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OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

11 Número de publicación: 2 214 853

51 Int. Cl. : A23L 3/18

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// A23C 3:033

ESPAÑA

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TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA

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86 Número de solicitud europea: 99920575 .0

86 Fecha de presentación: 01.06.1999

87 Número de publicación de la solicitud: 1083801

87 Fecha de publicación de la solicitud: 21.03.2001

54 Título: Procedimiento y aparato de pasteurización de productos líquidos que fluyen en continuo.

30 Prioridad: 03.06.1998 DK 74698

73 Titular/es: SANDER HANSEN A/S

Sondre Ringvej 55 2605 Brondby, DK

45 Fecha de publicación de la mención BOPI:

16.09.2004

72 Inventor/es: Nielsen, Jorgen, Tage y

Dalum, Kim, Christian

45 Fecha de la publicación del folleto de la patente:

74 Agente: Ponti Sales, Adelaida

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16.09.2004

Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art. 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid

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DESCRIPCIÓN Procedimiento y aparato de pasteurización de productos líquidos que fluyen en continuo. La presente invención se refiere a un procedimiento para la pasteurización de un producto líquido en un flujo continuo en un aparato que tiene una parte regenerativa y una parte de pasteurización entre las cuales se conduce el producto. La invención se refiere también a un aparato para la realización del procedimiento citado anteriormente, teniendo dicho aparato una parte de regeneración y una parte de pasteurización entre las cuales se conduce el producto. En la fabricación de productos que pueden deteriorarse por la acción de bacterias, especialmente en la industria de las sustancias alimenticias, es comúnmente conocida la destrucción de la flora bacteriana por medio de la pasteurización, que es un tratamiento térmico que mata las bacterias dañinas por medio de su exposición a temperaturas más altas de las que las mismas pueden tolerar. El efecto de la pasteurización se mide en PU y depende de la temperatura que se utiliza, y en el tiempo durante el cual se expone el producto a esta temperatura. Sin embargo, el producto también se daña por medio del calentamiento intenso, y por lo tanto se imponen requerimientos sobre el tratamiento de calentamiento con respecto al tiempo y la temperatura. Una pasteurización tal para un flujo continuo de un producto líquido se conoce, por ejemplo a partir de la industria cervecera, en la forma de cerveza o productos similares que más tarde deben colocarse en contenedores, por ejemplo en botellas. El producto a pasteurizar puede pasteurizarse ya sea antes de que se transfiera a contenedores más pequeños, o después de que se han montado los contenedores. La siguiente descripción trata sólo con un proceso de pasteurización que tiene lugar antes de que el producto se transfiera a contenedores más pequeños, en una pasteurización llamada de placa. El flujo del producto a través de un aparato de pasteurización de placa tiene lugar en la siguiente forma. El producto fluye dentro de la parte de regeneración de placas intercambiadoras de calor, donde la energía se intercambia entre el producto frío en el camino de entrada y el producto caliente ya pasteurizado en su camino de salida. Por lo tanto el producto primero se calienta en la sección de regeneración, después de lo cual se bombea hacia la sección siguiente del intercambiador de calor donde se calienta hasta la temperatura de pasteurización. El producto se conduce ahora a una “tubería de retención”, estando la longitud y la tasa de flujo determinantes del tiempo de pasteurización. Sin tener en cuenta el espacio, la tubería de retención con frecuencia está configurada como una espiral alargada. Cuando el producto ha pasado a través de la misma y alcanza el extremo de la tubería de retención, el producto ha sido pasteurizado y es conducido dentro de la segunda cámara en la parte regenerativa del intercambiador de calor, donde se enfría hasta la temperatura de descarga por medio del producto frío que baja dentro del intercambiador de calor. El producto pasteurizado puede ahora rellenar un contenedor. Para ajustar la capacidad entre la planta de rellenado y el aparato de pasteurización, se introduce con frecuencia una válvula de control de flujo 2

