ES2338674T3 - Procedimiento para la produccion continua de patatas chips de tipo cocidas por lotes. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la producción continua de patatas chip en un canal y una freidora, que comprende las etapas siguientes: a) freír una pluralidad de rodajas de patata en aceite en dicho canal a una temperatura del aceite inicial comprendida entre 148ºC y 160ºC (300ºF y 320ºF), saliendo dichas rodajas de patata y dicho aceite de dicho canal hacia una sección aguas arriba de dicha freidora; b) inyectar aceite refrigerante de un refrigerador de aceite caliente en dicha sección aguas arriba de dicha freidora, presentando dicho aceite refrigerante inyectado una temperatura de aceite refrigerante inferior a aproximadamente 121ºC (aproximadamente 250ºF), saliendo dichas rodajas de patata de dicha sección aguas arriba hacia una sección restante de dicha freidora; e c) inyectar aceite de calentamiento en dicha sección restante de dicha freidora aguas abajo de dicha sección aguas arriba, presentando dicho aceite de calentamiento inyectado una temperatura de aceite de calentamiento superior a la del aceite que se encuentra en dicha sección restante.
Description
Procedimiento para la producción continua de
patatas chip de tipo cocidas por lotes.
La presente invención se refiere a un
procedimiento mejorado para la producción de patatas chip y, más
particularmente, a un procedimiento para la producción de forma
continua de patatas chip de tipo cocidas por lotes, cuyo sabor y
textura es similar al de las patatas chip de tipo cocidas por lotes
y producidas mediante un proceso por tandas tradicional.
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La producción comercial de patatas chip
típicamente implica un proceso continuo en el que se introducen de
forma continua patatas cortadas en rodajas en una cuba con aceite
para freír a una temperatura de aproximadamente 185ºC
(aproximadamente 365ºF) o mayor, se desplazan dentro del aceite
mediante paletas u otros medios, y se retiran del aceite después de
dos minutos y medio o tres de fritura mediante una cinta
transportadora sin fin cuando el contenido en humedad de las
patatas chip se haya reducido hasta el 2% en peso o menos. El
producto resultante generalmente presenta una textura y un sabor
característicos que los consumidores normalmente reconocen como
patatas chip típicas producidas comercialmente mediante proceso
continuo.
Las patatas chip producidas mediante procesos
por tandas en freidoras del tipo tradicional por lotes presentan
una textura y un sabor característicos, que los consumidores
reconocen normalmente como diferente al de las patatas chip típicas
producidas comercialmente mediante proceso continuo. Tal como el
nombre indica, la fritura en lotes mediante el proceso tradicional
por tandas de patatas chip implica disponer una partida de rodajas
de patata en una freidora tradicional de aceite caliente, por
ejemplo a una temperatura de unos 150ºC (300ºF aproximadamente). En
las freidoras del tipo tradicional convencionales utilizadas en la
producción de patatas chip de tipo cocidas por lotes, la
temperatura del aceite para cocinar generalmente sigue un perfil
tiempo con respecto a la temperatura en forma de U, según se
ilustra en la figura 5 de la patente US nº 5.643.626, asignada al
mismo cesionario de la presente invención. Después de la
introducción de las rodajas de patata en el aceite, la temperatura
del aceite típicamente cae con rapidez a aproximadamente unos 28ºC
(aproximadamente 50ºF) o más. Tal como se muestra en la figura, la
temperatura del aceite desciende hasta un punto bajo de temperatura
de aproximadamente entre 113ºC (aproximadamente 235ºF) y
aproximadamente 116ºC (aproximadamente 240ºF) durante un punto bajo
de tiempo de unos 4 minutos. A continuación, se incrementa
rápidamente el calor a la freidora tradicional y, seguidamente, la
temperatura del aceite empieza a aumentar gradualmente, alcanzando
la temperatura de fritura inicial de unos 148ºC (aproximadamente
300ºF). La patata chip resultante presenta un contenido en humedad
de entre el 1,5% y el 1,8% en peso.
Las patatas chip fritas por tandas generalmente
son más duras y más crujientes que las patatas chip fritas de forma
continua y presentan un sabor que algunos consumidores consideran
más exquisito que el de las patatas chip típicas producidas
comercialmente mediante proceso continuo. En la técnica, se cree que
el perfil temperatura-tiempo en forma de U otorga
el sabor intenso y la sensación única característicos de las patatas
chip de tipo cocidas por lotes. Sin embargo, las freidoras del tipo
tradicional disponibles comercialmente son un equipamiento
relativamente poco sofisticado que está restringido de forma
significativa a la capacidad del quemador y a la capacidad de
transferencia de calor. De este modo, el perfil
temperatura-tiempo en forma de U observado es
inevitable con el equipamiento convencional del tipo tradicional,
dado que el sistema no puede suministrar calor de forma lo
suficientemente rápida como para superar la gran caída de calor
creada por la adición de una tanda de rodajas de patata crudas. Los
cambios en el volumen del aceite, la temperatura de fritura inicial
o el peso de la tanda de patatas provocarán cambios en el perfil de
la temperatura y en los atributos del producto acabado. De este
modo, la producción de patatas chip con los atributos del estilo de
cocción por lotes deseados requiere la regulación de los parámetros
del proceso de un modo que resulte en un perfil
temperatura-tiempo en forma de U.
Los ritmos de producción utilizando freidoras
del tipo tradicional por tandas dependen del equipamiento utilizado.
Las freidoras del tipo tradicional modernas que se utilizan en los
procesos por tandas generalmente están fabricadas en acero
inoxidable, y varían en tamaño y capacidad. Dichas freidoras del
tipo tradicional típicamente se calientan con quemadores de gas
dispuestos directamente debajo del fondo de la freidora. Las
capacidades de la freidora oscilan entre tan poco como 27 kg (60
libras) por hora, hasta tanto como 227 kg (500 libras) por hora (en
base al producto acabado), aunque la mayor parte de las operaciones
de fritura por tandas disponen de freidoras del tipo tradicional
que pueden fabricar entre 57 kg y 91 kg (125 y 200 libras) de
patatas chip por hora. Con el fin de utilizar de forma eficiente
una freidora del tipo tradicional por tandas de un tamaño
determinado, resulta necesario mantener una "carga" o cantidad
específica de rodajas de patata por volumen de aceite, con el fin
de producir el perfil temperatura-tiempo en forma de
U deseado. Estas y otras restricciones limitan el rendimiento al
utilizar freidoras del tipo tradicional por tandas. Al contrario,
las patatas chip fabricadas mediante un proceso continuo pueden
utilizar freidoras continuas capaces de producir entre 454 kg y
2.268 kg (1.000 a 5.000 libras) por hora de producto acabado. Por lo
tanto, el proceso con freidora tradicional o por tandas resulta
menos económico que un proceso continuo.
Como consecuencia, existe una necesidad en la
técnica de proporcionar un proceso continuo eficiente para la
producción de patatas chip que presenten las características de
textura y sabor de las patatas chip por tandas. Específicamente,
existe una necesidad de incrementar el ritmo de producción y la
eficiencia de producción de las patatas chip de tipo cocidas por
lotes, sin disminuir la textura crujiente ni el sabor deseados.
Se han realizado varios intentos en la técnica
anterior para solucionar este problema. Dichos intentos se ilustran
en las patentes US nº 4.741.912, nº 4.929.461, nº 4.863.750 y nº
4.956.189. Sin embargo, estas soluciones no consiguen una producción
continua con un perfil de temperatura-tiempo en
forma de U.
Otra solución según la técnica anterior a este
problema se ilustra en la patente US nº 4.923.705, cedida a Borden,
que da a conocer un procedimiento continuo para fabricar patatas
chip de tipo cocidas por lotes. La Figura 1 es una representación
esquemática de la invención, que se da a conocer en la patente de
Borden. El dibujo muestra varias características del aparato,
incluyendo un cortador 1; un canal para el aceite 3 equipado con
medios para agitar 5 provistos de una compuerta regulable 10
dispuesta en la salida del canal; un recipiente para freír alargado
4 provisto de una pluralidad de orificios de entrada de aceite y
equipado con conjuntos de paletas longitudinales 15; un
transportador sumergido 17; un rociador de aceite 18 opcional; un
transportador de salida 19; una bomba de aceite 20; y un
intercambiador de calor 21 para calentar el aceite externo al
aparato.
El aparato prevé un primer orificio de entrada
de aceite 2 dispuesto en el extremo de entrada de alimentación del
canal; un segundo orificio de entrada de aceite 7 próximo al extremo
de entrada de la freidora; y un tercer orificio de entrada de
aceite 11 a dos terceras partes de la longitud de la freidora.
También se da a conocer un cuarto orificio de entrada de aceite 9,
dispuesto entre el segundo y el tercer orificio de entrada. El
objetivo de esta pluralidad de orificios de entrada es proporcionar
un perfil de temperatura específico a la freidora.
Desafortunadamente, esta configuración no permite un perfil de
temperatura deseado ni un perfil de temperatura que se pueda
controlar fácilmente. Al igual que muchas de las soluciones de la
técnica anterior, esta configuración utiliza la carga de producto
para reducir la temperatura del aceite, y después añade aceite
caliente a la freidora para incrementar dicha temperatura. De este
modo, resulta especialmente difícil reproducir la sección de paso
del perfil temperatura-tiempo en forma de U. Por
ejemplo, la patente de Borden muestra la admisión de aceite a
través de la segunda entrada de aceite 7 bien con aceite recalentado
(con una temperatura entre 148ºC y 160ºC aproximadamente (de 300ºF
a 320ºF)), aceite no recalentado (con una temperatura entre 140ºC y
148ºC (de 285ºF a 300ºF)), o mezclas de aceites recalentados y no
recalentados. De este modo, la temperatura del aceite que entra en
la segunda entrada de aceite 7 al inicio de la segunda zona,
necesariamente oscilará entre 140ºC y 160ºC (285ºF a 320ºF).
Además, el aceite del canal entra en la segunda zona a una
temperatura de entre 121ºC y 135ºC aproximadamente (entre
aproximadamente 250ºF y aproximadamente 275ºF).
Dadas estas temperaturas de entrada de aceite,
se puede apreciar la dificultad para conseguir una temperatura del
aceite en la segunda zona de entre 116ºC y 129ºC aproximadamente
(entre aproximadamente 240ºF y aproximadamente 265ºF) tal como
indica la patente de Borden. Este proceso depende en gran medida de
la carga de producto para conseguir la caída a temperatura baja
deseado durante el tiempo requerido. Además, la totalidad del
volumen de aceite procedente del canal y la segunda entrada 7 se
deberá calentar entonces en la tercera zona hasta una temperatura
comprendida entre 140ºC y 154ºC aproximadamente (entre
aproximadamente 285ºF y aproximadamente 310ºF), un escenario
difícil dada la capacidad de actuación disponible. Por ejemplo, los
medios de calentamiento para calentar la gran cantidad de aceite en
la freidora están limitados a una temperatura del aceite caliente
de sólo entre 148ºC y 160ºC (300ºF a 320ºF aproximadamente), sólo
unos grados por encima de la temperatura objetivo de la tercera
zona. De este modo, la configuración que se da a conocer no
proporciona un perfil de temperatura que se pueda controlar
fácilmente en una freidora del tipo continuo.
De forma similar, la patente US nº 5.137.740,
cedida a Heat and Control, da a conocer una freidora con zonas de
varias temperaturas que mezcla aceite caliente a una temperatura
entre 149ºC y 154ºC aproximadamente (300ºF a 310ºF aproximadamente)
con el aceite de la freidora para cambiar la razón de caída de
temperatura en una segunda zona. Una vez más, el intento de
reproducir la sección de paso del perfil
temperatura-tiempo en forma de U con el uso de una
carga de producto y aceite caliente inyectado por encima de 149ºC
(300ºF) ha resultado difícil.
Como consecuencia, existe una necesidad de
mejoras en la producción continua de patatas chip de tipo cocidas
por lotes. El procedimiento mejorado debería reproducir el perfil
temperatura-tiempo de una patata chip realizada
mediante el proceso por tandas tradicional. Además, el procedimiento
mejorado debería proporcionar una manera para controlar mejor el
punto bajo de temperatura durante el periodo de tiempo deseado.
Además, el procedimiento mejorado debería proporcionar un modo para
controlar mejor el aumento de temperatura que tiene lugar después de
conseguir el punto bajo de temperatura deseado durante el periodo de
tiempo deseado.
La presente invención proporciona un
procedimiento según la reivindicación 1, para la producción continua
de patatas chip en un canal y una freidora. Las características
preferidas se definen en las reivindicaciones subordinadas.
La invención propuesta proporciona un
procedimiento para producir de forma continua patatas chip al estilo
tradicional, que simule las patatas chip de tipo cocidas por lotes
crujientes que se producen en un proceso tradicional por tandas. La
presente invención, mediante el uso de aceite refrigerante,
proporciona un procedimiento que consigue mejor la sección de paso
del perfil temperatura-tiempo en forma de U de las
patatas chip cocinadas en un proceso por tandas tradicional. En una
forma de realización, las rodajas de patata se disponen en un
extremo aguas arriba de un canal con aceite para cocinar caliente
provisto a una temperatura comprendida entre 148ºC y 160ºC (300ºF a
320ºF). En una forma de realización, las rodajas de patata se
dirigen, a continuación, hacia una parte aguas arriba de una
freidora, en la que dichas rodajas de patata consiguen un punto bajo
de temperatura de entre 110ºC y 127ºC (230ºF a 260ºF) para un
tiempo de permanencia a temperatura baja de entre 3 y 4 minutos. El
punto bajo de temperatura y el tiempo de permanencia a temperatura
baja se consiguen, en parte, utilizando aceite refrigerante
inyectado en la parte aguas arriba de la freidora. A continuación,
se fríen las rodajas de patata en la parte restante de la freidora,
donde la temperatura del aceite caliente en la freidora se
incrementa a medida que las rodajas de patata se mueven aguas abajo.
De este modo, la presente invención proporciona un aparato y un
procedimiento más económicos para producir de forma continua patatas
chip de tipo cocidas por lotes mediante un procedimiento continuo,
que presenten las propiedades de textura crujiente y sabor
deseadas.
Las características nuevas de la invención se
establecen en las reivindicaciones adjuntas. Sin embargo, la propia
invención, así como una forma de uso preferida, otros objetivos y
ventajas de la misma, se comprenderán mejor haciendo referencia a
la descripción detallada siguiente de las formas de realización
ilustrativas cuando se lean juntamente con los dibujos adjuntos, en
los que:
la figura 1 es una representación esquemática de
un aparato según la técnica anterior utilizado para producir patatas
chip de tipo cocidas por lotes.
la Figura 2 es una representación esquemática
del aparato utilizado para producir patatas chip de tipo cocidas por
lotes en una forma de realización de la presente invención.
A continuación, se describirá una forma de
realización de la invención innovadora haciendo referencia a la
Figura 2. Dicha Figura 2 es una representación esquemática del
aparato utilizado para producir patatas chip de tipo cocidas por
lotes en una forma de realización de la presente invención. Se
utilizan los mismos números de referencia para identificar los
mismos elementos correspondientes en la totalidad de los dibujos, a
menos que se indique lo contrario. El aparato incluye un cortador 1
para cortar patatas peladas a un grosor comprendido entre 1,47 mm y
1,63 mm (0,058 a 0,064 pulgadas) utilizando, por ejemplo, un
cortador 1 de grosor variable Urschel. Las rodajas preferentemente
no se lavan ni se enjuagan antes de entrar en el aceite caliente en
el canal 3. Las rodajas de patata no lavadas se dejan caer en una
cinta 21, como una cinta plana de alta velocidad 21, para conseguir
una monocapa y, a continuación, alimentarla en el extremo aguas
arriba del canal de aceite 3 en una disposición de una capa para
evitar que se peguen entre sí. El cortado dispuesto en una cinta de
alta velocidad 21 de manera que las rodajas dispuestas de forma
individual y en una capa se presenten en el canal asegura la
aglomeración mínima y la exposición uniforme de todas las rodajas al
aceite caliente, minimizando así la formación potencial de un
centro blando. El aceite de calentamiento entra en la parte aguas
arriba del canal 3 en la primera entrada de aceite 41 a una
temperatura de aceite en el canal de entre 148ºC y 160ºC (300ºF a
320ºF). Tal como se utiliza en la presente memoria, el aceite de
calentamiento se define como un aceite para cocinar que presente
una temperatura por encima de 148ºC aproximadamente (300ºF). La
rodaja de patata estará en el canal durante un tiempo de
permanencia de entre 15 y 20 segundos aproximadamente y sirve para
fijar el almidón de la superficie a fin de evitar que el producto se
pegue en la freidora. En una forma de realización, el canal 3 se
agita para asegurar la separación de las rodajas.
