KR20060132747A - 공압출된 식품을 탈수시키는 방법 및 장치 - Google Patents

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조스 코부쎈
마르쿠스 번하드 허버트 본트젤
카스퍼 윌렘 반 덴 베르그
헥터 엔젤 플로레스
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스토르크 타운샌드 비.브이.
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Abstract

본 발명은 공압출된 식품(3)의 케이싱(2)를 적어도 부분적으로 탈수시키는 방법으로서, 수성 염 용액(8)이 공압출된 식품(3)의 외부에 공급되는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 공압출된 식품(3)의 케이싱(2)를 적어도 부분적으로 탈수시키는 장치에 관한 것이다.

Description

공압출된 식품을 탈수시키는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR DEHYDRATING CO-EXTRUDED FOOD PRODUCTS}
본 발명은 공압출된 식품의 케이싱을 적어도 부분적으로 탈수시키는 방법으로서, 수성 염 용액이 공압출된 식품의 외부에 공급되는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 공압출된 식품을 위한 염수처리 시스템(brining system), 염수 처리 시스템상에 연결되는 수성 염 용액의 공급 수단, 염수 처리 시스템에 유사하게 연결되는 수성 염 용액의 수집수단을 포함하여, 공압출된 식품의 케이싱을 적어도 부분적으로 탈수시키는 장치에 관한 것이다.
식품의 공압출 방법에서, 반죽은 노즐로부터 압출되어 반죽 가닥이 형성된다. 소시지 가닥의 압출과 동시에, 표피(케이싱)가 목적에 적합한 물질, 일반적으로는 콜라겐(종종 가교제 또는 케이싱을 제조하기 위한 콜라겐에 첨가된 액체 스모크 추출물과 함께 사용됨)을 압출시키는 수단에 의해서 반죽 가닥의 둘레에 배열된다. 육류 제품(특히, 소시지)이 동시 압출(공압출)에 의해서 제조되지만, 이러한 방법으로 비동물 케이싱이 있는 식물성 제품을 제조하는 것도 가능하다. 케이싱이 제조되는 물질은 육류 가닥의 둘레에 배열된 직후에 점성이다. 케이싱에 강도를 부여하기 위해서, 후속된 처리 및 가공 단계가 가능하지만, 가능한 한 신속하게 케이싱으로부터 물을 추출하여 케이싱을 경화시키는 것이 요구된다.
이러한 목적을 위해서, 공압출된 식품을 수성 염 용액(또한, 물중의 인산이 나트륨의 용액으로 일반적으로 구성되는 "염수"라 칭함)과 접촉시킨다(참조: 미국특허 제5,843,504호 및 제5,989,609호). 그러한 수성 염 용액의 가능한 조성에 대한 더욱 상세한 설명에 대해서는 예를 들어 미국특허 제6,054,155호 및 WO 0141576호를 참조할 수 있다. 수성 염 용액은 또한 하나 이상의 첨가제, 예를 들어, "액체 스모크(smoke)" 및/또는 경화를 촉진하는 제제와 함께 제공될 수 있다. 포장된 식품으로부터 수분을 추출하는 기존의 방법은 수성 염 용액을 희석시켜 어떠한 사용 후에 희석된 수성 염 용액이 대체되어야 한다. 수성 염 용액은 또한 가공 동안 액체 스모크 및 육류 제품의 성분에 의해서 오염될 수 있다. 수성 염 용액의 대체는 간접비를 나타내며, 여기서, 비용은 일반적으로 오염된 수성 염 용액의 배출과 연관된다는 것을 추가로 주지해야 한다.
본 발명의 목적은 공압출된 식품의 케이싱의 탈수로부터 유발되는 폐수를 제한하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 더욱 저렴한 방법으로 공압출된 식품의 케이싱을 탈수시키는 방법을 제공하는 것이 또한 본 발명의 목적이다.
이러한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 A) 수성 염 용액을 공압출된 식품의 외부에 공급하고, B) 가공 단계 A) 동안 사용된 수성 염 용액을 수거하고, C) 수거된 수성 염 용액을 재조정시키고, D) 재조정된 수성 염 용액을 가공단계 A)에서 재사용하는 가공 단계를 포함하여, 공압출된 식품의 케이싱을 적어도 부분적으로 탈수시키는 방법을 제공한다. 공압출된 식품을 탈수시키는 결과로서, 용액중의 염 농도는 정상의 가공 조건하에 희석될 것이며, 염 용액의 양은 증가할 것이다. 수성 염 용액 또는 염수의 품질은 반죽 성분(예컨대, 육류 입자) 및 케이싱 물질의 (분획) 형태로 용액 중의 오염량의 증가에 의해서 열화될 것이다. 수성 염 용액의 수거는 가장 광범위한 개념으로의 수성 염 용액의 수거를 의미하는 것으로 이해되는 것이다. 즉, 수성 염 용액의 수거는 용액을 염수 처리하는 어떠한 방법을 함께 나타낸다.
어떠한 사용 후에, 수성 용액의 전체 용적은 너무 많이 증가되고/거나 수성 염 용액의 품질은 열화되어 더 이상 사용이 불가능하거나 품질이 양호하지 못하여 배출이 불가피하다. 폐기물로 제거되어야 하는 오염된 수성 염 용액을 방지하지 위해서, 본 발명은 오염된 수성 염 용액의 품질을 증진시키고 재가공된 수성 염 용액을 재순환시키는 방법을 제공하고 있다. 상기된 바와 같은 오염된 수성 염 용액은 과량의 물을 함유하기 때문에, 가공 단계 C) 동안 본 발명에 따른 수성 염 용액의 재조정은 일반적으로 수성 염 용액에서 물을 강제 증발시킴을 포함할 것이며, 이러한 강제 증발은 수성 염 용액을 가열함으로써 간단한 방법으로 구현될 수 있다. 이러한 가열은 예를 들어 감압과 함께 수행된다. 수성 염 용액은 비등점까지 가열될 수 있지만, 이러한 가열이 필수적인 것은 아니다. 수성 염 용액을 가열하는 것의 단점은 추가의 바람직하지 않은 변색이 발생될 것이라는 것이다. 본래 투명하고/거나 황색/갈색인 수성 염 용액은 더욱 갈색이 될 것이며, 그러한 변색된 염 용액으로 탈수를 계속하는 것은 본 기술분야의 전문가에게는 허용될 수 없다. 이러한 단점은 그러나 이하 상세히 설명되는 바와 같은 본 발명에 의해서 해결된다. 수성 염 용액의 품질을 증진시키기 위해서 염이 공압출 과정 동안 첨가될 수 있지만, 이러한 첨가는 제한된 해결책인데, 그 이유는 오염물이 용액으로부터 제거 되지 않으며 이러한 방법에서 용액의 전체 용적은 증가하기 때문이다.
수거된 수성 염 용액은 바람직하게는 여과된다. 이러한 여과는, 용액으로부터 오염물, 예컨대, 육류 일부, 단백질 또는 그 밖의 고체 오염물을 제거하여 (재조정됨) 용액의 품질을 증진시키고 수명을 길게 할 목적으로, 예를 들어, 페이퍼 필터 또는 기계적 시이브(sieve)를 통해서 가능하다. 여과에 의해서 용액으로부터 성분을 제거하여 (재)조정 동안의 용액의 변색을 감소 또는 역전시키거나, 변색을 방지하는 것도 가능하다.
특정의 여과 방법에서, 하나 이상의 성분이 실질적으로 흡수 및 흡착에 의해서 수성 염 용액으로부터 제거된다. 이의 예는 탈수 결과 수성 염 용액에 유입되는 가교제의 흡수이며, 그에 의해서 염 용액의 변색이 역전되거나 방지될 수 있다. 흡수 또는 흡착과 함께 임의로 적용될 수 있는 또 다른 방법은 흡수 또는 흡착에 의해서 하나 이상의 성분이 실질적으로 수성 염 용액으로부터 제거되게 하는 방법에서의 여과이다. 활성 탄소가 여과 물질로서 사용될 수 있다.
