СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОРЕХОВОЙ МАССЫ В ФОРМЕ КУБИКОВ
METHOD FOR PRODUCTION OF NUT MASS IN THE SHAPE OF CUBES

Предпосылки создания изобретения
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу изготовления формованной ореховой массы, более точно, способу изготовления множества шестигранников и кубиков ореховой массы.
Описание уровня техники
Закуски являются популярным и удобным пищевым продуктом. За последние годы происходит резкое увеличение спроса на натуральные пищевые продукты в целом и, в частности, на натуральные закуски. Орехи и семена являются натуральными пищевыми продуктами, но не имеют сладкого вкуса и аромата, который желателен потребителям. Из уровня техники известна арахисовая карамель в качестве закуски на основе орехов. Арахисовую карамель обычно изготавливают путем смешивания от 40% до 60% по весу сырых орехов со связующим раствором. Например, в патенте US 6074684 описана арахисовая карамель, содержащая 8 частей арахиса на 6 частей кукурузного сиропа и 4 части арахисового масла на 3 части кукурузного сиропа по объему. Таким образом, перед добавлением арахисового масла, которым разбавляют сырой арахис, смесь содержит менее 60% по весу арахиса. Тем не менее, многие потребители желают, чтобы закуски имели еще более высокое содержание натуральных пищевых продуктов. К сожалению, сложно изготовить подобную арахисовой карамели массу с более высоким содержанием орехов, поскольку получаемую смесь сложно формовать и резать на прямоугольники в промышленных масштабах. В результате, как указано в патенте US 4010284, многим изготавливаемым ореховым массам просто придают произвольную свободную форму. Таким образом, существует потребность в способе изготовления в промышленных масштабах множества кубиков ореховой массы с высоким содержанием орехов.
Краткое изложение сущности изобретения
В настоящем изобретении предложен способ изготовления множества шестигранников массы с высоким содержанием орехов, включающий стадии, на которых смешивают исходный пищевой продукт со связующим сиропом и получают смесь на основе орехов, которая содержит от около 60% до около 85% упомянутого исходного продукта, помещают упомянутую смесь на основе орехов, имеющую регулируемую температуру, на конвейер для изготовления пластин, движущийся в продольном направлении, прессуют упомянутую смесь на основе орехов с целью получения ореховой пластины с помощью, по меньшей мере, одного прижимного ролика, используют, по меньшей мере, одно вращающееся устройство для продольной резки, скорость вращения которого превышает скорость движения пластины, для одновременного протягивания и резки упомянутой ореховой пластины на продольные полосы и режут упомянутые продольные полосы в поперечном направлении с целью получения множества шестигранников ореховой массы.
Согласно одной из особенностей изобретения тщательно управляют податливостью пластины путем регулирования температуры пластин. Согласно одной из особенностей регулируют угол резки устройства для продольной резки с целью снижения давления в устройстве для продольной резки и облегчения движения пластины через устройство для продольной резки. Согласно одной из особенностей регулируют частоту вращения устройства для продольной резки относительно скорости перемещения пластин с целью облегчения перемещения пластин через устройство для продольной резки. Эти, а также дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут ясны из следующего далее подробного описания.
Краткое описание чертежей
В прилагаемой формуле изобретения изложены обладающие новизной признаки, считающиеся отличительными признаками изобретения. Тем не менее, само изобретение, а также предпочтительный способ его применения, его дополнительные задачи и преимущества будут лучше поняты из следующего далее подробного описания наглядных вариантов осуществления со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
на фиг.1 показана блок-схема, иллюстрирующая стадии переработки согласно настоящему изобретению,
на фиг.2 показан вид в перспективе части участка резки согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.3А показано перспективное линеаризованное парциальное сечение наружной окружности устройства для продольной резки согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.3Б показан частичный вид с торца, показанный на фиг.3А, и
на фиг.4 показан вид в перспективе ореховой массы, изготовленной согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание
Предложенную в настоящем изобретении ореховую массу шестигранной формы изготавливают с использованием орехов и связующего сиропа. Используемый в описании термин "ореховая масса шестигранной формы" означает формованную ореховую массу, имеющую шесть сторон и включающую кубики и четырехугольники со сторонами с одинаковой или неодинаковой площадью. На фиг.1 показана блок-схема, иллюстрирующая стадии переработки согласно настоящему изобретению. В одном из вариантов осуществления орехи 110, связующий сироп 128 и необязательно семена 130 при повышенной температуре, которой считается температура выше температуры окружающей среды, помещают в мешалку 200 непрерывного действия, из которой смесь экструдируют на конвейер 300 для изготовления пластин, на котором смесь прессуют и режут на кубики на конвейере 400 для резки. Затем кубики направляют на конвейер 500 для охлаждения и далее на стадию 600 упаковывания.
