RS56696B1 - Postupak proizvodnje hrane za životinje i hrane za ljudsku upotrebu - Google Patents

Description

OBLAST PRONALASKA

Predmetni pronalazak odnosi se na postupak proizvodnje dvoslojne hrane za životinje i hrane za ljudsku upotrebu, koja ima spoljašnji sloj i unutrašnji sloj. Konkretno, predmetni pronalazak odnosi se na postupak pogodan za masovnu proizvodnju hrane za životinje i hrane za ljudsku upotrebu kod koje je unutrašnji sloj obložen spoljašnjim slojem, pri čemu postupak uključuje upotrebu ekstrudera koji ima dvostruku mlaznicu.

STANJE TEHNIKE

Mašine za oblaganje se široko koriste za proizvodnju ispunjenih prehrambenih proizvoda, kao što su japanski manju kolači sa pastom od (azuki) pasulja. Mašine za oblaganje se koriste za oblikovanje i punjenje spoljašnjih slojeva od lepljivog pirinča, brašna ili sl. ispunama kao što je pasta od slatkog (azuki) pasulja. Postoje različite mašine za oblaganje, za proizvodnju hlebova, slatkiša i sl., koje imaju komplikovan oblik ili zahtevaju delikatno rukovanje; konkretno, izvršene su različite modifikacije u funkcionisanju oblaganja paste od pasulja spoljašnjim slojevima i na mašinama za zaptivanje-sečenje (patentna dokumentacija 1 do 4).

Patentni dokument 5 prikazuje postupak kombinovanja ekstrudera i sekača u cilju efikasne proizvodnje višeslojnog, ispunjenog prehrambenog proizvoda iz višeslojnog cilindričnog prehrambenog proizvoda koji se sastoji od dve ili više vrsta prehrambenog materijala, postavljenih u koncentrične, kružne slojeve, kao što je vidljivo u poprečnom preseku.

Patentni dokument 6 prikazuje dvoslojnu hranu za životinje, kod koje je unutrašnji sloj obložen spoljašnjim slojem, i prikazuje kako se ekstruder sa dvostrukom mlaznicom može koristiti za proizvodnju hrane za životinje.

PATENTNA DOKUMENTACIJA

Patentni dokument 1: Japanski patent br.3377964

Patentni dokument 2: Japanski patent br.3415072

Patentni dokument 3: Japanski patent br.3758901

Patentni dokument 4: Japanski patent br.2537751

Patentni dokument 5: Japanski patent br.2641033

Patentni dokument 6: WO/2010/110326

WO 2010/110326 odnosi se na hranu za farme ribe, koja se sastoji od spoljašnjeg sloja i unutrašnje ispune; EP 0832 562 opisuje uređaj za oblikovanje prehrambenih proizvoda; US 5,882,711 prikazuje postupak i uređaj za obezbeđivanje dvoslojnih prehrambenih proizvoda; JP 2691390 odnosi se na polu-otvorenu zapakovanu hranu; US 2011/0081453 odnosi se na postupak ekstrudiranja jestivih sastojaka u vidu trodimenzionalnih proizvoda; EP 0676 149 opisuje postupak sečenja prehrambenih proizvoda u obliku tabli.

KRATAK OPIS PRONALASKA

PROBLEMI KOJE PRONALAZAK TREBA DA REŠI

Postoje različiti tipovi mašina za oblaganje, u cilju proizvodnje prehrambenih proizvoda koji imaju dvoslojnu strukturu i sastoje se od spoljašnjeg sloja i unutrašnjeg sloja; međutim, nije realno da se konvencijalni postupci, koji uključuju korišćenje mašine za oblaganje u cilju oblaganja ispune i grejanja, mogu koristiti za proizvodnju dvoslojne hrane za ribe, kao što je prikazano u patentnoj dokumentaciji 5, zbog velikog obima proizvodnje i činjenice da, uprkos tome što je proizvod hrana za životinje, te ne zahteva delikatnu finalizaciju kao hrana za ljude, mora biti proizveden jeftino i u velikim količinama.

Postupak koji uključuje oblikovanje spoljašnjeg i unutrašnjeg sloja korišćenjem mašine za oblaganje, praćeno grejanjem oblikovanih proizvoda, nije pogodan za masovnu proizvodnju ispunjene hrane za životinje ili ljude, jer uključuje proces u dva koraka i zahteva težak korak transportovanja nezagrejanog oblikovanog proizvoda, ka mestu gde se obavlja korak grejanja, na takav način da se ne poremeti njegov oblik. Cilj predmetnog pronalaska je da se obezbedi postupak pogodan za masovnu proizvodnju ispunjenih prehrambenih proizvoda za životinje ili ljude.

NAČIN REŠAVANJA PROBLEMA

Pronalazači su pokušali da efikasno proizvedu dvoslojnu hranu za životinje korišćenjem mašina za oblaganje, koje su u širokoj upotrebi pri proizvodnji hleba ili slatkiša, ali nijedna od njih nije bila pogodna za jeftinu, efikasnu masovnu proizvodnju. Jedan od glavnih problema bila je potreba za odvojenim zagrevanjem spoljašnjeg sloja, nakon što je oblikovan u mašini za oblaganje, što je vodilo do neefikasnog transporta i skladištenja oblikovanih proizvoda. Zbog toga su pronalazači razmatrali mogućnost izvođenja procesa oblikovanja i grejanja u jednom koraku, a ne kao dva odvojena procesa. Pronalazači su otkrili da se hrana za životinje, koja sadrži unutrašnji sloj potpuno obložen spoljašnjim slojem, može proizvesti oblikovanjem u dvoslojnu strukturu korišćenjem ekstrudera sa dvostrukom mlaznicom, koje je praćeno ispunjavanjem i sečenjem korišćenjem mehanizma zatvarača dok je temperatura još uvek visoka, čime se došlo do predmetnog pronalaska.

