CZ291784B6 - Způsob zpevňování povrchu masných výrobků nebo surových uzenin působením ultrazvuku - Google Patents

Abstract

Zp sob zpev ov n povrchu masn²ch v²robk nebo surov²ch uzenin p soben m ultrazvuku v pr b hu kontinu ln ho procesu sest v z n sleduj c ch krok : v²razn ho odplyn n surov ho produktu; bezprost°edn ho uveden surov ho produktu do styku s povrchem jedn nebo v ce ultrazvukov²ch sonotrod, p°i em nejm n jedna z ultrazvukov²ch sonotrod se pro doc len rovnom rn denaturovan vrstvy vyh° v ; vytv °en tenk , hutn a tvar stabilizuj c vlastn koagula n k rky na povrchu surov ho produktu nejm n p°echodn²m p soben m ultrazvukov energie v n zk m kmito tov m p smu, avÜak s vysokou amplitudou kmit , a p°ed v n surov ho produktu k dalÜ mu zpracov n nebo balen .\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zpevňování povrchu masných výrobků nebo surových uzenin působením ultrazvuku v průběhu kontinuálního procesu.

Dosavadní stav techniky

Až dosud se masné výrobky plní do střívka a následně se za účelem stabilizace ohřívají, popřípadě současně udí nebo přemísťují přímo do horké vodní lázně.

Při takovém zpracování surových produktů dochází k nezanedbatelným výrobním ztrátám, mimo jiné bílkovin, chuťových látek a tuku. Balicí operace, které jsou zapotřebí po procesu ohřívání, přispívají k rekontaminaci polotovarů. Produkty musejí být často za účelem prodloužení trvanlivosti v transportních nebo konečných spotřebitelských obalech přídavně pasterizovány.

Z dokumentu DD 2009 701 je znám způsob plnění tvarových obalů bezestřívkovými masovými výrobky, přičemž v dokumentu jde o to, aby se při plnění kartuší zabránilo vzniku vzduchových vměstků v masovém polotovaru. Masový polotovar se do kartuší plní známým způsobem kmitavými pohyby, přičemž jako zvláště výhodné se uvádějí vibrace v oblasti ultrazvuku.

Německá zveřejněná patentová přihláška DE 29 50 384 AI popisuje způsob a zařízení pro zpracování potravin ultrazvukovou energií. Popisuje se tam, že proces vaření potravin závisí na destrukci vláknité struktury a zpřístupnění enzymů tepelně zpracované hmoty a v této souvislosti na mechanickém tepelném zpracování, které spočívá na vývinu třecího tepla v tepelně zpracované hmotě. Dále je zde popsáno, že působení ultrazvukové energie způsobuje koagulaci tepelně zpracované hmoty. V zásadě se však v dokumentu DE 29 50 384 AI vychází z toho, že tepelně zpracovaná hmota je přídavně ke zpracování čistě tepelnou energií zpracovávána ještě ultrazvukem, aby se proces tepelného zpracování optimalizoval. Tepelné zpracování přitom znamená, že příslušnému procesuje podrobena veškerá tepelně zpracovávaná hmota v celém jejím objemu. Z dokumentu DE 29 50 384 AI nejsou patrné žádné zmínky či návody k tomu, aby se působením ultrazvukové energie vytvářela vlastní kůrka pro stabilizaci tvaru jednotlivých polotovarů a zejména aby se zvýšila přechodná stabilita polotovaru.

Úkolem vynálezu je s přihlédnutím k výše uvedenému rozboru stavu techniky nalezení způsobu zpevňování povrchu surového masného výrobku, například surových pařených párků, surových vařených uzenin nebo surových masných produktů, přičemž výsledkem zpracování má být stabilizace tvaru jednotlivých polotovarů a současně se má zabránit tomu, aby surový produkt nežádoucím způsobem ulpíval na povrchu výrobních zařízení.

Způsobem podle vynálezu se má na povrchu masného výrobku vytvořit přirozená stabilizační a ochranná vrstva, takže například u surových párků se lze obejít bez střívka a také bez následného zrání produktu. Způsob podle vynálezu má současně zajistit zmíněnou předběžnou stabilizaci také u takových produktů, které jsou později podrobovány tepelnému nebo vysokotlakému zpracování.

-1 CZ 291784 B6

Podstata vynálezu

Uvedený úkol řeší a nedostatky známých řešení tohoto druhu do značné míry odstraňuje způsob zpevňování povrchu masných výrobků nebo surových uzenin působením ultrazvuku v průběhu 5 kontinuálního procesu, sestávající z následujících kroků:

výrazného odplynění surového produktu;

bezprostředního uvedení surového produktu do styku s povrchem jedné nebo více ultra10 zvukových sonotrod, přičemž nejméně jedna z ultrazvukových sonotrod se pro docílení rovnoměrné denaturované vrstvy vyhřívá;

vytváření tenké, hutné a tvar stabilizující koagulační vlastní kůrky na povrchu surového produktu nejméně přechodným působením ultrazvukové energie v nízkém kmitočtovém pásmu, 15 avšak s vysokou amplitudou kmitů; a předávání surového produktu k dalšímu zpracování nebo balení.

Je výhodné, jestliže surový produkt se pod tlakem vede skrze trubkové duté sonotrody.

Dále je výhodné, jestliže se používají tvarovací sonotrody.

Kromě toho je také výhodné, jestliže surový produkt se současně nebo následně podrobuje zpracování udicím roztokem nebo jinými látkami pro úpravu chuti nebo vzhledu.

Surový produkt se před ultrazvukovým zpracováním s výhodou evakuuje za účelem odplynění.

Dále je také výhodné, jestliže se surovým produktem ve styk uváděný povrch sonotrody se opatřuje ulpívání minimalizující mikrostrukturou nebo takovým strukturním povrstvením.

Obvyklým způsobem vyrobený masný výrobek se nejdříve podrobí odplynění, například evakuováním. V návaznosti na to se surový produkt uvede v bezprostřední styk s povrchem jedné nebo více ultrazvukových sonotrod, přičemž nejméně jedna z těchto ultrazvukových sonotrod se vyhřívá, to jest má vlastní teplotu, která je vyšší než teplota dosahovaná vývinem tepla při 35 vlastním procesu.

Je výhodné, jestliže surový produkt se při kontinuálním zpracování pod tlakem vede skrze trubkové duté sonotrody, přičemž si však lze představit i použití sonotrod, které budou produktu , současně dávat i jiný určitý tvar. Styčná plocha sonotrody může být opatřena strukturou, kterou 40 se minimalizuje ulpívání produktu na sonotrodách.

Ultrazvuková energie, která se aplikuje na surový produkt, má nízkou frekvenci, avšak vysokou amplitudu kmitů, přičemž výhodná je frekvenční oblast mezi 16 a 50 kHz při amplitudě ultrazvukových kmitů v rozsahu přibližně 5 až 50 jun.

Molekuly surového produktu, na které působí ultrazvuková energie, se při tomto zpracování uvedou do vlastních kmitů, čímž vzniká třecí teplo. Na povrchu produktu dochází ke koagulaci bílkovin a vytváří se požadovaná souvislá kůrka. Kombinovaným zpracováním při použití vyhřívaných ultrazvukových sonotrod lze požadovaného efektu dosáhnout optimálním způsobem, aniž 50 byly zapotřebí jinak potřebné velmi vysoké ultrazvukové energie řádu kilowatů.

Hloubka pronikání ultrazvukových vln do produktu, který je směsí bílkovin, tuku, vody, solí a koření, je nepatrná, takže se vyloučí jeho nežádoucí provaření.

-2CZ 291784 B6

V důsledku zpracování dochází na povrchu masného výrobku při průchodu skrze trubku, která je uvedena v ultrazvukové kmity a slouží jako sonotroda, k denaturaci proteinů, přičemž rovnoměrnost vytvářené stabilizační vlastní kůrky je podporována tím, že masný výrobek je do značné míry zbaven vzduchových vměstků a také tím, že zásluhou ohřevu sonotrod se dosahuje teploty přesahující teplotu vlastního ohřevu třením v průběhu procesu.

Na vstupu sonotrod lze na povrch masného výrobku například pomocí prstencové trysky nanášet kapalinu, kterou lze ovlivnit chuťové vlastnosti nebo barvu produktu. Ultrazvuk zajistí jemné a rovnoměrné rozložení kapaliny na koagulující se vrchní vrstvě. Zásluhou toho může případně odpadnout pozdější dodávání chuti například kouřem nebo dodatečné barvení, popřípadě mohou být tyto procesy takto optimalizovány.

Je však také možné, že takto na povrchu zpevněný proud masného výrobku se na výstupu sonotrod ochladí a balí nebo také podrobí dalšímu zpracování nebo ošetření, například kapalnou udicí látkou nebo podobnými chuťovými nebo vzhledovými látkami.

V jednom z provedení způsobu podle vynálezu může být masný výrobek také naplněn do dělených forem, které se připojenými sonotrodami uvedou v mechanické kmitání.

Po takto provedeném povrchovém zpracování produktu může následovat již popsané další zpracování, přičemž je možné, aby se surové produkty dočasně uložily v hluboko zmrazeném stavu nebo aby se závěrečné tepelné a/nebo vysokotlaké zpracování provedlo v bezprostřední návaznosti. Ve srovnání se známými postupy se sníží jinak nevyhnutelné ztráty bílkovin, tuku, chuťových látek a podobně a zvýší se jakost produktu. Současně lze při kontinuální výrobě zkrátit doby průchodu, takže snížení nákladů se docílí také z hlediska technologie. Popsaným způsobem podle vynálezu se také vyloučí rekontaminace v průběhu balení po pasterizaci. Při použití zmíněných tvarovacích sonotrod lze dosáhnout libovolného vzhledu či tvaru produktu.

V případě, že masnému výrobku pro grilovací klobásy se dává tvar prstence nebo spirály, zůstane tento tvar zachován a jednotlivé vrstvy masného výrobku nelpí na sobě navzájem.

Zásluhou povrchového zpracování surového masného výrobku může odpadnout jinak potřebné střívko, kterým se stabilizuje tvar, takže se také zlepší zpracovatelnost a je také možné následné zrání produktu.