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y un tanque amortiguador. Por otra parte, puede utilizarse un enfriador si se desea para reducir aún más la temperatura de descarga. Puede producirse una detención en la producción si otras máquinas, por ejemplo si se detiene la planta de rellenado o la máquina embotelladora. Una detención en la línea de producción es un problema para un aparato de pasteurización de placa, que es dependiente de un proceso continuo para lograr el procesamiento correcto. Durante una detención, el producto en la tubería de retención, que tiene la temperatura de pasteurización, no tendrá la posibilidad de ser enfriado. En consecuencia, el producto se sobre-pasteuriza y normalmente se descartará después de que la línea se reinicie. Un segundo problema es lograr las temperaturas correctas cuando la línea se reinicia. La sección de regeneración tendrá la temperatura promedio entre el producto frío y el caliente, mientras que al mismo tiempo el suministro de calor de la sección de calentamiento se cierra. Por lo tanto, el producto “nuevo” debe descartarse hasta que la temperatura sea correcta, o debe reemplazarse por agua que también se descarta. Estas circunstancias resultan en una pérdida de recursos y por último en una demora en el reinicio de la producción. Por lo tanto, el antes mencionado tanque amortiguador con frecuencia se introducirá después del aparato de pasteurización de placa. Este tanque amortiguador normalmente será capaz de contener la producción de hasta media hora, y por este medio puede reducir el número de detenciones del aparato de pasteurización de placa. Otra forma en la cual puede resolverse este problema es proporcionando una desviación al aparato de pasteurización de placa. Comparado con el aparato de pasteurización de placa simple, se introduce aquí una válvula extra que puede abrirse para la circulación, de forma que el producto pasteurizado puede utilizarse nuevamente como entrada al aparato de pasteurización de placa. La función de refrigerante durante el desvío es enfriar el producto pasteurizado hasta la temperatura normal de entrada, de forma que se mantiene el balance de temperatura a través de todo el aparato de pasteurización de placa. El resultado es que el mismo producto se vuelve a pasteurizar una y otra vez y por lo tanto se vuelve sobre-pasteurizado. Por esta razón, el aparato de pasteurización de placa con frecuencia se llenará con agua justo antes de que pase a la desviación. Antes de reiniciar, el agua debe reemplazarse nuevamente por el producto. Este procedimiento lleva tiempo y resulta en un gran consumo de agua y un cierto desperdicio de producto, lo que significa que es necesario un tanque amortiguador mayor después del aparato de pasteurización de placa para reducir el número de veces que la línea de producción se detiene. El uso de una desviación también resulta en que durante una detención, se hace uso continuo de la misma energía de calentamiento como durante el funcionamiento. Por otra parte, se utiliza una energía correspondiente para el enfriado del producto o el agua que está en circulación. Cada una de las patentes WO-A-8809621, WOA-9409652 y EP-A-0118134 describe un aparato que comprende una celda de retención o tubería de retención en la cual el producto a tratar se pasteuriza simplemente mediante el flujo a través del mismo a una cierta temperatura sobre la temperatura mínima para

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absorber los PUs. Como no hay ninguna posibilidad de enfriar el producto en la tubería de retención en caso de una detención súbita, el producto en la tubería de retención se sobre-pasteurizará y tendrá que descartarse cuando se reinicie nuevamente. La patente EP-A-0081256 describe un aparato en el cual la parte de pasteurización consiste en un intercambiador de calor de alta temperatura sin posibilidad de enfriamiento en la parte. Por lo tanto, el producto en la parte de pasteurización estará sujeto a sobre pasteurización cuando tenga lugar una detención súbita en el flujo del producto. Es por lo tanto el objeto de la invención proporcionar un método para evitar las desventajas de un equipo que requiere mucho espacio y procedimientos que requieren muchas fuentes y evitar el desperdicio de producto por sobrepasteurización. Este objeto se logra por medio de un procedimiento según la reivindicación 4 y de un aparato según la reivindicación 1. Por medio de éste procedimiento se asegura que la pasteurización puede tener lugar sin un gran desperdicio del producto y de la sustitución por agua y un alto consumo de energía durante una detención operativa, en que durante la detención no es necesario reemplazar el producto con agua. Al mismo tiempo, también se asegura que no se produce una subpasteurización del producto, y que la sobrepasteurización se limita a la mayor extensión posible. El procedimiento también asegura que es posible que la producción tenga lugar son un tanque amortiguador entre el aparato de pasteurización y la máquina de rellenado, o con un posible tanque amortiguador con un volumen muy pequeño. Este aparato resulta en un considerable ahorro de espacio, a pesar de la introducción de un intercambiador de calor adicional, se ahorra espacio tanto por la tubería de retención y por el tanque amortiguador. Además, debido a que no existe un consumo continuo de energía para el calentamiento y el enfriamiento durante la detención en producción, se logra un ahorro de energía. Además, se logra una limpieza más simple del aparato, es decir Limpieza Central en posición, en la que construcción no incluye curvas extras de tubería o extremos de tubería sin flujo. Por otra parte, el tanque amortiguador es muy pequeño o puede omitirse por completo, que todo ahorrará grandes cantidades de líquidos CIP e instalaciones CIP. Realizaciones ventajosas del aparato y del procedimiento según la invención se especifican en las reivindicaciones 2-3 y 5-6, respectivamente. Descripción de las figuras en los dibujos La Figura 1 muestra un ejemplo esquemático de una realización general de un aparato de pasteurización para la pasteurización de productos líquidos en un flujo continuo, La Figura 2 muestra un ejemplo esquemático de un aparato de pasteurización como se muestra en la Figura 1, pero con dos zonas de regeneración y tres zonas de pasteurización, y La Figura 3 muestra un ejemplo esquemático de un aparato de pasteurización como se muestra en la Figura 2, pero con recirculación en la parte de regeneración. Descripción de un ejemplo de realización Visto en general, un aparato para la pasteurización de productos líquidos en un flujo continuo, como

