NO800984L - Fremgangsmaate for fremstilling av naeringsmidler. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling

av næringsmidler, omfattende koking av rå partikler, f.eks.

ris, erter eller bønner, til en for fortæring mer passende tekstur i et sluttprodukt, i hvilket dog flertallet av partiklene fremdeles skal kunne identifiseres.

Til tross for den generelle utvikling innen næringsmiddel-industrien fra satsvise til kontinuerlige prosesser, dominerer fremdeles batch- eller semikontinuerlige prosesser hva angår koking av råvarer i form av rå partikler av typen erter, bøn-ner og ris. Grunnen til dette er først og fremst vanskelighe-ter med å unngå utseparering og tilbakeblanding av partikler i en kontinuerlig matet produktstrøm gjennom ulike apparatenheter, hvilket resulterer i ulike behandlingstider for ulike partikler og ujevn produktkvalitet.

Spesielt store har problemene vært i forbindelse med kontinuerlig dosering av komponentene for tilberedning av passende kokeblanding og dennes mating til selve oppvarmningsanordningen. Ved slike prosesser hvor utgangsblandingen består av partikler

i en relativt tyntflytende væske, så som ved koking av gule erter, har man forsøkt å løse doseringen på hovedsakelig to forskjellige måter. Dels har man forsøkt å anordne kraftig omrø-ring i en blandetank for på denne måte å muliggjøre videre-transport av en ensartet blanding ved hjelp av en fødepumpe, og dels har man forsøkt direkte inndosering av partiklene i en kontinuerlig væskestrøm på fødepumpens sugeside. Begge disse meto-der har vist seg å kreve kompliserte tekniske arrangementer uten at de kan oppfylle de store krav som settes til homogenitet i produktstrømmene.

I henhold til foreliggende oppfinnelse har det nå over-raskende vist seg at helkontinuerlige prosesser for koking av faste næringsmiddelpartikler kan tilveiebringes med et meget godt resultat, såvel økonomisk som kvalitetsmessig, ved at partiklene som er fordelt i passende bæremedium mates gjennom en kontinuerlig rør-reaktor. Oppfinnelsens karakteristiske trekk fremgår mer i detalj av de vedlagte patentkrav.

I mange tilfeller kan bæremediet fås fra de komponenter

som skal inngå i sluttproduktene. Det har nemlig vist seg at et bæremedium med passende viskositet ofte kan oppnås ved at

deler av den væskemengde som totalt inngår i resepten blandes med øvrige ingredienser, mens resten av væskemengden, vanligvis vann, kontinuerlig tilføres fødestrømmen etter fødepumpen. Eksempler på slike prosesser er fremstilling av ertesuppe og brune bønner. I førstnevnte tilfelle kan den i gule erter naturlig forekommende stivelse utnyttes ved at en mindre del av ertene knuses til et ertemel og blandes med vann. Når det gjelder brune bønner, utnyttes den potet- og hvetemelstivelse som inngår i resepten, som sammen med en del av den totale vannmengde dan-ner passende bæremedium. Andre eksempler på vanlige ingredienser i næringsmiddelprodukter, som kan anvendes for tilberedning av et så å si "naturlig" bæremedium er melkekonsentrat, sukker og matfett. For fremstilling av risengrynsgrøt kan eksempel-vis et bæremedium oppnås av akkurat de nevnte komponenter.

Innen foreliggende oppfinnelsens ramme kan til og med bæremediet tilberedes ved ekstra tilsetninger, hvis forekomst i sluttproduktene er akseptable ut fra et kvalitetssynspunkt og er godkjent som næringsmiddelkomponenter. Eksempler på slike tilsetninger er forskjellige stivelseprodukter og alginater. I slike tilfeller hvor visse av bæremediets komponenter ikke ønskes å inngå kvantitativt i sluttproduktet, er det til og med forenelig med oppfinnelsens idé å skille en del av bæremediet fra suspensjonen etter varmebehandlingen. For å redusere meng-den av ekstra tilsetningsmiddel til et minimum kan det være økonomisk fordelaktig å anvende en mindre del av den totale væskemengde for tilberedning av bæremediet enn hva som kreves for å bære partiklene,og tilsette så stor væskemengde som mulig etter fødepumpen. Derfor ligger også slike prosesser innen oppfinnelsens ramme som hovedsakelig innebærer varmebehandling utelukken-de av råvarépartiklene som sådanne uten at andre ingredienser i nevneverdig mengde ønskes å inngå i sluttproduktene. Eksempler på dette er koking av risengryn for forskjellige formål, hvorved man f.eks. tilbereder en bærerløsning av vann og et ut fra smak- og kvalitetssynspunkt akseptabelt fortykningsmiddel, f. eks. et stivelseprodukt, tilsetter størsteparten av kokevannet etter fødepumpen og holder dermed anvendelsen av fortykningsmiddel så lavt som mulig, og etter den kontinuerlige varmebehandling fraskiller man de kokte rispartikler fra bærevæsken

som er utspedd med vann.

Oppfinnelsen skal i det følgende ytterligere belyses ved hjelp av en.rekke utførelsesformer som er gitt som eksempler, hvorved det henvises til vedlagte tegninger, av hvilke fig. 1 viser et flytskjema over prosessapparatur som er. anvendt ved forsøkene, og fig. 2 viser et flytskjema over et eksempel på et helkontinuerlig anlegg for fremstilling av ertesuppe eller brune bønner.

Ved forsøkene ble det anvendt en prosessapparatur som skje-matisk er gjengitt i fig. 1. En med rører forsynt blandetank 1 ble anvendt for tilberedning av bærevæske og suspendering av par-tikkelformig næringsmiddel. En positiv pumpe av laboratoriety-pe 2 ble anvendt for mating av suspensjonen via en ledning 3 gjennom en varmeveksler 4, oppholdsceller 5 og en kjøler 6. Såvel varmeveksleren 4 som kjøleren 6 bestod av varmeveksler med varemerket Contherm, dvs. varmeveksler som inneholdt et innven-dig rør for prosessfluidet forsynt med et roterende skrapeorgan. Varmeveksleren 4 var forsynt med innløp 7 og utløp 8 for oppvarmning i motstrøm ved hjelp av damp, og varmeveksleren 6 var forsynt med innløp 9 og utløp 10 for motstrømsavkjøling med vann.

En positiv pumpe 11 var via ledningen 12 tilsluttet ledningen 3 for tilførsel av ytterligere væske nedstrøms for fødepumpen 2. Det ferdige produkt forlot systemet via ledning 13. Ved de forskjellige forsøk ble lengden og diameteren på rørene i oppholds-cellene 5 variert slik at man oppnådde ønsket oppholdstid. For-øvrig ble det anvendt komponenter, ikke vist på figuren, for strømningsregulering, f.eks. ventiler, strømningsmålere og trykk-regulator for tilpassing av produkt-, damp- og kjølevannstrøm-mer i de enkelte forsøk.

Eksempel 1 A ( sammenligningseksempel)

Hensikten med dette forsøk var å undersøke mulighetene for

å tilveiebringe en kontinuerlig prosess for koking av risengryns-grøt uten anvendelse av noen spesiell bærevæske.

For forsøket ble det anvendt et anlegg i henhold til fig.

1 med unntagelse av at en matetrakt ble montert direkte til innløpet for pumpen 2, og at det over matetrakten var anordnet dels en vibrerende doseringsanordning for dosering av risengryn og dels en blandetank som inneholdt samtlige øvrige komponenter som inngikk i resepten, i form av en relativt lettflytende

væske. Følgende resept ble anvendt:

Melken ble hellet i blandetanken og oppvarmet til ca. 40°C

med damp. Sukker, salt, kanel og vann ble tilsatt. Margarinen ble smeltet og tilsatt blandingen. Deretter ble fødepumpen 2 startet (modell SSP-250 ND), og i trakten ble det samtidig innført en væskestrøm med 199 kg/h fra blandetanken og forhåndssvellet ris fra vibratoren med en hastighet på 41 kg/h. De øvrige prosessparametere var:

' En rekke produktprøver ble oppsamlet under forsøket. De forskjellige prøver oppviste stor variasjon hva angår konsistens, og forsøket viste at det var umulig å tilveiebringe en konstant homogen produktstrøm på grunn av at fødepumpen ikke arbeidet tilfredsstillende ved mating av partikler og en væske med lav viskositet.

Eksempel 1 B ( sammenligningsforsøk)

Forsøket gikk ut på å undersøke muligheten for kontinuerlig pumping av utgangsblandingen i henhold til resepten for fremstilling av risengrynsgrøt fra en med rører forsynt blandetank i et anlegg i henhold til fig. 1.

Samtlige ingredienser i henhold til den i eksempel 1 A anførte resept ble hellet i blandetanken 1. På gross av kraftig omrøring kunne det imidlertid ikke unngås sedimentering av risengryn i blandetanken, hvilket nesten umiddelbart førte til tilstopping av laboratoriepumpen 2, og forsøket ble avbrutt.

Nedenstående eksempler 2-8 viser hvordan oppfinnelsen fordelaktig kan tilpasses for tilveiebringelse av kontinuerlige varmebehandlingsprosesser for fremstilling av en rekke forskjellige næringsmidler. En oversikt over eksempler med hensyn på fremstilt produkt, anvendt bæreløsning og væsketilsetning etter fødepumpen angis i nedenstående tabell 1.

Eksempel 2

Forsøket gikk ut på kontinuerlig koking av ris ved anvendelse av en bærevæske som ble oppnådd ved hjelp av et ekstra middel som ikke inngikk i resepten. En forsøksanordning i henhold til fig. 1 ble anvendt.

Bærevæsken ble tilberedt slik: I blandetanken 1 ble det blandet et stivelseprodukt av varemerket "Farinex" X15A og vann til en 4 %ig stivelseløsning som ble oppvarmet til 98°C i 30 sek. ved dampinnsprøyting, og dette ble deretter avkjølt til 40°C.

1 kg ris pr. kg stivelseløsning ble hellet i tanken under omrør-ing. Ved stillstand i tanken viste det seg en viss liten sedimentering, og det var derfor nødvendig med litt omrøring under forsøket. Fødepumpen 2 ble startet, likeledes pumpen 11, som ble matet med rent vann. Pumpehastighetene ble regulert slik at forholdet mellom ris/stivelseløsning: vann ble 1:2,5. De øvrige prosessparametere var:

Det ble tatt prøver av produktet som forlot systemet via ledning 13, og prøvene viste jevn kvalitet. Risen var kokt og så smakelig ut. Noen videre bearbeidning ble imidlertid ikke foretatt, etter som forsøket bare hadde til hensikt å vise at en kontinuerlig koking av ris kan tilveiebringes ved at bare en del av kokevannet og et fortykningsmiddel anvendes for tilberedning av en bæreløsning.

Eksempel 3

Forsøket hadde til hensikt å vise kontinuerlig koking av risengrynsgrøt idet man gikk ut fra en bærevæske basert på komponenter som inngikk i resepten. En forsøksanordning i' henhold til fig. 1 ble anvendt.

Forsøk med forhåndssvellet ris

Følgende resept ble anvendt:

Risen ble forhåndsvellet i koldt vann natten over, hvorved risen opptok 12 kg vann (30 vekt%). I blandetanken 1 ble melkepulveret satset sammen med 4 6,1 kg vann under hurtig omrøring. Til blandingen ble det tilsatt sukker, salt og smeltet margarin. For at bærevæsken skulle bære risen, ble det krevet en viss for-siktig omrøring. Fødepumpen 2 ble startet, likeledes pumpen 11, som ble matet med rent vann. Doseringshastighetene ble justert slik at forholdet mellom risblandingen og vanntilsetningen gjennom pumpen 11 var 1:1,28. De øvrige prosessparametere under varmebehandlingen var:

Da temperaturen til risblandingen i blandetanken 1 var noe for lav, var det tendens til krystallisering av margarinen.

Fra ledningen 13 ble det med jevne mellomrom tatt ut prøver. Produktkvaliteten var jevn, og smak, utseende og konsistens ble bedømt som meget god.

Forsøk med usvellet ris

Samme resept og apparatur som i foregående forsøk ble anvendt. Melkepulveret og 4 0 kg vann ble hellet i blandetanken 1 under omrøring, hvoretter risen, som på forhånd var vasket i koldt vann, ble tilsatt. Blandingen ble oppvarmet til ca.

38°C før margarinen ble tilsatt. Pumpene 2 og 11 ble startet,

og doseringsmengdene ble justert slik at forholdet risblanding: •-vann ble 1:1,65. De øvrige prosessparametere var:

Forsøket kunne gjennomføres uten noen problemer, og det ble tatt ut prøver med jevne mellomrom fra ledningen 13. Risen viste seg å være noe dårlig kokt, men produktet oppviste for-

øvrig god konsistens, god smak og godt utseende.

De ovenstående to forsøk viser at risengrynsgrøt kan frem-stilles i en kontinuerlig prosess hvorved man går ut fra såvel usvellet som forhåndsvellet ris, ved at risen suspenderes i en bærevæske som kan fås fra de i resepten inngående komponenter.

Eksempel 4

Forsøket har til hensikt å undersøke om risengrynsgrøt kan kokes ved kontinuerlig varmebehandling hvis man går ut fra ris og melk. Foranstående eksempel viste at en passende bærevæske for ris kan fås bl.a. av melkepulver. Da imidlertid såkalt "pulvergrøt" ikke anses å være kvalitetsmessig sammenlignbar med grøt basert på naturlig melk, ble det gjort følgende pumpeforsøk:

13,5 kg sukkerløsning ble tilberedt av 4,5 kg vann (95°C)

og 9 kg sukker. 4,5 kg margarin ble smeltet og deretter tilsatt til sukkerløsningen, hvoretter blandingen ble avkjølt under omrø-ring til ca. 20°C. Viskositeten til blandingen var da tilstrekkelig lav til å bære risen. 27 kg ris ble tilsatt til blandingen, hvoretter den ble pumpet med en laboratoriepumpe av modell SSP 250 ND mot en tank som ble holdt under overtrykk ved hjelp av trykkluft. Blandingen kunne pumpes mot et overtrykk på 2 atm, hvilket er tilstrekkelig for koking i en innretning for kontinuerlig motstrøms-oppvarmning av typen Contherm.

Forsøket viste at en bærevæske kan tilveiebringes av det sukker, den margarin og det vann som inngår i resepten for risen-grynsgrøt. Melken og resterende vann kan derved tilsettes i en kontinuerlig varmebehandlingsprosess etter fødepumpen foran oppvarmningsanordningen.

Eksempel 5

Forsøket hadde til hensikt å vise koking av brune bønner i en kontinuerlig varmebehandlingsprosess. Prosessapparatur i henhold til fig. 1 ble anvendt.

Forsøket ble basert på følgende resept for produktet

brune bønner:

Eddiksyre (60 %) 1,34 kg Salt 2,45 kg

Forhåndsforsøk hadde vist at enzym i hvetemel hydrolyserer potetmelet, og derfor bør enzym-inaktivering av hvetemelet først foretas ved oppvarmning. 120 kg vann ble derfor oppvarmet, først til 100°C, og ble satset sammen med hvetemelet i<*>blandetanken 1. Etter noen minutters omrøring tilsatte man potetmelet, sirup, eddiksyre og salt. Derved fikk man en blanding som viste seg å kunne holde de deretter satsede bløtede bønner svevende. Fødepumpen 2 (SSP 250 ND) og pumpen 11, som ble matet med rent vann, ble startet. Pumpenes avvirkning ble innstilt slik at forholdet mellom bønneblandingen og vann via pumpen 11 var 2,43:1. De øvrige prosessparametere var:

.Under forsøket ble det tatt ut prøver med jevne mellomrom fra ledningen 13. Det behandlede produkt inneholdt hele, kokte brune bønner. Iblant kunne man imidlertid iaktta noen knuste bønner. Prøvene ble også sendt til Kottforskningsinstitutet i Kavlinge, hvor følgende bedømmelse ble gjort:

Forsøksresultatet viste at brune bønner kan kokes i et helkontinuerlig anlegg ved at bløtede brune bønner suspenderes i en bæreløsning, som kan fås fra en del av de i resepten inngående komponenter-; Som det fremgår av eksemplet, var i dette tilfelle vanntilsetningen etter fødepumpen 2 relativt liten, og pumpefor-søk har vist at det er mulig å tilsette hele vannmengden i blandetanken 1, eventuelt i forbindelse med en ubetydelig resept-endring.

Eksempel 6

Dette forsøk viser fremstilling av ertesuppe ved kontinuerlig varmebehandling av gule erter, hvorved det ble tilberedt en bærevæske for ertepartiklene ut fra en blanding av vann og ertemel. Forsøksapparatur i henhold til fig. 1 ble anvendt.

Forberedende forsøk hadde vist at man ved å knuse ca. 10 % av de gule erter i én sats til et ertemel kunne få en bærevæske for resten av ertene, hvorved således den stivelse som naturlig inngikk i ertene, ble utnyttet. For fremstilling av ertesuppe ble det anvendt følgende resept:

5,6 kg oppskivet fleskesvor ble satt til 18 kg vann (90°C) under hurtig omrøring i blandetanken 1. 60 kg koldt vann ble tilsatt og deretter 10 kg ertemel. I den hensikt å svelle sti-velsen i ertemelet ble blandingen oppvarmet ved dampinjisering til 98-100°C i 15 sek., hvoretter avkjøling ble foretatt til 50°C. Vannøkningen på grunn av dampen ble beregnet til 12,4 kg. Blandingen ble avkjølt ved hjelp av isvann til ca. 5°C, hvoretter bløtede erter, flesk og salt ble tilsatt. Tanken inneholdt da 230 kg blanding. Resten av vannet, 50 kg, ble tilsatt underforsøket ved hjelp av en pumpe like før innløpet til Contherm-oppvarmeren, som var av størrelsesklasse 6x2.

De øvrige prosessparametere var:

Under forsøket ble det tatt ut prøver med jevne mellomrom. Disse viste at en produktstrøm av jevn kvalitet ble oppnådd. Etter smaksprøver ble produktet bedømt som meget godt.

Eksempel 7

Dette forsøk innebærer koking av ertesuppe ved hjelp av en Contherm-oppvarmer, hvorved en bæreløsning ble tilberedt ved tilsetning av ekstra stivelse. En forsøksanordning i henhold til fig. 1 ble anvendt (Contherm 6x2). Følgende resept ble anvendt: 7,5 kg stivelse av varemerket "Farinex" X15A fra AB Stadex ble blandet med 14 2,5 kg vann og ble oppvarmet ved dampinjise-ing til 98°C i 30 sek. og deretter avkjølt til 40°C. 91 kg av denne løsning (inneholdende ca. 4,4 % stivelse) ble hellet ned i blandetanken 1 og blandet med bløtede erter, løkpulver, salt og timian under omrøring. Fødepumpen 2 (SSP 250 ND) ble startet, likeledes pumpen 11, gjennom hvilken resterende vann ble tilført. Pumpenes avvirkning ble justert slik at forholdet mellom erte-blanding og vann via pumpen 11 var 2,73:1. De.øvrige prosessparametere var:

Produktprøver ble tatt ut med jevne mellomrom gjennom ledningen 13, hvorved en jevn og god produktkvalitet kunne konsta-teres .

Eksempel 8

Som eksempel på hvorledes oppfinnelsen kan utnyttes i en helkontinuerlig prosess for fremstilling av næringsmidler ved varmebehandling, beskrives nedenfor et fullstendig anlegg for fremstilling av brune bønner eller ertesuppe, hvorved det henvises til fig. 2 på vedlagte tegning. Til forskjell fra det forenklede forsøksanlegg i henhold til fig. 1 er også et kontinuerlig bløtlegningstrinn innført, og laboratorieforsøk har vist at svelling av brune bønner i en varm stivelseløsning kan gjennomføres med utmerket resultat i et tidsrom av ca. 2 timer. Anlegget beskrives med tanke på fremstilling av ertesuppe i henhold til den i eksempel 6 gitte resept, men samme anlegg kan med fordel anvendes for fremstilling av brune bønner i henhold til den i eksempel 5 gitte resept.

blandetanken 21 ble det satset ertemel, vann og øvrige komponenter foruten ertepartiklene. Den således oppnådde bærevæske ble pumpet via pumpen 22 og ledningen 23 til en varmer 24, som ble matet via en ledning 25 med direkte damp, hvorigjennom bærevæsken ble oppvarmet til en temperatur på ca. 9 5-98°C.

Tørre erter ble innmatet i en med transportskrue forsynt doseringsanordning 27, som matet ertene til en bløtlegningstank 28, hvorved ertestrømmen før innløpet til bløtlegningstanken 28 ble blandet med bærevæsken som via en ledning 26 kom fra oppvarmeren 24. Bløtlegningsanordningen 28 bestod passende av en rundt en horison-tal aksel roterende tank med stillestående skrue. Passende gjen-nomløpstid gjennom tanken 28 kan reguleres via tankens rotasjons-hastighet. Fra tanken 28 ble blandingen matet via en pumpe 29

til en puffertank 30. Fra puffertanken 30 ble blandingen vide-rebefordret via pumpen 32 til en varmeveksler 33, forsynt med innløp 34 og utløp 35 for indirekte oppvarmning ved hjelp av damp. Ved hjelp av en pumpe 36 ble resterende vann innmatet i produktstrømmen før varmeveksleren 33. Fra varmeveksleren 33 ble blandingen matet via oppholdsceller 37 til en varmeveksler 38, forsynt med innløp 39 og utløp 40 for indirekte avkjøling med vann. Ferdig ertesuppe forlot systemet gjennom ledningen 41. Såvel varmeveksleren 33 som kjøleren 34 består passende av tid-ligere, i•forbindelse med utførelseseksemplene beskrevne varme-vekslere som er forsynt med skrapeorgan som roterer i en rør-formig kanal foran produktstrømmen. En innløpsledning 31 til puffertanken 30 skal markere at visse komponenter som inngår i resepten, alternativt kan tilføres tanken 30.

Claims (4)

1. Kontinuerlig fremgangsmåte for fremstilling av næringsmidler, bestående i alt vesentlig i at rå partikler med relativt kraftig sammenholdende tekstur, f.eks. ris, bønner eller erter, ved'opp-varming i vannholdig medium bibringes en for fortæring mer passende tekstur i et sluttprodukt, i hvilket dog flertallet av partiklene fremdeles skal kunne identifiseres, karakterisert ved at de rå partikler i en blandeinnretning blandes med et vannholdig bæremedium som er tilstrekkelig viskøst til å holde partiklene suspendert uten omrøring eller med forsik-tig omrøring, hvorved bæremediet utgjøres av komponenter som inngår i resepten for sluttproduktet, og eventuelt ytterligere fortykningsmiddel som modifisert under nevnte oppvarmning eller som sådant kan aksepteres i sluttproduktet, og at den således oppnådde suspensjon ved hjelp av en pumpe pumpes fra blandeinnretningen og mates i i alt vesentlig pluggstrømning gjennom en varmeinnret-ning som omfatter et eller flere indirekte oppvarmede rør samt for oppnåelse av ønsket oppvarmningstid nødvendige, seriekoblede oppholdsrør.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at bare en del av det vann eller den vannhol-dige væske som inngår i resepten for sluttproduktet, satses for tilberedning av det nevnte bæremedium og at resterende væske tilsettes nedstrøms for den nevnte pumpe.

3. Fremgangsmåte som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at en del av den partikkelmengde som inngår i resepten for sluttproduktet satses i form av et finknust mel for å inngå som viskositetsøkende middel i bæremediet.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvorved bæremediet omfatter et fortykningsmiddel som ikke inngår i resepten for sluttproduktet, karakterisert ved at en større mengde vann eller vannholdig væske enn den som inngår i sluttproduktet satses foran varmeinnretningen, og at minst en del av bæremediet skilles fra partiklene etter passasje gjennom varmeinnretningen ved hjelp av i og for seg kjent separeringsmetode, f.eks. inndampning, sentrifugering eller filtrering.