SE450077B - Sett att framstella en neringsprodukt vesentligen bestaende av en avfettad sprutad vetegrodd - Google Patents

Description

20 25 30 35 40 450 Û77 2 men företrädesvis avfettas den fullständigt, så att den icke innehåller mer än 1% restolja. Vetegrodd kan avfettas antingen genom lösningsmedelsextraktion av den nymalda vetegrodden, med användning av lösnings- medel av näringskvalitet, såsom hexan, eller genom tillämpning av en mekanisk process för utdrivning av oljan ur vetegrodden eller genom en kombination av me- kanisk avfettning och avfettning med hjälp av lösnings- medel. Vilken speciell process som tillämpas är icke av avgörande betydelse, men det är nödvändigt att mins- ka den naturligt förekommande halten omättad olja till mindre än 5 vikt-% för erhållande av stabilia produkter med god lagringsduglighet. Den bästa lagringsduglighe- ten uppnås med vetegrodd innehållande mindre än 1 vikt- % restolja.

Den avfettade vetegrodden plus eventuel- la tillsatser eller valfria material underkastas däref- ter sprutning. Denna kan betraktas som två åtskilda steg, nämligen konditionering och sprutning-kokning.

Under konditioneringen injusteras den av- fettade vetegroddens fukthalt väsentligen till önskad nivå och den avfettade vetegrodden förupphettas till önskat temperaturintervall vid föredragen fukthalt. Kon- ditioneringen är helt allmänt en mekanism avsedd att intensivt blanda den avfettade vetegrodden och andra eventuella tillsatser, exempelvis fukt eller andra val- fria tillsatser som skall inblandas i vetegrodden. Kon- ditioneringsanordningen kan bestå av ett rör med en ro- terande blandare, som drives av en central vertikal axel, eller vanligare består den av ett horisontellt rör, i vilket blandningen sker utefter rörets längd och orsakas av blandarskovlar eller stavar fästade vid en roterande axel anordnad horisontellt i röret koaxiellt med dess huvudaxel.

Konditioneringen är företrädesvis en kon- tinuerlig process, vid vilken den avfettade vetegrodden inmatas i konditioneringsanordningen ur en matartratt eller ficka anordnad i sprut-kokmaskinens närhet. Kon- ditioneringskammaren kan beskickas med reglerad hastig- het antingen med hjälp av en doseringsslid, en doserings- 10 15 20 25 30 35 40 3 450 077 matarskruv eller annat vanligen använt organ för regle- ring av strömmen av fasta material från ett förråd. Fö- reträdesvis är konditioneringsanordningen försedd med organ för tillförsel av ånga eller vatten vid punkter utefter anordningens längd, detta för att reglera tem- peraturen och/eller fukten. Normal ånga strilas in i vetegrodden i närheten av det ställe, där denna inkom- mer i konditioneringsanordningen och en tillräcklig mängd ånga användes för att höja vetegroddens tempera- tur från rumstemperaturen till ungefär 68°C (150°F).

En ytterligare mängd vatten tillsättes för injustering av den slutliga fukthalten på ca 12 vikt-% vid det ställe där vetegrodden avgår från konditioneringsanord- ningen och inmatas i sprut-kokmaskinens transportsnäcka..

Tillförseln av färskânga till vetegrodden i konditioneringsanordningen medför att såväl tempera- turen som fukthalten i produkten stiger. Uppehâllstiden för vetegrodden i konditioneringsanordningen är icke av lavgörande betydelse i och för sig, men det är nödvändigt att hålla produkten i konditioneringsanordningen till- räckligt länge för att tillåta tillsatt vatten att jämnt fördelas i alla partiklarna. Härigenom erhålles en fritt ströbar homogen (konstant temperatur, konstant fukthalt) produkt för inmatning i sprutmaskinen. Det har visat sig, att en uppehållstid i konditioneringsanordningen av ungefär 2 minuter är lämplig. Det är väsentligt att einjustera fukthalten uppåt till ca 12%, varigenom man erhåller en fuktig fritt ströbar produkt och företrädes- vis höja temperaturen till ungefär 68°C (150°F).

