ES2318678T3 - Procedimiento para la granulacion de alimentos procesados con alto contenido en lipidos y producto del mismo. - Google Patents
Procedimiento para la granulacion de alimentos procesados con alto contenido en lipidos y producto del mismo. Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento para adaptar alimentos procesados con un alto contenido de lípidos y baja humedad en la fabricación de alimentos procesados, que comprende: introducir aire comprimido en una carcasa que incluye una sección en forma de cono truncado, en la que el aire introducido se desplaza a lo largo de una trayectoria hacia abajo a través de la carcasa, incluyendo la sección cónica, a un extremo inferior de la misma, y el aire que alcanza el extremo inferior fluye de vuelta hacia arriba y sale de la carcasa través de una salida de escape; introducir en la carcasa alimento procesado que contiene por lo menos aproximadamente un 15% en peso de contenido de lípidos y menos del 14% en peso de contenido de agua total, que queda atrapado en el aire introducido y se desplaza hacia abajo a través de la carcasa, en el que por lo menos una porción del alimento procesado se tritura antes de alcanzar el extremo inferior de la carcasa; descargar un producto granular que incluye producto alimenticio triturado desde el extremo inferior de la carcasa; combinar por lo menos una porción del producto granular y por lo menos un ingrediente alimenticio procesado diferente; y preparar un producto alimenticio procesado con los mismos.
Description
Procedimiento para la granulación de alimentos
procesados con alto contenido en lípidos y producto del mismo.
La invención se refiere en general a un
procedimiento para triturar alimentos procesados con baja humedad y
un alto contenido en lípidos para su reutilización en la fabricación
de alimentos.
En la producción de muchos tipos de productos
alimenticios, algunas porciones alimenticias procesadas no
utilizadas se abandonan a veces como guarniciones, tiras, recortes,
fragmentos, y similares, después de una pasada de lotes u otra
pasado de producción. Además, pequeñas cantidades de productos
alimenticios procesados que pueden no conformarse a una forma o
configuración deseada se pueden rechazar y no utilizar en un
producto comercial. Idealmente, estas porciones y/o pequeñas
cantidades no utilizadas se combinan con cantidades mayores para su
uso como adaptación en la producción alimenticia posterior. Esto a
menudo requiere calentamiento, molido mecánico, trituración u otras
etapas de procesamiento para volver a formar el alimento procesado
en una forma más conveniente o estable, lo que puede provocar
dificultades.
Los alimentos farináceos (que contienen almidón)
se pueden someter a gelatinización u otras transformaciones
fisicoquímicas significativas bajo tratamiento térmico o exposición
a calor asociado con operaciones de molido o trituración
convencionales. Por razones comerciales, el control de la
gelatinización del material farináceo en algunos sistemas
alimenticios es importante de que puede tener un impacto directo en
la calidad del producto final, particularmente la textura del
producto. Además, el grado de gelatinización del material farináceo
en los sistemas alimenticios también impacta en la reología de
procesamiento de una fusión/masa de almidón o producto alimenticio
similar. Esto puede aceptar a la expansión y a la cinética del
crecimiento de burbujas del producto alimenticio. Un material
alimenticio farináceo puede no ser económicamente y/o funcionalmente
útil en la producción alimenticia adicional procesada si el
contenido de almidón original se degrada de manera indebida.
Son necesarias disposiciones para reformar los
alimentos procesados secos o con baja humedad y con un alto
contenido en lípidos con una rápida velocidad de recuperación en una
forma estable, de calidad alimenticia y funcional para su
reutilización. La invención se dirige al anterior y a otras
necesidades de una manera eficiente y económicamente factible.
Una trituradora de vórtice para triturar un
material sólido substancialmente en partículas se describe en el
documento US 2003/0155454. La trituradora de vórtice incluye una o
más cámaras de trabajo, una o más entradas de fluido de trabajo y
una o más lumbreras de descarga. Una o más de las entradas de fluido
de trabajo, junto con una o más lumbreras de descarga, facilitan el
flujo del vórtice en una o más cámaras de trabajo. También hay una
o más entradas de alimentación para proporcionar la trituración del
material sólido que se descarga desde una o más lumbreras de
descarga. Además, hay un aparato para inducir perturbaciones
controladas en el flujo del fluido de trabajo en dicha una o más
cámaras de trabajo, mejorando así la trituración del material
sólido en el flujo del vórtice.
Esta invención proporciona un procedimiento para
triturar alimentos procesados con un alto contenido en lípidos en
formas granulares funcionales y de calidad alimenticia
reutilizables. Este procedimiento ejecuta el tratamiento en una
operación de corta duración, que substancialmente preserva los
aspectos funcionales deseables de los alimentos procesados que son
útiles para la fabricación adicional de los alimentos. La
trituración se puede realizar sin la necesidad de contacto del
alimento procesado de alto contenido en lípidos con cualquier parte
mecánica en movimiento. Esencialmente, todo el material alimenticio
procesador de alto contenido en lípidos de ciertos procesos se
puede incorporar en los productos alimenticios.
En algunas realizaciones, alimentos procesados
de alto contenido en lípidos y baja humedad (menor del 14% en peso
del contenido total de agua) que se pueden reformar a través de un
tratamiento de una única etapa incluyen productos alimenticios
rellenos, por ejemplo, alimentos que contienen un independiente con
base de granos en una porción que un ingrediente de relleno que
contienen lípidos en otra porción del mismo. En una realización, el
contenido de líquidos de los alimentos procesados que se pueden
tratar mediante los procedimientos del presente documento es de por
lo menos el 15% en peso, y particularmente entre el 15% en peso si
el 60% en peso. Estos productos rellenos pueden incluir, por
ejemplo, aperitivos, productos horneados o de pasta en formas
encapsulados, de sándwich, coextrusionadas. Ejemplos no limitativos
incluyen, por ejemplo, productos de masa aromatizados rellenos de
crema, productos de masa rellenos con queso, y productos de masa
rellenos con mantequilla de cacahuete, y similares. Los productos
rellenos puede incluir productos de masa de sándwich rellenos,
productos de masa rellenos enrollados, tales como galletas rellenas
o enrolladas, barras de aperitivo, y/o galletas, y similares. Por
motivos de esta invención, "alimentos procesados" incluye
alimentos de proceso acabados, así como materiales alimenticios en
crudo procesados parcialmente, tales como granos de cacao sin
corteza.
\newpage
En una realización particular, el tratamiento de
trituración de una sola etapa de cánula de manera efectiva los
alimentos procesados de alto contenido en lípidos y baja humedad que
contienen material farináceo sin inducir transformaciones
significativas o no controladas en el contenido fabricación o de
lípidos. El contenido de lípidos y almidón de los alimentos con
alto contenido en lípidos y baja humedad se mantiene
substancialmente a través del proceso de trituración, y así está
disponible para su reutilización en la producción alimenticia
posterior. También se pueden volver a utilizar con niveles
relativamente altos en líneas de producción de alimentos
adicionales.
En algunas realizaciones, el tratamiento de
trituración de una sola etapa de alimentos procesados de alto
contenido en lípidos y bajo humedad se realiza como un proceso de
trituración en el cual aire comprimido y los alimentos procesados
con alto contenido en lípidos y baja humedad se introducen por
separado en una carcasa que incluye una sección en forma de cono
truncado. Después de la introducción, el aire comprimido se desplaza
generalmente a lo largo de una trayectoria hacia abajo a través de
la carcasa hasta que alcanza un extremo inferior de la misma. El
aire fluye de vuelta hacia arriba desde el extremo inferior de la
carcasa a una región central de la misma hasta que sale de la
carcasa través de un conductor de escape. El alimento procesado de
alto contenido en lípidos y baja humedad se introduce de manera
separada en un extremo superior de la carcasa, y el alimento se
queda atrapado en el aire que se desplaza hacia abajo a través de la
carcasa hasta que alcanza el extremo inferior de la carcasa.
