IT202100009881A1 - Procedimento e sistema per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari surgelati durante il confezionamento - Google Patents

Procedimento e sistema per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari surgelati durante il confezionamento Download PDF

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Paolo Barichella
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Description

Procedimento e sistema per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari surgelati durante il confezionamento
Descrizione dell?Invenzione Industriale avente per titolo:
?Procedimento e sistema per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari surgelati durante il confezionamento?
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un procedimento ed un sistema per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari surgelati durante il confezionamento.
Come ? noto, durante il percorso del confezionamento all?interno di macchinari, il prodotto surgelato IQF (Individually Quick Freezing) potrebbe entrare in contatto con superfici dei macchinari che ne innalzano la temperatura provocando parziale decongelamento superficiale con conseguenti problemi igienico-sanitari, qualitativo-organolettici, di salute e di violazione delle norme HACCP nel rispetto del mantenimento della catena del freddo.
Un decongelamento anche se parziale o superficiale dei prodotti IQF inoltre rende meno fluido il transito dei prodotti alimentari sulle linee di confezionamento, causando pericolosi stazionamenti di piccole parti come, ad esempio, chicchi di riso surgelato IQF in interstizi dei macchinari.
Alimenti che contengono acqua allo stato solido a -18?C infatti a contatto con superfici pi? calde hanno la tendenza ad attaccarsi ad esse durante il decongelamento superficiale.
Per superare questi limiti ? necessario raffreddare le parti calde delle macchine che sono a contatto con gli alimenti surgelati e mantenerle costantemente ad una temperatura di almeno -18?C.
Il brevetto attraverso tutte le sue varianti consente ai prodotti alimentari surgelati di non uscire dalla catena del freddo negativa che va rispettata per legge durante tutte le fasi del confezionamento, e prepara quelli pastorizzati prossimi al confezionamento alla fase di abbattimento di temperatura facendoli partire da una temperatura pi? bassa della norma con numerosi vantaggi igienico-sanitari e qualitativi.
Il brevetto evita poi che parti di prodotto rimangano attaccate alle parti metalliche della macchina con evidenti rischi di degrado e contaminazione durante l?uso.
I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell?invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un procedimento ed un sistema per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari surgelati durante il confezionamento come quelli descritti nelle rispettive rivendicazioni indipendenti. Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l?oggetto delle rivendicazioni dipendenti.
Resta inteso che tutte le rivendicazioni allegate formano parte integrante della presente descrizione.
Risulter? immediatamente ovvio che si potranno apportare a quanto descritto innumerevoli varianti e modifiche (per esempio relative a forma, dimensioni, disposizioni e parti con funzionalit? equivalenti) senza discostarsi dal campo di protezione dell'invenzione come appare dalle rivendicazioni allegate.
La presente invenzione verr? meglio descritta da alcune forme preferite di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la FIG. 1 mostra una vista in prospettiva di una realizzazione del sistema per il mantenimento della temperatura dei prodotti alimentari surgelati secondo la presente invenzione;
- la FIG. 2 mostra una vista in prospettiva di una realizzazione del mezzo di confezionamento secondo la presente invenzione;
- la FIG. 3 mostra una vista in prospettiva di un?altra realizzazione del mezzo di confezionamento secondo la presente invenzione; - la FIG. 4 mostra un particolare di una realizzazione della tramoggia del sistema di confezionamento secondo la presente invenzione; - la FIG. 5 mostra una vista in spaccato di una realizzazione della tramoggia del sistema di confezionamento secondo la presente invenzione; - la FIG. 6 mostra una vista in prospettiva di una realizzazione del condotto della tramoggia del sistema di confezionamento secondo la presente invenzione;
- la FIG. 7 mostra una vista in prospettiva di una realizzazione del dispositivo di raffreddamento del sistema di confezionamento secondo la presente invenzione;
- la FIG. 8 mostra una vista in esploso di una realizzazione del dispositivo di raffreddamento del sistema di confezionamento secondo la presente invenzione;
- la FIG. 9 mostra un?altra vista in prospettiva di una realizzazione del dispositivo di raffreddamento del sistema di confezionamento secondo la presente invenzione;
- la FIG. 10 mostra una vista in prospettiva della tramoggia con i dispositivi di raffreddamento del sistema di confezionamento secondo la presente invenzione;
- la FIG. 11 mostra un?altra vista in prospettiva della tramoggia con i dispositivi di raffreddamento del sistema di confezionamento secondo la presente invenzione;
- la FIG. 12 mostra un?altra vista della tramoggia con i dispositivi di raffreddamento del sistema di confezionamento secondo la presente invenzione;
- la FIG. 13 mostra una vista in prospettiva di una realizzazione del sistema per il mantenimento della temperatura dei prodotti alimentari surgelati con i dispositivi di raffreddamento secondo la presente invenzione; - la FIG. 14 mostra un particolare della realizzazione del sistema per il mantenimento della temperatura dei prodotti alimentari surgelati con i dispositivi di raffreddamento secondo la presente invenzione;
- la FIG. 15 mostra un altro particolare della realizzazione del sistema per il mantenimento della temperatura dei prodotti alimentari surgelati con i dispositivi di raffreddamento secondo la presente invenzione;
- la FIG. 16 mostra una realizzazione del sistema per il mantenimento della temperatura dei prodotti alimentari surgelati con l?azoto liquido secondo la presente invenzione;
- la FIG. 17 mostra un particolare di una realizzazione del sistema per il mantenimento della temperatura dei prodotti alimentari surgelati con l?azoto liquido secondo la presente invenzione.
