Устройство и способ для изготовления пищевого экструдированного продукта

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, преимущественно к производству взрывом и экструзией продуктов из зернового сырья. Устройство для изготовления пищевого экструдированного продукта содержит корпус, загрузочный бункер с вибродозатором, матрицу и натяжитель. В матрице выполнена переходная выравнивающая полость, переходная диафрагма с отверстием, а также адаптивная полость с щелевой диафрагмой и фильера со сквозным прямоугольным отверстием. Изобретение позволяет получить из цельного зерна тонкие плоские хлебцы прямоугольной формы с высокими органолептическими свойствами. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 2 ил.

Предполагаемое изобретение относится к пищевой промышленности, преимущественно к производству взрывом и экструзией продуктов из зернового сырья.

Известен пресс-экструдер, содержащий корпус основного привода с загрузочным бункером и питателем, цилиндрический корпус шнека, состоящий из разъемных частей и прикрепленный к корпусу основного привода, отличающийся тем, что на внутренней поверхности обеих частей корпуса шнека в месте их соединения выполнены кольцевые проточки, в которые установлено жестко закрепленное кольцо с внутренними пазами, выполненными по оси кольца или под углом к ней (см. з. RU 98112976, кл. А 23 Р 1/12, опубл. 27.03.2000).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для изготовления пищевого экструдированного продукта, содержащее экструдер с матрицей и установленную в ней с возможностью вращения формующую головку, отличающееся тем, что переходная коническая поверхность и переходная цилиндрическая поверхность формующей головки размещены за пределами фильеры матрицы (см. п. RU 2137372, кл. А 21 С 11/16, А 23 Р 1/12, опубл. 20.09.99 г.).

Недостатки выше описанных устройств заключаются в малой степени измельчения зерновой смеси и доведения составляющих ее частиц до готовности и вследствие этого - низкое качество готового продукта. На данных устройствах невозможно получить готовый продукт в виде тонких прямоугольных хлебцов прямоугольного сечения, обладающих повышенной пористостью и равномерным распределением массы.

Эти недостатки вызваны следующими факторами. Степень измельчения частиц в зерновой смеси, т.е. качество помола, а также временем помола.

При увеличении зазора в известных устройствах готовый продукт выходит сырым, а при уменьшении зазора горит и запекается снаружи, оставаясь сырым изнутри.

В известных устройствах возможно получение готового продукта из цельного зерна только в виде палочек или небольших цилиндров неправильной формы, обусловленной выходным отверстием фильеры матрицы.

Это вызвано также тем, что в известных устройствах невозможно равномерно распределить давление и массу в случае изготовления плоского изделия.

Прямоугольные плоские хлебцы получают только из муки. При этом многие ценные вещества, содержащиеся в цельном зерне, теряются уже при помоле муки, окисляются на воздухе. Вкус таких хлебцов оставляет желать лучшего и требуется поверхностное нанесение различных вкусовых добавок, что подтверждается также тем, что известные способы получения экструдированного продукта касаются только смешивания зерна с вкусовыми ароматическими компонентами или нанесения поверхностного слоя вкусовых добавок на экструдированный продукт. Значит, зерновое сырье в конечном продукте не доведено до готовности, пригодной к употреблению.

Например: а) способ производства зерновых продуктов, включающий внесение синтетического заменителя сахара в дробленое зерно и экструдирование зерна при t^o массы 200-250^oС с получением готового продукта влажностью 4,5-9% (см. п. RU 2134521, кл. А 23 L 1/10, опубл. 20.08.99); б) способ производства экструдированного продукта из отрубей хлебных злаков, предусматривающий их смешивание с вкусовыми и/или ароматическими компонентами и водой, взятыми в количестве, обеспечивающем влажность экструдируемой смеси 14-15%. Экструзию ведут со скоростью выхода экструдата влажностью 5-7% 100-180 м/мин (см. п. Ru 2145176, кл. А 23 L 1/18, опубл. 8.07.99); с) cпособ приготовления пищевого экструдированного продукта", согласно которому на экструдированный продукт наносят вкусовую добавку - смесь фруктового сока и гидронизата облепихового шрота, взятых в соотношении 3-5:1 мас.%. (см. а.с. SU 1738227, кл. А 23 L 1/18, опубл. 7.06.92).

Кроме того, выше указанные способы не обеспечивают возможности смешивания во время одной загрузки разных зерновых культур с различной величиной и твердостью зерен.

Целью изобретения является получение из цельного зерна плоских тонких хлебцов прямоугольной формы с прямоугольным сечением, обладающих повышенной пористостью и равномерным распределением массы.

Технический результат, способствующий достижению этой цели, выражается в повышении степени измельчения зерен в зерновой смеси, допекании их в матрице, возможности формования плоских тонких хлебцов прямоугольной формы с прямоугольным сечением.

Для решения поставленных технических задач в устройстве для изготовления пищевого экструдированного продукта, согласно изобретению, в матрице выполнена переходная выравнивающая полость, переходная диафрагма с отверстием, а также адаптивная полость с щелевой диафрагмой и фильера со сквозным прямоугольным отверстием. Продольное отверстие фильеры может быть либо горизонтально вытянутым, либо вертикально вытянутым. Перемешанную в бункере и помолотую в пресс-экструдере зерновую смесь в процессе экструзии выдерживают, согласно изобретению, в полостях матрицы в течение времени, обусловленного временем заполнения этих полостей. При этом с помощью переходной диафрагмы поток продукта выравнивают в ленту с прямоугольным сечением, равномерно перераспределяя давление по всей площади потока продукта. Зерновую смесь допекают, воздействуя на нее давлением, затем выдавливают через щелевую диафрагму с последующим взрыванием зерновой смеси, которая приобретает мягкую консистенцию и заполняет отверстие фильеры с прямоугольным сечением, в которой формуют готовый продукт в виде тонкой плоской ленты. Затем данную ленту делят делительными ножами, установленными на барабанах натяжителя, на отдельные хлебцы прямоугольной формы.

В предлагаемом устройстве и согласно связанному с ним способу готовность продукта определяется кроме времени помола еще и временем заполнения и прохождения переходной и адаптивной полостей, где основная температура набирается за счет температуры внутреннего сопротивления каждого зернышка зерновой смеси давлению, которое оно испытывает, выдавливаясь через отверстие переходной диафрагмы.

Переходная диафрагма выравнивает поток продукта с круглым сечением в ленту потока с прямоугольным сечением с равномерным распределением давления и массы по всей площади изделия. За счет допекания зерновой смеси в переходной и адаптивной полостях получают возможность использовать и доводить до готовности смесь зерновых культур и круп с различной величиной и твердостью зерен, а также в широком диапазоне по влажности от 12% до 17%, что также повышает вкусовые качества готового изделия.

Последнее выравнивание давления и формы создает щелевая диафрагма. После прохождения отверстия этой диафрагмы зерна зерновой смеси взрываются, образуя единую массу мягкой консистенции, которая заполняет фильеру с продольным отверстием прямоугольного сечения и выходит из нее в виде тонкой плоской ленты готового продукта, обладающего повышенной пористостью и равномерным распределением массы. Полученные из ленты хлебцы приобретают новые вкусовые качества в отличие от известных: легко усваиваемые организмом, быстро растворимые, хрустящие и со вкусом поджаренного хлеба при отсутствии этапа процесса подсушивания и обжаривания экструдата.

На фиг. 1 показано устройство (общий вид) для изготовления пищевого экструдированного продукта.

На фиг.2 - матрица к этому устройству.

Устройство состоит из несущей рамы 1, соединительного швеллера 2, сдвоенного загрузочного бункера 3, блока управления 4, вибродозатора 5, корпуса пресс-экструдера 6, матрицы 7, натяжителя 8 и лотка 9 для готового продукта.

Матрица 7 состоит из жернова 10, имеющего с одной стороны рабочую поверхность. В матрице 7, а именно в жернове 10 выполнена переходная выравнивающая полость 11. Далее по ходу движения продукта в матрице расположена переходная диафрагма 12 с отверстием, а также адаптивная полость 13 с щелевой диафрагмой 14 и фильера 15 со сквозным горизонтально вытянутым отверстием прямоугольного сечения. В фильере 15 предусмотрены вертикально расположенные, шлицевые пазы 16, в которые могут быть установлены делительные ножи (не показаны), предназначенные для продольного деления ленты готового продукта.

После матрицы 7 на расстоянии 0,5-1 м установлен натяжитель 8, в котором расположены вращающиеся навстречу друг другу барабаны 17, снабженные делительными ножами 18 для поперечного деления продукта.

Кроме того, на корпусе матрицы 7 могут быть установлены термодатчики (не показаны) для автоматизации процесса управления.

Устройство работает следующим образом. Зерновая смесь засыпается в сдвоенный бункер 3, откуда через вибродозатор 5 просыпается в корпус пресс-экструдера 6, где с помощью шнека подается к рабочей поверхности жернова 10. Здесь зерновая смесь перемешивается, уплотняется и нагревается во время помола и сжатия. Затем помолотую зерновую смесь выдавливают в переходную выравнивающую полость 11 матрицы 7. Полость 11 - это емкость, в которой производительность экструдера меняется в зависимости от температуры и давления. Из полости 11 зерновая смесь через отверстие переходной диафрагмы 12 выдавливается в адаптивную полость 13. В адаптивной полости 13 рабочий объем зерновой смеси находится в зависимости от скорости его прохождения этой полости, то есть при разных скоростях подачи рабочий объем продукта в этой полости адаптируется ко времени его нахождения там. Каждое зернышко зерновой смеси, испытывая давление в пресс-экструдере и в полостях матрицы, выделяет внутреннее тепло, за счет которого оно само себя печет изнутри.

В устройстве отсутствуют дополнительные нагреватели и охладители за счет контроля температуры в полостях матрицы с помощью термодатчиков. При увеличении температуры в матрице увеличивается и скорость подачи зерновой смеси, а при уменьшении - наоборот. Для того чтобы при увеличенной подаче зерновая смесь продолжала равномерно прогреваться, существует адаптивная полость 13 в матрице 7.

В известных устройствах, чем больше поток продукта, тем больше тратится энергии на его нагрев. В нашем случае эту энергию нагрева можно сэкономить за счет того, что, чем больше поток продукта, тем больше выделятся тепловой энергии самими зернами зерновой смеси. В случае превышения температурного порога скорость подачи продукта увеличивается. Таким образом, расширяется диапазон функций экструдера: его производительность можно увеличить (или по желанию уменьшить) на +20% при постоянном качестве выходного готового продукта. При изменении зазора помола диапазон производительности находится в интервале от 3 до 30 г/с.

Известные устройства работают в строго определенном диапазоне производительности от -2 до +3% при заданной постоянной скорости подачи продукта.

Далее через щелевую диафрагму 14 зерновая смесь выдавливается в фильеру 15. Каждое зернышко зерновой смеси, попадая в отверстие фильеры 15, большее по объему, чем отверстие щелевой диафрагмы 14, испытывает воздействие атмосферного давления, в несколько раз меньшее, чем в щелевой диафрагме 14, в результате чего оно взрывается. После этого из зерновой смеси образуется единая масса мягкой консистенции, которая в фильере 15 заполняет полностью сквозное горизонтально вытянутое отверстие прямоугольного сечения, распределяясь там равномерно и не образуя пустот по углам.

Из фильеры 15 выходит готовый продукт в виде тонкой плоской ленты с прямоугольным сечением толщиной от 2 до 7 мм, которая, проходя расстояние до натяжителя 8, подсушивается и охлаждается.

В натяжителе 8 лента хлебцов подтягивается с помощью барабанов 17 и делительными ножами 18 делится поперек на отдельные хлебцы прямоугольной формы с прямоугольным сечением размером 41 х 150 х 2 мм.

Предусмотрен вариант изготовления хлебцов в виде тонких плоских палочек. В этом случае делительные ножи (не показаны), установленные в шлицевые пазы 16 фильеры 15 перпендикулярно к плоскости изделия, делят ленту готового продукта по ее продольной оси.

Формула изобретения

1. Устройство для изготовления пищевого экструдированного продукта, содержащее корпус, загрузочный бункер с вибродозатором, матрицу и натяжитель, отличающееся тем, что в матрице последовательно выполнены переходная выравнивающая полость, переходная диафрагма с отверстием, а также адаптивная полость с щелевой диафрагмой и фильера со сквозным прямоугольным отверстием.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отверстие фильеры выполнено горизонтально вытянутым.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отверстие фильеры выполнено вертикально вытянутым.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в фильере предусмотрены шлицевые пазы для установки делительных ножей, предназначенных для деления продукта по продольной оси.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на корпусе матрицы установлены термодатчики для автоматизации процесса управления.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в натяжителе барабаны снабжены делительными ножами, предназначенными для поперечного деления продукта.

7. Способ для изготовления пищевого экструдированного продукта, характеризующийся тем, что он включает загрузку зерновой смеси, ее перемешивание, помол и экструзию, формование готового продукта, отличающийся тем, что в процессе экструзии зерновую смесь выдерживают в полостях матрицы в течение времени, обусловленного временем заполнения этих полостей, при этом с помощью переходной диафрагмы поток продукта выравнивают в ленту с прямоугольным сечением, равномерно перераспределяя давление по всей площади потока продукта, зерновую смесь допекают, воздействуя на нее давлением, затем выдавливают через щелевую диафрагму с последующим взрыванием зерновой смеси, которая приобретает мягкую консистенцию и заполняет отверстие фильеры с прямоугольным сечением, в которой формуют готовый продукт в виде тонкой плоской ленты.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что ленту готового продукта делят с помощью делительных ножей, установленных на барабанах натяжителя, на отдельные хлебцы прямоугольной формы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

QZ4A - Регистрация изменений (дополнений) лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Общество с ограниченной ответственностью "Снэйк"

Вид лицензии*: НИЛ

Лицензиат(ы): Закрытое акционерное общество "Молодец"

Характер внесенных изменений (дополнений):Изменены лицензионные выплаты и реквизиты лицензиара - КПП и юридический адрес лицензиата.

Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения: 06.10.2005 № 21320

Извещение опубликовано: 10.01.2009        БИ: 01/2009

* ИЛ - исключительная лицензия НИЛ - неисключительная лицензия

NF4A Восстановление действия патента

Дата, с которой действие патента восстановлено: 20.03.2011

Дата публикации: 20.03.2011

---