JP2008508898A - 高速生地処理用被処理面 - Google Patents

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Abstract

揚げ油の成分を操作すると共に処理面を処理することにより、食品の処理面への付着を制御する新規な方法。様々な化学種を揚げ油に付加することにより、食品及び処理面の間の界面張力の制御を可能にする。処理面は、食品と接触する表面積を減少させるように磨耗されることにより、好ましくない食品の付着を減少させる。

Description

本発明は、油の界面張力を制御するために添加剤を用いることにより、且つこの食品と接触する処理面を処理することにより、油揚げ食品の処理面への付着を制御する方法に関する。面の処理は、生地との面接触を減少させるための磨耗加工、引っかき傷加工及び面形成加工に関し、これにより面及び生地の間の界面張力を減少させる。本発明は、予備形成生地スナック片の調理という特定の用途を有するが、油揚げ食品全般に適用され得る。
スナック食品を油揚げするために食品業界で一般的に用いられる従来技術のフライ鍋には幾つかの種類があり、このスナック食品は全ての側面に相対的にむらのない油揚げを必要とする。一般的に、加工品に仕上げられたポテトチップス等のスナック片は、生地をシート状にすると共に、処理のために生地を個片(予備成形物)に切断することにより形成される。処理には、調理済みスナック片を製造するために、フライ鍋での予備成形物の調理工程を含む。
生地シート加工操作では、処理面(例えばコンベアベルト、型、及び調理面)へ粘着する生地の傾向に影響を及ぼしかねない多くの処理状況がある。特に重要なことは、生地及び処理面の間の界面張力である。生地が切断され、搬送され、且つ調理油に投入される時に、生地は処理面に付着する。生地の過剰な付着は無効なチップの切断、チップの粘着、フライ鍋での不安定な動き、及び油揚げ不足又は過剰を生じさせる。生地の付着は、粒子寸法が200から600ミクロンの間で変化するレシチン等の乳化剤の付加による生地の成分によって、部分的に制御され得る。しかしながら、生地成分は、完成製品に劇的に影響を及ぼすことなく、大きく変化し得ない。過剰な又は過少な付着は、油揚げされた製品の味、テクスチャー、外見、品質のばらつき、及び包装袋の重量制御に影響を及ぼしかねない。
生地の付着制御は、生地がフライ鍋の調理油に投入される時に特に重要である。生地は当初、コンベア上の調理油へ投入される時に、油(より低い比重を有する油)よりも濃度が高い。理想的には、生地の調理が開始される時に、流出するガスが生地をコンベア或いは処理面から剥離させる。製品が油よりも濃度が低いならば、浮力がまた付着力に打ち勝つのを助ける上向きの力を作用させる。付着力は、生地を液中に沈められたコンベア面に付着させたままにする。
しかしながら、浮力及び他の製品取り外し力は時として、付着力に打ち勝つほど十分ではない。過剰な付着は、コンベア面上における生地の残留堆積、品質がばらつく製品、廃棄される製品、及び処理の狂いを含む幾つかの好ましくない結果をもたらす。過剰な粘着或いは付着は、製造の間における無駄及び廃棄の大きな原因である。過剰な付着は、製造が続けられる前に、装置が洗浄され且つ再初期化されなければならないので、製造の休止にまでも至りかねない。
現在の技術では、食品加工業者は、フライ鍋へ送られた食品がコンベアベルト等の処理面へ過度に粘着しないことを保証するために、フライ鍋にある調理油の自然劣化に頼っている。幾つかの食品は、食品が調理及びコンベア面と過剰に粘着する状態に調理油がなる前に、新鮮な油で15から60分間調理される。
一例として、スナック食品を調理するための従来技術の単一型形成フライ鍋を図1に示す。フライ鍋アセンブリ100は、入口部分102において、未調理スナック片を受け取
る。調理後に、スナック食品は出口部分104においてフライ鍋アセンブリ100を出る。
好適なスナック片を製造するために配合された生地は、調理される前に、シート状にされると共に予備成形物に形成される。図1において、フライ鍋アセンブリ100は、上側コンベア120、下側入口コンベア130、及び下側出口コンベア140を備えた成形フライ鍋を通り、予備成形物(図示なし)を加工する。供給セグメントは、投入側ローラ132及び液中ローラ134の間の下側入口ローラ130上面である。下側入口コンベア130は幾つかのローラ132,134,136,138の周りに巻き付く。下側入口コンベア130が入口部分102において油152と接触した後、スナック片は油揚げが開始される。
スナック片及びコンベア面120,130,140の間に、ある程度の付着は必要である。そうでないと、生地予備成形物は下方に角度が付けられた入口コンベア130に沿って、調理油152まで制御されずに滑動しかねない。このような予備成形物の滑動を阻止するために、適当な付着がなければならない。
これに反して、過剰な付着はあるべきではない。例えば、図1に示すような単一型成形フライ鍋への予備成形物の投入について検討する。通常は、調理に起因する上向きの力は、予備成形物を下側入口コンベア130から分離させ、上方へ上昇させ、且つ数秒の内に上側コンベア120と接触させる。予備成形物が上側コンベア120と接触すると、下側入り口コンベア130は予備成形物の調理にもはや必要ない。次に下側入口コンベア130は、下側入口コンベア130が液中ローラ134周りを回転し、且つ入口部分102で新しい予備成形物を受け取るためにその帰路を開始する前に、剥離板即ち鍋延長部158を通過する。
剥離板即ち鍋延長部158の目的の一つは、移行部上おける油の流れが可能な限り緩やかであることを保証して、生地製品がフライ鍋の中心及び出口コンベア140へ向けて移送される時に、生地製品の破損を回避することである。剥離板158及び下側入口コンベア130の間の間隙は、食品が剥離板158に到達する前に下側入口コンベア130から離れるのに失敗するならば、詰まりを生じ易い。移動する処理面及び別の処理面の間にあるいかなる間隙も、食品が付着され或いは噛み合わされた面から剥離するのに失敗するならば、加工の狂いを生じさせる恐れがある。この加工の狂いは避けられるべきである。
予備成形物材料は、下側入口コンベア130等の面が予備成形物よりも高温であるならば、高温の面に過剰に付着する傾向が一層ある。この高温面との接触は、特に面が油で被覆されていないならば、数秒間でも回避されるべきである。過剰な量の予備成形材料が下側入口コンベア130から離れるのに失敗するならば、予備成形物材料は剥離板又は鍋延長部158において塊を作り、また食品が出口コンベア140へ到達するのを非剥離予備成形物が妨げるので、加工を休止させてしまう。
一般的なフライ鍋では、揚げ油の交換時間は、実際に油揚げされる製品の量に応じて、数時間かかってしまう。交換時間は、フライ鍋の中にある調理油の同等量が、油の損失に起因して元に戻されるのにかかる時間の量である。油の損失は、一部には食品に付着し或いは食品によって吸着される油に起因する。新鮮な調理油が、失われた油を元に戻すために、フライ鍋へ連続的に又は定期的に加えられなければならない。しかしながら、ここに開示されるように、新鮮な油の使用は実際には、予備成形物が下側入口コンベア130から剥離しない可能性を増加させる。この現象は、新鮮な調理油と使用済み調理油の間における界面張力の大きな差に起因することを、本発明者は見出した。
結果的に、予備成形物のフライ鍋油への剥離を促進するために、生地予備成形物の付着を制御する必要がある。生地製品が処理面に過剰に粘着又は付着しない生地製品の移送及び加工方法が必要である。とりわけ、生地製品の面への界面付着が所望レベルに制御された状態で生地製品が取り扱われ、移送され且つ加工されるシステムが必要とされる。このシステムは特に、新鮮な調理油の存在によって界面付着が最も高い時い生地フライ鍋の始動の間に必要とされる。
提案される発明は、食品及び処理面の間の界面張力を制御するためのシステムを含む。提案される発明は、食品と接触する面の処理と組み合わされた、食品を加工するために使用される油の成分調整を含む。以下の1個以上を操作することにより、所望量の界面張力が得られる:油の成分、食品の成分、食品と接触する表面積、或いはこれらの要素のいかなる組み合わせ。本発明の上記並びに更なる特徴及び効果は、以下に記載される詳細な説明において明白にされるであろう。
本発明の特色と確信される新規の特徴は、添付の請求の範囲に記載される。しかしながら、本発明自体並びに好適な使用モード、その更なる目的及び効果は、以下の例証実施の詳細な説明を添付の図面と合わせて読んだ時に、最良に理解されるであろう。
本発明は以下において、好適な実施形態に関して説明されるが、他の実施形態も可能である。ここに開示される概念は、調理油が処理面及び食品の間に好ましくないほど高いレベルの界面張力をもたらすいかなるシステムにも適用できる。スナック片生地は本発明を説明するために用いられるが、本発明の実施形態に従い加工される多くの他の食品の一例に過ぎない。
フライ鍋において、本概念は、油と共に混合物を形成する粒子又は液体の付加を含む。本概念はまた、乳化剤を含む液体の油への付加を含み、乳化剤は油と共に溶液を形成する。
食品の面への付着と関連する油は、食品及び製品受け取り面の間に存在する油である。本発明の概念はまた、この面への食品の付着を制御するために、食品と接触し或いは噛み合わされる製品受け取り面の変更に関する。
また本発明は、乳化剤及び表面活性剤(界面活性剤)等の油添加剤のようなここに列記される材料の使用に限定されない。食品及び処理面の間における調理油の界面張力全体を制御し或いは影響を及ぼすために、他の同様な材料も使用され得る。例証実施形態において、様々な物体及び層は、実際の材料の縮尺ではなく、例証に適した縮尺で描かれている。「付着」及び「界面張力」という用語は、本明細書では幾らか相互交換可能に用いられると共に、両用語は、間に挟まれる流体薄層を有し、2つの面を分離させるために必要な力を説明する。
食品の油揚げ
一般的な油フライ鍋では、油揚げ食品は消費される前に調理され、続いて加工される。一例として限定することなく、油揚げ食品は魚、鶏肉、クラッカー、或いはスナック片生地の一つであってよい。
油フライ鍋では、予備成形生地片は初めに油に沈められるが、続いて調理の間に生地の中の水分が出ていくと、より浮揚し始めるようになる。一般的には、調理の間に蒸気が出
ていくにつれて、予備成形物の比重は徐々に減少する。一般的な生地は、調理される前に約1.0の初期比重を有する。揚げ油(或いは調理油)は一般的には、177度C(350度F)で約0.8の比重を有する。好適な実施形態において、ポテトチップ又等の完成食品及び予備成形物は、0.8未満の比重を有し、この比重により食品は油に浮くと共に、包装準備において、油からの食品の取り出しが容易になる。しかしながら他の実施形態において、油揚げ食品は、食品及び調理油の相対的な比重に応じて、油に浮いてもよく、又は油に浮かなくてもよい。
食品の製品受け取り面への付着という点では、新鮮な油での調理と使用済み油での調理の間には顕著な差がある、例えば、新鮮な調理油で揚げられた生地片は、所望よりも長い時間処理面へ付着し続ける傾向がある。使用済み油及び新鮮な油の幾つかの特性は類似すると共に、食品を油揚げするのに新鮮な油に優る使用済み油の性能については説明されない。しかしながら、以下に説明されるように、使用済み油は、処理面への生地付着の制御という点においては、新鮮な油よりも優れた特性を幾つか有する。
表面張力
表面張力は、流体の分子間における引きつけによってもたされる。大量の液体内では、各分子は隣り合う分子によって、全ての方向へ等しく引っ張られて、正味の力はどの方向にも結果的にもたらされない。液体表面の分子は、液体内部のより深くにある他の分子によって内側へ引っ張られると共に、これらの力の均衡を保つために、外側に他の液体分子を有していない。空気分子によって生じさせられる小さな外方への引きつけがあるかもしれないが、空気は液体よりもずっと密度が低く、そのためこの力は無視できる。結果的に、液体表面の分子には、内方への正味の力がもたらされる。
表面張力は、面と直角な単位長さ線に沿った力として定義される。次元解析によれば、メートル毎ニュートン(N/m)における表面張力の単位は、平方メートル毎ジュール(J/m)と等しく、従って表面張力は面エネルギとも見なされ得る。
表1は、3つの温度において、使用済み油及び新鮮な油について、mN/m単位で測定された表面張力を示す。これらの結果は予想されると共に、周知の科学原理と矛盾がない。新鮮な油及び使用済み油の間には、表面張力の測定値に差がないので、表面張力はなぜ生地予備成形物がコンベアベルト及び他の製品受け取り面に固着するのかを説明しない。表面張力
Figure 2008508898
粘性
粘性は、流れに対する内部抵抗によって特徴付けられる流体の特性である。新鮮な油を使用済み油と区別するための調査において、粘性は様々なせん断速度の値で測定された。図4は、21度C(70度F)(室温)及び90度C(194度F)での使用済み油及び新鮮な油の様々なせん断速度の値における粘性のグラフである。室温では、特により高いせん断速度の値において、使用済み油402及び新鮮な油404の粘度の間には、僅かな差がある。これらの高いせん断速度の値において、使用済み油402は新鮮な油404よりも高い粘度を有する。
しかしながら、図4を参照すると、油揚げ温度の90度C(194度F)では、使用済み油406の粘度は、高いせん断速度の値であっても、新鮮な油408の粘度と変わらない。従って粘性は、フライ鍋での使用済み油及び新鮮な油の間の油揚げ性能における差を説明しない。
界面張力
科学的定義では、界面張力は、2つの液体の境界における表面張力の測度である。しかしながら、界面張力はここでは、食品を処理面から分離させるために必要な力を説明するために用いられる。油が被覆された生地予備成形物及び処理面(生地対油及び面対油)の境界に2個の固体―液体界面があっても、界面張力という用語は1つの測定値である。これらの2個の界面は理論的には、独自の界面張力値を有する。界面張力の測定値は、より低い界面張力を有する固体―液体界面を分離させるために必要な力である。より高い値を備えた界面はそのままであると共に、この界面を形成する2個の材料は強制隔離されない。
別の実施形態において、界面張力は、インストロン・コーポレーション(Instron Corporation)からのインストロン・ユニバーサル・テスティング・マシーン(Instron Universal Testing Machine)を使用して、油フィルムが被覆された直径114.3ミリメートル(4.5インチ)の平滑なステンレス鋼板を、生地予備成形物から分離させるために必要な力として定義され得る。新鮮な油は、食品を調理するためにこれまでに使用されていない調理油である。古い油は、ポテトチップ等の食品を調理するために使用されてきており、結果的に調理副産物を含有する油であり、この油は酸素及び他の化学種との反応によって劣化させられている。
一測定において、新鮮な油は約769平方センチメートル毎ダインの界面張力を有する一方、2時間経過した調理油は約288平方センチメートル毎ダインの界面張力を有した。古い油が2時間食品を調理するために使用されただけならば、この差はめざましい。油は使用に際して、温度の上昇時に、食品処理面上の油と生地予備成形物等の食品面の水分の間の界面張力を減少させる極性化合物を発生させる。
別の一連の測定において、表2は3つの温度における古い油及び新鮮な油のmN/m単位での界面張力を示す。測定はデュニュイ・テンションメータ(DuNouy Tensionmeter)70545(CSC サイエンティフィック・カンパニー社(Scientific Company,Inc.)を用いて為された。
表2の全3つの温度において、驚くことに、新鮮な油は略同じ表面張力値を有することが観察された。逆に、使用済み油は、温度が上昇するにつれて、一層低い界面張力値を有する。新鮮な調理油と使用済み調理油の界面張力値の大きな差は、予備成形物及び他の食品を調理するために、新しい油よりも使用済み油のほうが好ましい理由を説明するのを助ける。フライ鍋の寸法及び油単位毎に調理される食品の量に応じて、約30分間継続的に食品を調理するために、新鮮な調理油が使用された後に、新鮮な調理油は使用済み調理油の特性を呈する。
界面張力
Figure 2008508898
添加剤
本発明の一実施形態において、添加剤は、結果的に得られる混合物又は溶液の界面張力を低下させるために、新鮮な調理油に投入される。添加剤は、油に懸濁される程度に小さい固体粒子を含んでよい。このような添加剤には、レシチン及び食べられる乳化剤を含んでよい。
添加剤はまた、界面活性剤及び乳化剤を含んでよい。このような添加剤は、油及び調理中の食品から剥離された水溶性配合物のエマルジョンを最終的に形成する。或いは、この配合物は油と共に溶液を最終的に形成する。この添加剤は、以下の配合物の1個又はそれ以上を含んでよい:モノグリセリド、ジグリセリド、トコフェロール、レシチン、カルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)、コレステロール、カラゲナン、ラノリン、アラビアゴム、トラガカントゴム、カラヤゴム、ガーゴム、パルミチン酸、シテアリン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキドン酸、トリオレイン酸ソルビタン、モノステアリン酸プロピレングリコール、モノステアリン酸グリセリン、及びモノステアリン酸プロピレングリコール。添加剤はまた、食品の油揚げから自然に派生する配合物を含んでよい。
処理面
油の成分に加えて、界面張力に影響を与える別の加工状況は、製品受け取り面の物理的性質である。食品と接触する処理面の構成及びテクスチャーは、食品を処理面から分離させるために必要な力の量に影響を与える。以前から、処理面は平滑な金属面である。本発明によれば、製品受け取り面の構成又はテクスチャーの変更は、界面張力及び食品付着を低減させるという顕著な効果を生じさせる。
図2a、図2b及び図2cは、一般的な金属面の倍率60倍の3つの顕微鏡写真図である。これらの顕微鏡写真図は、面が幾らかのテクスチャーを有すると共に、裸眼で見た時に完全に平滑ではないことを示す。一般的な平滑金属受け取り面におけるテクスチャー及び溝の眼に見える存在にも拘わらず、これらの特徴だけでは、界面張力及び食品の付着を低下させるのに十分ではないおそれがある。
好適な実施形態において、ステンレス鋼鎖噛み合いコンベアは、フライ鍋で使用される前にサンドブラスト加工が施される。使用時には、鎖噛み合いコンベアは、生地予備成形物を連続フライ鍋の高温の揚げ油に投入する。油揚げの間に放出されるガスは、より多くの片を受け取るために道を戻る前に、予備成形物を鎖噛み合い食品コンベアから分離させる。
新鮮であれ或いは使用済みであれ、調理油の界面張力を、使用済み調理油で測定される値と比較可能な値に制御することが好ましい。製品受け取り面をサンドブラスト加工によって変更することにより、油の界面張力を制御すると、食品の過剰な付着が回避されて、より少ない食品が廃棄され、且つより少ない加工の狂いが結果的にもたらされる。
一般的に、本発明の一実施形態において、フライ鍋のベルト等の従来からの食品と接触する金属面は磨耗させられて、面に引っかき傷或いは不規則的な溝又はへこみが生じる。
一実施形態において、面は磨耗を生じさせるためにサンドブラスト加工が施される。図3a、図3b及び図3cは、一般的な金属面が磨耗させられた後の、倍率60倍の金属面の3つの顕微鏡写真図である。図3a及び図3bの引っかき傷或いは溝302は、食品と接触する金属の全表面積を減少させる。引っかき傷は食品及び金属面の間の界面張力を減少させる。磨耗には、製品の付着を増加させ或いは減少させる、製品受け取り面を粗面化するための、即ち製品受け取り面へテクスチャーを与えるためのいかなる方法を含んでよい。
別の実施形態において、面は所定寸法の食品と接触するために利用される実表面積を減少させるために、引っかき傷、隆起、溝、陥凹、或いはテクスチャーを形成するように整形され、形成され、予め製造され、或いは成形される。面処理を介して、食品及び面の間の界面張力は、所望レベルまで減少させられ、或いは制御される。
別の実施形態において、処理面はセラミック、テフロン、プラスチック又は他の材料等、従来とは異なる材料から形成される。材料構成物のこのような選択によれば、調理油及び食品の所定の組み合わせにおいて、界面張力を所望レベルに制御できる。
別の実施形態において、上記に説明された処理面の変更及び調理油の成分変更は、食品及び処理面の間における界面張力及び食品の付着を調整するために組み合わせられる。例えば、好適な実施形態において、食品及び油の両方と接触する処理面は、面を粗く磨耗させるためにサンドブラスト加工される。特に、フライ鍋送りコンベアは、使用に先立ちサンドブラスト加工が施される。次に、1個又はそれ以上の添加剤が、フライ鍋で使用される調理油に組み合わされる。この添加剤にはトリオレイン酸ソルビタン、モノステアリン酸プロピレングリコール、モノステアリン酸グリセリン、モノステアリン酸プロピレングリコール、精製モノグリセライド及びポリグリセリンを含むが、これらに限定されない。磨耗させられた送りコンベア上を運ばれた生地片が調理油へ投入される時には、油添加剤及び磨耗面は、所望量の付着を伴い、予備成形物を調理油へ投入する手段をもたらす。
本実施形態において、界面張力の調整は、所望量の付着が食品及び処理面の間に存在するように行われる。所望量の付着は、食品が斜面から滑動するのを阻止する一方で、同時に食品がフライ鍋の油へ剥離されるのを妨げる過剰な付着を阻止するのに十分である。
本発明は、好適な実施形態を参照して、詳しく図示及び説明されたが、当該技術分野に属する通常の知識を有する者には当然のことであるが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明において様々な変更が形状及び細部に為され得る。
従来技術において周知の単一型成形フライ鍋を示す図。 処理が施されておらず且つ相対的に平滑な面を示す金属処理面の拡大図。 非一様な面特徴を示す磨耗金属処理面の拡大図。 21度C(70度F)(室温)及び90度C(194度F)での使用済み及び新鮮な油の様々なせん断測度値における粘度を占めすグラフ。
符号の説明
100…フライ鍋アセンブリ、102…入口部分、104…出口部分、120…上側コンベア、130…下側入口コンベア、140…下側出口コンベア、132…投入側ローラ、134…液中ローラ、136,138…ローラ、152…油、158…油鍋入口部分、158…剥離板即ち鍋延長部、130…下側入口コンベア、302…引っかき傷又は溝、402,406…使用済み油の粘度、404,408…新鮮な油の粘度。

Claims (7)

  1. 揚げ油を含む油揚げ装置の油被覆製品受け取り面から製品を剥離させるのを助ける改良型方法であって、
    a)前記製品が前記揚げ油を含む油揚げ装置へ投入される時に、該製品が前記製品受け取り面と噛み合わされるように、該製品を該油揚げ装置へ投入する工程と、
    b)前記製品を前記揚げ油で油揚げする工程と、
    c)前記製品を前記製品受け取り面から取り出す工程とを含み、
    前記改良型方法は、前記製品及び前記製品受け取り面の間の界面張力を減少させる工程を含み、該減少工程は前記投入工程a)に先立ち実行される
    ことを特徴とする方法。
  2. 前記界面張力減少工程は、前記製品受け取り面を磨耗させる工程を含むことを特徴とする請求項1の方法。
  3. 前記界面張力減少工程は、前記製品受け取り面の粗面化工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 前記界面張力減少工程は、前記製品を前記製品受け取り面と噛み合わせるために利用される、より少ない表面積を有する予め製造された製品受け取り面の使用を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 前記界面張力減少工程は、概ね200ミクロンから600ミクロンの寸法のレシチンからなる粒子の前記フライ鍋油への付加を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  6. 前記界面張力減少工程は、工程a)において前記製品を投入する前に、概ね200ミクロンから600ミクロンの寸法のレシチンからなる粒子の該製品への付加を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  7. 前記界面張力減少工程は、モノステアリン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビタン、デカオレイン酸デカグリセロール、或いは5未満のHLB(親水性・親油性バランス)を備えたプロピレングリコールモノエステルとして周知の化合物群のメンバーの少なくとも1個の前記揚げ油への付加を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
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