PT97686B - Processo e dispositivo para o tratamento de um material soluvel na forma de po - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO
A invenção refere-se a um processo para o tratamento de um material solúvel, na forma de pó. A invenção refere-se ainda a um dispositivo para a realização deste processo .
Os produtos sob a forma de pó, como por exemplo café solúvel ou instantâneo, são geralmente aglomerados para melhorar a capacidade de humedecimento e a solubilidade das partículas e aumentar o diâmetro médio das partículas. 0 material a aglomerar é submetido à acção de um jacto vigoroso de vapor de água de alta velocidade. Geralmente as superfícies das partículas têm que ser bem humedecidas com o vapor de água para se conseguir uma aglomeração ou estrutura superficial satisfatórias. A Patente EP 207 384 refere-se
já a um processo e a um dispositivo para a aglomeração e melhoramento da estrutura superficial de materiais na forma de pó. Quanto a este dispositivo, a zona de humedecimento não é todavia suficientemente longa para proporcionar uma boa aglomeração ou escurecimento e adicionalmente o dispositivo, após um tempo de serviço relativamente curto, pode prender.
A invenção resulta pois do problema de se conseguir um processo aperfeiçoado para o tratamento de um material solúvel na forma de pó, no qual o humedecimento das particulas tem lugar numa zona longa. 0 risco de aglutinação é minimizado e o aglomerado obtido possui melhores propriedades de dissolução instantânea e de superficie.
No processo de acordo com a presente invenção o material na forma de pó, que flui ao centro, é humedecido por duas correntes gasosas coaxiais com aquela corrente, fluindo numa direcçâo descendente, sendo pelo menos a corrente gasosa exterior de vapor de água. A corrente gasosa interior é uma corrente de ar ou de vapor de água. Esta corrente gasosa serve para impedir a aglutinação do pó. A corrente gasosa interior é mais rápida do que a exterior. Esta diferença de velocidades depende da carga e natureza do produto: quanto maior fór a carga do produto tanto maior será a relação das velocidades das correntes gasosas interna e externa. Esta realação está compreendida entre 1:1 e 8:1. A corrente gasosa exterior serve para que a corrente de pó permaneça uniforme o máximo de tempo possível. As 2 correntes causam um humedecimento das partículas e permitem ampliar consideravelmente a zona de humedecimento, sendo melhorada a aglomeração. A corrente exterior adicionalmente permite que seja aspirado o mínimo possível de ar secundário na corrente.
As 2 correntes de vapor de água têm uma disposição circular e a sua velocidade é uniforme em todo o perímetro, e consequentemente consegue-se um humedecimento re. guiar.
De harmonia com a invenção a corrente de vapor de água interna é mais delgada que a externa. Adicionalmente, é dirigida a direito ou em torção.
vapor de água utilisado é vapor sobreaquecido ou saturado, situando-se a sua temperatura entre 100 e 1302c e a pressão entre 1 e 1,5 bar, Trabalha-se mais frequentemente a cerca de 1002c e com uma pressão de cerca de 1 bar. Pode-se também utilisar vapor de água húmido que é consti tuido por uma névoa de finas gotículas de água em vapor de água saturado. Podem também ser utilizados outros gases aquosos, compreendendo a formação de uma névoa de gotículas de água microscópicas que sao dispersas noutros gases, tais como vapor de água.
processo presta-se para todos os materiais na forma de pó cujas propriedades devem ser melhoradas no qubse refere à capacidade de livre escoamento, capacidade de humedecimento, solubilidade, dureza e côr, por exemplo produtos alimentares na forma de pó. Entre os produtos alimentares na forma de pó que podem ser aglomerados ou escurecidos posteriormente encontram-se café solúvel, chá solúvel, pó de chicória solúvel, pó de extracto de cereais solúvel, leite em pó, lactose e bebidas mistas à base de hidratos de carbono. Podem também ser aglomerados ou escurecidas combinações destes materiais.
Se se trabalhar de acordo com a invenção a fracção de material em pó não aglomerado é menor do que no caso dos dispositivo convencionais.
A invenção refere-se ainda ao dispositivo para a realização do processo, com um tubo de carga para alimentação do material na forma de partículas, possuindo 2 dispositivos de humedecimento coaxiais com o tubo de carga, sendo o interior formado por uma fenda circular e o exterior formado por uma placa de metal sinterisado anelar, e encontrando-ge F/
praticamente no mesmo plano a embocadura do tubo de carga para o material e as da fenda para a corrente gasosa e a da placa de metal sinterisado para a alimentação de vapor de água.
dispositivo pode possuir 1 ou 2 câmaras para o fornecimento e controle da corrente gasosa. Com uma disposição em 2 câmaras pode-se ajustar separadamente a pressão e a velocidade dos gases.
No caso de uma disposição com uma só câmara pode-se variar a velocidade de alimentação do vapor de água com a geometria de abertura de fenda e a porosidade da placa de metal sinterisado.