Sono descritti procedimenti e sistemi per il mantenimento della temperatura negativa dei prodotti alimentari surgelati durante l?utilizzo di sistemi con combinazione di tecniche di produzione e confezionamento differenti per ottenere una doppia shelf life ricondizionando il prodotto confezionato su 2 diversi canali di conservazione del freddo -18?C (negativo) e 4?C (positivo).
La miglioria tecnica consta nel mantenere la catena del freddo e quindi refrigerato a -18?C a temperatura controllata un prodotto Surgelato IQF durante il suo percorso di confezionamento all?interno di macchine per MAP.
L?Atmosfera Protettiva Modificata o MAP (Modified Atmosphere Packaging) ? una tecnica utilizzata prevalentemente in confezioni singole adatte per la vendita al consumatore finale e si ottiene quando la composizione dell?aria ? modificata dalla respirazione del prodotto, si verifica quindi un abbassamento del tenore di ossigeno e un aumento di anidride carbonica e azoto, che impediscono il deterioramento e la formazione di muffe in frutta, verdura e cereali. Le atmosfere impiegate sono a base di ossigeno, anidride carbonica e azoto, in particolare questi ultimi due composti inibiscono la formazione di muffe, lieviti, batteri e l?alterazione dei lipidi.
In alcuni casi, ? consentito l?uso argon, elio e protossido di azoto.
Sulla confezione deve figurare l?indicazione ?prodotto confezionato in atmosfera protettiva? questa tecnica ? in grado di portare prodotti che sono stati preventivamente pastorizzati ad una durata di 60 giorni e oltre.
L?Atmosfera Protettiva Controllata o CAP (Controlled Atmosphere Packaging) ? una tecnica molto utilizzata all?interno delle celle frigorifere a tenuta stagna che consente di controllare e mantenere costante la composizione dei gas immessi e conservare frutta e verdura fino a 8 mesi, in questo modo ? possibile reperire questi prodotti durante tutto l?anno.
La composizione dell?atmosfera viene mantenuta costante attraverso l?utilizzo di sistemi automatici di controllo che mantengono il tenore di ossigeno al di sotto del fabbisogno respiratorio del prodotto (inferiore al 4%, contro il 21% dell?aria), sostituendolo con azoto e anidride carbonica.
Surgelazione IQF (Individually Quick Freezing) sia che avvenga per uso di gas liquefatti criogenici o per tunnel spiral-freezer di raffreddamento ha la particolarit? di agire surgelando rapidamente a bassissima temperatura e un tempo estremamente ridotto (anche in funzione delle piccole dimensioni di ogni singola porzione o ingrediente) ogni singolo elemento di un prodotto lasciandoli completamente separati tra loro.
Sono state messe a punto tre tecniche differenti per poter mantenere sotto zero le parti dei macchinari a contatto con gli elementi destinati ad essere confezionati attraverso il passaggio nella linea di confezionamento:
1) attraverso una serpentina o impianto a contatto con le superfici che contiene glicole a -30?C;
2) attraverso delle celle di peltier applicabili in diversi punti sensibili delle macchine;
3) attraverso un impianto raffreddato con passaggio di azoto liquido destinato ad uso abbattimento di altre linee di prodotto.
