Способ приготовления мучных изделий и устройство для его осуществления - RU2185077C2

Описание

Область техники
Изобретение относится к способу для приготовления мучных изделий в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения, а также к устройству для приготовления мучных изделий в соответствии с ограничительной частью пункта 14 формулы изобретения.

Уровень техники
В европейском патенте 0351423 В1 описан способ приготовления теста для макаронных изделий, в котором молотый продукт, такой как мука или т.п., увлажняют водой в смесителе предварительного смешивания, так что муку приводят во влажное комковатое разрыхленное состояние. Этот комковатый материал подают через воронку или самотечную трубу в транспортирующий шнек тестомесильного устройства. Далее в ходе непрерывного рабочего процесса тесто формируется в устройстве типа экструдера, из которого оно передается в следующее устройство для экструзии и формования.

Подача муки во влажном, комковатом и липком состоянии является неудовлетворительной вследствие возможного налипания массы в питающей воронке и по гигиеническим соображениям. При непрерывном процессе изготовления теста неудовлетворительно осуществляется также требуемая передача теста в следующее устройство для экструзии и формования.

Из патентного документа Франции А 2618643 известно устройство для приготовления заварного теста. Смесь из муки, соли и сахара, а также жира вводят через отверстие в экструдер с двумя валами, вращающимися в одном направлении. Через другое отверстие, также в зоне А экструдера, в смесь из муки, соли, сахара и жира подают жидкую фазу. После первичного смешивания в зонах А и В экструдера производится нагревание теста до 90-110^oС. На следующих участках D и Е производится охлаждение примерно до 60^oС, а затем вновь подача смеси из муки, воды, жира и т.д. через третье отверстие. После дальнейшего охлаждения тесто выводится экструзией.

В патенте США 4948612 описано устройство для приготовления изделий типа кексов. При этом через первое питающее устройство в двойной экструдер с двумя валами одного направления вращения подается сахар. За счет давления и режущих сил в экструдере достигается температура от 90 до 135^oС и сахар расплавляется. Затем в экструдер подается по трубопроводу вода и мука через второе питающее отверстие. До выхода из экструдера температура этой массы поддерживается от 90 до 135^oС.

Указанные устройства непригодны или имеют весьма ограниченную пригодность для приготовления высоко чувствительного к повышенным температурам теста с развитым белкового остова.

Сущность изобретения
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание способа и устройства для приготовления макаронных изделий, для обеспечения возможности легко и эффективно изготавливать макаронные изделия с развитым белковым остовом.

В соответствии с изобретением поставленная задача решена благодаря способу, описанному в пункте 1 формулы изобретения.

Согласно заявляемому способу приготовления мучных изделий с развитым белковым остовом, в котором по меньшей мере один порошкообразный основной материал теста, такой как мука, дунет, крупка или их смесь, смешивают в качестве сухого компонента с жидким компонентом, образованную из них тестомассу месят с помощью экструдера и готовое тесто формуют в мучные изделия, причем для образования белкового остова температуру тестомассы выдерживают в течение процесса ниже 50^oС, для решения поставленной задачи
экструдер оснащен двумя валами (12, 13) экструдера, которые приводятся в противоположных направлениях вращения,
сухой компонент подают непосредственно в первую зону (15) транспортирующих шнеков экструдера с валами противоположного вращения,
жидкий компонент вводят раздельно от сухого компонента в первую зону (15) транспортирующих шнеков экструдера с валами противоположного вращения,
экструдер с валами противоположного вращения в первой зоне (15) транспортирующих шнеков приводят с недогрузкой, так что при этом сухой компонент и жидкий компонент смешиваются с определенным замешиванием газа в тестомассу,
внутри экструдера с валами противоположного вращения месят тестомассу, а также формируют готовое тесто,
на выходе из экструдера тесто прессуют под давлением в мучные изделия желаемой формы.

Как видно из вышеизложенного, согласно заявляемому способу молотый продукт, такой как мука, дунет или крупка, подают или заправляют в экструдер в сухом состоянии. Благодаря отсутствию влажности это облегчает дозирование и улучшает гигиенические условия подачи в сравнении с подачей уже увлажненной муки в гранулированном или комковатом состоянии. При этом подача или дозирование могут осуществляться с более высокой точностью и с помощью более компактного питающего устройства, которое к тому же легко очищается. Способ может осуществляться при использовании молотых зерновых продуктов и в особенности пшеничной муки из твердой пшеницы, богатой клейковиной, однако он применим также для молотых продуктов из бобовых, таких как соевые бобы, в тех случаях, когда имеется в достаточном количестве или добавляется компонент образования клейковинного остова. Могут подаваться также несколько сухих компонентов или их смесей, включая, например, овощные порошки или яичный порошок.

