Способ и матричное устройство для получения продукта из пищевого сырья

 

Изобретение относится к производству пищевых продуктов. Исходное сырье измельчают, перемешивают и увлажняют с получением массы продукта, которую подают под давлением в формовочную секцию матричного устройства. В следующей секции матричного устройства масса продукта и энергоноситель перемещаются, не смешиваясь, по параллельным изолированным каналам. В последующей секции матричного устройства масса продукта и энергоноситель также перемещаются по параллельным каналам, которые изолированы друг от друга или соединены между собой в зависимости от типа энергоносителя. В выходной секции матричного устройства к массе продукта, которая перемещается по формующим каналам, подают по дополнительным каналам пищевые добавки. После выходной секции массу продукта измельчают с последующим окончательным формованием готового продукта. Матричное устройство для получения продукта из пищевого сырья выполнено многосекционным составным блоком и содержит формующую секцию, в которую под давлением подается измельченная и перемешанная масса продукта, а также следующую, последующую и выходную секции, состоящие из плоских элементов, которые фиксируются друг относительно друга штифтовыми фиксаторами. В плоских элементах выполнены параллельные каналы для массы продукта с увеличивающимся к выходу сечением и каналы для энергоносителя. Выходная секция дополнительно содержит каналы для введения в массу продукта добавок и компонентов, причем каналы для массы продукта выполнены по всей длине каждой секции. Изобретение позволяет непрерывно и равномерно подавать и обрабатывать смесь. Сохраняются вкусовые качества и эластичность смеси продукта в виде мелкодисперсной перемешанной массы с однородной структурой. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к производству пищевых продуктов и может быть использовано при производстве макаронных изделий, в мясо-, птице-, рыбоперерабатывающих отраслях, а также в производстве кондитерских изделий, пищевых продуктов из овощей, фруктов и ягод.

Известны решения получения формованного продукта из сырья животного происхождения высокого качества и монолитной структуры, в результате которых производятся продукты в виде готовых изделий (Сборник рецептур блюд и кулинарных изделий для предприятий общественного питания. М.: Экономика, 1982, стр. 66-68; описание к патенту РФ 2037307, кл. A 23 L 1/31, опублик. 19.06.95; описание к авторскому свидетельству СССР 1824163, кл. A 23 L 1/31, опублик. 30.06.93).

К недостаткам данных решений следует отнести то, что имеются определенные ограничения на сортность используемого сырья, а для производства продуктов по указанным технологиям необходимы большие энергетические затраты и большой объем дорогостоящего производственного оборудования.

Известны установки для производства формованного продукта из сырья злаковых культур, в результате которых получают продукты в виде макаронных изделий, лапши и т.п. (описание к патенту РФ 2070800, кл. А 21 С 3/04, опублик. 27.12.96; Г.М. Медведев, И.В. Аржанова, В.Т. Семко, Л.И. Райхштадт "Высокотемпературное формование макаронных изделий через нагретые матрицы" ЦНИИТЭИ хлебопродуктов, 1990; описание к патенту США 4415323, кл. А 21 С 3/04, опублик. 1983).

К недостаткам данных решений следует отнести неравномерность прогрева формующей части матрицы в результате установки нагревательного элемента на наружной части обоймы матрицы, а также низкий КПД нагревательного элемента. В одном из вариантов тепловой нагрев выполняют в шнековом устройстве, в результате чего происходит перегрев теста и изменение его физико-химических свойств.

Наиболее близкими аналогами к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату являются способы получения продукта и оборудование, на котором этот способ реализуется, при этом могут быть использованы нагревательные устройства различных типов, но в основном они располагаются на тестоприемнике или внутри его, либо накладные на формующей матрице, либо в виде змеевика в самой матрице (Г.М. Медведев "Технология макаронного производства", М. : Колос, 1998 г.; В.В. Лукьянов "Технология макаронного производства", М.: Пищепромиздат, 1959 г.; Н.И. Назаров "Технология макаронных изделий", М.: Пищевая промышленность, 1978 г.). В известных решениях имеются недостатки как в способе получения продукта, так и в устройствах, при помощи которых он реализуется.

