PT1632140E - Processo e instalação para a preparação e conservação de produtos tais como géneros e/ou produtos biológicos - Google Patents

Description

ΡΕ1632140 - 1 -

DESCRIÇÃO "PROCESSO E INSTALAÇÃO PARA A PREPARAÇÃO E CONSERVAÇÃO DE PRODUTOS TAIS COMO GÉNEROS E/OU PRODUTOS BIOLÓGICOS" 0 invento refere-se a um processo de preparação e de conservação de géneros e/ou produtos biológicos, assim como a instalação concebida para a realização do processo.

Deve-se notar que o processo de preparação e de conservação dos géneros apresenta a vantagem de poder ser aplicado a todos os produtos contendo água livre, tais como os produtos líquidos e/ou pastosos e/ou viscosos e/ou sólidos e/ou folhosos alimentares, tais como, nomeadamente, purés, espinafres picados, folhas de espinafres, produtos em molhos e produtos em bocados, tais como as rodelas de curgete, de pimentos, etc.

Tradicionalmente, no domínio da preparação e da conservação de géneros alimantares, é conhecido o facto de se efetuar, num primeiro tempo, uma cozedura dos produtos alimentares, que são, em seguida, por exemplo, eamagados, com o fim de formar um puré, para serem finalmente congelados.

Todavia, um tal processo que termina na congelação dos géneros e/ou produtos biológicos apresenta -2- ΡΕ1632140 certos inconvenientes.

Desde logo, a referida congelação, dita clássica, é lenta de realizar pois necessita, muito frequentemente, de várias dezenas de minutos e por isso é pouco eficaz no plano do tempo, energético e da qualidade organolética. Esta ultracongelação efetua-se por contacto ou permuta convectiva com o ar arrefecido por evaporação de um fluido frigorigénico.

Por outro lado, de acordo com os processos atualmente utilizados, os produtos, após uma primeira ultracongelação em grande volume, são armazenados em câmara fria antes de serem elevados de temperatura e esmagados com o fim de serem colocados em forma e ultracongelados de forma definitiva.

Tais processo podem trazer prejuízo aos produtos alimentares, tanto no plano da estrutura como gustativo e necessitam de um tempo de preparação longo assim como uma energia importante. 0 documento CN 1.416.735 refere-se a um processo de liofilização que conduz a uma dessecação quase completa do produto tratado. 0 documento GB 952.658 trata da conservação de produtos alimentares líquidos ou semi-líquidos, em particular a creme. -3- ΡΕ1632140 0 processo compreende uma primeira etapa de arrefecimento abaixo do ponto de congelação, introduzindo o produto numa câmara sob vácuo, por atomização. No final da primeira etapa, a temperatura pode estar compreendida entre -4°c e -10°C. Uma segunda etapa de arrefecimento pode permitir arrefecer os produtos até -20°C. A primeira etapa de arrefecimento sob vácuo é realizada durante um período da ordem 1 mês, ou mesmo mais. 0 documento US 3.219.463 trata de um processo de congelação em duas etapas trata de um processo de congelação em duas etapas. A primeira etapa é uma etapa de desidratação por colocação dos produtos sob vácuo. Na altura desta etapa, a temperatura dos produtos é mantida imediatamente abaixo do ponto de congelação. A segunda etapa do processo permite então passar rapidamente para cima do ponto de congelação dos produtos. 0 objetivo do presente invento é o de propor um processo de preparação e de conservação de géneros aimentares e/ou produtos biológicos, que palie os inconvenientes atrás citados, nomeadamente a nível do tempo de congelação e da conservação de qualidades organoléticas, tais como a textura, a cor e o aroma.

Um outro objetivo do invento é o de propor uma instalação concebida para a realização do referido processo, que permita conduzir a um equilíbrio energético vantajoso, nomeadamente através de um abaixamento da -4- ΡΕ1632140 energia consumida e através de uma recuperação de energia controlada, em relação às instalações conhecidas. Este tipo de processo é rápido, ou seja instantâneo.

Outros objetivos e vantagens do invento aparecerão no decurso da descrição que se segue, que não é dada se não a título indicativo, e que não tem o fim de o limitar.

