BR102012026624A2

BR102012026624A2 - Dispositivo para misturar um fluído contendo polpa e/ou fibra e método para misturar um fluído contendo polpa e/ou fibra, em particular uma bebida contendo polpa e/ou fibra

Info

Publication number: BR102012026624A2
Application number: BR102012026624-5A
Authority: BR
Inventors: Erwin Engel
Original assignee: Krones Ag
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2014-06-03
Also published as: EP2583748A3; EP2583748B1; US20130094323A1; DE102011084720A1; CN103055735A; EP2583748A2; CN103055735B

Abstract

MISTURADOR PARA BEBIDAS CONTENDO POLPA E FIBRAS A presente invençào se refere a um dispositivo para misturar um fluido contendo polpa e/ou fibra que compreende um aparelho para mover o fluido livre de cisalhamento. A presente invenção, além disso, se refere a um método correspondente.

Description

DISPOSITIVO PARA MISTURAR UM FLUÍDO CONTENDO POLPA E/OU FIBRA E MÉTODO DE MISTURAR UM FLUIDO CONTENDO POLPA E/OU FIBRA, EM PARTICULAR UMA BEBIDA CONTENDO POLPA E/OU FIBRA

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção se refere a um dispositivo e um

método para misturar um fluido contendo polpa e/ou fibra.

TÉCNICA ANTERIOR A maioria dos misturadores de bebidas é projetada como misturadores de dois componentes em que um xarope 10 finalizado anteriormente preparado é misturado com água desgaseificada, e a mistura resultante é adicionalmente resfriada e misturada, por exemplo, com CO2, N2O, O2, se necessário. A bebida finalizada é fornecida para uma máquina de preenchimento ou um sistema aquecedor, respectivamente.

As máquinas descritas são, de acordo com a técnica

anterior, projetadas usando bombas centrífugas, válvulas de controle e fechamento bem como permutador de calor de placas. Estes componentes são um obstáculo para o processamento de bebidas com matérias sólidas já que não toleram os 2 0 ingredientes sólidos, tal como, por exemplo, pedaços de polpa de fruta (devido a pequenas lacunas), ou mesmo tem um efeito destrutivo sobre estes ingredientes sólidos, em particular as fibras. Os elementos de controle e transporte mencionados são sempre necessários quando, em sistemas acoplados

2 5 hidraulicamente, uma tarefa de transporte com aumento de pressão adicional deve ser cumprida, por exemplo, para introduzir um gás na bebida.

Além disso, especialmente no campo de produtos contendo matéria sólida, uma pessoa pode observar que por 30 tendência, produtos mais caros são produzidos em lotes bem menores. Isto resulta em mudanças de produto freqüentes envolvendo a perda correspondente devido às zonas de mistura. Os volumes do recipiente projetados normalmente não são suficientes para avançar ou empurrar para fora, por exemplo, os teores de um conduíte de xarope completo de uma vez. No entanto, isto é desejável em vista de uma zona de mistura mantida em um mínimo; esta auxilia na compensação para as 5 deficiências da instalação no local, evita paralisações no caso de uma falha temporária de fornecimento de xarope e evita a adulteração da dosagem no caso de variação das condições de alimentação. Além disso, as máquinas mencionadas não oferecem nenhum mecanismo que assegura que os teores de 10 xarope do conduíte de fornecimento de xarope possam ser realmente utilizados em 100%. Para isto, seria necessário aceitar adicionalmente a zona de mistura completa de água para xarope e o contrário mais uma certa quantidade de água como "xarope".

Nas instalações construídas atualmente, é cada vez

mais demandante que as quantidades da mistura das descargas de produto das partes posteriores das plantas não sejam descartadas, mas adicionadas novamente ao campo de origem do produto em um ponto adequado. Este método de funcionamento 20 não é realizado pelos misturadores comuns atuais, apesar de ser crescentemente desejado especialmente com produtos contendo matéria sólida.

Outra demanda do operador é minimizar o consumo de CO2 do aparelho de carbonatação o máximo possível, em 25 particular nas operações intermitentes ou no processamento de pacotes levando a uma diminuição do produto abaixo da faixa de controle do misturador. Nas máquinas comuns, esta reivindicação sempre conflitua com a propriedade da operação do recipiente do produto como um tampão vazio, com "a 30 propriedade da adição de gás fresco com gás de carbonatação.