Жидкость подводят к сухому компоненту, или молотому материалу, или муке на участке его транспортирования в зону замеса. Молотый материал или мука быстро и равномерно увлажняется подводимым или впрыскиваемым жидким компонентом, в обычном случае водой, так что далее может быть замешена тестомасса, состоящая из муки и воды. Однако могут подаваться также другие или дополнительные жидкие компоненты, такие как яичная масса, раствор овощного порошка и т.д.

В предлагаемом способе в тестомассу вводят определенный объем воздуха посредством недогрузки экструдера. Для этого в зону транспортирующего шнека подают молотый продукт в меньшем количестве, чем может передать транспортирующий шнек, то есть потенциальная транспортирующая способность шнека больше подачи муки. Этот режим недогрузки может достигаться сочетанием регулируемого дозирования и подачи с регулированием числа оборотов шнеков экструдера. Путем насыщения тестомассы воздухом могут приготавливаться рыхлые макаронные изделия, такие как лапша по типу лапши домашнего приготовления; такие продукты могут употреблять также люди, соблюдающие диету. Особые преимущества это насыщение воздухом имеет для изготовления лапши быстрого приготовления, когда может быть существенно сокращен или устранен процесс бланширования, варки или жарения. Регулирование определенного содержания воздуха, которое может быть также и близким к нулевому, является существенным для всего процесса подготовки и обработки теста в экструдере.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления способа тестомассу обрабатывают с помощью месильных и режущих элементов для равномерного распределения воздуха, при этом можно достичь особенно равномерного гомогенного распределения воздуха, что придает готовым высушенным макаронным изделиям соответствующий внешний вид, однородный по структуре и оптическому впечатлению.

Может быть предусмотрена подача в тестомассу в процессе ее транспортирования, замеса или общей обработки дополнительных сухих или жидких компонентов в качестве добавок. При этом в экструдер, например, в зоне транспортирования или обработки, через отверстия в стенке корпуса могут подаваться и особенно впрыскиваться яичная масса, томатное пюре, шпинат, красители, соль и т.п.

Замес тестомассы на каждом этапе способа приготовления выполняет функцию придания ей гомогенности и тем самым повышения качества конечного продукта.

В оптимальном варианте осуществления к тестомассе обеспечивается подвод воздуха под давлением или отвод воздуха посредством разрежения или вакуума. За счет этого можно влиять на долю или объемное содержание в тестомассе воздуха или другого газообразного вещества и получать определенный объем воздуха в тестомассе перед ее готовым состоянием. Нагнетание или отсасывание воздуха из тестомассы предпочтительно осуществляют в экструдере в зонах насыщения и удаления газа и производят с помощью пневматического устройства, которое предпочтительно может подсоединяться к зоне декомпрессии.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления способа в тестомассе обеспечивается равномерное распределение воздуха посредством обратного перемешивания. При этом часть тестомассы кратковременно приводится в движение в обратном направлении относительно общего направления транспортирования, что обеспечивает дополнительную гомогенизацию.

В оптимальном варианте заданный температурный режим на отдельных этапах способа обеспечивается посредством нагревания и/или охлаждения тестомассы. За счет этого можно выдерживать желаемую температуру тестомассы с учетом температуры сырых или исходных веществ, таких как мука и вода, температуры окружающей среды и тепла, выделяемого при тестообразовании. При этом температура тестомассы выдерживается не выше 50^oС, предпочтительно около 35-40^oС. Таким образом обеспечивается выдерживание температуры без превышения величины, которая является оптимальной для механической обработки тестомассы и для образования хорошего белкового остова.

Согласно заявляемому способу тестомасса транспортируется и приготавливается в экструдере с двумя рабочими валами противоположного (встречного) вращения. За счет этого достигается достаточная производительность транспортирования и замеса, а также улучшенное насыщение тестомассы воздухом.