De acordo com o presente invento, o processo de ultracongelação de produtos, tais como os géneros e/ou produtos biológicos, contendo água livre, tais como os produtos líquidos e/ou pastosos e/ou viscosos e/ou sólidos dispersos e/ou folhosos alimentares, tais como, nomeadamente, purés, espinafres picados, folhas de espinafres, produtos em molhos e produtos em bocados, é caracterizado pelo facto de se efetuar, pelo menos, uma etapa de arrefecimento em contínuo do referido produto a tratar durante um dado tempo e sob um dado vácuo, no decurso do qual a evaporação da água livre do referido produto conduz a uma pré-ultracongelação do referido produto, com controlo da percentagem de água congelada seguida de uma segunda etapa de ultracongelação, conduzindo a uma ultracongelação total, com a referida etapa de pré-ultracongelação sendo efetuada a uma pressão entre 1 e 4 milibares e durante 10 a 300 segundos. O invento será melhor compreendido com a leitura da descrição seguinte acompanhada dos desenhos em anexo -5- ΡΕ1632140 entre os quais: a figura 1 ilustra um organigrama das diferentes etapas de uma forma de concretização do processo de acordo com o invento, a figura 2 representa esquematicamente uma instalação de arrefecimento uma instalação de arrefecimento até ao ponto de congelação de acordo com uma primeira forma de concretização do invento, a figura 3 representa esquematicamente uma instalação de arrefecimento até ao ponto de congelação de acordo com uma segunda forma de concretização do invento para os produtos folhosos e/ou pastosos. 0 invento refere-se a um processo de tratamento de produtos, tais como os géneros e/ou produtos biológicos, contendo água livre, tais como os produtos líquidos e/ou pastosos e/ou viscosos e/ou sólidos e/ou folhosos alimentares, tais como nomeadamente purés, espinafres picados, folhas de espinafres, produtos em molhos e produtos em bocados, tais como as rodelas de curgete, de pimentos, etc.

De acordo com o invento, efetua-se, pelo menos, uma etapa de arrefecimento do referido produto sob vácuo, no decurso da qual a evaporação da água livre do referido produto conduz a uma baixa da temperatura do referido -6- ΡΕ1632140 produto.

Mais particularmente, efetua-se, pelo menos, uma etapa de arrefecimento em continuo do referido produto a tratar durante um dado tempo e sob um dado vácuo, no decurso da qual a referida evaporação da água livre do referido produto conduz, pelo menos, a uma pré-ultracongelação do referido produto, com controlo da percentagem de água congelada.

Por arrefecimento, deve compreender-se um processo que consiste em baixar a temperatura do género alimentar e/ou do produto biológico de maneira a favorecer a sua conservação, ou seja, a uma temperatura que pode estar compreendida entre 20°C e uma temperatura podendo ir até pelo menos -18°C no interior do produto.

Um tal processo de abaixamento da temperatura a, pelo menos, -18°C é geralmente apelidado de congelação, ou ultracongelação se este realizar um abaixamento muito rápido, da ordem de cinco minutos, da temperatura do interior.

Este processo pode ser aplicado a todos os produtos contendo água livre, tais como os espinafres picados, os purés, os molhos, os produtos folhosos e biológicos, etc.

Por água livre, entende-se a água nao ligada às -7- ΡΕ1632140 moléculas ou partículas hidrofílicas nos tecidos orgânicos e, deste modo, de eliminação fácil. A água livre congela normalmente a 0°C.

Uma vantagem do processo, de acordo com o presente invento, é o de não deteriorar a estrutura das paredes vegetais dos produtos utilizados.

Tal como ilustrados nas figuras 1, 2 e 3, os géneros a colocar em forma e a ultracongelar são, numa primeira etapa de tratamento, assinalados com 1 na figura 1, cozinhados ou no estado natural, tratando-se de produtos biológicos, depois picados, antes de serem colocados num recipiente 10 ou 11, tal como ilustrado nas figuras 2 e 3 onde se aplica um forte vácuo.

