MX2007008596A - Sistema de produccion de producto alimenticio aseptico esterilizado por calentamiento ohmico con adicion posterior de agua salada. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un procedimiento para la esterilización de una composición alimenticia formada de una mezcla heterogénea de al menos una fase líquida y de partículas sólidas que comprende cuatro etapas - una primera etapa de preparación de una fase concentrada líquida/ con partículas con una cantidad reducida de sal, - una segunda etapa de esterilización compuesta de una fase de calentamiento óhmico y de una fase de retención de la fase concentrada, - una tercera etapa de enfriamiento de la fase concentrada estéril, - una cuarta etapa de acondicionamiento la fase concentrada es mezclada después de la fase de calentamiento con una fase acuosa que comprende agua estéril salada necesaria para la formulación final de dicha mezcla heterogénea de al menos una fase líquida y de partículas sólidas.

Description

SISTEMA DE PRODUCCIÓN DE PRODUCTO ALIMENTICIO ASÉPTICO ESTERILIZADO POR CALENTAMIENTO ÓHMICO CON ADICIÓN POSTERIOR DE AGUA SALADA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere al campo de la preparación de composiciones alimenticias, particularmente de sopas, asi como a las instalaciones para poner en práctica dicho procedimiento.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La esterilización de productos alimenticios heterogéneos comprende una fase líquida y partículas tales que las sopas plantean el problema de la heterogeneidad del calentamiento ligada a la presencia de dos fases, una líquida y una sólida.

Se conoce el procedimiento de calentamiento de productos alimenticios que comprende una fase líquida y partículas descrito en el documento EP B1 0 323 654.

Esa patente se refiere a un procedimiento para el tratamiento térmico de un flujo continuo de una mezcla de sustancias, constituida por un líquido que encierra partículas sólidas en el cual la mezcla es calentada hasta una cierta temperatura deseada en uno o más intercambiadores térmicos. La mezcla de sustancias se mantiene durante un cierto tiempo a esta temperatura en un dispositivo de mantenimiento de calor, después es enfriada hasta la temperatura final deseada en uno o más intercambiadores térmicos. Ese documento de la técnica propone, para el tratamiento térmico de una mezcla de sustancias que encierran partículas sólidas de tamaños diferentes que pueden estar separadas en un cierto número de fracciones dimensionales, regular separadamente, en función del tamaño de las partículas sólidas en una fracción considerada, la duración de la permanencia de las diferentes fracciones dimensionales de partículas sólidas en el dispositivo de conservación de calor. Esta regulación se propone independientemente de la duración de la permanencia del líquido en el dispositivo de mantenimiento de calor, las partículas sólidas estando rodeadas permanentemente por el líquido en circulación.

Esta solución propone aplicar las duraciones del tratamiento térmico más elevadas para los constituyentes de la mezcla de dimensión más grande. Para eso, esta solución conduce a un calentamiento a una temperatura adaptada para garantizar la esterilidad, y enseguida el mantenimiento de la temperatura es ajustado en función del tamaño de las partículas.

El inconveniente de esta solución es que, para garantizar la esterilización de todos los constituyentes, comprendiendo aquellos de dimensión más grande, es necesario fijar la temperatura de calentamiento inicial de la mezcla a un valor elevado, adaptado a los constituyentes de gran dimensión, pero excesivo para los constituyentes de tamaño más pequeño. Esto implica una degradación de la cualidad organoléptica del producto alimenticio preparado de esta manera.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Para responder a este inconveniente, la invención se refiere a, según su acepción más general, un procedimiento de esterilización de una composición alimenticia formada de una mezcla heterogénea de al menos una fase líquida y de partículas sólidas que comprende cuatro etapas: - una primera etapa de preparación de una fase concentrada líquida/ con partículas con una cantidad reducida de sal, - una segunda etapa de esterilización compuesta de una fase de calentamiento óhmico y de una fase de retención de la fase concentrada, - una tercera etapa de enfriamiento de la fase concentrada estéril, - una cuarta etapa de acondicionamiento, la fase concentrada es mezclada después de la fase de calentamiento con una fase acuosa que comprende agua estéril salada necesaria para la formulación final de dicha mezcla heterogénea de al menos una fase líquida y partículas sólidas.

El calentamiento óhmico permite un aumento de temperatura rápido conservando las cualidades organolépticas de los alimentos y se utiliza para la esterilización de los alimentos. Éste permite un calentamiento de los alimentos por el paso de una corriente eléctrica, la resistencia del producto a la circulación de la electricidad provoca la elevación de la temperatura. Los dispositivos de calentamiento óhmico comprenden un canal central tubular en las extremidades en el cual se colocan electrodos perforados para permitir la introducción de un fluido en el tubo así como su recolección. Esos dos electrodos son a la vez perpendiculares al canal y a la dirección general del flujo del fluido.

En la presente invención, el calentamiento óhmico se pone en práctica de acuerdo con una forma particular, adaptada al calentamiento separado de la fase concentrada. La conductividad de un compuesto es dependiente de su salinidad y de su temperatura, el ajuste de la salinidad de la fase concentrada tiene por objetivo optimizar las condiciones de la puesta en práctica de su calentamiento. La heterogeneidad de calentamiento es en efecto debida en parte a la diferencia de conductividad eléctrica de los ingredientes en los productos alimenticios complejos.

Como regla general, las sopas y los platos cocinados tienen porcentajes de sal que van desde 0.7% hasta 1.2%. Esa sal, al momento de preparar los productos, es añadida a la fase líquida y se disuelve. Sin embargo, la difusión iónica desde el líquido hasta el núcleo de los productos sólidos es relativamente lenta y difícil de controlar industrialmente. Esto resulta en una gran heterogeneidad de la conductividad eléctrica de las partículas. Este contratiempo explica en parte que la mayoría de las aplicaciones del calentamiento óhmico no se refieran más que a productos homogéneos.

De acuerdo con un primer modo de realización, la mezcla de dicha fase concentrada estéril con dicha fase acuosa que comprende agua estéril salada se efectúa entre la etapa de esterilización y la etapa de enfriamiento de manera que se optimice el enfriamiento de dicha fase concentrada estéril.

De manera ventajosa, dicha fase acuosa que comprende agua estéril salada es enfriada a una temperatura inferior a 10°C, antes de la mezcla con la fase concentrada estéril.

De acuerdo con un segundo modo de realización, la mezcla de dicha fase concentrada estéril con dicha fase acuosa que comprende agua estéril salada se efectúa en el transcurso del acondicionamiento en el contenido final del producto por doble dosis aséptica de manera que mejore la precisión de la dosis de cada fase.

De acuerdo con un tercer modo de realización, la mezcla de dicha fase concentrada calentada a la temperatura de esterilización con dicha fase acuosa que comprende agua estéril salada calentada a la temperatura de esterilización se efectúa antes de la retención de manera que limite los riesgos de pérdida de esterilidad debidos a la puesta en práctica de la mezcla.

De acuerdo con una variante, la concentración de sal de la parte líquida de dicha fase concentrada es inferior a 0.5%.

De acuerdo con un modo de realización ventajoso, la conductividad de los componentes de dicha fase concentrada es homogénea y la separación de la conductividad de los componentes no supera 1 a 3.

De acuerdo con otra variante, la conductividad de dicha fase concentrada es inferior es inferior a 10 miliSiemens por centímetro a 25°C.

De manera ventajosa, la concentración de sal de dicha fase acuosa depende de la concentración de sal de la fase concentrada de manera que la solución procedente de la mezcla de las dos fases tiene 0.7% de sal en promedio.

De preferencia, dicha fase concentrada comprende un espesante.

De acuerdo con un modo de realización preferido, la temperatura de calentamiento óhmico de la fase concentrada está comprendida entre 130°C y 140°C.

De acuerdo con un modo de puesta en marcha particular, la esterilización de la fase concentrada se realiza por el paso en un primer tubo de calentamiento óhmico que asegura una elevación de la temperatura, después por el paso en una cámara intermedia que asegura la homogeneización de la temperatura, después en un segundo tubo de calentamiento óhmico que asegura una segunda elevación de la temperatura.

La invención se refiere igualmente a una instalación de esterilización de una composición alimenticia formada de una mezcla heterogénea de al menos una fase líquida y de partículas sólidas, para poner en práctica el proceso que comprende un mezclador alimentado por una parte por una fase acuosa estéril salada, y por la otra por una fase concentrada líquida/ con partículas con una cantidad reducida de sal. La instalación comprende además un equipo de esterilización de dicha fase concentrada que comprende al menos un tubo de calentamiento óhmico y al menos una cámara así como un sistema de enfriamiento.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención será mejor comprendida con la lectura de la descripción a continuación, que se refiere a los dibujos anexados relacionados con los ejemplos no limitativos de realización en donde: - la figura 1 representa una vista esquemática de la instalación que permite la esterilización y el acondicionamiento de productos alimenticios que comprende una sección de calentamiento óhmico. - la figura 2 representa una vista esquemática de la instalación que permite la esterilización y el acondicionamiento de productos alimenticios que comprende dos secciones de calentamiento óhmico en serie.

La figura 1 representa una vista esquemática de un primer ejemplo de instalación para poner en marcha la invención. Ésta comprende dos lineas de producción paralelas, la primera línea (100) está destinada a la preparación y a la esterilización de la fase concentrada, y la segunda línea (200) está destinada a la preparación y a la esterilización de la fase acuosa. Un último puesto (300) realiza la mezcla de esas dos fases ya esterilizadas y preparadas así como su acondicionamiento.

La primera línea de esterilización (100) comprende una tolva de alimentación (3) formada por una cuba que integra un mezclador. Esta tolva (3) es alimentada con trozos de verduras, trozos de carne, agua, uno o más espesantes, aromas y aromatizantes.

La salinidad de esa mezcla es verificada y ajustada como se describe posteriormente. En particular, el contenido de sal es inferior al contenido final pretendido, y adaptado principalmente en función de las condiciones de calentamiento óhmico investigadas. De igual forma, el contenido de agua es ajustado para permitir garantizar una buena homogeneidad y por esto se busca concentrar la mezcla con el fin de que los trozos sólidos (carne, verduras) sean transportados por una fase portadora viscosa que asegura una buena conducción térmica y una buena sustentación en la columna de calentamiento óhmico.

Una bomba positiva de transferencia (2) con pistón o lóbulo asegura la alimentación de un depósito regulador (4a). La característica principal de la bomba positiva de transferencia (2) es permitir la transferencia de productos en trozos grandes mientras se preserva la integridad de los trozos. El contenido del depósito regulador (4a) sirve para la alimentación en flujo continuo de una segunda bomba (5) que alimenta la columna de calentamiento óhmico (6).

El conjunto de esta cadena de alimentación arriba está configurado para preservar los trozos sólidos contenidos en la mezcla.

La columna de calentamiento óhmico (6) está compuesta de un tubo en materiales aislantes y comprende electrodos (7) alimentados por una fuente de tensión (1 ). La tensión y la duración del paso de la fase concentrada son ajustadas para garantizar una esterilización de todos los constituyentes de la fase concentrada, sin exceso de calentamiento. Los parámetros de calentamiento se fijan por un método experimental que consiste en aumentar de manera ¡ncremental la duración y/o la tensión aplicada a los electrodos hasta que la cualidad bacteriológica a la salida de la instalación alcance un nivel satisfactorio. El mantenimiento de esos parámetros puede ser dirigido por un dispositivo regulador unido a una sonda de temperatura que mide la temperatura a la salida de la columna (6).

El tubo de calentamiento óhmico (6) puede presentar una configuración particular con el fin de permitir un calentamiento de un flujo de producto continuo y de uniformar el tiempo de permanencia de los compuestos del producto alimenticio. Comprende entonces un conducto de calentamiento de sección tubular en material eléctricamente aislante que presenta en sus dos extremidades un electrodo anular. Los dos electrodos están unidos a una fuente de alimentación de corriente eléctrica. La instalación de calentamiento es alimentada por una bomba de alimentación accionada por un primer motor. El tubo comprende un tornillo sin fin constituido de un material no conductor, accionado por un segundo motor puesto en marcha para asegurar un caudal en la cámara de calentamiento sincrónica con el caudal de alimentación. El tornillo sin fin delimita los espacios divididos por dos segmentos consecutivos, que aseguran un accionamiento regular de los productos introducidos en la columna de calentamiento, a pesar de su heterogeneidad.

La fase concentrada a la salida de la columna de calentamiento óhmico (6) alimenta una cámara (8) formada de tubos que aseguran el mantenimiento de temperatura para homogeneizar la temperatura de la fase concentrada, y finalizar el tratamiento de esterilización. A la salida de la cámara (8), la fase concentrada así esterilizada es enfriada en un intercambiador de calor tubular (9) . Las paredes del intercambiador de calor tubular (9) son enfriadas por una circulación de agua fría. Después, la fase concentrada estéril es almacenada en un depósito regulador (4b).

La segunda línea de esterilización (200) comprende una alimentación de agua salada en la cual la salinidad es ajustada con el fin de que el producto final, después de la mezcla de dos fases, presente un contenido de sal satisfactorio. El contenido de esta fase líquida es determinado para compensar el déficit de sal de la fase concentrada, después de la mezcla final.

Esta línea (200) comprende un medio de esterilización por calentamiento en los intercambiadores con placa (11 ). Una compuerta de regulación ajusta el caudal de la fase líquida esterilizada en función de los contenidos de sal y agua finales investigados. El exceso de la fase acuosa es reintroducido en la segunda línea de esterilización por un circuito de regreso.

Las dos fases esterilizadas son enseguida mezcladas en un puesto de acondicionamiento (10) .

Esta instalación constituye un simple ejemplo no limitativo de la puesta en práctica de la invención, y la descripción a continuación se refiere más específicamente a las etapas del procedimiento puestas en práctica por esta instalación.

En la fase concentrada, se distinguen dos fases; una fase llamada portadora que es líquida y una fase sólida. La fase concentrada comprende todos los ingredientes necesarios para la elaboración del producto final. Sin embargo, está provista de una cantidad de agua y de sal reducida de manera que se obtiene una fase concentrada que tiene una homogeneidad relativa de conductividad de los componentes que asegura un calentamiento homogéneo entre las partículas y la fase portadora. La separación de conductividad entre los diferentes componentes no supera los factores 1 a 3.

Los ingredientes sólidos presentan una conductividad eléctrica que puede ser bastante débil en el rango de 2 a 6 mS/ cm. a 25°C.

La conductividad promedio de esta fase portadora no puede exceder los 10 mS/ cm. a 25°C. Esto resulta en un porcentaje de sal en la fase concentrada que debe ser inferior a 0.5%.

La fase acuosa destinada a ser mezclada con la fase concentrada después de su calentamiento es una solución salina. Por sal se entiende la sal alimenticia que está principalmente constituida de cloruro de sodio, aunque algunos contaminantes naturales pueden estar igualmente presentes en cantidades variables, de acuerdo con el origen y el método de producción de la sal. La concentración de sal de esta fase depende de la proporción de la fase concentrada y del porcentaje de sal presente en la fase concentrada. Por ejemplo, para una fase concentrada al 60% y salada al 0.5%, la cantidad de agua salada será de 40% con un porcentaje de sal de 1.3% para alcanzar una salinidad promedio del producto reconstituido de 0.7%.

La esterilización de la fase acuosa depende de su concentración de sal. En efecto, si la concentración de sal es superior a 1.5%, la esterilización se efectúa por filtración sobre un doble filtro que comprende poros de 0.2 m de diámetro. Por el contrario, para las concentraciones inferiores a 1.5% de sal, el producto puede sufrir una esterilización térmica clásica a 140°C, en un intercambiador tubular o en un intercambiador con placas tal como el esquematizado en la figura 1.

De acuerdo con la invención, la fase concentrada después de calentada o después de esterilizada, es completada por la fase acuosa estéril con el fin de obtener la composición definitiva del producto alimenticio.

De hecho, una vez que la fase concentrada es calentada por la columna de calentamiento óhmico 6, su mezcla con la fase acuosa puede tener lugar indiferentemente en cualquiera de las etapas siguientes.

De acuerdo con una primera variante, la mezcla se lleva a cabo tal como se esquematiza en la figura 1 , durante el acondicionamiento, por doble dosis aséptica en el contenido final del producto. Esta técnica permite una dosis precisa de la fase concentrada después de la fase acuosa en el contenido previamente esterilizado. La esterilización previa del contenido puede ser efectuada por la utilización de peróxido o cualquier otro método de esterilización. La mezcla se hace en un ambiente estéril, es decir, bajo un flujo laminarlo por ejemplo o en una cámara con superpresión de aire estéril. El contenido, una vez cerrado herméticamente, puede ser objeto de agitación con el fin de mezclar las dos fases.

En una segunda variante, la mezcla se hace más arriba y particularmente a la salida de la cámara 8. En ese caso, la solución salina es enfriada a una temperatura inferior a 10°C antes de su incorporación en la fase concentrada. Esta técnica permite optimizar el enfriamiento de la fase concentrada ya que el producto final mezclado debe tener una temperatura inferior a 40°C.

En una tercera variante, la mezcla se realiza directamente después del calentamiento óhmico por la mezcla de dos soluciones calentadas a la temperatura de esterilización antes de la cámara 8. Esta última posibilidad permite hacer una mezcla fuera de la zona aséptica y en consecuencia limitar los riesgos de pérdida de esterilidad debidos a la puesta en práctica de la mezcla. Una combinación de las posibilidades de mezcla anteriores puede ser considerada.

El calentamiento óhmico de la fase concentrada puede mejorarse con la utilización de dos secciones de calentamiento óhmico 6a y 6b (figura 2) en serie. De acuerdo con ese modo de realización, las dos secciones 6a y 6b están separadas por una cámara intermedia 8b. La cámara intermedia 8b permite asegurar una temperatura homogénea entre las partículas y el líquido de la fase concentrada antes de una nueva elevación de la temperatura en la segunda sección de calentamiento óhmico 6b. La conductividad está en función de la temperatura del compuesto, esta homogeneización de las temperaturas permite optimizar el segundo ciclo de calentamiento óhmico.

Esa retención complementaria da lugar a temperaturas todavía relativamente débiles y no tiene por lo tanto una repercusión importante sobre la degradación organoléptica del producto.

Después de la segunda sección de calentamiento óhmico 6b, el tratamiento sufrido por la fase concentrada es el mismo que anteriormente. A saber, el tránsito de la fase concentrada por la cámara final 8 que permite la degradación de gérmenes; el enfriamiento por el intercambiador de calor tubular 9 y el acondicionamiento de la fase concentrada y de la fase acuosa por el sistema de acondicionamiento 10.

La utilización de una cámara intermedia 8b permite una reducción de la relación volumen/ tiempo de retención final y por lo tanto una mejor preservación de la cualidades organolépticas de los productos.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para la esterilización de una composición alimenticia formada de una mezcla heterogénea de al menos una fase líquida y de partículas sólidas que comprende cuatro etapas: - una primera etapa de preparación de una fase concentrada líquida/ con partículas con una cantidad reducida de sal, - una segunda etapa de esterilización compuesta de una fase de calentamiento óhmico y de una fase de retención de la fase concentrada, - una tercera etapa de enfriamiento de la fase concentrada estéril, - una cuarta etapa de acondicionamiento la fase concentrada es mezclada después de la fase de calentamiento con una fase acuosa que comprende agua estéril salada necesaria para la formulación final de dicha mezcla heterogénea de al menos una fase líquida y de partículas sólidas.

2. Un procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado en que la mezcla de dicha fase concentrada estéril con dicha fase acuosa que comprende agua estéril salada se efectúa entre la etapa de esterilización y la etapa de enfriamiento de manera que se optimiza el enfriamiento de dicha fase concentrada estéril.

3. Un procedimiento de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado en que dicha fase acuosa que comprende agua estéril salada es enfriada a una temperatura inferior a 10°C, antes de la mezcla con la fase concentrada estéril.

4. Un procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado en que la mezcla de dicha fase concentrada estéril con dicha fase acuosa que comprende agua estéril salada se efectúa en el transcurso del acondicionamiento en el contenido final del producto por doble dosis aséptica de manera que se mejora la precisión de la dosis de cada fase.

5. Un procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado en que la mezcla de dicha fase concentrada calentada a la temperatura de esterilización con dicha fase acuosa que comprende agua estéril salada calentada a la temperatura de esterilización se efectúa antes de la retención de manera que limita los riesgos de pérdida de esterilidad debidos a la puesta en práctica de la mezcla.

6. Un procedimiento de esterilización de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado en que la concentración de sal de la parte líquida de dicha fase concentrada es inferior a 0.5%.

7. Un procedimiento de esterilización de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado en que la conductividad de los componentes de dicha fase concentrada es homogénea y la relación de las conductividades de los compuestos no supera 1 a 2.

8. Un procedimiento de esterilización de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado en que la conductividad de dicha fase concentrada es inferior a 10 miliSiemens por centímetro a 25°C.

9. Un procedimiento de esterilización de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado en que la concentración de sal en dicha fase acuosa depende de la concentración en sal de la fase concentrada de manera que la solución procedente de la mezcla de las dos fases sea de 0.7% de sal en promedio.

10. Un procedimiento de esterilización de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que dicha fase concentrada comprende un espesante.

1 1. Un procedimiento de esterilización de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que la temperatura de calentamiento óhmico de la fase concentrada está comprendida entre 130°C y 140°C.

12. Un procedimiento de esterilización de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que la esterilización de la fase concentrada se realiza por el paso en un primer tubo de calentamiento óhmico que asegura una elevación de la temperatura, después por el paso en una cámara intermedia que asegura la homogeneización de la temperatura, después en un segundo tubo de calentamiento óhmico que asegura una segunda elevación de la temperatura.

13. Una instalación de esterilización de una composición alimenticia formada de una mezcla heterogénea de al menos una fase líquida y de partículas sólidas, para la puesta en práctica del procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada en que ésta comprende un mezclador alimentado por una parte por una fase acuosa estéril salada, y por otra parte por una fase concentrada liquida/ con partículas con una cantidad reducida de sal, la instalación comprende además un equipo de esterilización de dicha fase concentrada que comprende al menos un tubo de calentamiento óhmico y al menos una cámara así como un sistema de enfriamiento.