粘性乳化劑的攪拌設備及其用法和產品的製作方法
2023-10-04 07:25:09
專利名稱：粘性乳化劑的攪拌設備及其用法和產品的製作方法
技術領域：
本發明與一種攪拌粘性乳化劑的設備有關，具體有關一種攪拌設備，其中設有一個新穎的混合腔，將至少一種成份和/或空氣，與基料乳化劑混合併均質化，以給予乳化劑製品一定的預期稠厚度及質感(texture)。此外，本發明還提出一種用新穎的攪拌設備，製造由粘性乳化劑製成的製品的新穎方法，以及提出一種通過發明的攪拌設備和方法，製成的可流動的粘性製品，該製品有改進的特定稠厚度和質感，製品如蛋黃醬、蛋黃醬類乳化劑，或色拉調味油。
在乳化劑調味油的大規模商品生產中，例如蛋黃醬，蛋黃類製品，和各類型的色拉調味油等的生產中，極端重要的是不僅使製品對用戶有感官吸引力及美學吸引力，而且通過提供其外觀的稠厚度及質感的特定均勻性，提高銷售吸引力，使之對用戶更加可口。
藉此，根據本發明，要求能提供兩種不同類的粘性乳化調味油，例如各類型的蛋黃醬和可能是色拉調味油，其質感可使粘性乳化劑配製的最終製品的質感具一定的粗糙度，或「乾酪」體質(body)，但外觀似乎光滑或似奶油。雖然這具體申請案中，從表面看，質感類型表示製品對用戶有提高的美學吸引力有一定的矛盾，因為對製品的可塗抹性似乎有提高，使其質感充實。本申請此處所指的是一般的蛋黃醬，用約80%的脂肪，一般用豆油，但非必須用豆油，加全蛋和蛋黃，水，調味料，和醋，一般用市售的攪拌器混合，使之均質化配製而成;僅作舉例而言，使用的KMF型潘太克斯(Pentax)攪拌器，為伊利諾州惠靈(Wheeling)市的Bran與Luebbe公司出品，用以將粘性乳化劑配料，在作業線中連續攪拌，最後製成有特定粘度或稠厚度和/或質感的可流動的製品。通常攪拌器有預混合腔，連接在攪拌器進口的前方，與進口接通，從而安裝在中心軸上的旋轉葉片，在乳化劑送入攪拌器本身內以前，將乳化劑的配料攪拌混合。
類似的攪拌設備和方法還用於其他類型的乳化調味油，諸如色拉調味油，稀蛋黃醬，無膽固醇色拉調味油及無膽固醇稀調味油，從而在各種條件下，為符合用戶的在熱含量和/或膽固醇方面的要求，而取消全蛋和蛋黃，用蛋白或蛋清取代，並減少油的比例，用澱粉基料和/或樹膠取代，以符合減少膽固醇和/或熱量的要求，而仍保持理想的稠厚度或粘性和/或質感，或配成的製品的感官特性，從而產生對用戶的吸引力。
為符合工業製造的要求，採用與本發明基本相同類型的攪拌器進行各種類型的粘性乳化劑的高產量大批商品生產，諸如各種一般類型及低熱量和/或無膽固醇類型蛋黃醬，蛋黃醬類型乳化劑，和色拉調味油。當前使用的帶有能接受乳化劑配製的組分，並在一般情況下用轉筒葉片，在將乳化劑組分放入攪拌器以前，將其混合併均質化的預混合腔的標準類型，現用一種在攪拌器出口或排出端上的新穎獨特混合腔取代，其中設置結構，當向粘性乳化劑基料增添組分，配製最終製品時，對通過攪拌器的材料執行緩和的剪切或揉入動作。因此混合腔有圓柱形殼，有若干徑向內伸的杆柱件伸入中央轉筒的附近，轉筒可有縱稜，花鍵，槳輪等設計，供放入至少一種其他的成分，且最好在徑向上放入混合腔的基料乳化劑中，基料乳化劑通過攪拌器後，將其在腔的上遊或進口端，沿軸向引入，由於固定杆柱件與轉筒互相作用，將這成分均勻和緩摻入粘性基料乳化劑，將其混合併均質化，配成製品，排出混合腔，使之最終有理想的感官特性，粘度或稠厚度和/或據認為在美學上受用戶重視的質感。
