ES2262562T3 - Procedimiento y dispositivo para reducir el numero de germenes de un producto en forma de particulas. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para reducir el número de gérmenes de un producto a granel suelto en forma de partículas, especialmente de especias y hierbas, así como otros alimentos o comestibles en forma de partículas, en el que se introduce el producto a granel por tandas en un recipiente de presión suspendido en forma móvil y unido con un inductor de vibraciones y se somete el recipiente de presión a vibraciones juntamente con el producto a granel introducido, mientras que se solicita el producto a granel con vapor de agua calentado, y en el que seguidamente se vuelve a descargar el producto a granel del recipiente de presión, caracterizado porque, antes de la solicitación con el vapor de agua, se llena todo el volumen interior del recipiente de presión (2) con el producto a granel suelto a tratar hasta las proximidades del extremo superior de dicho recipiente, y porque el recipiente de presión (2) suspendido de muelles laminares (4) es sometido a vibraciones horizontales juntamente con el material a granel suelto (50).

Description

Procedimiento y dispositivo para reducir el numero de gérmenes de un producto en forma de partículas.

La invención concierne a un procedimiento y un dispositivo para reducir el número de gérmenes de un producto en forma de partículas, especialmente de especias y hierbas, así como otros alimentos o comestibles en forma de partículas, en donde el producto a tratar se introduce por tandas en un recipiente suspendido en forma móvil y unido con un inductor de vibraciones y el recipiente junto con el producto introducido es sometido a vibraciones, mientras que se solicita el producto con vapor de agua calentado, y en donde se vuelve a descargar seguidamente el producto del recipiente.

Se conoce ya desde hace bastante tiempo hacer que los alimentos queden libres de gérmenes o bien sean reducidos en su número de gérmenes con ayuda de vapor de agua calentado. Especialmente las especias y hierbas contienen por su propia naturaleza un número relativamente alto de gérmenes, es decir, bacterias, mohos, levaduras u otros microorganismos, y, por tanto, tienen que ser sometidas antes de su consumo o antes de su uso de otro tipo, por ejemplo para la elaboración de sopas secas u otros platos preparados, a un tratamiento de esterilización para reducir el número de gérmenes. Un tratamiento correspondiente es necesario también en el caso de tés o mezclas de hierbas medicinales, en los que está prescrito un número de gérmenes especialmente reducido.

En las especias, hierbas y mezclas de té antes citadas se desea una reducción de gérmenes muy uniforme, por un lado, para mantener en todo el producto un número máximo prescrito de gérmenes y, por otro lado, para no reducir más de lo necesario por la alimentación de vapor el contenido de estos productos en aceites esenciales y otros constituyentes volátiles que son de gran importancia para el sabor y/o la acción terapéutica. Asimismo, especialmente en hierbas y mezclas de té es deseable un tratamiento especialmente cuidadoso del producto, en el que éste sea sometido solamente a pequeños esfuerzos mecánicos, de modo que, por ejemplo, no se quebranten hojas secadas y/o no se incremente en medida indeseada la proporción de grano fino.

Se conoce ya por el documento EP 0 803 203 A2 un dispositivo de la clase citada al principio en el que un transportador de vibración en forma de una hélice incorporada en el recipiente rodea a una zona de caída libre cilíndrica central y es sometido a vibraciones por dos motores de vibración montados en la entrada del recipiente, de modo que un producto introducido en la zona de caída libre es transportado de abajo arriba sobre la hélice de forma de espiral, desde donde vuelve a dirigirse hacia abajo a través de la zona de caída libre transportada en vacío. Las vibraciones aplicadas al recipiente por los motores de vibración presentan una componente de vibración dirigida hacia arriba para que el producto sea transportado hacia arriba por medio de microdescargas sobre la hélice. Sin embargo, el transportador de vibración incorporado adolece de algunos inconvenientes: dado que el producto que se encuentra sobre la hélice en el momento considerado no se cae del recipiente al abrir la salida, el vaciado del recipiente dura un tiempo relativamente largo, ya que este producto tiene que ser transportado primero hasta el extremo superior de la hélice. Por el contrario, cuando solamente se descarga el producto que se encuentra en ese momento en la zona de caída libre, se calienta el resto del producto durante más tiempo del necesario, con lo que disminuye demasiado fuertemente el contenido de aceites esenciales en hierbas o similares. Asimismo, debido al transportador de vibración incorporado se limita el grado de llenado del recipiente hasta un nivel de 25 a 40% del volumen del recipiente, ya que durante el llenado solamente la zona de caída libre se carga con producto que se transporta seguidamente hacia arriba por medio de la hélice y que vuelve a dirigirse después nuevamente hacia abajo a través de la zona de caída libre transportada mientras tanto en vacío.

Es en sí ya conocido por el documento US 5 857 312, en relación con un procedimiento y un dispositivo de tratamiento térmico de recipientes de envasado con un espacio libre por encima del producto envasado, especialmente de botes con alimentos, el recurso de que botes empaquetados en cajas con ruedas sean sometidos a vibraciones horizontales durante el tratamiento, para lo cual las cajas son movidas en vaivén por un inductor de vibraciones sobre carriles situados dentro de un recipiente que puede ser solicitado con vapor.

Un dispositivo semejante y un procedimiento semejante para el tratamiento térmico de alimentos en bolsas son conocidos por el documento JP 57005678 (Patent Abstracts of Japan, vol. 006, No. 063). Las bolsas se depositan allí sobre bandejas soportadas por una placa provista de ruedas y movida en vaivén por un motor para someter dichas bolsas a vibración.

El documento GB-A-2 274 574 revela un dispositivo para reducir el número de gérmenes de hierbas o productos a granel similares, en el que un recipiente de presión que puede ser cargado con el producto a granel y solicitado con vapor está montado de forma giratoria alrededor de un eje horizontal. En el documento US-A-4 234 537 se revela también un dispositivo semejante para el mismo fin.

Partiendo de esto, la invención se basa en el problema de mejorar un procedimiento y un dispositivo de la clase citada al principio en el sentido de que pueda incrementarse el rendimiento de circulación del producto que se ha de tratar.

Este problema se resuelve según la invención con las combinaciones de características indicadas en las reivindicaciones 1 y 9.

La invención se basa en la idea de someter a vibraciones el recipiente con el producto introducido de modo que el producto sea movido en vaivén en el interior del recipiente para ahuecarlo en el interior del recipiente sin un transportador ascendente y sin la ocupación de espacio necesaria para el mismo, aplanar rápidamente la superficie del producto durante el llenado y descargar rápidamente el producto durante el vaciado por la salida sin el estorbo de un transportador ascendente. El mayor grado de llenado de más de 70 a 80%, proporcionado por las medidas según la invención, hace posible, junto con el acortamiento obtenible de los tiempos de llenado y de vaciado, un considerable incremento del rendimiento de circulación del producto a esterilizar en condiciones de esterilización que por lo demás son idénticas.

El ahuecamiento del producto provocado por las vibraciones del recipiente y de dicho producto es suficiente para asegurar una rápida penetración del vapor de agua caliente entre las partículas y un contacto uniforme de todas las partículas con el vapor de agua, sin que sean necesarios en el recipiente un transportador ascendente u otros equipos internos que dificulten un llenado o vaciado rápido. Al mismo tiempo, el movimiento impide una aglomeración de partículas a consecuencia de la humedad aportada.

El movimiento de vibración de todo el recipiente hace posible una inclusión hermética del producto en el recipiente, de modo que, según una ejecución preferida de la invención, el aire existente entre las distintas partículas del producto puede ser aspirado antes de la solicitación con el vapor de agua mediante la aplicación de una depresión al interior del recipiente a fin de acelerar el calentamiento del producto por la aportación de vapor y acortar el tiempo de permanencia del producto en el recipiente. Además, el movimiento de vibración hace posible que se vacíe el recipiente por una salida dispuesta en el extremo inferior del mismo, sin que quede una parte del producto sobre el fondo del recipiente. El propio recipiente sirve aquí como órgano de transporte, de modo que puede prescindirse de la incorporación de otros medios de transporte y se puede mejorar la relación del contenido del recipiente al tamaño de éste.

Otra ejecución preferida de la invención prevé que el recipiente sea sometido a vibraciones horizontales, preferiblemente de carrera larga, con una amplitud de vibración de al menos 10 y preferiblemente más de 20 mm, siendo preferiblemente lineales estas vibraciones, pero pudiendo ser también de forma circular o elíptica. Debido al movimiento horizontal del recipiente, el producto es lanzado contra las paredes del recipiente y devuelto desde éstas, lo que, aparte de un ahuecamiento, tiene como consecuencia también un buen entremezclado del producto. Cuando el recipiente es sometido a vibraciones lineales horizontales, preferiblemente dos paredes opuestas del recipiente están orientadas perpendicularmente a la dirección de vibración para aumentar esta acción.

El recipiente forma un vibrador libre que está suspendido de muelles laminares y que es sometido a vibraciones por medio de un accionamiento de excéntrica.

Para mover las partículas de producto en vaivén, a pesar de su inercia y su empaquetamiento en el recipiente, y al mismo tiempo evitar que resulten destruidas o dañadas las partículas de producto, la frecuencia de las vibraciones es convenientemente baja, especialmente en el caso de un producto formado en trozos gruesos y sensible, y está de preferencia por debajo de 10 Hz, mejor por debajo de 5 Hz y preferiblemente entre 3 y 5 Hz, mientras que dicha frecuencia puede ser más alta en el caso de un producto de grano
fino.

El tratamiento por tandas del producto en el recipiente hace posible el ajuste de un tiempo de permanencia exactamente definido que es igual de largo para todas las partículas del producto.

En lo que sigue, se explica la invención con más detalle ayudándose de un ejemplo de realización representado en el dibujo, en donde la única figura del dibujo muestra un alzado lateral esquemático y parcialmente seccionado de un dispositivo de reducción de gérmenes según la invención.

El dispositivo representado en el dibujo está constituido sustancialmente por un recipiente de presión 2 que está suspendido de un bastidor rígido 6 por medio de muelles laminares 4 con movilidad en vaivén en dirección horizontal y que presenta una entrada de producto 8 que puede ser cerrada y que está dispuesta en el extremo superior de dicho recipiente, así como una salida de producto 10 que puede ser cerrada y que está dispuesta en su extremo inferior, y que puede ser unido con una fuente de vapor caliente (no representada) a través de una tubería cerradiza 12 de alimentación de vapor y con una bomba de vacío (no representada) a través de una tubería cerradiza 14 de aspiración de aire, así como por un inductor de vibraciones (no representado) en forma de un vibrador lineal de construcción conocida que actúa a través de una biela 24 sobre el recipiente de presión 2 para someterlo a vibraciones horizontales.

El interior del recipiente de presión 2 presenta en vista en planta una sección transversal rectangular o cuadrada y está limitado por cuatro paredes de limitación verticales 26 dispuestas en ángulo recto una respecto de otra, un fondo 28 inclinado oblicuamente hacia abajo con respecto a un eje medio vertical del recipiente 2 y una tapa horizontal plana 30. El interior del recipiente presenta un volumen de aproximadamente 0,2 m^{3} y como máximo de 0,5 m^{3}. La salida de producto 10 y la entrada de producto 8 están dispuestas una sobre otra a lo largo del eje medio en el fondo 28 y en la tapa 30, respectivamente. La tubería de aspiración de aire 14 y la tubería de alimentación de vapor 12 desembocan en el interior del recipiente a ambos lados de la entrada de producto 8. En la desembocadura de la tubería de aspiración de aire 14 la tapa 30 presenta un rebajo cilíndrico vertical 32 abierto hacia abajo en el que está alojado un cartucho de filtro 34 dispuesto con orientación vertical. El cartucho de filtro 34 impide el transporte de pequeñas partículas de producto hacia la bomba de vacío cuando se aplique con ésta un depresión al recipiente 2. Las partículas depositadas en el lado exterior del cartucho de filtro 34 pueden ser desprendidas más tarde con un golpe de aire comprimido, preferiblemente al vaciar el recipiente 2, cayendo dichas partículas nuevamente en el recipiente 2 a través de la abertura inferior del rebajo 32 y pudiendo ser descargadas por la salida 10 juntamente con el producto restante.

Dos paredes de limitación opuestas 26 del recipiente 2 presentan unos salientes 36 que se proyectan hacia fuera y en los que están rígidamente fijados con sus extremos inferiores los muelles laminares 4 orientados sustancialmente en dirección vertical. Los extremos superiores de los muelles laminares 4 están rígidamente unidos con el bastidor 6.

El fondo 28 del recipiente presenta en las proximidades de una de las dos paredes de limitación 26 un saliente 38 que se proyecta hacia abajo y con el cual está unido articuladamente uno de los extremos de la biela 24. El otro extremo de la biela 24 orientada sustancialmente en dirección horizontal es puesto en movimiento por el inductor de vibraciones.

