Procedimiento y aparato para producir un extruido trenzado de pasta alimenticia.

Procedimiento para producir un extruido trenzado de pasta alimenticia (20),

saliendo dicho extruido de por lomenos dos orificios de boquilla (14) en una fase de fusión plástica y, enfriándose a continuación hasta una fase detransición vítrea, caracterizado porque dicho procedimiento comprende la etapa de aplicación de un flujo de gascircular suficiente para provocar que dicho extruido (22, 24) que sale de dichos por lo menos dos orificios (14) setrence entre sí, siendo aplicado dicho flujo de gas alrededor del extruido (22, 24) aguas abajo de la fase de transiciónvítrea, mientras que dicho extruido (22, 24) está contenido en un recipiente contenedor periférico (30, 50).

Procedimiento y aparato para producir un extruido trenzado de pasta alimenticia.

Antecedentes de la invención

1. Campo técnico La presente invención se refiere a la producción de un extruido de pasta alimenticia con forma trenzada y, en particular, para confinar dos o más corrientes de extruido en un tubo o recipiente contenedor periférico similar, al mismo tiempo que se introduce un flujo de gas que crea un efecto de turbina o flujo circular de aire en el interior del recipiente contenedor, entrecruzando así las dos o más corrientes de extruido en un solo producto trenzado.

2. Descripción de la técnica relacionada La producción en la técnica anterior de un producto extruido inflado, como aperitivos producidos y comercializados bajo el nombre comercial de Cheetos™, típicamente implica la extrusión de una harina de maíz u otra pasta a través de una boquilla con un orificio pequeño y una presión extremadamente elevada. La pasta explosiona o se infla cuando sale del pequeño orificio, formando así un extruido inflado. Los ingredientes típicos para la pasta inicial podrían ser, por ejemplo, harina de maíz de una densidad a granel de 657 kg/m3 (41 libras por pie cúbico) aproximadamente, y un contenido de agua entre el 12% y el 13, 5% en peso. Sin embargo, la pasta inicial puede tener una base principalmente de harina de trigo, harina de arroz, aislado de soja, concentrados de soja, cualquier otra harina de cereal, harina de proteína, o harina enriquecida, junto con aditivos que pueden incluir lecticina, aceite, sal, azúcar, mezcla de vitaminas, fibras solubles y fibras insolubles. La mezcla típicamente comprende un tamaño de partícula específico entre 100 y 1200 micras.

El proceso de extrusión de inflado se ilustra en la Figura 1, que es una sección transversal esquemática de una boquilla 12 provista de un orificio de salida de diámetro pequeño 14. En la fabricación de un producto inflado con base de maíz, se añade harina de maíz a, típicamente, una extrusora del tipo de husillo único (por ejemplo American Extrusion, Wenger, Maddox) o doble (por ejemplo Wenger, Clextral, Buhler) como el modelo X25 fabricado por Wenger o el BC45 fabricado por Clextral de los Estados Unidos y Francia, respectivamente. Utilizando Cheetos como ejemplo, se añade agua a la harina de maíz mientras está en la extrusora, que funciona a una velocidad de husillo entre 100 y 1.000 rpm, con el fin hacer que el contenido de agua en general de la harina se encuentre entre el 15 y el 18%. La harina se convierte en una masa viscosa 10 cuando se acerca a la boquilla 12 y, entonces, se fuerza su paso a través de una abertura u orifico 14 muy pequeño en la boquilla 12. El diámetro del orificio 14 típicamente oscila entre 2, 0 mm y 12, 0 mm para una formulación de harina de maíz con un contenido de humedad convencional, un ritmo de producción y un diámetro o una forma de barra extruida deseado. Sin embargo, el diámetro del orificio podría ser sustancialmente menor o mayor para otros tipos de materiales extruidos.

Mientras se encuentra en el interior de esta abertura pequeña 14, la masa viscosa 10 está sometida a una presión y una temperatura elevadas, por ejemplo entre 41 bar aproximadamente y 207 bar aproximadamente (entre 600 y 3000 psi) y aproximadamente 204ºC (aproximadamente 400ºF) . Como consecuencia, mientras se encuentra en el interior del orificio pequeño 14, la masa viscosa 10 muestra un fenómeno de fusión plástica en el que la fluidez de la masa 10 se incrementa a medida que fluye a través de la boquilla 12.

Se puede apreciar que cuando el extruido 16 sale del orificio 14, se expande rápidamente, se enfría y pasa con rapidez del estado de fusión plástica a un estado de transición vítrea, convirtiéndose en una estructura relativamente rígida, mencionada como forma de “barra” si es cilíndrica, de extruido inflado. Esta estructura de barra rígida se puede cortar en piezas pequeñas, cocer adicionalmente, por ejemplo, freírla, y condimentar según se desee.

Se puede combinar cualquier cantidad de boquillas individuales 12 en una cara de extrusión, con el fin de maximizar la producción total de cualquier extrusora. Por ejemplo, cuando se utiliza la extrusora de husillo doble y la formulación de harina de maíz mencionada anteriormente, una producción típica para una extrusora de husillo doble con una pluralidad de boquillas es de aproximadamente 998 kg (2.200 libras) , un volumen de producción de extruido por hora relativamente elevado, aunque se pueden conseguir ritmos de producción más elevados tanto mediante una extrusora de husillo único como con una de husillo doble. Con este ritmo de producción, la velocidad del extruido cuando sale de la boquilla 12 típicamente se encuentra en la gama entre aproximadamente 5 y 20 m/s (entre 1.000 y 4.000 pies por minuto) , pero depende de la producción de la extrusora, la velocidad del husillo, el diámetro del orificio, la cantidad de orificios y el perfil de presión.

Tal como se puede apreciar en la Figura 1, el producto de aperitivo alimentario producido mediante dicho proceso necesariamente es una extrusión lineal que, incluso cuando se corta, resulta en un producto lineal. Los estudios de consumo han indicado que sería deseable un producto con una textura y sabor similares presentado en una forma trenzada. Un ejemplo de dicha forma trenzada de dicho extruido se ilustra en la Figura 2, que es una vista en perspectiva de una forma de realización de un extruido inflado con forma trenzada 20. La forma de realización que se ilustra en la Figura 2 consiste en dos corrientes de extruido, trenzadas mediante un paso relativamente poco preciso, un diámetro mínimo, y cortados aproximadamente en dos vueltas. Se deberá entender que cuando se hace referencia a una forma trenzada o un extruido trenzado, el solicitante pretende que el paso (que puede ser a derechas o a izquierdas) , el diámetro del rizo o espiral de trenzado, el diámetro de la barra (u otra forma) , la cantidad de corrientes de extruido trenzadas, y la longitud de la pieza pueden variar de forma independiente para proporcionar una amplia variedad de productos. Lamentablemente, el proceso de gran volumen descrito anteriormente causa dificultades excepcionales en la producción de dicha forma 20.

El procedimiento usual para llevar a cabo una forma trenzada en un extruido al igual que en los productos de confitería de forma trenzada, implica realizar vueltas o rizos en la pasta utilizando una extrusora con boquillas giratorias. Sin embargo, este proceso solo es viable cuando el extruido retiene una forma muy flexible. Además, la extrusión mediante boquillas giratorias típicamente requiere un ritmo de producción reducido de forma importante en comparación con el volumen de producción relativamente elevado deseable con los productos lineales según la técnica anterior.

Para complicar aún más el asunto, se precisa una zona de superficie mayor en la cara de extrusión para la misma cantidad de boquillas individuales cuando se extruye un producto trenzado en comparación con un producto lineal, debido a que el espacio entre cada boquilla al comparar un producto lineal y un producto trenzado se debe incrementar necesariamente para albergar el diámetro del trenzado en espiral. A título de ejemplo, una cara de extrusión puede acomodar bajo las condiciones de la técnica anterior 28 boquillas individuales funcionando aproximadamente a 36, 3 kg (80 libras) por hora por cada boquilla, produciendo así aproximadamente 1.016 kg

