专利名称：带大理石花纹的挤压食品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种部分地混合多种流体物质从而使压最终产品呈现出大理石压外表的方法。本发明还涉及用于这种方法的设备。
美国专利US 4358468公开了一种用于制备带大理石花纹的宠物肉类食物的方法，该方法包括，将一种第一配料相模拟瘦肉压铸成一个细长的长方形形状；将一种第二配料相模拟肥肉压铸成第一配料相的细长长方形形状，推动这联合的铸件使其经过一个封闭的混合室，混合室内定向地安置有多个固定元件，这些多个固定元件将铸件的绝大部分切开，分开并且以任意地混合该第一和第二相而不改变铸件外部实际尺寸的方式将其轴向转动，同时在所述混合室内维持一个从大约250至400psig的压力足以将各相结合在一起从而将铸件转变成一个任意混合第一和第二配料相的铸件；热凝固该混合的配料相的铸件以例将各相混合在一起并形成一种结构上稳定的物料；然后将热凝固的混合相的铸件细分和形成为一块块的象瘦肉的小切片里面夹杂以肥肉。
欧洲专利EP 665051公开了另一种混合流体物质的方法，该方法包括将一股主要流体物质主流分割成多股流体物质分流，基本上平行和靠近地流动；向主要流体物质主流中在流体物质分流间的一个点或多个地点加入一股流体添加剂流以获得一个联合流；再将联合流加以混合。这个方法特别适用于均匀地混合具有不同粘度的各种流体物质。
本发明的目的是提供一种用以部分地混合不同粘度和颜色的流体物质的新的方法以便获得一种带大理石花纹的混合物。
因此，本发明在一个方面提供了一种用以部分地混合流体食品物料的方法，该方法包括将一股主要流体物质主流分割成多股流体物质分流，基本上平行和靠近地流动；向主要流体物质主流中在流体物质分流之间的一个或多个地点断续地加入一股带颜色的流体添加剂以获得一个联合流；然后充分地混合该联合流以便能生产出一种具有大理石外表的混合物。
本发明在中一方面提供了一种用于部分地混合流体食品的设备，该设备包括将一股主要流体物质主流分割成若干股流体物质分流基本上平行和靠近地流动的分割装置；与分割装置相连用以在流体物质分流之间的一个或多个地点向主要流体物质主流加入带颜色流体添加剂以获得一条联合流的进口装置；和一个用以充分地混合联合流从而能生产出一个具有大理石外表的混合物的混合器；所述进口装置断续地引入带颜色流体添加剂。
本发明还指向任何具有根据本发明获得的具有面糊外表的带大理石花纹的面糊。
最后，本发明还涉及一种食物主流的应用，该食物主流包括基本上平行和靠近地流动的多条流体物质分流，所述分流被一种带颜色流体食物添加剂所包围，使该食品具有带大理石花纹的外表。
意想不到的是，通过向主要流体物质分流之间的间隙中引入添加剂，在随后的混合步骤中添加剂的钻挖隧道推进在很大程度上可以避免了。因此，高强度的混合就不需要了；例如联合流可以在一个静态混合器内混合，而混合器并不在流体物质上施加太大的剪切力。这对于加工对剪切敏感的物质例如挤压-蒸煮食物成分特别有利。
此外，据发现断续地引入一种带颜色流体食物添加剂实际上就增加了混合物的带大理石花纹的外表。
通过混合组件断续和连续地引入带颜色流体添加剂的另一个优点是如果所有的混合组件都连续不断地，也就是说一起地，引入添加剂则引入足够数量添加剂所需要的强度就可能会减少。
另外，这可以避免添加剂可以采取一种更好的方式，和其中一个混合组件可以比其它混合组件接纳更多的添加剂的可能性。
在本发明中，名词“断续地”的意义是在流体物质内引入或注入添加剂不是连续不断的，而是可能规则地或不规则地受到阻断。
同样情况，名词“连续地”的意义是每个混合组件依次地接纳引入的添加剂。至于在混合组件中添加剂的引入次序则是由技术熟练人员选择的事。最好是，每个混合组件在一个相同的给定期间接纳同样数量的添加剂，阻断的时间对每个混合组件基本上是相同的。
这个阻断时间实际上很大程度上取决于挤压流的速度。如果这方法是用在制备带大理石花纹的面糊，添加剂最好是在一个0.5-10秒的期间内被注入具有1-7米/分钟速度的分割流内，注入在1-60秒的期间内连续地受到阻断。
