WO2008103021A2 - Aparato y método para la producción de una pieza alimenticia de masa enrollada - Google Patents

Aparato y método para la producción de una pieza alimenticia de masa enrollada Download PDF

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WO2008103021A2
WO2008103021A2 PCT/MX2008/000023 MX2008000023W WO2008103021A2 WO 2008103021 A2 WO2008103021 A2 WO 2008103021A2 MX 2008000023 W MX2008000023 W MX 2008000023W WO 2008103021 A2 WO2008103021 A2 WO 2008103021A2
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food
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Joaquín FERNANDEZ BAUMEISTER
Armando SEDANO HERNÁNDEZ
Elizabeth Quintana Romero
Irene Cruz Leyva
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Sabritas, S. De R.L. De C.V.
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    • A47J9/00—Apparatus or utensils for shaping or dispensing portions of butter or the like
    • A47J9/002—Apparatus or utensils for shaping or dispensing portions of butter or the like by forming, e.g. peeling off or extruding, curls or rings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A21—BAKING; EDIBLE DOUGHS
    • A21C—MACHINES OR EQUIPMENT FOR MAKING OR PROCESSING DOUGHS; HANDLING BAKED ARTICLES MADE FROM DOUGH
    • A21C11/00—Other machines for forming the dough into its final shape before cooking or baking
    • A21C11/16—Extruding machines
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L7/00—Cereal-derived products; Malt products; Preparation or treatment thereof
    • A23L7/10—Cereal-derived products
    • A23L7/117—Flakes or other shapes of ready-to-eat type; Semi-finished or partly-finished products therefor
    • A23L7/13—Snacks or the like obtained by oil frying of a formed cereal dough
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P30/00—Shaping or working of foodstuffs characterised by the process or apparatus
    • A23P30/20—Extruding

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for forming dough tubes that resemble, when cut, a rolled dough product. Specifically, this invention relates to a method and apparatus for producing rolled dough pieces using an extrusion die having a spiral orifice pattern.
  • Rolls products are found in many different food industries such as crescent buns, waffle bars, flutes and frozen / stuffed taquitos. Many of the prior art procedures have been developed to address the complexities of winding each of these products.
  • the crescent roll industry generally uses a relative speed differential between two bands.
  • the crescent roll industry uses relatively thick dough with a high degree of stickiness, which makes it absolutely easy to manipulate.
  • the wafer bar industry typically uses a milkshake or pastry mixture that is dried by means of a drum, is wound around a mandrel at an angle of 45 degrees, and then cut into pieces.
  • the dough typically used comprises one or more starches and / or flour, said dough is then formed into very thin sheets, cut into pieces, and then roasted, fried and / or baked.
  • Typical types of dough include, but are not limited to, the following: potato, rice, corn and wheat based doughs. It is particularly desirable to produce a cylindrical sandwich piece, typically made of a thin sheet dough that is roasted and / or fried, and seasoned.
  • the dough used in said snack products unlike the dough used in other food industries, is generally very thin, fragile and difficult to handle. This makes the typical winding technology unacceptable for said application.
  • the processing speeds required in the snack food industry are very high in relation to other industries, making rolling the dough even more difficult when using a laminated starting material.
  • the '974 patent refers to an apparatus for rolling dough that has a "pre-winding mesh” and a “final winding mesh” and repeatedly emphasizes the need for said meshes to be placed on an "acceleration conveyor belt” that operates faster than the preceding "conveyor belt”.
  • the '974 Patent in column 4, lines 53-55 states that "[n] ext towards the conveyor belt 106 it is an acceleration conveyor belt 108 with a cross-sectional area that advances at a speed greater than the output conveyor belt 106 ".
  • the patent” 974 continues, "pre meshes are placed. winding 1 19 with a small contact surface and are dragged with the mesh of the acceleration conveyor belt
  • Patents '293 and' 583 emphasize that the dough pieces are to be stretched and transferred to an unreduced winding apparatus significantly to the adhesion of the dough pieces
  • the methods of the prior art for rolling dough pieces to half-moon sandwich shapes employed the use of flour to make the dough pieces less adhesive and more easily handled
  • the '293 Patents and '583 teach that such loss of adhesion is disadvantageous in producing closely wound half-moon sandwiches.
  • ' 293 and '583 do not provide a means to Ensure that the mass winding curtain effectively initiates a winding action, nor does it offer solutions to the problems of carrying out a more complete winding and avoiding the clogging of the product along the flat surface of the mass winding conveyor belt.
  • it is possible to use a single mass rolling curtain to roll a piece of rolled dough said The device tends to have lower winding efficiency and lower production than is desirable.
  • the US attempt No. 4,389,176 (the "Patent '176") granted to Nenci on June 21, 1983 and entitled "Machine for the Production of Tubular Covers of Food Dough".
  • the '176 Patent refers to a dough wrapping device where pieces of dough are wrapped around support cores to form cannon tubes.
  • the '176 Patent describes the use of a metal mesh sieve as a mass winding device, the metal mesh of the Patent '176 is supported and maintained between two rollers. See Patent '176 in column 6, lines 26-30.
  • a flat mesh screen shown may not be suitable for thin and fragile doughs such as corn dough in the form of a thin sheet, since said flat sieve can unduly concentrate winding forces and pressure in the minimum contact area between the flat screen and rolled dough products. This could probably result in the destruction of the fragile mass product. In this way, a flexible chain or mesh curtain is critical for rolling fragile dough pre-forms.
  • US Patent No. 7,156,642 (the "patent '642") issued on January 2, 2007, and entitled “Apparatus and Method for Rolling Dough”.
  • the apparatus described in the '642 Patent comprises an apparatus for rolling dough having a dough sheeter, a receiving conveyor belt having a ramp section, a roll initiation curtain placed above the ramp section just downstream of the peak of the ramp, and a roll completion curtain placed under the roll initiation curtain.
