IT202000028352A1 - Sistema energeticamente ottimizzato di pastorizzazione e confezionamento - Google Patents
Sistema energeticamente ottimizzato di pastorizzazione e confezionamento Download PDFInfo
- Publication number
- IT202000028352A1 IT202000028352A1 IT102020000028352A IT202000028352A IT202000028352A1 IT 202000028352 A1 IT202000028352 A1 IT 202000028352A1 IT 102020000028352 A IT102020000028352 A IT 102020000028352A IT 202000028352 A IT202000028352 A IT 202000028352A IT 202000028352 A1 IT202000028352 A1 IT 202000028352A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- pasteurization
- energy
- machinery
- plates
- packaging system
- Prior art date
Links
- 238000009928 pasteurization Methods 0.000 title claims description 55
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title claims description 20
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 27
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 claims description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 4
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 claims description 4
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000009455 aseptic packaging Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000013021 overheating Methods 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims 2
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 claims 1
- 230000036512 infertility Effects 0.000 claims 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23B—PRESERVING, e.g. BY CANNING, MEAT, FISH, EGGS, FRUIT, VEGETABLES, EDIBLE SEEDS; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES; THE PRESERVED, RIPENED, OR CANNED PRODUCTS
- A23B4/00—General methods for preserving meat, sausages, fish or fish products
- A23B4/005—Preserving by heating
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23B—PRESERVING, e.g. BY CANNING, MEAT, FISH, EGGS, FRUIT, VEGETABLES, EDIBLE SEEDS; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES; THE PRESERVED, RIPENED, OR CANNED PRODUCTS
- A23B4/00—General methods for preserving meat, sausages, fish or fish products
- A23B4/005—Preserving by heating
- A23B4/0053—Preserving by heating with gas or liquids, with or without shaping, e.g. in form of powder, granules or flakes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
- A23C3/00—Preservation of milk or milk preparations
- A23C3/02—Preservation of milk or milk preparations by heating
- A23C3/03—Preservation of milk or milk preparations by heating the materials being loose unpacked
- A23C3/033—Preservation of milk or milk preparations by heating the materials being loose unpacked and progressively transported through the apparatus
- A23C3/0332—Preservation of milk or milk preparations by heating the materials being loose unpacked and progressively transported through the apparatus in contact with multiple heating plates
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L2/00—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Their preparation
- A23L2/42—Preservation of non-alcoholic beverages
- A23L2/46—Preservation of non-alcoholic beverages by heating
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
- A23L3/16—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by heating loose unpacked materials
- A23L3/18—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by heating loose unpacked materials while they are progressively transported through the apparatus
- A23L3/20—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by heating loose unpacked materials while they are progressively transported through the apparatus with transport along plates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12H—PASTEURISATION, STERILISATION, PRESERVATION, PURIFICATION, CLARIFICATION OR AGEING OF ALCOHOLIC BEVERAGES; METHODS FOR ALTERING THE ALCOHOL CONTENT OF FERMENTED SOLUTIONS OR ALCOHOLIC BEVERAGES
- C12H1/00—Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages
- C12H1/12—Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages without precipitation
- C12H1/16—Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages without precipitation by physical means, e.g. irradiation
- C12H1/18—Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages without precipitation by physical means, e.g. irradiation by heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
Description
Descrizione dell?invenzione avente per titolo:
?SISTEMA ENERGETICAMENTE OTTIMIZZATO DI PASTORIZZAZIONE E CONFEZIONAMENTO?
Descrizione
Campo della tecnica
La presente invenzione opera nell?ambito dei sistemi di pastorizzazione e confezionamento e delle tecnologie che permettono a macchinari in ambito alimentare industriale di operare in condizioni di alta efficienza energetica, adattando le condizioni di lavoro al materiale trattato e utilizzando metodi statistici per ottimizzare gli interventi di manutenzione e pulizia.