Facendo riferimento alle Figure ? possibile notare che il procedimento per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari (2) surgelati durante il confezionamento comprendente le fasi di:
- introdurre nei mezzi di surgelamento 1 i prodotti alimentari 2 in IQF;
- trasportare i prodotti alimentari 2 in una tramoggia 3 in materiale isolante termico per l?entrata dei prodotti alimentari 2 nel mezzo di confezionamento 4;
- mantenere la temperatura dei prodotti alimentari 2 surgelati in IQF a -18?C mediante un condotto 1, passante per la tramoggia 3, e un mezzo di raffreddamento a motore 12 atto a raffreddare il condotto 11;
- confezionare i prodotti alimentari 2 nel mezzo di confezionamento 4 in atmosfera protettiva, tramite gas;
- uscita dei prodotti confezionati 5 (a cuscino o vaschette) in atmosfera controllata contenenti i prodotti alimentari 2 in IQF a -18?C;
- trasporto dei prodotti confezionati 5 nel mezzo di contenimento 6 (come una cella freezer, magazzino o cabina di stoccaggio) a temperatura negativa -18?C Shelf life prodotti 18/24 mesi. - 21 Abbattitore di temperatura criogenico.
In particolare, ? possibile inserire un tappeto mobile a nastro trasportatore prodotti progettato per il trasporto dei prodotti alimentari 2 dai mezzi di surgelamento ai mezzi di confezionamento 4.
Inoltre, ? possibile inserire tra la tramoggia 3 e i mezzi di confezionamento 4 un tappeto vibrante per peso bilanciatura prodotti.
Vantaggiosamente, i mezzi di confezionamento 4 comprendono di tale procedimento comprendono:
- almeno una tramoggia 3 comprendente almeno un condotto 11;
- almeno un mezzo di raffreddamento a motore 12 connesso operativamente al condotto 11;
- una pluralit? di celle di carico 14 elettroniche a tenuta stagna connesse operativamente alla tramoggia 3;
- almeno un imbuto 15 connesso operativamente a dette celle di carico 14.
Come ? possibile notare nelle figure 4,5 e 6 l?interno della tramoggia 3 a imbuto, in acciaio o materiale MOCA, ? fabbricata in materiale isolante termico.
Al suo interno passa una serpentina/condotto contente glicole in circolo o criogenici per raffreddare le parti a contatto con gli alimenti surgelati in IQF a -18?C.
In particolare, le celle di carico 14 elettroniche sono a tenuta stagna, con grado di protezione IP67, teste a bilancia con cestelli di pesatura e apertura dei cestelli a funzionamento pneumatico con serrande di taglio finale all?estremit? dei canali vibranti a funzionamento elettro-pneumatico.
Vantaggiosamente, nelle figure 13, 14 e 15 viene mostrato un secondo procedimento per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari 2 surgelati durante il confezionamento comprendente le fasi di:
- introdurre nei mezzi di surgelamento 1 i prodotti alimentari 2 in IQF;
- trasportare i prodotti alimentari 2 in una tramoggia 3 in materiale isolante termico per l?entrata dei prodotti alimentari 2 nel mezzo di confezionamento 4;
- mantenere la temperatura dei prodotti alimentari 2 surgelati in IQF a -18?C mediante una pluralit? di dispositivi di raffreddamento 8 connessi operativamente al mezzo di confezionamento 4;
- confezionare i prodotti alimentari 2 nel mezzo di confezionamento 4 in atmosfera protettiva; - uscita dei prodotti confezionati 5 in atmosfera controllata contenenti i prodotti alimentari 2 in IQF a -18?C;
- mantenere i prodotti confezionati 5 in IQF a -18?C mediante una pluralit? di dispositivi di raffreddamento 8 connessi operativamente ad almeno un nastro trasportatore;
- trasportare i prodotti confezionati 5 nel mezzo di contenimento 6 a temperatura negativa -18?C Shelf life prodotti 18/24 mesi.
In particolare, tale variante ? realizzata con utilizzi di dispositivi di raffreddamento 8 (cooler) plug and play, realizzati con celle di Peltier 16 con dissipatore 18 e ventole di raffreddamento 19 montati su supporto termoconduttore 17 fissato alle parti metalliche della macchina, che devono rimanere a temperatura negativa, attraverso una pluralit? di elementi di fissaggio 20 (come piastre magnetiche, adesive o fissabili alla struttura).
