专利名称：用于生产食品产品的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于生产食品产品的方法和设备，其中，准备包含水 和可选地蛋白质的起始或载体材料的母料，并且所述母料可以具有益
生素物质作为添加剂，其类型例如为EP0862863中所7>开的那样。已 知方法将载体材料形成糊化淀粉母料并且涂覆或充满益生素材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产食品的新颖、改进的方法，使食品 包含更少的细菌并且具有比目前更长的保存期限，并且提供执行该方 法的设备。
本发明的目的通过生产食品的方法实现，所述方法包括下列步骤
将含水载体材料输送到涡轮反应器，所述涡轮反应器具有圆柱形 反应室，所述圆柱形反应室具有大体上水平的纵向轴线并具有转子， 所述转子装备有叶片并且可围绕其设置在反应室中的纵向轴线旋转，
使所述转子以足够的速度旋转，以使载体材料通过离心作用靠在 反应室的内壁上并且在所述内壁处形成动态紊流层，
在所述反应室中对所述载体进行热处理和干燥，
使所述载体材料朝向所述涡轮反应器的出口移动并且使热处理和 干燥过的载体材料作为食品产品从出口排出，
所述方法的特征在于，在所述反应室中产生含氧气量小于10%体 积比的过热蒸汽气氛。
各个食品产品可以由所述食品产品制成。
可以想到，食品产品或热处理并干燥过的载体材料具有益生元物 质和/或益生素微生物。在这里，可以想到，热处理过的载体材料喷涂或涂覆有益生元物质和/或益生素微生物。
载体材料可以混合或涂覆有封装形式的益生素微生物。
优选地，载体材料含蛋白质并且由肉(牛肉、猪肉、家禽或其它来源)、鱼和/或通过生物方法或微生物制成的蛋白质构成。为了确保载体材料适于泵送，存在于载体材料中的纤维或颗粒在输送到反应室之前可以粉碎成适合这种目的或为这种目的所必需的尺寸，尤其是小
于5亳米，优选地小于3亳米的长度。
适当地，将涡轮反应器的内壁加热到50到15(TC的温度，还可以想到，将涡轮反应器的内壁分段加热到不同温度，例如沿纵向方向上升或下降的温度。作为热处理的结果，栽体材料在微生物学意义上保持稳定。另外，载体材料可以在热处理之间进行酶处理，例如预消化。
载体材料的热处理可以进行平均停留时间l到IO分钟，优选地2到5分钟，更优选地大约3分钟。转子可以以在200到2000转/分钟之间，优选地在300到1500转/分钟之间，更优选地在500和1000转/分钟之间的速度旋转，所述速度优选地设定为在叶片尖端处获得大约10到12米/秒的圆周速度。所述方法优选地连续进行，即，持续的栽体材料流流入涡轮反应器，同样连续的质量流从出口排出。所述紊流层首先是指流体层或由软的塑性颗粒形成的层。
在载体材料的热处理期间，还有例如C02或N2的惰性气体引入
或流过反应室。可以想到，载体材料可以干燥到小于50%，尤其是小于40。/。的总含水量。此外，可以想到，载体材料在离开涡轮反应器之后在位于下游的涡轮反应器中进一步干燥。载体材料可以干燥到小于20%，尤其是小于10%的总含水量。干燥的载体材料可以具有小于0.6，尤其是小于0.15的AW值。
本发明还提出对热处理过的干燥载体材料进行冷却。在本发明的另一实施例中，可以想到，(热处理过的，可选择地，干燥和冷却过的)载体材料可以另外与粘合剂混合，所述粘合剂优选地不含糊化淀粉，尤其是不含淀粉。
还可以想到，矿物质、维生素和/或微量元素可以在热处理之后添加到热处理过的载体材料中。另外，大块的添加剂可以与载体材料混合，尤其是干燥蔬菜、谷类、植物纤维、挤出和可选择膨胀的添加剂或粒状添加剂。在本文中，本发明尤其提供了通过添加剂调节食品的密度、稠度和/或味道。
另外，脂肪可以添加到热处理过的栽体材料中。
在另一实施例中，本发明提出通过压实、压制或压模制成各个食品产品。食品产品可以形成有充满益生元物质和/或益生素微生物的空腔。可以想到，食品产品与上文提到的物质或微生物共同挤出，这些物质可以混合在便于共挤的适当载体物质中。
本发明的目的还通过用于对含水载体材料进行热处理和干燥的设备实现，所述设备具有包括圓柱形反应室的涡轮反应器，所述圆柱形反应室具有大体上水平的纵向轴线并具有转子，所述转子装备有叶片并且可围绕其设置在反应室中的纵向轴线旋转，并且具有包括冷凝器的蒸汽气氛用流体路径，所述流体路径连接到反应室的蒸汽进口和蒸汽出口上。
在本文中，可以想到，热交换器可以设置在冷凝器下游的流体路径中，和/或风扇设置在流体路径中，和/或集尘器，尤其是旋风集尘器，设置在流体路径中。
现在将参考多个实施例对本发明进行描述，现在参考附图，其中
图1是显示了根据第一实施例的本发明方法的示意图；和
图2是本发明方法中所用类型的本身已知的涡轮反应器的纵剖面。
附图标记列表:l递送工具；2通过量测量装置；4涡轮反应器；6外壳；6a反应室；7加热套筒；8第一端壁；10第二端壁；12转子；14叶片；16 (6的)内壁；18箭头；20纵向轴线；22产品传送点；24蒸汽出口； 26产品排出点；28蒸汽进口； 30涡轮反应器；32流动路径；34集尘器；36除尘装置；40冷凝器；41冷凝液出口； 42热交换器；44风扇；46安全阀；48氧气传感器；50盘式冷却器；50a机筒挤出机；50b挤出机转筒；s间隙；L (6的)长度；d (6的)内径；h层厚度。
具体实施例方式
图1通过参考所用设备部件示意性地显示了根据本发明的方法。首先，生产适于泵送的载体材料，其几乎只由蛋白质、水和可选的脂肪构成。载体材料的蛋白质部分可以由肉、鱼、其它动物蛋白组成，或者也可以由利用细菌或微生物产生的蛋白质组成。通常，载体材料中水的比例(总含水率，游离和结合水)小于70%。载体材料还可以包含抗氧化剂。
具有泵1的递送工具将载体材料经由具有通过量测量装置2的计量站输送给涡轮反应器4,所述涡轮反应器本身已知，例如US3,527,606中公开的那样。在涡轮反应器4中，载体材料通过离心作用靠在涡轮反应器的内壁上并且形成薄、高动态、紊流流体或部分流体层，其在涡轮反应器中的停留时间在大约90。C下调节至大约3分钟。在涡轮反应器中进行巴氏灭菌或杀菌并且同时进行干燥，使得热处理过的载体材料在涡轮反应器4的出口处仍然具有大约40%的总含水率。
为了解释涡轮反应器4，应当参考图2。涡轮反应器基本上由圆柱形双壁外壳6组成，所述外壳形成加热或冷却套筒7。在外壳6内形成反应室6a,其中，能够旋转的转子12安装在端壁8、 10上，所述转子设置有多个叶片14，所述叶片布置成从转子12径向伸出。考虑到转子的旋转方向(箭头18)，叶片端部与外壳6的内壁16的径向距离为s,例如5毫米，并且可以调节，使得它们沿预定方向，在目前情况下朝向端壁10的方向产生输送效果。
外壳6的双壁套筒7可以沿轴向(纵向轴线20)分成彼此隔开的许多腔室，以便能从一段向下 一段形成不同程度的加热或冷却。
涡轮反应器4通常布置成使其纵向轴线20为水平的，但是它也可以布置成朝向出口略微倾斜，以便通过重力作用支持材料在涡轮反应 器中流动。
产品传送点22和蒸汽出口 24布置在第一端壁8的区域内，而产 品排出点26和蒸汽进口 28布置在第二端壁10的区域内。
在长度L为大约3m,内径d为大约35厘米的情况下，涡轮反应 器4能以例如750转/分钟的速度操作。涡轮反应器可以在例如80千 克/小时载体材料的材料流量下连续进给，外壳的双壁套筒的温度保持 在125。C,以便实现大约卯。C的产品温度。
因为高速旋转，载体材料通过离心作用以平均厚度h为几毫米， 例如10毫米的高动态、紊流层方式靠在内壁16上，在此过程中，在 紊流材料层与内壁16之间存在强烈热传递，并且存在强烈混合。
在载体材料通过涡轮反应器进给时，在反应室6a内产生过热蒸汽 气氛。在本发明的上下文中，这是指容纳在反应室中的大气具有100 到180。C的温度，它由水蒸气和空气的混合物组成，氧气比率为不超 过10%体积比，与环境空气中大约50%的氧气分压力的最大值相对 应。氧气比率优选地更小，直到极低含氧气量，蒸汽气氛实际上专门 由"千"或过热水蒸气组成。
低含氧气量的优点首先是特定的产品质量(味道、储存质量)，其 次是消除了操作中的任何点燃或爆炸风险，这些风险会在利用空气进 行干燥时发生，这是因为存在高温和挥发性组分，例如脂肪、油等。
优选地，反应室内的蒸汽气氛的特征在于具有与相应冷凝点相关 的温度间隙，即，过热蒸汽的温度或者蒸汽/空气混合物的温度高于蒸 汽饱和或发生冷凝时的温度。因此，蒸汽气氛可以从载体材料中吸收 湿气并且使后者干燥。
对于所涉及的设备来说，为了产生蒸汽气氛，优选地，经由蒸汽 出口 24从反应室排出的相对潮湿乃至湿的蒸汽气氛(含水液滴)通过 大体由32表示的流动路径进行引导。蒸汽气氛流过具有除尘器36的 集尘器34(旋风集尘器)，随后经风扇44首先流入具有冷凝液出口 41 的冷凝器40。冷凝器中产生的蒸汽(大体上处于饱和状态)或者湿空