Arte nota
Le caratteristiche organolettiche e microbiologiche, dei prodotti finiti, sono un parametro critico che influenza l?accettazione del prodotto, la durata di conservazione e altri parametri di tipo sensoriale. Attraverso il trattamento termico si riduce o ancora meglio, si distrugge, la carica microbica e l?attivit? enzimatica al fine di garantire la sicurezza e aumentare la durata di conservazione del prodotto finito. Poich? il processo di pastorizzazione ha un impatto notevole sul prodotto ? bene valutare la tipologia di trattamento termico affinch? le caratteristiche organolettiche del prodotto finito non cambino. Da studi bibliografici si evidenzia che, alla riduzione del consumo di energia in un impianto o alla conversione dell?impianto a fonti di energia a basso di riscaldamento globale, si riducono le emissioni di GHG. Ancora per?, sono pochi gli impianti che hanno valutato la riduzione del consumo di energia attraverso l?implementazione di tecnologie alternative. Grazie a queste tecnologie sar? possibile di ridurre il consumo di energia, sia termica che elettrica, le relative emissioni di GHG ed ancora, sar? possibile ridurre il consumo di acqua e i rifiuti generati durante la catena di approvvigionamento.
Il brevetto CN107136212A propone un sistema di pastorizzazione con misura della temperatura con il proposito di ottimizzarla. Tale soluzione si occupa di monitorare fluttuazioni della temperatura indesiderate, tuttavia non affronta il problema di ottimizzare temperatura, durata del processo, e potenza delle pompe nel caso di liquidi con viscosit? variabile.
Il brevetto US2011313688A1 invece si occupa di monitorare il corretto funzionamento di un impianto di pastorizzazione misurando il consumo di risorse come energia e acqua confrontandolo con il consumo atteso. Ancora una volta non viene tenuta in considerazione una misura della viscosit? per l?ottimizzazione energetica.
Non v?? dubbio, quindi, che tali soluzioni affrontino soltanto in parte le criticit? sin qui esposte.
Descrizione dell?invenzione
Secondo la presente invenzione viene realizzato un sistema di pastorizzazione e confezionamento efficiente che risolve efficacemente le problematiche suesposte. Tutti i prodotti trasformati e mescolati in un flusso di lavoro tipico nell?ambito della presente invenzione, subiscono processi termici di pastorizzazione HTST al fine di garantire all?utilizzatore a valle la maggiore integrit? dei prodotti durante le fasi di trasporto e stoccaggio. Il metodo di pastorizzazione proposto nel nostro studio ? quindi di tipo rapido o HTST (High Temperature Short Time) ovvero opera a temperature tipo di 90/95?C per 15-20 secondi. I prodotti liquidi fluiscono in uno strato sottile tra due pareti metalliche scaldate. Questa tipologia di pastorizzazione consente di mantenere le caratteristiche organolettiche e nutrizionali dell?alimento inalterate. Naturalmente, se da un lato si valuta la bont? del prodotto in uscita dal pastorizzatore (per poi esser convogliato direttamente al confezionamento) dall?altro ? importantissimo (soprattutto a livello industriale) valutare il dispendio energetico. Sono stati condotti studi nei quali, si ? valutato il consumo di energia legato a tali tipi di processo. In particolare tutti gli step del processo produttivo presentano problematiche di dispendio energetico:
- lavaggio del prodotto;
- trasformazione;
- lavorazione;
- eventuale omogeneizzazione;
- pastorizzazione HTST;
- riempimento e confezionamento;
- pulizia reparto blend e macchinari;
- trattamento delle acque reflue.
In particolare, la nostra attenzione si ? focalizzata sulla variazione di consumi in base ai diversi livelli di temperatura di pastorizzazione. Infatti il consumo maggiore di energia ? legato principalmente all?energia termica, utilizzata per le operazioni di pulizia e di pastorizzazione e all?energia elettrica utilizzata principalmente per l?imballaggio del prodotto e l?omogeneizzazione. Infatti durante il processo di pastorizzazione, le piastre riscaldano il prodotto liquido per uccidere o disattivare i microrganismi. Dopo il riscaldamento, il prodotto liquido ? raffreddato nella sezione di rigenerazione trasferendo il calore a un liquido freddo.