(2.240 libras) por hora para la totalidad de la extrusora. Con el fin de producir teóricamente el extruido en forma trenzada 20 que se muestra en la Figura 2, la misma cara de la extrusora solo puede acomodar, por ejemplo, 4 boquillas individuales. A título de ejemplo adicional, si resulta necesario ralentizar el ritmo de producción a menos de 13, 6 kg aproximadamente (30 libras) por hora por boquilla con el fin de llevar a cabo alguna forma en espiral en el extruido utilizando una boquilla giratoria, se reduce la producción total para esa extrusora a solo 54, 4 kg (120 libras) aproximadamente por hora. De este modo, convirtiendo una extrusora para un extruido trenzado mediante los procedimientos según la técnica anterior (asumiendo que fuese posible y a la velocidad de extruido utilizada en este ejemplo) , la extrusora solo mantiene el 5% aproximadamente del ritmo de producción en comparación con la producción lineal estándar, incluso aunque la producción para cada boquilla individual se reduzca hasta el 38% aproximadamente del ritmo de producción anterior. El problema se incrementa más si la producción de extruido se reduce a niveles incluso más bajos, lo que resultaría necesario si se hiciese funcionar algún tipo... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para producir un extruido trenzado de pasta alimenticia (20) , saliendo dicho extruido de por lo menos dos orificios de boquilla (14) en una fase de fusión plástica y, enfriándose a continuación hasta una fase de transición vítrea, caracterizado porque dicho procedimiento comprende la etapa de aplicación de un flujo de gas circular suficiente para provocar que dicho extruido (22, 24) que sale de dichos por lo menos dos orificios (14) se trence entre sí, siendo aplicado dicho flujo de gas alrededor del extruido (22, 24) aguas abajo de la fase de transición vítrea, mientras que dicho extruido (22, 24) está contenido en un recipiente contenedor periférico (30, 50) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el recipiente contenedor periférico (30, 50) comprende un tubo.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el flujo de gas es aplicado al extruido por medio de por lo menos una entrada de gas (32, 34) a través de dicho recipiente contenedor (30, 50) .

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el flujo de gas circular es aplicado al extruido introduciendo un gas presurizado en el interior del recipiente contenedor periférico (30, 50) .

5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el flujo de gas circular es aplicado al extruido mediante un vacío creado en el interior del recipiente contenedor periférico (30, 50) .

6. Procedimiento según la reivindicación 1, que también comprende la colocación de un cierto número de boquillas de extrusión (12) y unos recipientes contenedores periféricos (30, 50) correspondientes en paralelo, de manera que se pueda fijar una cara de extrusión (52) a un extremo de salida de las boquillas de extrusión (12) .

7. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el recipiente contenedor periférico (30, 50) está en general orientado axialmente con respecto al flujo de extruido.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que más de dos corrientes de extruido (22, 24) son conducidas a través de un único recipiente contenedor periférico (30, 50) .

9. Aparato para producir un extruido trenzado de pasta alimenticia (20) para un extruido que presenta un punto de transición vítrea, que comprende una boquilla de extrusión (12) ;

caracterizado porque dicho aparato comprende:

un recipiente contenedor periférico (30, 50) fijado a dicha boquilla (12) ; y

unos medios para someter por lo menos dos corrientes de extruido paralelas (22, 24) que salen de dicha boquilla (12) a un flujo de gas circular, en el que dicho flujo de gas circular es aplicado aguas abajo del punto de transición vítrea del extruido, provocando de este modo que las corrientes de extruido (22, 24) se trencen en el interior de dicho recipiente contenedor periférico (30, 50) .

10. Aparato según la reivindicación 9, en el que el recipiente contenedor periférico (30, 50) comprende un tubo.

11. Aparato según la reivindicación 9, en el que el recipiente contenedor periférico (30, 50) generalmente está orientado axialmente con respecto al flujo de la corriente de extruido.

12. Aparato según la reivindicación 9, en el que los medios para someter dichas corrientes de extruido (22, 24) a un flujo de gas circular comprenden unos medios para la introducción de un gas presurizado en el interior del recipiente contenedor periférico (30, 50) mediante por lo menos un puerto (32, 34) a través de dicho recipiente contenedor (30, 50) .

13. Aparato según la reivindicación 9, en el que los medios para someter dichas corrientes de extruido (22, 24) a un flujo de gas circular comprenden unos medios para crear un vacío en el interior del recipiente contenedor periférico (30, 50) mediante por lo menos un puerto (32, 34) a través de dicho recipiente contenedor (30, 50) .

14. Aparato según la reivindicación 9, que también comprende:

una cara de boquilla de extrusión (52) fijada a un extremo de salida de un recipiente contenedor periférico (30, 50) ; y

un dispositivo de boquilla de corte circular (54) fijado a dicha cara de extrusión (52) .