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por ejemplo fluidos alimenticios y bebidas, consiste en una parte de regeneración 2 dentro de la cual se alimenta un producto por medio de una bomba de suministro 1. Después de la parte de regeneración 2, el producto se conduce hasta la parte de pasteurización 6 que no solo puede calentar el producto a la temperatura de pasteurización, sino también enfriarlo en el caso de una detención en la producción. Tanto la parte de regeneración 2 y la parte de pasteurización 6 consiste en intercambiadores de calor. El calentamiento o el enfriamiento tiene lugar por medio de suministrar agua caliente o fría a través de una válvula de mezclado 16 a la parte de pasteurización 6. Se colocan sensores de temperatura 5, 11 antes y después de la parte de pasteurización 6, de forma que pueda controlarse el proceso de pasteurización. Entre la parte de regeneración 2 y la parte de pasteurización 6 se colocan también bombas propulsoras 4, 12 que aseguran que el producto tiene una sobrepresión constante en el aparato. El producto es conducido nuevamente a la parte de regeneración 2 donde transfiere su calor al producto en la entrada. Más adelante, el producto se conduce a una salida 18 donde, por ejemplo, puede ubicarse una planta de rellenado (no mostrada). El aparato puede producirse en diferentes configuraciones, dependiendo de las demandas referentes a temperaturas y pasteurización. Las temperaturas utilizadas a continuación son por lo tanto sólo ejemplo, dado que cada producto tiene sus propios requerimientos específicos de temperatura. El aparato que se toma aquí como punto de inicio (ver la Figura 2) se propone para la pasteurización de cerveza. El aparato consiste en dos intercambiadores principales de calor, es decir un intercambiador de calor de regeneración que está dividido en dos zonas 2, 3, y un intercambiador de calor de pasteurización que está dividido en tres zonas 6, 8, 10. El producto se conduce dentro de la zona regenerativa 2 por medio de una bomba de suministro 1, donde el producto a 2ºC se calienta a 33ºC. El producto se conduce más allá hasta la segunda zona de regeneración 3 donde se calienta hasta 65ºC. Una bomba propulsora 4 y 12 asegura que haya una sobrepresión, parcialmente en el intercambiador de calor de pasteurización 6, 8, 10 y parcialmente en la parte de enfriamiento del intercambiador de calor de regeneración 2, 3. Esta sobrepresión asegura que en el caso de una posible fuga, no entren ni aire ni fluido en el sistema de tuberías, sino que sólo salgan. De esta forma se evita que bacterias capaces de sobrevivir se transfieran al producto pasteurizado. Se proporciona un sensor de temperatura 5 antes de la entrada al intercambiador de calor de pasteurización. Se coloca una válvula 21 (ver la Figura 3) tan cerca como sea posible del intercambiador de calor de pasteurización. Durante el funcionamiento normal, estaválvula 21 asegura que se mantengan separadas la entrada y la salida del intercambiador de calor de regeneración 3 en el lado de no pasteurizado. Durante una detención en la producción, la válvula 12 se abre, por lo cual se hace posible la recirculación en este lado del intercambiador de calor de regeneración 3. Esta válvula es opcional y no se usa en el caso/configuraciones donde la temperatura de salida del intercambiador de calor 3 está por debajo del límite de temperatura para el registro de PU. 3

