ITTO20100253A1 - Metodo e impianto per la preparazione di un prodotto granulato - Google Patents

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ITTO20100253A1
ITTO20100253A1 IT000253A ITTO20100253A ITTO20100253A1 IT TO20100253 A1 ITTO20100253 A1 IT TO20100253A1 IT 000253 A IT000253 A IT 000253A IT TO20100253 A ITTO20100253 A IT TO20100253A IT TO20100253 A1 ITTO20100253 A1 IT TO20100253A1
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Description

DESCRIZIONE
“METODO E IMPIANTO PER LA PREPARAZIONE DI UN PRODOTTO GRANULATOâ€
La presente invenzione à ̈ relativa ad un metodo per la preparazione di un prodotto granulato.
In particolare, la presente invenzione trova vantaggiosa applicazione nei processi di manifattura di compresse che possono essere utilizzate in quanto tali oppure essere successivamente rivestite con prodotti diversi, generalmente a base zuccherina o di composizioni edulcoranti.
Per la formatura di compresse à ̈ ad oggi noto preparare un prodotto granulato, il quale viene successivamente inviato in macchine comprimitrici che suddividono il prodotto in masse determinate e comprimono ciascuna massa formando una relativa compressa. Il prodotto granulato, per poter essere efficacemente compresso e consentire la formazione di compresse stabili, omogenee e di durezza prestabilita, deve presentare una granulometria specifica e determinata anche in funzione delle caratteristiche dei componenti dello stesso prodotto granulato.
Ad oggi il ciclo di produzione dei suddetti prodotti granulati prevede l’impiego di mulini di vario genere per macinare le materie prime polverose, e ridurle alla granulometria desiderata (generalmente non superiore a 100 micron). Questa prima fase di macinazione viene, poi, seguita da una fase di miscelazione dove alle materie prime macinate vengono aggiunte le altre materie prime, ad esempio maltodestrine o gomme. La miscela così ottenuta viene successivamente sottoposta ad una operazione di granulazione, necessaria per modificare la granulometria della miscela, al fine di migliorare la compressibilità e le qualità organolettiche.
Per effettuare le operazioni appena descritte vengono ad oggi principalmente utilizzati impianti cosiddetti a letto fluido, nei quali la miscela polverosa viene inizialmente umidificata, generalmente mediante aggiunta di soluzioni acquose, quindi viene mescolata ed infine essiccata. Per l’essicazione à ̈ noto di formare uno strato di miscela umidificata e di insufflare attraverso la miscela un flusso di aria calda che progressivamente provoca la formazione di agglomerati, aventi dimensioni generalmente variabili tra 0,5 ÷ 1 mm.
Alternativamente, l’essiccazione delle miscela umidificata viene ottenuta mediante essiccatori a microonde.
EP0673644 descrive un processo ed un impianto per la preparazione di un granulato, contenente uno o più principi attivi, per soluzione effervescente.
EP039697 B1 descrive un metodo di produzione di una polvere granulata contenente un sale di Potassio.
DE3337770 descrive un granulatore rotativo a letto fluido.
Anche se universalmente utilizzati, gli impianti noti, a fronte di una produttività accettabile, risultano essere particolarmente ingombranti e di costi sia realizzativi, che di manutenzione elevati.
Inoltre, gli impianti noti richiedono tempi lunghi e complesse operazioni di lavaggio ad ogni cambio di produzione o di trattamento di prodotti o ricette diverse.
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un metodo per la preparazione di un prodotto granulato.
Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo per la preparazione di un prodotto granulato utilizzando una unità centrifuga di agglomerazione; detta unità centrifuga di agglomerazione comprendendo una camicia cilindrica allungata presentante un asse sostanzialmente orizzontale, una bocca di ingresso prodotti da trattare nella detta camicia ed una bocca di uscita prodotti trattati, un albero motorizzato alloggiato in detta camicia coassialmente al detto asse e portante una successione di appendici radiali distribuite tra la detta bocca di ingresso e la detta bocca di uscita; il metodo comprendendo la fase: di introdurre in detta unità centrifuga di agglomerazione almeno una parte di componenti del detto prodotto granulato, di umidificare i detti componenti immettendo nella detta camicia almeno una soluzione acquosa realizzando una miscela umidificata; e di agglomerare la detta miscela riscaldando la camicia della detta unità centrifuga di agglomerazione e ruotando l’albero della detta unità centrifuga di agglomerazione ad una velocità determinata.