Predmetni pronalazak je postupak za proizvodnju prehrambenih proizvoda za životinje ili ljude, u skladu sa (1)-(7)(8), kako sledi:

(1) Postupak za proizvodnju prehrambenog proizvoda za životinje ili ljude kod kojeg je unutrašnji sloj obložen spoljašnjim slojem želatinaste strukture, pri čemu se postupak sastoji od sledećih koraka: pripreme sirovine za spoljašnji sloj dodavanjem sekundarne sirovine proteinskoj sirovini i/ili skrobnoj sirovini, pri čemu su proteinska sirovina i/ili skrobna sirovina, koja formira gel prilikom zagrevanja, i sekundarna sirovina dodane u količini koja nema negativan efekat na geliranje spoljašnjeg sloja, a zatim mešanja i pripreme unutrašnjeg sloja koji se oblaže spoljašnjim slojem; izvlačenja pomoću ekstrudera sa dvostrukom mlaznicom, tako da se istovremeno pokriva površina unutrašnjeg sloja i gelira sirovina spoljašnjeg sloja putem zagrevanja; sečenja kontinualno ekstrudiranog cilindričnog proizvoda na fiksnu dužinu pomoću mehanizma zatvarača, dok se istovremeno površina preseka oblaže geliranim spoljašnjim slojem, da bi se formirao konačni proizvod kod kojeg je unutrašnji sloj potpuno obložen spoljašnjim slojem, pri čemu se zatvarač zatvara pre nego što zagrejani gel izađe iz ekstrudera, a mehanizam zatvarača je pogonjen kolenastim vratilom, gde rotaciono kretanje kolenastog vratila omogućuje povećanje brzine sečenja i vertikalne brzine uređaja za zatvaranje, a brzina zatvarača je 120 do 140 taktova u minuti, ili više.

(2) Postupak proizvodnje prehrambenog proizvoda za životinje ili ljude u skladu sa (1), naznačen time što je mehanizam zatvarača snabdeven većim brojem zatvaračkih delova koji se mogu otvarati i zatvarati.

(3) Postupak proizvodnje prehrambenog proizvoda za životinje ili ljude u skladu sa (2), naznačen time što je obezbeđena kombinacija od najmanje šest zatvaračkih delova. (4) Postupak proizvodnje prehrambenog proizvoda za ljude ili životinje u skladu sa jednom od tačaka od (1) do (3), naznačen time što je zatvarač izrađen od materijala otpornog na toplotu.

(5) Postupak proizvodnje prehrambenog proizvoda za životinje ili ljude u skladu sa jednom od tačaka od (1) do (4), naznačen time što je proteinska sirovina koja formira gel prilikom zagrevanja jedna između sledećih: surimi, mleveno riblje meso, kril, želatin, kolagen, gluten, belance i sojin protein, ili kombinacija dve ili više pomenutih.

(6) Postupak proizvodnje prehrambenog proizvoda za životinje ili ljude u skladu sa jednom od tačaka od (1) do (4), naznačen time što je skrobna proteinska osnova koja formira gel prilikom zagrevanja jedna između sledećih: tapioka skrob, pšenični skrob, krompirov skrob, kukuruzni skrob, pasuljev skrob, voštani kukuruzni skrob i njihovi prerađeni skrobovi, ili kombinacija dve ili više pomenutih.

(7) Postupak proizvodnje prehrambenog proizvoda za životinje ili ljude u skladu sa jednom od tačaka od (1) do (6), naznačen time što je temperatura zagrevanja ekstrudera između 60 i 110<o>C.

PREDNOSTI PRONALASKA

U skladu sa postupkom proizvodnje prema predmetnom pronalasku, moguća je masovna proizvodnja, velikom brzinom, dvoslojne hrane za životinje ili ljude kod koje je unutrašnji sloj obložen spoljašnjim slojem.

KRATAK OPIS CRTEŽA

Crtež 1 je šematska ilustracija jednog rešenja postupka u skladu sa predmetnim pronalaskom.

Crtež 2 je šematska ilustracije jednog rešenja mehanizma zatvarača koji se koristi u predmetnom pronalasku.

Crtež 3 je šematska ilustracija jednog rešenja kliznog zatvarača koji se koristi u predmetnom pronalasku.

Crtež 4 je šematska ilustracije jednog rešenja kliznog zatvarača koji se koristi u predmetnom pronalasku.

OPIS PRONALASKA

Predmetni pronalazak je postupak proizvodnje ispunjenog prehrambenog proizvoda za životinje ili ljude, kod kojeg je unutrašnja ispuna prekrivena spoljašnjim omotačem. Postupak obuhvata korišćenje ekstrudera sa dvostrukom mlaznicom da bi se simultano zagrevao spoljašnji sloj putem ekstruzivnog kuvanja i prekrivao unutrašnji sloj spoljašnjim slojem, i sečenje ekstrudiranog cilindričnog proizvoda na fiksnu dužinu, korišćenjem mehanizma zatvarača koji se podiže i spušta sinhronizovano sa brzinom kojom se oblikovani proizvod ekstrudira, dok se istovremeno spoljašnjim slojem oblaže površina preseka. Ne postoji potreba za odvojenim procesom zagrevanja spoljašnjeg sloja nakon oblikovanja, kao što je to slučaj pri proizvodnji putem korišćenja mašine za oblaganje, čime se omogućuje izrada finalnog proizvoda iz sirovine spoljašnjeg sloja u jednom koraku.