A placa compreende um numero muito grande de poros microscópicos, estando estes poros distribuídos uniformemente por toda a superfície da placa. Consoante a natureza da placa de metal sinterisado os poros têm um diâmetro médio compreendido entre 10 e 200 ^im. Com esta placa obtém-se uma velocidade do vapor de água que é inferior à da corrente gasosa da fenda. Trabalha-se por exemplo, na fenda e na placa de metal sinterisado, com velocidades comprendidas entre 20 e 30 m/segundo e, respectivamente de 10 m/segundo e menor. A abertura da fenda ê mais estreita do que a largura da placa de metal sinterisado. Como já foi referido anteriormente, também é possível incorporar-se um dispositivo adicional de humedecimento para melhorar o humedecimento da corrente do produto. Este ê colocado no meio da corrente de material e possui igualI mente uma abertura cuja embocadura se situa no mesmo plano já referido anteriormente. No caso deste bico adicional trabalha-se com uma velocidade compreendida entre 20 e 100 m/segundo.
Para se minimizar a turbulência da corrente gasosaé necessário colocar sobre a fenda um anel com orifícios e superfícies de estabilizaçao. Estes orifícios e superfícies de estebilização podem ser direitos ou inclinados.
Considera-se que, nas condiçoes reinantes na zona de humedecimento, as particulas entram em contacto umas com as outras a baixas velocidades relativas sobre um trajecto longo, aumentando deste modo a probabilidade da formação de aglomerado.
bico de aglomeraçao de acordo com a invenção pode ser previsto para vários campos de aplicação : apeI nas para a aglomeração, por exemplo para bebidas à base de sucedâneos de café e de cacau, ou também para uma utilização combinada de secagem por pulverização e aglomeração, por exemplo para extractos de café, ou também para o escurecimento posterior ou estruturação superficial de partículas que já adquiriram um tamanho final conveniente.
As formas de realizaçao preferidas do dispositivo da presente invenção serão descritas mais pormenorisadamente adiante. Nos desenhos anexos mostram-se:
Na fig. 1: um diagrama esquemático de um dispositivo na utilização de aglomeração,
Na fig. 2: um diagrama esquemático de um dispositivo na utilização em secagem por pulverização e aglomeração,
Na fig. 3: uma vista parcial esquemática, sal, do dispositivo esquematizado na fig.
em secção transver1,
Na fig. 4: uma vista parcial esquemática, secção transversal, de uma 2^ forma de realização do dispositivo,
Na fig. 5: uma secção transversal ao longo da linha V-V da fig.3.
-Aglomeração de um pó bebível contendo cacau, fig. 1.
A mistura dos componentes é transportada para a alimentação do produto moído (18) por meio de um sistema transportador (20). A alimentaçao de produto moído (18) consiste no recipiente de compensação (21), no parafuso doseador (22), no mecanismo de accionamento (23) e na tremonha de carga
(24. Por meio desta é alimentado o bico (13) com pó de forma perfeitamente uniforme. Na torre de secagem (14) as pontes líquidas formadas entre as partículas são fixadas por cristalização de modo que não se desegreguem sobre o leito contínuo do secador (19). A máquina de crivagem (15) separa os grãos grosseiros, que são recirculados através de um moinho (16), e o produto acabado (30) é enviado para a embalagem.
ί
-Secagem por pulverização e aglomeração de um café instantâneo, fig. 2.
extracto (28), pulverizado paralelamente à corrente de ar quente, seca na torre de secagem (14) antes de alcançar o crivo (15). A partir do crivo (15) e do separador de pó(26), os finos (29) são recolhidos ao longo do sistema de alimentação (20), são arrefecidos no permutador de calor (27) e são triturados no mionho (25). Através da alimentação de produto moido (18) este produto é enviado ao bico (13). A alimentaçao de produto moído (18) consiste no recipiente de c pensação (21), no parafuso doseador (22), no mecanismo de accionamento (23) e na tremonha de carga (24). Depois de passar
o bico (13) o produto moído humedecido com vapor é enviado à torre de secagem integrada (14) onde é seco simultaneamente com o extracto pulverizado (28). A máquina de crivagem (15) separa os grãos grosseiros que são reciclados através de moinho (16) e o produto final (30) é enviado à embalagem.
- Construção do bico, fig. 3.
Através do funil (9) o produto chega ao tubo do jacto de pó (8). Depois de uma medição da corrente mássica (2) o vapor flui através de um dispositivo de saturação e sobreaquecimento (1). Medem-se a pressão e a temperatura em (3) Na entrada (12) o vapor entra na câmara de repartição de vapor (31). 0 vapor sai daqui através de um anel com orifícios (6) e pela fenda (5). Chapas deflectoras de guia (7) determinam a direcção de saída do vapor. Analogamente o vapor é condicionado para a placa de metal sinterizado (4). Chega através de
uma tubagem de entrada (11) à câmara de vapor da chapa de metal sinterizado (32), que está separada da câmara de distribuição de vapor (31) através da placa intermédia (33) e do tubo (34). Este vapor sai da placa de metal sinterizado (4) com uma reduzida velocidade e com uma névoa de fins gotas pulverizadas.
Nas duas câmaras (31, 32) o condensado formado é eliminado das câmaras através da saída de produto condensado (10).
A fig. 5 mostra um corte ao longo da linha V-V da fig. 3, através da placa de metal sinterizado.
A fig. 4 corresponde à descrição da fig.3.
É simplesmente representada a possibilidade adicional de aplicação de uma conduta de vapor central. Este é alimentado através de um tubo (35). A velocidade de saída é ajustável por meio da abertura do bico central (36).
- Exemplo de processo.
Para uma produção de 1 tonelada de pó por hora a quantidade de vapor do jacto interior é de 25 kg/hora a 1,3 bar. A velocidade de saída é de cerca de 100 m/sec, a tem peratura é de HO^C. A quantidade de vapor do anel divisor (5) é de 60 kg/hora a 1,1 bar, 105sC e 30 m/s. A corrente de vapor exterior coaxial (placa de metal sinterizado) é de 100 kg/hora. 1,15 bar, 102QC e 7 m/sec. 0 jacto de pó à saída, pelo menos ao longo de 1 metro, não é perturbado pela corrente contrária de ar secundário.
Claims (1)
- REIVINDICAÇÕES- 1<* _Processo para o tratamento de um produto solúvel, sob a forma de pó, caracterizado pelo facto de se humedecerum material sob a forma de pó, que flui numa corrente central, através de duas correntes gasosas coaxiais com esta corrente, em direcção descendente, sendo pelo menos a corrente gasosa exterior de vapor de água.Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo facto de a corrente gasosa interna ser uma corrente de ar ou de vapor de água.- 3- -Processo de acordo com as 1 ou 2 caracterizado pelo facto de a corrente ser mais rápida do que a exterior.reivindicações gasosa interiorProcesso de acordo com a reivindicação 3 caracterizado pelo facto de a relaçao de velocidades da corrente gasosa interior para a corrente gasosa exterior estar compreendida entre os valores 1:1 e 8:1.- 5ã -Processo de acordo com as reivindicações 1 a 4 carafcterizado pelo facto de as duas correntes gasosas serem circulares e serem uniformes nas suas velocidade em tor no de todo o perímetro da corrente.- 63 Processo de acordo com as reivindicações 1 a 5 caracterizado pelo facto de a corrente gasosa interior ser mais delgada do que a exterior.- 73 Processo de acordo com as reivindicações 1 a 6 caracterizado pelo facto de a corrente gasosa interior ser dirigida a direito ou com torção.- 8®Processo de acordo com as reivindicações 1 a 7 caracterizado pelo facto de se trabalhar com vapor de água saturado ou sobreaquecido, situando-se a sua temperatura num intervalo compreendido entre 100 e 130QC, e a pressão num intervalo compreendido entre 1 e 1,5 bar.- 9® -Processo de acordo com as reivindicações 1 a 8 caracterizado pelo facto de se humedecer com uma corrente adicional de água ou de vapor de água disposta ao centro da corrente de material na forma de pó.—10® Processo de acordo com as reivindicações 1 a 9 caracterizado pelo facto de o material na forma de partículas ser café solúvel ou uma bebida mista à base de hidratos de carbono.- 11® -Dispositivo para o tratamento de um mate- j irial solúvel, na forma de pó, com um tubo de carga para alimentação do material, caracterizado pelo facto de possuir, dispostos coaxialmente em relaçao ao tubo de carga, 2 dispositivos de humedecimento, sendo o interior construído na forma de uma fenda circular e o exterior construído na forma de uma placa de metal sinterizado anelar, e encontrando-se a embucadura do tubo de carga para o material praticamente no mesmo plano da embucadura da fenda para a corrente gasosa e da embucadura da placa de metal sinterizado para o fornecimento de vapor de água.- 10® 12aDispositivo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo facto de a abertura de distribuição da fenda ser menor do que a largura da placa de metal sinterizado.- 13a Dispositivo de acordo com as reivindicações 11 e 12, caracterizado pelo facto de os 2 dispositivos de humedecimento serem construídos na forma de uma ou duas câmaras .- 14a Dispositivo de acordo com as reivindicações 11 e 12, caracterizado pelo facto de possuir um dispositivo de humedecimento adicional, coaxial e situado ao centro do tubo de carga- 15a Dispositivo de acordo com as reivindicações 11 a 14 caracterizado pelo facto de se aplicar sobre a fen da um anel com orifícios e superfícies de estabilização.- 16a _Dispositivo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo facto de os orifícios e as superfícies de estabilizaçao serem direitas ou inclinadas.A requerente reivindica a prioridade do pedido de patente europeia apresentado em 18 de Maio de 1990, sob o NS. 90109504.2.
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