在本发明的方法中，联合流可以将其通过一个静态混合器而予以混合。以这种方式，机械剪切和压降都可以减至最低。然而必须注意混合的强度。因此，混合必须充分以便生产出一个具有大理石花纹的外表，但又不能太强烈以避免将联合流完全均化成为单色。
例如，当使用静态混合器时，应当选择可以实现用于联合流最大开放面积和最小长度以尽量减小压降目的的混合器，而仍能获得一个理想程度的混合，并且当开放面积增加而长度减小时，由混合造成的剪切应力就减小了。如可以意识到的，对于高粘度的种类，混合器最好适合于混合具有层流的高粘度流体，这种混合器最好具有多层次来分开并且重新联合物质/添加剂流，这种混合器，如业内都知道的，包括如在“Chemical Engineering Progress”1991年6月号第32-38页登载的Koch混合器，和其它类似的混合器。
这一混合过程可以用一种主要流体物质和一种添加剂来完成，主要流体物质与添加剂的粘度比例可以高达大约700000∶1，特别是从大约20000∶1至大约1∶1。例如，如果这混合过程是用于制造带大理石花纹的面糊的，则添加剂可以是一种带颜色的水，其粘度低于面糊流的700000倍，或者添加剂也可以是其粘度与主要面糊流的相同的另一种带颜色的面糊流。
主要流体物质可以是各种不同食物合成物和食物成分中的任何一种，但应是一种流体或是被流体化的。因此主要流体物质可以是各种不同的可塑化物质中的一种，包括挤压物料。主要流体物质的粘度最好是0.001至60000帕斯卡x秒(Pa.s)，最佳是0.02-6000Pa.S。
可以被加工的最佳流体物质的例子包括在被加工时用热和压力可以使其凝固的食物成分，例如通过挤压-蒸煮，而这些成分通过机械剪切会造成不利。这些食物成分包括含淀粉的/谷粉质的产品，纤维产品，以及淀粉和蛋白质基的产品。这些产品的例子包括早餐谷类食物，谷类食物和/或蔬菜和/或水果作基底的快餐食物，质地改变的植物蛋白产品、面糊、谷类食物和/或蛋白质作基底的宠物食物，冰淇淋等等，以上制品不论是否是由挤压法制出都包括在内。
主要流体物质的含湿量可能会对产品的对机械剪切的敏感有影响。例如，含湿量从大约5％至大约70％重量，最好是20-40％的挤压-蒸煮食物就呈现出这种特性。
该方法也可以被用于任何欲制造带大理石花纹的挤压冰淇淋。
任何各种不同的合成物和成分都可以被用作着色剂食物添加剂，关键在于添加剂必须是流体形状。添加剂可以是一种液体、一种气体、弥散体、悬浮体、面团等等，但是颜色必须与主要流体的不同。
最好是添加剂的粘度小于大约0.001-6000Pa.S。在食物应用中，典型的添加剂包括着色剂，调节食品的质地和/或密度的作用剂，调味剂、抑制剂，包括脂肪及油脂和脂肪酸的类脂物和甘油脂，脂肪替代物，包括瓜耳胶和合成生物聚合胶的胶质，食物可接受的气体，美拉德反应(Maillard reaction)产物，面团等等。
本方法的另一优点是挤压出的产品的类脂物含量可以被控制和增加。通常，如果流体物质是一种挤压出的含淀粉的，谷粉质的或蛋白质的产品，添加入的类脂物的含量不应超过产品重量的大约5％至6％(高达脂肪总含量的大约12至14％)。类脂物的作用是作为挤压的润滑剂，因而在太高的浓度就会不利用挤压过程。此外，在已经挤压出的产品中另外再加入类脂物是成问题的。然而，该方法允许类脂物作为添加脂在超出大约5％至6％的数量内加入到挤压出的流体物质内，从而使类脂物的总重量含量在大约20％至大约40％内。
主要流体物质与食物添加剂的比例最好是在100∶1至1∶1的范围内，例如100∶1至50∶1。
该方法还可以包括将主要流体物质流分隔成多条分割流，其中至少一股分隔流如上面所述那样被分隔开。最好是所有的分隔流都如上述被分割开。这样做的优点是主要流体物质可以被分开并加工成多种不同的产品。这些产品可以有不同的添加物，不同的混合程度和不同的产品形状。例如，该方法还可以包括将每个分隔流所得到的联合流使其穿过一个模具。如果希望要不同的形状则可以使用不同的模具。
