (4(b)) della cella di formatura 40.

- FIGURA 5 illustra una sezione orizzontale della cella di filatura 30.

- FIGURA 6 mostra l’involucro esterno della cella di formatura 40 con il dispositivo di bloccaggio 43.

- FIGURA 7, infine, illustra l’involucro esterno della cella di filatura 30 nella quale si nota l’intercapedine 35.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

La presente invenzione verrà ora illustrata a titolo puramente esemplificativo ma non limitativo o vincolante, ricorrendo alle figure le quali illustrano alcune realizzazioni relativamente al presente concetto inventivo.

Con riferimento alla FIG. 1 sono mostrate delle viste generiche di una delle forme di realizzazione preferite del macchinario 100 oggetto della presente invenzione.

Essa comprende, come unità tecniche, una cella di preparazione 10, una cella di filatura 30 e una cella di formatura 40 dalla quale esce la mozzarella di bufala secondo formati imposti dalle caratteristiche meccaniche del tamburo formatore 45 installato a valle della cella di formatura 40.

La vasca di preparazione 10 è la prima ad essere utilizzata nella corretta sequenza del metodo di utilizzo di siffatto macchinario 100.

Essa comprende un termometro, un pHmetro e una bilancia che sono tutti in collegamento di dati con la centralina di controllo che gestisce il funzionamento automatico del macchinario 100 a partire da impostazioni immesse da un operatore tramite un’interfaccia di comunicazione 50. Grazie a termometro 11 e pHmetro 12 la centralina di controllo è in grado di comprendere quando la miscela è pronta per essere lavorata senza compromettere la qualità della mozzarella in uscita.

Il riscaldamento della materia prima introdotta nella cella di preparazione 10 è dovuto alla presenza di un’intercapedine 35 preventivamente riempita di acqua, dotata di almeno un termometro 37 e di un sistema di riscaldamento atto a mantenere l’acqua a una predeterminata temperatura.

Grazie alla bilancia 13 la centralina di controllo è in grado di comprendere la quantità di materia prima ricevuta in una fase di caricamento della macchina eseguita da un operatore e la quantità che dovrà essere convogliata dalla vasca di preparazione 10 alla cella di filatura 30. Il travaso avviene tramite comuni mezzi meccanici automatizzati e comandati da detta centralina di controllo. Più dettagliatamente, dalla cella di preparazione 10 si apre automaticamente un portellone e il prodotto cade per gravità nella cella di formatura 30 anche spinto dall’azione delle coclee.

Nella fase di filatura, la materia prima viene miscelata con acqua e vapore a temperature controllate fino al raggiungimento di temperatura e pH preimpostati, controllati da appositi ulteriori pHmetri e termometri che comunicano con la centralina di controllo. La movimentazione è affidata a coclee 32-32’, ciascuna associata ad un motoriduttore 31-31’ temporizzato atto a movimentare la relativa coclea 32-32’ e quindi la miscela suddetta per un intervallo di tempo preimpostato. Le coclee 32-32’ che sono di tipo bidirezionale e indipendenti una dall’altra, inoltre, sono dotate di un sensore di assorbimento di energia che, in base alla “fatica” che le coclee 32-32’ sopportano per la movimentazione del materiale contenuto nella cella di filatura 30, è in grado di risalire alla densità del prodotto. Il dato relativo alla densità è quello che determinerà il momento in cui il prodotto dovrà lasciare la cella di filatura 30 in quanto tale fase del processo è terminata.

Una volta terminato il processo di filatura, tramite un sistema a caduta 38, la pasta viene travasata nella cella di formatura 40 la quale è dotata di almeno una coppia di coclee 42-42’ bidirezionali accoppiate ciascuna associata ad un motoriduttore 41-41’ temporizzato atto a movimentare la relativa coclea 42-42’ e quindi la pasta suddetta per un intervallo di tempo preimpostato. Anche la cella di formatura 40, come quella di filatura 30, è dotata di pHmetro e termometro 47 che monitorano le condizioni della pasta e inviano il dato alla centralina di controllo la quale elabora il momento in cui azionare le coclee 42-42’ e spingere la pasta nel tamburo formatore 45. Quest’ultimo è eventualmente sostituibile con altri per determinare una forma diversa della mozzarella in uscita. Per assicurarlo al suo albero è presente un comune dispositivo di bloccaggio 43 meccanico.

