專利名稱：低水分高脂含量加工食品的?；椒捌湓倮玫闹谱鞣椒?br> 技術領域：
本發(fā)明一般涉及一種低水分高脂含量加工食品的磨碎方法，用來在食品生產(chǎn)中再利用。
背景技術：
生產(chǎn)許多種食品時，在成批運行或其它生產(chǎn)運行后，有時會剩余一些未用過的加工食品部分，如切屑、碎片、余料、斷片等等。并且，可能不符合期望的形狀或構型的少量加工食品也會被淘汰而不能在商品中利用。理想地，在隨后的食品加工中，將這些未使用的部分和/或小數(shù)量與較大數(shù)量的產(chǎn)品合并進行再加工。這通常需要加熱、機械磨碎、粉碎或其它加工步驟來重整加工食品為更方便或穩(wěn)定的形態(tài)，這會導致困難。
粉狀(含有淀粉)食品經(jīng)熱處理或暴露于與傳統(tǒng)磨碎或粉碎操作相關的熱源會產(chǎn)生膠凝作用或其它顯著的物理-化學轉化。因商業(yè)原因，一些食品系統(tǒng)中粉狀材料凝膠化的控制是重要的，因為它直接影響最終產(chǎn)品的質量，尤其是產(chǎn)品的結構。此外，在食品系統(tǒng)中粉狀材料的凝膠化程度也對淀粉熔體/生面團或相似食品的加工流變學產(chǎn)生影響。這會影響食品的膨脹和起泡生長動力學。如果原始淀粉內容物變得過度降解，粉狀食品材料不能在經(jīng)濟上和/或功能上用于進一步的加工食品生產(chǎn)中。
需要將干燥或低水分高脂含量的加工食品以高回收率改造成耐貯藏、食品級、功能形式以用于再利用的方法。本發(fā)明以有效和經(jīng)濟可行的方式解決了上述和其它需要。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種將高脂含量加工食品研磨成能再利用的食品級、功能性粒狀的方法。該方法進行了短時間操作處理以基本上保持可用于進一步食品制造的加工食品所需要的功能特征。高脂加工食品不需要接觸任何移動機械部件，就可以實現(xiàn)磨碎?；旧纤刑囟庸し椒ǖ母咧庸な称凡牧隙伎梢該饺胧称分小?br> 一些實施方式中，可以通過單級處理重整的低水分高脂加工食品包括夾心食品，如一部分含有谷物基成分而另一部分填充含脂成分的食品。在一個實施方式中，通過此處加工可處理的加工食品的脂含量至少約15wt.％，尤其在約15wt.％至60wt.％之間。這種夾心食品可包括例如包裹(encapsulated)、三明治或共同擠壓的形式的小吃、烘烤食品或烤焙食品。非限制性的實施例包括，例如風味冰淇淋夾心面團食品，奶酪夾心面團食品和花生醬夾心面團食品等。所述夾心食品包括夾心三明治面團食品，浸掛糖衣夾心面團食品，如夾心或浸掛的甜餅，小吃和/或餅干等等。針對本發(fā)明目的，“加工食品”包括最終加工的食品以及部分加工的原始食品材料如可可粒。
在一個特定的實施方式中，單級磨碎處理有效地?；撕蟹蹱畈牧系牡退指咧募庸な称?，而沒有在脂或粉狀物的含量上引發(fā)顯著的或不可控制的轉化。經(jīng)過磨碎加工的低水分高脂食品的脂和淀粉含量基本保持不變，從而能夠在隨后的食品加工中再利用。它們也可以在進一步的食品生產(chǎn)線上以相對高的水平再利用。
在一些實施方式中，進行低水分高脂加工食品的單級磨碎處理，作為其中將壓縮空氣和低水分高脂加工食品分別引入包括截頂圓錐形部分的外殼中的研磨過程。引入后，壓縮空氣通常沿著向下的路徑移動經(jīng)由外殼，直到到達外殼下端。氣流從外殼下端流動到外殼中部，直到通過排風管排出外殼。將所述低水分高脂加工食品分開引入外殼上端，食品被經(jīng)過外殼向下流動的空氣攜帶，直至到達外殼下端。
