專利名稱：可膨化顆粒生產(chǎn)過程的制作方法
背景技術(shù)：
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)以土豆為基料的可膨化顆粒的過程，特別涉及一種使用一個雙螺桿擠壓機生產(chǎn)以土豆為基料的可膨化顆粒的過程。該過程生成常溫保存產(chǎn)品，該產(chǎn)品其后可加工成快餐土豆片成品。
2、相關(guān)技術(shù)說明食品工業(yè)中一般采用的顆粒生產(chǎn)過程涉及把淀粉稍加烹煮并形成一定形狀、例如特別的面條狀，然后用大量水煮。煮后的面團被切片、切成小塊、干燥，以備后續(xù)油炸。
生產(chǎn)以土豆為基料的顆粒的公知過程所生成的成品的表面形狀不超出弧形或波浪形。此外，在使用雙螺桿擠壓機的公知過程生成的以土豆為基料的顆粒成品中，不能提供壓花以加大顆粒表面積，從而使成品具有更高的吸油性和更佳的風(fēng)味。
一般的顆?；虬氤善沸枰獌蓚€步驟來生成快餐成品。在第一步中，把一般包括谷類產(chǎn)品和淀粉的各種成分水化合成可擠出混合物。在擠出過程中，各種成分的一部分被膠化生成面團后通過一模子。然后把含水重量百分比為約20-40％的該稠密片料切成顆粒(經(jīng)層疊或不經(jīng)層疊)并經(jīng)一干燥器把最終水分減小到約10-14％。然后可儲藏該成品，待水分平衡后進行后續(xù)加工。使用單螺桿擠壓機制成的以土豆為基料的產(chǎn)品的質(zhì)地不盡如人意、烹煮時膨化程度不高、保存性不好。此外，單螺桿擠壓機的工作溫度低，便于微生物生長。因此必需經(jīng)常停止設(shè)備的運行以進行清潔。
因此，需要有一種生產(chǎn)以土豆為基料的顆粒的過程，在便于生產(chǎn)的同時生成的顆粒具有非常好的保存性、改進的形狀、質(zhì)地和風(fēng)味。
發(fā)明概述本發(fā)明包括一種連續(xù)生產(chǎn)以土豆為基料的可膨化顆粒的過程。該土豆基料包括土豆片和淀粉，土豆片包括用以提高土豆風(fēng)味的土豆小粒，淀粉一般包括土豆、改良土豆和玉米淀粉。此外，還在土豆基料中添加鹽和乳化劑以形成一土豆粉混合物。然后該土豆混合物通過一預(yù)處理器進行混合、水化和部分熱煮。
水化后，土豆混合物變成自由流動面團后經(jīng)一雙螺桿擠壓機擠出。該擠出物首先經(jīng)機械剪切、烹煮，然后冷卻后通過一模子形成一又薄又寬的帶狀物。該帶狀物被分割成兩個帶狀物個體作處理。該處理涉及打孔和拉伸每個帶狀物個體后把兩個帶狀物個體層疊在一起。然后把層疊成的帶狀物切割成顆粒，把經(jīng)打孔的表面作為顆粒的外表面。
一旦形成顆粒，就把它們送到一系列干燥器。第一干燥器為在初始干燥階段中防止結(jié)塊的振動干燥器。然后顆粒通過一短期干燥器，在該短期干燥器中減少顆粒的水分而不使表面硬化。為進一步減小顆粒水分，一完結(jié)干燥器對顆粒進行干燥、調(diào)節(jié)。干燥的顆粒然后可進行包裝，以備后續(xù)的加工，例如，油炸、空氣膨化或微波烹煮。
從以下詳細(xì)說明中可清楚看出本發(fā)明的上述和其他特征和優(yōu)點。
附圖簡要說明本發(fā)明的新穎特征見后附權(quán)利要求。但是，本發(fā)明本身以及優(yōu)選使用方式、本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點可從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明中清楚看出，附圖中

圖1為本發(fā)明過程一優(yōu)選實施例的方框圖；以及圖2為以干混合方式混合的生土豆粉混合物及其制成的顆粒的RVA對比圖。
詳細(xì)說明本申請人的發(fā)明為一種可膨化顆粒的生產(chǎn)過程，可生成常溫保存的半成品(顆粒)，其后(可達6個月)可以被加工成成品或再加熱。圖1顯示出一種用土豆基料生產(chǎn)膨化顆粒的過程的方框圖。顆粒的原材料為土豆片，包括提高土豆風(fēng)味的土豆小粒。然后在一干燥混合器中把土豆片和土豆小粒，與土豆淀粉、玉米淀粉和/或其他食物淀粉，以及乳化劑和鹽一起混合。把該混合物送到一預(yù)處理器用水和蒸汽進行混合和水化。此外，該預(yù)處理器還在進行擠出前使混合物部分膠體化。也可在預(yù)處理器中添加油以控制膨化和在切成顆粒時防粘。
在擠出過程中，該混合物在一擠出機內(nèi)被機械剪切和烹煮。然后該混合物冷卻后通過一模子。通過模子后，該擠出物形成一又薄又寬的帶狀物后被分割成兩個帶狀物個體。這兩個帶狀物個體被打孔，然后在一帶狀物處理器中被冷卻，然后被層疊在一起并切割成顆粒。切割成成形顆粒時，帶狀物中的剩余材料可再循環(huán)到一再磨機以再次向預(yù)處理器喂料。成形顆粒被送入一個或多個干燥器、包括振蕩干燥器、短期干燥器和完結(jié)干燥器，以把顆粒干燥到一定含水量，以備包裝。干燥后，顆粒冷卻，然后進行包裝和/或加工成快餐成品。
如圖1所示的例示性過程開始于混合各成分的稱量步驟。工作中，首先稱量主要成分，包括約25％-40％的土豆片、約10％-30％的土豆小粒以及約30％-50％的土豆淀粉和約5％-15％的玉米淀粉。一般來說，為避免妨礙膨化和避免產(chǎn)品質(zhì)地的硬化，玉米淀粉的數(shù)量小于約15％。添加量最好為5％的高交聯(lián)淀粉可包括用來提高諸如脆性等特性的改良土豆淀粉。然后，次要成分稱量后加到主要成分中。次要成分可包括，例如，約0.3％的乳化劑(如單/雙甘油酯)、約1.5％的鹽和約1％-3％的油。然后混合該粉狀混合物以確保各成分的充分混合，例如，可在混合15分鐘后達到充分混合。
各成分的該混合物按體積被送到一預(yù)處理器，例如，該預(yù)處理器可以是一個單軸槳葉式混合器。在該預(yù)處理器中，把液體水和水蒸氣加到該干燥混合物中水化和部分膠體化該混合物。一般來說，粉狀混合物以約12％的濕基含水量進入預(yù)處理器，在離開預(yù)處理器時成為含水量約30％-40％的飯狀混合物(水化粉狀混合物)。在一優(yōu)選實施例中，該飯狀混合物在預(yù)處理中的平均滯留時間為約90秒。根據(jù)該進入混合物的膠體化水平(由快速粘性分析器，“RVA”測定)和以后在膨化顆粒中觀察到的膨化程度調(diào)節(jié)水蒸氣與水的比例。保持水和水蒸氣的總重量使得飯狀混合物在預(yù)處理器出口處的含水量不變。所加的水一般預(yù)熱到約65℃-71℃使得該混合物的在出口的溫度保持在約60℃-90℃、最好為71℃，該溫度足以防止微生物在預(yù)處理器中生長?？烧{(diào)節(jié)水蒸氣的數(shù)量以控制飯狀混合物在預(yù)處理器出口處的溫度。此外可使用一套在預(yù)處理器上的熱水護套來調(diào)節(jié)和控制混合物的溫度。把油，如部分氫化棉籽油和/或豆油，加入預(yù)處理器中以幫助處置擠出后的產(chǎn)品。
經(jīng)預(yù)處理后，該飯狀混合物被送到一雙螺桿擠壓機。在一優(yōu)選實施例中，該擠壓機為tt92/28D型Mapimpianti公司生產(chǎn)的雙螺桿擠壓機，其L/D比為28，89mm的軸，包括7個筒區(qū)。把該飯狀混合物和額外的水喂入第一區(qū)。例如，該擠壓機的螺旋的每分鐘轉(zhuǎn)速(RPM)可為165、優(yōu)選為160-220RPM，以使飯狀混合物的機械輸入最佳。第2至5筒區(qū)被加熱，以通過機械和熱處理過程而獲得所需的烹煮水平，通常在50℃-80℃之間。第6和7筒區(qū)被冷卻，以將擠壓機模頭的溫度降到最小，并幫助減少涌現(xiàn)在模頭處的蒸汽。否則，當(dāng)擠出物達到大約101℃-102℃，并暴露在大氣壓下時，所涌現(xiàn)的蒸汽會在所生成的帶狀擠出物中產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的氣泡。擠壓機的側(cè)面及中央的機頭溫度約為90℃，機頭壓力約為100bar。而且，在第5區(qū)加上真空排風(fēng)，以對擠出物進行冷卻。典型的真空度是處于50mm汞柱，每小時水蒸發(fā)速率為15千克至30千克。
本發(fā)明的另一個質(zhì)量控制特征是改變加入擠壓機的水。因為混合粉在預(yù)處理機中已經(jīng)被水化，并且多余的水分已經(jīng)由真空去除，水的加入作為混合粉的潤滑劑，減低其粘度，并且，減小混合粉在擠壓機中的滯留時間。這使得通過擠壓機傳送粘度降低的產(chǎn)品所需的力矩減小。因此，向擠壓機中加水減小了烹煮度。
為了獲得優(yōu)化的產(chǎn)品風(fēng)味和質(zhì)地所需的最大的滯留時間和最小的剪切力，擠壓機的RPM被減小。隨著旋轉(zhuǎn)速度的減小，飯狀混合物的滯留時間延長。擠壓機的RPM越低，在擠壓機中就會產(chǎn)生更多的床層堆積和更長的滯留時間，并且，從模頭流出的流量時間均勻?？梢韵嘈?，擠出物的烹煮程度在低RPM的情況下略微高于高RPM的情況。在一個實施例中，擠壓機的典型的運行范圍是在約160RPM到約220RPM之間，擠出物的溫度為約88℃至約101℃。
稍作剪切的擠出物隨后被喂入一個帶有可調(diào)的節(jié)流棒和模唇的單模頭。通過對模唇之間的小孔的精確調(diào)協(xié)，帶狀擠出物的寬度的不均勻性被減到最小。額定的帶寬為約1.00mm至約1.35mm，并且在進入壓花機之前，通過一個在線的厚度計來測量。
處于模頭端面的帶狀擠出物是非常柔軟的，但很快就硬化成為可以機械化操作的片狀，而不會使帶狀擠出物發(fā)生顯著的變形，而且保留一定的柔性。帶狀擠出物在模頭出口通過一個小型靜止切刀被分成兩個相等的帶狀物。這兩個帶狀物隨后被傳送到打孔單元。打孔單元有四對輥。頭兩對輥具有修剪熱的帶狀物的打孔圖案。第二個兩對輥將被修剪的帶狀物拉伸，以在帶狀物上打孔。然后，兩個平行的被打孔的帶狀物通過輸送帶被傳送到第7帶式冷卻器，以便對帶狀物進行處理。冷卻器被保持在約30℃至約60℃，優(yōu)選為35℃，其中，冷空氣被使用到帶狀物的兩個側(cè)面上。進一步地，隧道中的空氣溫度被調(diào)節(jié)，使帶狀物的溫度在壓花機處達到35℃至約40℃。帶狀物的冷卻有助于防止其在壓花機輥上或切割器上發(fā)生卷曲。
帶狀物離開冷卻隧道后，輸送輥將帶狀物傳送到獨立的壓花機和砧輥對上。將帶狀物對準(zhǔn)到壓花機/切割機單元上的操作通過手工調(diào)節(jié)板狀輸送帶來實現(xiàn)。壓花輥還用來容納帶狀物，防止其擺動。然后，每片帶狀物被輕微地壓花。
壓花之后，帶狀物被一起送到切割器和砧板之間，使帶狀物的被壓花的表面形成顆粒的外表面。在進行壓花之后，連接在一起的帶狀物被切割成顆粒。切割器是可旋轉(zhuǎn)的模頭，具有兩個功能對顆粒進行切割和重疊。當(dāng)面積碾碎機將顆粒從帶狀物上切割下來時，切割器凹槽的半徑與成形形狀的外邊緣重疊。顆粒的形狀包括，例如，三角形、方形和六角形。
在切割過程中，被重疊的帶狀物的整個寬度并沒有被切割成顆粒。帶狀物的沒有形成顆粒的部分被稱為邊角料。被修剪下來的邊角料被弄碎，然后被磨成片，稱為“再磨料”，尺寸大約為0.125×0.125×0.080英寸。再磨料被再循環(huán)，返回到預(yù)處理器的入口，以飯狀混合物喂料全速率的大約3％到10％的速率進行處理。在切割后，顆粒被噴射出來，并向振蕩干燥器傳送。
圖2顯示了顆粒和土豆粉混合物(預(yù)處理之前)的RVA圖，以描述根據(jù)本發(fā)明加工出顆粒之前和之后的混合粉的流變學(xué)性質(zhì)。RVA圖是通過快速粘度測定儀來產(chǎn)生的，是食品工業(yè)領(lǐng)域里眾所周知的通過表現(xiàn)給定樣本的特性以調(diào)查淀粉的水合和凝膠行為的方法。典型地，該方法涉及受控的加熱和冷卻，如溫度曲線110所示的是粉或淀粉在5％至40％w/w的濃度下的水懸浮液。在圖2所顯示的所有RVA曲線圖中，使用了大約為12％w/w的固體濃度。圖2的X軸顯示了以分鐘為單位的方法時間，Y軸顯示了以厘泊為單位的測試粘度。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的未烹煮的土豆粉混合物的RVA曲線圖120與根據(jù)本發(fā)明處理后的由同樣的土豆粉混合物制成的顆粒的RVA曲線圖130。RVA圖120顯示了由于對混合粉中淀粉顆粒的烹煮而產(chǎn)生的粘度的快速增加。RVA圖130沒有顯示出粘度的任何劇烈變化是因為淀粉顆粒已經(jīng)被烹煮。這些曲線圖用來示意根據(jù)本發(fā)明制造的產(chǎn)品的粘度特性。這些RVA圖不是用來將本發(fā)明限制為在所示的各個階段都表現(xiàn)為相同的RVA曲線圖的產(chǎn)品。
這些顆粒由切割器出口氣力輸送傳送到帶式振蕩干燥器。進入干燥器的顆粒的濕度水平大約為24％，且在出來時減到大約20％至22％。振蕩干燥器的溫度設(shè)置點大約為55℃。該振蕩干燥器使顆粒表面干燥，因而當(dāng)顆粒在完結(jié)干燥器中處理時，可以防止壓緊和變形。
從振蕩干燥器，顆粒首先被氣力輸送傳送到短期干燥器，然后到完結(jié)干燥器。在短期干燥器之前，使用振蕩延碾機將顆粒鋪展開在傳送帶上。帶式短期干燥器被設(shè)置在大約50℃和大約9％RH(相對濕度)。短期干燥器將顆粒的濕度從大約20％-22％減少到大約17％-19％。顆粒從短期干燥器被氣力輸送傳送到第5帶式完結(jié)干燥器。完結(jié)干燥器包含兩級。第一級是干燥區(qū)并設(shè)定為大約45℃和大約18％RH。第二級是調(diào)節(jié)區(qū)以平衡顆粒內(nèi)的濕度。第二級被設(shè)定為大約40℃和大約30％RH。最終的干燥器將顆粒的濕度從大約19％減少到大約12％?？蛇x地，在第二級的末端提供一個室溫冷卻器傳送帶以將顆粒在離開干燥器之前冷卻到室內(nèi)溫度。然后，顆粒馬上被處理或連續(xù)送入盒中或袋中包裝。如果包裝，這些顆粒可以隨后被運輸?shù)搅硪粋€地方進行進一步加工以形成快餐食品。
顆?？梢栽谟驼ǖ娜^程中被浸沒，以確保顆粒兩個表面都被油炸均勻。為了將顆粒膨脹到所需程度，油炸器的溫度可以調(diào)節(jié)。在油炸之后調(diào)味之前，進行體積密度在線測量。
油炸的基料在玉米片處理的典型的旋轉(zhuǎn)鼓中被油噴并調(diào)味。膨脹后和被調(diào)味的產(chǎn)品隨后被例如垂直成型填裝機包裝。
根據(jù)上述描述的特征制造的顆?？梢员粌Υ孢_6個月。這些顆粒在烹煮后可以膨脹成食品，尤其是土豆快餐食品，可以提高風(fēng)味和增加吸油量。
本發(fā)明是參照一個優(yōu)選實施例來進行具體說明的，但是發(fā)明所屬領(lǐng)域的專業(yè)人員應(yīng)當(dāng)知道在不超越發(fā)明的思想和范圍的情況下是可以進行形式與細(xì)節(jié)發(fā)明的變更的。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)以土豆為基料的可膨化顆粒的方法，其特征是，包括以下步驟(a)將土豆的飯狀混合物通過一預(yù)處理器，其中，該飯狀混合物加入有蒸汽、水和油；(b)通過將該飯狀混合物經(jīng)一雙螺桿擠壓機來生產(chǎn)擠出物；(c)將該擠出物分割成至少兩個分離的帶狀擠出物；(d)使用打孔單元對該帶狀物進行打孔；以及(e)形成有一定形狀的顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，該土豆飯狀混合物包括土豆片、土豆小粒、淀粉、鹽和乳化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是，該淀粉包括土豆淀粉、改良的土豆淀粉、玉米淀粉，或其混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，飯狀混合物中玉米淀粉的量少于15％的重量百分比。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，加入到該飯狀混合物中的水包括液體水、蒸汽、或其混合物，并且被加入到預(yù)處理器中以使該飯狀混合物水化和部分膠體化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，水化的飯狀混合物離開預(yù)處理器時具有約32％至約36％的濕基含水量，以及60℃至約80℃的溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，擠壓機的操作使該飯狀混合物在擠壓機中的滯留時間最大化，并且使剪切最小化，以獲得溫度為約88℃至約101℃之間，RVA粘度為約600厘泊至約1000厘泊的擠出物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，擠壓物由擠壓機的一個模具被擠出，并由切刀被分割成兩個獨立的帶狀物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，使用打孔單元對兩個帶狀物進行處理，首先給每個帶狀物加上打孔圖案，隨后拉伸每個經(jīng)打孔的帶狀物以成孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征是，打孔和拉伸是由成套的輥來完成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，形成成形的顆粒還包括以下步驟(f)對經(jīng)打孔的帶狀物進行冷卻；(g)在每個帶狀物的一側(cè)壓花；(h)將帶狀物聯(lián)結(jié)在一起而將帶狀物切成顆粒，使每個帶狀物的壓花圖案成為顆粒的外表面；并且(i)對顆粒進行干燥。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征是，壓花是通過成對的壓花輥和砧輥完成。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征是，切割是通過可旋轉(zhuǎn)的模具來完成，該模具對顆粒進行層疊和切割。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征是，成形后剩余的擠出物被再磨，并且再循環(huán)至預(yù)處理器的入口。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征是，干燥進一步包括使顆粒通過三個干燥階段，包括一個振蕩干燥器、一個短期干燥器和一個完結(jié)干燥器。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征是，干燥后的顆粒具有約12％的濕基含水量。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所形成的成形顆粒在被膨化加工成成品食品前可以被儲存達6個月。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，成形顆粒被成形為三角形、方形或六角形。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，帶狀擠出物的厚度大約是1.00mm至1.35mm。
20.一種生產(chǎn)以土豆為基料的可膨化顆粒的方法，其特征是，包括以下步驟(a)將土豆的飯狀混合物通過一預(yù)處理器，其中，該飯狀混合物加入有水、蒸汽、和油；(b)通過將該飯狀混合物經(jīng)一雙螺桿擠壓機來生產(chǎn)擠出物；(c)將該擠出物分割成至少兩個分離的帶狀擠出物；(f)使用打孔單元對該帶狀物進行打孔；并且(g)形成有一定形狀的顆粒；(f)對經(jīng)打孔的帶狀物進行冷卻；(g)在每個帶狀物的一側(cè)壓花；(h)將帶狀物聯(lián)結(jié)在一起而將帶狀物切成顆粒，使每個帶狀物的壓花圖案成為顆粒的外表面；并且(i)對顆粒進行干燥。
21.一種根據(jù)權(quán)利要求1的方法所生產(chǎn)的顆粒。
全文摘要
通過用于生產(chǎn)以土豆為基料的可膨化顆粒的方法，制造一種可以被儲存長達約6個月的中間產(chǎn)品。這些顆粒在之后可以膨化為食品產(chǎn)品，特別是以土豆為基料的快餐產(chǎn)品，其具有改進的風(fēng)味品質(zhì)和增加的吸油性。為了形成顆粒，土豆飯狀混合物以相對較低的擠出旋轉(zhuǎn)速度通過一雙螺桿擠壓機，在擠壓機增加滯留時間和床層堆積的同時減少剪切。產(chǎn)生的擠出物之后被分離為帶狀物，進行后續(xù)打孔。該帶狀物然后形成為有一定形狀的顆粒。
文檔編號A23L1/214GK1575129SQ02821014
公開日2005年2月2日 申請日期2002年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月31日
發(fā)明者阿哲·瑞扎絲瓦·巴斯卡, 凱文·查爾斯·庫肯, 巴利爾·莫薩·卡爾夫瑞尼, V.·N.·莫韓·饒 申請人:福瑞托-雷北美有限公司