BR102012011861B1 - Conjunto de matriz e anti-matriz e usos do conjunto matriz e anti-matriz - Google Patents

Abstract

conjunto de matriz refrigerada aplicada em equipamento termo-mecânico, seus usos e processo de fabricação de produtos alimentícios a presente invenção refere-se a um conjunto de matriz e anti-matriz independentes contendo um sistema de refrigeração composto por canais de entrada, circulação e saída (15, 16) acopladas por uma pluralidade de conectores (14) a parte frontal da matriz (4), sendo a parte frontal (4) acoplada à parte traseira da matriz (5) por parafusos de fixação (7), ambas as partes da matriz sendo constituídas de canais internos (17) para o fluxo do agente refrigerante com anéis de vedação (13) montadas sobre um corpo principal do conjunto da matriz e anti-matriz refrigerada (1), na qual também se encontra integrada a anti-matriz (2) e (3) unidas por parafusos vazados de ligação (6) orientados por um conjunto de pinos guia (11) ligados por parafusos de fixação (10) que unem as partes frontais e traseiras da anti-matriz (2, 3), formando um canal interno da anti-matriz (18) para circulação do agente de refrigerante vedado por anéis de vedação do canal interno da ante-matriz (12) montadas sobre um corpo principal do conjunto da matriz e anti-matriz refrigerada (1) integrado a um equipamento termo-mecânico, preferencialmente, extrusoras. adicionalmente, o presente pedido destina-se ao uso do conjunto matriz e anti-matriz em processos de fabricação artigos, materiais e/ou produtos, preferencialmente, alimentícios de uso humano e/ou animal extrudados através de extrusoras acoplado ao conjunto de matriz refrigerada da presente invenção.

Description

1/14 “CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ E USOS DO CONJUNTO MATRIZ E ANTI-MATRIZ”

Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a um conjunto de matriz e anti-matriz independentes contendo um sistema de refrigeração composto por canais de entrada, circulação e saída (15, 16) acopladas por uma pluralidade de conectores (14) a parte frontal da matriz (4), sendo a parte frontal (4) acoplada à parte traseira da matriz (5) por parafusos de fixação (7), ambas as partes da matriz sendo constituídas de canais internos (17) para o fluxo do agente refrigerante com anéis de vedação (13) montadas sobre um corpo principal do conjunto da matriz e anti-matriz refrigerada (1), na qual também se encontra integrada a anti-matriz (2) e (3) unidas por parafusos vazados de ligação (6) orientados por um conjunto de pinos guia (11) ligados por parafusos de fixação (10) que unem as partes frontais e traseiras da anti-matriz (2, 3), formando um canal interno da anti-matriz (18) para circulação do agente de refrigerante vedado por anéis de vedação do canal interno da ante-matriz (12) montadas sobre um corpo principal do conjunto da matriz e anti-matriz refrigerada (1) integrado a um equipamento termo-mecânico, preferencialmente, extrusoras. Adicionalmente, o presente pedido destina-se ao uso do conjunto matriz e anti-matriz em processos de fabricação artigos, materiais e/ou produtos, preferencialmente, alimentícios de uso humano e/ou animal extrudados através de extrusoras acoplado ao conjunto de matriz refrigerada da presente invenção.

Antecedentes da Invenção [002] Equipamentos extrusores têm sido longamente usados na produção de uma ampla variedade de produtos alimentícios tanto para alimentação humana como animal. De forma geral, tais tipos de extrusores incluem um cilindro alongado junto a um ou mais parafusos (ou roscas) de

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2/14 forma helicoidal, axialmente rotatórios. A saída do cilindro do extrusor é equipada com um molde de extrusão denominado de matriz.

[003] Existem máquinas automáticas para a formação de produtos extrudados a partir de uma pasta alimentar e outros materiais pastosos, em que, como se sabe, o ar é extraído da massa ou mistura antes mesmo do desenho da forma final.