Durante este movimiento del alimento procesado
desde el extremo superior de la carcasa hacia abajo a su extremo
inferior, el alimento procesado por lo menos se procesa físicamente.
El alimento también se puede deshidratar mediante el uso de aire
comprimido calentado, en el cual se suspende en el sistema de flujo
de aire dinámico generado en el interior de la carcasa, en la
extensión que la temperatura del aire se mantiene por debajo de la
temperatura de fusión del contenido de lípido del alimento que se
procesa. Durante la misma operación unitaria, el alimento se
desintegra en pequeñas partículas en un periodo de tiempo
extremadamente corto. Cantidades significativas del alimento
procesado de alto contenido en lípidos y baja humedad introducido se
pueden triturar antes de alcanzar un extremo inferior de la
carcasa. Como tal está trituración del alimento procesado de alto
contenido en lípidos y baja humedad en forma granular se puede
conseguir sin la utilización de un dispositivo de triturado con
partes mecánicas en movimiento.
En consecuencia, en estas realizaciones, un
producto en partículas sólido que incluye alimentos triturados se
recupera desde el extremo inferior de la carcasa, mientras que el
aire y cualquier vapor de humedad liberado del alimento durante el
procesamiento en el interior de la unidad se retiran del sistema a
través del conducto de escape. En una realización particular, la
carcasa es una estructura en dos partes incluye una carcasa superior
de forma cilíndrica en la cual el aire comprimido y el producto
procesado de alto contenido en lípidos y baja humedad se introducen
por separado, y la carcasa cilíndrica se unen y se comunica de
manera fluida con una carcasa inferior que tiene la forma de cono
truncado que incluye el extremo inferior de la estructura total
desde la cual se dispensa el material alimenticio procesado.
La trituración de alimentos procesados de alto
contenido en lípidos y baja humedad según las realizaciones de esta
invención ofrece numerosas ventajas sobre los sistemas
convencionales de la eliminación de alimentos procesados de alto
contenido en lípidos y baja humedad. En primer lugar, los costes
asociados con de transporte y la eliminación de un producto
alimenticio se reducen o se eliminan. El tratamiento de trituración
hace posible producir un producto alimenticio granular a partir de
alimentos procesados de alto contenido en lípidos y bajo humedad
con un procedimiento de temperatura relativamente baja y corta
duración. El tratamiento de trituración preferiblemente se puede
conseguir como una operación de una sola etapa sin perjudicar a los
atributos funcionales deseables de material alimenticio, y sin
requerir la realización de diferentes procesos en diferentes
equipos. Además, el proceso se puede realizar en un modo continuo,
ya que el aire comprimido se retira de manera continua del sistema
después de arrastrar el alimento hacia abajo través de la carcasa a
su extremo inferior, y el material del producto alimenticio
triturado se puede retirar del extremo inferior de la carcasa. Se
deja relativamente poco de cualquier residuo alimenticio en las
paredes internas de la unidad de procesamiento, haciendo fácil su
limpieza y facilitando su cambio a un tipo diferente de alimentos
procesados para su procesamiento en el interior de la unidad. Estas
ventajas reducen la complejidad del proceso, el tiempo de
protección, y los costes de producción y mantenimiento.
Otras características y ventajas de la invención
se harán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada
de realizaciones preferidas de la invención con referencia a los
dibujos, en los cuales:
La figura 1 es un diagrama de flujo de un
procedimiento para procesar y reutilizar alimentos procesados de
alto contenido en lípidos y baja humedad según una realización de
esta invención.
La figura 2 es una vista esquemática de un
sistema útil para el procesamiento de alimentos procesados de alto
contenido en lípidos y baja humedad, según una realización de esta
invención.
La figura 3 es una vista en sección transversal
de una unidad de ciclón utilizada en el sistema de procesamiento
representado en la figura 2.
La figura 4 es una vista esquemática de un
sistema útil para el procesamiento de alimentos procesados de alto
contenido en lípidos y baja humedad según otra realización de esta
invención.
Las características mostradas en las figuras no
están necesariamente dibujadas a escala. De una manera similar, los
elementos numerados en diferentes figuras representan componentes
similares a menos que se indique lo contrario.
Realizaciones preferidas de la invención se
describirán a continuación con referencia específica al procesado
único de alimentos procesados de alto contenido en lípidos, y
particularmente alimentos procesados con alto contenido en lípidos
y baja humedad. Para los propósitos del presente documento, el
término "baja humedad" se utiliza para caracterizar un
material alimenticio que significa un material alimenticio que
contiene menos de aproximadamente el 14% en peso de contenido total
de agua, como líquido, hielo y/o vapor. El término "alto
contenido en lípidos" se utiliza para caracterizar un material
alimenticio que significa un material alimenticio que contiene no
menos de aproximadamente un 15% en peso de contenido total de
lípidos. Tal como se indica, "alimentos procesados" abarca
alimentos de proceso acabados, así como materiales alimenticios en
crudo parcialmente procesados, tal como granos de cacao sin
corteza.
En general, el alimento procesado con alto
contenido en lípidos y baja humedad se somete a trituración en un
pequeño tamaño de partículas en un corto periodo de tiempo en un
proceso de trituración realizado en una operación unitaria. En
general, el proceso de trituración se implementa en un sistema de
tipo ciclónico, que se puede accionar de una manera en la cual el
alimento procesado con alto contenido en lípidos y baja humedad se
puede actuar físicamente de una manera beneficiosa. Un producto
alimenticio triturado se obtiene en una forma granulada (por
ejemplo, un particulado fino sólido).
Para los propósitos del presente documento,
"triturar" una partícula significa romper, pulverizar,
erosionar, desgastar o frotar la partícula para romperla en
partículas menores y/o liberar partículas menores, incluye
mecanismos que implican el contacto entre partículas en movimiento
y/o entre una partícula en movimiento y una superficie estática; y
"secado" significa deshidratación, es decir, reducir el
contenido de humedad.
Con referencia la figura 1, en esta realización
ilustrada no limitativa el alimento procesado con alto contenido en
lípidos y baja humedad se recoge en proceso o partir del producto
alimenticio acabado (etapa 1), opcionalmente se enfría (etapa 2)
y/o el aire de procesamiento se enfría (etapa 3), a continuación el
alimento se somete a un tratamiento de trituración (etapa 4), y el
producto alimenticio granular resultante del mismo o
"adaptación" se hace disponible para su reutilización como
ingrediente alimenticio (etapa 5).
En una etapa opcional (etapa 2), el producto
alimenticio procesado se puede enfriar previamente antes de su
introducción en la unidad de procesamiento ciclónica aquí descrita
para inhibir además la fusión respecto al contenido del lípido del
alimento procesado. El alimento procesado se enfría a una
temperatura suficiente para enfriar el contenido de lípido del
alimento a una temperatura por debajo de la temperatura de fusión
del lípido, particularmente el lípido presente que tiene la
temperatura de fusión más baja. Esto ayuda a proteger la integridad
de la porción de lípidos y evitar la aglomeración o adhesión del
material alimenticio a las paredes interiores de la unidad de
procesamiento durante el proceso de trituración. Si las condiciones
de la temperatura del aire ambiental están por debajo del punto de
fusión del contenido de lípidos del alimento procesado, la
necesidad de enfriar el aire o suministrarse se puede reducir o
eliminar. En una realización, la temperatura del material
alimenticio procesado con alto contenido en lípidos (etapa 2), y/o
el aire de procesamiento (etapa 3) que se utilizará en el proceso
de granulación, tal como se describe en mayor detalle a
continuación, se enfría a aproximadamente 70ºF o menos antes de la
introducción en la unidad de procesamiento ciclónica.
