ITCO20080035A1 - "procedimento ed impianto per la produzione continua a vapore di formaggio fresco a pasta filata, come mozzarella e simili" - Google Patents

Description

Descrizione dell’invenzione

“Procedimento ed impianto per la produzione continua a vapore di formaggio fresco a pasta filata, come mozzarella e similiâ€

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento e ad un impianto per la produzione continua a vapore di formaggio fresco a pasta filata, come mozzarella e simili, secondo i preamboli delle rivendicazioni 1 e 8.

Sfondo dell’invenzione

E’ noto che nella produzione artigianale di mozzarella la manipolazione della cagliata, ovvero le azioni di spremitura-impastamento ed allungamento sulla cagliata, viene eseguita manualmente dal casaro direttamente sulla cagliata in mastelli, fino ad ottenere il formaggio fresco a pasta filata, ovvero la mozzarella o simili voluti.

Industrialmente la mozzarella viene prodotta mediante singole macchine filatrici lavoranti la cagliata introdotta nelle stesse dove, con acqua oppure con vapore d’acqua caldi, la cagliata viene portata alla temperatura (di ca.

50-53°C) necessaria per farla filare, laddove con una manipolazione meccanica, eseguita con coclee, palette girevoli, bracci pescanti, e simili, si ottiene il formaggio fresco a pasta filata voluto.

Allo stato della tecnica appartengono sia filatrici funzionanti in modo continuo ad acqua come pure filatrici funzionanti in modo discontinuo a vapore d’acqua, come ad esempio le filatrici MF 500/2 della richiedente (domanda di brevetto italiana MI2004A 002108)

Nelle filatrici continue ad acqua alla cagliata introdotta viene aggiunta acqua calda e poi la cagliata viene trattata con coclee, bracci tuffanti e simili con azione di trasporto, mescolamento, spremitura ed impastamento e il formaggio alla fine ottenuto viene scaricato attraverso un troppo-pieno, laddove l’acqua di trattamento, ora ricca di sostanze nutrienti prelevate dalla cagliata e formante il cosiddetto “latticello†deve essere smaltita con procedure speciali e costose oppure stoccata in serbatoi e destinata all’alimentazione di suini. Le sostanze nutrienti della cagliata disciolte nel latticello impoveriscono pertanto i nutrienti della cagliata stessa e, di riflesso, del formaggio prodotto.

Si osserva inoltre che le filatrici che fondono in continuo non presentano una costruzione adatta alla produzione di formaggio fresco a pasta filata, come mozzarella, perché con le stesse si ottiene un formaggio con delle fibre molto corte.

Le filatrici a vapore della richiedente evitano questi inconvenienti, laddove come conseguenza del funzionamento “batch†, ovvero discontinuo, esse presentano parimenti una produzione discontinua.

Sommario dell’invenzione

Alla base della presente invenzione à ̈ posto il compito di indicare un procedimento ed un impianto per la produzione continua a vapore di formaggio fresco a pasta filata, come mozzarella e simili, i quali evitano gli inconvenienti e svantaggi dei procedimenti e delle filatrici noti e sono in grado di aumentare la produttività delle filatrici e di produrre un formaggio fresco a pasta filata presentante caratteristiche sostanzialmente costanti. E’ parimenti compito dell’invenzione indicare un procedimento ed un impianto che consentono una più intensa azione di manipolazione sulla cagliata nonché, nell’ambito della produzione continua, anche una ricircolazione interna della cagliata trattata.

Il compito indicato più sopra viene ottenuto, relativamente al procedimento, con un procedimento presentante le caratteristiche della rivendicazione 1 e, relativamente all’impianto, con un impianto presentante le caratteristiche della rivendicazione 8.

Ulteriori sviluppi dell’invenzione concernenti sia il procedimento sia l’impianto sono definiti nelle rispettive rivendicazioni dipendenti.

Con il procedimento e l’impianto secondo l’invenzione si ottengono diversi ed importanti vantaggi.

In primo luogo viene proposto un funzionamento continuo a vapore d’acqua che permette di intervenire sulla manipolazione della cagliata con diverse modalità operativa, compresa una ricircolazione della cagliata, per cui si ottiene un formaggio fresco a pasta filata, come mozzarella e simili, con una consistenza ottimale e pronto per eventuali ulteriori lavorazioni o trattamenti. Rispetto alle macchine filatrici a vapore note con funzionamento a cariche si aumenta sensibilmente la produttività. Si ottiene una intensa azione di manipolazione della cagliata, peraltro regolabile, sfruttando l’azione di contropressione esercitata uniformemente dalla forza di gravità sulla superficie della cagliata spinta verso l’alto.

