PT815747E

PT815747E - Processo de fabrico de um produto alimentar por extrusao

Info

Publication number: PT815747E
Application number: PT96201793T
Authority: PT
Inventors: Ernst Heck; Osvaldo Geromini; Werner Pfaller
Original assignee: Nestle Sa
Priority date: 1996-06-30
Filing date: 1996-06-30
Publication date: 2001-03-30
Also published as: GR3035342T3; HU222612B1; NZ328176A; EP0815747B1; TW349846B; CN1061529C; SK88797A3; KR100424928B1; IL121173A; DE69611034T2; SK282218B6; CN1187958A; IL121173A0; CA2209346A1; NO973015L; US5891503A; HUP9701126A2; AU730283B2; ES2153075T3; AR007682A1

Description

V DESCRIÇÃO "PROCESSO DE FABRICO DE UM PRODUTO ALIMENTAR POR EXTRUSÃO" A presente invenção tem por objecto um processo de fabrico de um produto alimentar por extrusão e uma instalação para a realização do processo. 0 documento EP0262300 descreve um processo e uma instalação para a produção de uma massa de chocolate que envolve a utilização de uma extrusora dividida em zonas nas quais se desenvolvem as fases sucessivas de esterilização e desodorização de pedaços de favas brutos com vapor sob pressão, torrefacção dos pedaços de favas após os ter reduzido a pó num moinho de martelos ligado em paralelo a duas zonas separadas por um elemento de parafuso de passo inverso, adição e mistura de açúcar em pó ao pó de favas que sofreram torrefacção, adição de manteiga de cacau, amassadura e extrusão. A presente invenção tem por objectivo propor um processo e uma instalação prevendo uma utilização eficaz de uma extrusora de duplo parafuso particularmente bem adaptada ao fabrico de produtos alimentares cozidos-extrudidos apresentando um bom gosto após cozedura.

Para este efeito, no processo de acordo com a invenção, introduz-se, mistura-se e efectua-se a cozedura de uma matéria alimentar numa primeira zona de uma extrusora de duplo parafuso, prolonga-se a cozedura da massa obtida num dispositivo de cozedura ligado em paralelo à primeira zona e uma segunda zona da extrusora separada dinamicamente da primeira, reintroduz-se a massa cozida na segunda zona, a massa 1 é extrudida fazendo-a passar através de uma fileira e corta-se o produto extrudido.

Igualmente, a instalação de acordo com a presente invenção compreende uma extrusora de duplo parafuso separada em duas zonas distintas por um dispositivo de separação dinâmico, um dispositivo de cozedura ligado em paralelo à primeira zona e à segunda zona, uma fileira e um dispositivo de corte.

Esse processo e esse aparelho permitem efectivamente uma utilização eficaz de uma extrusora de duplo parafuso particularmente bem adaptada ao fabrico de produtos alimentares cozidos-extrudidos que apresentam um bom gosto após cozedura.

Na presente exposição, a expressão "matéria alimentar" inclui todos os componentes introduzidos em conjunto ou separadamente, simultaneamente ou sucessivamente na primeira zona da extrusora e tratados todos em conjunto pelo menos em uma parte desta zona.

Para realizar o presente processo, pode partir-se de matérias alimentares das quais se podem produzir por extrusão os produtos alimentares mais diversos por exemplo cereais para o pequeno almoço, cereais infantis, doces, panados, confeitarias ou produtos para animais domésticos.

Pode escolher-se os componentes e as suas respectivas proporções e depois tratar estas matérias numa extrusora em condições de pressão, corte e temperatura adaptadas às caracteristicas do produto que se deseja obter, essencialmente em função do teor de água e do grau de expansão que se deseja obter após a fileira.

Pode igualmente proteger-se os ingredientes sensíveis ao calor como sejam as vitaminas ou os agentes corantes que entram na composição do produto e apenas os introduzir, por exemplo, na massa cozida ao nível da segunda zona. 2

I. ν

Pode tratar-se na primeira zona da extrusora uma matéria que apresenta um teor de água de 18-25%, manter este teor de água no dispositivo de cozedura e reduzi-lo a 14-22% na segunda zona, por exemplo, por eliminação de vapor para se obter um produto expandido.

Pode desidratar-se esse produto expandido cortado, por exemplo, até um teor de água inferior a 5%.

Pode tratar-se na primeira zona da extrusora uma matéria que apresente um teor de água de 24-36%, e manter este teor de água no dispositivo de cozedura e na segunda zona para obter, por exemplo, um produto não ou pouco expandido.

