CN1086551C - 通过挤压成形制造食品的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
一种通过挤压成形制备食品的方法，在该方法中，一种待加工的第一食物物质被送入一个双螺杆挤压机的第一部分内，一种待加工的第二食物物质被送入该双螺杆挤压机的与第一部分动力分开的第二部分内，这些物质各自独立地在挤压机的它们自已的部分中进行加工，然后穿过至少一个口模，挤压出的制品再经切割。
Description
本发明的主题是通过挤压成形制造食品的方法以及实施该方法的设备。
欧洲专利EP0169126(CLEXTRAL)描述了一种使用挤压机制造复合食品的方法，该挤压机具有多个连续的区段，一连串的食物物质在该挤压机中离开一个包括有一个双螺杆单元的第一区段后在一个包括有两个单螺旋单元的第二区段中被分割成多条独立的串流，这两条独立串流在这第二区段中经历了不同的加工操作，特别是不同的着色，然后在一个包括有一个口模的第三区段中重新合并形成一个单一的复合产品，特别是一种包含两种不同颜色和/或香味的共挤压部分的产品。
本发明的目的是提出特别有效的方法和/或具有多种用途的双螺杆挤压机设备，可以制造一种或多种食品，特别是包含多种不同成分，质地和/或颜色的部分的复合食品。
为了达到这一目的，在本发明的方法中，一种待加工的第一食物物质被送入一个双螺杆挤压机的第一部分内，一种准备加工的第二食物物质被送入该双螺杆挤压机的第二部分内，这部分与第一部分被动力地分开，这些物质各自在它们自已的挤压机的部分内被独立地加工，加工后的该两股物质被挤压，经过至少一个口模，然后这些被挤压出的产品被切割成块或段。
同样情况，本发明的设备包括一个由动力分离装置分成两个不同部分的双螺杆挤压机，至少一个挤压口模和至少一个切割装置。
这样一种方法和这样一件设备可以使一个双螺杆挤压机具有特别有效的多种用途，根据这种用途它可以制造出一种或多种食品，特别是含有多种不同成分、质地和/或颜色部分的复合食品。
在本说明书中，“食物物质”一包括所有的在同时或依次地，一起或分开地加入到挤压机的两个部分中的一个或另一个部分并在这部分内的至少一部分中一起被加工的组分。
为了实施这种方法，可以用这样的食物物质来开始，即从这种食物物质可以通过挤压生产出很大范围的各种食品，例如早餐谷物食品、儿童谷物食品、各种小吃、面包屑涂敷的食品、糖果、面糊或喂家庭动物的产品等。
其组成部分和它们之间的相应比例是可以任意选定的，然后这些物质就可以在挤压机内以选定的适合于该所要得到的产品特性的压力、剪切力和温度的条件下进行加工，特别是作为在口模后所获得的含水量和膨胀度的函数。
一种具有含水量14-22％的第一物质和/或第二物质可以被加工以便获得一个膨胀的产品。
这样一种经切割的膨胀产品可以被脱水至例如小于5％的含水量。
一种具有含水量24-36％的第一和/或第二物质可以经加工而获得一种膨胀度很小或不膨胀的产品。
这种经切割的膨胀度很小或不膨胀的产品可以通过轧制或烘烤转变成例如碎片形的。
可以采取措施使两种物质中的至少一种在它经受一个中间加工之后(发生在挤压机的它的部分和口模之间)穿过一个口模，这种措施例如将准备生产带有良好烧煮味道的早餐谷类食品的物质延长其烧煮时间。
有可能以相似的或不同的第一和第二食物物质开始并各自以相似或不同的方式在其自己的挤压器部分内进行加工。
当希望增加挤压机的生产率时，相似的第一和第二物质就能够以相似的方式进行加工，其长度和动力特性对于想要制造的产品类型是太高了。
在这种情况下，两股加工过的物质可以例如穿过的两个相似的口模或穿过一个共同口模的相似小孔。
