СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ФИГУРНЫХ ЗАКУСОЧНЫХ ЧИПСОВ
METHOD FOR PRODUCTION OF SHAPED SNACK CHIPS

Предпосылки создания изобретения
Перекрестная ссылка на родственную заявку
Приоритет настоящей заявки испрашивается на основании предварительно заявки US 61/791875 под названием "Method for Making a Shaped Snack Chip", поданной 15 марта 2013 г., содержание которой во всей полноте включено в настоящую заявку.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу и системе эффективного и рентабельного изготовления фигурных закусочных продуктов.
Описание уровня техники
Закусочные пищевые продукты являются популярными и удобными пищевыми продуктами, на которые существует высокий спрос. Закусочные пищевые продукты имеют множество различных форм от закусочных чипсов или хрустящих продуктов, которые могут изготавливаться из ломтиков пищевых продуктов или кусков листового теста, до экструдированных продуктов, которые изготавливают путем продавливания теста под высоким давлением через отверстие. Система и способ изготовления фигурных закусочных продуктов известны из патента US 6592923.
Тем не менее, описанная в нем система является сложной и дорогостоящей. Одной из основных сложностей в этой системе является выравнивание кусков теста. Создание способа и системы изготовления фигурных закусочных пищевых продуктов более эффективно и рентабельно, чем это возможно в настоящее время, стало бы усовершенствованием известного уровня техники.
Краткое изложение сущности изобретения
В настоящем изобретении предложено устройство и способ изготовления фигурных закусочных пищевых продуктов. В одном из вариантов осуществления способ изготовления множества фигурных пищевых продуктов включает формирование заготовок пищевых продуктов, перемещение заготовок в формовочную печь, которая содержит транспортер, содержащий по меньшей мере одну выпуклую пресс-форму, и сушку заготовок в формовочной печи с целью получения фигурных заготовок. Каждая фигурная заготовка может иметь волнообразную или волнистую форму. Предусмотрена по меньшей мере одна пружина, которая может содержать множество спиральных пружин или по меньшей мере одну пружинную проволочную сетку.
В другом варианте осуществления стадия формирование включает раскатку теста и его резку на заготовки. Тестом может являться по меньшей мере одно из следующего: тесто из кукурузной муки, тесто из картофельных хлопьев и тесто из пшеничной муки.
В другом варианте осуществления способ дополнительно включает окончательную сушку фигурных заготовок с целью получения фигурных закусочных чипсов. Окончательная сушка может включать по меньшей мере одно из следующего: жарку в горячем масле, сушку горячим воздухом, вакуумную сушку, струйную сушку, сушку инфракрасным излучением или сушку токами сверхвысокой частоты.
В одном из вариантов осуществления способа заготовки не совмещают по меньшей мере с одной выпуклой пресс-формой. По меньшей мере одна выпуклая пресс-форма может представлять собой стержень, прикрепленный к транспортеру, а на стадии окончательной сушки получают фигурные закусочные чипсы, имеющие скрученную форму. Транспортер может дополнительно представлять собой транспортер с сетчатой лентой, к которому прикреплена по меньшей мере одна выпуклая пресс-форма, или транспортер с цепной кромкой, к которой прикреплены пластинки с прикрепленной к ним по меньшей мере одной выпуклой пресс-формой.
В одном из вариантов осуществления формовочная печь представляет собой нагретую полость с бесконечным транспортером, приспособленным для перемещения через нее заготовок пищевых продуктов, при этом транспортер содержит по меньшей мере одну выпуклую пресс-форму. Транспортер может дополнительно представлять собой транспортер с цепной кромкой, к которой прикреплены пластинки, к которым прикреплена по меньшей мере одна выпуклая пресс-форма, или транспортер с сетчатой лентой с прикрепленной к нему по меньшей мере одной выпуклой пресс-формой. Эти, а также другие дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут ясными из следующего далее описания.
