Устройство и способ для изготовления пищевого экструдированного продукта

1 Предполагаемое изобретение относится к пищевой промышленности, преимущественно к производству взрывом и экструзией продуктов из зернового сырья. Известен пресс-экструдер, содержащий корпус основного привода с загрузочным бункером и питателем, цилиндрический корпус шнека, состоящий из разъемных частей и прикрепленный к корпусу основного привода, отличающийся тем, что на внутренней поверхности обеих частей корпуса шнека в месте их соединения выполнены кольцевые проточки, в которые установлено жестко закрепленное кольцо с внутренними пазами, выполненными по оси кольца или под углом к ней (см. з. RU98112976, кл. А 23 Р 1/12, опубл. 27.03.2000). Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для изготовления пищевого экструдированного продукта, содержащее экструдер с матрицей и установленную в ней с возможностью вращения формующую головку, отличающееся тем, что переходная коническая поверхность и переходная цилиндрическая поверхность формующей головки размещены за пределами фильеры матрицы (см. п. RU2137372, кл. А 21 С 11/16, А 23 Р 1/12, опубл. 20.09.99). Недостатки выше описанных устройств заключаются в малой степени измельчения зернопродукта и доведения его до готовности и,вследствие этого, плохое качество готового изделия. Эти недостатки вызваны следующими факторами. Степень измельчения зернопродукта, т.е. качество помола, определяется зазором между шнеком и матрицей, а также временем помола. При увеличении зазора в известных устройствах готовый продукт выходит сырым, а при уменьшении зазора - горит и запекается снаружи, оставаясь сырым изнутри. В известных устройствах возможно получение готового продукта из цельного зерна только в виде палочек или небольших цилиндров неправильной формы, обусловленной выходным отверстием матрицы. Это вызвано также тем, что на известных устройствах невозможно равномерно распределить давление в случае изготовления плоского изделия. Прямоугольные плоские хлебцы получают только из муки. При этом многие ценные вещества, содержащиеся в цельном зерне, теряются уже при помоле муки, окисляются на воздухе. Вкус таких хлебцов оставляет желать лучшего и требуется поверхностное нанесение различных вкусовых добавок, что подтверждается также тем, что известные способы получения экструдированного продукта касаются только смешивания зерна с вкусовыми ароматическими компонентами или нанесения поверхностного слоя вкусовых добавок на экструдированный про 004607 2 дукт. Значит зерновое сырье в конечном продукте не доведено до готовности, пригодной к употреблению. Например: а) Способ производства зерновых продуктов, включающий внесение синтетического заменителя сахара в дробленое зерно и экструдирование зерна при t массы 200-250 С с получением готового продукта влажностью 4,5-9%(см. п. RU2134521, кл. А 23L 1/10, опубл. 20.08.99). б) Способ производства экструдированного продукта из отрубей хлебных злаков,предусматривающий их смешивание с вкусовыми и / или ароматическими компонентами и водой, взятыми в количестве, обеспечивающем влажность экструдируемой смеси 14-15%. Экструзию ведут со скоростью выхода экструдата влажностью 5-7% 100-180 м/мин (см. п. RU2145176, кл. А 23L 1/18, опубл. 08.07.99). с) Способ приготовления пищевого экструдированного продукта, согласно которому на экструдированный продукт наносят вкусовую добавку - смесь фруктового сока и гидронизата облепихового шрота, взятых в соотношении 3-5:1 мас. % (см. а.с. SU1738227, кл. А 23L 1/18, опубл. 07.06.92). Кроме того, выше указанные способы не обеспечивают возможности смешивания во время одной загрузки разных зерновых культур с различной величиной и твердостью зерен. Целью изобретения является получение из цельного зерна плоских тонких хлебцов прямоугольной формы. Технический результат, способствующий достижению этой цели, выражается в повышении степени измельчения зернопродукта, допекании зерна в матрице, возможности формования плоских тонких хлебцов прямоугольной формы. Для решения поставленных технических задач в устройстве для изготовления пищевого экструдированного продукта, согласно изобретению, корпус матрицы состоит из переходной выравнивающей полости, переходной диафрагмы с отверстием, адаптивной полости с щелевой диафрагмой и фильеры со сквозным прямоугольным отверстием, которое может быть либо горизонтально вытянутым, либо вертикально вытянутым. При этом перемешанную в бункере и помолотую в пресс-экструдере зерновую смесь в процессе экструзии выдерживают некоторое время в полостях матрицы, обусловленное временем их заполнения, допекают, воздействуя на зерно давлением, затем выдавливают через щелевую диафрагму, после которой зерно взрывается, и заполняют отверстие фильеры с прямоугольным сечением, где формуют готовый продукт и выпускают в виде тонкой плоской ленты. В предлагаемом устройстве и, согласно связанному с ним способу, готовность продукта 3 определяется, кроме времени помола, еще и временем заполнения и прохождения переходной и адаптивной полостей, где основная температура набирается за счет температуры внутреннего сопротивления зерна давлению, которое оно испытывает, выдавливаясь через отверстие переходной диафрагмы. Переходная диафрагма выравнивает поток продукта с радиальным сечением в ленту потока с прямоугольным сечением с равномерным распределением давления по всей площади изделия. За счет допекания зернопродукта в переходной и адаптивной полостях получаем возможность использовать и доводить до готовности смесь зерновых культур и круп с различной величиной и твердостью зерен, а также в широком диапазоне по влажности: от 12% до 17%,что также повышает вкусовые качества готового изделия. Последнее выравнивание давления и формы создает щелевая диафрагма, после которой зерно взрывается, приобретая мягкую консистенцию, в таком состоянии заполняет фильеру с отверстием прямоугольного сечения и выходит