Pur utilizzando, qualora necessario, piccole quantità d’acqua, di temperatura impostabile, ovvero sceglibile, introdotte nella cagliata, l’acqua rimane incorporata completamente nella cagliata e nel formaggio prodotto, per cui si evitano i noti problemi di inquinamento e smaltimento di latticello.

Si ottiene un rapido incorporamento del vapore e, se previsto, dell’acqua nella cagliata utilizzando getti di vapore e d’acqua diretti obliquamente dall’alto verso il basso sulla cagliata.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche, vantaggi e dettagli del procedimento e dell’impianto secondo l’invenzione per la produzione in continuo a vapore di formaggio fresco a pasta filata, come mozzarella e simili, risulteranno ulteriormente dalla descrizione seguente del procedimento e di un esempio di esecuzione preferito dell’impianto secondo l’invenzione, illustrato schematicamente a titolo di esempio nei disegni allegati, nei quali mostrano:

la figura 1 una vista frontale dell’impianto secondo l’invenzione con illustrazione, parimenti con linea continua, dei componenti interni necessari per la comprensione dell’invenzione,

la figura 2 una vista dall’alto dell’impianto di figura 1,

la figura 3 una vista ingrandita della colonna di manipolazione verticale, e la figura 4 una sezione orizzontale trasversale attraverso la colonna di manipolazione verticale secondo la linea IV-IV in fig. 1.

Descrizione della forma di esecuzione preferita

Nelle diverse figure parti uguali presentano uguali indici di riferimento. Come rilevabile dalla figura 1, l’impianto 1 secondo l’invenzione per la produzione in continuo a vapore di formaggio fresco a pasta filata presenta un alimentatore 2 di cagliata in pressione ed una colonna di manipolazione verticale 3, laddove l’alimentatore 2 e la colonna di trattamento 3 sono collegati fluidicamente tra loro alle loro estremità contrapposte mediante un condotto di raccordo 4, come illustrato più dettagliatamente nel seguito. Con 5 à ̈ indicato un basamento dell’impianto 1 e con 6 un quadro di comando ed impostazione, per un rispettivo procedimento di produzione regolabile coadiuvato da un software con programmi specifici programmabili.

Più in dettaglio l’alimentatore 2 comprende una tramoggia 7 di introduzione della cagliata ed una coppia 8 di coclee 9, 10, supportate orizzontalmente e parallele tra loro in una camicia o vasca 11, le quali sono azionabili con un associato gruppo di motore elettrico e riduttore, indicato con 12. Con 13 à ̈ indicata l’apertura di uscita dell’alimentatore 2, la quale tramite il detto condotto di raccordo 4 à ̈ in collegamento fluidico con l’ingresso 14 della colonna di manipolazione verticale 3.

Dopo la prima fase di alimentazione a pressione della cagliata dall’alimentatore 2 nella colonna di trattamento verticale 3, la cagliata viene qui manipolata come illustrato nel seguito.

La colonna di trattamento verticale 3, nell’esempio di esecuzione illustrato, comprende una coppia 15 di coclee di manipolazione 16, 17 (fig. 4) supportate con alberi di rotazione cavi 18, 19 paralleli tra loro e rispetto all’estensione longitudinale della colonna di trattamento verticale 3.

Dalla figura 4 à ̈ inoltre rilevabile che le coclee 16, 17 sono disposte ad una piccola distanza tra loro tale da creare una stretta camera di manipolazione verticale 20 nella zona di attestamento delle due coclee 16, 17, i cui inizi sono indicati con 16A, 17A. Dalla figura 4 à ̈ anche rilevabile che le coclee 16 e 17 non sono alloggiate in un tradizionale contenitore di grandi dimensioni, bensì sono alloggiate in una camicia 21, qui profilata a guisa di 8, la quale definisce, con il bordo esterno 22 delle coclee 16 e 17, una stretta intercapedine di spremitura perimetrale 23.

Dalle figure 3 e 4 à ̈ inoltre rilevabile che nella camicia 21 lungo l’altezza della colonna di trattamento verticale 3 à ̈ alloggiata una pluralità di ugelli 24 di immissione nella cagliata di vapore in pressione, i quali sono disposti perimetralmente attorno alla camicia profilata 21 in più piani orizzontali 25, laddove nell’esempio illustrato sono previsti sei ugelli 24 disposti di volta in volta perimetralmente in un rispettivo piano orizzontale 25 e quattro piani orizzontali 24 distanziati tra loro, ad esempio equidistanti, nel piano verticale.

