专利名称：挤压方法
技术领域：
本发明涉及连续的或分批的挤压方法，特别是用于挤压固态或半固态的巧克力或含脂糖食的方法。
含脂糖食可含有糖、牛奶提取物、油脂和来自蔬菜或可可的固态物，并不同程度地含有低于10%，通常是低于5%重量百分比的水分。素巧克力由糖、可可脂(也可以是其它油脂)和可可料混合而成。牛奶巧克力中含有乳脂肪和牛奶中的非脂肪的固态成分作为添加成分。白巧克力则含有乳脂肪、牛奶中的非脂类固态物、糖和可可脂(也可以是植物脂)而不用加可可料。在精炼之前，巧克力的各种组分被混合并被研磨成糊状物，然后在50℃至85℃的温度下加以精炼。精炼时间根据产品的类型和所用的设备不同可以是几小时到几天。然后通过调温，使精炼成的巧克力冷却，通常牛奶巧克力冷到约28℃-29℃，素巧克力冷到约29℃-30℃。在这种温度下，巧克力仍呈糊状，可以浇注，模塑或使其浸挂在糖果点心外面。在再冷却或最终温度下保持一适当时间后，经过调温的巧克力将变硬而不能浇注，但把已经因调温和冷却变硬和固化的巧克力加以调温至28℃-30℃的规定温度时，它仍呈固态而不再是如同刚调温后的那样，成为糊状和可以浇注。在本发明中，“呈”固态或半固态的不可浇注状态的巧克力”一词的含意是指在精炼后被冷却硬化或成为固态而不加以调温或调温后加以冷却或使其维持一个适当的时间的巧克力。
BP223362描述了一个用于形成巧克力复盖层的方法，它是以高压迫使固态散状的巧克力通过一个挤压冲模，同时抑止巧克力在模内被压缩时由于磨擦而产生的温升而使得巧克力被挤压成管状的、硬而致密的无孔隙实体。并且提到高的挤压力会产生大量的热量，被挤压成的产品可以保持其自身的形状。BP385571描述了一个制造管型巧克力的方法，其中轻微发热的巧克力块在一类似于压制冷通心粉或饼干的面坯时所用的制管压力机中被模制，借助于一个加热夹套使管状体经过管口后变得足够坚硬，在随后的冷却过程中不会发生变形。
我们惊异地发现，固态或半固态不可浇注状态的巧克力可以被塑性地挤制生产出一种固态或半固态的不可浇注的、暂时是柔性的产品，此种柔性可以保持几个小时。典型的是其状态相应于温度维持在约25℃时的固态巧克力的状态。
当巧克力的温度从0℃逐渐地上升时，由于包复着颗粒物的脂肪，部分熔解而软化，直到温度到达30℃-35℃时，按巧克力的组分而定，巧克力可以流动，且粘度降低至足以进行浇注。
根据本发明，提供的一种对含脂的糖食材料进行塑性挤压的方法，包括将含脂糖食材料喂入一个挤压机，并在塑性变形颈部的上游，施加压力给基本上呈不可浇注状态的固态或半固态的含脂糖食材料，以与含脂糖食材料基本上等温的温度挤压并保持固态或半固态不可浇注的形式，生产出一种轴向均匀的挤压产品，该产品的横截面基本上具有和挤压模具的轮廓相同的外形。
在本发明中“基本上等温的”一词用以表示含脂糖食材料的温度在没有外部的加热或冷却装置的情况下，基本上是从入口处被压缩而流向出口处时保持不变。不排除当被挤压的物料基本上以固态或半固态不可浇注状态从塑性变形缩颈部直到被挤压到其出口时，使用外部加热或冷却装置。换句话说，含脂糖食材料的温度在挤压工艺本身过程中，基本上不会提高。在挤压过程中含脂糖食材料的物理状态通常是它自身的塑性特性的变形而不是粘性流体的变形。
如果需要的话，该含脂糖食材料可以是素的、牛奶的或白的巧克力。
塑变缩颈可以是用任何管道横截面狭缝，但通常是采用模具。
挤压可以由跨越塑变缩颈处的压力差而产生。它可以这样实现，例如由速率或压力可控制的活塞挤压机方便地进行操作。这类挤压机可以是例如Davenport挤压机、恒压挤压机、单螺旋挤压机、双螺旋挤压机或Conform机。挤压过程可以是连续的或分批的。