Al completar la etapa 4, un producto alimenticio
granular se obtiene que es adecuado para su uso en comestibles. Por
ejemplo, el producto alimenticio granulado obtenido retiene
substancialmente su aroma y atributos funcionales a lo largo del
tratamiento de trituración. Por ejemplo, cuando el alimento con alto
contenido en lípidos y baja humedad es un producto alimenticio que
contiene farináceos, el contenido de almidón residual de los
alimentos con alto contenido en lípidos y baja humedad que
permanece después de cualquier cocción anterior u otro tratamiento
térmico que se realizan sobre el alimento procesado se mantiene
substancialmente a lo largo del proceso de trituración según la
presente invención, y así está funcionalmente disponible para su
reutilización. También se puede volver a utilizar en niveles
relativamente altos en líneas de producción de alimentos
adicionales.
El producto alimenticio granular también se
puede almacenar de una manera estable hasta que se vuelve a utilizar
en una producción de alimentos posterior. El producto alimenticio
granulado se puede utilizar como ingrediente alimenticio en el
mismo tipo de línea de producción de alimentos procesados a partir
del cual se ha recogido como material de producto no utilizado, o
en una línea de producción de alimentos procesados de tipo diferente
en la cual su aroma o atributos funcionales pueden ser deseables o
útiles.
Con referencia ahora a las figuras 2 y 3, se
describen a continuación detalles de una disposición de un equipo
de ejemplo que funciona para conducir el triturado del alimento
procesado con alto contenido en lípidos y baja humedad en la etapa
4 de la figura 1. El alimento procesado con alto contenido en
lípidos y baja humedad que se introduce en el sistema ciclónico
para su tratamiento en el proceso de esta invención se puede derivar
de la fabricación de alimentos comerciales otras fuentes de
materiales alimenticios procesados con alto contenido en lípidos y
baja humedad. El alimento procesado con alto contenido en lípidos y
baja humedad puede ser en forma de piezas completas discretas tal
como se han fabricado de manera original, o como porciones, partes,
fragmentos, trozos, y similares.
Con referencia a la figura 2, se muestra un
sistema de ejemplo 100 para realizar la trituración de un alimento
procesado con alto contenido en lípidos y baja humedad según una
realización del proceso de esta invención. El ciclón 101 es una
carcasa estructural que comprende dos secciones en comunicación
fluida: una carcasa cilíndrica superior 103 que define una cámara
104; y una carcasa inferior en forma de cono truncado 105 que define
una cavidad 106. Las carcasas superior e inferior son estructuras
anulares en las cuales una pared o cubierta sólida encierra un
espacio interior. En esta ilustración, la carcasa superior 103 tiene
un diámetro en sección transversal generalmente uniforme, mientras
que la carcasa inferior 105 se estrecha en el interior hacia su
extremo inferior 112. En una realización no limitativa, el ángulo de
estrechamiento \alpha de la carcasa inferior 105 puede variar
entre aproximadamente 66 y aproximadamente 70 grados (ver la figura
3). Para los propósitos del presente documento, la terminología
"carcasa" significa una estructura que encierra una cámara,
cavidad, o espacio en más de un lado.
El aire comprimido 116 y el alimento procesado
102 con alto contenido en lípidos y baja humedad se introducen por
separado en el ciclón 101 en la carcasa superior 103. El alimento
procesado con alto contenido en lípidos y baja humedad se descarga
como partículas sólidas 113 del extremo inferior 112 del ciclón 101.
Un mecanismo de válvula opcional 111, tal como una válvula rotativa
o un cierre de aire rotativo, se muestra que permite la extracción
de alimento sólido y seco del ciclón sin interrumpir el
funcionamiento continuo del sistema, y que minimiza la fuga del
aire introducido del ciclón 101. Alternativamente, se puede instalar
opcionalmente un eje de extensión cilíndrico hueco (no
representado) en el extremo inferior 112 del ciclón 101 para ayudar
a dirigir el producto granulado al interior de un receptáculo o
similar situado por debajo del ciclón. En ausencia de un mecanismo
de válvula en el extremo inferior 112 del ciclón 101, el aire
presurizado introducido en el ciclón también escapar a del ciclón
101 a través de una abertura 111 en el extremo inferior 112 del
ciclón. Esta pérdida de aire adicional puede necesitar que se
compense con la velocidad de alimentación de aire de entrada para
mantener una condición de presión de aire deseada en el interior del
ciclón tal como aumentándola suficiente para desplazar la pérdida
de aire que se produce en el fondo del ciclón y en la corriente de
gas 114 de escape.
El aire, y posiblemente una pequeña cantidad de
vapor de humedad liberado del alimento con alto contenido en
lípidos y baja humedad durante el tratamiento en el ciclón 101, se
liberan como gases 114 de escape del ciclón a través de un manguito
107 y un conducto 109 de escape. Alguna cantidad nominal de residuos
ligeros se puede liberar del alimento durante su procesamiento en
el ciclón, y se puede eliminar con la corriente de gas 114 de
escape. La corriente de gas 114 de escape se puede filtrar
opcionalmente con partículas, y/o limpiar para retirar los
compuestos volátiles u otros compuestos, tal como utilizando un
módulo de lavado separado, por ejemplo un limpiador de tipo de
lecho empaquetado, antes de ventilarlo a la atmósfera (por ejemplo,
ver la figura 4, característica 1141). Un dispositivo de tamizado
115 se describe aquí en detalle más adelante.
Para introducir el aire comprimido 116 en el
ciclón 101, un mecanismo 121 de presurización de aire, tal como un
soplador o compresor de aire, genera una corriente de aire
comprimido con alto volumen y alta velocidad que se conduce a
través de conductos 125 de aire a través de una unidad 123 de
refrigeración, y desde ahí se introduce en la carcasa superior 103
del ciclón 101. El término "aire comprimido" se refiere a aire
comprimido a una presión por encima de la presión atmosférica, por
ejemplo, por encima de 14,7 psia (libras/pulgadas^{2} absolutas)
(0,1 MPa). El calentamiento del aire comprimido antes de su
introducción en el ciclón 101 ordinariamente no es deseable o
necesario para las realizaciones del presente documento, aunque en
ciertas situaciones, tal como se describe posteriormente, puede ser
útil. El calentamiento del aire comprimido generalmente no se desea
porque puede introducir la fusión de cualquier porción sensible al
calor del material alimenticio procesado que se procesa en el
ciclón. En una realización, el aire comprimido se enfría a una
temperatura por debajo de la temperatura de transición vítrea de
una porción sensible al calor del material suministrado comestible
antes de que se introduzca en el ciclón 101. En una realización
particular, el aire se enfría a una temperatura de 35 a 75ºF (1,6 a
23,9ºC), particularmente de 40 a 70ºF (4,4 a 21,1ºC), y más
particularmente de 60 a 70ºF (15,6 a 21,1ºC). En otra realización,
el aire se puede introducir en el ciclón a temperatura ambiente sin
calentarse siempre que la extensión de que la temperatura del aire
esté por debajo de la temperatura de fusión de la porción de
lípidos del alimento que se procesa. Es decir, si la temperatura del
aire tal como se descarga del compresor 121 está por debajo de la
temperatura de fusión de los componentes de lípidos del alimento
que se procesa, puede no ser necesario conducir el aire a través del
refrigerador de aire 123 en un modo operativo antes de que el aire
se suministre al interior del ciclón. La temperatura del aire
ambiental y cualquier cambio de temperatura del aire asociada con
la compresión se monitorizan preferiblemente antes de enviar el
aire sin uso del refrigerador de aire. El refrigerador de aire 123
puede ser un dispositivo de intercambiador térmico. El refrigerador
de aire 123 puede ser una unidad de intercambiador de calor
comercial o industrial, a una unidad de refrigeración o cualquier
dispositivo de enfriamiento adecuado, por ejemplo, una unidad de
refrigeración capaz de reducir la temperatura de un aire de proceso
de flujo continuo a 10ºF (aproximadamente 6ºC) de la temperatura
del refrigerante.