Com uma pressão reduzida no interior do recipiente 10 ou 11, a temperatura de evaporação da água baixa. À medida que a água dos géneros se vaporiza no recipiente 10 ou 11, esta ganha energia, num processo designado por endotérmico e os géneros arrefecem. É também de todo desejável prever a utilização de géneros obtidos a partir de produtos folhosos. Neste caso, a etapa 1, tal como ilustrada na figura 1, não é realizada e os géneros 12 são colocados diretamente num recipiente 11 sob vácuo, como mostrado na figura 3.

De acordo com uma forma de concretização - 8- ΡΕ1632140 particular do presente invento, a referida etapa de arrefecimento em continuo durante um dado tempo e sob um dado vácuo conduz a um arrefecimento rápido dos referidos produtos, ou seja a uma ultracongelação.

Assim, segundo a forma de concretização dos parâmetros de arrefecimento e de acordo com os produtos a tratar, pode-se obter quer uma pré-ultracongelação rápida ou ainda denominada "flash", quer chegar a uma ultracongelação rápida ou "flash" total, com controlo da percentagem de água congelada.

Como mostrado na figura 1, nomeadamente para os produtos quentes, cuja receita, numa primeira etapa 1, é efectuada, por exemplo, a uma temperatura superior a 70°C, pode ser necessário realizar a etapa de pré-arrefecimento, assinalada com 2 na figura 1, a um vácuo intermédio. Esta etapa permite assim arrefecer o género antes de o enviar para um vácuo mais forte numa etapa de pré-ultracongelação 3 e/ou de ultracongelação seguinte.

Por outro lado, esta etapa 2 de pré-arrefecimento apresenta também a vantagem de retirar o ar incluído nos géneros na altura da etapa de tratamento 1 e, assim, recuperar os aromas numa etapa, assinalada com 7 na figura 1, que podem ser reciclados a seguir ao processo e mesmo para a recuperação de energia.

De acordo com uma variante do presente invento, -9- ΡΕ1632140 efetua-se, pelo menos, uma primeira etapa 3 de arrefecimento sob vácuo conduzindo a uma ultracongelação do referido produto, seguido de uma segunda etapa 6 de ultracongelação. A etapa 6 de ultracongelação pode ser efectuada sob vácuo ou não. A referida etapa de arrefecimento em contínuo 3, 6 conduz a uma ultragongelação 6 total.

De acordo com um modo particular do presente invento, os géneros são obtidos a partir de um puré de, pelo menos, um produto alimentar, e/ou produto folhoso e/ou produto biológico com água livre.

Deve notar-se que se obtiveram bons resultados, segundo uma forma de concretização vantajosa, na qual a etapa de arrefecimento 3 é realizada entre 1 e 6 milibares e, mais precisamente, entre 3 e 4 milibares e a etapa de arrefecimento 2 é realizada entre 6 e 100 milibares e, mais precisamente, a 30 milibares. A aplicação de um vácuo entre 3 e 4 milibares

permite evaporar a água livre entre -2°C e -10°C. A evaporação de 10 a 15% da água livre do produto permite chegar a um género no ponto da congelação. A aplicação de um vácuo a 30 milibares permite evaporar a água a 25°C.

Após as etapas de arrefecimento 2 e 3, tais como - 10- ΡΕ1632140 as ilustradas na figura 1, realiza-se uma etapa de arrefecimento 6 que conduz à obtenção de um produto a -18°C, antes de condicionar os géneros numa etapa, referenciada por 8, prontos a serem comercializados ou para os armazenar a granel numa etapa referenciada com 9.

De acordo com um modo particular do presente invento, antes da etapa de ultracongelação 6 sob vácuo ou não, podem-se efectuar junções de bocados ultracongelados e/ou de ingredientes ou géneros. A junção de bocados ultracongelados ou ingredientes é, por exemplo, efectuada numa etapa, referenciada com 4 na figura 1, quando o produto está no seu ponto de congelação e assim antes da colocação em forma numa etapa, referenciada com 5 na figura 1.

Por outro lado, pode-se efectuar a colocação em forma de géneros alimentares após a etapa de ultracongelação 3 e antes da etapa de ultracongelação 6 clássica sob vácuo.

