Усовершенствованное устройство и способ вакуумной микроволновой сушки пищевых продуктов



Усовершенствованное устройство и способ вакуумной микроволновой сушки пищевых продуктов
Усовершенствованное устройство и способ вакуумной микроволновой сушки пищевых продуктов
Усовершенствованное устройство и способ вакуумной микроволновой сушки пищевых продуктов
Усовершенствованное устройство и способ вакуумной микроволновой сушки пищевых продуктов

 


Владельцы патента RU 2442084:

Фрито-Лей Северная Америка, Инк. (US)

Изобретение относится к усовершенствованным устройству и способу изготовления в промышленных масштабах подвергнутых вакуумной СВЧ-обработке пищевых продуктов. Способ дегидратации пищевого продукта, согласно которому используют вакуумное СВЧ-устройство с резонатором, имеющим периферическую область, и вращающуюся карусель, имеющую множество отделений, при этом упомянутые отделения расположены вокруг упомянутой периферической области упомянутого резонатора, а упомянутая вращающаяся карусель способна вращаться внутри упомянутого резонатора упомянутого вакуумного СВЧ-устройства; загружают упомянутые отделения пищевым продуктом; и дегидратируют упомянутый пищевой продукт в упомянутых отделениях в вакуумном СВЧ-устройстве. Способ реализуется в вакуумном микроволновом устройстве, содержащем вакуумное СВЧ-устройство с резонатором, имеющим периферическую область, и вращающуюся карусель, имеющую множество отделений, при этом когда упомянутую карусель помещают в упомянутый резонатор, упомянутые отделения расположены вокруг упомянутой периферической области упомянутого резонатора, а упомянутая вращающаяся карусель способна вращаться внутри упомянутого резонатора упомянутого вакуумного СВЧ-устройства. Предложенные способ и устройство позволят обеспечить изготовление маложирного, пригодного для длительного хранения, готового к употреблению в пищу закусочного пищевого продукта из сырых пищевых ингредиентов. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Предпосылки создания изобретения

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к усовершенствованному устройству и способу изготовления закусочного пищевого продукта, подвергнутого вакуумной обработке токами сверхвысокой частоты (микроволнами).

Описание уровня техники

Подвергнутые обработке закусочные пищевые продукты обычно предлагаются потребителю в готовом к употреблению в пищу виде. Такие закусочные пищевые продукты включают самые разнообразные пищевые продукты, такие как картофельные чипсы, кукурузные чипсы, изделия из воздушного теста, печенье и крекеры. Подвергнутые обработке закусочные пищевые продукты часто изготавливают из пшеницы, кукурузы, картофеля или других крахмалсодержащих ингредиентов, которые обжаривают во фритюре. Например, картофельные чипсы изготавливают путем обжарки тонких ломтиков сырого свежего картофеля.

Поскольку здравомыслящие потребители все больше заботятся о своем здоровье, растет спрос на более полезные для здоровья, подвергнутые меньшей обработке и более натуральные закусочные пищевые продукты. Как показывают недавние опросы, потребители желают пытаться регулировать количество жиров в своем рационе. Кроме того, потребители все чаще на регулярной основе или время от времени обращают внимание на маркировки продуктов питания, на которых указано содержание жира. Во многих случаях основной причиной, по которой люди больше не употребляют закусочный пищевой продукт, является ощущение того, что эта пища не полезна для здоровья. Это подтверждается тем фактом, что около 59% потребителей полагают, что для здоровья более полезны печеные продукты, того как около 11% считают, что для здоровья полезны жареные продукты. Таким образом, существует потребность в закусочных пищевых продуктах со сниженным содержанием жира, которые потребители считают более полезными для здоровья.

Хотя для снижения содержания жира в закусочных пищевых продуктах применялись искусственные или неискусственные ингредиенты, многие потребители также испытывают неприязнь к таким ингредиентам. Например, потребители все чаще заявляют, что предпочитают натуральные пищевые продукты, а многие утверждают, что избегают продуктов, которые имеют высокое содержание искусственных ингредиентов или консервантов. По словам большинства потребителей, они полагают, что пищевые продукты натурального происхождения полезны для здоровья, в отличие от тех, кто считает, что для здоровья полезны искусственные пищевые продукты. Таким образом, существует потребность в маложирном закусочном пищевом продукте, содержащем небольшое количество искусственных ингредиентов или консервантов или не содержащем искусственные ингредиенты или консерванты.