Secondo la presente invenzione viene realizzato un impianto per la preparazione di un prodotto granulato; l’impianto comprendendo una unità centrifuga di agglomerazione atta a ricevere una massa di prodotto macinato; la detta unità centrifuga di agglomerazione comprendendo una camicia esterna tubolare presentando un asse sostanzialmente orizzontale e delimitando una camera di trattamento prodotto, un albero rotante alloggiato nella detta camicia coassialmente al detto asse; una pluralità di appendici sporgenti radialmente a sbalzo dal detto albero e solidalmente collegate al detto albero, e mezzi di azionamento per ruotare l’albero rispetto alla relativa camicia; le appendici della detta unità centrifuga di agglomerazione presentando rispettive estremità terminali libere poste ad una distanza da una superficie interna della relativa detta camicia variabile tra 2 e 8 millimetri.
L’invenzione verrà ora descritta con riferimento alle figure allegate, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
la figura 1 illustra, schematicamente e sostanzialmente a blocchi, una preferita forma di attuazione di un impianto per la preparazione di un prodotto dolciario granulato secondo i dettami della presente invenzione;
la figura 2 Ã ̈ una sezione, in scala ingrandita, secondo la linea II-II della figura 1; e
la figura 3 Ã ̈ una sezione, in scala ingrandita, secondo la linea III-III della figura 1.
Nella figura 1, con 1 à ̈ indicato, nel suo complesso, un impianto per la preparazione di un prodotto dolciario granulato, quale, ad esempio, un agglomerato adatto alla fabbricazione di pastigliaggi tipo TIC TAC ® prodotto dalla stessa richiedente, cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento sia per condizioni di preparazione che per componenti utilizzati senza per questo perdere in generalità.
L’impianto 1 comprende una prima, una seconda ed una terza unità rotativa centrifuga, indicate rispettivamente con 2, 3 e 4; le unità 2,3 e 4 sono disposte fra loro in cascata o in serie per fornire in maniera continua un prodotto dolciario granulato avente granulometria predefinita, nel caso specifico variabile tra 200 e 800 micron.
L’unità 2 comprende un involucro esterno 5 sostanzialmente orizzontale, a sua volta, comprendente una camicia tubolare 6 preferibilmente cilindrica, la quale si estende coassialmente ad un proprio asse 7 ed à ̈ chiusa alle estremità opposte da due teste 9 e 10. Le teste 9 e 10 delimitano, unitamente alla camicia tubolare 6, una camera 12 di trattamento prodotto comunicante con l’esterno attraverso una bocca A di ingresso o inserimento componenti da trattare, ed una bocca B di uscita dei componenti trattati.
Attraverso la testa 10 si estende, coassialmente all’asse 7, un albero 15 rotante sotto la spinta di un gruppo motoriduttore 16. L’albero 15 porta solidalmente collegata una o più file elicoidali di appendici radiali 18. Le appendici radiali 18 presentano un gambo collegato all’albero 15 in maniera rilasciabile e presentano, ciascuna, una lunghezza L (figura 2) tale per cui una loro superficie frontale 18a di estremità libera à ̈ disposta ad una distanza D dalla superficie interna 6a della camicia 6 variabile tra 0,2 e 4 millimetri e convenientemente pari a 2 millimetri (figura 2).
L’involucro 5 comprende poi una porzione anulare 20, la quale circonda la camicia 6 e delimita con la stessa una camera anulare 21 comunicante con l’esterno attraverso un ingresso ed una uscita per un fluido in temperatura di condizionamento della camicia 6 stessa.
