(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スナック食品の調理に続いてスナック食品の表面からオイル被覆を取り除く方法であって、
オイル調理器から前記スナック食品を供給するステップと、
前記食品の流れを遠心機に受け入れ且つ前記食品が３０g以上の重力を第一領域において経験するように急速な加速モードで前記遠心機を作動するステップと、
食品を３秒から６秒に及ぶ時間前記第一領域に保つステップと、
前記食品が１gよりも小さい重力を第二領域において経験するように急速減速モードで遠心機を作動するステップと、
食品を１秒から４秒に及ぶ時間の間前記第二領域に保つステップと、
前記加速ステップ、前記第一領域に保つステップ、前記減速ステップ及び前記第二領域に保つステップとからなるステージを繰り返すステップと、
前記食品の表面から取り除かれたいかなるオイルをも前記遠心機から排出するステップと、
食品が前記第二領域に作動されるときに、食品を遠心機から非常に低い運動エネルギーで排出させるステップとを含む、前記方法。
【請求項２】
前記食品を前記第一領域に置く前記急速な加速モードは、０．１秒乃至０．３秒の間で生じる、請求項１に記載のオイル被覆を取り除く方法。
【請求項３】
前記食品を前記第二領域に置く前記急速減速モードは、０．５秒乃至１．５秒の間生じる、請求項１に記載のオイル被覆を取り除く方法。
【請求項４】
前記オイル被覆食品は、前記遠心機が前記第一又は第二領域で作動するか静止しているかに関係なく前記遠心機に受け入れられる、請求項１に記載のオイル被覆を取り除く方法。
【請求項５】
前記食品は、６５g以上の重力を前記第一領域において経験する、請求項１に記載のオイル被覆を取り除く方法。
【請求項６】
前記急速減速モードは１秒の間生じる、請求項３に記載のオイル被覆を取り除く方法。
【請求項７】
オイル調理器から出たときスナック食品から表面オイル被覆を取り除くのに役立つ準連続的遠心機であって、
直立するフレームと、
前記フレームに取り付けられたシュラウドと、
前記シュラウドに関して中心に取り付けられた駆動シャフトと、
前記シャフトに作動的に連結されたシャフト駆動手段と、
前記シュラウドの半径方向内方に取り付けられ且つ前記駆動シャフトによって回転されるように構成され、オイルの通過を可能にする孔あき壁構造を有する円筒形ドラムと、バッフル頂点が下方に突出して前記駆動シャフトに固定して取り付けられた複数の垂直方向に間隔を隔てた円錐形に形成されたバッフルと、
前記ドラムに固定的に取り付けられ、各々、食品の通過を可能にする中心開口を有する複数の垂直方向に間隔を隔てた切頭円錐形に形成された内部シュートと、
処理されるべき食品のドラムへの供給を可能にする、前記フレームに関して取り付けられた食品入力供給シュートと、
前記遠心機で処理された食品の前記ドラムからの排出を可能にする、前記フレームに関して取り付けられた食品排出シュートと、を含み、
前記シャフト駆動手段は、加速モード、高速運転モード、減速モード及び低速ドエル及び食品排出モードで前記シャフト、ドラム、バッフル及びシュートの回転を可能にするのに役立つモーター制御手段を含み、入力供給シュートに供給され、前記円錐形バッフルの一つで受けたオイル被服食品が、前記孔あきドラム壁に向かって外方に押し進め、高速運転モードの終わりまでそこに保たれ、表面オイルが、前記食品から除去され、次いで、前記食品は前記食品排出シュートに向かって下方に落ち、低運動エネルギーで遠心機を出る、ことを特徴とする前記準連続的遠心機。
【請求項８】
前記食品から除去された前記オイルを集め且つ前記遠心機から前記オイルを導くための手段が前記ドラムの外方に設けられる、請求項７に記載の準連続的遠心機。
【請求項９】
低速食品蓄積ゾーンが、前記円錐形に形成されたバッフルによって提供される、請求項７に記載の準連続的遠心機。
【請求項１０】