К сожалению, производство в промышленных масштабах желаемых маложирных, пригодных для длительного хранения закусочных пищевых продуктов из натуральных сырых ингредиентов является затруднительным. Некоторые решения, предлагавшиеся для получения более натуральных, пригодных для длительного хранения закусочных пищевых продуктов, проиллюстрированы в патентах US 5676989, 5962057 и 6312745, в которых во всех случаях речь идет о вакуумной обработке токами сверхвысокой частоты. Тем не менее, в таких патентах не описан способ изготовления таких пищевых продуктов в промышленных масштабах.

Известно применение вращающихся вакуумных микроволновок (СВЧ-устройств) в непищевых отраслях. На фиг.1 показан упрощенный вид в поперечном разрезе известного из уровня техники вакуумного СВЧ-устройства, содержащего непищевой гранулированный материал. По мере того как барабан, расположенный в СВЧ-резонаторе, вращается в направлении 18, показанном стрелкой, продукт 12 обычно перемещается вверх по барабану, пока не достигает точки, в которой под действием силы тяжести продукт падает в направлении дна барабана. Во вращающихся барабанных вакуумных СВЧ-сушилках с относительно большим объемом пищевые продукты, такие как фрукты и овощи, повреждаются вследствие столкновений в процессе этой сушки в барабане. Кроме того, поскольку из-за влаги, образующейся во время дегидратации на поверхности пищевого продукта, он может становиться липким, одним из недостатков также является комкование. В связи с этим пищевым продуктам, подвергаемым вакуумной СВЧ-обработке, обычно придают однослойную конфигурацию. Тем не менее однослойная конфигурация часто неэффективна и неэкономична, поскольку при этом значительно снижается пропускная способность или производительность, в особенности при изготовлении продукции партиями. Из-за ограниченной глубины проникновения сверхвысокочастотных волн в пищевые продукты толщина слоя продукта внутри барабана может сказываться даже на поглощении энергии СВЧ-излучения, что приводит к сушке с различными скоростями. Таким образом, существует потребность в усовершенствованном способе и устройстве с целью повышения эффективности вакуумной дегидратации.

Краткое изложение сущности изобретения

В настоящем изобретении предложены способ и устройство для изготовления маложирного, пригодного для длительного хранения, готового к употреблению в пищу закусочного пищевого продукта из сырых пищевых ингредиентов. В одном из вариантов осуществления способ включает стадии, на которых используют сырой пищевой продукт растительного происхождения, помещают пищевой продукт в кольцевую область вращающейся карусели и по мере вращения карусели дегидратируют пищевой продукт в вакуумном СВЧ-устройстве.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предложено устройство, применимое для дегидратации сырого пищевого продукта в вакуумном СВЧ-устройстве с целью изготовления закусочного пищевого продукта. Устройство имеет вращающуюся карусель с кольцевой областью для помещения пищевого продукта. Вращающаяся карусель может быть помещена в вакуумное СВЧ-устройство и может вращаться во время работы СВЧ-устройства. Упомянутые, а также дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут ясны из следующего далее подробного описания.

Краткое описание чертежей

В прилагаемой формуле изобретения содержатся элементы новизны, считающиеся отличительными признаками изобретения. Вместе с тем, само изобретение, а также предпочтительный вариант его осуществления, его дополнительные задачи и преимущества будут лучше всего поняты из следующего далее подробного описания пояснительных вариантов осуществления в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:

на фиг.1 показан упрощенный вид в поперечном разрезе известного из уровня техники вращающегося вакуумного СВЧ-устройства, содержащего продукт,

на фиг.2 - упрощенный вид в перспективе с местным разрезом карусели, имеющей множество отделений в кольцевой области, и вакуумного СВЧ-устройства согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,

на фиг.3 - боковой вид с местным разрезом вакуумного СВЧ-устройства, имеющего карусель, которая вращается вокруг поперечной оси вакуумного СВЧ-барабана согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, и

на фиг.4 - перспективное изображение в разобранном виде с частичным местным разрезом карусели вакуумного СВЧ-устройства, способной вращаться вокруг поперечной оси барабана вакуумного СВЧ-устройства согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание

На фиг.2 показан вид в перспективе с местным разрезом вращающейся карусели 100, которую помещают в резонатор вакуумного СВЧ-устройства 200 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. В одном из вариантов осуществления вращающаяся карусель 100 имеет множество перегородок 105, расположенных между первым коаксиальным цилиндром 101, имеющим наружный диаметр, и вторым коаксиальным цилиндром 102, имеющим внутренний диаметр, которые образуют множество отделений 110, расположенных внутри кольцевой области 103. В одном из вариантов осуществления термином "перегородка" обозначен объект, который делит кольцевую область 103 на отделения 110, позволяющие размещать пищевой продукт по окружности внутри кольцевой области 103. Перегородка может быть прямой, дугообразной или волнообразной. Перегородка также может быть сплошной или перфорированной. В одном из вариантов осуществления перегородки 105 проходят в радиальном направлении вокруг продольной оси карусели 100 в кольцевой области 103 между первым коаксиальным цилиндром 101 и вторым коаксиальным цилиндром 102. Используемый в описании термин "кольцевая область" означает область, которая обеспечивает размещение пищевого продукта по окружности внутри наружной окружности вращающейся карусели 100. В одном из вариантов осуществления, проиллюстрированном на фиг.2, кольцевая область 103 представляет собой область внутри карусели 100 между первым коаксиальным цилиндром 101 и вторым коаксиальным цилиндром 102. В одном из вариантов осуществления вакуумное СВЧ-устройство 200 имеет периферическую область 202, представляющую собой область внутри окружности вакуумного СВЧ-устройства 200.

На фиг.4 показано перспективное изображение в разобранном виде с частичным местным разрезом вращающейся карусели 400, которая вращается вокруг поперечной оси вакуумного СВЧ-устройства (обозначенного на фиг.2 позицией 200) согласно одному из альтернативных вариантов осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.4, вращающаяся карусель, имеющая кольцевую область 403, состоит из расположенных внутри карусели отделений, а в проиллюстрированном варианте осуществления каждое отделение 410 дополнительно представляет собой трубку, расположенную внутри наружной окружности вращающейся карусели 100. Используемые в описании термины "отделение" и "трубка" используются взаимозаменяемо. Когда карусель 400 помещена в вакуумное СВЧ-устройство 200 (показанное на фиг.2), отделения 410 расположены вокруг периферической области вакуумного СВЧ-устройства 200.

В одном из вариантов осуществления внутри трубки 410 может быть помещено множество пластин 405 для дополнительного облегчения обработки в барабане. Такая обработка в барабане способна обеспечивать достаточное перемещение кусков пищевого продукта для того, чтобы они не прилипали к соседним кускам или какому-либо участку трубки 410. Показанные чертежи приведены лишь с целью лишь иллюстрации, а не ограничения. Также могут быть возможны другие варианты осуществления в соответствии с сущностью и объемом настоящего изобретения. В проиллюстрированном на фиг.2 варианте осуществления съемные крышки 142, 152, которые облегчают загрузку и разгрузку кусков 120 пищевого продукта, образуют второй коаксиальный цилиндр 102. В одном из вариантов осуществления (не показанном) как первый коаксиальный цилиндр, так и второй коаксиальный цилиндр имеют съемные крышки. В одном из вариантов осуществления (не показанном) только первый коаксиальный цилиндр имеет съемные крышки.

Коаксиальные цилиндры 101, 102, показанные на фиг.2, и трубки 410, показанные на фиг.4, могут быть изготовлены из любого материала, применимого для использования в вакуумном СВЧ-устройстве. Материал может быть перфорированным или неперфорированным, однако перфорированный материал позволяет легче удалять из отделения 110 пар, который образуется в процессе дегидратации. Так, в одном из вариантов осуществления один или оба цилиндра 101, 102 имеют множество перфораций. В одном из вариантов осуществления один или оба цилиндра 101, 102 выполнены из перфорированного полипропилена. В одном из вариантов осуществления одна или несколько трубок 410 (показанных на фиг.4) выполнены из полипропилена с перфорациями или прорезями.

В одном из вариантов осуществления удаляют участок второго коаксиального цилиндра 102 (например, удаляют первую съемную крышку 152), помещают куски 120 пищевого продукта в соответствующее отделение 110 и возвращают удаленный участок второго коаксиального цилиндра 102 (например, снова устанавливают съемную крышку 152) после того, как в отделение загружают куски 120 пищевого продукта. Этот процесс может быть повторен на других участках второго коаксиального цилиндра 102, которые закрывают другие отделения 110, пока пищевой продукт не будет содержаться в желаемом числе отделений 110. Затем карусель 100 может быть помещена в вакуумное СВЧ-устройство 200.

Энергия СВЧ-излучения обеспечивает преимущественно объемный нагрев пищевого продукта. По мере дегидратации кусков 120 пищевого продукта в вакуумном СВЧ-устройстве 200 их поверхности становятся липкими вследствие перемещения влаги изнутри к границе кусков 120 пищевого продукта. Так, в одном из вариантов осуществления коаксиальные цилиндры 101, 102 и перегородки 105 изготовлены из неприлипающего материала, такого как фторполимер, чтобы куски 120 пищевого продукта не прилипали к цилиндрам 101, 102 и перегородкам 105.

В одном из вариантов осуществления в отделение 110 загружают куски 120 пищевого продукта с целью создания объема пищевого продукта, оставляющего достаточно незаполненного продуктом пространства отделения для того, чтобы куски 120 пищевого продукта перемещались при вращении карусели 100. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения отделения 110 загружают таким образом, чтобы обеспечить во время вращения достаточное перемещение кусков 120 пищевого продукта внутри отделений 110 карусели для того, чтобы они не прилипали к какому-либо участку карусели 100, включая цилиндры 101, 102 и перегородки 105, и к каким-либо соседним кускам 120 пищевого продукта. За счет достаточного перемещения кусков 120 успешно ограничивается длительность соприкосновения какого-либо участка наружной поверхности куска 120 пищевого продукта с соседним куском или участком карусели 100. Таким образом, за счет достаточного перемещения влага может выходить через всю наружную периферийную поверхность куска 120 пищевого продукта, в результате чего уменьшается липкость.

В одном из вариантов осуществления липкость пищевого продукта дополнительно сводят к минимуму путем нанесения неприлипающего покрытия, например, путем распыления масла на наружную поверхность кусков 120 пищевого продукта и/или боковые участки цилиндров 101, 102 и перегородки 105 карусели 100.

Куски 120 пищевого продукта, которые могут использоваться согласно настоящему изобретению, включают без ограничения цельные или разрезанные на куски яблоки, клубнику, голубику и дыню. Из цельной клубники, используемой согласно настоящему изобретению, был получен желаемый пригодный для длительного хранения пищевой продукт с низким содержанием влаги. С точки зрения настоящего изобретения пригодный для длительного хранения пищевой продукт имеет содержание влаги менее около 8% по весу, более предпочтительно от около 2% до около 5% по весу. В одном из вариантов осуществления пищевой продукт имеет содержание влаги менее около 2% по весу. В одном из вариантов осуществления куски 120 пищевого продукта представляют собой куски цельного пищевого продукта, разрезанного на половины или четыре части. Некоторым пищевым продуктам может быть необходима обработка до помещения в карусель 100. Например, у некоторых плодов, таких как ягоды, включая виноград, кожица имеет естественную воскообразную надкожицу, замедляющую потерю воды вследствие испарения. Так, некоторые пищевые продукты могут быть обработаны хорошо известными из техники способами (например, смотри патент US 7119261, столбец 1, строки 48-60) с целью преобразования воскообразной надкожицы таким образом, чтобы ускорить просачивание водяного пара через надкожицу при нахождении в СВЧ-устройстве. В одном из вариантов осуществления на голубику распыляют масло из разбрызгивателя типа РАМ, чтобы облегчить обезжиривание поверхности воскообразной надкожицы.

Аналогичным образом, апельсины предпочтительно очищают от кожуры до дегидратации. Поскольку ломтики бананов часто бывают очень липкими, бананы могут нарезаться на шарообразные куски, чтобы свести к минимуму доступную площадь поверхности для контакта между шарообразными кусками, а также между шарообразными кусками и каруселью 100. За счет достаточного перемещения внутри карусели 100 во время дегидратации можно предотвратить прилипание кусков бананов друг к другу. Предусмотрено, что также могут использоваться пищевые продукты, включая без ограничения персики, нектарины, виноград, ананасы, манго, авокадо и малину. В настоящем изобретении также могут быть дегидратированы такие пищевые продукты, как сыр, подвергнутые предварительной кулинарной обработке кубики мяса и овощи, включая без ограничения куски сладкого картофеля. Подобно бананам, некоторые пищевые продукты, такие как сыр, персики, нектарины и манго, может быть полезным разрезать на шарообразные куски до помещения в карусель 100.

В одном из вариантов осуществления вращение карусели 100 внутри СВЧ-устройстве является однонаправленным, например всегда по часовой стрелке или против часовой стрелки, когда карусель 100 находится в вакуумном СВЧ-устройстве 200. В одном из вариантов осуществления направление вращения карусели периодически колеблется между первым направлением и вторым направлением. Например, карусель 100 может поворачиваться на первое число градусов (например, 120 градусов, 360 градусов) в первом направлении (например, по часовой стрелке), а затем на второе число градусов (например, 30 градусов, 60 градусов) во втором направлении (например, против часовой стрелки). В одном из вариантов осуществления карусель 100 поворачивается на одинаковое число градусов как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки.

Отделения 110, расположенные в кольцевой области 103 карусели 100, обеспечивают размещение пищевого продукта по окружности. Одно из преимуществ размещения пищевого продукта в кольцевой области 103 заключается в том, что в отличие от продукта 12, показанного на фиг.1, для размещения которого используется только часть всего периметра вакуумного СВЧ-устройства и который имеет неравномерную толщину слоя из-за своих полукруглых очертаний, в настоящем изобретении может использоваться весь внешний периметр вакуумного СВЧ-устройства 200. Таким образом, за счет того, что плотность СВЧ-мощности является равномерной в радиальном направлении, нагрев кусков 120 пищевого продукта, показанный на фиг.2, является более равномерным, поскольку на куски 120 пищевого продукта внутри отделений 110 вакуумной СВЧ-печи воздействует СВЧ-мощность преимущественно одинаковой плотности. Кроме того, нагрев является более равномерным, поскольку отделения 110 обеспечивают равномерную толщину слоя кусков 120 пищевого продукта.

Другим преимуществом помещения пищевого продукта в отделения 110 кольцевой области 103 является то, что куски 120 пищевого продукта могут спокойно перемещаться при вращении карусели 100. Карусель 100 вращается предпочтительно со скоростью, обеспечивающей достаточное перемещение кусков 120 пищевого продукта, чтобы куски 120 пищевого продукта не прилипали друг к другу или к какому-либо участку кольцевых отделений 110. Вместе с тем, при перемещении кусков 120 пищевого продукта со слишком высокой скоростью может происходить нежелательное повреждение кусков 120 пищевого продукта при столкновении, что может привести к нежелательному уплотнению. Нежелательное уплотнение происходит при разрушении микроструктуры кусков 120 пищевого продукта, в результате чего кусок 120 пищевого продукта сжимается при сбросе вакуума в конце цикла сушки. Таким образом, необходимо, чтобы куски 120 пищевого продукта перемещались спокойно во избежание нежелательного уплотнения. Желательная скорость вращения зависит от нескольких факторов, включая тип обрабатываемого пищевого продукта, липкость обрабатываемого пищевого продукта, разрезан ли обрабатываемый пищевой продукт на более мелкие куски, мощность СВЧ-устройства и любую осуществляемую обработку, которая уменьшает липкость, такую как предварительная сушка или добавление масла. Исходя из настоящего описания, специалист в данной области техники сможет определить соответствующие размеры отделений и скорость вращения для соответствующего пищевого продукта.

Пищевой продукт может быть извлечен из вакуумного СВЧ-устройства с учетом одного или нескольких факторов, включая без ограничения повышение температуры внутри барабана по данным инфракрасной камеры или другого применимого измерительного прибора, предварительно заданное время, зависящее от типа пищевого продукта и веса пищевого продукта, уровень влажности и/или количество отраженной энергии в вакуумном СВЧ-устройстве. Таким образом, в настоящем изобретении обеспечены усовершенствованные устройство и способ изготовления подвергнутого вакуумной СВЧ-обработке пищевого продукта.

На фиг.3 показан боковой вид с местным разрезом вакуумного СВЧ-устройства 200, имеющего карусель 100, которая вращается вокруг поперечной оси вакуумного СВЧ-устройства 200 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Хотя в этом варианте осуществления показана иная применимая конфигурация карусели 100, могут использоваться другие карусели, включая карусель 400, показанную на фиг.4. Карусель 100, в кольцевых отделениях 110 которой содержится пищевой продукт, помещают на бесконечную транспортерную ленту 300 в вакуумном СВЧ-устройстве 200. При работе транспортерной ленты 300 карусель 100 непрерывно вращается. Направление движения бесконечной транспортерной ленты 300 может меняться, если желательно изменить направление вращения карусели 100.

В приведенных далее примерах проиллюстрированы два варианта осуществления изобретения, при этом подразумевается, что ссылка на карусель в Примере 1, проиллюстрированную на фиг.2, и ссылка в Примере 2 на карусель, проиллюстрированную на фиг.4, приведены в качестве примера, а не ограничения.

Пример 1 - клубника

Около 8 фунтов цельных ягод клубники промыли и слили воду. Для придания конечному продукту улучшенного вкуса и аромата использовали 25% сахарный раствор. Тем не менее, эта стадия является необязательной и при использовании зрелой клубники сахарный раствор необязателен. На отделения цилиндров 101, 102 и клубнику распылили масло из разбрызгивателя типа РАМ, чтобы ягоды клубники не прилипали друг к другу. Первый коаксиальный цилиндр 101 карусели имел наружный диаметр около 15 дюймов, а второй коаксиальный цилиндр 102 имел внутренний диаметр около 11,5 дюйма. Каждый коаксиальный цилиндр 101, 102 имел длину около 15 дюймов. Карусель 100 имела шесть расположенных с равными интервалами отделений. Шесть отделений 110 были разделены перегородками 105, проходящими в радиальном направлении вокруг продольной оси карусели 100 в кольцевой области 103 между первым и вторым коаксиальными цилиндрами 101 и 102. Каждое из пяти отделений заполнили примерно 1,5 фунтами клубники, при этом первый и второй коаксиальные цилиндры 101 и 102 были изготовлены из перфорированного полипропилена. Карусель 100 поместили в вакуумную СВЧ-печь, модель 0650 µ Wave Vac производства компании Pueschner (Шваневеде, Германия).

Затем клубнику дегидратировали под вакуумом. Сначала сушку осуществляли при СВЧ-мощности около 4 киловатт, что соответствовало около 2,7 киловаттам, поглощенным клубникой. Карусель 100 вращалась в колебательном режиме - карусель поворачивалась примерно на 120 градусов в каждом направлении со скоростью, установленной на уровне около 5,0 оборотов в минуту. Давление внутри СВЧ-устройства поддерживали на уровне около 30 торр. На протяжении процесса сушки использовали около 100% доступной тепловой энергии инфракрасного излучения. Когда по данным инфракрасной камеры, установленной для измерения температуры внутри СВЧ-барабана, температура достигла уровня от около 105°F до около 110°F, СВЧ-мощность уменьшили и поддерживали на уровне около 3 киловатт, пока температура внутри не снизилась до уровня от около 105°F до около 110°F, после чего СВЧ-мощность уменьшили примерно до 2 киловатт, затем до около 1,0 киловатта, пока температура внутри барабана не достигла уровня от около 110°F до около 130°F, и, наконец, до около 0,5 киловатт, пока температура внутри барабана не достигла около 150°F, и вакуумную СВЧ-печь выключили. Общая продолжительность сушки составила около 50 минут, а полученная сушеная клубника весила около 0,80 фунтов и имела пригодное для длительного хранения содержание влаги около 4% по весу. Когда после обработки барабан открыли, с помощью ручного ИК-термометра измерили температуру на поверхности клубники, которая составила около 172°F. Разность между температурой клубники и температурой внутри барабана является вероятной, поскольку инфракрасная камера, установленная для измерения температуры внутри барабана, измеряет вероятную температуру первого коаксиального цилиндра 101. Поскольку клубнику дегидратировали под вакуумом, конечная форма каждой ягоды была сходна с ее исходной формой, хотя с некоторой объемной усадкой. Полученная клубника также имела отличный цвет, как у свежей клубники, хотя и немного более темного оттенка. Таким образом, установлено, что клубника может быть подвергнута более эффективной обработке в барабане за счет использования пластин внутри трубок. Каждый цилиндр 410 имел три пластины 405, проходящих в радиальном направлении внутрь по окружности цилиндра 410. Каждая пластина имела высоту приблизительно 1/2 дюйма и длину 24 дюйма.

Хотя описанный выше пример был осуществлен в экспериментальном масштабе с использованием только 5 из 6 отделений одной карусели, такой контрольно-проверочный эксперимент доказывает, что возможна масштабируемость. Предполагается, что, например, может использоваться более крупная карусель, рассчитанная примерно на 130 фунтов сырых плодов в одной партии, в результате чего можно получить около 20 фунтов конечного продукта. При использовании 8 таких каруселей в периодическом или полунепрерывном режиме можно получать около 160 фунтов в час сухой цельной клубники, что составляет более 2590 порций по 28 граммов.

