专利名称：面食品用面团的制作方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及面团，尤其是用于面食品的面团的制作方法和设备，该方法是将含有淀粉和谷蛋白的原料，如面粉、粗麦粉或麦糁，经湿润、混合和揉捏，制品温度在50℃，至少不能超过太高的条件下制成面团，并在面团中完全形成谷蛋白基质。
决定人体营养所需的谷物，其较大部分都采用传统方法加工成粉状，如面粉、粗麦粉或麦糁，然后将它们加工成面团，再制成面食品(以便在水中烧煮)。这类产品的特征即在面团形成阶段形成所谓的谷蛋白基质或蛋白质基质，为以后的加工和最终的成品提供必需的强度。
此外，从面团加工成各种特殊食品也很方便，例如通过烤、爆或炸等方法，可以提供各种面食品。按照这些特殊食品的类别，也可使用不含或少含谷蛋白的原料，如玉米、大米或土豆等。对此人们利用热处理淀粉所得到的性质，使最终成品粘结在一起，而不利用谷蛋白基质。但是它们在面团形成阶段所采用的温度要显著低于100℃，而且也不采用烧煮方法。
上述两类食品尤其由谷物得到的食品的共同点在于人体对它们进行消耗过程中都要经受热处理，分解天然淀粉，因此要在消化过程中尽可能地予以利用。
天然完整状态的粮食谷物具有细胞结构，这种结构(一般也包括粉状体)主要由晶体状淀粉(70～75%TS)和蛋白质(10～15%TS)以及10～15%的水组成，其中蛋白质有各种种类，一部分贮藏在淀粉晶体中，一部分贮藏在各淀粉颗粒之间。将天然存在的粮食谷物的显微切片，采用特殊的染色方法，可以很清楚地看到有助于保持整个谷粒高强度的蛋白质基质或谷蛋白基础。谷物在碾磨时，褐色的种皮与几毫米大的谷粒脱离，各按所需粉粒大小，分成0～500微米大小的颗粒。因此相应地破坏了粉粒与麦糁之间天然存在的结合。
从意大利式细面条、通心粉、面条等传统面食品可知，将这类食品在水中烧煮7～15分钟，在大量淀粉还未化入沸水时即将水倒掉。如果要避免这种情况，就得在工业加工时，减少对淀粉颗粒外层的伤害，尤其是在形成面团时，在面团中形成良好的蛋白质基质或使大部分蛋白质形成网状结合并将淀粉颗粒包在其中。但是要产生所需谷蛋白基质，则必须不破坏或不损害还保留着的天然结合，并且在面粉粒或麦糁粒之间的所有接触处均得通过面团加工产生新的结合。这种要求将赋予面食用面团的整个形成过程的一定的特色。关于制作面食用面团至今有两种公认的模式观点。其中之一就是通过许多设备来实施，将麦糁和水以及按不同产品加入的其他成分置于一个100多升，有时甚至1000至2000升容量的混合槽中摇动。在10～15分钟内，用浆叶轴摇动和混合制品，使水和其他成分超过整个产品量，分布均匀，并使面粉或麦糁保持足够的时间吸收水分，浸入到各个颗粒。所达在混合模中滞留10～15分钟时间也是达到均匀分布和吸收水分所绝对必需的时间。通过传动装置从混合槽中取出已经湿润的制品，再通过输送螺杆将其输入挤压揉捏螺杆，此时随着面团的形成，谷蛋白基质也已形成，同时在70～100巴的高压下挤压成形。所有经验都已证明对形成良好的谷蛋白基质而言，没有时间限定，面食品的温度可以超过50℃，其前提是原料的质量要无可指谪。
