粘性乳化剂的搅拌设备及其用法和产品的制作方法

专利名称：粘性乳化剂的搅拌设备及其用法和产品的制作方法
技术领域：
本发明与一种搅拌粘性乳化剂的设备有关，具体有关一种搅拌设备，其中设有一个新颖的混合腔，将至少一种成份和/或空气，与基料乳化剂混合并均质化，以给予乳化剂制品一定的预期稠厚度及质感(texture)。此外，本发明还提出一种用新颖的搅拌设备，制造由粘性乳化剂制成的制品的新颖方法，以及提出一种通过发明的搅拌设备和方法，制成的可流动的粘性制品，该制品有改进的特定稠厚度和质感，制品如蛋黄酱、蛋黄酱类乳化剂，或色拉调味油。
在乳化剂调味油的大规模商品生产中，例如蛋黄酱，蛋黄类制品，和各类型的色拉调味油等的生产中，极端重要的是不仅使制品对用户有感官吸引力及美学吸引力，而且通过提供其外观的稠厚度及质感的特定均匀性，提高销售吸引力，使之对用户更加可口。
藉此，根据本发明，要求能提供两种不同类的粘性乳化调味油，例如各类型的蛋黄酱和可能是色拉调味油，其质感可使粘性乳化剂配制的最终制品的质感具一定的粗糙度，或“干酪”体质(body)，但外观似乎光滑或似奶油。虽然这具体申请案中，从表面看，质感类型表示制品对用户有提高的美学吸引力有一定的矛盾，因为对制品的可涂抹性似乎有提高，使其质感充实。本申请此处所指的是一般的蛋黄酱，用约80%的脂肪，一般用豆油，但非必须用豆油，加全蛋和蛋黄，水，调味料，和醋，一般用市售的搅拌器混合，使之均质化配制而成;仅作举例而言，使用的KMF型潘太克斯(Pentax)搅拌器，为伊利诺州惠灵(Wheeling)市的Bran与Luebbe公司出品，用以将粘性乳化剂配料，在作业线中连续搅拌，最后制成有特定粘度或稠厚度和/或质感的可流动的制品。通常搅拌器有预混合腔，连接在搅拌器进口的前方，与进口接通，从而安装在中心轴上的旋转叶片，在乳化剂送入搅拌器本身内以前，将乳化剂的配料搅拌混合。
类似的搅拌设备和方法还用于其他类型的乳化调味油，诸如色拉调味油，稀蛋黄酱，无胆固醇色拉调味油及无胆固醇稀调味油，从而在各种条件下，为符合用户的在热含量和/或胆固醇方面的要求，而取消全蛋和蛋黄，用蛋白或蛋清取代，并减少油的比例，用淀粉基料和/或树胶取代，以符合减少胆固醇和/或热量的要求，而仍保持理想的稠厚度或粘性和/或质感，或配成的制品的感官特性，从而产生对用户的吸引力。
为符合工业制造的要求，采用与本发明基本相同类型的搅拌器进行各种类型的粘性乳化剂的高产量大批商品生产，诸如各种一般类型及低热量和/或无胆固醇类型蛋黄酱，蛋黄酱类型乳化剂，和色拉调味油。当前使用的带有能接受乳化剂配制的组分，并在一般情况下用转筒叶片，在将乳化剂组分放入搅拌器以前，将其混合并均质化的预混合腔的标准类型，现用一种在搅拌器出口或排出端上的新颖独特混合腔取代，其中设置结构，当向粘性乳化剂基料增添组分，配制最终制品时，对通过搅拌器的材料执行缓和的剪切或揉入动作。因此混合腔有圆柱形壳，有若干径向内伸的杆柱件伸入中央转筒的附近，转筒可有纵棱，花键，桨轮等设计，供放入至少一种其他的成分，且最好在径向上放入混合腔的基料乳化剂中，基料乳化剂通过搅拌器后，将其在腔的上游或进口端，沿轴向引入，由于固定杆柱件与转筒互相作用，将这成分均匀和缓掺入粘性基料乳化剂，将其混合并均质化，配成制品，排出混合腔，使之最终有理想的感官特性，粘度或稠厚度和/或据认为在美学上受用户重视的质感。
