19

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

11 Número de publicación: 2 241 312

51 Int. Cl. : A23L 3/015

7

ESPAÑA

12

TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA

T3

86 Número de solicitud europea: 99941695 .1

86 Fecha de presentación : 03.09.1999

87 Número de publicación de la solicitud: 1109464

87 Fecha de publicación de la solicitud: 27.06.2001

54 Título: Procedimiento de tratamiento termomecánico por expansión instantánea controlada de frutas, zumo

y cáscaras de cítricos. 30 Prioridad: 04.09.1998 FR 98 11105

73 Titular/es: Contento Trade S.R.L.

Via Zorutti, 84 33030 Campoformido, IT

45 Fecha de publicación de la mención BOPI:

16.10.2005

72 Inventor/es: Allaf, Karim;

Rezzoug, Sidahmed; Cioffi, Flavio; Contento, Maria-Pia y Sanya, Emile

45 Fecha de la publicación del folleto de la patente:

74 Agente: Tavira Montes-Jovellar, Antonio

ES 2 241 312 T3

16.10.2005

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

ES 2 241 312 T3 DESCRIPCIÓN Procedimiento de tratamiento termomecánico por expansión instantánea controlada de frutas, zumo y cáscaras de cítricos. 5

10

La presente invención se refiere a un nuevo procedimiento de tratamiento termomecánico de los cítricos con miras a mejorar la calidad del zumo o de la fruta entera o en trozos o en rodajas y valorizar la cáscara por separación de terpeno, y con miras a facilitar la extracción clásica de pectina. Este procedimiento permitirá, igualmente, facilitar el pelado de la fruta, mejorando al mismo tiempo la calidad organoléptica e higiénica del zumo líquido o de la fruta por el impacto térmico y la desbacterización localizada en la superficie de la fruta. En el estado de la técnica se conoce el método clásico de extracción del zumo de los cítricos, que comprende, generalmente, las fases siguientes:

15

1. Selección de las frutas y lavado preliminar con una solución bactericida; 2. Conservación de las frutas a continuación de las fases sucesivas de lavado;

20

3. Pelado y/o raspado de las frutas con miras a facilitar la extracción mecánica de los aceites esenciales (terpeno) de la cáscara; 4. Segundo lavado con miras a la aspersión de los aceites esenciales; 5. Prensado de la fruta;

25

6. Filtrado del zumo producido por separación de la pulpa.

30

35

40

45

A este esquema se aportan, generalmente, numerosas modificaciones: se cita, a título de ejemplo, la posibilidad de reemplazar la fase de raspado de la fruta por un prensado particular que permite la extracción simultánea, pero separada, del zumo y de los aceites esenciales. El objetivo es reducir los riesgos de contaminación del zumo o de la fruta por los aceites esenciales o por la pectina presentes en la cáscara; su contaminación por los microorganismos o por las encimas presentes aparece igualmente perjudicial para la buena calidad del producto acabado. La acción de las encimas (presentes en gran cantidad a nivel de la cáscara) hace obligatoria la conservación óptima del zumo. Se conoce la patente francesa FR2712206 que se refiere a un procedimiento que pone en práctica un dispositivo descrito constituido por un intercambiador E de bajo DELTA y por un conjunto de tuberías, bombas, y llaves, que permite, a voluntad, extraer o reincorporar los diversos condensados orgánicos producidos. Así, el calentamiento de la materia orgánica se hace por vapor biológico creado por la vaporización de los condensados, exudados o zumo de prensa. La materia precalentada puesta al vacío vaporiza una parte de su masa. La gestión de los líquidos permite, si es necesario, preconcentrar la materia orgánica aproximadamente un 13% o menos y su zumo de prensa aproximadamente un 25% o menos. Otra patente de la técnica anterior, la patente francesa FR2656547, se refiere a un equipo que permite aplicar una barrera térmica definida a una materia, limitando las degradaciones oxidantes y pérdidas de substancias y permitiendo una recuperación de condensados aromáticos. El equipo está constituido por una compuerta hidráulica, seguida de un recinto de elevación y mantenimiento de la temperatura por barrido en contra corriente de vapor inyectado. La transferencia de la materia se hace sin amasado, por tornillos y artesas apropiados. El enfriamiento por expansión al vacío del producto evacuado del recinto bajo ligera presión a un recinto unido a un condensador, permite recuperar condensados aromáticos.