Såsom påpekas annorstädes kan man till den sprutade vetegroddprodukten enligt förevarande upp- finning sätta kompletterande material, såsom smakämnen, vitaminer, oljor, fetter och andra källor för vegetabi- liskt protein. Det anses i allmänhet önskvärt att göra dessa tillsatser före eller under konditioneringen. Här- igenom erhålles en homogen konditionerad vetegroddpro- dukt, som inmatas i sprut-kokmaskinen. 4 Sprut-kokmaskinens fullständiga funktion är att knåda och koka den fritt ströbara konditionerade vetegrodden under förhöjd temperatur och förhöjt tryck 10 15 20 25 30 35 40 450 077 4 för att omvandla den till en plastisk deg. Vid knåd- nings-kokningsstegets avslutning sprutas den plastis- ka degen ut i atmosfären, varvid produkten får expan- dera och kallna.

Sprutprocessen kan genomföras i många olika typer av konventionella, i handeln tillgängliga sprutmaskiner. Det föredrages i allmänhet att använda en sprutmaskin med matarskruv, i vilken apparaten ut- övar en tilltagande sammanpressning på vetegroddpro- dukten allt eftersom denna matas in i de framtill be- fintliga apparatsektionerna för upphettning och kokning.

Normalt är matarskruven omgiven av en serie sektioner omgivna av mantlar, i vilka antingen upphettnings- och/ eller kylmedium kan inledas. Vid genomförandet av sprut- ningen enligt förevarande uppfinning inblåses vatten- ånga medgett så högt tryck som 7 kp/cmz (100 psi) i några av de mantlar som omger sprutmaskinens längd.

Allt eftersom mjölet frammatas genom koksektionen in- matas en ytterligare mängd under tryck stående vatten i processångan för att injustera mjölets totala fukt- halt till ca 16%.

Fukthalten i vetegroddprodukten i kok- steget kan varieras inom vida gränser från ca 12 till ca 25% beroende på typen hos den önskade produkten och, i viss utsträckning, på den använda sprutmaskinens ut- formning. Det har visat sig, att avfettad vetegrodd med 15 - 17 vikt-% fukt i allmänhet ger en produkt med den mest önskvärda expansionsstrukturen. Om fukthalten lig- ger långt under intervallet 12 - 15% påverkas förfaran- det ogynnsamt på grund av högre friktionskrafter och möjligheten att sprutmaskinen igensättes med material, och den resulterande produkten blir mindre expanderad och mera smulig. När materialet har en fukthalt som ligger över intervallet 17 - 25% försämras expansions- processen delvis på grund av mindre mottryck i sprut- maskinen och produkten blir alltför gummiliknande för att bli likformigt segmenterad. Högre fukthalter nöd- vändiggör också längre torktider och resulterar i en hårdare och segare slutprodukt.

Den avfettade vetegroddens uppehållstid i 10 15 20 25 30 35 40 5 450 077 koksektionen varierar med matarskruvens hastighet, verk- tygsuppsättningen som användes i den speciella maskinen och utformningen av den använda, speciella sprutmaski- nen. Den föredragna genomsnittliga uppehållstiden i sprutmaskinen är ungefär 1 minut.

Många konventionella sprutmaskiner är av- sedda att bearbeta en produkt som sprutas under småning- om ökande tryckbetingelser. I typiska fall sammanpressar den skruvformiga medbringaren materialet allt mer allt eftersom det frammatas genom sprutmaskinen. Denna typ av apparat är användbar för genomförande av sättet en- ligt uppfinningen. Såsom ovan påpekats är det önskvärt att upphetta produkten genom att inblåsa tryckânga i mantlarna utefter sprutmaskinens första del. Det är ock- så ibland önskvärt att tillsätta ånga direkt till pro- dukten i koksektionen. Förutom att matarskruven och 'verktygen inne i maskinen håller produkten under till- tagande högtryck medför de att vetegroddsprodukten be- arbetas, dvs utsättes för friktions-skjuvningstryck, vilket också höjer temperaturen i produkten, när den ma- tas genom sprutmaskinen.