Il macchinario di pastorizzazione indicato nel sistema della presente invenzione si basa su scambiatori di calore a piastre. Tali scambiatori sono costituiti da un gruppo di piastre metalliche ondulate con fori per l?ingresso e l?uscita di due fluidi separati. Lo scambio termico tra i due fluidi avviene attraverso le piastre. Il gruppo piastre ? installato tra una piastra del telaio e una piastra di pressione e compresso dai bulloni di serraggio. Le piastre sono dotate di una guarnizione che mette a tenuta il canale e dirige i fluidi in canali alternati. L?alternanza dei canali permette che lo spazio di pochi millimetri tra le piastre riempito del liquido da scaldare abbia del liquido molto caldo (acqua riscaldata alla giusta temperatura) negli spazi adiacenti che trasmette il calore attraverso la piastra metallica. L?ondulazione delle piastre favorisce la turbolenza dei fluidi, che si tramuta in un?efficienza maggiore nel trasferimento di calore, e infine favorisce la resistenza delle piastre soggette a una pressione differenziale. Il consumo di energia che si verifica durante il trattamento termico ? legato da un lato, alla pompa di alimentazione che utilizza elettricit? per fornire il flusso e la pressione richiesta e dall?altro, all?utilizzo di vapore, o acqua calda, per riscaldare il liquido in transito e alla successiva richiesta di acqua refrigerata per raffreddarlo.
Al processo di pastorizzazione segue quello di confezionamento in asettico. Il procedimento prevede che un contenitore trattato fisicamente affinch? fosse sterile viene riempito con il prodotto proveniente dal processo di pastorizzazione. Il tutto deve avvenire a temperatura ambiente e in un luogo anch?esso sterile. Essendo il macchinario di pastorizzazione e quello di confezionamento asettico due macchinari distinti la seguente invenzione prevede che questi siano collegati da un canale di trasporto, la cui lunghezza pu? variare a seconda delle esigenze spaziali e geometriche dell?azienda, anch?esso asettico. La propriet? di asetticit? comprende la possibilit? di sterilizzare facilmente il canale stesso e di effettuare agilmente operazioni di manutenzione e pulizia ordinaria.
Ora, dal momento che la pastorizzazione garantisce il sapore, la resa e la qualit? del prodotto finale, il monitoraggio della temperatura e del tempo ? molto importante durante tale processo di pastorizzazione. L?obiettivo della presente invenzione ? quello di ottimizzare questo processo: si vuole come prima cosa dimostrare che ? possibile diminuire la temperatura di pastorizzazione per ottenere un risparmio energetico ed un miglioramento organolettico di prodotto a fronte di un abbattimento completo della carica microbica. Per verificare questa ipotesi si sono condotti degli esperimenti in cui ? stato studiato l?effetto della pastorizzazione a diverse temperature sullo stesso prodotto. Per fare ci? ? stato osservato il prodotto ed effettuato un conteggio di carica batterica totale, coliformi e valutata la presenza di E. Coli, lieviti e muffe. Tale controllo ? stato effettuato su un seminato, tramite l?ausilio di piastre di Petri, senza effettuare la pastorizzazione e a diverse temperature di pastorizzazione. Si ? notato come al variare della temperatura, a parit? di tempo di processo di pastorizzazione, anche in situazioni di temperature fino a 3?C pi? basse non si verificava nessuna positivit?, come invece accadeva, ovviamente, nel prodotto non pastorizzato. Tuttavia al diminuire della temperatura la crescita microbiotica segue un andamento esponenziale. Da questo esperimento si evince che ? spesso possibile diminuire fino ad un determinato limite, dipendente dal prodotto trattato, la temperatura di pastorizzazione con conseguente risparmio energetico ed economico. Tuttavia ? ancora difficile individuare quale sia la temperatura minima accettabile in quanto le