WO2020130778A1 - Metodo y sistema para formular una composición requerida a partir de al menos un ingrediente de composición variable - Google Patents

Metodo y sistema para formular una composición requerida a partir de al menos un ingrediente de composición variable Download PDF

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PCT/MX2019/000141
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Alfonso PÉREZ GALLARDO
Néstor LUNA MARROQUÍN
Gregorio José DE HAENE ROSIQUE
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Sigma Alimentos, S.A. De C.V.
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    • G01N2021/8411—Application to online plant, process monitoring
    • G01N2021/8416—Application to online plant, process monitoring and process controlling, not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to methods and systems for formulating a composition. More specifically, the present invention relates to a method and system for formulating a composition suitable for making a given product from ingredients whose composition varies over time.
  • compositions from the mixture or reaction of two or more ingredients of stable composition such that as the mixture or reaction is prepared, it is analyzed quantitatively and qualitatively in real time at In order to determine its composition, so that in a controlled and dosed way quantities of one or the other ingredient are added until the mixture or reaction does not reach a certain objective composition, all within a certain volume or mass.
  • calibration curves are generally established for each of the constituents that must make up the target composition, these calibration curves are correlated in real time, using partial least squares regression techniques, analysis of partial components, or multiple linear regression, with the composition of the constituents of said mixture or reaction determined in a timely manner and in real time by quantitative and qualitative spectral analysis techniques of optical transmission, optical reflection, dispersion and fluorescence, such as medium infrared (MIR) and near infrared (NIR) spectrography.
  • MIR medium infrared
  • NIR near infrared
  • the method contemplates the steps of: (a) presetting a final profile of components of the composition required to produce the given product; (b) providing a first ingredient and a second ingredient, wherein at least one of these ingredients has a variable composition in time; (c) determining an initial component profile of the first ingredient and an initial component profile of the second ingredient; (d) estimating an amount of the first ingredient and an amount of the second ingredient to be supplied to form a composition close to the required composition, where these quantities are estimated by correlating the initial component profile of the first ingredient and the initial component profile of the second ingredient with the preset final component profile; (e) supply the quantity of the first ingredient and the quantity of the second ingredient estimated simultaneously and online and / or in real time to generate a real-time profile of components of the quantity of the first ingredient as supplied and a real-time profile of components of the quantity of the second ingredient as supplied
  • Figure 1 illustrates a system for formulating in real time a fluid composition required to produce a given product according to the present invention.
  • Figure 2 illustrates a flow chart of a method for formulating in real time a composition required to produce a given product according to the present invention.
  • Figure 3A illustrates a diagram of changes in concentration of components over time of a dairy ingredient as it is emptied from the tank (container) that k> contains according to the present invention.
  • Figure 3B illustrates a diagram of the evolution over time of a concentration of components of a composition of dairy food product during a mixing process according to the present invention.
  • Figure 4A illustrates a diagram of feeding ingredients into a storage tank to prepare a smoothie yogurt composition according to the present invention.
  • Figure 4B illustrates a diagram of composition changes of whipped yogurt being prepared according to Figure 4A according to the present invention.
  • Figure 5A illustrates a diagram of feeding ingredients into a storage tank to prepare a yogurt drink composition according to the present invention.
  • Figure 5B illustrates a diagram of composition changes for drinking yogurt being prepared according to Figure 5A according to the present invention.
  • Figure 6A illustrates a feed diagram of ingredients to a storage tank to prepare an indulgent yogurt composition according to the present invention.
  • Figure 6B illustrates a composition change diagram of indulgent yogurt being prepared according to Figure 6A according to the present invention.
  • Figure 7A illustrates a diagram of target values and actual values measured according to the method of the present invention for various batches of whipped yogurt composition preparation.
  • Figure 7B illustrates a diagram of target values and actual values measured according to the method of the present invention for various batches of yogurt drink composition preparation.
  • Figure 7C illustrates a diagram of target values and actual values measured according to the method of the present invention for various batches of Indulgent yogurt composition preparation.
  • composition variable in time means a composition that over time suffers some phenomenon that alters its composition, chemical concentration and / or state of aggregation, lasting industrial stages of storage, processing and / or transport; some examples of these phenomena are: synthesis, decomposition, addition, aggregation, substitution, stratification, settling, precipitation, sedimentation, chemical reactions, oxidation, combustion, gas evolution, heat absorption, Vietnamese evolution, acidification, alealinizadón, evaporation, coagulation, flocculation, priming, distillation, condensation, protein interactions, caramelization, enoiizadon, isomeradon, dehydration, thermal degradation, enzymatic modifications, gelatinization, retrograde, viscosity changes, crystallization, formation of covalent bridges, formation of derivatives, hydrolysis , rot, proteólisie, hardy sis, transacHadón, desamidadón, desulfuration, lipótis » retrogradadón.
  • Figure 1 illustrates a system 10 for formulating in real time a composition required to produce a given product according to the present invention.
  • System 10 includes at least a first container 20, a second container 30, a first feed line 40, a first SO chemical composition sensor, a second feed line 60, a second chemical composition sensor 70, a storage tank 80 and a 90 controller.
  • the first container 20 and the second container 30 store a first ingredient 21 and a second ingredient 31, respectively.
  • the first ingredient and / or the second ingredient has a variable composition in time.
  • the first ingredient 21 and the second ingredient 31 can be liquids, solids, powders, and mixtures thereof.
  • the first container 20 includes an outlet 22 in communication with the first feed line 40
  • the second container 30 includes an outlet 32 in communication with the second feed line 60.
  • the first feed line 40 and the second feed line 60 in turn are in communication with the storage tank 80.
  • the first feed line 40 and the second feed line 60 may be in communication with a mixing manifold (not shown) and this in turn in communication with the storage tank 80.
  • the first ingredient 21 and the second ingredient 31, contained in the first container 20 and second container 30, respectively, are supplied to the storage tank 80 through the first feed line 40 and the second feed line 60, respectively.
  • the first supply line 40 and the second supply line 60 can be made up of pumps 23 and 33, respectively, arranged in or between conduits 24 and 34 , respectively.
  • the first feed line 40 and / or the second feed line 80 can be made up of conveyor belts 25 and 35, respectively, or endless tomiloe feeders 28 and 38, respectively. In view of this, it is apparent to a person skilled in the art to carry out any combination of these embodiments of first feed line 40 and second feed line 60, depending on the type of first ingredient 21 and second ingredient 31 they are liquids used in the present invention.
  • gauges 27 and 37 and valves 28 and 38 which may be upstream or downstream of pumps 23 and 33, respectively.
  • Meters 27 and 37 preferably measure mass or volume such that a precise amount of the first ingredient 21 and / or the second ingredient 31 flows into the storage tank 80 or the mixing manifold (not shown).
  • Meters 27 and 37 can measure, respectively, the volume of the first ingredient 21 and the second ingredient 31 that are pumped, but they can also measure other properties, such as mass or flow rate.
  • Valves 28 and 38 can be of any type and can include a regulator that controls the speed and / or pressure of the flow of the first ingredient 21 and / or the second ingredient 31. Valves 28 and 38 control the flow rates and / or the pressure of the first ingredient 21 and / or of the second ingredient 31 to ensure that the speeds and / or pressures of these at the moment of being fed to the storage tank 80 or to the mixing collector (not shown) correspond to an adequate flow.
