PROCEDIMIENTO E INSTALACIÓN DE FABRICACIÓN EN CONTINUO DE UN PRODUCTO ALIMENTARIO EXPANDIDO.

Procedimiento de fabricación en continuo de un producto alimentario (2) expandido y consumible que contiene unas inclusiones (8) sólidas de tamaño superior a 0,

5 mm y obtenido a partir de una materia prima (10) sólida que contiene en parte unos carbohidratos y/o unas proteínas, caracterizado por el hecho de que, en un tubo (3) de una máquina de extrusión (1) con al menos un tornillo (5): - se introduce en el transcurso de una primera etapa la materia prima (10) con eventualmente al menos un aditivo y se introduce eventualmente agua adicional, - se mezclan en el transcurso de una segunda etapa la materia prima (10), dicho al menos un aditivo y el agua y se realiza una cocción de esta mezcla para obtener una pasta cocida, - se comprime en el transcurso de una tercera etapa la pasta formando un tapón de estanqueidad con el fin de mantener las etapas anteriores bajo presión y limitar las fugas de vapor en dirección aguas abajo, - se realiza un desgasado de la pasta en una cuarta etapa de despresurización con el fin de reducir la presión aguas abajo en el tubo (3), - se introducen en la pasta las inclusiones (8) en el transcurso de una quinta etapa, - se mezclan en el transcurso de una sexta etapa con una tasa de cizallamiento reducida, la pasta y las inclusiones (8) para obtener una mezcla homogénea con un reparto uniforme de las inclusiones (8) en dicha pasta, y - en el transcurso de una séptima etapa, se empuja la mezcla pasta-inclusiones en una terraja de tasa de cizallamiento muy reducida a la salida de la cual se expande la mezcla

La presente invención se refiere al ámbito de la cocción-extrusión de productos alimentarios consumibles. Más concretamente, la presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación en continuo de un producto alimentario expandido y consumible, que contiene unas inclusiones sólidas de tamaño superior a 0,5 mm y obtenido a partir de una materia prima sólida que contiene en parte unos carbohidratos y/o unas proteínas.

En el documento FR-A-2 572 899, se describe la fabricación de un producto alimentario expandido o no, relleno o no, tal como un pan, un producto de tipo brioche o análogo, a partir de una materia que contiene carbohidratos, empleando un procedimiento de cocción-extrusión.

En este procedimiento, un tornillo de una máquina de extrusión es accionado para girar en un cuerpo en forma de tubo y efectúa en la materia prima, un tratamiento apropiado que comprende en especial al menos una etapa de triturado, una etapa de compresión y una etapa de cocción de la materia prima. El extremo dispuesto aguas abajo del tubo de extrusión está provisto de una terraja, por la cual se escapa el producto alimentario fabricado a partir de la materia prima de dicha máquina de extrusión.

Por otro lado, se conocen productos alimentarios fabricados a partir de carbohidratos y que contienen inclusiones tales como por ejemplo fragmentos de avellanas o de chocolate u otros fragmentos. Estos productos alimentarios se fabrican empleando procesos tradicionales, en cuya primera etapa se elabora una pasta a partir de diversos ingredientes y que se tritura en una cuba. Las inclusiones se introducen en la pasta durante esta primera etapa, tras la cual la pasta se saca de la cuba, se fragmenta y se coloca en un horno de cocción. Una segunda etapa consiste en hacer cocer los fragmentos de pasta en este horno.

Este tipo de procesos tradicionales presenta inconvenientes que residen principalmente en el hecho de ser largos y de consumir mucha energía, lo cual se traduce en un coste de fabricación elevado del producto alimentario. Además, con estos procesos tradicionales, es difícil obtener productos alimentarios homogéneos debido a las condiciones de fabricación. Además, estos procesos no permiten fabricar productos con texturas expandidas y crujientes tales como las obtenidas por cocción-extrusión de productos a base de almidón y proteínas.

Sin embargo, la obtención por cocción-extrusión de productos alimentarios expandidos y que contienen inclusiones visibles plantea problemas.

Efectivamente, para realizar un producto alimentario expandido, es necesario que el producto que es extrudido a la salida de la máquina de extrusión y que está formado por una mezcla que contiene agua, pase por el diagrama presión-temperatura del agua, desde una zona donde el agua está en estado líquido hacia una zona donde reinan condiciones normales de presión y de temperatura y donde el agua está en estado gaseoso.

Las condiciones que reinan en el interior del tubo de la máquina de extrusión están exacerbadas con unas tasas de cizallamiento importantes debidas a los tornillos co-penetrantes y autolimpiantes de esta máquina de extrusión, puesto que la materia debe ser transformada, o cocida, por aplicación energía mecánica. Para ello, la composición de los tornillos de la máquina de extrusión comprende de manera corriente unas zonas de mezcla y de elevado cizallamiento, con elementos de atornillado de paso inverso o unos discos trituradores, que trituran y reducen considerablemente el tamaño de las inclusiones introducidas en la entrada al nivel de la alimentación de la máquina de extrusión.