Краткое описание чертежей
Предполагаемые элементы новизны изобретения изложены в прилагаемой формуле изобретения. Вместе с тем, 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 сопровождающие чертежи, на которых:
на фиг. 1 показана блок-схема, иллюстрирующая технологические операции согласно настоящему изобретению,
на фиг. 2 показан вид в перспективе части печи ленточного транспортера согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг. 3 показан вид в перспективе фигурных закусочных продуктов, изготовленных согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг. 4 показан вид в перспективе волнообразной пружины, используемой в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг. 5 показан вид в перспективе фигурных закусочных продуктов, изготовленных согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, и
на фиг. 6 показан вид в перспективе фигурных закусочных продуктов, изготовленных согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание
В одном из вариантов осуществления фигурные закусочные пищевые продукты согласно настоящему изобретению изготавливают из разрезанного на куски листового теста. На фиг. 1 показана блок-схема, иллюстрирующая технологические операции согласно настоящему изобретению. В одном из вариантов осуществления на стадии 102 формируют из теста лист между двумя вращающимися в противоположных направлениях валками и на стадии 104 режут его на куски. На стадии 106 сушат куски теста в формовочной печи, которая содержит ленточный транспортер с множеством прикрепленных к нему пресс-форм для формирования фигурных заготовок. Затем фигурные заготовки подвергают окончательной сушке на необязательной стадии 108, приправляют на необязательной стадии 110 и упаковывают на необязательной стадии 112 с целью дальнейшей продажи. В некоторых вариантах осуществления предусмотрена необязательная стадия обжаривания или придания непроницаемости с целью частичной дегидратации кусков теста до поступления в формовочную печь. В других вариантах осуществления до или после любой из стадий, проиллюстрированных на фиг. 1, необязательно может быть предусмотрена одна или несколько других стадий сушки или технологических операций.
Листовым тестом, которое разрезают на куски, используемые согласно настоящему изобретению, может являться практически любой известный листовой пищевой продукт. Например, в настоящем изобретении может использоваться известное тесто из кукурузной муки, которое раскатывают и режут на куски для изготовления чипсов тортилья. Кроме того, в настоящем изобретении также может использоваться готовое тесто для картофельных чипсов, получаемое из влажных картофельных хлопьев. В соответствии принципами настоящего изобретения также могут использоваться другие известные листовые сухие продукты на основе, например, крахмала, картофеля, кукурузы, пшеницы, овса, риса, различных зерен, фруктов или овощей и любого их сочетания. Например, в соответствии с описанными принципами могут использоваться заготовки претцелей или экструдированные заготовки.
В одном из вариантов осуществления формируют из теста лист между двумя вращающимися в противоположных направлениях валками и разрезают его на куски. Затем перемещают куски теста по транспортеру в формовочную печь. На фиг. 2 проиллюстрирован один из вариантов осуществления транспортера и формовочной печи 202 согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг. 2, в формовочной печи используется ленточный транспортер 204, содержащий множество поперечных пластинок 206, каждый конец которых установлен на цепной кромке (не показанной) транспортера. Следует отметить, что цепную кромку ленточного транспортера необязательно образует цепь, и она может представлять собой сходную структуру, такую как лента или трос. В одном из вариантов осуществления пластинки могут легко извлекаться и заменяться пластинками, рассчитанными на изготовление продуктов другой формы. Примерами съемных или сменных пластинок являются пластинки, которые привинчены или прижаты к цепной кромке транспортера. В другом варианте осуществления пластинки представляют собой относительно плоские куски металла, керамики или другого жаростойкого материала. Также могут использоваться ленты других типов, такие как ленты из проволочной сетки.
В одном из вариантов осуществления множества к каждой пластинке 206 или непосредственно к транспортеру с сетчатой лентой прикреплены выпуклые пресс-формы 208. Выпуклые пресс-формы 208 служат для изменения обычно плоской формы кусков теста и получения фигурных заготовок. При отсутствии выпуклых, вогнутых или комбинированных пресс-форм куски теста лежали бы преимущественно плашмя при прохождении через печь. С этим связаны два изменения, ставшие возможными в настоящем изобретении. Во-первых, при использовании просто плоских пластинок получают также плоские по краям заготовки. Настоящее изобретение позволяет изготавливать закусочные продукты неплоской формы. Во-вторых, если плоские пластинки являются твердыми (что обычно требуется для обеспечения жесткости между цепными кромками транспортера), влага с трудом выходит из куска теста через поверхность, примыкающую к пластинке. Следовательно, кусок теста неравномерно и менее эффективно теряет влагу. Настоящее изобретение позволяет изменить динамику сушки при изготовлении закусочных продуктов.