8气在热交换器42中升高到100。C以上的需要温度，例如130或150°C， 这与相对湿度的降低相对应，或者与和饱和状态(假定为纯蒸汽， 100°C，大气压力下)相关的特定间隙相对应。
风扇44使过热蒸汽或者过热蒸汽/空气混合物经由蒸汽进口 28相 对于产品流以逆流方式输送到反应室6a中。
在从蒸汽进口 28行进到蒸汽出口 24的过程中，过热蒸汽气氛与 反应室6a中的载体材料相接触，吸收载体材料中的湿气并因此使之冷 却。
可选地，取代从外面提供过热蒸汽，可以设想通过使潮湿的载体 材料与加热的、温度足够高的内壁16相接触而在反应室6a内直接产 生过热蒸汽。另外或可以代替加热内壁，热能可以通过微波输入、电 热元件或热交换器提供给反应室。
在所述方法的两种变型中，根据本发明，能确保反应室6a中的含 氧气量充分低于环境空气中的含氧气量，例如小于10%体积比、5% 体积比、3%体积比或1%体积比。当利用纯水蒸气操作时，可以实现 几乎为零的含氧气量或氧气分压力。为了监视含氧气量，氧气传感器 48可以设置在反应室中，例如位于蒸汽进口或蒸汽出口附近。同样地， 可以在流动路径32中，例如冷凝器的上游或下游或者热交换器的上游 或下游设置氧气传感器。
尽管涡轮反应器4、 30优选地在环境压力或大气压力下操作，同 样可能的是，涡轮反应器适当密封以在过压下，例如在1.5巴、2巴或 以上的压力下操作。相反地，还可能在部分真空，例如0.9巴、0.8巴、 0.5巴乃至更低的压力下操作。安全阀46防止系统承受不许可的压力。
图1还显示出可将热处理过的干燥载体材料提供给位于下游用于 最终干燥的涡轮反应器30，所述涡轮反应器30可以具有与涡轮反应 器4相同的结构，并且载体材料以例如大体上干燥的肉或蛋白质形式 离开，具有例如小于10%的总含水量。载体材料(由于其脂肪含量， 可能仍然是有粘性的)可以在冷却器50中冷却，并且具有颗状、可灌 注的粘稠性，它可以倒入适当类型(牛肉、，氛羊肉、鱼肉......)的储存容器中。
冷却器50可以设计为盘式冷却器，如图l所示，并且可以包括机 筒挤出机50a(有套管，水冷式)和挤出机转筒50b (同样有套管，水 冷式)。干燥产品在不与空气或氧气接触的情况下緩慢冷却，同时输送 给位于下游的混合和计量站。
一个或更多个其它储存容器容纳益生元物质以及例如植物纤维的 其它添力口剂，所述益生元物质(prebiotic substance )在本申请中应当 理解为对益生素孩t生物(probiotic micro-organisms)的生命和/或生 长具有有利作用的物质，例如，能够以某种其它方式由益生素微生物 吸收或处理的物质，使得它们的数量增多和/或它们的生命力增强。
在混合器中， 一种或更多种希望类型的载体材料可以与其它物质 通过计量站混合，即，首先与益生素微生物混合，所述益生素微生物 通过混合器和泵按剂量添加。益生素微生物可以被封装在适当的母料 中，可选择地，在添加到混合器中之前与添加的油预先混合。
另外的添加剂可以是粘合剂，优选地为无淀粉的粘合剂。还可以 添加脂肪。
模压机将食品压制成希望的成品形状，例如，压制成小的、致密 的一口大小的食物丸。它可以是人吃的食物，或者也可以是动物饲料， 例如用于宠物或饲养动物。鱼类饲料也可以按这种方法制造，在这种 情况下，通常需要增加脂肪含量，这可以通过增加合适的数量实现。
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权利要求
1.一种生产食品的方法，包括以下步骤将含水载体材料输送到涡轮反应器(4)，所述涡轮反应器具有圆柱形的反应室(6a)，所述反应室具有大体上水平的纵向轴线(20)并具有转子(12)，所述转子装备有叶片(14)并且能围绕设置在所述反应室中的所述纵向轴线旋转，使所述转子(12)以足够的速度旋转，以使载体材料通过离心作用靠在反应室的内壁(16)上并且在所述内壁处形成动态紊流层，在所述反应室(6a)中对所述载体材料进行热处理和干燥，使所述载体材料朝向所述涡轮反应器(4)的出口(26)移动，并且使热处理并干燥过的载体材料作为食品产品从所述出口(26)排出，其特征在于，使所述反应室(6a)中产生含氧气量小于10％体积比的过热蒸汽气氛。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，用所述热处理并干燥 过的载体材料制成各个食品产品。
3. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，使热处理并干燥过的 载体材料具有益生元物质和/或益生素微生物。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，使载体材料喷涂或涂 覆有所述益生元物质和/或所述益生素微生物。
5. 如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，使载体材料混合 或涂覆有封装形式的益生素微生物。
6. 如在先任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，载体材料 含蛋白质。
7. 如在先任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，将存在于 载体材料中的纤维或颗粒在输送到反应室之前粉碎成小于5毫米或小于3毫米的长度。
8. 如在先任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，将涡轮反 应器(4)的内壁(16)加热到50到150。C范围内的温度。
9. 如在先任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，将涡轮反应器(4)的内壁(16)分段加热到不同的温度，尤其是加热到沿纵向方向(20)平稳上升或下降的温度。
10. 如在先任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法连续进行。
11. 如在先任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，在对载体材料进行热处理期间，还有例如C02或N2的惰性气体流过反应室。
12. 如在先任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，使载体材料在离开涡轮反应器(4)之后在另一涡轮反应器(30)中进一步被干燥。
13. 如在先任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，将过热蒸汽以逆流方式输送给所述载体材料。
14. 一种用于对含水载体材料进行热处理和干燥的设备，具有包括圆柱形的反应室(6)的涡轮反应器(4)，所述反应室具有大体上水平的纵向轴线(20)和转子(12)，所述转子装备有叶片(14)并且能围绕其纵向轴线(20)在所述反应室(6a)中旋转，和包括冷凝器(40)的用于蒸汽气氛的流动路径(32)，该流动路径与反应室(6a)的蒸汽进口 (28)和蒸汽出口 (24)相连接。
15. 如权利要求14所述的设备，其特征在于， 一热交换器(42)在冷凝器(40)下游布置在所述流动路径中。
16. 如权利要求14或15所述的设备，其特征在于， 一风扇(44)布置在所述流动路径中。
17. 如权利要求14到16中任意一项所述的设备，其特征在于，一集尘器(34)，尤其是一旋风集尘器，布置在所述流动路径中。
18. 如权利要求14-17中任意一项所述的设备，其特征在于，在涡轮反应器(4)的下游具有冷却器(50)。
19. 如权利要求18所述的设备，其特征在于，所述冷却器设计为盘式冷却器(50)。
全文摘要
一种生产食品产品的方法和设备，所述方法包括以下步骤将含蛋白质和水的载体材料输送到涡轮反应器，所述涡轮反应器具有圆柱形反应室，所述圆柱形反应室具有大体上水平的纵向轴线并具有转子，所述转子装备有叶片并且可围绕设置在反应室中的所述转子的纵向轴线旋转，使所述转子以足够的速度旋转，以使载体材料通过离心作用靠在反应室的内壁上并且在所述内壁处形成动态紊流层，在所述反应室中对所述载体进行热处理和干燥，使所述载体材料朝向所述涡轮反应器的出口移动并且使热处理并干燥过的载体材料作为食品产品从出口排出，其中，在所述反应室中产生过热蒸汽气氛。
文档编号A23L3/18GK101668442SQ200880013558
公开日2010年3月10日 申请日期2008年4月24日 优先权日2007年4月26日
发明者西格弗里德·施密特 申请人:马斯公司