Экструзионная головка, экструдер и способ формирования экструдированных или коэкструдированных кусочков пищевого продукта, экструдированные или коэкструдированные кусочки пищевого продукта, сформированные посредством указанного способа
Изобретение относится к пищевой промышленности. Экструзионная головка (2), подходящая для экструдирования пищевого продукта, имеющего уровень влажности от 2,5 до 6,5% экструдированного пищевого продукта, причем экструзионная головка (2) выполнена с возможностью соединения с концевой частью экструдера (1), причем указанная экструзионная головка имеет в поперечном сечении: круглую центральную открытую часть (28) и периферийную открытую часть (29) с углублениями, содержащую углубления (30), в которой углубления сообщаются с круглой центральной частью, тем самым формируя продольные канавки на поверхности экструдированного продукта, в которой соотношение поверхностей круглой центральной части (28) и периферийной части (29) с углублениями находится в диапазоне от 1:15 до 1:45. Устройство для изготовления пищевого продукта, содержащее экструзионную головку, дополнительно содержащее экструдер (1), к концу которого присоединена экструзионная головка (2) для изготовления потока пищевого продукта, и разделительное устройство (5, 6) для формирования множества отдельных пищевых изделий из потока пищевого продукта. Способ изготовления экструдированного пищевого продукта, включающий следующие стадии: экструдирование пищевого продукта с использованием экструдера (1), причем пищевой продукт пропускают через экструзионную головку (2), соединенную с концевой частью экструдера, при этом указанный пищевой продукт находится в форме потока экструдированного пищевого продукта при выходе из экструзионной головки и имеет уровень влажности от 2,5 до 6,5% экструдированного пищевого продукта; и разделение потока экструдированного пищевого продукта на множество отдельных пищевых изделий (6, 6’). Экструдированное отдельное пищевое изделие (6, 6’), полученное вышеописанным способом и содержащее продольные канавки и вдавленности на своей внешней поверхности, причем указанные вдавленности имеют размер, доходящий до 15 мм в длину, и ориентированы перпендикулярно продольным канавкам. Коэкструдированное отдельное пищевое изделие (6, 6’), полученное вышеописанным способом и содержащее продольные канавки и вдавленности на своей внешней поверхности, причем указанные вдавленности имеют размер, доходящий до 15 мм в длину, и ориентированы перпендикулярно продольным канавкам. Изобретение позволяет получить новый тип экструдированного или коэкструдированного куска пищевого продукта, обеспечивающего привлекательный и естественный внешний вид кусочков с очень приятной текстурой для потребителя, с получением аэрированной и хрустящей текстуры вместе с естественным внешним видом. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 11 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к экструзионной головке для изготовления расширенного экструдированного или коэкструдированного продукта питания и, в частности, кусочков для зерновых завтраков. В частности, но не исключительно, настоящее изобретение относится к экструдеру, содержащему экструзионную головку согласно настоящему изобретению и к способу, в котором используют экструзионную головку согласно настоящему изобретению.
Настоящее изобретение также относится к расширенным экструдированным или коэкструдированным кусочкам пищевого продукта, в особенности к экструдированным или коэкструдированным зерновым кусочкам, полученным посредством этого способа.
Уровень техники
Пищевые продукты, такие как зерновой завтрак в готовой к употреблению в пищу («RTE») форме, обычно формируют из множества дискретных (то есть отдельных) хлопьев или кусочков, также называемых подушечками, которые потребитель может есть, например, с молоком.
Эти зерновые хлопья или подушечки, как правило, содержат зерна зерновых, таких как пшеница, рис, овес, кукуруза и т.д., а также вспомогательные ингредиенты, такие как сахара, соли, масла и т.д. Как правило, также в состав могут входить ароматизирующие и окрашивающие агенты, витамины и минеральные обогатители.
Существует множество типов зерновых завтраков, и при этом они могут быть изготовлены путем обработки зернового продукта, например, путем обжаривания, тепловой обработки, формирования теста на основе зернового продукта, экструдирования и/или их формования перед упаковкой для доставки потребителям.
Особое внимание уделяют при определении параметров тепловой обработки, чтобы гарантировать, что продукт будет вкусным для потребителя и иметь хороший срок годности.
Однако по мере развития зерновых завтраков стало все сложнее изготавливать удовлетворительные продукты, которые стимулируют употребление их в пищу потребителями как с точки зрения вкуса, внешнего вида и текстуры, так и одновременно позволяют добиться высокой производительности и низкого уровня отхода материалов.
В частности, естественность и тот факт, что зерновой завтрак не кажется слишком обработанным, являются важными с точки зрения предпочтений потребителей.