Целесообразным является привод валов экструдера с частотой около 50 об/мин. Эта частота вращения обеспечивает хорошее перемешивание и замес без излишнего нагревания и тем самым снижения качества теста. Возможны отклонения от этой частоты в ограниченных пределах в режиме недогрузки, когда частота вращения регулируется для ввода строго определенного объема воздуха.

Преимущества способа проявляются особенно в тех случаях, когда из готового после обработки теста в процессе его вывода из экструдера под давлением сразу же формуют мучные изделия. При этом достигается выполнение замкнутого цикла по способу от подачи молотого продукта и жидкости до вывода готовых изделий из формующего аппарата. Такой непрерывный законченный процесс имеет преимущества в гигиеническом и эксплуатационном аспектах.

Решение указанных задач в соответствии с изобретением достигается также благодаря устройству, обладающему признаками по пункту 14 формулы изобретения. Согласно изобретению в устройстве для приготовления мучных изделий, включающем экструдер, на выходном отверстии которого приготовленное тесто может преобразовываться под давлением в желаемую форму мучных изделий, поставленная задача решена тем, что
в корпусе расположены два приводных противоположно вращаемых вала экструдера с первой зоной транспортирующих шнеков и по меньшей мере одной месильной зоной;
входное отверстие снабжено дозирующим устройством для одного или нескольких порошкообразных сухих компонентов теста;
предусмотрено увлажняющее устройство для подачи одного или нескольких жидких компонентов к сухому компоненту или компонентам в области первой зоны транспортирующих шнеков;
частота вращения валов экструдера регулируется во взаимосвязи с подачей сухого компонента посредством дозирующего устройства и настраивается в режим недогрузки в первой зоне транспортирующих шнеков, при котором транспортирующая способность в первой зоне транспортирующих шнеков устанавливается выше, чем подача сухого компонента, и происходит замешивание определенного количества газа.

Поскольку в данном устройстве через входное отверстие подается только сухая мука или т.п., отсутствие влаги улучшает гигиенические условия в транспортирующей или загрузочной воронке. Кроме того, сухая мука лучше поддается дозированию и подаче, чем влажная комковатая мука, которая может налипать на поверхность питающей воронки.

В устройстве согласно изобретению осуществляется ввод определенного объема воздуха в тестомассу посредством режима недогрузки. При этом подача сухой муки или подобного молотого продукта регулируется с помощью питающей воронки и частоты вращения транспортирующих шнеков таким образом, что транспортирующая способность транспортирующих шнеков (то есть потенциальный объемный расход) превышает фактическое количество поданного молотого продукта.

В оптимальном выполнении валок экструдера включает зону компрессии и зону декомпрессии с тем, чтобы посредством изменяемого давления способствовать перемешиванию и замесу тестомассы. Дополнительно в зоне декомпрессии может быть предусмотрено отсасывающее устройство для отсасывания воздуха из корпуса, а вместе с тем и из тестомассы. За счет этого может устанавливаться желаемое содержание воздуха в тестомассе.

Согласно одному из оптимальных вариантов выполнения экструзионного устройства валок экструдера включает следующую за зоной декомпрессии зону обратного перемешивания. В этой зоне достигается равномерное распределение воздуха в тестомассе благодаря тому, что по меньшей мере часть тестомассы совершает кратковременное движение в обратном направлении относительно общего направления движения.

С этой целью предпочтительно, чтобы валок экструдера в области зоны обратного перемешивания был оснащен элементами обратного перемешивания или транспортирующим шнеком с обратным шагом и окнами для прохода тестомассы.

Для подачи жидкого компонента теста или воды увлажняющее устройство может быть снабжено устройствами подвода жидкости через корпус и/или через валки экструдера.

При этом целесообразно, чтобы устройства подвода жидкости имели выпускные отверстия для безнапорной подачи или выпускные сопла для впрыскивания жидкости под давлением.

Экструдер выполнен в виде двухвалкового экструдера с двумя валами с приводом в противоположных направлениях вращения. При этом за счет разнонаправленного привода достигается хорошее замешивание воздуха у тестомассу.

Валы экструдера могут быть выполнены каждый как единая деталь или, как и корпус, могут быть сборными из отдельных функциональных секций для различных зон.

Особые преимущества имеет применение устройства по изобретению, когда на выходе экструдера расположено устройство для формования теста. В этом случае тестомасса может поступать непосредственно и под давлением из экструдера в формующее устройство, в котором производится формование мучных изделий желаемой формы.