Pertanto, dopo aver caricato la vasca di preparazione 10, aver scelto il tamburo formatore 45 e aver impostato, tramite l’interfaccia di comunicazione 50 il programma dedicato alla tipologia di mozzarella che si vuole produrre, il funzionamento del macchinario 100 è completamente automatico.

È infine chiaro che all’invenzione fin qui descritta possono essere apportate modifiche, aggiunte o varianti ovvie per un tecnico del ramo, senza per questo fuoriuscire dall’ambito di tutela che è fornito dalle rivendicazioni annesse.

Claims

Rivendicazioni 1. Macchinario (100) di produzione di formaggi a pasta filata, atto a consentire la produzione di formaggi aventi tutti le stesse caratteristiche organolettiche e sostanzialmente lo stesso sapore, caratterizzato dal fatto di avere un funzionamento completamente automatizzato sulla base di un software dedicato caricato in una centralina di controllo di detto macchinario (100); detto macchinario (100) comprendendo all’interno del medesimo telaio: - almeno una cella di preparazione (10) atta a movimentare la materia prima ad una temperatura predeterminata, sino al raggiungimento dei valori di temperatura e pH preimpostati monitorati da almeno un termometro (11) e un pHmetro (12) collegati a detta centralina di controllo; detta cella di preparazione (10) essendo dotata di un’intercapedine preventivamente riempita di acqua, dotata di almeno un termometro e di un sistema di riscaldamento atto a mantenere l’acqua a una predeterminata temperatura; detta cella di preparazione (10) essendo dotata di comuni mezzi meccanici di travaso atti a convogliare una predeterminata quantità di caglio e acqua in una cella di filatura (30); - detta cella di filatura (30) atta a ricevere in tutto o in parte il prodotto proveniente da detta cella di preparazione (10), movimentarlo, riscaldarlo sino ad una temperatura predeterminata e per un dato intervallo di tempo e aggiungere acqua e vapore a temperatura prestabilita sino all’ottenimento della pasta desiderata; detta cella di filatura (30) essendo dotata internamente di almeno una coppia di coclee (32-32’) bidirezionali tra loro indipendenti ciascuna associata ad un motoriduttore (31-31’) temporizzato atto a movimentare la relativa coclea (32-32’) e quindi la miscela suddetta per un intervallo di tempo preimpostato; ciascuna coclea (32-32’) essendo dotata di un sensore di assorbimento di energia elettrica atto a trasmettere il dato rilevato a detta centralina di controllo per monitorare la densità raggiunta dalla pasta in lavorazione; detta cella di filatura (30) comprendendo altresì un coperchio (33) apribile dotato di un oblò trasparente (34) atto a consentire ad un operatore il monitoraggio visivo della filatura della miscela; - una cella di formatura (40) atta a ricevere la pasta proveniente da detta cella di filatura (30) tramite un sistema a caduta (38) atto a raccogliere il prodotto della cella di filatura (30) e travasarlo completamente nella cella di formatura (40); detta cella di formatura (40) essendo dotata di almeno una coppia di coclee (42-42’) bidirezionali accoppiate, ciascuna associata ad un motoriduttore (41-41’) temporizzato atto a movimentare la relativa coclea (42-42’) e quindi la pasta suddetta per un intervallo di tempo preimpostato; detta cella di formatura (40) essendo dotata di almeno un termometro (47) atto a monitorare la temperatura di detta pasta determinando il momento in cui essa è pronta per essere spinta da dette coclee (42-42’) in un tamburo formatore (45) atto a conferire la forma desiderata al prodotto finito e ad espellerlo dal macchinario (100); - detta centralina di controllo, dotata di detto software dedicato, atta a raccogliere tutti i dati provenienti dai timer, dai termometri, dai pHmetri e dai sensori di assorbimento di energia elettrica installati su detto macchinario (100) per monitorare le condizioni di preparazione, filatura e formatura di detti formaggi a pasta filata per consentire il mantenimento di elevati standard qualitativi su ogni formaggio prodotto; - un’interfaccia di comunicazione (50) costituita da un comune display preferibilmente touch screen atto a comunicare ad un operatore i parametri rilevati da detta centralina di controllo ed eventualmente modificarli manualmente.
