DESCRIÇÃO DETALHADA

[0049] Fazendo referência às figuras, será agora descrita com detalhe o sistema e processo que é alvo da presente invenção e que apresenta diversas zonas funcionais.

[0050] O presente sistema (Sistema 1) colmata as falhas das marmitas convencionais utilizadas no fabrico de requeijão. Para tal, na primeira das configurações propostas, o sistema foi desenhado no sentido de fazer a transferência do calor presente no sorelho diretamente para o soro que irá ser processado e compreende numa forma de realização: i) Um tanque de balanço (1) equipado com um sensor de nível (2) inferior, que abastece uma bomba de caudal variável; ii) Uma bomba peristáltica de velocidade variável (3); iii) Um permutador de calor tubular ou de placas que permite transferir o calor existente no sorelho para o soro que se pretende aquecer (4); iv) Um tanque de pré-aquecimento (5) construído em aço inox, com um volume de 2/3 do volume da cuba de fabrico de requeijão, com uma serpentina interna (6) pela qual circula sorelho quente e equipado com um sensor de nível superior (7); v) Um segundo tanque de pré-aquecimento (8) construído em aço inox, com um volume de 1/2 do volume da cuba de fabrico de requeijão, equipado com uma serpentina interna (9) pela qual circula sorelho quente; vi) 3 electroválvulas de controlo de fluxo, que permitem a operação do sistema em modo manual ou automático (10, 11 e 12); 14 vi) Um tanque de fabrico de requeijão (13) de parede dupla na qual circula vapor, água aquecida por injeção de vapor, ou podendo ser aquecido por uma boca de combustão de gás situada no seu fundo, equipado com um agitador de pá de velocidade variável construído em aço inox e equipado com um motor elétrico (14), adaptado ao topo da cuba de fabrico de requeijão. O tanque está também equipado com uma tampa rebatível, com uma válvula de admissão de vapor (15), um sensor de nível superior (16), um sensor de nível inferior (17) e uma válvula de segurança (18); vii) Uma bomba centrífuga (19) para circulação de sorelho através das serpentinas (6 e 9) dos tanques de pré-aquecimento e do permutador de calor (4); viii) Um painel de controlo para comando de bombas e electroválvulas, com capacidade de operar em modo automático ou manual (20); ix) Uma plataforma de suporte (21); x) Tubagens e conexões construídas em aço inox AISI 304 ou 316.

[0051] Nesta forma de realização, o soro armazenado num tanque auxiliar construído em aço inox (TA2), é processado em bateladas sucessivas, sendo o sorelho quente resultante de uma batelada utilizado para aquecer a batelada seguinte. Na primeira batelada, o soro resultante do fabrico de queijo, a uma temperatura entre 25 e 30 ºC é armazenado no tanque em aço inox (TA2) acessório ao sistema de fabrico de requeijão. Dependendo do volume do tanque de fabrico de requeijão (13) e do primeiro tanque de pré-aquecimento (5), uma parte do soro armazenado no tanque acessório (TA2) é transferida por gravidade ou por bombagem para o tanque de balanço (1), a partir do qual, por meio de uma bomba peristáltica (3), passa através de um permutador de calor tubular ou de placas (4), de modo a 15 que se encha a cuba de fabrico (13) e o 1º tanque de pré-aquecimento (5). Para tal, existe uma electroválvula (11) que, estando aberta, permite a transferência do soro do 1º tanque de pré-aquecimento (5) para a cuba de fabrico de requeijão (13). Nesta fase, as electroválvulas 12 e 13 mantêm-se fechadas. A electroválvula 11 fecha quando o sensor de nível superior da cuba de fabrico (16) assinala que a cuba está cheia. A bomba peristáltica (3) mantém-se em funcionamento até que o sensor de nível superior (7) do tanque de pré-aquecimento 5 assinale que o mesmo está cheio. Nesse momento abre a electroválvula 10 permitindo que parte do soro presente no tanque 5 seja transferida para o 2º tanque de pré-aquecimento (8). Assim, 3/4 do volume de soro presente no 1º tanque de pré-aquecimento (5) são transferidos por ação da gravidade para o 2º tanque de pré-aquecimento (8). Após esta sequência, o soro que se encontra na cuba de fabrico é aquecido a 90-95 ºC por injeção direta de vapor, por circulação de água quente no interior da dupla parede ou por queima de gás. O soro é mantido em agitação por ação de um agitador de velocidade variável (14), construído em aço inox acionado por um motor elétrico. Após agregação da massa de requeijão, esta é retirada por ação de uma escumadeira ou outro material apropriado, para ser transferida para os moldes de requeijão, onde é deixada a escorrer por algum tempo, antes de ser transferida para uma câmara de refrigeração. No início do segundo ciclo de produção são acionadas a bomba centrífuga de circulação de sorelho (19) e a bomba peristáltica de circulação do soro (3). O sorelho circula através das serpentinas situadas no interior dos tanques de pré-aquecimento (9 e 6) e através do permutador tubular ou de placas (4), em sentido contracorrente ao do soro que está a ser transferido para o 1º tanque de pré-aquecimento (5) por ação da bomba peristáltica (3). O sorelho arrefecido é armazenado num tanque acessório (TA1). Quando o sensor de nível superior (7) do 1º tanque de pré-aquecimento indica que o mesmo está cheio, abre-se a electroválvula 12 que permite o escoamento do soro do 2º tanque de pré-aquecimento para a cuba de fabrico de requeijão. As electroválvulas 10, 11 e 12 mantêm-se abertas até que o sensor de nível superior do tanque de fabrico de requeijão (16) assinale que o mesmo está cheio. Neste momento a bomba peristáltica (3) e a bomba centrífuga (19) são desligadas e fecham as electroválvulas 11 e 12.

[0052] O soro presente na cuba de fabrico de requeijão (13), correspondente à segunda batelada, deverá estar a uma temperatura entre 60 e 80 ºC como resultado da transferência de calor do sorelho da primeira batelada. A partir deste momento, o consumo de energia necessário ao aquecimento de cada batelada será o correspondente à diferença de temperatura entre o soro aquecido pelo sorelho (60-80 ºC) e a temperatura necessária para o fabrico de requeijão (90-95 ºC). Assim, o diferencial de temperatura mínimo (∆Tm) será de 15 ºC, enquanto o máximo (∆TM) será de 35 ºC. Tendo em atenção que, nos equipamentos disponíveis atualmente, o diferencial de temperatura (∆T) para aquecer o soro resultante do fabrico de queijo (que se encontra a 25-30 ºC) para os 90-95 ºC necessários ao fabrico de requeijão se situa entre 65 e 70 ºC, torna-se evidente que, a partir da segunda batelada, i.e., a partir do segundo ciclo dos passos i-xiii do processo da presente invenção, o sistema proposto permite poupanças energéticas entre 50 e cerca de 75% do consumo energético relativamente às marmitas convencionais usadas no fabrico de requeijão.

[0053] Note-se que, na primeira batelada, esta configuração (Sistema 1) exige um consumo energético semelhante ao do processo convencional e a energia calorífica do sorelho da última batelada é desperdiçada por não haver mais soro para aquecer. Por essa razão, a segunda opção (Sistema 2) prevê a possibilidade de se transferir o calor do sorelho para a água que recircula entre um termoacumulador e os dois permutadores de calor (8 e 7). Opcionalmente, poderá haver um terceiro permutador pelo qual circula a água do termoacumulador em sentido contracorrente com água destinada a lavagens ou a outros processos fabris. A água contida no termoacumulador, mantida dentro de valores de temperatura definidos, com apoio de um termostato e de uma resistência elétrica, permite aquecer o soro da primeira batelada ao mesmo tempo que o sorelho produzido na última batelada serve para aquecer a água, que se manterá no termoacumulador até nova sequência de operações. Idealmente, o termoacumulador estará equipado com uma resistência elétrica para aquecimento e com um controlador de temperatura, de modo a manter a temperatura da água constante e dentro dos valores definidos.

[0054] Na segunda configuração proposta (Sistema 2), o sistema aproveita o calor do sorelho para aquecer água mantida num termoacumulador e caracteriza-se por possuir: i) Um tanque de balanço (1) equipado com um sensor de nível inferior (2) que abastece uma bomba peristáltica (3) de caudal variável; ii) Uma bomba peristáltica de velocidade variável (3); iii)Um permutador de calor tubular ou de placas (4) que permite transferir o calor existente na água para o soro destinado a uma batelada de produção de requeijão; iv) Um permutador de calor tubular ou de placas (4) que permite transferir o calor existente no sorelho para a água que se pretende aquecer; 18 v)Um tanque de pré-aquecimento de soro (5) construído em aço inox, com um volume igual ao volume do tanque de fabrico de requeijão, equipado com uma serpentina interna pela qual circula o sorelho (6) e com um sensor de nível superior (7); vi) uma electroválvula para controlo do enchimento do tanque de fabrico de requeijão (10); vii) Um tanque de fabrico de requeijão (13) de parede dupla na aquecida por injeção direta de vapor, por recirculação água aquecida por injeção de vapor (14), ou por uma boca de combustão de gás situada no fundo do tanque. O tanque de fabrico é também equipado com tampa rebatível, um agitador de pá de velocidade variável, construído em aço inox e equipado com um motor elétrico (15), um sensor de nível superior (16), um sensor de nível inferior (17) e uma válvula de segurança (18); viii) Uma bomba centrífuga (19) para circulação de sorelho através dos permutadores de calor (4) e da serpentina (6) em contracorrente com água e com soro; ix) Um painel de controlo para comando de bombas com capacidade de operar em modo automático ou manual (20); x)Uma plataforma de suporte (21); xi) Um termoacumulador de água (22), com isolamento térmico, construído em aço inox, com o dobro do volume do tanque de fabrico de requeijão, com válvula de segurança (18) e controlador de temperatura, preferencialmente equipado com uma resistência elétrica para manter a temperatura da água dentro de valores definidos; xii) uma bomba centrífuga de recirculação de água (23); xiii) Tubagens e conexões construídas em aço inox AISI 304 ou 316.

[0055] Nesta forma de realização o soro é também processado em bateladas sucessivas, sendo o sorelho quente resultante de uma batelada utilizado para aquecer água armazenada no termoacumulador. A água recircula através do primeiro permutador de calor (4) em contracorrente com o sorelho e do segundo permutador de calor (4) em contracorrente com soro. Na primeira batelada, o soro resultante do fabrico de queijo, a uma temperatura entre 25 e 30 ºC é armazenado num tanque acessório em aço inox (TA2) ao sistema de fabrico de requeijão (que não é parte integrante da invenção). O soro, propulsionado pela bomba peristáltica (3) é transferido para o tanque de pré-aquecimento (5) e para o tanque de fabrico de requeijão (13) ao mesmo tempo que a água quente armazenada no termoacumulador, impulsionada pela bomba de circulação de água (23) recircula em contracorrente através dos dois permutadores de calor (4) e da serpentina (6) do tanque de pré-aquecimento de soro (5). Quando o sensor de nível superior (16) do tanque de fabrico de requeijão (13) é acionado a eletroválvula (10) fecha, mantendo-se a bomba peristáltica (3) em funcionamento até que o sensor de nível superior (7) do tanque de pré-aquecimento seja acionado. Após esta sequência, o soro que se encontra no tanque de fabrico é aquecido a 90-95 ºC por injeção direta de vapor, por circulação de água quente no interior da dupla parede, ou por queima de gás. O soro é mantido em agitação por ação de um agitador de velocidade variável (14), construído em aço inox acionado por um motor elétrico. Após agregação da massa de requeijão, esta é retirada por ação de uma escumadeira ou outro material apropriado, para ser transferida para os moldes de requeijão, onde é deixada a escorrer por algum tempo, antes de ser transferida para uma câmara de refrigeração. No início do segundo ciclo de produção são acionadas a bomba centrífuga de circulação de sorelho (19) e a bomba de circulação de água (23). O sorelho circula através do permutador tubular ou de placas (4), em sentido contracorrente ao da água que está a ser aquecida. Após a sua passagem pelos permutadores de calor (4), antes de ser armazenado em tanque acessório (TA1) para expedição para alimentação animal ou outros usos, o sorelho passa ainda pela serpentina 6 instalada no tanque de pré-aquecimento de soro (5). A operação remoção do sorelho decorre até que o sensor de nível inferior (17) do tanque de fabrico de requeijão (13) determine a paragem da bomba (19). Após esta sequência, a eletroválvula (10) abre e a bomba peristáltica associada ao tanque de balanço (3) arranca, propulsionando o soro que se encontra no tanque de pré-aquecimento através do primeiro permutador de calor 4. Simultaneamente, a bomba de circulação de água (23) faz recircular a água quente através dos permutadores, no caso do primeiro permutador em contracorrente com o soro que enche o tanque de fabrico de requeijão (13). Quando o sensor de nível superior (16) do tanque de fabrico de requeijão é acionado é enviado um sinal de paragem para as bombas 3 e 23. Após o enchimento do tanque de fabrico, procede-se ao fabrico da segunda batelada de requeijão.

[0056] Nesta forma de realização (Sistema 2), o consumo energético é substancialmente inferior ao do processo convencional pelo facto de o soro ter sido submetido a um aquecimento prévio pela água quente que, por sua vez, foi aquecida pelo sorelho resultante da primeira batelada. Este modelo tem a vantagem de aproveitar o calor do sorelho resultante da última batelada, para aquecer a água que, sendo mantida num termoacumulador, numa sequência de operações seguinte servirá para aquecer o soro da primeira batelada. Em termos globais, esta opção permite também poupanças energéticas acrescidas face ao Sistema 1.