Путем прикрепления по меньшей мере одной выпуклой пресс-формы к пластинкам на поверхности, по которой куски теста перемещаются через формовочную печь, можно изготавливать листовые закусочные продукты, имеющие привлекательные и полезные формы. Сила тяжести обеспечивает основную формовочную силу по мере того, как заготовки полностью или частично образуют складки над поверхностями пресс-форм.
Например, как показано на фиг. 2, к пластинкам формовочной печи прикреплено множество спиральных пружин. Когда формовочная печь, показанная на фиг. 2, используется для частичной дегидратации и формования листовых кусков теста с целью получения фигурных заготовок, после чего такие заготовки сушат до содержания влаги менее около 3% по весу и осматривают, получают закусочные чипсы, имеющие волнообразную форму. Один из вариантов осуществления закусочных чипсов закусочных чипсов волнообразной формы проиллюстрирован на фиг. 3.
Закусочные чипсы волнообразной формы имеют несколько явных преимуществ над известными плоскими закусочными чипсами. Во-первых, закусочные чипсы обычно имеют по меньшей мере одно чашеобразное углубление, которое может использоваться, чтобы более эффективно зачерпывать и расходовать соус. За счет волнообразной формы также снижается объемная плотность закусочных чипсов, что препятствует оседанию чипсов при упаковывании и транспортировке. За счет волнообразной формы также повышается сопротивление закусочных чипсов разрушению. Когда закусочные чипсы имеют плоскую форму, они имеют длинное плечо силы, с одной стороны которого может увеличиваться усилие, прилагаемое к другой стороне. Поскольку волнообразные закусочные чипсы, изготовленные согласно настоящему изобретению, имеют более короткое, изогнутое плечо силы, они менее подвержены разрушению при упаковывании и транспортировке.
Множество выпуклых пресс-форм также отделяют куски теста от транспортера. Это позволяет влаге выходить с ближней к транспортеру стороны куска теста, за счет чего обеспечивается более равномерная и эффективная дегидратация кусков теста.
Спиральные пружины, показанные на фиг. 2, не являются единственным вариантом осуществления выпуклых пресс-форм, входящим в объем настоящего изобретения. Могут использоваться другие пружины различных форм, изготовленные путем придания желаемой формы металлической проволочной сетке и прикрепленные к пластинкам формовочной печи. Например, в целом квадратным или прямоугольным кускам плоской проволочной сетки может быть придана волнообразная форма, как показано на фиг. 4. Пружинная проволочная сетка для получения заготовок волнообразной формы также может быть сформирована путем придания волнообразной формы листу проволочной сетки и его крепления к каждой пластинке формовочной печи. Варианты форм и размеров пружин почти не ограничены. В действительности, для формирования кусков теста и получения фигурных заготовок к транспортеру также могут крепиться жаростойкие элементы помимо пружин. Такие элементы могут представлять собой штампованные или обработанные на станке металлические детали, которые могут крепиться к транспортеру, или резьбовые элементы, которые ввинчиваются в транспортер и могут иметь головки различной формы, такой как шестигранник, иногда называемые шестигранной гайкой. В другом варианте осуществления поверхность ленты представляет собой сочетание поверхностей вогнутых и выпуклых пресс-форм.
В одном из вариантов осуществления пружины или элементы, прикрепленные к транспортеру, изготовлены из металла или керамики, которая, не деформируясь, выдерживает температуры выше 650°F. Одним из предпочтительных материалов, используемых для изготовления пружин, является проволока из нержавеющей стали марки 17-7 PH (согласно стандарту ASTM A313). Диаметр проволоки предпочтительно составляет около 0,061 дюйма, но может составлять от около 0,040 до 0,120 дюйма. Более толстая проволока лучше переносит тепло, чем более тонкая проволока.
Применение пружин, прикрепленных к транспортеру, обеспечивает ряд явных преимуществ над другими способами формования. Так, в упомянутом выше патенте US 6592923 предложен сложный и дорогостоящий способ изготовления чашеобразных закусочных чипсов. Как описано в изобретении, куски теста должны выравниваться с пресс-формами, и толкатель прижимает куски теста, придавая им форму. Напротив, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения для придания формы кускам теста не требуется их выравнивание или применение толкателей. По мере поступления кусков разрезанного листового теста, в особенности кусков теста, получаемых путем резки без промежутков или с небольшими промежутками, на ленточный транспортер, куски теста сгибаются под действием силы тяжести, приближаясь к форме поверхности пружин, и формируются заготовки с волнообразной поверхностью. Термин "промежуток" используется для обозначения участков листа теста, которые остаются между заготовками после резки. Промежутки обычно считаются обрезками теста и могут возвращаться в повторный цикл на более ранние стадии способа. Резкой без промежутков является резка теста с получением заготовок с небольшим количеством обрезков или без обрезков. Одним из примеров резки без промежутков является резка на шестиугольные заготовки, каждая сторона которых имеет общую границу с соседней заготовкой за исключением заготовок, ближайших к наружным краям резака. Резкой с небольшими промежутками является резка, при которой множество заготовок имеют по меньшей мере одну общую кромку, но между рядами или столбцами заготовок может образовываться линия обрезков.
Когда в способе отсутствует стадия совмещения, выпуклые пресс-формы должны быть размещены таким образом, чтобы преимущественно все заготовки по меньшей мере частично касались по меньшей мере одной поверхности пресс-формы. Заготовки независимо от формы могут иметь большой диаметр. Большим диаметром является наибольший отрезок прямой, которая пересекает по меньшей мере часть заготовки и имеет конечные точки, лежащие на наружной кромке заготовки. В случае круглой заготовки большой диаметр равен диаметру окружности. В случае заготовок шестиугольной, треугольной или неправильной формы большой диаметр зависит от конкретной геометрии заготовки.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления расстояние между выпуклыми пресс-формами является меньшим, чем большой диаметр заготовок. За счет этого по меньшей мере частично обеспечивается формование по меньшей мере части каждой заготовки. Когда расстояние между пресс-формами является меньшим, чем большой диаметр заготовок, пресс-формы оказывают большее влияние на форму получаемых закусочных чипсов. В другом варианте осуществления расстояние между выпуклыми пресс-формами является по меньшей мере на 10% или по меньшей мере на 20% меньшим, чем большой диаметр заготовок. В одном из вариантов осуществления расстояние между выпуклыми пресс-формами является по меньшей мере на 50% меньшим, чем большой диаметр заготовок. В этом варианте осуществления на форму каждого из закусочных чипсов могут влиять две пресс-формы.
Хотя в варианте осуществления без стадии совмещения каждый закусочный продукт необязательно имеет одинаковую форму, пресс-формы могут быть расположены достаточно близко друг от друга, чтобы каждый закусочный продукт все же имел чашеобразное углубление, поскольку, несмотря на то, что куски теста необязательно совмещены с пресс-формами, пространства между любыми двумя пресс-формами недостаточно для того, чтобы кусок теста оставался плоским при прохождении через формовочную печь. Отсутствие стадии совмещения может существенно снижать затраты и сложность производственного процесса, но при этом закусочные чипсы согласно настоящему изобретению обладают улучшенной способностью зачерпывать соус.
Другие известные способы формования предусматривают использование верхней и нижней плит, которые сближаются после того, как продукт помещен или налит на нижнюю плиту. Например, в патенте US 5601012 используется пресс-форма с соответствующими вогнутой и выпуклой поверхностями для выпекания одинаковых корзиночек. В сходном способе с использованием подвижной верхней и нижней частей используется штамп, пресс или толкатель для формирования фигурных пищевых продуктов из полуфабрикатов. Настоящее изобретение является значительно более простым и менее дорогостоящим с точки зрения капитальных и эксплуатационных затрат, чем эти известные способы формования фигурных пищевых продуктов.
Внутри формовочной печи куски теста лишаются влаги до такой степени, при которой фигурные заготовки будут сохранять свою форму при последующих технологических операциях. Необходимая степень дегидратации варьирует в зависимости от типа листового теста, подвергаемого тепловой обработке. В одном из вариантов осуществления куски теста поступают в формовочную печь при содержании влаги от около 45% до 55% по весу. В зависимости от начального содержания влаги в тесте при его формировании может требоваться стадия предварительной сушки, обжаривания или придания непроницаемости для снижения содержания влаги до поступления теста в формовочную печь. В одном из предпочтительных вариантов осуществления обжаривание и формование происходит в одной и той же печи.
В одном из вариантов осуществления фигурные заготовки выходят из формовочной печи при содержании влаги от около 25% до 35% по весу. При этом содержании влаги заготовки обычно являются достаточно жесткими, чтобы сохранять свою форму при последующих технологических операциях.
С целью дегидратации внутри формовочной печи предпочтительно используют нагрев инфракрасным излучением, нагрев газовой ленточной горелкой или их сочетание. В одном из вариантов осуществления формовочная печь содержит по меньшей мере один инфракрасный нагревательный элемент над транспортером для продуктов и ленточные горелки под транспортером для продуктов. В других вариантах осуществления нагревают куски теста любым известным способом, таким как путем конвекции горячего воздуха, струйной сушки, сушки токами сверхвысокой частоты, сушки инфракрасным излучением или вакуумной сушки. В одном из вариантов осуществления температура внутри формовочной печи составляет по меньшей мере 500°F. В одном из предпочтительных вариантов осуществления температура внутри формовочной печи составляет по меньшей мере 1500°F.
В одном из вариантов осуществления куски теста полностью теряют влагу внутри формовочной печи. В одном из предпочтительных вариантов осуществления куски теста подвергают по меньшей мере одной дополнительной стадии дегидратации, чтобы довести содержание влаги до менее около 3%, более предпочтительно менее около 2% по весу.
После того, как заготовки выходят из формовочной печи, они могут быть подвергнуты дальнейшей обработке с использованием любого известного способа сушки. В одном из предпочтительных вариантов осуществления фигурные заготовки обрабатывают по меньшей мере одним из следующих способов: обжаривают в горячей масляной ванне, выпекают в сушильном шкафу, выпекают в печи с принудительной подачей потоков горячего воздуха или дегидратируют в печи с использованием энергии токов сверхвысокой частоты или инфракрасного излучения.
Пример 1
Раскатали тесто из кукурузной муки, содержащее молотую кукурузу, масло и воду, до толщины около 0,035 дюйма, между двумя вращающимися в противоположных направлениях валками. Содержание влаги в тесте из кукурузной муки составляло приблизительно 50% по весу. Разрезали лист теста из кукурузной муки на куски, имеющие приблизительные размеры и форму предлагаемых на рынке чипсов тортилья, с использованием известного дискового ножа.
Переместили куски теста из кукурузной муки в формовочную печь, сконструированную согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Формовочная печь содержала ленточный транспортер с цепной кромкой и поперечными пластинками для подачи продукта и его перемещения через печь. К каждой из пластинок прикреплено множество спиральных пружин. Спиральные пружины изготовлены из нержавеющей стальной проволоки диаметром 0,061 дюйма. Спиральные пружины прикреплены к пластинкам средней стойкой, фиксирующей конец пружины напротив пластинки, при этом ближний к пластинке конец пружины пропущен через отверстие и загнут. Расстояние между пружинами составляло около 2 дюймов в направлении движения и около 2,5 дюйма в поперечном направлении. Пружины выступали из пластинок приблизительно на 0,625 дюйма и имели наружный диаметр около 1,4 дюйма.
Температура внутри формовочной печи составляла от около 500°F до 700°F. Время пребывания кусков теста в формовочной печи составляло приблизительно 8-10 секунд, а содержание влаги в фигурных заготовках на выходе из печи составляло около 28-31% по весу. Затем обжарили фигурные заготовки в горячем масле до содержания влаги менее 3% по весу. Готовым продуктом, изготовленным этим способом, являлись чипсы тортилья волнообразной формы по краям, сходной с формой, показанной на фиг. 3.
Пример 2
Раскатали тесто из кукурузной муки, содержащее молотую кукурузу, масло и воду, до толщины около 0,035 дюйма, между двумя вращающимися в противоположных направлениях валками. Содержание влаги в тесте из кукурузной муки составляло приблизительно 50% по весу. Разрезали лист теста из кукурузной муки на круглые заготовки с использованием известного дискового ножа.
Затем поместили каждую круглую заготовку поверх 0,75-дюймовой шестигранной гайки, прикрепленной к транспортеру формовочной печи. Формовочная печь содержала нагреватели с использованием инфракрасного излучения высокой интенсивности, нагретые до 1700°F и находящиеся на расстоянии приблизительно 3 и 5 дюймов над заготовками. Время пребывания заготовок в формовочной печи составляло приблизительно три секунды. Затем поджарили фигурные заготовки в тостерной печи и обжарили в горячем растительном масле. На фиг. 5 показан вид в перспективе фигурных закусочных продуктов, изготовленных согласно Примеру 2.
Пример 3
Сформировали круглые заготовки, как описано выше в Примере 2. Поместили каждую круглую заготовку на стержень, прикрепленный к транспортеру формовочной печи, описанной в Примере 2. После выхода из формовочной печи фигурные заготовки имели форму полумесяца и U-образное поперечное сечение, как у известных хрустящих "ракушек" тако. Тем не менее, после обжарки фигурных заготовок до конечного содержания влаги менее около 2% они продолжили скручиваться внутрь и образовали трубчатые фигурные закусочные пищевые продукты, изготовленные из круглых заготовок. Эту форму иногда называют "такито" или скрученным такос, и на фиг. 6 показан вид в перспективе таких закусочных чипсов. Вне связи с какой-либо теорией заявители полагают, что между стороной заготовки, обращенной к инфракрасным нагревателям в формовочной печи, и стороной напротив нагревателей образуется перепад влажности. Когда фигурную заготовку затем обжаривают в горячем масле, влага, выходящая с поверхность напротив нагревателей, заставляет эту поверхность продолжать скручиваться внутрь. В одном из вариантов осуществления предусмотрена следующая за формованием стадия сушки (или обжаривания), на которой дополнительно изменяется форма фигурной заготовки. В одном из предпочтительных вариантов осуществления на следующей за формованием стадии сушки фигурная заготовка скручивается в направлении стороны заготовки, ранее соприкасавшейся с пресс-формой (или формованной стороны фигурной заготовки).
Хотя изобретение конкретно проиллюстрировано и описано со ссылкой на один из предпочтительных вариантов осуществления, специалисты в данной области техники поймут, что в него могут быть внесены различные изменения по форме и подробному содержанию, не выходящие за пределы существа и объема изобретения. Например, могут быть изменены размеры с целью увеличения или уменьшения общих размеров закусочных чипсов, могут быть изменены формы закусочных чипсов, и может меняться состав закусочных чипсов с целью корректировки текстуры и вкуса готового продукта и создания различных сочетаний вкусов и/или включений. Кроме того, средство резки продукта необязательно должно относиться к одному конкретному типу и может включать любое число широкодоступных режущих устройств. Могут быть желательными готовые продукты различной толщины. Общий замысел настоящего изобретения заключается в создании фигурных закусочных чипсов, которые могут изготавливаться эффективным способом. Кроме того, на оборудовании и способом согласно настоящему изобретению также могут изготавливаться другие печеные или жареные пищевые продукты, такие как претцели.