Pode transformar-se em flocos esse produto não ou pouco expandido cortado, por exemplo, por laminagem e torrefacção. A instalação para a realização do processo de acordo com a presente invenção compreende pois uma extrusora de duplo parafuso separado em duas zonas distintas por um dispositivo de separação dinâmico, um dispositivo de cozedura ligado em paralelo à primeira zona e à segunda zona, uma fileira de extrusão e um dispositivo de corte. 0 dispositivo de separação dinâmico pode ser realizado sob a forma de uma zona de bloqueamento de passo inverso do duplo parafuso, por exemplo.

Nesta forma de realização do dispositivo de separação dinâmico, pode prever-se uma abertura de saída da primeira zona da extrusora por cima de uma zona de compressão e a zona de bloqueamento do duplo parafuso, por exemplo.

Pode prever-se uma abertura de saída da segunda zona no eixo ou sobre o lado da extremidade a jusante da extrusora, por exemplo. 3

V

t A abertura de saída da segunda zona pode desembocar dirèctamente sobre a fileira ou ser a ela ligada através de uma conduta adequada, por exemplo.

Pode prever-se um dispositivo de alimentação para a primeira zona, sob a forma de uma ou várias aberturas de alimentação previstas numa capa do duplo parafuso, a partir da extremidade a montante da extrusora. Pode prever-se uma abertura de retorno ou de entrada da massa cozida na segunda zona, na capa do duplo parafuso, à altura de uma zona de transporte após a zona de bloqueamento do duplo parafuso, por exemplo. À altura da abertura de entrada da segunda zona, pode prever-se um dispositivo de desgasificação ou de eliminação de vapor sob a forma de uma conduta de aspiração por vazio ligada a uma bomba, uma abertura directamente para a atmosfera ambiente ou uma válvula de contra-pressão, por exemplo. 0 dispositivo de cozedura pode ser ligado em paralelo à primeira zona por intermédio de condutas adequadas que ligam uma entrada do dispositivo de cozedura à abertura de saída da primeira zona e uma saída do dispositivo de cozedura à abertura de entrada da segunda zona.

Pode prever-se uma geometria dos parafusos adaptada, para cada zona, à matéria a tratar e ao produto que se deseja obter. Pode prever-se sobretudo zonas sucessivas e/ou alternadas de transporte, compactação, compressão, amassadura ou mistura, por exemplo. Para definir estas diferentes zonas, pode jogar-se com o passo dos parafusos, o espaço deixado livre para a matéria a tratar definido essencialmente pelos diâmetros respectivos dos núcleos e dos filetes, ou intercalar dois lóbulos de diferentes formas, por exemplo. Pode igualmente conceber-se, por exemplo, uma subdivisão da capa da extrusora em vários compartimentos em que se pode regular individualmente a temperatura por circulação de um fluído de refrigeração ou de aquecimento, por exemplo. 4 rt“ U, —ç.

Finalmente, a energia mecânica necessária para tratar a matéria alimentar na primeira zona do duplo parafuso, tratar a massa cozida na segunda zona e fazer passar a massa através da fileira pode ser fornecida por um só meio de actuação dos parafusos do duplo parafuso, tal como um motor eléctrico, por exemplo.

Para assegurar a passagem da massa da matéria alimentar cozida através de uma fileira, pode auxiliar-se ou aliviar este motor com a ajuda de uma bomba positiva como seja uma bomba de engrenagem ligada a montante da fileira, por exemplo. A instalação de acordo com a invenção é a seguir descrita com referência aos desenhos anexos em que: - a figura 1 representa esquematicamente uma forma de realização da instalação destinada ao fabrico de um produto expandido, - a figura 2 representa esquematicamente uma forma de realização da instalação destinada ao fabrico de um produto não ou pouco expandido, - a figura 3 representa esquematicamente uma forma de realização da geometria dos parafusos da instalação de acordo com a figura 1, - a figura 4 representa esquematicamente uma forma de realização da geometria dos parafusos da instalação de acordo com a figura 2, - a figura 5 representa de maneira mais pormenorizada a forma de realização do dispositivo de separação dinâmico dos parafusos representados nas figuras 3 e 4.

Na forma de realização representada na figura 1, a presente instalação compreende uma extrusora de duplo parafuso separada em duas zonas distintas 1 e 2 por um dispositivo de separação dinâmico 3, um dispositivo de cozedura 4 ligado em paralelo à primeira zona 1 e à segunda zona 2, uma fileira 5 e um dispositivo de corte não representado. 5 r~ U, ^—ç. 0 dispositivo de cozedura pode ser realizado sob a forma de um tubo de espera com cobertura dupla ou por uma cuba cilíndrica horizontal com cobertura dupla que encerra um parafuso de Arquimedes actuado por um motor, por exemplo. 0 duplo parafuso é actuado por um motor 6 e é fechado numa capa de dupla parede subdividida em sete compartimentos i-vii em cada um dos quais se pode fazer circular um fluído de refrigeração ou de re-aquecimento.

Nesta instalação, uma matéria A é introduzida na primeira zona 1 da extrusora através de um dispositivo de alimentação compreendendo uma abertura de alimentação 7 prevista no primeiro compartimento i da capa. A massa de matéria A tratada na primeira zona 1 sai da extrusora por uma abertura de saída 8 prevista no compartimento iv da capa à altura do dispositivo de separação dinâmico 3 e ligado a uma abertura de entrada 41 no dispositivo de cozedura 4. A massa cozida no dispositivo de cozedura sai através de uma abertura de saída 42 ligada a uma abertura de retorno ou de entrada 9 da massa cozida na segunda zona 2 da extrusora, prevista no quinto compartimento v do forro, a jusante do dispositivo de separação dinâmico 3.

Na entrada na segunda zona 2, o teor de água da massa de matéria cozida é reduzido por intermédio de um dispositivo de desgasificação ou eliminação de vapor compreendendo uma conduta de aspiração por vazio 31 ligada a uma bomba não representada. A massa de matéria tratada na segunda zona 2 sai da extrusora por uma abertura de saída 10 prevista no eixo da sua extremidade a jusante e ligada à fileira 5 à saída da qual ela pode expandir-se.

Na forma de realização representada na figura 2, a presente instalação não compreende dispositivo de 6

V ί

U desgasificação ou de eliminação de vapor. Ela apresenta além disso em relação à forma de realização representada na figura 1 diferenças ao nível da geometria dos parafusos.

Nesta instalação destinada ao fabrico de um produto não ou pouco expandido, a massa cozida proveniente do dispositivo de cozedura não está portanto desgaseifiçada e/ou parcialmente desidratada à sua entrada na segunda zona da extrusora.

Na forma de realização representada na figura 3, a geometria dos parafusos é semelhante numa grande parte das duas zonas 1 e 2 da extrusora, mas ela apresenta diferenças notáveis na proximidade das saídas respectivas destas zonas.

No zona 1, os parafusos apresentam sucessivamente zonas de transporte 11 (200/100), compactação 12 (100/50), compressão 13 (100/33), transporte intermediário 14 (100/66), compressão 15 (100/35 + 200/28), amassadura 16 (100/-33), compressão 17 (100/35), expulsão 18 (três duplos lóbulos de 12,5), e bloqueamento 3 (100/-25).

No segundo zona, os parafusos apresentam sucessivamente zonas de compactação 12 (50/50), transporte 11 (200/100), compressão 13 (100/33), transporte 14 (100/66), e compressão 15 (100/35 + 200/28 + 100/33 + 100/35).

Os números entre parêntesis dão o comprimento da zona e a largura do passo em mm, para parafusos de 88 mm de diâmetro e um entre-eixos de 72 mm, a instalação compreende neste caso uma extrusora de duplo parafuso CLEXTRAL® BC-72. A geometria representada não é limitada a estas dimensões dadas a título de exemplo. Ela pode ser transposta para outros modelos de extrusoras, nomeadamente, por exemplo, os modelos BC-45 (parafuso de 55 mm de diâmetro, entre-eixos de 45 mm) ou BC-72 (parafuso de 115 mm de diâmetro, entre-eixos de 92 mm) da mesma série. 7

Ll ^

Os passos dos parafusos são de preferência duplos, excepto o passo inverso da zona de bloqueamento que é de preferência simples.

Ao contrário do passo inverso da zona de amassadura 16 que apresenta no seu contorno entalhes para a passagem da massa tratada, o passo inverso da zona de bloqueamento 3 não apresenta nenhuns entalhos de forma a poder desempenhar com uma grande eficácia o seu papel de dispositivo de separação dinâmico. A abertura de saída 8 da primeira zona 1 da extrusora apresenta uma forma oblonga axial, no presente caso uma forma de oito, cobrindo toda o comprimento da zona de expulsão 18, por cima da zona de compressão 17 e da zona de bloqueamento 3. A abertura de entrada 9 na segunda zona 2 apresenta igualmente uma forma oblonga axial, no caso presente igualmente uma forma em oito.

Na forma de realização representada na figura 4, a geometria dos parafusos na segunda zona 2 da extrusora é semelhante à da representada na figura 4. Pelo contrário, a geometria dos parafusos na primeira zona 1 difere quanto à zona de compressão 15 (100/35 + 50/35 + 100/28 em vez de 100/35 + 200/28) . Ela é também diferente quanto à zona 16 que é aqui uma zona de mistura formada de 10 duplos lóbulos de 15 mm de espessura, em vez de uma zona de amassadura. Vê-se mais em pormenor na figura 5 como a abertura da saída 8 da primeira zona 1 da extrusora cobre todo o comprimento da zona de expulsão 16, por cima da zona de compressão 17 e da zona de bloqueamento 3. Constatou-se em particular que é essencial que esta abertura se estenda progressivamente sobre a zona de bloqueamento 3, à razão de uma fracção do comprimento da abertura correspondente a cerca de 0,1 - 0,3 vezes o diâmetro do parafuso, por exemplo, a fim de 8 1—^ que a matéria envolvida pelo ou pelos primeiros passos do parafuso inverso possa ser repelida e expulsa eficazmente. É igualmente importante, para assegurar uma boa separação dinâmica, que a zona de bloqueamento seja suficientemente longa, a saber que ela apresente um comprimento pelo menos igual ao diâmetro dos parafusos, para um passo de parafuso inverso compreendido entre cerca de 1/5 e 1/3 deste diâmetro, por exemplo.

Os exemplos seguintes são apresentados a titulo de ilustração do processo de acordo com a presente invenção e aos produtos que ele permite obter. As percentagens e partes são aqui indicadas em peso.

Nestes exemplos, o óleo pode ser escolhido, se houver lugar a isso, em função do papel físico que ele jogue na massa tratada e extrudida, e em função do seu gosto, neutro ou não. Pode escolher-se, por exemplo, de entre os óleos de palma, de amendoim ou de milho.

Nestes exemplos igualmente, as farinhas, o óleo e a água são introduzidos, no caso presente, individualmente na abertura de alimentação da extrusora.

Exemplo 1

Utiliza-se uma instalação tal como a representada nas figuras 1 a 3. A fileira de extrusão é realizada sob a forma de uma placa atravessada por 4 condutas de extrusão cilíndricas de 3,0 mm de diâmetro.

Fabricam-se com esta instalação cereais para o pequeno almoço com os compostos e nas condições apresentadas no quadro seguinte la) e lb) . 9 fp L· ^^ 0 quadro la) apresenta os compostos de uma mistura de farinhas, suas proporções numa mistura tipo e as gamas possíveis das suas proporções. 0 quadro lb) apresenta as quantidades dos compostos introduzidos na extrusora, o teor de água da matéria ou da massa tratada e as condições operacionais de cada zona.

Quadro la): Mistura de farinhas

Componentes Mistura tipo (%) Intervalo possível (%) Farinha de milho 20 0-80 Farinha de trigo 64 0-80 Farinha de aveia 10 0-80 Açúcar 4,9 2-12 Sal 1 1-3 Vitaminas e oligoelementos 0,1 0,1 - 0,2 Total 100 100

Quadro lb): Condições operacionais

Parâmetro Unidades Valor Intervalo possível Mistura de farinhas kg/h 230 200- 350 Óleo de palma kg/h 18 15 - 30 Água kg/h 42 40 - 65 Teor em água em massa Ia região % 23, 2 18 - 25 Velocidade de rotação dos parafusos rpm 360 250 - 450 Temperatura de massa Ia região °C 145 140 - 170 Pressão em massa Ia região bar 85 60 - 100 Temperatura em massa 2a região °C 158 150 - 180 Pressão em massa 2a região bar 112 80 - 130 Intensidade de corrente A 291 250 - 450 Vazio de entrada 2a região mbar 450 150 - 1000 10 Γ u t

Parâmetro Unidades Valor Intervalo possível Teor em água reduzido em massa 2a região % 18,5 14 - 22 Tempo de residência de cozimento min 35 20 - 45 Temperatura do cozedor °C 130 120 - 150 Densidade do produto extrudido g/i 108 60 - 140

Obtêm-se assim cereais para o pequeno almoço com bom gosto de cozido sob a forma de bolas expandidas de 8-12 mm de diâmetro.