按此方法將一種或數種添加成分加入混合腔的基料乳化劑中，在其中摻合，用新穎的有杆柱的腔結構，配合有稜脊或花鍵的轉筒進行混合併均勻化，添加料在製造粘性色拉調味油或低熱量蛋黃醬時為澱粉基料，而生產一般大致含80%脂肪的蛋黃醬時，為注入的空氣流，從而賦予完成製品的理想粗糙度，或似「乾酪」的充實質感。對於製品的各種配方，按理想也可以不加空氣或沔粉基料，或除空氣或澱粉基料外，在澱粉基料乳化劑中加醋或樹膠，取代一部分油和全蛋或蛋黃，當乳化劑用作基本無膽固醇蛋黃醬和/或稀(低熱量)蛋黃醬之類的配方時，其中的一部分油和全蛋或蛋黃被取出。
雖然目前已知有許多種攪拌機，並已廣泛使用於各種類型的粘性乳化劑和類似可流動製品的混合用均質化工藝，但沒有一種可提供獨特的摻和動作，以產生基料乳化劑與添加成份，和/或空氣的混合及均質化，使這樣攪拌混合的製品從攪拌器中排出時一定取得特定的粘度或稠厚度，和/或質感，從而使用相同的設備，僅需改變發明的混合腔中的基料乳化劑中的添加的成分類型及用量，便可在範圍相當寬廣的乳化調味油或類似製品中，諸如蛋黃醬或色拉調味油，符合用戶的需要。
給爾納爾等人(Gillner，etal)的美國專利第4，590，030號公開了一種製造組分混合物的均勻裹層，或膜層或片層的方法及設備，其攪拌器有一個轉筒，具體參照給爾納爾等人的附圖7，設置徑向外伸的葉片，與之交替的有若干徑向內伸的杆柱件，共同執行攪和動作。但其中沒有公開用花鍵轉筒，與混合腔中按預定徑向及軸向間距放置的徑向內伸的固定杆柱配合，進行特殊的摻和動作，故不能將從混合器接受到的基料乳化劑成分，和後加入的其他成分摻和，給予配製製品以預定的稠厚度和/或質感。
哈姆斯(Harms)的美國專利第4，538，917號公開了一種螺旋型壓出機，有若干杆柱伸入在轉筒上形成的螺旋葉片互相間的空間中，提供對乳化劑的剪切作用。但其中沒有公開有創造性的杆柱混合腔，對粘性乳化劑成分的特殊的摻和作用。
曼因納(Miner)的美國專利第4，334，788號公開了一種有杆柱作用的混合泵，其中有若干旋轉及固定杆柱配合，對製品作摻合和混合的動作。但其中沒有公開與本發明相似的用杆柱混合腔對乳化材料作特殊的混合及摻合作用。
惠勒(Wheeler)的美國專利第3，458，894號公開了一種攪拌器，其轉筒有螺旋葉片，有杆柱件在其間徑向伸展，對可流動的粘性製品有剪切及混合作用。
克裡沙克(Krizak)的美國專利第3，482，822號公開了一種攪拌裝置，其中有若干徑向內伸的固定杆柱件，設置在轉筒上的外伸杆柱之間，對可流動的粘性製品或在其間輸送的乳化劑，給予摻合及混合作用。但是其中沒有公開對已在攪拌器中處理過的基料乳化劑，和加入混合腔的一種或多種其他成分的獨特的摻合作用和混合作用，混合腔與攪拌器的排出口連接，用低剪切速度處理從排出口接受到的經處理的基料乳化劑，故不能產生可流動的粘性乳化製品的理想稠厚度和/或質感，製品諸如蛋黃醬或色拉調味油。