Os produtos vegetais ficam, no seu ponto de congelação, com uma viscosidade suficiente para serem enformados ou extrudidos e cortados em contínuo.

Por outro lado, no ponto de congelação os géneros possuem uma textura e uma viscosidade que lhes permite manterem-se em forma antes da ultracongelação 6 final. - 11 - ΡΕ1632140 A colocação em forma na altura de etapa 5, pode ser realizada enformação e/ou extrusão, através de meios de pressão e/ou por moldação.

De acordo com um modo particular do presente invento, durante a etapa 3 de pré-ultracongelação, pulverizam-se os produtos a tratar permitindo a sua atomização com o fim de facilitar a evaporação da água livre e de diminuir o tempo de tratamento. A titulo de exemplo, não limitativo, pulverizam-se os produtos a tratar sob a forma de gotas ou partículas de 0,3 a 3 mm. A percentagem de água livre retirada dos géneros alimentares pode ser facilitada pela redução dos géneros a partículas finas por atomização. Quanto mais pequenas são as partículas dos géneros, mais rápida é a evaporação da água e a congelação torna-se mais eficaz. A percentagem de água livre retirada dos géneros depende igualmente da espessura dos géneros. A título de exemplo, não limitativo, os géneros apresentam-se em camada com uma espessura entre 5 e 30 mm.

De acordo com o presente invento, a pré-ultracongelação e/ou a ultracongelação são efectuadas a uma pressão entre 1 e 4 milibares e durante 10 a 300 segundos. - 12- ΡΕ1632140 A título de exemplo não limitativo, obtiveram-se bons resultados com produtos viscosos, tais como purés ou espinafres picados, utilizando uma pressão entre 3 e 4 milibares durante 10 a 180 segundos, atingindo uma temperatura entre -3 e -4°C.

Por produtos viscosos entende-se qualquer produto pastoso apto a ser bombado.

Obtiveram-se igualmente bons resultados com produtos folhosos inteiros utilizando uma pressão entre 4 e 5 milibares durante 10 a 180 segundos atingindo uma temperatura entre -0,5 e -2°C e com produtos extrudidos, tais como puré tipo "pomme duchesse", utilizando uma pressão de 1 milibar durante 60 a 300 segundos, atingindo uma temperatura de -18°C. O presente invento refere-se também a uma instalação para a preparação e a conservação de produtos, tais como géneros e/ou produtos biológicos contendo água livre , concebida para a concretização do processo descrito mais atrás. Esta é constituída por um recipiente 10, 11 compreendendo, pelo menos, um local 24, 26 equipado com meios 27 de arrefecimento em contínuo sob vácuo.

Em particular, a instalação de acordo com o presente invento é utilizada para produtos, tais como produtos líquidos e/ou pastosos e/ou viscosos e/ou sólidos dispersos e/ou folhosos alimentares, tais como, - 13- ΡΕ1632140 nomeadamente, purés, espinafres picados, folhas de espinafres, produtos em molho; e/ou produtos em bocados e esta compreende, pelo menos, um local 24, 26 equipado com meios 27 de arrefecimento em continuo sob vácuo, conduzindo, pelo menos, a uma pré-ultracongelação dos produtos.

De outro modo, a referida instalação permite introduzir em continuo os produtos a tratar num recipiente no qual se efetua, pelo menos, uma etapa de arrefecimento em contínuo (3, 6) do referido produto a tratar durante um dado tempo e sob um dado vácuo, no decurso da qual a evaporação da água livre do referido produto conduz, pelo menos, a uma pré-ultracongelação (3) do referido produto, com controlo da percentagem de água congelada. A instalação do presente invento pode, para além disso, apresentar também meios para pulverizar os referidos produtos, permitindo a sua atomização.

Numa primeira forma de concretização, ilustrada na figura 2, a referida instalação compreende pelo menos: - um primeiro lugar equipado com meios de pré-ultracongelação sob vácuo, um segundo local equipado com meios de ultracongelação clássica ou sob vácuo. - 14- ΡΕ1632140

Com o fim de concretizar o processo a que se refere o presente invento, a instalação concebida para este fim é tal como ilustrada na figura 2 e constituida por um reator continuo 28 apresentando um sistema de dispersão por atomização 13.

Os tempos de ultracongelação são da ordem de alguns segundos e dependem do tamanho das partículas 14.

Como já mencionado previamente, a redução dos géneros a partículas finas por atomização apresenta a vantagem de permitir uma evaporação da água mais rápida e assim uma congelação mais eficaz. Em caso de utilização de produtos com pouca água livre, pode-se juntar água com o fim de facilitar o processo de congelação. 0 reator 27 é alimentado através de uma bomba 15 que assegura a estanquidade a montante; a estanqueidade a jusante é assegurada por uma bomba 16 que recupera os géneros 17 até ao seu ponto de congelação na parte inferior da cuba 18.

Tal como ilustrado na figura 2, a bomba 15 alimenta um pulverizador (não ilustrado). Este sistema apresenta a vantagem de permitir o controlo dos tempos de queda e da dimensão das gotas 14, e assim os tempos de congelação.

Segundo uma outra variante de concretização, a - 15- ΡΕ1632140 instalação equipada com meios de arrefecimento em continuo, 3, 6 sob vácuo para a concretização do processo, apresenta-se, para além, disso sob a forma de um túnel equipado com um tapete rolante 19 para os produtos 12.

Tal como ilustrado para a figura 2, o processo de preparação e de conservação de géneros pode ser igualmente aplicado em produtos folhosos tipo espinafres 12. A este respeito, a instalação de acordo com o presente invento pode ser qualificada de universal dado que permite tratar os produtos pastosos e/ou viscosos e/ou folhosos e/ou sólidos dispersos com o fim de atingir para cada um as percentagens de água congelada desejadas em função da aplicação da enformação e dos produtos tratados. 0 recipiente 11 sob vácuo compreende um tapete 19 com velocidade regulável. Os géneros 12 podem ser introduzidos por intermédio de uma entrada 20, por gravidade ou por uma bomba que reparte o referido produto pelo tapete 19.

Neste caso, e na ausência de atomização, a eficácia da congelação depende da espessura dos produtos 12 e da velocidade do tapete 19. Pode-se igualmente adicionar água aos produtos 12.

Da mesma maneira, a saida do género 12 é realizada por gravidade através de uma saida 21 ou através - 16- ΡΕ1632140 de uma bomba ou através de um sem-fim (nao ilustrado) com o fim de assegurar a estanqueidade. A este respeito, a instalação compreende, para além disso, meios para formar os produtos a tratar, disposts no referido recipiente 11, seja a montante da etapa de arrefecimento seja a jusante da etapa de pré-ultracongelação.

Como no caso dos géneros descritos mais atrás, neste caso, obtém-se também um género, tal como o puré tipo "pomme duchesse", no seu ponto de congelação que pode então ser enformado numa forma ou num molde ou por extrusão.

Em particular, a instalação permite a concretização de uma pré-ultracongelação rápida, ou "flash", com controlo da percentagem de água congelada dos referidos produtos tendo em vista a sua enformação através de diferentes equipamentos de enformação, extrusão, prensagem, etc.

Após a enformação dos produtos, os produtos são ultracongelados de maneira clássica ou sob vácuo. A realização sob vácuo desta última etapa permite controlar um arejamento do produto induzido pela evaporação da água sob vácuo. As formas são assim colocadas sob vácuo de modo continuo.

Segundo uma outra variante de concretização, a - 17- ΡΕ1632140 instalação para a realização do processo compreende, para além disto, meios de aspiração com o fim de criar um vácuo, meios de recuperação de energia 22 e, pelo menos, uma entrada 20 e uma saida 21 dos referidos produtos. A realização de vácuo apresenta a vantagem de permitir recuperar energia. Com efeito, as etapas de compressão permitem obter vapor a alta temperatura. Este deve ser arrefecido antes da segunda etapa de compressão, podendo-se assim recuperar esta energia utilizando um permutador 22, tal como ilustrado na figura 2.

Em função dos compressores utilizados para efetuar o vácuo, pode-se igualmente recuperar o vapor ou água quente no final, tal como ilustrado na figura 2 com a referência 23. Estes vapores ou água quente permitem, para além disso, alimentar a montante da linha.

Por outro lado, a instalação do presente invento inclui injetores de vapor e condensadores de vidro que permitem obter uma regulaçao do vácuo em função da percentagem de água congelada, em função dos produtos tratados e que admite uma variaçao de carga do processo.

Graças ao processo e à instalação do presente invento, chega-se a uma pré-ultracongelação de 0 a -5°C num período de tempo compreendido entre 0 e 2 minutos e a uma ultracongelação de 0 a -18°C em menos de 5 minutos. - 18- ΡΕ1632140

Naturalmente que outras formas de concretização ao alcance de um especialista na matéria, poderão ser previstas sem se sair do domínio do invento.

Lisboa, 12 de Dezembro de 2013

Claims (10)

1. ΡΕ1632140 - 1 - REIVINDICAÇÕES 1. Processo de ultracongelação de produtos, tais como os géneros e/ou produtos biológicos, contendo água livre, tais como produtos líquidos e/ou pastosos e/ou viscosos e/ou sólidos dispersos e/ou folhosos alimentares, tais como, nomeadamente, purés, espinafres picados, folhas de espinafres, produtos em molho e/ou produtos em bocados, caracterizado por se efetuar, pelo menos, uma etapa de arrefecimento em contínuo (3, 6) do referido produto a tratar durante um dado tempo e sob um dado vácuo, no decurso da qual a evaporação da água livre do referido produto conduz a uma pré-ultracongelação (3) do referido produto, com controlo da percentagem de água congelada, seguida de uma segunda etapa (6) de ultracongelação, conduzindo a uma ultracongelação total, sendo a referida etapa de pré-ultracongelação efetuada a uma pressão entre 1 e 4 milibares e durante 10 a 300 segundos.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, no qual a referida etapa de arrefecimento em contínuo (3, 6) conduz a um arrefecimento rápido do referido produto.
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de os géneros serem obtidos a partir de um puré de, pelo menos, um produto alimentar e/ou produto folhoso e/ou produto biológico com água livre. - 2- ΡΕ1632140 Processo de acordo com a pelo facto de a referida (6) conduzir à obtenção de um produto
4. 6. Processo de caracterizado pelo facto de se efetuar uma enformação dos géneros após a etapa de pré-ultracongelação (3) e antes da etapa de ultracongelação (6). 4 . caracterizado arrefecimento menos, -18°C.
5. 5. Processo de caracterizado pelo facto ultracongelação (3) e antes se efetuarem junções de ingredientes ou géneros. reivindicação 1, etapa de a, pelo acordo com a reivindicação 1, de após a etapa de pré-da etapa de ultracongelação (6) pedaços congelados e/ou de acordo com a reivindicação 1,
6. 7. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de durante a etapa (3) de pré-ultracongelação, se pulverizarem os produtos a tratar permitindo a sua atomização com o fim de facilitar a evaporação de água livre e de diminuir o tempo de tratamento.
7. 8. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de os referidos géneros se apresentarem em camada com uma espessura entre 5 mm e 30 mm. 9 . Processo de acordo com a reivindicação 1, -3- ΡΕ1632140 caracterizado pelo facto de a referida etapa de ultracongelação ser efetuada a uma pressão entre 1 e 4 milibares e durante 10 a 300 segundos.
8. 10. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de os géneros se apresentarem sob a forma de um produto viscoso, tal como purés, ou espinafres picados e de a referida etapa de pré-ultracongelação (3) ser efetuada a uma pressão entre 3 e 4 milibares e durante 10 a 180 segundos.
9. 11. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de os referidos géneros se apresentarem sob a forma de produtos folhosos inteiros e de a referida etapa de pré-ultracongelação (3) ser efetuada a uma pressão entre 3 e 4 milibares e durante 10 a 180 segundos.
10. 12. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo facto de os referidos géneros se apresentarem sob a forma de produtos extrudidos, tais como os purés tipo "pomme duchesse" e a referida etapa de ultracongelação total (6) ser efetuada a uma pressão de 1 milibare e durante 60 a 300 segundos. Lisboa, 12 de Dezembro de 2013