  • a ramp mass winding conveyor belt solves the problem of jamming of pre-forms (rolled and cut dough pieces) and roll fall as they pass through under the first curtain or group of curtains.
  • the '642 Patent is an improvement with respect to the prior art in this field, careful attention is required for several of the components of the' 642 Patent apparatus in order to maintain a consistently rolled product. For example, if any mass develops on the winding curtains, the shape of the final product is altered. As with any rolling arrangement, mass development emissions in components are always present, thus requiring frequent cleaning.
  • the invention comprises a method and apparatus for producing a rolled dough product.
  • This rolled dough product is formed as individual pieces with the appearance of a flute or taquito shape.
  • the pieces are formed by extruding a food dough through a spiral shaped hole.
  • the extrudate is cut into individual segments, thus forming individual food pieces. These pieces can then be cooked, typically fried.
  • Figure 2 is a perspective view of the extruded product leaving an extruder die according to an embodiment of the invention
  • Figures 3a and 3b are perspective views of a product made in accordance with an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is an exploded view of an extruder die insert assembly according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 5a and 5b are views of the front and rear of a die insert assembly according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a side view of an extruder of the prior art and cutting mechanism
  • Figure 7 is a plan view of the extruder die face according to an embodiment of the present invention.
  • the invention of the applicant produces a snack food type piece, which has a rolled appearance, but is not rolled through the manufacturing, at least not through the methods used in the prior art. Rather, applicants use extrusion technology to produce a food piece that provides the appearance of having been rolled from a lamination process.
  • Figures 1 a and 1 b show the front part (exit) and the rear part (entrance), respectively, of an extrusion die insert 102 according to an embodiment of the Applicant's invention.
  • the die insert 102 is shown in a plan view from the perspective of the outlet portion of the spiral hole 104 of the Applicant.
  • Figure 1b again a plan view, shows the opposite side of the die insert 102, thus revealing the inlet opening towards the hole 106 in a spiral shape. It should be noted that the inlet 106 to the hole is wider than the outlet 104 of the hole.
  • the internal width of the hole between the inlet 106 and the outlet 104 gradually and linearly is reduced from the width of the inlet 106 to the width of the outlet 104, in the illustrated mode. This reduction in width allows the introduction of the extruded product into the insert of 08 000023
  • the typical width of the outlet portion of the hole 104 is between 0.5 mm and about 3.0 mm, and the width of the inlet 106 about twice the width of the outlet 104.
  • the die insert 202 is shown together with an extruded material 208 that emerges from the spiral-shaped hole.
  • This extruded material 208 (or extrusion material), when extruded at high speeds, essentially forms an extruded mass or filament, which in its cross section, is spirally shaped.
  • the extruded filament is cut through known means in the technique along the surface of the die insert 202. The cutting of the extrudate 208 into individual pieces produces a rolled dough product that can then be cooked, typically, fried, through means known in the art.
  • a typical snack-type part 308 formed through the Applicant's method and apparatus is shown.
  • the individual piece 308 has a first end 312 and a second end 310.
  • the second end 310 is generally a flatter surface, since the second end 310 results from the cutting of the extruded product on the face of the die insert as described above.
  • the first end 312 of the piece therefore, is first formed by emerging from the die insert immediately after the previous piece has been cut along the face of the die insert.
  • the variations in the axial flow rate of the extruded product through the hole result in a slightly irregular shape of the first end 312 of the piece.
  • a slightly open skirt 314 is shown.
  • This slightly open skirt 314 may be desirable in order to give the food piece a shape that is more favorable for using the piece 308 as a ladle or hand shovel for various dressings, and sauces.
  • the shape of this skirt 314 depends on the mass material used, the various processing parameters through the extruder, and the shape of the hole of the die insert. An additional insert hole mode given that it provides a more open skirt 314 is discussed below with respect to Figures 5a and 5b.
  • the piece can vary in length from 1 cm to 40 cm and a width of 0.5 cm to 3.0 cm. Referring to Figure 4, an exploded view of a formation die insert 402 and its separation die insert 420 is illustrated. This particular forming die insert 402 has six individual spiral-shaped holes, 406, over an individual insert.
  • the formation die insert 402 coincides with the separation die insert 420 and maintains an appropriate position with it through two posts 424 on the separation die insert 420 which are received by two ports 426 on the die die insert.
  • formation 402. The purpose of the separation die insert 420 is to channel the flow of extruded product from the extruder body to the discrete dough channels through corresponding openings 422 that coincide with, and direct the flow into the individual holes 406. Consequently, during operation, a mass of extruded product first flows through the openings 422 of the separation die insert 420 and then through the holes 406 of the formation die insert 402.
  • Figures 5a and 5b show an alternative embodiment of a die insert assembly.
  • FIG 5a shows, in a plan view, the formation die insert 502 with several individual holes 504 in a spiral shape having a slightly different shape to that shown in Figure 4.
  • each hole 504 in the form of a spiral has a tail or extreme Proration 505 which, when viewed from the outside of the spiral, inverts the curvature of the spiral 504 from convex to concave. Consequently, the hole 504 in the embodiment illustrated in Figure 5a is said to have a concave end portion 505.
  • the use of the term "concave end portion”, by the Applicants, is intended to describe the portion 505 of the hole 504 illustrated in the figure 5th. A die insert having this concave end portion produces an end product with a block shape.
  • Figure 5b shows how the die assembly matches the openings 522 of the separation die insert 520 with the hole 506 of the formation die insert. It should be understood that more than one separation die insert can be used with the Applicants' training die insert, but Applicants have illustrated an individual separation 520 insert 520 as a modality. preferred. The extrudate flows through the openings 522, then into the spiral hole 506.
  • Figure 6 shows a side view of an assembly of a tube return extruder 610, bell 612 and die 614 of the prior art.
  • the product such as the mass
  • An arrow 616 extends through the turn 610, the bell 612. and die 614.