第二种模式即许多科学模式。人们将谷蛋白基质的形成视为在挤压螺杆的较高压力下加工面团的结果，其一部分是生物化学过程，因为是在活的蛋白质中产生的结合，但一部分则是机械强制运动的过程，使通过所有颗粒的空间位移，为蛋白质的重新结合创造有利的位置。生物化学过程决定于温度和利用足够水分的位置。主要有哪些种类的专一性蛋白质，尤其是用于重新结合的具有活性的蛋白质，至今尚无完全定论。存在于天然谷物的谷蛋白是由链状分子组成，由于大量的结合，使整个颗粒具有机械强度。但是这种结合的一部分由于碾磨过程或制取面粉和麦糁颗粒而受到破坏。如果由面粉、麦糁或粗麦粉组成的干原料的含水量为10～15%，甚至10～20%水分，则可进行机械压力成形，因此可延长链状蛋白质分子，同时通过部分积累在蛋白分子上的硫和氢一类物质产生新的结合。可能仅通过硫类物质产生尽可能完善的新的结合越多，则原颗粒所特有的强度使新组成的面团成品(例如面食品)的整个截面能够具有更高的强度。但是取代由于碾磨过程所苹档奶烊唤岷希唤鍪切虏慕岷希一褂辛硪恢中问降慕岷希庵中问娇梢孕蜗蟮叵胂癯晌占浣捍橹鲜室擞诨导庸ぃ费梗┖秃罄吹娜却恚ㄉ罩螅Ｈ纺苁姑嫱啪哂卸劳惶卣鞯男灾剩挥械苄裕挥姓痴澈纯觥Ｈ绻酝贾迫∽芎看锏 0%的面团，则在降低揉捏强度(不受足够水分子的影响)条件下，可产生不完全的谷蛋白基质。由其制取的面食品在短暂烧煮后即产生面糊，所以这种形式较一般的面食品更差。含蛋白质基质不足的面食品，其表面上的淀粉多于在沸水中失去的淀粉，这种面食品的表面变得很粘糊。
在以往数十年中进行了许多试验，研究面食品用的面团的简单制作方法。与传统的面包面团相比，面食用面团称为干面团，平均面团含水量为28～35%。挤压后过剩的水分(高于12～13%)再经干燥过程除去，使成品能够贮藏。面包面团的平均含水量为50～65%。其大部分水分在烘烤时都被蒸发，但面包中仍保留着较高百分比的水分，因此传统的面包经密封包装后，在室温下只能保持几天。含水量为50～65%的面包面团称为湿面团。甚至从烹调学校得到的知识也证明，由于含水量高，面包面团揉捏很容易，特别省力(节能)。
使面食品用的湿面团“更容易”形成面团的措施在经济上是毫无意义的，因为在形成谷蛋白基质和赋予形状所需的水分外，另再增加的所有水分，同样必须通过消耗能量的热干燥过程再予以蒸发。为了采用较短时间、易于操作的制取面食品用面团的方法，至今所做的全部试验均告失败，至少就申请人所知，它们都毫无例外地在技术上不具有优越性或在最终成品的质量上造成无法接受的损害。根据生物化学和物理学的知识，经过挤压后没有充分形成的或已经遭受损坏的谷蛋白基质通过某些作用予以重新“修复”也是不可能的。如果制品受到热伤害，即制品在形成面团期间的温度明显高于50℃以上，那么也不可能再使该制品经过面团的制作阶段或再进行挤压。因此，将由已烘烤过的面包制取的面包屑再用作面食品的面包碎屑或原料是不适宜的。在形成面食品用的面团时，还必须考虑生物学的问题。这就是说，对原料和设备运转都要提出高要求，使其中不含有害微生物的感染源或防止其滋生。制作面食品时，对加蛋的面食品要求更高。这方面的关键问题至今仍然是槽式混合器，这是由于在该混合器的相当潮湿的适宜于有害微生物生长的最佳气候条件中，制品的滞留时间部分未能控制所致。因此，对槽式混合器提出最高的卫生要求。频繁的清洁工作颇费时间。使用化学清洁剂时，也只是把净化过程转移到洗涤用水的净化。无论哪种情况，都得增加操作费用，从而使生产费用以及相应的生产损耗也随之提高。
本发明的任务尤指在制作面食品用面团方面，在能够消除所述缺陷和操作经济的同时，保持所制面团中质量尽可能优异的谷蛋白基质。
了解或参与几十年来已告失败的许多试验的所有有关专家真正感到惊奇的是按照这个新的发明能够制作含有优质谷蛋白基质的碎屑面团，例如所需的时间总共不到一分钟，按通常所述，几无滞留时间。正如在下面的具有特殊优点的实施例中还要说明的，高质量的面食品从原料至精压制的成品，其制作时间为20～30秒钟，这意味着在面食品制作技术上取得了全面重大的进展，而且在卫生方面也大为改观。新获得的这些知识可以确信，关于面食品用面团方面，现有形成面团的模式观点至少是不完善的，而且也是很不精确的。
制作湿面团时已知历时10～30秒钟即能形成谷蛋白基质，但是因此可以想像还存在过量的水分，而干面团却并非如此。根据新的发明可以认为，就干面团中形成谷蛋白基质而言，只有当生命过程不影响参与原料的质量时，生物学才能起作用。在这个限度内，最佳谷蛋白基质的形成仅仅是一个化学物理的过程。如果生命过程和化学物理过程同时起作用，那么这两个过程的进行是以秒钟为计算进程的时间单位。如果为新的结合，尤其是为硫和氢类物提供相应的最佳条件，则化学过程以秒速度进行。物理过程是新的化学结合的先决条件。如果物理过程，即面团内部一部分运动进行得足够迅速，那么化学结合的过程几乎不需要时间。
至今还认为蛋白质内水的分布和吸收需要时间的观点，从新发明的观点来看则是错误的。核心的问题不是12～20%的水通过毛细管等吸收和浸入面粉颗粒或麦糁颗粒和蛋白质内，而只是水分在所有面粉颗粒或麦糁颗粒上如何能迅速分布，业已了解，加水量越小，则越是困难。但是关于优先在所谓连续旋转式湿润器中进行面粉或麦糁的速匀湿润的新观念远胜于槽式混合器的概念模式，前者无需原来所要求的滞留时间或作用时间。仅将水分粘附在面粉或麦糁的颗粒表面已足以使由面粉颗粒或麦糁颗粒构成的松散碎屑形成所要求的均匀湿润。就仅将水分粘附在各个制品颗粒而言，连续系统确实优于槽式混合器。根据制作面包面团技术最近发展进程来看，对于面团制作，尤其对面食品工业而言，在了解了与庞大的槽式混合器相联系的缺点以后，这种混合器仍然可能被该专业领域的人士所接受。
但是新的发明完全出乎意料地有助于解决至今还存在的两个其他问题。其一是关于最终成品的不均匀问题;其二则是面团条从压模中均匀挤出的问题，而造成这种情况部分是受前一个问题的影响。根据新的观点，蛋白质基质是在形成一定形状所需的巨大挤压力过程中形成的。
仅仅保持干面团的均匀性和产生所需压力，则需使用成形所需的挤压螺杆。但是从压模中挤出的制品需要几乎一致的温度，使挤出速度在整个挤压成形的截面上基本不变。由于制品的长度不等，例如意大利式的细长面条，切割造成的碎屑可相应地大大减少。
本发明还涉及许多具有特殊优越性的实施例优选在一个装有两个自净同向转动轴的双轴揉捏机中，经过不到60秒，最好不到30秒钟的揉捏均匀，使干面团中形成谷蛋白基质。采用自净装置代替现行净化费力的混合槽，这对操作上实现新的发明来说是重要的一步。因此不仅降低了相当的费用，而且从上生角度上也解决了现有方法上存在的大部分问题。
特别优先采用的方法是在切揉过程中，通过同步切揉机将制品揉匀，形成谷蛋白基质，在第二阶段对制品进行切揉并且揉匀，时间至少为总时间长度的25%，优选为30～50%。
将本方法分成许多单独可控制的阶段，因此还具有其他各种优点。
可优先在第二操作阶段结束时测量面团的温度，进行湿润时加入适当温度的水将温度调至预定值，通过调节转速改变和影响揉捏强度。
但是也可在每个阶段之后，尤其在形成面团前后直接抽样检查或通过试验室进行检查，加工期间也可相应地采取特殊的调整措施。
产品从第一阶段转入第二阶段，再从第二阶段转入下一阶段时，优先采用无压输送，最好是采用重力输送，便于抽样和检查或在操作进程中加入特殊的控制措施。
但是新的发明也允许加入各种固体或稠液体的添加物，如蕃茄、菠菜、青椒等制取面团，可在第二阶段或直接在紧接着的第三阶加入这些添加物。
为了制作广为关注的不烧煮的传统面食品，如意大利式细长面条、面条、通心粉等，可将碎屑面团直接加入挤压螺杆，按所要求的压力通过压模压制成一定形状，紧接着将制品烘干。当然也可以将刚压制成的面食品，例如通过烧煮，至少可加工成部分或完全烧煮过的食品，即所谓即食品等，然后再进行干燥。
从进一步提高卫生水平的意义上来说，水作为第一个液体成分加入旋转式混合器，另一个液体添加物，例如鸡蛋，作为第二个液体成分直接加入第二阶段。
此外，本发明还涉及制作面团，特别是用于紧接着进行烧煮过程的面食品的设备。其特征在于该设备配置一架装有两个同向转动的自净轴的双轴揉捏机。同向转动的两个轴优于逆向转动轴。当双轴揉捏机用于形成碎屑面团，而单轴挤压螺杆用于产生挤压力时，在解决面团质量问题上具有特别令人惊奇的优点。
制作面食品的设备中优先配置各种干成分液体的计量元件、混合装置、单独的揉捏装置、挤压机和干燥器，以有利于面团的形成或制作精压成品，配置三台分别驱动的机组、旋转式混合器、双轴揉捏机和挤压成型螺杆。这种配置的优点在于具有经济效益，特别是能保持高水平的卫生要求，面食品的质量优异，整个过程的各个阶段均可控制，操作简单，能进行调整。
本发明还涉及制作含有良好谷蛋白基质的干面团的设备，其特征在于该设备主要配置有自净双轴揉捏器，它装有两个同向转动的轴、旋转切揉机和螺旋输送器元件。
现根据若干实施例详细说明本发明。
图1用于制作面食品用面团的准备阶段;
图2图1放大部分的揉捏装置，成品的进料和排料采用重力方法;
图3图2的一种改变形式，直接由揉捏阶段输入成形挤压螺杆;
图4从原料到精压短形成品的操作流程图;
图5短形面食品综合流水线;
图6长形面食品综合流水线;
实施例依次说明图1和图2。原料麦糁从圆形料仓1流出，经压缩空气输送管道2进入容器3并直接供给计量装置4。水从贮水箱5经管道6和定量调节器7直接定量流入旋转式混合器8。干原料由计量装置4经给料阀9均匀进入旋转式混合器8。干原料在旋转式混合器8中均匀湿润并形成碎屑状松散的制品(图2)后进入揉捏机11的进口10。揉捏机11由松散的碎屑12(参见图2)经过揉匀后形成碎屑面团13。当揉捏机11的出口端14完全敞开时，该碎屑面团包括小面团块，例如1～5cm大小，和部分几乎有手般大的面团块，将其粉碎成碎屑状，类似于焙烤过的面包的内部形状。但如果出口端狭窄成喷咀状，则形成类似于“熏肠”形状，但呈环形挤出状。但是这两种情况的碎屑面团都不具有紧密的结构。如果将碎屑面团块粉碎，那么就会很容易认为这种具有独突结构的面团却是一种弹塑性的、非粘糊状性质。显微镜研究证明，碎屑面团13实际上已经完全形成蛋白质基质。因为关系到干面团，所以还不能采用50～100巴以上的特殊成形压力，似乎只能采用适宜于易脆面团的压力。
碎屑面团形成的过程松散的具有均匀温度的碎屑12通过入口供给双轴揉捏机11。图2很容易理解，揉捏机机体11'在平面图中处于有利的水平位置。与此相反，进口10和出口端呈垂直位置。换言之，揉捏机与垂直面构成90°，图中用切线15表示。碎屑12经包括两个轴17、18的螺旋输送器16'和引入区16，按箭号9向右输入第一揉捏区20。
在揉捏区20的每个工作轴17、18上各配置3对转动的搅拌杆21。两个工作轴17，18同向转动(箭号21)，类似于两个蜗轮-齿轮相互啮合，因此产生双倍效果输送成品(箭号19)和密封，构成密封物料。这种物料在第一揉捏区由搅拌杆21揉和均匀。
搅拌杆21的形状也可制成利于制动和输送。离开揉捏区20的物料经中间输送区22压入第二揉捏区23，必要时可由螺杆元件22'正向强制输送。揉捏区23起着主要作用，将面团物料进行揉捏，相应地形成蛋白质基质。在揉捏区23可以采用相似的或其他的揉捏元件，部分还可以置换。总的说来，面团部分所占比例很小，机械压力和机械传送力的作用完全可以达到，因此几乎不会产生不需要的压力和摩擦效应。这是由于与旧的揉捏装置相比，温度升高很小。在揉捏区23尾端，排料螺杆25'处的面团物料经过相应的排料区25并经排料端14供给下一步加工处理。所述双轴揉捏机具有特殊的优点，其在工作时能达到高度自净水平。排出的面团形状视出口端而定，可以是小块面团，出口端略为狭窄和产生相应的压力时，排出的则为条状面团。
在图1中，碎屑面团13由竖筒30通过重力作用直接进入挤压螺杆31，通过检测门32可以采取面团样品。
但是竖筒也可另外配置检测装置，例如直接连接温度检测装置。因此能很好地检测各个阶段的详细情况，能够目标明确地采取措施。在图1中，具有相应形状的挤压机机头33位于挤压螺杆31的一端。图中象征性地给出旋转切刀34，例如可用于制作Hornli一类的短形面食。
图3是图2的一种变换形式，各个工作区与图2相似，当然外形有很大的区别，尤其是揉捏元件是开口的，如孔板、由外向内的阻档架、销钉等。图3是平面配置图。图3中重要之处是碎屑面团13可直接进入纯粹起输送作用的随动螺杆30，也可以是如图1所示的挤压螺杆31。但重要的是随动螺杆31比揉捏机11具有更大的输送效率，从而避免了揉捏机中所产生的不可控制的压力，因而也避免了不可控制的升温危险。通过随动螺杆31将排出的面团切下，从而使碎屑面团从揉捏机11进入随动螺杆。
图4是新发明给出的另一个设备组件，配置有带图象显示器41的扑慊 0。
图4所示设备也是用于制作短形面食品，面团物料由挤压机头33和成形器42挤压成面食品。切下的制品直接落在传送带43上，然后直接进入干燥器或蒸发器44。图4可以很好地进行分段分区处理，第一操作区制作碎屑面团，第二操作区是通过挤压螺杆31，以50～100巴以上的高压将碎屑面团加工成紧密均匀的面团物料，然后再成形。
所述旋转式混合器8具有一个螺旋输送器50，装置在转数优先采用200～500转/分的轴51上。但是网状物和碎屑的形成都在与螺旋输送器50相连接的圆室53内，并且通过大量转动的旋转元件52产生。因此无需对干原料加压即可将固体物质供给旋转式混合器8。同样情况，碎屑直接自由落入揉捏机11，因而无需压力就能脱离旋转式混合器8。图4中的揉捏机11与图2相同，都有两个相互配置的搅拌轴。然而在许多情况下，当两个搅拌轴21水平配置或至多也很容易恢复到水平位置时，实际上具有许多优点。脱离揉捏机的碎屑13可自由进入真空室54。这对某些实际应用来说，新的发明具有很大优点，因为通过真空室54自由排气时，产生相当多的孔隙，至少在碎屑面团还不紧密的情况下是如此，所以效率很高。为了确保输送，同时支持排气，可以在真空室54内配置一个可移动的卷取机55。通过相应的联机测量仪，可以掌握所有的重要参数(温度、湿度、气候、压力等)，并且通过控制装置40保持最佳状态。
图5是按照图4解决与整个面食品流水线的组合问题。短形面食品经竖筒60直接进入第一振动预干燥器61进行面食品的成形硬化。
在大多数情况下，振动干燥器61都配置简单的通风装置或空调装置62。主要的干燥作用在旋转干燥器63内，即所谓的Rotante，装有一个很大功率的通风装置和空调装置64。面食品紧接着在终端干燥器65中完成干燥和稳定形状，接着直接进入冷却区66，然后转入包装装置。
图6是另一个良好的实施例。采用两个挤压螺杆，而不是一个挤压螺杆31。碎屑面团借助分配装置70(需要时与真空泵连接)均匀地输送到两个挤压螺杆(31)。因此，碎屑面团可各自加到每个挤压螺杆，特别是具有2个以上的螺杆，例如根据挤压机机头33中产生压力所消耗的电动机功率的情况予以控制。
图6是高效率制作长形面食品的具有代表性的干燥流水线71。
权利要求
1.面团尤其是用于面食品面团的制作方法，该方法是将含有淀粉和谷蛋白的原料，如面粉、粗麦粉或麦糁，经过湿润、混合和揉捏制成面团，制品优先在不过高超过50℃的条件下，使面团中完全形成谷蛋白基质，其特征在于原料经过短暂的湿润使含水量达25～40%，并在均匀湿润的、松散碎屑的状态下，直接进到揉捏阶段，在不超过60秒，优选不超过30秒和无压挤压成形的条件下揉捏成干面团，经过连续操作，形成谷蛋白基质，紧接着在挤压力下将面团均匀挤压成所需形状。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于在装有两个自净的、强制输送的同向转动轴的双轴揉捏机中，经过不超过40秒，优先不超过20秒的时间，在面团中形成谷蛋白基质。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于原料用同步切揉机 切揉过程的处理，形成谷蛋白基质。
4.根据权利要求1至2之一的方法，其特征在于逐步处理的原料，第二阶段的时间至少占总时间长度的10%，切揉过程的时间最好占30～50%。
5.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于揉捏的强度可通过调节转数予以改变和影响，优先考虑驱动马达的电能消耗。
6.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于优选在第二阶段结束时测量面团的温度，湿润时通过补充相应温度的水分，将温度调整至预定值。
7.根据权利要求1至6之一的方法，其特征在于在无压力条件下，优选通过重力作用将产品从第一阶段输送到第二阶段，再从第二阶段输送到下一阶段。
8.根据权利要求1至7之一的方法，其特征在于原料是在旋转式混合器和转速至少为250转/分的混合转子中进行湿润的。
9.根据权利要求1至8之一的方法，其特征在于水作为液体成分在启动时加入旋转式混合器，而另一个液体成分例如鸡蛋直接在第二阶段加入。
10.根据权利要求1至9之一的方法，其特征在于各个液体组分的总量无须与原揉合物预混合即可直接加入揉捏机。
11.根据权利要求1至10之一的方法，其特征在于固体或稠液体的添加物如蕃茄、菠菜、青椒等在第二阶段加入或直接加在紧接着的第三阶段。
12.根据权利要求1至11之一制作面食品的方法，其特征在于将干面团直接加到一个或多个挤压螺杆中并且按所要求的压力用压模挤压成一定形状，紧接着将成品进行干燥。
13.面团尤其是面食品用面团的制作设备，其特征在于该设备配置一台装有两个同向转动的自净轴的双轴揉捏机。
14.根据权利要求13制作面团的设备，其特征在于该设备配置一个用于形成碎屑面团的双轴揉捏机和一个产生挤压力的单轴挤压螺杆。
15.根据权利要求13或14的设备，其特征在于该设备配置一个计量所有液体状干组分的计量装置、一台混合装置、一台单独的揉捏装置、一台挤压机和一台干燥器。
16.根据权利要求13至15之一的设备，其特征在于该设备配置用于形成面团的三个相互分离的驱动机组、一台一次旋转式混合器、一台双轴揉捏机和一个挤压成形螺杆。
17.根据权利要求13至16的设备，其特征在于该设备配置一台自净双轴揉捏机，该机装有两个同向转动轴、同步切揉机和螺旋输送器元件。
全文摘要
新发明建议为了制作面食品用面团，在连续操作的双轴揉捏机(11)中形成蛋白质基质，无需如现有技术那样，在混合槽中滞留10～15分钟，从而形成所谓的干面团或碎屑面团。尽可能在无压条件下，将面团直接输送到单轴挤压螺杆(31)。根据本发明方法的三个阶段，新发明的设备配置有用于干组分与水均匀混合的一台一次旋转式混合器(8)、一台双轴揉捏机(11)和一台单轴挤压机(31)。
文档编号A23L1/16GK1033233SQ8810819
公开日1989年6月7日 申请日期1988年11月26日 优先权日1987年11月27日
发明者曼沙·约瑟夫, 埃格·弗里德里希, 赛勒·沃纳 申请人:比勒兄弟有限公司