山邦(Sanborn)的美國專利第3，064，307號公開了一種連續供料比例混合器，其中的轉筒有花鍵，用以給予從其中通過的乳化劑以混合和攪拌作用。但其中沒有公開轉筒上的花鍵，有在混合腔殼上固定安裝的徑向內伸的杆柱與之配合，可將其他的成分和/或空氣，緩和摻入粘性基料乳化劑，故不能給予配製的可流動的粘性乳化劑或製品以特定的稠厚度，或粘度和/或質感。
因此本發明的主要目的，是提出一種本文所述類型的攪拌設備，便利在一個混合腔中，將一種或多種諸如空氣，澱粉基料，樹膠，醋等成分，摻入從攪拌器接受來的粘性基料乳化劑，通過機械作用，將混合的成分均勻而緩和混合併均質化，不施加傾向於將成分分離的過大剪切，從而對混合粘性製品賦予理想的稠厚度，粘度和/或質感。
本發明的一個更具體的目的，是提出一種本文所述的混合設備，其混合腔便於將其他成分，和從攪拌器排入混合腔的基料乳化劑混合併摻合，設備有中央花鍵或有杆柱的轉筒，與固定在包圍轉筒的混合腔殼上的若干徑向內伸的固定杆柱配合，對通過的全部成分起緩和混合及均質化作用，從而使配製的粘性乳化製品取得預定或特定的粘度或稠厚度和/或質感。
本發明的另一目的，是提出一種配製粘性乳化調味油的方法，稠味油諸如蛋黃醬，似蛋黃醬乳化劑，和色拉調味油，該方法使用本發明的有杆柱的混合腔，與攪拌器連接，將基料乳化劑送入混合腔，對配製的粘性乳化製品，賦予符合用戶要求的稠厚度和質感。
本發明還有一個目的，是提出一種上述的方法，將基料乳化劑和其他一種或多種成分摻合併混合製成的粘性乳化製品，使之在粘性乳化劑的各種類型的寬廣範圍中，具有特定的稠厚度和/或質感。
本發明的又一目的，是提出一種乳化調味油或粘性乳化劑，諸如本文所述類型的蛋黃油，蛋黃油類乳化劑，或色拉調味油，具有特定的粘度或稠厚度和/或質感，用本發明的攪拌設備及方法生產。
從下文對舉例實施方案的詳細敘述，結合附圖，便可對本發明的上述目的及優點易於肯定，附圖如下
圖1 表示用於粘性乳化劑的一般攪拌器的縱向剖視，有一個先有技術的預混合腔與之連接;
圖2 表示圖1中攪拌器的一部分的放大比例的一般概略剖視，設有新穎的混合腔，與攪拌器的出口或排出口連接，形成本發明的攪拌設備;
圖3 表示圖2中混合腔殼的側視;
圖4 表示圖3中殼體的端視;
圖5 表示可插入混合腔並在圖3中殼體上緊固的杆柱;
圖6 表示本發明混合腔轉筒的側視;
圖7 表示轉筒的端視;
圖8 及9分別表示用本發明攪拌設備混合的各種乳化劑的粘度相對剪切速度的曲線。
仔細參看附圖，特別是圖1，表示用於將難混溶的液體連續混合，擴散，乳化，均質化，或提取，轉變為穩定乳化劑的攪拌器10的剖視;乳劑如蛋黃醬，蛋黃醬類製品，色拉調味油，和各種乳化流體。如舉例所示的混合器10，可用在技術領域中為常見的KMF型的潘太克斯(Pentax)攪拌器，它設有若干軸向布置的轉筒圓盤12，和定子板14，其轉圓盤上銑齒，用於低粘度製品，並設置有圓柱頭，用於高粘度;儘管還有許多其他類型和牌號的攪拌器，也便於在本技術中使用。
如圖1所示，攪拌器10有若干在軸向上布置的轉筒圓盤12，和定子板14，還有一個預混合腔16，安裝在攪拌器10的餵入端上，與端板16a的軸向進口孔18接通，供連續供入一般的粘性乳化劑，乳化劑在本例中為普通的蛋黃醬，一般含油約78%至80%，最好為大豆油;全蛋與蛋黃約佔10%，水及香粒約佔6.5%，70度穀物醋(70-grain vinegar)約佔4.5%。