Ekstruder koji se koristi u predmetnom pronalasku može biti ekstruder sa jednim ili dva pužna vijka, sve dok obavlja funkciju ekstrudiranja i zagrevanja. Sirovina spoljašnjeg sloja se dovodi ekstruderu i gnječi, a sirovina spoljašnjeg sloja se zagreva do temperature geliranja i ekstrudira. Mlaznica za uvođenje materijala unutrašnjeg sloja u materijal spoljašnjeg sloja je postavljena blizu izlaza ekstrudera, a materijal unutrašnjeg sloja se ekstrudira u sredinu spoljašnjeg sloja, koji se ekstrudira u cilindrični oblik, da bi se formirala dvoslojna struktura.

Temperatura zagrevanja ekstrudera varira u zavisnosti od sirovine spoljašnjeg sloja; sirovina prelazi u želatinasto stanje kada je zagrejana na temperaturu između 60 i 110<o>C, poželjno između 60 i 100<o>C, a naročito poželjno između 70 i 90<o>C. Ukoliko je nadimanje dozvoljeno, proizvod se može formirati pri temperaturi višoj ili jednakoj 110<o>C. Ukoliko nije poželjno da se spoljašnji sloj nadima, poželjno je da se sirovina spoljašnjeg sloja unapred degazira.

Dvoslojni oblikovani proizvod kontinualno ekstrudiran iz ekstrudera se odvodi vertikalno nadole u mehanizam zatvarača.

Mogu se koristiti različiti tipovi mehanizma zatvarača, koji se inače koriste u mašinama za oblaganje. Da bi se na pouzdan način spoljašnjim slojem obložila površina preseka, poželjan je mehanizam zatvarača sa kliznim zatvaračem kod kojeg se uniformni oblik otvora održava pomoću većeg broja zatvaračkih delova, postepeno smanjuje i zatvara u sredini. Kako zatvarač uvlači zagrejani gel spoljašnjeg sloja oblikovanog proizvoda, koji se ekstrudira iz ekstrudera, zatvarač počinje da se steže, otvor se sužava i spoljašnji sloj oblikovanog proizvoda se konačno odseca na sredini. Zatvaranje zatvarača pre nego što se zagrejani gel, koji izlazi iz ekstrudera, ohladi, omogućava pouzdano zatvaranje.

Kada je reč o konkretnom obliku zatvarača, primeri zatvarača su prikazani u japanskim patentima 316246, 3377964 i 3415072 i japanskom patentnom modelu H05-025432 odobrenom Rheon Automatic Machinery Co., Ltd. i japanskom patentu 2641033 odobrenom Korbid Co., Ltd. Naročito je poželjna kombinacija najmanje šest zatvaračkih delova koji prilikom otvaranja i zatvaranja održavaju oblik otvora u vidu pravilnog poligona, jer ovo omogućava da se spoljašnji sloj uniformno povlači.

Poželjno je da je debljina poprečnog preseka zatvaračkih delova jednaka najmanje polovini radijusa finalnog proizvoda, da bi se na pouzdan način spoljašnjim slojem pokrila površina preseka. Na primer, ukoliko finalni proizvod ima prečnik od 26mm, odgovarajuća debljina poprečnog preseka zatvaračkog dela je približno 15mm, ili ukoliko je prečnik finalnog proizvoda 18mm, odgovarajuća debljina je približno 10mm.

Međutim, zatvarači koji se koriste u konvencijalnim mašinama za oblaganje ne mogu se primeniti u ekstruderu bez modifikacija. Da bi se uskladila sa brzinom ekstrudera, brzina otvaranja/zatvaranja i brzina vertikalnog pomeranja zatvarača moraju da se povećaju. Pored toga, zbog velike brzine delovanja i činjenice da zagrejani gel, koji izlazi iz ekstrudera, ima temperaturu između 60 i 100<o>C, zatvarač je izložen toploti i usled toga se širi. Osim toga, ukoliko je tvrd materijal, kao što je riblje brašno, uključen u sirovinu za hranu za životinje, površine zatvaračkih delova su izložene abraziji i izrazitom habanju. Da bi se prevazišao ovaj problem, zatvarač mora biti izrađen od čvrstog, kliznog materijala koji je otporan na toplotu. Konvencijalne Newlight smole imaju slabu toplotnu otpornost (60<o>C) i meke su. U predmetnom pronalasku, poželjno je da se koristi PEEK smola ili materijal koji ima uporedive ili bolje karakteristike. Ukoliko je potrebno, zatvarač se može hladiti. Konkretno, može se koristiti postupak kao što je duvanje komprimovanog ili ohlađenog vazduha.

Mehanizmi pogonjeni bregastom osovinom imaju problem sa izdržljivošću pri velikim brzinama delovanja, što onemogućava da se brzina podigne preko određenog nivoa. Predmetni pronalazak koristi pogon preko kolenastog vratila, a ne bregaste osovine. Rotaciono kretanje kolenastog vratila pogoni pronalazak, što omogućava podizanje brzine sečenja i vertikalne brzine zatvarača. Takođe, brzina se može podešavati promenom brzine vertikalnog takta. Ovaj tip pogona omogućava brzinu zatvarača od 120 do 140 taktova u minuti, ili više.