  • Mounted on the end of arrow 616 is a cutting mechanism.
  • the cutting mechanism comprises a hopper 630, rays 632 extending from the hopper 630, and blade supports 634 attached to the rays. Each blade holder 634 in turn maintains a blade 636 in contact with the die 614.
  • Figure 7 shows a plan view of the die face
  • the die face 715 will typically exhibit a number of die inserts 702 having at least one hole each, thus allowing product communication from the bell, through the die 714, and on the die face 715. As the product leaves these holes, it is cut into relatively uniform pieces through the blades 736 as the entire cutting mechanism revolves around the arrow in the direction 740 illustrated in Figure 7. Said rotation 740 is typically at speeds ranging from fifty to three hundred rpm, with approximately one hundred and forty rpm generally used to cut the extruded product from dough. It should be understood that the cutting mechanism shown in Figure 7 is, but one of several modalities of the cutting devices of the prior art, which can be used to cut the extruded product as it exits the holes. For example, oscillating blades or cutting cables can also be used.
  • any direct low pressure or high pressure extrusion process can be used to push the mass of extruded product through the forming die to form the food pieces according to the invention of the Applicants.
  • a vertical extruder is used, such as a vertical extruder through which an individual piston, in an upright position, pushes and advances the mass of extruded product against the forming die and, therefore, forcing its flow through the hole.
  • a typical reciprocal pressure in said extruder, using corn-based doughs and the Applicants method is approximately 21.09 kg / cm2 at approximately 84.36 kg / cm2, depending on the flow rate chosen from the extruder.
  • the conditions of the procedure can be varied to obtain different textures and flavors of the product.
  • Some of these process conditions include the degree of cooking of the base material before extrusion, the temperature of the extruded product, the humidity of the extruded product, the particle size distribution of the extruded product, the length of the piece produced, and the cooking time and temperature
  • a corn-based nixtamal flour such as Maseca flour
  • water at a mass moisture level of between 45% to 55% by weight, or preferably about 49%. If the dough has too much moisture, it will lose its shape as it leaves the dice. Conversely, if it has very low humidity, it will stick to the extruder, die or other equipment.
  • a typical mixing time of the flour with water is about 10 to about 30 minutes in a low shear mixing operation. The purpose of this mixing step is the hydration of the flour.
  • This dough is made of a combination of yellow and white corn (typically a 50/50 combination). It is cooked with an addition of 1% by weight of lime until it has a moisture content of approximately 36%, which typically takes 6-8 minutes. It is then soaked until the moisture content is approximately 45%, which normally takes approximately 12 hours. The corn is then drained from the water and washed. This whole corn, cooked, soaked and washed is then transported to a drainage band to a corn mill that has a mill hole set between 0.04318 centimeters and 0.0508 centimeters as the target. Water with the corn is added to the corn mill in order to bring the total moisture level by weight of the resulting corn-based dough to between 45% to about 51%, with the same consideration for shape retention and stickiness of mass as described above.
  • the corn-based dough is then extruded as previously detailed.
  • the temperature of the dough in the extruder varies from about 18 0 C to about 28 0 C for the mass of corn nixtamal flour and from about 3 0 C to about 4 0 0 C for fresh ground corn dough.
  • the filament of the extruded product is cut into individual pieces as it exits the extruder, preferably over a length of approximately 3.0 cm to approximately 7.0 cm.
  • these food pieces are then immediately fried in hot oil, typically with a fryer temperature of about 19O 0 C to about 198 0 C.
  • the residence time in the fryer for a typical product produced by the preferred mode of Applicants is between 25 seconds to approximately 60 seconds, depending on the size and texture and flavor desired.
  • Individual food pieces are typically fried at a humidity level of about 1% to 3%. The pieces are then seasoned and packed through methods previously known in the art.
  • the invention of the Applicants can be used to produce a product that has a rolling appearance, made of a number of suitable starting materials, either alone or in combination, such as wheat, rice, oats, sorghum, barley, barley in malt, rye, rye in malt, corn in malt, and other grains or pseudo-cereals such as amaranth, vegetables and legumes such as soybeans, beans, beans, peas, lentils, as well as sources of tuberous starchy starch, such as potatoes, sweet potatoes, cassava, dairy and meat products, such as cheese, cottage cheese, casein / milk caseinates, yogurt , pork and its by-products, beef and its by-products, and chicken meat and its by-products.
  • suitable starting materials such as wheat, rice, oats, sorghum, barley, barley in malt, rye, rye in malt, corn in malt, and other grains or pseudo-cereals such as amaranth, vegetables and legumes such

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Abstract

Se describen un método y aparato mejorados para Ia producción de una pieza de botana enrollada, utilizando un extrusor que tiene típicamente una pluralidad de orificios a través de los cuales un producto extruído sale del extrusor. Cada uno de estos orificios tiene una forma en espiral. Cuando una longitud deseada de Ia corriente o filamento de producto extruído sale de un orificio, éste es cortado en su base, produciendo así piezas de botana individuales que parecen haber sido enrolladas después de ser laminadas.

Description

APARATO Y MÉTODO PARA LA PRODUCCIÓN DE UNA PIEZA ALIMENTICIA DE MASA ENROLLADA
ANTECEDENTES
1. CAMPO TÉCNICO
La presente invención se refiere a un aparato y método para formar tubos de masa que se asemejan, cuando se cortan, a un producto de masa enrollado. Específicamente, esta invención se refiere a un método y aparato para producir piezas de masa enrolladas utilizando un dado de extrusión que tiene un patrón de orificio espiral.
2. DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA
Los productos enrollados se encuentran en muchas diferentes industrias alimenticias tales como panecillos de media luna, barras de barquillos, flautas y taquitos congelados/rellenos. Muchos de los procedimientos de Ia técnica anterior han sido desarrollados para dirigir las complejidades de enrollar cada uno de estos productos. Por ejemplo, Ia industria de los panecillos de media luna generalmente utiliza un diferencial de velocidad relativa entre dos bandas. La industria de los panecillos de media luna utiliza masa relativamente gruesa con un alto grado de pegajosidad, Ia cual Ia hace absolutamente fácil de manipular. En contraste, Ia industria de las barras de barquillos típicamente utiliza un batido o mezcla pastelera que se seca mediante un tambor, se devana alrededor de un mandril a un ángulo de 45 grados, y después se corta en piezas.
En Ia industria alimenticia de bocadillos, sin embargo, Ia masa utilizada típicamente comprende uno o más almidones y/o harina, dicha masa después se forma en láminas muy delgadas, se corta en piezas, y después se tuesta, fríe y/u hornea. los tipos de masa típicos incluyen, pero no Ie limitan a, los siguientes: masas a base de papa, arroz, maíz y masas a base de trigo. Es particularmente deseable producir una pieza de bocadillo con forma cilindrica, típicamente hecha de una masa en láminas delgadas que se tuesta y/o fríe, y sazona. La masa utilizada en dichos productos de bocadillos, a diferencia de Ia masa usada en otras industrias alimenticias, es generalmente muy delgada, frágil y difícil de manipular. Esto hace que Ia tecnología de enrollamiento típica sea inaceptable para dicha aplicación. Además, las velocidades de procesamiento requeridas en Ia industria alimenticia de bocadillos son muy altas con relación a otras industrias, haciendo al enrollado de Ia masa aún mucho más difícil cuando se utiliza un material de partida laminado.
Aunque se han utilizado cortinas colgantes en Ia técnica anterior para enrollar láminas de masa, os dispositivos de Ia técnica anterior existentes sufren de un enrollamiento menos completo del producto cuando las láminas de masa fallan al separarse de Ia superficie de transportación al coincidir con dichas cortinas colgantes. Además, los dispositivos de enrollamiento de masa de Ia técnica anterior carecen de Ia habilidad para producir productos enrollados a partir de piezas de masa delgada confiable, eficientemente, y a un alto volumen y alta velocidad. Por ejemplo, Ia patente de E. U. A. No. 6,393,974 B1 (Ia "patente 974"), intitulada "Aparato para Ia Producción de una Tortilla Pequeña", está dirigida a un aparato para enrollar tortillas crudas en Ia forma de un taco. Aunque Ia patente '974 describe el usó de cortinas colgantes sobre transportadores planos, nunca ha habido un aparato de enrollamiento de masa en rampa para permitir un enrollamiento más confiable y completo. La Patente '974 se refiere a un aparato para enrollar masa que tiene una "malla de pre- enrollamiento" y una "malla de enrollamiento final" y repetidamente enfatiza Ia necesidad de dichas mallas para ser colocadas sobre una "banda transportadora de aceleración" que opera más rápido que Ia "banda transportadora de salida" precedente. Por ejemplo, Ia Patente '974 en Ia columna 4, líneas 53-55, establece que "[n]ext hacia Ia banda transportadora 106 es una banda transportadora de aceleración 108 con una sección transversal igual que avanza a una velocidad mayor que Ia banda transportadora de salida 106". En Ia columna 5, líneas 6-14, Ia Patente "974 continua, "se colocan mallas de pre- enrollamiento 1 19 con una pequeña superficie de contacto y se arrastran con Ia malla de Ia banda transportadora de aceleración
108 Las mallas de enrollamiento final 120 muestran una superficie mayor de contacto y se arrastran con Ia banda transportadora de aceleración 108....". La operación y el mantenimiento de una banda transportadora de aceleración además de una banda transportadora de salida de laminador son indeseables, ya que introduce otro punto de transferencia de producto potencial, en donde pueden ocurrir problemas. La adición de una segunda banda transportadora de una velocidad de operación diferente a Ia del sistema también puede incrementar Ia complejidad del procedimiento de control y gasto capital. La Patente '974 también establece en Ia columna 1 , líneas 58-63: "se requiere del ajuste de Ia velocidad de Ia banda transportadora de salida junto con modificaciones a los rodillos. La nueva estructura del laminador elimina Ia versatilidad de dicha banda transportadora y hace que el laminador sea incapaz de ser usada después, ya que otros tipos de productos requieren de velocidad a través de las cuales el laminador es re- diseñado".
Otro aparato de . enrollamiento de masa de Ia técnica anterior se describe en Ia patente de E. U. A. No. 6,171 ,628 B1 (Ia Patente 628"), Ia cual se expidió el 9 de Enero del 2001 y se intitula "Método para Enrollar una Lámina de Masa". Aunque Ia Patente '628 describe el uso de cortinas colgantes para inducir a las láminas de masa a enrollarse, Ia Patente '628 en realidad enseña además del uso de cortinas colgantes y más bien se dirige a un rodillo de enrollamiento para enrollara láminas de masa. Ver Ia Patente '628 en Ia columna 1 , líneas 38-40; Figuras 7a, 7b y 7c de Ia Patente '628 (ilustrando problemas de atascamiento comunes con las cortinas de enrollamiento de masa).
La patente de E. U. A. No. 6.079,970 (Ia "patente '970") expedida a Ueno el 27 de Junio del 2000, e intitulada "Aparato para Enrollar una Lámina de Masa". Como Ia patente '628 anterior, Ia Patente '970 en realidad enseña y desalienta el uso de las cortinas colgantes y más bien está dirigida a un rodillo de enrollamiento para enrollar láminas de masa. Ver Patente '970 en Ia columna 1 , líneas 35-37; Patente '970 Figuras 7a, 7b y 7c.