Настоящее изобретение преимущественно позволяет подсоединить экструзионную головку нового типа к концевой части экструдера для простого и быстрого изготовления зернового пищевого продукта в форме экструдированных или коэкструдированных дискретных кусочков (хлопьев или подушечек), имеющих естественный и привлекательный внешний вид.
Термин «экструдер» относится к устройству для изготовления, позволяющему изготовить как экструдированные, так и коэкструдированные пищевые продукты, а также применить процесс экструзии или коэкструзии.
Термин «экструдированный» в контексте настоящего документа относится к типу зернового пищевого продукта, в котором один пищевой компонент экструдируют с получением одного потока или «жгута», который затем разрезают на отдельные кусочки с формированием кусочков зернового пищевого продукта, таких как, например, хлопья, фрагменты пищевого продукта или шарики.
Термин «коэкструдированный» в контексте настоящего документа относится к типу зернового пищевого продукта, в котором пару пищевых компонентов одновременно экструдируют с получением одного потока или «жгута», который затем разрезают на отдельные кусочки с формированием кусочков пищевого зернового продукта или подушечек, содержащих внешнюю периферийную часть и внутреннюю сердцевину, заполненную другим ингредиентом или пустую.
Термин «подушечка» предназначен для описания узкой, в целом плоской периферийной части кусочка с округлой или выпуклой центральной частью, содержащей внутреннюю сердцевину (заполненную или пустую).
Во время традиционного процесса экструзии специалисту в данной области техники хорошо известно о том, что падение давления на выходе экструдера приводит к расширению пузырьков газа с диаметром в диапазоне приблизительно от 50 мкм до 1,5 мм, что обеспечивает в результате случайную поверхностную пористость в одном диапазоне. Этот процесс расширения вместе с поверхностной пористостью могут привести к появлению локальных и неконтролируемых поверхностных трещин в диапазоне от 50 мкм до 1,5 мм.
Это явление можно наблюдать на традиционных экструдированных зерновых продуктах для завтрака или экструдированных соленых снэках. Такие продукты явно идентифицируются потребителем как обработанный пищевой продукт.
Таким образом, целью настоящего изобретения является обеспечение нового типа экструдированного или коэкструдированного куска пищевого продукта и экструзионной головки, соединенной с концевой частью экструдера, для экструдирования зернового пищевого продукта, позволяющей изготовить новый тип экструдированного или коэкструдированного зернового завтрака, обеспечивающего привлекательный и естественный внешний вид кусочков с очень приятной текстурой для потребителя.
Раскрытие изобретения
В первом аспекте настоящего изобретения предлагается экструзионная головка для экструдирования пищевого продукта, имеющего уровень влажности от 2,5 до 6,5% экструдированного пищевого продукта, причем экструзионная головка выполнена с возможностью соединения с концевой частью экструдера. Указанная экструзионная головка имеет в поперечном сечении две разных части, которые участвуют в формировании экструдированного пищевого продукта.
Эти две части представляют собой:
- круглую центральную открытую часть; и
- периферийную открытую часть с углублениями, содержащую углубления, в которой углубления сообщаются с круглой центральной частью, тем самым формируя продольные канавки на поверхности экструдированного продукта.
Следовательно, экструдированный пищевой продукт, выходящий из экструзионной головки, проходит одновременно через две части, тем самым формируя жгут экструдированного продукта на внешней поверхности которого находится несколько характерных вдавленных элементов в форме макротрещин на поверхности экструдированного пищевого продукта, причем жгут затем разрезают на отдельные кусочки.
Эти макротрещины имеют внешний вид вдавленностей или гранулированной структуры, которая ориентирована перпендикулярно продольным канавкам, созданным головкой.
Предложенная конструкция головки (количество углублений и/или размер углублений) в комбинации с параметрами процесса и высокой вязкостью (низкой влажностью) экструдированного пищевого продукта позволяют получить структуру со вдавленностями на поверхности экструдированного пищевого продукта, а также контролировать размер и форму вдавленностей.
Вдавленности имеют отличающиеся свойства и их размеры находятся в совершенно другом диапазоне, чем локальные и неконтролируемые поверхностные трещины (возникающие на протяжении всего процесса экструзии). Размер вдавленностей может находиться в диапазоне до 15 мм в длину, причем ширина определяется конструкцией головки – расстоянием между углублениями.
Преимущественно эти вдавленности обеспечивают неравномерность поверхности продукта и очень естественный внешний вид, именно так, как хочет потребитель.
Предпочтительно, но не обязательно, углубления экструзионной головки равномерно разнесены по периферии круглой центральной части.
Предпочтительно экструзионная головка содержит углубления, имеющие круглую форму, но в некоторых дополнительных вариантах осуществления углубления, предусмотренные на экструзионной головке, могут быть треугольными или квадратными в соответствии с воздействием, которое необходимо оказать на подушечки.
Преимущественно, периферийная часть с углублениями содержит множество углублений для создания канавок и вдавленностей, что ведет к естественному воздействию на всю поверхность подушечки. Предпочтительно количество углублений в периферийной открытой части с углублениями варьируется от 8 до 20 углублений.
Авторы изобретения установили, что соотношение поверхностей круглой центральной части и периферийной части с углублениями, находящееся в диапазоне от 1:15 до 1:45, позволит добиться надлежащего уровня вдавленностей на поверхности жгута, при этом обеспечивая сохранение структуры центральной части подушечки в контексте внешнего вида и текстуры.
Кроме того, в случае процесса коэкструзии, в круглой центральной открытой части экструзионной головки размещена центральная насадка для коэкструзии с целью подачи второй смеси ингредиентов, формирующей начинку коэкструдированной подушечки.
Также предлагается устройство для изготовления пищевого продукта, содержащее экструзионную головку согласно настоящему изобретению.
Указанное устройство для изготовления пищевого продукта содержит экструдер, к концу которого присоединена экструзионная головка согласно настоящему изобретению для изготовления потока пищевого продукта и разделительное устройство для формирования множества отдельных пищевых изделий из потока пищевого продукта.
В частности, экструдер может использоваться для формирования экструдированного продукта с использованием процесса экструзии или процесса коэкструзии.
Как известно специалисту в данной области техники, при использовании процесса коэкструзии происходит формирование потока ингредиентов, содержащего внешнюю периферийную часть и внутреннюю сердцевину, т.е. потока ингредиентов, в котором один ингредиент окружает второй ингредиент или полую сердцевину. Устройство для изготовления также содержит разделительное устройство, разделяющее поток пищевого продукта на дискретные кусочки (подушечки).
Предлагаемое изобретение также относится к способу, в котором используют экструзионную головку согласно настоящему изобретению для изготовления экструдированного пищевого продукта.
Предложенный способ изготовления включает следующие стадии:
- экструдирование пищевого продукта с использованием экструдера, причем пищевой продукт пропускают через экструзионную головку, соединенную с концевой частью экструдера. Указанная экструзионная головка имеет в поперечном сечении:
- круглую центральную открытую часть; и
- периферийную открытую часть с углублениями, содержащую углубления, в которой углубления сообщаются с круглой центральной частью, тем самым формируя продольные канавки на поверхности экструдированного продукта,
причем указанный пищевой продукт находится в форме потока экструдированного пищевого продукта при выходе из экструзионной головки и имеет уровень влажности от 2,5 до 6,5% экструдированного пищевого продукта;
- разделение потока экструдированного пищевого продукта на множество отдельных пищевых изделий.
Затем пищевой продукт, выполненный из термообработанного теста на основе зернового продукта, обрабатывают в экструдере и выпускают из него, и разделяют на дискретные кусочки или подушечки.
Согласно типу используемого процесса экструзии – экструзии или коэкструзии – может потребоваться стадия транспортировки потока экструдированного пищевого продукта в разделительное устройство перед стадией разделения потока экструдированного пищевого продукта.
Конечная форма фрагментов пищевого продукта (выполненных посредством процесса экструзии) или подушечек (выполненных посредством коэкструзии) может варьироваться в соответствии с процессом, который используется, в частности, в соответствии с процессом разделения жгута, выходящего из экструдера, на дискретные кусочки.
Кроме того, за счет варьирования диаметров и/или формы углублений экструзионной головки, коэффициента расширения материала и его композиции, можно получить продукты, текстура которых варьируется, например, между глазированной, твердой, хрупкой, покрытой коркой, крошащейся, хрустящей или ломкой.
Соответственно, настоящее изобретение также относится к экструдированным или коэкструдированным кусочкам пищевого продукта, в особенности к экструдированным или коэкструдированным зерновым кусочкам, полученным посредством предложенного способа.
Фрагменты пищевого продукта или подушечки, полученные посредством представленного способа с использованием предложенной экструзионной головки, имеют продольные канавки и структуру со вдавленностями (макротрещинами) на своей внешней поверхности.
Вдавленности структуры со вдавленностями имеют размер вплоть до 15 мм в длину, причем они ориентированы перпендикулярно продольным канавкам.
Экструдированное или коэкструдированное отдельное пищевое изделие, получаемые с использованием предложенной экструзионной головки, имеют высокую вязкость (уровень влажности от 2,5 до 6,5%).
Под уровнем влажности от 2,5 до 6,5% экструдированного пищевого продукта, понимается, например, уровень влажности всей коэкструдированной подушечки, которая содержит кондитерскую начинку.
