用于蔬菜面团制造的方法和系统与流程

发明目的

本发明涉及一种用于蔬菜面团(优选谷物，例如玉米谷物)制造的方法，单独使用水作为面团的配料，时间间隔在5分钟到30分钟之间。

背景技术：

碱化(nixtamalization)是指用水和石灰对玉米进行烹煮的过程，以获得碱化玉米(nixtamal)，将其磨碎后会产生面团，而面团一般将用于玉米面团产品的制造。有许多证据表明，这一过程起源于中美洲(特别是在墨西哥高原中)。“nixtamal”一词最初是nahuatlnextli(“石灰灰烬”)和tamalli(“烹煮的玉米面团”)；这种混合物有很多用途，有些用途是当前起源的，而另一些有历史渊源。玉米可以新鲜使用，也可以干燥后使用。

碱化的第一步是将玉米面团谷物放入碱性溶液中在接近沸点的温度下烹煮。烹煮后，将玉米在汤液中浸泡一定时间。玉米的烹煮和浸泡时间因玉米类型、当地传统和将准备的食物类型而异。它可以烹煮几分钟到一小时，也可以浸泡几分钟到一天左右。

在烹煮和浸泡过程中，考虑到谷物的细胞膜成份，其中包括直链淀粉和支链淀粉，它们在碱性溶液中高度溶解，谷物被软化而且它们的果皮(壳)变松。谷物被水化并在整个过程中吸收钙和钾(取决于所使用的化合物)。淀粉溶解并糊化，有些则分散在液体中。胚芽中的某些化学产品被释放出来，使烹煮的谷物更容易破碎。烹煮会使玉米中的主要蛋白质发生变化，从而使细胞核的胚乳中的蛋白质和营养物质更容易被人体吸收。

烹煮后，将包含溶解的壳、玉米淀粉和其他物质的碱性汤液(称为煮玉米水)倒出并处置。要知道该过程是否成功，玉米谷物必须在擦洗时在手指之间很容易去皮。谷物要经过彻底洗涤，以将其从具有令人讨厌味道的煮玉米水残留中清洁出来。果皮被处置，只有谷物胚芽被保存。

之后，谷物单独使用或被磨碎以获得玉米面团。该过程已经实现了现代化，目前主要通过使用机器或工业碾磨机来进行研磨，但是在农村地区，仍然保留有“磨盘(metate)”，其是一种手工石磨。

碱化是手工进行的：通过传统方式或小规模制备，或通过机械方式进行；大规模或工业生产。

在现有技术所使用的方法中，通过摩擦和敲打中的至少一种来研磨烹煮的谷物，这会影响玉米中存在的淀粉颗粒；类似地，鉴于必须将玉米谷物浸泡在含有石灰溶液的水中，水被浪费掉了。

属于现有技术的所述方法具有若干缺点，其中应强调准备面团所需的时间，该时间在12小时到14小时之间，浪费水和其他材料，浪费谷物等。

通过使用本发明的方法，消除了现有技术中所述存在的缺点。

技术实现要素：

在本发明的一优选实施例中，用于蔬菜面团制造的方法包括以下步骤：

使用微切割器粉碎脱水的生蔬菜以获得具有不同粒度的颗粒(生面粉)；根据所述颗粒(面粉)的粒度对它们进行分离和分类；进行分类的颗粒(面粉)和水的混合以获得混合物；通过切割和摩擦力使所述混合物糊化以产生面团。

所使用的脱水生蔬菜的类型可以选自土豆、丝兰和谷物例如豆、鹰嘴豆、玉米、豆类、高粱、小麦、小米和苋菜。

在一优选的实施例中，使用脱水生玉米谷物。

应该提到的是，在本发明中可以使用不同类型的脱水玉米。

在一替代实施例中，使例如从谷物中选择的脱水生蔬菜经过磁阱，在那里可以保留可能与谷物一起运输的含铁异物；所述保留试图避免损坏微切割器。作为所述含铁异物的例子，是钉子、螺钉等。