Пример 2 - сыр

Около 7,4 фунта палочек сыра производства компании Kraft разделили на четыре части каждую размером около 3/4 дюйма с содержанием влаги около 50% и загрузили в 6 трубок 410, каждую из которых заполнили примерно на одну четверть. Каждая трубка 410 имела внутренний диаметр около 4,5 дюйма. Каждый цилиндр 410 имел длину около 24 дюймов. Внутри трубок не использовали пластины. Карусель 400 с шестью цилиндрами 410 поместили в вакуумную СВЧ-печь, модель 0650 µ Wave Vac производства компании Pueschner (Шваневеде, Германия).

Затем кубикам сыра сообщили вращательное движение путем вращения карусели со скоростью 20 об/мин, после чего кубики сыра дегидратировали под вакуумом. Сушку осуществляли при СВЧ-мощности около 6 киловатт, что соответствовало около 5,3 киловаттам, поглощенным сыром. Давление внутри СВЧ-устройства поддерживали на уровне около 30 торр. На протяжении процесса сушки использовали около 100% доступной тепловой энергии инфракрасного излучения. Дегидратацию завершили через 17,5 минут, в результате чего получили 3,6 фунта воздушного сыра с пригодным для длительного хранения содержанием влаги около 4% по весу. Из-за очень сильного увеличения кусков сыра в объеме во время сушки к концу сушки практически все пространство каждой трубки было заполнено воздушным сыром. Во время сушки эти кубики сыра не образовывали комки. Скорость сушки составляла около 12,3 фунта конечного воздушного сыра в час. Аналогичным способом также можно подвергать сушке куски маложирного сыра. Хотя описанный выше пример был осуществлен в экспериментальном масштабе с использованием только 25% пространства каждого цилиндра 410, такой контрольно-проверочный эксперимент доказывает, что возможна масштабируемость.

Настоящее изобретение имеет ряд преимуществ над известным уровнем техники. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предусмотрено проведение вакуумной сушки токами сверхвысокой частоты в отделениях кольцевой области с тем, чтобы свести к минимуму силы, действующие при столкновении, обеспечить равномерную толщину слоев и увеличить доступную производительность вакуумного СВЧ-барабана. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предотвращается комкование кусков пищевого продукта и усиливается воздействие сверхвысокочастотных волн. Настоящее изобретение позволяет осуществлять вакуумную СВЧ-обработку в потоке пищевых продуктов и обеспечивает возможность для облегчения автоматизации.

Хотя настоящее изобретение конкретно рассмотрено и описано применительно к предпочтительному варианту осуществления, специалисты в данной области техники поймут, что в него могут быть внесены различные изменения по форме и в деталях, не выходящие за пределы существа и объема изобретения. Например, в одном из вариантов осуществления до, во время или после воздействия на пищевой продукт энергией СВЧ-излучения может использоваться источник другой тепловой энергии, такой как инфракрасной тепловой энергии.

1. Способ дегидратации пищевого продукта, согласно которому:
используют вакуумное СВЧ-устройство с резонатором, имеющим периферическую область, и вращающуюся карусель, имеющую множество отделений, при этом упомянутые отделения расположены вокруг упомянутой периферической области упомянутого резонатора, а упомянутая вращающаяся карусель способна вращаться внутри упомянутого резонатора упомянутого вакуумного СВЧ-устройства; загружают упомянутые отделения пищевым продуктом; и дегидратируют упомянутый пищевой продукт в упомянутых отделениях в вакуумном СВЧ-устройстве.

2. Способ по п.1, в котором упомянутый пищевой продукт содержит один или несколько пищевых продуктов, выбранных из группы, включающей: клубнику, яблоки и голубику, или один или несколько пищевых продуктов, выбранных из группы, включающей: персики, бананы, нектарины, ананасы, манго, авокадо, малину, голубику, виноград, очищенные от кожуры апельсины и дыни.

3. Способ по п.1, в котором упомянутый пищевой продукт содержит сыр.

4. Способ по п.1, в котором упомянутые отделения съемно прикреплены к упомянутой карусели, могут иметь перфорации, а также содержать цилиндр.

5. Способ по п.1, в котором упомянутая карусель вращается в колебательном режиме.

6. Способ по п.1, в котором упомянутый пищевой продукт покрывают маслом перед упомянутым этапом загрузки.

7. Способ по п.1, в котором упомянутые отделения покрывают маслом.

8. Способ по п.1, в котором упомянутый пищевой продукт дегидратируют до достижения содержания влаги, пригодного для длительного хранения.