Dalla figura 3 à ̈ inoltre rilevabile che sono previsti preferibilmente altri due piani 26 di ugelli 27, previsti per un’immissione calibrata di acqua nella cagliata, laddove detti due piani 26 di ugelli ad acqua 27 sono disposti l’uno in prossimità dell’ingresso 14 della colonna di trattamento 3 e l’altro in prossimità dell’estremità superiore 28 di detta colonna di trattamento 3.

Dalle figure 3 e 4 à ̈ inoltre rilevabile che nella camicia profilata 21 sono alloggiate due sonde termiche 29 per il rilevamento della temperatura locale della cagliata, laddove una terza sonda termica 30 à ̈ alloggiata nel tubo di uscita 31 della camicia 21, il quale presenta un’uscita di scarico 32 chiudibile, preferibilmente, con un diaframma 33 con apertura di erogazione variabile e comandabile manualmente oppure automaticamente, come precisato nel seguito.

Con 34 Ã ̈ indicato il gruppo di azionamento di motore-riduttore della coppia di coclee 16 e 17 di manipolazione, laddove dette coclee 16 e 17 sono azionabili, a scelta, con sensi di rotazione uguali o contrari.

Gli ugelli di vapore 24 e gli ugelli ad acqua 27 sono preferibilmente di tipo con getto di uscita diretto obliquamente verso il basso, detti ugelli 24 e 27 potendo presentare una conformazione a piacere. Detti ugelli faranno capo ad un circuito del vapore, rispettivamente ad un circuito dell’acqua, contenenti collettori a più uscite, non illustrati, per il comando indipendente degli ugelli per il vapore e per l’acqua nei diversi piani di ugelli 25 e 26. Il gruppo di azionamento o motore-riduttore 34 comprende anche un variatore di velocità, per variare la velocità delle due coclee 16 e 17 nella colonna di trattamento verticale 3 .

Nelle diverse figure inoltre con 35 Ã ̈ indicato un mantello di protezione fissato alla camicia profilata 21 mediante tiranti 36.

Funzionamento

Nell’apparecchiatura 1 secondo l’invenzione il procedimento proposto ha luogo secondo la modalità di funzionamento seguente:

la cagliata introdotta nell’alimentatore viene alimentata in continuo ed in pressione tramite la coppia di coclee 8, in modo regolabile, attraverso il raccordo 4 nella colonna di manipolazione verticale 3.

Secondo l’invenzione nella colonna di manipolazione 3 la cagliata viene manipolata con la coppia 15 di coclee di trattamento 16, 17 mediante spinta della cagliata verso l’alto, in contrasto all’azione di spinta verso il basso esercitata automaticamente dalla forza di gravità sulla cagliata.

E’ evidente che lo stato di contropressione venentesi ad originare sulla massa della cagliata espleta sulla cagliata una più intensa azione di manipolazione, che porta ad una migliorata formazione di fibre lunghe nella cagliata trasformatesi in formaggio fresco a pasta filata nel tratto finale della colonna di trattamento verticale.

Secondo l’invenzione nella manipolazione della cagliata ha luogo una introduzione nella stessa di vapore, in quantità e pressione regolabili, attraverso gli ugelli 24 nei singoli piani 25, in funzione delle modalità procedurali proprie nella produzione di formaggi freschi a pasta filata e delle temperature locali rilevate nella “colonna†di cagliata in corrispondenza delle sonde termiche 29 e 30.

Secondo l’invenzione nel corso della seconda fase di manipolazione della cagliata nella colonna di manipolazione verticale 3 addizionalmente all’immisione di vapore si prevede anche, come accorgimento di regolazione della consistenza della cagliata, l’immissione nella cagliata di piccole quantità specifiche e pre-calcolate d’acqua tramite gli ugelli 27 sui piani 26, per esempio previsti all’inizio ed al termine della colonna di trattamento verticale 3. Tali quantità d’acqua saranno in ogni caso precalcolate in modo tale da essere completamente incorporate nella cagliata e da non creare pertanto i noti problemi di inquinamento e smaltimento del “latticello†delle filatrici ad acqua.

