Dispositivo y procedimiento para mezclar y tratar térmicamente un producto líquido.

Dispositivo (1) para mezclar y tratar térmicamente un producto líquido (P),

particularmente una bebida, con:

- una primera tubería de alimentación (3) para proporcionar un concentrado de producto (K);

- una segunda tubería de alimentación (5) para proporcionar un líquido de dilución acuoso (W) para diluir el concentrado de producto;

- un primer inyector de vapor (7), que está previsto en la primera tubería de alimentación, para introducir un primer flujo másico de vapor (D1) en el concentrado de producto; y

- un segundo inyector de vapor (9), que está previsto en la segunda tubería de alimentación, para introducir un segundo flujo másico de vapor (D2) en el líquido de dilución, y

- un dispositivo de regulación (33), para regular el primer y el segundo flujo másico de vapor (D1, D2), y un dispositivo de mezclado (11) para mezclar el concentrado de producto (K) suplementado con vapor (D1) por medio del primer inyector de vapor (7) y el líquido de dilución (W) suplementado con vapor (D2) por medio del segundo inyector de vapor (9).

Dispositivo y procedimiento para mezclar y tratar térmicamente un producto líquido

La invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento para mezclar y tratar térmicamente un producto líquido, en particular una bebida.

Las bebidas preparadas pueden mezclarse mediante la conducción conjunta de un concentrado de producto y un líquido de dilución, tal como, por ejemplo, agua, con una proporción de mezcla predeterminada tanto en una operación en lotes como también como corrientes de producto parciales en continuo. Se realiza un tratamiento térmico para garantizar una determinada durabilidad o calidad del producto, la mayor parte de los casos después del mezclado el producto.

En este modo de procedimiento, no obstante, no es posible ni un arranque rápido ni una parada rápida de la instalación en caso de parada de una unidad de carga posterior a la corriente de producto. Esto supone un gasto en aparatos significativo en almacenes intermedios del producto y/o se causan pérdidas de producto.

De forma alternativa, el documento WO 02/094040 A1 propone calentar un líquido de dilución en un primer intercambiador de calor, mezclar una primera porción del líquido de dilución calentado con un concentrado de producto y calentar esta mezcla en un segundo intercambiador de calor. La mezcla precalentada se conduce conjuntamente después con una segunda porción del líquido de dilución calentado previamente para mezclar el producto.

El documento US 4640840 A describe una instalación de producción para el tratamiento térmico y el mezclado de dos componentes de un producto alimentario líquido, tal como, por ejemplo, una sopa.

Ambos componente se tratan térmicamente mediante una inyección de vapor en, en cada caso, un conducto asignado y se mantiene en un dispositivo de mantenimiento del calor a una temperatura de tratamiento asignada en cada caso. Después de enfriar los componentes del producto se almacenan en cada caso en un tanque tampón. Las salidas de este tanque tampón conducen a una unidad de mezclado, en la que se mezcla el producto final.

Esto supone, no obstante, de todas las maneras, un gasto en aparatos alto y es posible que no se puedan resolver de un modo satisfactorio los problemas mencionados anteriormente en caso de una Interrupción de la producción.

Por lo tanto, existe la necesidad de un procedimiento mejorado a este respecto y un dispositivo simplificado con respecto al estado de la técnica.

El objetivo establecido se logra con un dispositivo según la reivindicación 1. Por consiguiente, este comprende una primera tubería de alimentación para alimentar un concentrado de producto; una segunda tubería de alimentación para alimentar un líquido de dilución acuoso para diluir el concentrado de producto; un primer Inyector de vapor, que está previsto en la primera tubería de alimentación, para Introducir un primer flujo másico de vapor en el concentrado de producto; y un segundo Inyector de vapor, que está previsto en la segunda tubería de alimentación, para introducir un segundo flujo másico de vapor en el líquido de dilución. Con ello, simultáneamente, pueden tratarse térmicamente y diluirse el concentrado de producto y el líquido de dilución. En particular, el concentrado de producto, a este respecto, pude diluirse a una concentración particularmente adecuada para el mezclado. La Inyección de vapor permite una buena dosificación y, en caso de parada de producción, una interrupción rápida, de modo que pueden evitarse tiempos de residencia largos no deseados del concentrado de producción a altas temperaturas. La inyección de vapor posibilita en caso de necesidad una operación intermitente, por lo que no son indispensables tampones de producto o al menos solo son necesarios en una medida reducida. Además, pueden evitarse pérdidas de producto como consecuencia de un sobrecalentamiento del producto. Los inyectores de vapor pueden acoplarse a un sistema de suministro de vapor conjunto, por lo que el gasto en aparatos se puede reducir adicionalmente. En particular no son indispensables intercambiadores de calor adicionales para el líquido de dilución.

