FI59700B - Foerfarande foer upphettning och koagulering av livsmedelsemulsioner genom att anvaenda stroemledningsupphettning och ytupphettning - Google Patents

Description

E35r*l ΓβΙ /««KUULUTUSJULKAISU ςοπηΛ

Ma w (11) utläggningsskaift 59/00 C Client 'S y ^ (51) K».ik.3/int.a3 A 22 C 11/00 SUOMI —FINLAND (21) P*CMttlh*k«mui-PK«ntaiMöknin| 762966 (22) Htktmtopiivl — Antöknlnpdif 18.10.76 ' ' (23) Alkuptlvt—GIMihrad·! 18.10.76 (41) Tullut luikituksi — Bllvlt offwttllf 19.0¾. j8

Patentti· ja rekistsrihsllitu· .... _ __. ' , . _, . (44) NlhtivUctlptnon ja kuuL|ulkaitun pvm. — - .

Patent· och regiaterstyrelaen v 7 Anekin uthfd och utlikrMtan publicarad 30.06.8l (32)(33)(31) Pyydetty «tuot km* —Bogftrd prlorltat (71)(72) Ilkka Ossi Tapio Vanhatalo, Rapoonmaki, lU200 Turenki,

Yrjö, Maikki, Lyökkiniemi 2k, 02l60 Espoo 16,

Seppo Kalevi Reinamo, Kaskenkaatajantie 1 C, 02100 Espoo 10,

Martti Elis Tiuri, Takojantie 1 F, 02130 Espoo 13> Suomi -Finland(Fl) . (7*0 Yrjö Maikki (5¾) Menetelmä elintarvike-emuläioiden kuumentamiseksi ja koaguloi- miseksi käyttäen sähkönjohtumiskuumennusta ja pintakuumennusta - Förfarande för upphettning och koagulering av livsmedelsemul-sioner genom att använda strömledningSTipphettning och ytupphett-ning Tämän keksinnön tarkoituksena on kiinteiden, muotonsa säilyttävien elintarvikkeiden valmistaminen puolikiinteistä tai nestemäisistä emulsioista.

Tavanmukaisen tekniikan mukaan näiden valmistaminen tapahtuu sulkemalla puolikiinteä tai nestemäinen massa kuoren muodostavaan materiaaliin, kuten makkaranvalmistuksessa tai muottiin, kuten liha-ja kalamurekkeiden ja pasteijoiden valmistuksessa, ja kuumentamalla näitä, kunnes massa muuttuu lämpökoaguloitumisen vaikutuksesta kiinteäksi. Raakana kiinteämpien massojen kuten lihapyöryköiden ja lihamurekkeiden osalta tämä kuumennusvaihe voidaan suorittaa myös ilman muottia pintakuumennuksena eri tavoin. Näihin menettelyihin sisältyy runsaasti ihmistyövoimaa vaativia työvaiheita, ja prosessi on vain osittain mekanisoitavissa, hidas sekä vaatii runsaasti tehdastilaa ja lämpöenergiaa. Usein tapahtuu prosessin kestäessä myös työvaiheita, joissa ravinto-, maku- ja aromiaineita uuttuu kuumennus- tai jäähdytysveteen. Kuorettomien makkaratyyppisten valmisteiden tuottaminen suoritetaan tätä tekniikkaa käyttäen tavallisesti sulkemalla massa kuumennus- ja jäähdytysvaiheiden ajaksi kuoreen ja poistamalla kuori tämän jälkeen, joka menettely aiheuttaa paitsi lisätyövaiheita myös kuorimateriaalin kustannuksen.

-2- 59700

Pieniläpimittaisten valmisteiden kuten nakki- ja frankfurtin-makkaroiden valmistamiseksi on kehitetty puolijatkuvia menetelmiä (esimerkiksi yhdysvaltalainen patentti 3 163 5**2), joissa massa ruiskutetaan kuumennusmuotteihin. Kuumentaminen muoteissa voidaan suorittaa joko pintakuumennuksena, tai pyrittäessä nopea-toimiseen valmistukseen myös suorana sähkön johtumiskuumennuksena, jolloin sähkövirta johdetaan kuumennettavan massan läpi, tai yhdistäen pinta- ja johtumiskuumeimus. Johtumiskuumennusta käytettäessä tapahtuu helposti kipinöintiä elektrodin ja massan välillä, joka johtaa paikalliseen ylikuumenemiseen ja tästä aiheutuviin makuja värivirheisiin, sekä elektrodien syöpymistä ja vastaavasti elektrodimateriaalin siirtymistä kontaminoimaan kuumennettavan valmisteen pintaa, samoin tapahtuu helposti myös massan kiinni-tarttumista elektrodeihin.

