Способ получения пищевого продукта или пищевого полуфабриката и устройство для его осуществления

012291 Настоящее изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к изготовлению пищевых продуктов, предназначенных, в первую очередь, для домашних животных, в частности кошек и собак или иных животных, в рацион питания которых входят продукты питания, приготовленные на основе растительного и животного сырья, а более конкретно - к способу получения пищевого продукта или пищевого полуфабриката, а также к устройству, осуществляющему упомянутый способ. В настоящее время получили широкое распространение продукты питания для домашних животных, приготовленные на основе растительного и животного сырья путем его переработки в пищевые измельченные композиции, которые подвергают последующей тепловой обработке с получением готового к употреблению пищевого продукта или пищевого полуфабриката, требующего дальнейшей обработки. Тепловую обработку пищевых измельченных композиций осуществляют различными способами. На наш взгляд, одним из наиболее технологичных и энергосберегающих способов тепловой обработки пищевых измельченных композиций является тепловая обработка пищевых измельченных композиций путем пропускания через нее переменного электрического тока. Такая тепловая обработка пищевых измельченных композиций известна, например известен способ изготовления пищевого продукта, а именно колбасок или сосисок из мясной пищевой эмульсии, по патенту США 3235388, согласно которому организуют канал для непрерывного протекания пищевой эмульсии в заданном направлении, резистивно нагревают пищевую эмульсию посредством подведения к ней переменного электрического тока, при этом канал для непрерывного протекания пищевой эмульсии разбивают на отдельные, отстоящие друг от друга зоны тепловой обработки различной длины и к каждой зоне обработки подводят переменный электрический ток одинаковой мощности, при этом указанные зоны, к которым подводят электрический ток, разделены участками, через которые протекает электрический ток гораздо меньшей мощности. За счет того, что зоны обработки имеют разную длину, степень нагрева перемещающейся по ним пищевой эмульсии разная, при этом чередование зон обработки с участками, через которые протекает электрический ток гораздо меньшей мощности, позволяет равномерно распределить температуру обработки пищевой эмульсии по ее сечению, другими словами, за счет такой,на наш взгляд, очень сложной, конструкции достигается равномерная обработка пищевой эмульсии по сечению канала. Однако следует понимать, что для реализации вышеописанного способа получения пищевого продукта, предусматривающего разделение канала для непрерывного протекания пищевой эмульсии на отдельные зоны обработки различной длины, через которые протекает электрический ток различной мощности, разделение зон обработки участками, через которые протекает электрический ток гораздо меньшей мощности, приводит к необходимости конструирования и применения конструктивно сложной и занимающей большие производственные площади технологической линии. Кроме этого, мы считаем, что такие линии трудно перестроить с выпуска одного вида продукции на другой вид продукции, опять-таки, ввиду сложности ее конструкции, обусловленной необходимостью реализации вышеописанного способа. В основу настоящего изобретения положена задача создания способа получения пищевого продукта или пищевого полуфабриката, реализация которого не потребовала бы применения сложного по конструктивному исполнению и занимающего большие производственные площади устройства, позволяющего изготовить пищевой продукт или пищевой полуфабрикат, обработанный равномерно по сечению до нужной степени готовности. Эта задача решена в рамках заявленного способа получения пищевого продукта или пищевого полуфабриката, согласно которому пищевую измельченную композицию подают в зону тепловой обработки переменным электрическим током, после чего через пищевую измельченную композицию пропускают переменный электрический ток частотой, лежащей в пределах от 15 до 50 кГц, посредством пары электродов, подсоединенных к источнику переменного электрического тока, при этом расстояние между электродами лежит в пределах от 4 до 15 от эквивалентного диаметра пищевой измельченной композиции, под которым понимают диаметр круга, площадь