В оптимальном варианте формующее устройство изготавливается из латуни или бронзы или имеет на формующих поверхностях тефлоновое покрытие с образованием поверхностей низкого трения, практически исключающих налипание.

Устройство может содержать устройство выдерживания температурного режима, с помощью которого выдерживается температура тестомассы не выше 50^oС посредством подвода или отвода тепла или охлаждения на отдельных участках или в зонах валов экструдера. В оптимальном процессе приготовления теста выдерживается температура около 35-40^oС.

Для улучшения теста во вкусовом и структурном отношениях, а также с точки зрения внешнего вида может быть предусмотрено устройство для подачи добавок, расположенное предпочтительно в зоне подачи и предназначенное для подачи, например, яичной массы, томатного пюре, шпината, красителей, дополнительного компонента образования клейковинного остова, воды, соли и других веществ.

В одном из предпочтительных примеров выполнения каждый валок экструдера имеет следующие последовательные зоны: первую зону загрузки и транспортирующего шнека, первую зону замеса с месильными органами, вторую зону транспортирующего шнека, вторую зону замеса с месильными органами для гомогенизации теста, третью зону транспортирующего шнека, зону уплотнения, зону декомпрессии, зону обратного перемешивания для продвижения в обратном направлении, зону замеса для тонкого распределения воздуха и четвертую зону транспортирующего шнека.

При этом зона уплотнения может быть образована транспортирующим шнеком с уменьшающимся шагом и/или уменьшающейся высотой профиля, а зона декомпрессии может быть образована транспортирующим шнеком с увеличивающимся шагом и/или увеличивающейся высотой профиля.

Далее изобретение будет пояснено более подробно на примере предпочтительного выполнения устройства в соответствии с изобретением со ссылкой на чертеж, изображающий в разрезе экструдер с двойным шнеком.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Представленное на чертеже устройство включает экструдер 10 с двойным валом или двойным шнеком, состоящим из двух параллельных валов или шнеков 12, 13, которые расположены в корпусе 32 экструдера и могут приводиться в противоположных направлениях вращения с регулируемой частотой вращения с помощью привода (не показан). Валы 12, 13 могут быть расположены один под другим или рядом в горизонтальной плоскости, так что чертеж представляет соответственно вид сбоку или вид сверху.

Устройство включает загрузочное или питающее устройство 14, такое как, например, воронку, через которую сухой компонент тестомассы дозированно подают к двойному шнеку 11 в первую зону 15 (подача показана стрелкой 33, а в том случае, если чертеж представляет вид сверху, воронка развернута на 90^o). Для обычных мучных изделий сухой компонент представляет собой зерновой молотый продукт, такой как мука, дунет или крупка, по существу различающиеся между собой тонкостью помола. Питающее устройство 14 может быть выполнено в виде воронки с дозатором, например, таким как затвор или регулируемая заслонка (на чертеже не представлены). В этой первой зоне 15 каждый вал 12, 13 экструдера оснащен транспортирующим шнеком 16 с по существу постоянным шагом и образует первый участок загрузки и подачи сухого компонента или муки. Частота вращения транспортирующего шнека, а следовательно, и скорость, и производительность подачи, а также дозирующее устройство могут регулироваться по отношению друг к другу таким образом, что к транспортируемому объему муки в этой зоне добавляется определенное количество воздуха вследствие режима недогрузки.

В этой зоне 15 транспортирования к сухой муке подводят, например, воду в качестве жидкого компонента теста (представлено стрелкой 17). Увлажненную муку смешивают двумя шнеками в тестомассу, причем воздух, находящийся между витками шнеков, замешивается в тестомассу. Воду впрыскивают через расположенные в стенке корпуса сопла, которые, например, расположены по кольцу за воронкой (не показаны). Альтернативно или дополнительно вода может подаваться или впрыскиваться в муку через аксиальные каналы в валах 12, 13 экструдера и через одно или несколько выпускных отверстий или выпускных сопел, распределенных по оси или по окружности. Для получения желаемой температуры теста вода может быть нагрета или охлаждена до требуемой температуры.