Nello specifico si raffreddano: tramoggie 3, carrelli (non mostrati), scivoli 13, bilance (non mostrati), nastro trasportatore (non mostrato) e superfici a contatto con i prodotti alimentari e il fondo delle vaschette.
Si sfrutta il gap termico della superficie fredda delle celle di peltier 16 come scambiatori di calore, arrivando a temperature tra i -20?C e i -30?C nella superficie di contatto.
In particolare, la tramoggia 3 di carico ? realizzata in lamiera di acciaio Inox AISI 304 sagomata e piegata per facilitare lo scorrimento del prodotto; lo scivolo 13, con canale vibrante per sgrossatura e finitura, ? anch?esso realizzato in lamiera di acciaio Inox AISI 304.
Nelle figure 16 e 17 viene mostrata una terza variante di un procedimento per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari 2 surgelati durante il confezionamento comprendente le fasi di:
- trasportare i prodotti alimentari 2 sul nastro trasportatore;
- mantenere la temperatura di dei prodotti alimentari 2 surgelati in IQF a -18?C mediante del gas azoto liquido passante per un condotto 11, il condotto 11 ? connesso operativamente con il nastro trasportatore e ad almeno un abbattitore criogenico 21;
- confezionare i prodotti alimentari 2 nel mezzo di confezionamento 4 in atmosfera protettiva; - far uscire i prodotti confezionati 5 in atmosfera controllata contenenti i prodotti alimentari 2 in IQF a -18?C;
- trasportare i prodotti confezionati 5 nel mezzo di contenimento 6 a temperatura negativa -18?C Shelf life prodotti a 18/24 mesi.
Vantaggiosamente, tale procedimento sfrutta l?impianto di trasporto del gas azoto liquido diretto all?abbattitore criogenico a fine linea per raffreddare attraverso un circuito a contatto con il fondo di appoggio del nastro portavaschette preconfezionamento, per raffreddare tutta la linea di carico e riempimento delle vaschette.
In particolare, tale condotto 11 contiene glicole in circolo o criogenici per raffreddare le parti a contatto con gli alimenti surgelati in IQF a -18?C.
Le varianti sono utili a seconda degli spazi di laboratorio, il consumo di energia e la presenza di gas (azoto) per altri usi industriali come IQF e abbattitore criogenico.
Si sono descritte alcune forme preferite di attuazione dell?invenzione, ma naturalmente esse sono suscettibili di ulteriori modifiche e varianti nell?ambito della medesima idea inventiva. In particolare, agli esperti nel ramo risulteranno immediatamente evidenti numerose varianti e modifiche, funzionalmente equivalenti alle precedenti, che ricadono nel campo di protezione dell'invenzione come evidenziato nelle rivendicazioni allegate nelle quali, eventuali segni di riferimento posti tra parentesi non possono essere interpretati nel senso di limitare le

Claims (9)

  1. rivendicazioni stesse. Inoltre, la parola "comprendente" non esclude la presenza di elementi e/o fasi diversi da quelli elencati nelle rivendicazioni. L?articolo ?un?, ?uno? o ?una? precedente un elemento non esclude la presenza di una pluralit? di tali elementi. Il semplice fatto che alcune caratteristiche siano citate in rivendicazioni dipendenti diverse tra loro non indica che una combinazione di queste caratteristiche non possa essere vantaggiosamente utilizzata.
    RIVENDICAZIONI
    1. Procedimento per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari (2) surgelati durante il confezionamento comprendente le fasi di:
    - introdurre nei mezzi di surgelamento (1) i prodotti alimentari (2) in IQF;
    - trasportare detti prodotti alimentari (2) in una tramoggia (3) in materiale isolante termico per l?entrata di detti prodotti alimentari (2) nel mezzo di confezionamento (4);
    - mantenere la temperatura di detti prodotti alimentari (2) surgelati in IQF a -18?C mediante un condotto (11), passante per detta tramoggia (3), e un mezzo di raffreddamento a motore (12) atto a raffreddare detto condotto (11);
    - confezionare detti prodotti alimentari (2) in detto mezzo di confezionamento (4) in atmosfera protettiva;
    - far uscire i prodotti confezionati (5) in atmosfera controllata contenenti detti prodotti alimentari (2) in IQF a -18?C;
    - trasportare detti prodotti confezionati (5) nel mezzo di contenimento (6) a temperatura negativa -18?C Shelf life prodotti a 18/24 mesi.