Em vista destas desvantagens da técnica anterior, é um objetivo da presente invenção prover um dispositivo e um método para misturar um fluido contendo polpa e/ou fibra que sejam eficazes e suaves com o produto.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO 0 objetivo acima mencionado é alcançado por um dispositivo para misturar um fluido contendo polpa e/ou fibra 5 compreendendo um aparelho para mover o fluido livre de cisalhamento. Uma deficiência das dimensões da polpa e/ou fibra devido às bordas do aparelho para mover o fluido contendo polpa /ou fibra que se movem um contra o outro é evitado desta maneira.

De acordo com outra realização do dispositivo, de

acordo com a invenção, o aparelho para mover o fluido livre de cisalhamento pode compreender uma primeira bomba de deslocamento positivo, em particular uma primeira bomba de rosca ou alternador. Assim, por exemplo, as bombas

centrífugas usualmente empregadas podem ser eliminadas que compreendem pontos de cisalhamento e podem cortar as fibras. Em contraste, uma bomba de deslocamento positivo é livre de tais pontos de cisalhamento e podem ser projetadas, por exemplo, como bomba alternativa ou como bomba de rosca.

2 0 De acordo com outra realização, o aparelho para

mover o fluido livre de cisalhamento pode compreender uma segunda bomba de deslocamento positivo, em particular uma segunda bomba de rosca ou alternador; em que a primeira ou a segunda bomba de deslocamento positivo podem ser operadas

2 5 como bombas de impulso, e a segunda ou a primeira bomba de

deslocamento positivo pode ser operada como uma bomba de freio, em que na operação do dispositivo, um aumento de pressão do fluido entre as duas bombas de deslocamento positivo pode ser alcançado. Desta forma, um aumento de

3 0 pressão pode ser alcançado de uma maneira que é suave para a

polpa ou fibras (por exemplo, para carbonatação) sem usar bombas centrífugas que neste caso teriam que ser operadas em altas velocidades que têm efeitos prejudiciais no produto, a saber, o fluido contendo polpa e/ou fibra.

Outra reallização em um aparelho sendo provido para introduzir um gás no fluido localizado, na operação do dispositivo, entre a primeira e a segunda bomba de 5 deslocamento positivo, em particular, um aparelho para carbonatação do fluido. Desta maneira, um gás, tal como CO2, pode ser introduzido no fluido. Este aparelho normalmente compreende um conduíte de dosagem. Se diversos gases devem ser fornecidos, mais conduítes de dosagem são providos 10 correspondentemente.

De acordo com a invenção, o aparelho para mover o fluido livre de cisalhamento pode ser livre de válvulas de controle. Através da eliminação das válvulas de controle, outros efeitos prejudiciais à fibra ou a polpa devido às pequenas lacunas podem ser evitados.

De acordo com outra realização, o dispositivo pode ser projetado para misturar o fluido contendo polpa e/ou fibra pelo menos com água, em particular água desgaseificada, e um ou diversos componentes contendo polpa e/ou fibra.

Em outra realização, o dispositivo pode, além

disso, compreender um recipiente de mistura para receber pelo menos uma parte do fluido contendo polpa e/ou fibra, em que o recipiente de mistura compreende uma entrada e uma saída através da qual, na operação do dispositivo, uma circulação 25 do fluido é alcançada, em particular em que a saída é conectada a entrada através de um conduíte de retorno com uma bomba de circulação. Através disto, um depósito de polpa é prevenido, e a função de agitação é permitida já em baixos níveis de preenchimento. 0 aparelho de circulação anexo, além

3 0 disso, sempre mantêm ingredientes sólidos na suspensão e homogeniza os conteúdos do recipiente.

0 dispositivo pode ainda compreender um aparelho para fornecer água como um componente de entrada do fluido e um aparelho para resfriar a água. 0 arranjo do refrigerador no ramal de água transfere o trabalho de resfriamento para um ponto em que nenhuma polpa e fibras ocorrem. Através disto, o uso de aparelhos tubulares caros, que seriam necessários na 5 região de mistura de acordo com a técnica anterior, é evitado.

De acordo com outra realização, pelo menos um tanque de pré-decantação para receber um componente de entrada contendo polpa e/ou fibra do fluido podem ser, além 10 disso, provido, em que o tanque de pré-decantação pode ser dimensionado de forma que os conteúdos completos de um conduíte de dosagem para o componente inicial contendo polpa e/ou fibra pode ser recebido nele, o conduíte de dosagem sendo provido entre o tanque de pré-decantação e um ponto de 15 entrada no conduíte de retorno, e o ponto de entrada preferencialmente sendo uma válvula de entrada. Desta forma, durante a iniciação e o fechamento da instalação, o recipiente pode receber, graças ao seu tamanho, por exemplo, as zonas de mistura do xarope com água mais uma certa 20 quantidade de água pura. Em ambos os casos, além dos conteúdos do conduíte de dosagem (conduíte de xarope), os conteúdos do recipiente também podem ser usados.