最好是，起始点是不同的第一和第二物质，而这些物质是在挤压机内以不同的方式进行力工以便可能使用一个单个的挤压机制造出新颖的复合产品，这种产品不仅包含两种不同颜色和/或香味的部分，而且还包含多个带有不同成分、质地和/或颜色的部分。
特别是，有可能共挤压出一股在离开口口模后会膨胀的已加工物质和一股不会膨胀的已加工物质以便制造出带有软的填充物的松脆膨胀的小吃，或者是共挤压出两股在离开口模后会膨胀的已加工物质，以便制造出例如带有两种不同质地、滋味和颜色的组分的松脆小吃。
因此，用以实施本发明方法的设备包括一个由一个动力分离装置分成两个不同部分的双螺杆挤压机，至少一个口模和至少一个切割装置。
动力分离装置可以以一个隔断区段的形式制成，其中的双螺杆单元是例如镜象对向的。
在本实施例的动力分离装置中，可以设置一个挤压机第一部分的出口，例如骑跨着一个压缩区段和双螺杆单元的隔断区段。
例如，可以沿着挤压机的轴心或者在挤压机下游端的侧面设置第二部分的出品。
每个部分的出口例如可以用适当的管道连接至一个不同的口模，至一个共同的口模或者至一个同一口模的不同元件。
也可以为每个部分设置一个加料装置，加料装置以一个或多个加料开口例如设置在双螺杆单元的筒体上，对于第一部分是从挤压机的上游端开始，而对第二部分则从双螺杆单元的隔断区段之后的运输区段开始。
可以设想出一种螺相几何构形，这种构形对每个部分都适合于准备加工的物质和将获得的制品。特别是，例如可以设想出用于运输、压实、压缩、揉搓或混合的连续的和/或交替的区段。为了限定这些不同的区段，特别是由轴和螺旋片的相应直径限定的螺旋的螺距，为准备加工的物质留出的空间是可以改变的，或者例如各种形状的双叶片例如可以被插入。还有可能对挤压机的筒体进行细分成几个独立的隔室，隔室的温度可以例如通过周流一种冷却或加热流体个别地予以调整。
最后，在挤压机两个部分中对第一和第二食物物质进行加工和使它们穿过一个或多个口模所需要的机械能可以由一个驱动该双螺杆单元的螺旋的单独装置，例如一个电动机来供应。
使食物物质穿过一个口模，可以使用例如一个正排量泵，例如一个齿轮泵在口模的上游予以连接以协助该电动机或减轻其负荷。
下面将参照附图对本发明的设备予以描述，附图中：
图1示意地显示出以相似的方式对相似的第一和第二食物物质进行加工的设备的一个实施例；
图2示意地显示出以不同的方式对不同的第一和第二食物物质进行加工以便制出两处不同产品的设备的一个实施例；
图3示意地显示出以不同的方式对不同的第一和第二食物物质进行加工以便制出一种共挤压出的复合制品；
图4示意地显示出图1中所示设备的螺杆的几何构形实施例；
图5示意地显示出图2和3中所示设备的螺旋的几何构形实施例；
图6显示出图4和5中所示的用于螺杆的动力分离装置的详细实施例。
在图1中所示的实施例中，目前的设备包括一个由一个动力分离装置3分成两个不同部分1和2的双螺杆挤压机，至少一个口模4和5和至少一个未显示出的切割装置。
双螺杆单元由一个电动机6驱动并包含在一个双壁筒体中，筒体被细分成七个隔室i-vii，在每个隔室中可以周流一种冷却或加热流体。
在该设备中，一种第一物质A通过一个加料装置被送入到第一部分1内，加料装置包括一个设置在筒体的第一隔室上的加料开口7。在第一部分1内进行加工的物质A通过一个出口8离开挤压机，出口8在动力分离装置3的位置处设置在筒体的隔室iv上并连接在口模4上。
一种与第一个相似的第二物质A通过一个加料装置被送入第二部分2内，加料装置包括一个设置在动力分离装置3下游的筒体第五隔室V上的加料开口9。在第二部分2内进行加工的物质A通过出口10离开挤压机，出口10沿着其下游端的轴心设置并连接在与口模4相类似的口模5上。