L’unità 3 à ̈ simile all’unità 2 e le cui parti costituenti sono contraddistinte con gli stessi numeri di riferimento delle corrispondenti parti dell’unità 2. L’unità 3 differisce dall’unità 2 unicamente per il fatto che le proprie appendici 23 sono più corte delle appendici 18 dell’unità 2 e, in particolare, presentano una lunghezza L1 minore di L e tale per cui la distanza D1 delle rispettive superfici frontali libere 23a dalla relativa superficie interna 6a à ̈ variabile tra 2 e 8 millimetri e convenientemente pari a 5 millimetri (figura 3).
L’unità 4 à ̈ simile all’unità 3 e differisce dall’unità 2 e 3 unicamente per il fatto che le rispettive appendici 25 presentano una lunghezza tale per cui la distanza delle rispettive superfici frontali libere dalla relativa superficie interna 6a à ̈ variabile tra 5 e 10 millimetri e convenientemente pari a 5 millimetri.
Ancora con riferimento alla figura 1, l’impianto 1 comprende, inoltre, due dosatori 27 e 28 montati su celle di carico 27a e 28a e di per sé noti atti a avanzare verso l’unità 2 dosi precise o un flusso continuo di zucchero cristallino presentante, convenientemente, una granulometria di 2000-3000 micron e, rispettivamente, maltodestrina che presenta invece una granulometria di circa 200 micron.
Sempre con riferimento alla Fig. 1, l’impianto 1 comprende, poi, un gruppo erogatore 29 di una soluzione acquosa o semplice acqua ad uno o più ugelli disposti all’interno della camicia 6 dell’unità 3 e due ulteriori gruppi erogatori 30 e 31 per inviare all’interno della camera 12 dell’unità 4 aromi naturali liquidi o in polvere e, rispettivamente, un lubrificante in polvere, ad esempio, magnesio stearato.
Il prodotto dolciario granulato viene ottenuto nel modo seguente. Innanzitutto, attraverso la bocca A vengono introdotti nella camera 12 dell’unità 2 lo zucchero e la maltodestrina. A questo punto, l’albero rotante 15 viene ruotato ad una velocità compresa tra 3000 e 10.000 giri/1’ per un tempo variabile tra 0,5 e 5 minuti, convenientemente 4 minuti. Durante tale rotazione, per effetto della forza centrifuga esercitata dalle appendici 18, ed a seguito dell’esigua distanza D tra l’estremità delle appendici 18 e la superficie interna 6a della camicia 6, lo zucchero e la maltodestrina oltre a mescolarsi subiscono un processo di macinazione che porta la loro granulometria a valori compresi tra 100 e 200 micron. Sempre per effetto della forza centrifuga, durante la macinazione lo zucchero e la maltodestrina vengono progressivamente spinti contro la superficie interna 6a della camicia 6 formando uno strato di miscela raffinata avente uno spessore S variabile tra 0,2 e 4 millimetri. come visibile dalla figura 2. Durante la macinazione, la camicia 6 viene mantenuta ad una temperatura compresa tra 15° e 30°C facendo fluire un liquido refrigerante attraverso la relativa camera 21.
Ultimata la macinazione, la miscela raffinata viene alimentata all’unità 3, il cui albero 15 viene posto in rotazione ad una velocità variabile tra 200 e 2000 giri/min. Simultaneamente, tramite il gruppo erogatore 29 e l’ugello o gli ugelli previsti all’interno della camicia 6 viene spruzzata l’acqua o la soluzione acquosa. Durante questa fase, la camicia dell’unità 3 viene mantenuta ad una temperatura variabile tra 25 e 70°C, convenientemente di circa 50°C facendo fluire un fluido di condizionamento nella relativa camera 21. A seguito della rotazione dell’albero 15 e della aumentata distanza delle estremità delle appendici dalla camicia 6, nell’unità 3 si forma uno strato di materiale di spessore S1 variabile tra 2 e 8 mm e lo stesso materiale dello strato si muove di moto turbolento per cui inizia e continua un processo di granulazione che si completa dopo un tempo variabile tra 2 e 7 minuti, normalmente 5 minuti, ed al termine del quale la granulometria del prodotto ospitato nella camera dell’unità 3 e compresa tra 200 e 800 micron.