Смесь, состоящая из всех технологических потоков 116, 128, 130, поступающих в мешалку 200, предпочтительно содержит от около 60% до около 85%, более предпочтительно от около 65% до около 85%, наиболее предпочтительно от около 77% до около 82% исходного пищевого продукта по весу всей смеси, поступающей в мешалку 200. Используемый в описании термин "исходный пищевой продукт" означает сырые или обжаренные орехи или семена. В одном из вариантов осуществления используют цельные орехи или семена в отличие от измельченных или резаных орехов или семян. Орехи, используемые в настоящем изобретении, могут быть выбраны из орехов одного или нескольких видов, включающих без ограничения арахис, кешью, миндаль, грецкий орех, пекан, каштан, австралийский орех, фисташки, фундук/лесной орех, бразильский орех и кедровый орех. Кроме того, семена, используемые в настоящем изобретении, могут быть выбраны из семян одного или нескольких видов, включающих без ограничения семена кунжута, семена подсолнечника, семена тыквы, льняное семя, маковые семена и семена тыквенных растений. В одном из вариантов осуществления исходный пищевой продукт содержит от около 1% до около 20% семян. Сочетания и соотношения орехов и семян зависят от используемых орехов, и оптимизируют исходя из предпочтений потребителей с учетом перерабатываемости, поставок и экономических характеристик. Используемый в описании термин "смесь на основе орехов" означает исходный пищевой продукт, который был смешан со связующим сиропом, при этом подразумевается, что термин "смесь на основе орехов" охватывает смеси на основе исходных пищевых продуктов, содержащие только семена без орехов, смешанные со связующим сиропом, а также смеси на основе исходных пищевых продуктов, содержащие только орехи без семян, смешанные со связующим сиропом.
В одном из вариантов осуществления орехи подвергают обжарке 112 в печи, действующей при температуре от около 250°F до около 300°F, более предпочтительно от около 265°F до около 280°F в течение от около 5 до около 15 минут, более предпочтительно в течение около 10 минут. В одном из вариантов осуществления орехи с природным содержанием влаги от около 3% до около 7% по весу подвергают обжарке 112, пока содержание влаги не будет составлять от около 0,5% до около 4% по весу, наиболее предпочтительно около 2% влаги по весу. Затем орехи с повышенной температурой могут быть добавлены непосредственно в мешалку 200.
В одном из альтернативных вариантов осуществления могут использоваться предварительно обжаренные орехи. Если орехи 116 с температурой окружающей среды смешивают со связующим сиропом 128 с повышенной температурой, выходящим из испарителя 126 в мешалке 200, орехи 116 могут быстро снизить температуру сиропа, сироп может не поступать должным образом, и может не происходить должное смешивание связующего сироп и орехов или семян и их обволакивание связующим сиропом. Следовательно, если используются предварительно обжаренные орехи или необжаренные орехи, предпочтительно, чтобы орехи были подвергнуты предварительному нагреву 114 до температуры, достаточной для предотвращения существенного охлаждения смеси на основе орехов в мешалке 200. В одном из вариантов осуществления орехи 116, поступающие в мешалку 200, имеют повышенную температуру от около 180°F до около 200°F. В одном из вариантов осуществления температура смеси на основе орехов в мешалке составляет от около 200°F до около 250°F, более предпочтительно от около 210°F до около 240°F, наиболее предпочтительно от около 220°F до около 235°F.