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En la entrada de la primera zona 6 del intercambiador de calor de pasteurización, el producto a 65ºC se calienta en el lado primario a 72ºC, manteniéndose esta temperatura a través de las zonas 8 y 10. Se coloca una válvula 22 tan cerca como sea posible después del intercambiador de calor de pasteurización. Durante el funcionamiento normal, ésta válvula debe asegurar que la entrada y la salida del intercambiador de calor de regeneración 3 se mantienen separadas en el lado de pasteurización. Durante una detención en la producción, la válvula se abre, por lo cual la recirculación se vuelve posible en el segundo lado del intercambiador de calor de regeneración 3. Cuando el producto abandona la última zona de pasteurización 10, se bombea a través de la bomba propulsora 12 dentro de la parte de enfriamiento de la parte de regeneración 3 y se enfría hasta aproximadamente los 40ºC, y además hasta la última zona de regeneración 2 donde el producto se enfría hasta los 9ºC. Una válvula de control de flujo 13 puede colocarse después de la parte de regeneración. En adelante, el producto fluye a través de un enfriador 14 y luego hacia una salida 18 donde se ubica un posible tanque amortiguador y/o una planta de embotellado o envasado. Con una realización que tenga un tanque de amortiguación mínimo, la válvula de control de flujo 13 asegura que el tanque amortiguador no se llene en demasía, es decir que el flujo se controla por medio del nivel en el tanque amortiguador. En un aparato sin tanque amortiguador, es la planta de filtrado (no mostrada) la que determina el flujo a través del aparato. El enfriador 14 se usa sólo si la temperatura de salida del producto se vuelve demasiado alta, por ejemplo como resultado de una detención en las operaciones y un posterior reinicio. Un sensor de temperatura 7, 9, 11 se coloca después de cada parte de pasteurización 6, 8, 10. También se coloca un sensor de temperatura 15 después del enfriador 14. Estos sensores registran si se han alcanzado o no las temperaturas necesarias, de forma que puede controlarse el calentamiento y el enfriamiento respectivamente en el lado secundario del intercambiador de calor de pasteurización 6, 8, 10. Las fuentes de calentamiento/enfriado en la parte de regeneración 2, 3 consisten del mismo producto (ahora regenerativo), y en la parte de pasteurización

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6, 8, 10 de agua caliente y fría 19, 20 respectivamente, donde la cantidad de calor en el agua se determina por medio de señales de los sensores de temperatura 7, 9, 11 en las zonas individuales de pasteurización 6, 8, 10. La regulación del suministro de agua en sí se realiza en una válvula de mezclado 16 del tipo comúnmente conocido. El agua de retorno del lado secundario del intercambiador de calor de pasteurización se conduce hacia fuera a través de una tubería de retorno 17, posiblemente para el calentamiento con vista a la reutilización en el intercambiador de calor. La siguiente es una descripción del aparato durante una detención en la producción. El intercambiador de calor de regeneración puede dividirse en dos zonas 2 y 3 como se muestra, o constituir una zona única. En el caso de una detención en la producción, el perfil de temperatura en la primera zona será constante para los primeros minutos, después de lo cual la temperatura se aproximará lentamente a la temperatura promedio del intercambiador de calor. En la segunda zona, o si hay sólo una zona, la temperatura en la última parte del intercambiador y en las conexiones de la tubería al mismo serán tan altas que se registra un PU. Para evitar esto, tiene lugar la recirculación en ambas zonas de regeneración y conexiones de tubería hasta que se alcanza una temperatura promedio constante por debajo de la temperatura límite para el registro de PU (por ejemplo 53ºC). La recirculación se realiza por medio de la apertura de las válvulas 21 y 22. Las zonas de pasteurización 6, 8, 10 se enfriarán hasta por ejemplo 56ºC durante una detención de la producción, de forma que el registro de PU se detiene. La siguiente es una descripción del aparato cuando se reinicia después de una detención en la producción. Después de una detención en la producción, todas las zonas de pasteurización se recalientan a las temperaturas normales para asegurar que no se produzca una subpasteurización, y también la sobrepasteurización se limita tanto como sea posible. Cuando se reinicia un aparato sin tanque amortiguador, el proceso se controla por medio del incremento de la temperatura en el lado secundario del intercambiador de calor de pasteurización 6, 8, 10 dependiendo en la velocidad del flujo.