在一替代实施例中，可以根据蔬菜结构的特征对蔬菜面团用途例如将由所述面团制成的最终产品的有用性消除蔬菜结构的几个特征。对本领域技术人员显而易见的是，蔬菜面团可以具有多种用途，例如可以提及油炸食品、烘焙产品、熟食品、玉米粉圆饼、炸玉米饼等的制造。

有利地，本发明的系统和方法允许操纵蔬菜的不同参数，例如颗粒尺寸、蔬菜结构以获得能够满足最终产品要求的蔬菜面团。

可以应用于蔬菜的处理类型将取决于蔬菜的类型和最终产品的要求：

在玉米的特殊情况下，将果皮、花梗和胚芽(通常称为副产品)中的至少一种从脱水生玉米谷物除去；所述副产品的除去由用户控制，该用户确定要除去的副产品的百分比在1％至100％的范围内。

豆就其本身而言可以在第一步中浸泡在水中，以消除味道和毒素，然后将其脱水。

在土豆中，将皮去掉，然后切成小块，以便随后脱水。

可选地，可以消除这些处理。

在一替代实施例中，特别是在处理谷物时，使用切割剪刀对脱水生谷物进行预切割，从而减小生谷物的尺寸，以这样的方式提高进行微切割时的产量。

在一替代实施例中，可以根据谷物颗粒的尺寸对其进行分类和储存。

在一替代实施例中，基于成份的重量进行混合，以这样的方式在另外的步骤中称重所述成份。

在一替代实施例中，特别是在处理谷物时，特别是在加工玉米时，混合是通过以合成物总重量的0.3％至2.5％的量加入石灰来进行的，以获得碱化的玉米面团。

在先前描述的所述替代实施例中，消除了在现有技术的已知方法中存在的玉米谷物的烹煮和浸泡步骤，从而减少了时间和成本。也不需要使用蒸气。另外，在消除了玉米谷物的浸泡步骤之后，水的使用量显著减少，而且没有产生废水，这与现有技术中的已知技术相比具有重要的优点，如消除了向排水系统的水排放，以及与处理和所述排放有关的费用。

在一替代实施例中，取决于所需的面团，在至少一个糊化步骤中进行糊化，优选地从一步骤到四个步骤。

在一替代实施例中，特别是在处理谷物时，使用微切割器对所述副产品进行分类和粉碎，以产生颗粒，其将被储存并将被包括在最终混合物中。

类似地，还描述了一种特别构想用于实施所述方法的装置。

附图说明

图1示出了本发明系统的等距视图。

图2示出了本发明系统的正面透视图。

图2a示出了本发明系统的去胚芽机器的剖视图。

图3示出了本发明系统的微切割器的正面透视图。

图4示出了本发明系统的微切割器的背面透视图。

图5示出了本发明系统的糊化器的正面透视图。

图6示出了本发明系统的糊化器的背面透视图。

图7示出了本发明系统的糊化器的横截面，其中可以看到多个叶片。

图8示出了本发明系统的糊化器的侧视图。

具体实施方式

为了限定要求保护的发明的最终目标，提供了以下定义：

术语“大约”的使用提供了确定的附加范围。该术语以以下方式定义。该术语提供的附加范围是±10％。举例来说，但不是以限制的方式，如果声称“大约在25°和41°之间”，则精确范围在22.5°和45.1°之间、或者在27.5°和45.1°之间、或者在22.5°和36.9°之间或者在27.5°和36.9°之间。通过使用术语“大约”来涵盖上述任何可能性。

以类似的方式，术语“蔬菜”应解释为源自植物或与植物相关的所有元素。以这样的方式，如果说到“蔬菜面团”，则应该理解面团可以由豆科植物(例如鹰嘴豆、蚕豆、扁豆)、水果(例如芒果、香蕉)、块茎(例如土豆)、根(例如胡萝卜)、谷物(例如玉米、小麦)、种子(例如豆类、豌豆、黄豆)等。