前記円錐形に形成されたバッフルの一つと前記切頭円錐形形状の内部シュートの一つによって構成された食品蓄積ゾーンをステージ毎に含む３つのステージ遠心機として構成される、請求項７に記載の準連続的遠心機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的な方法で油で揚げたスナック食品及びペレット型のスナック、ポテトチップス及びポークラインズを含むような同様な食品から余分な表面油を除去することに関する。これらの食品の顕著な特徴は、典型的に直径１０mm乃至１００mmである別々のしばしばでこぼこに形成されたピースからなるかさだかで壊れやすいピースである。
【背景技術】
【０００２】
背景として、スナック食品は、一般に、高温オイル浴中に入れられ又は調理され、調理オイル浴から取り出されるとき、一定量の調理オイルが、スナック食品の表面に付着して持ち出される。多くの場合では、調理オイルの「持ち出し」は、食品の終局的な味の観点とたいていのスナック食品よりもしばしばもっとコストがかかる調理オイルのコストの観点の両方から望ましくない。
【０００３】
従来、これらの食品は、バッチタイプの遠心機で脱油即ちオイル除去されてきた。バッチ型遠心機は、その垂直軸線を中心に回転可能な、ほぼ円筒形又は円錐形のバスケットを利用する。運転中、バスケットは、静止状態の間に満たされ、食品供給量はバスケットの底にある排出ゲート又はバルブによって保持される。次いで、バスケットを、典型的には、その周囲に３０g〜６０ｇの程度の或いはもっと高い高遠心加速度を生じさせるほどの速度で回転させる。高速回転を、食品の性質及び要求されるオイル除去の程度に依存して１秒間又は２秒間又は１５秒間又はそれ以上の間維持する。次いで、バスケットの回転を止め、排出ゲート又はバルブを開いてバッチを排出する。最後に、ゲート又はバルブを閉じ、バスケットにオイル除去されるべき食品の次のバッチを再び満たす。典型的に、バッチ型の遠心機は連続プロセスシステムに統合されなければならず、いくつかの不利益に遭遇する。
【発明の概要】
【０００４】
一つの不利益は、サージアキュムレーションのバッチホッパー又は他の手段を、バッチ型遠心機への食品の流れを制御するために設けなければならないことである。他の不利益は、遠心機による頻繁なオイル除去は、食品が、揚げた後、それが冷え始める前に事実上すぐに遠心機にかけられなければならないから時間が重大である。食品が冷えると、オイルはもっとねばっこくなり、及び/又は食品に吸収され、それによって、遠心作用によるオイルの除去を妨げることが理解される。明らかに、遠心機に入るバッチのうち最も古い食品と最も新しい食品との間の時間差は、実際のオイル除去時間、すなわち、高遠心加速度の下に費やされる時間、よりも長い或る時間間隔でなければならない。かくして、オイル除去の程度は、バッチの各部分の時間に依存してバッチ内で変わることがわかる。さらに他の不利益は、バッチプロセスが、非連続プロセスになり、さもなければ連続プロセスになるという多くの装置顧客の知覚である。上述した可変の時間要素を考慮すると、その知覚は全く正当である。
【０００５】
純粋に連続型の遠心機は、もしそれが上述のタイプの食品用のスナック食品加工ラインにうまくに統合させることができたならば、上記の不利益の解決策になりそうである。先行技術には、多くの知られた型の連続遠心機がある。米国特許第2,264,665号のミルク清浄遠心機の及びそれに似たものは、異なる密度の液体を分離するのに役立った。米国特許第4,205,999号と米国特許第6,267,899号は、固体から液体を分離するための、又は固形の汚染物質を廃棄物として排出しながら液体を回収する装置及び方法を開示する。また、そのような装置は、これらの固体が排出工程に耐える程強固である場合の固体の回収に適合される。
【０００６】
従来技術の連続的な遠心機は、典型的に一定速度で回転する。したがって、液体部分と特別な意義の固体部分の両方は、高い運動エネルギーの状態でローターを出なければならない。米国特許第4,462,570号と米国特許第6,521,120号に開示されたような多数の周知の遠心機が、ローターの最大の内径の点で固体成分を排出し、これらの場合には、運動エネルギーはとても高い。本発明によって処理されるべきタイプのフライドスナック食品は、極めてもろい。従来技術の遠心機の一つからの排出時、フライドスナック食品は、遠心機固定シュラウド又は外壁との衝撃によりこなごなになり、或いはひどく損傷されるかもしれない。この問題は、排出段階で砂糖の結晶に加わる、衝撃力を改善する特別な偏向構造を開示した米国特許第6,267,899号で認識された。そのような遠心機のさらなる制限は、ローター内で固体の非常に短い滞留時間であり、そのことから生ずるオイル除去が最少である。米国特許第5,160,441号と米国特許第6,712,751号は、ローター軸線の近くで排出するように個体部分を機械的に運ぶことを開示しており、この場合には、個体部分は減じた運動エネルギーで出る。良好な処理量能力を達成するために、実際のローターの排出ポートは、合理的な直径のものでなければならないが、それにもかかわらず、個体が著しい運動エネルギーでまだ出る。さらに加えて、食品を非常に高い重力の作用でローターの内面を横切らせることは、食品を損傷させる源となる。我々は、排出時の食品損傷の問題が、食品が非常に低い回転速度で且つ非常に低い運動エネルギーでのみ排出される点で、準連続的遠心機の周期的な回転速度により解決されると信じている。
【０００７】
概要では、本発明は、準連続的遠心機の使用によってスナック食品の表面からオイル被覆を取り除く方法にある。その方法のステップは、オイル調理器からの食品の連続的な流れを遠心機に供給することを含み、食品は、遠心機で３０g又はそれよりも高い程度の重力を受ける。このような力は、約３秒乃至約６秒間食品に維持され、次いで１よりも小さいgまでの減速が生じ、約１秒乃至約４秒間そこに保ち、３０g以上の領域まで加速し、再び減速が生じて、これら全ては比較的もろい食品から表面オイルを取り除き且つ食品を低運動エネルギーで遠心機から排出させるに十分な作用のためである。
【０００８】
本発明の準連続的遠心機は、フレームに取り付けられ、孔あき壁構造を有する中心ドラムを取り囲む外側シュラウドを含む。ドラムは、複数の内部の下方に突出した切頭円錐形シュートを備える。中心駆動シャフトが、ドラムを貫いて上方に延び、駆動シャフトに取り付けられた複数の円錐形に形成されたバッフルを支持する。駆動モータはシャフトに連結され、且つサイクルで作動するようにコントローラによって調整され、そのためドラムは、ドラムの直径と所望のgに応じて０rpmから約５５０rpmまで加速し、約３秒乃至６秒間そこに保ち、そのときドラム内の食品は６０g乃至７０gの程度のgの力を受け、食品からオイルを取り除く。次いで、モーターコントローラから作用して、最小のgの力までドラムの減速を生じさせ、食品とオイルが低運動エネルギーでドラムを出る。数秒後、続くサイクルが開始される。
【０００９】
本発明の一般的な目的は、オイル調理器を利用する食品加工システムにおいて、食品の形状と質感に及ぼす影響を最小にしながら、遠心作用で食品から表面オイルを取り除くための方法及び装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、比較的もろい食品に及ぼすオイル除去作用のための遠心機を提供し、食品を、非常に低い回転速度で且つ非常に低い運動エネルギーで排出させるように、周期的な回転速度で作動することにより最小の食品損傷を達成する。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、フライヤを出る食品がオイル除去の完了までにかかる時間を最小にする多ステージ準連続オイル除去遠心機を提供することにある。
【００１２】
前の目的と関連して、さらに他の目的は、バッチ遠心作用の典型的な方法と対照的に、揚げた食品が冷える機会がほとんどない方法でオイル除去遠心作用を開始し且つ完了させることにある。
【００１３】
さらなる目的は、設計及び周期的な運転の単純で準連続的な遠心機装置を提供することであり、高温オイルで被覆された食品の連続的な流れを受け入れ、表面オイルを除去し、且つ食品を比較的損傷なく且つ低運動エネルギーで排出するように適用できる。
【００１４】
本発明の上記及び追加の目的及び特徴は、好ましい実施形態を、詳細に記載し且つ添付図面に図示した以下の明細から明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の１つの好ましい実施形態の遠心機の部分断面立面図である。
【図２】主要な遠心機部品及び環状オイル収集トラフ及びオイル排出管を示すために、部分的に切除して示した図１の遠心機の等角図である。
【図３】孔あき内側シェル及び関連した円錐形のバッフル及び円錐形のシュートを有する遠心機ドラムを示す拡大等角図である。
【図４】遠心機ドラムが高速で回転している間の、食品の流れ及び分布を示す、図１の矢印４−４の方向に取った断面図である。
【図５】遠心機ドラムが静止又は低速で回転している間、遠心機に入り、移動し、出る食品の流れ及び蓄積を示す、図１の矢印５−５の方向に取った図４と同様の断面図である。
【図６】時間に対する毎分回転数(rpm)での遠心機速度のグラフである。
【図７】時間に対する遠心機運転サイクルの荷重ｇでの加速度のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の方法による改良された遠心装置１０は、オイルフライヤ（図示せず）から揚がったときに、繊細なスナック食品１１から表面オイルを除去するために備えつけられ、図面、特に図１及び４に示される。装置１０は、準連続遠心機であり、支持フレーム１２、外側シュラウド１３、垂直に延びる駆動シャフト１４及びシャフト駆動手段を含み、シャフト駆動手段は、駆動滑車１７、１８及びタイミングベルト１９とともに電気モータ１６を含む。また、プログラム可能なモータコントローラが、モータ１６と一体か遠隔取付けかのいずれかで設けられる。
【００１７】
図２及び３を参照すると、孔あき側壁２２を有する内側ドラム２１が、シュラウド１３の半径方向内方に、回転可能にシャフト１４に取付けられる。３つの切頭円錐形食品シュート２３が、駆動シャフト１４と同心にドラム２１の側壁２２に取付けられる。円錐形バッフル２４が、各シュート２３より上でシャフト１４に取付けられる。頂部及び底部水平のフレーム部材２８及び２９にそれぞれ取付けられた頂部軸受け組立体２６及び底部軸受け組立体２７が、フレーム１２に関して駆動シャフト１４を回転可能に支持するのに役立つ。各バッフル２４とシュート２３が一緒になって、遠心作動ステージを形成し、かくして、３ステージ遠心機が開示される。
【００１８】
図１、２、４及び５に示すように、食品供給組立体３１が、供給源（図示せず）からの食品１１の連続供給を受け且つ下方流れの食品をドラム２１内の一番上の円錐形のバッフル２４へ分散させるように、頂部水平フレーム部材２８に関して取付けられる。図１及び２に示すような、食品排出シュート３２は、遠心機１０のオイル除去作用の完了時に最も下のシュート２３から下降する食品を受け入れるようにフレームに取り付けられる。強化リング３３が、図３に示すように、下部シュート２３でドラム２１に固定される。同様に、上部強化リング３４が、ドラム２１の上部に固定される。
【００１９】
特に図４及び５を参照すると、遠心装置１０の２つの異なる運転モードが示される。図５は、ドラム２１の回転速度が０〜３０rpm程度であり、”g”荷重が０に近づくときの、食品１１の配置を示す。（ここに用いられるように、符号”g”は、遠心機１０の運転によって、食品１１に付与される重力の力を示す。これらのg力は、０（通常）乃至６０〜７０gほどの範囲である。）。図４は、ドラム２１の回転速度が２００〜６００rpmの程度であり、”g”荷重が３０乃至７０gより高い範囲であるときの、食品１１の配置を示す。食品１１は、内供給シュート３１にドラム２１の回転速度に関係なく連続的に導入されるが、ドラムが低回転速度であるとき、食品１１が、排出シュート３２から排出されることに気づいて下さい。かくして、ドラム２１が、図５に示すように低速度モードで回転すると、食物１１が、最初に内供給シュート３１から下方に一番上の円錐形バッフル２４上に落ち、ドラムが加速モードで回転するまで、そこにとどまり、加速モードの時には、食品が図４に示すような位置をとることが理解される。減速モードでのドラム回転時には、食品が、図５に矢印３６によって示すように下方に流れ落ちる。ドラム回転が、食品１１に高いgの力をかけるとき、食品に付着している表面調理オイルが除去されてドラム壁の孔を通ることがさらに理解される。低速度モードでは、そのように除去されたオイルがシュラウド１３の内壁に沿って下方に移動し、収集トラフ３７に受け入れられ、排出チューブ３８に移動する。