各種粘性乳化劑成分的預混合，一般通過其上安裝有轉筒葉片22的轉筒20的內部在預混合腔10內進行。攪拌器的適當的驅動裝置(未示)，同時將轉筒20旋轉，使乳化劑有適當的前進和混合速度。攪拌器10的排出端，有徑向的排出口24，從攪拌器接受完全混合併均質化的乳化製品，以備進一步加工。
雖然以上所述，在為粘性乳化劑的混合和均質化提供適當的攪拌作用方面滿足要求，但是卻不能在不需對攪拌設備作很大修改的情況下，使攪拌器適用於將有廣泛粘度及組分差異的各類型粘性乳化劑，作混合及均質化。
為能達到這個目的，在圖2中更詳示的本發明，簡示一種攪拌器30，設置按發明構思修改的混合腔32的結構，主要有一個後混合腔，而無當前採用的預混合腔16。本發明的混合腔32如圖3至7更詳細示意，有一個圓柱形殼33，在軸向上比先有技術的預混合腔16長，可安裝在攪拌器30的出口或排出端上，而這如圖1所示，過去一般為攪拌器的進口端;即現在使用的攪拌器，為逆流方向通過。殼33設一個或多個徑向進口接頭34，34′，與混合腔32的內部接通。
從圖2至4清楚可見，有若干杆柱件36，在圓周上排成若干有軸向間距的行列，並安裝在混合腔32的殼33上，從而徑向向內，伸到轉筒38的附近。轉筒有若干在圓周上有間距的軸向伸展的花鍵或稜脊40在上面形成，實質的形成槳輪型結構，在圖6及7中所示較詳細。這種轉筒38取代先有技術中預混合腔16的較短轉筒20及轉筒葉片22結構，可作連續低速剪切，在基料乳化劑成分和任何其他送入混合腔30的成分間，有相當緩和的摻合和攪動作用，轉筒速度達3600周/分鐘。
根據本發明，為使蛋黃醬有一定的粗糙或「乾酪」的視感，這種視感從用戶的角度看，有高度的需要，因為可對蛋黃醬製品增添「體質」或厚實的感覺和視覺，粘性乳化劑的基本配料，通過進口42送入攪拌器30，在裡面混合併/或均質化，同時向混合腔32引導。然後將基料粘性乳化劑，從攪拌器30排入混合腔32，最好沿軸向在轉筒38與徑向內伸的杆柱件36之間送入。同時將一個壓縮空氣流，通過進口34或34′，引入混合腔32，以備被泵入從混合器30接受的基料乳化劑中，乳化劑由蛋黃醬的基本配料構成，在混合和摻合過程中，通過杆柱件36及轉筒38上的花鍵40的互相作用，空氣流將在蛋黃醬或粘性乳化劑中均勻散布，使配成的製品有特定的稠厚度或粘度，和/或對用戶有高度吸引力的質感。然後將製品通過設在圓柱形殼33的端板46上的排出孔或接頭44，連續從混合腔32排出，以備作進一步加工，諸如包裝等等。
當需要在基料乳化劑成分中加入其他配料，或取代成分的某一比例時，例如生產沒有蛋黃和一部分油的稀蛋黃醬，將一部分油用通過進口34或34′之一引入混合腔32的澱粉基料取代，對供入的空氣取代或補充。增加的澱粉基料可將油含量從80%降到約35%，賦予乳化劑較高的稠厚度或粘度，而空氣可賦予這種產品的用戶認為有利的「乾酪」或粗糙的質感。
有時，在配製無膽固醇稀蛋黃醬時，從成分中取消的油，全蛋和蛋黃部分，可通過添加樹膠及澱粉基料作取代，上述添加物分別通過進口34及34′放入混合腔32，從而對用混合腔12配製的製品，賦予理想的稠厚度和質感。這樣可使澱粉基料降低蛋黃醬或基料乳化劑中的油含量，從80%達到35%，提供的製品的粘度約200泊以上。
