PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN DE UN PRODUCTO DE HIDRATO DE DIÓXIDO DE CARBONO.

Procedimiento de fabricación de un producto de hidrato de dióxido de carbono. La presente invención se refiere a un procedimiento de preparación de un producto carbonatado congelado y, más en particular, a un producto alimenticio de hidrato de CO2 congelado. Son bien conocidos diversos procedimientos de preparación de productos de dulce helado efervescentes, tales como dulces que contienen hidrato de CO2. Véase, por ejemplo, la patente de Estados Unidos nº 4.738.862. En general, estas técnicas implican poner en contacto agua con CO2 a presión y reducir la temperatura hasta que se forma un clatrato de CO2-agua sólido, también denominado hidrato de CO2. A continuación, se muele el hidrato a continuación, produciendo partículas de hidrato de CO2 congeladas, que se pueden mezclar con una fase del dulce aromatizado, seguido por la congelación de la mezcla resultante. Uno de los problemas con los procedimientos de la técnica anterior para la producción de productos de hidrato de CO2 es que se consigue una insuficiente carbonatación. Esto da lugar a un producto congelado que, aunque adecuado desde el punto de vista de dulzor y sabor, carece de la suficiente carbonatación para producir la sensación en la boca de los consumidores asociada con las bebidas líquidas carbonatadas. Otros inconvenientes de la técnica anterior incluyen tiempos de reacción relativamente largos que son requeridos para la preparación del hidrato de CO2, y mínima capacidad de producción, con el resultado de que, en la actualidad no hay procedimientos comercialmente viables disponibles para la producción de productos de dulce helado de hidrato de CO2. Otro problema con la técnica anterior es la inestabilidad del hidrato de CO2, que pierde la carbonatación rápidamente durante las primeras 24 horas después de la formación. Para ralentizar la pérdida de carbonatación, es necesario con frecuencia mantener el hidrato bajo unas severas condiciones de temperatura y presión que no son comercialmente posibles para el mercado de usuarios domésticos, en el que los congeladores operan a presión atmosférica y aproximadamente a -23 a -15 ºC (-10 a +5° Fahrenheit). Otro inconveniente con los procedimientos de la técnica anterior es que éstos no conducen fácilmente por sí mismos a la preparación de un producto bajo en calorías. Los productos bajos en calorías no tienen azúcar y no se comportan igual que los mismos productos que contienen azúcar tras su congelación. Hasta ahora, no hay ningún procedimiento comercial disponible para la producción de un producto de hidrato de CO2 con edulcorantes artificiales. Otro inconveniente más con los procedimientos de la técnica anterior de la producción de productos de hidrato de CO2 es la tendencia de tales productos a explotar o estallar, es decir, disgregarse de forma impredecible con un ruido bajo, en particular cuando se sumergen en líquido. Una posible explicación para esto es la formación de hielo seco durante el procedimiento de hidratación de dióxido de carbono. Conforme a esto, se podría llevar a cabo una mejora en la técnica si se pudiera desarrollar un producto de hidrato de dióxido de carbono que solucionara alguno o todos los inconvenientes anteriormente citados. El documento US 4.738.862 divulga un producto de dulce helado efervescente que contiene partículas que contienen clatrato de CO2 y agua. El documento US 4.487.023 divulga un procedimiento para la preparación de productos helados gasificados en los que se mantiene un gas que forma un hidrato condicionalmente estable y agua en una zona de reacción dinámica bajo condiciones cuidadosamente controladas. El documento US 5.698.247 divulga un procedimiento para la fabricación de un helado de agua congelado adecuado para comer con cuchara que comprende producir escamas de hielo, moler las escamas, mezclar la escamas molidas con una suspensión helada aromatizada, envasar la mezcla y congelarla para su almacenamiento. El documento US 3.220.204 divulga un procedimiento para la producción de hielo carbonatado en el que se usa un intercambiador de calor de paredes raspadas. La presente invención proporciona un procedimiento para la preparación de un producto carbonatado congelado tal como se expone en la reivindicación 1. La presente invención proporciona un procedimiento para la fabricación de un producto de dulce carbonatado congelado que presenta una alta retención de CO2 sin una formación significativa de hielo seco y un almacenamiento estable en el ambiente de un congelador doméstico. Tal como se usa en el presente documento, el término estable está destinado a significar que el producto de dulce carbonatado congelado se puede almacenar a las temperaturas típicas de un congelador doméstico durante períodos de almacenamiento típicos sin pérdida de cantidades significativas de CO2. De acuerdo con un procedimiento preferido para llevar a la práctica la invención, se carga agua a presión ambiental en un reactor y se somete a una purga con gas inerte, preferentemente usando CO2 para minimizar que quede aire atrapado en el producto congelado resultante. El aire atrapado puede dar lugar a 2   unos niveles de retención de CO2 reducidos. Después de la purga, se enfría el agua, preferentemente, justo por encima del punto de congelación, preferentemente, hasta 0,05 ºC (32,1 ºF). El agua enfriada se agita y se introduce dióxido de carbono a presión, preferentemente aproximadamente a 2,75 MPa (400 psig), dejando transcurrir la reacción de hidrato de CO2 con agitación continua, preferentemente, durante aproximadamente treinta minutos. La mezcla de reacción se enfría a continuación, preferentemente hasta aproximadamente -20 ºC (-5 ºF), dando lugar a un producto que contiene hidrato de CO2 sólido que, seguidamente, se muele hasta un tamaño de partículas aceptable. Preferentemente, después de la molienda, o de forma alternativa antes de, o durante la molienda del producto de hidrato de CO2, se mezcla un jarabe aromatizado con el producto de hidrato de CO2, y el producto resultante se distribuye, incorporando la etapa de compactación para su envasado y almacenamiento. Estas y otras ventajas y realizaciones preferentes de la invención serán más fácilmente evidentes una vez expuesta la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferentes, en particular, con referencia al dibujo adjunto. La presente invención se comprenderá mejor a partir de la siguiente descripción detallada cuando se lea en relación con relación al dibujo adjunto en el que números de referencia similares se refieren a elementos similares y en el que: Fig. 1 es un diagrama de flujos esquemático de parte de un procedimiento preferente para llevar a la práctica la presente invención. Los clatratos son compuestos que comprenden dos tipos de moléculas, en los que un tipo de molécula, conocido como la molécula invitada, ocupa una cavidad que se encuentra en la estructura de la red cristalina de otro tipo de molécula. En un tipo específico de clatrato conocido como hidrato de clatrato, la molécula invitada ocupa cavidades en la estructura de la red cristalina del agua. Un tipo particular de hidrato de interés es el hidrato de dióxido de carbono, un compuesto en el que moléculas de dióxido de carbono residen en una estructura en forma de jaula rodeadas por una pluralidad de moléculas de agua. También se denomina en el presente documento como hidrato de CO2, y se representa teóricamente por la fórmula [CO2(5,75)H2O], se forman hidratos de clatratos de CO2 cuando se combina dióxido de carbono gas con agua a una presión y temperatura predeterminadas. Aunque sujeto a varios cambios de fase dependiendo de la presión y temperatura, para los propósitos de la presente invención, los hidratos de CO2 son composiciones sólidas, como el hielo que se forman de acuerdo con una reacción exotérmica como la siguiente: CO2 (gas) + H2O (líquido) CO2H2O (sólido) + calor La relación teórica de CO2 a H2O en el hidrato de CO2 es 1:5,75. Sin embargo, la estructura reticular de la molécula de H2O comprende dos pequeñas cavidades y seis cavidades grandes, cada una de las cuales puede estar ocupada por una molécula de CO2. Así, el número de moléculas de CO2 encerradas en esta red puede variar de 1 a 8, dependiendo de las condiciones de temperatura y presión específicas bajo las cuales se formen los hidratos. En general, al aumentar la presión bajo la cual se produce la formación del hidrato aumenta el número de moléculas de CO2 que quedan encerradas en la estructura reticular del hielo o, posiblemente, unidas por un enlace químico débil. Además, en general, aumentar el número de moléculas de CO2 atrapadas o ligadas aumenta la retención final de CO2 de un producto de dulce congelado resultante que incorpore el hidrato de CO2. Haciendo referencia ahora a la Fig. 1, se carga agua, preferentemente... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para preparar un producto carbonatado congelado que comprende las etapas de: (a) poner en contacto CO2 a presión con un líquido acuoso en un recipiente de reacción refrigerado; (b) agitar dicho líquido acuoso y CO2 en dicho recipiente de reacción para promover una reacción entre dicho CO2 y el líquido acuoso, formando de este modo un producto que contiene hidrato de CO2; (c) enfriar dicho producto que contiene hidrato de CO2 para promover su congelación en dicho recipiente de reacción y formar un producto que contiene hidrato de CO2 sólido; (d) en dicho recipiente de reacción, moler dicho producto que contiene hidrato de CO2 para formar partículas que contienen hidrato de CO2 sólidas y (e) conformar dichas partículas que contienen hidrato de CO2 sólidas en un producto carbonatado congelado compactando las partículas que contienen hidrato de CO2 sólidas. 2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho líquido se enfría a una temperatura mayor que 0 ºC (32 ºF) pero menor que 0,1 ºC (32,2 ºF) antes de introducir dicho CO2 y dicho CO2 se introduce en dicho recipiente de reacción a una presión de aproximadamente 2,1 - 3,4 MPa (300 - 500 psig). 3. El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, en el que en el inicio de dicha reacción, el líquido acuoso está a una temperatura de 0,05 ºC (32,1 ºF). 4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho CO2 a presión y dicho líquido acuoso se hacen reaccionar con agitación durante aproximadamente 5 - 60 minutos. 5. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se elimina el aire de dicho recipiente de reacción antes de hacer reaccionar dicho CO2 a presión con dicho líquido acuoso. 6. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además someter dicho recipiente de reacción a una purga con gas inerte. 7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la etapa de agitación se lleva a cabo con un agitador dispuesto en el recipiente de reacción y dicho producto que contiene hidrato de CO2 sólido se muele con dicho agitador, que está provisto de cuchillas que permiten que el mismo mecanismo usado para proporcionar agitación se use para moler el producto de hidrato de CO2 congelado. 8. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que después de conformar dicho producto carbonatado congelado, la temperatura del mismo se mantiene suficientemente fría para mantener dicho producto en un estado congelado. 9. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las etapas (a) - (d) se llevan a cabo en un sistema cerrado. 10. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que las etapas (a) - (c) se llevan a cabo en un sistema cerrado y las etapas (d) - (c) se llevan a cabo a presión atmosférica. 11. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se añade un jarabe aromatizado a dichas partículas que contienen hidrato de CO2 y se mezcla con las mismas, formando de este modo un producto carbonatado aromatizado congelado. 12. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que: el producto carbonatado congelado es un producto helado carbonatado; el líquido acuoso es agua y el procedimiento comprende además cargar el recipiente de reacción con el agua; el procedimiento comprende además someter dicho recipiente de reacción cargado con agua a una purga con gas inerte; la etapa de agitación comprende enfriar dicho agua hasta una temperatura ligeramente superior a su punto de congelación mientras se agita dicho agua; la etapa de poner en contacto el CO2 comprende cargar dicho reactor con CO2 a presión para proporcionar una mezcla de CO2-agua; el procedimiento comprende además despresurizar dicho recipiente de reacción después de (c) y antes de (d) y distribuir dichas partículas que contienen hidrato de CO2 molidas.   13. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que se añade un jarabe aromatizado a dicho producto que contiene hidrato de CO2 sólido durante su molienda, por lo que dicho jarabe se mezcla con el mismo. 14. El procedimiento de la reivindicación 13, en el que dicho jarabe aromatizado está a una temperatura igual o inferior que dicho producto que contiene hidrato de CO2 molido cuando se mezcla con el mismo. 15. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que se añade un jarabe aromatizado después de moler dicho producto que contiene hidrato de CO2 sólido y se mezcla con el mismo. 16. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que se añade un jarabe aromatizado antes de moler dicho producto que contiene hidrato de CO2 sólido. 17. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, en el que dicho producto carbonatado congelado se envasa después de la distribución, después de una etapa de desgasificación. 18. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que dicho producto carbonatado congelado se almacena a la temperatura de un congelador doméstico. 19. El procedimiento de la reivindicación 18, en el que dicha temperatura del congelador doméstico varía de -23 ºC a -15 ºC (-10 ºF a + 5 ºF). 20. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas partículas que contienen hidrato de CO2 sólidas se compactan en la forma de un polo junto con un palillo para sujetar el producto carbonatado congelado compactado. 21. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 20, en el que dichas partículas que contienen hidrato de CO2 sólidas se distribuyen en un recipiente para su almacenamiento con compactación. 22. El procedimiento de la reivindicación 13, en el que dicho jarabe aromatizado está edulcorado con un edulcorante natural. 23. El procedimiento de la reivindicación 13, en el que dicho jarabe aromatizado está edulcorado con un edulcorante artificial. 24. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que durante la molienda de dicho producto se añade un jarabe aromatizado refrigerado. 25. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que después de la reacción de dicha mezcla de CO2-agua para producir dicho producto que contiene hidrato de CO2, dicho producto que contiene hidrato de CO2 se almacena a temperaturas inferiores a su punto de congelación antes de la molienda. 26. El procedimiento de la reivindicación 25, en el que dicho producto que contiene hidrato de CO2 se almacena a aproximadamente -20 ºC (-5 ºF) durante 0 a 48 horas antes de la molienda. 27. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 26, en el que dicha reacción transcurre durante aproximadamente 5 a 60 minutos. 28. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 27, en el que la agitación se proporciona con un dispositivo seleccionado del grupo que consiste en un agitador, un dispositivo ultrasónico y un removedor. 29. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 28, en el que dicho agua se refrigera hasta 0,05 ºC (32,1 ºF) al comienzo de dicha reacción del hidrato de CO2. 30. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 29, en el que dicho gas inerte usado para dicha purga es CO2. 31. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que: el producto carbonatado congelado es un producto de dulce helado carbonatado; el líquido acuoso es agua; el procedimiento comprende además cargar un reactor con el agua y purgar el espacio superior de dicho reactor cargado con CO2 gas; la etapa de agitación comprende enfriar dicha agua en dicho reactor hasta aproximadamente 0,05 ºC (32,1 ºF) mientras se agita dicha agua; la etapa de poner en contacto el CO2 comprende introducir en dicho reactor CO2 gas a una presión de aproximadamente 2,7 MPa (400 psig), y agitar el agua y el CO2 en dicho reactor, dejando que se produzca una 8   reacción exotérmica del agua y el CO2 durante aproximadamente 30 minutos, elevando de este modo la temperatura de los reaccionantes hasta 0,1 ºC a 7 ºC (32,2 - 45 ºF), y de este modo producir el hidrato de CO2; la etapa de enfriar comprende, después de interrumpir la agitación, enfriar el hidrato de CO2 hasta aproximadamente -20 ºC (-5 ºF) o menor; el procedimiento comprende además despresurizar lentamente el reactor hasta aproximadamente 0,03 MPa (5 psig) o menor; el procedimiento comprende además añadir un jarabe aromatizado a dichas partículas que contienen hidrato de CO2 sólidas y mezclar el jarabe y dichas partículas que contienen hidrato de CO2 sólidas para producir el producto de dulce helado carbonatado; y el procedimiento comprende además almacenar el producto de dulce helado carbonatado a una temperatura menor que -15 ºC (5 ºF).   CO2 (P= 2,7 MPa (400 psig)) Ventilación Enfriamiento Reacción (t=30 min.) (Tagua=0,1 ºC (32,2 ºF)) Enfriar Reactor (Tagua=0,05 ºC (32,1 ºF)) Purgar Espacio Superior del Reactor Cargar Reactor Agua (T = Tambiente) Fase en agitación Congelar Hidrato (Thidrato = -20 ºC (-5 ºF)) Despresurizar Reactor (P < 0,03 MPa) (P < 5 psig) Moler Hidrato Mezclar Jarabe con Hidrato Jarabe (Tjarabe= -20 ºF (-5 ºF)) Mantener Distribuir temperatura Producto (Tproducto = -20 ºC Enfriamiento (-5 ºF))