염 용액의 변색을 방지하는 또 다른 방법으로, 첨가제가 수성 염 용액에 첨가되어 변색을 방지하고/거나 적어도 부분적으로 역전시킨다. 그러한 첨가제는 강한 산화제, 예를 들어, 과산화수소, 불소, 히드록실 라디칼, 염소, 이산화염소, 과망간산칼륨, 및/또는 오존을 포함할 수 있다. 강한 산화제는 강한 산화제의 염 유도체, 예컨대, 나트륨 퍼카르보네이트, 칼슘 퍼옥사이드 또는 마그네슘 퍼옥사이드 및/또는 산 유도체, 예컨대, 퍼아세트산 또는 퍼옥시모노황산으로 이루어질 수 있다. 착색된 입자가 첨가제(예를 들어, 세분화에 의해서)에 의해서 탈색되거나 용 액중의 착색된 입자의 형성이 방지될 수 있다. 또한, 그 밖의 오염물, 예컨대, 단백질은 강한 산화제에 의해서 분해된다.
수성 염 용액의 변색을 방지하거나 역전시키는 또 다른 방법으로, 염 용액이 방사선, 예컨대, 자외선으로 조사된다. 방사선은 재조정 동안 변색에 대해서 직접적으로 작용하지만, 산화제 및/또는 시약을 방사선으로 활성화 또는 촉진시키는 것도 가능하다.
본 발명은 또한 상기된 형태의 장치를 제공하는데, 상기 장치는 수거 수단에 의해서 수거된 수성 염 용액을 재조정하는 재조정 수단 및 재조정된 수성 염 용액을 공급하는 공급 수단을 제공함을 특징으로 한다. 그러한 장치에 의해면, 본 발명에 따른 방법을 참조로 상기 설명된 바와 같은 이점이 실현될 수 있으며; 염 용액의 허용되지 않는 변색이 유발되지 않으면서 종래의 기술에 따른 장치에 비해서 더 긴 기간 동안 용액이 재사용될 수 있으며, 용액의 염 농도 및 용적은 결정된 한계 내에 있게 된다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 재조정 수단은 수거된 수성 염 용액을 가열하는 가열 수단을 포함한다. 용액으로부터 물을 강제 증발시킴으로써, 용액중의 염 백분율은 증가하고, 동시에 용적은 감소한다. 강제 증발과 함께 임의로 적용될 수 있는 또 다른 방법은 예를 들어, 초여과, 역삼투, 전기분해, 침전, 응집, 및 소결된 금속 여과 등이다.
또 다른 바람직한 구체예에서, 재조정 수단은 첨가제를 수성 염 용액에 공급하는 분배 수단과 함께 제공된다. 분배 수단은 용액의 흐름 방향에서 가열 수단 후방뿐만 아니라 전방에도 위치할 수 있다. 실질적으로, 재조정 수단은 염수의 정상적인 순환 경로에 평행하게 배치될 것이며, 일정량의 오염된 염수가 예를 들어 하루 한번 세척(배치식으로)될 수 있다. 그러나, 이론적으로는 또한 정상적인 순환 경로에 재조정 수단을 통합시키는 것을 예상하는 것도 가능하다(즉, 이들이 인라인(in-line)으로 위치된다). 오염된 염수의 배치식 처리는 염수가 재조정 동안 가열되어 물을 증발시키는 경우에 더욱 자명한 처리이다. 염수의 가열 및 증발은 결국 필요한 시간과 에너지를 필요로 하며, 이는 인라인 방법의 큰 단점일 수 있다. 그 밖의 수단과 임의로 조합된 재조정 수단은 임으로 조사(irradiating) 수단, 및 더욱 특히 자외선 공급원과 함께 제공될 수 있다. 재조정 수단은 유사하게 필터, 예를 들어 흡수 및/또는 흡착에 적합한 필터와 함께 제공될 수 있다. 재사용 가능한 필터로서의 필터, 예를 들어 금속 시이브 형태의 필터를 포함시키는 것도 가능하지만, 필터는 일회용 필터, 예를 들어, 페이퍼 필터로서 포함될 수 있다. 일렬로 위치된 상이한 필터 특징을 지닌 많은 필터의 조합을 예상하는 것도 가능하다.
본 발명은 이하 첨부된 도면에 도시된 비제한적인 예의 구체예를 기초로 설명될 것인데, 도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 장치의 또 다른 변형 구체예에 대한 도면이다.