Jatkuvatoimisen kuumennuksen suorittamiseksi, lähinnä makkaran valmistamiseksi, on esitetty rengaselektrodien käyttöön ja sähkön johtumiskuumennukseen perustuva menetelmä (yhdysvaltalainen patentti 3 235 388). Menetelmälle on tunnusomaista useiden johtavasta metallista valmistettujen elektrodien välisten kuumennus-jaksojen väliin sijoitetut lämpötilan tasoitusjaksot, joissa kuumennusta ei tapahdu. Menetelmässä esitetään käytettäväksi suurtaa-juusvirtaa (10000 Hz), jolloin pintaosa kuumenee nopeammin kuin keskiosa. Tämän johdosta läpimitaltaan paksummat valmisteet jäävät keskeltä raaoiksi, ellei suoriteta lisäkuumennusta muilla menetelmillä.

Nyt esitettävä menetelmä perustuu jatkuvatoimiseen kuumennukseen läpivirtausputkessa käyttäen vuorotellen tai samanaikaisesti sähkön johtumiskuumennusta ja pintakuumennusta. Keksinnölle on tunnusomaista se, että sähkönjohtamiseen perustuva kuumennus suoritetaan käyttäen matalataajuista sähkövirtaa siten että massa kuumenee putken poikkipintaan nähden ensin keskeltä, ja syntynyt lämpötilaero tasoitetaan tuomalla lämpöä pintakerrokseen putken seinän kautta ja/tai suoraan massaan sen poistuessa putkesta. Johtumiskuumennukseen käytetään pientaajuista vaihtovirtaa (esim. 30 Hz), joka johdetaan kuumennettavaan massaan sylinterielektrodien avulla. Tällöin virtatiheys jakaantuu tasaisemmin poikkipinnalle kuin edellä esitetyssä esimerkissä. Tämän ja pinnan jäähtymisen vaikutuk-sesta massa alkaa ensin lämmetä keskeltä, jolloin sähkönjohtokyky -3- 59700 keskellä kasvaa, ja kuumeneminen jatkuu voimakkaampana keskiosassa. Samanaikaisesti massan lämpölaajeneminen aiheuttaa paineen kohoamisen putkessa, ja tämän seurauksena massa painautuu tiiviisti putken seinämiin, jolloin saadaan aikaan myös hyvä kontakti elektrodien pintaan ja vältetään kipinöinti ja elektrodien syöpyminen. Elektrodeina käytetään sähköä kohtalaisesti johtavaa materiaalia, kuten grafiittia, joka estää massan paikallisen ylikuumenemisen elektrodin pinnassa ja siitä johtuvan massan tarttumisen elektrodeihin.

Pintakerroksen kypsyttäminen suoritetaan putken pinnan kuumenta-" misen avulla. Tämä on edullista suorittaa ainakin kahdessa vai heessa: kun massan keskiosan lämpötila on noin 40...50°C, ja laitteiston poistopäässä. Kun pintaosaa kuumennetaan sen ollessa - lähellä kiinteytymistä, se saadaan liittymään muuhun osaan mas sasta ja samalla saadaan valmisteelle sileä pinta. Laitteiston poistopäässä suoritettavalla kuumentamisella saadaan valmisteen pinta lopullisesti kypsennetyksi ja sille saadaan halutun paksuinen, mutta muuta massaa kovempi pintakerros.

Menetelmää käytettäessä ei massaan muodostu merkittävästi muita lämpötilaeroja, joten erityisiä lämmöntasausjaksoja ei tarvita.

Menetelmän mukaisen laitteiston putkimateriaalina voidaan käyttää jotakin sähköä johtamatonta ainetta, jolla on läpijohdettavaan massaan nähden pieni kitka, kuten polytetrafluorieteeniä.

Sähkönjohtumiskuumennukseen voidaan käyttää esim. 50 tai 60 Hz:n vaihtovirtaa, jonka jännite on muunnettu kuumennuslaitetta varten sopivaksi muuntajilla tai tyristorisäädöillä.

Laitteiston elektrodien välinen etäisyys ja käytettävä jännite riippuvat kuumennettavan massan sähköisistä ominaisuuksista, jotka vuorostaan riippuvat myös massan lämpötilasta. Laitteistossa kehittyvän lämpöenergian määrä on siten erilainen laitteiston eri osissa. Kuumennustehon tarkka säätäminen on erityisesti tarpeen koagulaatiovaiheessa. Liian voimakas kuumentaminen aiheuttaa tällöin massan hajoamisen, jolloin erottuneessa suolavesi-faasissa tapahtuu läpilyöntejä. Vastaavasti voidaan jo kiinteytynyttä massaa kuumentaa tehokkaammin.

4 ' 59700

Pinnan kuumentamiseen voidaan käyttää tunnettuja menetelmiä, kuten lämmönvaihtimia tai lämmitysvastusta. Laitteiston poisto-päässä voidaan kuumennus suorittaa myös infrapunassäteilyllä tai puhaltamalla valmisteen pintaan kuumaa ilmaa tai savua, jolloin saadaan aikaan myös kuivumista. Laitteiston poistopäässä valmiste voidaan paloitella ja pakata tunnettuja menetelmiä, myös aseptista pakkausta käyttäen.

Eräs menetelmän soveltamiseen sopiva laitteisto on esitetty kuvassa 1.

Kuumennettava emulsio syötetään laitteistoon tasaisella nopeudella käyttäen laitetta _1^, joka voi olla esim. makkararuisku. Laitteistossa on yksi tai useampi sähköinen kuumennusosa, kuvassa on merkitty kolme: A, B ja C. Osissa on elektrodeja 2 ja putki-osia 2.· Laitteistossa on myös pinnankuumentimia ji. Sähköisiin kuumennusosiin voidaan tuoda eri jännitteistä virtaa osan elektro-divälien ja siinä tarvittavan energian asettamien vaatimusten mukaisesti. Kuvassa 1 on jännitteiset johtimet merkitty numerolla 2 ja nollapotentiaalissa olevat numerolla (>.

Menetelmän käyttöä on selostettu seuraavassa esimerkissä:

Esimerkki

Laitteisto:

Kuvan 1 mukaisessa laitteistossa oli - 10 elektrodia 2 lämmönvaihdinta 3 kuumennusosaa

Putken sisähalkaisija oli 21 mm

Elektrodien etäisyys toisistaan oli A-osassa 150 mm, B-osassa 150 ja 200 mm sekä C-osassa 200 ja 250 mm.

Putkimateriaalina käytettiin polytetrafluorieteeniä, elektrodit olivat grafiittia.

' 5' 5 9 7 0 0

Kokeen suoritus:

Valmistettiin makkaraa makkaramassasta, jossa oli - 30 % naudanlihalajitelmaa Lisäaineet: - 20 % sianlihalajitelmaa - 0,1 % askorbiinihappoa - 28 % vettä - 0,015 % NaN02 - 9,5% nahkaemulsiota - 0,2 % P20_:ksi laskettuna polyfosfaattia - 6 % perunajauhoa - 0,05 % NaNO^ - 2 % suolaa - 0,5 % mausteita ja lisäaineita

Massassa oli analyysiarvojen mukaan: - - 66 % vettä - \k % rasvaa - 9 % proteiinia - 2 % suolaa massaa syötettiin laitteistoon nopeudella 15 kg/h, jolloin sen lineaarinopeus putkessa oli 1,2 mm/s. Lämmönvaihtimissa käytettiin kuumennukseen vettä, ensimmäisen lämmönvaihtimen kuumennus-puolen lämpötila oli 62°C, toisen 72°C.

Laitteiston sähköisten kuumennusosien jännitteet ja virrat olivat: osa jännite (V) virta (A) A 130 2,2 B l60 1,7 C 180 1,6 Käytetyn vaihtovirran taajuus oli 50 Hz.

Makkaramassan alkulämpötila oli 22°C, loppulämpötila oli 71°C. Valmiilla makkaralla oli tasainen, tyypillinen keittomakkaran väri ja konsistenssi. Tuotteen maku oli normaali, mausteiden maku normaalia voimakkaampi. Rasvan tai nesteen erottumista ei havaittu.

Claims (3)

1. Jatkuvatoiminen menetelmä makkaran tai muun kiinteän elintarvikkeen valmistamiseksi emulsiosta, jossa menetelmässä emulsio koaguloidaan kiinteään olomuotoon johtamalla se putkeen, jossa on sylinterimäisiä elektrodeja määrätyin etäisyyksin toisistaan, ja kuumentamalla emulsiota johtamalla näiden elektrodien kautta sen läpi sähkövirta, ja tasoittamalla tämän jälkeen putken poikkileikkaussuunnassa esiintyvät mahdolliset lämpötilaerot pintakuumennuksella, elintarvikemassan ollessa liikkeessä, tunnettu siitä, että sähkönjohtamiseen perustuva kuumennus suoritetaan käyttäen matalataajuista sähkövirtaa siten että massa kuumenee putken poikkipintaan nähden ensin keskeltä, ja syntynyt lämpötilaero tasoitetaan tuomalla lämpöä pintakerrokseen putken seinämän kautta ja/tai suoraan massaan sen poistuessa putkesta.

2. Patenttivaatimuksen 1. mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sähkönjohtamiskuumennukseen käytetään 50 tai 60 hertsin taajuista sähkövirtaa.

3. Laite patenttivaatimusten 1. tai 2. mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, tunnettu siitä, että sähkön johtamiseen käytetyt sylinterimäiset elektrodit on valmistettu kohtalaisesti sähköä johtavasta aineesta, jonka ominaisvastus on suurempi kuin kaksi kymmenestuhannesosaa ohmia/cm, esimerkiksi grafiitista.