按此方法将一种或数种添加成分加入混合腔的基料乳化剂中，在其中掺合，用新颖的有杆柱的腔结构，配合有棱脊或花键的转筒进行混合并均匀化，添加料在制造粘性色拉调味油或低热量蛋黄酱时为淀粉基料，而生产一般大致含80%脂肪的蛋黄酱时，为注入的空气流，从而赋予完成制品的理想粗糙度，或似“干酪”的充实质感。对于制品的各种配方，按理想也可以不加空气或沔粉基料，或除空气或淀粉基料外，在淀粉基料乳化剂中加醋或树胶，取代一部分油和全蛋或蛋黄，当乳化剂用作基本无胆固醇蛋黄酱和/或稀(低热量)蛋黄酱之类的配方时，其中的一部分油和全蛋或蛋黄被取出。
虽然目前已知有许多种搅拌机，并已广泛使用于各种类型的粘性乳化剂和类似可流动制品的混合用均质化工艺，但没有一种可提供独特的掺和动作，以产生基料乳化剂与添加成份，和/或空气的混合及均质化，使这样搅拌混合的制品从搅拌器中排出时一定取得特定的粘度或稠厚度，和/或质感，从而使用相同的设备，仅需改变发明的混合腔中的基料乳化剂中的添加的成分类型及用量，便可在范围相当宽广的乳化调味油或类似制品中，诸如蛋黄酱或色拉调味油，符合用户的需要。
给尔纳尔等人(Gillner，etal)的美国专利第4，590，030号公开了一种制造组分混合物的均匀裹层，或膜层或片层的方法及设备，其搅拌器有一个转筒，具体参照给尔纳尔等人的附图7，设置径向外伸的叶片，与之交替的有若干径向内伸的杆柱件，共同执行搅和动作。但其中没有公开用花键转筒，与混合腔中按预定径向及轴向间距放置的径向内伸的固定杆柱配合，进行特殊的掺和动作，故不能将从混合器接受到的基料乳化剂成分，和后加入的其他成分掺和，给予配制制品以预定的稠厚度和/或质感。
哈姆斯(Harms)的美国专利第4，538，917号公开了一种螺旋型压出机，有若干杆柱伸入在转筒上形成的螺旋叶片互相间的空间中，提供对乳化剂的剪切作用。但其中没有公开有创造性的杆柱混合腔，对粘性乳化剂成分的特殊的掺和作用。
曼因纳(Miner)的美国专利第4，334，788号公开了一种有杆柱作用的混合泵，其中有若干旋转及固定杆柱配合，对制品作掺合和混合的动作。但其中没有公开与本发明相似的用杆柱混合腔对乳化材料作特殊的混合及掺合作用。
惠勒(Wheeler)的美国专利第3，458，894号公开了一种搅拌器，其转筒有螺旋叶片，有杆柱件在其间径向伸展，对可流动的粘性制品有剪切及混合作用。
克里沙克(Krizak)的美国专利第3，482，822号公开了一种搅拌装置，其中有若干径向内伸的固定杆柱件，设置在转筒上的外伸杆柱之间，对可流动的粘性制品或在其间输送的乳化剂，给予掺合及混合作用。但是其中没有公开对已在搅拌器中处理过的基料乳化剂，和加入混合腔的一种或多种其他成分的独特的掺合作用和混合作用，混合腔与搅拌器的排出口连接，用低剪切速度处理从排出口接受到的经处理的基料乳化剂，故不能产生可流动的粘性乳化制品的理想稠厚度和/或质感，制品诸如蛋黄酱或色拉调味油。
山邦(Sanborn)的美国专利第3，064，307号公开了一种连续供料比例混合器，其中的转筒有花键，用以给予从其中通过的乳化剂以混合和搅拌作用。但其中没有公开转筒上的花键，有在混合腔壳上固定安装的径向内伸的杆柱与之配合，可将其他的成分和/或空气，缓和掺入粘性基料乳化剂，故不能给予配制的可流动的粘性乳化剂或制品以特定的稠厚度，或粘度和/或质感。
因此本发明的主要目的，是提出一种本文所述类型的搅拌设备，便利在一个混合腔中，将一种或多种诸如空气，淀粉基料，树胶，醋等成分，掺入从搅拌器接受来的粘性基料乳化剂，通过机械作用，将混合的成分均匀而缓和混合并均质化，不施加倾向于将成分分离的过大剪切，从而对混合粘性制品赋予理想的稠厚度，粘度和/或质感。
本发明的一个更具体的目的，是提出一种本文所述的混合设备，其混合腔便于将其他成分，和从搅拌器排入混合腔的基料乳化剂混合并掺合，设备有中央花键或有杆柱的转筒，与固定在包围转筒的混合腔壳上的若干径向内伸的固定杆柱配合，对通过的全部成分起缓和混合及均质化作用，从而使配制的粘性乳化制品取得预定或特定的粘度或稠厚度和/或质感。
本发明的另一目的，是提出一种配制粘性乳化调味油的方法，稠味油诸如蛋黄酱，似蛋黄酱乳化剂，和色拉调味油，该方法使用本发明的有杆柱的混合腔，与搅拌器连接，将基料乳化剂送入混合腔，对配制的粘性乳化制品，赋予符合用户要求的稠厚度和质感。
本发明还有一个目的，是提出一种上述的方法，将基料乳化剂和其他一种或多种成分掺合并混合制成的粘性乳化制品，使之在粘性乳化剂的各种类型的宽广范围中，具有特定的稠厚度和/或质感。
本发明的又一目的，是提出一种乳化调味油或粘性乳化剂，诸如本文所述类型的蛋黄油，蛋黄油类乳化剂，或色拉调味油，具有特定的粘度或稠厚度和/或质感，用本发明的搅拌设备及方法生产。
从下文对举例实施方案的详细叙述，结合附图，便可对本发明的上述目的及优点易于肯定，附图如下

图1 表示用于粘性乳化剂的一般搅拌器的纵向剖视，有一个先有技术的预混合腔与之连接;
图2 表示图1中搅拌器的一部分的放大比例的一般概略剖视，设有新颖的混合腔，与搅拌器的出口或排出口连接，形成本发明的搅拌设备;
图3 表示图2中混合腔壳的侧视;
图4 表示图3中壳体的端视;
图5 表示可插入混合腔并在图3中壳体上紧固的杆柱;
图6 表示本发明混合腔转筒的侧视;
图7 表示转筒的端视;
图8 及9分别表示用本发明搅拌设备混合的各种乳化剂的粘度相对剪切速度的曲线。
仔细参看附图，特别是图1，表示用于将难混溶的液体连续混合，扩散，乳化，均质化，或提取，转变为稳定乳化剂的搅拌器10的剖视;乳剂如蛋黄酱，蛋黄酱类制品，色拉调味油，和各种乳化流体。如举例所示的混合器10，可用在技术领域中为常见的KMF型的潘太克斯(Pentax)搅拌器，它设有若干轴向布置的转筒圆盘12，和定子板14，其转圆盘上铣齿，用于低粘度制品，并设置有圆柱头，用于高粘度;尽管还有许多其他类型和牌号的搅拌器，也便于在本技术中使用。
如图1所示，搅拌器10有若干在轴向上布置的转筒圆盘12，和定子板14，还有一个预混合腔16，安装在搅拌器10的喂入端上，与端板16a的轴向进口孔18接通，供连续供入一般的粘性乳化剂，乳化剂在本例中为普通的蛋黄酱，一般含油约78%至80%，最好为大豆油;全蛋与蛋黄约占10%，水及香粒约占6.5%，70度谷物醋(70-grain vinegar)约占4.5%。
各种粘性乳化剂成分的预混合，一般通过其上安装有转筒叶片22的转筒20的内部在预混合腔10内进行。搅拌器的适当的驱动装置(未示)，同时将转筒20旋转，使乳化剂有适当的前进和混合速度。搅拌器10的排出端，有径向的排出口24，从搅拌器接受完全混合并均质化的乳化制品，以备进一步加工。
虽然以上所述，在为粘性乳化剂的混合和均质化提供适当的搅拌作用方面满足要求，但是却不能在不需对搅拌设备作很大修改的情况下，使搅拌器适用于将有广泛粘度及组分差异的各类型粘性乳化剂，作混合及均质化。
为能达到这个目的，在图2中更详示的本发明，简示一种搅拌器30，设置按发明构思修改的混合腔32的结构，主要有一个后混合腔，而无当前采用的预混合腔16。本发明的混合腔32如图3至7更详细示意，有一个圆柱形壳33，在轴向上比先有技术的预混合腔16长，可安装在搅拌器30的出口或排出端上，而这如图1所示，过去一般为搅拌器的进口端;即现在使用的搅拌器，为逆流方向通过。壳33设一个或多个径向进口接头34，34′，与混合腔32的内部接通。
从图2至4清楚可见，有若干杆柱件36，在圆周上排成若干有轴向间距的行列，并安装在混合腔32的壳33上，从而径向向内，伸到转筒38的附近。转筒有若干在圆周上有间距的轴向伸展的花键或棱脊40在上面形成，实质的形成桨轮型结构，在图6及7中所示较详细。这种转筒38取代先有技术中预混合腔16的较短转筒20及转筒叶片22结构，可作连续低速剪切，在基料乳化剂成分和任何其他送入混合腔30的成分间，有相当缓和的掺合和搅动作用，转筒速度达3600周/分钟。
根据本发明，为使蛋黄酱有一定的粗糙或“干酪”的视感，这种视感从用户的角度看，有高度的需要，因为可对蛋黄酱制品增添“体质”或厚实的感觉和视觉，粘性乳化剂的基本配料，通过进口42送入搅拌器30，在里面混合并/或均质化，同时向混合腔32引导。然后将基料粘性乳化剂，从搅拌器30排入混合腔32，最好沿轴向在转筒38与径向内伸的杆柱件36之间送入。同时将一个压缩空气流，通过进口34或34′，引入混合腔32，以备被泵入从混合器30接受的基料乳化剂中，乳化剂由蛋黄酱的基本配料构成，在混合和掺合过程中，通过杆柱件36及转筒38上的花键40的互相作用，空气流将在蛋黄酱或粘性乳化剂中均匀散布，使配成的制品有特定的稠厚度或粘度，和/或对用户有高度吸引力的质感。然后将制品通过设在圆柱形壳33的端板46上的排出孔或接头44，连续从混合腔32排出，以备作进一步加工，诸如包装等等。
当需要在基料乳化剂成分中加入其他配料，或取代成分的某一比例时，例如生产没有蛋黄和一部分油的稀蛋黄酱，将一部分油用通过进口34或34′之一引入混合腔32的淀粉基料取代，对供入的空气取代或补充。增加的淀粉基料可将油含量从80%降到约35%，赋予乳化剂较高的稠厚度或粘度，而空气可赋予这种产品的用户认为有利的“干酪”或粗糙的质感。
有时，在配制无胆固醇稀蛋黄酱时，从成分中取消的油，全蛋和蛋黄部分，可通过添加树胶及淀粉基料作取代，上述添加物分别通过进口34及34′放入混合腔32，从而对用混合腔12配制的制品，赋予理想的稠厚度和质感。这样可使淀粉基料降低蛋黄酱或基料乳化剂中的油含量，从80%达到35%，提供的制品的粘度约200泊以上。
还可以用醋作添加成分，例如达4%，尤其在用发明的混合腔32制造色拉调味油时;制造粘性或基本“干酪”型色拉调味油，或低热量蛋黄酱时，同时通过第二径向进口34′将淀粉基料引入混合腔32，使之在杆件与有花键的转筒之间低速剪切掺合，徐缓混合并均质化，配制成的均匀乳化制品具有理想的粘度和质感。
这结构可适用各种类型的乳化剂，特别有关的是各种蛋黄酱，包括稀(低热量)蛋黄油，无胆固醇稀蛋黄酱，也包括各类型的色拉调味油，其中有淀粉基料的混合，并在乳化剂中有空气产生细气泡，虽然可赋予一种柔和的视感，而对最终制品仍提供粗糙或“干酪”型的质感或稠厚度，据认为这对用户有美学及感官上的快感。
举例而言，在各种情况下，当加工一般的含80%脂肪的蛋黄酱时，向基料乳化剂中唯一添加的，是通过径向进口34，从搅拌器30向混合腔32增加空气，以影响最终乳化制品的质感。
用本发明的搅拌设备制造的乳化制品，如图8及9所示，可以有广宽范围的粘度，可能从10泊以下达到1000泊以上，取决于在均质化中的基料乳化剂的成分及类型，和添加的成分，诸如混入的空气，基料淀粉或树胶等，基本目的是对均匀化的最终乳化制品，可赋予特定的质感和稠厚度或粘度。
本发明的另一优点，在于有杆柱的混合腔32的设计，有适当长度的转筒38，结合若干在轴向及圆周上间距排列，而在径向上向内伸到转筒附近的杆柱件，使搅拌器中的成分旋转的时间周期较长，因而可以高效率，将淀粉基料，和空气与基料乳化剂掺合，混合并均质化。因此，无论在混合腔中与一种或多种添加成分混合并掺合的粘性乳化剂的类型如何不同，制品取得的稠厚度和质感，有高均匀度和质地。
虽然认为所示和所述，是本发明的理想实施方案，当然应理解易于做到各种在形式上和细节上的修改和变化，而不超出发明的精神。因此申请人无意将发明准确限制于本文所示及所述的形式与细节，也无意将本发明限制于本文后的权利要求书中。
权利要求
1.一种搅拌设备有一个搅拌器，用于将粘性基料乳化剂混合，配制有特定稠厚度及质感的粘性制品；一个混合腔与该搅拌器的排出端连接，从里面连续接受混合后的基料乳化剂，该混合腔有壳，形成一个围绕从该搅拌器伸入该混合腔的中央花键转筒的环形空间；若干径向内伸的固定杆柱件，从该腔壳的内环形壁伸到该转筒圆周的附近，将该粘性基料乳化剂从该搅拌器引入该混合腔，达到该腔壳与该转筒之间的环形空间中；该腔壳的进口装置，将至少一种其他的成分基本沿径向引入该粘性基料乳化剂，从而将通过该混合腔前进的基料乳化剂和与之混合的其他成份，随该杆柱件与转筒的互相作用反应而混合，使该粘性乳化剂及其他成分混合并均质化，配制成有该特定稠厚度及质感的制品。
2.如权利要求1所述之设备，其特征为该杆柱件在该腔壳中，有轴向及圆周上的间距，使该粘性乳化剂及该他成分与该花键转筒的旋转配合，进行掺合。
3.如权利要求1所述之设备，其特征为每一该杆柱件的径向内端，终点与该花键转筒紧邻，使其间的掺和动作最佳化。
4.如权利要求1所述之设备，其特征为该花键转筒有若干在圆周上有间距，并沿该转筒的长度伸展的轴向花键。
5.如权利要求1所述之设备，其特征为该至少一种其他成分在该腔壳上的该进口装置，有至少一个进口孔，位于该杆柱件之间。
6.如权利要求1所述之设备，其特征为该腔壳，该杆柱件及该转筒，各用不锈钢材料制作。
7.如权利要求1所述之设备，其特征为该基料乳化剂为蛋黄酱，该其他成分为压空气。
8.如权利要求1所述之设备，其特征为该基料乳化剂为类似蛋黄酱之材料，该其他成分为淀粉基料，随该杆柱体及该转筒的互相作用反应，将淀粉基料掺入该基料乳化剂与之混合并均质化。
9.如权利要求8所述之设备，其特征为除该淀粉基料外，将加压空气通过至少一个该径向进口装置，引入该基料乳化剂。
10.如权利要求1所述之设备，其特征为该花键转筒为一个圆柱形件，有纵向伸展的棱脊件在上面形成。
11.如权利要求2所述之设备，其特征为该杆柱件在该混合腔中，布置成若干有轴向间距的行列，每一该杆柱件行列，有若干该杆柱件，围绕该腔壳的内周等间距放置。
12.如权利要求1所述之设备，其特征为该杆柱件通过螺纹连接件，安装在该壳上。
13.如权利要求12所述之设备，其特征为该杆柱件各有圆形截面。
14.配制有特定稠厚度及质感的粘性制品的方法;包括将一种粘性基料乳化剂在一个搅拌器中混合;将该混合后的基料乳化剂从该搅拌器连续排出，送入该混合腔，该混合腔有壳体，围绕伸入该混合腔的一个中央花键转筒，形成一个环形空间，若干径向内伸的固定杆柱件从该腔的内壁伸到该转筒圆周的附近，从该搅拌器连接供入该混合腔的该粘性基料乳化剂，基本为沿轴向供入该壳壁与该转筒之间的该环形空间;将至少一种其他的成分，沿径向连续送入该混合腔内的该基料乳化剂中，从而通过该混合腔前进的基料乳化剂，和其他的成分互相混合，通过该杆柱件与转筒的互相作用掺合，将该乳化剂与其他成分混合并均质化，配成有该特定稠厚度及质感的制品。
15.如权利要求14所述之方法，其特征为该杆柱件在该混合腔中，在轴向及圆周方向上有间距，使该乳化剂与该成分的掺合作用，与该花键转筒的旋转结合。
16.如权利要求14所述之方法，其特征为该花键转筒有若干在圆周方向上有间距的轴向伸展的花键，与该杆柱件配合，将该粘性乳化剂与其他成分在该混合腔中掺合。
17.如权利要求14所述之方法，其特征为该基料乳化剂为蛋黄酱，该其他成分为压入该基料乳化剂的加压空气，随该杆柱件及该转筒的互相作用反应，在其中混合。
18.如权利要求14所述之方法，其特征为该基料乳化剂为似蛋黄酱的材料，该其他成分为淀粉基料。
19.如权利要求18所述之方法，其特征为除该淀粉基料外，将加压空气引入该基料乳化剂。
20.按权利要求14所述方法制作的乳化制品。
21.如权利要求20所述之制品，其特征为该制品的粘度，在约1至1000泊范围内。
22.如权利要求20所述之制品，其特征为该制品为蛋黄酱。
23.如权利要求20所述之制品，其特征为该制品为色拉调味油。
全文摘要
一种粘性乳化剂搅拌设备，具体为一种搅拌设备，其中设一个有杆柱的混合腔，与花键转筒配合，将至少一种其他的成分，和／或空气，与从搅拌器接受的基料乳化剂混合并均质化，对用乳化剂制作的产品，赋予特定的预期粘度及质感。并且，提出了使用搅拌设备将粘性乳化剂配成制品的方法；通过这搅拌设备及方法制成的可流动的粘性产品有改进，和特定的稠厚度，制品如蛋黄酱，蛋黄酱类乳化剂或色拉调味油等。
文档编号B01F7/02GK1065411SQ9210245
公开日1992年10月21日 申请日期1992年4月1日 优先权日1991年4月2日
发明者M·D·梅杰, M·A·杜普雷 申请人:卡夫通用食品有限公司