A medida que las rodajas de patatas se dirigen
aguas abajo por el canal 3, se pueden utilizar unas paletas de
rastrillo oscilantes (paletas que se desplazan hacia adelante y
hacia atrás como un péndulo de un reloj), paletas de rastrillo
giratorias, paletas de tambor, hundidores, y/o ruedas de paletas
giratorias 13 para transportar de forma continua las rodajas por el
canal 3 y la freidora principal y para controlar el nivel de
aglomeración (definido como tres o más patatas chip que se pegan
entre sí) y conferir la apariencia típica no uniforme de una patata
chip en lotes y por tandas. Estas paletas de rastrillo se pueden
regular para conseguir una velocidad y una duración del movimiento
hacia adelante y hacia atrás.
A continuación, las rodajas de patata entran en
la parte aguas arriba de la freidora 40 principal. Tal como se
utiliza en la presente memoria, la parte aguas arriba de dicha
freidora principal 40 se define como la zona general entre la
segunda entrada 25 y la tercera entrada 35. Debido al menor volumen
del canal 3 y a la rápida evaporación del agua de la superficie de
las rodajas de patata, la temperatura del aceite cae rápidamente a
un punto bajo de temperatura en la parte aguas arriba de la freidora
principal 40. Un factor crítico en la producción de patatas chip de
tipo cocidas por lotes crujientes es el punto bajo de temperatura y
el tiempo de permanencia a temperatura baja. Tal como se utiliza en
la presente memoria, el tiempo de permanencia a temperatura baja se
define como la cantidad de tiempo aproximada que tarda una rodaja de
patata en desplazarse desde la entrada del canal 3 hasta la
localización aproximada en la freidora donde la temperatura del
aceite para freír empieza a incrementarse (por ejemplo, donde acaba
la sección de paso del perfil temperatura-tiempo en
forma de U). Tal como se utiliza en la presente memoria, el punto
bajo de temperatura se define como el intervalo de temperatura que
se encuentra a unos 11ºC (aproximadamente 20ºF) de la temperatura
del aceite más baja medida en la parte aguas arriba de la freidora
(por ejemplo, sustancialmente la sección de paso del perfil
temperatura-tiempo en forma de U).
Sorprendentemente, se ha observado que el punto bajo de temperatura
y el tiempo de permanencia a baja temperatura se pueden controlar
mejor dirigiendo o inyectando aceite refrigerante en la parte aguas
arriba de la freidora principal. Tal como se utiliza en la presente
memoria, el aceite refrigerante se define como aceite para cocinar
con una temperatura menor de 121ºC aproximadamente (250ºF). El
aceite refrigerante puede proceder de distintas fuentes,
incluyendo, pero no limitando, aceite limpio a temperaturas
ambiente, o aceite que sale del refrigerador de aceite caliente
48.
En una forma de realización, se bombea aceite
caliente procedente de una primera salida 44 y se enfría en un
refrigerador de aceite caliente 48 hasta una temperatura de
aproximadamente 110ºC (230ºF) antes de ser enviado a una segunda
entrada 25 en la parte aguas arriba de la freidora 40. El intervalo
de temperatura anterior es ilustrativo y no limitativo. La
temperatura o intervalo de temperatura óptima del aceite caliente
que sale del refrigerador de aceite caliente 48 y que entra en la
segunda entrada 25 se puede determinar de acuerdo con el flujo de
producto (por ejemplo, libras por hora de rodajas de patata en la
freidora), el flujo de aceite en la freidora y el canal 3, y la
temperatura del aceite en la primera entrada de aceite 41 utilizada
en el canal 3. El uso de un refrigerador de aceite 48 permite que
las rodajas de patata consigan un punto bajo de temperatura de
entre 110ºC (230ºF) y 127ºC (260ºF) y más preferentemente entre
121ºC (250ºF) y 124ºC (255ºF) durante un tiempo de permanencia de
temperatura baja de entre 3 y 4 minutos. El refrigerador de aceite
caliente 48 puede utilizar agua de refrigeración o cualquier otro
fluido que se desee como medio refrigerante. El aceite refrigerante
procedente del refrigerador de aceite caliente 48 puede asegurar que
se alcanza el punto bajo de temperatura deseado durante el tiempo
de permanencia a temperatura baja, con anterioridad a la adición de
aceite de calentamiento para elevar la temperatura en la freidora
principal para el deshidratado adicional de las rodajas de
patata.
Una vez que las rodajas de patata han alcanzado
el punto bajo de temperatura deseado durante el tiempo de
permanencia a temperatura baja deseado, se vuelve a calentar el
aceite de la parte restante de la freidora 50 para emular el perfil
temperatura-tiempo de un proceso por tandas. De este
modo, se incrementa la temperatura en la parte restante 50 de la
freidora a medida que se desplazan las rodajas de patata aguas
abajo. Tal como se utiliza en la presente memoria, la parte
restante de la freidora 50 se define como la zona generalmente
aguas abajo de la tercera entrada 35, o lugar donde se inyecta
primero el aceite caliente, después de la inyección de aceite
refrigerante. Este recalentamiento se puede conseguir de manera
eficiente drenando el aceite refrigerante de la freidora a través
de una pluralidad de salidas de aceite 44, 54, 64 al mismo tiempo
que se añade aceite caliente a la freidora a través de una
pluralidad de entradas 35, 45, 55, 65. En una forma de realización,
las entradas de aceite están dispuestas aguas abajo de las salidas
de aceite, a fin de evitar el drenaje del aceite caliente añadido.
La retirada del aceite refrigerante reduce el volumen de aceite
total que se vuelve a calentar. Dependiendo de la necesidad, el
aceite de calentamiento puede entrar en la tercera entrada 35 en el
intervalo de temperatura deseada para obtener el perfil
temperatura-tiempo deseado. La temperatura del
aceite para cocinar en la primera entrada 41, la segunda entrada 25,
la tercera entrada 35, la cuarta entrada 45, la quinta entrada 55,
y la sexta entrada 65 se puede controlar de distintas formas ya
conocidas por los expertos en la materia. Por ejemplo, se pueden
variar las temperaturas de entrada manipulando las temperaturas de
salida de los intercambiadores de calor, incluyendo el
intercambiador de calor principal 78, el intercambiador de calor de
compensación 58, y el intercambiador de calor de refrigeración 48.
En una forma de realización, el intercambiador de calor principal
78 y el intercambiador de calor de compensación 58 utilizan vapor
como medio de calentamiento. En otra forma de realización, el
intercambiador de calor principal 78 presenta una temperatura de
aceite de salida de entre 177ºC y 204ºC aproximadamente (entre 350ºF
y 400ºF aproximadamente). Dicha temperatura puede incrementar la
capacidad de actuación para un mejor recalentamiento del aceite en
la freidora después del punto bajo de temperatura. En otra forma de
realización, no se utiliza un intercambiador de calor de
compensación 58. Las temperaturas del aceite de entrada también se
pueden controlar mezclando aceite refrigerante incluyendo, pero no
limitando, aceite limpio a temperaturas ambiente, aceite que sale
del refrigerador de aceite caliente 48, o de una línea de derivación
que evita los intercambiadores de calor 58, 78, con el aceite
calentado que sale de los intercambiadores de calor 58, 78. Tal como
se utiliza en la presente memoria, aceite limpio a temperaturas
ambiente se define como aceite para cocinar procedente de una fuente
distinta a la del canal o la freidora.
Una vez que las rodajas de patata han alcanzado
el punto bajo de temperatura deseado durante el tiempo de
permanencia de temperatura baja deseado, dichas rodajas de patata se
deshidratan hasta un contenido de humedad de salida de la rodaja de
patata menor del 2%, y preferentemente menor del 1,5% en peso. Tal
como se utiliza en la presente memoria, el contenido de humedad de
salida de rodaja de patata se define como la humedad contenida de
las rodajas de patata después de salir de la freidora. En una forma
de realización, por lo menos las temperaturas de entrada del aceite
35, 45, 55, 65 se regula dependiendo del contenido en humedad de
salida de las rodajas de patata, medido mediante un dispositivo de
medición de humedad 90 situado en proximidad a la cinta
transportadora sin fin de salida 19. Un modelo FL710, disponible en
Infrared Engineering, de Irwindale, CA, se puede utilizar como
dispositivo de medición de humedad.
El flujo de aceite, la temperatura del aceite,
así como la velocidad de inmersión pueden variar, bien de forma
independiente o en combinación, para controlar el contenido en
humedad a la salida de la rodaja de patata. Por ejemplo, en una
forma de realización la estrategia de control de humedad comprende
un enfoque de control del proceso en cascada para controlar la
temperatura del aceite de salida del intercambiador de calor
principal 78. El algoritmo de control de humedad comprende tres
bucles de control en cascada. Utilizando un enfoque en cascada se
puede regular de forma óptima cada bucle de control, de manera que
encaje con las restricciones de control del proceso, obteniendo así
el mejor rendimiento posible de control general. El bucle más
exterior es el bucle de control de humedad. El bucle de control
intermedio es un controlador de la temperatura cuyo punto de
consigna se genera mediante la salida del bucle de control exterior
y utilizando la temperatura en la salida del intercambiador de
calor principal 78 como la variable del control del proceso. El
bucle de control más interior controla una válvula de control del
flujo de vapor en el intercambiador de calor principal 78 en base a
un punto de consigna generado por la salida del bucle de control
intermedio y utiliza presión de vapor (que calienta el aceite en el
intercambiador de calor principal) como la variable del proceso.
Aunque el vapor es el medio de calentamiento preferido, se pueden
utilizar otras fuentes como gas, fluido térmico, etc. Esta cascada
controlada utiliza un punto de consigna de la humedad del producto
establecido mediante una fórmula y equilibra el medidor de humedad
como la variable de control del proceso. Debido a los tiempos
muertos largos asociados con el proceso, se ha utilizado un modelo
de paquete de software de control de avance predictivo en lugar de
un bucle PID tradicional. El modelo de paquete de software de
control de avance predictivo se puede adquirir en
Fisher-Rosemount de Austin, TX o Honeywell
Industrial Automation & Control, de Phoenix, AZ. En esta
situación, los bucles de control tradicionales típicamente
necesitarían desintonizarse para compensar el desfase del proceso,
sacrificando así las prestaciones del control de proceso. El
software de control de avance permite un control del proceso mejor
y más avanzado. Por ejemplo, la temperatura de salida del aceite
procedente del intercambiador de calor principal 78 se regula
continuamente para mantener el contenido de humedad de las rodajas
de patata que salen de la freidora entre el 0,8% y el 2%
aproximadamente en peso. Si el punto de consigna del contenido en
humedad es de 1,4% y el contenido en humedad se incrementa por
encima del 1,4% en peso, se transmite una señal al controlador de
temperatura en el intercambiador de calor principal 78 (bucle
intermedio), que a su vez transmitirá una señal a la válvula de
control que regula la presión del vapor en dicho intercambiador de
calor principal 78 (bucle interior), que a su vez controlará el
flujo de vapor en el intercambiador de calor principal 78. Se puede
conseguir el control de humedad con la presente invención mediante
la regulación de la temperatura del aceite caliente del
intercambiador de calor principal, sin afectar las temperaturas del
aceite que entra en el canal (temperatura del aceite del canal) ni
del aceite refrigerado que entra en la zona de temperatura baja
(temperatura del aceite refrigerante). A pesar de que este ejemplo
muestra que el control de humedad sobre las 3 últimas zonas de la
freidora se puede controlar de forma independiente variando sólo la
temperatura del aceite (manteniendo el flujo de aceite y la
velocidad de inmersión constantes), se deberá observar que los
expertos en la materia, gracias a la explicación anterior, podrán
controlar la humedad de las patatas chip de forma independiente o en
combinación con la temperatura del aceite, el flujo de aceite, y la
velocidad de inmersión también.