含脂糖食材料可以以液状或糊状的形式喂入挤压机的筒体内，但最好是以固态或半固态的形式喂入筒体中。不管怎样，被挤压的物料是呈固态或半固态的不可浇注的状态。含脂糖食材料可以是粒状或呈连续的形状。当其呈粒状时，在挤压期间，含脂糖食材料的粒状将变成一种基本均匀的物料。
挤压温度依物料的组分而定，特别是所含油脂的数量与类型，可从低至0℃直到约35℃。当采用素巧克力时，挤压温度可以是从10℃至34℃，更通常是15℃至32℃，较好是从18℃至30℃，最好是从20℃至27℃。在采用牛奶巧克力时，挤压温度可以是从10℃至30℃，通常是从15℃至28℃，较好是从18℃至27℃，最好是从20℃至26℃。本发明中，应当了解的是，当巧克力在温度为28℃至34℃之间被挤压时，在硬化后是呈固态或半固态不可浇注的状态，与未硬化的巧克力相反，正如刚调温未硬化的巧克力那样，在这种温度下仍呈糊状并可浇注。
挤压方法必然包括有该挤压系统中从入口至出口之间的变形形式。对于任何挤压孔来说，收敛率或收缩率最好大于1.5，对于几何形式为普通的圆筒式的挤压，其收敛率或收缩率是指入口处的面积与模具的最小横截面积之比。
在挤压过程中，重要地是含脂糖食材料不要成为可浇注的，为此挤压温度与压力应维持在发生这种现象标准值以下。
挤压压力在许多因素中，尤其与收缩率、挤压温度和糖食的组分有关，可以从1至1000巴，例如是从5至500巴，典型的是从5至250巴。
本挤压方法的一个重要特征是所给定的模具形状与物料组分、挤压率与挤压压力的相关性较弱。
模具的几何截面可以是正方形或某一给定轮廓。典型地它可以具有入口锥角为10°至90°的圆锥形入口。通过挤压模的巧克力的速率尤其与挤压压力、温度、模具形状和物料配方有关。例如挤压速率可以从0.1cm/sec变化至超过1m/sec。
所用的模具形状可以有广泛的变化，被挤压的含脂糖食物料可以具有实心的形状或中空截面，并基本上与模具的形状一致，例如可以是杆状、螺旋状、缠绕状、弹簧状或例如是管形的空心状、或更复杂的形状，如是字母表中的字母，其厚度可以象薄胶片一样薄至100微米。模具的尺寸取决于挤制成的产品所要求的尺寸。如果需要也可以使用多孔模头。用本技术也可以进行多料共挤，这时含脂糖食物料是与其它食用物料一起挤出的。当含脂糖食物料被挤成空心或管状时，共挤具有其它食品材料如冰激凌、方旦糖等是特别有利的。
但是，塑变缩颈需要物料可被挤压和可塑。它可以是一个注射模整体的一部分，此时产品的最终形状与模具的形状相一致，例如，可以是空壳状或实心状等。当含脂糖食物料为实心断面形状被挤出时，这个实例是特别有用的，这种情况下的注射模塑是很容易控制的，并且与通常使用融化物料的注射模塑相比，明显地减少了物料的损失。此外与大多数其它注射模塑方法相比，其最终产品不须冷却并可直接进行包装。
在类似上述的那些用于挤压方法的温度条件下可以实现模注成型，而挤压成型物，例如巧克力，通过可用作模成型机的注射喷嘴的塑变缩颈被挤出。在一个实例中，巧克力可以在模具的通道中流过，随后通过一个窄口，例如尺寸只有100至500微米，流入模型。被挤入模型的巧克力象半固体巧克力构成的柔丝。当连续挤压时，模型逐渐地由巧克力填充，直到整个模型充满。此时在模型内的压力足以使巧克力充分固结。当到达这一时刻，巧克力就不再流动而挤压压力就被释放掉。这时就可以打开模型将注射成型体用机械或例如在真空下从模型中取出。本实例中，最终产品基本上具有喂入物料相同的温度，故与大多数其它的注射成型方法不同的是该法不需要在注射成型后立即加以一段时间的冷却处理。模型的温度可以在广泛的范围内变动，但通常与上述的挤压方法中所用的挤压温度相似。注射模塑方法也可以包括多个喂入注射成型模，以在各喂入口处采用不同的组分。另外，此方法可用于对在注射模前置于空模型中的芯体进行包覆。如果需要的话，注射成型可以完全自动化。
