PT1049492E - Processo para a produção de rolhas de cortiça descontaminadas e esterilizadas - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE ROLHAS DE CORTIÇA DESCONTAMINADAS E ESTERILIZADAS" A invenção refere-se a um processo para a produção de rolhas de cortiça descontaminadas e esterilizadas.

As rolhas de cortiça natural da casca do sobreiro (Quercus suber), já são utilizadas desde a antiguidade em grande escala para fechar garrafas, tubos, etc. As rolhas de cortiça para garrafas destinadas a produtos de alta qualidade, como p. ex. vinhos e espumantes, podem ser produzidas de um modo diferenciado e possuir uma estrutura diferente. É possível, por um lado, cortar as rolhas de cortiça a partir da casca de cortiça do sobreiro, de modo a se obter uma rolha de cortiça de uma só peça (rolha de cortiça natural) . Por outro lado, é conhecida a formação, individualmente ou pelo processo de extrusão de barras, de denominadas rolhas de cortiça aglomerada a partir de material de cortiça triturado com utilização de ligantes, ou a junção de discos de rolha de cortiça natural e corpos aglomerados, formando rolhas de cortiça combinadas.

Para o tratamento, as placas de casca de cortiça retiradas e armazenadas são preparadas para o subsequente processamento, através de um processo de cozedura no qual se obtém a elevada elasticidade da cortiça através da alteração da estrutura celular. Neste processo, devido à água impura, os contaminantes podem penetrar no material de cortiça. No armazenamento 1 subsequente (estabilização) durante um período de tempo de, em regra, até 21 dias, o teor de água das placas de cortiça é ajustado a um valor desejado, habitualmente através de secagem ao ar. Durante este tempo, germes e fungos podem desenvolver-se dentro do e no material de cortiça.

Em seguida, as rolhas de cortiça natural são cortadas, a partir da casca de cortiça, com dispositivos correspondentes e submetidas a um branqueamento químico que se efectua, de um modo preferido, com base em peróxido ou também através de solução de cloro para branqueamento. Depois efectua-se o processamento subsequente com diferentes agentes de tratamento exterior. Discos de cortiça natural para rolhas de cortiça para espumantes ou para rolhas de cortiça para vinhos combinadas com discos de cortiça natural e corpos aglomerados são cortados a partir de camadas finas de cortiça natural, das quais foram anteriormente removidas as camadas exteriores.

As rolhas de cortiça aglomerada são produzidas a partir de resíduos não aproveitados e triturados, da produção de rolhas de cortiça natural (aproximadamente 60% de uma placa de cortiça) . Consoante a qualidade a ser produzida das rolhas de cortiça aglomerada, o granulado é mais ou menos purificado, misturado com ligantes (p. ex. cola de poliuretano) e formado pelo processo contínuo ou pelo processo de produção unitária. No caso de rolhas de cortiça combinadas, os corpos aglomerados e os discos de cortiça natural são ligados com o auxílio de diferentes colas.

No decurso destes diferentes processos de produção, pode ocorrer por diversas razões, um forte aumento dos microrganismos na e dentro da cortiça ou rolha de cortiça, quer através de nova 2 contaminação pelo exterior ou através de uma melhoria das suas condições de vida devido ao aumento da temperatura e humidade no interior. As técnicas de colagem actualmente utilizadas exigem fases de estabilização longas, em cujo decurso pode ocorrer um forte aumento do número de microrganismos.

Paralelamente a isto, uma entrada de contaminantes quimicos no material de cortiça pode ter lugar por diferentes vias. A interacção da actividade de metabolismo microbiano com a presença de contaminantes quimicos pode conduzir à formação de produtos metabólicos com um odor intenso, tal como o do conhecido 2,4,6-tricloroanisol, o responsável pelo típico sabor a rolha. A formação deste baseia-se, de acordo com os conhecimentos actuais, unicamente no metabolismo microbiano de precursores químicos. Dois outros produtos metabólicos são o l-octen-3-ol, responsável pelo odor intenso do cogumelo, e o guaiacol, responsável por um defeito medicinal/queimado. Além disso, múltiplos contaminantes químicos podem conduzir directamente, isto é, sem um metabolismo intercalar, a um defeito.