かくして、回収されたオイルは、プラント操作者が選択するから、再利用されてもされなくてもよい。或るスナック食品は、３０gくらいの低い加速度を用いて効率的に脱油され、即ちオイルが除去され、より高いｇの力によると損傷されてしまうことがあることも観測されている。当業者によって認識されるように、gの力は、ドラムの回転速度とドラムの直径の両方に依存する。したがって、約４００mm乃至約１２００mmの有効ドラム直径が、実際的な範囲として好ましい。高いgを発生する回転速度の好ましい範囲は、約２００rpm乃至約６００rpmである。０〜５０rpmの回転速度範囲は、上記範囲の直径に対し１より小さいgを維持するのに適している。
【００２０】
典型的なドラム速度とg荷重を図表で示す図６及び７を参照して、食品処理の３つの例を遠心機１０の使用方法に基づいて下記に示す。
【００２１】
実施例１
縦５０mm横４０mm厚さ４mmのおおよそ長方形で、波状のでこぼこ表面模様及び形状を有する膨張ペレットを、６０kg/hrの割合で連続的に、フライヤから３つのステージの直径４００mmのドラムを有する遠心機に直接供給した。遠心機は、以下のように９．２秒のサイクル時間で運転していた。
１）加速時間０．２秒間；
２）５５０rpmの高速で５秒間；
３）減速時間１秒間；
４）３０rpmの低速で３秒間；
【００２２】
遠心処置前後に取ったペレットのサンプルを比較した。フライヤからすぐの、ペレットは、各ペレットの表面にオイルの被覆がたっぷりついて濡れて見え、サンプルの総オイル含有量は１４．４％と測定された。遠心機にかけた後、ペレットはかける前よりも顕著に乾燥して見え、サンプルの総オイル含有量は９．６％と測定された。
【００２３】
実施例２
外径おおよそ２２mm且つ断面直径７mmの小さいドーナツ形状の膨張ペレットを、フライヤから２ステージの直径４００mmのドラムを有する遠心機に直接、２２０kg/hrの割合で、連続的に供給した。遠心機は、以下のように、６．２秒のサイクル期間で運転していた。
５）加速時間０．２秒間；
６）５５０rpmの高速で４秒間；
７）減速時間１秒間；
８）３０rpmの低速で１秒間；
【００２４】
遠心処置前後に取ったペレットのサンプルを比較した。フライヤからすぐの、ペレットは、相当量のオイルをペレット間の空間に保持して濡れて見え、サンプルの総オイル含有量は２７．１％と測定された。遠心機にかけた後、ペレットはかける前よりも顕著に乾燥して見え、サンプルの総オイル含有量は１３．７％と測定された。
【００２５】
実施例３
長さおおよそ１５０mmで断面がおおよそ縦６mm、横８mmの楕円の棒形状の膨張ペレットを、フライヤから、２ステージの直径４００mmのドラムを有する遠心機に直接に、１５０kg/hrの割合で、連続的に供給した。遠心機は、以下のように６．２秒のサイクル期間で運転していた。
９）加速時間０．２秒間；
１０）５５０rpmの高速で４秒間；
１１）減速時間１秒間；
１２）３０rpmの低速で１秒間；
【００２６】
遠心処置前後に取ったペレットのサンプルを比較した。フライヤからすぐの、ペレットは、棒の表面に相当量のオイルを保持して濡れて見え、サンプルの総オイル含有量は２０．５％と測定された。遠心機にかけた後、ペレットはかける前よりも顕著に乾燥して見え、サンプルの総オイル含有量は１３．１％と測定された。３つの例全てにおいて、オイル除去の度合いは、従来のバッチ遠心分離で典型的に達成されていたと同様であった。
【００２７】
発明の使用方法の例示とともにここに開示された実施形態は、発明の原理とその実際的な適用を最もよく説明しかつ示すように選択され、他の当業者が種々の実施形態において及び予想される特定の使用に適するように種々の修正して、本発明をもっとも良く利用することができる。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって定められるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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