食用面团的制造 本发明涉及一种用于生产食用面团的方法，其中所制备的谷粉或粗粉和水的混合物具有25～40％的含水量，将混合物揉和并挤出，还涉及实施这种方法的设备。
美国专利US5,126,159(BUEHLER AG)描述了一种生产食用面团的方法，其中在三个分开且串联连接的设备中连续执行混合，揉和和挤出三个操作，三个设备属于同一个厂家。粗粉和水的实测量在其中直接提供，在一个快速叶片混合器中以堆状给出加湿的粗粉混合物，将堆状混合物送入一个由两个向相同方向旋转并相互啮合的螺杆构成的搅拌装置中，并被处理成干脆性生面团。将该面团送入一个单螺杆挤出器，并在螺杆产生的压力下通过一个压模进行模压，其食用面团的形式由压模开口的形状来决定。
美国专利US5,186,539(BUEHLER AG)描述了一种生产食用面团的方法，其中的混合和揉和这两个操作是在相同的装置中进行的，该装置由两个向相同方向旋转并相互啮合的螺杆组成，而其中挤出操作是在一个分开的装置中进行的，即一个由第一装置供料的单螺杆挤出机。
美国专利US5,139,806(NESTEC S.A.)描述了一种生产食用面团的方法，其中的混合、揉和和挤出三个操作是在一个单独装置中连续执行的，该装置具有两个向相同方向旋转并相互啮合的螺杆，所需的将生面团模压通过压模地压力是由带有两个螺杆的装置本身产生的。
上面描述的三个方法均显示一个显著的步骤以简化和缩短食用面团的制作时间。然而，很明显，最简单和最快速的方法是上述方法中最后一个方法，使所述具有两个螺杆的装置经受很高的应力，这是由于它必须单独承受所有的应力并且独自产生所有所需的混合、揉和和挤出操作的动力，还没有考虑装置使生面团承受的高剪切力。
本发明的目的是提供一种用于生产食用面团的方法和实施该方法的设备，它简单、消耗相对少的电能并使所述谷粉或粗粉和水的混合物反承受相对低的剪切力。
为此，按照本发明的制造食用面团的方法，其中制备好含水量为25-40％的谷粉或粗粉和水的混合物，将混合物揉和并挤出，其特征是通过一个齿轮泵将混合物加压从挤出模中挤出。在本方法中，混合和/或揉和操作最好在一个具有两个向相同方向旋转并相互啮合的螺杆的装置上进行。
同样，用于实施本发明方法的设备包括一个混合和/或揉和装置、一个齿轮泵和一个挤出模。所述混合和/或揉和装置最好包括两个向相同方向旋转并相互啮合的螺杆。
已经很惊奇地观察到，这样制成的食用面团所具有的感官质量至少能够与由传统方法生产的食用面团相媲美，尽管由上述混合和/或揉和操作所获得的生面团还要经过一个齿轮泵，并且使面团在其中经受短暂剪切力，这种力特别有可能破坏或降低在搅拌操作中建立的面筋网，从而破坏面团的结构。
实际上，例如，生面团在齿轮泵的齿间在零点几秒内经受几百巴压力的挤压，齿轮泵包括两个相互啮合的齿形轮或辊。
事实上，混合物的组织经受如此压力或更确切地说如此挤压后没有被破坏，而且相反，面筋网在通过齿轮泵后可以被很好地保持，甚至进一步完善，它显示了本发明最惊奇的特征之一。
还观察到，在实际同样短的时间内可如此生产食用面团，特别是在少于一分钟时间内，但所使用的能量明显少于例如美国专利US5,139,806的方法中使用的能量。
最后还观察到，这样可以生产出用相同质量的未烹调材料生产出具有更长的烹调时间的食用面团或者用低质量的未烹调材料生产出具有相同的烹调时间的食用面团。
为了执行本发明的方法，可以使用谷粉或粗粉，特别是用颗粒大小在250-350μm之间的硬小麦粗粉或颗粒大小在50-150μm之间的柔性小麦粉，添加诸如蛋黄、氯化钠和/或调料之类的配料。
当使用的面粉具有细小的粒度范围特别是在50-150μm时，可选择一个预混合步骤，特别是在一种快速叶片混合器上生产出堆状加湿面粉的预混合物。