Эти вдавленности (макротрещины) имеют отличающиеся свойства и другой размер, чем локальные и неконтролируемые поверхностные трещины (возникающие на протяжении всего процесса экструзии) и формируются во время процесса экструзии благодаря конструкции головки, производственным параметрам и высокой вязкости (низкой влажности) экструдированного пищевого продукта.
Как было упомянуто ранее, предложенное пищевое изделие в форме фрагментов пищевого продукта или подушечек представляет собой отдельное зерновое пищевое изделие. В частности, оно представляет собой отдельное зерновое пищевое изделие для завтрака.
Могут быть предусмотрены различные варианты осуществления зернового продукта согласно настоящему изобретению, такие как, например, зерновые продукты для завтрака, сухой корм для домашних животных, соленые или сладкие снэки, зерновые продукты для младенцев, кондитерские изделия и диетические пищевые продукты.
Зерновой продукт основан на крахмалсодержащем веществе, которое может представлять собой, например, цельнозерновую муку и/или рафинированную муку из зерновых, в особенности пшеницы, ячменя, риса и/или кукурузы, и/или крахмал, в особенности из пшеницы, ячменя, риса, тапиоки, картофеля и/или кукурузы.
В конкретной форме настоящего изобретения представленный зерновой продукт представляет собой продукт в виде зернового завтрака, коэкструдированный одновременно с пастообразным продуктом питания, например, шоколадной массой, для производства подушечек на основе зернового продукта, наполненных шоколадом.
В одном варианте осуществления, в качестве зернового продукта для завтрака, например, представленный зерновой продукт может употребляться в пищу в таком виде, в каком он есть, или он может быть покрыт, в особенности, например, шоколадным покрытием, сахарным сиропом, плодово-ягодным сиропом, медовым сиропом или покрытием, содержащим витамины и ароматизирующие агенты.
Для формирования пастообразной начинки могут использоваться другие ингредиенты, такие как сливки, фруктовое пюре, варенье или мед, в случае сладкого зернового завтрака или подслащенных снэков.
В случае пряных или соленых подушечек на основе зернового продукта, пастообразная начинка может содержать, например, сыр, мясо или начинку на растительной основе.
Таким образом, может быть произведен съедобный пищевой продукт, который имеет двойную текстуру на каждом из дискретных кусочков продукта. Особый съедобный продукт может быть изготовлен с более твердым или «ломким» наружным слоем и мягкой и кремообразной начинкой. Такой продукт является привлекательным для потребителя, поскольку он отличается необычной текстурой при употреблении в пищу.
Заметным преимуществом зернового продукта согласно настоящему изобретению является его аэрированная и хрустящая текстура вместе с естественным внешним видом.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны далее посредством примера со ссылкой на следующие фигуры.
На графических материалах подобные позиционные обозначения в целом относятся к одинаковым деталям на разных видах. Кроме того, графические материалы не обязательно выполнены в масштабе, вместо этого, акцент в целом сделан на изображение принципов настоящего изобретения. В последующем описании различные аспекты настоящего изобретения описаны со ссылкой на следующие графические материалы, на которых:
на фиг. 1A показано схематическое изображение экструдера, содержащего экструзионную головку согласно настоящему изобретению и используемого в процессе экструзии;
на фиг. 1B показано схематическое изображение поперечного сечения отдельного пищевого изделия, полученного с использованием экструдера, показанного на фиг. 1A, в результате процесса экструзии;
на фиг. 2A показано схематическое изображение экструдера, содержащего экструзионную головку согласно настоящему изобретению и используемого в процессе коэкструзии;
на фиг. 2B показано схематическое изображение поперечного сечения отдельного пищевого изделия, полученного с использованием экструдера, показанного на фиг. 2A, в результате процесса коэкструзии;
на фиг. 3 показан вид сбоку в сечении экструзионной головки согласно настоящему изобретению;
на фиг. 4 показан аксиальный вид экструзионной головки, показанной на фиг. 3;
на фиг. 5 показано изображение экструзионной головки, показанной на фиг. 3 и 4;
на фиг. 6A и 6B показаны осевые виды альтернативных вариантов осуществления экструзионной головки согласно настоящему изобретению;
на фиг. 7 показано изображение подушечек зернового завтрака, изготовленных согласно способу согласно настоящему изобретению с использованием экструзионной головки согласно настоящему изобретению; и
на фиг. 8 показано изображение подушечек зернового завтрака, изготовленных с использованием традиционной круглой головки и процесса, в котором используют традиционные параметры влажности;
Любую ссылку на документы предшествующего уровня техники в данном описании не следует рассматривать как признание того, что такой предшествующий уровень техники является широко известным или составляет часть общеизвестных знаний в области.