2. Macchinario (100) di produzione di formaggi a pasta filata, secondo la precedente rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto tamburo formatore (45) è atto ad impegnarsi in maniera stabile ma reversibile ad un albero ed è atto ad essere sostituito con eventuali altri tamburi formatori (45) atti a conferire una forma differente al prodotto finito; detto tamburo formatore (45) essendo assicurato da un comune dispositivo meccanico di bloccaggio (43).
3. Macchinario (100) di produzione di formaggi a pasta filata, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta cella di filatura (30) e detta cella di formatura (40) sono dotate di almeno un PHmetro atto a inviare i dati relativi all’acidità della pasta a detta centralina di controllo.
4. Macchinario (100) di produzione di formaggi a pasta filata, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detta cella di formatura (40) comprende una pluralità d’iniettori d’ingredienti, atti a bucare il formaggio in formazione per riempirlo con almeno un altro ingrediente; detti iniettori essendo attivati da detta centralina di controllo quando la temperatura rilevata di detto formaggio è entro un determinato range preimpostato, per consentire la successiva chiusura dei fori praticati da detti iniettori.
5. Macchinario (100) di produzione di formaggi a pasta filata, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detta vasca di preparazione (10) è altresì dotata di una bilancia (13) atta a monitorare la quantità di caglio ricevuta, la quantità di acqua addizionata e la quantità di miscela di caglio e acqua convogliata in detta cella di filatura
6. Macchinario (100) di produzione di formaggi a pasta filata, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di comprendere, a monte di detta cella di preparazione (10) almeno una cella frigorifera atta a conservare il caglio ad una predeterminata temperatura prima di travasarne una quantità prestabilita in detta vasca di preparazione (10).
7. Metodo di produzione di formaggi a pasta filata, atto a consentire la produzione di formaggi aventi tutti le stesse caratteristiche organolettiche e sostanzialmente lo stesso sapore, caratterizzato dal fatto di comprendere i passi di: - caricamento di una cella di preparazione (10) con una predeterminata quantità di caglio alla quale il macchinario (100) aggiunge acqua calda a intervalli di tempo preimpostati sino al raggiungimento dei parametri di temperatura, pH e peso preimpostati tramite detta interfaccia di comunicazione al raggiungimento dei quali detto macchinario (100) è atto a travasare, in maniera automatica, una predeterminata quantità di miscela di caglio e acqua in detta cella di filatura (30); - selezione di un programma preimpostato, tramite l’interfaccia di comunicazione (50) della centralina di controllo di detto macchinario (100) per la produzione della tipologia di formaggio a pasta filata desiderato; - selezione e montaggio del tamburo formatore (45) atto a realizzare la forma desiderata del formaggio in produzione; - avvio del macchinario (100), tramite detta interfaccia di comunicazione (50) e monitoraggio visivo della fase di filatura, di formatura e della eventuale fase di farcitura nel caso in cui il macchinario (100) fosse come quello della rivendicazione 4; dette fasi avvenendo in maniera automatica secondo i parametri preimpostati.
8. Metodo di produzione di formaggi a pasta filata, secondo la precedente rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto di comprendere, a monte, un passo di stoccaggio di una predeterminata quantità di caglio in almeno una cella frigorifera, negativa o positiva, dalla quale un meccanismo automatico preleva la quantità di caglio prevista per la lavorazione e la travasa in detta cella di preparazione (10).
9. Uso di un macchinario secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 1 a 6, tramite un metodo secondo almeno una delle rivendicazioni 7 o 8, per la produzione in grande serie di mozzarella, preferibilmente di bufala.