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如何申请专利

技术交底书模板-多阶段油炸方法及装置

(一)技术交底书的要求:
□应清楚、完整地写明发明或实用新型的内容;
□使所属技术领域的普通技术人员能够根据此内容实施发明创造;
□使上述人员相信本发明确实可以解决现有技术不能解决的问题。
(二)技术交底书的具体样本如下:
 1)发明创造的名称:

多阶段产品油炸方法和装置

 2)所属技术领域:
技术领域:
      本发明涉及一种多阶段油炸方法。
      本发明还涉及一种多阶段油炸装置。
3)背景技术
      3.1)详细介绍技术背景,并描述申请人所知的与发明方案最接近的已有技术(应详细介绍,以不需再去看文献即可领会该技术内容为准,如果现有技术出自专利、期刊、书籍,则提供出处);
      3.2)对现有技术存在的缺点进行客观的评述(现有技术的缺点是针对于本发明的优点来说的;如果找不出对比技术方案及其缺点,可用反推法,根据本发明的优点来找对应的缺点;本发明不能解决的缺点,不需提供;缺点可以是成本高、处理时间慢等类似问题)。
背景技术:
      根据US-3,812,775已知此方法和装置。在已知方法中,通常由包含淀粉质材料且含有天然和/或外加糖的组合物形成的可食用产品是以两阶段油炸方法进行油炸。在第一阶段期间,产品是在温度为110℃-190℃的油中油炸到水分含量为5%-20%,而在第二阶段期间,产品是在50毫巴-100毫巴的减压下、在温度不超过100℃的油中进行油炸。此防止油炸产品发生过分变色且赋予这些产品所需的有吸引力的颜色。
      根据WO-00/30472进一步已知,将土豆条和类似物漂白,然后将土豆条在大气压下油炸、冷却,并在约10英寸-20英寸(25.4毫巴-50.8毫巴)汞柱的真空下、在240℉-290℉(115.5℃-144.4℃)下的油中进行油炸。
      根据EP-1,283,680,已知用于在减压下在油脂中油炸产品的方法和装置。通过将油脂引入离心机的旋转腔室中且通过在减压下使其在其中离心而从产品中去除油脂。将产品通过离心机的底阀放出并通过闸室(sluice chamber)暴露于大气中。以此防止产品凝聚。
 4)发明内容:
      4.1)正面描述本发明所要解决的技术问题(对应现有技术的所有缺点;本发明解决不了的,不需提供);
      4.2)清楚完整的叙述发明创造的技术方案,应结合工艺流程图、原理框图、电路图、仿真图、布局图、设备结构图进行说明(越详细越好,可与第6部分合写;发明中每一功能的实现都要有相应的技术实现方案,不能只有原理,也不能只做功能介绍;需要详细提供与现有技术的区别技术和关联技术;每个附图都应有对应的文字描述,以他人不看附图即可明白技术方案为准;所有英文缩写都应中文注释):
      对于机械产品的发明创造应详细说明每一个结构零部件的形状、构造、部件之间的连接关系、空间位置关系、工作原理等;
      对于电器产品应描述电器元件的组成、连接关系;
      对于无固定形状和结构的产品,如粉状或流体产品、化学品、药品,应描述其组分及其含量、制造工艺条件和工艺流程等;
      对于方法发明,应描述操作步骤、工艺参数等;
      4.3)简单点明本发明的关键点和欲保护点(逐项列出1、2、3、、、),并简单介绍与最好的现有技术相比,本发明有何优点(一两个自然段即可;结合技术方案来描述,做到有理有据,即用推理或因果关系的方式推理说明;可以对应所要解决的技术问题或发明目的来描述)。
发明内容:
      本发明的目的在于进一步改良已知油炸方法,以此方式由相关装置提供节约时间、成本或方法以及增大的产品产率,同时保持油炸最终产品的基本特征(例如质地、颜色、味道、香味、油/脂含量、消化性),且同时减少对人类有害的热反应产物(例如丙烯酰胺)。
      此外,根据本发明的方法具有权利要求1中概述的特有特征,且所述装置具有权利要求18中概述的特征。
      根据本发明的油炸方法的优点在于:尽管总油炸时间尤其取决于产品的切割尺寸和规格,但总油炸时间因第二阶段中的指定真空条件和油炸温度范围而显著缩短。在第二阶段中,蒸发得以改良并保持高水平,因为在所述减压真空条件下,蒸发温度显著降低且因此持续从产品中蒸发出。此降低在此阶段中由产品吸收的脂肪和油性油炸物质的量,其使得感官特征得以改良,例如产品的质地和气味,无油脂味。另外,产品的油脂吸收减少对消费者的健康更好。
      有利的是可完全省略待油炸产品的沥滤,所述沥滤可在第一阶段之前进行以降低产品的糖含量。
      对于一些产品(例如蔬菜、胡萝卜和例如红甜菜)来说,其质地在第一阶段中具有较小油炸温度依赖性,可通过在25毫巴-700毫巴的减压下在90℃-190℃范围的较低部分中油炸产品来节约能量。
      根据本发明的方法的一个实施例具有权利要求3中概述的特有特征。有利地将第二阶段入口处产品的可测量表面温度(也称作所述表面与油炸物质的边界层温度)保持为约100℃-160℃也将第二阶段开始时所述入口处的蒸发保持在上述高水平。
      根据本发明的方法的另一个实施例具有权利要求4中概述的特有特征。在相对低能量投资下,约145℃的平均表面温度最能够保证防止蒸发停止。否则,此将产生不需要的油炸物质吸收。
      如果在另一个实施例中,产品的传送时间(其是定义为从离开第一阶段到引入第二阶段中的时间)为最多15秒,那么产品的表面温度实质上将不会降低。所述传送时间为时间段的累积,其通常包括在第一阶段中将产品从油/脂浴中取出、运送到其出口、传送到第二阶段的入口、引入到第二阶段中、在第二阶段中抽真空且经受热空气和/或油的时间。传送时间越长,通常对温度降低的影响将越大且对产品质地、颜色、油炸物质含量和香味的损害越大。传送时间也取决于第一阶段中产品的油炸温度。此油炸温度越高,产品中包括的能量越多且在产品的表面温度达到临界温度值之前从一个阶段到下一个阶段的传送时间可能越长,其中在表面下将停止蒸发。
      可采取其它附属权利要求11和12中指定的其它措施来保持升高的温度高于所述温度,以保持蒸发继续进行直到在第二阶段开始之前达到所需水分含量。仅在第二阶段中,温度可随着产品的蒸发而逐渐降低,其随后因第二阶段中的减压条件而得以保持。即时在第二阶段结束时终止油炸以不致于将产品的平均水分含量降低到实际1%-1.5%,因为在此水分含量范围内,丙烯酰胺的形成更严重依赖于油炸产品的温度与水分含量。
      另外,可以其它附属权利要求13和14中所证实的方式来实现油炸物质去除以避免最终产品的脂味。
 5)附图:实用新型专利必须提供附图,附图中构成件可以有标记,尺寸和参数不必标注。
附图说明:
      现在将参考附图,连同额外优点进一步阐明根据本发明的方法和装置,其中类似组件是由相同附图标记表明。在附图中:
      图1显示根据本发明的多阶段油炸装置的一般轮廓,其能够实施根据本发明的方法;
      图2显示待油炸产品的后续加宽路径;且
      图3显示作为油炸产品中水分百分比函数的丙烯酰胺(AA)在大气条件下形成的图形,依赖于若干个油炸温度以阐明油炸期间的丙烯酰胺形成过程。
 6)优选具体实施方式(可与第4部分合写;尽量写明所有同样能完成发明目的的替代方案,所述替代可以是部分结构、器件、方法步骤的替代,也可以是完整的技术方案):
      对于产品发明应描述产品构成、电路构成或者化学成分、各部分之间的相互关系、工作过程或操作步骤;对于方法发明应写明步骤、参数、工艺条件等,可提供多个具体实施方式。
具体实施方式:
      图1显示在若干个不同阶段中用于油炸产品的装置1。准备产品的所选和所收集的原材料(其可例如为土豆、蔬菜、坚果、水果或这些产品的组合物或调配物),随后将其引入使产品经受多阶段油炸方法的装置中。产品通常将含有碳水化合物,即淀粉和糖。在此说明书的下文中,仅将提及土豆、尤其炸土豆片作为前述产品的简化实例。通过洗涤来制备原材料,由此去除例如沙子、石块和类似物等外来成分。有时,例如通过蒸汽或通过机械剥离系统将土豆剥皮,且将皮去除。随后,洗涤土豆以去除皮剩余物和表面淀粉,且切成形或薄片,且随后可能再次洗涤以去除切割过程的游离淀粉。
      可能需要将切割产品漂白以从产品中沥滤出糖,尤其当其涉及具有高糖含量的产品时。随后需要沥滤,因为已知糖和蛋白质属于众所周知的美拉德反应(Maillard reaction)复合物,其引起不需要的棕色变色以及形成如丙烯酰胺的热反应产物。糖含量取决于可用的原材料类型,但也取决于年份的季节。如果沥滤可为完全多余的,那么每个产品的成本、处理时间、季节依赖性和最终产品产率都将得到推进。本发明的多阶段油炸方法能够防止产品的沥滤,即使当产品的原材料具有高糖含量时。在随后首先进行的第一阶段描述之后描述决定第二阶段中的条件的油炸参数,其保持实现所述目标的重要特征。
      在前述准备后,将切割产品运送到装置1的入口2处。如图所示的装置包含两个主要阶段和在各阶段之间的可能阶段(例如油炸物质去除或蒸发持续阶段),但视例如待油炸的产品种类而定,实际上两个以上主要阶段可为可行且适当的。如图所示的装置1包含主要阶段各自的两个单独框架3和4,由此第一阶段的框架定位于第二阶段的框架上方。在主要阶段的第一阶段中,入口产品通常(但未必)在大气条件下经油炸,以赋予产品其需要的坚实度、易碎性或松脆性、主要质地和主要颜色。此可需要例如根据US-3,812,775、EP-1,133,243或EP-1,283,680本身已知的常见组件,所述文献的相关内容是以引用的方式并入本文中。
      第一阶段中的油炸温度可降到90℃,但随后将在真空条件下进行油炸以实现有效油炸。然而,在较低油炸温度范围内,产品油炸将花费更多时间。可在此等低温下油炸的产品为蔬菜、胡萝卜和例如红甜菜。
      在连续或分批方法中,输入第一框架3中的产品是在大气条件下在通常温度介于90℃-190℃之间、优选约185℃的通常含油和/或油脂的油炸物质中进行油炸。此温度越高,当其通过出口5离开第一阶段的框架3时产品将包含的能量越多(考虑到停留时间)。
      此外,例如图2中更详细显示,出口5通过可操作闸6与收容于第二框架4中的第二阶段的入口7相耦接。出口(例如第一阶段的出口5)优选具有比随后入口(例如第二阶段的入口7)的宽度更小的宽度,其具有最终1800 mm的宽度。各种后续路径通过多个出口和更宽入口的加宽防止产品的聚集和凝结。图2中显示入口、闸和出口范围的例如逐步从1400 mm、1500 mm、1600 mm到1800 mm的连续宽度的可行实例。第二阶段的框架4具有内部8,其通过示意性显示的轨道系统9移动。通过定位于第一阶段的框架3下,产生紧密油炸装置1,由此轨道系统9还允许易于清洁、提升并保持第二阶段中所用的组件。
      视产品而定,在产品的平均水分含量为5重量%-30重量%、优选8重量%-15重量%时,终止第一阶段中的油炸。在可能的直接传送并通过入口7引入第二阶段中之后,使产品在介于100℃-145℃之间的温度下在25毫巴-150毫巴、优选50毫巴-100毫巴、尤其约75毫巴的减压下经受油炸。此压力如此低以使得产品中水蒸气的蒸发将增强,但不会中断。此保证最少量的油炸物质将通过产品表面进入并影响产品材料的内部质地、产品的味道、外观、香味和结构。
      另一方面,第二阶段油炸温度范围与US-3,812,775中建议的低于100℃的第二阶段温度相比相当高,其导致相当短的油炸时间、相关较高的产品产率,且其具有关于感官标准的优点。
      图3的图形显示在不同油炸物质温度下作为产品的水分含量函数的丙烯酰胺(AA)的形成。本身已知待油炸产品中通常存在的氨基酸天冬酰胺与还原糖在热能影响下形成丙烯酰胺。所述图形提供以下内情:温度控制在较高产品水分含量下比在较低水分含量下关于丙烯酰胺形成的重要性小。其也显示当其在特定第二阶段温度下达到丙烯酰胺形成时,在较低水分含量下测量水分输出更关键。此外,其还显示在第二阶段或可能在第二阶段结束时或在其后另一第三阶段中降低油炸温度会降低丙烯酰胺形成,尤其在较低水分含量下。因此,在第二阶段结束时或可能其后在第三阶段(其中产品也保持在真空条件下)中油炸物质的温度优选设定为低于第二阶段开始时的温度。此温度降低打算解决如图形所示在第二阶段结束时在低产品水分含量下丙烯酰胺形成增加的问题。此方式可将油炸产品的水分含量降低到处于上述指定范围内,而不会造成产生影响产品的基本特征或危及人类健康的有害油炸产品或副产物的危险。可通过根据上述教示的适当方法来控制第二阶段油炸方法以实现上文列出的优点。
      进入第二阶段入口的产品的表面温度介于100℃-160℃之间。实际上,其间保持约145℃的温度。然而,如果阶段之间的停留时间过长且未采取措施来防止产品过分冷却,那么产品的传送时间(其是定义为从离开第一阶段到引入第二阶段中的时间)应为最多15秒。否则,各阶段之间产品的冷却可能会导致不必要地停止从产品中蒸发。在使产品在第二阶段中冷却到约130℃的情况下,同时产生减压条件。
      如果达到介于0.5重量%-3.5重量%之间、尤其0.8重量%-2重量%、更尤其约1.5重量%的平均水分含量,那么终止第二阶段中的减压油炸。所述油炸方法的最终结果为尤其与以单一阶段方法在大气压下油炸的传统炸土豆片相比具有改良感官特征的土豆产品。
      可通过实施一个或一个以上下列蒸发持续步骤来实现在各阶段之间和任何阶段期间所需的产品持续蒸发:a)使约105℃-145℃的可能过热的油炸蒸气流经产品上方和/或流过产品;b)使用电磁波辐射元件(例如红外元件或微波元件)来照射产品;c)将约100℃-145℃的足够热的油炸物质喷雾在产品上;d)将约100℃-145℃的足够热的油炸物质注射到可能移动的产品上;e)将可能移动的产品抽真空;f)将约105℃-145℃的热空气传送到产品上方和/或穿过产品传送。也可使用适当热交换器来加热、过热或再加热油炸物质。可按需要在减压下实施至少一个蒸发持续步骤,其具有降低产品中发生蒸发所需温度的作用。可进一步存在适当方法以在大气条件下或在减压条件下从产品中去除油炸物质。
      最后,特定来说(但不排外),可在最后阶段中按需要通过一个或一个以上下列步骤来实施从产品中去除油炸物质:a)在不供应所需机械能的情况下,延长产品的排出或静置时间以允许产品滴出;b)强制产品振动,其也打算使产品彼此疏松;c)将产品离心;d)抽吸出油炸蒸气;e)强制或非强制使蒸汽、尤其可能通过使油炸蒸气过热产生的过热蒸汽流动到产品上方和/或穿过产品。
      有利的是,将一个或一个以上真空控制装置安装于装置1中且对其进行控制以将压力降低到±5毫巴、尤其±2毫巴内。此为重要的,因为对于实现产品的有吸引力的关键特征(例如,尤其炸土豆片或类似产品的味道、香味、外观和松脆质地)的均匀性来说,压力控制范围的边界至关重要。
      对于油炸方法的各个阶段中平稳、固定的精确温度控制来说,尽可能恒定地保持输入产品中所包括的每单位时间的水量为明智的。

专利申请说明书附图

专利申请说明书附图