[004] Vários métodos para a produção de muitos tipos de produtos extrudados são conhecidos no estado da arte. Por exemplo, a indústria de alimentos convencionalmente utiliza máquinas de extrusão ou extrusoras para produzir produtos comestíveis texturizados, por exemplo, produtos alimentícios feitos a partir de uma mistura de combinações de hidratos de carbono, água, proteína, e gorduras. Aromatizantes e/ou corantes também podem ser adicionados à mistura. A mistura é tipicamente amassada para se obter uma pasta comestível e a pasta é submetida a sucessivos aquecimentos, gelificação e moldagem para produzir um produto alimentar.

[005] O processo de extrusão, em particular para produtos alimentícios, é um processo contínuo, onde o trabalho mecânico, combinado com calor, gelatiniza o amido, desnatura as proteínas e, além de favorecer a formação de complexos entre lipídios, proteínas e amido, plastifica e reestrutura o material, comprimindo-o através de uma matriz, com o objetivo de criar um produto com características físicas e geométricas pré-determinadas.

[006] O material a ser processado passa através do cilindro do extrusor e é submetido a níveis de temperatura, pressão e cisalhamento elevados. O material, ao emergir da matriz, está plenamente cozido e modelado e pode ser tipicamente subdividido usando-se uma montagem rotatória de facas.

[007] Matrizes com sistema de resfriamento interno são conhecidas, por exemplo, utilizados em extrusores de tubos corrugados de parede dupla, onde a parede externa é definida por um ondulador e a parede

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3/14 interna é definida internamente por um mandril adicional montado coaxialmente com o mandril oco, jusante da mesma, para instar a tubulação externa e extraindo o calor por meio de uma pluralidade de canais de refrigeração em uma superfície externa do mandril adicional de recepção do tubo do orifício de extrusão, dito canais sendo conectados a uma descarga de substância refrigerante e uma fonte de líquido de arrefecimento localizado exteriormente de tubos e canais de comunicação com o dito pelo mandril oco.

[008] Uma variedade de diferentes arranjos de refrigeração tem sido empregada para extrusoras de linhagens de polímeros (termoplástico) contínuo.

[009] Como exemplo, a patente americana US 2.814.071 revela uma variedade de formas de resfriamento externo para uma extrusão tubular (termoplástico), uma vez que emerge de uma matriz de extrusão. Esta patente refere-se à refrigeração externa a jato de ar, refrigeração, água pulverizada ou aberta através de resfriamento por banho de água; a patente afirma especificamente que o resfriamento do ar é o preferido. Esta patente apresenta uma técnica de circulação interna do ar.

[0010] O uso de dispositivos de extrusão é prevalente numa série de indústrias, especialmente a indústria alimentícia. O uso de dispositivos de extrusão na preparação de produtos alimentícios expandidos diretamente tem sido praticado desde muito tempo. Utilizado para produzir uma ampla variedade de produtos, tais como, cereais, petiscos e confeitos prontos para comer (ready-to-eat), a extrusão permanece proeminente dentre os processos alimentícios devido à sua versatilidade e eficiência.

[0011] Os processos alimentícios utilizando dispositivos de extrusão incluem tipicamente uma substância comestível, tal como, uma massa que é introduzida em um dispositivo e uma transformadora por meio de uma bomba helicoidal até uma entrada onde a substância é forçada através de um conjunto de matriz extrusora. O conjunto de matriz extrusora pode

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4/14 desempenhar uma ampla gama de funções: pode moldar ou conformar um extrudado; pode dividir o extrudado em múltiplos extrudados; pode injetar uma substância aditiva no extrudado e pode ainda comprimir e reduzir a área de seção transversal do extrudado.

[0012] Exemplos de dispositivos para a extrusão de produtos alimentícios podem ser encontrados em inúmeros documentos de patentes.

[0013] A patente americana US 6.635.301 revela um método e aparelhos para a fabricação de um análogo de carne. O método inclui a extrusão de uma mistura de cerca de 40% a 95% em peso de material proteináceo comestível. Em uma extrusora a mistura é submetida à pressão mecânica e aquecida suficiente para converter a mistura em uma pasta quente viscosa de proteína. A pasta quente é extrudada através de uma matriz refrigerada com temperatura controlada que refrigera e diminui a viscosidade da pasta de proteínas para obtenção de uma placa coesa e texturizada ou tira em que o vapor intermitente é inibido.

[0014] A publicação internacional WO 03/007729 descreve um método e aparelho para a preparação contínua de um produto alimentício retexturizado. A publicação indica que durante o amassamento, a mistura se expande devido à presença de vapor de água contido na mistura e isso torna impossível a obtenção de um produto com fibras orientadas uniformemente. Para resolver este problema, sabe-se da necessidade de resfriar o produto alimentar localmente depois que sai da matriz para obter um produto fibroso homogêneo. No entanto, o resfriamento desta forma causa o bloqueio da matriz, assim, variando a pressão de dentro da extrusora e isso resulta em um refluxo imprevisível do produto a partir da matriz. A extrusora executa as seguintes etapas: fornecimento e transporte dos ingredientes, etapas de mistura e cozimento, um amassamento intenso e plastificação para obter uma massa fluida, viscosa e homogênea; a taxa de fluxo da massa é regulada na saída da extrusora; a mistura é transferida para uma matriz de extrusão, e a

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5/14 mistura é resfriada gradualmente durante a passagem na matriz de extrusão a uma temperatura abaixo de 120°C para obter um produto alimentar retexturizado com uma aparência de fibras determinada e controlada.

[0015] A patente japonesa JP 6062821 provê uma matriz de refrigeração (1) para uma extrusora de alimentos equipada com uma unidade cilíndrica oca (2), com vários capilares (3) de parede fina para extrusão de um material, passando por ambas as placas cilíndricas de extremidade (2b) e (2c) em paralelo ao centro axial da unidade cilíndrica (2) e ligado estreitamente por ar a ambas as placas das extremidades, um tubo de entrada (4a) para receber em um refrigerante para resfriar o exterior dos capilares de parede fina na unidade cilíndrica e um tubo de saída (4b) para liberar o refrigerante a partir da unidade cilíndrica.

[0016] A patente americana US 5.997.934 divulga um processo para a fabricação de cereais cozidos ou alimentos para animais secos que compreende a preparação de uma mistura de água e uma pré-mistura seca compreendendo principalmente farinha de cereal ou semolina, cozimento da mistura e sua extrusão pressionando-o através de uma matriz de extrusão com o auxílio de uma engrenagem.

[0017] O pedido de patente americano US 2005048179 provê um método para a regulação do fluxo ativo do extrudado fluido à medida que passa através de um ou mais canais de refrigeração do produto alimentício em uma matriz de refrigeração do extrudado, a matriz de refrigeração utiliza o fluxo de um refrigerante através de um ou mais canais de fluxo do refrigerante, a partir de um ponto de entrada do refrigerante para um ponto de saída do refrigerante, e pelo menos um dos canais de fluxo do refrigerante está localizado na proximidade térmica de pelo menos um associado dos canais de resfriamento do produto, para efeito de resfriamento do extrudado a partir de uma temperatura de entrada do extrudado para uma temperatura de saída do extrudado. A faixa de fluxo extrudado é otimizada e regulada em função da

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6/14 vazão e temperatura do refrigerante e extrudado a partir da temperatura do ponto de saída do refrigerante.

[0018] A publicação internacional WO 00/69276 refere-se a um método de fabricação de um produto análogo de carne com proteínas texturizadas, incluindo: submeter em uma extrusora de alimento, uma mistura contendo: cerca de 40 a 95% em peso de materiais proteináceos comestíveis selecionados do grupo que consiste de misturas pré-determinadas de farinha de soja desengordurada, farelo de soja, soja concentrada, glúten na em forma vital ou contendo amido e clara de ovo, e até cerca de 7% em peso de aglutinante mineral comestíveis e compostos reticulados; à pressão mecânica e calor suficiente adicionado para converter a mistura em uma quente e viscosa calda de proteína; extrusão da calda de proteínas através e a partir de uma matriz de refrigeração de temperatura controlada que resfria e diminui a viscosidade da calda de proteínas para obter uma coesa, texturizada, placa do extrudado ou faixa em que vapor intermitente é substancialmente inibido, e submetendo a placa extrudada solidificada ou faixa para trituração mecânica em um moinho de martelos tendo uma carcaça de placas com uma pluralidade de aberturas de descarga alongada e uma pluralidade de barras de martelo articulada para discos unidos a um eixo de rotação, de modo a obter uma pluralidade de fragmentos extrudados que se assemelham na consistência de flocos de textura ou carne moída.

[0019] A patente japonesa JP 62138177 relata que um material alimentício é aquecido e moldado por uma extrusora composta de um parafuso 21, um cilindro 20, etc, transferidos através de um disjuntor 23 para uma matriz formadora 24 e formado. A matriz formadora 24 é composta por uma matriz formadora de tubo 25, um tubo de arrefecimento matriz (26) e um separador 39. A matriz 25, 26 tendo seções transversais circulares e o material alimentício é formado e resfriado na forma de um tubo por este processo. O tubo é cortado

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7/14 com o separador 39, expandido na forma de uma placa com uma guia 52 colocado a jusante do separador 39 e achatado, com rolos de 52-54.

[0020] O pedido de patente americano US 2005048178 descreve um dispositivo de distribuição de fluxo de saída de uma extrusora, para o uso na transferência do material alimentício de alta umidade extrudado a partir de uma extrusora, dita extrusora tendo um ou mais roscas de extrusão a entrada de uma matriz de refrigeração de multicanal, dito dispositivo de distribuição tendo uma passagem de extrudado que define um caminho de fluxo para qualquer elemento extrudado passando a partir da saída da extrusora para a entrada da dita matriz de refrigeração.

[0021] A publicação internacional WO 01/49474 destina-se a uma matriz de refrigeração para a extrusão de produtos alimentícios de alta umidade extrudados tendo corpo de matriz de resfriamento na qual são definidos uma pluralidade de canais de fluxo extrudado que se estendem entre uma extremidade de entrada da matriz de resfriamento que é acoplável a uma extrusora e uma extremidade de saída para a liberação do extrudado resfriado, e cavidades refrigerantes localizadas na comunicação de troca de calor com os canais de fluxo do extrudado conectável a uma fonte do refrigerante, caracterizado pelo fato do corpo da matriz de refrigeração consistir de uma pluralidade de chapas grossas tendo primeiro e segundo canais que se estendem entre a abertura nas superfícies planas de chapas grossas, e em que a pluralidade de chapas grossas são empilhadas e amarradas de tal modo que as aberturas dos primeiros e segundos canais das placas adjacentes são, respectivamente, alinhadas uma com a outra, pelo qual os primeiros canais formam uma dita pluralidade dos canais de fluxo extrudado e os segundos canais formam uma pluralidade de canais de refrigeração discretas estendendo-se através do comprimento do corpo da matriz de resfriamento.

[0022] A patente japonesa JP 3195477 mostra que ao usar um dispositivo composto por uma extrusora de rosca dupla 1 e uma matriz de

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8/14 refrigeração 4 tendo um furo de liberação 4a fornecido com um cilindro interno 5 tendo um meio de alimentação diferentes da extrusora 1, diferentes alimentos (de preferência queijo é fornecido para o cilindro interno) são fornecidos para a extrusora de rosca dupla 1 e o cilindro interno 5 e formado por extrusão para resultar um alimento de dupla estrutura tendo um alimento interno a partir de um cilindro interno 5 no centro do alimento cilíndrico da extrusora de rosca dupla 1.

[0023] O pedido de patente americano US 2004247760 refere-se a uma matriz de refrigeração, para o uso na fabricação de produtos alimentícios extrudados, a matriz de refrigeração, incluindo: uma pluralidade de membros do núcleo formando uma porção do corpo principal da matriz de refrigeração entre a entrada da matriz e a extremidade de saída e dispostos sobre um eixo da matriz em relação aos circundantes; uma pluralidade de canais de fluxo do extrudado estendendo-se através da matriz de resfriamento a partir da extremidade de entrada para a extremidade de saída, definido pela diferença entre os circundantes dos ditos membros do núcleo, pelo menos um furo em cada dito membro do núcleo através do qual o refrigerante pode fluir; uma estrutura de fechamento adaptada para assegurar os membros do núcleo contra o movimento radial em relação ao eixo da matriz; meios para conectar a matriz de resfriamento a uma saída de uma extrusora de alimento, uma fonte de fluido de refrigeração e um recipiente de fluido de refrigeração; e meios de distribuição do fluxo do extrudado, localizado adjacente a extremidade da entrada, adaptado para extrudado direto a partir da saída da extrusora de alimentos nos selecionados dos ditos canais de fluxo do extrudado.

[0024] Atualmente as matrizes apresentam as seguintes desvantagens: não permitem a variação da espessura da parede da tubulação direcionada ao centro dos orifícios de extrusão, apresentam stress nas seções transversais anulares da tubulação e não permitem o controle adequado das trocas de calor entre o mandril de refrigeração e a superfície interna do tubo.

[0025] Um dos problemas relacionados à extrusão baseado no uso de matrizes, que são placas para a restrição do material, é a alteração da

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9/14 velocidade com que o material viscoelástico é expelido pela matriz. Nesse sentido quando ocorre decréscimo da velocidade do produto que fica em contato com a matriz, sua formulação “gruda” na matriz, ocorrendo um fenômeno popularmente conhecido como “Chrístmas tree”. Este efeito causa uma superfície irregular na massa ocasionando perdas de processo. Tal efeito é caracterizado pelo fato de haver irregularidades na superfície que geram uma quantidade anormal de finos (parte que se quebram em forma de partículas pequenas - farinha), ocasionando perdas no processo de secagem, ralagem, moagem e rendimento. As perdas por rendimento inadequado podem chegar a 20% da produção.

[0026] Diante de todo o exposto, a Depositante desenvolveu um conjunto de matriz e anti-matriz independentes apresentando um sistema de refrigeração (100) integrado a um equipamento termo-mecânico utilizado na fabricação artigos, materiais e produtos, preferencialmente, alimentícios de uso humano e/ou animal.

Descrição das Figuras [0027] A figura 1 mostra uma vista perspectiva do conjunto completo da matriz e anti-matriz.

[0028] A figura 2 revela uma vista isométrica do conjunto matriz e antimatriz.

[0029] A figura 3 apresenta uma vista lateral do conjunto matriz e antimatriz.

[0030] A figura 4 representa uma vista posterior do conjunto matriz e anti-matriz.

[0031] A figura 5 mostra uma vista frontal do conjunto matriz e antimatriz.

Descrição da Invenção [0032] A presente invenção refere-se a um conjunto de matriz e anti-matriz independentes contendo um sistema de refrigeração composto por canais de entrada, circulação e saída (15, 16) acopladas por uma pluralidade

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10/14 de conectores (14) a parte frontal da matriz (4), sendo a parte frontal (4) acoplada à parte traseira da matriz (5) por parafusos de fixação (7), ambas as partes da matriz sendo constituídas de canais internos (17) para o fluxo do agente refrigerante com anéis de vedação (13) montadas sobre um corpo principal do conjunto da matriz e anti-matriz refrigerada (1), na qual também se encontra integrada a anti-matriz (2) e (3) unidas por parafusos vazados de ligação (6) orientados por um conjunto de pinos guia (11) ligados por parafusos de fixação (10) que unem as partes frontais e traseiras da anti-matriz (2, 3), formando um canal interno da anti-matriz (18) para circulação do agente de refrigerante vedado por anéis de vedação do canal interno da ante-matriz (12) montadas sobre um corpo principal do conjunto da matriz e anti-matriz refrigerada (1) integrado a um equipamento termo-mecânico, preferencialmente, extrusoras. Adicionalmente, o presente pedido destina-se ao uso do conjunto matriz e anti-matriz em processos de fabricação artigos, materiais e/ou produtos, preferencialmente, alimentícios de uso humano e/ou animal extrudados através de extrusoras acoplado ao conjunto de matriz refrigerada da presente invenção.

[0033] Em uma primeira realização a atual invenção provê um conjunto de matriz refrigerada composto por partes frontais e traseiras da matriz (4, 5) e da anti-matriz (2, 3) que são constituídas preferencialmente por aço inoxidável.

[0034] Particularmente, a pluralidade de canais de entrada, circulação e saída (15, 16) são compostas por mangueiras poliméricas, preferencialmente, em poliuretano.

[0035] Os agentes refrigerantes utilizados no presente conjunto de matriz e anti-matriz refrigerada podem ser água, nitrogênio líquido, CO2, amônia, glicol, R-134A, R404, R407, R410, R-422D, R-423A, R-437A, R-417A, R-422A e/ou suas combinações, porém não se limitando a estes, podendo ser utilizado todo e qualquer fluído refrigerante aprovado para uso em alimentos.

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11/14 [0036] Em particular, os anéis de vedação (12, 13) do conjunto são resistentes a temperaturas que podem variar entre -80°C a 340°C.

[0037] Os parafusos vazados (6) são formados, preferencialmente por aço inoxidável e apresentam uma passagem em seu corpo com a finalidade de compor o sistema de fluxo do agente refrigerante, ou seja, permitindo que o agente refrigerante circule entre a matriz e anti-matriz. Adicionalmente, os parafusos vazados (6) compreendem anéis de vedação (8, 9) para impedir o vazamento do agente refrigerante do sistema.

[0038] O conjunto de matriz refrigerada pode ser integrado a um equipamento termo-mecânico, por exemplo, extrusoras indicadas para o uso em alimentos, preferencialmente, monoroscas, duplas-roscas, co-rotantes e/ou counter-rotantes. Adicionalmente, as roscas apresentam velocidades de 10 a 1.000 RPM.

[0039] O sistema de refrigeração da invenção tem a finalidade de resfriar as paredes da matriz e anti-matriz de tal forma que os gradientes de temperatura e velocidade na massa sejam uniformes e constantes através do corpo da circunferência da matriz. De forma adicional a invenção, as abas do conjunto matriz são resfriadas moderada e uniformemente.

[0040] De forma particular, o conjunto da presente invenção provê matrizes de monocanal e/ou multicanais de até 400 furos (orifícios), variando em diâmetros dos orifícios de cerca de 0,05 mm a 75 mm.

[0041] Para se atingir a equitabilidade necessária da temperatura ao redor do orifício e assegurar que a matriz possa manter a temperatura baixa ao redor do orifício o mesmo deve feito de um material altamente condutivo com excelentes propriedades de resistência térmica e à corrosão, por exemplo, ligas metálicas níquel-base, cromo e ferro, particularmente, Inconel®. Ainda, tais ligas metálicas níquel-base podem conter misturas de elementos composto por níquel, cromo, ferro, molibdênio, nióbio, cobalto, manganês, cobre, alumínio, titânio, silício, carbono, enxofre, fósforo e/ou boro.

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12/14 [0042] Em uma segunda realização, o presente pedido de patente destina-se ao uso do conjunto matriz e anti-matriz em processos de fabricação artigos, materiais e/ou produtos, preferencialmente, alimentícios de uso humano e/ou animal extrudados através de extrusoras acoplado ao conjunto de matriz refrigerada da presente invenção.

[0043] Em uma terceira realização, a atual invenção provê processos de fabricação de artigos, materiais e/ou produtos alimentícios contemplados pelo o uso do conjunto de matriz e anti-matriz refrigerada podem ser processos de extrusão direta, indireta e/ou de terceira geração que são utilizados para produtos secos, tais como, dry-extrusion (produtos de até 26% de umidade), semi-úmido (produtos de até 40% de umidade) e úmido (produtos com até 70% de umidade).

[0044] Em uma incorporação do processo de extrusão dos produtos alimentícios do presente pedido de patente, as temperaturas podem variar de cerca de 60°C a 350°C e com pressões de cerca de 70 a 1.000 psi. No entanto, o sistema de refrigeração do conjunto de matriz refrigerada da atual invenção apresenta uma temperatura de cerca de -100°C a 10°C, preferencialmente, -40°C. A baixa temperatura do conjunto matriz permite que o produto alimentício resultado do processo de extrusão apresente uma temperatura final do extrudado de cerca de 25°C a 90°C.

[0045] O processo de extrusão, em particular para produtos alimentícios refere-se a um processo contínuo, onde o trabalho mecânico, combinado com calor, gelatiniza o amido, desnatura as proteínas e, além de favorecer a formação de complexos entre lipídios, proteínas e amido, plastifica e reestrutura o material, comprimindo-o através de uma matriz, com o objetivo de criar um produto com características físicas e geométricas predeterminadas.

[0046] Exemplos de componentes de farinha que podem ser utilizadas no processo de fabricação de extrudados como produto alimentício

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13/14 destina-se a farinha de trigo, farelo de trigo, farinha de milho, farinha de aveia, farinha de cevada, farinha de centeio, farinha de arroz, farinha de batata, farinha de grão de sorgo, amido de milho, farinhas ou amidos física ou quimicamente modificados e/ou suas combinações, porém não se limitando a estes. Opcionalmente, a farinha pode ser branqueada. Ainda, a farinha pode ser substituída total ou parcialmente por substitutos de farinha ou agentes de aglutinamento, tais como, polidextrose, holocelulose, celulose microcristalina e/ou suas misturas e semelhantes. Particularmente, os processos de fabricação de produtos alimentícios, mais preferencialmente, referem-se à extrudados do tipo amidos modificados, como por exemplo, farinhas para empanamento, farinhas pré-gelatinizadas, snacks expandidos, snacks de terceira geração, pet-food, crísps, dentre outros.

[0047] De forma adicional, ingredientes aditivos podem ser associados com a massa a ser extrudada e incluem emulsificantes, aromas, corantes, farinhas de origem animal e farelos de cereais ou oleaginosas.

[0048] As quantidades de farinha, tanto de origem animal ou vegetal, usada no processo da presente invenção variam de aproximadamente 15% a 100% do peso total do total dos ingredientes.

[0049] Preferencialmente, a farinha de milho e/ou farelo de trigo podem ser usados, por exemplo, para aumentar a coloração e afetar a textura. Em particular, as quantidades exemplares dessas farinhas são de aproximadamente 15% do peso de farinha de milho e a aproximadamente 20% do peso do farelo de trigo, sendo tais porcentagens baseadas no peso total dos ingredientes.

Exemplos

Exemplo 1: Processo de Fabricação de Farinha para Empanamento [0050] Foi realizado um processo de produção de farinha de empanamento através da mistura simples (misturador tipo Ribbon ou de pás) dos ingredientes secos, como farinha de trigo (90%), farinha de milho (5%),

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14/14 farinha de arroz (4%) e emulsificantes e corantes (1%) e posterior encaminhamento ao processo de extrusão. Ao se iniciar o processo foi misturada uma massa de farinhas com água em um pré-condicionador (20% de água sobre a massa seca) e em seguida a massa (farinha + água) foi submetida à extrusão em extrusora dupla-rosca co-rotante com tempo de residência de 1 minuto, em temperaturas por zonas de 35°C, 55°C, 75°C e 95°C (extrusor típico de 4 zonas de temperatura) com uso de matriz refrigerada de 6 furos de 12 mm de abertura, com anti-matriz de 6 furos de 20 mm com uso de água gelada a 4°C, como agente refrigerante, com velocidade de rosca de 300 RPM, vazão horária de 2.000 kg/h, energia mecânica específica de 75 kwh/ton. Nessa condição é esperada a formação de produto extrudado em corda (ou seja, o produto não é cortado diretamente na matriz). O processou resultou em um extrudado de superfície lisa e sem o efeito “Chrístmas tree”. Após este processo a farinha foi ralada, seca e moída para geração de farinha para empanamento.

Exemplo 2: Produção de Snacks de Expansão direta [0051] O processo de produção de snacks tipo “conchinha” iniciouse com a hidratação da farinha ou grits de milho com água, variando de 15% a 26% de umidade, opcionalmente, com o uso de emulsificantes e outros aditivos de sabor. Após a hidratação ocorrida no pré-condicionador o material foi enviado para extrusora monorosca com uma zona de temperatura ajustada para 90°C, velocidade de 150 RPM da rosca, matriz de 1 furo de 8 mm, com uso de anti-matriz de 1 furo de 20 mm, com uso de fluido refrigerante de nitrogênio (N2) a temperatura de -10°C. Esse processo resultou em um produto extrudado com superfície lisa e sem o efeito de ranhuras e coloração desuniforme. Após este processo o snackfoi seco, condimentado e envasado.