  • the first chemical composition sensor 50 and the second composition sensor are located at the addition 22 of the first container 20 and at the outlet 32 of the second container 30 or in or between the respective conduits 24 and 34.
  • Chemistry 70 respectively, however, in an alternative embodiment the first chemical composition sensor 50 and the second chemical composition sensor 70 may be before or after the pumps 23 and 33, respectively.
  • the first chemical composition sensor 60 and the second chemical composition sensor 70 allow determining, in real time, a component profile of the first ingredient 21 and the second ingredient 31.
  • Pumps 23 and 33 and valves 28 and 38 are activated and controlled by controller 90 based on the amounts of the first ingredient 21 and second ingredient 31 that are determined in real time, according to the method of the present invention, to be fed storage toner 80 or mixing manifold (not shown).
  • Meters 27 and 37 transmit to the controller 90 data corresponding to the mass or volume of the quantities of the first ingredient 21 and the second ingredient 31 being fed to the storage tank 80 or the mixing collector (not shown), while the first sensor Chemical composition 60 and the second chemical composition sensor 70 transmit data to the controller 90 to determine the component profile of the first ingredient 21 and the second Ingredient 31, respectively, and then this data is used by the controller 90 to control the pumps 23 and 33, and valves 28 and 38 throughout system 10 to ensure that precise chemical compositions and concentrations of the determined and fed amounts of first ingredient 21 and second ingredient 31 are used to mix and form a composition required to produce a product. determined.
  • Metering hoppers 41 and 42 are used in communication with the outlet 22 of the first container 20 and at the outlet 32 of the second container 30, respectively, and mass meters 43 and 44 located in the dosing hopper outlets 41 and 42.
  • the mass meters 43 and 44 can be scales or load sensors and measure, respectively, the amount of mass of the first ingredient 21 and the second ingredient 31 being dosed.
  • the first chemical composition sensor 60 and the second chemical composition sensor 70 are located on the conveyor belts 26 and 36 or at the entrance to the endless screw feeders 26 and 36.
  • the first chemical composition sensor 60 and the second composition sensor chemistry 70 allow determining, in real time, a component profile of the first ingredient 21 and the second ingredient 31, respectively.
  • the speed of advance of the "belt" conveyors 26 and 38 or of endless thyme feeders 26 and 36 and the opening and closing of the dosing hoppers 41 and 42 are controlled by the controller 90 based on the quantities of the first ingredient 21 and second ingredient 31 that are determined in real time, according to the method of the present invention, to be transported to the storage tank 80 or to the mixing collector (not shown).
  • Mass meters 43 and 44 transmit to the controller 90 data corresponding to the mass of the quantities of the first ingredient 21 and the second ingredient 31 being transported to the storage tank 80 or the mixing collector (not shown), while the first sensor Chemical composition 60 and the second chemical composition sensor 70 transmit data to the controller 90 to determine the component profile of the first ingredient 21 and the second ingredient 31, respectively, and then this data is used by the controller 90 to control the conveyor belts. 26 and 36 or from endless screw feeders 26 and 36 and dosing hoppers 41 and 42 throughout the system 10 to ensure that precise chemical concentrations and compositions of the quantities are used determined and fed with the first Ingredient 21 and the second ingredient 31 to mix and form a composition required to produce a certain product.
  • the first chemical composition sensor 80 and the second chemical composition sensor 70 can be an electrochemical transducer, optical transducer, mass transducer, thermal transducer, acoustic transducer, and combinations thereof;
  • Optical transducers include optical transmission, optical reflection, scattering, fluorescence, and combinations thereof, whether from near infrared spectroscopy, visible light spectroscopy, fluorescence spectroscopy, Raman spectroscopy, surface amplified Reman spectroscopy (SERS), spectroscopy of other wavelengths within the magnetic spectrum, magnetic resonance and their combinations.
  • Controller 90 can be any programmable device that is preprogrammed, programmable by an operator, programmed and reprogrammed by a closed loop logic system, or preferably all of which are available on a single controller 90.
  • Controller 90 has built-in memory 91 and It can have different user interfaces, such as keyboards, screens, touch screens, switches, audible sound generators and others.
  • Controller 90 preferably is a Central Processing Unit (“CPU”) or other programmable device such as a Circuit Board Printed fPCB ”) to control, according to the configuration adopted of the first supply line 40 and / or the second supply line 90, the pumps 23 and 33, valves 28 and 39, meters 27 and 37, conveyor belts 26 and Screw auger 29 and 36 settlers, dosing hoppers 41 and 42, as well as receiving information from meters 27 and 37, mass meters 43 and 44, the first chemical composition sensor 50 and the second chemical composition sensor 70.
  • a composition required to produce a given product is preferably programmed into controller 90 to control the amounts, feed rates, transport rates, and pressures with which the first ingredient 21 and / or second ingredient 31 must be fed into the storage tank 80 or to the mixing manifold (not shown).
  • the system 10, in particular the first supply line 40 and the second supply line 00, can include a set of instruments to acquire process variables such as probes, spectrometers, transducers, thermocouples, pressure meters, hydrometers, flow meters, pH meters, among others (not shown).
  • the method may start at step 100, where a final component profile of a composition required to produce a given product is preset in controller memory 91, this final component profile is generally determined and set by the Using calibration curves for each of the constituents that must make up the composition required to produce a given product, these calibration curves can be made as described in US Patent US5258620, the content of which is incorporated by reference.
  • step 200 a first ingredient 21 and a second ingredient 31, respectively, are provided in the first container 20 and the second container 30, such that either or both of the first ingredient 21 and the second ingredient 31 have a time-varying composition , due to any of the phenomena mentioned above.
  • step 300 an initial component profile of the first ingredient 21 and an initial component profile of the second ingredient 31 are determined in the controller 90, by means of a transduction that the first chemical composition sensor 60 performs on the first ingredient 21 and that the second chemical composition sensor 70 enhances the second ingredient 31, the transduction information from the first chemical composition sensor 60 and the second chemical composition sensor 70 are transmitted to the controller 90 for processing in order to corredadonary and thus determine the initial profile of components of the first ingredient 21 and the initial component profile of the second ingredient 31.
  • the same controller 90 estimates, by means of a mass balance, an amount of the first ingredient 21 and a quantity of the second ingredient 31 to be supplied to form a composition close to the composition required to produce the given product, these quantities are estimated by correlating the initial component profile of the first ingredient 21 and the initial component profile of the second Ingredient 31 with the final profile of components preset in memory 91.
  • controller 90 instructs the first feed line 40 and the second feed line 60 to supply, simultaneously or sequentially, the estimated amount of the first ingredient 21 and the amount of the second ingredient 31, and Simultaneously, online and / or in real time, generate a real-time component profile of the quantity of the first ingredient as supplied and a real-time component profile of the quantity of the second ingredient as supplied.
  • the transduction information from the first chemical composition sensor 50 and the second chemical composition sensor 70 is transmitted online and / or in real time to controller 90 for processing to determine online or in time actual, at step 600, whether one or both of said amount of first ingredient 21 and amount of second ingredient 31 has changed its composition by simultaneously correlating the real-time component profile of the amount of first ingredient 21 and the real-time profile of components of the amount of the second ingredient 31 with final component profile preset in step 100.