加工食品這種從外殼上端向其下端的移動過程中，加工食品至少在物理上得到了加工。該食品也能進一步脫水，通過使用外殼中產(chǎn)生的懸浮在動態(tài)空氣流系統(tǒng)中的熱壓縮空氣，至空氣溫度保持低于待加工食品脂內容物融化溫度的程度。在同樣單元的運轉過程中，所述食品在非常短時間內就分解為小顆粒。大量引入的低水分高脂加工食品在到達外殼下端之前能被磨碎。因而，這種低水分高脂加工食品不需要使用帶有移動機械部件的磨碎裝置就可以磨損成為粒狀。
因此，在這些實施方式中，包括磨碎食品在內的固體顆粒產(chǎn)品從外殼下端排出并回收，而空氣和在該單元內加工過程中食品釋放出的任何水蒸氣通過排氣管從系統(tǒng)中排出。在一個特定的實施方式中，外殼為兩部分結構，包括上部圓柱形外殼，將壓縮空氣和低水分高脂加工食品分別引入其中，該圓柱狀外殼與具有截頂圓錐狀的下部外殼鄰接并流動性相通，下部外殼包括下端的全部結構，加工食品材料從其中得到分配。
與處理低水分高脂加工食品的傳統(tǒng)方案相比，根據(jù)本發(fā)明實施方式的磨碎低水分高脂加工食品具有許多優(yōu)勢。舉例來說，減少或消除了與食品傳輸和處理相關的成本。磨碎處理使得在相對低溫和短時間的過程中，從低水分高脂加工食品生產(chǎn)粒狀食品成為可能。磨碎處理優(yōu)選可以經(jīng)單級操作完成，不損害食品原料需要的功能特性，不需要在不同的設備中進行不同的操作。此外，該方法可以連續(xù)方式操作，因為攜帶的食品向下經(jīng)外殼到達其下端之后，壓縮空氣從系統(tǒng)中連續(xù)排出，磨碎食品材料可從外殼的下端提取出。即便相對少量的食品殘余物留在操作裝置內壁，如果有的話，也容易清潔并利于在該裝置內加工成不同類型的加工食品的轉換。這些優(yōu)點減少了加工的復雜性，生產(chǎn)時間以及生產(chǎn)和勞動成本。


參考附圖從以下本發(fā)明優(yōu)選實施方式的詳細描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得清楚，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的加工和再利用低水分高脂加工食品的方法流程圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的用于加工低水分高脂加工食品系統(tǒng)的示意圖。
圖3為用于圖2中描述的加工系統(tǒng)的旋風分離器單元的橫截面圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明另一個實施方式的用于低水分高脂加工食品系統(tǒng)的示意圖。
附圖中的特征描述不必按規(guī)定比例畫出。除非另外指出，不同圖中相似標號的元件代表相似的組成部分。
如下特別參照高脂加工食品尤其是低水分高脂含量加工食品的獨特加工來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。為了在此的目的，用來描述食品材料的術語“低水分”是指含有低于約14wt.％總水含量的食品原料，包括液態(tài)、冷凍和/或水蒸氣。用來描述食品材料的術語“高脂”是指含有不少于約15wt.％總脂含量的食品材料。如前所述，“加工食品”包括已加工完的食品以及部分加工的原始食品材料，如可可粒。