这种谷粉或粗粉混合一定量的水，以使所获得的混合物具有重量百分比为25-40％的含水量，最好为30-35％。
为了生产未烹调和非预烹调食用面团，在操作过程中应小心保持混合物的温度，使其保持在所使用谷粉的淀粉胶凝温度以下。也可以通过限制混合物的温度超过其高值来避免破坏面筋。因此，混合物的温度在整个操作过程中最好保持在55℃以下，甚至保持在50℃以下。
同样地，混合和/或揉和操作可选择在一个单螺杆装置中执行，例如单一螺杆的单螺杆挤出机，但最好是在一个具有两个向相同方向旋转并相互啮合的螺杆的装置中，在谷粉或粗粉和水的混合物仅承受相对较低的剪切力的条件下进行。
所述双螺杆例如可以是一种挤出机螺杆或双螺杆混合器螺杆，可以是构成螺杆的各种元件的布置或排列和/或结构形式，例如混合和/或揉和叶片或双叶片是这样的，使所述混合和/或揉和操作可在所述谷粉或粗粉和水的混合物仅承受相对较低剪切力的情况下进行。
例如在所述两个螺杆以每分钟20至120转(rpm)的速度旋转时，所述混合和/或揉和操作以一个相对较低的压力、特别是小于或等于30巴或者甚至小于20巴的压力最好是以1～12巴的压力在所述挤出机或所述混合机中执行20-60秒的时间。
由泵产生的施加在混合物上的将混合物压过压模的压力，其值可以为50-120巴，例如最好为80-120巴。
在所述泵的上游对混合物进行脱气是有用的、甚至是必须的，特别例如通过一个小于0.5巴、最好是小于或等于0.2巴的抽真空机来抽吸。这种脱气在与生产新鲜食用面团的情况相反的生产干燥食用面团的情况下是必须的，这是因为它可以避免在干燥过程中食用面团的裂化问题。特别是，脱气可以避免其它情况下无法避免的例如在食用面团的表面形成裂纹和/或出现白色斑点。
这种脱气操作最好是借助一个抽真空口来实现，其条件为不会在所述抽真空口和用来为螺杆给进谷粉或粗粉和/或水的入口之间的混合物建立起空气循环的优先通路。
根据本发明挤出的食用面团，然后可以以本领域中技术人员已知的传统方法来进行干燥处理。例如，它们也可以被制备成新鲜食用面团的形式。
因此，本发明的设备包括一个混合和/或揉和装置、一个齿轮泵和一个挤出模。它还可选择地包括一个预混合装置，特别是当打算用小颗粒的面粉生产食用面团时包括一个快速叶片混合器。
所述混合和/或揉和装置也可选择地包括一个象单螺杆挤出机的单螺杆一样的单螺杆，但最好是包括两个向相同方向旋转并相互啮合的螺杆，例如，象双螺杆挤出机或混合器的双螺杆。
例如，所述双螺杆可交替和/或依次地具有混合、挤压、揉和和/或保持区。这些区可以通过适当改变长度和螺纹的方向、甚或在这些区中螺杆的形状来形成。
特别地，所述双螺杆包括两个向相同方向旋转的平行杆，在其上固定并连接了双叶片，每个双叶片具有螺杆截面的形状，其厚度可以小于、等于甚至大于螺杆的螺距与双叶片相关的螺杆螺纹的长度和方向可以象相应的两个连续的叶片的角度粒位置一样选择，来作为在所选区所需达到的工作和操作类型的功能。
为了形成一个混合区，可以使用带有相对较长的正螺纹的双叶片。为了形成一个挤压区，可以使用带有相对较短的正螺纹的双叶片。为了形成揉和区，可以使用无螺纹的双叶片。为了形成一个混合和揉和的复合区，可以使用带有一个相对较长的正螺纹的连续双叶片，它们是倾斜地分隔的。最后，为了形成一个保持区，可以使用带有一个反螺纹的双叶片。
从螺杆轴的方向观看双螺杆混合器的双叶片的形状，通过其较小的宽度可以与相应的双螺杆挤出机的双叶片的形状区别开，这样可以为要处理的材料留下更多的自由空间，即为谷粉或粗粉和水的混合物留下更多的空间。这种双叶片的较小宽度除了可结合一个较小螺杆长度/直径比外还结合一个较小的轴的直径，例如，特别是相比较一个用于双螺杆挤出机的20-30比率的用于双螺杆混合器的7-10的比率。