Konačni proizvod, nakon što je obložen i isečen pomoću mehanizma zatvarača, je cilindrični proizvod konstantne dužine kod kojeg je unutrašnji sloj kompletno obložen spoljašnjim slojem i može se koristiti kao hrana za životinje ili ljude, bez dodatne modifikacije.

Kod predmetnog pronalaska, važno je da se za spoljašnji sloj, koji čini spoljašnji omotač, koristi sirovina koja sadrži proteinsku sirovinu i/ili skrobnu sirovinu, koja prilikom zagrevanja formira gel. Korišćenje sirovog materijala koji se prilikom zagrevanja pretvara u gel i ima izvestan nivo otpornosti, rastegljivosti i adhezivnosti omogućava pouzdano oblaganje unutrašnjeg sloja.

Kod predmetnog pronalaska, gel indukovan toplotom podrazumeva gel koji se može formirati zagrevanjem proteina na temperaturu od 60<o>C ili više, ili zagrevanjem proteina na temperaturu od 60<o>C ili više, a zatim hlađenjem, ili gel koji se može formirati dodavanjem vode skrobu, a zatim zagrevanjem na temperaturu od 60<o>C ili više, tako da se uzrokuje gelatinizacija.

Sastav spoljašnjeg sloja može biti bilo koji, koji ima gore pomenute fizičke karakteristike i koji oblaže unutrašnji sloj, ali otkriveno je da su fizičke karakteristike gela koji se može formirati zagrevanjem proteina ili gela koji se može formirati zagrevanjem skroba pogodne za korišćenje u predmetnom pronalasku, sa gledišta mekoće, rastegljivosti. Na primer, poželjan je protein koji ima mogućnost formiranja gela, kao što je riblje meso, surimi, kril, gluten, kolagen, sojin protein, enzimski degradiran sojin protein, želatin, belance ili kombinacija dva ili više pomenutih. Poželjni skrob može biti: tapioka skrob, pšenični skrob, krompirov skrob, kukuruzni skrob, pasuljev skrob, voštani kukuruzni skrob ili prerađeni proizvodi ovih skrobova. Moguće je koristiti sastojke hrane koji sadrže velike količine ovih proteina i/ili skrobova. Zagrevanjem spoljašnjeg sloja, koji sadrži ove proteine i/ili skrobove, gel se imobiliše i unutrašnji sloj ima mekoću, zadržavajući snagu i izvestan nivo čvrstoće.

Na primer, ukoliko se surimi koristi kao spoljašnji sloj, može se proizvesti korišćenjem postupka za proizvodnju riblje paste, kao što je kamaboko (polucilindrična prerađena riblja pasta). Konkretno, 2% ili više, obične soli se dodaje surimiju, koji se ostavlja da odstoji 10 minuta, ili duže, na temperaturi od 10<o>C, ili višoj, poželjno 30<o>C do 40<o>C, a zatim zagrevanjem u trajanju od 10 minuta, ili duže, na temperaturi od 80<o>C do 90<o>C. Alternativno, ukoliko se koristi belance, mešaju se belance, skrob, riblje brašno i voda u odnosu, na primer, 1:1:2:6, a zatim se zagrevaju, čime se dobija sastav koji ima željene fizičke karakteristike.

Dozvoljeno je dodavanje različitih sekundarnih sirovina spoljašnjem sloju, u količinama koje nemaju negativan uticaj na geliranje spoljašnjeg sloja.

U slučaju hrane za životinje, dozvoljeno je dodavanje ribljeg brašna i ulja spoljašnjem sloju, u nivou koji nema negativan uticaj na geliranje spoljašnjeg sloja. U zavisnosti od vrste gela koji se koristi, moguće je dodati do 60% (masenih) ribljeg brašna ili do 30% (masenih) ulja u spoljašnji sloj. Poželjno je da se doda približno 20 do 30% (masenih) ribljeg brašna i 5 do 10% (masenih) masti.

Da bi se dodatno poboljšao kvalitet gela u spoljašnjem sloju, moguće je dodavanje aditiva koji se koriste kao agensi za poboljšavanje u proizvodima od riblje paste. Moguće je dodati skrob, polisaharidni zgušnjivač, izolat sojinog proteina, prašak za pecivo, polifosfat, belance, transglutaminaza, inhibitor proteaze. Naročito, da bi se poboljšala čvrstoća gela, sa gelom se na odgovarajući način mogu pomešati agensi za zgušnjavanje, kao što su agar, gelan guma, pululan, skrob, manan, karagenan, ksantan guma, guma od rogača, kurdlan, pektin, algininska kiselina ili so, gumarabika, hitozan, dekstrin, ili jestiva celuloza rastvorljiva u vodi.