El aire comprimido 116 introduce en la cámara
104 substancialmente de manera tangencial respecto a la pared
interna 108 de la carcasa superior 103. Esto se puede realizar, por
ejemplo, dirigiendo la corriente de aire 116 a una pluralidad de
orificios 120 (por ejemplo, 2 a 8 orificios) separados
circunferencialmente alrededor imprevistos a través de la pared 108
de la carcasa superior 103, a través de los cuales se introduce la
corriente de aire. Unas placas de deflexión 122 se pueden montar en
la pared interna 108 de la carcasa superior 103 para desviar la
corriente de entrada de aire en una dirección substancialmente
tangencial a la pared interna 108 según una disposición que se ha
descrito, por ejemplo, en la publicación de la solicitud de patente
US 2002/0027173 A1. El aire comprimido se puede introducir en la
carcasa superior 103 del ciclón 101 en una dirección antihoraria u
horaria.
\newpage
El aire introducido 10 generalmente se puede
presurizar además de manera ciclónica en la cámara 104 y la cavidad
106. Debido a las fuerzas centrífugas presentes en el ambiente
ciclónico, se piensa que la presión más próxima a los extremos
externos de la cavidad 106 es substancialmente mayor que la presión
atmosférica, mientras que la presión más cerca del eje central de
la cavidad 106 es menor que la presión atmosférica. Tal como se
muestra en la figura 3, como una ilustración no limitativa, después
de introducirse en la carcasa superior 103, el aire comprimido 116
se mueve en espiral o se desplaza de otra manera generalmente a lo
largo de una trayectoria hacia abajo grande como un vórtice 13 a
través de la carcasa superior 103 y la carcasa inferior en forma de
cono 105 hasta que alcanza un extremo inferior 112 de la misma. En
esta ilustración, cerca del extremo inferior 112 de la cavidad 106
definida mediante las paredes internas 123 de la carcasa inferior
105, la dirección hacia abajo el movimiento del aire está
invertida, y el aire (y cualquier vapor de humedad liberado del
alimento durante el tratamiento con el ciclón 101) gira de vuelta
hacia arriba como un vórtice menor 15 generalmente en el interior
del vórtice mayor 13. El vórtice menor 15 fluye de vuelta hacia
arriba desde el extremo inferior 112 de la carcasa inferior 105 en
una región central 128 situada aproximadamente cerca del eje central
129 del ciclón 101 y generalmente en el interior del vórtice mayor
13. El vórtice menor 15 fluye hacia arriba hasta que sale de la
carcasa a través del manguito 107 y a continuación por el conducto
109 de escape.
Se pueden interponer opcionalmente medios de
rotura del vórtice (no representados) por debajo en el interior del
extremo inferior 112 para facilitar la transición del vórtice mayor
13 al vórtice menor 15. Se conocen varias disposiciones para romper
el vórtice para ciclones, tal como la introducción de una cubierta
en forma de caja en el fondo de la carcasa cónica.
El alimento procesado 102 con alto contenido en
líquidos y baja humedad se introduce por separado en la carcasa
superior 103. El alimento procesado con alto contenido en líquidos y
baja humedad cae por gravedad hacia abajo en la cámara 104 hasta
que queda atrapado en el vórtice 13 en el interior del ciclón 101.
Preferiblemente, el alimento procesado con alto contenido en
lípidos y baja humedad se introduce en la carcasa superior 103 en
una orientación de manera que caerá en el vórtice del ciclón 13
generado en el ciclón 101, donde está colocado en el espacio entre
el manguito 107, y la pared interna 108 de la carcasa superior 103.
Esta técnica de alimentación sirve para minimizar la cantidad de
alimento procesado con alto contenido en líquidos y baja humedad que
puede caer inicialmente en las porciones de extremo internas o
radiales externas del vórtice, donde las fuerzas ciclónicas que
experimenta el alimento pueden ser menores. Tal como se indica, el
material alimentado 102 se puede enfriar previamente antes de
introducirse en el ciclón 101 mediante un almacenado previo o
transporte del material alimentado en o a través de cualquier
dispositivo de enfriamiento adecuado 1020 adecuado para ese
propósito, por ejemplo, tal como un intercambiador de calor
comercial o industrial o una unidad de refrigeración. El alimento
atrapado se desplaza en el vórtice 13 del aire en espiral o se
desplaza de otra manera hacia abajo a través de la carcasa inferior
105 hasta que alcanza el extremo inferior 112 de la carcasa inferior
105. Durante esa trayectoria de flujo hacia abajo, los efectos de
la trituración en el alimento se pueden producir en momentos
diferentes y en lugares diferentes durante la trayectoria de flujo
hacia abajo del alimento a través del ciclón. Aunque no se desea
estar ligado a cualquier teoría, se piensa que el gradiente de
presión y las fuerzas de Coriolis, las explosiones de cavitación y
la interacción de las colisiones entre las partículas alimenticias
atrapadas en el aire presurizado de manera ciclónica alta velocidad
pueden romper violentamente la estructura física de ese material
alimenticio. Alternativamente, o además, la fuerza centrífuga del
vórtice puede mover el material alimenticio de manera forzada
contra las paredes internas 108 y 123 de la carcasa. Estos modos de
desgaste, individualmente o en combinación, u otros modos de
desgaste que se pueden producir en el ciclón que no se pueden
entender completamente, producen la desintegración (trituración) del
alimento junto con el secado del mismo. Como resultado, durante
este movimiento del alimento desde la carcasa superior 103 hacia
abajo al extremo inferior 112 de la carcasa inferior 105, el
alimento procesado se procesa físicamente de maneras beneficiosas.
La unidad 101 no requiere ninguna parte mecánica en movimiento para
realizar la trituración del alimento procesado.
En una realización adicional de la invención, el
producto 113 en partículas sólidas descargadas se puede tamizar,
tal como utilizando un tamiz, tal como un tamiz del filtro u otro
mecanismo 115 de separación/clasificación de partículas adecuado,
para clasificar y separar la fracción más fina del alimento
triturado 1130 en el producto en partículas sólidas 113 que tiene
tamaños de partículas que satisfacen un criterio de tamaño, tal como
ser menor de un tamaño predeterminado, que son adecuadas para un
procesamiento después de la trituración, a partir de la fracción
1131 de producto más gruesa. La fracción de producto más gruesa
(sobredimensionada) 1131 se puede redirigir en la carcasa superior
del ciclón para un procesamiento adicional en el mismo. Una cinta
transportadora (no representada) se podría utilizar para
transportar mecánicamente el material más grueso redirigido de
vuelta a los medios 127 de introducción de alimentación u otros
medios de introducción en la carcasa superior 103 del ciclón 101.
Además, los medios 127 de introducción de alimentación pueden ser
una cinta transportadora inclinada, un alimentador de tornillo,
etc. (por ejemplo, ver la figura 4, característica 1270), que
transporta el material alimentado a la cámara 104 del ciclón 101 en
la carcasa superior 103.
Se apreciará que el manguito 107 se puede mover
de manera controlable hacia arriba y hacia abajo en diferentes
posiciones verticales en el interior del ciclón 101. En general, el
manguito inferior 107 está separado respecto a la cavidad 106, el
volumen total combinado menor del ciclón 101 está disponible para la
circulación de aire. Como el volumen del aire que se introduce
permanece constante, esta reducción del volumen provoca un flujo de
aire más rápido, provocando un mayor efecto ciclónico en la cavidad
106 y, en consecuencia, provocando que el alimento se triture para
circular más en la cámara 104 y en la cavidad 106. Elevar el
manguito 107 generalmente tiene el efecto opuesto. Para unas
condiciones de alimentación y operativas dadas, la posición
vertical del manguito 107 se puede ajustar para mejorar la
eficiencia y rendimiento del proceso.
Además, se puede prever un amortiguador 126 en
el conducto 109 de escape para controlar el volumen de aire que se
permite que escape de este en la región central de baja presión de
la cavidad 106 a la atmósfera ambiental, que puede afectar a las
velocidades ciclónicas y los gradientes de las fuerzas en el
interior del ciclón 101. Además del amortiguador opcional, la
unidad 101 generalmente no requiere ninguna parte móvil para su
funcionamiento, y particularmente respecto a la realización de la
acción de trituración que se produce en el interior de la
unidad.
Mediante la alimentación de manera continua de
alimento procesado en el ciclón 101, se obtiene una producción
continua de material 113 de producto alimenticio triturado. Un
ejemplo no limitativo de un aparato comercial que se puede utilizar
de una manera continua mientras se procesa el alimento según el
proceso de esta invención es un aparato WINDHEXE, fabricado por
parte de Vortex Dehydration Systems, LLC, Hanover Maryland, U.S.A.
La descripción de este tipo de aparatos se indica en la publicación
de la solicitud de patente US 2002/0027173 A1.
El sistema ciclónico 100 proporciona energía
mecánica para desintegrar y granular el alimento procesado. El
alimento que sale del ciclón 101 presenta una forma de tipo de
partículas sólidas que puede fluir, que puede ser un material en
polvo o a modo de harina.
La unidad 101 de procesamiento se puede dejar
relativamente limpia y ordenada, ya que el material procesado con
altos contenidos líquidos y baja humedad no tiende a pegarse como
residuo en las paredes internas de la unidad de procesamiento
utilizada para triture el material en forma granular. Esto puede
facilitar cualquier cambio deseado para el procesamiento de un tipo
diferente de material alimentado en la misma unidad. En un esquema
de procesamiento para procesar alimentos procesados con alto
contenido en lípidos y baja humedad, la introducción del aire
comprimido en el ciclón comprende suministrar aire comprimido a una
presión entre 10 psig (0,07 MPa) y 100 psig (0,7 MPa),
particularmente entre 20 psig (0,14 MPa) y 35 psig (0,24 MPa), y
más particularmente entre 26 psig (0,18 MPa) y 32 psig (0,22
MPa).
La velocidad de introducción volumétrica del
aire comprimido en el ciclón está comprendida entre 500 pies
cúbicos por minuto (CFM) (0,24 m^{3}/s) a 10.000 cfm (4,72
m^{3}/s), particularmente entre 1.000 CFM (0,47 m^{3}/s) y
6.000 CFM (2,83 m^{3}/s), y más particularmente entre 1.500 pies
cúbicos por minuto (0,71 m^{3}/s) a 3.000 pies cúbicos por minuto
(1,42 m^{3}/s).
La velocidad de alimentación del alimento
procesado de alto contenido en lípidos y baja humedad puede variar,
pero generalmente puede estar entre 1 y 300 libras por minuto (7,6
g/s a 2268 g/s), particularmente de 50 a 150 libras/min (378 g/s a
1134 g/s), para un ciclón de diámetro (máximo) de 1 a 10 pies (30 cm
a 300 cm). El diámetro del ciclón puede ser de, por ejemplo, entre
1 y 10 pies (30 cm a 300 cm), particularmente de 1 a 6 pies (30 cm
a 150 cm) de diámetro.
El alimento procesado de alto contenido en
lípidos y baja humedad se puede procesar en la disposición de ciclón
indicada anteriormente en un periodo de tiempo muy corto. En una
realización, al introducir el alimento procesado de alto contenido
en lípidos y baja humedad en el ciclón, un producto granulado del
mismo se descarga de la unidad de procesamiento en 15 segundos, y
particularmente entre 1 y 5 segundos. Los componentes volátiles
también se pueden manipular realizando el escape del ciclón a través
de una unidad de lavado y similares después de que salga de la
unidad de ciclón.
Substancialmente todo el alimento procesado de
alto contenido en lípidos y baja humedad introducido se puede
descargar como producto procesado en este corto periodo de tiempo.
Las temperaturas de procesamiento indicadas anteriormente y las
duraciones aplicadas durante la trituración del alimento procesado
de alto contenido en lípidos y baja humedad generalmente son lo
suficientemente bajas para ayudar a evitar cualquier cambio
significativo no deseado en la estructura del almidón, u otros
atributos fisicoquímicos relevantes para el procesamiento del
alimento, que se producen durante el tratamiento de trituración tal
como se ha descrito en el presente documento. Cualquier contenido
de almidón presente en el alimento procesado de alto contenido en
lípidos y baja humedad (antes de la granulación) se mantiene
substancialmente intacto a lo largo del tratamiento de trituración
realizado según esta invención en el alimento procesado de alto
contenido en lípidos y baja humedad. La trituración convencional
generalmente utiliza partes en movimiento para realizar el desgaste
de un material, que tiende a generar un calor localizado. Un calor
intenso o indebidamente elevado puede aumentar el riesgo de
degradación de las características funcionales alimenticias
deseables.
En una realización, el alimento procesado de
alto contenido en lípidos y baja humedad utilizado como material
alimenticio de un proceso de trituración contiene generalmente por
lo menos un 15% en peso, y particularmente entre un 15% en peso y
un 60% en peso, de contenido de lípidos, y menos del 14% en peso de
humedad, y generalmente entre el 1% en peso y el 14% en peso de
humedad cuando se introduce en el ciclón 101 del sistema 100. El
aire comprimido suministrado al ciclón, de manera ordinaria, no
está normalmente calentado, o por lo menos no está calentado a una
temperatura que se aproxima de manera cercana o supere una
temperatura de fusión de un componente de lípido del material
alimenticio que se procesa. En una realización, el material
alimenticio se procesa a una temperatura fría o por lo menos no
caliente de 65 a 75ºF (18 a 24ºC), o temperaturas inferiores. La
porción triturada (granulada) del producto alimenticio obtenida a
partir del proceso generalmente contiene entre un 1% en peso y un
14% en peso de contenido de humedad.
\newpage
Puede ser necesario deshumidificar el aire
comprimido antes de que se introduzca en la unidad de ciclón en
condiciones de humedad relativa (RH) alta (por ejemplo, RH mayor del
50%) para asegurar que el material alimentado se puede desgastar en
forma granular y no se crea una masa pegajosa o pastosa en el
interior del ciclón. El aire se puede deshumidificar usando una
unidad de bobina de refrigeración convencional o dispositivo similar
utilizado para la deshumidificación del aire del proceso (por
ejemplo, véase la figura 4, característica 1231). El
deshumidificador o secador de aire 1231 puede ser una unidad
comercial para propósitos generales, por ejemplo un secador de aire
Modelo MDX 1000 de Motivair, Amherst, NJ.
El intercambiador de calor (refrigerador) 123,
el deshumidificador 1231 y un calentador 1232 que típicamente no se
utiliza en las realizaciones prácticas de esta invención, son
unidades de un subsistema representado como un módulo de
tratamiento de aire 1233 en la figura 4. Tal como se indica en la
figura 4, se pueden usar válvulas de control y similares para
controlar y dirigir de manera selectiva el flujo de aire a través de
las diferentes unidades de tratamiento de aire en el módulo
1233.
El producto alimenticio triturado obtenido
mediante un proceso de triturado preferiblemente tiene tamaños de
partícula comercialmente útiles. En una realización, el producto
alimenticio seco y triturado obtenido mediante el procesamiento del
alimento procesado de alto contenido en lípidos y baja humedad según
una realización de esta invención puede tener generalmente un
tamaño de partículas promedio de 1 micrómetros a 1.000 micrómetros,
particularmente de 2 a 1.000 micrómetros. En una realización, el
producto sólido en partículas obtenido en el fondo del ciclón
comprende por lo menos un 50% de producto alimenticio triturado que
tiene un tamaño de partículas promedio de 1 micrómetros a 1.000
micrómetros.
El producto alimenticio granular obtenido según
realizaciones de esta invención es comestible y se puede utilizar
en una amplia variedad de productos alimenticios para una variedad
de propósitos. El producto alimenticio granulado preferiblemente no
tiene un sabor u olor desagradable, y se puede procesar fácilmente
con pastas, carnes procesadas, y otros alimentos procesados sin
pérdida de calidad. Por ejemplo, el producto alimenticio granulado
de las realizaciones de esta invención sirve como reemplazo
económico para los ingredientes originales utilizados en estos
productos alimenticios. El producto alimenticio granulado tiene
capacidad para contribuir al aroma y a la función sin impactar de
manera adversa a estos productos alimenticios. El producto
alimenticio granulado obtenido generalmente es estable en
almacenamiento, y se puede utilizar para impartir aroma y/o
propiedades funcionales a un producto alimenticio que se fabrica
después de muchos meses de almacenamiento del producto alimenticio
granulado, tal como hasta doce meses de vida de almacenamiento o
más.
El alimento procesado de alto contenido en
lípidos y baja humedad que se puede utilizar como el material
alimentado en el proceso de esta invención se puede derivar de la
fabricación comercial de alimentos u otras fuentes del alimento
procesado de alto contenido en lípidos y baja humedad.
En algunas realizaciones preferidas, los
alimentos procesados de alto contenido en lípidos y baja humedad
que se pueden tratar comprenden productos rellenos que incluyen una
porción de relleno que contiene lípidos y una porción con base de
granos utilizada en una porción de sándwich, encapsulada, enrollada,
enfundada o envuelta.
La porción de relleno que contiene lípidos puede
incluir una crema de relleno que contiene una composición grasa u
oleaginosa que es comestible y suave o "se puede extender" a
temperaturas de almacenamiento ordinarias. Por ejemplo, se han
utilizado cremas de relleno en productos hechos al horno de
diferentes maneras, que pueden estar presentes en alimentos
procesados granulados según las realizaciones del presente
documento. Una crema de relleno se puede utilizar como un material
de relleno laminado o de "sándwich" entre dos galletas o
crackers (galletas saladas), o alternativamente se puede insertar
en una pasta hecha al horno y otro producto alimenticio mediante
inyección o coextrusión, o encapsulación.
Las cremas de relleno de este tipo, por ejemplo,
pueden comprender una composición grasa u oleaginosa, azúcar, y
aromas como ingredientes principales. Las grasas y las composiciones
oleaginosas se pueden obtener a partir de numerosas fuentes de
lípidos comestibles y pueden comprender numerosas mezclas de
aceites, tanto fraccionados como no fraccionados, y que tienen
varios grados de hidrogenación. La grasa o composición oleaginosa de
la crema de relleno puede incluir grasas o aceites animales y/o
vegetales. La grasa o composición oleaginosa puede comprender, por
ejemplo, un índice graso del 15 al 34 por ciento de material sólido
a 70ºF (21,1ºC), y del 0,7 al 6 por ciento de material sólido a
92ºF (33,3ºC).
Una composición de crema de relleno, por
ejemplo, puede contener del 30 al 60% en peso de grasa o contenido
oleaginoso, y el resto puede incluir uno o más de azúcar, sustituto
de azúcar, aromas, productos lácteos, ayudas de procesamiento, y
similares, suficientes para proporcionar una composición cremosa que
se puede extender. Aromas y extractos adecuados están
comercialmente disponibles, e incluyen, por ejemplo, vainilla,
chocolate, café, mantequilla de cacahuete, menta, queso, y
similares. El producto lácteo puede ser, por ejemplo, leche seca no
grasa. La composición de relleno puede comprender una formulación
cremosa que se puede extender que tiene una densidad de 0,7 a 0,85.
Otras composiciones de relleno que contienen lípidos pueden existir
y utilizarse.
Los productos rellenos pueden incluir porciones
con base de granos, por ejemplo, materiales con base de pasta, tal
como masa de base para emparedar o envolver una porción de relleno
de los productos rellenos. Los materiales con base de granos pueden
incluir una o más partes principales de granos de cereal, tales como
el pericarpio o salvado (capa externa del grano), el endospermo
(albumen farináceo que contiene almidón), o el germen (embrión de
la semilla). Ejemplos son granos de cereales, sémolas, harinas,
almidones, o glútenes, obtenidos a partir de la trituración de
granos de cereales, tales como trigo, maíz, avena, cebada, arroz,
centeno, sorgo, milo, soja, leguminosas, granos de soja, triticale,
y mezclas de los mismos, así como varios materiales de triturado
tales como estos granos de cereales, tales como salvado. En una
realización, el alimento procesado de alto contenido en lípidos y
baja humedad puede contener generalmente, sobre una base seca, una
porción con base de granos que contiene del 1 al 99% en peso, y
particularmente del 5 al 95% en peso de ingredientes con base de
granos, y su resto puede estar comprendido con materiales
alimenticios agrícolas con base de no granos, y/o aditivos
alimenticios.
En una realización, la porción con base de
granos comprende un material farináceo, y particularmente un
material farináceo obtenido o derivado de grano(s) de
cereal. Los materiales farináceos incluyen los granos de cereal,
sémolas o harinas, así como productos alimenticios tuberosos, tales
como patatas, tapioca o similares y harinas de los mismos. Estos
materiales que contienen almidón se pueden procesar sin incurrir en
gelatinización indebida u otros cambios indeseables. La unidad de
trituración aquí descrita permite utilizar un procesamiento de
relativamente corta duración y baja temperatura, que está pensado
para ayudar para inhibir y evitar las transformaciones del almidón
(por ejemplo la gelatinización) durante el procesamiento. Si la
porción con base de granos comprende pasta horneada, por ejemplo
una pasta base, no es necesario que se prepare a partir de una
fórmula especial, y puede incluir harina, agua, grasa o reductor,
azúcar y otros ingredientes estándar de la pasta. En productos de
sándwich rellenos, la pasta base se puede preparar para ser
relativamente más dura que el relleno, aunque esto no se
requiere.