  • the computer 90 determines that either or both of the amount of the first ingredient 21 and the amount of the second ingredient has changed its composition, then the computer 90, in step 700, adjusts the estimation of the amount of the first ingredient 21 and / or the amount of the second ingredient 31 being supplied, directing the first feed line 40 and / or the second feed line 60 to supply the amount of the first ingredient 21 and / or the amount of the second ingredient 31 that have been suitable, and as long as the nearby composition does not reach the composition required to produce the determined product, step 800, the steps 500, 600, 700 and 800 are repeated.
  • FIG. 3A a layering phenomenon that a dairy ingredient undergoes as it is emptied from the tank (container) that contains it in order to prepare a composition required for a dairy food product, is diagrammatically shown, thus observing the Changes in concentration of each of the components of the dairy ingredient over time, where "G” is fat, “L” is lactose, "P” is protein and “ST is total solids, while Figure 3B shows in a diagram of evolution over time of the concentration of components of the composition required for a dairy food product being prepared applying the method and system of the present invention.
  • a composition of whipped yogurt was prepared, using as ingredients water, fluid whole milk (LEF) and fluid skim milk (LDF) which were fed according to the method and system of the invention to the storage tank as shown in the diagram of the Figure 4A, where the target value of whole skim milk (VO LEF), the total volume of fluid skim milk (VT LDF), the target value of water (VO water), the total volume and the target value of the total volume ( VO total volume); while changes in the composition of whipped yogurt over the length of the storage tank are shown in the diagram in Figure 4B, where the components shown are protein (P), fat (G) and total solids (TS) with respect to protein target value (VO protein), fat target value (VO fat) and total solids, respectively.
  • the desired target values (VO) and the actual values are shown in Figures 4A and 4B, there being very close control of the required composition.
  • EXAMPLE 3 EXAMPLE 3:
  • a composition of drinking yogurt was prepared, using as ingredients water, fluid whole milk (LEF), fluid skim milk (LDF) and cream (CR) which were fed according to the method and system of the invention to the storage tank as shows in the diagram in Figure 5A, where the target value of whole skim milk (VO LEF), the total volume of fluid skim milk (VT LDF), target value of water (VO water), target value of cream are also observed.
  • LEF fluid whole milk
  • LDF fluid skim milk
  • CR cream
  • VO CR total volume and the target value of the total volume (VO total volume); while changes in the composition of drinking yogurt during filling of the storage tank are shown in the diagram in Figure 5B, where the components shown are protein (P), fat (G) and total solids (TS) with respect to to the protein target value (VO protein), fat target value (fat VO) and total solids target value (total SO voids), respectively.
  • P protein
  • G fat
  • TS total solids
  • the desired target values (VO) and the actual values are shown in Figures 5A and 5B, there being a very close control of the required composition.
  • An indulgent yogurt composition was prepared, using as ingredients fluid whole milk (LEF), fluid skim milk (LDF) and cream (CR) which were increased according to the method and system of the invention to the storage tank as shown in the diagram in Figure bA, where the target value of whole skim milk (VO LEF), the total volume of fluid skim milk (VT LDF), the target value of cream (VO CR), the total volume and the target value of the total volume (VO total volume); while the composition changes of indulgent yogurt during filling of the storage tank is shown in the diagram in Figure 6B, where the components shown are protein (P), fat (G) and total solids (TS) with respect to the target value of protein (protein VO), fat target value (fat VO) and target value of total solids (VO total solids), respectively.
  • the desired target values and actual values are shown in Figures 6A and 6B, with very close control of the composition required.
  • the method and tie me of the present invention delivers the volume of liquid ingredients to the storage tank.
  • the method and system of the present invention controls the correct quantity of each Ingredient that must be supplied through the supply lines, every time it is recalculated (adjusted). in real time the quantity of each ingredient being supplied when a change in the composition of any of these is detected.
  • Figures 7A. 7B and 7C illustrate objective value diagram and actual values measured according to the method of the present invention for various batches of preparation of whipped yogurt composition, drinking yogurt and indulgent yogurt, respectively, where the components shown are prototeln the (P) , fat (G) and total solids (TS) with respect to the target value of protein (VO protein), target value of fat (VO fat) and target value of total solids (VO total solids), respectively, for 5 batches of compositions , whereby it is observed that the method and system of the present invention allow a very close control of the composition.

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Abstract

Un método y sistema para formular una composición requerida para producir un producto determinado a partir del suministro de al menos un ingrediente que tiene una composición variable en el tiempo, el método tiene los pasos de (a) preestablecer un perfil final de componentes de la composición requerida; (b) proporcionar un primer ingrediente y un segundo ingrediente, en donde al menos uno ellos es de composición variable; (c) determinar un perfil inicial de componentes del primer ingrediente y del segundo ingrediente; (d) estimar una cantidad del primer ingrediente y del segundo ingrediente a ser suministradas; (e) suministrar, de manera simultánea o secuencial, la cantidad del primer ingrediente y del segundo ingrediente estimadas, y simultáneamente, en línea y/o en tiempo real, generar un perfil en tiempo real de componentes de la cantidad del primer ingrediente y del segundo ingrediente conforme están siendo suministradas; (f) determinar en línea o en tiempo real si la cantidad del primer ingrediente y/o la cantidad del segundo ingrediente ha variado su composición al comparar los perfiles; (g) adecuar la estimación de la cantidad del primer ingrediente y/o del segundo ingrediente siendo suministradas, si alguno de ellas a cambiado su composición; y repetir los pasos (e) al (g) hasta que se alcance la composición requerida.

Description

MÉTODO Y SISTEMA PARA FORMULAR UNA COMPOSICIÓN REQUERIDA A PARTIR DE AL MENOS UN INGREDIENTE DE COMPOSICIÓN VARIABLE
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se relaciona a métodos y sistemas para formular una composición. Más específicamente, la presente invención se relaciona a un método y sistema para formular una composición adecuada para elaborar un producto determinado a partir de ingredientes cuya composición varia con el tiempo.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En la actualidad, es común la preparación de composiciones a partir de la mezcla o reacción de dos o más ingredientes de composición estable, de tal manera que a medida que se prepara la mezcla o reacción, ésta es analizada cuantitativa y cualitativamente en tiempo real a fin de determinar su composición, para que de manera controlada y dosificada se vaya agregando cantidades de uno u otro ingrediente hasta en tanto la mezcla o reacción no alcance una determinada composición objetivo, todo dentro de un volumen o masa determinada.
Para llevar a cabo lo anterior, por lo general se establecen curvas de calibración para cada uno de los constituyentes que deben conformar la composición objetivo, estas curvas de cal foración se van correlacionando en tiempo real, mediante técnicas de regresión de mínimos cuadrados parciales, análisis de componentes parciales, o regresión lineal múltiple, con la composición de constituyentes de dicha mezcla o reacción determinada de manera puntual y en tiempo real por técnicas de análisis espectral cuantitativos y cualitativos de trasmisión óptica, reflectanda óptica, dispersión y fluorescencia, como la espectrografía de infrarrojo mediano (MIR) y espectrografía de infrarrojo cercano (NIR). Ejemplos de algunas realizaciones de este tipo, se encuentran descritas en las patentes estadounidenses US5258620, US6639044, US8072596 y US8158175; en las publicaciones de sofidtudes de patente estadounidenses US20100285186 y US20150306555; y en las publicaciones de solicitudes internacionales de patente PCT W00017611 y WO2015040626.