Las patentes de E.U.A. Nos. 4,994,293 (Ia "patente '293") y 4,905,583 (Ia "patente '583") otorgadas a Hayashi el 19 de Febrero de 1991 , y 6 de Marzo de 1990, e intituladas "Método para Enrollar Piezas de Masa" y "Aparato y Método para Enrollar Piezas de Masa de Bocadillo de Media Luna", respectivamente. La Patente '583 y Ia Patente '293, Ia cual es una solicitud divisional de Ia Patente '583, ambas están dirigidas a un aparato y método para enrollar piezas de masa triangulares en formas de bocadillos de media luna utilizando un tamiz colgante flexible. Las Patentes '293 y '583 enfatizan que las piezas de masa van a ser estiradas y transferidas a un aparato de enrollamiento sin reducir significativamente a adhesión de las piezas de masa. Aunque los métodos de Ia técnica anterior para enrollar piezas de masa a formas de bocadillos de media luna emplearon el uso de harina para hacer las piezas de masa menos adhesivas y más fácilmente manejadas, las Patentes '293 y '583 enseñan que dicha pérdida de adhesión es desventajosa para producir bocadillos de media luna estrechamente devanados. Las Patentes '293 y '583, sin embargo, no proporcionan un medio para asegurar que Ia cortina de enrollamiento de masa efectivamente inicia una acción de enrollamiento, ni ofrecen soluciones a los problemas de efectuar un enrollamiento más completo y evitar el atascamiento del producto a Io largo de Ia superficie plana de Ia banda transportadora de enrollamiento de masa. Aunque es posible utilizar una cortina de enrollamiento de masa individual para enrollar una pieza de masa laminada, dicho dispositivo tiende a presentar una eficiencia de enrollamiento más baja y una producción más baja que Io deseable.
La patente de E.U.A. No. 4,666,319 (Ia "patente '391 ") otorgada a Watt y otros el 19 de mayo de 1987, e intitulada "Aparato para Enrollar una Capa de Pasta y una Lámina Separadora". La Patente '391 está dirigida a un aparato para formar pastas enrolladas teniendo una película interpuesta entre capas enrolladas adyacentes para inhibir que las capas se adhieran una a otra. Aunque Ia Patente '391 describe el uso de un miembro de inducción de masa individual como un dispositivo de enrollamiento sobre una superficie de transporte plana, Ia Patente '391 no dirige el problema de atascamiento, el cual ocurre cuando Ia masa en láminas falla para separarse de Ia superficie de transporte después de coincidir con el miembro de inducción de arrastre.
La atente de E.U.A. No. 4,389,176 (Ia "Patente '176") otorgada a Nenci el 21 de Junio de 1983 e intitulada "Máquina para Ia Producción de Cubiertas Tubulares de Masa Alimenticia". La Patente '176 se refiere a un dispositivo de enrollamiento de masa en donde piezas de masa se enrollan alrededor de nucleas de soporte para formar tubos de canelones. Aunque Ia Patente '176 describe el uso de un tamiz de malla de metal como un dispositivo de enrollamiento de masa, Ia malla de metal de Ia Patente '176 está soportada y mantenida entre dos rodillos. Ver Patente '176 en Ia columna 6, líneas 26-30. Un tamiz de malla plano, enseñada podría no ser apropiado para masas delgadas y frágiles tales como masa de maíz con forma de lámina delgada, ya que dicho tamiz plano indebidamente puede concentrar fuerzas de enrollamiento y presión en el área de contacto mínima entre el tamiz plano y productos de masa enrollados. Esto podría probablemente dar como resultado Ia destrucción del producto de masa frágil. De esta manera, una cadena flexible o cortina de malla es crítica para enrollar pre-formas de masa frágiles.
La patente de E. U. A. No. 7,156,642 (Ia "patente '642") expedida el 2 de Enero del 2007, e intitulada "Aparato y Método para Enrollar Masa". El aparato descrito en Ia Patente '642 comprende un aparato para enrollar masa teniendo un laminador de masa, una banda transportadora de recepción que tiene una sección en rampa, una cortina de iniciación de rollo colocada por arriba de Ia sección de rampa justo corriente abajo del pico de Ia rampa, y una cortina de completamiento de rollo colocada corriente debajo de Ia cortina de iniciación de rollo. Una banda transportadora de enrollamiento de masa en rampa resuelve el problema de atascamiento de pre-formas (piezas de masa laminadas y cortadas) y caída del rollo a media que pasan por debajo de Ia primera cortina o grupo de cortinas. Aunque Ia Patente '642 es una mejora con respecto a Ia técnica anterior en este campo, se requiere de una atención cuidadosa para varios de los componentes del aparato de Ia Patente '642 con el fin de mantener un producto consistentemente enrollado. Por ejemplo, si cualquier masa se desarrolla sobre las cortinas de enrollamiento, Ia forma del producto final se altera. Como con cualquier disposición de laminación, también siempre están presentes las emisiones de desarrollo de masa en componentes, requiriendo así de limpieza frecuente.
Consecuentemente, existe Ia necesidad de un aparato y método que puedan producir un producto de masa enrollado, consistentemente, y con algunos componentes haciendo contacto con Ia masa, con el fin de evitar emisiones de desarrollo de masa. Dicho aparato y método también deben ser capaces de producir un producto de botana a base de masa a una alta velocidad de producción de acuerdo con Ia economía de Ia industria alimenticia de botana.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La invención comprende un método y aparato para producir un producto de masa enrollado. Este producto de masa enrollado se forma como piezas individuales con Ia apariencia de una flauta o forma de taquito. Las piezas se forman extruyendo una masa alimenticia a través de un orificio con forma espiral. El producto extruído se corta en segmentos individuales, formando así piezas alimenticias individuales. Estas piezas después pueden ser cocinadas, típicamente freírse.
Al formar estas piezas utilizando un extrusor, opuesto a un procedimiento de laminación, muchos de los problemas encontrados en Ia técnica anterior son superados. El procedimiento es simple, eficiente, y proporciona una alta producción del producto. No se requiere de un aparato complejo de laminación, de corte y de enrollamiento. La emisión de desarrollo de masa típicamente encontrada con operaciones de laminación, es evitada. La invención produce un producto consistente con pocos componentes haciendo contacto con Ia masa y en una forma altamente complementaria con Ia economía de Ia industria alimenticia de botana.