På grund av den mekaniska turbulensen i produkten och sprutcylinderns ommantling är det svårt att mäta temperaturen och/eller trycket i produkten vid ett godtyckligt ställe i sprutmaskinen. Man har emeller- tid anbringat termoelement i brunnar nära den inre ytan -i sprutmaskinen och sådana termoelement anger att den slutliga temperaturen i produkten enligt förevarande upp- finning kan uppgå till 177OC (350oF) eller mer, ehuru den exakta temperaturen i produkten icke är känd. På grund av att produkten expanderar vid sprutningen räk- nar man med att produktens temperatur ligger väsentligt över 1oo°c (212°F). Likeieaee är det svårt ett mäta det inre trycket i en sprutmaskin av denna typ, men sprutma- skiner är försedda med tryckproppar, som vid användning av ett mekaniskt länksystem ger någon indikation på tryc- ken. På grundval av användningen av sådana anordningar har man uppskattat att trycket i produkten i sprutmaski- nen omedelbart framför spruthuvudet kan uppgå till 10,5' kp/cmz (150 psi) eller mer. 10 15 20 25 30 35 40 450 077 6 I många fall är det önskvärt att kyla pro- dukten omedelbart före dess sprutning. Det har visat sig att om produkten vid sprutningen är för hög snabb- förångas fukten och den erhållna produkten strimlas och blir fiberliknande i stället för, såsom eftersträvas, porös och sammanhängande, Det har visat sig att man ge- nom att införa kallt vatten i de mantlar som omger de ” sista 10 - 20% av sprutcylinderns längd något kan sän- ka temperaturen i produkten, varigenom produkten vid sprutningen expanderar och bildar en kontinuerligt spru- tad kropp med öppencellig struktur. En typisk produkt sprutad genom ett munstycke med diameter 0,635 cm (1/4") har företrädesvis en diameter av ungefär 0,9525 cm (3/8").

Vid genomförandet av förfarandet matas det fuktade konditionerade avfettade vetegroddmjölet under atmosfärsbetingelser in i sprutmaskinen, där ma- tarskruven och verktygsuppsättningen i sprutmaskinen intensivt knådar och frammatar produkten. Skruvens och de uppdelade transportmedbringarnas friktionsrotation höjer temperaturen i den konditionerade vetegrodden, så att det bildas en elastisk deg med låg fukthalt, när produkten frammatas genom koksektionen, Den så erhållna elastiska degen med låg fukthalt, dvs en fukthalt av 15 - 17%, expanderar när den avgår genom sprutmunstyc- ket vid atmosfärstrycket. Produktens expansion orsakas av innesluten vattenånga och luft och det bildas en kontinuerligt sprutad produkt med öppencellig struktur som ser ut som skumporer. Genom att variera utmatnings- plåtens på sprutmunstycket form kan man framställa olik- formade produkter. Utmatningsplåtens utformning kan mo- difieras, så att man erhåller produkter med inbördes olika tvärsektioner. Utmatningsplåtens utformning och den resulterande produktens form beror i viss utsträck- ning på mottrycket i sprutsektionen i sprutmaskinen. _ Man kan reglera processen så att man er- håller en produkt som expanderar till önskad täthet. m, Som exempel kan nämnas en expansion vid sprutningen av ungefär 50%, dvs en produkt sprutad genom ett munstycke med 0,635 cm diameter (1/4") expanderad till en produkt 10 15 20 25 30 35 40 7 450 077 med en diameter av O,9525 cm (3/8"). Expansionsgraden står i direkt förhållande till fukthalten i det mate- rial som passerar genom sprutmaskinen. När fukthalten sjunker till för lågt värde är produkten svår att spru- ta och sprutmaskinen kärvar ibland. När fukthalten är för hög expanderar produkten icke tillräckligt och blir vid torkning olämpligt hård och skör.

Den sprutade produkten lämnar munstycket i form av ett sammanhängande band, som kan torkas di- rekt, men det är lämpligare att skära bandet i bitar med ungefär samma längd som det expanderade bandets diameter, så att man erhåller kuber eller små boll-lik- nande partiklar, vilket underlättar handhavandet i tor- ken och den efterföljande transporten och storlekssor- teringen av produkten. Den expanderade och sprutade produkten kan torkas i vilken som helst konventionell ugn antingen med direkt eller indirekt värmekälla.

Torktemperaturer av ungefär 110°C (230°F) och torktider av ca 15 minuter är i allmänhet tillräckliga för minsk- ning av fukthalten till intervallet 3 - 4%, inom vilket god stabilitet gynnas. Det är lämpligt att omedelbart kyla produkten innan den direkt förpackas eller under- kastas storleksreglering genom krossning eller malning.

Det är för fackmannen uppenbart att pro- dukten därefter kan krossas eller malas till vilken som helst önskad partikelstorlek. Den sprutade produk- tens täthet varierar något beroende på partikelstorle- ken och bearbetningsbetingelserna, men i vart fall har den sprutade produkten lägre densitet än konventionell avfettad vetegrodd. Som exempel kan nämnas, att det vi- sat sig att den sprutade avfettade vetegrodden enligt förevarande uppfinning, som passerar genom en sikt 3 mesh men till 99% kvarhålles på en sikt 6 mesh väger 288 kg/ma (18 pund per kubikfot). En finare produkt, som _passerar genom en sikt 6 mesh, men till 99% kvarhålles på en sikt 30 mesh, väger 352 kg/ma (22 pund per kubik- fot). Avfettad vetegrodd som icke bearbetats i enlig- het med förevarande uppfinning väger ca 477 kg/ms (29,8 pund per kubikfot). Dessutom kan den sprutade produkten torkas i sin ursprungliga form och därefter förpackas 10 15 20 25 30 35 40 450 077 8 för användning utan någon ytterligare krossning eller malning. Förutom att den krossade eller malda produk- ten kan användas för olika ändamål kan den vidarebe- arbetas för användning som kakaoersättning eller -ut- drygning.

Genom sprutningen åstadkommes också en förändring av den avfettade vetegroddens vattenadsorp- tion. Vattenadsorptionen är ungefär fördubblad från ca två gånger produktens vikt i det osprutade materia- let till ungefär fyra gånger produktens vikt i det spru- tade materialet. Adsorptionshastigheterna är i viss grad beroende av partikelstorleken och granuleringen.

Förevarande uppfinning är icke begränsad till någon speciell apparat, i vilken processen genom- föres. Förfarandet enligt uppfinningen har med fram- gång genomförts i Wenger Models X-ZO, X-25 och X-155.

Alla dessa maskiner anses vara standardsprutmaskiner.

De kan utrustas med ett stort antal verktygsuppsättning- ar för möjliggörande av varierande grad av upphettning och kokning. Genom denna variation regleras uppehållsti- den och det inre trycket. Som ett exempel på dessa va- riationer av verktygsuppsättning kan nämnas olika ut- formning av den skruvformiga medbringaren, som bestäm- mer mängden av den friktionsenergi som produkten utsät- tes för och därmed den i den bearbetade produkten gene- rerade värmemängden. Ehuru den största delen av experi- mentutvecklingsarbetet beträffande förevarande uppfin- ning genomförts i sprutmaskiner framställda av Wenger Manufacturing Co., Sabetha, Kansas, USA, kan andra i .marknaden förekommande anordningar, exempelvis den som framställes av Bonnot, anpassas för användning vid det här beskrivna förfarandet.

Goda resultat har erhållits exempelvis vid användning av en sprutmaskin Wenger X-20 utrustad med en vibratorförsedd ficka, en horisontell matare och en dubbel blandarcylinder. Ett munstycke med en en- da öppning med en diameter av O,9525 cm (3/8"), en enda 2,54 cm (1") munstycksdistanshållare och fyra knivblad användes. En inmatningsanordninginställdespâ 4,6 och kördes med 21,0 varv per minut. Sprutmaskinen kördes med . V' 10 15 20 25 30 35 40 9 450 U77 _400 varv per minut, vatten leddes genom huvudena 1 - 8 och ånga till blandningscylindern. Vatten inmatades i blandningscylindern med 5,0 cms per sekund och i sprut- maskinen med 5,5 cm” per sekund. Under dessa betingel- ser drog sprutmaskinen 29 ampere och uppvisade en tem- peratur av 54oC (130°F) i blandningscylindern och även 54°c (13o°F) i det nionde huvudet.

Produkten enligt förevarande uppfinning har spröd och knaprik konsistens. När avfettad vete- grodd är produktens komponent har den en lätt och milt nötliknande smak och högt näringsvärde, som är typiskt för vetegrodd. Denna produkt har låg fetthalt och låg kostnad i jämförelse med andra texturerade partiklar, som traditionellt användes i tilltuggsmat, småkakor och konfekt, nämligen choklad och nötter. Den erfordrar inga tillsatser och kan lagras vid rumstemperatur i konventionell pappersförpackning som en attraktiv låg- prisprodukt. Produkten enligt förevarande uppfinning uppvisar i typiska fall en minsta proteinhalt av 30%, en fukthalt av ca 2%, en fetthalt av högst 1% och en fiberhalt av ca 5%.

Produkten enligt förevarande uppfinning kan tillsammans med den avfettade vetegrodden innehålla proteiner från avfettade oljefrön, såsom jordnötter, ~bomullsfrön, sojabönor eller sesamfrön, delar av andra spannmålskorn, såsom majs, havre eller ris, mjölkpro- teiner, såsom kaseinat och skummjölkspulverprodukter, vegetabiliska fibrer, såsom vetekli, havregröpe, och vegetabiliska proteiner, såsom vetegluten. Enligt före- varande uppfinning avses också tillsats av stabila fet- ter till den avfettade vetegrodden före sprutningen.

Sådan fetter kan innefatta hydrerade oljor eller fetter, som kan tillsättas i så höga halter som 15% eller mer.

Något av de ovannämnda materialen kan tillsättes för att modifiera slutproduktens funktions-eller närings- kvalitet. Sålunda ger exempelvis tillsats av kasein till produkten icke endast en stegring av slutproduktens näringsvärde utan tillsatsen förändrar också dess täthet.

Tillsats av 4% kasein medför ungefär 10% minskning av tätheten och en tillsats av kasein om 8% minskar täthe- DW 10 15 20 450 077 1° ten ca 20%. Dessutom kan man i produkten införliva färg- ämnen, smakämnen, vitaminer och mineralier. Ehuru alla dessa material kan sättas till produkten eller inblandas i den efter sprutningen föredrages att de tillsättes un- der det ovan beskrivna konditioneringssteget.

Enligt förevarande uppfinning avses också ytbeläggning av den sprutade produkten med ätliga över- drag, såsom fetter, socker, majssirap, dextros, shellac, zein, bivax, fruktos och liknande.

De former av uppfinningen som ovan visats och beskrivits skall betraktas endast som belysande.

Det är för fackmannen på här ifrågavarande område uppen- bart att många modifikationer kan genomföras utan att man frångår uppfinningsidêen eller överskrider ramen för följande patentkrav. w

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 11 450 077 PATENTKRAV

1. Sätt att framställa en näringsprodukt, som till största delen består av en avfettad, sprutad vetegrodd med en ol- jehalt av högst 5 viktprocent, företrädesvis högst 1 vikt- procent, och minst 20 viktprocent protein och eventuellt som tillsats innehåller en mindre mängd smakämnen, en mindre mängd vitaminer, en mindre mängd oljefröprotein, en mindre mängd vegetabiliska fibrer, en mindre mängd ve- getabiliska proteiner, en mindre mängd mjölkproteiner, en mindre mängd ätliga smakämnen, en mindre mängd ätliga färgämnen, en mindre mängd ätliga överdrag och upp till 15 viktprocent av ett mättat ätligt fett, vilken produkt har _.expanderad öppencellig struktur, är knaprig och har spröd konsistens och är välsmakande och har lätt och mild nöt- liknande smak (i sin icke-smaksatta form), k ä n n e - t e c k n a t av att man: (1) tillhandahåller en vetegrodd med högst 5 viktprocent olja eller fett, företrädesvis högst 1 viktprocent olja eller fett, och sätter fukt till mjölet så att man erhåller en blandning med en fukthalt av 12-25 viktprocent; (2) mekaniskt bearbetar blandningen under förhöjt tryck och förhöjd temperatur tillräckligt länge för omvandling av blandningen till en flytbar, plastisk deg; (3) sprutar nämnda flytbara plastiska deg genom en be- qränsad öppning in i en omgivning med atmosfärstryck, var- igenom degen expanderar och bildar en expanderad, öppen- cellig struktur; (4) torkar den sprutade produkten till en fukthalt av högst 12 viktprocent; ' ' varvid man i något skede före steg (3) eventuellt inblandar smakämnen, vitaminer, oljefröprotein, vegetabiliska fibrer, xf--f . 10 15 20 25 30 3/5 450 077 R vegetabiliska proteiner, mjölkproteiner, ätliga smakämnen, ätliga färgämnen, ätliga överdrag och/eller upp till 15 viktprocent av ett mättat ätligt fett.

2. Sätt att enligt krav 1 framställa en näringsprodukt, k ä n n e t e c k n a t av att den förhöjda temperatu- ren i steg (z) är ca 177%.

3. Sätt att enligt krav 1 framställa en näringsprodukt, k ä n n e t e c k n a t av att produkten torkas till en fukthalt av högst 4 viktprocent.

4. Sätt att enligt krav 1 framställa en näringsprodukt, k ä n n e t e c k n a t av att man avfettar vetegrodd till en oljehalt av högst 5 %, företrädesvis högst 1 %; konditionerar den avfettade vetegrodden till en fukthalt av upp till 12 % och till en temperatur av upp till 65,6°C så att det bildas en fritt ströbar, konditionerad vetegrodd; ökar fukthalten i nämnda konditionerade vetegrodd från 12 till 25 viktprocent, varpå nämnda konditionerade vetegrodd med en reglerad fukthalt underkastas mekanisk bearbetning vid ökade tryck en temperatur av minst 100°C så lång tid att vetegrodden kokas; utsprutar den kokade grodden i atmosfärstryck, varpå den får expandera, och torkar den expanderade, sprutade produkten till en fukthalt icke över 8 viktprocent.

5. Sätt att enligt krav 4 framställa en näringsprodukt, k ä n n e t e c k n a t av att fukthalten i den konditio- nerade vetegrodden ökas från 15 till 17 viktprocent vid tidpunkten för den mekaniska bearbetningen vid ökat tryck och temperatur. (L, p m 450 Û77

6. Sätt att enligt krav 4 framställa en näringsprodukt, k ä n n'e t e c k n a t av att den konditíonerade vete- grodden underkastas mekanisk bearbetning vid förhöjt tryck och en temperatur av ca 177°C.

7. Sätt att enligt krav 4 framställa en näringsprodukt, k ä n n e t e c k n a t av att den sprutade prodnkten torkas till en fukthalt icke över 4 viktprocent.