В Таблице 1 приведен состав ингредиентов 120 для одной из рецептур связующего сиропа. Кроме того, также указаны различные приемлемые диапазоны ингредиентов 120 связующего сиропа. Как указано далее, ингредиенты связующего сиропа включают базовый сироп, такой как кукурузный сироп, сироп из шелушенного риса или рисовый солод или мед; сахар, такой как сгущенный сок сахарного тростника или сахарозу, необязательно морскую соль и необязательно воду. Также могут использоваться искусственные подсластители и сахаристые спирты.
Таблица 1
Ингредиенты связующего сиропа для ореховой массы
Ингредиент
Содержание, % по весу
Диапазон, % по весу
Базовый сироп
62%
40-70%
Сахар
34%
10-50%
Морская соль
2%
0-10%
Вода
2%
0-5%
В одном из вариантов осуществления ингредиенты связующего сиропа смешивают в мешалке 122 для партий сиропа или другой применимой мешалке и нагревают до повышенной температуры. Повышенная температура должна быть достаточно высокой для того, чтобы сделать растворимыми сахара, но не настолько высокой, чтобы вызвать карамелизацию сахара. Повышенные температуры также способны влиять на характеристики вязкости и консистенции сахаров в связующем сиропе. В одном из вариантов осуществления достаточной температурой ингредиентов связующего сиропа является температура от около 170°F до около 200°F, более предпочтительно от около 175°F до около 185°F. В одном из вариантов осуществления смесь ингредиентов связующего сиропа в мешалке 122 имеет показатель около 76° по шкале Брикса. Затем смесь ингредиентов связующего сиропа может быть направлена в расходный резервуар 124 для сиропа, в котором поддерживается повышенная температура связующего сиропа. Расходный резервуар 124 для сиропа позволяет непрерывно осуществлять процесс путем приема партий из мешалки 122 с непрерывным нагнетанием смеси ингредиентов связующего сиропа в испаритель 126. Испаритель 126 удаляет влагу, в результате чего образуется связующий сироп 128. Количество тепла, подаваемого в испаритель 126, может регулироваться таким образом, чтобы температура на выходе связующего сиропа 128 составляла от около 240°F до около 290°F, более предпочтительно от около 250°F до около 280°F, наиболее предпочтительно от около 255°F до около 275°F. При более высоких температурах на выходе от около 280°F до около 290°F вязкость связующего сиропа 128 повышается и начинается приближаться к пороговой температуре, при которой может произойти карамелизация и подгорание сахаров в связующем сиропе. При температурах ниже около 240°F в связующем сиропе 128 содержится чрезмерное количество влаги, и готовый продукт будет иметь очень вязкую и липкую консистенцию, что затрудняет его переработку в устройстве 450 для продольной резки. Диапазон температур связующего сиропа 128, выходящего из испарителя 126, также важен для того, чтобы относительно небольшая масса связующего сиропа 128 могла эффективно связывать относительно большую массу орехов/семян. Поскольку испаритель 126 удаляет большую часть воды, связующий сироп 128, выходящий из испарителя 126, имеет содержание влаги менее около 5%, предпочтительно от около 1% до около 3%, наиболее предпочтительно около 2%. Затем орехи и/или семена и связующий сироп направляют в нагретую мешалку непрерывного действия, такую как одношнековая формовочная машина 200 с малыми сдвиговыми усилиями для формования смеси на основе орехов. В Таблице 2 приведен состав одной из рецептур получаемой смеси на основе орехов. Кроме того, также приведены различные приемлемые диапазоны ингредиентов.
Таблица 2
Ингредиенты ореховой массы
Ингредиент
Содержание, % по весу
Диапазон, % по весу
Орехи
76%
0%-90%
Семена
2%
0%-90%
Сироп из шелушенного риса
14%
0-20%
Сгущенный сок сахарного тростника
7%
0-20%
Морская соль
0,5%
0-3%
Вода
0,5%
0-3%
На этой стадии смесь на основе орехов помещают на конвейер 300 для изготовления пластин, на котором смесь прессуют между нижней стальной бесконечной лентой 302 и верхней бесконечной хлопчатобумажной лентой 310 вокруг множества прижимных или кулачковых роликов 320. Из смеси на основе орехов прессуют пластину 330 толщиной от около ½ дюйма до около 1 дюйма, более предпочтительно от около 5/8 дюйма до около ¾ дюйма, наиболее предпочтительно около 0,7 дюйма в варианте осуществления кубической формы. По мере раскатки смеси на основе орехов она частично охлаждается. Смесь на основе орехов должна иметь температуру, при которой получаемая ореховая пластина была бы достаточно загустевшей и жесткой, чтобы сохранять форму в процессе поперечной и продольной резки ореховой пластины, но не слишком податливой. Если ореховая пластина слишком податлива, пластину становится трудно резать в поперечном направлении, что создает нежелательное противодавление. Под действием противодавления пластина перемещается в обратном направлении, что может привести к заеданию конвейера для изготовления пластин и конвейера для резки. С другой стороны, если ореховая пластина является слишком жесткой, ее становится трудно резать в продольном направлении. В одном из вариантов осуществления температуру конвейера 300 для изготовления пластин регулирует с помощью водяной бани, расположенной вблизи нижней стальной бесконечной ленты 302 и обеспечивающей регулируемую температуру пластин непосредственно перед резкой с помощью вращающегося устройства 450 для продольной резки, в пределах от около 120°F до около 180°F, более предпочтительно от около 135°F до около 145°F. Затем ореховую пластину направляют на участок 400 резки, где ореховую пластину разрезают в продольном направлении с помощью вращающегося устройства 450 для продольной резки, чтобы разделить непрерывную пластину на непрерывные продольные полосы или множество рядов продукта.
На фиг.2 показан вид в перспективе части участка 400 резки согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Одинаковыми цифровыми позициями на чертежах обозначены одинаковые или сходные элементы. Как показано на фиг.1 и 2, перед устройством для продольной резки находится плита 410, направляющая пластину 305 и предотвращающая ее изгибание в результате противодавления в устройстве 450 для продольной резки. Плита 410 может быть зафиксирована поперечным или другим применимым опорным стержнем 412 с помощью применимого установочного элемента 414. В одном из вариантов осуществления плита 410 состоит из вспененного полиэтилена сверхвысокой молекулярной массы (EUHMWPД) или металла с другим антипригарным покрытием. Как показано на фиг.2, если желательно получить множество продольных полос 470, множество устройств 450 для продольной резки могут быть помещены параллельно друг другу по ширине пластины на определенном расстоянии друг от друга. В одном из вариантов осуществления плита 410 необязательно окружает по меньшей мере часть режущей пластины устройства для продольной резки за счет того, что на определенном расстоянии от устройства 450 для продольной резки предусмотрен канал 452, позволяющий устройству для продольной резки входить в зацепление с пластиной 305. В одном из вариантов осуществления вращающиеся устройства 450 для продольной резки разнесены параллельно друг другу на расстояние около 0,75 дюйма по ширине ленты, в результате чего получают продольные полосы 470 шириной около 0,75 дюйма. Разумеется, эти цифры приведены лишь в качестве иллюстрации, а не ограничения.
Ровная, экономичная резка пластины с высоким содержанием орехов и одновременное обеспечение поступательного движения продукта является очень сложной задачей. Это может быть в особенности сложным, если используются цельные орехи или семена. Как указано выше, одним из важных факторов, обеспечивающих соответствующую податливость пластины, является необходимость тщательного регулирования температуры пластин. Кроме того, в одном из вариантов осуществления важную роль в обеспечении ровной экономичной продольной резки также играет конструкция устройства для продольной резки. Следовательно, в одном или нескольких из вариантов осуществления настоящего изобретения может использоваться вращающееся устройство для продольной резки, имеющее множество рифленых ножей на наружной окружности 458.
На фиг.3А показано перспективное линеаризованное парциальное сечение наружной окружности 458 устройства для продольной резки согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. В одном из вариантов осуществления рифленый или зубчатый нож имеет множество выступов 460 на наружной окружности 458. В одном из вариантов осуществления выступы 460 разделены дугообразной впадиной 464, имеющей радиус изгиба от около 1/10 дюйма до около ¼ дюйма, более предпочтительно около 1/8 дюйма. В одном из вариантов осуществления расстояние 462 между выступами 460 составляет от около 1/10 дюйма до около ¼ дюйма, более предпочтительно около 1/8 дюйма. В одном из вариантов осуществления дугообразная впадина 464 имеет амплитуду от около 0,010 до около 0,020, более предпочтительно около 0,015 дюйма.
На фиг.3Б показан частичный вид с торца, показанный на фиг.3А. В одном из вариантов осуществления нижняя оконечность 466 зубца имеет угол 467 при основании от около 0 до около 10 градусов, более предпочтительно угол 467 при основании составляет около 5 градусов.
В одном из вариантов осуществления выступ 460 имеет угол 461 при вершине от около 0 градусов до около 20 градусов, более предпочтительно около 10 градусов. В одном из вариантов осуществления устройство для продольной резки имеет около 450 выступов 460 на наружной окружности 458. Это число также приведено исключительно в целях иллюстрации.
Как показано на фиг.1, в одном из вариантов осуществления может использоваться одно вращающееся устройство 450 для последовательной продольной резки ореховой пластины. В одном из вариантов осуществления участок вращающихся устройств 450 для продольной резки имеет два или более устройств для последовательной продольной резки. Например, устройство для последовательной продольной резки, расположенное после конвейера для изготовления пластин, частично разрезает пластину по толщине, например, от около 25% до около 75%, более предпочтительно около 50% толщины пластины, а второе устройство для продольной резки завершает резку и почти соприкасается или соприкасается с нижней лентой 402 конвейера.
В одном из вариантов осуществления наружная окружность 458 вращающегося устройства 450 для продольной резки вращается с достаточной частотой для того, чтобы устройство для продольной резки сообщало тяговое движение пластине и обеспечивало непрерывное поступательное движение пластины (например, слева направо, как показано на фиг.1). Так, в одном из вариантов осуществления устройство для продольной резки имеет частоту вращения, превышающую скорость движения пластины. В одном из вариантов осуществления устройство для продольной резки одновременно протягивает ореховую пластину и режет ее на продольные полосы.
В одном из вариантов осуществления увеличено сцепление пластины с верхней лентой и/или нижней лентой, например, верхняя или нижняя лента выполнены более липкими во избежание соскальзывания пластины в обратном направлении. Для придания больше липкости одна или обе ленты могут быть покрыты связующим сиропом.
В одном из вариантов осуществления диаметр устройства для продольной резки выбран таким образом, чтобы обеспечивать угол резания, при котором обеспечивается ровная, экономичная резка. В одном из вариантов осуществления диаметр устройства для продольной резки составляет от около 5 до около 30 дюймов, более предпочтительно от около 8 до около 10 дюймов.
В одном из вариантов осуществления устройство 450 для продольной резки имеет множество зазубрин 456, обеспечивающих ровную, экономичную резку с минимумом мелких частиц. В одном из вариантов осуществления устройство 450 для продольной резки имеет электролитическое покрытие из никеля для сведения к минимуму прилипания ореховой пластины 305.
В одном из вариантов осуществления вращающееся устройство для продольной резки имеет зазор 454 между ножом и опорной поверхностью менее около 0,3 дюйма, а в одном из вариантов осуществления менее около 0,03 дюйма. Такой зазор 454 между ножом и опорной поверхностью выгодно обеспечивает продольную резку с одновременным сведением к минимуму противодавления.
Как показано на фиг.2, затем продольные полосы 470 режут на шестигранники 490 ореховой массы с помощью гильотинного ножа 480 или другого применимого резака, режущего в поперечном направлении. В одном из вариантов осуществления (не показан), вместо гильотинного ножа может использоваться дисковый нож, режущий поперечном направлении. Такой вариант осуществления позволяет получать трапециевидные шестигранники ореховой массы. Ореховую массу подвергают охлаждению 500 до температуры менее около 100°F или до температуры окружающей среды способами, хорошо известными из уровня техники, и направляют на стадию 600 упаковывания.
На фиг.4 показан вид в перспективе кубика 490 ореховой массы с высоким содержанием орехов, изготовленного согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Показано, что ореховая масса имеет четкие грани, напоминающие куб, а также содержит цельные, не дробленые орехи.
Пример
Ингредиенты связующего сиропа, включающие около 640 фунтов сиропа из шелушенного риса, около 347 фунтов сгущенного сока сахарного тростника, около 196 фунтов воды и около 29 фунтов морской соли смешали и нагрели до температуры около 180°F в мешалке для партий сиропа. Ингредиенты связующего сиропа поместили в расходный резервуар 124 для сиропа, в котором поддерживалась температура около 180°F. Затем ингредиенты связующего сиропа перекачали в испаритель, в котором из них была удалена влага, в результате чего получили около 250 фунтов связующего сиропа с содержанием твердого вещества около 98%. Может использоваться испаритель таких изготовителей, как Design Tools and Gauges (Беркенхед, Великобритания). Полученный связующий сироп загрузили в загрузочную воронку обогреваемой паром мешалки непрерывного действия.
Орехи, предварительно обжаренные при температуре около 270°F в течение около 12 минут в печи Nut Roaster производства Wolverwine, Proctor and Schwartz (Мерримак, штат Массачусетс, США). Затем обжаренные орехи загрузили в устройство для предварительного нагрева, нагретое до температуры около 200°F, со скоростью около 975 фунтов в час, после чего загрузили в воронку вместе с около 250 фунтами в час связующего сиропа и около 25 фунтами в час семян кунжута, и смешивали ингредиенты в мешалке непрерывного действия с целью получения смеси на основе орехов. Могут использоваться устройства для предварительного нагрева и испарители таких изготовителей, как Design Tools and Gauges (Беркенхед, Великобритания).
Затем смесь на основе орехов поместили на конвейер для изготовления пластин, на котором из смеси на основе орехов со скоростью около 1200 фунтов в час изготовили ореховую пластину шириной около 35 дюймов и толщиной около 0,7 дюйма (18 мм) и охладили ее до температура около 140°F. Могут использоваться конвейеры для изготовления пластин таких изготовителей, как Sandvik Process Systems (Тотова, штат Нью-Джерси, США). Затем ореховую пластину, движущуюся с линейной скоростью около 12 футов в минуту, с помощью параллельно действующих 50 устройств для продольной резки разрезали на 35 продольных полос шириной около 3/4 дюйма. Каждое устройство для продольной резки имеет наружный диаметр около 9 дюймов и независимо вращается со скоростью около 170 об/мин, обеспечивающей приложение устройством для продольной резки тягового усилия к пластине в поступательном направлении. С помощью гильотинного ножа, действующего со скоростью около 192 поперечных разрезов в минуту, получили множество ореховых кубиков весом около 4,5 граммов каждый длиной около 0,75 дюйма, высотой около 0,7 дюйма и шириной около 0,75 дюйма. Таким образом, согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения в массовых количествах, например, со скоростью около 1200 фунтов в час могут изготавливаться небольшие кубики ореховой массы.
Настоящее изобретение обеспечивает множество преимуществ. Во-первых, в настоящем изобретении предложен новый способ изготовления кубиков ореховой массы с высоким содержанием орехов. В изобретении предложен новый способ резания смеси с высоким содержанием орехов. Наконец, в настоящем изобретении предложен новый способ экономичного изготовления больших количеств кубиков ореховой массы с высоким содержанием орехов с сохранением традиционной и ожидаемой консистенции, внешнего вида вкуса и аромата орехов.
Хотя изобретение конкретно рассмотрено и описано со ссылкой на предпочтительный вариант осуществления, специалисты в данной области техники поймут, что в него могут быть внесены различные изменения по форме и содержанию, не выходящие за пределы существа и объема изобретения. Например, могут быть изменены размеры, чтобы увеличить или уменьшить общий размер кусочков орехов; может быть изменена форма кусочков орехов; и может быть изменен состав орехов с целью коррекции консистенции, и аромата, и вкуса готового продукта и использования различных сочетаний вкусов и ароматов и/или включений. Кроме того, используемое средство резки продукта необязательно должно быть одного конкретного типа, и может включать любое число общедоступных режущих устройств. Готовый продукт может по желанию иметь различную толщину. Общим назначением настоящего изобретения является создание кубика ореховой массы с высоким содержанием орехов, который может быть изготовлен эффективным способом.