一般地，在一個單元操作進行磨碎加工時，低水分高脂加工食品會在短時間內磨碎成小粒尺寸。通常，磨碎加工在氣旋型系統(tǒng)中進行，該系統(tǒng)中低水分高脂加工食品可以以有益的方式被物理作用的方式操作。磨碎食品以粒狀形式獲得(如，固體精細微粒)。
為了在此的目的，“磨碎”顆粒意指壓碎、磨碎、磨損、損耗或摩擦顆粒，以使其破裂成更小的顆粒和/或釋放出更小的顆粒，包括涉及移動顆粒之間，和/或移動顆粒和靜止表面之間接觸的機理；“干燥”意指脫水，也即減少含水量。
參閱附圖1，在該非限制性描述的實施方式中，低水分高脂加工食品在加工中或從已完成的食品中收集(步驟1)，任意地急冷(步驟2)和/或將加工空氣急冷(步驟3)，然后該食品經(jīng)磨碎處理(步驟4)，從其或“再加工”得到的粒狀食品可作為食品成分供再利用(步驟5)。
在任選的步驟中(步驟2)，在引入到此處所述的氣旋加工單元之前，已加工的食品可以預先急冷，以進一步阻止加工食品脂內容物的融化發(fā)生。將加工食品急冷到足以冷卻該食品脂內容物到低于脂融化溫度的溫度，尤其存在的脂具有最低融化溫度時。這有助于保護脂類部分的完整性，并阻止了在磨碎加工過程中食品材料凝結或粘附于加工單元的內壁上。如果環(huán)境空氣溫度條件低于加工食品的脂內容物熔點，可以減少或消除急冷空氣或食品的需要。在一個實施方式中，用于粒化加工的高脂加工進料材料(步驟2)和/或加工空氣(步驟3)的溫度，在引入氣旋加工單元之前冷卻到約70或更低，下文將進一步詳細描述。
完成步驟4時，得到適合用于食用的粒狀食品。例如，經(jīng)磨碎處理得到的粒狀食品充分保持其風味和功能特征。例如，當?shù)退指咧称肥呛娣鄣氖称窌r，經(jīng)根據(jù)本發(fā)明的磨碎處理，進行任何預先的烹飪或其它熱處理后剩余的低水分高脂食品的殘余淀粉含量保持不變，從而功能上可被再利用。它也能在進一步的食品生產(chǎn)線上以相對高的水平被再利用。
也能穩(wěn)定保存粒狀食品直至隨后食品生產(chǎn)中再利用。粒狀食品可作為一種食品成分，用于相同類型的加工食品生產(chǎn)線，其中作為未使用的加工材料收集，或用于不同類型的加工食品生產(chǎn)線，其中它的風味或功能特征可以是所需要的或有用的。
現(xiàn)在參照附圖2和3，示例設備安裝的詳細內容和為進行圖1步驟4中的低水分高脂加工食品磨碎而操作該設備的方法將在下文中討論。在本發(fā)明方法中引入到氣旋系統(tǒng)處理的低水分高脂加工食品可以來自商業(yè)食品制造或其它低水分高脂加工食品材料來源。該低水分高脂加工食品可以是最初制造的不連續(xù)的整塊的形式，或者部分，局部，碎片，碎屑，碎片等形式。
參照附圖2，顯示了根據(jù)本發(fā)明方法實施方式中進行低水分高脂加工食品磨碎的示例性系統(tǒng)100。旋風分離器101是包括兩個流動連通部分的結構外殼界定了室104的上端圓柱形外殼103；界定了空腔106的下端截頂圓錐形外殼105。上端和下端外殼都是環(huán)狀結構，其中固體壁或殼包圍形成內部空間。在該圖示中，上端外殼103具有通常一致的橫截面直徑，而下端外殼105的尖錐形向下朝向下端112。在非限制性的實施方式中，下外殼105的尖錐角α可在約66度到約70度之間(參見圖3)。為該目的，術語“外殼”表示由多于一邊包圍的室，空腔或空間的結構。
