close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4015

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4015
(13)
C1
(51)
(12)
7
A 23J 3/16,
A 23J 3/26,
B 29C 47/62
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОЕВЫХ ТЕКСТУРАТОВ
ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АНАЛОГОВ МЯСОПРОДУКТОВ
И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 19990781
(22) 1999.08.06
(46) 2001.09.30
(71) Заявитель: Чулков А.А. (BY)
(72) Автор: Чулков А.А. (BY)
(73) Патентообладатель: Чулков Алексей Алексеевич
(BY)
(57)
1. Способ получения соевых текстуратов для производства аналогов мясопродуктов, включающий подачу
сырья, его перемешивание до гомогенизации и нагрев с образованием расплавленной массы, последующее
прессование и формование продукта при создании сдвиговых напряжений в расплавленной массе сырья, отличающийся тем, что при прессовании и формовании сдвиговые напряжения создают путем деления расплавленной массы на потоки, из части которых формируют противоток.
2. Устройство для получения соевых текстуратов для производства аналогов мясопродуктов, содержащее
экструдер с загрузочной камерой, корпусом под четыре технологические зоны: подачи сырья; перемешивания до гомогенизации; нагрева с образованием расплавленной массы; прессования и формования продукта,
шнеком, нагревательным элементом и головкой с фильерой, отличающееся тем, что шнек в зоне прессования и формования корпуса перед головкой экструдера выполнен в виде элемента обратного хода с продольным каналом.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что экструдер содержит второй шнек, при этом оба шнека
одинаковы и установлены параллельно с возможностью вращения при взаимном сцеплении в одну сторону.
4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что каждый элемент обратного хода содержит четыре витка.
(56)
US 3950564 A, A 23J 3/00, 1976.
US 4844935 A, A 23P 1/12, 1989.
US 4185123 A, A 23J 3/00, 1980.
FR 2566700 A1, A 23P 1/12, 1986.
RU 97110989 A, A 23P 1/12, 1999.
RU 2118257 С1, В 29C 47/38, 1998.
Жушман А.И. и др. Новое в технике и технологии производства пищевых продуктов экструзионным методом. - М., 1991.
BY 4015 C1
Заявляемое изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к получению текстурированных соевых продуктов из сырья с высоким содержанием белка, предназначенных для производства аналогов
мясопродуктов путем термопластичной экструзии, а также к устройствам типа экструдеров для получения
таких продуктов.
Существует множество текстурированных соевых продуктов, полученных путем термопластичной экструзии, отличающихся внешним видом, но главным образом своей внутренней структурой и функциональными и технологическими особенностями, а именно степенью гидратации, скоростью гидратации,
гидратационной способностью (способностью эффективно удерживать влагу в процессе приготовления различных продуктов), органолептическими свойствами.
Продукты длинноволокнистой макроструктуры в этом отношении являются всегда более предпочтительными, так как обеспечивают более высокие функциональные и технологические показатели (соответствие
животному мясу, вкус, цвет, запах, структурность, плотность, эластичность и т.д.) по сравнению с продуктами, имеющими мелкозернистую или пористую структуру.
Традиционно известен и широко распространен в мире способ получения текстурированных растительных белковых продуктов путем термопластической экструзии из сырья с высоким содержанием белка путем
полимеризации при температуре 120-180 °С и высоком давлении в образованной системе вязко-текущего
расплава смеси и последующего вспучивания массы при выходе из головки (фильеры экструдера) [2-7].
Известно, что основными из факторов, влияющих на структуру и функциональные свойства текстурированных белковых продуктов, являются сдвиговое напряжение и влажность сырья, от которых зависит степень разрушения молекулярной структуры крахмальных полисахаридов в процессе экструзии. Поэтому
технология получения текстурированных белковых продуктов во многом зависит от функциональных возможностей экструдеров, используемых для их производства, в которых реализуется процесс, совмещающий
в себе высокотемпературную обработку белкового сырья и его формование.
Для этой цели в большинстве случаев используются одно-, двухшнековые экструдеры [2-7], работающие
по традиционной схеме, включающей четыре функциональные зоны:
1) зона подачи (загрузки) сырья;
2) зона перемешивания до гомогенизации;
3) зона нагрева с образованием расплавленной массы;
4) зона прессования и формования.
Каждая из указанных зон может быть выделена в отдельную подсистему технологических переходов, в
которой формируется качество полуфабриката.
Данная последовательность зон или технологических переходов в процессе термопластической экструзии
позволяет при наличии соответствующих конструктивных особенностей и параметров самого экструдера
получать текстурированные продукты различного вида и внутренней структуры.
При движении сырья вдоль камеры экструдера, а именно в винтовом канале шнека, экструзионное сырье
переходит, претерпевая различные изменения, в вязко-текучее состояние. Это состояние с некоторыми ограничениями и допущениями можно назвать расплавом, который к концу технологического процесса, протекающего в экструдере, имеет высокие температуру и давление.
Наиболее близким по технической сущности является способ получения белковых текстуратов для производства аналогов мясопродуктов, в данном случае - для производства заменителя мяса, включающий подачу в экструдер сырья в виде водной белковой смеси (30-60 % воды), перемешивание сырья до
гомогенизации, нагрев с образованием расплавленной массы и последующее прессование и формование
продукта при создании сдвиговых напряжений в расплавленной массе сырья [1]. Все описанные выше стадии осуществляются в экструдере, содержащем четыре технологические зоны, в которых создают соответствующие той или иной стадии получения текстурата условия (температура и давление).
Описанные способ получения соевых текстуратов и устройство для осуществления способа предполагают, что структура будущего продукта (пластины с волокнами высокой плотности) и, соответственно, его характеристики формируются с середины четвертой зоны и в выходной фильере (головке) экструдера. Однако,
как правило, это достаточно короткая область и ее увеличение в длину практически не возможно из-за ограничений в температурном режиме обработки данного сырья (происходит карамелизация продукта) и конструктивных особенностей самого экструдера, поэтому получение продуктов с длинноволокнистой структурой
всегда является серьезной проблемой. При этом традиционно считается, что продукты, полученные методом
термопластической экструзии, плохо имитируют элементы структуры мышечной ткани.
Задачей изобретения является получение гидратированных белковых систем, образующихся в процессе
термообработки соевой муки, концентратов и изолятов белка и имеющих длинноволокнистые структуры,
аналогичные структурам, образуемым белками мяса.
Решение задачи основано на построении технологической схемы и технических устройств термопластической экструзии, позволяющих получить высокие сдвиговые напряжения в расплаве массы в зонах нагревамассообразования и прессования-формирования продукта.
2
BY 4015 C1
Поставленная задача решается в способе получения соевых текстуратов для производства аналогов мясопродуктов, включающем подачу сырья, его перемешивание до гомогенизации и нагрев с образованием расплавленной массы, последующее прессование и формование продукта при создании сдвиговых напряжений
в расплавленной массе сырья, в котором при прессовании и формовании сдвиговые напряжения создают путем деления расплавленной массы на потоки, из части которых формируют противоток.
Для осуществления предлагаемого способа используют устройство, содержащее экструдер с загрузочной
камерой, корпусом под четыре технологические зоны: подачи сырья; перемешивания до гомогенизации; нагрева с образованием расплавленной массы; прессования и формования продукта, шнеком, нагревательным
элементом и головкой с фильерой, причем шнек в зоне прессования и формования корпуса перед головкой
экструдера выполнен в виде элемента обратного хода с продольным каналом.
В предпочтительной форме выполнения изобретения экструдер содержит второй шнек, при этом оба
шнека одинаковы и установлены параллельно с возможностью вращения при взаимном сцеплении в одну
сторону.
Шнек в зоне прессования и формования корпуса перед головкой экструдера, выполненный в виде элемента обратного хода, содержит, предпочтительно, четыре витка.
Предлагаемый способ основан на значительном увеличении зоны формирования высоких сдвиговых напряжений в расплаве массы, начиная с середины третьей технологической зоны экструдера (фигура). Для
этой цели в последней четвертой зоне (зоне прессования и формования) шнек выполнен в виде элемента обратного хода с четырьмя витками противоположной нарезки (“обратная спираль”) и продольным каналом,
что обеспечивает деление расплавленной массы на потоки и формирование из части этих потоков противотока. Противоток в свою очередь создает противодавление основному потоку расплавленной массы, следствием чего является создание во всей четвертой зоне так называемого “мягкого давления” с высокой
степенью и продолжительностью сдвиговых деформаций в расплаве сырья. При этом точка начала формирования сдвиговых напряжений перемещается в середину третьей технологической зоны, зоны нагрева, с
образованием расплавленной массы, где температурный нагрев расплава еще не значителен.
Именно заявленное выполнение шнека в виде элемента обратного хода с четырьмя витками противоположной нарезки и продольным каналом и его размещение в четвертой зоне корпуса экструдера обеспечивает
создание необходимого сдвигового напряжения в геле и выход вспененной массы в виде длинных волокон.
Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским
замыслом и направлены на решение поставленной задачи.
Способ осуществляется следующим образом.
Для приготовления соевого текстурата берут обезжиренную соевую муку с содержанием NST (водорастворимого белка) 30 % и содержанием белка 50 %, загружают через дозирующее устройство (загрузочную камеру), прилегающее к зоне подачи сырья экструдера, добавляют воду для увеличения влажности. Обработку
соевой массы в экструдере проводят со скоростью вращения валов 190-200 оборотов в минуту. Сырье пропускают через экструдер в течение 10-12 секунд. Оболочку экструдера подогревают до 140-170 °С. Давление
в рабочей зоне экструдера составляет 15 МПА. Используют фильеру “открытого типа”. При прохождении
сырья через первую зону экструдера происходит перемешивание до гомогенизации белковой массы с влажностью до 25 %. Далее гомогенизированная белковая масса поступает в зону нагрева с образованием расплавленной массы, где под действием температуры, поддерживаемой в пределах 140-170 °С, белковая масса
переходит в вязко-текучее состояние, образуя расплав биополимеров. Затем расплавленная белковая масса
попадает в зону прессования и формования, где, благодаря предлагаемой конструкции шнека, обеспечивающий деление расплавленной массы на потоки и формирование из части потоков противотока или противодавления, во всей четвертой зоне создается так называемое “мягкое давление” с высокой степенью и
продолжительностью сдвиговых деформаций в расплаве сырья. При этом точка начала формирования сдвиговых напряжений перемещается в середину третьей технологической зоны, зоны нагрева, с образованием
расплавленной массы, где температурный нагрев расплава еще не значителен, и обеспечивает выход вспененной массы в виде длинных волокон.
На выходе из фильеры получают готовый продукт, представляющий хлопья нежно-кремового цвета с ярко выраженной длинноволокнистой макроструктурой, которые в дальнейшем режут вращающимся ножом,
установленным на экструдере.
Затем полуфабрикат направляют на сушку. Сушку осуществляют при температуре 40-60 °С, скорость воздуха 500-700 м3/ч. Конечная влажность продукта должна составлять не более 10 %.
Описанный выше способ осуществляют с помощью заявляемого устройства для получения соевых тектуратов для производства аналогов мясопродуктов. Предлагаемое устройство, выполненное в виде экструдера,
представлено на фигуре. При этом на фигуре изображен двухшнековый экструдер согласно предпочтительной форме выполнения изобретения, что служит только для пояснения общих принципов функционирования
устройства и не ограничивает объем притязаний заявителя.
Устройство содержит корпус 1, разделенный на 4 технологические зоны: зона подачи сырья (загрузки) 2;
зона перемешивания до гомогенизации 3; зона нагрева с образованием расплавленной массы 4; зона прессования и формования продукта 5. Устройство содержит также устройство для смешивания компонентов, выполненное в виде загрузочной камеры 6, вал 7, на котором расположен уплотнительный шнек 8,
3
BY 4015 C1
включающий элемент обратного хода 9, экструзионную головку 10, фильеру 11, нож для нарезки экструдата
(на чертеже не показано), устройство для охлаждения и сушки (на чертеже не показан), устройство обогрева
12. На участке уплотнительного шнека 8, расположенном в зоне прессования и формования 5 и представляющем собой элемент обратного хода 9, выполнен продольный канал 13. Фильера закрепляется на экструзионной головке с помощью крепежного болта 14.
Устройство работает следующим образом.
При использовании заявляемого устройства все компоненты поступают для предварительного смешивания в загрузочную камеру 6. Предварительно смешанное сырье таким образом поступает в зону загрузки 2 и
далее, посредством вращения валов 7 и установленных на них шнеков 8, в зону перемешивания до гомогенизации 3, из которой предварительно увлажненное и гомогенизированное сырье поступает в зону нагрева до
образования расплавленной массы 4. В зоне нагрева 4 при помощи устройства обогрева 12 сырье подвергается нагреву до образования расплава. Далее расплав поступает в зону прессования и формования 5.
Вращение валов 7 передает сырью поступательное движение шнека 8 к головке экструдера 10 во всех вышеупомянутых зонах 2, 3, 4. В зоне же прессования и формования 5, в которой расположен элемент обратного хода 9, поступательное движение сырья перекрывается и происходит разделение потока на части, при
этом, благодаря предлагаемой конструкции шнека в этой зоне, обеспечивается движение основной части потоков расплавленной массы в противоположном направлении и только незначительная часть потока проходит
через продольный канал 13 к головке экструдера 10. В момент соприкосновения расплава со шнеком обратного хода 9 давление и температура в расплавленной массе постепенно нарастают и достигают своего максимального значения, что и обеспечивает выход вспененной массы из головки 10 экструдера к фильере 11 в
виде длинных волокон.
Предлагаемый способ и предлагаемое решение конструкции шнека в четвертой технологической зоне позволяет получать соевые текстураты с гарантированной длинноволокнистой структурой с превосходными
функциональными, технологическими и органолептическими характеристиками.
Пример выполнения способа.
Для приготовления соевого текстурата брали 20 кг обезжиренной соевой муки с содержанием NST 30 %
и содержанием белка 50 %, загружали через дозирующее устройство в экструдер и добавляли воду в количестве 5 л при скорости вращения валов 190-200 оборотов в минуту. Сырье проходило через экструдер в течение 10-12 секунд. Оболочка экструдера подогревалась до 140-170 °С. Давление в рабочей зоне экструдера
составляло 15 МПА. Использовалась фильера “открытого типа”.
На выходе из фильеры получали готовый продукт, представляющий хлопья нежно-кремового цвета с ярко выраженной длинноволокнистой макроструктурой, которые в дальнейшем резались вращающимся ножом, установленным на экструдере.
Затем полуфабрикат поступал в аппарат для охлаждения и сушки. Сушка осуществлялась при температуре 40-60 °С, скоростью воздуха 500-700 м3/час. Конечная влажность продукта составляла около 10 %.
Источники информации:
1. US 3950564 A, A 23 J 3/00, 1976.
2. US 4844935 A, A 23P 1/12, 1989.
3. US 4185123 A, A 23 J 3/00, 1980.
4. FR 2566700 A1, A 23 P 1/12, 1986.
5. RU 97110989 A, A 23P 1/12, 1999.
6. RU 2118257 С1, В 29 С 47/38, 1998.
7. Жушман А.И. и др. Новое в технике и технологии производства пищевых продуктов экструзионным
методом. - М., 1991.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
171 Кб
Теги
by4015, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа