PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA LA ESTERILIZACION DE PARTICULAS POROSAS.

Procedimiento para la esterilización de partículas porosas, en el que las partículas en un lecho fluidizado se someten a gas calentado a una temperatura comprendida entre 70 y 180ºC con un contenido en agua comprendido entre 8 y 200 g/kg

Procedimiento y dispositivo para la esterilización de partículas porosas.

Las partículas a base de cereales en forma de granos de cereales comprimidos, por ejemplo los denominados "copos de avena", granos de cereales hinchados, tales como el "arroz hinchado", cereales triturados toscamente y preparados de harina de cereal, por ejemplo en forma tostada como los denominados "Cornflakes", extruidos de cereal y otros productos extruidos presentan también, como productos intermedios para la preparación de productos alimenticios, en primer lugar una carga de gérmenes natural e inocua desde el punto de vista higiénico y sanitario.

Sin embargo, si las partículas de este tipo se deben introducir en preparados de productos alimentarios que contienen agua, esto supone un aumento de las exigencias en química y técnica alimentaria, ya que con sus grandes superficies humectables forman una base de crecimiento en particular para los hongos como el moho y las levaduras, pero también para diferentes bacterias, tales como por ejemplo las ubicuitarias clostridia. En medios acuosos típicos, en particular en productos a base de leche o yogur, el valor de pH se encuentra claramente por encima de 4,5, de manera que en general una pasteurización -es decir, un calentamiento breve a entre 60 y 95ºC- no se considera suficiente para la eliminación de los microorganismos.

Los procedimientos de esterilización son conocidos en general, fundamentalmente en la técnica alimentaria: mediante el calentamiento de 15-20 minutos a una temperatura comprendida entre 110 y 135ºC se eliminan todos los microorganismos, incluidas esporas y otras formas duraderas, en los productos alimenticios en forma líquida o en fase acuosa (por ejemplo en salsa, zumo o jugo). Mediante dicho procedimiento, se puede aumentar varios años la duración del producto alimenticio. Sin embargo, este procedimiento no es adecuado para la esterilización de partículas porosas secas, ya que las mismas absorben agua en la fase acuosa y se hinchan y de este modo podría modificarse de forma no deseada su consistencia.

Además, en particular en la técnica alimentaria y médica es conocida la esterilización de aparatos mediante vapor sobrecalentado y aire caliente. En la esterilización por vapor (también "autoclavado"), en particular recipientes pequeños, aparatos de tratamiento o instrumentos quirúrgicos se someten a vapor entre 15 y 20 minutos bajo una sobrepresión comprendida entre 2,3 y 4 bar, a una temperatura comprendida entre 105 y 134ºC. Aparte de que bajo sobrepresión las partículas porosas -es decir, que presentan inclusiones de aire- tienden a colapsar, por el motivo mencionado anteriormente estos procedimientos también son inapropiados para la desinfección de partículas de cereal con capacidad de hinchamiento.

La esterilización por aire caliente mediante aire caliente seco en movimiento, en comparación con la esterilización por vapor, requiere una temperatura comprendida entre 180 y 200ºC durante por lo menos 30 minutos para alcanzar una calidad de esterilización correspondiente. Tras un tratamiento de este tipo, las típicas partículas a base de cereales ya presentan claramente trazas de quemaduras y ya no se podrían emplear en productos alimenticios.

De hecho, el tratamiento mencionado anteriormente es conocido y también deseado, por ejemplo, para el tostado de granos de café o cacao, tal como muestra el documento GB 814 756 A.

Un ejemplo de un procedimiento para la esterilización mediante vapor sobrecalentado es el procedimiento mencionado en el documento WO 99/59418, como consecuencia del cual los productos alimenticios en forma de partícula se calientan por encima de 170ºC con el tratamiento con vapor sobrecalentado.

En el documento WO 00/25595, se muestra un procedimiento para la reducción del contenido de moho de núcleos de cereal, en el que la capacidad de germinación de los núcleos no se ve reducida, de manera que los mismos aún se pueden aplicar, por ejemplo, para la fabricación de cerveza. Para ello, los núcleos de cereales se calientan con vapor.

Objetivo

La presente invención se basa en el objetivo de proponer un procedimiento para la esterilización de partículas porosas, así como un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento.

Solución

Según la invención, se propone que las partículas en un lecho fluidizado se sometan a un gas calentado a una temperatura comprendida entre 70 y 180ºC con un contenido en agua comprendido entre 8 y 200 g/kg. El contenido en agua (carga de vapor de agua de la mezcla gas-vapor) se indica, en este caso, como en el diagrama de Mollier, en porcentaje másico de aire seco. De este modo, en el gas se obtiene una humedad relativa del 2 al 100%.

Como "lecho fluidizado" (también "capa fluidizada" o "lecho fluidizado") se designa una masa suelta capaz de fluir a través de un gas como medio de soporte, formada por partículas sólidas de grano fino. Si un relleno de partículas, por ejemplo, es atravesado desde abajo por el gas a través de una base perforada, para una determinada velocidad de flujo característica se produce un equilibrio entre la fuerza de la corriente y la fuerza del peso en las partículas individuales en medio estático. La utilización de reactores de lecho fluidizado también es conocida fundamentalmente en la técnica alimentaria, en particular para mezclar, transportar y secar productos de grano fino.