Secondo l’insegnamento dell’invenzione oltre alle regolazioni delle quantità e pressioni del vapore e delle temperature della cagliata à ̈ inoltre possibile intervenire sulla consistenza della cagliata e del formaggio prodotto agendo anche su ulteriori modalità operative, vale a dire:

- variando la velocità delle coclee di manipolazione 16 e 17 rotanti nello stesso senso, laddove risulta in tal modo possibile regolare la spinta verso l’alto della cagliata lungo l’intercapedine perimetrale 23 e la camera di spremitura 20 in antagonismo alla forza di gravità,

- stabilendo i sensi di rotazione delle coclee di manipolazione 16 e 17, laddove con sensi di rotazione contrari delle coclee 16 e 17 si determina una ricircolazione della cagliata lungo dette coclee 16 e 17 con conseguente prolungamento del tempo di manipolazione della cagliata nell’ambito del funzionamento continuo,

- introducendo nella cagliata quantità prefissabili di acqua incorporabile integralmente nella cagliata e formaggio fresco a pasta filata prodotto, - variando l’apertura di erogazione del diaframma 33, laddove un restringimento della stessa determina una maggiore pressione sulla cagliata all’interno della colonna di manipolazione 3, ed inversamente un suo allargamento comporta una diminuzione di detta pressione,

Dalla descrizione strutturale e funzionale soprastante dell’impianto 1, come pure del procedimento secondo l’invenzione, à ̈ agevolmente rilevabile che con detto impianto e procedimento si risolve efficacemente il compito indicato e si ottengono i vantaggi menzionati, in particolare un funzionamento continuo, un sensibile incremento della produttività, diverse possibilità di regolazione di diversi parametri durante la fase di manipolazione della cagliata e, pertanto, un formaggio fresco a pasta filata, come mozzarella e simili, con caratteristiche sostanzialmente costanti.

In pratica gli esperti del ramo potranno introdurre diverse modifiche e varianti, come ad esempio prevedere una diversa fase di alimentazione della cagliata nella colonna di manipolazione verticale, una disposizione della stessa più o meno obliqua rispetto alla verticale (con contemporanea diminuzione e disuniformità dell’azione della gravità), prevedere nella colonna di manipolazione verticale una sola coclea di manipolazione (la quale comporterà invero un minore rendimento e minori possibilità di regolazione della manipolazione), come pure prevedere una camicia di alloggiamento delle coclee di manipolazione con una profilatura diversa da quella indicata, prevedere una diversa conformazione dell’uscita della colonna verticale, prevedere una diversa disposizione e conformazione degli organi di manipolazione nell’alimentatore e nella colonna verticale e così via, senza per questo fuoriuscire dall’ambito di protezione della presente invenzione come descritta e rivendicata.

Claims (13)

1. Rivendicazioni 1. Procedimento per la produzione continua a vapore di formaggio fresco di pasta filata, come mozzarella e simili, comprendente l’introduzione di cagliata in un’apparecchiatura di manipolazione della cagliata, caratterizzato dal fatto che: - in una prima fase, in detta apparecchiatura di manipolazione operante come alimentatore, la cagliata viene alimentata in pressione ad una seconda fase di manipolazione, che ha luogo in una colonna di manipolazione sostanzialmente verticale lungo un percorso di manipolazione sostanzialmente verticale, laddove utilizzando contemporaneamente l’azione della forza di gravità si ottiene una pressione agente sulla cagliata in antagonismo alla spinta verso l’alto esercitata sulla stessa, - in detta seconda fase di manipolazione vengono eseguite fasi di introduzione nella cagliata di quantità di vapore d’acqua precalcolate in diversi punti lungo il percorso di manipolazione sostanzialmente verticale ed in funzione di temperature della cagliata misurate in diversi punti del percorso di manipolazione sostanzialmente verticale e, preferibilmente, in prossimità di un’apertura di scarico del formaggio fresco a pasta filata prodotto, e - sono previste diverse possibilità operative per intervenire sulla cagliata in detta seconda fase di manipolazione.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nella fase di manipolazione, qualora necessario, vengono eseguite anche fasi di introduzione nella cagliata di piccole quantità d’acqua precalcolate in diversi punti lungo il percorso di manipolazione sostanzialmente verticale in funzione, ad esempio, delle dette temperature della cagliata misurate in diversi punti del percorso di manipolazione verticale e, preferibilmente, in prossimità dell’apertura di scarico del formaggio fresco a pasta filata prodotto.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nella fase di trasporto verticale à ̈ possibile variare l’apertura di scarico del formaggio fresco a pasta filata erogato.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nella fase di manipolazione verticale à ̈ possibile variare la velocità di trasporto della cagliata in trattatamento variando la velocità delle coclee ruotanti con uguali sensi di rotazione, e dal fatto che azionando le coclee con sensi di rotazione contrari si realizza una ricircolazione interna della cagliata lungo l’estensione delle coclee, ovvero si varia il tempo di trattamento della cagliata.
5. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che durante la fase di manipolazione verticale le fasi di iniezione di vapore d’acqua e/o di acqua nella cagliata hanno luogo da una pluralità di punti disposti in piani orizzontali distanziati tra loro lungo detto percorso di manipolazione verticale, laddove i getti di vapore d’acqua e/o di acqua sono diretti preferibilmente in modo obliquo rispetto alla verticale.
6. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’erogazione del vapore d’acqua e/o dell’acqua nella cagliata à ̈ regolabile singolarmente per ogni piano dei detti punti di immissione di vapore e di acqua.
7. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nel percorso di manipolazione verticale lo spostamento della cagliata ha luogo in una camicia con coclee di manipolazione entro una stretta intercapedine perimetrale ed una stretta camera di spremitura nella zona di attestamento delle coclee di manipolazione.
8. 8. Impianto per la produzione in continuo di formaggio fresco di pasta filata, come mozzarella e simili, con il procedimento continuo lavorante con vapore secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto di comprendere - un alimentatore (2) di cagliata comprendente, ad esempio, una coppia (8) di coclee (9, 10) di alimentazione, alloggiate azionabili a rotazione in una relativa camicia ed atto ad erogare in continuo cagliata in pressione dalla sua uscita (13), ed - una colonna (3) di manipolazione della cagliata disposta sostanzialmente verticale, presentante una camicia (21) alloggiante una coppia (15) di coclee (16, 17) di manipolazione e collegata fluidicamente con il suo ingresso (14) con l’uscita (13) dell’alimentatore (2) mentre con la sua estremità superiore (28) à ̈ collegata fluidicamente con un condotto di uscita (31) del formaggio fresco a pasta filata prodotto, presentante un’apertura di uscita (32) con, preferibilmente, associato diaframma a luce variabile (33), laddove dette coclee di manipolazione (16, 17) sono disposte attestate con una piccola distanza di attestamento definente una stretta camera di spremitura (20) ed azionabili a rotazione con sensi di rotazione, a scelta, uguali o contrari, - una pluralità di ugelli (24) di immissione di vapore in pressione disposti distanziati perimetralmente in detta camicia (21), preferibilmente su più piani orizzontali (25) distanziati verticalmente tra loro , - una pluralità di ugelli (27) di immissione di acqua precalcolata, disposti distanziati perimetralmente in detta camicia (21), preferibilmente su più piani orizzontali (26) distanziati verticalmente tra loro, - una pluralità di sonde termiche (29) distribuite in diversi punti della detta camicia (21) per il rilevamento della rispettiva temperatura locale della cagliata.
9. 9. Impianto secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che la camicia (21) alloggiante detta coppia (15) di coclee di manipolazione (16, 17) Ã ̈ profilata ed avvolge a guisa di 8 con una piccola intercapedine circonferenziale (23) dette due coclee di manipolazione (16, 17).
10. 10. Impianto secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che sono previsti ad esempio quattro piani (25) orizzontali di ugelli (24) di irrorazione di vapore in pressione comprendenti ciascuno ad esempio sei ugelli (24) distribuiti sul perimetro di detta camicia profilata (21), e dal fatto che sono previsti ad esempio due piani (26) orizzontali di ugelli (27) di irrorazione di acqua in pressione comprendenti ciascuno ad esempio sei ugelli (27) distribuiti sul perimetro di detta camicia profilata (21).
11. 11. Impianto secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che sono previste tre sonde termiche (29) disposte preferibilmente rispettivamente una prima sonda (29) tra la prima coppia di piani (25) di ugelli per il vapore (24), una seconda sonda (29) tra la coppia di piani (25) di ugelli per il vapore (24) lato sommità (28) della colonna verticale (3), e la terza sonda termica (30) à ̈ prevista in prossimità dell’apertura (32) di erogazione di formaggio fresco a pasta filata di detta colonna verticale (3).
12. 12. Impianto secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che i due piani (26) di ugelli per l’acqua (27) sono previsti l’uno in prossimità dell’ingresso (14) della colonna verticale (3) e l’altro in prossimità della sommità (28) di quest’ultima.
13. 13. Impianto secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che la colonna verticale (3) à ̈ circondata a distanza da un mantello di protezione (35) che à ̈ fissato alla detta camicia di manipolazione verticale (3) mediante tiranti o simili (36).