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REIVINDICACIONES 1. Aparato para la pasteurización de productos líquidos en un flujo continuo, consistiendo el aparato de: - una parte de regeneración (2; 2, 3) dentro de la cual se alimenta el producto por medio de una bomba de suministro (1), - una parte de pasteurización (6; 6, 8, 10) a la cual se conduce el producto desde la parte de regeneración y desde cuya parte de pasteurización el producto se lleva de vuelta a la parte de regeneración, consistiendo la parte de regeneración y la parte de pasteurización en intercambiadores de calor (2, 6; 2, 3, 6, 8, 10), - una válvula mezcladora (16) para suministrar agua caliente o fría a la parte de pasteurización, de forma que la parte de pasteurización no sólo puede calentar el producto hasta la temperatura de pasteurización, sino también enfriar el producto en el caso de una detención en la producción, y - sensores de temperatura (5, 11) ubicados antes y después de la parte de pasteurización para controlar el proceso de pasteurización. 2. Aparato según la reivindicación 1 para la pasteurización de cerveza, en donde el aparato consiste en dos intercambiadores de calor principales, un intercambiador de calor de regeneración (2, 3) que se divide en dos zonas (2, 3), y un intercambiador de calor de pasteurización (6, 8, 10) que está dividido en tres zonas (6, 8, 10). 3. Aparato según la reivindicación 2, en donde un sensor de temperatura (7, 8, 11) se coloca después de cada una de dichas tres zonas de pasteurización de forma de registrar si se han alcanzado o no las temperaturas necesarias de forma que el calentamiento y el enfriamiento, respectivamente pueden controlarse en el lado secundario del intercambiador de calor de pasteurización. 4. Procedimiento para la pasteurización de productos líquidos en un flujo continuo y que comprende los siguientes pasos: - proporcionar una parte de regeneración (2; 2, 3)

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de un aparato de pasteurización y una parte de pasteurización (6; 6, 8, 10) de dicho aparato de pasteurización, consistiendo tanto la parte de regeneración como la de pasteurización en intercambiadores de calor (2, 6; 2, 3, 6, 8, 10), - alimentar el producto dentro de la parte de regeneración, - conducir el producto desde la parte de regeneración a la parte de pasteurización, - conducir el producto desde la parte de pasteurización de regreso a la parte de regeneración, - calentar el producto en la parte de regeneración por medio de la transferencia de calor desde el producto conducido de regreso a la parte de regeneración desde la parte de pasteurización, - calentar el producto hasta la temperatura de pasteurización y enfriar el producto en la parte de pasteurización en el caso de una detención de la producción por medio del suministro de agua caliente o fría, respectivamente, a la parte de pasteurización, y - controlar el proceso de pasteurización por medio de sensores de temperatura (5, 11) situados antes y después de la parte de pasteurización. 5. Procedimiento según la reivindicación 4 para la pasteurización de cerveza, en donde el aparato de pasteurización consiste en dos intercambiadores de calor principales, un intercambiador de calor de regeneración que está dividido en dos zonas, y un intercambiador de calor de pasteurización que está dividido en tres zonas. 6. Procedimiento según la reivindicación 5, comprendiendo el procedimiento además los pasos de: - proporcionar un sensor de temperatura (7, 9, 11) ubicado después de cada una de dichas zonas de pasteurización (6, 8, 10), - registrar por medio de dichos sensores de temperatura si se han alcanzado las temperaturas necesarias, - controlar, basado en dicho registro por medio de dichos sensores de temperatura, el calentamiento y el enfriamiento, respectivamente, en el lado secundario del intercambiador de calor de pasteurización.

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NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del 7-10-1992, no producirán ningún efecto en España en la medida en que confieran protección a productos químicos y farmacéuticos como tales. Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluida en la mencionada reserva. 5

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