在图2中所示的实施例中，目前的设备与图1中所示的实施例相比在螺杆的几何构形方面是不同的。
在这个设备中，一种第一物质A在第一部分1内进行加工而一种与第一种不同的第二物质B以不同的方式在第二部分2内进行加工，两种加工好的物质穿过各自的口模4和5被挤压以制出不同的产品。
在图3所示的实施例中，目前的设备与图2中所示的实施例相比在口模4和5方面是不相同的，这一次的口模形成与一个普通共挤压口压模不同的元件。
在这个设备中，一种第一物质A在第一部分1中进行加工而一种与第一种不同的第二物质B以不同的方式在第二部分2内进行加工，两种加工好的物质于是被共挤压。
在图4所示的实施例中，螺杆的几何构形在挤压机的两个部分1和2中是非常类似的。
在部分1中，螺杆具有相连续的一个运输区段11(200/100)，一个压实区段12(100/50)，一个压缩区段13(100/33)，一个中间运输区段14(100/66)，一个压缩区段15(100/35+200/28)，一个揉搓区段16(100/-33)，一个压缩区段17(100/35)，一个排放区段18(三断开12.5双叶片)和一个隔断区段3(100/-25)。
在部分2中，螺杆具有相连续的一个压实区段12(50/50)，一个运输区段11(200/100)，一个压缩区段13(100/33)，一个运输区段14(100/66)，一个压缩区段15(100/35+200/28)，一个揉搓区段16(100/-33)，和一个压缩区段17(100/-35)。
对于直径为88mm，两轴之间距离为72mm的螺旋，括号中数字代表区段的长度和螺距的毫米数。本例中的设备由一个CLEXTRALBC-72双螺杆挤压机所构成。
上面所述的几何构形并不只限于这些尺寸，它们仅是作为例子。也可以转换至其它型号的挤压机，特别是例如BC-45型(直径为55mm，两轴之间距离为45mm的螺杆)或者同一系列中的BC-72型(直径为115mm，两轴之间距离为92mm的螺杆)。
螺杆的螺旋片最好是双螺线的，只有在隔断区段内的反螺旋片是单螺线的。
与揉搓区段16中的镜象对向螺旋片不同，其周边上具有切口以备加工的物质通过，而隔断区段3中的镜象对向螺旋片则没有切口以便尽可能有效地完成其作为动力分离装置的作用。
挤压机第一部分1的出口8具有一个轴向椭圆形的形状，在这例子中是一个数字∞的形状覆盖着排放区段18的整个长度并骑跨着压缩区段17和隔断区段3。
在图5所示的实施例中，挤压机第二部分2中螺旋的几何构形与图4中所示的相类似。两相比较，第一部分1中螺旋的几何构形在压缩区段15方面与此是不同的(是100/35+50/35+100/28而不是100/35+200/28)。它还在区段16上与图4的几何构形不同。区段16在这里是一个由10个15mm厚双叶片形成的混合区段，而不是一个揉搓区段。
图6详细地示出挤压机第一部分的出口如何覆盖排放区段18的整个长度并骑跨着压缩区段17和隔断区段3。特别是，据观察该开口以例如相当于螺杆直径大约0.1-0.3倍的长度份额叠盖住隔断区段3是很重要的，因而由第一螺旋片或镜象对向螺旋的螺旋片所接纳的物质可以有效地被排卸出。
对于一个介于螺杆直径大约1/5和1/3之间的镜象对向螺旋片，同样重要的是保证良好的动力分离使隔断区段具有足够的长度，也就是使其具有一个至少等于螺杆直径的长度。
下面所举的实例是对本发明的方法以及由此而获得的产品的说明。这里的百分比及成分都是基于重量的。
在这些实例中，如果需要食油可以被选作加工和挤压出物质内具有的体质上目的的功能，和作为其味道、中性或其它的功能。它可以从例如椰子仁油、花生油或玉米油中选择。
同样地在这些实例中，如果合适，谷物粉、食油和水的混合物可以单独地被送入所涉及的挤压机部分的加料口内。
实施例1
所用的设备是图1和4中所示的设备。挤压口模制成穿孔板的形式，各有6个3.5mm直径的圆筒形挤压管道。
这个设备用来制备一种单一同样的早餐谷物类制品，其配料和操作条件均列在下面表1a)和1b)中。
表1a)给出谷物粉混合物的成分，它们在一个典型混合物中的比例和它们这比例的可能范围。
表1b)给出每小时送入到该设备每个部分中的配料数量，加工物料和原料物质的含水量和操作条件。
表1a)：谷物粉混合物
配 料 典型混合物(％) 可能范围(％)玉米粉 20 0-80小麦粉 64 0-80燕麦粉 10 0-80蔗糖 4.9 2-12食盐 1 0-3维生素和微量元素 0.1 0.1-0.2总 计 100 100
表1b)：操作条件
参 数 单位 数值 可能范围谷物粉混合物 kg/h 300 200-350椰子仁油 kg/h 10 0-20水 kg/h 20 10-30物料的含水量 ％ 16.1 14-22螺杆的转速 rpm 350 250-450挤压机内物料的温度 ℃ 162 150-170挤压机内物料的温度 巴 132 80-150电流 A 294 200-400每个部分内的停留时间 秒 30 20-45挤压制品密度 g/l 115 50-160所获得的是8至12mm直径小珠状的美味早餐谷物制品。
实施例2
所用的是如图2和5中所示的设备。挤压口模板上各钻有6个至3.5mm直径的圆筒形挤压管道。
这个设备用以制备两种不同的早餐谷物制品，其配料和操作条件列于下面的表2a)和2b)中。
表2a)给出谷物混合物的成分，它们在一个典型混合物A和B中的比例，以及它们的比例的可能范围。
表2b)给出每小时送入到该设备每个部分内的配料的数量，加工物料或原料物质的含水量以及操作条件。
为了对物料A进行加工，水蒸汽被喷入到第一部分的中间运输区段14中。
表2a)：谷物粉混合物配 料 混合物A(％) 混合物B(％) 混合物A范围(％) 混合物B范围(％)玉米粉 91 20 85-98 0-80小麦粉 - 64 - 0-80燕麦粉 - 10 - 0-80蔗糖 6.9 4.9 0-12 0-12食盐 2 1 0-3 0-3维生素和微量元素 0.1 0.1 0.1-0.2 0.1-0.2总 计 100 100 100 100
表2b)：操作条件
参 数 单位 教值 可能范围谷物粉混合物 kg/h 200 150-300水蒸汽 kg/h 15 0-25水 kg/h 35 0-60含水量A ％ 28.8 24-36谷物粉混合物B kg/h 180 150-300食油 kg/h 13 0-25水 kg/h 14 0-25含水量B ％ 16.3 14-23螺杆的转速 rpm 250 200-450物料A的温度 ℃ 125 100-140物料A的压力 巴 26 20-100物料B的温度 ℃ 170 140-180物料B的压力 巴 132 80-150电流 A 184 150-400停留时间 秒 30 20-45挤压制品密度 g/l 103 60-160
所获得的是两种8-12mm直径小珠状的不同早餐谷物制品。
实例3
所用的是如图3和5中所示的设备。其挤压口模包括两组的，一个带有8mm内径和12mm外径的环形挤压开口A围绕着一个6mm直径的圆形挤压开口B的结合。
这个设备用以制备一种共挤压的复合谷物制品，其配料和操作条件列于下面的表3a)和3b)中。
表3a)给出谷物粉混合物的成分，它们在两个典型混合物A和B中的比例，以及它们的比例的可能范围。
表3b)给出每小时送入到该设备每个部分中的配料的数量，加工物料或原料物质的含水量以及操作条件。
表3a)：谷物粉的混合物
配料 混合物A(％) 混合物 B(％) 混合物A范围(％) 混合物B范围(％)玉米粉 64 20 0-80 0-80小麦粉 20 64 0-80 0-80燕麦粉 10 10 0-80 0-80蔗糖 4.9 4.9 0-12 0-12食盐 1 1 0-3 0-3维生素和微量元素 0.1 0.1 0.1-0.2 0.1-0.2总 计 100 100 100 100
表3b)：操作条件
参 数 单位 数值 可能范围谷物粉混合物A kg/h 120 120-240食油 kg/h 11 10-20水 kg/h 21 10-40含水量A ％ 22.5 14-23谷物粉混合物B kg/h 230 200-300食油 kg/h 8 8-16水 kg/h 16 10-40含水量B ％ 16.3 14-23螺杆的转速 rpm 340 200-450物料的温度 ℃ 154 140-180物料的压力 巴 81 80-150电流 A 197 150-300停留时间 秒 30 25-45密度 g/l 104 60-160
所得到的共挤压早餐谷物制品其形状如土星围以光环，球体和光环间的反差通过色调和质地的不同而增大，球体中心的直径为12-16mm，光环的内边缘附接在球体的赤道线上，而光环的外径为18-24mm。
Claims (13)
1.一种通过挤压成形制备食品的方法，在该方法中一种待加工的第一食物物质被送入一个双螺杆挤压机的一个第一部分(1)中，一种待加工的第二食物物质被送入该双螺杆挤压机的一个第二部分(2)中，该部分与第一部分是以动力分离装置(3)分离的，这些物质各自独立地在挤压机中它们自己的部分中进行加工，所获得的两股物料于是被挤压，穿过至少一个口模(4，5)，而被挤压出的制品再经过切割。
2.如权利要求1的方法，其特征在于其中具有含水量14至22％的第一物质和/或第二物质经加工而成一种膨胀制品。
3.如权利要求2的方法，其特征在于其中这种被切割的膨胀制品被脱水至含水量为5％以下。
4.如权利要求1的方法，其特征在于其中具有含水量24至36％的第一物质和/或第二物质经加工而成一种稍微膨胀或不膨胀的制品。
5.如权利要求4的方法，其特征在于其中经切割的稍微膨胀或不膨胀的制品通过轧制和烘烤被改变成碎片状。
6.如权利要求1的方法，其特征在于其中第一物质和第二物质是类似的，并以类似的方式在它们各自的部分中进行加工。
7.如权利要求1的方法，其特征在于其中第一物质和第二物质是不同的，并以不同的方式在它们各自的部分中进行加工。
8.如权利要求3的方法，其特征在于其中两股经加工的物质穿过二个类似口模(4，5)或一个共同口模的相类似的小孔。
9.如权利要求4的方法，其特征在于其中两股经加工的物质中的每一股穿过一个共同口模的不同小孔(4，5)。
10.如权利要求4的方法，其特征在于其中两股经加工的物质被共挤压。
11.一种用以实施如权利要求1中所述的方法的设备，其特征在于该设备包括一个由动力分离装置(3)分成两个不同部分(1，2)的双螺杆挤压机，一个供第一部分(1)的进料口(7)，一个供第二部分(2)的进料口(9)，至少一个挤压口模(4，5)和至少一个切割装置。
12.如权利要求11的设备，其特征在于动力分离装置(3)包括一个隔断区段而其中双螺杆单元是镜象对向的。
13.如权利要求11的设备，其特征在于挤压机第一部分(1)的一个出口(8)骑跨着双螺杆单元的一个压缩区段(17)和隔断区段(3)。
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