В первую очередь следует отметить, что при производстве продукта из различного сырья технологические процессы имеют резкие отличия, которые обусловлены типом матричного устройства и способом обеспечения подвода и отвода тепла от массы продукта.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание способа и устройства для непрерывной и равномерной подачи и обработки смеси продукта, обеспечивающих сохранение вкусовых качеств и эластичности смеси продукта в виде мелкодисперсной перемешанной массы с однородной структурой.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в способе получения продукта из пищевого сырья исходное сырье измельчают, перемешивают и увлажняют с получением массы продукта, которую подают под давлением в формовочную секцию матричного устройства, при этом в следующей секции матричного устройства масса продукта и энергоноситель перемещаются, не смешиваясь, по параллельным изолированным каналам, в последующей секции матричного устройства масса продукта и энергоноситель также перемещаются по параллельным каналам, которые изолированы друг от друга или соединены между собой в зависимости от типа энергоносителя, а в выходной секции матричного устройства к массе продукта, которая перемещается по формующим каналам, подают по дополнительным каналам пищевые добавки.

В предпочтительном варианте после выходной секции массу продукта измельчают с последующим окончательным формованием готового продукта.

В качестве энергоносителя целесообразно использовать горячую или охлаждающую жидкость, или водяной пар, или горячий или охлажденный воздух, или горячий или охлажденный газ.

Указанный технический результат в части устройства достигается тем, что матричное устройство для получения продукта из пищевого сырья, характеризующееся тем, что оно выполнено многосекционным составным блоком и содержит формующую секцию, в которую под давлением подается измельченная и перемешанная масса продукта, а также следующую, последующую и выходную секции, состоящие из плоских элементов, которые фиксируются друг относительно друга штифтовыми фиксаторами, при этом в плоских элементах выполнены параллельные каналы для массы продукта с увеличивающимся к выходу сечением и каналы для энергоносителя, а выходная секция дополнительно содержит каналы для введения в массу продукта добавок и компонентов, причем каналы для массы продукта выполнены по всей длине каждой секции, а каналы для энергоносителя - равными по длине нескольким секциям или меньшими длины отдельной секции.

Каналы для энергоносителя могут быть соединены по параллельной или последовательной схемам.

В последующей и выходной секциях каналы для массы продукта и каналы для энергоносителя могут быть соединены между собой микроканалами или щелями.

В предпочтительном варианте плоские элементы выполнены из металла, или термостойкой пластмассы, или стекла, или керамики, или композитных материалов, или выполнены армированными.

Следующая, последующая и выходная секции могут быть соединены с волноводом СВЧ или УКВ-установки.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображено матричное устройство для получения продукта из пищевого сырья, присоединенное к шнековому прессу; на фиг.2 - типовая секция матричного устройства; на фиг.3 - верхняя и нижняя крышки секций; на фиг.4 - верхняя пластина секций; на фиг.5 - средняя пластина секций; на фиг.6 - нижняя пластина секций; на фиг.7 - схема параллельного соединения каналов энергоносителя в секциях; на фиг. 8 - схема последовательного соединения каналов энергоносителя в секциях; на фиг.9 - сечение по АБВГД на фиг.3; на фиг.10 - последовательное соединение каналов энергоносителя;
на фиг.11 - параллельное соединение каналов энергоносителей;
на фиг.12 - матричный блок с усеченной выходное секцией;
на фиг.13 - матричный блок с поворотной выходной секцией и к последующей секции подсоединен волновод от СВЧ установки;
на фиг.14 - матричный блок, в выходной секции которого выполнены перемешиватель и дополнительное формующее устройство.

Матричное устройство 1 (фиг.1) предназначено для получения продукта из пищевого сырья (мясо животных или домашней птицы или рыбы или белковых морепродуктов или овощей или фруктов или ягодных культур или злаковых культур (муки)). Подготовленное сырье представляет измельченную М1, перемешанную и увлажненную массу продукта М2.

Матричное устройство (блок) соединено со шнековым прессом 2, в бункер 3 которого поступает измельченное сырье М1 и при помощи шнекового устройства 4 происходит его перемешивание, при этом в сырье вводится жидкость. В результате получается масса сырья, измельченная до заданного размера частиц, заданной влажности и твердости, равномерно перемешанная.

Матричное устройство состоит из матричной формующей секции 5, следующей секции 6, последующей секции 7, выходной секции 8, дополнительного формующего устройства 9, на выходе которого получают готовый продукт М3.

Секции устройства 1 соединены в единый многосекционный блок и каждая из следующей и последующей секций может состоять из одной или нескольких частей, а часть фиг.2 состоит из верхней 10 и нижней 16 крышек, в которых выполнены пазы 11 для стяжных болтов и в них установлены подводные 12 и отводные (на фиг.2 не показано) штуцерs. Каждая часть секций 6, 7 и 8 состоит из верхней пластины 13, средних пластин 14 и нижней пластины 15. Вся часть стянута болтами 17. В крышках 10 и 16 (фиг.3) выполнена подводная камера 18, причем в верхнюю крышку через эту камеру поступает энергоноситель, а в нижней крышке через эту камеру выполняют отвод энергоносителя.

В верхней пластине 13 (фиг.4 (2)) выполнены пазы 19 для массы продукта и пазы 20 для энергоносителя, к которым энергоноситель поступает по каналам 21 из камеры 18 (фиг.3).

В средних пластинах 14 (фиг.5 (2)) выполнены пазы 22 для массы продукта и пазы 23 для энергоносителя, при этом в зависимости от схемы соединения каналов энергоносителей соединительные каналы 24 могут быть или в начале паза или в конце.

Пазы 19 для массы продукта и пазы 20 для энергоносителя при стыковке верхней пластины 13 со средней пластиной 14 (фиг.5 (2)) образуют с пазами 22 и 23 каналы, по которым перемещается масса продукта и протекает энергоноситель. Каналы для массы продукта выполнены по всей длине части секции. В нижней пластине 15 (фиг.6 (2)) также выполнены пазы 25 для массы продукта и пазы 26 для энергоносителя, которые через каналы 27 соединены с камерой 18 в нижней крышке 16 (фиг.2).

Каналы энергоносителей в следующей 6 и последующей 7 секциях (фиг.1) матричного устройства могут быть соединены между собой по параллельной (фиг.7) или по последовательной (фиг.8) схемам включения. Сечения каналов для массы продукта во всех секциях матричного устройства от входа массы продукта в секцию к ее выходу увеличиваются.

Организация части секции и некоторое сочетание ее сборки представлены на фиг.9.

Схема параллельного включения каналов энергоносителя (фиг.7) может быть выполнена при сборке следующей и последующей секций, например, как это показано на фиг.10, а схема последовательного включения каналов энергоносителя (фиг.8) - как это показано на фиг.11.

Каналы энергоносителя и каналы массы продукта в следующей секции изолированы друг от друга, а в последующей и выходной секциях устройства каналы массы продукта и энергоносителей могут быть соединены между собой дополнительными микроканалами, или прорезями, или щелями.

Плоские элементы 13, 14, 15 (фиг.2) в следующей 6, последующей 7 и выходной 8 секциях матричного устройства 1 (фиг.1) могут быть выполнены из металла, или бронзы, или нержавеющей стали, или латуни, или термостойкой пластмассы, или стекла, или керамики, или композитных материалов или выполнены армированными и зафиксированы при помощи штифтов.

Выходная секция 8 с дополнительным формующим устройством 9 (фиг.1) может быть выполнена в нескольких вариантах.

В выходной секции формующее устройство 34 делается усеченным (фиг.12) по отношению к оси секции под некоторым углом, в результате каналы для массы продукта получаются разной длины. Между выходной секцией и формующим устройством выполняется промежуточная камера 35, в которую подается минеральное масло или эмульсия из пищевых добавок.

Формующее устройство 36 (фиг.13) выходной секции 8 (фиг.1) может быть выполнено, например, под углом или с поворотом, а следующая 6, последующая 7 и выходная секции (фиг. 1) соединены с волноводом 37, который подключен к СВЧ- установке 38 и к гасителю энергии 39. В камеру 40 подается пищевое минеральное масло.

В выходной секции 8 (фиг.1) перед формующим устройством 9 может быть выполнено перемешивающее устройство 41 (фиг.14), которое соединено при помощи передаточного элемента 42 с приводом 43, например электромотором.

Способ получения продукта из пищевого сырья заключается в следующем.

В качестве пищевого сырья могут быть использованы злаковые культуры (мука из пшеницы, кукурузы, риса и т.д. или отруби), мясо животных или домашней птицы, или рыбы, или белковых морепродуктов, или овощей, или плодово-ягодных культур.

Процесс получения продукта выполняется следующим способом.

Производят измельчение сырья М1, которое подают в накопитель 3 и при помощи шнека 4, размещенного в шнековом устройстве 2, транспортируют к матричному устройству 1. В процессе транспортировки производят увлажнение массы продукта, например, до влажности 27-32%, твердости, с созданием мелкодисперсной, однородной массы продукта М2. Эта масса продукта М2 под давлением подается на формующую матрицу 5 фиг.1 матричного устройства 1. В зависимости от вида и типа конечного готового продукта формующая матрица 5 может отсутствовать, а формовка массы продукта может выполняться на других секциях. Расширяющиеся каналы массы продукта в следующей 6, последующей 7 и выходной 8 секциях позволяют понизить величину давления в массе продукта на входе формующей матрицы 5.

В зависимости от вида и типа готового продукта выбирают тепловые режимы работы секций, например, в пределах от 45÷120^oС, а величину давления на входе в формующую матрицу, например, в пределах от 0,4 до 1,2 МПа. При проведении технологического процесса производства готового продукта тепловые режимы в секциях выполняются и поддерживаются за счет энергоносителя, который подается в каналы секций. Сечения каналов массы продукта и энергоносителя могут отличаться как по форме, так и по размерам. Каналы могут быть круглой, прямоугольной и т.д. формы, а соотношения размеров проходных сечений могут изменяться, т. е. эти сечения могут быть, например, такие, как эти размеры сечений одинаковы, или размеры сечений каналов массы продукта больше размеров сечения каналов энергоносителя, или меньше.

В качестве нагревающих энергоносителей могут быть использованы горячая вода, или острый пар, или горячее минеральное масло и т.д., а охлаждающих энергоносителей - холодная вода или хладагенты, предварительно охлажденные в холодильных установках.

Следующая 6, последующая 7 и выходная 8 секции матричного устройства 1 могут быть соединены с волноводом СВЧ или УКВ-установки, что обеспечивает, помимо прогрева секций, бактериальную обработку массы продукта. Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Для приготовления макаронных изделий проводят смешивание муки с водой. В качестве муки используют смесь муки пшеничной хлебопекарной высшего и первого сортов при соотношении муки пшеничной высшего сорта к муке пшеничной первого сорта (2,5-7,5)÷(2,5-7,5), и количество муки рассчитывают так, чтобы влажность смеси при смешивании компонентов составляла 28-30%.

Затем проводят замес теста путем обработки полученной смеси в шнековом смесителе до достижения однородной консистенции смеси. Скорость вращения шнека при замесе устанавливают в пределах от 18 до 25 об/мин.

Полученное тесто направляют на прессование, которое осуществляют под давлением 104-125 бар. Прессование ведут через формовочную матрицу или фильеру с получением заготовок изделия. Заготовки сушат в три этапа; на следующей секции при температуре 97-98^oС, на входе 92-95^oС; на последующей секции при температуре 72-85^oС и на выходной секции при температуре 27-28^oС, причем охлаждение ведут маслом или эмульсией.

Пример 2.

В качестве исходного сырья берется мышечная ткань с влажностью 45%, полученная от крупного рогатого скота, в количестве 80 мас.%, которую предварительно подвергают варке в воде при температуре 100^oС в течение 3-4 мин. Затем массу продукта измельчают. Перемешивание, увлажнение и ввод соевого изолята выполняют в шнековом устройстве, затем под давлением масса продукта поступает на формующую матрицу. Сушка выполняется на следующей и последующей секциях, причем на следующей секции поддерживается температура 70^oС, а на последующей - 100-120^oС; в последующей секции возможно введение пищевых добавок. На конечной секции производят дробление массы продукта и окончательное формование готового продукта.

Формула изобретения

1. Способ получения продукта из пищевого сырья, характеризующийся тем, что исходное сырье измельчают, перемешивают и увлажняют с получением массы продукта, которую подают под давлением в формовочную секцию матричного устройства, при этом в следующей секции матричного устройства масса продукта и энергоноситель перемещаются, не смешиваясь, по параллельным изолированным каналам, в последующей секции матричного устройства масса продукта и энергоноситель также перемещаются по параллельным каналам, а в выходной секции матричного устройства к массе продукта, которая перемещается по формующим каналам, подают по дополнительным каналам пищевые добавки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после выходной секции массу продукта измельчают с последующим окончательным формованием готового продукта.

3. Матричное устройство для получения продукта из пищевого сырья, характеризующееся тем, что оно выполнено многосекционным составным блоком и содержит формующую секцию, в которую под давлением подается измельченная и перемешанная масса продукта, а также следующую, последующую и выходную секции, состоящие из плоских элементов, которые фиксируются друг относительно друга штифтовыми фиксаторами, при этом в плоских элементах выполнены параллельные каналы для массы продукта с увеличивающимся к выходу сечением и каналы для энергоносителя, а выходная секция дополнительно содержит каналы для введения в массу продукта добавок и компонентов, причем каналы для массы продукта выполнены по всей длине каждой секции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 10.08.2005        БИ: 22/2005