Para solucionar ou diminuir os problemas referidos, na indústria produtora de rolhas de cortiça é conhecido o tratamento do material de cortiça ou das rolhas de cortiça com peróxidos. Isto não conduz, no entanto, a uma esterilização profunda, uma vez que as soluções, devido à impermeabilidade da cortiça para líquidos, não penetram ou penetram apenas numa escala muito reduzida. Para além disso, não se obtém, neste caso, uma redução dos contaminantes químicos. 0 ajuste do teor de água através do tratamento por ar quente, actualmente utilizado, é apenas possível com grandes oscilações, uma vez que a cortiça é um isolador térmico excelente. 3 A partir do documento AU-A-1855583 é conhecido um processo para o tratamento de tampas de garrafas em cortiça, no qual, para a esterilização, as rolhas de cortiça são em primeiro lugar submetidas a um banho de agente oxidante e, em seguida, são tratadas num banho de agente neutralizante, que deve neutralizar o agente oxidante. Em seguida, as rolhas de cortiça podem ser submetidas a uma irradiação com ondas gama ou micro-ondas. Este processo é complexo e a sua eficácia depende da interacção dificilmente controlável do agente oxidante e do agente neutralizante. A partir do documento IT-B-1268708 é conhecida a esterilização de produtos de cortiça através de irradiação com micro-ondas. Para esta finalidade, os produtos de cortiça são transportados, sobre uma correia transportadora, através de uma câmara de micro-ondas. Outras indicações, em particular relativamente à duração e intensidade do tratamento por micro-ondas, não são feitas neste documento. A invenção tem como tarefa conceber um processo do tipo mencionado, com o qual não se atinge apenas a superfície, mas sim também o interior da respectiva rolha de cortiça e se obtém a esterilização pretendida sem danificar a própria substância da cortiça e que pode ser executado em condições economicamente interessantes, sendo reduzidas as contaminações adicionais das rolhas de cortiça.

Esta tarefa é solucionada através dos processos com as características referidas nas reivindicações independentes e aperfeiçoada através das características das reivindicações dependentes. 4 consoante a

De modo a assegurar um tratamento uniforme -fase de produção, na qual se aplicam as micro-ondas - placas de casca de cortiça (p. ex. a seguir ao processo de cozedura) ou rolhas de cortiça já cortadas, discos de cortiça, granulado de cortiça, rolhas de cortiça recentemente coladas ou outros produtos intermédios ou finais são correspondentemente transportados a granel sobre correias transportadoras, através de uma instalação de micro-ondas e irradiados com micro-ondas.

Devido ao facto de os materiais a tratar, terem composição, qualidade e teor de água diferentes, as energias empregues, bem como os tempos de acção das micro-ondas têm que estar ajustados às respectivas condições iniciais (tipo de cortiça ou de rolha de cortiça, qualidade das rolhas de cortiça, teor de água) e aos resultados finais desejados.

Por esta razão, as energias e os tempos de acção são definidos para o caso necessário e controlados através de métodos analíticos adequados. Os mesmos dependem de outras condições secundárias, tal como da humidade e da temperatura do ar ambiente, bem como do tamanho e da configuração da instalação de micro-ondas utilizada.

De modo a assegurar uma penetração de radiação uniforme das rolhas de cortiça a tratar, as rolhas de cortiça são irradiadas ou num forno de micro-ondas fechado ou, de um modo preferido, num forno de micro-ondas contínuo com correia transportadora. Uma dose de irradiação de 15 a 1000 W por kg de rolhas de cortiça durante um tempo de irradiação de 2,5 a 30 minutos demonstrou ser adequada. Com uma potência de micro-ondas do forno de 0,1 a 4 kW/h por kg de cortiça, de um modo preferido de aproximadamente 0,5 kW/h por kg, obtém-se normalmente uma boa 5 esterilidade do material de cortiça. Potências inferiores conduzem somente a uma secagem parcial da cortiça, mas não a uma esterilização. Pelo contrário, em doses de irradiação mais baixas, observam-se contaminações aumentadas em comparação com a cortiça não tratada com micro-ondas, o que tem a sua razão de ser no facto de que se produzem, no interior da cortiça, temperaturas de 30 a 40 °C, as quais são vantajosas para um crescimento mais forte dos microrganismos. Uma irradiação que ultrapassa a potência indicada conduz a um sobreaquecimento da estrutura da cortiça e, deste modo, a uma secagem e decomposição demasiado intensas, de modo que os tratamentos deste género devem ser evitados. Em regra, obtém-se uma esterilização total. Deste modo reduz-se significativamente o risco da formação microbiana de compostos químicos de acção sensorial na rolha de cortiça, os quais são considerados a causa principal de alterações negativas posteriores de aroma e sabor nos vinhos, espumantes e noutras bebidas fechadas com rolhas de cortiça.