из нее в виде тонкой плоской ленты готового продукта, обладающего нормальной пористостью и достаточной степенью измельчения. Полученные из ленты хлебцы приобретают новые вкусовые качества в отличие от известных: легко усваиваемые организмом, быстрорастворимые, хрустящие и со вкусом поджаренного зернопродукта при отсутствии этапа процесса подсушивания и обжаривания экструдата. На фиг. 1 показано устройство (общий вид) для изготовления пищевого экструдированного продукта. На фиг. 2 - матрица к этому устройству. Устройство состоит из несущей рамы 1,соединительного швеллера 2, сдвоенного загрузочного бункера 3, блока управления 4, вибродозатора 5, корпуса пресс-экструдера 6, матрицы 7, натяжителя 8 и лотка 9 для готового продукта. Матрица 7 состоит из жернова 10, имеющего с одной стороны рабочую поверхность, а с другой стороны - переходную полость 11, из переходной диафрагмы 12 с отверстием, а также из адаптивной полости 13 с щелевой диафрагмой 14, и из фильеры 15 со сквозным, горизонтально вытянутым, отверстием прямоугольного сечения. В фильере 15 предусмотрены вертикально расположенные, проходящие перпендикулярно к горизонтальной оси отверстия, щелевые пазы 16, в которые могут быть установлены ножи, предназначенные для продольного деления ленты готового продукта. После корпуса матрицы 7 на расстоянии 0,5 - 1 м установлен натяжитель 8, в котором расположены вращающиеся навстречу друг другу барабаны 17, снабженные ножами 18 для поперечного деления ленты готового продукта. Устройство работает следующим образом. 4 Зерновая смесь засыпается в сдвоенный бункер 3, откуда через вибродозатор 5 просыпается в корпус пресс-экструдера 6, где с помощью шнека подается к рабочей поверхности жернова 10. В пресс-экструдере 6 зерно перемешивается, уплотняется и нагревается во время помола и сжатия. Зерно, испытывая давление в пресс-экструдере, выделяет внутреннее тепло,за счет которого оно само себя печет изнутри. Затем зернопродукт выдавливается в переходную полость 11 матрицы 7. Переходная полость 11 - это емкость определенных размеров, в которой производительность экструдера меняется в зависимости от температуры и давления. Из полости 11 зерновая смесь через отверстие переходной диафрагмы 12 выдавливается в адаптивную полость 13, где рабочий объм зернопродукта находится в зависимости от скорости его прохождения этой полости, то есть, при разных скоростях подачи рабочий объм продукта в этой полости адаптируется ко времени его нахождения там. В устройстве отсутствуют дополнительные нагреватели и охладители за счет контроля температуры в полостях матрицы с помощью термодатчиков. При увеличении температуры в матрице увеличивается и скорость подачи зернопродукта, а при уменьшении - наоборот. Для того, чтобы при увеличенной подаче зерно продолжало равномерно прогреваться, существует адаптивная полость 13 в матрице 7. В известных устройствах чем больше поток продукта, тем больше тратится энергии на его нагрев. В нашем случае эту энергию нагрева можно сэкономить за счет того, что, чем больше поток продукта, тем больше выделятся тепловой энергии самим зерном, а в случае превышения температурного порога, скорость подачи продукта увеличивается, то есть, гораздо шире диапазон экструдера: и производительность его можно увеличить ( или по желанию уменьшить) на +20% при постоянном качестве выходного готового продукта. А при изменении зазора помола диапазон производительности находится в интервале от 3 до 30 г/с. Известные устройства работают в строго определенном диапазоне производительности от-2 до +3% при заданной постоянной скорости подачи продукта. Далее через щелевую диафрагму 14 зерно выдавливается в фильеру 15, взрываясь и заполняя е сквозное отверстие с прямоугольным сечением. Из фильеры 15 выходит готовый продукт в виде тонкой плоской ленты толщиной от 2 до 7 мм, которая, проходя расстояние до натяжителя 8, подсушивается и охлаждается. В натяжителе 8 лента хлебцов подтягивается с помощью барабанов 17 и передавливающими ножами 18 делится поперек на отдельные хлебцы прямоугольной формы, размером 41 х 150 мм. Предусмотрен вариант изготовления хлебцов в виде тонких плоских палочек. В этом случае ножи, установленные в шлицевые пазы 16 фильеры 15 перпендикулярно к плоскости изделия передавливают ленту готового продукта по е продольной оси. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для изготовления пищевого экструдированного продукта, содержащее корпус, загрузочный бункер с вибродозатором,матрицу и натяжитель, отличающееся тем, что корпус матрицы выполнен состоящим из переходной полости с переходной диафрагмой,адаптивной полости с щелевой диафрагмой и фильеры со сквозным отверстием прямоугольного сечения. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем,что отверстие фильеры выполнено горизонтально вытянутым. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что отверстие фильеры выполнено вертикально вытянутым. 6 4. Устройство по п.1, отличающееся тем,что в фильере предусмотрены шлицевые пазы для установки ножей. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем,что на корпусе матрицы установлены термодатчики для автоматизации процесса управления. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем,что в натяжителе барабаны снабжены делительными ножами. 7. Способ для изготовления пищевого экструдированного продукта, включающий загрузку зернопродукта, перемешивание зерновой смеси, помол и экструзию, формование готового продукта, отличающийся тем, что в процессе экструзии зерновую смесь выдерживают некоторое время в полостях матрицы, допекают,воздействуя на зерно давлением, выдавливают через щелевую диафрагму, после которой зерно взрывается, и формуют готовый продукт в виде тонкой плоской ленты с прямоугольным сечением. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что ленту готового продукта делят в натяжителе с помощью ножей на отдельные хлебцы прямоугольной формы.