PL191852B1 - Sposób powierzchniowego zestalania surowego nadzienia kiełbasianego z zastosowaniem ultradźwięków - Google Patents

Abstract

1. Sposób powierzchniowego zestalania surowego nadzienia kielbasianego z zastosowa- niem ultradzwieków, w którym surowce rozdrabnia sie na wlókniste czastki i zestawia surowe na- dzienie kielbasiane o odpowiednim skladzie, znamienny tym, ze surowe nadzienie kielbasiane odgazowuje sie, a nastepnie bezposrednio kontaktuje sie je z powierzchnia co najmniej jednej, ultradzwiekowej sonotrody, z których co najmniej jedna ultradzwiekowa sonotrode ogrzewa sie do temperatury wyzszej od temperatury przetwarzania nadzienia celem utworzenia jednolitej, denaturacyjnej warstwy, po czym wlacza sie co najmniej czasowo ultradzwieki o niskiej czesto- tliwosci i wysokiej amplitudzie wibracji i na powierzchni surowego produktu formuje sie cienka, uszczelniajaca, stabilizujaca ksztalt koagulacyjna powloke, a nastepnie przemieszcza sie surowy produkt do dalszego przerobu lub pakowania, przy czym co najmniej jedna sonotrode korzystnie ogrzewa sie do temperatury 140°C, oraz korzystnie stosuje sie ultradzwieki o czestotliwosci w zakresie od 16 do 50 kHz i amplitudzie drgan od 5 do 50 µm . PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu powierzchniowego zestalania surowego nadzienia kiełbasianego z zastosowaniem ultradźwięków.

Dotychczas nadzienie kiełbasiane było nadziewane w osłonki lub jelita w nadziewarce do kiełbas, a następnie podgrzewane celem jego stabilizacji i ewentualnie wędzone lub wrzucane do gorącej wody i gotowane. W tej obróbce termicznej powstają znaczne straty protein, zapachu i smaku oraz substancji tłuszczowych. Ponadto następne operacje związane z pakowaniem półwyrobów sprzyjają powstawaniu zanieczyszczeń półwyrobów. W celu zwiększenia trwałości produktu, musi on być szybko dodatkowo pasteryzowany w jego opakowaniach transportowych lub końcowych.

W niemieckim patencie nr 2 009 70 opisano sposób nadziewania kiełbas, w którym cały proces nadziewania masy kiełbasianej w osłonki odbywa się bez dostępu powietrza. Nadzienie jestw znany sposób wtłaczane do osłonek w strefie ultradźwiękowej, którą opisano jako korzystną w tym procesie.

Niemieckie zgłoszenie patentowe nr DE 29 50 384 A1 opisuje proces i urządzenia do obróbki artykułów spożywczych, w których stosuje się ultradźwiękowe promieniowanie. W szczególności opisano sposób, w którym surowce przed gotowaniem rozdrabnia się do postaci włókien i niszczy enzymy podczas gotowania. Również wspomniano, że działanie ultradźwięków powoduje koagulacje materiału, który następnie poddaje się gotowaniu. W opisanym zgłoszeniu materiał przed gotowaniem podgrzewa się termicznie za pomocą ultradźwięków w celu optymalizacji procesu gotowania. Oznacza to, że wyjściowy materiał jest wstępnie podgrzewany przed gotowaniem. W zgłoszeniu nie opisano żadnych prób mających na celu stabilizacje kształtu indywidualnego surowego wyrobu za pomocą ultradźwięków.

Celem wynalazku jest sposób zestalania powierzchniowego surowego nadzienia kiełbasianego, na przykład parzonego surowego nadzienia, surowego podgotowanego mięsa nadzienia, albo zestalania surowego nadzienia metodą ultradźwiękową, w której następuje stabilizacja kształtu indywidualnego półwyrobu i jednocześnie nie zachodzi jego przywieranie w dalszych etapach obróbki.

Sposób według wynalazku powierzchniowego zestalania surowego nadzienia kiełbasianego z zastosowaniem ultradźwięków, w którym surowce rozdrabnia się na włókniste cząstki i zestawia surowe nadzienie kiełbasiane o odpowiednim składzie, charakteryzuje się tym, że surowe nadzienie kiełbasiane odgazowuje się, a następnie bezpośrednio kontaktuje sieje z powierzchnią co najmniej jednej, ultradźwiękowej sonotrody, z których co najmniej jedną ultradźwiękową sonotrodę ogrzewa się do temperatury wyższej od temperatury przetwarzania nadzienia celem utworzenia jednolitej, denaturacyjnej warstwy, po czym włącza się co najmniej czasowo ultradźwięki o niskiej częstotliwości i wysokiej amplitudzie wibracji i na powierzchni surowego produktu formuje się cienką, uszczelniającą, stabilizującą kształt koagulacyjną powłokę, a wytłoczony, surowy produkt przemieszcza się do dalszego przerobu lub pakowania, przy czym co najmniej jedną sonotrodę korzystnie ogrzewa się do temperatury 140°C, oraz korzystnie stosuje się ultradźwięki o częstotliwości 16 do 50 kHz i amplitudzie drgań 5 do 50 μm

Surową masę korzystnie wytłacza się pod ciśnieniem poprzez tubowe, tulejowe sonotrody, które najkorzystniej mają kształt wytłoczki.

Na wejściu sonotrody surowy produkt korzystnie traktuje się synchronicznie ciekłym dymem, substancjami zapachowymi lub dekoracyjnymi.

Surowy produkt na wyjściu z sonotrody korzystnie traktuje się współprądowo ciekłym dymem, substancjami zapachowymi lub dekoracyjnymi.

Powierzchnia sonotrody kontaktująca się z surowym produktem korzystnie ma zmniejszającą adhezję mikrostrukturę lub ma pokrycie tego typu.

W procesie tym na powierzchni półwyrobu tworzy się naturalna, stabilizująca, pół-ochronna warstwa, dzięki czemu można nie stosować jelit lub osłonek do produkcji kiełbas. Proces umożliwia dalszą ciśnieniową obróbkę termiczną wstępnie stabilizowanych według wynalazku półwyrobów.

Jak opisano powyżej, przygotowane w konwencjonalny sposób surowe nadzienie kiełbasiane, najpierw odgazowuje się na przykład pod próżnią, a następnie powierzchnie surowego półproduktu bezpośrednio kontaktuje się z powierzchnią jednej lub więcej ultradźwiękowych sonotrod, przy czym co najmniej jednej ogrzewanej sonotrody o temperaturze wyższej niż wymagana w procesie obróbki masy kiełbasianej.

W tymcelu doprowadza się energię ultradźwiękową o niskiej częstotliwości i wysokiej amplitudzie drgań, korzystnie o częstotliwości w granicach 16 do 50 kHz i amplitudzie drgań od 5 - 50 μm.

PL 191 852 B1

Cząstki surowców poddane działaniu energii ultradźwięków ulegają drganiu wytwarzającemu ciepło tarcia w wyniku którego następuje powierzchniowa koagulacja protein i tworzy się odpowiednia ciągła powłoka. Poprzez użycie podgrzanej ultradźwiękowej sonotrody osiąga się pożądane optymalne efekty handlowe produktu i tylko dodatkowo zużywa się energię elektryczną rzędu kW. Głębokość penetracji fal ultradźwiękowych w obrabianym materiale, którym jest mieszanina protein, tłuszczu, wody soli i przypraw jest mała tak, że nie uzyskuje się niepożądanych grubych zestalonych warstw.

W wyniku termicznej obróbki dokonywanej podczas wytłaczania masy przez ustnik w którym sonotroda ma ultradźwiękową wibrację, następuje zapoczątkowanie powierzchniowej denaturacji protein nadzienia kiełbasianego w wyniku którego powstaje jednolita stabilna powłoka stanowiąca ulepszoną skórkę kiełbasy, która nie zawiera pęcherzy powietrza i zostaje utworzona w opisanej wyżej operacji.

Na wejściu sonotrody można dodawać przez okrągłe dysze na powierzchnię nadzienia kiełbasianego płynne dodatki poprawiające smak i zapach oraz dodatki barwiące na odpowiedni kolor. Ultradźwięki powodują dokładne i jednolite rozprowadzenie dodatków płynnych na powierzchni zestalającej się warstwy. W ten sposób można optymalizować dodatkowy zapach (na przykład poprzez wędzenie) lub odpowiednie, końcowe zabarwienie.

Można także według wynalazku otrzymany na wyjściu sonotrody pas zestalanego nadzienia kiełbasianego chłodzić i pakować, lub poddawać dalszej obróbce na przykład w ciekłym dymie, w środkach zapachowych lub dekoracyjnych.

W jednym ze sposobów wykonania, nadzienie kiełbasiane może być także tłoczone do odpowiednich form, które poddaje się następnie mechanicznej wibracji za pomocą sprzężonych sonotrod.

Po utworzeniu w opisany powyżej sposób powierzchniowej warstwy, można przeprowadzać dalszą, obróbkę i czasowo składować surowe produkty w zamrożonym stanie lub natychmiast przeprowadzać końcową cieplną i/lub wysokociśnieniową obróbkę. W przeciwieństwie do znanych procesów, i tak nieunikniona utrata protein, tłuszczów, zapachu itp. jest zmniejszona i tym samym wzrasta jakość produktu.

Według wynalazku uzyskuje się również zwiększenie masy wytłaczania, a tym samym zmniejsza się czas wytłaczania i obniża się koszt procesu technologicznego. W procesie tym nie ma ryzyka wprowadzenia zanieczyszczeń do produktu podczas jego pakowania następującego zwykle po pasteryzacji. Poprzez zastosowanie sonotrod o odpowiednim kształcie można wytwarzać wyroby o wszelkich możliwych kształtach. Na przykład przy produkcji nadzienia do kiełbas zasmażanych można produkować kiełbaski w kształcie koła lub w kształcie spirali, przy czym kształty te są trwałe, a poszczególne zwoje spirali nie sklejają się ze sobą.

Dzięki zastosowaniu według wynalazku powierzchniowej obróbki surowego nadzienia kiełbasianego nie ma potrzeby stosowania jelit lub innych osłonek nadających kiełbasie kształt, co powoduje usprawnienie procesu produkcyjnego w którym można także wytwarzać kiełbasy mające powierzchniowe zmarszczki.

Wynalazek zostanie dokładniej opisany na podstawie przykładu jego wykonania.

Przykład

Nadzienie kiełbasiane Wiener wyjmuje się z wilka w temperaturze zasadniczo 8°C, a następnie odgazowuje i przepuszcza przez maszynę do mielenia mięsa wyposażoną w tubowy, tulejowy ustnik z sonotrodami. Ciśnienie strumienia wytłaczanej przez ustnik masy jest sprzężone z zasilaniem sonotrody, tak że przy zwiększonym ciśnieniu następuje wzrost energii ultradźwiękowej doprowadzanej do surowego produktu. W przykładzie wykonania przy wydajności wytłaczania masy kiełbasianej 110 l/h stosowano ultradźwięki o częstotliwości w zakresie 16-50 kHz i amplitudzie drgań 5-50 μm uzyskując dobrą jakość półproduktu

Ogrzewanie jednej z sonotrod do temperatury około 140°C polepsza homogeniczność utworzonej powłoki na powierzchni strumienia nadzienia wytłaczanego w ilości około 110 l/h. Denaturacja zachodząca w nadzieniu kiełbasianym wynosiła około 1 mm poniżej jej powierzchni.

Wytłoczki nadzienia kiełbasianego były cięte na poprzeczne kawałki i przenoszone na perforowane tace. Wprocesie obróbki nie zaobserwowano zlepiania się pociętych kiełbasek i ich przyklejania się do powierzchni plastykowych i metalowych urządzeń. Umieszczone w plastykowych workach przylegające do siebie kiełbasy nie wykazują wzajemnej adhezji przy obniżonym ciśnieniu i podgrzewaniu do temperatury 78°C. Dodatkowo wykazano, że zestalona powierzchnia nadzienia kiełbas po jej spryskaniu ciekłym dymem brązowieje i jest odporna mechanicznie.

PL 191 852 B1

W jednym z wykonań tulejowe sonotrody zostały z zewnątrz owinięte grzejną matą, tak że temperatura w tej strefie wynosiła około 140°C. Tworzenie się jednolitej powłoki następowało nawet przy niskiej mocy ultradźwięków wynoszącej zasadniczo 200 W. Przy wytłaczaniu masy w ilości 100 l/h zapotrzebowanie energii do utworzenia powłoki wynosi zasadniczo 7 kJ/kg energii ultradźwiękowej i 9 kJ/kg energii termicznej.

Wyłączenie sonotrod podczas wytłaczania masy przy ich jednoczesnym intensywnym ogrzewaniu nie prowadziło jak przewidywano do natychmiastowej adhezji protein do wewnętrznej powierzchni sonotrod.

Nieoczekiwanie wydedukowano, że podczas procesu ogrzewania działanie ultradźwięków zasadniczo zapobiega wcześniej nieuniknionej adhezji do gorącej wewnętrznej powierzchni sonotrod. Oznacza to, że ultradźwięki działają przede wszystkim podczas wstępnej fazy tłoczenia i obniżają tarcie na wewnętrznej powierzchni ogrzewanych sonotrod, podczas gdy w czasie wytłaczania zawarte w masie tłuszcze i płyny obniżają lub całkowicie zapobiegają adhezji. Po przerwach produkcyjnych, wytłaczanie materiału może być reaktywowane po włączeniu ultradźwięków.

Obniżenie tarcia poprzez zmniejszenie mikrostruktur wewnętrznej powierzchni sonotrody może dalej spowodować zmniejszenie mocy ultradźwięków, a tym samym czasu i energii.

Jakkolwiek trzeba podkreślić, że wskutek tendencji do przywierania różnego nadzienia kiełbasianego do wewnętrznych, ogrzewanych powierzchni sonotrod, zastosowanie ultradźwięków jest niezbędne.

Claims (6)

1. Sposób powierzchniowego zestalania surowego nadzienia kiełbasianego z zastosowaniem ultradźwięków, w którym surowce rozdrabnia się na włókniste cząstki i zestawia surowe nadzienie kiełbasiane o odpowiednim składzie, znamienny tym, że surowe nadzienie kiełbasiane odgazowuje się, a następnie bezpośrednio kontaktuje się je z powierzchnią co najmniej jednej, ultradźwiękowej sonotrody, z których co najmniej jedną ultradźwiękową sonotrodę ogrzewa się do temperatury wyższej od temperatury przetwarzania nadzienia celem utworzenia jednolitej, denaturacyjnej warstwy, po czym włącza się co najmniej czasowo ultradźwięki o niskiej częstotliwości i wysokiej amplitudzie wibracji i na powierzchni surowego produktu formuje się cienką, uszczelniającą, stabilizującą kształt koagulacyjną powłokę, a następnie przemieszcza się surowy produkt do dalszego przerobu lub pakowania, przy czym co najmniej jedną sonotrodę korzystnie ogrzewa się do temperatury 140°C, oraz korzystnie stosuje się ultradźwięki o częstotliwości w zakresie od 16 do 50 kHz i amplitudzie drgań od 5 do 50 μm.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że surową masę wytłacza się pod ciśnieniem poprzez tubowe, tulejowe sonotrody.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sonotrody mają kształt wytłoczki.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na wejściu sonotrody surowy produkt traktuje się synchronicznie ciekłym dymem, substancjami zapachowymi lub dekoracyjnymi.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na wyjściu z sonotrody surowy produkt traktuje się współprądowo ciekłym dymem, substancjami zapachowymi lub dekoracyjnymi.

6. Sposób według zastrz. 1, albo 2, znamienny tym, że powierzchnia sonotrody kontaktująca się z surowym produktem ma zmniejszającą adhezję mikrostrukturę lub ma tego typu pokrycie.

Departament Wydawnictw UP RP