50

55

La patente francesa FR2638333 se refiere a un procedimiento y a un material que permite el calentamiento y la puesta rápida al vacío de una materia vegetal. Esta expansión provoca la circulación por gravedad de un zumo y la emisión de vapores aromáticos que son recuperados por separado en forma de condensados. El equipo está constituido, principalmente, por un recinto resistente al vacío y a la presión, en el que la materia que hay que tratar está bien repartida a fin de ser conservada en un conjunto por el calentamiento con vapor, por un dispositivo de condensación y de vacío ampliamente dimensionado que permite una expansión suficientemente rápida para desestructurar la materia. La patente francesa FR2618981 tiene por objeto un procedimiento de tratamiento de verduras frescas que consiste en tratar las verduras con vapor en un recinto estanco y, después del tratamiento, se hace el vacío en el recinto.

60

Por otra parte, se conoce la patente americana US2278469 que describe una preparación culinaria para frutas y vegetales. Esta preparación culinaria consiste en deshidratar los productos alimentarios y en someterlos a una presión y a una temperatura substancialmente más bajas. 65

La solicitud internacional de patente WO95/04466 describe un procedimiento de tratamiento de productos vegetales con miras a la modificación de su textura. Este procedimiento comprende una etapa de introducción de los productos biológicos en un recinto hermético, una etapa de calentamiento de los productos dispuestos en el recinto y una etapa posterior de expansión. 2

ES 2 241 312 T3 La patente francesa FR8814311 describe, principalmente, un procedimiento que permite el calentamiento seguido de la puesta al vacío de una materia vegetal; esta expansión provoca la circulación por gravedad de un zumo. 5

Estos procedimientos de la técnica anterior no son totalmente satisfactorios porque presentan riesgos de contaminación elevados de la materia biológica tratada. La presente invención ofrece la posibilidad de mejorar sensiblemente el procedimiento de producción del zumo de los cítricos a través de la aplicación de un pretratamiento termomecánico a las frutas y verduras, antes de las fases de pelado y de prensado.

10

El tratamiento preconizado en el marco de la presente invención es un procedimiento de evaporación termomecánica inducida por una expansión muy rápida (duración que puede ir hasta la proximidad de 1/100 de segundo) después de un tratamiento controlado a alta temperatura y alta presión. 15

En el estado de la técnica se conoce un procedimiento de tratamiento por expansión instantánea controlada, objeto de la patente francesa FR 93 09 728 que se refiere a la texturación de los productos biológicos con miras a su soplado con una tasa de expansión superior a 1,5 y a algunos reactores para la puesta en práctica de esta operación. La presente invención no se refiere a los casos considerados en esta patente y en sus extensiones internacionales.

20

Otra aplicación ha sido objeto de una solicitud de patente FR 98 02 032; ésta se refiere a los tratamientos térmicos, termomecánicos y termohidromecánicos que intervienen en el marco de los diversos procedimientos de desbacterización, de secado, de microtexturación, de separación, etc, aplicados a productos biológicos, vegetales, frutas y verduras, naturales o transformados, enteros, en trozos o pulverulentos. Esta patente define, igualmente, el material para la puesta en práctica de esta aplicación. La presente invención se refiere a un caso particular de esta patente y forma, así, una de sus aplicaciones específicas a los cítricos.

25

La invención se refiere a un procedimiento de tratamiento termomecánico de las frutas, verduras, enteras, peladas, en trozos o en rodajas, o de sus cáscaras, que comprende una etapa de calentamiento a presión y una etapa de expansión rápida, caracterizado porque comprende las operaciones siguientes: 30

- al menos una etapa inicial que consiste en aplicar una temperatura elevada acoplada a una presión superior a 5 bares; 35

- al menos una segunda etapa de mantenimiento durante un tiempo de tratamiento tr de una temperatura elevada acoplada a una presión superior a 3 bares; - una etapa posterior de expansión brusca muy rápida (del orden de la centésima de segundo) hacia una presión reducida, del orden de 50 milibares, y

40

- una etapa de recuperación de los productos tratados y de los condensados. El material utilizado en el caso de tratamiento de los cítricos está representado esquemáticamente en la figura 1.