Příklady provedení vynálezu

Podstata vynálezu je dále blíže vysvětlena na příkladu jeho provedení.

Masný výrobek o teplotě přibližně 8 °C se odbíral z kutru a za účelem dalšího odplynění se vedl plnicím šnekem.

Vytlačovaná hmota pak byla vedena skrze spřažené duté trubicové sonotrody, které navazovaly bezprostředně na plnicí trubici dopravního agregátu. Tlak v proudu vytlačované hmoty v dutých trubicových sonotrodách bylo možno nastavit velikostí přepravního množství, přičemž se ukázalo, že při vyšším tlaku se zlepšil přenos, popřípadě přestup ultrazvukové energie do surové hmoty.

Vyhříváním jedné z dutých sonotrod se dosáhlo zvýšení homogenity kůrky vytvářené na povrchu vystupujícího pramenu hmoty, přičemž průtočné množství mohlo být zvýšeno přibližně na 110 1/hodinu. Probíhající denaturace dosahovala přibližně do hloubky 1 mm pod povrchem masného výrobku.

-3CZ 291784 B6

Proud masného výrobku byl poté dělen napříč a vzniklé kusy byly přeneseny na děrovaný plech. Nebylo pozorováno nežádoucí ulpívání děleného proudu hmoty na povrchu plastu nebo kovu. Na sobě navzájem spočívající kusy mohly být bez pozdějšího vzájemného slepení přemístěny do plastových sáčků, které pak byly evakuovány a zahřátý na 78 °C.

Dále se úspěšně prokázalo, že je možné zpracování zpevněného povrchu masného výrobku postříkáním udicím roztokem a dosažení zhnědnutí.

V jednom z provedení dutých sonotrod byla tato dutá sonotroda zvenčí obalena topnou rohoží io a byla zjištěna povrchová teplota v oblasti kolem 140 °C. K rovnoměrnému vytváření vlastní kůrky docházelo již při nízkém ultrazvukovém výkonu přibližně 200 W. Při dopravním množství přibližně 100 1/hodinu činila spotřeba energie potřebné pro vytvoření vlastní kůrky přibližně 7 kJ/kg ultrazvukové energie a 9 kJ/kg tepelné energie.

Odpojení přívodu ultrazvuku v průběhu procesu plnění za současného intenzivního ohřevu sonotrod nevedlo, jak by se dalo očekávat, k okamžitému ulpění bílkoviny na vnitřní ploše sonotrody.

Z tohoto překvapivého poznatku lze odvodit, že účinek ultrazvuku lze primárně spatřovat 20 v zabránění dosud nevyhnutelného ulpívání na horké vnitřní straně sonotrod v průběhu procesu ohřívání. Z tohoto poznatku pak lze odvodit, že ultrazvuk především v počáteční fázi slouží ke snížení třecího odporu na vnitřní ploše ohřátých sonotrod, zatímco v průběhu procesu toto ulpívání potlačují popřípadě zcela vylučují uvolňované tuky a kapaliny. Při přerušeních výroby lze proudění opět aktivovat připojením ultrazvuku.

Potřebu ultrazvuku lze dále minimalizovat snížením třecího odporu pomocí ulpívaní minimalizujících mikrostruktur na vnitřní ploše sonotrod, a to jak v čase, tak i z hlediska energie. Je však třeba poukázat na to, že v důsledku sklonu masného výrobku ulpívat v závislosti na složení v různé míře na vnitřním povrchu sonotrod je použití ultrazvuku nezbytné.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (7)

1. Způsob zpevňování povrchu masných výrobků nebo surových uzenin působením ultrazvuku v průběhu kontinuálního procesu, sestávající z následujících kroků:

40 - výrazného odplynění surového produktu;

bezprostředního uvedení surového produktu do styku s povrchem jedné nebo více ultrazvukových sonotrod, přičemž nejméně jedna z ultrazvukových sonotrod se pro docílení rovnoměrné denaturované vrstvy vyhřívá;

vytváření tenké, hutné a tvar stabilizující koagulační vlastní kůrky na povrchu surového produktu alespoň přechodným působením ultrazvukové energie v nízkém kmitočtovém pásmu, avšak s vysokou amplitudou kmitů; a

50 - předávání surového produktu k dalšímu zpracování nebo balení.

2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že surový produkt se pod tlakem vede skrze trubkové duté sonotrody.

-4CZ 291784 B6

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se používají tvarovací sonotrody.

4. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že surový produkt se současně podrobuje zpracování udicím roztokem nebo jinými látkami pro úpravu chuti nebo vzhledu.

5. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se t í m , že surový produkt se následně podrobuje zpracování udicím roztokem nebo jinými látkami pro úpravu chuti nebo vzhledu.

6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že surový produkt se před ultrazvukovým zpracováním evakuuje za účelem odplynění.

7. Způsob podle některého z nároků 2 až 6, vyznačující se tím, že se surovým produktem ve styk uváděný povrch sonotrody se opatřuje ulpívání minimalizující mikrostrukturou nebo takovým strukturním povrstvením.