Las técnicas descritas en estos documentos de patente tienen la desventaja de que consideran que las composiciones resultantes parten de ingredientes de composición estable, por lo que en caso de requerir una composición adecuada para elaborar un producto determinado a partir de ingredientes cuya composición varía con el tiempo no puede ser elaboraría con dichas técnicas.
Es por tanto necesario ofrecer un método y sistema para formular en tiempo real una composición adecuada para elaborar un producto determinado a partir de ingredientes cuya composición o constitución son variantes en el tiempo.
OBJETO DE LA INVENCIÓN
A fin de superar las desventajas del estado de la técnica antes descritas, es un objeto de la presente invención ofrecer un método para formular una composición requerida para producir un producto determinado, el método contempla los pasos de: (a) preestablecer un perfil final de componentes de la composición requerida para producir el producto determinado; (b) proporcionar un primer ingrediente y un segundo ingrediente, en donde al menos uno de estos ingredientes tiene una composición variable en el tiempo; (c) determinar un perfil inicial de componentes del primer ingrediente y un perfil inicial de componentes del segundo ingrediente; (d) estimar una cantidad del primer ingrediente y una cantidad del segundo ingrediente a ser suministradas para formar una composición cercana a la composición requerida, en donde estas cantidades se estiman al correlacionar el perfil inicial de componentes del primer ingrediente y el perfil inicial de componentes del segundo ingrediente con el perfil final de componentes preestablecido; (e) suministrar la cantidad del primer ingrediente y la cantidad del segundo ingrediente estimadas y simultáneamente en línea y/o en tiempo real generar un perfil en tiempo real de componentes de la cantidad del primer ingrediente conforme es suministrada y un perfil en tiempo real de componentes de la cantidad del segundo ingrediente conforme es suministrada; (f) determinar en linea o en tiempo real si al menos una de dichas cantidad del primer Ingrediente y cantidad del segundo Ingrediente conforme son suministradas ha variado su composición, en donde dicha variación de composición se determina al correlacionar simultáneamente el perfil en tiempo real de componentes de la cantidad del primer ingrediente siendo suministrada y el perfil en tiempo real de componentes de la cantidad del segundo ingrediente siendo suministrada con el perfil final de componentes preestablecido; (g) adecuar la estimación de la cantidad del primer ingrediente y/o la cantidad del segundo ingrediente siendo suministradas, bajo la determinación de que al menos una de dichas cantidad del primer ingrediente y cantidad del segundo ingrediente ha variado su composición; y (h) repetir los pasos (e) al (g) hasta que la composición cercana alcance la composición requerida para producir el producto determinado.
Es también objeto de la presente invención ofrecer un sistema para formular una composición requerida para producir un producto determinado, el sistema está formado por un primer contenedor para contener un primer Ingrediente e Incluye una salida; un segundo contenedor para contener un segundo ingrediente e Incluye una salida; en donde al menos uno del primer Ingrediente y segundo ingrediente tiene una composición variable en el tiempo; una primera línea de alimentación en comunicación con la salida del primer contenedor; una segunda línea de alimentación en comunicación con la salida del segundo contenedor; un primer sensor de composición química en la primera línea de alimentación; un segundo sensor de composición química en la segunda línea de alimentación; un tanque de almacenamiento en comunicación con la primera linea de alimentación y la segunda línea de alimentación; un controlador en comunicación con la primera línea de alimentación y la segunda linea de alimentación; y una memoria en comunicación con el controlador para preestablecer un perfil final de componentes de una composición requerida para producir un producto determinado; en donde la primera línea de alimentación y la segunda línea de alimentación son controladas por el controlador para permitir suministrar una o más cantidades del primer ingrediente y una cantidad del segundo ingrediente al tanque de almacenamiento; la primera línea de alimentación y la segunda linea de alimentación están adaptadas para transmitir datos de masa o volumen de las cantidades del primer ingrediente y del segundo ingrediente siendo suministradas; el primer sensor de composición química y el sensor de composición química están adaptados para transmitir en linea y/o tiempo real datos al controlador; y el controlador está adaptado para recibir datos de la primera linea de alimentación y la segunda linea de alimentación, y del primer sensor de composición química y segundo sensor de composición química para estimar la cantidad del primer ingrediente y la cantidad del segundo ingrediente a ser suministradas por la primera línea de alimentación y la segunda línea de alimentación al tanque de almacenamiento y para determinar un perfil de componentes de las cantidades del primer ingrediente y la cantidad del segundo y correlacionar estos perfiles con perfil final de componentes preestablecido en la memoria.
DESCRIPCIÓN BREVE DE LAS FIGURAS
Los detalles característicos de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada considerada en conexión con los dftxijos adjuntos, con el propósito de definir la invención pero sin limitar el alcance de ésta. Debe entenderse, sin embargo, que ios dibujos están elaborados solamente como una ilustración y no como una definición limitativa de la invención, en los cuales:
Figura 1 ilustra un sistema para formular en tiempo real una composición fluida requerida para producir un producto determinado de acuerdo a la presente invención.
Figura 2 lustra un diagrama de flujo de un método para formular en tiempo real una composición requerida para producir un producto determinado de acuerdo a la presente invención. Figura 3A ilustra un diagrama de cambios de concentración de componentes en el tiempo de un ingrediente lácteo a medida que se va vaciando del tanque (contenedor) que k> contiene de acuerdo a la presente invención.
Figura 3B ¡lustra un diagrama de evolución en el tiempo de una concentración de componentes de una composición de producto alimenticio lácteo durante un proceso de mezclado de acuerdo a la presente invención.
Figura 4A ilustra un diagrama de alimentación de ingredientes a un tanque de almacenamiento para preparar una composición de yogurt batido de acuerdo a la presente invención.
Figura 4B ilustra un diagrama de cambios de composición de yogurt batido siendo preparada confórme a la Figura 4A de acuerdo a la presente invención.
Figura 5A ilustra un diagrama de alimentación de ingredientes a un tanque de almacenamiento para preparar una composición de yogurt para beber de acuerdo a la presente invención.
Figura 5B lustra un diagrama de cambios de composición de yogurt para beber siendo preparada conforme a la Figura 5A de acuerdo a la presente invención.
Figura 6A lustra un diagrama de alimentación de ingredientes a un tanque de almacenamiento para preparar una composición de yogurt indulgente de acuerdo a la presente invención.
Figura 6B lustra un diagrama de cambios de composición de yogurt indulgente siendo preparada conforme a la Figura 6A de acuerdo a la presente invención. Figura 7A ilustra un diagrama de valores objetivo y valoree reales medidos conforme al método de la presente invención para varios lotes de preparación de composición de yogurt batido.
Figura 7B ilustra un diagrama de valores objetivo y valores reales medidos conforme al método de la presente invención para varios lotes de preparación de composición de yogurt para beber.
Figura 7C Ilustra un diagrama de valores objetivo y valores reales medidos conforme al método de la presente Invención para varios lotes de preparación de composición de yogurt Indulgente.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Los detalles característicos de esta invención se describen en los párrafos siguientes, que tienen el objetivo de definir la invención, pero sin limitar su alcance.
Bajo el contexto de la presente descripción el término “composición variable en el tiempo" significa una composición que con el tiempo va sufriendo alguno fenómeno que altera su composición, concentración química y/o estado de agregación durarte etapas industriales de almacenamiento, procesamiento y/o transporte; algunos ejemplos de estos fenómenos son: síntesis, descomposición, adición, agregación, sustitución, estratificación, decantación, precipitación, sedimentación, reacciones químicas, oxidación, combustión, desprendimiento de gases, absorción de calor, desprendimiento de catar, acidificación, alealinizadón, evaporizadón, coagulación, floculadón, cubado, destilación, condensación, Interacdones de proteínas, caramelización, enoiizadón, isomeradón, deshidratadón, degradación térmica, modificaciones enzimáticas, gelatinización, retrogradadón, cambios de viscosidad, cristalización, formación de puentes covalentes, formación de derivados, hidrólisis, putrefacción, proteólisie, resíntesis, transacHadón, desamidadón, desulfuración, lipótis», retrogradadón. En Figura 1 se ilustra un sistema 10 para formular en tiempo real una composición requerida para producir un producto determinado de acuerdo a la presente invención. El sistema 10 incluye al menos un primer contenedor 20, un segundo contenedor 30, una primera linea de alimentación 40, un primer sensor de composición química SO, una segunda linea de alimentación 60, un segundo sensor de composición química 70, un tanque de almacenamiento 80 y un controlador 90.
El primer contenedor 20 y el segundo contenedor 30 almacenan un primer ingrediente 21 y un segundo ingrediente 31, respectivamente. El primer ingrediente y/o ei segundo ingrediente tiene una composición variable en el tiempo. El primer ingrediente 21 y el segundo ingrediente 31 pueden ser líquidos, sólidos, polvos y mezclas de estos.
El primer contenedor 20 incluye una salida 22 en comunicación con la primera línea de alimentación 40, mientras que el segundo contenedor 30 incluye una salida 32 en comunicación con la segunda linea de alimentación 60. La primera linea de alimentación 40 y la segunda linea de alimentación 60 a su vez están en comunicación con el tanque de almacenamiento 80. En una realización alternativa, la primera linea de alimentación 40 y la segunda linea de alimentación 60 pueden estar en comunicación con un colector de mezclado (no mostrado) y éste a su vez en comunicación con el tanque de almacenamiento 80.
El primer ingrediente 21 y el segundo ingrediente 31, contenidos en el primer contenedor 20 y segundo contenedor 30, respectivamente, son suministrados al tanque de almacenamiento 80 a través de la primera linea de alimentación 40 y la segunda linea de alimentación 60, respectivamente.
En una primera realización, cuando el primer Ingrediente 21 y el segundo Ingrediente 31 son líquidos, la primera linea de alimentación 40 y la segunda linea de alimentación 60 pueden estar integradas por bombas 23 y 33, respectivamente, dispuestas en o entre conductos 24 y 34, respectivamente. En una segunda y tercer realización, cuando el primer ingrediente 21 y el segundo ingrediente 31 son sólidos o polvos, la primera linea de alimentación 40 y/o la segunda linea de alimentación 80 pueden estar integradas por bandas transportadoras 25 y 35, respectivamente o almentadores de tomiloe sinfín 28 y 38, respectivamente. En vista de esto, es evidente para una persona experta en la materia levar a cabo cualquier combinación de estas realizaciones de configuraciones de la primera linea de alimentación 40 y la segunda línea de alimentación 60, según el tipo de primer ingrediente 21 y segundo ingrediente 31 son líquidos empleados en la presente invención.
Cuando se usa un sistema de bombas 23 y 33 como configuración de la primera linea de alimentación 40 y/o la segunda linea de alimentación 60, a fin de asegurarse de cantidades adecuadas del primer ingrediente 21 y del segundo ingrediente 31 en estado liquido a ser bombeadas al tanque de almacenamiento 80 o al colector de mezclado (no mostrado) se hace uso de medidores 27 y 37 y válvulas 28 y 38 que pueden estar corriente arriba o corriente abajo respecto de las bombas 23 y 33, respectivamente. Los medidores 27 y 37 preferiblemente miden masa o volumen de modo que una cantidad precisa del primer ingrediente 21 y/o del segundo ingrediente 31 fluya al tanque de almacenamiento 80 o al colector de mezclado (no mostrado). Los medidores 27 y 37 pueden medir, respectivamente, el volumen del primer ingrediente 21 y del segundo ingrediente 31 que se bombean, pero también pueden medir otras propiedades, como la masa o el caudal. Las válvulas 28 y 38 pueden ser de cualquier tipo y puede incluir un regulador que controla la velocidad y/o la presión del flujo del primer ingrediente 21 y/o del segundo ingrediente 31. Las válvulas 28 y 38 controlan los caudales y/o la presión del primer ingrediente 21 y/o del segundo ingrediente 31 para asegurar que las velocidades y/o presiones de estos al momento de ser alimentados al tanque de almacenamiento 80 o al colector de mezclado (no mostrado) correspondan a un flujo adecuado.
A la adida 22 del primer contenedor 20 y a la salida 32 del segundo contenedor 30 o en o entra los respectivos conductos 24 y 34 se encuentran el primer sensor de composición química 50 y el segundo sensor de composición química 70, respectivamente, sin embargo, en una realización alternativa el primer sensor de composición química 50 y el segundo sensor de composición química 70 pueden estar antes o después de la bombas 23 y 33, respectivamente. El primer sensor de composición química 60 y el segundo sensor de composición química 70 permiten determinar, en tiempo real, un perfil de componentes del primer ingrediente 21 y del segundo ingrediente 31.
Las bombas 23 y 33 y las válvulas 28 y 38 son activadas y controladas por el controlador 90 con base en las cantidades del primer ingrediente 21 y segundo ingrediente 31 que en tiempo real sean determinadas, conforme al método de la presento Invención, para ser alimentadas al tonque de almacenamiento 80 o al colector de mezclado (no mostrado). Los medidores 27 y 37 transmiten al controlador 90 datos correspondientes a la masa o volumen de las cantidades del primer ingrediente 21 y del segundo ingrediente 31 siendo alimentadas al tanque de almacenamiento 80 o al colector de mezclado (no mostrado), mientras que el primer sensor de composición química 60 y el segundo sensor de composición química 70 transmiten al controlador 90 datos para determinar el perfil de componentes del primer ingrediente 21 y del segundo Ingrediente 31, respectivamente, y luego estos datos son utilizados por el controlador 90 para controlar las bombas 23 y 33, y la válvulas 28 y 38 en todo el sistema 10 para asegurar que se usan composiciones y concentraciones químicas precisas de las cantidades determinadas y alimentadas del primer ingrediente 21 y del segundo ingrediente 31 para mezclarse y formar una composición requerida para producir un producto determinado. Estas transmisiones de datos de los medidores 27 y 37 y del primer sensor de composición química 60 y el segundo sensor de composición química 70 hada el controlador 90 y la activación y control de las bombas 23 y 33, y la válvulas 28 y 38 por parte del controlador 90 se realizan mediante el uso de seriales eléctricas y/o electrónicas o de radiofrecuencia, por lo que existe comunicación eléctrica, electrónica óptica o electromagnética entre estos componentes del sistema 10.