La entrada de producto 8, la salida de producto 10, la tubería de alimentación de vapor 12 y la tubería de aspiración de aire 14 están provistas de compuertas de cierre 40, 42 o válvulas 44, 46 que están cerradas habitualmente de manera hermética al gas y que pueden ser abiertas para llenar el recipiente 2 con una tanda de un producto 50 en forma de partículas que ha de tratarse, para vaciar de nuevo el recipiente 2 después del tratamiento del producto 50, para alimentar durante el tratamiento vapor caliente de la fuente de vapor caliente al interior del recipiente 2 o para aspirar con la bomba de vacío y a través del cartucho de filtro 34, antes de la alimentación de vapor, el aire contenido entre las partículas de producto y descargarlo del interior del recipiente, de modo que en el recipiente 2 no esté contenido aire o sólo esté contenido un poco de aire que tenga que ser calentado y desalojado por el vapor caliente alimentado. Para impedir una condensación de vapor sobre las paredes 26, 28, 30 del recipiente, éstas pueden estar provistas de un equipo de calentamiento (no representado) para calentarlas antes de la alimentación de vapor.

Estando conectado el inductor de vibraciones, se somete el recipiente 2, por medio de la biela 24, a un movimiento de vibración sustancialmente horizontal cuya amplitud está entre 20 y 50 mm y cuya frecuencia es de 3 a 5 Hz.

Para impedir una transmisión del movimiento de vibración del recipiente 2 a una tolva de llenado (no representada) dispuesta sobre la entrada de producto 8, a un secador (no representado) dispuesto debajo de la salida de producto 10 para secar el producto 50 a continuación de la esterilización con vapor, y a la fuente de vapor caliente y a la bomba de vacío, la entrada de producto 8 y la salida de producto 10 están unidas con la tolva de llenado y con el secador (no representado) por medio de sendos tramos de tubo flexible 62, 64 dispuestos por encima y por debajo de las compuertas de cierre correspondientes 40 y 42. Por el mismo motivo, la tubería de alimentación de vapor 12 y la tubería de aspiración de aire 14 presentan también tramos de tubería flexibles (no representados).

Para reducir el número de gérmenes de un producto a tratar, por ejemplo de mejorana molida, pimienta machacada o granos enteros de pimienta, una mezcla de té a base de hierbas secadas o similares, se somete primero a vibraciones el recipiente de presión vacío 2 por conexión del inductor de vibraciones y se introduce dosificadamente de manera conocida en la tolva de llenado una tanda del producto con peso o volumen predeterminado.

A continuación, se abre la compuerta de cierre 40 en la entrada de producto 8 para llenar el recipiente de presión 2 con la cantidad de producto dosificada. Se transmite entonces el movimiento de vibración del recipiente 2, a través de sus paredes 26, 28, al producto 50 introducido en su interior, con lo que se aplana rápidamente su superficie. El recipiente 2 puede llenarse así hasta las proximidades del techo 30 para aprovechar su volumen de llenado en la mejor forma posible.

Después de la introducción del producto 50, se cierra nuevamente la compuerta de cierre 40 y, con el inductor de vibraciones en funcionamiento, se abre la válvula 44 en la tubería de aspiración de aire 12 para aspirar el aire que ha quedado en el interior del recipiente entre las partículas del producto 50 y entre el producto 50 y el techo 30 del recipiente, con lo que se genera allí un vacío de 80% o más. Las vibraciones del recipiente 2 provocan un ahuecamiento del producto 50 que contrarresta una aglomeración o un asentamiento compactado.

Después de alcanzar la depresión deseada, se cierra nuevamente la válvula 44 en la tubería de aspiración de aire 12 y a continuación se abre la válvula 46 en la tubería de alimentación de vapor 14 para conducir vapor caliente saturado al interior del recipiente y calentar así el producto 50 en un tiempo muy breve hasta una temperatura prefijada. Esta temperatura se mantiene mediante alimentación dosificada de vapor durante un intervalo de tiempo determinado que ha sido calculado previamente para el material correspondiente y que es suficiente para aniquilar ampliamente los microorganismos asentados sobre las superficies y en el interior de las partículas de producto. El inductor de vibraciones permanece conectado también durante la esterilización para someter el recipiente 2 a vibraciones. Debido a las vibraciones se ahueca el producto de manera cuidadosa y sin esfuerzo mecánico y las superficies de partículas aplicadas una a otra se separan una de otra, con lo que están expuestas continuamente a la acción del vapor caliente.

Después de transcurrido un intervalo de tiempo preajustado necesario para la reducción deseada de los gérmenes, se mantiene cerrada la válvula 44 y se abre la compuerta de cierre 42 en la salida de producto 10 para relajar la presión de vapor y vaciar el recipiente 2. El recipiente 2 es sometido entonces también a vibraciones, ya que éstas producen el transporte del producto 50 hacia la salida 10 e impiden una formación de puentes de producto en el interior del recipiente.