Exemplo 2

Utiliza-se uma instalação tal como a representada nas figuras 2 e 4. A fileira de extrusão é realizada sob a forma de uma placa atravessada por 12 condutas de extrusão cilíndricas com 4,0 mm de diâmetro.

Fabricam-se com esta instalação cereais para o pequeno almoço com os componentes e nas condições apresentadas nos quadros 2a) e 2b) a seguir apresentados. O quadro 2a) apresenta os componentes de uma mistura de farinhas, suas proporções numa mistura tipo e os intervalos das suas possíveis proporções. O quadro 2b) apresenta as quantidades dos compostos introduzidos na extrusora, o teor de água da matéria ou da massa tratada e as condições operacionais em cada zona. É prevista uma injecção de vapor na primeira zona à altura da zona de transporte intermediária 14. Não há aspiração por vazio à entrada da segunda zona. 11

Quadro 2a): Mistura de farinhas

Componentes Mistura tipo (%) Intervalo possível (%) Farinha de milho 91 85 - 98 Açúcar 6,9 0-12 Sal 2 0-3 Vitaminas e oligoelementos 0,1 0,1 - 0,2 Total 100 100

Quadro 2b): Condições operacionais

Parâmetro Unidades Valor Intervalo possível Mistura de farinhas kg/h 240 200- 350 Vapor kg/h 15 0-35 Água kg/h 32 25 - 60 Teor em água em massa % 25, 6 24 - 36 Velocidade de rotação dos parafusos rpm 195 140 - 250 Temperatura de massa Ia região °C 125 115 - 140 Pressão em massa Ia região bar 50 40 - 70 Temperatura em massa 2a região °C 91 80 - 100 Pressão em massa 2a região bar 71 50 - 80 Intensidade de corrente A 156 120 - 250 Tempo de residência no cozedor min 35 20 - 50 Temperatura do cozedor °C 100 800 - 100 Densidade do produto extrudido g/1 685 600 - 750

Obtêm-se assim bolas de cereais não ou pouco expandidas apresentando um diâmetro de cerca de 5 mm que se podem transformar em flocos com bom gosto de cozidos por laminagem e torrefacção.

Lisboa, 24 de Novembro de 2000 O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAI, 12

Claims

V V

Γ V REIVINDICAÇÕES 1. Processo de fabrico de um produto alimentar por extrusão, em que se introduz, se mistura e se coze uma matéria alimentar numa primeira zona de uma extrusora de duplo parafuso, se prolonga a cozedura da massa obtida num dispositivo de cozedura ligado em paralelo à primeira zona e a uma segunda zona da extrusora separada dinamicamente da primeira, se reintroduz a massa cozida na segunda zona, se faz a extrusão da massa fazendo-a passar através de uma fileira e se corta o produto extrudido.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que se trata na primeira zona da extrusora uma matéria que apresenta um teor de água de 18-25% em peso, se mantém este teor de água no dispositivo de cozedura e se reduz a 14-22% em peso na segunda zona por eliminação de vapor para se obter um produto expandido.
3. Processo de acordo com a reivindicação 2, em que se desidrata o produto expandido cortado até um teor de água inferior a 5% em peso.
4. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que se trata na primeira zona da extrusora uma matéria que apresenta um teor de água de 24-36% em peso, e se mantém este teor de água no dispositivo de cozedura e na segunda zona para se obter um produto não ou pouco expandido.
5. Processo de acordo com a reivindicação 4, em que se transforma em flocos o produto não ou pouco expandido cortado por laminagem e torrefacção.
6. Instalação para a realização do processo de acordo com a reivindicação 1, que compreende uma extrusora separada em 1 duas zonas distintas por um dispositivo de separação dinâmico, um dispositivo de cozedura ligado em paralelo à primeira zona e à segunda zona, uma fileira e um dispositivo de corte.
7. Instalação de acordo com a reivindicação 6, em que o dispositivo de separação dinâmico compreende uma zona de bloqueamento com passo inverso do duplo parafuso.
8. Instalação de acordo com a reivindicação 7, em que é prevista uma abertura de saída da primeira zona da extrusora por cima de uma zona de compressão e da zona de bloqueamento do duplo parafuso. Lisboa, 24 de Novembro de 2000 O AGF.NTE OFICIAL DA PROPRIEDADE >vni tqrRIAL

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