ITUB20150046A1 - Procedimento per la produzione di panna uht - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell?invenzione industriale dal titolo:
"Procedimento per la produzione di panna UHT?
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Campo dell'invenzione
La presente invenzione riguarda un procedimento per la produzione di panna UHT con un tempo di conservazione superiore a sei mesi.
Descrizione della tecnica relativa
La produzione di panna UHT necessita di una fase di sterilizzazione ad una temperatura di 140-150?C. Le tecnologie utilizzate per la sterilizzazione di panna possono essere raggruppate in tre categorie:
- riscaldamento in scambiatori di calore a piastre o a tubi;
- iniezione diretta di vapore;
- riscaldamento ad infusione.
Con il riscaldamento in scambiatori di calore a piastre o a tubi la panna ? a contatto diretto con superfici a temperatura elevata, il che comporta un danneggiamento del prodotto ed un peggioramento delle caratteristiche organolettiche della panna.
La sterilizzazione per iniezione diretta di vapore nel prodotto ? una tecnica abbastanza diffusa nell'industria alimentare e viene utilizzata anche in alcuni impianti per la produzione di prodotti a base di latte. Il vapore viene iniettato all'interno di tubazioni nelle quali scorre il prodotto da sterilizzare. L?iniezione diretta di vapore tende a produrre turbolenza del prodotto ed attriti con le pareti delle tubazioni. Anche questa tecnica ? scarsamente indicata per la produzione di panna UHT di alto livello qualitativo perch? tende a peggiorare le caratteristiche organolettiche del prodotto.
La tecnica che consente di ottenere i migliori risultati dal punto di vista della qualit? del prodotto ? la sterilizzazione mediante infusione. Gli infusori sono scambiatori di calore con una camera di infusione nella quale ? contenuto vapore ad una temperatura di circa 140-150?C. Il flusso di panna da sterilizzare viene fatto passare attraverso la camera di infusione sotto forma di un film sottile, in modo da ottenere il massimo trasferimento di calore nel minor tempo possibile. Il vantaggio di questo sistema di sterilizzazione rispetto ai sistemi di iniezione diretta di vapore ed ai sistemi con scambiatori di calore a piastre o a tubi ? che il prodotto non subisce danni derivanti dall'esposizione prolungata ad alte temperature e riduce i danni per turbolenza ed attriti.
Sono noti procedimenti per produrre panna UHT con sterilizzazione mediante infusori che prevedono le fasi di:
- stoccare la panna non sterilizzata in un serbatoio di ricevimento,
- preriscaldare un flusso di panna non sterilizzata in uno scambiatore di calore,
- trasferire il flusso di panna preriscaldata dallo scambiatore di calore ad un infusore tramite una prima tubazione di sosta termica,
- sterilizzare il flusso di panna preriscaldata all'interno dell'infusore,
- trasferire il flusso di panna sterilizzata dall'uscita dell?infusore ad un degasatore sottovuoto tramite una secondo tubazione di sosta termica,
- degasare il flusso di panna sterilizzata nel degasatore sottovuoto,
- omogeneizzare il flusso di panna sterilizzata e degasata in un omogeneizzatore, e
- raffreddare la panna sterilizzata, degasata ed omogeneizzata.
La panna UHT cos? ottenuta viene quindi confezionata tramite macchine confezionatrici asettiche in confezioni tetrapack o bag-in-box.
Un problema comune a tutte le panne UHT disponibili attualmente in commercio ? che dopo un periodo di conservazione del prodotto confezionato relativamente breve (circa 4-6 settimane) la frazione grassa della panna tende a separarsi dalla frazione liquida formando un precipitato solido sul fondo delle confezioni. In tali condizioni difficilmente la panna si pu? montare. Per evitare questo problema, le panne UHT attualmente disponibili sul mercato sono addizionate di agenti stabilizzanti o addensamenti, quali carragenina, carbossimetilcellulosa, alginati, ecc.
Scopo e sintesi dell'invenzione
La presente invenzione si prefigge lo scopo di fornire un procedimento di sterilizzazione ad infusione per la produzione di panna UHT con un tempo di conservazione superiore a sei mesi caratterizzata da una completa stabilit? durante la conservazione e in cui non si verifichi la separazione della frazione grassa, senza alcuna aggiunta di agenti stabilizzanti o addensanti.
Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto da un procedimento avente le caratteristiche formanti oggetto della rivendicazione 1.
La presente invenzione ha avuto origine dall'osservazione che ? possibile produrre panna UHT priva di additivi stabilizzanti o addensanti e per la quale non si verifica la separazione della frazione grassa per lunghi periodi di conservazione, grazie alla modifica di alcuni parametri critici del procedimento di produzione. Pi? precisamente, la presente invenzione ha individuato che i parametri critici in un procedimento per la produzione di panna UHT sono i tempi di sosta termica a monte ed a valle dell?infusore e la temperatura del flusso di panna durante la fase di omogeneizzazione. Si ? osservato sperimentalmente che con tempi di sosta termica di durata massima di 5 secondi a monte dell?infusore e di durata massima di 5 secondi a valle dell?infusore e con temperatura del flusso di panna durante la fase di omogeneizzazione inferiore a 70?C ? possibile ottenere una panna UHT con un tempo di conservazione superiore a sei mesi e per la quale non si verifica la separazione della frazione grassa, senza nessuna aggiunta di agenti stabilizzanti o addensanti.
Breve descrizione dei disegni
La presente invenzione verr? ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni allegati, dati a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:
- la figura 1 ? una vista schematica di un impianto per la produzione di panna UHT, e
- la figura 2 ? una vista schematica illustrante la sequenza di fasi di un procedimento per la produzione di panna UHT secondo la presente invenzione.
Descrizione dettagliata
Con riferimento alle figure, con 10 ? indicato un impianto per la produzione di panna UHT. L?impianto 10 comprende un serbatoio di ricevimento 12 nel quale viene stoccata la panna da sterilizzare alla temperatura di ricezione di circa 4-5?C. Il serbatoio di ricevimento 12 ? collegato ad uno scambiatore di calore di preriscaldamento 14 tramite una prima tubazione 16. Lo scambiatore di calore di preriscaldamento 14 ? uno scambiatore di calore indiretto fluido-fluido, per esempio uno scambiatore di calore a piastre. Lo scambiatore di calore di preriscaldamento 14 effettua un preriscaldamento del flusso di panna proveniente dal serbatoio di ricevimento 12 da una temperatura iniziale di circa 4-5?C ad una temperatura di preriscaldo di circa 75?C.
Il flusso di panna preriscaldata all'uscita dello scambiatore di calore di preriscaldamento 14 viene inviato ad un infusore 18 tramite una prima tubazione di sosta termica 20. Nella prima tubazione di sosta termica 20 la temperatura del flusso di panna ? mantenuta costante al valore di uscita dallo scambiatore di calore 14 (circa 75?C). La sosta termica all'uscita dello scambiatore di calore 14 ha lo scopo di stabilizzare le proteine.
L?infusore 18 ha una camera di infusione 22 riempita di vapore ad una temperatura di 140-150?C. Il flusso di panna preriscaldata viene fatto passare attraverso la camera di infusione 22 sotto forma di un film sottile, formato da una valvola situata all'ingresso dell?infusore 18. Il film sottile di panna attraversa per gravit? la camera di infusione 22 e si porta rapidamente alla temperatura di sterilizzazione di circa 140?C grazie allo scambio termico con il vapore saturo contenuto nella camera di infusione 22. L?infusore 18 ha una parete di raccolta 24 sulla quale si raccoglie il flusso di panna sterilizzata che ha attraversato la camera di infusione 22. La parete di raccolta 24 ? preferibilmente raffreddata ad una temperatura di circa 120?C per evitare il danneggiamento della panna per effetto del contatto con pareti eccessivamente calde.
All'uscita dell?infusore 18 il flusso di panna sterilizzata viene raccolta in una seconda tubazione di sosta termica 26 e viene inviato ad un degasatore sottovuoto 28. Nel degasatore sottovuoto 28 il vapore immesso nel flusso di panna durante la fase di sterilizzazione all'interno dell?infusore 28 viene estratto per depressione. All'interno del degasatore sottovuoto 28 la temperatura del flusso di panna diminuisce per effetto dell?evaporazione dell?acqua contenuta nel flusso di panna.
All'uscita del degasatore sottovuoto 28 il flusso di panna sterilizzata e degasata viene inviato ad un omogeneizzatore 30 tramite una seconda tubazione 32. Nell'omogeneizzatore 30 il flusso di panna viene sottoposto ad una compressione ad alta pressione mediante una pompa volumetrica a pistoni e viene fatto passare ad alta pressione attraverso valvole di laminazione. Il trattamento di omogeneizzazione consente di ottenere una maggiore stabilit? chimico-fisica della panna.
All'uscita dell'omogeneizzatore 30 il flusso di panna viene raffreddato fino ad una temperatura di circa 5?C. Preferibilmente, il raffreddamento del flusso di panna sterilizzata, degasata ed omogeneizzata viene ottenuto tramite lo stesso scambiatore di calore 14 che effettua il preriscaldamento del flusso di panna da sterilizzare. Il calore che viene ceduto dal flusso di panna proveniente dall'omogeneizzatore 30 viene utilizzato per preriscaldare il flusso di panna proveniente dal serbatoio di ricevimento 12.
Il flusso di panna all'uscita dell'omogeneizzatore 30 viene inviato allo scambiatore di calore 14 tramite una terza tubazione 34.
Il flusso di panna sterilizzata, degasata ed omogeneizzata viene raffreddato nello scambiatore di calore 14 ad una temperatura di circa 5?C e viene inviato ad un serbatoio asettico 38 tramite una quarta tubazione 36.
La panna UHT cos? ottenuta viene inviata a confezionatrici 40 che effettuano il confezionamento della panna UHT in confezioni tetrapack o bag-in-box.
La sequenza di operazioni precedentemente descritte ? illustrata nella figura 2 in un diagramma di flusso lineare.
Secondo la presente invenzione, la fase di trasferimento del flusso di panna preriscaldata dallo scambiatore di calore di preriscaldamento 14 all'infusore 18 nella prima tubazione di sosta termica 20 ha una durata massima di 5 secondi. La fase di trasferimento del flusso di panna sterilizzata dall'uscita dell?infusore 18 al degasatore sottovuoto 28 tramite la seconda tubazione di sosta termica 26 ha una durata massima di 5 secondi.
Un altro aspetto caratteristico della presente invenzione ? che la fase di omogeneizzazione del flusso di panna nell'omogeneizzatore 30 viene effettuata ad una temperatura inferiore a 70?C. Il raffreddamento del flusso di panna fino ad una temperatura inferiore a 70?C pu? essere ottenuto regolando i parametri di funzionamento del degasatore sottovuoto 28.
Prove sperimentali hanno dimostrato che la panna UHT prodotta in queste condizioni operative ? caratterizzata da una completa stabilit? per un periodo di conservazione superiore a sei mesi. In particolare, la panna UHT ottenuta con il procedimento secondo la presente invenzione non ? soggetta alla separazione della frazione grassa per l'intera durata del periodo di conservazione. La panna ottenuta con il procedimento di sterilizzazione ad infusione secondo la presente invenzione ha eccellenti caratteristiche organolettiche ed ? del tutto priva di agenti stabilizzanti o addensanti che sono generalmente presenti nelle panne con scadenza superiore a 6 mesi ottenute con i procedimenti secondo la tecnica nota per evitare la separazione della frazione grassa durante il periodo di conservazione.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione cos? come definito dalle rivendicazioni che seguono.
Claims (2)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la produzione di panna UHT, comprendente le fasi di: - stoccare panna non sterilizzata in un serbatoio di ricevimento (12), - preriscaldare un flusso di panna non sterilizzata in uno scambiatore di calore di preriscaldamento (14), - trasferire il flusso di panna preriscaldata da detto scambiatore di calore di preriscaldamento (14) ad un infusore (18) tramite una prima tubazione di sosta termica (20), - sterilizzare il flusso di panna preriscaldata in detto infusore (18), - trasferire il flusso di panna sterilizzata dall'uscita di detto infusore (18) ad un degasatore sottovuoto (28) tramite una seconda tubazione di sosta termica (26), - degasare il flusso di panna sterilizzata in detto degasatore sottovuoto (28), - omogeneizzare il flusso di panna sterilizzata e degasata proveniente da detto degasatore sottovuoto (28) in un omogeneizzatore (30), e - raffreddare il flusso di panna sterilizzata, degasata ed omogeneizzata, caratterizzato dal fatto che: - detta fase di trasferire il flusso di panna preriscaldata da detto scambiatore di calore di preriscaldamento (14) all'infusore (18) tramite detta prima tubazione di sosta termica (20) ha una durata massima di 5 secondi, - detta fase di trasferire il flusso di panna sterilizzata dell'uscita di detto infusore (18) al degasatore sottovuoto (28) tramite la seconda tubazione di sosta termica (26) ha una durata massima di 5 secondi, e - detta fase di omogeneizzare il flusso di panna sterilizzata e degasata nell'omogeneizzatore (30) viene effettuata ad una temperatura inferiore a 70?C.
- 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di raffreddare la panna sterilizzata, degasata ed omogeneizzata viene effettuata nello stesso scambiatore di calore di preriscaldamento (14) che effettua il preriscaldamento della panna da sterilizzare proveniente da detto serbatoio di stoccaggio (12).
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