還可以用醋作添加成分，例如達4%，尤其在用發明的混合腔32製造色拉調味油時;製造粘性或基本「乾酪」型色拉調味油，或低熱量蛋黃醬時，同時通過第二徑向進口34′將澱粉基料引入混合腔32，使之在杆件與有花鍵的轉筒之間低速剪切摻合，徐緩混合併均質化，配製成的均勻乳化製品具有理想的粘度和質感。
這結構可適用各種類型的乳化劑，特別有關的是各種蛋黃醬，包括稀(低熱量)蛋黃油，無膽固醇稀蛋黃醬，也包括各類型的色拉調味油，其中有澱粉基料的混合，並在乳化劑中有空氣產生細氣泡，雖然可賦予一種柔和的視感，而對最終製品仍提供粗糙或「乾酪」型的質感或稠厚度，據認為這對用戶有美學及感官上的快感。
舉例而言，在各種情況下，當加工一般的含80%脂肪的蛋黃醬時，向基料乳化劑中唯一添加的，是通過徑向進口34，從攪拌器30向混合腔32增加空氣，以影響最終乳化製品的質感。
用本發明的攪拌設備製造的乳化製品，如圖8及9所示，可以有廣寬範圍的粘度，可能從10泊以下達到1000泊以上，取決於在均質化中的基料乳化劑的成分及類型，和添加的成分，諸如混入的空氣，基料澱粉或樹膠等，基本目的是對均勻化的最終乳化製品，可賦予特定的質感和稠厚度或粘度。
本發明的另一優點，在於有杆柱的混合腔32的設計，有適當長度的轉筒38，結合若干在軸向及圓周上間距排列，而在徑向上向內伸到轉筒附近的杆柱件，使攪拌器中的成分旋轉的時間周期較長，因而可以高效率，將澱粉基料，和空氣與基料乳化劑摻合，混合併均質化。因此，無論在混合腔中與一種或多種添加成分混合併摻合的粘性乳化劑的類型如何不同，製品取得的稠厚度和質感，有高均勻度和質地。
雖然認為所示和所述，是本發明的理想實施方案，當然應理解易於做到各種在形式上和細節上的修改和變化，而不超出發明的精神。因此申請人無意將發明準確限制於本文所示及所述的形式與細節，也無意將本發明限制於本文後的權利要求書中。
權利要求
1.一種攪拌設備有一個攪拌器，用於將粘性基料乳化劑混合，配製有特定稠厚度及質感的粘性製品；一個混合腔與該攪拌器的排出端連接，從裡面連續接受混合後的基料乳化劑，該混合腔有殼，形成一個圍繞從該攪拌器伸入該混合腔的中央花鍵轉筒的環形空間；若干徑向內伸的固定杆柱件，從該腔殼的內環形壁伸到該轉筒圓周的附近，將該粘性基料乳化劑從該攪拌器引入該混合腔，達到該腔殼與該轉筒之間的環形空間中；該腔殼的進口裝置，將至少一種其他的成分基本沿徑向引入該粘性基料乳化劑，從而將通過該混合腔前進的基料乳化劑和與之混合的其他成份，隨該杆柱件與轉筒的互相作用反應而混合，使該粘性乳化劑及其他成分混合併均質化，配製成有該特定稠厚度及質感的製品。
2.如權利要求1所述之設備，其特徵為該杆柱件在該腔殼中，有軸向及圓周上的間距，使該粘性乳化劑及該他成分與該花鍵轉筒的旋轉配合，進行摻合。
3.如權利要求1所述之設備，其特徵為每一該杆柱件的徑向內端，終點與該花鍵轉筒緊鄰，使其間的摻和動作最佳化。
4.如權利要求1所述之設備，其特徵為該花鍵轉筒有若干在圓周上有間距，並沿該轉筒的長度伸展的軸向花鍵。
5.如權利要求1所述之設備，其特徵為該至少一種其他成分在該腔殼上的該進口裝置，有至少一個進口孔，位於該杆柱件之間。
6.如權利要求1所述之設備，其特徵為該腔殼，該杆柱件及該轉筒，各用不鏽鋼材料製作。
7.如權利要求1所述之設備，其特徵為該基料乳化劑為蛋黃醬，該其他成分為壓空氣。