  2. 2. Procedimento per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari (2) surgelati durante il confezionamento comprendente le fasi di:
    - introdurre nei mezzi di surgelamento (1) i prodotti alimentari (2) in IQF;
    - trasportare detti prodotti alimentari (2) in una tramoggia (3) in materiale isolante termico per l?entrata di detti prodotti alimentari (2) nel mezzo di confezionamento (4);
    - mantenere la temperatura di detti prodotti alimentari (2) surgelati in IQF a -18?C mediante una pluralit? di dispositivi di raffreddamento (8) connessi operativamente a detto mezzo di confezionamento (4);
    - confezionare detti prodotti alimentari (2) in detto mezzo di confezionamento (4) in atmosfera protettiva;
    - far uscire i prodotti confezionati (5) in atmosfera controllata contenenti detti prodotti alimentari (2) in IQF a -18?C; - mantenere detti prodotti confezionati (5) in IQF a -18?C mediante una pluralit? di dispositivi di raffreddamento (8) connessi operativamente ad almeno un nastro trasportatore;
    - trasportare detti prodotti confezionati (5) nel mezzo di contenimento (6) a temperatura negativa -18?C Shelf life prodotti a 18/24 mesi.
  3. 3. Procedimento per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari (2) surgelati durante il confezionamento comprendente le fasi di:
    - trasportare i prodotti alimentari (2) sul nastro trasportatore;
    - mantenere la temperatura di detti prodotti alimentari (2) surgelati in IQF a -18?C mediante del gas azoto liquido passante per un condotto (11), detto condotto (11) essendo connesso operativamente con il nastro trasportatore e ad almeno un abbattitore criogenico (21);
    - confezionare detti prodotti alimentari (2) nel mezzo di confezionamento (4) in atmosfera protettiva;
    - far uscire i prodotti confezionati (5) in atmosfera controllata contenenti detti prodotti alimentari (2) in IQF a -18?C;
    - trasportare detti prodotti confezionati (5) nel mezzo di contenimento (6) a temperatura negativa -18?C Shelf life prodotti a 18/24 mesi.
  4. 4. Sistema (30) per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari (2) surgelati durante il confezionamento caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di surgelamento (1) connessi operativamente a mezzi di confezionamento (4), detti mezzi di confezionamento (4) essendo connessi operativamente a mezzi di contenimento (6).
  5. 5. Sistema (30) per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari (2) surgelati durante il confezionamento secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un elemento trasportatore progettato per il trasporto di detti prodotti alimentari (2) da detti mezzi di surgelamento (1) a detti mezzi di confezionamento (4).
  6. 6. Sistema (30) per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari (2) surgelati durante il confezionamento secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un elemento di pesature progettato per cooperare operativamente con detti prodotti alimentari (2).
  7. 7. Sistema (30) per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari (2) surgelati durante il confezionamento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6 caratterizzato dal fatto che detti mezzi di confezionamento (4) comprendono:
    - almeno una tramoggia (3) comprendente almeno un condotto (11);
    - almeno un mezzo di raffreddamento a motore (12) connesso operativamente a detto condotto (11);
    - una pluralit? di celle di carico (14) elettroniche a tenuta stagna connesse operativamente a detta tramoggia (3);
    - almeno un imbuto (15) connesso operativamente a dette celle di carico (14).
  8. 8. Sistema (30) per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari (2) surgelati durante il confezionamento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6 caratterizzato dal fatto che detti mezzi di confezionamento (4) comprendono:
    - almeno una tramoggia (3) comprendente una pluralit? di dispositivi di raffreddamento (8);
    - almeno uno scivolo (13) con canale vibrante connesso operativamente a detta tramoggia (3);
    - una pluralit? di celle di carico (14) elettroniche a tenuta stagna connesse operativamente a detta tramoggia (3), dette celle di carico (14) essendo atte a cooperare operativamente con detto scivolo (13);
    - almeno un imbuto (15) connesso operativamente a dette celle di carico (14).
  9. 9. Sistema (30) per il mantenimento della temperatura di prodotti alimentari (2) surgelati durante il confezionamento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6 caratterizzato dal fatto che detti dispositivi di raffreddamento (8) comprendono:
    - almeno una cella di peltier (16);
    - almeno un termoconduttore (17) connesso operativamente a detta cella di peltier (16); - almeno un dissipatore di calore (18) connesso
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