45

La instalación de tratamiento de acuerdo con la invención comprende un generador de vapor a presión (1), no representado en la figura, una cámara de tratamiento (2), una válvula de conexión (3) de apertura rápida y de sección importante y un depósito al vacío (4). Un sistema de bombeo (5) asegura la depresión en el depósito al vacío (4). La instalación comprende, además, un sistema de enfriamiento de los condensados y un condensador (6). El proceso de tratamiento propuesto comprende las fases siguientes:

50

A) Carga de la cámara de tratamiento (2) de frutas enteras o de cáscaras de frutas después de su pelado. B) Aplicación de un vacío primario en la cámara (próximo a 20 mbar) a través de su conexión con el depósito al vacío (4) o, preferentemente, por conexión directa con la bomba (5). 55

C) Inyección de vapor de agua húmedo o seco a presión en la cámara (2) y mantenimiento del tratamiento durante un cierto tiempo. La naturaleza del vapor, la temperatura y la presión de tratamiento, así como la duración de la operación, dependen de la naturaleza del cítrico tratado, así como del objeto de la operación con miras a optimizar la eliminación de los terpenos, la recuperación de la pectina, etc. 60

D) Expansión brusca (instantánea) hacia el vacío por una apertura muy rápida de la válvula (3) y la conexión con el depósito al vacío. El tiempo de expansión es, ventajosamente, del orden de 1/100 de segundo. 65

E) Enfriamiento y condensación del vapor de agua y de los aceites esenciales en el depósito al vacío y en el condensador, y recuperación del conjunto al nivel (6). F) Repetición de los ciclos que comprenden las fases C, D y E de la operación en varias veces y eyección del producto fuera de la cámara de tratamiento. 3

ES 2 241 312 T3

5

La cáscara recuperada después del tratamiento sufre a continuación un tratamiento clásico de extracción de pectina. En el caso en que la operación se realice en las frutas enteras, el tratamiento termomecánico asegura la eliminación de la contaminación bacteriana en superficie, reduce la presencia encimática y facilita el pelado de la fruta antes de su prensado. La fruta pelada, así desbacterizada, puede utilizarse, igualmente, en forma de producto acabado comercializable entero o en rodajas o trozos. Los aceites esenciales condensados con el vapor, debido a sus propiedades termodinámicas, estarán presentes en el agua después de la condensación del conjunto de los vapores en las dos formas no miscibles y en emulsión. Una etapa de separación gravitatoria o por centrifugación es suficiente para asegurar una recuperación casi perfecta.

10

15

20

25

30

Las condiciones operativas (tiempo de tratamiento térmico, temperatura, presión, etc) tienen un impacto directo en la eficacia cuantitativa de la operación (% de los aceites esenciales extraídos, cantidad de pectina extraíble, etc), así como en los aspectos cualitativos de estos constituyentes, del zumo y de la fruta entera. La optimización de las condiciones de tratamiento depende de todos estos factores, así como del reactor de Expansión Instantánea Controlada (reactor D.I.C.) utilizado. El tratamiento propuesto en la presente invención es muy rápido. Generalmente, la operación de Expansión Instantánea Controlada puede ser fácilmente automatizada. Esta se utiliza para realizar simultáneamente varias operaciones unitarias de desbacterización, de desactivación encimática, de extracción y de preparación para la extracción, de simplificación de las operaciones de pelado, etc. Además de su intervención acoplada a todos estos niveles, ésta está caracterizada por una eficacia excepcional y un nivel de calidad muy elevado de los diversos productos procedentes del tratamiento. En lo que concierne a la operación de extracción de terpeno propiamente dicha, es posible llegar, con el procedimiento de acuerdo con la invención, a aceites esenciales de los cítricos en cantidades óptimas, facilitando, así, la obtención por prensado de un zumo de alta calidad o, por presentación y comercialización directas, una fruta entera o en rodajas o en trozos desbacterizados y no contaminados por los aceites esenciales presentes de modo natural a nivel de la cáscara. Por comparación con los aceites esenciales extraídos por arrastre de vapor, el producto obtenido por el procedimiento de acuerdo con la invención es de calidad superior, transparente y netamente más claro. La cantidad de pectina extraíble aumenta, igualmente, a consecuencia del tratamiento por el procedimiento de acuerdo con la invención.

35

El procedimiento de acuerdo con la invención se distingue por su elevada flexibilidad y por la capacidad de insertarlo fácilmente en un ciclo de tratamiento industrial clásico; esta inserción podrá intervenir en diferentes fases de la operación industrial según el objetivo previsto.

40

El procedimiento de acuerdo con la invención podrá utilizarse, igualmente, en el caso de tratamiento similar de frutas y verduras diversas con miras a la extracción, o a facilitar la extracción, de los compuestos presentes a nivel de la cáscara y el pelado, permitir la realización de la desbacterización, y preparar mejor el producto para el prensado o para otros tratamientos industriales.

45

50

La presente invención se refiere, así, al tratamiento de las frutas enteras, de las frutas en trozos o de sus cáscaras; consiste en introducir la materia que hay que tratar en un recinto en el cual se procede a un calentamiento muy rápido del producto a presión, por vapor de agua seco o húmedo, por ejemplo, a presión total Po durante un tiempo de tratamiento tr. Los valores de tr, de la temperatura, y de la presión Po, dependen del material tratado, de las instalaciones puestas en juego y del objetivo final. La invención está caracterizada porque se procede a continuación a una etapa posterior de expansión hacia una presión inferior. La duración de la expansión brusca es función del producto que hay que tratar, de su forma, de sus dimensiones y de la calidad prevista. Ésta está comprendida sistemáticamente entre el instante y algunos segundos. De acuerdo con un modo de puesta en práctica preferido, la puesta a presión se obtiene después de una etapa de puesta al vacío (del orden de 50 mbar) con miras a acelerar la cinética de calentamiento. Para comprender mejor la presente invención, puede citarse un ejemplo de tratamiento en el caso de una serie de frutas enteras de Citrus Sinensls L. Las condiciones operativas del procedimiento de acuerdo con la invención son las siguientes:

55

60

65

4

ES 2 241 312 T3 REIVINDICACIONES 5

1. Procedimiento de tratamiento termomecánico de las frutas, verduras, enteras, peladas, en trozos o en rodajas, o de sus cáscaras, que comprende una etapa de calentamiento a presión y una etapa de expansión rápida, caracterizado porque comprende las operaciones siguientes: - al menos una etapa inicial que consiste en aplicar una temperatura elevada acoplada a una presión superior a 5 bares;

10

- al menos una segunda etapa de mantenimiento durante un tiempo de tratamiento tr de una temperatura elevada acoplada a una presión superior a 3 bares; 15

- una etapa posterior de expansión brusca muy rápida (del orden de la centésima de segundo) hacia una presión reducida del orden de 50 milibares, y - una etapa de recuperación de los productos tratados y de los condensados.

20

2. Procedimiento de tratamiento termomecánico de las frutas, verduras, enteras, peladas, en trozos o en rodajas, o de sus cáscaras, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la presión y la temperatura de tratamiento se obtienen por inyección de vapor de agua seco o húmedo a la presión considerada en la zona de tratamiento.

25

3. Procedimiento de tratamiento termomecánico de las frutas, verduras, enteras, peladas, en trozos o en rodajas, o de sus cáscaras, de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por el hecho de que la fase de inyección de vapor va precedida de una fase de instauración de vacío inicial (15 mbar-100 mbar) con miras a acelerar el proceso de calentamiento por inyección.

30

4. Procedimiento de tratamiento termomecánico de las frutas, verduras, enteras, peladas, en trozos o en rodajas, o de sus cáscaras de acuerdo con las reivindicaciones 1, 2 o 3, caracterizado porque el paso a alta presión/alta temperatura se efectúa en varios escalones sucesivos.

35

40

5. Procedimiento de tratamiento termomecánico de las frutas, verduras, enteras, peladas, en trozos o en rodajas, o de sus cáscaras, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los compuestos volátiles a la presión reducida y a la temperatura obtenidas justo después de la expansión son recuperados por condensación eventualmente selectiva. 6. Procedimiento de tratamiento termomecánico de las frutas, verduras, enteras, peladas, en trozos o en rodajas, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que la fruta es recuperada y envasada a fin de preservar su pequeña contaminación bacteriana en los dos procesos de prensado o de comercialización directa. 7. Instalación para la realización del procedimiento de tratamiento termomecánico de las frutas, verduras, enteras, peladas, en trozos o en rodajas, o de sus cáscaras, que comprende una etapa de calentamiento a presión y una etapa de expansión rápida, que consiste en que comprende las operaciones siguientes:

45

- al menos una etapa inicial que consiste en aplicar una temperatura elevada acoplada a una presión superior a 5 bares; 50

- al menos una segunda etapa de mantenimiento durante un tiempo de tratamiento tr de una temperatura elevada acoplada a una presión superior a 3 bares; - una etapa posterior de expansión brusca muy rápida (del orden de la centésima de segundo) hacia una presión reducida del orden de 50 milibares, y

55

60

- una etapa de recuperación de los productos tratados y de los condensados. caracterizado porque comprende una cámara de tratamiento estanca que admite la alta temperatura y la alta presión, así como un vacío primario de 50 mbar, conectada a un depósito al vacío, de volumen, como mínimo, 20 veces superior al de la cámara de tratamiento, así como medios de puesta al vacío por bombeo y condensación y de conexión muy brusca y rápida entre la cámara de tratamiento y el depósito al vacío, y un sistema de condensación y de recuperación de los componentes volátiles a la temperatura y la presión instauradas justo después de la expansión.

65

5

ES 2 241 312 T3

6