该方法的另一个优点是，在蒸煮和挤压的食物的加工中，添加剂是在蒸煮和挤压之后加入的。因此由于对热敏感和其它原因不能使用的添加剂这里都能使用。
在本发明的设备中，分割装置最好包括一块具有两个相对面和具有穿过其的多条通道的板，通道的开口具有的面积占有与流体物质和添加剂相接触的面的总面积的从大约20％至大约60％。最好是，每个开口具有一个大约4mm2至大约为所有开口联合起来的总面积的50％的面积。
如欧洲专利EP 665051中所述的形成在板内并从板的外边沿延伸和终止于基本上相对于板面中心安置的开口的一个径向钻孔是不合适的，因为它交增加该流的压力和剪切力。
该设备包括至少两个混合组件，每个组件连接在一个用于将第一流体物质例如平均地在该两个混合组件之间分配的共同分配装置上。最好是，每个混合组件的每个进口装置连接在一个批量的添加剂源上，所述添加剂是由一个泵被推向进口的，而所述进口与一个阀相连接以容许使添加剂连续地分配到各混合组件上。
该设备还可以包括一块连接在混合组件上的模板用以生产出成形产品。模板可以具有随意相互不同的模。最好是所有的模板都装在一块单独的护圈板上。一个切割器可以连接在每块模板之后。模板可以是插入在护圈板内的插入件形式可以在需要时予以更换。
如果不在每块模板之后使用一个切割器，则也可以使用一个单独的切割器将产品切离每块模板。
因此该设备可以同时生产出不同的产品形成一条单独的主要流体物质流。这是本设备的主要优点。
下面将参照附图对本发明的实施例通过举例予以说明。除另有规定外，所示的百分率都以重量计算。
图1是模具组件的部分分解透视图；图2是模具组件一部分的横截面图；图3是一块分割板的前视图；图4是挤压出材料和添加剂离开分割板时的透视图。
参看附图，总的标号为10的模具组件安置在一个挤压器模头12的下游。在模具组件10上游所用的挤压器并不是关键性的，任何合适的挤压器都可以使用。显然，挤压器必须能产生足够大的压力使压物流穿过模具组件10。合适的挤压器例子包括从Werner§Pfleiderer，Wenger，Sano，Leistritz，Er-We-Pa，Clextral and Buhler等制造商处获得的单和双螺杆挤压器。对于含淀粉/谷物质和蛋白质的产品，双螺杆挤压器更为适用。
模具组件10具有六条从中穿过的通道28，每条通道28都是等距离间隔开的。所显示出的六条通道28仅为说明的目的；任何合适的数目(例如4或8)都可以设置。
模头12和模具组件10中任何一件或者两件可以用套管滑动地连配在一起，或者也可以仅仅互相接合在一起。模头12和模具组件10也可以用适当的装置，例如螺栓或固定夹等连接起来。
六个圆形分割板40放置在六个通道28内，并由两个垫圈200和一个环形台肩部分100牢牢地维持住。另一个办法是分割板可以与通道28连成一体。
如图3中所清楚地显示的那样，每块分割板40具有从中穿过的多条通道80，通道80都是对齐基本上平行于分割板40的轴线。通道80也可以不规则地间隔开横过分割板40并且形状各异。下游面40a包括有一个外环形台肩部分56；最外围的通道80与台肩部分56径向向内隔开一段距离。在台肩部分径向向内的下游面40a部分是与流体物质和添加剂相接触的部分。一个添加剂钻孔54从分割板40的轴线径向延伸至分割板40的圆周边沿。一条中央通道82从分割板40的下游面40a延伸至添加剂钻孔54。一条添加剂馈入管道52连接在添加剂钻孔54上，连接在一个适当的泵上用以注射添加剂，还连接在一个阀300上用以断续地分配添加剂。一个包括中央通道82的喷嘴84沿着分割板40的轴线延伸。
最好是，穿过分割板40的通道80并不与添加剂钻孔54或喷嘴84中任何一个相交。或者是，一条代替添加剂钻孔54的径向延伸管可以固定在下游面40a上，使其一个出口安置在下游面40a的一个基本上处在中心的部分处。如果需要，分割板40也可以具有一个以上的添加剂钻孔54；添加剂钻孔54的出口可以横过分割板40的面40a相间隔开。
再回过来参看图2，可以使用两个由一个环形管240分开的静态混合器242，两个静态混合器之间的距离可以选择为能够使联合流得到部分的均化。这两个静态混合器只是通过来自分割板40的流体流压力使其顶靠在模具组件10的一个环形部分62上而保持稳定的。
静态混合器242要选择得能对流体流提供最大的开放面积和最小的长度以尽量减小压降和剪切，而仍能获得一个理想程度的混合。因为主要流体物质的粘度一般都很高，因此最好静态混合器242能适合于混合具有层流的高粘度流体。这种型式的静态混合器242的例子具有可分开的多层并且将从其流过的物质重新联合。这种型式的静态混合器市场上可以购到，例如，在1991年6月号的Chanical EngineeringProgress，第32-28页所描述的Koch混合器。顶部可以获得非常好的带大理石花纹形状的最后混合物，只要使用由一块带有多条通道的板(如所描述的分割板40)构成的静态混合器就可以。
模具组件10连接在一块具有所要形状的模孔74的单独模板70上。一个切割器72在模板70上旋转将离开模孔74的产品切断。模板70可以在通道28的端部固定在每个模孔内，而切割器72也可以由一个例如用于每块模板70的切割器所替代。
在使用中，离开挤压器的主要流体物质进入模头12内。该物质于是被推压穿过通道28进入分割板40。该物质于是流过通道80和分割板40。这使得该物质流穿过每块分割板40形成一个分开的分流86的矩阵。这显示在图4中。
一种添加剂被泵压穿过添加剂钻孔54在分开的分流86的矩阵中心处进入。在这里添加剂趋向于起旋涡并渗透入各条分流86之间将添加剂扩散。还有，据发现添加剂沿着分割板40的面40a某种程度地向外流出。这有助于将添加剂分配到遍及各分流86。
为了限制添加剂的进一步完全均化，穿过分割板40的通道80的数目最好不应太多。最好是，每个开口例如具有大约4mm2的面积至所有开口联合起来总面积的大约50％。
另外，所有通道80联合起来的出口开口占有与流体物质和添加剂相接触的板面40a的总横截面面积的大约20％至70％，例如从大约40％至大约50％。由于每条通道80的尺寸和通道开口的总面积增加时，横过分割板40的压降就减小了。因此，通道80的数目及它们的尺寸考虑到分割板40的结构完整性，被混合的材料以及可接受的压降应当对任何用途都是最适当的。
中央通道82和添加剂钻孔54的大小应当能使足够的添加剂很快地送入。
添加剂可以是水溶性的和以含水的溶液或油溶液，乳化液的形式加入或也可以是具有例如从大约1％至大约10％重量份的固体浓度的弥散液和悬浮液。可以在同时加入不止一种的添加剂。阀300在2秒的期间内连续地将添加剂注入到每个混合组件内(对每个混合组件有10秒钏不注入)。这些条件仅是为说明的目的；任何适当的注入条件都可以使用。此外，如果主要流体物质已被加热，则添加剂也可以在加入之前先行加热以尽可能地减少热冲击。
下面的实例仅为说明目的而设。
实例1干的磨细的玉米和小麦、动物肉糜、矿物质、维生素、脂肪和盐以常用的份量合在一起制成一种干的挤压-蒸煮宠物食物。如传统的方式那样，各配料被磨细然后以蒸汽和水加以处理以便对混合物加热和湿化。被处理的混合物具有约为90℃的温度和大约23％的含湿量。
已处理的混合物被引入一个共转动的双螺杆挤压器，挤压器被加热至能提供高达120℃的温度。当混合物在挤压器内受到揉搓并移向下游时，挤压器内产生一个大约50巴的压力。
如图1至4中所示的模具组件10连接挤压器的排放端，其不同点在于一块模板70是连接在每个通道28的模孔上的。
挤压出的材料被分隔成6条分开的分流(通道28)。一种具有大约2％重量份的固体浓度的红色着色剂溶液被加热至大约90℃，然后在压力下被泵至两块分板40内，着色剂每两秒钟连续地被分配到这两块分割板内(在每块分割板内2秒时间内没有注入)。牛油被加热至大约55℃然后在压力下被泵入两块其它的分割板40内，牛油每2秒钟被分配到这两块分割板内。在同样的条件下，一种含有一种黄色着色剂和一种鸡味调味剂的溶液在压力下被馈入至最后的两块分割板40内。
在每条分开的分流中着色剂的比率被调整为按重量份的0.2％。联合流于是经过数个静态混合器使其产生出带有大理石花纹外表的混合联合流。混合联合流经过不同形状的模子，而从每个模子出来的挤压产品通过独立操作的切割器被切成不同的长度。切后的产品被干燥至一个可以使产品保持微生物学稳定的含湿度。
实例2一种通常用精制麦麸和水制成的面糊面团，该面团具有大约30-32％重量份的含湿量。
处理的混合物被送入一个冷却至能提供高达50℃温度的单螺杆挤压器内。当混合物在挤压头内被揉搓和移向下游时，在挤压器内产生大约110巴的压力。
如图1至4中所示的一个模具组件10连接在挤压器的排放端上。
挤压材料被分隔成6条分开的分流(通道28)。一种辣椒粉在葵瓜子油中的溶液(250Pa.S)在压力下被泵入三块分割板40中，着色剂每两秒钟连续地被分配入这两块分割板内(在每块分割板内2秒时间内没有注入)。在这同样条件下，一种菠菜萃取物(300Pa.S)在压力下被馈入最后的三块分割块40。
在每条分开的分流中着色剂的比率被调整为按重量份的0.1％。联合流于是经过数个静态混合器使其产生出带有大理石花纹外表的混合联合流。混合联合流经过一块模板70，挤出的产品被切断。切断的产品被干燥至一个可以使面糊保持微生物学稳定的含湿度。
权利要求
1.一种用以部分地混合流体食物物质的方法，该方法包括将一股主要流体物质主流分割成多股流体物质分流，基本上平行和靠近地流动；向主要流体物质主流中在流体物质分流间的一个点或多个地点加入一股流体添加剂流以获得一个联合流；然后充分地混合该联合流以便能生产出一种具有大理石外表的混合物。
2.如权利要求1的方法，其特征在于它还包括在分割主要流体物质之前，将主要流体物质分隔成多条分隔流，并将分隔流中的至少一条予以分割开。
3.如权利要求1的方法，其特征在于其中，在0.5-10秒的期间内，添加剂被注入具有1-7米/分钟速度的分割流中，注入在1-60秒的期间内连续地受到阻断。
4.如权利要求1的方法，其特征在于其中主要流体物质与食物添加剂的比率在2000∶1至1∶1的范围内。
5.一种用以部分地混合流体食物物质的设备，该设备包括至少一个混合组件，混合组件包括将一股主要流体物质主流分割成若干股流体物质分流基本上平行和靠近流动的分割装置；与分割装置相连用以在流体物质分流之间的一个或多个地点向主要流体物质主流加入带颜色流体添加剂以获得一股联合流的进口装置；和一个用以充分地混合联合流从而能生产出一个具有大理石外表的混合物的混合器；所述进口装置断续地引入带颜色流体添加剂。
6.如权利要求5的设备，其特征在于它包括至少两个混合组件，所述混合组件连续地引入带颜色流体添加剂。
7.如权利要求5的设备，其特征在于其中分割装置包括一块具有两个相对面和具有从中穿过的多条通道的板，每个开口具有一个大约4mm2至大约为所有开口联合起来的总面积的50％的面积。
8.如权利要求5的设备，其特征在于其中，在0.5-10秒的期间内，添加剂由进口装置注入到具有1-7米/分钟速度的分割流中，注入在1-60秒的期间内连续地受到阻断。
9.如权利要求5的设备，其特征在于它包括若干组独立操作的混合组件，每个组都包括将一种添加剂连续地引入分割流的混合物组件。
10.一种可以用权利要求1至4中的方法获得的带大理石花纹的面糊。
11.使用一股包括基本上平行和靠近流动的多股流体物质分流的食物主流制造一种具有大理石花纹外表的食品，所述分流由一种带颜色流体食物添加剂所包围。
全文摘要
一种用以部分地混合流体食物物质的方法及其设备,该方法包括:将一股主要流体物质主流分割成多股流体物质分流,基本上平行和靠近地流动;向主要流体物质主流中在流体物质分流间的一个点或多个地点加入一股带颜色流体添加剂流以获得一个联合流;然后充分地混合该联合流以便能生产出一种具有大理石外表的混合物。
文档编号A21C1/00GK1180487SQ9711455
公开日1998年5月6日 申请日期1997年7月9日 优先权日1996年7月9日
发明者J·T·法尔斯沃思, T·W·豪泽尔, J·巴尔多尼, H·沙茨, G·D·埃伯利 申请人:雀巢制品公司