Cuando se usa un sistema de bandas transportadoras 26 y 38 o de alimentadoree de tomiNos sinfin 28 y 36 como configuración de la primera línea de alimentación 40 y/o la segunda linea de alimentación 60, a fin de asegurarse de cantidades adecuadas del primer ingrediente 21 y del segundo ingrediente 31 en estado sólido o polvo a ser transportadas al tanque de almacenamiento 80 o al colector de mezclado (no mostrado) se hace uso de tolvas de dosificación 41 y 42 en comunicación con la salda 22 del primer contenedor 20 y a la salida 32 del segundo contenedor 30, respectivamente y de medidores de masa 43 y 44 ubicados en salidas de tolvas de dosificación 41 y 42. Los medidores de masa 43 y 44 pueden ser básculas o sensores de carga y miden, respectivamente, la cantidad de masa del primer ingrediente 21 y del segundo ingrediente 31 siendo dosificadas. Sobre las bandas transportadoras 26 y 36 o en entrada de los alimentadores de tomillos sinfín 26 y 36 se encuentran el primer sensor de composición química 60 y el segundo sensor de composición química 70. El primer sensor de composición química 60 y el segundo sensor de composición química 70 permiten determinar, en tiempo real, un perfil de componentes del primer ingrediente 21 y del segundo ingrediente 31, respectivamente.
La velocidad de avance de la» banda» transportadoras 26 y 38 o de alimentadores de tomilos sinfin 26 y 36 y la abertura y cerrado de las tolvas de dosificación 41 y 42 son controladas por el controlador 90 con base en las cantidades del primer ingrediente 21 y segundo ingrediente 31 que en tiempo real sean determinadas, conforme al método de la presente Invención, para ser transportadas al tanque de almacenamiento 80 o al colector de mezclado (no mostrado). Los medidores de masa 43 y 44 transmiten al controlador 90 datos correspondientes a la masa de las cantidades del primer ingrediente 21 y del segundo ingrediente 31 siendo transportadas al tanque de almacenamiento 80 o al colector de mezclado (no mostrado), mientras que el primer sensor de composición química 60 y el segundo sensor de composición química 70 transmiten al controlador 90 datos para determinar el perfil de componentes del primer ingrediente 21 y del segundo ingrediente 31, respectivamente, y luego estos datos son utilizados por el controlador 90 para controlar tas bandas transportadoras 26 y 36 o de alimentadores de tomillos sinfín 26 y 36 y las tolvas de dosificación 41 y 42 en todo el sistema 10 para asegurar que se usan composiciones y concentraciones químicas precisas de las cantidades determinadas y alimentadas del primer Ingrediente 21 y del segundo ingrediente 31 para mezclarse y formar una composición requerida para producir un producto determinado. Estas transmisiones de datos de los medidores de masa 43 y 44 y del primer sensor de composición química SO y el segundo sensor de composición química 70 hada el controlador 00 y la activación y control de las bandas transportadoras 28 y 38 o de alimentadores de tomillos sinfín 26 y 38 y de las tolvas de dosificación 41 y 42 por parte del controlador 90 se realizan mediante el uso de seriales eléctricas y/o electrónicas, por lo que existe comunicación eléctrica y/o electrónica entre estos componentes del sistema 10.
El primer sensor de composición química 80 y el segundo sensor de composición química 70 pueden ser un transductor electroquímico, transductor óptico, transductor másico, transductor térmico, transductor acústico y sus combinaciones; entre los transductores ópticos se encuentran los de trasmisión óptica, reflectanda óptica, dispersión, fluorescencia y sus combinaciones, bien sea de espectroscopia de infrarrojo cercano, espectroscopia de luz visible, espectroscopia de fluorescencia, espectroscopia Raman, espectroscopia Reman amplificada por superficie (SERS), espectroscopia de otras longitudes de onda dentro del espectro magnético, resonancia magnética y sus combinaciones. Algunos ejemplos de sensores de composición química disponíales en el estado de la técnica y aplicables a la presente invención, se enlistan en Tabla 1.
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El controlador 90 puede ser cualquier dispositivo programabie que sea preprogramado, programabie por un operador, programado y reprogramado por un sistema lógico de bucle cerrado o preferiblemente que toctos estos están disponibles en un solo controlador 90. El controlador 90 cuente con una memoria 91 Integrada y puede contar con diferentes interfaces de usuario, como por ejemplo teclados, pantallas, pantallas táctiles, interruptores, generadores de sonido audibles y otros.
El controlador 90 preferiblemente es una Unidad de Procesamiento Central ("CPU") u otro dispositivo programabie tai como una Placa de Circuito Impreso fPCB") para controlar, según la configuración que se adopte de la primera linea de alimentación 40 y/o la segunda línea de alimentación 90, las bombas 23 y 33, válvulas 28 y 39, medidores 27 y 37, bandas transportadoras 26 y Sedimentadores de torniloe sinfin 29 y 36, las tolvas de dosificación 41 y 42, asi como recibir la información proveniente de los medidores 27 y 37, medidores de masa 43 y 44, el primer sensor de composición química 50 y el segundo sensor de composición química 70. Una composición requerida para producir un producto determinado se programa preferiblemente en el controlador 90 a fin de controlar las cantidades, velocidades de alimentación, velocidades de transporte y presiones con la que el primer ingrediente 21 y/o segundo ingrediente 31 deben ser alimentados al tanque de almacenamiento 80 o al colector de mezclado (no mostrado).
El sistema 10, en particular la primera linea de alimentación 40 y la segunda línea de alimentación 00, puede incluir un conjunto de instrumentos para adquirir variables de proceso como sondas, espectrómetros, transductores, termopares, medidores de presión, densímetros, medidores de flujo, medidores de pH, entre otros (no mostrados).
Ahora con referencia a la Figura 2 se describe a continuación un método para formular en tiempo real una composición requerida para producir un producto determinado de acuerdo a la presente invención con relación al sistema 10 de la Figura 1.
El método puede iniciar en el paso 100, en donde se preestablece un perfil final de componentes de una composición requerida para producir un producto determinado en la memoria 91 del controlador 90, este perfil final de componentes, por lo general se determina y establece mediante el uso de curvas de calibración para cada uno de los constituyentes que deben conformar la composición requerida para producir un producto determinado, estas curvas de calibración se pueden elaborar como se describen en la patente estadounidense US5258620, cuyo contenido se incorpora como referencia. En el paso 200, en el primer contenedor 20 y en el segundo contenedor 30 se proporciona un primer ingrediente 21 y un segundo ingrediente 31, respectivamente, tal que cualquiera o ambos del primer ingrediente 21 y segundo ingrediente 31 tiene una composición variable en el tiempo, debido a cualquiera de los fenómenos mencionados arriba.
Luego en el paso 300 se determinar en el controlador 90 un perfil inicial de componentes del primer ingrediente 21 y un perfil inicial de componentes del segundo ingrediente 31, mediante un transducdón que el primer sensor de composición química 60 realiza al primer ingrediente 21 y que el segundo sensor de composición química 70 realza al segundo ingrediente 31, la información de transducdón del primer sensor de composición química 60 y el segundo sensor de composición química 70 se transmiten ai controlador 90 para su procesamiento a fin de corretadonaria y determinar así el perfil inicial de componentes del primer ingrediente 21 y el perfil inicial de componentes del segundo ingrediente 31.
Una vez determinado el perfil inicial de componentes del primer ingrediente 21 y el perfil inicial de componentes del segundo ingrediente 31, el mismo controlador 90, en el paso 400, estima, mediante un balance de masas, una cantidad del primer ingrediente 21 y una cantidad del segundo ingrediente 31 a ser suministradas para formar una composición cercana a la composición requerida para producir el producto determinado, estas cantidades se estiman al correlacionar el perfil inicial de componentes del primer ingrediente 21 y el perfil inicial de componentes del segundo Ingrediente 31 con perfil final de componentes preestablecido en la memoria 91.
Luego, en el paso 600, el controlador 90 ordena a la primera linea de alimentación 40 y a la segunda línea de alimentación 60 suministrar, de manera simultánea o secuendal, la cantidad del primer ingrediente 21 y la cantidad del segundo ingrediente 31 estimadas, y de manera simultánea, en linea y/o en tiempo real, generar un perfil en tiempo real de componentes de la cantidad del primer ingrediente conforme es suministrada y un perfil en tiempo real de componentes de la cantidad del segundo ingrediente conforme es suministrada, esto mediante un transducdón en linea y/o en tiempo real que el primer sensor de composición química 60 realiza a la cantidad del primer ingrediente 21 conforme va siendo suministrada y que el segundo sensor de composición química 70 realiza a la cantidad del segundo ingrediente 31 conforme va siendo suministrada, la información de transducdón del primer sensor de composición química 50 y el segundo sensor de composición química 70 se transmiten en línea y/o en tiempo real al controlador 90 para su procesamiento a fin de determinar en línea o en tiempo real, en el paso 600, si una o ambas de dichas cantidad del primer ingrediente 21 y cantidad del segundo ingrediente 31 ha variado su composición al correlacionar simultáneamente el perfil en tiempo real de componentes de la cantidad del primer ingrediente 21 y el perfil tiempo real de componentes de la cantidad del segundo ingrediente 31 con perfil final de componentes preestablecido en el paso 100.
En caso que el ordenador 90 determine que cualquiera o ambas de la cantidad del primer ingrediente 21 y la cantidad del segundo ingrediente ha variado su composición, entonces el ordenador 90, en el paso 700, adecúa la estimación de la cantidad del primer ingrediente 21 y/o la cantidad del segundo ingrediente 31 siendo suministradas, ordenando a la primera linea de alimentación 40 y/o a la segunda línea de alimentación 60 suministrar la cantidad del primer ingrediente 21 y/o la cantidad del segundo ingrediente 31 que han sido adecuadas, y en tanto la composición cercana no alcance la composición requerida para producir el producto determinado, paso 800, se procede con la repetición de los pasos 500, 600, 700 y 800.
EJEMPLOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
La invención ahora será descrita con respecto a los ejemplos siguientes, los cuales son únicamente con el propósito de representar la manera de llevar a cabo la Imptementadón de los principios del invento. Los ejemplos siguientes no intentan ser una representación exhaustiva de la invención, ni intenten limitar el alcance de éste. Los ejemplos que a continuación se ilustran son aplicaciones de los principios antes descritos de la presente invención para elaborar composiciones de productos alimenticios lácteos, sin embargo será evidente para una persona experta en la materia aplicar dichos principios de la invención en la elaboración de cualquier otra composición en cualquier campo técnico de aplicación.
EJEMPL0 1:
Con relación a la Figura 3A, se muestra en diagrama un fenómeno de estratificación que va sufriendo un ingrediente lácteo a medida que se va vaciando del tanque (contenedor) que lo contiene para así preparar una composición requerida para un producto alimenticio lácteo, observándose asi los cambios de concentración de cada uno de los componentes de ingrediente lácteo en el tiempo, en donde "G" es grasa,“L” es lactosa,“P" es proteína y “ST es sólidos totales; mientras que en la Figura 3B se muestra en diagrama de evolución en el tiempo de la concentración de componentes de la composición requerida para un producto alimenticio lácteo siendo preparada aplicando el método y sistema de la presente invención.
EJEMPLO 2:
Se preparó una composición de yogurt batido, utilizando como ingredientes agua, leche entera fluida (LEF) y leche descremada fluida (LDF) que fueron siendo alimentadas conforme al método y sistema de la invención al tanque de almacenamiento según se muestra en el diagrama de la Figura 4A, donde además se observa el valor objetivo de leche entera descremada (VO LEF), el volumen total de leche descremada fluida (VT LDF), valor objetivo de agua (VO agua), volumen total y el valor objetivo del volumen total (VO volumen total); mientras que los cambios de composición de yogurt batido durarte el leñado del tanque de almacenamiento se muestra en el diagrama de la Figura 4B, en donde los componentes mostrados son proteína (P), grasa (G) y sólidos totales (TS) con respecto al valor objetivo de proteína (VO proteína), valor objetivo de grasa (VO grasa) y sólidos totales, respectivamente. Los valoree objetivo (VO) deseados y los valoree reales (medidos por métodos de la presente invención) se muestran en las Figuras 4A y 4B, existiendo un control muy estrecho de la composición requerida. EJEMPLO 3:
Se preparó una composición de yogurt para beber, utilizando como ingredientes agua, leche entera fluida (LEF), leche descremada fluida (LDF) y crema (CR) que fueron siendo alimentadas conforme al método y sistema de la invención al tanque de almacenamiento según se muestra en el diagrama de la Figura 5A, donde además se observa el valor objetivo de leche entera descremada (VO LEF), el volumen total de leche descremada fluida (VT LDF), valor objetivo de agua (VO agua), valor objetivo de crema (VO CR), volumen total y el valor objetivo del volumen total (VO volumen total); mientras que los cambios de composición de yogurt para beber durante el llenado del tanque de almacenamiento se muestra en el diagrama de la Figura 5B, en donde los componentes mostrados son proteína (P), grasa (G) y sólidos totales (TS) con respecto al valor objetivo de proteína (VO proteína), valor objetivo de grasa (VO grasa) y valor objetivo de sólidos totales (VO sófidostotales), respectivamente. Los valoree objetivo (VO) deseedos y los valores reales (medidos por métodos de la presente Invención) se muestran en las Figuras 5A y 5B, existiendo un control muy estrecho de la composición requerida.
EJEMPLO 4:
Se preparó una composición de yogurt indulgente, utilizando como ingredientes leche entera fluida (LEF), leche descremada fluida (LDF) y crema (CR) que füeron siendo aumentadas confórme al método y sistema de la invención al tanque de almacenamiento según se muestra en el diagrama de la Figura bA, donde además se observa el valor objetivo de leche entera descremada (VO LEF), el volumen total de leche descremada fluida (VT LDF), valor objetivo de crema (VO CR), volumen total y el valor objetivo del volumen total (VO volumen total); mientras que los cambios de composición de yogurt indulgente durante el llenado del tanque de almacenamiento se muestra en el diagrama de la Figura 6B, en donde los componentes mostrados son protelna (P), grasa (G) y sólidos totales (TS) con respecto al valor objetivo de protelna (VO proteína), valor objetivo de grasa (VO grasa) y valor objetivo de sóidos totales (VO sólidos totales), respectivamente. Los valoras objetivo deseados y los valores reales (medidos por métodos de la presente invención) se muestran en las Figuras 6A y 6B, existiendo un control muy estrecho de la composición requerida.
Como se observa en los Ejemplos 3, 4 y 5, después del cálculo del balance de masa, el método y átateme de la presente invención suministra el volumen de ingredientes líquidos al tanque de almacenamiento. Durante el leñado del tanque de almacenamiento para formular la composición requerida, el método y sistema de la presente invención va controlando la correcta cantidad de cada Ingrediente que se debe suministrar a través de las líneas de alimentación, toda vez que se va recalculando (ajustando) en tiempo real la cantidad de cada ingrediente siendo suministrado cuando se detecta un cambio en la composición de alguno de estos.
EJEMPLO S:
Las Figuras 7A. 7B y 7C ilustran diagrama de valoree objetivo y valores reales medidos conforme al método de la presénte invención para varios lotes de preparación de composición de yogurt batido, yogurt para beber y yogurt indulgente, respectivamente, en donde los componentes mostrados son protelna el (P), grasa (G) y sólidos totales (TS) con respecto al valor objetivo de protelna (VO protelna), valor objetivo de grasa (VO grasa) y valor objetivo de sólidos totales (VO sólidos totales), respectivamente, para 5 lotes de composiciones, por lo que se observa que el método y sistema de la presente invención permiten un control muy estrecho de la composición.
Con base en las realizaciones descritas anteriormente, se contempla que las modificaciones de los ambientes de realización descritos, así como los ambientes de realización alternativos serón considerados evidentes para una persona experta en el arte de la técnica bajo la presente descripción. Es por lo tonto, contemplado que las reivindicaciones abarcan dichas modificaciones y alternativas que estén dentro del alcance del presente invento o sus equivalentes.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se redaría como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones.
1. Un método para formular una composición requerida para produdr un producto determinado, el método comprende los pasos de:
(a) preestablecer un perfil final de componentes de la composición requerida para producir ei producto determinado;
(b) proporcionar un primer ingrediente y un segundo ingrediente, en donde al menos uno de estos ingredientes tiene una composición variable en el tiempo;
(c) determinar un perfil inicial de componentes del primer ingrediente y un perfil inicial de componentes del segundo ingrediente;
(d) estimar una cantidad del primer ingrediente y una cantidad del segundo ingrediente a ser suministradas para formar una composición cercana a la composición requerida, en donde estas cantidades se estiman al correlacionar el perfil inicial de componentes del primer ingrediente y el perfil inicial de componentes del segundo ingrediente con el perfil final de componentes preestablecido;
(e) suministrar, de manera simultánea o secuendal, la cantidad del primer ingrediente y la cantidad dei segundo ingrediente estimadas, y simultáneamente, en linea y/o en tiempo real, generar un perfil en tiempo real de componentes de la cantidad del primer ingrediente conforme es suministrada y un perfil en tiempo real de componentes de la cantidad del segundo ingrediente conforme es suministrada;
(f) determinar en linea o en tiempo real si al menos una de dichas cantidad del primer ingrediente y cantidad del segundo ingrediente conforme son suministradas ha variado su composición, en donde dicha variación de composición se determina al correlacionar simultáneamente ei perfil en tiempo real de componentes de la cantidad del primer ingrediente siendo suministrada y ei perfil en tiempo real de componentes de la cantidad del segundo ingrediente siendo suministrada con el perfil final de componentes preestablecido; (g) adecuar la estimación de la cantidad del primer ingrediente y/o la cantidad del segundo ingrediente siendo suministradas, όf la determinación de que al menos una de dichas cantidad del primer ingrediente y cantidad del segundo ingrediente ha variado su composición; y
(h) repetir los pasos (e) al (g) hasta que la composición cercana alcance la composición requerida para producir el producto determinado.
2. El método de conformidad con la relvindicadón 1, en donde el primer ingrediente y el segundo ingrediente son seleccionados de un grupo que consiste de ingredientes líquidos, sólidos, polvos y sus combinaciones.
3. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde el perfil inicial de componentes y el perfil en tiempo real de componentes se determinan mediante transducdón seleccionada del grupo que consiste de transducdón electroquímica, transducdón óptica, transducdón másica, transducdón térmica, transductor acústico y sus combinaciones.
4. El método de conformidad con la reivindicación 3, en donde la transducdón óptica es seleccionada del grupo que consiste de trasmisión óptica, reflectanda óptica, dispersión, fluorescencia y sus combinaciones.
5. Un sistema para formular una composidón requerida para produdr un producto determinado de conformidad con el método de la reivindicación 1, el sistema comprende:
un primer contenedor para contener un primer ingrediente e induye una salida;
un segundo contenedor para contener un segundo ingrediente e incluye una salida;
en donde al menos uno de dichos primer ingrediente y segundo ingrediente tiene una composición variable en el tiempo;
una primera línea de alimentación en comunicación con la salida del primer contenedor; una segunda línea de alimentación en comunicación con la salida del segundo contenedor,
un primer sensor de composición química en la primera linea de alimentación;
un segundo sensor de composición química en la segunda línea de alimentación;
un tanque de almacenamiento en comunicación con la primera linea de alimentación y la segunda linea de alimentación;
un controlador en comunicación con la primera linea de alimentación y la segunda linea de alimentación; y
una memoria en comunicación con el controlador para preestablecer un perfil final de componentes de una composición requerida para producir un producto determinado;
en donde la primera linea de alimentación y la segunda linea de alimentación son controladas por el controlador para permitir suministrar una o más cantidades del primer ingrediente y una cantidad del segundo ingrediente al tanque de almacenamiento; la primera linea de alimentación y la segunda linea de alimentación están adaptadas para transmitir datos de masa o volumen de las cantidades del primer ingrediente y del segundo ingrediente siendo suministradas; el primer sensor de composición química y el sensor de composición química están adaptados para transmitir en linea y/o tiempo real datos al controlador, y el controlador está adaptado para recibir datos de la primera línea de alimentación y la segunda linea de alimentación, y del primer sensor de composición química y segundo sensor de composición química para estimar la cantidad del primer ingrediente y la cantidad del segundo ingrediente a ser suministradas por la primera linea de alimentación y la segunda linea de alimentación al tanque de almacenamiento y para determinar un perfil de componentes de las cantidades del primer ingrediente y la cantidad del segundo y correlacionar estos perfiles con perfil final de componentes preestablecido en la memoria.
6. El sistema de conformidad con la reivindicación 5, en donde el primer ingrediente y el segundo ingrediente son seleccionados de un grupo que consiste de ingredientes líquidos, sólidos, polvos y sus combinaciones.
7. B sistema de conformidad con la reivindicación 5, en donde la primera línea de alimentación y la segunda línea de alimentación son seleccionadas de un grupo que consiste de bombas, bandas transportadoras, aUmentadores de tomillos sinfín y sus combinaciones.
8. El sistema de conformidad con la reivindicación 5, en donde el primer sensor de composición química y el segundo sensor de composición química es un transductor seleccionado del grupo que consiste de transductor electroquímico, transductor óptico, transductor másico, transductor térmico, transductor acústico y sus combinaciones.
9. El método de conformidad con la reivindicación 8, en donde la transductor óptico es seleccionado del grupo que consiste de transductor de trasmisión óptica, transductor de reflectancia óptica, transductor de dispersión, transductor de fluorescencia y sus combinaciones.
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