Claims (18)

1. Reivindicações

   1. CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ INDEPENDENTES, caracterizado pelo fato de compreender um sistema de refrigeração composto por canais de entrada, circulação e saída (15, 16) acopladas por uma pluralidade de conectores (14) a parte frontal da matriz (4), sendo a parte frontal (4) acoplada à parte traseira da matriz (5) por parafusos de fixação (7), ambas as partes da matriz sendo constituídas de canais internos (17) para o fluxo do agente refrigerante com anéis de vedação (13) montadas sobre um corpo principal do conjunto da matriz e anti-matriz refrigerada (1), na qual também se encontra integrada a anti-matriz (2) e (3) unidas por parafusos vazados de ligação (6) orientados por um conjunto de pinos guia (11) ligados por parafusos de fixação (10) que unem as partes frontais e traseiras da antimatriz (2, 3), formando um canal interno da anti-matriz (18) para circulação do agente de refrigerante vedado por anéis de vedação do canal interno da antimatriz (12) montadas sobre um corpo principal do conjunto da matriz e antimatriz refrigerada (1) integrado a um equipamento termo-mecânico.
2. 2. CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do equipamento termo-mecânico compreender extrusoras.
3. 3. CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato das partes frontais e traseiras da matriz (4, 5) e da anti-matriz (2, 3) serem compreendidas em aço inoxidável.
4. 4. CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato dos canais de entrada, circulação e saída (15, 16) serem compreendidos por mangueiras poliméricas em poliuretano.

   Petição 870190020057, de 27/02/2019, pág. 31/34

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5. 5. CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato dos agentes refrigerantes compreenderem um fluido refrigerante.
6. 6. CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato do fluido refrigerante ser selecionado a partir de um grupo compreendido por água, nitrogênio líquido, CO2, amônia, glicol, R-134A, R404, R407, R410, R-422D, R-423A, R-437A, R-417A, R-422A e/ou suas combinações.
7. 7. CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato dos anéis de vedação (12, 13) compreenderem materiais resistentes a temperaturas entre 80°C a 340°C.
8. 8. CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato dos parafusos vazados (6) serem compreendidos em aço inoxidável.
9. 9. CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato dos parafusos vazados (6) compreenderem ainda uma passagem em seu corpo.
10. 10. CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 9, caracterizado pelo fato dos parafusos vazados (6) compreenderem ainda anéis de vedação (8, 9).
11. 11. CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de ser integrado a um equipamento termo-mecânico, tais como extrusoras monoroscas, duplasroscas, co-rotantes e/ou coun/er-rotantes.
12. 12. CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato das roscas das extrusoras compreenderem velocidades de 10 a 1000 RPM.

    Petição 870190020057, de 27/02/2019, pág. 32/34

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13. 13. CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de compreender matrizes de monocanal e/ou multicanais de até 400 orifícios.
14. 14. CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato dos orifícios compreenderem diâmetros de 0,05 mm a 75 mm.
15. 15. CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 14, caracterizado pelo fato do orifício compreender um material altamente condutivo.
16. 16. CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato do material condutivo compreender ligas metálicas níquel-base, cromo e ferro.
17. 17. CONJUNTO DE MATRIZ E ANTI-MATRIZ, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato das ligas metálicas ainda compreenderem misturas de elementos composto por níquel, cromo, ferro, molibdênio, nióbio, cobalto, manganês, cobre, alumínio, titânio, silício, carbono, enxofre, fósforo e/ou boro.
18. 18. USOS DO CONJUNTO MATRIZ E ANTI-MATRIZ, conforme definido por qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de serem compreendidos em processos de fabricação artigos, materiais e/ou produtos alimentícios de uso humano e/ou animal.