专利名称：钢表面,尤其是奶酪制作机表面的处理方法
技术领域：
本发明涉及钢表面处理方法，所述方法可使钢表面尤其是生产帕斯塔费拉塔 (pastafilata)奶酪(如莫扎里拉(mozzarella)、普罗佛龙(provolone)、卡茨欧卡娃拉 (caciocavallo)和比萨-奶酪)的奶酪制作机的钢表面不粘热凝乳和酪蛋白。
背景技术：
在乳制品工业中众所周知，热凝乳(curds)(如用于生产帕斯塔费拉塔奶酪的那些)往往会粘附到金属表面上，即使金属表面高度抛光也是如此。一方面，该粘附在奶酪制作机(如捏合机(kneading)和成型(molding)机，特别是传送螺旋钻和模具)操作过程中产生明显的问题；另一方面，粘附的凝乳使每天结束时的机器清洁既困难又费时。因此，目前与热奶酪接触的制帕斯塔费拉塔奶酪的机器和生产线的所有部分(如料斗壁和桶壁、传送螺旋钻、混合设备等)都涂上了防粘漆，所述防粘漆通常为聚四氟乙烯(PTFE，如商业上称为特氟纶(Teflon)的材料)或其它类似产品。目前为止，聚四氟乙烯涂层是仅知的有效的防止热凝乳粘附到机器部件上的方法。另外，PTFE或其它类似化合物的涂层也作为罐和深平底锅的防粘处理在乳制品工业之外的其他领域使用。然而，食品设备，尤其是奶酪制作机中的不粘涂层有一些缺点和局限。首先，每当初始损伤(如涂层的划痕)引起变坏，因为这会预期材料剥落，涂层总是会逐步变坏，有时变坏非常快。这种情况下，需要停止操作，不得不拆开机器并将损坏的部分重新涂布。这种定期维护，包括实际支出和机器关闭造成的费用非常可观，因为损坏的部分必须拆下且由第三方重新涂布，等待时间高达30天。即使对于食品工业设备的原来制造商，用特氟纶涂布设备的需要也涉及到增加成本并造成生产延期，因为不粘涂布操作通常转包给专业公司。最后但不是最不重要，PTFE尽管在低于200摄氏度的温度下是化学惰性的且通常被认为是无毒的，因此被认为是对消费者健康无害的，但近来还是引起了对其毒性及与食品的相容性的怀疑，有人甚至提出怀疑它是致癌的美国环境保护局和不同国家的一些消费者协会正在进行调查以评价PTFE的毒性程度以及其对人体健康的可能危害。
发明内容
因此，本发明的主要目的是提供一种处理钢表面使它们不粘的方法，并且尤其是加工热凝乳的奶酪制作机(更具体是这些机器的螺旋钻和模具(mold))中不使用聚四氟乙火布。另一目的是提供如上表面处理的方法，所述方法可通过使用奶酪制造设备制造商容易获得且可采用的技术容易实施。又一个目的是提供如上表面处理的方法，所述方法可缩短设备制造的生产时间。还有一个目的是提供表面处理的方法，通过所述方法可使奶酪制作机的钢表面的清洁更容易和精确。
3
如所附的件权利要求1所述，本发明通过使用钢表面(尤其是奶酪制作机)的防粘处理方法，达到了上述及其它目的和优点(如下文所述)。本发明还涉及机器部件(如螺旋钻(auger)、输送管等)，它们已用上述方法处理。
具体实施例方式在本发明的开发过程中，发明人从观察提出，对于高抛光表面和粗糙的喷砂表面， 似乎无涂层的钢表面上热凝乳的粘性程度都是很高，但是对于中等光洁度却有很大的、明显的、无法预见的变化。这种情况产生了最初的直觉，可能有一种表面光洁度，其本身对于热凝乳或帕斯塔费拉塔奶酪是不粘的，且不需要PTFE或其它防粘合剂材料的任何涂层。为了挑选出不粘热凝乳，因而也可代替PTFE涂层用于奶酪制作机的特殊的光洁度，发明人在生产帕斯塔费拉塔奶酪(如莫扎里拉等)的奶酪制作机(即，主要是捏合机和成型机)普遍采用的典型操作条件下，在用不同表面抛光处理的不锈钢表面上进行了一组实验。在不锈钢AISI 304和AISI 316 (即典型用于奶酪制作机的构造以及更通常的食品机的钢)上进行的一组初步实验已表明许多光洁度都不可用。更具体的是，用55-100微米(极细喷丸(peening))、70-110微米(细喷丸)、90_150微米(中喷丸)、100-200微米 (粗喷丸)的钢球或玻璃珠(如通常用于乳制品工业喷丸硬化(shot-peen))螺旋钻、桶和机器的其它部件的)喷丸硬化钢表面都被证明是无效的用任何种类的喷丸和任何值的粒度，粘性都很大。对于已经过电解(electrolitic)抛光、氧化或用硅质砂喷砂处理的表面，热凝乳仍有很大程度的粘附。最后，对已用刚玉粉，尤其是白刚玉粉喷砂处理的表面进行了系统实验。为此目的，准备了由AISI 304不锈钢制得的小矩形板组成的样品。所述板由3毫米厚的工业用钢板制得，并具有标准光洁度2B(AISI，UNI 6903-71)的表面。样品用不同表面喷砂处理方法处理，说明如下。白刚玉是一种主要由氧化铝(Al2O3)和痕量其它氧化物(如氧化硅、氧化钙和氧化钠)组成的材料的商品名，其中其它氧化物的总含量低于0.5%。众所周知，白刚玉Come noto的莫氏硬度为9，仅低于钻石的硬度。不同的样品分别用不同粒度的粉末喷砂(即，80、100、120、150、180、220和观0目)，分别对应于以下的材料的颗粒的规格范围0. 18-0. 20mm、0. 13-0. 15mm、 0. ll-o. 13mm、0. 08-0. llmm、0. 06-0. 09mm、0. 05-0. 08mm 和 0. 03-0. 06mm。样品通过喷射空气和刚玉粉在以下条件下喷砂空气压力约8巴，距离约50cm，喷嘴沿轨道移动慢，同时沿表面逐渐移动喷射以使处理速度约为100cm2/min。对于每个实验，一定量的凝乳在大锅中于80度下与水混合，从而重新产生帕斯塔费拉塔奶酪在其生产过程中捏合时普遍采用的条件。本领域的专家知道，帕斯塔费拉塔未熟时不太粘，且随着其熟化变得越来越粘， 即，因乳糖逐渐分解它的酸性增大。因此，选择由PH = 5. 1-5. 2的乳酸酶发酵而获得的凝乳；该PH是生产帕斯塔费拉塔奶酪捏合时凝乳的典型值。在实验进行过程中，将两种不同喷砂的样品浸入上面提到的碗(bowl)中并且使其各处运动以搅拌帕斯塔费拉塔。样品受到相互挤压和涂刷，帕斯塔费拉塔叠合在该样品之间。随后将样品都从水中取出并缓慢分开。随后检查样品表面以确定帕斯塔费拉塔在两种情况下的粘附程度并作比较。丢弃被证明是更粘的样品并用不同光洁度的样品替代，从而形成用于实施新实验的一对新的样品，依此类推。喷砂之后，根据上述过程对样品进行粘附测试，即从水中提起一块帕斯塔费拉塔并压实且将其在两个样品之间摩擦，随后分开样品并检查它们的表面及帕斯塔费拉塔的情况。实验的结果列于下表。
喷砂 1号样品喷砂 2号样品分开后的情况80目120目帕斯塔费拉塔成碎片并粘附于两种样品上100目120目同上80目150目帕斯塔费拉塔粘附于两个样品上，但主要在1号上100目150目同上120目150目同上100目180目帕斯塔费拉塔完全粘附于1号样上，2号样干净120目180目帕斯塔费拉塔完全粘附于1号样上，2号样干净150目180目帕斯塔费拉塔完全粘附于1号样上，2号样干净120目220目帕斯塔费拉塔粘附于两个样品上，主要粘附于1号上150目220目帕斯塔费拉塔成碎片并同样粘附于2个样品上180目220目帕斯塔费拉塔完全粘附于2号样上，1号样干净120目280目帕斯塔费拉塔粘附于两个样品上，主要粘在1号样上150目280目帕斯塔费拉塔以同等程度粘附于2个样品上180目280目帕斯塔费拉塔完全粘附于2号样上，1号样干净220目280目帕斯塔费拉塔粘于两个样品上，主要粘在2号上上表列出的实验结果得出令人惊讶的结论，即帕斯塔费拉塔不粘附在经180目的白刚玉喷砂处理的钢板上。进一步测试表明，尽管用于喷砂的砂子的粒度最佳值为180目，通常粒度范围为 170至190目都可得到可接受的结果。使用pH = 5. 8-5. 9的柠檬酸引起凝结获得的凝乳重复进行了相同的实验，所述凝乳是一种经常用于生产帕斯塔费拉塔(pastafilata)奶酪(如莫扎里拉(mozzarella)、及其它类似奶酪)的凝乳。结果与上表所列的基本一致。用不同于上述的8巴的气压重复进行相同的实验，结果得出结论如下在通常采用的数值范围内(5至10巴)，关于不粘性的变化的喷砂处理的效果与气压的变化关系不大。优选压力值为7至9巴，8巴的气压最佳。据观察，虽然用刚玉(corundum)喷砂通常用于抛光钢板制造的机器部件，已证明根据本发明喷砂的效果与表面的初始光洁度无关。应注意使用合成白刚玉而非天然刚玉的主要原因是白刚玉不含氧化铁，众所周知，氧化铁的存在会污染正在喷砂的不锈钢，造成开始的氧化及跟着发生的腐蚀。然而，防粘附作用可认为通常是刚玉固有的。另外，据观察，随着刚玉砂反复用于随后的喷砂操作，其对处理后的表面提供的防粘附效果逐渐下降。据信这主要是由于刚玉颗粒在相互碰撞的情况下往往会碎裂，因而砂的有效粒度逐渐改变。因此，优选只使用未用过的刚玉砂，或至多使用两次的砂。作为一种可采用的方法，可以优选每次处理后筛分刚玉砂，以获得精确分级为所需粒度的砂。特别关于乳制品工业及奶酪制作设备的螺旋钻、输送管和模具开发了本发明，但是设想本发明也可应用于长柄小锅和平底煎锅的内表面处理，方法为用上文揭示的白刚玉喷砂处理而不用现今使用的PTra基不粘漆的涂层。这样处理的平底煎锅会显示至少部分的不粘性，既不粘酷蛋白又不粘白蛋白和其它动物蛋白质，因而在煎蛋或培根或类似的食料时对防粘将是特别有效的。
权利要求
1.一种钢表面的不粘处理的方法，所述钢表面尤其是奶酪制作机的部件的表面，其特征在于，所述方法为用粒度范围为170至190目的白刚玉砂喷砂处理钢表面。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述白刚玉砂的粒度为180目。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述白刚玉砂的喷砂压力为8巴。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述砂的喷砂距离为距处理表面约50厘米。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述白刚玉砂是未用过的。
6.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述白刚玉砂在喷砂前分级为预定的粒度。
7.奶酪制作机的部件，所述部件用权利要求1-6中任一项的方法处理。
8.螺旋钻，所述螺旋钻用权利要求1-6中任一项的方法处理。
全文摘要
为在避免在与热凝乳(帕斯塔费拉塔)接触的奶酪制作机的部件上使用基于聚四氟乙烯或其它类似材料的防粘涂层，部件的表面优选用粒度约为180目的未用过的白刚玉粉喷砂处理。另人惊奇的是，这样处理的表面对于上述的应用来说是不粘的。
文档编号B24C11/00GK102341218SQ201080010617
公开日2012年2月1日 申请日期2010年9月20日 优先权日2009年10月23日
发明者S·托马蒂斯 申请人:Cmt建筑机械及技术股份公司