За зоной 15 транспортирования в экструдере следует зона 18 замеса, в которой валы 12, 13 экструдера снабжены месильными органами 19 в виде, например, месильных дисков или месильных пальцев, которые взаимодействуют друг с другом и при вращении вымешивают тестомассу. Следующая за ней зона 20 транспортирования с транспортирующими шнеками служит для передачи тестомассы во вторую зону 21 замеса с месильными органами 19, где тестомасса гомогенизируется в процессе замеса, так что содержащийся в ней воздух равномерно распределяется. В следующей за ними зоне 22 транспортирующих шнеков через отверстия в корпусе могут подаваться добавки или через сопла вводиться воздух под давлением (показано стрелкой 23) и смешиваться с тестомассой. Такие добавки могут представлять собой, например, яичную массу, томатное пюре, шпинат, красители, соль и подобные окрашивающие, структурирующие и вкусовые вещества.

В зоне 24 уплотнения или компрессии тестомассу уплотняют после ввода добавок. Для этого шнеки экструдера могут иметь уменьшающийся шаг и/или уменьшающуюся высоту профиля. За ней следует зона 25 декомпрессии, которая может быть образована, например, шнеками экструдера с увеличивающимся шагом или увеличивающейся высотой профиля. В зоне декомпрессии к корпусу экструдера подсоединено всасывающее устройство, посредством которого из тестомассы может вновь удаляться часть содержащегося в ней воздуха или другого газообразного вещества. Отсасывание, например, с помощью подсоединенной вакуумной камеры представлено символически стрелкой 26. За счет отсасывания определенного объема воздуха может быть отрегулировано остаточное содержание воздуха в тестомассе.

В следующей зоне 27 обратного перемешивания валы экструдера оснащены элементами обратного перемешивания или шнековыми участками обратного хода с окнами (не представлены) для прохода тестомассе при ее продвижении вперед. В зоне 27 обратного перемешивания осуществляется особый процесс внутреннего перемешивания тестомассы, ведущий к равномерному распределению воздуха в тестомассе.

И в заключение следует месильная зона 28 с месильными органами 19 для достижения тонкого распределения воздуха с получением мелкопористой тестомассы.

В последней зоне 29 транспортирования готовая тестомасса транспортируется транспортирующими шнеками в выходной канал 30 и оттуда под действием давления транспортирующих шнеков нагнетается в формующее устройство 31, которое непосредственно подсоединено к экструдеру для формования макаронных изделий, таких как лапша или спагетти.

Для выдерживания температурного режима тестомассы в экструдере в стенках или на стенках корпуса, окружающих валы экструдера, могут быть расположены нагревательные и/или охлаждающие элементы или каналы, которые по мере необходимости могут обеспечивать нагревание или охлаждение тестомассы на данных участках по длине экструдера. За счет этого температура тестомассы может выдерживаться в диапазоне, предпочтительном для приготовления теста.

В соответствии с различными зонами валы экструдера могут быть сборными из отдельных секций, при этом, например, отдельные шнековые элементы или месильные органы, имеющие центральное отверстие, могут надеваться на вал некруглого профиля и тем самым фиксироваться от свободного вращения.

Формующее устройство может быть либо полностью изготовлено из тефлона либо по меньшей мере иметь тефлоновое покрытие на отверстиях формования тестомассы.

Конструктивные части экструдера, такие как транспортирующие или уплотняющие шнеки или месильные органы, а также корпус экструдера, могут быть изготовлены или иметь покрытие из совместимого с пищевыми продуктами металла, в частности из высококачественной стали.

Кроме упомянутого выше насыщения атмосферным воздухом, может использоваться также специальный газ для защиты или приготовления, например газообразный антиокислитель, что дает возможность приготовления более гигиеничных макаронных изделий с более долгим сроком хранения.

В некоторых случаях во всем рабочем пространстве экструдера, включая устройство подачи сухого материала, может быть создана желаемая газовая атмосфера с определенным избыточным давлением с тем, чтобы затруднить доступ микробов в рабочее пространство.

Реферат

Изобретение относится к способу и устройству для приготовления мучных изделий, в которых молотый продукт, такой как мука или т.п. в качестве сухого компонента, смешивают с жидкостью и месят образованную из них тестомассу, причем сухой компонент подают в экструдер, жидкость подают в экструдере к сухому компоненту и смешивают с ним в тестомассу. Тесто приготавливают внутри экструдера до готовности и на выходе из экструдера формуют прессованием до желаемой формы мучных изделий. За счет этого обеспечивается возможность не только эффективного и гигиеничного приготовления мучных изделий, но также точного регулирования содержания воздуха в готовых мучных изделиях. Это позволяет повысить качество продукции. 2 с. и 25 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула