PT82872B

PT82872B - Aparelho e processo para o tratamento de materiais em particulas

Info

Publication number: PT82872B
Application number: PT82872A
Authority: PT
Original assignee: Nestle Sa
Priority date: 1985-07-01
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1992-10-30
Also published as: NO862638D0; NZ216695A; DE3685373D1; AU5929986A; IE57405B1; JPH07100020B2; SU1723997A3; PH24468A; ES556319A0; ZA864724B; IN167178B; KR870000869A; GB2180434A; GB2180434B; CN1005824B; AU585998B2; KR940008383B1; ATE76262T1; MX164317B; HUT48441A

Description

MEMÓRIA DESCRITIVA

A presente invenção refere~se ao tratamento de ; materiais em partículas.

Os materiais comestíveis em partículas, tais como o café solúvel ou instantâneo» são usualmente aglomera dos para ajustar as dimensões das partículas» a densidade do material em partículas e outras propriedades. O material a aglomerar tipicamente é exposto a um jacto de vapor turbulento e forte. Quando o vapor se condensa ele molha e aquece as partículas dé maneira que elas são revestidas com um revestimento aderente de material húmido e macio. Quando as partículas revestidas contactam umas com as outras no ambiente turbu lento, aderem umas às outras e os revestimentos de partículas fundem-se um no outro. Depois da secagem, os revestimentos fundidos solidificam e formam soldaduras entre as partículas adjacentes.

Os processos deste tipo normalmente produzem aglomerados com bordos arredondados e lisos e uma textura género esponja. Usualmente» as superfícies das partículas tem

N '•i que ser completamente molhadas pelo vapor para proporcionar uma aglomeração satisfatória. Esse humedecimento completo tem um efeito característico, tipicamente uniforme na cÔr do produto. No caso do café* os aglomerados tipicamente têm uma côr escura uniforme.

Tais produtos não têm a aparência semelhante a do café torrado e moído. 0 café torrado e moído incorpora fio cos de bordos vivos de cores variadas, principalmente escuros, mas com algumas manchas mais claras. Os consumidores associam a aparência de café torrado e moído à qualidade do aroma. Por conseguinte, tem surgido a necessidade de melhorar o controlo da forma e da aparência das partículas em aglomeração de café solúvel e de outros produtos.

Igualmente, os processos tradicionais de aglomeração tipicamente consomem grandes quantidades de vapor e provocam a perda de constituintes de aroma fugitivo do material aglomerado, Há portanto a necessidade de um processo e ; um aparelho que reduza estas deficiências, í

l ! RESUMO DA INVENÇÃO i

I

A presente invenção proporciona processos e aparelhos que são dirigidos para as referidas necessidades.

Nos processos segundo a presente invenção o mg. terial em partículas é projectado numa corrente através de uma zona de humedecimento. Um gás aquoso é dirigido para a corrente, de fora da periferia do vapor, de modo que o gás aquoso que flue para dentro no sentido do centro da corrente envolve o vapor. 0 termo gás aquoso aqui usado inclui vapor de água e aerossois de pequenas gotículas de água dispersas no vapor de água ou num outro gás. O gás aquoso molha as partículas, formando uma fase líquida ou quase-líquida nas super • fícies das partículas. As partículas que colidem ou contíguas . são unidas entre si, por fusão das respectivas fases líquidas

ou quase“líquidas, formando assim aglomerados preliminares.Os aglomerados são depois secos para solidificar as fases fundidas · de preferência fragmentados para as dimensões desejadas.

Embora a presente invenção não seja limitada por qualquer teoria de funcionamento» supõe-se que o gás aquo so que flui para dentro tende a confinar a corrente de material em partículas ao interior de um volume relativamente pequeno, maximizando assim o número de partículas por unidade de volume ou densidade da população de partículas na corren te. Crê-se que a densidade da população de partículas relativamente elevada prevalecente na corrente aumenta a probabilidade de contacto entre partículas na zona de humedecimento e portanto aumenta a probabilidade de fusão entre partículas. 0 gás aquoso que flui para dentro de preferência tem uma veloci dade relativamente baixa e não cria qualquer turbulência significativa. Crê-se que nessas condições relatlvamente calmas que reinam na zona de humedecimento as partículas contactam umas com as outras às velocidades relatlvamente baixas, aumen tando ainda mais a probabilidade de fusão. De preferência, pg lo menos a maior parte do gás aquoso é introduzida na zona de humedecimento com uma velocidade com uma componente nula na direcção paralela ao trajecto das partículas· Devido ao facto de o gás aquoso não acelerar de maneira apreciável as partícu las ao longo do trajecto, o tempo de permanência das partículas na zona de humedecimento e maximizada, promovendo ainda mais a fusão das partículas·

Segundo um outro aspecto da presente invenção, as partículas podem encaixar-se umas nas outras formando aglo morados preliminares antes da fase de humedecimento, por exem pio por compaotação do material. Essas porções maiores são projectadas na corrente do material em partículas e entram em contacto com o gás aquoso na zona de humedecimento. Nas condi ções de relativa calma reinantes na zona de humedecimento, as • referidas porções não são desfeitas completamente em pnrtícu. las individuais· relo contrário, pelo menos uma certa parte

- 3 ~ da estrutura de aglomeração original sobrevive à fase de hume decimento. As partículas de cada uma dessas porçães sobreviventes ficam em contacto umas com as outras através da fase de humedecimento e fundem-se de maneira eficiente quando do humedecimento» para formar aglomerados definitivos.

As condições do processo na fase de humedecimento podem ser escolhidas ou para proporcionar um molhamento completo de todas as partículas em cada uma das porções aglomeradas» e portanto um efeito de escurecimento uniforme» ou para proporcionar o molhamento completo das partículas nas su perfícies exteriores dos aglomerados mas o molhamento incompleto das partículas no interior dos aglomerados» Esse molhamento nfto uniforme proporciona aglomerados com um exterior es curo e um interior claro» Depois da fragmentação ulterior, as porções interiores claras ficam expostas e formam grãos claros que se assemelham aos do café torrado e moído.

Crê-se que a manutenção da estrutura de aglome rados durante a fase de humedecimento favorece a retenção do aroma» Embora a presente invenção não seja limitada por qualquer teoria de operação, admite-se que a perda de aroma das partículas do interior de cada aglomerado é minimizada pelo efeito de blindagem das i>ortículas circundantes.

Os processos de aglomeração preferidos segundo a presente invenção permitem o controlo da textura ou da forma das partículas do x>rcduto, bem como a côr e a densidade, para obter substancialmente qualquer combinação desejada destas propriedades dentro de gamas extremamont© largas» Assim, o café solúvel pode ser aglomerado pera proporcionar os granu los de arestas vivas que se assemelham às partículas de café torrado e moído, ou partículas esponjosas que se assemelham aos produtos aglomerados convencionalmente com qualquer côr, desde um pardo claro até um castanho escuro a tender para o preto, e qualquer valor da densidade, de cerca do 17 g/dl a cerca de 30 g/dl. Além disso, se se utilizar vapor de água co

mo gás aquoso* os processos de aglomeração segundo a presente invenção tipicamente podem aglomerar o material com taxas mais baixas de aplicação de vapor de água que nos processos até aqui utilizados# Tais taxas de vapor mais baixas tendem a minimizar as perdas dos constituintes voláteis do sabor e do aroma no material.

As dimensões das partículas do material tratado têm uma influência significativa nos resultados obtidos.As partículas menores que cerca de 50 microns facilitam a formação dos aglomerados antes do humedecimento. 3 tratamento de tais partículas pequenas x>elo processo segundo a presente invenção* com -ju sem a fase j/reliminar de formação de aglomerados» tende a proporcionar um produto aglomerado com arestas vivas» de textura granular. As partículas maiores» até cerca de 2'30 microns, tendem a proporcionar uma textura esponjosa# Com partículas ainda maiores o grau de aglomeração cai de maneira marcada* Partículas muito grandes podem ser tratadas pp lo processo segundo a presente invenção para as escurecer, sem uma aglomeração apreciável#

A |>resente invenção proporciona igualmente apa relhos aperfeiçoados para α tratamento de material em partícu las. 0 aparelho segundo a presente invenção pode incorporar meios para projectar uma corrente do material ao longo de ura trajecto no sentido cie jusante, meios para fornecer um gás aquoso de modo que este gás aquoso flua para dentro na direcção do referido trajecto, envolvendo a corrente» e meios para secar o material. O apareino pode também incluir meios para aplicar as partículas umas contra as outras para formar os aglom rados e meios para fragmentar o material depois do hume decimento.

Os objectos anteriores e outros, bem como as característlcas e vantagens do presente invenção serão mais • completamento evidenciados na descrição cie pormenor de formas ’ de realização preferidas descritas a seguir, com referência

aos desenhos anexos

BREVE DESCRI ÇÃQ DOS DESENHOS

As figuras dos desenhos anexos representam:

A fig. 1» um diagrama esquemático do aparelho segundo a presente invenção, numa forma de realização do mesmo?

A fig. 2, uma vista parcial esquemática em cor te, numa escala maior, do aparelho ilustrado na fig. 1?

A fig. 3» uma vista parcial esquemática do apa relho segundo a presente invenção, numa segunda forma de realização;

A fig. uma vista em i-erspectiva esquemática parcial do aparelho segundo a presente invenção, numa terceira forma de realização» e

A fig. 5» uma vista esquemática parcial do apa relho, segundo uma quarta forma de realização segundo a presente invenção.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DAS FORMAS., DE REALIZARÃO PRWTRIMS v aparelho ilustrado na fig* 1 inclui uma tremonha de alimentação (1£‘)» ligada, através de um sistema pneu mátlco (12) de fluidificarão e de transporte © um permutador de calor (1Λ)» a um pulverizador (lt') que, por sua vez está ligado a um dispositivo alimentado** (18). Este dispositivo in clui uma caixa tubular (20)» oom um orifício (22) na sua extremidade d© saida e um pai’afuso (2^?i) montado por forma a rodar no interiox· da caixa. 0 parafuso (2^) está ligado a um ruo tor (26) de velocidade variável» orifício (22) está ligado à entrada de ali mentação da tremonha (28) de um conjunto de injector (3‘3) que está montado por cima da câmara (31) de um secador. Como se mostra na fig. 2, o conjunto de injector (30) inclui um tubo cilíndrico de alimentação (32) ligado a parte inferior da tre monha (28), tendo o tubo de alimentação um orifício de alimen tação circular (34) na sua extremidade inferior ou extremidade de jusante» A parte superior da tremonha (28) e aberta para a atmosfera.

Um certo número de injectores anulares (36) es tgo montados coaxialmente com um tubo de alimentação de modo que os anéis injectores envolvem a extremidade inferior do tu bo de alimentação e estendem-se ligeiramente para jusante do orifício de alimentação (34)· 0 anel injector mais interior e a parede do tubo de alimentação definem em conjunto um intervalo anular (3Ô) que é aberto para a atmosfera. Os anéis injectores definem conjuntamente dois orifícios anulares (4θ) para o vapor de água, que estão ligados a uma fonte de vapor (42) através de uma válvula (44) ajustávcl de regulação da pressão» Podem prever-se também outros dispositivos apropriados (não representados) para vigiar e controlar o caudal, a pressão e a temperatura do vapor fornecido aos orifícios e pg ra remover o condensado do vapor.

Um conjunto difusor (46) está montado por baixo dos anéis injectores e o tubo de alimentação. 0 conjunto inclui uma manto ou colar (48) cilíndrico poroso de aço inoxi dável sinterizado, coaxial com o tubo de alimentação (32), de finindo o colar uma câmara de humedecimento (50/ por baixo do tubo de alimentação.

colar possui um grande número de poros micros cópicos que se estendem através do mesmo, estando esses poros distribuídos uniformemente pelas superfícies do colar» Λ estrutura de parede (52) define um canal anular (54) que envolve o colar e fica em frente da superfície exterior do colar em torno de toda a sua circunferência. 0 canal anular está li

gado» através de uma válvula de regulação ajustável (56)» â fonte de vapor (A2), e podem prever-se instrumentos adicionais (não representados) de vigilância e controlo para contro lar as condições do vapor dentro do canal anular e para remover o condensado do vapor. Uma parede superior liga a estrutu ra de parede (52) ao anel injector mais exterior (36)» de modo que a extremidade supexdlor ou de montante da câmara de humedecimento (5u) é fechada, exccpto nos locais do tubo de sli mentação, d..· intervalo anular ? dos orifícios do vcpor.

Um anel aspirador (62) está montada imrdiatamento por baixo da estrutura de parede (52)* Uma ranhura anular (6A) no anel aspirador está ligada a um injector aspirador anular (66), estreito e dirigido para dentro e para baixo, adjacente à extremidade inferior ou de jusante do colar (68), sendo o injector anular coaxial com o colar. A ranhura (6k) está ligada através de um regulador ajustável (68) e unr. fon|l te de ar comprimido (76).

π

I i

i.

conjunto do injectores (30) está montado por | cima da câmara do secador (31) e alinhado por cima de uma I abertura na parede superior da câmara, havendo uma folga (72) Íi entre 0 exterior do conjunto de injactares e os bordos da aber i ~ tura. A câmara do secador pode ser a câmara de um secador con vencional conhecido ro mercado por secador de entrada superior. Um tal secador inclui equipamento convencional (não representado) apropriado, ligado à câmara para o ar de aquecimento e para accionar o ar aquecido através da câmara. G oqui pamento de tratamento do ar está disposto do forma a manter o interior da câmara a una pressão llgelramnnte subatmosferica. Uma saída (96) do produto (fig. 1) c prevista junto da parto inferior <’a câmara. TFm colector de pés (100) e colocado por forma a captar as partículas finas provenientes do ar que sai da câmara e pera fornecer as partículas recolhidas novamente para o sistemo pneumático do transporto (12).

i

A saida (96) do produto da câmara do secador

está ligada a um dispositivo de crivagem ou classificador (1C2) convencional, colocado de modo a fazer a separação do material chegado, por dimensões. 0 classificador tem uma saida superior (104) para descarga das partículas de dimensões exageradas, uma saida inferior (106) para a descarga das partículas de dimensões demasiado pequenas e uma saida (108) do produto para descarga do material com as dimensões intermédias na gama desejada. Jí dispositivo tal como u.i contactar (não representado) de leito fluidificado pode ser ligado à saida do pro duto para arrefecer o produto descarregado* A saida inferior (106) está ligada ao sistema de transporte (12,· A saida âu_xje rior está ligada, através dc um transportador elevador (li-/, a um dispositivo fragr.ioiii.ador (112, que, p.:r sua. vez, está montado por forma a descarregar novamcnto para a entrada u'o classificador*. fragrienõador pode incluir um par de veios pa. ralelos opostos, cada ura dos quais tendo ur.i certo número de lâminas dentadas em forma de discos neles montadas, estendendo-se as lâminas de cada veio entre as lâminas do veio oposto» Um dispositivo de accionamento apropriado (não representado) e previsto para rodar os veios de modo que o material que pas sa para o fragmentadox· c apanhado entre lâminas de veios opos tos.

Num processo segundo a presente invenção, parj tículas formadas pela secagem de uma pulverizarão dè um extra i cto aquoso de cafc torrado passam da tremonha de alinonia₅ão ' (1C), através do permutador· do calor (14), para o pulveriza- dor (16). As partículas de pequenas dimensões são fornecidas

I do pulverizador para o dispositivo do alimentação (1S). O parafuso (24) 4 rodado pelo motor (2-6) para fazer avançar as partículas para jusante através do ?rifício (22)· material passa para baixo do orifício (22) j através da entrada de alimentação da tremonha (23) para o tu! bo de alimentação (32) do conjunto de injectoros (3-3) (fig·2) <! e cai através do orifício de alimentação (34) na parte infeρ rior do tubo. Assim, uma corrente de material em partículas

com uma secção circular e com um diâmetro aproximadamente igual ao diâmetro do orifício de alimentação (34) é projectada do orifício de alimentação numa direcção de cima para baixo ou para jusante, numa trajectória na generalidade vertical ao longo do eixo longitudinal (11k) do tubo de alimentação. A fonte de vapor (42) e o aparelho de regulação (56) mantêm o canal anular (54) sob uma determinada pressão de vapor. 0 vapor difunde-se através da parede do colar (*i8) e flui para dentro no sentido do eixo (ll*i), formando uma nuvem na câmara de humedecimento (5©)« Quando as partículas encontram o vapor, algum deste vapor condensa-se sobre as partículas.

Devido ao facto de o canal anular (54) não ofg recer qualquer resistência apreciável ao fluxo de vapor e de o canal anular ficar em frente do colar em ioda a sua circunferência, o colar fica exposto a uma pressão de vapor subsian cialmente uniforme em toda a sua circunferência. Como o colar tem uma porosidade uniforme, o vapor difunde-se através do co lar com uma taxa relativamente uniforme em toda a periferia e t ! entra na câmara de humedecimento (50) com uma velocidade baixa e uniforme na direcção radial dirigida para o eixo (114)·0 vapor que passa através do colar flui da superfície do colar na direcção perpendicular à superfície do colar e portanto tem uma velocidade substancialmente nula na direcção montante

-jusante paralela ao eixo.

O vapor fornecido aos orifícios (4ú) sob uma pressão muito baixa, através do aparelho de i*egulaçSo (4*Q, passa para jusante dos orifícios, com uma velocidade subsónica, junto à corrente de partículas e mistura-se com a nuvem, proporcionando égua adicional para molhar as partículas· vapor que sai dos orifícios do vapor impede que a nuvem se disperse para montante e gera também um fluxo para jusante de ar ambiente relativamente frio através do es» paço anular (38) e através da tremonha (28) com a parte supe. rior aberta e do tubo de alimentação (32), 0 ar arrefece o tu

bo d· alimentação e impede que o vapor entre no tubo de alimentação. Por sua vez, isso impede que o material no tubo de i alimentação adira às paredes do tubo. Quando o ar frio passa para jusante, para o interior da nuvem de vapor, promove a con densação do vapor sobre as partículas»

Ar comprimido passa da ranhura anular (6¼) para o anel aspirador através do injector anular (66) e desloca -se para baixo ou para jusante com uma velocidade significati va, paralelamente ao eixo (114). guando o ar e descarregado com uma velocidade uni±'orme em volta de todo o eixo, o ar não tende a desviar as partículas transversalmente em relação ao eixo» 0 fluxo do ar para jusante a partir do injector anular arrasta partículas e gases junto do bordo de jusante da câmara (5θ) e impele-os para jusante, para o interior da câmara

I i do secador (31).

i

I Quando as partículas passam para jusante atra! vés da câmara de humedecimento, a humidade condensada nas par ticuias mistura-se com os sólidos nas superfícies das partícu las e dissolve-os. Ao mesmo tempo, o calor transferido do vapor para as partículas faz subir a temperatura do material» i

Ambos estes efeitos contribuem para a formação de uma fase lí quida ou quase-lfquida fluida nas superfícies das partículas. Quando as partículas colidem umas com as outras, as fases fluidas nas superfícies das partículas que colidem fundem-se umas nas outras, fundindo assim as partículas em aglomerados.

Quando os aglomerados entram na câmara do seca dor (31)» encontram uma mistura de ar ambiente, arrastado para o interior da câmara do secador através da folga (72), e ar seco e quente fornecido pelo equipamento de tratamento do ar incorporado no secador. Os aglomerados cedem a água da fase fluida, deixando as partículas no interior de cada aglomerado soldadas umas às outras por material sólido proveniente • da fase fluida. Os aglomerados secos saem da câmara através . da saida (?6) (fig, 1) e passam para o classificador (102).

lÍUliU

Os aglomerados com dimensões exageradas s&o dirigidas através do elevador (110) para o fragmentador (112), onde são fragmen i tados em pedaços· Estes pedaços são novamente dirigidos para o classificador (102)· Os aglomeradas e os pedaços com as dimensões desejadas passam do sistema através da saida do produ to (108), Os aglomerados com dimensões insuficientes bem como i os pedaços de dimensões excessivamente pequenas passam novamente ao transportador (12), onde são novamente introduzidos no processo juntamente com material alimentado de fresco· As partículas finas recapturadas pelo colector de pés (100) provenientes do ar que sai do secador são novamente introduzidas no transportador (12) para serem recicladas no processo» processo de aglomeração pode ser reforçado aplicando algumas ou todas as partículas umas âs outras pa ' ra formar agregados, numa fase preliminar, antes de o material entrar na câmara de humedecimento· A formação de agregados preliminares como aqui se refere tipicamente não implica a fu são das partículas umas nas outras, empregando sim em vez dis ! so a tendência natural das partículas diminutas para aderirem entre si· Esta tendência aumenta quando diminui a dimensão das partículas J as partículas menores que cerca de 100 microns e, mais preferentemente* menores que cerca de 5θ microns proporcionam a formação mais satisfatória dos aglomerados x^r eliminares .

A formação dos aglomerados preliminares pode ser promovida por compactação e/ou humidificação do material em partículas antes de serem fornecidas xjara a câmara de hume decimento. Assim* o diâmetro do orifício limitado (22) do apa relho de alimentação (18) (fig. 1) e o caudal do material em partículas podem ser escolhidos de modo que o material seja compactado quando passa através do orifício*

A humidificação do material para promover a formação de aglomerados de preferência não implica a exposir * ção das partículas à água líquida ou a um gás aquoso. x*ode • põr-se em contacto com o material em partículas ar com uma hu

6O$Q0 midade relativa de cerca de 60 a 8(1/ para ajustar o seu conteúdo de humidade· De preferência, as partícula» têm um teor de humidade entre cerca de 2% e cerca de 8/, em peso, quando formam os aglomerados; é mais preferível de cerca de 3,5?- a cerca de M/e ainda mais preferível cerca de 4$ de humidade. Os aglomerados podem também ser formados sem cómpactação em operações normais de manuseamento e transporte, especialmente se as dimensões das partículas e o teor de humidade favorecerem a formação dos aglomerados.

Os aglomerados preliminares formados antes da fase de huirtidificação passam para a câmara de humidificarão numa corrente de material em partículas e são molhados pelo vapor de água na câmara. As partículas que constituem cada um dos aglomerados estão já em contacto umas com as outras. Depois do humedecimento, forma-se uma fase fluida noa interstícios entre as partículas em cada um dos aglomerados, fundindo assim as partículas para formar os aglomerados definitivos. Os aglomerados podem também fundir-se entre si, com partículas individuais e com aglomerados previamsnte formados a partir de partículas individuais.

Pode também haver algum atrito dos aglomerados antes da fusão. No entanto as condições relativamente calmas que reinam na câmara de humedecimento tendem a minimisar tal atrito. As condições que favorecem a formação dos aglomerados preliminares - pequenas dimensões das partículas, compactação e humidifieação - tendem também a proporcionar aglomera dos preliminares mais resistentes ao atrito, De preferência, as condições do processo são escolhidas de modo que pelo menos algumas das estruturas dos aglomerados preliminares sobre vivem, isto e, de modo que pelo menos algumas das partículas ligadas umas às outras no aglomerado se mantenham ligadas ao longo da fase do humedecimento e portanto estão ligadas entre si nos aglomerados definitivos que entram na câmara de secagem.

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Quer se formem ou não aglomerados preliminares antes da fase de humedecimento, a aparência e a densidade do produto final varia com o grau de humedecimento conseguido du rante a passagem através da nuvem de gás aquoso. Um maior humedecimento tende a produzir um produto riais escuro e ligeira mente mais denso. Mas a formação dos aglomerados preliminares dá uma oportunidade adicional de controlo da aparência do pro duto. Com um humedecimento relativamente elevado, todas as su perfíoies das partículas em cada aglomerado preliminar são mo lhadas e portanto o produto á escurecido uniformemonte. Um hu medecimento limitado proporciona um lolhamento não uniforme em cada aglomerado xireliminar, ficando as superfícies das ^ar tículas nos interiores dos aglomerados menos molhadas e por tanto de côr mais clara que as exteriores, ús interiores de câr clara ficam expostos depois da fragmentação, proporcionan do assim um produto com uma aparência manchada não uniforme.

u grau de humedecimento varia directamente com I a duração de exposição dos aglomerados preliminares à nuveri e directamente com o teor de humidade da nuvem.

ϋ teor de humidade da nuvem depende directamen te do fluxo de vapor de água fornecido à nuvem e é controlado principalmente pelo caudal de vapor através do difusor. Os caudais de vapor através do difusor ou colar ate cerca de 100 Kg por minuto poi* metro quadrado da área da superfície do difusor são os preferidos, preferindo-se ainda mais os caudais entre cerca de 5 e 60 Kg por minuto por metro quadrado da área da superfície do difusor. 0 vapor que entra na câmara de humedecimento com estes caudais reiativamento baixos por unidade de área não criam qualquer turbulência substancial. rara o café solúvel, o caudal total de vapor através do difusor é tipicamente de cerca de U,9 a cerca de 2,4 Kg por minuto por litro do volume da câmara dr· humedecimento e cerca de 0,25 a cerca de u,50 Kg por Kg de material de partículas processado.

Δ duração da exposição varia directamente com

o comprimento do trajecto das partículas através da nuvem g portanto com o comprimento da câmara de humedecimento na dire cção paralela à trajectória. São preferidas as câmaras de humedecimento com um comprimento entre 2,5 e cerca de 20 cri e com um diâmetro entre ocrca de 5 cm e cerca de 25 cm*

A duração da exposição varia inversamente coa a componente para jusante da velocidade dos gases no interior da câmara de humedecimento. A componente para jusante da velo i cidade depende, por sua vez, do efeito combinado do vapor de água e do ar que entram através dos orifícios do vapor e do intervalo anular que circunda o orifício de alimentação.

vapor de água fornecido através dos orifícios do vapor tendo a acelerar os aglomerados preliminares pa ra jusante, diminuindo assim o grau de humedecimento consegui do. Também, as velocidades exageradas do vapor podem provocar uma turbulência indesejável e um atrito excessivo dos agloniei .

I rados preliminares. Por conseguinte, e preferido fornecer o vapor de água através dos orifícios com α velocidade mínima necessária para impedii* que a nuvem de vapor se difunda para montante para o orifício de alimentação. Podem usar-se veloci dades da ordem dos 10 m/s. A esta velocidade baixa pode conse guir-se um fluxo subcrítico do vapor fornecendo o vapor aos orifícios a uma pressão inferior a cerca de 9 ÍPa e* mais pre ferivelmente» rneno que 4 iíva, acima da pressão na câmara de humedecimento. Tipicamente, a pressão na câmara e próxima da atmosférica.

fluxo de ar pura o interior da câmara de liu medecimento em torno de e através do tubo de alimentação de preferência n o mínimo necessário para manter o tubo de alimentação frio e seco. A velocidade do ar de cerca de 1 m/s através do intervalo anular que envolve o tubo de alimentação é tipicamente satisfatória. Qsualmente, a velocidade do ar através do tubo de alimentação é menor que a velocidade do ar através do intervalo anular.

O vapor de água que passa através do difusor eu colar poroso não influencia a componente de jusante da velocidade de maneira apreciável e portanto o caudal de vapor através do colar pode ser ajustado sem que altere apreciavelmente o tempo de permanência das partículas na câmara de hume decimento, Variando o caudal de vapor de água através do colar, pode ajustar-se a concentração do vapor de água ou a humidade no interior da câmara conforme for desejado para molhar as partículas na medida desejada· 0 caudal de vapor atra vês do difusor pode variar-se sem alterar de maneira adversa qualquer outro aspecto do funcionamento. Assim, o vapor forne j eido através do difusor não tende a arrastar o ar. seja qual | for o caudal de vapor de água através do difusor, o unico ar i que entra na câmara de humedecimento será introduzido deliberadamente em torno de e através do orifício de alimentação. Isto é uma vantagem significativa» na medida em que o excesso de ar pode interferir na acção de humedecimento de uma nuvem de vapor de água·

vapor de água que entra na câmara de humedecimento através do difusor tem uma componente radial de velocidade, dirigida para dentro na direcção do eixo da corrente. Assim, pelo menos junto da periferia da câmara, há fluxo de fora para dentro, bem como fluxo para jusante. A corrente de partículas que sai do orifício de alimentação e assim envolvi da pelo vapor que flui para dentro, no sentido do centro da corrente vinda do exterior da periferia da corrente· v fluxo de vapor para dentro tende a confinar as partículas e a manter uma corrente relativamente estreita das partículas envolvendo o eixo muito de perto· Uma tal limitação mantém as partículas afastadas do colar e portanto impede a acumulação de material sólido no colar. Julga-se que a limitação das partículas numa corrente estreita tende a manter um número relativamente elevado de partículas por unidade de volume ou a densidade da população de partículas no interior da corrente» au mentando desse modo a probabilidade de colisões entre partícu las na corrente e promovendo a aglomeração. Se os aglomerados

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I^reliminares formados numa fase preliminar estiverem presentes na corrente, a probabilidade de colisões entre agregados preliminares e a probabilidade de colisões entre partículas individuais e aglomerados, crescem igualmente, promovendo assim ainda mais a aglomerarão.

Se se desejar um produto com uma textura granu. lar que se assemelhe à do caf* torrado e moldo ou que so asso melhe à textura do café solúvel liofilizado comercial típico, as partículas usadas no processo devem ser menores que cerca de 40 microns. Verifica-se uma transição distinta na gama de 40 a 50 microns j com partículas maiores que cerca de 5·' uicrons de dimensão -^edio, o produto tende a possuir ura textura esponjosa, semelhante à dos materiais aglomerados pelos processos convencionais. Çom partículas menores que cerca de 4o microns, o produto tem uma textura granular? admite-se que os aglomerados com a superfície lisa se formam por humedecimento e secagem e são partidos durante a fragmentação para dar grânulos de bordos vivos, 'mbora a presente invenção não seja limitada por qualquer teoria de funcionamento, supõe-se qtte o gás aquoso que flui para dentro contribui para s formação dos aglomerados do superfícies lisas.

*s dimensões das partículas mencionadas na pre sente invenção referem-se às dimensões médias das partículas do material tal como são determinadas por melo de técnicas de dispersão da luz utilizando um analLzador das dimensões das partículas MIOROTRAO ^ri, vendido pela Leeds & Northrup Instru ments, unidade da General Signal Corporation, ou outro instru mento com características análogas, s partículas com as dimensões desejadas são tipicamente obtidas pulverizando ou moendo partículas de maiores dimensões.

As condições do processo ati«áâ referidas polr.·. ser ajustadas para proporcionar diferentes combinações das • propriedades do produto, Assim, um produto escuro de baixa ’ densidade pode ser fabricado usando partículas relativamente

grande» com pequena ou nenhuma compactação e um grau relativa mente elevado de humedecimento» Um produto de côr relativamen te clara de densidade elevada pode ser fabricado combinando pequenas dimensões das partículas, a formação de agregados preliminares com elevada compactação e um pequeno humedecimen to, enquanto que um produto escuro de elevada densidade pode ser fabricado com as mesmas dimensões das partículas e a mesma compactação, mas com um maior humedecimento» Quando aplica do com o cale solúvel, o processo segundo a presente invenção pode proporcionar produtos que se assemelham aos grânulos do café liofilizado, ou às partículas do café torrado e moido ou ao café aglomerado convencionalmente, com qualquer densidade entre cerca de 17 g/dl e cerca de 30 g/dl» Usualmente, esses vários produtos podem ser produzidos sem qualquer modificação do aparelho»

Fm aparelhos segundo uma outra forma de realização da presente invenção, parcialmente ilustrados na fig. 3» ί o pulverizador (16*) faz a alimentação de uma calha (120) que ί possui um pavimento poroso (122)· Ar húmido, sob pressão, for necido pela unidade de tratamento (124) para a câmara (126) sob o pavimento (122) sopra de baixo para cima através do pavimento poroso» Um gerador de vibrações agita a calha suavemente, de modo que o material introduzido na calha a partir do pulverizador desloca-se ao longo do pavimento poroso» As partículas móveis encontram o ar húmido e entram também em contacto umas com as outras para formar agregados preliminares que passam para dentro da tremonha de alimentação (28*) e desta, através do conjunto de injectores (30*) e do secador (31*), para serem processadas como atrás se descreveu. 0 aparelho de transporte e humidificação forma assim os agregados preliminares sem compactação» Se o material fornecido para o processo tiver um teor apropriado de humidade, os aparelhos transportadores usuais sem equipamento de humidificação podem proporcionar um contacto e adesão apropriados. Embora possa • utilizar-se a vibração para formar agregados preliminares des . ta maneira, deve notar-se que uma vibração extremamente vigo- 18 -

rosa pode ter o efeito contrário e pode provocar a desintegra ção dos aglomerados preliminares. Numa outra variante» o aparelho transportador e humidificador pode ser combinado com um aparelho de compactação. Assim» pode interpor-se um transportador vibrador de humidificação, como se ilustra na fig. 3» entre o pulverizador (16) e a entrada do dispositivo de parafuso (18) do aparelho ilustrado na fig. 1.

Os aparelhos e os processos descritos atrás po dem ser modificados de outras maneiras sem nos afastarmos da presente invenção. Por exemplo, as operações de classificação e de fragmentação podem ser omitidas e o produto retirado directamente da saida do secador. As partículas finas provenien tes da operação de classificação não precisam de ser recicladas como se descreveu, podendo ser utilizadas doutros modos.

Numa outra variante, o mesmo secador pode ser utilizado simultaneamente» quer para o processo de aglomeração atrás referido, quer para a secagem de um material líquido. Enquanto o material a aglomerar é fornecido através do conjunto de injectores (30) (fg. 1), podem projectar-se finas gotículas do material líquido para o interior do secador atra ves de um injector convencional de secagem de uma pulverização (130)· Tipicamente, as partículas obtidas por secagem da pulverização líquida do líquido considerado são consideravelmente menores que os aglomerados. A porção significativa das partículas obtidas pela secagem da pulverização é arrastada no ar que se move no interior do secador, e captada pelo cole ctor de pás (100) e fornecida para o sistema transportador (12). As outras partículas resultantes da secagem da pulverização são separadas dos aglomerados preliminares secos no cia ssificador (102) e passam através da saida inferior (106) novamente para o sistema transportador. Assim, as partículas re sultantes da secagem da pulverização passam para o processo de aglomeração através do pulverizador (16). Numa outra vari- * ante, o classificador pode ser disposto por forma a reter al- *

• gumas das partículas resultantes da secagem da pulverização,

- 19 “

saindo os aglomerados preliminares no produto final através da saida (108), proporcionando um produto que incorpora uma mistura de partículas de diferentes dimensões e diversas texturas, aparelho atrás descrito inclui um orifício de alimentação circular para proporcionar uma corrente de par tículas com secção circular e um difusor sob a forma de uma superfície de revolução em torno de um eixo alinhado com o ori fício de alimentação para proporcionar um fluxo radial de gás aquoso no sentido do eixo da corrente» Pensa-se que a combina ção de uma corrente de partículas circular e um fluxo radial do gás proporciona o confinamento óptimo da corrente de parti cuias pelo vapor de água que flui de fora para dentro. No entanto, podem ser usadas outras formas, 0 conjunto de injectores ilustrado na fig» k inclui um tubo de alimentação (232) de secção rectangular que define um orifício de alimentação (233) alongado em forma de fenda. Uma corrente de material em partículas em forma de cortina é descarregada para jusante ao longo de um trajecto plano (234), Duas condutas distribuidoras de vapor de água alongadas (242), cada uma das quais possui um injector ou orifício (252) alongado, em forma de fenda, para o vapor de água, estendem-se de lados opostos do orifício de alimentação, paralelamente ao seu eixo longitudinal. 0 vapor de água descarregado através destes orifícios passa para jusante e arrasta o ar de refrigeração através de dois intervalos alongados (258) entre os injectores e o tubo de alimentação.

difusor inclui duas placas porosas, planas e compridas (274), dispostas de lados opostos do plano (234) e duas placas porosas curtas (275)» das quais apenas uma está representada, estendendo-se ontre as placas compridas em extremidades opostas das mesmas. As placas porosas definem em conjunto um tubo rectangular que envolve por todos os lados o trajecto das partículas. 0 vapor de água descarregado através das placas compridas flui para dentro no sentido das faces

mais largas da corrente de partículas, descarregado através das placas curtas sentido dos bordos da corrente.

enquanto que o vapor flui para dentro no ó difusor não necessita ter poros ou furos microscópicos como atrás se descreveu. Um difusor satisfatório, mas menos preferido, pode incorporar furos discretos, visíveis» Tal como é empregado na presente memória descritiva, o termo difusor significa um corpo com una superfície perfura, da ou porosa, com poros ou furos tão espaçados que o vapor de água que sai pelos furos ou poros funde-se junto da superfície do corpo num fluxo substancialmente contínuo deslocando*· -se na direcção perpendicular à superfície, iodem fabricar-se difusores satisfatórios a partir de rede de aramo finamente urdido»

De preferencia, o vapor de água fornecido à câ mara de humedecimento é um va^or saturado, menos preferido o vapor sobressaturado, visto que tipicamente proporciona umu acção de humedecimento menor. G vapor húmido, que é uma mistu, ra de finas gotícalas de água con vapor saturado, pode ser também usado, rodem igualmente empregar-se outros gases aquosos, incluindo misturas de gotículas de água microscópicas dispersas em gases diferentes do vapor de água. Podo fornecer -se uma mistura à câmara de humedecimento, com um fluxo com a configuração desejada, orientando a mistura para a câmara de humedecimento através de uma conduta apropriada· Por exemplo, o aparelho ilustrado esquemàticamente na fig* 5 inclui um rnan to anular (300) com um eixo (302) e um certo número de palhetes (304) dispostas radialmente, A corrente de material cm partículas faz-se passar para a câmara de humedecimento ao longo do eixo (302). A mistura introduzida no manto junto da sua periferia através das entradas (3’06) passa radialmente pa ra dentro entre as palhetas e flui radialmente para dentro no sentido do eixo (304). Assim, a corrente de material em parti • cuias é envolvida por mistura ou gás aquoso que flui para den tro no sentido do eixo.

60$00 jÉ®

Podem ser aglomerados pelos processos segundo a presente invenção materiais em partículas solúveis na água diferentes do café· Tal como é usado na presente invenção, o termo material em partículas solúvel na água refere-se a um material em partículas que formará uma fase fluida por humede cimento, independentemente de essa fase fluida ser uma verdadeira solução e independentemente de essa, fnse fluida incluir todos os constituintes do material* Fntre os materiais que po dem ser aglomerados contam-se o chá solúvel, o pó de chicória solúvel, o pó de cevada solúvel» pó de leite desnatado e misturas de bebidas à base de cacau* x^Jodem igualmente aglomerar-se combinações destes materiais.

aparelho atras descrito pode também ser usado para escurecer os materiais atrás mencionados e outros materiais em pó higroscépicos, sem uma aglomeração significativa. Os grânulos sólidos e unitários do material são dirigidos através do tubo de alimentação do conjunto de injectores, expostos â nuvem de vapor, humedecendo e escurecendo assim a su perfície exterior de cada grânulo. Os grânulos humedecidos são depois secos* Os grânulos tratados desta maneira tipicamente são muito maiores que as partículas minúsculas fundidas no processo de aglomeração atrás descrito* Fm vez disso, os grânulos podem ser aglomerados resultantes do processo de aglo meração·

As técnicas de escurecimento segando este aspecto da presente invenção utilizam vapor de agua, ou outros gases aquosos, eficientemente para conseguir o desejado efeito de escurecimento. 0 gás aquoso que forma a nuvem imóvel no trajecto das partículas não comunica qualquer velocidade apreciável aos grânulos projectados através da nuvem, ror con seguinte, o fornecimento de gás aquoso e portanto o teor de humidade da nuvem pode ser aumentado como se desejar para con seguir o grau desejado de escurecimento sem afectar o tempo de permanência dos grânulos na nuvem, ielo contrário apenas pode obter-se um efeito de escurecimento limitado com técnicas que utilizam apenas um jacto de vapor de água proveniente

de um injector, As tentativas para aumentar o efeito de escurecimento pelo aumento do fluxo de vapor num tal jacto estão por si votadas ao malogros o aumento do fluxo do vapor impele os grânulos com maiores velocidades e portanto reduzem o tempo de permanência dos grânulos no vapor.

fuma forma de x-ealização segundo a presente in venção, um processo de aglomeração como descrito atrás c ajus ta do poi» forma a px*oduzir aglomerados fundidos mas do câr χ·βlativamento claras, Algtins destes aglomox’ados são depois passados por uma operação de escurecimento como a descrita» Depois novamente misturados com os aglomerados de cores claras para proporcionar um produto com una aparência variegada. -s conjuntos de injectores usados para as operações de aglomex’açSo e escurecimento podem fazer a alimentação da musma câmara de secagem. Assim» o material que sai da câmara de secagem se rá uma mistura de aglomerados escurecidos e não escurecidos*

A salda do fragmentador pode ser ligada ao conjunto de injectores de escurecimento de modo que apenas os pedaços resultan tes da fragmentação de aglomerados de dimensães exageradas serão reenviados n operação de escurecimento. Como os aglomerados com dimensões exageradas são produzidos apenas na operação de aglomeração e nao na operação de escurecimento, o material reciclado para a operação de escurecimento não incluirá material prèviamente escurecido.

Certos aspectos da presente invenção estão ilustrados nos exemplos seguintes»

EXEMPLO 1

Pulverizou-se um pó de extracto de café obtido por secagem de uma pulverização, para obter partículas com di mensães de microns, as quais foram transportadas no ar para um colectcr de ciclone e transferidos do colector de ciclo ne para um transportador de parafuso, L parafuso força o pá a passar através de um parafuso, com o caudal de cerca de -o35

Kg por minuto por cm da área da secção do orifício, 0 pó sai do orifício sob a forma de uma corrente de sólidos que se de sintegra em agregados preliminares quando cai no interior do tubo de alimentação do conjunto de injectores de aglomeração* conjunto de injectores e semelhante ao ilustrado na fig. 2, mas não há qualquer intervalo entro os orifí cios anulares do vapor e o tubo de alimentação, de modo que o orifício de vapor anular interior envolve directamento o tubo de alimentação. $ ígualmentc omitido o anol aspirador. J difusor e um colar poroso com poros de 1 rnicron. bornecou-se va por de água sob uma pressão de cerca de 75'3 a 1,530 Pa através dos orifícios anulares de vapor com um caudal de cerca de

3

1,28 x 10 a 2,1 x 10 -ig por minuto por metro quadrado de área do orifício. 0 vapor de água, sob a pressão de cerca de 17 ia á aplicado ao exterior do colar poroso e difunde-se através do mesmo oom um caudal de cerca de 13,3 i£g por minuto por metro quadrada de área do difusor.

Quando passam através da nuvem de vapor no interior do colar, os aglomerados preliminares são convertidos em aglomerados definitivos, listes passam para uma câmara do secagom inicial onde encontram ar seco e quente e são secos parcialmente junto das suas superfícies. Os aglomerados definitivos passam desta câmara para um leito fluidificado onde continuam a ser secos atá obter um teor do humidade de cerca de 3,2,4. Os aglomerados secos passam para um crivador equipado com um crivo superior de 1,68 mm e um crivo inferior de 595 microns. Os aglomerados com dimensões exageradas são diri gidos para um fragmentador e depois voltam ao crivador, nu qual os pedaços com dimensões demasiado pequenas são reciclados para o pulverizador.

produto recuperado entre os oi'ivos superior e inferior á constituído principalmente por pedaeos de arestas vivas com formas semelhantes âs das partículas do cafe torrado e moído, O produto tem uma cõr escura agradável com

2¾ manchas claras que se assemelham às manchas de côr clara encontradas no café torrado e moldo.

EXEMPLO 2

Quando sc diminui progressivamente a pressão de vapor aplicado ao colar poroso no processo do Exemplo 1 pa ra 7 KM e se diminui correspondentemente o fluxo de vapor através do colar poroso para corca do 6,7 por minuto por metro quadrado do área do difusor, o produto toma-sc jro;;rns sivamente mais claro e a densidade do produto diminui progres slvamente.* demonstrando os resultados do grau de humodocim^nto progressivamente menor. 'Quando se aumenta pragrossi a pressão do vapor aplicado ao colar poroso para cerca, do dl K»’a» donde resulta um aumento do caudal através do colar poro so paru cerca de 19 Kg por minuto por metro quadrado da aron do difusor, o produto torna-se progressivamente mais escuro, aumentando a densidade e tendo as partículas arestas vivas, demonstrando os resultados de um maior humedecimento.

EXEMPLO 3

Jrocessou-se café soldvol obtido por secagem de uma pulverizajão de acordo com o Sxomplo 1, excepto que o pó e pulverizado apenas ate obter dimenaíos médias das partículas de cerca de 5^r) microns. 0 produto tom uma aparência escurecida uniformemente e esponjosa; não tem arestas vivas o tem uma aparência do fincas.

EXEMPLO 4

Secou-se uma mistura do extracto de chicória na forma de pó, pulverizando o mesmo para o interior de uma torre de secagem juntamente com ar a uma temperatura de cerca de 370°£m medida com um termómetro do ampola seca. C pó rcsul tanta é recolhido e pulverizado ato obter partículas com dimensões médias de cerca de 40 microns. 0 pá pulverizado ê for

juecido através de um transportador de parafuso com uma descar ga não limitada» para um alimentador vibratório· 0 pó passa do alimentador vibratório através de um injector de aglomeração semelhante ao ilustrado na fig· 2» novamente para a mesma câmara de secagem usada na secagem do extracto líquido e seca

I .

do simultaneamente· 0 difusor e um colar poroso com aberturas dos poros nominalmente com 5 microns. Fornece-se vapor de agua aos orifícios anulares sob uma pressão de cerca de 3 KPa e ao colar poroso a cerca de 37 Kfa. Fornece-se ar através de um anel aspirador colocado a jusante do colar poroso a cerca de OfOk m^/min·

Dirigiu-se a mistura dos aglomerados secos e das partículas de pó que sai do secador para um dispositivo de crivagem equipado com um crivo superior de 2,38 mm e um crivo inferior de 7θ7 microns. 0 dispositivo de crivagem está equipado com um triturador interno para a fragmentação dos

I aglomerados com dimensões exageradas até que eles passem pelo i crivo superior. Os pedaços finos e as partículas de pó provenientes da operação de secagem da pulverização passam pelos dois crivos e são novamente levados ao pulverizador. O produto retido entre o crivo superior e o crivo inferior tem arestas vivas, uma aparência de flocos semelhante à das partículas de café torrado e moldo, uma cór escura com algumas porções claras e uma densidade de 25,0 g/dl.

EXnfPLO 5

Fizeram-se passar para uma câmara de secagem, através de um conjunto de injectores semelhante ao da fig. 1, excepto que se omitiu o anel aspirador, grânulos unitários de café solúvel obtidos por liofilização, com dimensões de cerca de 2 mm· 0 vapor difunde-se para dentro através de um colar poroso com um caudal de cerca de 2,1 Kg por minuto por metro quadrado de área do difusor· Vapor de água adicional flui pa• ra jusante através dos orifícios anulares que circundam o tu. bo de alimentação· Os grânulos inicialmente têm uma cór parda

clara e uma densidade de cerca de 23,2 g/dl. Depois da passagem através do conjunto de injectores e do secador, os grânulos têm uma côr castanha extremamente escura correspondente à dos pés de café torrado convencionais mais escuros e uma densidade de cerca de 25»5 g/dl. O consumo total de vapor de água na operação de escurecimento é cerca de 0,42 Kg de vapor por Kg de grânulos tratados.

EXEMPLO 6

Pulverizou-se um pó de extracto de café obtido por secagem de uma pulverização até obter partículas com dimensões médias de 31 microns e fez-se passar para o tubo de alimentação do injector de aglomeração através de um alimenta dor de parafuso com uma descarga não limitada e um alimentador vibratório. 0 pó nfio forma aglomerados preliminares em me dida apreciável antes de entrar no injector de aglomeração.

conjunto de injectores é semelhante ao ilustrado na fig. 2, excepto que o anel aspirador foi omitido. 0 difusor tem aberturas dos poros nominalmente com 5 microns. Fornece-ae vapor de água sob a pressão de 1 Kpa através dos orifícios anulares do vapor envolvendo o tubo de alimentação

Λ a cerca de 2,0 x IO³ Kg por minuto por metro quadrado de área do orifício. Aplicou-se vapor de água à pressão de cerca de 33 KPa ao exterior do difusor, passando o mesmo através do d£ fusor com um caudal de 45 Kg por minuto por metro quadrado de área do difusor.

Quando passa através da nuvem de vapor dentro do difusor, o pó e aglomerado. Os aglomerados são secos e depois passam para um dispositivo de crivagem equipado com um crivo superior de 2,38 mm e um crivo inferior de 7°7 microns. Os aglomerados com dimensões exageradas são fragmentados e voltam ao dispositivo de crivagem, enquanto que o material • com dimensões insuficientes retorna ao pulverizador. 0 produ. to recolhido entre os crivos superior e inferior têm uma apa rência de flocos com arestas vivas que se assemelha ao café instantâneo obtido por liofilizaçao»

EXEMPLO 7 (EXEMPLO DE COMPARAÇÃO)

Repetiu-se o procedimento do Exemplo 6 usando o mesmo pó e o mesmo injector de aglomeração, excepto que se omitiu o colar poroso. Aplicou-se o vapor apenas através dos o orifícios anulares do vapor com um caudal de 2,0 x 10^ Kg por minuto por metro quadrado da érea dos orifícios» Assim, o pro cesso de aglomeração não está de acordo com a presente invenção, produto tem uma aparência esponjosa e escure cida de maneira uniforme» em vez da aparência de flocos de arestas vivas obtida no Exemplo 6, Com o mesmo caudal de pó usado no Exemplo 6» a salda do produto é apenas cerca de meta de da obtida no Exemplo 6; é convertida em aglomerados com di mensÕes na gama desejada uma menor proporção do pó que no Exemplo 6.

EXEMPLO 8

Pulverizou-se um extracto de chá obtido por se cagem de uma pulverização, para obter partículas com dimensões médias de 4o microns usando o mesmo equipamento utilizado no Exemplo 6, 0 caudal de pó fornecido ao injector de aglo meração e cerca de 65jo do usado no Exemplo 6, As pressões do vapor foram ajustadas para proporcionar um caudal de cerca de

1,3 x lv Kg por minuto por metro quadrado de área do orifício e cerca de 26 Kg por minuto por metro quadrado de área do difusor» Noutros aspectos, o processo e idêntico ao usado no Exemplo 6. 0 produto tem a aparência de flocos com arestas vi vas e uma densidade de 21 g/dl.

60$<)0

EXEMPLO 9

Pulverizou-se num moinho de martelos equipado com crivo de descarga com furos de cerca de 3 mm de diâmetro uma mistura de pá de cacau» açúcar» lecitina e aromas. 0 mate rial pulverizado tem uma distribuição de dimensães das partículas ampla e inclui quer partículas finas de cacau, quer par tículas grandes de açúcar com uma côr clara característica· Fornece-se o material pulverizado ao injector de aglomeração com um caudal de cerca de 65½ do usado no Exemplo ó. Escolheram-se pressães de vapor para proporcionar caudais de cerca de 2,9 x 1CT Kg por minuto por metro quadrado da área dos ori fícios e cerca de 36 Kg por minuto por metro quadrada de área do difusor. 0 dispositivo de crivagem possui um crivo superior com aberturas de 1,19 mm e não possui qualquer crivo inferior; todo o material cue passa pelo crivo superior r retirado do sistema como produto. Nos outros aspectos, o processo é o mesmo que se usou no Exemplo 6, 0 produto tem uma côr mui to escura. As partículas de açúcar de côr clara estão revesti das com cacau, indicando que as partículas de cacau finas foram aglomeradas com as partículas de açúcar· i

EXEMPLO 10

Pulverizou-se um pó de extract? de cevada obti do por secagem de uma pulverização, para obter partículas com dimensães médias de cerca de 35 microns e forneceu-se através de um conjunto de injectores de aglomeração com apenas um ori fício anular para o vapor, sem qualquer intervalo anular entre o orifício do vapor e o orifício de alimentação, um difusor cilíndrico com poros de 1 micron e sem anel aspirador. Não há formação significativa de aglomerados preliminares antes da fase de humedecimento. Usaram-se caudais de vapor de o

cerca de ^»5 x IO’’ Kg por minuto por metro quadrado da área do orifício e cerca de 15»6 Kg por minuto por metro quadrado de área do difusor, na fase de humedecimento. Os aglomerados produzidos na fase de humedecimento são secos e crivados usan

do um crivo superior de 2,38 mm e um crivo inferior de 707 mi crons· Os pedaços de dimensões exageradas são rejeitados em vez de fragmentados e são igualmente rejeitados os pedaços de dimensões demasiado pequenas· 0 produto recolhido entre os crivos superior e inferior têm a aparência de flocos de arestas vivas.

KXfflPLO 11

Forneceu-se um pó do leite sem gordura com par tícuias com dimensões médias de cerca de 35 microns, sem formação apreciável de agregados preliminares, a um conjunto de injectores de aglomeração semelhante ao ilustrado na fig· 2 mas sem anel aspirador e com um difusor com poros de 5 microns

Forneceu-se vapor de água a orifícios anulares a uma pressão de cerca de 1,5 KVa e ao colar poroso a cerca de 42 JÍPa, Os aglomerados formados no conjunto de injectores foram secos e crivados com um crivo superior de 3»3<» mm e um crivo inferior de 707 microns.

Os aglomerados com dimensões exageradas sao re enviados para o dispositivo de crivagem e fragmentados no mes mo, enquanto as partículas com dimensões demasiado pequenas são separadas para serem novamente tratadas. 0 produto retido entre os crivos á constituído por pedaços de forma irregular, tem uma densidade de 19 g/dl e dispersa-se facilmente em água quente·

Claims

R F I V I N D I C A gÒ B S

Processo para o tratamento de material em partículas solúvel na água, caracterizado por conpiOsnder as fases de:

a) projectar uma corrente de material em partículas atravás de uma zona de humedecimento num sentido de montante para jusanteí ! h) hnsiedecer as partículas dirigindo um gás aquoso para dentro no sentido da referida corrente de pó a partir do extp rior da periferia da corrente de modo quo o gás aquoso que flui para dentro no sentido do centro da corrente envolva j a corrente; e depois i c) secar o material.

- 2S Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material ser projectado numa corrente de se cção na generalidade circular e o gás aquoso fluir no sentido do eixo da corrente» sendo o caudal desse fluxo substancialmente constante em tomo da periferia da corrente.

• Processo de acordo com a reivindicação 1, cn- • racterizado por o referido gás aquoso ser vapor de água e es31 vapor água ser dirigido corrente*

Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material ser projactado fazondo-o passar através de um orifício de alimentação na extremidade de montante da zona de humedecimento e ^or compreender ainda a fase de projectar vapor de água para jusante com uma velocidade subsónica junto da corrente a partir do orifício do vapor Jun to do referido orifício de alimentação*

- 51 processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material ser projectado fazendo-o passar através de um orifífio de alimentação na extremidade de montante da referida 2ona de humedecimento, compreendendo ainda a fase de fornecer um gás de arrefecimento para jusante a uma velocidade subsánica em torno do exterior do orifício de alimentação.

- 6« processo de acordo com a reivindxcação 1, caracterizado por compreender além disso c fase de fragmentar pelo menos algum do material seco.

- 7» 32 |so$oo ΐίΐοΜ

Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender além disso as fases de pôr em con tacto umas com as outras algumas das partículas para formar aglomerados preliminares, sendo esses aglomerados preliminares projectados na referida corrente.

• 8«

Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a referida fase de humedecimonto sei* realizada em condições tais que pelo menos algumas das estruturas ; dos aglomerados preliminares sobrevivam à fase de humedecimen ! to.

Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a referida fase de humedecimento ser realizada de modo que os centros de pelo menos alguns dos aglomerados preliminares sejam molhados em menor grau que a superfície exterior desses aglomerados, de modo que depois da secagem dos centros doe aglomerados definitivos formado3 a partir dos referidos aglomerados preliminares tenham uma aparência diferente da sua porção superficial, compreendendo ainda a fa se de fragmentação dos aglomerados definitivos para expor pelo menos alguns dos referidos centros.

- 19? àrocesso de acordo cor a reivindicação 1, caracterizado por o material em portfcuias ser café solúvel.

- 11* Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 10, caracterizado por as dimensões médias das partículas do material em partículas ser menor que cerca de 40 microns.

- 12» *

Aparelho para o tratamento de material em par tículas solúvel em água, caracterizado por compreender:

a) meios para projectar uma corrente do material numa direcçfio para Jusante ao longo de um certo trajecto;

b) meios para humedecer o material fornecendo um gás aquoso de modo que o gás aquoso que flui para dentro no sentido do referido trajecto a partir da periferia exterior da cor rente envolve a correntel e

c) meios para secar o material humedecido pelo referido meio de humedecimento.

Aparelho de acordo com a reivindicação 12, ca racterizado por o referido.meio de fornecimento de gás aquoso incluir um difusor que se estende em torno do referido trajec tc e meios para aplicar vapor de água ao referido difusor de modo que o vapor passa através do difusor no sentido do referido trajecto.

- 14a Aparelho de acordo com a reivindicação 13, ca racterizado por o referido difusor ser um manto tubular que se estende verticalmente, incluindo os referidos meios de pro jecçSo um orifício de alimentação disposto junto da extremidg de superior do manto e meios para a descarga do material atra vés do referido orifício de alimentação·

- 15* Aparelho de acordo com a reivindicação 14, ca racterizado por o referido manto ter a forma de uma superfície de revolução em torno de um eixo vertical, tendo o manto uma porosidade substancialmente uniforme em torno da sua peri feria, sendo os referidos meios de aplicação do vapor de água operativos para aplicar vapor de água à superfície exterior do manto com uma pressão substancialmente uniforme em torno da periferia, sendo o referido orifício de alimentação circular e estando alinhado com o eixo do manto*

- 16» Aparelho de acordo com a reivindicação 14, ca racterizado por compreender além disso um orifício para o vapor de água disposto junto do referido orifício de alimentação e dirigido para jusante e meios para fornecer vapor de água ao referido orifício do vapor com uma pressão predetermi nada*

- 17* Aparelho de acordo com a reivindicação 14, ca racterizado alem disso por compreender meios para projectar

- 35 um gás de arrefecimento para jusante em torno do referido ori ffcio de alimentação.

- 18* -

Aparelho de acordo com a reivindicação 12, ca racterizado por compreender além disso meios para pãr em contacto, umas comas outras partículas do material para formar aglomerados preliminares e projectar estes aglomerados na referida corrente.

Aparelho de acordo com a reivindicação 12 ou a reivindicação 18, caracterizado por compreender alem disso meios para fragmentar pelo menos uma parte do material depois da exposição ao gás aquoso.

A requerente declara que o primeiro pedido _ desta patente foi depositado nos Estados Unidos da América em 1 de Julho de 1985* sob o numero de série 06/750.931.