которого равна площади максимального сечения пищевой измельченной композиции, которое перпендикулярно электрическим силовым линиям электромагнитного поля, создаваемого электродами. Наш опыт реализации заявленного в рамках настоящей патентной заявки способа показал, что применение переменного электрического тока частоты в пределах от 15 до 50 кГц при соблюдении условия размещения электродов на расстоянии в пределах от 4 до 15 от эквивалентного диаметра пищевой измельченной композиции обеспечивает подведение к пищевой измельченной композиции количества тепла, вполне достаточного для полной и качественной тепловой обработки измельченной пищевой композиции, и, в конечном итоге, мы получаем пищевой продукт или пищевой полуфабрикат с заданными показателями качества и пищевой безопасности. Следует обратить внимание, что применение переменного электрического тока частотой менее 15 кГц приводит к возможности возникновения вредных электролитических процессов, т.е. к утечке материала электродов в пищевую измельченную композицию, а в конечном итоге - в пищевой продукт, что нежелательно с точки зрения соблюдения норм пищевой безопасности, а применение электрического тока с частотой более 50 кГц технологически неоправданно, т.к. в настоящее время широко доступны генераторы переменного тока, позволяющие с успехом решить вышеописанную техническую задачу, с-1 012291 верхним пределом по частоте не более 50 кГц. Мы считаем, что при практической реализации заявленного способа расстояние между электродами должно быть в пределах от 4 до 15 от эквивалентного диаметра пищевой измельченной композиции, при этом под эквивалентным диаметром мы понимаем диаметр круга, площадь которого равна площади максимального сечения пищевой измельченной композиции, которое перпендикулярно электрическим силовым линиям электромагнитного поля, создаваемого этими электродами. Именно при организации таких условий достигается равномерный нагрев измельченной пищевой композиции по всем ее сечениям. Наши исследования показали, что если расстояние между электродами менее 4 от эквивалентного диаметра пищевой измельченной композиции, то скорость нагрева ее поверхностного слоя будет значительно превышать скорость нагрева ее внутренних слоев, другими словами, тепловая обработка измельченной пищевой композиции по ее сечению будет неравномерной, что отрицательно отразится на качестве окончательного пищевого продукта или пищевого полуфабриката, а если расстояние между электродами будет превышать 15 от эквивалентного диаметра пищевой измельченной композиции, то ее нагрев до требуемой температуры обработки будет практически неосуществим заявляемым способом. Практическая реализация вышеописанного способа получения пищевого продукта или пищевого полуфабриката показывает, что даже при массовом производстве пищевого продукта потребуется устройство или линия, конструкция которой на участке тепловой обработки измельченной пищевой композиции предусматривает небольшое общее количество электродов, например реализующая заявленный способ линия по производству тех же колбасок или сосисок из мясной пищевой эмульсии, т.е. продукции, получаемой согласно способу по патенту США 3235388, может содержать не более пяти электродов, что значительно упрощает конструкцию линии, в целом, а длина участка тепловой обработки в такой линии не будет превышать 1,5 м, что значительно компактней любого известного нам оборудования, предназначенного для изготовления такой же продукции. Кроме этого переналадка оборудования с одного вида продукции на другой вид при реализации настоящего способа представляет собой легко решаемую технологическую задачу, что, на наш взгляд, тоже важно. Было бы целесообразно, чтобы зона тепловой обработки пищевой измельченной композиции переменным электрическим током повторяла конечную форму пищевого продукта или пищевого полуфабриката. Это целесообразно было бы сделать, так как твердость обработанной пищевой композиции значительно превышает ее твердость до тепловой обработки и изменение формы обработанной пищевой композиции после тепловой обработки возможно, но уже проблематично. При непрерывном крупносерийном или массовом производстве пищевого продукта или пищевого полуфабриката с применением заявленного способа было бы целесообразно, чтобы зона тепловой обработки пищевой измельченной композиции переменным электрическим током повторяла форму цилиндра, ограниченного трубой, внутри которой организуют непрерывное перемещение пищевой измельченной композиции. Понятно, что за счет использования такой конструкции обработанному пищевому продукту или обработанному пищевому полуфабрикату можно придать цилиндрическую форму с желаемым поперечным сечением, ограниченным, например, окружностью, овалом, эллипсом или даже многоугольником. В конечном итоге, это позволяет придать конечному пищевому продукту привлекательную форму, что, на наш взгляд, важно. Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства получения пищевого продукта или пищевого полуфабриката, реализующего заявленный в рамках настоящей патентной заявки способ получения пищевого продукта или пищевого полуфабриката, характеризующегося сравнительно малыми габаритными размерами, и позволяющего получать конечные пищевые продукты или пищевые полуфабрикаты, равномерно обработанные посредством тепла. Эта задача решена посредством устройства для получения пищевого продукта или пищевого полуфабриката, которое содержит корпус, выполненный из материала, не проводящего электрический ток, и имеющий поверхность, ограничивающую зону тепловой обработки пищевой измельченной композиции,пару электродов, закрепленных на упомянутой поверхности корпуса со стороны зоны тепловой обработки пищевой измельченной композиции и сообщенных с источником переменного электрического тока частотой, лежащей в пределах от 15 до 50 кГц, при этом расстояние между упомянутыми электродами лежит в пределах от 4 до 15 от эквивалентного диаметра упомянутой зоны обработки, под которым понимают диаметр круга, площадь которого равна площади максимального сечения зоны тепловой обработки пищевой измельченной композиции, перпендикулярного электрическим силовым линиям электромагнитного поля, создаваемого электродами. При непрерывном крупносерийном или массовом производстве пищевого продукта или пищевого полуфабриката с применением заявленного устройства было бы целесообразно, чтобы корпус устройства представлял собой трубу, внутренняя цилиндрическая поверхность которой ограничивала бы зону тепловой обработки пищевой измельченной композиции, а электроды были закреплены на концах трубы и имели кольцеобразную форму с профилем, совпадающим с профилем трубы.-2 012291 В дальнейшем настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылками на нижеследующие чертежи, на которых фиг. 1 изображает принципиальную схему устройства, реализующего способ получения пищевого продукта или пищевого полуфабриката согласно настоящему изобретению, в продольном разрезе; фиг. 2 изображает максимальное сечение A-A на фиг. 1 пищевой измельченной композиции и равное ему по площади круглое сечение, на котором показан эквивалентный диаметр dэкв.; на фиг. 3 изображена принципиальная схема устройства непрерывного действия, реализующего заявленный способ получения пищевого продукта или пищевого полуфабриката согласно изобретению, с частичным продольным разрезом по зоне обработки пищевой измельченной композиции переменным электрическим током. На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства, реализующего способ получения пищевого продукта или пищевого полуфабриката согласно настоящему изобретению, в продольном разрезе. На данной схеме ясно показано, что устройство содержит корпус 1, выполненный из материала, не проводящего электрический ток, и своей внутренней поверхностью 2 ограничивающий зону обработки пищевой измельченной композиции. Мы предлагаем использовать в качестве материала изготовления корпуса 1 устройства следующие материалы: тефлон, стекло, поликарбонат, фторопласт. В данном конкретном случае мы используем стекло. Кроме этого, устройство содержит пару электродов 3, 4, закрепленных на корпусе 1 со стороны зоны обработки пищевой измельченной композиции и сообщенных с источником 5 переменного электрического тока частотой, лежащей в пределах от 15 до 50 кГц. Зона обработки заполнена измельченной пищевой композицией 6. Расстояние а между упомянутыми электродами 3, 4 лежит в пределах от 4 до 15 от эквивалентного диаметра dэкв. (фиг. 2) упомянутой зоны обработки. При этом под эквивалентным диаметром dэкв. зоны обработки понимают диаметр круга, площадь Sкр. которого равна площади Sмакс. максимального сечения A-A зоны обработки пищевой измельченной композиции, которое перпендикулярно электрическим силовым линиям, условно показанным на фиг. 1 стрелками, электромагнитного поля, создаваемого электродами 3, 4. Таким образом определяют эквивалентный диаметрdэкв. зоны обработки пищевой измельченной композиции и по нему вычисляют расстояние между электродами устройства. В данном конкретном случае эквивалентный диаметр dэкв. можно вычислить еще по формуле dэкв.=(4bc/)0,5, где b и с - длины сторон прямоугольника сечения A-A. Даже такое описанное выше устройство может быть использовано для получения пищевого продукта или пищевого полуфабриката при мелкосерийном производстве, для чего пищевую измельченную композицию располагают в зоне ее обработки переменным электрическим током, далее пропускают через пищевую измельченную композицию переменный электрический ток частотой, лежащей в пределах от 15 до 50 кГц, посредством пары электродов 3, 4, подсоединенных к источнику 5 переменного электрического тока. В результате этого пищевая измельченная композиция подвергается тепловой обработке. При этом расстояние между электродами 3, 4 лежит в пределах от 4 до 15 от эквивалентного диаметра пищевой измельченной композиции. Методика определения эквивалентного диаметра dэкв. зоны обработки пищевой измельченной композиции и определение по нему расстояния а между электродами 3, 4 описаны выше. Электроды 15 и 16 сообщены с источником 17 переменного электрического тока частотой, лежащей в пределах от 15 до 50 кГц. На фиг. 3 изображена принципиальная схема устройства непрерывного действия, также реализующего заявляемый способ получения пищевого продукта или пищевого полуфабриката. В отличие от устройства, показанного на фиг. 1, данное устройство предназначено для крупносерийного или массового производства, и за счет его конструктивных особенностей конечному пищевому продукту или пищевому полуфабрикату придают желаемую окончательную форму. Такое устройство содержит средство 10 для измельчения пищевого сырья в пищевую измельченную композицию и подачи пищевой измельченной композиции в зону ее последующей обработки переменным электрическим током. Зона обработки пищевой измельченной композиции ограничена корпусом 11, представляющим собой трубу 12, внутренняя цилиндрическая поверхность 13 которой ограничивает зону 14 тепловой обработки пищевой измельченной композиции. При этом на концах трубы 12 закреплены электроды 15, 16, которые имеют кольцеобразную форму с профилем, совпадающим с профилем трубы 12. Электроды 15 и 16 сообщены с источником 17 переменного электрического тока частотой, лежащей в пределах от 15 до 50 кГц. При этом варианте исполнения устройства для специалистов в данной области техники совершенно ясно, что эквивалентный диаметр dэкв. зоны обработки измельченной пищевой композиции равен диаметру dBH. трубы окружности внутренней цилиндрической поверхности 13 трубы 12, и, таким образом, расстояние а между электродами 15 и 16 определяют по диаметру dBH. трубы, внутренней поверхности 13 трубы 12, исходя из того, что расстояние а между электродами 15 и 16 должно находиться в пределах от 4 до 15 от диаметраdBH. трубы внутренней поверхности 13 трубы 12, ограничивающей зону 14 обработки пищевой измельченной композиции. За счет применения корпуса, представляющего собой трубу, и электродов, которые имеют кольцеобразную форму с профилем, совпадающим с профилем трубы, пищевому продукту или пищевому полуфабрикату придают желательную окончательную форму. Следует обратить внимание, что придание пищевой измельченной композиции формы пищевого продукта или пищевого полуфабриката осуществ-3 012291 ляют еще до тепловой обработки. Окончательная форма пищевого продукта или пищевого полуфабриката может различаться в зависимости от формы внутренней поверхности трубы, поперечное сечение которой имеет форму эллипса, круга, или овала, или многоугольника. Изображенное на фиг. 3 устройство для получения пищевого продукта или пищевого полуфабриката работает следующим образом. Пищевое сырье подают в средство 10 для измельчения пищевого сырья в пищевую измельченную композицию и подачи пищевой измельченной композиции в зону ее последующей обработки переменным электрическим током. Упомянутое средство 10 измельчает пищевое сырье до состояния пищевой измельченной композиции, после чего средство 10 подает измельченную пищевую композицию под давлением в зону 14 ее обработки переменным электрическим током, ограниченную внутренней поверхностью 13 трубы 12, выполняющую в данном варианте функцию корпуса устройства. Далее пропускают через пищевую измельченную композицию переменный электрический ток частотой, лежащей в пределах от 15 до 50 кГц, посредством пары электродов 15, 16, подсоединенных к источнику 17 переменного электрического тока. В результате этого пищевая измельченная композиция подвергается тепловой обработке. При этом расстояние между электродами 15, 16 лежит в пределах от 4 до 15 от эквивалентного диаметра dэкв. зоны 14 обработки пищевой измельченной композиции. Методика определения эквивалентного диаметра dэкв. зоны 14 обработки пищевой измельченной композиции и определение расстояния а между электродами 15, 16 уже были описаны выше. В результате тепловой обработки пищевой измельченной композиции вышеописанным способом и с применением вышеописанных устройств мы получаем пищевой продукт или пищевой полуфабрикат с заданными показателями качества и пищевой безопасности. Следует обратить внимание, что решена задача равномерного нагрева (обработки) измельченной пищевой композиции по всем ее сечениям, что очень важно в данной области техники. Конструкция вышеописанных устройств не предусматривает использование большого общего количества электродов, а длина участка тепловой обработки пищевой измельченной композиции не велика,она может находиться в пределах 1,5 м, что очень полезно с точки зрения рационального использования производственных площадей. Кроме этого, переналадка оборудования с одного вида продукции на другой вид при реализации настоящего способа представляет собой легко решаемую технологическую задачу. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения пищевого продукта или пищевого полуфабриката, заключающийся в том, что пищевую измельченную композицию подают в зону обработки переменным электрическим током; после чего пропускают через пищевую измельченную композицию переменный электрический ток частотой,лежащей в пределах от 15 до 50 кГц, посредством пары электродов, подсоединенных к источнику переменного электрического тока и расстояние между которыми лежит в пределах от 4 до 15 от эквивалентного диаметра пищевой измельченной композиции, при этом под эквивалентным диаметром понимают диаметр круга, площадь которого равна площади максимального сечения пищевой измельченной композиции, которое перпендикулярно электрическим силовым линиям электромагнитного поля, создаваемого электродами. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед пропусканием переменного электрического тока через пищевую измельченную композицию ей придают окончательную форму пищевого продукта или пищевого полуфабриката. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что пищевой измельченной композиции придают цилиндрическую форму, поперечное сечение которой имеет форму эллипса, круга, или овала, или многоугольника. 4. Устройство для получения пищевого продукта или пищевого полуфабриката, реализующее способ по п.1 и содержащее корпус, выполненный из материала, не проводящего электрический ток и ограничивающий зону обработки пищевой измельченной композиции; источник переменного электрического тока частотой, лежащей в пределах от 15 до 50 кГц; пару электродов, закрепленных на корпусе со стороны зоны обработки пищевой измельченной композиции и сообщенных с источником переменного электрического тока, при этом расстояние между упомянутыми электродами лежит в пределах от 4 до 15 от эквивалентного диаметра упомянутой зоны обработки пищевой измельченной композиции, под которым понимают диаметр круга, площадь которого равна площади максимального сечения зоны обработки пищевой измельченной композиции, которое перпендикулярно электрическим силовым линиям электромагнитного поля, создаваемого электродами. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что его корпус представляет собой трубу, внутренняя цилиндрическая поверхность которой ограничивает зону обработки пищевой измельченной композиции переменным электрическим током, при этом электроды закреплены на концах трубы и имеют кольцеобразную форму с профилем, совпадающим с профилем трубы.