El ajuste según la invención, por un lado, de la temperatura y por otro, de la humedad del gas, en el procedimiento conocido según el principio para la esterilización permite el tratamiento de partículas porosas sin dañar su estructura. De este modo, mediante la utilización de un lecho fluidizado las partículas se someten al gas de un modo muy uniforme.

Preferentemente, el gas presenta una temperatura comprendida entre 120 y 145ºC. En este intervalo de temperatura, con el procedimiento según la invención se pueden esterilizar en particular, partículas de cereales, tales como copos comprimidos y extruidos, sin la aparición de quemaduras u otras alteraciones de la estructura.

Además, el gas presenta preferentemente un contenido en agua de aproximadamente 100 g/kg. En un intervalo de temperaturas comprendido entre 120 y 145ºC, se forma una humedad relativa de aproximadamente el 3%. El vapor de agua, al contrario que el aire, es muy buen transportador del calor y acelera el calentamiento de las partículas y permite, contrariamente al aire caliente puro, reducir la duración del procedimiento. Para el contenido en agua ajustado según la invención se pueden esterilizar, en particular, productos de cereales, sin que los mismos absorban ni destilen humedad.

En una forma de realización particularmente preferida del procedimiento según la invención el gas es pobre en oxígeno. En particular, durante el procesamiento de grandes cantidades de partículas a base de cereales es inevitable una cierta formación de polvo como gasto justificable. Mediante la utilización de un gas o una mezcla de gases pobre en oxígeno y por tanto, inerte se reduce de forma eficaz el riesgo de explosiones de polvo.

En particular, el gas se puede componer esencialmente de nitrógeno o dióxido de carbono. Ambos son gases técnicos comercialmente asequibles, son neutros para la técnica alimentaria y se pueden emplear con bajos costes técnicos. A causa de su baja densidad específica en comparación con el aire, la utilización de nitrógeno supone además menores requerimientos en medidas de seguridad, así como en control de fugas del dispositivo empleado.

En el marco de un procedimiento según la invención, el lecho fluidizado bajo sobrepresión es particularmente preferido. De este modo, se impide de forma eficaz la contaminación del interior del dispositivo empleado a causa de fugas. Resulta especialmente preferida una sobrepresión de hasta 3 bar. Por un lado, este intervalo de presión requiere en el dispositivo utilizado un gasto constructivo realizable sin más, con componentes estándar. Por otro lado, en particular los extruidos a base de cereales prácticamente no se dañan en este intervalo de presión.

En el marco de un procedimiento según la invención, también preferentemente las partículas se someten al gas durante un periodo comprendido entre 10 y 20 minutos. En particular, los extruidos de cereales comerciales (como mercancía semiacabada de la industria alimentaria) con una densidad aparente típica por encima de 250 g/dm³ se esterilizan de forma fiable en este periodo de tiempo. En particular, las partículas se someten...

1. Procedimiento para la esterilización de partículas porosas, en el que las partículas en un lecho fluidizado se someten a gas calentado a una temperatura comprendida entre 70 y 180ºC con un contenido en agua comprendido entre 8 y 200 g/kg.

2. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado porque el gas presenta una temperatura comprendida entre 120 y 145ºC.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el gas presenta un contenido en agua de aproximadamente 100 g/kg.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el gas es pobre en oxígeno.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el gas se compone esencialmente de nitrógeno o de dióxido de carbono.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el lecho fluidizado se encuentra bajo sobrepresión.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el lecho fluidizado se encuentra bajo una sobrepresión de hasta 3 bar.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas se someten al gas entre 10 y 20 minutos.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas se someten al gas aproximadamente 15 minutos.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas se introducen en el lecho fluidizado de forma discontinua, por lotes y se extraen del mismo por lotes.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas se secan al mismo tiempo hasta alcanzar una humedad residual inferior al 1%.

12. Dispositivo (1) para esterilizar partículas porosas con un recipiente (2), a través del cual puede fluir un gas caliente y húmedo, de tal manera que las partículas forman en el mismo un lecho fluidizado, con una instalación de calentamiento (3), mediante la cual se puede calentar el gas y con una instalación de humidificación (4), mediante la cual se puede introducir vapor de agua en el gas.

13. Dispositivo (1) según la reivindicación anterior, caracterizado porque presenta una instalación de eliminación de polvo (5), mediante la cual se pueden separar las partículas de una carga acompañante en forma de polvo.

14. Dispositivo según la reivindicación anterior, caracterizado porque la carga acompañante se puede eliminar del gas de forma continua mediante la instalación de eliminación de polvo.

15. Dispositivo (1) según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque el recipiente (2) se puede esterilizar.

16. Dispositivo (1) según una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque el dispositivo (1) resiste presiones de hasta 4 bar.

17. Dispositivo (1) según una de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque el recipiente presenta un fondo de distribución que puede girar alrededor de un eje horizontal para su vaciado.