Kao naredni poželjni aspekt spoljašnjeg sloja, prema predmetnom pronalasku, otkriveno je da toplotno indukovani gel, koji poseduje skrob kao primarnu komponentu, ima izuzetnu otpornost i mekoću. Gel dobijen dodavanjem vode skrobu, gnječenjem, a zatim zagrevanjem poseduje elastičnost, mekoću i rastegljivost. Naročito, različiti prerađeni skrobovi imaju individualne karakteristike, te je korišćenjem dva ili više tipova moguće dobiti spoljašnji sloj koji ima karakteristike kao što su izdržljivost, mekoća i rastegljivost. Na primer, moguće je kombinovati različite tipove prerađenih skrobova, kao što je kombinacija eterificiranog skroba i skroba tretiranog fosfatnom kiselinom. Moguće je dobiti još čvršći gel dodavanjem proteina, kao što je gluten ili sojin protein, skrobu. Takođe je moguće koristiti, na primer, pšenično brašno sa glutenom umesto glutena. Druge sekundarne sirovine koje se mogu dodavati su brašna žitarica, kao što je pšenično brašno, proteini, kao što je sojin protein, gluten ili belance, šećeri ili šećerni alkohol, kao što je saharoza ili skrobni sirup, agensi za zgušnjavanje, kao što su karagenan, agar, gelan guma, pululan, manan, ksantan guma, guma od rogača, kurdlan, pektin, algininska kiselina ili so, gumarabika, hitozan, dekstrin ili jestiva celuloza rastvorljiva u vodi, ili soli kao što su fosfati. Na primer, dodavanjem pšeničnog brašna skrobu, moguće je pojačati čvrstoću spoljašnjeg sloja. Pored toga, dodavanjem određene količine proteina, moguće je sprečiti lepljivost površine nakon zagrevanja.

Skrob koji se koristi u predmetnom pronalasku može biti tapioka skrob, pšenični skrob, krompirov skrob, kukuruzni skrob, pasuljev skrob, a naročito su poželjni prerađeni skrobovi dobijeni podvrgavanjem ovih skrobova eterifikaciji, acetilaciji, acetilskom ukrštavanju, eterskom ukrštavanju, ukrštavanju fosfornom kiselinom ili ukrštavanjem gelatiniranom hidropropilforsfornom kiselinom. Hrana za životinje prema predmetnom pronalasku, proizvodi se dodavanjem druge sirovine, kao što su proteini, ovim skrobovima, dodavanjem vode i gnječenjem, prekrivanjem unutrašnjeg sloja pomoću mašine za oblaganje, a zatim zagrevanjem. Alternativno, hrana za životinje prema predmetnom pronalasku može se proizvesti ubacivanjem sirovine spoljašnjeg sloja sirovine unutrašnjeg sloja u ekstruder sa dvostrukom mlaznicom, mešanjem i zagrevanjem sirovine spoljašnjeg sloja tokom istovremenog ekstrudiranja, tako da se unutrašnji sloj oblaže spoljašnjim slojem. Količina vode koja se dodaje sirovini, kao što je skrob, treba da bude takva da je mašina za oblaganje ili ekstruder mogu podneti, ali odgovarajuća količina je približno 30 do 50% (masenih). Temperatura zagrevanja ne bi trebalo da bude niža od temperature pri kojoj se skrob ili dodani protein gelira, a temperatura proizvoda bi trebalo da bude 60 do 110<o>C, poželjno 70 do 100<o>C, a najpoželjnije približno 80 do 90<o>C. Riblje ulje lako oksidira, pa prema tome treba izbegavati visoke temperature.

U predmetnom pronalasku, vlaga u spoljašnjem sloju, koji pokriva unutrašnji sloj, od toplotno indukovanog skrobnog gela, iznosi približno 25 do 50% (masenih). Kada se u ovom stanju skladišti tokom dužeg perioda, moguće je hranu za životinje skladištiti u ohlađenom ili smrznutom stanju. Pored toga, daljim sušenjem ove hrane za životinje da bi se smanjio sadržaj vlage na 10 do 20% (masenih), moguće je dobiti hranu za životinje koja ima dugačak rok trajanja. Sušenjem spoljašnjeg sloja, a takođe i dodavanjem aditiva, da bi se redukovala aktivnost vode, moguće je proizvesti hranu za životinje koja se može skladištiti tokom dužeg perioda na sobnoj temperaturi. Poželjno je da je sadržaj vode 10 do 20% (masenih), a aktivnost vode 0.8 ili manje, a još poželjnije 0.6 ili manje.

Razmatrani su različiti načini za formulaciju sastava spoljašnjeg sloja koji sadrži skrob. U slučaju hrane za životinje, zahtevani hranljivi sastojci i kalorije u hrani za životinje razlikuju se u zavisnosti od vrste i faze rasta ribe. Kako se količina ribljeg brašna ili ribljeg ulja povećava, spoljašnji sloj treba precizno formulisati. Kad je reč o suvom proizvodu, inkorporirano je najmanje 20 do 80% (masenih) skroba. U slučaju spoljašnjeg sloja kojem je dodato 25 do 50% (masenih, u odnosu na suvi proizvod) ribljeg brašna, poželjno je da se doda 20 do 65% (masenih), u odnosu na suvi proizvod, skroba, 5 do 20% (masenih) pšeničnog brašna i ukupno 5 do 15% (masenih) proteina, ulja, agensa za zgušnjavanje, soli. Poželjno je da se doda približno 1 do 5% (masenih) ribljeg ulja, 1 do 2% (masenih) fosfatnih soli, 1 do 5% (masenih) proteina i 1 do 5% (masenih) agensa za zgušnjavanje.

Kada se koristi kao sekundarna sirovina, poželjno je da je pšenično brašno tvrdo brašno, koje ima visok sadržaj glutena, ali isto tako može biti i meko brašno.

Da bi se dodatno poboljšao kvalitet spoljašnjeg sloja, moguće je dodavanje aditiva koji se koriste kao agensi za poboljšavanje hrane na bazi skroba.

U slučaju hrane za životinje, unutrašnji sloj sastoji se pretežno od ribljeg brašna i ulja, ali je takođe moguće dodavanje drugih hranljivih sastojaka, poznatih kao hranljivi sastojci za uzgoj riba, kao što su vitamini i minerali. Pored toga, iako je unutrašnji sloj obložen spoljašnjim

1

slojem, pošto nije poželjno da riblje brašno i tečno ulje curi iz unutrašnjeg sloja, moguće je stabilizovati unutrašnji sloj putem mešanja sa polisaharidom ili hidrogenizovanim uljem ili emulzifikacijom. Konkretno, kada se proizvodi u mašini, poželjno je da fizičke karakteristike unutrašnjeg materijala obuhvataju fluidnost, kao i fizičke karakteristike koje pogoduju mašinskoj obradi. Primeri polisaharida (agensi za apsorpciju masti) uključuju Q ulje (koje proizvodi Nippon Starch Chemical Co., Ltd.), a primeri hidrogenizovanih ulja uključuju Unishort K (koje proizvodi Fuji Oil Co., Ltd.) i New Fujipro SEH (koje proizvodi Fuji Oil Co., Ltd.).

Dalje, sirovine za konvencijalnu veštačku hranu za životinje, za uzgoj ribe, mogu da se dodaju unutrašnjem sloju. Na primer, proteini kao što su živa riba, brašno od lignja, kril brašno, sojino meso, i kukuruzno glutensko brašno, ulja i masti, kao što je kril ulje, kitovo ulje, sojino ulje, kukuruzno ulje, ulje repice, i hidrogenizovana ulja, materijalni na bazi skroba, kao što su skrobovi, pšenično brašno, pirinačno brašno, tapioka fino brašno, kukuruzno fino brašno, algininska kiselina ili so, polisaharidi kao što su natrijum karboksimetil celuloza (CMC), guar guma, dekstrini, hitozan, kurdlan, pektin, karagenan, manan, gelan guma, gumarabika i jestiva celuloza rastvorljiva u vodi, vitamini, minerali.

Materijal unutrašnjeg sloja sadrži 20 do 70% (masenih) ulja, a u slučaju kada se hrana za životinje koristi za prehranu velikih riba iz uzgoja, poželjno je da je sadržaj ulja 30% (masenih) ili više, još poželjnije 35% (masenih) ili više, a najpoželjnije 45% (masenih) ili biše. Visokim sadržajem masti postižu se odlični efekti u smislu rasta i efikasnosti rasta ribe iz uzgoja, ali ukoliko sadržaj ulja prelazi 70% (masenih), sadržaj drugih komponenti u mešavini mora da opada, što znači da je teško ostvariti izbalansiranu prehranu. Riblja ulja i druga ulja na biljnoj bazi su veoma fluidna i mogu se koristiti bez dodatne modifikacije, ali je poželjno da im se umanji fluidnost, korišćenjem polisaharida koji apsorbuju ulja, kao što su Vitacel WF200, Vitacel WF600 ili Vitacel WF600/30 (koje proizvodi J. Rettenmaier & Söhne GmbH Co. KG), Ulje Q No.50 ili Ulje Q-S (koje proizvodi Nippon Starch Chemical Co., Ltd.) ili dekstrina, kao što je Pine Flo (koji proizvodi Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.), proteina koji apsorbuju ulja, kao što su fermentirana soja i izoflavoni, ili hidrogenizirana ulja dobijena hidrogenizacijom ulja i masti, kao što su sojino ulje, ulje repice ili palmino ulje. Alternativno, moguće je redukovati fluidnost putem emulzifigacije ribljeg ulja. Međutim, sa gledišta digestivnih karakteristika riba, poželjno je da je sadržaj ovih komponenti, koje redukuju fluidnost, 10% (masenih) ili manje, a još poželjnije 5% (masenih) ili manje, u sastavu unutrašnjeg sloja. Riblja ulja su najpoželjnija kao ulja, ali je takođe moguće zameniti deo ribljih ulja sa drugim uljima na biljnoj bazi.

Riblje brašno, koje je esencijalna komponenta unutrašnjeg sloja, može biti jedno od mnogih vrsta ribljeg brašna ili prah ljuskara, kao što je kril, koji se obično koristi kao sirovina za hranu za životinje pri uzgoju ribe. Sadržaj ribljeg brašna je od 30 do 70% (masenih), poželjno 30% (masenih) ili više, još poželjnije 35% (masenih) ili više, a najpoželjnije 45% (masenih) ili više. Poželjno je da se unutrašnjem sloju doda ekscipijent koji ima vezivne karakteristike, kao što je polisaharid, hidrogenizirano ulje ili emulgator, da bi se sprečila dezintegracija sastava unutrašnjeg sloja.

Sa gledišta roka trajanja hrane za životinje, prema predmetnom pronalasku, aktivnost vode se može podesiti. Moguće je podesiti aktivnost vode prilagođavanjem sastava unutrašnjeg sloja ili spoljašnjeg sloja. Na primer, moguće je redukovati aktivnost vode u unutrašnjem sloju prilagođavanjem količine vode koja mu se dodaje. Pored toga, moguće je podesiti aktivnost vode dodavanjem agensa za podešavanje aktivnosti vode, kao što su soli (obične soli, natrijum malat, natrujum laktat), šećer (saharoza, laktoza, maltoza, sorbitol), šećerni alkohol, aminokiselina, jedinjenja povezana sa nukleinskom kiselinom, organska kiselina, alkohol, propilen glikol, glicerin, skrob ili protein.

