[发明专利]冷冻充气食品的生产方法及设备及冷冻充气食品

说明书

本发明涉及一种冷冻充气食品的生产方法及一种实施该方法的设备。

传统的冷冻充气食品的生产方法，特别是冰淇淋的生产方法一般包括混合、均化、巴氏消毒、冷冻和硬化需冷冻的组合物等一系列操作工序。在冷冻阶段，向组合物充气并使其膨胀，其体积增大比例例如为70％-120％。出自冷冻设备(冻结器)的充气物质温度为-5℃至-6℃。然后将其置入一个硬化室在-40℃至-45℃进行硬化，使散装冷冻食品芯部温度达到-18℃或更低，使棒状挤压食品达到-30℃。

人们试图降低出自冷冻机的冷冻物质的温度，以便节省能源，改善食品结构，如提高其油性。然而，用传统设备所遇到的不可避免的问题是在温度低于-7℃至-8℃时冰淇淋的粘度较高。使用两个串接的刮面式冷冻机可部分解决这一问题，第一个是传统式冷冻机，约在-7℃提供充气冰淇淋，第二个是专为处理高粘度物质设计的冷冻机，可将其温度降至-10℃左右。

出于同样的构思，EP-A-0561118描述了一种低至约-20℃的低温下生产冰淇淋的三段法。在此排出温度下，可完全取消散装产品的硬化工序，可明显缩短挤压产品的硬化时间。第一阶段，即预膨胀阶段，在正温度下向需冷冻组合物中充气。第二阶段，在刮面式交换器中冷却充气物质，并在约-6℃将其排出。第三阶段，用一个螺杆装置将该物质冷却至-20℃左右。

US-A-5024066涉及一种两段法。第一阶段，预膨胀阶段，在正温度下向需冷冻物质中充气。第二阶段，用一个其边缘备有刮刀的表面粗糙的阿基米德螺杆挤压机，将充气物质冷却至足够低负温度，使其具有稳定的质地，并将食品直接存入冷库。

本发明的目的是用一个比现有装置易操作体积小的设备，在一个阶段中完成物质膨胀和冷却两道工序，在继承上述能源、产品质地方面优点的同时，还简化了低温冷冻法。

本发明涉及一种冷冻充气食品的生产方法，在该方法中，对需冷冻的组合物进行混合，充气，冷冻，使其达到或低于-8℃，然后通过一个模头排出，其特征在于用单台单螺杆挤压装置在单个步骤中完成这些工序，该装置处于一个装有充气和冷却装置的壳体内。

本发明进一步涉及冷冻充气食品的生产方法，其特征在于将需冷冻的物质在2℃至7℃温度下送入单螺杆装置中，在该装置中，螺杆转速为100至600转/分钟，将冷冻物质送至充气区使其膨胀率为0至150％，再深度冷却至-8℃至-20℃，然后使其通过一个模头。

人们惊奇地看到，在单一阶段中可对需冷冻的组合物进行充气，混合，冷却和挤出，曾担心用单一螺杆挤出装置加工会损伤冷冻组合物的质地，其结果所获得的低温冷冻食品的质地更好更稳定。这并不是必然结果，因为现有方法是在分开的设备中先进行充气，再冷却，在一个备有刮刀的装置中至少完成部分冷却至冷冻。    

为了实施本方法，用传统方式制备冰淇淋组合物，低脂冰淇淋和冰糕的主要成分是：乳，脱脂乳，乳脂，炼乳，奶粉，奶油，其中加有蔗糖，葡萄糖，果糖，果酱和水胶体稳定剂，如角叉菜酸盐，藻酸盐，角豆树胶，乳化剂如部分甘油酯和香料。按照该制法规定的比例将上述成分混合后，进行巴氏灭菌，冷却，然后如需要在强化状态下加热均化，这样可使脂肪颗粒平均粒度降到约8至20微米。当均化物质冷却至接近0℃的低温后，将其在此温度下熟化一段时间。均化和熟化是可选择的阶段。

如需要，在下面说明书中可将这种均化和熟化物质称为“需冷冻的物质”，最好是在约2℃至7℃下将其引入一个单螺杆冷冻装置中，下面将更详细说明该装置，在该装置中将上述物质送至一个空气注入区，在该区的物质膨胀率为0至150％，深度冷却至-8℃至-20℃，然后强制其通过一个模头。

使人惊奇的是，可在无需过高剪切力的情况下完成单螺杆装置的操作，使得模头出口处的压力不超过约50巴。生产出的产品特征在于其平均冰晶粒度为10至30微米，明显低于传统冷冻机所获得的平均冰晶粒度。产品质地得到了改善，其油性和乳脂性更佳。

本发明还涉及一种实施上述方法的设备，它包括一个在壳体内旋转的蜗杆，壳体一端有一个挤出模头，另一端有需冷冻组合物的供给装置，在壳体中间区域备有供气装置，该壳体还装有一个致冷液循环套。

蜗杆可以有一些连续的区段，这些区段外形各不相同，如从螺纹的取向和螺距看，它们各不相同，螺杆的构型选择为实现物料朝模头的传输、混合、剪切及压缩，有助于充气，使其膨胀。在中间区域可设置搅拌装置，如具有输送作用的正取向或具有回流作用的负取向的单叶或双叶搅拌盘，或者设置有负螺距的区段，致使产品回流。