产品能保持良好的感官特性，尽管它维持着它自身的形状，但在挤压后它仍具有最初的柔性或塑性，并可在失去这些特性之前将它们保持几个小时。如柔性可维持4小时或更长，例如从1分钟至2小时或通常是从5分钟至1小时。在巧克力的融点以下挤压巧克力不需要冷却通道，产品可以直接包装并可以实现精确的重量控制。此外由于压出物的柔性或塑性，就可以在这些特性消失前进行物理处理或塑性变形，例如压出物的弯曲、打结以及在模具下游部分可以用来制作更为复杂式样的最终产品。该技术也可以用来与其它工艺结合，例如用作将定形产品的注射模塑。
下面的例子用来进一步说明本发明。
例1把牛奶巧克力豆喂入Davenport挤压机流变仪的圆筒中，该圆筒被加以改进，以使在紧接挤压模正上方处具有一个侧置的压力转换器。圆筒直径为19.5mm，使巧克力豆均匀地处于24℃的挤压温度中。然后施加50巴压力给物料，使其通过直径为4mm，长为8mm和入口角为45°的圆形横截面的模具。在附
图1、2中示出的两个实例是以16mm3/sec的速率作平滑连续地挤压而得。在图6、7中示出挤压机，其中10为圆筒、11为活塞、12为压力转换器、13为挤压模，其长度为L、横截面为D、入口角为φ，14为固定螺母。
这些附图中示出，挤压期间的压力曲线线型随时间推移而发生的变化。在达到最初的压力极限后，挤压压力降落至一基本上恒定的值。在塑变停止时(图1中在180sec后)挤压压力出现了松弛。
获得的固体的不可浇注的棒状产品，保有它自身的形状，并在30分钟内是柔软的，故在此期内可以趁其硬化之前加以弯曲或缠绕成结。
例2
过程与上述例1类似，但挤压温度为28℃。两例的结果在附图3和4中示出。
例3过程与上述例1类似，但挤压温度为18℃。其结果示于图5。
例4应用一压力基本恒定的液压驱动活塞，被挤压的巧克力团通过一个小孔，在通过模时的压力差呈显弱的相关特性，当挤压物通过一个孔径为4mm、速率为1至100cm/sec时，其特性为对数线性关系。
例5应用例4中所述的方法，巧克力在变化的温度下通过直径为4mm的模被挤压，此时需要通过下述的压力以获得相似的生产率温度(℃)起动压力(巴)塑变压力(巴)2050047024200180275040例6过程与例4所述类似，但是孔由一窄长切口代替，其尺寸为1mm×20mm。以1至100cm/sec的速率生产不可浇注的柔性的薄带状巧克力。
例7在图8中示出了一种Florin液压驱动活塞挤压机，它包括圆筒15，液压驱动活塞16、喂料开口17、挤压模18，其横截面直径为4mm，圆筒的内径为25mm。巧克力豆从喂料开口17中落入，活塞随之以80巴的压力在液压驱动下推进，此时温度为23℃，直径为4mm的半连续固态的不可浇注的棒19被产出，它保持其原形状并具有可维持约40分钟的初始柔软性。
例8图9中示出与图8类似的Florin挤压机，但它具有置于圆筒中心的“鱼雷”体20。其过程与例7相似，但生产出的产品不是棒状而是固态不可浇注的空心管状体21，其外径为10mm，内径为6mm。
可以使用具有纵向通道的“鱼雷”体来完成与方旦糖的共挤，方旦糖通过通道流过而得出覆有巧克力的方旦糖。
例9图10示出类似图8中所示的Florin活塞挤压机，但其模型具有5mm直径的横截面，以适于成形机的注射喷嘴部(示于图10)。巧克力注射模塑机在运行时，与挤压机与模型的温度均为25℃，活塞以80巴的压力的挤压与组合模的箝制在液力作用下同时产生。半连续杆22在通道23内流过，然后通过宽度各为200微米的多个狭门24进入直径为12mm的空心的球状模25。巧克力呈半固态柔性细丝状被挤入各个模型。在挤压过程连续进行时，模型即被巧克力逐渐填充直至完全充满。此时模型内的压力也足以使巧克力充分地压实。当在达到这点后，塑变过程停止而挤压压力被释放。模型随即打开并用机械方式将注射成型的巧克力实体从模型中移出。与大多数其它的注射模型方法不同，不必在注射成型后即时对产品加以冷却，产品即可直接打包装箱。
权利要求
1.一种对含脂糖食材料进行塑性挤压的方法，包括将含脂糖食材料喂入一个挤压机，并在塑变缩颈部的上游施加压力给基本上呈不可浇注状态的固态或半固态的含脂糖食材料，以与含脂糖食材料等温的温度挤压并基本上保持固态或半固态不可浇注的形式，生产出一种轴向均匀的挤压产品，该产品的横截面基本上具有和挤压模具的轮廓相同的外形。
2.按权利要求1的方法，其特征是挤压温度是从0℃至35℃。
3.按权利要求1的方法，其特征是当含脂糖食材料是素巧克力时，挤压温度为15℃至32℃。
4.按权利要求3的方法，其特征是挤压温度为18℃至30℃。
5.按权利要求1的方法，其特征是当含脂糖食材料是牛奶巧克力时，挤压温度为15℃至28℃。
6.按权利要求5的方法，其特征是挤压温度为18℃至27℃。
7.按权利要求1的方法，其特征是进入任一挤压孔时的收敛或收缩率均大于1.5。
8.按权利要求1的方法，其特征是挤压率为0.1米/秒至1米/秒。
9.按权利要求1的方法，其特征是挤压压力为1至1000巴。
10.按权利要求1的方法，其特征是挤压温度与压力保持在使含脂糖食材料成为可浇注的标准值以下。
11.按权利要求1的方法，其特征是模的截面形状为正方形或特定轮廓形状。
12.按权利要求1的方法，其特征是模具有一圆锥形入口，其锥角为10°至90°。
13.按权利要求1的方法，其特征是挤出物具有空心或特定形状的截面。
14.按权利要求1的方法，其特征是含脂糖食材料的挤出是与其它食品材料一起共挤的。
15.按权利要求14的方法，其特征是含脂糖食材料呈管状被挤出。
16.按权利要求1的方法，其特征是从塑变缩颈挤出的物料直接或间接地充入一个模型，形成一种模塑的或成形的产品。
17.按权利要求16的方法，其特征是塑变缩颈构成注射模型机的注射喷嘴。
18.按权利要求16的方法，其特征是挤压物在相近于权利要求1所用的挤压方法中的温度条件下充入模型。
19.按权利要求18的方法，其特征是挤压物为巧克力，它通过一个宽度为100至500微米的狭门被注射出来。
20.按权利要求16的方法，其特征是模塑或成型的产品和挤压物的温度基本上是相同的。
21.按权利要求16的方法，其特征是模塑方法包括把多种彼此组分不同的多种食物注射入模型。
22.按权利要求16的方法，其特征是在将挤压物注入模型前，先将芯体置入空模型，以使挤压物包覆芯体。
23.按权利要求1的方法，其特征是在挤压后，在模的下游完成挤压物的物理处置或塑性处理。
24.按前述的权利要求中的任一项的方法所生产的含脂糖食材料。
25.一种挤制的含脂糖食材料制品，可以维持其自身的形状，并且有暂时的柔性或可塑性以使其在失去这些特性之前可以进行物理处置或塑性变形处理。
全文摘要
一种对塑性含脂糖食材料，例如对巧克力的挤压方法，包括将含脂糖食材料喂入一个挤压机中、并在塑变缩颈处对基本上呈固态或半固态的不可浇注的含脂糖食材料施加压力，此时的挤压温度基本上是等温的，且含脂糖食材料基本上保持固态或半固态不可浇注的形式直至制成其截面轮廓基本上与挤压机的模型的出口的形状相同的、轴向均匀的挤制产品。
文档编号A23G3/20GK1090719SQ93114200
公开日1994年8月17日 申请日期1993年9月29日 优先权日1992年9月29日
发明者M·R·马克里 申请人:雀巢制品公司