Detaljan opis koji sledi je fokusiran prvenstveno na hranu za životinje, ali komponente spoljašnjeg sloja mogu da se planiraju prema sličnim kriterijumima i u slučaju prehrambenih proizvoda za ljude. Pošto nema potrebe da se razmatra nutritivna efikasnost u slučaju prehrambenih proizvoda za ljude, nasuprot hrani za životinje, postoji veliki stepen slobode pri dizajniranju proizvoda, u smislu ukusa i teksture. Spoljašnji sloj koji sadrži protein ili skrob može da se koristi za oblaganje različitih hranljivih sastojaka, kao što su pasta od pasulja, čokolada, krem, kao i povrće, voće, meso, riba, živina, jaja i žitarice. Bilo koji materijal može da se koristi za unutrašnji sloj, sve dok njegove fizičke karakteristike dozvoljavaju njegovo potiskivanje iz mlaznice ekstrudera. Unutrašnji sloj može biti prerađen ili neprerađen, i može da se sastoji od jednog sastojka ili može biti pripremljen prehrambeni proizvod.

Predmetni pronalazak biće detaljnije opisan putem radnih primera.

RADNI PRIMER 1

Uređaj za proizvodnju, konfigurisan kako je prikazano na crtežu 1, izrađen je da bi se implementirao postupak proizvodnje u skladu sa predmetnim pronalaskom. Dodavač/dozator 1 sirovine spoljašnjeg sloja meša sirovinu spoljašnjeg sloja i upumpava je u ekstruder 3. Dodavač/dozator 2 sirovine unutrašnjeg sloja upumpava posebno umešan i pripremljen materijal unutrašnjeg sloja u izlaz 4 ekstrudera preko mlaznice 5. Nakon gnječenja u ekstruderu 3, sirovina spoljašnjeg sloja se zagreva da bi se formirao zagrejani gel. Spoljašnji sloj se na izlazu ekstrudira u cilindričnoj formi, čija je unutrašnjost ispunjena materijalom unutrašnjeg sloja, koji je ubrizgan pomoću mlaznice 5, i celina je obezbeđena u vodu dvoslojnog cilindričnog proizvoda. Izrađeni dvoslojni cilindrični proizvod se konvejerom transportuje i vertikalno nadole ubacuje u mehanizam zatvarača 6. Proizvod se zaptiva i odseca na fiksnu dužinu pomoću mehanizma zatvarača 6 da bi se formirao dvoslojni oblikovani proizvod.

Da bi se omogućila proizvodnja velikom brzinom, koristi se kompletno isprepletani, korotacioni ekstruder sa dva pužna vijka (proizveden od strane Bühler), koji ima proizvodni kapacitet od 1 t/h.

Mehanizam zatvarača, konfigurisan kako je prikazano na crtežu 2, koristi se kao mehanizam zatvarača koji može da zaptiva i seče sinhronizovano sa izlaznom brzinom ekstrudera. Konkretno, motor 8 sa kontrolisanom rotacionom brzinom obrće kolenasto vratilo 9, a spojena šipka 10 pretvara rotaciono kretanje kolenastog vratila 9 u vertikalno kretanje koje podiže i spušta uređaj 12 za zatvaranje, spojen sa linearnom vođicom 11.

Zatvarač je klizni zatvarač 13, a motor 14 sa kontrolisanom rotacionom brzinom obrće kolenasto vratilo 15, dok spojena šipka 16 pretvara rotaciono kretanje kolenastog vratila 15 u napred-nazad kretanje, pomerajući pogonsku ručicu 17, spojenu sa šipkom 16, napred i nazad, a zupčanici unutar kućišta 18 pretvaraju kretanje napred-nazad pogonske ručice 17 u rotaciono kretanje, koje otvara/zatvara zatvarač. Crtež 3 je pogled odozgo na ovaj otvaračko-zatvarački mehanizam. Mehanizam se radije pogoni pomoću kolenastog vratila koje obrće motor 14, nego pomoći bregastog mehanizma, što omogućava poboljšanje čvrstoće i povećanje brzine uređaja. PEEK smola se koristi kao materijal zatvarača, kao materijal koji može da izdrži termičku ekspanziju i abraziju tokom rada pri velikim brzinama. Smole koje nisu termički otporne ne mogu da izdrže rad pri velikim brzinama.

Koristi se mehanizam zatvarača koji je konfigurisan slično zaptivno-sekućem zatvaraču firme Rheon Automatic Machinery Co., Ltd. (Japanski patent br. 3377964). Kao što je prikazano na crtežu 4, šest delova 19 zatvarača je fiksirano pomoću klizne osovinice 20; levi i desni pogled prikazuju otvoreni i zatvoreni položaj, respektivno.

RADNI PRIMER 2

Korišćenjem proizvodnih uređaja iz radnog primera 1, proizvedena je hrana za ribe dijametra 3 cm i dužine 15 cm.

Sirovina spoljašnjeg sloja je pripremljena mešanjem 18% (masenih) tapioka skroba (eterificirani skrob), 4% (masenih) voštanog skroba (pre-gelinizirani skrob ukršten sa hidropropilfosfornom kiselinom), 1% (masenih) pasuljevog skroba (acetilovani krob), 3%

1

(masenih) praha izolovanog sojinog proteina (New Fujipro SEH, koje proizvodi Fuji Oil Co., Ltd.), 3% (masenih) kril brašna, 3% (masenih) pšeničnog brašna, 1% (masenih) glutena, 0.5% (masenih) caragenana, 0.5% (masenih) di-natrijum hidrogen fosfata, 3% (masenih) belanca, 20% (masenih) ribljeg brašna, 3% (masenih) skrobnog sirupa, 2% (masenih) ribljeg ulja i 40% (masenih) vode, u kuteru.