Además, también reinan unos niveles de presión elevados en el interior del tubo de la máquina de extrusión con el fin de crear unas zonas totalmente rellenas donde se efectúa la transformación de la materia.

Finalmente, la concepción de las terrajas situadas a la salida de las máquinas de extrusión no están generalmente adaptadas a la circulación de mezclas enriquecidas con inclusiones macroscópicas lo cual puede crear obstrucciones.

Consecuentemente, la introducción de las inclusiones en el tubo de la máquina de extrusión al nivel de la zona de alimentación con materia prima provoca una degradación de estas inclusiones puesto que están sometidas un trabajo excesivo. Consecuentemente, la presencia de estas inclusiones en el producto final no es visible y estas inclusiones se degradan.

Para resolver este problema, el experto en la materia piensa naturalmente en introducir las inclusiones en una zona situada aguas abajo de la zona de alimentación con respecto al sentido de circulación de la materia en esta máquina de extrusión. Pero esto no permite resolver el problema puesto que las inclusiones deben además ser introducidas en el interior del tubo a reducida presión y con un cizallamiento reducido para evitar su aplastamiento mecánico.

Además, en la máquina de extrusión, el producto trabajado se cuece y es llevado a una temperatura igual o ligeramente superior a 100°C. Si las inclusiones se introducen en este producto en una zona de reducida presión, el agua sobrecalentada que contiene se liberará en forma de vapor impidiendo a las inclusiones entrar en el producto.

También se conoce del documento FR-A 2 879 898, un procedimiento de obtención con ayuda de una máquina de extrusión con al menos un tornillo, de un producto alimentario a partir de al menos una materia que contiene carbohidratos y/o unas proteínas. Este producto contiene unas inclusiones sólidas de tamaño superior a 0,5 mm introducidas en continuo en la materia, como muy pronto durante la cocción de dicha materia en el transcurso de una etapa de compresión, de triturado y de cocción.

Las inclusiones se introducen en el tubo de la máquina de extrusión con ayuda de un dosificador provisto de un conducto de transporte de estas inclusiones que desemboca en dicho tubo al nivel de la zona de cocción.

Este procedimiento conocido presenta inconvenientes.

Efectivamente, durante el trabajo y la calefacción de la materia en el tubo de la máquina, se produce vapor que sube sistemáticamente por el dosificador por el conducto de transporte. Esta subida de vapor tiende a humidificar las inclusiones antes de su alimentación en el tubo y a perturbar la regularidad de la dosificación de dichas inclusiones en la materia.

Además, teniendo en cuenta la incorporación de las inclusiones en la zona de cocción y de mezcla intensa, estas inclusiones son sometidas a unas condiciones relativamente severas debido al cizallamiento y también son sometidas a una temperatura elevada del orden de 130 a 150°C.

Teniendo en cuenta estas condiciones, añadidas al hecho de que se pre-humidifican a causa del vapor, las inclusiones más frágiles, como por ejemplo los copos de cereales, los frutos rojos deshidratados, o las verduras de bajo contenido en fibras, se funden y se ahogan en la masa de la materia cocida y desaparecen. El rendimiento es prácticamente nulo en inclusiones visibles en el producto final.

Las inclusiones de fragilidad intermedia, como por ejemplo las verduras fibrosas, se degradan en parte y dan un rendimiento de 10 a 20% de inclusiones visibles en el producto final.

De este modo, solamente las inclusiones muy ricas en fibra, como por ejemplo las pequeñas semillas, y sobre todo las inclusiones muy duras, como por ejemplo los fragmentos de cereales, resisten a esta degradación tras su introducción en la máquina de extrusión y dan un rendimiento de 20 a 50% en inclusiones visibles en el producto final. Este resultado es aceptable pero oneroso puesto que necesita un consumo relativamente elevado de inclusiones para obtener un resultado satisfactorio en materia de visibilidad de las inclusiones en el producto obtenido.

Así, la incorporación de inclusiones en un producto alimentario expandido y consumible, obtenido por cocción-extrusión plantea problemas.

Por lo tanto, la invención tiene por objetivo resolver estos problemas proponiendo un procedimiento de fabricación en continuo de un producto alimentario consumible y expandido que contiene unas inclusiones sólidas y visibles y que está hecho a partir de una materia que contiene carbohidratos y/o proteínas.

A tal efecto, la invención tiene por objeto un procedimiento de fabricación en continuo de un producto alimentario expandido, consumible que contiene unas inclusiones sólidas... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de fabricación en continuo de un producto alimentario (2) expandido y consumible que contiene unas inclusiones (8) sólidas de tamaño superior a 0,5 mm y obtenido a partir de una materia prima (10) sólida que contiene en parte unos carbohidratos y/o unas proteínas, caracterizado por el hecho de que, en un tubo (3) de una máquina de extrusión (1) con al menos un tornillo (5):

- se introduce en el transcurso de una primera etapa la materia prima (10) con eventualmente al menos un aditivo y se introduce eventualmente agua adicional,

- se mezclan en el transcurso de una segunda etapa la materia prima (10), dicho al menos un aditivo y el agua y se realiza una cocción de esta mezcla para obtener una pasta cocida,

- se comprime en el transcurso de una tercera etapa la pasta formando un tapón de estanqueidad con el fin de mantener las etapas anteriores bajo presión y limitar las fugas de vapor en dirección aguas abajo,

- se realiza un desgasado de la pasta en una cuarta etapa de despresurización con el fin de reducir la presión aguas abajo en el tubo (3),

- se introducen en la pasta las inclusiones (8) en el transcurso de una quinta etapa,

- se mezclan en el transcurso de una sexta etapa con una tasa de cizallamiento reducida, la pasta y las inclusiones

(8) para obtener una mezcla homogénea con un reparto uniforme de las inclusiones (8) en dicha pasta, y

- en el transcurso de una séptima etapa, se empuja la mezcla pasta-inclusiones en una terraja 15 de tasa de cizallamiento muy reducida a la salida de la cual se expande la mezcla.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la materia prima (10) está constituida por polvo de harina y/o sémola.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que dicho al menos aditivo está constituido por ejemplo por sal y/o azúcar, y/o vitaminas y/o fibras y/o al menos un colorante y/o por cualquier otro componente.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que el rendimiento en inclusiones visibles está comprendido entre 20 y 50% para las inclusiones más frágiles y de fragilidad intermedia y comprendido entre 60 y 90% para las inclusiones más resistentes.

5. Instalación de fabricación en continuo de un producto alimentario (2) expandido y consumible que contiene unas inclusiones (8) sólidas de tamaño superior a 0,5 mm y obtenido a partir de una materia prima (10) sólida que contiene en parte unos carbohidratos y/o unas proteínas, caracterizada por el hecho de que comprende una máquina de extrusión (1) provista de al menos un tornillo (5) accionado para girar en el interior de un tubo (3) de forma alargada que determina sucesivamente de aguas arriba hacia aguas abajo:

- una primera zona A de introducción de la materia prima (10) y eventualmente de al menos un aditivo, y de introducción eventualmente de agua adicional,

- una segunda zona B de mezcla de la materia prima (10), de dicho al menos el aditivo y el agua y de cocción de esta mezcla para obtener una pasta cocida,

- una tercera zona C de compresión de la pasta formando un tapón de estanqueidad para mantener las zonas anteriores bajo presión y limitar las fugas de vapor en dirección aguas abajo,

- una cuarta zona D de despresurización por desgasado de la pasta para reducir la presión en el interior del tubo (3) aguas abajo,

- una quinta zona E de introducción en la pasta de las inclusiones (8),

- una sexta zona F con una tasa de cizallamiento reducida de la pasta y de las inclusiones (8) para obtener una mezcla homogénea con un reparto uniforme de las inclusiones (8) en la pasta, y

- una séptima zona G de extrusión de la mezcla pasta-inclusiones en una terraja (15) de tasa de cizallamiento muy reducida con expansión de esta mezcla a la salida de dicha terraja (15).

6. Instalación según la reivindicación 5, caracterizada por el hecho de que en la primera zona A, dicho al menos un tornillo (5) presenta un gran paso directo.

7. Instalación según la reivindicación 5 ó 6, caracterizada por el hecho de que en la segunda zona B, dicho al menos un tornillo (5) presenta un paso directo que se reduce progresivamente de aguas arriba hacia aguas abajo de esta zona.

8. Instalación según la reivindicación 7, caracterizada por el hecho de que dicho al menos un tornillo (5) en la segunda zona comprende unos discos trituradores y/o mezcladores, y/o al menos un elemento de atornillado de paso inverso.

9. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizada por el hecho de que en la segunda zona B, la temperatura de mezcla es del orden de 140°C.

10. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizada por el hecho de que en la tercera zona C, dicho al menos un tornillo (5) comprende al menos un elemento de atornillado de paso inverso o unos discos trituradores.

11. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizada por el hecho de que en la cuarta zona D, dicho al menos un tornillo (5) presenta un gran paso directo y el tubo (3) comprende al menos un orificio (11) de comunicación con el aire libre.

12. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 11, caracterizada por el hecho de que en la sexta zona F, la tasa de cizallamiento es al menos dos veces más reducida que en las zonas tercera y cuarta C y D.

13. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 12, caracterizada por el hecho de que en la sexta zona F, dicho al menos un tornillo 5 configura con la pared interna del tubo 3 un paso anular o un volumen libre de grandes dimensiones para la circulación de la mezcla pasta-inclusiones.

14. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 13, caracterizada por el hecho de que al final de la sexta zona F, la presión en el interior del tubo 3 es del orden de 60 a 100 bares y la temperatura de mezcla se mantiene inferior a 120°C.

15. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 14, caracterizada por el hecho de que la terraja 15 comprende al menos un orificio 16 de extrusión de diámetro al menos igual a 0,5 mm.

16. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 15, caracterizada por el hecho de que la máquina de extrusión (1) comprende dos tornillos (5) co-penetrantes y co-rotativos.