Otros aspectos y beneficios de Ia presente invención serán evidentes con Ia siguiente descripción detallada escrita.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Los aspectos novedosos que se creen característicos de Ia invención se establecen en las reivindicaciones anexas. Sin embargo, Ia invención misma, así como un modo de uso preferido, otros objetos y ventajas de Ia misma, serán mejor entendidas haciendo referencia a Ia siguiente descripción detallada de las modalidades ilustrativas cuando se lea junto con los dibujos anexos, en donde: Las Figuras 1 a y 1 b son vistas en planta de una modalidad de un inserto de dado de extrusor de Ia presente invención;
La Figura 2 es una vista en perspectiva del producto extruído que sale de un dado de extrusor de acuerdo con una modalidad de Ia invención; Las Figuras 3a y 3b son vistas en perspectiva de un producto hecho de acuerdo con una modalidad de Ia presente invención;
La Figura 4 es una vista en explosión de un ensamble de inserto de dado de extrusor de acuerdo con una modalidad de Ia presente invención;
Las Figuras 5a y 5b son vistas de Ia parte frontal y trasera de un ensamble de inserto de dado de acuerdo con una modalidad de Ia presente invención;
La Figura 6 es una vista lateral de un extrusor de Ia técnica anterior y mecanismo de corte; y
La Figura 7 es una vista en planta de Ia cara de dado de extrusor de acuerdo con una modalidad de Ia presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA
La invención del solicitante produce una pieza alimenticia tipo botana, Ia cual tiene una apariencia enrollada, pero no es enrollada a través de Ia fabricación, por Io menos no a través de los métodos utilizados en Ia técnica anterior. Más bien, los solicitantes utilizan tecnología de extrusión para producir una pieza alimenticia que proporciona Ia apariencia de haber sido enrollada a partir de un procedimiento de laminación.
Las Figuras 1 a y 1 b muestran Ia parte frontal (salida) y Ia parte trasera (entrada), respectivamente, de un inserto de dado de extrusión 102 de acuerdo con una modalidad de Ia invención del Solicitante. Haciendo referencia a Ia Figura 1 a, el inserto de dado 102 se muestra en una vista en planta desde Ia perspectiva de Ia porción de salida del orificio 104 de forma espiral del Solicitante. La Figura 1 b, otra vez una vista en planta, muestra el lado opuesto del inserto de dado 102, revelando así Ia abertura de entrada hacia el orificio 106 de forma espiral. Se debe notar que Ia entrada 106 al orificio es más ancha que Ia salida 104 del orificio. La anchura interior del orificio entre Ia entrada 106 y Ia salida 104 gradual y linealmente se reduce desde Ia anchura de Ia entrada 106 hacia Ia anchura de Ia salida 104, en Ia modalidad ilustrada. Esta reducción de anchura permite Ia introducción del producto extruído hacia el inserto de 08 000023
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dado 102 desde el extrusor y facilita el diferencial de presión entre el producto extruído de salida y el producto extruído dentro del extrusor. La anchura típica de Ia porción de salida del orificio 104 es de entre 0.5 mm y aproximadamente 3.0 mm, y Ia anchura de Ia entrada 106 alrededor del doble de Ia anchura de Ia salida 104.
La operación de un inserto de dado individual con respecto a un dispositivo de extrusión más grande se explicará más adelante. Haciendo referencia a Ia Figura 2, sin embargo, el inserto de dado 202 se muestra junto con un material extruído 208 que sale del orificio en forma de espiral. Este material extruído 208 (o material de extrusión), cuando se extruye a altas velocidades, forma esencialmente una masa o filamento extruído, el cual en su sección transversal, tiene forma en espiral. Después de salir del extrusor a aproximadamente Ia longitud mostrada en Ia Figura 2 (alrededor de 3.0 mm a aproximadamente 3.5 cm en una modalidad que tiene una anchura de aproximadamente 0.9 cm a aproximadamente 1.3 cm), el filamento extruído es cortado a través de medios conocidos en Ia técnica a Io largo de Ia superficie del inserto de dado 202. El corte del producto extruído 208 en piezas individuales produce un producto de masa enrollado que después puede ser cocinado, típicamente, freído, a través de medios conocidos en Ia técnica.
Haciendo referencia a las figuras 3a y 3b, se muestra una pieza 308 de tipo botana típica formada a través del método y aparato del Solicitante. Ia pieza individual 308 tiene un primer extremo 312 y un segundo extremo 310. Se debe observar que el segundo extremo 310 generalmente es una superficie más plana, ya que el segundo extremo 310 resulta del corte del producto extruído en Ia cara del inserto de dado como se describió anteriormente. El primer extremo 312 de Ia pieza, por Io tanto, primero se forma surgiendo del inserto de dado inmediatamente después de que Ia pieza previa ha sido cortada a Io largo de Ia cara del inserto de dado. Las variaciones en Ia velocidad de flujo axial del producto extruído a través del orificio dan como resultado una forma ligeramente irregular del primer extremo 312 de Ia pieza. También en Ia Figura 3a se muestra un faldón 314 ligeramente abierto. Este faldón 314 ligeramente abierto puede ser deseable con el fin de dar a Ia pieza alimenticia una forma que sea más favorable para utilizar Ia pieza 308 como un cucharón o pala de mano para varios aderezos, y salsas. La forma de este faldón 314 depende del material de masa utilizado, los varios parámetros de procesamiento a través del extrusor, y Ia forma del orificio del inserto de dado. Una modalidad adicional del orificio de inserto de dado que proporciona un faldón 314 más abierto se discute más adelante con respecto a las Figuras 5a y 5b. Típicamente, Ia pieza puede variar en longitud de 1 cm a 40 cm y una anchura de 0.5 cm a 3.0 cm. Haciendo referencia a Ia Figura 4, se ilustra una vista en explosión de un inserto de dado de formación 402 y su inserto de dado de separación 420 anexo. Este inserto de dado de formación 402 particular tiene seis orificios con forma en espiral individuales, 406, sobre un inserto individual. El inserto de dado de formación 402 coincide con el inserto de dado de separación 420 y mantiene una posición apropiada con él a través de dos postes 424 sobre el inserto de dado de separación 420 que son recibidos por dos puertos 426 sobre el inserto de dado de formación 402. El propósito del inserto de dado de separación 420 es canalizar el flujo de producto extruído desde el cuerpo del extrusor hacia los canales discretos de masa a través de aberturas correspondientes 422 que coinciden con, y dirigen el flujo hacia los orificios individuales 406. Consecuentemente, durante operación, una masa de producto extruído primero fluye a través de las aberturas 422 del inserto de dado de separación 420 y después a través de los orificios 406 del inserto de dado de formación 402. Las Figuras 5a y 5b muestran una modalidad alternativa de un ensamble de inserto de dado. La Figura 5a muestra, en una vista en planta, el inserto de dado de formación 502 con varios orificios individuales 504 en forma de espiral teniendo una forma ligeramente diferente a aquella mostrada en Ia Figura 4. En particular, se puede ver en Ia Figura 5a que cada orificio 504 en forma de espiral tiene una cola o Proción extrema 505 que, cuando se ve desde Ia parte exterior del espiral, invierte Ia curvatura de Ia espiral 504 de convexa a cóncava. Consecuentemente, el orificio 504 en Ia modalidad ¡lustrada en Ia Figura 5a se dice que tiene una porción extrema cóncava 505. El uso del término "porción extrema cóncava", por los Solicitantes, pretende describir Ia porción 505 del orificio 504 ilustrado en Ia figura 5a. Un inserto de dado teniendo esta porción extrema cóncava produce un producto final con una forma de taco.
La Figura 5b muestra cómo el ensamble de dado coincide con las aberturas 522 del inserto de dado de separación 520 con el orificio 506 del inserto de dado de formación. Se debe entender que se puede utilizar más de un inserto de dado de separación con el inserto de dado de formación de los Solicitantes, pero los Solicitantes han ilustrado un inserto de dado de separación 520 individual como una modalidad preferida. El producto extruído fluye a través de las aberturas 522, después hacia el orificio espiral 506.
La Figura 6 muestra una vista lateral de un ensamble de un extrusor de vuelta de tubo 610, de campana 612 y de dado 614 de Ia técnica anterior. Durante operación, el producto, tal como Ia masa, es forzado a través de Ia vuelta de tubo 610 hacia Ia campana 612. Después es extruído a través del dado 614. Una flecha 616 se extiende a través de Ia vuelta 610, Ia campana 612 y el dado 614. Montado sobre el extremo de Ia flecha 616 está un mecanismo de corte. El mecanismo de corte comprende una tolva 630, rayos 632 extendiéndose desde Ia tolva 630, y soportes de cuchilla 634 unidos a los rayos. Cada soporte de cuchilla 634 a su vez mantiene una cuchilla 636 en contacto con el dado 614. La Figura 7 muestra una vista en planta de Ia cara de dado
715 de una modalidad de Ia invención de los Solicitantes. La cara de dado 715 típicamente exhibirá un número de insertos de dado 702 teniendo por Io menos un orificio cada uno, permitiendo así Ia comunicación del producto desde Ia campana, a través del dado 714, y sobre Ia cara de dado 715. A medida que el producto sale de estos orificios, éste es cortado en piezas relativamente uniformes a través de las cuchillas 736 a medida que todo el mecanismo de corte gira alrededor de Ia flecha en Ia dirección 740 ilustrada en Ia Figura 7. Dicha rotación 740 típicamente es a velocidades que varían de cincuenta a trescientos rpm, con aproximadamente ciento cuarenta rpm generalmente utilizados para cortar el producto extruído de masa. Se debe entender que el mecanismo de corte mostrado en Ia Figura 7 es, pero una de las varias modalidades de los dispositivos de corte de Ia técnica anterior, que puede ser utilizado para cortar el producto extruído a medida que sale de los orificios. Por ejemplo, también se pueden utilizar cuchillas osciladoras o cables de corte.
Se debe entender que cualquier procedimiento de extrusión directo de baja presión o de alta presión (extrusor neumático, hidráulico, vertical, horizontal, o accionado por bomba) puede ser utilizado para empujar Ia masa de producto extruído a través del dado de formación para formar las piezas alimenticias de acuerdo con Ia invención de los Solicitantes. En una modalidad preferida, se utiliza un extrusor vertical, tal como un extrusor vertical a través del cual un pistón individual, en posición vertical, empuja y hace avanzar a Ia masa de producto extruído contra el dado de formación y, por Io tanto, forzando su flujo a través del orificio. Una presión recíproca típica en dicho extrusor, utilizando masas a base de maíz y el método de los Solicitantes, es de aproximadamente 21 .09 kg/cm2 a aproximadamente 84.36 kg/cm2, dependiendo de Ia velocidad de flujo elegida del extrusor.
Las condiciones del procedimiento pueden ser variadas para obtener diferentes texturas y sabores de producto. Algunas de esta condiciones del procedimiento incluyen el grado de cocción del material base antes de Ia extrusión, Ia temperatura del producto extruído, Ia humedad del producto extruído, Ia distribución del tamaño de partícula del producto extruído, Ia longitud de Ia pieza producida, y el tiempo y temperatura de cocción
En una modalidad preferida, una harina a base de nixtamal maíz, tal como harina Maseca, se mezcla con agua a un nivel de humedad de masa de entre 45% a 55% en peso, o de preferencia aproximadamente 49%. Si Ia masa tiene demasiada humedad, perderá su forma a medida que sale del dado. En forma inversa, si tiene muy poca humedad, se pegará al extrusor, dado u otro equipo. Un tiempo de mezclado típico de Ia harina con agua es de aproximadamente 10 a aproximadamente 30minutos en una operación de mezclado de bajo esfuerzo cortante. El propósito de este paso de mezclado es Ia hidratación de Ia harina.