도 1은 공압출된 소시지 가닥(3)의 콜라겐 케이싱(2)을 적어도 부분적으로 탈수시키는 장치(1)를 나타낸다. 소시지 가닥(3)은 화살표 P1에 따른 방향으로 육류 반죽(5)과 콜라겐 케이싱(2)을 압출 헤드(4)로부터 동시에 압출시킴으로써 제조 된다. 압출 헤드(4)를 나온 직후에, 케이싱은 여전히 점성(연성)이며 또한 연하다. 케이싱(2)의 경화를 촉진시키기 위해서, 아주 진한 염수(수성 염 용액)(8)가 염수 처리 시스템(7)의 스프레이 노즐(6) 형성부에 의해서 케이싱(2) 상에 스프레이된다. 염수(8)는 예를 들어 10 내지 60질량%, 더욱 바람직하게는 36 내지 45질량%의 인산이칼륨의 인산이칼륨 용액으로 이루어진다.
염수 처리 시스템의 스프레이 노즐(8)은 염수가 펌프(10)에 의해서 염수(8)를 함유한 공급 탱크(11)로부터 공급되는 공급라인(9)에 의해서 공급된다. 스프레이 노즐(8)과 소시지 가닥(3)의 아래에는 탈수를 위해서 사용되어 오염된 염수를 수거하는 수거 트레이(12)가 있다. 분무된 염수(13)는 일반적으로 배출 파이프(14) 및 펌프(15)에 의해서 공급 탱크(11)로 재순환된다.
일정 시간 후에, 용액중의 인산이칼륨의 농도는 케이싱으로부터의 물의 추출에 의해서 초기의 농도 보다 저하될 것이며, 그 밖의 물질 및 입자에 의해서 염수의 오염은 증가될 것이다. 조절 밸브(25)를 전환시킴으로써 (오염된) 염수의 일부가 배치식(batch-wise)으로 필터(시이브: sieve)(16)를 통과하여 염수(13)중의 오염물을 제거할 수 있다. 여과된 염수(13)는 이어서 재처리 유닛(17)으로 운반된다. 재처리 유닛(17)은 가열 코일(19)이 위치되는 용기(18)와 함께 제공된다. 염수(13)의 가열을 통해서, 물의 일부가 염수(13)로부터 수증기(20)로서 제거될 것이다. UV 라디에이터(21)가 용기(18) 위에 위치하여 오염된 염수(13)의 탈색을 더 촉진한다. 첨가제 공급(22)가 또한 용기에 연결된다. 재처리 유닛에서 세정되고 농축된 염수는 최종적으로 바람직하게는 염수의 임의적 강제 냉각 후에 반송 라인 (23), 및 펌프(24)에 의해서 공급 탱크(11)로 재순환되며, 그러한 공급 탱크로부터 염수(8)는 다시 정상의 순환 염수의 일부를 형성한다.
도 2는 공압출된 소시지 가닥(42)의 콜라겐 케이싱(41)을 적어도 부분적으로 탈수시키는 장치(40)를 나타낸다. 오염된 염수(44)의 처리 및 재순환을 위한 순환부(43) 이외에, 장치(40)는 또한 반송 순환부(45)와 함께 제공된다. 장치(40)는 장치 내에 존재하는 염수의 양에 대한 자동화된 모니터링 및 조정에 적합하다. 사용된 염수(44)의 수거 트레이(47)상에 연결된 출구(46)에는 센서(48)가 위치하며, 이러한 센서는 예를 들어 염수(44)의 오염 측정을 위한 지시약으로 작용하는 특정 물질의 농도를 측정하고 시그날 라인(49)을 통해서 정보처리 능력을 갖춘 조절 유닛(50)으로 전송한다. 센서(48)에 의해서 측정된 값으로부터 유도된 오염화 수준에 따라서, 정보 처리 능력을 갖춘 조절 유닛(50)은 밸브(51, 52)를 작동시키는 수단에 의해서 순환부(43) 또는 (45)중 하나를 개방하는 선택을 할 것이다. 비교적 낮은 오염화 수준에서는, 사용된 염수(44)는 비처리된 상태로 반송 순환부(45)에 의해서 재순환될 것이다. 조절 유닛(50)이 오염화의 최소 수준이 초과함을 검출하면, 사용된 염수(의 일부)가 재처리 순환부(43)에 의해서 처리되고 재순환될 것이다. 장치(40)내에 존재하는 염수의 일부가 재처리 순환부(43)로 유도되고, 그 후에 장치(40)가 반송 순환부(45)를 이용한 "정상" 순환으로 스위치 백(switch nack)되는 것이 가장 가능한 방법이다. 이러한 정상의 순환을 유지하면서 재처리 순환부(43)에 존재하는 염수가 최초 수준의 염소보다 더 높은 수준으로 세정(재처리)될 수 있다. 더 높은 수준으로 세정된 염수를 장치(40)에 존재하는 나머지 염수와 혼 합함으로써, 장치에 존재하는 염수의 품질은 향상될 것이다(그리고, 그로 인해서, 염수는 재처리 순환부(43)에 운반되지 않는다). 반대로, 장치(40)를 통한 정상의 순환이 중지되는 경우(예를 들어 작업 시간의 종료)에 재처리 순환부(43)를 활성화시키는 수단에 의해서 장치(40)내에 존재하는 염수의 적어도 일부를 세정하는 조절 유닛(50)을 예상하는 것도 가능하다. 따라서, 염수의 품질은 장치(40)를 통한 정상 순환의 재개시에 요구된 수준으로 향상될 것이다.

Claims (19)

