罐装产品的冷却的制作方法

专利名称：罐装产品的冷却的制作方法
技术领域：
本发明涉及食品产品的包装，特别地，涉及对烹制好的食品产品的包装，所述烹制好的食品产品必须要在包装完成之前进行冷却。更具体地说，本发明涉及包装多孔的，快餐食品，将其包装在硬质容器中。
2.相关技术描述
许多包装技术已被用于包装熟食制品(prepared food product)。这些包装技术大致可分成柔性的，半硬质的，或硬质包装。对于产品如成型的马铃薯薯片，它们具有堆叠所需的规则地形状，硬质或半硬质的容器都可以被使用。
在一个典型的例子中，如成形的马铃薯片的产品在如

图1A中所示的过程中被生产和包装。在此过程中，所述马铃薯片沿生产线向下移动，所述生产线的布局如图1B中所示，所述生产线的布局与所述过程十分类似。在这个过程中，所述产品在面团制备区域115首先被制备用于烹制(步骤110)。通常，将马铃薯薄片与水和其他配料混合以制作马铃薯面团。所述面团优选被冷冻以易于处理，然后所述面团从一台压面机上滚出以制成一个平片状的面团，并被切成单独的薯片。然后将所述薯片在烤箱或油炸锅125中烘焙或油炸(步骤120)到预先指定的颜色和干燥程度，这由所希望的产品决定。一旦这些薯片被烹制后，在调味站135将所选择的调料施加到薯片的上面(步骤130)。这个调味步骤必须先于所述薯片的温度降低至150°F之前进行，否则所述调料将不会粘附在所述薯片上。所述薯片在冷却站145被冷却(步骤140)，其方法是当所述薯片在所述冷却步骤穿过时，迫使冷空气通过所述薯片而实现冷却。如图2A和2B所示，所述薯片206在所述冷却站145沿着输送带204移动，同时冷却空气从空气管202向下吹向所述薯片。通常认为最为有效的冷却薯片的方法是当薯片通过所述空气管下面的时候，将薯片排成单一一层，虽然这样要占据大量的直线空间以允许所述薯片在冷却时以这样的方式展开。一种折中的情况如图2A中所示，其中所述薯片206交叠排列使其表面的一部分置于冷却空气下但并不会占据如直线排列中所需的太多的空间。如图2B所示，多排薯片206并行移动通过所述冷却站145。用于冷却的空气必须低速吹过以保证所述调料不被吹掉或所述薯片不会被气流吹得偏离方向。因此热交换和随后对薯片的冷却的速率受到可利用的空气速度的限制。当所述薯片已经达到一个可接受的温度时，它们在罐装载设备155中被堆叠并装入一个罐(步骤150)中。在密封机165处，首先在所述罐的顶部进行密封(步骤160)，以保证新鲜度并防止损害，之后在压盖机175处用可供消费者使用的可重复使用的盖子对所述罐加盖(步骤170)。所述罐在贴标机185处被贴标签(步骤180)，并在所述容器包装站195处包装成盒(步骤190)以销售给消费者。根据具体的产品，它们可以被运载到世界各地。
当产品被包装在一个硬质包装中所遇到的一个问题是，随着环境的改变，如温度和压力，硬质包装不能改变形状。如果所述产品在包装时仍然是热的，在密封的硬质包装的内外侧之间会产生一个大的压差，这种情况特别是会出现在当所述包装随后被存放在一个较低的海拔或较低的温度环境中。
本申请的受让人已经设计出一种由合成材料制作的硬质罐，可用来包装成形的薯片产品，如上面所讨论的成形的马铃薯片。所述罐被设计成具有一定内在强度以抵抗在包装中所产生的内真空，但如果产品储存条件与包装条件差距很大时，所述包装中的真空就会引起所述包装的破裂。
产品被包装时的温度是本发明中和所述罐中的真空度的一个关键变量。由于每一对薯片之间的空间，所述薯片的固有的多孔性，以及在薯片与罐的侧壁和顶部的空间，所以通常在成形薯片罐中有大量的空间。所包含的气体伴着冷却温度将明显地缩小体积。值得注意的是，高真空形成的过程对硬质容器中的液体不构成危害，因为它们通常仅有很小的空间。当食品产品如堆叠的马铃薯片在硬质容器中被密封时，为避免产生相对大的真空，工业上的现有的方法是在包装前先对产品进行冷却，如图1A中的方法所示。工程学上的公理告诉我们，如果所述产品以单层床形式，用强制通风进行冷却将获得更有效地冷却效果，但如上所述，这一概念本身的问题在于，1)提供冷却所述产品的空间，2)调味与冷却步骤的结合，3)和，当产品被堆叠时，防止油剥离，4)所述产品在冷却过程中防止移动。这些问题在下面将被逐一讨论。
1)为方便食品产品的烹制和包装，需要保持产品成单层状的空间以用于冷却，但会增加机器和房屋面积的成本。在一个典型的例子中，冷却以水平状的单层方式展开的一堆薯片将使每个薯片罐的生产线增加约27英寸(the order of 27 inches)的水平空间。将这样大的空间增加到多条生产线上包装一定的产品，仅对于冷却，又将是巨大的花费。
2)许多产品在烹制后再调味。如图1A所示，调味通常先于冷却所述薯片，目的是提高调味品在所述产品上粘附。但是，一旦所述薯片被调味，高速空气的使用会导致大量的调味品从所述薯片上吹落，这自然影响味道和/或成本。为避免这一点，将所述空气的流速减小，进一步增加用于冷却的时间，和所分配的距离。这样又增加成本。
3)对于未调味的薯片，将高速空气吹向薯片会剥离其表面的油。在最终产品中降低油的含量反过来会影响味道和消费者的可接受性，因此对未调味的薯片空气速度也必须保持低速。
4)由于产品在被包装在硬质容器中时先被堆叠，高速空气的使用会将所述薯片吹离适当的位置，影响堆叠机理。如上面2)和3)所述，这个问题的解决方法是需要低速的空气和长距离冷却。
因此，用于堆叠薯片的冷却的现有技术花费相当高。人们希望获得其他冷却堆叠薯片的方法，并且该方法没有上述的缺点。
发明概述
在本发明的方法中，所述产品仍处在较高温度时被堆叠并放置在罐中，之后在密封前在罐中进行冷却。堆积台被用于放置填充好的罐，使之在冷却管下停留一段时间，之后将所述罐密封，加盖，并放置在盒中。试验证实这个方法十分有效，虽然这与一般的工程原理相背，而该工程原理可能不支持该方法。
附图简要描述
本发明的性能带来的新颖特征在附加的权利要求书中被描述。然而，本发明自身，以及优选使用的方式，其它目的和优点，通过参考以下说明性的实施方案的详细描述并结合附图将很好的被理解，其中
图1A和1B分别是根据现有技术用于生产堆叠的薯片的流程图和包装堆叠的薯片生产线的示意图。
图2A和2B是根据现有技术，当一排薯片通过一个冷却站时的示意图。
图3是在本发明的一个实施方案中已经被证实的典型的硬质罐。
图4A和4B分别是根据本发明的实施方案用于生产堆叠的薯片的流程图和包装堆叠的薯片生产线的示意图。
图5是在罐中的所述薯片通过所述冷却站的示意图。
图6是冷却系统的典型的例子，可被用于实现所述图4中所述的过程。
图7是本发明的一个实施方案中气流经过罐中的示意图。
图8是对现有技术和本发明的一个实施方案中用于冷却的所需空间的比较。
发明的详细说明
现参考图3-8，对该创造性的发明的实施方案进行详细说明。
图3表示的是硬质罐300，它是由申请人设计的希望用于包装成型的快餐，例如上述的制备好的薯片。所述的硬质罐通常设计成具有椭圆形的横截面以便于与内部的成型的薯片的形状相配。硬质罐300和盖子302均是由塑料材料制备而成的，并且已经发现当所述硬质罐的内部和外部之间的压差太大时，所述的罐会爆裂。由于这能损伤所有消费者的满意并且导致产品或产品质量的损失，因此对已公开的方法进行了研究并试验以减少或消除罐爆裂的可能性。
图4A和4B表示的是根据本发明的一个实施方案用于堆叠的快餐的方法和生产线。由这些图所表示的方法和生产线与图1A和1B中所表示的方法和生产线相似，不同之处在于冷却站和装罐站顺序相反。其他的具体的差异将作为创造性方法进行描述。在创造性的方法中，在面团制备区415中制备用于烹制(步骤410)的食品。将所述的食品片放在油炸锅或烤炉中烹制，并在调味站435中选择性调味(步骤430)。在冷却之前，在装罐站445将所述的片状物堆叠并装入罐中(步骤440)。根据所使用的罐的类型和片状食品是否是从顶部或底部装入的，将片状食品或从下面的侧面进行调味或从上面的侧面进行调味并装入罐中。接着在冷却站455通过将相对较高流速的冷空气吹入罐中使片状物食品冷却。图5A是包括片状食品506的一排罐504的横断面并且该图表示的是当片状食品506在空气管510下部移动时的排列方式。在目前的优选的实施方案中，密集的蛇形的传送装置512，如图5B所示，用于获得所期望的停留时间。在本发明的一个实施方案中，用于冷却的空气以超过30千米/小时的速度被成功送入。由于前述的原因，该流速不能用于现有技术中的冷却步场所，但是从提供冷却的角度来看，空气的流速高是一个显著的优点。冷却之后，在密封机165处将罐进行密封(步骤160)，在压盖机175处将罐加盖(步骤170)，在贴标签机185处贴标签(步骤180)，在容器包装站195被包装成盒(步骤190)。
图6表示的是典型的冷却系统，该系统用于在图4A中表示的生产线中的冷却站455。在一个实施方案中，空气调节单元610通过压力通风器614和4一英寸导管616将冷空气提供给冷却管612。将一台高压直接驱动的鼓风机风扇618用于保持在管612处的压力和流速，其中所述的高压直接驱动鼓风机风扇具有每分钟940立方英尺的容量，其中空气向下被引入罐中。将管612安装在集中的传送装置上以便于容器在管下以一设定的时间通过。
图7表示的是一个装满的罐的横截面，表示了本发明的一个实施方案中通过罐的气流的可能性。由于在罐504内具有大量的空间，片状食品506可充当一个散热体，迅速使热量散失。一个示例性的质量重7盎司的堆叠的片状食品具有500ml的体积；但是，片状食品的实际体积根据孔测定为186ml。其差(500-186，或314ml)是片堆内的空气的空间体积。根据单层原理的法则，空气的巨大体积产生非常有效的冷却，尽管是以垂直的模式进行。
图8表示现有技术和本发明的一个实施方案中用于冷却的空间要求的比较。在该实例中，100个圆的或椭圆的片506，每一个具有3英寸的长直径(major diameter)，将它们盖住(shingle)或交叠用于传统的冷却，将占有200英寸的空间。应用该创造性的冷却方法，在罐504中相同的100片只占有3英寸。
本发明的一个实施方案中验证了在一个生产线中使用三种不同风味的薯片产品，以确定这些罐的存在和/或爆裂率，其中被包装的食品的量由其目的决定。使用两个手提式空气调节器将冷空气提供给冷却站。所述的两个空气调节单元具有的速率是18，010BTU/小时并且平行悬挂；它们的输入的空气温度在73°F下测量，并且它们的进入管的输出温度在52°F下测量。烹制完成后，按上述的方法将片状食品调味并装入罐中。除了对照罐外，将罐中的片经历罐中的冷却系统约5分钟的时间。对照罐不通过罐中的冷却但要立刻封装。将大量的样品转入冷却系统两次。然后将所有的罐密封。密封后立刻用红外线温度计测量容器内的不同位置的温度，使用平均温度方法。在下列表1-7中表示出被记录的温度。
下面表1表示在对照罐中所测量的温度，其中没有接受罐冷却，这是第一种风味，其中加入最低量的调味剂。
接下来表2的一组罐含有与表1相同的产品，但是其中没有经过罐内的冷却系统。
仅仅通过扫描罐的平均温度，就可看出在罐内冷却的食品倾向于显示的平均温度为50，而在罐内未接受冷却的食品倾向于显示的平均温度为70度和80度。
下面表3和表4是相同类型的薯片，但具有不同的调料，在某种程度上影响温度和冷却。
表3
表4证实罐冷却对第二种类型的调料的有效。
表4
该调料也显示出有效的罐内冷却，尽管不如第一种调料显著。没有被冷却的罐显示密封后的温度通常为中60到高60度，而冷却过的食品显示温度通常为中-到-低50度。在片食品上的第三种调料组合也被经过罐内冷却试验。表5显示对照组密封后的温度具有第三种调料。
表5
正如前面的批次，该风味的薯片组经过冷却管；它们的结果表示在表6中。
表6
最后，具有第三风味的第三组薯片的罐被转入两次冷却，共10分钟，其结果表示在表7中。
表7
明显的，对照食品的平均温度集中在约70度左右，单次冷却的罐的温度集中在50度左右，而两次冷却的容器的温度集中在45摄氏度左右。
将表1-7中的各种食品和处理的信息总结在下面的表8中，每一个罐使用平均温度
表8
由表8中可以看出，在冷却管下将食品在约18℃(30°F)冷却5分钟，当冷却时间加倍时温度进一步下降刚刚超过5℃(10°F)以上。当将食品放入该方法的测试中时，对于具有第一种风味的食品来说爆裂率从高达36％下降到小于5％，而对于具有第三种风味的食品来说低于2.5％。因此，显示罐内冷却对于冷却以非常短的直线距离堆积的有孔食品时有效的。以便于罐内的真空度被降低并且罐的爆裂减少。
总而言之，当与该生产领域内冷却食品相比较时，冷却罐内的食品是一种节约成本的有效方法，它可以降低资金花费。由于不需要用于冷却的大量空间，该方法可用于尽降低温度，被降低的温度远远低于在该生产领域内的现有能力。由于冷却发生在产品在罐中时而不是在产品展开时，这就允许在线路布局时具有非常大的柔性。该方法也允许保持产品的形状，其他的方法可能使价格非常高。
本方法的优点数不胜数，并解决了前述的每一个问题。利用该冷却方法，将空气吹入罐内，即使以高流速，也不会影响调料的含量。另外，在堆叠和包装薯片时，油具有充分浸透薯片的时间，以防油被剥离。对于已经堆叠的食品，流动的空气不会通过移动薯片而破坏堆叠过程。最后，堆叠的食品就像热交换器上的散热片。必须与冷却食品相应的生产线的长度在不需要增加花费的情况下被大大降低。此外，在管下面停留的时间长短可被调节以便于将食品冷却到一个使罐中真空度为最佳的一特定的温度。例如，如果确定产品最好在43℃(110°F)温度下密封，在冷却器下的时间应当调整到获得该温度。由于薯片沿蛇形通道移动，可在不增加冷却空间额外长度的情况下将薯片进一步冷却。然而，应当相信在减少来回的过程中在约38℃(100°F)下冷却薯片是不可能的。
权利要求
1.一种加工可堆叠的，熟食食品的方法，包括下列步骤
将大量的食品在一给定量的时间内加热到预先指定的温度；
在所述的加热步骤之后，将所述的大量食品堆叠在一硬质容器内；并且
通过将冷却过的，干燥的空气吹入所述的硬质容器中在所述的硬质容器内冷却所述的大量食品。
2.如权利要求1中所述的方法，其中所述的加热步骤包括烘烤或油炸。
3.如权利要求1中所述的方法，其中所述的堆叠的步骤包括将所述的大量食品堆叠到一个普通的圆柱形容器中。
4.如权利要求1中所述的方法，其中所述的食品在不少于约82℃的平均温度下被堆叠。
5.如权利要求1中所述的方法，其中所述的食品通过至少13℃的平均温度在所述的容器中冷却。
6.如权利要求1中所述的方法，其中所述的食品通过至少18℃的平均温度在所述的容器中冷却。
7.如权利要求1中所述的方法，其中所述的食品通过至少25℃的平均温度在所述的容器中冷却。
8.如权利要求1中所述的方法，其中所述的食品被冷却到低于约60℃的平均温度。
9.如权利要求1中所述的方法，其中所述的食品被冷却到约45℃的平均温度。
10.如权利要求8中所述的方法，其中所述的冷却过的，干燥的空气流以至少每小时约30千米的速度流动。
11.如权利要求8中所述的方法，其中所述的容器在所述的冷却步骤中停留5和10分钟。
12.如权利要求1中所述的方法，进一步包括密封所述的硬质容器。
13.一种根据权利要求1的方法制备的食品的容器。
14.一种加工可堆叠的快餐片的方法，包括下列步骤
将面团制备成离散的片；
烹制所述的离散的片形成具有预先指定的颜色和水分的快餐片；
将所述的快餐片堆叠到一硬质容器内；并且
在所述的堆叠的步骤之后，所述的硬质容器在冷却过的、干燥的空气流下通过蛇形的通道以冷却所述的硬质容器内的堆叠的快餐片。
15.如权利要求14中所述的方法，其中所述的加热步骤包括烘烤或油炸。
16.如权利要求14中所述的方法，其中所述的堆叠的步骤包括将所述的大量快餐片堆叠到一个普通的圆柱形容器中。
17.如权利要求14中所述的方法，其中所述的食品通过至少13℃的平均温度在所述的容器中冷却。
18.如权利要求14中所述的方法，其中所述的食品通过至少18℃的平均温度在所述的容器中冷却。
19.如权利要求14中所述的方法，其中所述的食品被冷却到低于约60℃的平均温度。
20.如权利要求14中所述的方法，其中所述的冷却过的，干燥的空气流以至少每小时约30千米的速度流动。
21.如权利要求14中所述的方法，其中所述的容器在所述的冷却步骤中停留5和10分钟。
22.如权利要求14中所述的方法，进一步包括将一种调料施加到所述的快餐片的第一表面上，其中所述的堆叠的步骤包括将所述的食品以所述的第一表面面朝下的方式堆叠。
23.权利要求14中所述的方法，进一步包括密封所述的硬质容器。
24.一种根据权利要求14的方法制备的可堆叠的快餐片的容器。
25.一种食品包装线，所述的包装线包括
具有一接收区，所述接收区用于接收大量高温食品；
具有一堆叠装置，所述堆叠装置用于接收来自所述的接收区的大量食品并将所述的大量食品堆叠到一硬质容器中；并且
具有一冷却装置，所述冷却装置用于将冷却过的空气吹入所述的硬质容器中以冷却所述的堆叠的食品。
26.如权利要求25中所述的包装线，其中所述的接收装置用于接收从烹制区出来的被烘烤过的马铃薯片。
27.如权利要求25中所述的包装线，其中所述的冷却装置降低所述硬质容器内部的温度到至少13℃。
28.如权利要求25所述的包装线，进一步包括调味区，所述调味区用于将大量食品的第一面调味，其中所述的堆叠区用于将所述的大量食品堆叠到所述的硬质容器内以便于所述的大量食品的每一个的所述的第一表面面向远离所述硬质容器的开口的方向。
全文摘要
本发明涉及通过将冷却过的，干燥的空气吹入容器中冷却在硬质容器中堆叠后的快餐产品。所述方法可提供充分的冷却以防止在温度和压力改变的情况下，所述硬质容器的破裂，而且此方法比传统冷却方法所需要的空间大大降低。
文档编号B65B31/02GK1829633SQ20048000949
公开日2006年9月6日 申请日期2004年3月11日 优先权日2003年4月9日
发明者本杰明·亚当·艾文斯, 约瑟夫·保罗·圣吉尔 申请人:福瑞托-雷北美有限公司