En una forma de realización, se puede regular la
temperatura en el canal 3 según se ha indicado, incrementando o
reduciendo el porcentaje de flujo de aceite refrigerante procedente
de, por ejemplo, una línea de derivación que evite el
intercambiador de calor 78 con el aceite calentado saliendo de dicho
intercambiador de calor 78. De este modo, se puede manipular la
temperatura del aceite caliente sin cambiar sustancialmente los
caudales de flujo en las 3 últimas entradas 45, 55, 65. Igualmente,
se puede manipular el flujo de aceite sin cambiar sustancialmente la
temperatura de las 3 últimas entradas 45, 55, 65.
A medida que las rodajas de patata se dirigen
aguas abajo por la freidora, las paletas de rastrillo giratorias,
las paletas de tambor, las ruedas de paletas, los hundidores 13 y/o
los transportadores sumergidos 17 pueden mantener las rodajas de
patata sumergidas en el aceite caliente recalentado al mismo tiempo
que dichas rodajas de patata se deshidratan hasta un contenido de
humedad menor del 2% aproximadamente y con mayor preferencia, menor
del 1,5%. Se puede variar la velocidad de las paletas de tambor 13 o
del transportador sumergido 17, para incrementar o reducir el
tiempo de permanencia de las rodajas de patata en la freidora. En
una forma de realización, se regula la velocidad de la paleta de
tambor 13 y/o del transportador sumergido 17 dependiendo del
contenido en humedad a la salida de las rodajas de patata medidas
mediante un dispositivo de medición de humedad 90 dispuesto sobre
la cinta transportadora sin fin de salida 19. En una forma de
realización preferida, tanto la velocidad del transportador
sumergido 17 como la temperatura de las dos últimas entradas 55, 65
varían de forma automática mediante software de control
inteligente, para conseguir un contenido de humedad en la salida del
1,4% aproximadamente.
El tiempo de permanencia total de las rodajas de
patata en el cortador 1 hacia la cinta transportadora sin fin de
salida 19 es de entre 7 y 9 minutos. El contenido de aceite de las
patatas chip realizadas mediante el proceso descrito anteriormente
está entre el 20% y el 23% en peso, lo que puede ser menor que en
una patata chip de tipo cocida por lotes, realizada mediante un
proceso tradicional. Sería deseable añadir aceite adicional a las
patatas chip utilizando un dispositivo del tipo de cubeta 80
provisto de aliviaderos de rebosadero, para producir una cortina de
aceite de película fina. Un dispositivo de este tipo es un Heat
Wave® que se puede adquirir en Heat and Control de Hayward, CA. En
una forma de realización, dicha cortina de aceite de película fina
cubre la anchura de la cinta transportadora de salida 19 para añadir
aceite a las rodajas de patata en el extremo de salida de la
freidora, a fin de conseguir un contenido de aceite de hasta el 40%
en peso, y más preferentemente de aproximadamente entre el 28% y el
32% en peso. Dichos contenidos de aceite son más típicos en las
patatas chip de tipo cocidas por lotes. En una forma de realización,
se añade la cortina de aceite con anterioridad a la medición del
contenido de humedad de la rodaja de patata. La utilización de una
cortina de aceite, en lugar de un rociador de aceite, resulta más
ventajosa, dado que el uso de una cortina reduce la tendencia del
aceite a oxidarse mientras se desplaza aguas abajo a través del aire
hacia la rodaja de patata. El procesado de las rodajas de patata
del modo descrito anteriormente tiene como resultado la producción
de patatas chip crujientes de tipo cocidas por lotes similares a las
producidas mediante un proceso por tandas tradicional.
Con anterioridad a este descubrimiento, se
utilizaba la carga de producto para reducir la temperatura del
aceite y se añadía aceite caliente adicional para elevar la
temperatura en la freidora principal. De este modo, la razón
producto aceite era muy importante. Si se utilizaba demasiado
producto y la temperatura del aceite resultante era demasiado baja,
las rodajas de patata se aglomeraban y pegaban entre sí, dando como
resultado un producto defectuoso incluyendo centros blandos debido a
la dificultad para freír rodajas de patata pegadas. Si se añadía
demasiado poco producto, no se alcanzaba el punto bajo de
temperatura y no se conseguía la textura crujiente deseada. Antes
de este descubrimiento, era muy difícil conseguir con rapidez, en
una base continua, el punto bajo de temperatura adecuado durante el
tiempo de permanencia requerido. De este modo, la calidad del
producto era impredecible. Como resultado de esta invención actual,
se pueden producir patatas chip crujientes de tipo cocidas por
lotes similares a las que se producen de forma tradicional mediante
un proceso por tandas, con menos defectos de producto, de un modo
continuo y a niveles de producción muchos más elevados.
De forma sorprendente, un test de consumidores
mostró que en realidad prefieren las patatas chip realizadas según
la presente invención a las patatas chip de tipo cocidas por lotes
cocinadas por tandas según la técnica tradicional anterior. El test
fue realizado con un grupo de 127 consumidores que indicaron que
consumían patatas chip de tipo cocidas por lotes por lo menos una
vez a la semana. El grupo contenía casi la misma cantidad de
hombres que de mujeres y aproximadamente la misma cantidad de
personas entre 18 y 25 años que entre 26 y 35 años. Mientras que
las patatas chip producidas según la presente invención alcanzaron
una puntuación media de 7,0 sobre una escala hedónica de 9 puntos
para las mediciones de textura y sabor, las patatas chip según la
técnica anterior alcanzaron una puntuación media de sólo 6,5 para la
textura y una media de sólo 5,9 para el sabor. Además, mientras que
las patatas chip realizadas según la presente invención alcanzaron
una puntuación media de 7,1 para el aspecto y apariencia general,
las patatas chip según la técnica anterior alcanzaron una puntuación
media de sólo un 6,3 para el aspecto y sólo un 6,1 para el aspecto
en general.
Otra ventaja de la presente invención es que
proporciona una operación más eficiente durante el inicio. Por
ejemplo, el perfil de temperatura de la freidora se puede establecer
sin producto, y cuando el producto se dispone en el sistema, puede
resultar una patata chip de tipo cocidas por lotes con los defectos
de producto mínimos. De este modo, se desperdicia muy poco
producto. Por otra parte, en un sistema según la técnica anterior,
dado que el propio producto proporcionaba el aceite refrigerante, el
sistema tenía que funcionar durante un periodo de tiempo con el
producto, con el fin de calibrar dicho sistema, lo que tenía como
resultado grandes cantidades de defectos en el producto inicial y un
producto que no se podía utilizar.
Asimismo, se deberá observar que un cambio en el
perfil de temperatura puede cambiar las características del
producto. De este modo, se puede controlar la textura del producto
hasta un cierto punto. El perfil de temperatura se puede manipular
fácilmente mediante la presente invención. Otro resultado de la
invención es que proporciona la capacidad de controlar las
variables más importantes del producto, incluyendo, pero no
limitando, la textura, la humedad y las características visuales
como las ondulaciones y las aglomeraciones. Como tales, se podrían
producir productos diferentes a las patatas de tipo cocidas por
lotes.
Una ventaja adicional de la presente invención
es que se mejora la calidad del aceite en comparación con la
calidad del aceite del proceso de fritura por tandas según la
técnica anterior. Por ejemplo, en una freidora por tandas, se
produce inicialmente una cantidad relativamente grande de vapor. A
continuación, una vez que las rodajas de patata han alcanzado su
punto bajo de temperatura, se produce sustancialmente menos vapor.
Cuando se retira el producto de la freidora, hay poca producción de
vapor. Cuando se producen cantidades relativamente pequeñas de
vapor, el aire de la superficie del aceite puede contactar con el
aceite. Como resultado, puede darse la oxidación. La oxidación del
aceite impacta de forma negativa y reduce la calidad del aceite. Una
calidad de aceite inferior lleva a una vida de producto más corta y
reduce las calidades del producto alimenticio, como el sabor y el
color. Por otra parte, siempre que haya producto en una freidora
continua, habrá una capa de vapor en la superficie del aceite como
resultado del producto que se está friendo. Dicha capa de vapor
reduce la cantidad de aire que puede contactar con el aceite.
Mientras menos aire entre en contacto con el aceite, menos
oxidación se producirá. Menos oxidación equivale a una mayor calidad
del aceite, lo que es igual a una mayor calidad del producto
alimentario. Tanto en un proceso por tandas como en uno continuo, si
la calidad del aceite alcanza un umbral, por lo menos una parte del
aceite se deberá sustituir por aceite limpio. Así, para mantener la
misma calidad del aceite en un proceso por tandas que la que se
mantiene inherentemente en un proceso continuo, se requiere la
adición de más aceite limpio más a menudo.
El siguiente es un ejemplo específico de una
forma de realización de la invención.
Se cortaron aproximadamente 1.184 kg (4.000
libras) por hora de patatas peladas sin lavar (correspondientes a
499 kg (1.100 libras) por hora aproximadamente de producto acabado),
a un grosor de unos 0,16 cm (aproximadamente 0,062 pulgadas) en una
cinta transportadora de alta velocidad 21 y, a continuación, se
dispusieron en el canal 3. Se bombeó aceite caliente a 158ºC
(316ºF) en el canal 3 a unos 730 litros por minuto (aproximadamente
193 galones por minuto). Las rodajas de patata tuvieron un tiempo
de permanencia de entre 15 y 20 segundos aproximadamente en el
canal 3. Seguidamente, se alimentaron las rodajas de patata en la
parte aguas arriba de la freidora 40. Se bombeó aceite caliente
aproximadamente a 128ºC (262ºF) desde una parte de sección media de
la freidora, a 320 litros por minuto (85 galones por minuto) desde
una primera salida 44 a través del refrigerador de aceite caliente
48, lo que dio como resultado una temperatura del aceite entre 110ºC
(230ºF) aproximadamente y 120ºC (248ºF) en la parte aguas arriba de
la freidora 40. Se mantuvieron las rodajas de patata en este
intervalo de temperatura durante un tiempo de permanencia de
aproximadamente tres minutos. En este ejemplo en particular, no
entró aceite caliente en la tercera entrada 35. Se añadió aceite
caliente a una temperatura de 180ºC aproximadamente (unos 356ºF) a
la cuarta entrada 45 a un caudal entre 260 litros por minuto (70
galones por minuto) alcanzando la temperatura del aceite justo
aguas abajo de la cuarta entrada 45 y 135ºC (275ºF). Se retiró el
aceite caliente de la freidora en la segunda salida 54 a una
temperatura aproximada de 134ºC (273ºF) a un caudal de
aproximadamente 235 litros por minuto (unos 62 galones por minuto).
Aguas abajo de la segunda salida 54, se añadió aceite caliente a
una temperatura de aproximadamente 180ºC (356ºF) a la quinta entrada
55 a un caudal de aproximadamente 260 litros por minuto (70 galones
por minuto) elevando la temperatura del aceite a 146ºC (295ºF) justo
aguas abajo de la quinta entrada 55. Se retiró aceite caliente de
la freidora en la tercera salida 64 a una temperatura de
aproximadamente 145ºC (293ºF) a un caudal de aproximadamente 216
litros por minuto (57 galones por minuto). Aguas abajo de la
tercera salida 64 se añadió aceite caliente a una temperatura de
aproximadamente 180ºC (356ºF) a la sexta entrada 65 a un caudal de
aproximadamente 260 litros por minuto (unos 70 galones por minuto)
elevando la temperatura del aceite a 151ºC (303ºF) justo aguas
abajo de la sexta entrada 65. Se retiró aceite caliente de la
freidora en la cuarte salida 74 a una temperatura de aproximadamente
148ºC (298ºF) a un caudal de aproximadamente 1.062 litros por
minuto (unos 280 galones por minuto). La patata chip resultante
presentaba un contenido en humedad del 1,4 por ciento en peso y un
contenido de aceite de entre el 20% y el 22% en peso.
Claims (14)
1. Procedimiento para la producción continua de
patatas chip en un canal y una freidora, que comprende las etapas
siguientes:
- a)
- freír una pluralidad de rodajas de patata en aceite en dicho canal a una temperatura del aceite inicial comprendida entre 148ºC y 160ºC (300ºF y 320ºF), saliendo dichas rodajas de patata y dicho aceite de dicho canal hacia una sección aguas arriba de dicha freidora;
- b)
- inyectar aceite refrigerante de un refrigerador de aceite caliente en dicha sección aguas arriba de dicha freidora, presentando dicho aceite refrigerante inyectado una temperatura de aceite refrigerante inferior a aproximadamente 121ºC (aproximadamente 250ºF), saliendo dichas rodajas de patata de dicha sección aguas arriba hacia una sección restante de dicha freidora; e
- c)
- inyectar aceite de calentamiento en dicha sección restante de dicha freidora aguas abajo de dicha sección aguas arriba, presentando dicho aceite de calentamiento inyectado una temperatura de aceite de calentamiento superior a la del aceite que se encuentra en dicha sección restante.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el aceite de calentamiento en la etapa c) se encuentra a una
temperatura superior a aproximadamente 148ºC (aproximadamente
300ºF).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que dicho aceite de dicha sección aguas arriba en la etapa b)
se encuentra a una temperatura comprendida entre 110ºC y 127ºC
(230ºF y 260ºF).
4. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que dicho aceite refrigerante en la etapa b) comprende aceite
limpio a temperatura ambiente.
5. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que la temperatura de dicho aceite de calentamiento en la
etapa c) se encuentra a más de aproximadamente 177ºC
(aproximadamente 350ºF).
6. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que la temperatura del aceite de calentamiento en la etapa c)
varía dependiendo del contenido en humedad a la salida de una rodaja
de patata.
7. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que una cantidad de dicho aceite de calentamiento inyectado
en la etapa c) varía dependiendo del contenido en humedad a la
salida de una rodaja de patata.
8. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que un contenido en humedad a la salida de una rodaja de
patata es controlado por dicha temperatura del aceite de
calentamiento proporcionado por un intercambiador de calor
principal, sin afectar a la temperatura del aceite del canal ni a
dicha temperatura del aceite refrigerante.
9. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que dichas rodajas de patata permanecen en dicha freidora
durante un tiempo de permanencia y en el que dicho tiempo de
permanencia varía cambiando la velocidad de la cinta transportadora
sumergida dependiendo del contenido en humedad a la salida de la
rodaja de patata.
10. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que dichas rodajas de patata después de la etapa c) presentan
un contenido en humedad inferior al 1,5% en peso
aproximadamente.
11. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que dichas rodajas de patata después de la etapa c) presentan
un contenido en humedad comprendido entre el 20% y el 23% en
peso.
12. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que dichas rodajas de patata después de la etapa c) salen de
dicha freidora, y en el que dichas rodajas de patata pasan por una
cortina de aceite de película fina y, a continuación, presentan un
contenido en aceite comprendido entre el 28% y el 40% en peso.
13. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que dicha inyección en la etapa c) tiene lugar en una entrada
de aceite y en el que el aceite en dicha sección restante de dicha
freidora sale de dicha sección restante de dicha freidora aguas
arriba de dicha entrada de aceite.
14. Procedimiento según la reivindicación 3, en
el que dichas rodajas de patata se fríen en aceite a dicha
temperatura comprendida entre 110ºC y 127ºC (230ºF y 260ºF) durante
un periodo de 3 a 4 minutos.
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