Em outra realização, o dispositivo pode, além disso, compreender uma bomba de descarga que é disposta em 25 tal altura que, na operação do dispositivo, outros componentes carregando fluido do dispositivo podem transcorrer vazios para a bomba de descarga. Isto assegura que o dispositivo seja esvaziado essencialmente livre a partir de quaisquer resíduos.

O objetivo acima mencionado é, além disso,

alcançado através de um método para misturar um fluido contendo polpa e/ou fibra, em particular uma bebida contendo polpa e/ou fibra, compreendendo a seguinte etapa: mover o fluido livre de cisalhamento. As vantagens já mencionadas para o dispositivo de acordo com a invenção aqui se aplicam correspondentemente.

0 método de acordo com a invenção pode ser desempenhado de acordo com outras realizações do dispositivo.

Outros aspectos e realizações exemplares bem como vantagens da presente invenção serão ilustrados em mais detalhes aqui com referência aos desenhos. Será entendido que as realizações não esgotam o campo da presente invenção. Será, além disso, entendido que alguma ou todos os aspectos descritos abaixo também podem ser combinados um com o outro de uma maneira diferente.

DESENHOS

A Figura 1 representa uma primeira realização do dispositivo de acordo com a invenção.

A Figura 2 representa uma segunda realização do dispositivo de acordo com a invenção.

A Figura 3 representa uma terceira realização do dispositivo de acordo com a invenção.

A Figura 4 representa uma quarta realização do dispositivo de acordo com a invenção.

REALIZAÇÕES

A Figura 1 mostra uma primeira realização 10 0 do dispositivo de acordo com a invenção. O dispositivo 100 para misturar um fluido contendo polpa ou fibra neste caso compreende um conduíte 121 para fornecimento de água. Para esta água, xarope contendo polpa de fruta é então adicionado a partir de um conduíte 111. Este xarope é transportado por meio de uma bomba de deslocamento positivo 110, por exemplo, na forma de uma bomba de rosca. A bebida de suco de fruta misturado é então guiada posteriormente através da seção do conduíte 131, por exemplo, uma linha de preenchimento.

A Figura 2 mostra uma segunda realização 200 do dispositivo de acordo com a invenção. 0 misturador de bebida 2 00 representado ali compreende, além dos componentes mostrados na Figura 1, uma bomba 220 para a água (preferencialmente desgaseificada), a bomba 220 sendo 5 projetada aqui como uma bomba centrífuga 220. Além disso, uma segunda bomba de deslocamento positivo 23 0 para transporte posterior do fluido misturado é provida. Entre as bombas 210 e 23 0, o C02 é fornecido para o fluido através de um conduíte 241, isto significa que a carbonatação foi realizada. Entre 10 as duas bombas 210 e 230 (e também através da bomba 220) , a pressão é estabelecida operando a primeira bomba 210 com um efeito de impulso e a segunda bomba 23 0 com um efeito de frenagem. Desta maneira, o fluido pode tomar dióxido de carbono.

A Figura 3 mostra uma terceira realização 3 00 do

dispositivo de acordo com a invenção. Em contraste com as realizações de acordo com as Figuras 1 e 2, aqui um recipiente de mistura 34 0 é em particular provido. Outra bomba 350 toma conta de uma circulação do fluido contendo 20 fibra ou polpa misturada, em que esta bomba também pode ser projetada como bomba centrífuga conforme é operada em baixa velocidade e assim, nenhum ou quase nenhum efeito destrutivo está presente. Além disso, um dispositivo de resfriamento 360 para resfriar a água desgaseificada fornecida é provido. 25 Diversas válvulas não descritas em mais detalhes aqui constituem a conexão dos sistemas de cano individuais.

A Figura 4 mostra uma quarta realização 4 00 do dispositivo de acordo com a invenção. Em contraste com a realização de acordo com a Figura 3, outros componentes são providos aqui. Estes são, em particular, os seguintes:

EN_P1: Bomba de fornecimento para água (desgaseificada)

EN_Q1: Válvula de controle para fornecimento de água

EN_FIT1: Medidor de fluxo para água (desgaseificada)

Do01_Pl: Bomba de fornecimento para xarope/bebida finalizada

Do01_P2: Bomba de circulação para xarope/bebida finalizada (bomba centrífuga, baixa velocidade)

Do01_P3: Bomba de dosagem de xarope/bebida finalizada

Do01_FITl: Medidor de fluxo para xarope/bebida

finalizada

KB_P1: Bomba de circulação/bomba de carbonatação para produto finalizado

KB_P2: Bomba de descarga para produto finalizado

KB_R1: Injetor para introdução de gás (pode ser

substituído por uma "bomba de freio")

KB_FIT1: Medidor de fluxo para gás para introdução

de gás

KB_Q1: Válvula de controle para gás para introdução

2 0 de gás

LT: Sensor de nível

Nas figuras, as referências numéricas se diferindo apenas somente pelas centenas de dígito designam componentes correspondentes.

Deve ser percebido que a eliminação das válvulas de

controle para o controle do produto e o uso de bombas de deslocamento positivo em pontos em que o aumento de pressão é necessário previne uma deficiência das dimensões da polpa e fibra.

3 0 As bombas centrífugas somente são empregadas de

acordo com a invenção em que somente a circulação é essencial enquanto as pressões mais baixas são estabelecidas. Através disto, elas podem correr muito lentamente e, portanto, não prejudicam o produto.

0 dispositivo de acordo com a invenção permite assegurar o influxo, escoamento e circulação com somente duas aberturas no fundo do recipiente, a circulação sendo uma 5 unidade importante e substituindo os agitadores empregados de outra maneira. Através disto, um depósito de polpa é prevenido e a função de agitação é já permitida em tais baixos níveis de preenchimento a aquele da operação de um agitador ainda não é possível.

O arranjo do refrigerador no ramal de água

transfere o trabalho de resfriamento para um ponto em que nenhuma polpa e fibras ocorrem e assim evita o uso de aparelhos tubulares caros que seriam necessários na região de mistura.

0 arranjo mostrado garante que nenhuma das bombas

de deslocamento positivo pode se "assentar" hidraulicamente em qualquer modo de abertura. Um vaso de ar correspondente está sempre disponível. Desta forma, uma pessoa pode fazer sem produzir bombas centrífugas prejudiciais também naqueles

2 0 pontos em que eles seriam indispensáveis de outra forma

devido a propriedades hidráulicas.

O tanque aumentado de pré-decantação do xarope pode receber os conteúdos completos do conduíte de xarope. O aparelho de circulação anexo mantém ainda ingredientes

sólidos sempre na suspensão e homogeniza os conteúdos do recipiente, de forma que as flutuações no xarope sejam trazidas para uma gradiente que pode ser nivelada pelo aparelho de dosagem.

Quando a instalação é iniciada e fechada, o

3 0 recipiente pode, devido ao seu tamanho, aceitar as zonas de

mistura do xarope com água mais uma certa quantidade de água pura e oferece a possibilidade de engrossar os conteúdos do tanque em direção ao xarope original (início da produção) ou diluí-lo na extensão da bebida (final da produção). Em ambos os casos, além dos conteúdos do conduíte de xarope, os conteúdos do recipiente também podem ser usados cada um em 100%; não ocorre nenhuma quantidade refugada.

A seleção dos dispositivos de medição para o valor

Brix (quantidade para a substância seca solúvel em líquido) assegura que também um produto ou xarope claro pode ser medido para que exatamente aquele controle da proporção de mistura é possível com os valores medidos obtidos.

0 arranjo do sistema de cano e as bombas nos

recipientes são projetados de forma que a bomba de descarga está localizada na posição mais inferior e todas as outras partes deste conjunto podem transcorrer vazias em direção a ele. Isto assegura que o conjunto possa ser esvaziado 15 praticamente sem quaisquer resíduos (exceto para aderir quantidades) .

Através do uso das bombas de deslocamento positivo na saída do xarope, mesmo na última descarga do produto, a zona de mistura é minimizada. Se a mistura é

2 0 correspondentemente controlada, pode-se ainda nesta parte da instalação remover completamente qualquer xarope engrossando a dosagem logo antes do final do processo de esvaziamento para então compensar imediatamente com água adicional. Isto pode ser feito de tal maneira que o conduíte de xarope se 25 torne completamente livre de xarope até para a parte de trás do ponto de dosagem.

Através do arranjo dos conduítes de dosagem para ingredientes líquidos e gasosos, é assegurado que em qualquer momento qualquer um dos componentes envolvidos pode ser adicionado em doses. Isto aumenta essencialmente a segurança do produto.

Através da ligação mostrada de um carbonador, três efeitos são obtidos. I. 0 recipiente pode ser preenchido com a mistura, a pequena folga restante pode ser esvaziada com um uso mínimo de CO2 ou outro gás de expansão para expelir ar. 2. A carbonatação pode ser feita com gás a partir da folga em que em uma operação de saída reduzida, a respiração do 5 recipiente e desta forma qualquer perda de CO2 pode ser amplamente reduzida. 3. Através da circulação, o produto é minuciosamente misturado, as operações de controle são

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suavizadas, e em caso de processos de dosagem subsequentes, os conteúdos do recipiente são subsequentemente 10 homogeneizados. Quando a instalação é fixa, os conteúdos do recipiente podem ser agitados em intervalos.

Quando somente produtos não carbonatados são processados, os recipientes envolvidos podem ser despressurizados, no entanto, a vedação contra a penetração 15 do ar externo é necessária. Neste caso, a bomba de circulação do recipiente de produto pode ser projetada como uma bomba centrífuga para permitir os efeitos mencionados 1 e 3 a partir da lista acima.

Com o arranjo mostrado na Figura 4, o 20 reprocessamento, que significa as fases de mistura ocorrendo na operação, pode ser facilmente processado com "propriedades desconhecidas e também variantes. Neste lado, a necessidade por homogeneização da parte do reprocessamento é eliminada. Além disso, o arranjo mostrado comanda o modo de operação do 25 processamento do reprocessamento da intensidade desconhecida com água e/ou xarope (ou produto finalizado demasiadamente engrossado).

0 arranjo mostrado finalmente permite usar os conduítes de fornecimento para xarope e reprocessamento como 3 0 um fornecimento para o líquido CIP ou limpá-lo em um circuito CIP separado, em que a separação média necessária é assegurada (CIP= Limpeza no Local).

Outra propriedade não é mostrada no arranjo, que é a possibilidade de projetar o conduíte do produto em algumas seções como tubo duplo, em que outro resfriamento ou manter resfriado durante uma parada pode ser assegurada.

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Claims

1. DISPOSITIVO PARA MISTURAR UM FLUÍDO CONTENDO POLPA E/OU FIBRA, caracterizado por compreender: um aparelho para mover o fluído livre de cisalhamento.

2. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que o aparelho para mover o fluido livre de cisalhamento compreende uma primeira bomba de deslocamento positivo, em particular um primeiro pistão ou bomba de rosca.

3. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado em que o aparelho para mover o fluido livre de cisalhamento compreende uma segunda bomba de deslocamento positivo, em particular uma segunda bomba de rosca ou alternador; e em que a primeira ou a segunda bomba de deslocamento positivo pode ser operada como uma bomba de impulso, e a segunda ou a primeira bomba de deslocamento positivo pode ser operada como uma bomba de freio, em que na operação do dispositivo, um aumento da pressão do fluido entre duas bombas de deslocamento positivo pode ser alcançado.

4. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreende adicionalmente: um aparelho para introduzir um gás no fluido localizado, na operação do dispositivo, entre a primeira e a segunda bombas de deslocamento positivo, em particular uma aparelho para carbonatar o fluido.

5. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado em que o aparelho para mover o fluido livre de cisalhamento é livre de válvulas de controle.

6. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado em que o dispositivo é projetado para misturar o fluido contendo polpa e/ou fibra pelo menos a partir de água e um ou diversos componentes contendo polpa e/ou fibra.

7. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por compreender adicionalmente um recipiente de mistura para receber pelo menos uma parte do fluido contendo polpa e/ou fibra, em que o recipiente de mistura compreende uma entrada e uma saída através da qual, na operação do dispositivo, uma circulação do fluido é efetuada, em particular em que a saída é 10 conectada a entrada através de um conduíte de retorno com uma bomba de circulação.

8. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por compreender adicionalmente um aparelho para fornecer água como um componente de entrada do fluido e um aparelho para resfriar a água fornecida.

9. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por compreender adicionalmente pelo menos um tanque de pré-decantação para receber um componente de entrada contendo polpa e/ou fibra do fluido, em particular em que, em combinação com a reivindicação 7, o tanque de pré-decantação é dimensionada de forma que os teores completos de um conduíte de dosagem para o componente de entrada contendo polpa e/ou fibra pode ser recebido nele, em que o conduíte de dosagem é provido entre o tanque de pré-decantação e um ponto de entrada no conduíte de retorno, e em que o ponto de entrada preferencialmente é uma válvula de entrada.

10. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por compreender adicionalmente uma bomba de descarga que é disposta em tal altura que, na operação do dispositivo, outros componentes carregando fluido do dispositivo podem correr vazios em direção à bomba de descarga.

11. MÉTODO DE MISTURAR UM FLUIDO CONTENDO E/OU FIBRA, EM PARTICULAR UMA BEBIDA CONTENDO POLPA FIBRA, caracterizado por compreender a seguinte etapa: mover o fluido livre de cisalhamento.