Слова «содержит», «содержащий» и аналогичные слова в данном описании не следует интерпретировать в исключительном или исчерпывающем смысле. Иными словами, под ними подразумевается «включая, без ограничений».
Изобретение описано ниже со ссылкой на следующие примеры. Следует понимать, что изобретение в заявленном виде не должно быть каким-либо образом ограничено этими примерами.
Осуществление изобретения
Аспекты настоящего изобретения относятся к экструзионной головке, подходящей для формирования зерновых подушечек, экструдеру, содержащему экструзионную головку, способу формирования зерновых подушечек с использованием экструзионной головки и зерновым подушечкам, сформированным посредством указанной экструзионной головки.
Устройство и способ согласно настоящему изобретению связаны с зерновыми кусочками или подушечками, которые содержат наружный съедобный слой, окружающий внутреннюю съедобную или полую сердцевину, и которые произведены посредством экструзии или коэкструзии.
Как хорошо известно специалистам в области техники экструзии зерновых завтраков, смесь зерновых продуктов для использования с экструдером может быть приготовлена путем смешивания различных сухих зерновых ингредиентов и дополнительных ингредиентов вместе с водой. Воду можно добавлять во время стадии предварительной обработки в форме жидкой воды и/или пара. После предварительной обработки (при ее наличии), смесь зерновых продуктов подают в экструдер. Воду также можно добавлять непосредственно в экструдер, если необходимо. В экструдере смесь зерновых продуктов подвергают тепловой обработке и механически обрабатывают с формированием термообработанного теста. Термообработанное тесто в экструдере находится при температуре выше 100°C (от 110°C до 145°C в соответствии с процессом расширения – экструзии или коэкструзии).
Термообработанное тесто затем экструдируют через экструзионную головку, расположенную на выпускной концевой части экструдера, на последующих стадиях. Исходя из параметра процесса тесто находится под давлением от 50 до 120 бар в экструдере. Тесто, которое находится в условиях температуры выше, чем температура стеклования, проталкивается через головку. По мере уменьшения давления перенасыщенный пар испаряется, что приводит к расширению теста. По мере испарения пара влажность теста значительно снижается и температура падает до значения приблизительно 100°C. Оба этих фактора ведут к переходу теста, находящегося ниже температуры стеклования, в стеклообразное состояние.
Испарение воды, содержащейся в тесте, в дополнение к уменьшению давления, приводит к изменению структуры теста, вызывая расширение указанного теста. Расширенное тесто выводят из экструдера в виде непрерывной трубки или жгута экструдированного зернового пищевого продукта.
В частности, но не исключительно аппарат для изготовления, который будет описан в сочетании с фигурами, может использоваться для изготовления зернового завтрака типа и формы, показанных на фиг. 7, который будет описан ниже.
На фиг. 1A показано схематическое изображение аппарата для изготовления, содержащего экструзионное устройство или экструдер 1 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Такие машины коммерчески доступы и изготавливаются, например, компанией Buhler, Уцвиль, Швейцария. В данном случае экструдер 1 выполнен с возможностью применения процесса экструзии.
В сочетании с фиг. 1A, смесь ингредиентов загружают в экструдер 1 посредством бункера 3 (или другого средства подачи), и материалы обрабатывают внутри экструдера.
Экструдер содержит экструзионную головку 2, соединенную с концевой частью экструдера, которая выдает из экструдера непрерывную тестообразную массу экструдированного пищевого продукта. Вращающиеся ножи (не показаны) на поверхности экструзионной головки режут тесто по мере его экструдирования на дискретные куски 6 наподобие фрагментов пищевого продукта.
В процессе после экструзии экструдированные куски можно сушить и необязательно наносить на них покрытие.
На фиг. 1B показано схематическое изображение поперечного сечения отдельного экструдированного куска 6 пищевого продукта, полученного с использованием аппарата для изготовления, показанного на фиг. 1A, в результате процесса экструзии. Кусок пищевого продукта представляет собой плоское экструдированное изделие, например, хлопья или фрагмент пищевого продукта, имеющий аэрированную и ломкую текстуру.
На фиг. 2A показано схематическое изображение экструдера, содержащего экструзионную головку согласно настоящему изобретению и используемого в процессе коэкструзии.
Термин «коэкструдированный» в контексте настоящего документа относится к процессу, в котором пару пищевых ингредиентов экструдируют одновременно. Продукты питания можно экструдировать в виде однородной смеси или, более преимущественно, их можно экструдировать так, чтобы один продукт питания окружал второй продукт питания, т.е. коэкструзия предполагает наличие наружного слоя и внутренней сердцевины, которая может быть наполненной или пустой.
Следовательно, основным отличием между процессом экструзии и процессом коэкструзии является то, что конечный экструдированный продукт сформирован из наружного слоя, выполненного из первого продукта питания, и внутренней сердцевины, которая может быть полой или наполненной вторым продуктом питания, называемым начинкой.
В процессе коэкструзии, относящемся к настоящему изобретению, в целом две смеси ингредиентов вводят в экструдер и обрабатывают таким образом, что экструдированный трубчатый продукт, выходящий из коэкструдера, имеет одну смесь ингредиентов, формирующую наружный съедобный слой 7, и вторую смесь ингредиентов, находящуюся внутри наружного слоя и формирующую внутреннюю сердцевину 8 трубки или жгута. Как упомянуто, внутренняя сердцевина 8 может быть полой или наполненной вторым продуктом питания, называемым начинкой 9.
В альтернативном варианте коэкструдированный продукт может содержать наружный съедобный слой 7 и полую сердцевину 8. В этом случае в экструдер подают только одну смесь ингредиентов.
Аналогично фиг. 1A, экструдер 1 на фиг. 2A содержит бункер 3, который используется для подачи смеси материалов.
Средство 3’ подачи предусмотрено для обеспечения подачи второй смеси ингредиентов, которая будет формировать начинку коэкструдированного продукта. Средство 3’ подачи может содержать насос или любое другое средство, которое обеспечивает подачу второй смеси ингредиентов.
Смеси ингредиентов после загрузки в экструдер 1 обрабатывают внутри экструдера и выводят из экструдера через экструзионную головку 2, соединенную с концевой частью экструдера, в форме непрерывной трубки или «жгута» экструдированного пищевого продукта после коэкструзии обрабатываемого материала.
В дополнение к фиг. 1A, но в рамках процесса коэкструзии, показанного на фиг. 2A, по мере вывода экструдированного пищевого продукта в виде жгута, его необходимо разрезать на отдельной стадии способа.
На фиг. 2A также показан сжимающий валец 4 и противоположный второй валец 5. Сжимающий валец 4 и второй валец 5 установлены с возможностью вращения и выполнены с возможностью вращения в противоположных направлениях, как показано стрелками на фиг. 2A.
При работе экструдер создает трубку или жгут экструдированного зернового продукта, который транспортируется посредством транспортной ленты (или другого подходящего средства – не показано) для пропускания между сжимающим вальцом 4 и вторым вальцом 5.
По мере прохождения трубки между двумя вальцами, вальцы одновременно вращаются и трубка сжимается и разделяется на множество дискретных кусочков или подушечек 6’.
Термин «сжимается» относится к процессу локализованного обжатия пищевого материала, что приводит к уплотнению жгута и разделению (т.е. разрезанию) материала.
Кусочки или подушечки 6 могут транспортироваться от вальцов, опять-таки, с использованием подходящей транспортной ленты или подобного средства (не показано) для дополнительной обработки перед упаковкой.
На фиг. 2B показано схематическое изображение поперечного сечения отдельного экструдированного куска 6’ пищевого продукта, полученного с использованием аппарата для изготовления, показанного на фиг. 2A, в результате процесса экструзии. Кусок 6’ пищевого продукта содержит наружный слой из первого продукта 7 питания и внутреннюю сердцевину 8. Внутренняя сердцевина предпочтительно заполнена вторым продуктом 9 питания, также называемым начинкой. Процесс коэкструзии позволяет получить кусок 6’ пищевого продукта, имеющий ломкую наружную текстуру вместе с кремовым вкусом, исходящим от начинки 9.
На фиг. 3 показан иллюстративный вид сбоку в сечении экструзионной головки для экструдирования термообработанного теста. Указанная экструзионная головка, в частности, выполнена с возможностью экструдирования пищевого продукта, имеющего уровень влажности от 2,5 до 6,5% экструдированного пищевого продукта (включая начинку в случае подушечки).
Диапазон уровня влажности от 2,5 до 6,5% является точно заданным и связан с высокой вязкостью продукта, поступающего в экструдер. Он ниже обычного уровня влажности, который, как правило, превышает 7%. Такой низкий уровень влажности и высокая вязкость продукта в комбинации с использованием экструзионной головки согласно настоящему изобретению позволяют получить куски пищевого продукта с естественным и необработанным видом, которого ждет потребитель.
Экструзионная головка 2 соединена с концевой частью экструдера и содержит следующие части: общий входной канал 21, конический подающий участок 22, расширительную часть 23 и отверстие 24, имеющее специальную конструкцию.
Отверстие 24 проходит между входным каналом 25 и выходным каналом 26 с образованием прохода между расширительной частью 23 и выходным каналом 26 отверстия 24.
Отверстие 24 имеет длину и ширину, которые могут варьироваться от входного канала 25 до выходного канала 26, что приводит к специфическому перемещению и формованию теста перед его выводом из экструзионной головки.
В случае процесса коэкструзии трубка или насадка 27, позволяющая ввести начиночную смесь ингредиентов, проходит через середину экструзионной головки 2. Центральная насадка 27 для коэкструзии показана пунктирной линией на фиг. 3.
Специальная конструкция выходного канала 26 будет описана далее в сочетании с фиг. 4, на которой представлен аксиальный вид экструзионной головки, показанной на фиг. 3. Для полноты понимания, на фиг. 3 показано сечение экструзионной головки, показанной на фиг. 4, по линии A–A.
Как можно увидеть на фиг. 4, экструзионная головка имеет в поперечном сечении:
- круглую центральную открытую часть 28; и
- периферийную открытую часть 29 с углублениями, в которой углубления 30 части 29 с углублениями сообщаются с круглой центральной частью.
Экструдированный продукт выводится одновременно через круглую центральную открытую часть 28 и периферийную открытую часть 29 с углублениями.
Диаметр круглой центральной открытой части 28 находится в диапазоне от 2,5 до 8 мм.
Углубления 30 равномерно разнесены по периферии круглой центральной части. В данном варианте осуществления предусмотрено 14 углублений, но количество углублений может варьироваться от 8 до 20.
В варианте осуществления, представленном на фиг. 4, углубления 30 являются круглыми с диаметром приблизительно 1 мм.
Фотография экструзионной головки согласно настоящему изобретению представлена на фиг. 5. На ней можно увидеть круглую центральную часть и углубления 30, расположенные по всей периферии центральной части 28.
С учетом заданных размеров круглой центральной открытой части и периферийной открытой части с углублениями, соотношение поверхностей круглой центральной части и периферийной части с углублениями находится в диапазоне от 1:15 до 1:45.
Как было упомянуто ранее, экструдированный пищевой продукт (в случае подушечки включая начинку) имеет уровень влажности от 2,5 до 6,5% экструдированного пищевого продукта благодаря сниженному количеству воды, вводимой в экструдер вместе со смесью ингредиентов.
Следовательно, тесто, обрабатываемое в экструдере, имеет низкий уровень содержания воды. Этот низкий уровень влажности в комбинации с экструзионной головкой согласно настоящему изобретению ведет к формированию вдавленностей в структуре и, в особенности, на уровне поверхности.
Действительно, благодаря углублениям, сформированным на периферии центрального отверстия экструзионной головки, формирование вдавленностей предпочтительно осуществляется по всей периферии жгута, формируемого во время процесса экструзии.
Благодаря специальной геометрии головки формирование вдавленностей на поверхности жгута, выходящего из экструзионной головки, контролируется: углубления позволяют поддержать высокий уровень вдавленностей на поверхности жгута, при этом обеспечивая сохранение структуры центральной части жгута.
В альтернативных вариантах осуществления углубления, если смотреть в поперечном сечении, могут быть треугольными, как показано на фиг. 6A, или квадратными, как показано на фиг. 6B.
Альтернативные предлагаемые геометрии углублений позволяют добиться эффекта, аналогичного эффекту, получаемому с круглыми углублениями, представленными на фиг. 4.
Специальный эффект, который получают при использовании комбинации экструзионной головки согласно настоящему изобретению и специального уровня влажности экструдированного продукта, представлен на фиг. 7.
Подушечки, представленные на фиг. 7, имеют на поверхности подушечек несколько вдавленностей 31, выровненных в линейном направлении вдоль основной оси подушечки. Эти вдавленности придают очень естественный вид продукту. Благодаря их неравномерной поверхности, подушечки кажутся необработанным в сравнении с традиционными подушечками, произведенными посредством коэкструзии и представленными на фиг. 8.
В сравнении, подушечки на фиг. 8, представляющие собой изображение подушечек зернового завтрака, изготовленных с использованием традиционной круглой головки и процесса, в котором используют традиционные параметры влажности, имеют плоскую и равномерную поверхность 32.
Другие параметры экструзионной головки хорошо известны специалисту в данной области техники и не будут подробно описываться. Например, в промышленном процессе количество головок на концевой части экструдера может доходить до 16.
Экструзионная головка 2 может быть выполнена из любого подходящего материала (материалов) для головки, как известно специалистам в данной области техники, включая, в качестве неограничительного примера, нержавеющую сталь. Кроме того, может использоваться любой подходящий способ изготовления экструзионной головки 2.
Следует понимать, что аппарат и способ изготовления, описанные в настоящем документе, предоставляют средство изготовления продукта зернового типа, который имеет отличающийся неравномерный внешний вид, привлекательный для потребителя.
Хотя изобретение описано при помощи примера, следует понимать, что возможно внесение изменений и модификаций без отклонения от объема изобретения, определяемого формулой изобретения. Более того, если существуют эквиваленты конкретных элементов, такие эквиваленты включены так, как если бы они были конкретно упомянуты в настоящем описании.
1. Экструзионная головка (2), подходящая для экструдирования пищевого продукта, имеющего уровень влажности от 2,5 до 6,5% экструдированного пищевого продукта, причем экструзионная головка (2) выполнена с возможностью соединения с концевой частью экструдера (1), причем указанная экструзионная головка имеет в поперечном сечении:
- круглую центральную открытую часть (28) и
- периферийную открытую часть (29) с углублениями, содержащую углубления (30), в которой углубления сообщаются с круглой центральной частью, тем самым формируя продольные канавки на поверхности экструдированного продукта,
в которой соотношение поверхностей круглой центральной части (28) и периферийной части (29) с углублениями находится в диапазоне от 1:15 до 1:45.
2. Экструзионная головка по п. 1, в которой углубления (30) равномерно разнесены по периферии круглой центральной части (29).
3. Экструзионная головка по п. 1 или 2, в которой углубления (30) являются круглыми.
4. Экструзионная головка по п. 1 или 2, в которой углубления (30) являются треугольными или квадратными.
5. Экструзионная головка по любому из пп. 1-4, в которой периферийная часть (29) с углублениями содержит от 8 до 20 углублений (30).
6. Экструзионная головка по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что в ней размещена центральная насадка (27) для коэкструзии.
7. Устройство для изготовления пищевого продукта, содержащее экструзионную головку по любому из пп. 1-6, дополнительно содержащее экструдер (1), к концу которого присоединена экструзионная головка (2) для изготовления потока пищевого продукта, и разделительное устройство (5, 6) для формирования множества отдельных пищевых изделий из потока пищевого продукта.
8. Способ изготовления экструдированного пищевого продукта, включающий следующие стадии:
- экструдирование пищевого продукта с использованием экструдера (1), причем пищевой продукт пропускают через экструзионную головку (2), соединенную с концевой частью экструдера, причем указанная экструзионная головка имеет в поперечном сечении:
- круглую центральную открытую часть (28) и
- периферийную открытую часть (29) с углублениями, содержащую углубления (30), в которой углубления (30) сообщаются с круглой центральной частью (28), причем соотношение поверхностей круглой центральной части (28) и периферийной части (29) с углублениями находится в диапазоне от 1:15 до 1:45,
при этом указанный пищевой продукт находится в форме потока экструдированного пищевого продукта при выходе из экструзионной головки и имеет уровень влажности от 2,5 до 6,5% экструдированного пищевого продукта; и
- разделение потока экструдированного пищевого продукта на множество отдельных пищевых изделий (6, 6’).
9. Способ изготовления экструдированного пищевого продукта по п. 8, дополнительно включающий стадии транспортировки потока экструдированного пищевого продукта в разделительное устройство (4, 5) между стадией экструзии и стадией разделения.
10. Экструдированное отдельное пищевое изделие (6, 6’), полученное способом по п. 8 или 9 и содержащее продольные канавки и вдавленности на своей внешней поверхности, причем указанные вдавленности имеют размер, доходящий до 15 мм в длину, и ориентированы перпендикулярно продольным канавкам.
11. Экструдированное отдельное пищевое изделие по п. 10, полученное с использованием экструзионной головки по любому из пп. 1-6 и экструдированного пищевого продукта, характеризующегося уровнем влажности от 2,5 до 6,5%.
12. Экструдированное отдельное пищевое изделие по любому из пп. 10 или 11, причем указанное пищевое изделие представляет собой отдельное зерновое пищевое изделие, в частности отдельное зерновое пищевое изделие для завтрака.
13. Коэкструдированное отдельное пищевое изделие (6, 6’), полученное способом по п. 8 или 9 и содержащее продольные канавки и вдавленности на своей внешней поверхности, причем указанные вдавленности имеют размер, доходящий до 15 мм в длину, и ориентированы перпендикулярно продольным канавкам.
14. Коэкструдированное отдельное пищевое изделие по п. 13, полученное с использованием экструзионной головки по любому из пп. 1-6 и экструдированного пищевого продукта, характеризующегося уровнем влажности от 2,5 до 6,5%.
15. Коэкструдированное отдельное пищевое изделие по любому из пп. 13 или 14, причем указанное пищевое изделие представляет собой отдельное зерновое пищевое изделие, в частности отдельное зерновое пищевое изделие для завтрака.