用于蔬菜面团的制造方法是在为本发明的方法专门构思的装置中实施的，以不显著的方式参考图1至8。为了说明本发明的系统和方法的最终目的，将使用玉米粒。尽管如此，对本领域技术人员显而易见的是，本发明的系统和方法可以用于任何类型的脱水生蔬菜。

通过微切割将玉米谷物粉碎，使其缩小至不同粒度的颗粒级尺寸(面粉)；根据所需的粒度，将使用不同的微切割器，具有不同的刀片数量，从50到120个刀片，以为最终产品获得适当的颗粒尺寸，以这样的方式使得所述颗粒呈现2mm至200μm之间的尺寸，以为颗粒的粒度获得适当的尺寸，有必要通过配料系统将玉米谷物流供给到微切割机器(10)。

考虑到每一种玉米种类具有不同的特性，例如尺寸、湿度、硬度、淀粉量等，玉米谷物的配料速度将取决于要使用的玉米种类。

配料系统是用变速蜗杆执行的，这是为了能够调节微切割机器的进料所需要的，而且必须考虑到存在许多玉米种类并且每种玉米都具有不同的属性。

玉米以很快的速度撞击暴露在头部上的刀片的切割边缘。这种作用导致小颗粒的消除，直到玉米谷物的减少完成为止。颗粒通过刀片之间的空间排出。

根据设置在微切割机器(10)上的刀片的数量，然后将确定要获得的颗粒的尺寸，以这样的方式，通过增加刀片的数量，颗粒的尺寸将减小，而减少刀片的数量将增大颗粒的尺寸。

考虑到驱动器高速旋转，产品在微切割机器(10)中停留仅几分之一秒，从而避免了玉米谷物被撞击和变得过热。在使用微切割的情况下，获得的颗粒具有最大数量的活性淀粉，以柔软的方式减小玉米谷物，以避免损坏淀粉，从而避免使用锤式粉碎机。

为了能够提高微切割机器的颗粒的提取速度，使用了压差系统(20)，能够同时使用负压和正压，从而避免了颗粒在微切割机器(10)内部停留的时间比所需的时间长，考虑到由于与要粉碎的玉米谷物的摩擦而引起的刀片中的温度升高，存在所述颗粒被燃烧的风险。

在替代实施例中，在预切割步骤之前，执行用于分离含铁材料的步骤，以这样的方式使得玉米粒通过磁阱，该磁阱捕获玉米谷物中的含铁材料，从而避免了将所述材料引入到微切割机器中，以这样的方式使得微切割机器的刀片保持在最佳状态。

在一个替代实施例中，蔬菜优选谷物甚至更优选为脱水生谷物可以具有至少一种胚芽、花梗和果皮，它们被共同称为副产品，以受控方式被除去，从而获得完整或不完整的生玉米，取决于是否已除去上述部分中的一个或多个。

生谷物玉米通过料斗(31)被供给到去胚芽机器(30)，所述去胚芽机器(30)具有入口门(32)和出口门(33)，通过入口门，用蜗杆将谷物供给到抛光室(35)，一旦抛光室变满，谷物被推向转子并且被刷到筛分滚筒(36)的一些穿孔筛网(34)上，通过移动两个配重，抛光室内谷物的保留被调整到出口门，使副产品分离。所述除去的副产品被运输、分选和储存以供以后在流程中使用或者可以作为废物处理。应当提及的是，所述抛光以干燥的方式进行。

如果打算在面粉制造过程中使用副产品，则将所述副产品运输到振动分选机(40)。以类似的方式，可以通过微切割或任何其他方法来处理所述副产品。

在一个替代实施例中，使所述蔬菜优选谷物甚至更优选为玉米谷物经受预切割，以这样的方式使得谷物的尺寸减小，这样可以使微切割过程变得容易并提高其效率。

所述预切割机器包括多个驱动器挡板，所述驱动器挡板将玉米谷物高速推向多个垂直刀片，从而获得预切割的玉米谷物；所述预切割机器的刀片数量远低于微切割机器中使用的刀片的数量，尽管它们具有相同的工作原理，但结果却不同。

回到主实施例，一旦获得蔬菜颗粒，则将它们运输以进行分离，其中根据它们的粒度将其分类；在该步骤中，最小的颗粒可以与较大尺寸的颗粒分离，也可以不分离。

所述(面粉)颗粒被输送到振动分选机(40)，在这里根据它们的粒度将其分类；振动分选机(40)是一种设计用来将最小的颗粒与较大尺寸的颗粒分离并且分离副产品的筛分设备。分选机(40)包括至少一个设置在钢架上的筛网，所使用的筛网从10个筛网到100个筛网；筛网的数量将取决于希望进行的分离的数量。

从出口将颗粒储存在储罐(50)中，每一种颗粒粒度(面粉)各一个，副产品一个。

每个罐都有用于高低位的传感器、运输系统(旋流器和风扇)、流化系统、振动系统和进料阀。

当颗粒到达低位传感器时，启动玉米谷物进料系统，当颗粒到达高位传感器时，关闭玉米谷物进入微切割器的进料门。

类似地，存在两个系统，其帮助运输颗粒避免堵塞，第一个系统使用流化将空气注入罐的下部，第二个系统使用策略性安置的振动器。

流程将在糊化器(60)中进行，该糊化器在其内部包括带有叶片(62)的箭状物(arrow)(61)、温度传感器、带有马达减速器的马达系统(63)，以使带有叶片的箭状物和旋转系统(64)移动。叶片(62)被设计成用切割和摩擦力进行机械加工，并具有被定向和分布以用于糊化的垂片(flap)，其中，糊化的程度将取决于最终产品。

仅出于举一个例子的目的，第一步包括以第一速度(优选低速，在20至30rpm之间)进行混合，以实现颗粒和水的均匀混合，目的是获得生面团，颗粒和水的比率取决于要用面团制造的最终产品，优选地，水的百分比为大约35％至大约56％；而第二步包括通过所述生面团中的切割和摩擦力进行糊化，前提是设备的刀片以第二速度(优选高速，最高为500rpm)旋转，将热量压入面团中，导致面团糊化，时间和温度都是在所述设备内要控制的变量，以上是基于要获得的面团的类型，温度范围介于大约35℃至大约60℃之间。

在一替代实施例中，副产品被供给到所述糊化器中，不管其是颗粒形式还是完整的；如果必须以颗粒形式供给副产品，则必须使用微切割机器加工所述副产品。

在一替代实施例中，将石灰添加到所述混合物中以获得碱化的玉米面团，在所述混合物中使用的石灰的百分比按重量计从大约0.3％到大约2.5％，这与传统碱化方法所用的石灰量有很大的不同。

在一替代实施例中，称重所述储存的颗粒(面粉)以获得适当的尺寸组合。在一实施例中，将石灰与所选的颗粒一起称重，因此，它包括称重系统，其中称重储存的颗粒(面粉)以获得根据最终产品的要求的组合，将其添加到通道装置或直接加入进行混合和糊化的设备中。

使用机械装置来升高和降低料斗，用于降低料斗的信号由面团的温度和/或时间确定，要使其升高，必须卸载面团。装置的类型选自活塞、滑轮、带等。

应当注意，所述替代实施例可以单独地实施或与主实施例结合地实施。

本领域技术人员可以预见到对本申请中描述的方法的改变。然而，必须理解的是，本说明书是通过本发明的优选实施例来描述的，这些优选实施例仅用于说明目的，不应理解为对本发明的限制。在本发明的精神内被认为是显而易见的所有实施例，例如构成本发明的特征的形状、材料和尺寸的改变，都应被认为落入所附权利要求的范围内。