En el secador pospuesto se seca seguidamente el producto para llevarlo nuevamente a su humedad de partida, mientras que se carga el recipiente 2 con una nueva tanda y se repite el ciclo de reducción de gérmenes anteriormente descrito. El inductor de vibraciones se mantiene convenientemente conectado durante todo el ciclo y, en el caso de ciclos que se siguen directamente uno a otro, trabaja de preferencia en funcionamiento permanente.

Claims (18)

1. Procedimiento para reducir el número de gérmenes de un producto a granel suelto en forma de partículas, especialmente de especias y hierbas, así como otros alimentos o comestibles en forma de partículas, en el que se introduce el producto a granel por tandas en un recipiente de presión suspendido en forma móvil y unido con un inductor de vibraciones y se somete el recipiente de presión a vibraciones juntamente con el producto a granel introducido, mientras que se solicita el producto a granel con vapor de agua calentado, y en el que seguidamente se vuelve a descargar el producto a granel del recipiente de presión, caracterizado porque, antes de la solicitación con el vapor de agua, se llena todo el volumen interior del recipiente de presión (2) con el producto a granel suelto a tratar hasta las proximidades del extremo superior de dicho recipiente, y porque el recipiente de presión (2) suspendido de muelles laminares (4) es sometido a vibraciones horizontales juntamente con el material a granel suelto (50).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la amplitud de las vibraciones asciende a más de 10 y preferiblemente a más de 20 mm.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se somete el recipiente (2) a vibraciones durante el llenado.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se cierra herméticamente el recipiente (2) después de llenarlo con una tanda del producto a granel (50).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque, antes de la solicitación con el vapor de agua, se aplica una depresión al recipiente (2), y porque se somete este recipiente (2) a vibraciones durante la aplicación de la depre-
sión.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se vacía el recipiente (2) después de la solicitación con el vapor de agua y se le somete a vibraciones durante el vaciado.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se somete el recipiente (2) a vibraciones durante todo el tiempo de un ciclo de reducción de gérmenes.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se controla el tiempo de permanencia del producto a granel en el recipiente (2) en función de la temperatura en el interior del recipiente o en función de la temperatura del producto a granel.

9. Dispositivo para reducir el número de gérmenes de material a granel suelto en forma de partículas, especialmente de especias y hierbas, así como otros alimentos o comestibles en forma de partículas, que comprende un recipiente de presión suspendido en forma móvil con una entrada y una salida para el producto a granel, una fuente de vapor de agua calentado que puede unirse con el interior del recipiente de presión y un inductor de vibraciones unido con el recipiente de presión para mover el material a granel durante la solicitación con el vapor de agua, caracterizado porque se puede llenar todo el volumen interior del recipiente de presión (2) con el material a granel suelto hasta las proximidades del extremo superior de dicho recipiente, y porque el recipiente de presión (2) está suspendido de muelles laminares verticales (4) y puede ser sometido a vibraciones horizontales por el inductor de vibraciones.

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el recipiente (2) está suspendido con posibilidad de moverse en vaivén.

11. Dispositivo según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque el recipiente (2) está suspendido de forma móvil en un plano sustancialmente horizontal.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque las vibraciones del recipiente (2) presentan una amplitud de vibración de más de 10 mm y preferiblemente de más de 20 mm.

13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque el inductor de vibraciones comprende un accionamiento de excéntrica y un órgano de transmisión (24) que está dispuesto entre el accionamiento de excéntrica y el recipiente (2) y que transmite el movimiento del accionamiento de excéntrica al recipiente (2).

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado por una fuente de depresión que puede unirse con el interior del recipiente y por equipos (46) para la unir la fuente de depresión con el interior del recipiente.

15. Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado por un filtro de partículas (34) dispuesto entre la fuente de depresión y el interior del recipiente.

16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado porque el filtro de partículas está dispuesto en un ensanchamiento (32) del recipiente (2) que se abre hacia abajo.

17. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 16, caracterizado porque entre la entrada (8) y un equipo de llenado dispuesto encima de ésta y/o entre la salida (10) y un equipo de secado dispuesto debajo de ésta están dispuestos tramos de unión flexibles (62, 64).

18. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 17, caracterizado porque el recipiente (2) presenta un fondo (28) que está inclinado hacia abajo en dirección a la salida (10) y cuya inclinación asciende a menos de 30 grados.