El dispositivo según la invención comprende además un dispositivo de mezclado para mezclar el concentrado de producto suplementado con vapor por medio del primer inyector de vapor y el líquido de dilución suplementado con vapor por medio del segundo inyector de vapor. Con ello se mezclan las corrientes de producto parciales tratadas térmicamente y diluidas de este modo conduciéndolas conjuntamente con una proporción de mezcla predeterminada. Por lo tanto, no es Indispensable una instalación de mezclado aparte. Con ello se reducen los costes de Inversión, los costes de mantenimiento y la necesidad de espacio. Además, está presente un dispositivo de regulación para regular el primer y el segundo flujo másico de vapor. Con ello se puede mantener una temperatura mínima para el tratamiento térmico en el concentrado y en el líquido de dilución, y, en particular en el concentrado, simultáneamente, se puede regular una dilución adecuada para el mezclado.

En una realización particularmente favorable del dispositivo según la Invención, está previsto entre el primer inyector y el dispositivo de mezclado un aparato de medición para determinar la concentración de un ingrediente característico para la calidad del producto en el concentrado de producto suplementado con vapor, en particular para la determinación de un contenido de azúcar. Con ello puede medirse la concentración del concentrado de producto diluido con el primer flujo másico de vapor condensado y mantener un intervalo de valores favorable para el

mezclado posterior. Con este fin puede regularse, por ejemplo, el primer flujo másico de vapor en función de la concentración medida con el aparato medidor de la concentración dispuesto detrás del primer inyector de vapor.

Preferentemente, entre el primer inyector de vapor y el dispositivo de mezclado y entre el segundo inyector y el dispositivo de mezclado está dispuesto en cada caso un aparato medidor del caudal y un aparato medidor de la temperatura para controlar el concentrado suplementado con vapor y el líquido de dilución suplementado con vapor. Con ello puede controlarse o regularse tanto la calidad del tratamiento térmico como también la proporción de mezcla en el producto mezclado.

Preferentemente, está previsto además un dispositivo de mantenimiento del calor posconectado al dispositivo de mezclado. Con ello se reduce el tratamiento térmico hasta lograr la duración del tratamiento total dado el caso necesaria. Con ello pueden adaptarse el tratamiento térmico también en caso de un primer flujo másico no modificado a una necesidad de calidad determinada, por ejemplo a la pasteurización o esterilización.

El objetivo establecido se logra también con un procedimiento según la reivindicación 5. Este comprende las etapas siguientes: a) proporcionar un concentrado de producto; b) proporcionar un líquido de dilución acuoso para diluir el concentrado de producto; c) proporcionar vapor; d) regular un primer y un segundo flujo másico de vapor; e) introducir una primera corriente de vapor en el concentrado de producto proporcionado para tratar este térmicamente y diluirlo; y f) introducir una segunda corriente de vapor en el líquido de dilución proporcionado para tratar este térmicamente y diluirlo. Las corrientes de vapor condensan y se mezclan con el concentrado de producto y el líquido de dilución para dar una fase mixta acuosa. A este respecto, se suman las corrientes másicas del concentrado de producto y de la primera corriente de vapor dando una corriente másica de una primera fase mixta y las corrientes másicas del líquido de dilución y de la segunda corriente de vapor dando una corriente másica de una segunda fase mixta. Ambas corrientes másicas se mezclan entre sí.

Por lo tanto, pueden combinarse dos procesos de producción, es decir un tratamiento térmico y una regulación de la dilución adecuada para el mezclado en un procedimiento.

La inyección de vapor es adecuada también para una pluralidad de productos diferentes, por ejemplo también para productos que contienen fibra o aquellos con trozos de frutas.

Preferentemente, el concentrado de producto y el líquido de dilución se proporcionan como corrientes continuas y se suplementan con vapor conectado de forma paralela. Por lo tanto, ambas corrientes pueden tratarse o diluirse simultáneamente o al menos de forma solapada en el tiempo. Las corrientes y la alimentación de vapor pueden interrumpirse rápidamente en caso de necesidad, para evitar un calentamiento no deseado del concentrado.

En una realización particularmente favorable del procedimiento,... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo (1) para mezclar y tratar térmicamente un producto líquido (P), particularmente una bebida, con:

- una primera tubería de alimentación (3) para proporcionar un concentrado de producto (K);

- una segunda tubería de alimentación (5) para proporcionar un líquido de dilución acuoso (W) para diluir el concentrado de producto;

- un primer inyector de vapor (7), que está previsto en la primera tubería de alimentación, para introducir un primer flujo másico de vapor (D1) en el concentrado de producto; y

- un segundo inyector de vapor (9), que está previsto en la segunda tubería de alimentación, para introducir un segundo flujo másico de vapor (D2) en el líquido de dilución, y

- un dispositivo de regulación (33), para regular el primer y el segundo flujo másico de vapor (D1, D2),

y un dispositivo de mezclado (11) para mezclar el concentrado de producto (K) suplementado con vapor (D1) por medio del primer inyector de vapor (7) y el líquido de dilución (W) suplementado con vapor (D2) por medio del segundo inyector de vapor (9).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que entre el primer inyector de vapor (7) y el dispositivo de mezclado (11) está previsto un aparato de medición (21a) para determinar la concentración de un ingrediente característico para la calidad del producto (P) en el concentrado de producto suplementado con vapor (M1), en particular para la determinación de un contenido de azúcar.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, en el que entre el primer inyector de vapor (7) y el dispositivo de mezclado (11) y entre el segundo inyector de vapor (9) y el dispositivo de mezclado (11) está previsto en cada caso un aparato de medición del caudal (19a, 19b) y un aparato de medición de la temperatura (17a, 17b) para realizar un seguimiento del concentrado (M1) suplementado con vapor y el líquido de dilución (M2) suplementado con vapor.

4. Dispositivo según la reivindicación 2 ó 3, en el que además está previsto un dispositivo de mantenimiento de calor (25) posconectado al dispositivo de mezclado (11).

5. Procedimiento para mezclar y tratar térmicamente un producto líquido (P), en particular una bebida, con las etapas siguientes:

a) proporcionar un concentrado de producto (K);

b) proporcionar un líquido de dilución (W) acuoso para diluir el concentrado de producto;

c) proporcionar vapor (D);

d) regular un primer y un segundo flujo másico de vapor (D1, D2);

e) introducir el primer flujo másico de vapor (D1) en el concentrado de producto proporcionado para tratar este térmicamente y diluirlo; y

f) introducir el segundo flujo másico de vapor (D2) en el líquido de dilución proporcionado, para tratar este térmicamente y diluirlo,

en el que el concentrado de producto (K) suplementado con vapor (D) y el líquido de dilución (W) suplementado con vapor (D) se conducen conjuntamente en forma de una primera y una segunda fase de mezcla acuosa (M1, M2) en una proporción de mezcla predeterminada, en particular como flujo másico medido después de la condensación del vapor (D), para mezclar el producto (P).

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que el concentrado de producto (K) y el líquido de dilución (W) se proporcionan como corriente continua y se suplementan de forma acoplada paralelamente con vapor (D).

7. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 6, en el que se mide la concentración de un ingrediente característico para la calidad del producto en el concentrado de producto (K) suplementado con vapor (D), en particular para determinar un contenido de azúcar, después de la condensación del vapor (D) introducido.

8. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 5 a 7, en el que se mide un primer flujo másico del concentrado de producto (M1) suplementado con vapor y un segundo flujo másico del líquido de dilución (M2) suplementado con vapor en cada caso después de la condensación del vapor (D) introducido.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que se regula la proporción del primer y del segundo flujo másico en función de la concentración medida en el producto (P) mezclado de un ingrediente característico para la calidad del producto, en particular del contenido de azúcar.

10. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 5 a 9, en el que mediante la introducción del vapor (D) en el concentrado de producto (K) y en el líquido de dilución (W) se alcanza una temperatura mínima (T1, T2), en particular para la pasteurización o esterilización del producto (P).

11. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 5 a 10, en el que el producto (P) mezclado, mediante 5 el mantenimiento de una temperatura mínima (T3), en particular para la pasteurización o esterilización del producto,

se mantiene caliente.

12. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 5 a 11, en el que el calor extraído del producto (P) mezclado y tratado térmicamente se recicla para precalentar el líquido de dilución (W).