9. Способ по п.1, в котором упомянутый пищевой продукт дополнительно содержит множество кусков пищевого продукта, а упомянутая карусель вращается со скоростью, которая обеспечивает перемещение упомянутых кусков пищевого продукта.

10. Способ по п.1, в котором упомянутая карусель имеет первый коаксиальный цилиндр и второй коаксиальный цилиндр, образующие кольцевую область, при этом упомянутые первый и второй коаксиальные цилиндры могут иметь перфорации, также между упомянутым первым коаксиальным цилиндром и упомянутым вторым коаксиальным цилиндром дополнительно может использоваться множество перегородок, образующих упомянутое множество отделений.

11. Вакуумное микроволновое устройство, содержащее:
вакуумное СВЧ-устройство с резонатором, имеющим периферическую область, и вращающуюся карусель, имеющую множество отделений, при этом, когда упомянутую карусель помещают в упомянутый резонатор, упомянутые отделения расположены вокруг упомянутой периферической области упомянутого резонатора, а упомянутая вращающаяся карусель способна вращаться внутри упомянутого резонатора упомянутого вакуумного СВЧ-устройства.

12. Вакуумное микроволновое устройство по п.11, в котором, по меньшей мере, одно из упомянутых отделений содержит цилиндрическое отделение.

13. Вакуумное микроволновое устройство по п.11 в котором, по меньшей мере, одно из упомянутых отделений содержит съемный цилиндр.

14. Вакуумное микроволновое устройство по п.11 в котором, по меньшей мере, одно из упомянутых отделений содержит перфорации.

15. Вакуумное микроволновое устройство по п.11, в котором упомянутая вращающаяся карусель дополнительно имеет первый коаксиальный цилиндр и второй коаксиальный цилиндр, образующие кольцевую область между ними, и множество перегородок, расположенных в упомянутой кольцевой области, за счет чего образуется упомянутое множество отделений, при этом упомянутый первый коаксиальный цилиндр может содержать съемную крышку, упомянутый второй коаксиальный цилиндр также может содержать съемную крышку, упомянутый первый коаксиальный цилиндр может содержать перфорации, и/или упомянутый второй коаксиальный цилиндр может содержать перфорации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике сушки, в частности к устройствам проведения тепло- и массообменных процессов, а именно к комбинированной сушке дисперсных материалов, и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и смежных с ними областях промышленности.

Изобретение относится к сушильной технике, а именно к технологическим процессам и установкам для СВЧ-сушки длинномерных древесных материалов. .
Изобретение относится к технологиям удаления влаги из капиллярно-пористых материалов, например торфа, и может быть использовано в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Изобретение относится к технике вакуумной сушки продуктов и может быть использовано на пищевых предприятиях и в других отраслях перерабатывающей промышленности. .
Изобретение относится к способам сушки технического лигниносодержащего сырья и может быть использовано в биохимической промышленности для переработки отходов-лигнина, а также в торфодобывающей промышленности.

Изобретение относится к оборудованию лесопромышленного комплекса по обработке древесины и может быть использовано в технологических процессах СВЧ-сушки крупномерных лесоматериалов, а именно оцилиндрованных бревен и бруса.

Изобретение относится к устройствам для обработки сыпучих диэлектрических материалов с помощью энергии электромагнитного поля СВЧ. .

Изобретение относится к ультрасухому карбонату кальция. .

Изобретение относится к области сушки, а именно к способам сушки стеблевых лубоволокнистых материалов, например льняной стланцевой тресты. .

Изобретение относится к области сушки, а именно к способам сушки стеблевых лубоволокнистых материалов, например льняной стланцевой тресты. .

Изобретение относится к технологии и оборудованию для обработки сыпучих, преимущественно неоднородных, материалов путем организации их контакта с газообразным агентом (парогазовой или газожидкостной смесью) в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве. .

Изобретение относится к способу импульсной инфракрасной сушки термолабильных материалов (семян различных с.х. .
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сушке зерновых смесей. .

Изобретение относится к способам сушки зерновых культур и может быть использовано в сельском хозяйстве на предприятиях, занятых заготовкой посевного материала. .

Изобретение относится к способам сушки влажной сапропелевой массы после ее предварительного обезвоживания при снижении влагосодержания до 50%. .

Изобретение относится к оборудованию по переработке отходов термопластичных полимеров с целью их повторного использования, в частности, к устройствам по осушке вымытых измельченных термопластичных полимеров, сразу после выхода их из моечного оборудования.

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой, химической, фармацевтической, строительной и других отраслях промышленности.
Наверх