Otra modalidad utiliza masa hecha de maíz fresco. Esta masa, en una modalidad preferida, se hace de una combinación de maíz amarillo y blanco (típicamente a una combinación de 50/50). Se cocina con una adición de 1 % en peso de cal hasta que presenta un contenido de humedad de aproximadamente 36%, el cual típicamente toma 6-8 minutos. Después se remoja hasta que el contenido de humedad es de aproximadamente 45%, Io cual normalmente toma aproximadamente 12 horas. El maíz después se drena del agua y se lava. Este maíz entero, cocinado, remojado y lavado después es transportado a una banda de drenaje hacia un molino de maíz que tiene un hueco de molino fijado entre 0.04318 centímetros y 0.0508 centímetros como el objetivo. Se agrega agua con el maíz al molino de maíz con el fin de llevar el nivel de humedad total en peso de Ia masa a base de maíz resultante a de entre 45% a aproximadamente 51 %, con Ia misma consideración para retención de forma y pegajosidad de masa como se describió anteriormente.
En una modalidad preferida, Ia masa a base de maíz después se extruye como se detalló previamente. La temperatura de Ia masa en el extrusor varía de aproximadamente 180C a aproximadamente 280C para Ia masa de harina de nixtamal de maíz y de aproximadamente 3O0C a aproximadamente 4O0C para masa de maíz molido fresco. El filamento del producto extruído se corta en piezas individuales a medida que sale del extrusor, de preferencia en una longitud de aproximadamente 3.0 cm a aproximadamente 7.0 cm. En Ia modalidad preferida, estas piezas alimenticias después se fríen inmediatamente en aceite caliente, típicamente con una temperatura de freidora de aproximadamente 19O0C a aproximadamente 1980C. El tiempo de residencia en Ia freidora para un producto típico producido por Ia modalidad preferida de los Solicitantes es de entre 25 segundos a aproximadamente 60 segundos, dependiendo del tamaño y textura y sabor deseados. Las piezas alimenticias individuales son típicamente freídas a un nivel de humedad de aproximadamente 1 % a 3%. Las piezas después se sazonan y empacan a través de métodos previamente conocidos en Ia técnica.
Aunque Ia invención ha sido particularmente mostrada y descrita con referencia a una modalidad preferida, se entenderá por aquellos expertos en Ia técnica que se pueden hacer varios cambios en Ia forma y detalle sin apartarse del espíritu y alcance de Ia invención. En particular, se entiende qua Ia invención de los Solicitantes puede ser usada para producir un producto que tenga una apariencia de enrollado, hecho de un número de materiales de partida adecuados, ya sea solos o en combinación, tales como trigo, arroz, avena, sorgo, cebada, cebada en malta, centeno, centeno en malta, maíz en malta, y otros granos o pseudo-cereales tales como amaranto, vegetales y legumbres tales como frijoles de soya, frijoles, habas, chícharos, lentejas, así como fuentes de almidón amiláceo tuberoso, tales como papa, camote, yuca, productos lácteos y de carne, tales como queso, requesón, caseína/caseinatos lácteos, yogurt, carne de puerco y sus sub-productos, carne de res y sus sub-productos, y carne de pollo y sus sub-productos.

Claims

REIVINDICACIONES
1 .- Un aparato para producir una pieza alimenticia con forma de rollo, dicho aparato comprende: un extrusor que tiene por Io menos un orificio, en donde el producto extruído sale del extrusor a través de dicho por Io menos un orificio y en donde además el orificio comprende una forma en espiral.
2.- El aparato de acuerdo con Ia reivindicación 1 , en donde además dicho orificio con forma en espiral comprende por Io menos una y media vueltas a través del espiral.
3.- El aparato de acuerdo con Ia reivindicación 1 , en donde además dicho orificio en forma espiral comprende una porción extrema cóncava.
4.- Una pieza alimenticia producida a través del aparato de Ia reivindicación 1 .
5.- La pieza alimenticia de acuerdo con Ia reivindicación 4, en donde dicha pieza alimenticia tiene una longitud de entre 0.1 cm y 40 cm.
6.- La pieza alimenticia de acuerdo con Ia reivindicación
4, en donde dicha pieza alimenticia comprende maíz.
7.- La pieza alimenticia de acuerdo con Ia reivindicación 6, en donde dicha pieza alimenticia consiste de una masa a base de maíz.
8.- Un método para producir una pieza alimenticia con forma de rollo, dicho método comprende los pasos de: a) preparar una masa; b) extruir dicha masa a través de un orificio con forma en espiral, para formar así un filamento de producto extruído; c) cortar dicho filamento de producto extruído en piezas individuales; y d) cocinar dichas piezas individuales, para producir así las piezas alimenticias con forma de rollo.
9.- El método de acuerdo con Ia reivindicación 8, en donde dicha masa comprende maíz.
10.- El método de acuerdo con Ia reivindicación 9, en donde dicha masa consiste de maíz hidratado.
11.- El método de acuerdo con Ia reivindicación 8, en donde dicha masa comprende de entre aproximadamente 45% y aproximadamente 55% de agua en peso antes de Ia extrusión.
12.- El método de acuerdo con Ia reivindicación 8, en donde Ia cocción del paso d) comprende freír.
13.- El método de acuerdo con Ia reivindicación 8, en donde el filamento de producto extruído se corte en el paso c) de manera que las piezas individuales tienen una longitud de entre 3.0 cm y 7.0 cm.
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