En una realización, los productos rellenos se
recogen de una línea de producción de alimentos procesados como
piezas completas, o partes rotas y/o rechazadas de las mismas. Estos
materiales se pueden triturar en un procedimiento de trituración de
una sola etapa según una realización de esta invención para producir
un producto granular de calidad alimenticia reutilizable. Por
ejemplo, el producto granular substancialmente retiene una
estructura de lípidos y almidón original (es decir, antes de
tratamiento) significativa en el alimento procesado que permanece
después de la cocción del alimento procesado, de manera que todavía
se puede utilizar para la fabricación de productos alimenticios
frescos. Se puede prever por lo menos en parte un sustituto
funcional estable para ingredientes de pasta fresca, tal como
harina (pasta base) y/o ingredientes de relleno.
Los productos alimenticios rellenos adecuados
para el tratamiento de una sola etapa pueden incluir los producidos
mediante coextrusión de una mezcla a modo de pasta con materiales de
relleno que contienen lípidos que no son pasta. El coextrudido se
puede formar mediante el uso de una matriz o tubo concéntrico
insertado en el orificio de la matriz. Los productos rellenos
también se pueden producir transportando el extrudido de la mezcla
a modo de pasta a una máquina de envoltura o recubrimiento
convencional para el llenado después de la extrusión con un
material de relleno. Las piezas extrudidas se pueden leudar y
también dorar. Los materiales de alto contenido en lípidos y baja
humedad de los mismos se pueden recoger como parte del procesamiento
de fabricación de alimentos realizado en los productos alimenticios
acabados.
Ejemplos de rellenos que contienen lípidos que
pueden estar presentes y se pueden procesar incluyen rellenos de
crema con sabor de vainilla, rellenos de crema con sabor a
chocolate, chocolate con leche, queso, mantequilla de cacahuete,
menta, y similares. El material de relleno también puede ser una
mezcla a modo de pasta producida por separado para la producción de
productos de galletas con múltiples sabores, colores y texturas.
Los productos rellenos pueden ser galletas,
crackers, alimentos de aperitivo rellenos con queso o crema, y
similares. Los productos alimenticios rellenos que se pueden tratar
incluyen aquellos como los descritos en las patentes US 5.612.078,
5.374.438, 4.711.788, 5.015.466 y 5.000.968.
Ejemplos comerciales de productos rellenos que
se pueden procesar incluyen, por ejemplo, galletas de sándwich
Nabisco OREO®, galletas de sándwich Nabisco NUTRE BUTTER®, galletas
Nabisco CHIPS AHOY® CREMEWICHES, Nabisco CHIPS AHOY® COOKIE BARZ®,
galletas de sándwich de queso Nabisco RITZ BIT® y galletas de
sándwich de mantequilla de cacahuete Nabisco RITZ BITZ®, y
similares.
El producto granulado obtenido mediante el
tratamiento de una sola etapa de los productos alimenticios rellenos
se puede utilizar como reemplazo de ingredientes frescos en una
línea de producción de alimentos en niveles substancialmente no
restringidos. En algunas realizaciones, el producto granulado
obtenido de la pasta con alto contenido en lípidos y baja humedad
se puede utilizar con niveles del 0,1% en peso o más, y más
particularmente del 1 al 99% en peso, en lugar de harina fresca en
un lote de pasta para un pastel de base, o alternativamente, como
un ingrediente de relleno que contiene lípidos.
Los ejemplos adjuntos están pensados para
ilustrar, y no limitar, la invención. Todos los porcentajes son en
peso, a menos que se indique lo contrario.
Ejemplo
1
Se suministraron galletas de sándwich Nabisco®
OREO® (1,5-3,5% en peso de humedad) en un aparato
WINDHEXE para la trituración del material en flujo de aire de
vórtice circular. El aparato WINDHEXE fue fabricado por Vortex
Dehydration Systems, LLC, Hanover, Maryland, U.S.A. La configuración
básica de ese tipo de aparato se describe en la publicación de la
solicitud de patente US 2002/0027173 A1, y se hace referencia a la
misma. La unidad de proceso tenía cuatro lumbreras de entrada
separadas de manera equidistante alrededor de la porción superior
del aparato a través del cual se introdujo al mismo tiempo la
corriente de aire comprimido en una dirección antihoraria.
Se probó un aparato WINDHEXE con un diámetro de
dos pies (60 cm). El tamaño del diámetro se refiere al tamaño de la
cámara de la carcasa en la cual se realizaron las introducciones de
aire y alimentos procesados de alto contenido en lípidos y baja
humedad. Las condiciones de este experimento se describen a
continuación. La velocidad de alimentación de las galletas de alto
contenido en lípidos y baja humedad se ajustó para una descarga
aproximada de tres libras de producto sólido por minuto (22,7 g/s),
y aproximadamente 20 libras (9 kg) de material alimenticio se
probaron en el aparato. El alimento procesado de alto contenido en
lípidos y baja humedad se cargó en una tolva que suministraba
directamente sobre una cinta transportadora de tres pulgadas (7,6
cm) que alimentaba en aparato WINDHEXE. La prueba se realizó en el
aparato WINDHEXE de dos pies (61 cm) de diámetro con aire
comprimido introducido a 65ºF (18,3ºC), una velocidad de
introducción de aire de 1.000 pies cúbicos por minuto (cfm) (0,5
m^{3}/s) y una presión de 20-35 psig (0,14 a 0,24
MPa).
Un producto alimenticio que sale del aparato
estaba en forma triturada de manera fina. Este producto alimenticio
granulado se descargó desde el fondo del ciclón en aproximadamente
dos segundos después de que el alimento procesado de alto contenido
en lípidos y baja humedad se haya introducido en la unidad de
procesamiento. El producto alimenticio granulado obtenido tenía un
tamaño de partícula promedio de 5 a 50 micrómetros, y un contenido
de humedad del 1,5-3,5% en peso. Era estable en
almacenamiento, y retenía bien el aroma a lo largo del tratamiento
de trituración.
Los estudios de adaptación se realizaron para
comparar la capacidad de procesamiento y los atributos sensoriales
de las galletas preparadas con la pasta base derivada adaptada de
las galletas sometidas a la operación de triturado ciclónico tal
como se describe anteriormente, comparado con la serie tres
preparados con una cantidad similar de pasta base derivada, que en
su lugar se detuvo a partir de galletas de sándwich OREO® trituradas
mecánicamente con tamaños de partículas similares. Para la pasta de
galleta de ejemplo y la pasta de galletas de comparación, las
pastas de base se formularon con la adición de 5 partes de adaptado
por 100 partes de pasta base. Para preparar las respectivas astas,
se combinan y mezclaron durante aproximadamente cuatro minutos
azúcar, agua caliente, cacao, sal, aromas y el componente de pasta
base adaptada. A continuación, se añadió mantequilla vegetal
líquida con una mezcla durante dos minutos, seguida mediante la
adición de harina con una mezcla adicional de seis minutos. Las
pastas se cortaron en formas circulares y se cocieron. Las galletas
resultantes se prepararon con la adaptación obtenida a través del
esquema de procesamiento inventivo eran comparables en términos de
capacidad de procesamiento y atributos sensoriales a las galletas
preparadas con adaptado de trituración mecánica. Se apreciará que
la adaptación también puede ser útil en diferentes líneas de
productos alimenticios.
El producto granulado obtenido no perdió
substancialmente aromas o funcionalidad durante el tratamiento de
trituración, y era adecuado como un ingrediente comestible para la
preparación de alimentos procesados. El producto granular también
era un polvo estable en almacenamiento y adecuado para volverse
utilizar como un ingrediente en la misma o diferente línea de
producción de alimentos procesados.
Estudios adicionales han mostrado que la
velocidad de alimentación y la variación de la temperatura del aire
se pueden usar para controlar la granulación y el contenido de
humedad del producto con alto contenido en lípidos y baja
humedad.
Ejemplo
2
Lotes separados de granos de cacao sin corteza
tostados (1,5-3,5% en peso de humedad, 54% de
contenido de lípidos) y granos de cacao sin corteza no tostados
(1,5-3,5% en peso de humedad, 54% en peso de
contenido de lípidos) se suministraron a un aparato WINDHEXE para
triturar el material con flujo de aire de vórtice circular. Los
granos de cacao sin corteza ordinariamente se refieren a granos de
cacao tostados, separados de sus cáscaras y rotos en pedazos más
pequeños. Sin embargo, tal como se ha indicado anteriormente, se
realizó una tarea separada para este ejemplo en la cual los granos
de cacao sin corteza estaban compuestos de granos de cacao que no
se habían tostado previamente. El aparato WINDHEXE tenía la misma
configuración básica que la descrita para el ejemplo 1, y a la cual
se hace referencia. Se probó un aparato WINDHEXE con un diámetro de
tres pies (91 cm). El tamaño del diámetro se refiere al tamaño de la
cámara para la cubierta en la cual se realizan las introducciones
de aire y de alimento procesado con alto contenido en lípidos y baja
humedad. Las condiciones de este experimento se describen a
continuación. La velocidad de alimentación de los granos de cacao
sin corteza se ajustó para una descarga aproximada de tres libras de
producto sólido por minuto, y aproximadamente 20 libras (9 kg) de
material alimenticio se probaron en el aparato para cada lote de
granos de cacao sin cáscara. Los granos de cacao sin cáscara se
cargaron en una tolva y se suministraron directamente a un
alimentador de tornillo que suministraba al interior del aparato
WINDHEXE. La prueba se realizó en un aparato WINDHEXE de tres pies
(91 cm) de diámetro con aire comprimido introducido a 65ºF (18,3ºC),
una velocidad de introducción de aire de 1000 pies cúbicos por
minuto (cfm) (0,5 m^{3}/s) y una presión de 40-55
psig (0,28 a 0,38 MPa). Las respectivas corrientes de producto
triturado de manera fina se descargaron del fondo del ciclón en
aproximadamente 2 segundos.
El material del producto granulado de cada
prueba se recogió y se sometió a un tamizado de tamaño de partícula
para determinar la distribución del tamaño de partícula. También se
tamizó un bloque de granos de cacao sin corteza, sin tostar y sin
tratar, es decir, no se procesó en el ciclón. Los resultados de las
operaciones de tamizado del tamaño de partícula se proporcionan en
la tabla 1 adjunta, en la que las entradas indican el porcentaje
del material del producto del lote particular que permaneció en una
superficie de tamizado dada que tenía aberturas con el tamaño de
malla indicado como material sobredimensionado o "más".
Los resultados en la tabla 1 muestran que los
granos de cacao sin tostar y tostados fueron triturados de manera
significativa mediante el procesamiento con ciclón comparados con el
material no tratado. Los respectivos productos granulados eran
estables en almacenamiento y retuvieron bien los atributos
sensoriales tales como los aromas a lo largo del tratamiento de
triturado.
Aunque la invención se ha descrito
particularmente con referencia específica a realizaciones
particulares del procedimiento y el producto, se apreciará que
varias alteraciones, modificaciones y adaptaciones se pueden basar
en la presente descripción, y están destinadas a estar incluidas
dentro del alcance de la presente invención tan como se define
mediante las reivindicaciones adjuntas.
Claims (14)
-
\global\parskip0.950000\baselineskip
1. Procedimiento para adaptar alimentos procesados con un alto contenido de lípidos y baja humedad en la fabricación de alimentos procesados, que comprende:introducir aire comprimido en una carcasa que incluye una sección en forma de cono truncado, en la que el aire introducido se desplaza a lo largo de una trayectoria hacia abajo a través de la carcasa, incluyendo la sección cónica, a un extremo inferior de la misma, y el aire que alcanza el extremo inferior fluye de vuelta hacia arriba y sale de la carcasa través de una salida de escape;introducir en la carcasa alimento procesado que contiene por lo menos aproximadamente un 15% en peso de contenido de lípidos y menos del 14% en peso de contenido de agua total, que queda atrapado en el aire introducido y se desplaza hacia abajo a través de la carcasa, en el que por lo menos una porción del alimento procesado se tritura antes de alcanzar el extremo inferior de la carcasa;descargar un producto granular que incluye producto alimenticio triturado desde el extremo inferior de la carcasa;combinar por lo menos una porción del producto granular y por lo menos un ingrediente alimenticio procesado diferente; ypreparar un producto alimenticio procesado con los mismos. - 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el producto granular tiene un tamaño de partículas promedio de 1 micrómetros a 1000 micrómetros.
- 3. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que el alimento procesado comprende unas capas exteriores que comprenden un independiente con base de granos y una capa intermedia dispuesta entre las capas externas que comprende lípidos.
- 4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el alimento procesado se selecciona entre el grupo que consiste en galletas, crackers, productos de confitería y postres.
- 5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la introducción del aire comprimido comprende el suministro de aire comprimido a una presión en el intervalo entre 10 psig (0,07 MPa) y 100 psig
(0,7 MPa). - 6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la introducción del aire comprimido comprende el suministro de aire comprimido a una presión en el intervalo entre 20 psig (0,14 MPa) y 35 psig
(0,24 MPa). - 7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la introducción del aire comprimido comprende el suministro del aire comprimido a una temperatura que no supera los 75ºF (23,9ºC).
- 8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la introducción del aire comprimido comprende el suministro del aire comprimido una temperatura que no supera una temperatura de fusión del contenido en lípidos.
- 9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la introducción del aire comprimido comprende (a) comprimir aire ambiental que está a una primera temperatura que supera los 75ºF (23,9ºC) antes de la compresión, (b) enfriar el aire comprimido a una segunda temperatura, inferior a la primera temperatura, que está por debajo de los 75ºF (23,9ºC), y suministrar el aire comprimido enfriado al interior de la carcasa.
- 10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la introducción del aire comprimido comprende el suministro del aire comprimido a una velocidad incluida en el intervalo entre 500 pies cúbicos por minuto (0,24 m^{3}/s) y 10.000 pies cúbicos por minuto (4,72 m^{3}/s).
- 11. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la introducción del aire comprimido comprende el suministro del aire comprimido con una velocidad incluida en el intervalo entre 1500 pies cúbicos por minuto (0,71 m^{3}/s) y 3000 pies cúbicos por minuto (1,42 m^{3}/s).
- 12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la introducción del aire comprimido en la carcasa cilíndrica superior se realiza en una dirección orientada generalmente de manera tangencial respecto a las paredes internas de la carcasa cilíndrica.
- 13. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que la carcasa cilíndrica superior tiene un diámetro substancialmente constante de 1 a 10 pies (30 cm a 300 cm), y la carcasa inferior comprende una forma cónica truncada que tiene un tamaño de diámetro máximo donde la carcasa inferior según en con la carcasa cilíndrica y el diámetro máximo de la carcasa inferior es substancialmente igual que el diámetro de la carcasa cilíndrica.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 14. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el alimento procesado contiene de un 15% a un 60% en peso de contenido de lípidos.
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