可将所述双螺杆封装在一个外壳中，最好为一个护层外壳，特别是将护层外壳分隔成多个冷却或加热流体可在其中循环的部分。这种外壳可在上游端具有一个或多个用于向螺杆给进谷粉或粗粉和/或水的入口，并在其下游端具有一个用于所述混合物的出口。
齿轮泵包括两个相互啮合的齿形轮或齿形辊。两个辊可在一个外壳中在位于一个平面上的轴上旋转，该平面与来自混合和/或揉和装置的要被挤出的面团流的方向垂直。每个齿以相反的方向旋转，两齿在上端分开并且又在下端靠近。齿的外缘可以在所述外壳的内壁上滑动，由此限定了传送将在下游挤压的生面团的内部空间。
齿的形状应特别设计，以尽量避免任何在相互啮合的齿间产生的摩擦力和任何对被传送面团的剪切力。
最好为所述两个螺杆和泵提供独立的牵引装置，特别是独立的马达。这样一个本发明设备的较佳实施例允许相当灵活地实施本发明的方法，这是由于它可以分别调整挤出机或混合器螺杆的旋转速度和泵辊的旋转速度，而且例如它可以独立控制象揉和时间和温度及挤出压力之类的各种主要参数。
在齿轮泵的上游可提供一个真空抽吸口。所述抽吸口可在下游端与所述两螺杆的最终混合区相连，该混合区在保持、挤压或揉和区和螺杆下游端之间或者在螺杆下游端和齿轮泵之间。事实上，很重要的是至少将一个保持、挤压或揉和区设置在所述真空抽吸口和所述用于向螺杆给进面粉和/或水的入口之间，以便能够保证好的螺杆填充，换句话说是在抽吸处理之前很好地压缩混合物。
也可以在真空抽吸口内设置一个用于排放混合物的装置，特别是一种向混合和/或揉和装置排进混合物颗粒的排出双螺杆，该混合物颗尽管经过了压缩，但还要进行抽吸。
所述挤出模可包括一个或更多的挤出通孔，特别是圆柱形通孔，通孔一般取与来自齿轮泵的要被挤出的生面团流相同的方向，例如，最好是与设置的辊轴的平面相垂直的方向。特别是所挤出的食用面团的形状可以由所述通孔的出口的形状来决定。
齿轮泵和压模被封装在一个被再细分成几个部分的护层外壳中，冷却或加热流体可在其中循环。
下面结合以举例形式给出的附图对本发明的设备进行更详细的描述，其中：
图1为本发明设备的第一实施例的轴向剖面侧视图；
图2为本发明设备的第二实施例的部分打开侧视图；
图3为本发明的设备的第三实施例的部分打开侧视图；
图4为图2所示设备的螺杆的顶视图；
图5为图3所示设备的螺杆的顶视图；
图6为图2所示设备的两个螺杆的剖面图；
图7为图3所示设备的两个螺杆的剖面图。
在图1所示的第一实施例中，该设备包括一个混合和/或揉和装置1、一个齿轮2和一个压模3，它们在一条直线上串联地连接在一起。
该混合和/或揉和装置1包括两个以相同方向旋转并相互啮合的螺杆4，即双螺杆挤压机的螺杆。该螺杆还交替地具有三个混合区5和两个揉和区6。螺杆被封在外壳7内，在外壳7的上游端有一个用于给进谷粉或粗粉的进口8和一个用于给水的进口9。
两个螺杆4由一个马达10来驱动，它与一个未表示的用于驱动齿轮泵2的马达不同。
一个真空抽吸口11穿过齿轮泵2上游端的外壳7，该抽吸口与第三和最后混合区5相连，位于第二揉和区6和螺杆4的下游端之间。
压模3包括一个与安置齿轮泵2的轧辊12的轴的平面平行的板。所述板上开有几个与所述平面垂直的圆柱型挤压通孔13。
在图2所示的第二实施例中，该设备包括一个混合和/或揉和装置1、一个齿轮泵2和一个压模3，它们之间串接起来并在所述装置和泵之间的连接处向下弯曲。
混合和/或揉和装置1包括两个以相同方向旋转并相互啮合的螺杆，即被封装在外壳7中的双螺杆挤出机的螺杆。将该外壳分隔成五个部分i-v，加热或冷却流体可在其中循环。在外壳7的上游端有一个用于给进谷粉或粗粉和用于给进水的入口8-9。一个真空抽吸口11穿过齿轮泵2上游端的外壳7。
如图4所示，抽吸口11与所述两个螺杆4的一个压缩区14和一个最后混合区5的重叠部分相连，所述两个螺杆仅仅表示了一个。这两个螺杆具有三个混合区5构成具有长正螺纹16的双叶片。一个包括具有反螺纹17的双叶片的保持区5，插在头两个混合区之间。
所述挤压区14包括具有一个短正螺纹18的双叶片。它位于第二和第三及最后混合区之间。它象所述保持保持区15一样，被用以保证好的螺杆填充，换句话说，好的混合物压制，以避免混合物颗粒也被真空装置吸走。
在真空抽吸口11中以排出双螺杆30的形式提供一个排出装置，它是用于向混合和/或揉和装置1排进尽管经过了压制处理也可能被吸走的混合物颗粒。
两个螺杆4由马达10驱动，该马达10与一个未表示的用于驱动齿轮泵2的马达不同。后者通过一个弯曲90°的管口19和一个垂直的连接器21连接到混合和/或揉和装置1的前出口20。泵的两个齿形辊的轴被设置在一个水平面上。
压模3包括一个水平板，在其上开了垂直取向的挤出通孔。
设备的部件包括弯曲管口19、连接件21、泵2和压模3，它们被封装在被分隔成四个部分vi-ix的封装外壳内，在这里可以使冷却和加热流体循环。
在图3所示的第三实施例中，该设备包括一个混合和/或揉和装置1、一个齿轮泵2和一个压模3，它们以串联方式连接并在所述装置和泵之间的连接部分成直角向下弯曲。
混合和/或揉和装置1包括两个向相同方向旋转并相互啮合的螺杆，封装在一个封装外壳7内的双螺杆混合器的螺杆，该外壳被分隔成三个部分i-iii，它可使冷却或加热流体在其中循环。在外壳7的上游端具有用于给进谷粉或粗粉和用于给进水的入口8-9，在外壳7的下游端的底部有一个出口20，用于使挤出的生面团垂直流按齿轮泵2的方向向下排出。
如图5所示，在仅仅表示出了一个的所述两个螺杆的上游端具有一个混合区5。还交替地具有用于混合和揉和的五个混合区，每个混合区由一些具有相对较长的正螺纹并且相互倾斜分隔开的双叶片组成，还有四个无螺纹25的两个双叶片成构的揉和区23。在其下游端相对于所述出口20有一个出口区，并且由两个带有由间隔26分开的无螺纹25的双叶片构成。在所述出口区的下游端设有一个保持区15，它由一个带有反螺纹的保持双叶片17构成。
两个螺杆4由马达10驱动，马达10与用于驱动齿轮泵2的未表示出的马达不同。后者通过一个垂直连接件21与上游端的混合和/或揉和装置1的出口20相连。
在螺杆4的下游端，一个真空抽吸口连到所述保持区15，更准确地说是连到保持双叶片17的下表面。
泵2的两个齿形辊的轴被设置在一个水平面上。
压模3包括一个水平板，在板上开有基本上垂直取向的挤出孔。
设备的部件包括所述连接件21、泵2和压模3，被封装在一个封装外壳内，该外壳被分隔成三个部分vii-ix，可使冷却或加热流体在其中循环。
图6和图7表示了一个螺杆轴向的视图，双螺杆混合器的双叶片27的形状与双螺杆挤出器的双叶片26的形状的差异在于，双叶片27具有较小的宽度28，它为待处理的材料留下更多的自由空间，即为所述的谷粉或粗粉和水的混合留下更多的空间，除了较小的螺杆长度/直径比外，双叶片27的较小宽度可与所述轴的较小直径29相结合(如图4和图5所示)。
通过下面的实施例将对本发明的方法做更详细地说明。所给出的百分比为重量百分比。
例1
使用如图1所示第一实施例的设备，其中的设备具有两个相互啮合并向相同方向旋转的螺杆，换句话说双螺杆和其外壳是Continua C37型WERNER&PFLEIDERER挤出机上的，而齿轮泵是一种EXTREX 22/22型MAAGPUMP STSTEM泵。将水和硬小麦粉送入该设备中，硬小麦粉的颗粒大小在250-350μm的范围内。
这样，以39.9kg/h的速度制备并揉和粗粉和水的混合物，它具有33％的含水量(30kg/h的粗粉＋9.9kg/h的水)。混合物通过使用一个0.2巴的真空机在泵的上游进行抽吸脱气。混合物在双螺杆中的驻留时间大约为60s。混合物通过一个具有直径为1.85mm的圆柱形挤出孔的压模挤出。
为了比较，不用齿轮泵来生产食用面团，它保持由马达提供的用于驱动双螺杆(Wscrew)的动力等于本发明的由相同马达提供的动力与另一方面驱动齿轮泵(Wpump)的马达的动力之和。为此，由必须调节螺杆的旋转速度而使混合物通过不带齿轮泵的设备的流动速度降低到26.6kg/h(20kg/h粗粉＋6.6kg/h的水)。
通过以上每个生产过程获得的食用面团，即实心面的感官质量可与用传统方法生产的这种实心面相比，并且具有一种特殊的诱人的黄颜色，而没有任何白色斑点。
然而，准确的调整螺杆的旋转速度和由马达提供的用于驱动的扭矩，就象存在于该设备的不同点上的混合物的温度和压力，它是根据生产过程而显著变化的。
在生产过程中，调节和/或决定下面的参数：
—齿轮泵前面的压力(ppump)
—压模前面的压力(pdie)
—螺杆的旋转速度(nscrew)
—泵的齿形辊的旋转速度(npump)
—在螺杆的出口处的混合物的温度(Tmixture)
—在压模出口处食用面团的温度(Tpasta)
—由驱动螺杆的马达产生的动力(Wscrew)
—由泵马达产生的动力(Wpump)
—每公斤食用面团产品所消耗的比能(Es)
在下面的表1中例出了在这些生产过程中所采用的这些参数的值：
表1 对比 本发明ppump(bar) - 30pdie(bar) 55 50nscrew(rpm) 27 35npump(rpm) - 123Tmixture(℃) 40 40Tpasta(℃) 40 50Wscrew(kw) 6.46 6.08Wpump(kw) - 0.45Es(kJ/kg) 874 589
该表显示出，与除了未使用一个齿轮泵外其它方面均相同的类似方法和设备相比，在本发明的方法和设备中使用一个齿轮泵可明显降低生产一公斤食用面团的能耗。
例2-4
使用了在图2、图4和图6中所示的第二实施例的设备，其中的装置具有两个相互啮合并向相同方向旋转的螺杆，换句话说双螺杆和其外壳是C58型WERNER&PRLEIDERER挤出机上的，而且齿轮泵是一种VACOREX 45/45型MAAG泵。将水和颗粒尺寸在250-300μm的范围内的硬小麦粉送入该设备中。
这样制备并揉和了含水量为31％的粗粉和水的混合物。混合物通过使用一个0.2巴的真空机在泵的上游进行抽吸脱气。混合物在双螺杆中的驻留时间大约为45s。混合物通过一个压模挤出，该压模具有直径为1.85mm的圆形挤出孔。
通过循环冷却和/或加热流体，在双螺杆外壳的头四个部分i-iv中保持25℃的温度，在外壳的最后部分的v中为30℃的温度，在包围压模的部分ix中的温度为45℃。
在这些条件下，进行三个生产处理，其中例1所定义的参数和粗粉及水的用量值在下面的表2中给出：
表2 例2 例3 例4粗粉(kg/h) 105 115 125水(kg/h) 31.5 34.5 37.5 ppump(bar) 8-12 8 9 pdie(bar) 100-104 104-106 96-100 nscrew(rpm) 90 95 100 npump(rpm) 39 44 46 Tmixture(℃) 39.4 39.6 41 Tpasta(℃) 46.6 48 50
使用这些生产处理，所获得的食用面团，即实心面具有一种吸引人的黄颜色而没有任何白色斑点，而且其感官上的质量也可与用传统方法生产的实心面相比。
例5和例6
除了对水和颗粒大小在50-150μm范围内的柔性小麦粉进行预混合(使用一个快速混合器)外，执行在例2-4中所描述的方法过程，将其送进该装置中。
在这些条件下，进行两个生产处理，下面的表3表示了在这里本例1中所定义的参数和所使用的粗粉和水量的值，象混合物中含水量一样：
表3 例5 例6粗粉(kg/h) 75 85水(kg/h) 25.2 26含水量(％) 33 31 ppump(bar) 12 10 pdie(bar) 85-90 85-90 nscrew(rpm) 85 90 npump(rpm) 29 33 Tmixture(℃) 39.7 40.8 Tpasta(℃) 48 52
使用这些生产处理，所获得的食用面团，即实心面具有一种吸引人的乳脂颜色而没有任何白色斑点，而且其感官质量也与用传统方法生产的实心面非常相似。
例7
使用根据在图3、5和7中所示的第三实施例的设备，其中的装置具有两个相互啮合并向相同方向旋转的螺杆。换言之，双螺杆和其外壳是尺寸为125mm×1,100mm的READCO混合器上的，而齿轮泵为一种VACOREX90/90型MAAG泵。将水和硬小麦粗粉送入该装置，硬小麦粗粉的颗粒大小在250-300μm之间。
这样准备和揉和好的粗粉和水的混合物具有30％的含水量。混合物通过使用一个0.2巴的抽真空机在泵的上游进行抽吸脱气，混合物在双螺杆中的驻留时间大约为45s。混合物通过一个压模挤出，该压模具有直径为1.85mm的圆形挤出孔。
通过循环一种加热流体，在双螺杆外壳的三个部分i-iii中和包围压模的部分ix中保持48℃的温度。
在这些条件下，执行一个生产处理，下面的表4表示了在这里使用的例1中所定义的参数和所使用的粗粉量和水量的值：
表4 例7粗粉(kg/h) 800水(kg/h) 200 ppump(bar) 8 pdie(bar) 110 nscrew(rpm) 70 npump(rpm) 36 Tmixture(℃) 39 Tpasta(℃) 48
使用这种生产处理，所获得的食用面团，即实心面具有一种吸引人的黄颜色而没有任何白色斑点，而且其感官质量可与传统方法生产的实心面相比，甚至更好。
例8
使用在例3中所描述的方法，用硬小麦粗粉生产食用面团，不同的是所使用的压模的导管一方面具有可使挤出的生面团产生弯曲的形状，另一方面具有一个S形出口形状，以便使挤出的生面团以螺旋的形式绕其轴卷起。
这样挤出的食用面团具有一个0.75mm的壁厚和一个6mm的表观直径。借助一个压在压模上的旋转刀具将其切成4-5cm长的节段。所获得的螺旋形短食用面团具有一种即浓又半透明的黄色，而且没有任何白色斑点，其感官质量可与用传统方法生产的螺旋形食用面团相比，甚至更好。
实际上，为了比较，用相同的压模生产出相似的传统食用面糊，但使用的设备包括一个传统的混合器、揉和器和模压机。所获得的螺旋形短食用面团具有一种或多或少的乌泽淡黄色，而没有任可白色斑点。
将这种食用面团的样品在加盐的开水中煮4.5分钟，由有经验的美食家对这种食用面团进行可视评价和品尝的结果如下表5所示：
表5作对比的传统螺旋面根据本发明的螺旋面未煮的食用面团的颜色或多或少乌泽淡黄色或多或少半透明更浓的黄色煮后食用面团的颜色亮淡黄色更亮的淡黄色煮后食用面团的结构耐嚼更坚实一些
例9
用与例8相类似方法生产一种螺旋形短食用面团，不同的是按例6中所描述的条件来使用一种柔性小麦粉，而不是用硬质小麦粗粉。
为了比较，用相同的压模生产出类似的食用面团，但使用的设备包括一个传统的混合器、揉和器和模压机。
将这种螺旋形短食用面团样品在加盐的开水中煮4.5分钟，由有经验的美食家对这种食用面团作可视评价和品尝的结果如下表6所示：
表6作对比的螺旋面本发明的螺旋面未煮的食用面团的颜色灰白色或多或少乌泽棕色灰白色或多或少半透明棕色煮后食用面团的颜色白色亮白色煮过的食用面团的结构不很耐嚼耐嚼