propriet? fisiche del prodotto giocano un ruolo determinante. A seconda del prodotto trattato, infatti, si hanno notevoli variazioni di tipo energetico per esempio, un prodotto pi? viscoso richieder? energia maggiore al processo di pastorizzazione. In effetti uno dei parametri pi? critici da valutare nel processo di pastorizzare ? la viscosit?, ove si richiede un?attenzione maggiore nel ciclo produttivo essendo questo fattore strettamente legato anche all?ottimizzazione energetica. Maggiore ? la viscosit? del prodotto e maggiori saranno le ripercussioni che si avranno sull?efficienza delle pompe e sul trasferimento del calore dalla piastra al prodotto. Per questo motivo la seguente invenzione prevede l?utilizzo di un misuratore di viscosit? che viene posizionato ad intercettare il flusso di prodotto in entrata nel macchinario di pastorizzazione. Tale misuratore calcola il coefficiente di viscosit? ed ? collegato a un calcolatore elettronico atto a impostare correttamente i parametri di funzionamento del macchinario, in particolare almeno: la temperatura da raggiungere, il tempo di pastorizzazione, la potenza delle pompe. Tramite procedimenti sperimentali analoghi a quelli citati nella presente descrizione ? possibile infatti definire, al variare del coefficiente di viscosit?, quali siano le temperature minime di utilizzo e il compromesso ottimo dal punto di vista dell?efficienza energetica. Il risparmio energetico ottenuto dall?applicazione delle tecniche qui esposte, viene misurato tramite un contatore di energia, anch?esso collegato al calcolatore elettronico. In questo modo ? possibile sviluppare una variante della presente invenzione in cui il calcolatore computa statistiche di utilizzo dell?energia per suggerire diversi tipi di interventi possibili e suggerire ulteriori sperimentazioni atte ad ottimizzare ulteriormente il processo di pastorizzazione. Siccome gli esperimenti sovraesposti possono essere automatizzati, la presente invenzione prevede che in una delle varianti, il prodotto del macchinario di pastorizzazione non venga convogliato per il confezionamento ma sia invece reindirizzato ad un macchinario che automaticamente produce una semina del prodotto su piastre di Petri e tramite telecamera e riconoscimento di immagini rileva se a una data temperatura si riscontrano positivit?. Questa variante permette di velocizzare e automatizzare gli esperimenti in modo da avere un riscontro sempre pi? a grana fine e preciso dei parametri da utilizzare per tutte le varianti possibili di tipi di liquido trattato.
Per permettere la pastorizzazione di prodotti diversi tra di loro ? necessario poter effettuare velocemente operazioni di pulizia. Ci? ? reso possibile dai diametri che determinano i flussi liquidi e da un basso livello di punti di contatto tra le piastre all?interno del macchinario di pastorizzazione che permette una pulizia sul posto (CIP). Tuttavia ? spesso necessario mettere in atto operazioni di pulizia intermedie nel caso di livelli di residui eccessivi che potrebbero ostacolare il funzionamento energeticamente efficiente del macchinario. Per poter programmare in maniera efficace tali operazioni di pulizia di propone nella seguente invenzione di dotare le piastre di un sensore di piccole dimensioni atto a rilevare con buona approssimazione lo stato di incrostazioni e sporco delle piastre. Questo sensore raccoglie quindi i dati dopo ogni ciclo di pastorizzazione e invia la situazione rilevata al calcolatore in modo da poter avvisare il personale addetto che ? necessario un intervento di pulizia o alternativamente, in modo automatico, fa partire un ciclo di pulizia delle piastre. Il vantaggio dell?uso di tale sensore risiede nel fatto di poter minimizzare il numero di cicli di pulizia in quanto alcuni tipi di liquidi trattati possono produrre livelli molto pi? bassi di residui e incrostazioni di altri.
Infine, oltre alle operazioni di pulizia, altre operazioni determinante da tenere in considerazione in un piano di risparmio economico ed energetico, sono quelle di manutenzione ordinaria e straordinaria. Le parti meccaniche ed elettroniche dei macchinari infatti, per quanto di buona qualit?, non sono mai perfetti e possono incorrere in malfunzionamenti, errori, perdita di efficienza e molte altre situazioni negative, in cui si pu? incorrere in rischi sia di sicurezza ma anche di perdita nell?efficienza della catena produttiva. Per questo la presente invenzione propone di registrare i dati del funzionamento dei macchinari tramite un sistema di rilevamento di malfunzionamenti che raccoglie i dati dei macchinari e li immagazzina nel calcolatore. In caso di malfunzionamenti, come ad esempio un surriscaldamento anomalo delle piastre, o perdite di efficienza energetica oltre un limite prestabilito, il sistema invia una notifica al personale addetto che si occuper? di analizzare la causa che ha scatenato tali malfunzionamenti. Inoltre utilizzando i dati raccolti nel calcolatore sia in situazioni di funzionamento ordinario, sia in caso di guasti, ? possibile utilizzare algoritmi di apprendimento automatico per determinare se ci sono circostanze che potrebbero indurre una certa classe di guasti. Infatti alcuni parametri fisici possono indurre alcuni tipi di malfunzionamenti nel caso in cui non si operi una manutenzione del macchinario. L?obiettivo di dette previsioni algoritmiche ? quello di avvertire i proprietari dei macchinari in modo da permettere loro di pianificare interventi di manutenzione mirata che possono mitigare situazioni e circostanze che a lungo andare avrebbero condotto a guasti o a problemi di efficienza energetica.
I vantaggi offerti dalla presente invenzione sono evidenti alla luce della descrizione fin qui esposta e saranno ancora pi? chiari grazie alla figura annessa e alla relativa descrizione dettagliata.
Descrizione delle figure
L?invenzione verr? qui di seguito descritta in una forma di realizzazione preferita a titolo esplicativo e non limitativo con l?ausilio della figura annessa, nella quale: - FIGURA 1 mostra i macchinari di pastorizzazione 100 e confezionamento 101; i due sono collegati da un canale di trasporto asettico 106. In ingresso al macchinario di pastorizzazione ? posto un misuratore di viscosit? 104 che invia i dati al calcolatore in modalit? wireless. In uscita dal macchinario 100 una deviazione pu? essere fatta per il macchinario 200 che, dotato di piastre di Petri 201 invia in modalit? wireless i dati al calcolatore 103 per il riconoscimento di immagini. L?energia utilizzata dagli impianti ? misurata tramite un contatore 102, anch?esso in comunicazione con il calcolatore. Le piastre per la pastorizzazione sono schematizzate in dettaglio in 105 dove il sensore di pulizia 600 ? installato, a titolo esemplificativo, su una di esse. I macchinari infine sono monitorati da un sistema di rilevamento di malfunzionamenti 400 collegato in wireless al calcolatore.
Descrizione dettagliata dell?invenzione
La presente invenzione verr? ora illustrata a titolo puramente esemplificativo ma non limitativo o vincolante, ricorrendo alla figura la quale illustra una realizzazione relativamente al presente concetto inventivo.
Con riferimento alla FIG. 1, si nota come all?origine non si hanno informazioni sulle propriet? fisiche del liquido da trattare in ingresso. Per questo viene introdotto un misuratore di viscosit? 104 che comunicando con il calcolatore 103 permette di regolare correttamente parametri quali la temperatura, il tempo di processamento e la potenza delle pompe del macchinario di pastorizzazione 100. Quindi il liquido procede all?interno del macchinario e viene pastorizzato tramite procedimento HTST nelle piastre schematizzate in 105 dove gli spazi ospitano alternamente il liquido da processare e acqua ad alta temperatura che scambiando il calore tramite il contatto costituito dalla piastra metallica permette di uccidere i microorganismi. Su queste piastre ? installato un sensore 600 che rileva il livello di sporco sulle piastre che per motivi di efficienza energetica hanno una superficie ondulata. Il liquido trattato pu? essere trasportato per il confezionamento, con sia il canale di trasporto che l?ambiente di confezionamento sterilizzati e asettici, oppure verso un macchinario di sperimentazione automatica 200. Tale macchinario produce del seminato su piastre di Petri 201 per il prodotto della pastorizzazione e controlla tramite riconoscimento di immagini (implementato sul calcolatore 103) o altri kit di rilevamento, la presenza di popolazioni batteriche o altri microrganismi. L?energia utilizzata durante il processo di pastorizzazione e confezionamento viene calcolata da un contatore 102 collegato al calcolatore 103 in modalit? wireless. Infine per rilevare la possibilit? di malfunzionamenti o guasti si collega un sistema di rilevamento 400, collegato anch?esso al calcolatore 103.
? 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 ? fornito dalle rivendicazioni annesse.
Claims (7)
1. Sistema energeticamente ottimizzato di pastorizzazione e confezionamento, caratterizzato dal fatto di utilizzare impianti comprendenti almeno le seguenti tecnologie:
A) macchinario di pastorizzazione (100) rapida HTST basata su scambiatori di calore a piastre ad alta efficienza, atta a scaldare un fluido da pastorizzare alla temperatura di 90-95?C per circa 15-20 secondi;
B) macchinario di confezionamento asettico (101);
essendo detti scambiatori a piastre composti da una serie di piastre (105) collegate da fori e separate da uno spazio di pochi millimetri dove fluiscono due fluidi in modo che ogni spazio con il liquido da riscaldare ? racchiuso da due piastre e gli spazi adiacenti sono invece riempiti di liquido riscaldante;
detto sistema comprendendo le seguenti ulteriori parti:
- un canale di trasporto (106) completamente asettico a collegamento di detto macchinario di pastorizzazione (100) a detto macchinario di confezionamento (101) atto a garantire la sterilit? del prodotto fino al suo confezionamento finale;
- un contatore di energia (102) dedicato, collegato a un calcolatore elettronico (103) atto a monitorare il dispendio energetico dati i parametri di tipo di materia prima, viscosit?, temperature, potenza delle pompe;
- un misuratore di viscosit? (104) atto a misurare detta grandezza prima di immettere il prodotto liquido nel macchinario di pastorizzazione (100), anch?esso collegato a detto calcolatore elettronico (103); essendo detto calcolatore elettronico (103) atto a regolare almeno la temperatura di dette piastre (105), il tempo di processamento e la potenza delle pompe di detto macchinario di pastorizzazione (100) considerando la viscosit? del liquido e le propriet? del tipo di liquido cos? come studiate in laboratorio.
2. Sistema energeticamente ottimizzato di pastorizzazione e confezionamento, secondo la precedente rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un macchinario aggiuntivo di sperimentazione (200) atto ad eseguire automaticamente esperimenti sulla temperatura e il tempo di pastorizzazione utilizzato sui diversi tipi di liquidi; essendo detto macchinario di sperimentazione dotato di piastre di Petri (201), e una fotocamera collegata a detto calcolatore (103) atto, tramite riconoscimento di immagini, a rilevare se con le condizioni sperimentali imposte si sviluppano popolazioni microbiotiche.
3. Sistema energeticamente ottimizzato di pastorizzazione e confezionamento, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto calcolatore (103) esegue un software atto a calcolare e fare previsioni sul risparmio energetico ottenibile variando i parametri di impostazione dei macchinari e il tipo di materia prima utilizzata nella procedura di pastorizzazione, detto software producendo automaticamente grafici e dati di inferenza statistica.
4. Sistema energeticamente ottimizzato di pastorizzazione e confezionamento, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di comprendere un sistema di rilevamento di malfunzionamenti (400) collegato a detto calcolatore (103) che invia una notifica di allarme a un dispositivo assegnato ad almeno un utente responsabile, qualora si verifichino situazioni di cattivo funzionamento dei macchinari come ad esempio abbassamento dell?efficienza energetica dei macchinari, temperature target non raggiunte in tutte le piastre, surriscaldamento dei liquidi e simili.
5. Sistema energeticamente ottimizzato di pastorizzazione e confezionamento, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni e secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto sistema di rilevamento malfunzionamenti (400) raccoglie dati sull?utilizzo del macchinario e sulle situazioni di malfunzionamento in modo da fornire ad almeno un utente responsabile previsioni sui possibili malfunzionamenti futuri e, tramite software installato sul calcolatore (103) consigliare interventi di manutenzione al verificarsi di determinati eventi simili a situazioni passate di malfunzionamento.
6. Sistema energeticamente ottimizzato di pastorizzazione e confezionamento, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di comprendere un sensore (600) all?interno di dette piastre (105), resistente agli sbalzi termici, atto a rilevare lo stato di pulizia delle piastre dopo ogni ciclo di lavaggio e a minimizzare quindi il numero dei cicli necessari dipendente dal tipo di liquido precedentemente utilizzato per la pastorizzazione.
7. Sistema energeticamente ottimizzato di pastorizzazione e confezionamento, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che tutti i detti sistemi di monitoraggio e misurazione sono collegati a detto calcolatore elettronico (103) in modalit? wireless e inviano i dati tramite l?utilizzo di apposite antenne integrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102020000028352A IT202000028352A1 (it) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | Sistema energeticamente ottimizzato di pastorizzazione e confezionamento |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102020000028352A IT202000028352A1 (it) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | Sistema energeticamente ottimizzato di pastorizzazione e confezionamento |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| IT202000028352A1 true IT202000028352A1 (it) | 2022-05-25 |
Family
ID=74557169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT102020000028352A IT202000028352A1 (it) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | Sistema energeticamente ottimizzato di pastorizzazione e confezionamento |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | IT202000028352A1 (it) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100063613A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Popp Shane M | Manufacturing execution system for use in manufacturing baby formula |
| US20110313688A1 (en) | 2009-02-20 | 2011-12-22 | Krones Ag | Method and device for monitoring a pasteurization installation |
| US20130084370A1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Krones Ag | Viscosity-controlled processing of liquid food |
| CN106035647A (zh) * | 2016-07-05 | 2016-10-26 | 宁夏利明畜牧科技有限公司 | 一种初乳巴氏消毒机 |
| CN107136212A (zh) | 2017-05-26 | 2017-09-08 | 新希望乳业股份有限公司 | 优质乳巴氏杀菌温度测定方法以及优化后的巴氏杀菌工艺 |
-
2020
- 2020-11-25 IT IT102020000028352A patent/IT202000028352A1/it unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100063613A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Popp Shane M | Manufacturing execution system for use in manufacturing baby formula |
| US20110313688A1 (en) | 2009-02-20 | 2011-12-22 | Krones Ag | Method and device for monitoring a pasteurization installation |
| US20130084370A1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Krones Ag | Viscosity-controlled processing of liquid food |
| CN106035647A (zh) * | 2016-07-05 | 2016-10-26 | 宁夏利明畜牧科技有限公司 | 一种初乳巴氏消毒机 |
| CN107136212A (zh) | 2017-05-26 | 2017-09-08 | 新希望乳业股份有限公司 | 优质乳巴氏杀菌温度测定方法以及优化后的巴氏杀菌工艺 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| GOFF H D ET AL: "VISCOSITY OF ICE CREAM MIX AT PASTEURIZATION TEMPERATURES", JOURNAL OF DAIRY SCIENCE, AMERICAN DAIRY SCIENCE ASSOCIATION, US, vol. 77, no. 8, 1 August 1994 (1994-08-01), pages 2207 - 2213, XP000468026, ISSN: 0022-0302 * |
| HONGDA WANG ET AL: "Early-detection and classification of live bacteria using time-lapse coherent imaging and deep learning", ARXIV.ORG, CORNELL UNIVERSITY LIBRARY, 201 OLIN LIBRARY CORNELL UNIVERSITY ITHACA, NY 14853, 29 January 2020 (2020-01-29), XP081587853 * |
| RASMUSSEN EMIL D.J. ET AL: "Adaptive Feedback Control for a Pasteurization Process", PROCESSES, vol. 8, no. 8, 2 August 2020 (2020-08-02), pages 930, XP055824092, DOI: 10.3390/pr8080930 * |
| RIVERA FERNANDO JOSÉ CANTARERO ET AL: "Real-Time Detection of Fouling-Layer with a Non-Intrusive Continuous Sensor (NICS) during Thermal Processing in Food Manufacturing", SENSORS, vol. 21, no. 4, 10 February 2021 (2021-02-10), pages 1271, XP055824432, DOI: 10.3390/s21041271 * |
| TOMASULA P M ET AL: "Flow Characteristics of a Pilot-Scale High Temperature, Short Time Pasteurizer", JOURNAL OF DAIRY SCIENCE, AMERICAN DAIRY SCIENCE ASSOCIATION, US, vol. 87, no. 9, 1 September 2004 (2004-09-01), pages 2761 - 2768, XP026970122, ISSN: 0022-0302, [retrieved on 20040901] * |
| VOICU GHEORGHE ET AL: "ASPECTS REGARDING THE ASEPTIC PACKAGING OF FOOD PRODUCTS / ASPECTE PRIVIND AMBALAREA ASEPTICA A PRODUSELOR ALIMENTARE GEX-UPB2017 View project Interaction between nano components used for composite package View project", 1 October 2017 (2017-10-01), pages 495 - 502, XP055824334, Retrieved from the Internet <URL:https://www.researchgate.net/publication/328760990_ASPECTS_REGARDING_THE_ASEPTIC_PACKAGING_OF_FOOD_PRODUCTS_ASPECTE_PRIVIND_AMBALAREA_ASEPTICA_A_PRODUSELOR_ALIMENTARE> [retrieved on 20210714] * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mohanty et al. | Use of C-factor for monitoring of fouling in a shell and tube heat exchanger | |
| EP2702879B1 (en) | System and method for temperature control in a temperature processing machine for food product containers | |
| KR101135168B1 (ko) | 열교환 증기 튜브의 크리프 및 감육 손상을 감시하기 위한 방법 및 시스템 | |
| EP2951653A1 (en) | A method for providing maintenance data | |
| JP2009031243A (ja) | 配管詰まり診断方法 | |
| Morison | Reduction of fouling in falling-film evaporators by design | |
| IT202000028352A1 (it) | Sistema energeticamente ottimizzato di pastorizzazione e confezionamento | |
| RU2019106077A (ru) | Система управления обслуживанием по износу гидроциклона | |
| US20190191729A1 (en) | Method And Assembly For Aseptically Heating A Liquid Product In A Heat Exchanger Unit Of The Heater Zone Of A UHT System | |
| Patil et al. | Monitoring fouling in heat exchangers under temperature control based on excess thermal and hydraulic loads | |
| CN105894762A (zh) | 一种再生水换热器污垢生长动态预警方法 | |
| CN107166943A (zh) | 一种干燥机板头板尾自动温控系统 | |
| CN204128713U (zh) | 造纸机烘缸表面温度无线检测装置 | |
| US10936977B2 (en) | Method for determining an efficiency of resources of a plant for producing beverage containers | |
| EP2721935A1 (en) | System for controlling a machine for temperature processing of food products containers, and related machine | |
| SE0900901A1 (sv) | Metod och anordning för att sterilisera vatten för spolning av kolvarna i en kolvpump eller en homogenisator | |
| CN107337305B (zh) | 纯化、注射用水系统不合格水及灭菌水节能回收系统 | |
| CN210305048U (zh) | 一种检测钢板厚度的x射线测厚仪c型架 | |
| CN104132961B (zh) | 换热器热交换性能实时评价方法、装置和热交换系统 | |
| CN102325471B (zh) | 监控巴氏灭菌设备的方法和装置 | |
| CN204788462U (zh) | 基于无线传感器的循环水换热器故障诊断实验系统 | |
| JP6642958B2 (ja) | 熱交換システムおよび熱交換器の洗浄方法 | |
| CN104279913B (zh) | 数字控温换热装置 | |
| CN208089925U (zh) | 一种超细立磨减速箱保护系统 | |
| EP3015180A1 (en) | Washing unit for empty containers and corresponding method |