A questo punto, il prodotto granulato viene estratto dall’unità 3 e introdotto nell’unità 4. Simultaneamente all’introduzione del prodotto granulato, nell’unità 4 vengono anche introdotti gli aromi naturali ed il magnesio stearato tramite i gruppi dosatori 30 e 31. L’albero 15 viene posto in rotazione ad una velocità variabile tra 200 e 2000 giri/minuto, la permanenza del prodotto nell’unità 4 à ̈ di 2-7 minuti preferibilmente 5 minuti e la camicia à ̈ mantenuta, convenientemente, ad una temperatura di 20°C o a temperatura ambiente. In questo modo durante la miscelazione la miscela viene spostata verso la superficie interna della camicia 4 dell’unità centrifuga 4 di miscelazione e omogeneizzazione realizzando uno strato di materiale in miscelazione avente uno spessore diverso dallo spessore della miscela in fase di agglomerazione e da quello dei componenti in fase di macinazione.
All’uscita dall’unità 4, il preparato granulato e trattato viene trasferito al deposito di stoccaggio delle macchine comprimitrici.
Da quanto precede appare evidente come il processo di granulazione possa essere realizzato in continuo a partire da componenti aventi granulometria qualsiasi in tempi estremamente brevi ma, soprattutto, utilizzando un impianto “a moduli†estremamente semplice sia da un punto di vista operativo, che di controllo ma, soprattutto, compatto.
Quanto precede à ̈ essenzialmente conseguente al fatto che le diverse operazioni e, in particolare, la macinazione, l’agglomerazione e la miscelazione/aromatizzazione vengono effettuate utilizzando macchine appartenenti tutte alla medesima famiglia. Infatti, le unità 2, 3 e 4 differiscono costruttivamente l’una dall’altra unicamente per la lunghezza delle rispettive appendici, i cui valori possono però variare rispetto a quanto indicato ad esempio in funzione della granulometria richiesta.
Le appendici 18, 23 e 25, per il fatto di essere collegate ai relativi alberi 15 in maniera rilasciabile, possono essere sostituite agevolmente ed in tempi brevi consentendo, in tal modo, di convertire rapidamente le unità 2, 3 e 4 ad un diverso utilizzo o di adattarle a produzioni diverse. A questo riguardo à ̈, infatti, evidente che le unità 2, 3 e 4 descritte possono essere utilizzate per prodotti diversi da quello indicato a titolo di esempio e, in particolare, essere utilizzate per parte del processo di produzione di compresse, chewing gum sia commercializzati tal quali sia successivamente rivestiti con materiali diversi.
Oltre a quanto appena esposto, le unità 2, 3 e 4 presentano dimensioni contenute, nel caso specifico diametri variabili tra 150 e 500 mm e lunghezze variabili tra 200 e 2000 mm, a fronte però di produzioni elevate e confrontabili con quelle dei complessi ed ingombranti impianti ad oggi utilizzati.
Quanto appena esposto à ̈ essenzialmente imputabile al fatto che all’interno di ciascuna delle unità 2, 3 e 4 e, in particolare, nell’unità 3 viene formato uno strato di prodotto particolarmente sottile per cui il calore trasferito dalla relativa camicia 6 viene trasmesso sostanzialmente per conduzione dal materiale che per tale motivo si asciuga e si agglomera in tempi estremamente brevi. In tempi altrettanto brevi, e ancora a seguito della formatura di strati sottili di prodotto, i componenti entranti vengono macinati e portati alla granulometria desiderata.
Le unità 2, 3 e 4 descritte permettono poi l’introduzione diretta di aromi liquidi nel processo diminuendo il rischio di una loro degradazione.
Grazie alla significativa riduzione, rispetto ai processi tradizionali, delle parti in contatto con il prodotto, vengono drasticamente ridotte le attività di lavaggio tra un lotto di produzione e l’altro, rendendo anche più agevole il lavaggio nei cambi di gusto. Tale prerogativa consente su uno stesso impianto, la produzione di gusti diversi, evitando di prevedere linee dedicate ai vari gusti.
Da quanto precede appare evidente che all’impianto 1 ed al metodo descritto possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito protettivo definito dalle rivendicazioni. In particolare, l’unità 2 può essere sostituita nel processo da un mulino convenzionale, oppure può essere eliminata qualora venga i componenti in ingresso quali lo zucchero vengano alimentati già macinati. Relativamente al metodo appare, invece, evidente che diversi potrebbero essere i prodotti in ingresso rispetto a quelli citati a titolo di esempio.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI 1.- Metodo per la preparazione di un prodotto granulato utilizzando una unità centrifuga di agglomerazione; detta unità centrifuga di agglomerazione comprendendo una camicia cilindrica allungata presentante un asse sostanzialmente orizzontale, una bocca di ingresso prodotti da trattare nella detta camicia ed una bocca di uscita prodotti trattati, un albero motorizzato alloggiato in detta camicia coassialmente al detto asse e portante una successione di appendici radiali distribuite tra la detta bocca di ingresso e la detta bocca di uscita; il metodo comprendendo la fase di introdurre in detta unità centrifuga di agglomerazione almeno una parte di componenti del detto prodotto granulato, di umidificare i detti componenti immettendo nella detta camicia almeno una soluzione acquosa realizzando una miscela umidificata e di agglomerare la detta miscela riscaldando la camicia della detta unità centrifuga di agglomerazione e ruotando l’albero della detta unità centrifuga di agglomerazione ad una velocità determinata. 2.- Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che durante la detta fase di agglomerazione l’albero della detta unità centrifuga di agglomerazione viene ruotato ad una velocità variabile tra 200 e 2000 giri/min e per un tempo variabile tra 2 e 7 minuti. 3.- Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che durante la detta fase di agglomerazione, la camicia della detta unità centrifuga di agglomerazione viene riscaldata ad una temperatura compresa tra 25° e 70°C. 4.- Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la detta agglomerazione viene eseguita in modo da ottenere un prodotto agglomerato avente una granulometria variabile tra 200 e 800 micron. 5.- Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di utilizzare, inoltre, una unità centrifuga di macinazione comprendente una camicia cilindrica allungata presentante un asse sostanzialmente orizzontale, una bocca di ingresso prodotti da trattare nella detta camicia ed una bocca di uscita prodotti trattati, un albero motorizzato alloggiato in detta camicia coassialmente al detto asse e portante una successione di appendici radiali distribuite tra la detta bocca di ingresso e la detta bocca di uscita; il metodo comprendendo, inoltre, le fasi di introdurre in detta unità centrifuga di macinazione almeno parte di componenti del prodotto granulato, di macinare i componenti introdotti all’interno di detta unità centrifuga di macinazione ruotando il detto albero ad una prima velocità e di prelevare dalla detta bocca di uscita i componenti macinati e di introdurli nella detta unità centrifuga di agglomerazione. 6.- Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che durante la detta fase di macinazione l’albero della detta unità di macinazione viene ruotato ad una velocità maggiore della velocità di rotazione dell’albero della detta unità centrifuga di agglomerazione durante la detta fase di agglomerazione. 7.- Metodo secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che la detta operazione di macinazione all’interno della detta unità centrifuga di macinazione viene effettuata spostando i detti componenti verso una superficie interna della relativa detta camicia in modo da formare uno strato di materiale avente un primo spessore, e dal fatto che la detta operazione di agglomerazione viene effettuata spostando la miscela umidificata verso la superficie interna della camicia della detta unità centrifuga di agglomerazione realizzando uno strato di materiale in agglomerazione avente un secondo spessore maggiore del detto primo spessore. 8.- Metodo secondo una delle rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzato dal fatto che durante la detta fase di macinazione l’albero della detta unità centrifuga di macinazione viene ruotato ad una velocità variabile tra 3000 e 10000 giri/min e per un tempo di residenza variabile tra 0.5 e 5 minuti. 9.- Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 8, caratterizzato dal fatto che la detta macinazione viene effettuata in modo da ottenere un prodotto avente granulometria variabile tra 100 e 200 micron. 10.- Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 9, caratterizzato dal fatto che durante la detta fase di macinazione la camicia della detta unità centrifuga di macinazione viene mantenuta ad una temperatura variabile tra 15° e 30° C. 11.- Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prelevare la detta miscela agglomerata e di inserirla in una unità centrifuga di miscelazione e aromatizzazione simile alla detta unità di agglomerazione, di addurre in detta unità centrifuga di miscelazione un prodotto aromatizzante liquido o pulverulento e di ruotare l’albero della detta unità centrifuga di miscelazione e agglomerazione ad una velocità diversa da quella di rotazione dell’albero della detta unità di agglomerazione. 12.- Metodo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che la detta operazione di miscelazione viene effettuata spostando la miscela verso la superficie interna della camicia della detta unità centrifuga di miscelazione e agglomerazione realizzando uno strato di materiale in miscelazione, avente uno spessore diverso dallo spessore della miscela in fase di agglomerazione. 13.- Impianto per la preparazione di un prodotto granulato secondo il metodo delle rivendicazioni da 1 a 12; l’impianto comprendendo una unità centrifuga di agglomerazione atta a ricevere una massa di prodotto macinato; la detta unità centrifuga di agglomerazione comprendendo una camicia esterna tubolare presentando un asse sostanzialmente orizzontale e delimitando una camera di trattamento prodotto, un albero rotante alloggiato nella detta camicia coassialmente al detto asse; una pluralità di appendici sporgenti radialmente a sbalzo dal detto albero e solidalmente collegate al detto albero, e mezzi di azionamento per ruotare l’albero rispetto alla relativa camicia; le appendici della detta unità centrifuga di agglomerazione presentando rispettive estremità terminali libere poste ad una distanza da una superficie interna della relativa detta camicia variabile tra 2 e 8 millimetri. 14.- Impianto secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, una unità centrifuga di macinazione disposta a monte della detta unità centrifuga di agglomerazione per inviare una massa di prodotto macinato nella detta unità centrifuga di agglomerazione; la detta unità centrifuga di macinazione comprendendo una camicia esterna tubolare presentante un asse sostanzialmente orizzontale e delimitando una camera di trattamento prodotto, un albero rotante alloggiato nella detta camicia coassialmente al detto asse; una pluralità di appendici sporgenti radialmente a sbalzo dal detto albero e solidalmente collegate al detto albero, e mezzi di azionamento per ruotare l’albero rispetto alla relativa camicia; le appendici della detta unità centrifuga di agglomerazione presentando rispettive estremità terminali libere poste ad una distanza da una superficie interna della relativa detta camicia maggiore della distanza tra le estremità terminali libere delle appendici della detta unità centrifuga di macinazione rispetto alla superficie interna della relativa camicia. 15.- Impianto secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che le appendici della detta unità centrifuga di macinazione presentano rispettive estremità terminali libere poste ad una distanza da una superficie interna della relativa detta camicia variabile tra 0,2 e 4 millimetri. 16.- Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 15, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, una unità centrifuga di miscelazione e aromatizzazione costruttivamente uguale alla detta unità centrifuga di agglomerazione per ricevere il prodotto agglomerato dalla detta seconda unità centrifuga di agglomerazione; la detta unità centrifuga di miscelazione e aromatizzazione comprendendo mezzi spruzzatori per inviare sul detto prodotto agglomerato almeno un prodotto aromatizzante. 17.- Impianto secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che le appendici della detta unità centrifuga di miscelazione e aromatizzazione presentano rispettive estremità terminali libere poste ad una distanza da una superficie interna della relativa detta camicia uguale o maggiore della distanza delle estremità terminali libere delle appendici dell’unità centrifuga di agglomerazione.
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