8.如權利要求1所述之設備，其特徵為該基料乳化劑為類似蛋黃醬之材料，該其他成分為澱粉基料，隨該杆柱體及該轉筒的互相作用反應，將澱粉基料摻入該基料乳化劑與之混合併均質化。
9.如權利要求8所述之設備，其特徵為除該澱粉基料外，將加壓空氣通過至少一個該徑向進口裝置，引入該基料乳化劑。
10.如權利要求1所述之設備，其特徵為該花鍵轉筒為一個圓柱形件，有縱向伸展的稜脊件在上面形成。
11.如權利要求2所述之設備，其特徵為該杆柱件在該混合腔中，布置成若干有軸向間距的行列，每一該杆柱件行列，有若干該杆柱件，圍繞該腔殼的內周等間距放置。
12.如權利要求1所述之設備，其特徵為該杆柱件通過螺紋連接件，安裝在該殼上。
13.如權利要求12所述之設備，其特徵為該杆柱件各有圓形截面。
14.配製有特定稠厚度及質感的粘性製品的方法;包括將一種粘性基料乳化劑在一個攪拌器中混合;將該混合後的基料乳化劑從該攪拌器連續排出，送入該混合腔，該混合腔有殼體，圍繞伸入該混合腔的一個中央花鍵轉筒，形成一個環形空間，若干徑向內伸的固定杆柱件從該腔的內壁伸到該轉筒圓周的附近，從該攪拌器連接供入該混合腔的該粘性基料乳化劑，基本為沿軸向供入該殼壁與該轉筒之間的該環形空間;將至少一種其他的成分，沿徑向連續送入該混合腔內的該基料乳化劑中，從而通過該混合腔前進的基料乳化劑，和其他的成分互相混合，通過該杆柱件與轉筒的互相作用摻合，將該乳化劑與其他成分混合併均質化，配成有該特定稠厚度及質感的製品。
15.如權利要求14所述之方法，其特徵為該杆柱件在該混合腔中，在軸向及圓周方向上有間距，使該乳化劑與該成分的摻合作用，與該花鍵轉筒的旋轉結合。
16.如權利要求14所述之方法，其特徵為該花鍵轉筒有若干在圓周方向上有間距的軸向伸展的花鍵，與該杆柱件配合，將該粘性乳化劑與其他成分在該混合腔中摻合。
17.如權利要求14所述之方法，其特徵為該基料乳化劑為蛋黃醬，該其他成分為壓入該基料乳化劑的加壓空氣，隨該杆柱件及該轉筒的互相作用反應，在其中混合。
18.如權利要求14所述之方法，其特徵為該基料乳化劑為似蛋黃醬的材料，該其他成分為澱粉基料。
19.如權利要求18所述之方法，其特徵為除該澱粉基料外，將加壓空氣引入該基料乳化劑。
20.按權利要求14所述方法製作的乳化製品。
21.如權利要求20所述之製品，其特徵為該製品的粘度，在約1至1000泊範圍內。
22.如權利要求20所述之製品，其特徵為該製品為蛋黃醬。
23.如權利要求20所述之製品，其特徵為該製品為色拉調味油。
全文摘要
一種粘性乳化劑攪拌設備，具體為一種攪拌設備，其中設一個有杆柱的混合腔，與花鍵轉筒配合，將至少一種其他的成分，和／或空氣，與從攪拌器接受的基料乳化劑混合併均質化，對用乳化劑製作的產品，賦予特定的預期粘度及質感。並且，提出了使用攪拌設備將粘性乳化劑配成製品的方法；通過這攪拌設備及方法製成的可流動的粘性產品有改進，和特定的稠厚度，製品如蛋黃醬，蛋黃醬類乳化劑或色拉調味油等。
文檔編號B01F7/02GK1065411SQ9210245
公開日1992年10月21日 申請日期1992年4月1日 優先權日1991年4月2日
發明者M·D·梅傑, M·A·杜普雷 申請人:卡夫通用食品有限公司