  1. 공압출된 식품의 케이싱을 부분적으로 또는 전체적으로 탈수시키는 방법으로서,
    A) 공압출된 식품의 외부에 수성 염 용액을 공급하고,
    B) 가공 단계 A) 동안 사용된 수성 염 용액을 수거하고,
    C) 수거된 수성 염 용액을 재조정하고,
    D) 재조정된 수성 염 용액을 가공 단계 A)에서 재사용하는 가공 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 가공 단계 C) 동안의 수성 염 용액의 재조정이 염 용액으로부터 물을 강제 증발시킴을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 염 용액으로부터 물을 강제 증발시키는 것이 염 용액의 가열을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 수거된 수성 염 용액이 여과됨을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 하나 이상의 성분이 흡수에 의해서 수성 염 용액으로부터 실질적으로 제거되는 방법으로, 수거된 수성 염 용액이 여과됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4항에 있어서, 하나 이상의 성분이 예를 들어 활성탄을 사용함으로써 흡수에 의해서 수성 염 용액으로부터 실질적으로 제거되는 방법으로, 수거된 수성 염 용액이 여과됨을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제가 수성 염 용액에 첨가되어 변색을 방지함을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제가 수성 염 용액에 첨가되어 변색을 부분적으로 또는 전체적으로 역전시킴을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 첨가제가 강한 산화제, 예컨대, 과산화수소를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 강한 산화제가 강한 산화제의 염 유도체, 예컨대, 나트륨 퍼카르보네이트로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 강한 산화제가 산 유도체로 이루어짐을 특징으로 하는 방 법.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 수성 염 용액이 이의 변색이 적어도 실질적으로 방지되도록 조사(irradiate)됨을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 수성 염 용액이 수성 염 용액의 변색이 적어도 실질적으로 역전되도록 조사됨을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서, 조사가 자외선에 의해서 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  15. 공압출된 식품의 케이싱을 부분적으로 또는 전체적으로 탈수시키는 장치로서,
    - 공압출된 식품에 대한 염수 처리 시스템,
    - 염수 처리 시스템에 연결되는 수성 염 용액의 공급 수단, 및
    - 염수 처리 시스템에 유사하게 연결되는 수성 염 용액의 수거 수단을 포함하며,
    상기 장치가 수거 수단에 의해서 수거된 수성 염 용액을 재조정하는 재조정 수단 및 재조정된 수성 염 용액을 공급하는 공급 수단과 함께 제공됨을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 재조정 수단이 수거된 수성 염 용액을 가열하는 가열 수단을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 15항 또는 제 16항에 있어서, 재조정 수단이 수성 염 용액에 첨가제를 공급하는 분배 수단과 함께 공급됨을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 15항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 재조정 수단이 조사(irradiating) 수단과 함께 공급됨을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 15항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 재조정 수단이 필터와 함께 공급됨을 특징으로 하는 장치.
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