CN101595357A - 改进的食品真空微波干燥的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于在商业规模上制造真空微波炉加工的食品的改进的装置和方法。本发明公开了旋转式传送装置，其具有用于将食品放置在真空微波炉中的环形区域。食品例如草莓或奶酪可放置在环形区域中并在真空微波炉中被脱水。

Description

改进的食品真空微波干燥的装置和方法

[0001]技术领域

[0002]本发明涉及一种改进的用于制造真空微波炉烹调的休闲食品的装置和方法。

[0003]背景技术

[0004]加工过的休闲食品通常以即食形式提供给消费者。这样的休闲食品包括各种各样的食品，例如马铃薯片、玉米片、膨化面团产品、甜饼干和薄脆饼干。加工过的休闲食品常常由小麦、玉米、马铃薯或其它包含淀粉富含脂肪的材料油炸制成。例如，油炸未加工的新鲜马铃薯薄片来制备马铃薯片。

[0005]理智的消费者逐渐有了健康意识，因此对更健康、更少加工和更天然的休闲食品的要求增加。最近的民意调查表明，消费者希望尽力控制其饮食中的脂肪。并且，消费者逐渐习惯或偶尔检查脂肪含量的营养标签。在很多情况下，吃较多休闲食品的人的最大障碍是这类食品有害于健康的感觉。这由下面的事实证明：与大约11％的消费者认为油炸食品有益于健康相比，大约59％的消费者认为焙烤产品有益于健康。因此，存在对一种消费者认为更有益于健康的较低脂肪的休闲食品的需求。

[0006]虽然人工或非天然成分已经被用于降低休闲食品的脂肪含量，很多消费者也厌恶这样的成分。例如，消费者越来越多地宣称他们更喜欢天然的食品，且很多人宣称他们回避包含高比例的人工成分或防腐剂的食品。大多数消费者宣称他们认为天然的食品对健康有益，与宣称认为人工食品对健康有益的人相反。因此，存在对一种具有少量或没有人工成分或防腐剂的低脂休闲食品的需求。

[0007]不幸的是，事实证明在商业规模上将天然未加工的成分制造成所希望的低脂耐贮存休闲食品很难。美国专利号5,676,989、5,562,057和6,312,745说明对提供更天然的耐贮存休闲食品的一些解决方案，其都贯注于食品的真空微波炉烹调，然而未能公开在商业规模上制造这样的食品的方法。

[0008]旋转真空微波炉已用在非食品应用中。图1是现有的具有非食品的粒状材料的旋转真空微波炉的简化横截面。当微波炉腔内的旋转转筒在箭头所示的方向18上旋转时，产品12倾向于沿转筒壁向上移动，直到它到达因重力被迫向下朝着转筒底部翻滚的点。由于在此翻滚期间的碰撞，相对大体积的旋转滚筒真空微波炉干燥机会损坏食品，例如水果和蔬菜。并且，由于在脱水期间在食品表面产生的湿气使得食品发粘，因此也会产生结块问题。因此，用真空微波炉烹调的食品一般被放置在单层配置中。然而，这样的配置特别是在批量配置中明显降低了产品的生产量或生产能力，因此单层配置常常效率低和不经济。由于食品中微波的有限渗透深度，转筒内产品的料层深度可能影响微波能量的均匀吸收，导致干燥速率变化。因此，存在一种对增加食品的真空脱水的效率的改进的方法和装置的需求。

发明内容

[0009]本发明包括一种将未加工的食品原料制造成低脂耐贮存的即食休闲食品的方法和装置。在一个实施方式中，该方法包括下列步骤：提供未加工的植物食品，将食品放置在旋转式传送装置的环形区域中，以及当传送装置旋转时在真空微波炉中使食品脱水。

[0010]在一个实施方式中，本发明目的在于提供一种可用于使未加工的食品在真空微波炉中脱水以制造休闲食品的装置。该装置包括具有放置食品的环形区域的旋转式传送装置。旋转式传送装置可在真空条件下放置在微波炉中，并在微波炉的操作期间旋转。本发明的上文以及附加的特征和优点将在下文的详细说明中变得清楚。

附图说明

[0011]在所附权利要求中阐述了被认为是本发明的特点的新颖特征。然而，结合附图，参考下文例证性实施方式的描述将能更好的理解本发明本身以及优选的使用模式、以及它的目的和优点，其中：

[0012]图1是现有的具有产品的旋转真空微波炉的简化横截面图；

[0013]图2是在环形区域中的具有多个隔室的传送装置和根据本发明的一个实施方式的真空微波炉的分解简化剖面透视图；

[0014]图3是根据本发明的一个实施方式的具有绕着真空微波炉转筒的横轴旋转的传送装置的真空微波炉的剖面侧视图；以及

[0015]图4是根据本发明的一个实施方式的能够绕着真空微波炉转筒的横轴旋转的真空微波炉传送装置的部分分解的剖面侧视图。

具体实施方式

[0016]图2是根据本发明的一个实施方式的用于放置在真空微波炉200的腔中的旋转式传送装置100的分解透视图。在一个实施方式中，旋转式传送装置100包括布置在第一同心圆筒101和第二同心圆筒102之间的多个间隔物105，第一同心圆筒101具有外径，而第二同心圆筒102具有内径，间隔物界定布置在环形区域103内的多个隔室110。在一个实施方式中，术语“间隔物”是将环形区域103分成隔室110，以便在环形区域103内使食品圆周布置的物体。间隔物可为直的、尖锐的或蛇状的。间隔物也可为实心或有孔的。在一个实施方式中，间隔物105在第一同心圆筒101和第二同心圆筒102之间的环形区域103中围绕传送装置100的纵轴被径向定向。这里使用的术语“环形区域”被定义为在旋转式传送装置100的外圆周内部使食品产品的圆周布置的区域。在一个实施方式中，如图2所示，环形区域103包括在传送装置内的位于第一同心圆筒101和第二同心圆筒102之间的区域。在一个实施方式中，微波炉腔200包括被定义为在微波炉腔200的圆周内部的区域的外围区域202。

[0017]图4是根据本发明的可选实施方式的绕着真空微波炉转筒(如图2的数字200所示)的横轴旋转的旋转式传送装置的部分分解的剖面透视图。如图4所示，具有环形区域403的旋转式传送装置包括传送装置内的多个隔室，且在所示实施方式中，每个隔室410还包括布置在旋转式传送装置100的外圆周内的管。如这里使用的，术语“隔室”和“管”可互换地使用。当传送装置400放置在微波炉腔200中时(如图2所示)，隔室410在微波炉腔200的外围区域周围被定向。

[0018]在一个实施方式中，可在管410内设置多个刮板405，以进一步便于翻滚。这样的翻滚可实现充分的运动，避免食品块粘到相邻的食品块或管410的任何部分上。这里所示的附图是为了说明而不是限制的目的而提供的。可使用根据本发明的实质和范围的其它实施方式。在图2所示的实施方式中，便于食品块120的装载和卸载的可拆除的盖142、152形成第二同心圆筒102。在一个实施方式(未示出)中，第一同心圆筒和第二同心圆筒每个都包括可拆除的盖。在一个实施方式(未示出)中，只有第一同心圆筒包括可拆除的盖。

[0019]图2所示的同心圆筒101、102和图4所示的管410可选自适合于用在微波炉中的任何材料。该材料可为有孔的或无孔的，有孔材料允许在脱水过程期间形成的水蒸汽更容易从隔室110移除。因此，在一个实施方式中，一个或两个圆筒101、102包括多个孔。在一个实施方式中，圆筒101、102中的一个或两个包括多孔聚丙烯。在一个实施方式中，一个或多个管410(如图4所示)包括多孔或有槽的聚丙烯。

[0020]在一个实施方式中，第二同心圆筒102的一部分被拆除(例如，第一可拆除的盖152被拆除)，食品块120放置在相应的隔室110中，且在食品块120放到隔室之后，放回第二同心圆筒102的被拆除的这部分(例如，可拆除的盖152被重新连接)。该方法可重复用于第二同心圆筒102的覆盖其它隔室110的其它部分，直到期望数量的隔室110都放置了食品。然后，将传送装置100放置在真空微波炉200中。

[0021]微波能本质上以体积加热食品。当食品块120在真空微波炉200中脱水时，食品块表面可能变成粘性的，这是由于湿气从食品块120的内部移动到边界的结果。因此，在一个实施方式中，同心圆筒101、102和间隔物105包括非粘性材料，例如含氟聚合物，以防止食品块120粘到圆筒101、102和间隔物105上。

[0022]在一个实施方式中，食品块120放入隔室110占用隔室内的体积，隔室内留出足够的空间允许食品块120在传送装置100旋转时移动。在本发明的一个实施方式中，隔室110被装载成使食品块120在传送装置旋转期间在隔室110内有充分的运动，以避免粘到包括圆筒101、102和间隔物105的传送装置100的任何部分上，并避免粘到任何相邻的食品块120上。食品块120的充分运动有利地限制了食品块120的外表面区域的任何部分与相邻的食品块或传送装置100的任一部分接触的时间。因此，充分运动使湿气从食品块120的整个外圆周边界逸出，并减小了粘性。

[0023]在一个实施方式中，应用非粘性涂层进一步减小食品的粘性，例如将油喷射到食品块120的外表面和/或传送装置100的圆筒101、102和间隔物105的隔室侧面部分。

[0024]可用于本发明的食品块120包括但不限于整个或切块的苹果、草莓、蓝莓和甜瓜。经过本发明处理的整个草莓成为良好的低湿度耐贮存的食品。如这里使用的，耐贮存的食品湿气含量重量比小于大约8％，且更优选地在大约2％和大约5％之间。在一个实施方式中，食品湿气含量重量比小于大约2％。在一个实施方式中，食品块120包括从整体切割成一半或四分之一的食品块。一些食品可能在被放置到传送装置100中之前需要处理。例如，一些水果例如浆果(包括葡萄)在表皮上天然地有蜡状表层，减少了通过蒸发所除去的水。因此，一些食品可由本领域中公知的方法(例如，见美国专利号7,119,261的第一栏第48-60行)处理，更改蜡状表层，以便在微波炉中时以较快的速率将水蒸气排出表层。在一个实施方式中，用PAM牌的油喷射蓝莓，以帮助给蜡状表层面去油脂。

[0025]类似地，在脱水之前优选地给桔子剥皮。因为香蕉片常常是非常粘性的，可将香蕉切成球状小球，最小化球状块之间以及在球状快和传送装置100之间接触的表面区域。脱水期间在传送装置100内的充分运动可防止香蕉块粘在一起。可以设想，食品包括但不限于桃子、油桃、葡萄、菠萝、芒果、鳄梨，树莓也可以用。食品例如奶酪、预煮的肉丁和包括但不限于甘薯的蔬菜也可在本发明中脱水。与香蕉一样，一些食品例如奶酪、桃子、油桃和芒果也可以在被放入传送装置100之前切割成球状块。

[0026]在一个实施方式中，微波炉内传送装置100的旋转方向是单向的，即，当传送装置100在真空微波炉200中时总是顺时针或逆时针。在一个实施方式中，传送装置旋转在第一方向和第二方向之间摆动。例如，传送装置100可在第一方向(例如顺时针方向)上旋转第一度数(例如120度、360度)，接着在第二方向(例如逆时针方向)上旋转第二度数(例如30度、60度)。在一个实施方式中，传送装置100在顺时针和逆时针方向上旋转相同的度数。

[0027]隔室110布置在传送装置100的环形区域103中，使食品产生圆周布置。将食品放置在环形区域103中的一个优点是，图1所示的产品12只使用真空微波炉的全部圆周的一部分，并且由于其半圆配置而具有不均匀的料层深度，本发明与其不同，本发明可使用真空微波炉转筒200的全部圆周。因此，某种程度上，微波功率密度径向一致，由于食品块120在真空微波炉的隔室110内基本被暴露给相同的微波功率密度，图2所示食品块120的加热更均匀。进一步地，因为隔室110提供食品120的更均匀的料层深度，加热更均匀。

[0028]将食品放置在环形区域103中隔室110内的另一优点是，食品块120在传送装置100旋转时移动温和。传送装置100优选地以使食品块120充分运动的速率旋转，避免食品块120彼此粘连或粘到环形隔室110的任何部分上。然而，食品块120的太高速的运动可能引起对食品块120的不希望有的碰撞损坏，这可导致不希望有的压紧。不希望有的压紧出现在食品块120的微观结构破坏时，并在干燥周期结束释放真空的时候毁坏食品块120。因此，食品块120需要以平缓的方式移动，以避免不希望有的压紧。期望旋转速度取决于几个因素，包括被处理的食品的类型、被处理的食品的粘性、被处理的食品是否被切成较小的块、微波炉的功率、以及减小粘性所进行的任何处理，例如预干燥或油脂加注。根据本发明，本领域的技术人员将能够确定对相应食品的适当的隔室尺寸和旋转速度。

[0029]食品可根据一个或多个因素从真空微波炉移除，这些因素包括但不限于根据红外摄像机或其它适当的测量设备所提供的内部转筒温度升高、根据食品类型和重量预先确定的时间、湿度水平和/或在真空微波炉转筒中测量的反射能的量。由此，本发明提供了用于制造真空微波炉烹调的食品的改进的装置和方法。

[0030]图3是根据本发明的一个实施方式的真空微波炉200的剖面侧视图，具有绕着真空微波炉200转筒的横轴旋转的传送装置100。虽然该实施方式展示了可使用传送装置100的另一配置，也可使用其它传送装置包括图4所示的传送装置400。在环形隔室110中放有食品的传送装置100放置在真空微波炉200中的环形传送带300上。带300的操作可使传送装置100连续旋转。环形带300的行进方向可按需要变化，以改变传送装置100的旋转方向。

[0031]下文阐述的实施例中示出本发明的两个实施方式，其中，对实施例1，参考图2所示的传送装置，对实施例2，参考图4所示的传送装置，这些参考为示例性的，而不是限制性的：

[0032]实施例1-草莓

[0033]冲洗并排干大约8磅的完整草莓。使用25％的蔗糖溶液用于在成品中提供更成熟的滋味。然而，此步骤是可选的，且如果使用成熟的草莓，则蔗糖溶液不是必要的。圆筒101、102的隔室侧面和草莓被喷射PAM牌的油，以防止草莓彼此粘住。传送装置第一同心圆筒101具有大约15英寸的外环直径，而第二同心圆筒102具有大约11.5英寸的内环直径。每个同心圆筒101、102具有大约15英寸的长度。传送装置100具有6个均匀间隔开的隔室。6个隔室110由间隔物105界定，间隔物105在第一同心圆筒101和第二同心圆筒102之间的环形区域中围绕传送装置100的纵轴径向定向。5个室中的每个都填充有大约1.5磅的草莓，且第一同心圆筒101和第二同心圆筒102由多孔聚丙烯构成。传送装置100放置在由德国Schwanewede的Puschner出售的模型0650μWaveVac真空微波炉200内。

[0034]随后，草莓在真空下被脱水。最初，使用大约4千瓦的微波功率干燥，相应于大约2.7千瓦由草莓所吸收。传送装置100以摆动形式旋转-传送装置使用设定成每分钟大约5.0转数的速度在每个方向旋转大约120度。微波炉内的压力维持在大约30托(torr)。在整个干燥过程中使用大约100％的可用红外线热量。当安装用于读取微波炉转筒内的温度的红外摄像机指示温度范围在大约105°F到大约110°F时，微波功率减小到大约3千瓦并被维持，直到内部温度范围达到大约105°F到大约110°F，此时微波功率减小到大约2KW，接着微波功率到大约1.0KW，直到内部转筒温度达到大约110°F到大约130°F的范围，最后微波功率到大约0.5KW，直到指示内部转筒温度大约150°F，关闭真空微波炉。总干燥时间为大约50分钟，且完成的干燥草莓重量约0.80lbs并具有耐贮存的湿气含量重量比大约4％。当处理完转筒被打开时，用手持式红外温度计测量草莓表面温度大约172°F。草莓和内部转筒温度之间的温度差是可能的，因为所安装的测量转筒的内部温度的红外摄像机可能测量的是第一同心圆筒101的温度。因为草莓在真空下被脱水，每个草莓的成品虽然有一些体积缩减，但形状类似于其最初开始的形状。完成的草莓虽然色调稍微暗些，但也展示出良好的似新鲜的颜色。随后发现，通过在管内部使用刮板可更有效地翻动草莓。每个圆筒410具有围绕圆筒410的圆周径向定向并向内延伸的3个刮板405。每个刮板为大约1/2英寸高和24英寸长。

[0035]虽然上面的实施例只使用单个传送装置上的6个隔室中的5个在示范的规模上进行，这样的原理证明扩展是可能的。可以认为，可使用例如更大的传送装置，其每批可处理大约130磅的未加工的水果，产出大约20磅的成品。在批量或半连续的操作中利用这些传送装置中的8个将产出每小时大约160磅的干燥的完整草莓，超过大约2,590份的28克。

[0036]实施例2-奶酪

[0037]总共大约7.4磅的Kraft Twist奶酪棒被四等分成大约3/4”的块，每块具有大约50％的湿气，并被装入6个管410中，每个管被填充大约四分之一。每个管410具有大约4.5英寸的内径。每个圆筒410具有大约24英寸的长度。在管内部不使用刮板。具有6个圆筒410的传送装置400放置在由德国Schwanewede的Puschner出售的模型0650μWaveVac真空微波炉200内。

[0038]接着通过以20RPM旋转传送装置来保持奶酪丁运动，然后，在真空下使奶酪丁脱水。干燥出现在微波功率大约6千瓦时，这相应于大约5.3千瓦由奶酪所吸收。微波炉内的压力维持在大约30托。在整个干燥过程中使用大约100％的可用红外线热。17.5分钟之后脱水结束，产出具有耐贮存的湿气含量重量比大约4％的3.6lbs的奶酪松饼。由于奶酪块在干燥期间的极度膨胀，在干燥结束时每个管基本整个体积充满奶酪松饼。这些奶酪丁在干燥期间不结块。干燥速率为每小时大约12.3lbs成品奶酪松饼。以类似的方式干燥低脂奶酪块也是可能的。虽然上面的实施例只使用每个圆筒410的体积的25％在示范的规模上进行，这样的原理证明可以进行扩展。

[0039]本发明具有优于现有技术的几个优点。在一个实施方式中，本发明允许真空微波干燥在环形区域中的隔室中进行，以便最小化碰撞力，构建了均匀的料层深度，并增加了真空微波炉转筒中的可用容量。在一个实施方式中，本发明避免了食品块的结块，并增加了食品对微波炉的暴露。本发明允许真空微波食品的成批处理，并提供了更容易自动操作的机会。

[0040]虽然参考优选实施方式特别示出和描述了本发明，本领域的技术人员应理解，在不偏离本发明的实质和范围情况下，可在形式和细节上进行各种变化。例如，在一个实施方式中，可在对食品产品应用微波能之前、期间或之后应用另一热源例如红外线加热。

Claims (25)

1.一种用于使食品脱水的方法，其包括：

提供具有环形区域的传送装置，其中所述环形区域还包括多个隔室；

将食品放入所述隔室；以及

使在所述隔室中的食品在真空微波炉中脱水，其中所述传送装置在所述脱水期间旋转。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述食品包括选自草莓、苹果和蓝莓中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述食品包括选自桃子、香蕉、菠萝、芒果、鳄梨、树莓、蓝莓、葡萄、去皮桔子和甜瓜中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述食品包括奶酪。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述隔室可拆除地连接到所述传送装置。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述隔室具有孔。

7.如权利要求5所述的方法，其中每个所述隔室包括管。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述传送装置以摆动的方式旋转。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述食品涂有油。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述隔室涂有油。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述食品被脱水到耐贮存的湿气含量。

12.如权利要求1所述的方法，其中所述食品还包括多个食品块，且其中所述传送装置的旋转速度使得所述食品块运动。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述传送装置包括界定所述环形区域的第一同心圆筒和第二同心圆筒。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述第一同心圆筒或所述第二同心圆筒具有孔。

15.如权利要求13所述的方法，还包括多个间隔物，所述间隔物被布置在所述第一同心圆筒和所述第二同心圆筒之间以界定所述多个隔室。

16.如权利要求1所述的方法，其中所述传送装置以摆动的方式旋转。

17.一种真空微波炉设备，包括：

真空微波炉，其具有含有外围区域的腔；以及

旋转式传送装置，其具有多个隔室，其中当所述传送装置被放置在所述腔内时，所述隔室布置在所述腔的所述外围区域周围，其中所述旋转式传送装置能够在所述真空微波炉的所述腔内旋转。

18.如权利要求17所述的真空微波炉设备，其中所述隔室中的至少一个包括管状隔室。

19.如权利要求17所述的真空微波炉设备，其中所述隔室中的至少一个包括可拆除的管。

20.如权利要求17所述的真空微波炉设备，其中所述隔室中的至少一个具有孔。

21.如权利要求17所述的真空微波炉设备，其中所述旋转式传送装置还包括第一同心圆筒和第二同心圆筒，所述第一同心圆筒和第二同心圆筒界定了其间的环形区域；以及

多个间隔物，其被布置在所述环形区域中，由此界定所述多个隔室。

22.如权利要求21所述的真空微波炉设备，其中所述第一同心圆筒包括可拆除的盖。

23.如权利要求21所述的真空微波炉设备，其中所述第二同心圆筒包括可拆除的盖。

24.如权利要求21所述的真空微波炉设备，其中所述第一同心圆筒具有孔。

25.如权利要求21所述的真空微波炉设备，其中所述第二同心圆筒具有孔。

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