Materijal unutrašnjeg sloja je pripremljen mešanjem 60% (masenih) ribljeg brašna, 36% (masenih) ribljeg ulja, 1.2% (masenih) hidrogeniziranog ulja, 3% (masenih) kril brašna, 2.5% (masenih) vitamina, 1% (masenih) minerala, 1.2% (masenih) kalcijum fosfata i 0.1% (masenih) organske kiseline, u mikseru.

Pomenuti materijali/sirovine se ispuštaju iz dodavača 1 sirovine spoljašnjeg sloja i dodavača 2 materijala unutrašnjeg sloja, proizvodnog uređaja iz radnog primera 1, i mešaju se i zagrevaju u ekstruderu pri brzini vijka od 450 rpm, izlaznoj temperaturi 90<o>C i izlaznom pritisku od 45 bar. Uređaj iz radnog primera 1 može da ostvari brzinu proizvodnje od 145 jedinica po minuti, pri čemu se površina preseka oblaže spoljašnjim slojem i prema tome ne dolazi do curenja sadržaja unutrašnjeg sloja.

INDUSTRIJSKA PRIMENA

Predmetni pronalazak može da obezbedi postupak za masovnu proizvodnju, velikom brzinom, hrane za životinje i ljude, koja ima dvoslojnu strukturu i sastoji se od spoljašnjeg sloja i unutrašnjeg sloja.

OPIS REFERENTNIH BROJEVA P Finalni proizvod

1 Dodavač/dozator sirovine spoljašnjeg sloja

2 Dodavač/dozator materijala unutrašnjeg sloja

3 Ekstruder sa funkcijom zagrevanja

4 Izlaz

5 Mlaznica

6 Mehanizam zatvarača

7 Konvejer

8 Motor

9 Kolenasto vratilo

10 Spojna šipka

Linearna vođica Zatvarački uređaj Klizni zatvarač

Motor

Kolenasto vratilo

Spojna šipka

Pogonska ručica Kućište

Deo zatvarača

Klizna osovinica

Vijak sa dugmastom glavom

1

Claims (7)

PATENTNI ZAHTEVI

1. Postupak proizvodnje prehrambenog proizvoda za životinje ili ljude kod koje je unutrašnji sloj obložen gelastim spoljašnjim slojem, pri čemu postupak čine sledeći koraci:

priprema sirovine spoljašnjeg sloja dodavanjem sekundarne sirovine proteinskoj sirovini i/ili skrobnoj sirovini, pri čemu proteinska sirovina i/ili skrobna sirovina formira gel prilikom zagrevanja, a sekundarna sirovina se dodaje u količini koja nema negativan efekat na geliranje spoljašnjeg sloja, zatim mešanje i priprema materijala unutrašnjeg sloja koji se oblaže materijalom spoljašnjeg sloja;

oblikovanje ekstrudiranjem, pomoću ekstrudera koji ima dvostruku mlaznicu, tako da se prekriva površina unutrašnjeg sloja uz istovremeno geliranje sirovine spoljašnjeg sloja putem zagrevanja; i

sečenje kontinualno ekstrudiranog cilindričnog proizvoda na fiksu dužinu mehanizmom zatvarača, dok se istovremeno vrši oblaganje površine preseka geliranim materijalom spoljašnjeg sloja, da bi se formirao finalni proizvod kod kojeg je unutrašnji sloj potpuno obložen spoljašnjim slojem, naznačen time što je zatvarač zatvoren pre nego što je zagrejani gel izašao iz ekstrudera, a mehanizam zatvarača je pogonjen kolenastim vratilom, pri čemu rotaciono kretanje kolenastog vratila omogućava povećanje brzine sečenja i vertikalne brzine zatvaračkog uređaja, tako da je brzina zatvaranja/sečenja 120 do 140 taktova u minuti, ili više.

2. Postupak proizvodnje prehrambenog proizvoda za životinje ili ljude prema zahtevu 1, naznačen time što je mehanizam zatvarača snabdeven većim brojem zatvaračkih delova koje se mogu otvarati-zatvarati.

3. Postupak proizvodnje prehrambenog proizvoda za životinje ili ljude prema zahtevu 2, naznačen time što je obezbeđena kombinacija od najmanje šest zatvaračkih delova.

4. Postupak proizvodnje prehrambenog proizvoda za životinje ili ljude prema jednom od zahteva od 1 do 3, naznačen time što je zatvarač izrađen od materijala otpornog na toplotu.

5. Postupak proizvodnje prehrambenog proizvoda za životinje ili ljude u prema jednom od zahteva od 1 do 4, naznačen time što je proteinska sirovina koja formira gel prilikom zagrevanja jedna između sledećih: surimi, mleveno riblje meso, kril, želatin, kolagen, gluten, belance i sojin protein, ili kombinacija dve ili više pomenutih.

6. Postupak proizvodnje prehrambenog proizvoda za životinje ili ljude prema jednom od zahteva od 1 do 4, naznačen time što je skrobna proteinska osnova koja formira gel prilikom zagrevanja jedna između sledećih: tapioka skrob, pšenični skrob, krompirov skrob, kukuruzni skrob, pasuljev skrob, voštani kukuruzni skrob i njihovi prerađeni skrobovi, ili kombinacija dve ili više pomenutih.

7. Postupak proizvodnje prehrambenog proizvoda za životinje ili ljude prema jednom od zahteva od 1 do 6, naznačen time što je temperatura zagrevanja ekstrudera između 60 i 110<o>C.

1