Como efeito secundário da esterilização verificou-se que as rolhas de cortiça que estão por natureza ainda fortemente humidificadas com um teor de água de aproximadamente 6 a 20%, tal como as que são obtidas a partir do branqueamento e da subsequente estação de lavagem, são secas, sem excepção, até terem uma humidade uniforme de aproximadamente 4 a 10%, tal como a que é óptima para um processamento.

Nestas condições também se obtém, de forma satisfatória, a redução de contaminantes químicos. O risco de uma formação directa de um defeito através de migração de contaminantes que podem conduzir, sem a etapa intermédia de um metabolismo microbiano, a alterações de aroma e sabor, é significativamente reduzido através do tratamento, de igual modo como o risco de 6 uma formação de um defeito através de migração de contaminantes que são transformados em compostos de acção sensorial apenas após metabolismo microbiano.

Na produção de rolhas de cortiça aglomerada ou de rolhas de cortiça combinadas que são constituídas por discos de rolha de cortiça aglomerada e de rolha de cortiça natural (p. ex. rolhas de cortiça para espumantes, denominadas rolhas de cortiça 1 + 1), o processo conduz a uma polimerização e endurecimento mais rápidos dos ligantes de poliuretano actualmente utilizados. Uma particular melhoria obtém-se aquando da "cola de discos" actualmente utilizada (ligação entre a peça em bruto aglomerada da rolha de cortiça para espumantes, ou seja da rolha de cortiça 1 + 1 e os discos de cortiça natural) , na qual a denominada "fase de estabilização" após a colagem e antes do subsequente processamento pode ser significativamente reduzida.

Através do ajuste muito mais preciso do teor de água da cortiça e dos produtos intermédios de rolha de cortiça com o auxilio do novo processo, obtém-se uma qualidade significativamente mais elevada na aplicação e aderência dos agentes de tratamento exterior que determinam o comportamento vedante da rolha de cortiça e, para além disso, asseguram um enrolhamento e desrolhamento das garrafas sem problemas. A vantagem decisiva do tratamento por micro-ondas em comparação com processos térmicos baseia-se num problema básico de todos os tipos de tratamento térmico de cortiça: a sua condutividade térmica extremamente reduzida. Através de um tratamento térmico que actua pelo exterior, o aumento necessário da temperatura fica limitado às zonas exteriores da cortiça ou das rolhas de cortiça e diminui continuamente para o interior da 7 rolha de cortiça.

As micro-ondas, no entanto, excitam com a velocidade da luz e, neste caso, com profundidades de penetração muito grandes, a água e outras moléculas excitáveis por micro-ondas que se encontram no material tratado, e conduzem a um aquecimento muito rápido e muito uniforme do material tratado sem formação de gradientes de temperatura. Quanto mais elevado é o teor de água do material a tratar, mais eficaz é a transformação das micro-ondas em calor. Neste pressuposto é fundada a acção redutora de germes ou esterilizadora das micro-ondas, a qual se baseia numa transformação muito eficaz das micro-ondas em calor, na água intracelular dos microrganismos, que em seguida são extintos.

Em condições de produção, o desenvolvimento do teor de água do material tratado por micro-ondas pode ser monitorizado continuamente mediante correspondente tecnologia sensorial (técnica de medição por infravermelhos sem contactos, pirómetro, etc.), uma vez que ocorre uma evolução da temperatura calculável com exactidão no material tratado, com uma percentagem de água decrescente e, deste modo, com uma transformação da energia de micro-ondas decrescente em energia térmica. A redução de contaminações químicas baseia-se ou: - numa excitabilidade directa dos compostos a eliminar e, deste modo, num aquecimento e numa pressão de vapor crescente da respectiva componente, o que conduz a uma desgaseificação rápida do material de cortiça, e/ou - em efeitos associados à destilação que se verificam na evaporação de água a partir do material de cortiça tratado, e/ou - numa desgaseificação intensificada devido à temperatura crescente no material de cortiça através da excitação da água.

Numa forma de realização preferida, para os fins acima mencionados, o material de cortiça é transportado continuamente através de um forno de micro-ondas continuo com correia transportadora. É evidentemente também possível utilizar outros tipos conhecidos de aquecedores contínuos de micro-ondas ou secadores contínuos de micro-ondas, tal como se encontram há alguns anos disponíveis no mercado. 0 forno de micro-ondas contínuo utilizado experimentalmente permite ajustar a potência de micro-ondas, ao longo de uma zona de aquecimento de aproximadamente 2000 mm, até 4,0 kW, sendo que o produto a irradiar pode ser transportado sobre uma correia transportadora com velocidades de correia entre 0 e 2 m/min aquando de uma largura da correia transportadora de 290 mm. Para examinar a esterilização de rolhas de cortiça, as mesmas foram colocadas umas ao lado das outras sobre a correia transportadora e transportadas com velocidades de passagem de 2 a 10 minutos através do forno. A potência de micro-ondas foi ajustada, neste caso, entre 500 e 4000 Watt. Tal como se pode depreender da tabela 1, a actividade microbiana de uma rolha de cortiça não tratada aumenta através de irradiação fraca com micro-ondas, sendo que pode ocorrer uma actividade elevada ao dobro, para, em seguida, com uma densidade de irradiação ainda mais elevada, tal 9 como deve ser aplicada de acordo com a invenção, diminuir repentinamente para aproximadamente zero.

Tabela 1: o tratamento por micro-ondas de rolhas de cortiça, para esterilização: absorção de energia por kg de cortiça em Watt não tratada 1,5 10 15 100 actividade microbiana (factor CORA) 1,075 1,055 1,2602,020 0,019 A tabela 2 mostra a redução de três contaminações químicas a título de exemplo (triclorometano, diclorobenzeno e 2,4,6-tricloroanisol) . Neste caso, o tratamento por micro-ondas foi executado com uma irradiação de 4 kW aquando de um tempo de passagem através do forno de 10 minutos e uma quantidade de cortiça de 1 kg, correspondente à irradiação conveniente para uma esterilização com sucesso. Verificou-se que de ambos os produtos são expulsos aproximadamente 90%. A desgaseificação deverá basear-se, neste caso, tanto num aumento da pressão de vapor da respectiva componente através do aquecimento do material de cortiça, como também numa evaporação associada à destilação juntamente com a água saída. 10

Tabela 2: o tratamento por micro-ondas de rolhas de cortiça, para descontaminação química: cl triclorometano pg/g de cortiça 125 12,5 diclorobenzeno pg/g de cortiça absorção de energia por kg de cortiça em Watt não tratada 100 b) absorção de energia por kg de cortiça em Watt não tratada 8,9 100 0,89 c absorção de energia por kg 2,4,6-tricloroanisol ng/g de cortiça em Watt de cortiça não tratada 25 100 2,5

Em seguinte, os processos de produção para os diferentes tipos de rolhas de cortiça devem ser explicados mais ao pormenor:

Em todos os casos, a casca do sobreiro, em primeiro lugar, é retirada, em seguida, submetida a um processo de envelhecimento e cozida. Para a estabilização e respectivamente pré-esterilização e pré-descontaminação, aplica-se depois uma energia de micro-ondas de 15 a 250 W por kg de cortiça, aos pedaços da casca de cortiça, dependendo a energia aplicada da humidade dos pedaços da casca de cortiça. 11

Na produção de rolhas de cortiça de uma só peça, as mesmas são em seguida cortadas a partir dos pedaços da casca de cortiça, depois do qual são expostas a uma nova irradiação com micro-ondas com uma potência de 50 a 200 W por kg de cortiça, através da qual se obtém uma vasta esterilização e descontaminação. Também os discos de cortiça natural utilizados para rolhas de cortiça para espumantes e champanhes são produzidos e tratados de forma idêntica.

Após o polimento das rolhas de cortiça natural, as mesmas são branqueadas com H202 (peróxido) e, em seguida, mediante nova irradiação com energia de micro-ondas de 15 a 150 W por kg de cortiça, secas até terem um teor de humidade desejado.

Na produção de rolhas de cortiça aglomerada ou de rolhas de cortiça combinadas produz-se, a partir de resíduos de material que se originam no corte das rolhas de cortiça natural, um granulado que, no que diz respeito à sua humidade, é ajustado a um valor desejado mediante irradiação com energia de micro-ondas de 50 a 200 W por kg de cortiça e, neste caso, é simultaneamente esterilizado e descontaminado. Em seguida, sob adição de uma cola, por produção unitária ou pelo processo de extrusão, produz-se, a partir do granulado, uma peça em bruto de rolha de cortiça que é unida a discos de cortiça natural previamente produzidos, sendo colada aos mesmos. Para a estabilização da colagem, as rolhas de cortiça assim produzidas são expostas a uma irradiação com uma energia de micro-ondas de 20 a 150 W por kg de cortiça, sendo simultaneamente obtidas uma esterilização e descontaminação aproximadamente totais.

Entre a produção de rolhas de cortiça e a sua entrega ao cliente podem às vezes passar quatro a seis semanas, de modo 12 que, no caso individual, pode acontecer que as rolhas de cortiça apresentam uma humidade demasiada baixa < 4%. Neste caso, as rolhas de cortiça são humidificadas através de pulverização de água e, em seguida, o teor de humidade é ajustado, através da acção de energia de micro-ondas, a um valor desejado, sendo obtidas mais uma vez uma esterilização e descontaminação.

Lisboa, 10 de Outubro de 2007 13

Claims (6)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a produção de rolhas de cortiça de uma só peça, sendo que a casca do sobreiro, em primeiro lugar, é retirada, em seguida, submetida a um processo de envelhecimento e cozida, sendo que, para a estabilização e respectivamente pré-esterilização e pré-descontaminação, uma energia de micro-ondas de 15 a 250 W por kg de cortiça é depois aplicada aos pedaços da casca de cortiça e sendo que as rolhas de cortiça natural são cortadas a partir dos pedaços da casca de cortiça e, em seguida, são expostas, para a descontaminação e esterilização, a uma irradiação com micro-ondas com uma potência de 50 a 200 W por kg de cortiça, sendo depois polidas e branqueadas com H2O2 (peróxido) e, em seguida, secas mediante nova irradiação com energia de micro-ondas com uma potência de 15 a 150 W por kg de cortiça.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as rolhas de cortiça natural serem irradiadas num forno de micro-ondas continuo com correia transportadora.
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as rolhas de cortiça natural que apresentam uma humidade < 4% serem humidificadas, 4 a 6 semanas após a produção, através de pulverização de água e, em seguida, o teor de humidade ser ajustado, através da acção de energia de micro-ondas, a um valor desejado.
4. 4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as rolhas de cortiça natural apresentarem, antes do 1 tratamento, um teor de água de 6 a 20% em peso e, após a irradiação, um teor de água de 4 a 10% em peso.
5. 5. Processo para a produção de rolhas de cortiça combinadas, sendo que a casca do sobreiro, em primeiro lugar, é retirada, em seguida, submetida a um processo de envelhecimento e cozida e, para a estabilização e respectivamente pré-esterilização e pré-descontaminação, uma energia de micro-ondas de 15 a 250 W por kg de cortiça é depois aplicada aos pedaços da casca de cortiça e sendo que os discos de cortiça são cortados a partir dos pedaços da casca de cortiça e, em seguida, são expostos, para a descontaminação e esterilização, a uma irradiação com micro-ondas com uma potência de 50 a 200 W por kg de cortiça e sendo que se produz um granulado a partir de resíduos de cortiça que, no que diz respeito à sua humidade, é ajustado a um valor desejado mediante irradiação com energia de micro-ondas de 50 a 200 W por kg de cortiça e, neste caso, é simultaneamente esterilizado e descontaminado, sendo que em seguida, sob adição de uma cola, por produção unitária ou pelo processo de estampagem, se produz, a partir do granulado, uma peça em bruto de rolha de cortiça que é unida aos discos de cortiça natural previamente produzidos e colada aos mesmos.
6. 6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por as rolhas de cortiça coladas serem expostas, para a estabilização da colagem, a uma irradiação com micro-ondas com uma potência de 20 a 150 W por kg de cortiça. Lisboa, 10 de Outubro de 2007 2