將壓縮空氣116和低水分高脂加工食品102分別引入到位于上端外殼103的旋風分離器101中。已加工的低水分高脂加工食品以固體微粒113的形式從旋風分離器101的下端112中排出。顯示了任選的閥機械裝置111，如回轉閥或旋轉氣塞，該裝置可提取來自旋風分離器的干燥的，磨碎食品而不中斷系統(tǒng)的連續(xù)操作，并最小化從旋風分離器101中引入空氣的泄漏。或者，中空的圓柱狀延伸桿(未示出)可任選地安裝在旋風分離器101的下端112，用來幫助指引粒狀產(chǎn)品進入到位于旋風分離器下部的接收器或類似物中。在沒有旋風分離器101下端112的閥裝置時，引入到旋風分離器中的加壓空氣還將通過位于旋風分離器下端112的開口111從旋風分離器101中逸出。這種額外的空氣泄漏可能需要在入口以空氣進料速率補償，以使旋風分離器內保持所需要的氣壓條件，如通過增加速率以充分彌補發(fā)生在旋風分離器底部以及排出的氣流114的空氣損失。
空氣和在旋風分離器101的處理過程中從低水分高脂食品中可能釋放的一些少量水蒸汽，作為廢氣114從旋風分離器中經(jīng)套管107和排氣管109排出。在旋風分離器的加工過程中，一些極小數(shù)量的輕碎屑也會從食品中釋放，并與廢氣流114一起排出。在廢氣流排放到大氣中之前，廢氣流114可以任選地經(jīng)顆粒過濾和/或洗擦脫去揮發(fā)性化合物或其它化合物，如使用分離的洗滌器模件，如填充床型洗滌器(如，參見附圖4，特征1141)。篩分裝置115在下文中更詳細地描述。
為了將壓縮空氣116引入旋風分離器101中，空氣加壓機械裝置121，如鼓風機或空氣壓縮機，產(chǎn)生高容量高速率壓縮空氣流，該氣流經(jīng)通風管125通過冷卻單元123傳導，氣流再從那里引入到旋風分離器101的上端外殼103中。術語“壓縮空氣”是指壓縮到高于大氣壓力的空氣，如高于14.7psia(lb/inch2絕對)。對于此處的實施方式，在引入旋風分離器101之前加熱壓縮空氣通常并不是所需要的或必需的，盡管在特定情況中，如下文所述，該步驟是有用的。加熱壓縮空氣通常是不需要的，因為可能會導致旋風分離器內正在加工的加工食品材料的任何熱敏感部分融化。在一個實施方式中，引入到旋風分離器101之前，將壓縮空氣冷卻到低于可食食品材料熱敏感部分的玻璃轉化溫度的溫度。在一個特定的實施方式中，空氣被冷卻到約35至約75，尤其為約40至約70，更特別為約60至約70。在另一實施方式中，空氣可以以環(huán)境溫度而無需將空氣加熱到低于被加工食品的脂部分的熔融溫度的程度下將空氣引入旋風分離器中。也即，如果從壓縮器121釋放出的空氣的氣溫低于被加工食品脂成分的融化溫度，在空氣進料到旋風分離器中之前，就不必將空氣穿過操作模式中的空氣冷卻器123的空氣進行壓縮。優(yōu)選在不使用空氣冷卻器運轉空氣之前監(jiān)控與壓縮相關的環(huán)境氣溫和任何氣溫的改變?？諝饫鋮s器123是熱交換裝置。空氣冷卻器123可以是商業(yè)或工業(yè)上的熱交換單元，或冷藏單元或其它適合的冷卻裝置，例如能降低連續(xù)流動壓縮空氣溫度至冷卻劑溫度在約10(約6℃)之內的冷卻單元。
壓縮空氣116以基本上正切于上端外殼103的內壁108被引入到室104中。該步驟可通過例如引導空氣流116到多孔120中(如2至8個孔)實現(xiàn)，所述孔圓周分布并由上端外殼103的壁108提供，通過所述孔空氣流被引入。偏轉板122安裝在上端外殼103的內壁108上，為了使進入的空氣流偏轉到根據(jù)上文所述裝置的基本上正切于內壁108的方向，例如，美國專利
發(fā)明者M·夏, N·雷米利, K·尼爾, G·科普 申請人:卡夫食品集團公司