通过准连续的离心机运动从小吃或快餐食品中分离烹调油的方法和装置

摘要

一种连续地以低速和高速模式运转的离心分离器，用于从脆性易碎的小吃或快餐食品构成的连续流上去除表面烹调油，其中油去除过程发生在高速运转模式下，而产品以较低的动能从离心分离器卸料发生在低速模式下。

说明书

技术领域

本发明涉及用连续的方法从油炸的小吃或快餐食品和类似的产品上除去过 剩的表面油。所述产品包括以小球为基料的小吃或快餐食品、薯片和猪肉皮。这些产品 的显著特征在于其体积和较脆的片，这些片是分散的、通常无规则形状的片，尺寸通常 从10mm到100mm。

背景技术

作为背景技术，小吃食物在热油浴中烹调，在从热油浴中取出后，大量的 烹调油粘结到小吃或快餐食品的表面。在很多情况下，携带着烹调油是不希望的，这不 仅是出于最终的食品的口味的考虑，而且是考虑到烹调油的成本，这通常比小吃或快餐 食品的基料的成本还要高。

传统的方式是用批量型离心分离器将这些食品脱油。一种批量离心分离器 采用了一个大致为圆筒形的或锥形的篮，该篮可绕其竖直轴线旋转。工作中，该篮在静 止的条件下填充，一卸料门或阀将充入的食品装料保持在篮的底部。然后使篮旋转，旋 转速度足以在篮的周边产生很高的离心加速度，通常在30－60g量级，甚至更大。这一 高速旋转可以保持1或2秒之短，或15秒，或者更长些，具体取决于食品的特性和要 求的去油等级。然后停止篮的旋转，打开卸料门或阀，排出批量处理的食品。最后，关 闭门或阀，可以在篮中装入下一批需脱油的物品。通常须将这种批量型离心分离器装到 一个连续处理系统中，而这带来了若干缺点。

一个缺点是，必须提供批料储料器或其它批料积存的装置，来控制食品流 进入批量离心分离器。另一个缺点是，频繁地用离心分离器脱油，时间要求是非常严格 的。这是由于必须使产品在炸过后凉下来之前尽早地旋转起来。可以理解，随着产品冷 却下来，油就会变得更粘，并/或被吸收到产品里，从而不利于离心分离。显然，一批 进入离心分离器的最早的与最晚的产品之间的时间间隔总要长于实际脱油时间，即，高 速离心加速度下所花的时间。这样我们就看到，在同一批里脱油的程度不同，因一批里 各部分进入离心分离器的时间差别而不同。还有一个缺点是，很多设备使用者感觉成批 地处理使得本应是连续的过程变成了不连续的。考虑到上述可变的时间因素，这种感觉 是很有根据的。

一种完全连续型的离心分离器是克服上述缺陷的一种方案，如果能将其成 功地集成到上述类型的快速食品流水线上。在现有技术中存在着许多公知的连续离心分 离器。美国专利2264665中的牛奶净化离心分离器及类似装置用来分离不同密度的液体。 美国专利4205999和6267899公开了在作为废物来排放固体污物时从固体中分离液体或 回收液体的装置和方法。而且，当固体足够粗，能在排放过程中留下来，这种装置可以 用来回收固体，。

现有技术中的连续离心分离器通常以衡定的速复旋转。所以，液体和－特 别有意义－固体组分都必须在一种大动能的状态下排出转子。一些公知的离心分离器 （例如那些在美国专利4462570和6521120中公开的）在最大转子内径点处排出固体组 分，这种情况下，动能非常大。本发明处理的油炸快速食品属于非常脆的那种。在从现 有技术中的一种离心分离器中排出后,由于与离心分离器的静止的罩子或外壁碰撞，食品 会碎掉或遭受严重的毁坏。在美国专利6267899中承认这个问题，在该专利中公开了特 别的反射结构，用来在卸料步骤中改善对糖精的冲击力。这种离心分离器的再一个局限 性是固体在转子中的停留时间非常短，结果是，脱油被最小化。美国专利5160441和 6712751公开了用机械方法输送固体组分，从而卸料离转子轴线较近，这样，固体组分 排出的动能就会减小。从获得良好的生产量的意义上讲，实际转子的卸料口必须在合适 的直径处，但无论如何，固体还是会以很大的动能排出。此外，在很大重力的影响下迫 使产品横穿转子内表面会构成产品损坏的一个原因。我们相信，产品排出后损坏的问题 可以通过准连续的离心分离器的周期性的旋转速度来解决，其中产品以非常低的转速排 出，所以动能非常小。

发明内容

概括地说，本发明立足于利用准连续离心分离器从小吃或快餐食品上去除 油覆层的方法。该方法的步骤包括，从一油煎炸烹调器中将一连续的产品流供入离心分 离器，在这里，产品受到30g和更大的量级的重力。使该力在产品上保持3－6秒，然 后减速至小于1g，保持大约1－4秒，接着加速至30g或更高，然后再次减速，这一切 都是为了从较脆的产品上剥去表面油，并在低速下从离心分离器中取出产品。

本发明的准连续离心分离器包括一外罩，其安装在一机架上，并围绕着一 具有穿孔壁的离心滚筒。该滚筒内带有若干向下凸起的截头圆锥状斜槽。一个离心驱动 轴向上穿过该滚筒，轴上装有若干圆锥状折流板。一驱动马达连接于该轴，并受到一控 制器的调节，运行一循环，使得滚筒的速度从0加速到约550rpm，具体多少取决于滚 筒的直径和需要的重力加速度数，在该速度下保持约3－6秒，在此期间，滚筒中的产 品受到量级为60－70g的重力，从产品上剥离油。然后马达控制器发生作用，使滚筒减 速到一个最小的重力，这时，食物和油都在低的动能下排出滚筒。几秒后开始接下来的 一个周期。

本发明的一个总体目的是提供一食品处理系统，其采用一油煎炸烹调器， 还提供通过离心分离器的作用从产品上去除表面油的方法和装置，此间对产品的形状和 质地影响最小。

本发明的另一个目的是提供一离心分离器，其用于对比较脆弱的食品进 行油分离，并通过以周期性的旋转速度操作，使产品在非常低的转速和非常低的动能下 排出，从而使产品的损伤最小。

本发明的再一个目的是提供一多步骤的、准连续的油分离离心分离器，其 使产品从炸机出来到完成除油所用的时间最小化。

与前面的目的相关，还有一个目的是以一种方式启动和完成油分离的离心 分离器作用，该方式与通常的批量离心分离器作用相比，油炸食品冷却的机会非常小。

再进一步的一个目的是提供一种准连续的离心分离器装置，其设计之简单 和周期性的操作适合于接收热油包覆着的食品流、剥去表面油、排出产品，并且相对来 说没有损失，并处于低动能。

下面的说明书中详细描述了一优选实施例，附图中也示出了该实施例，其 中体现出本发明的上述和其它目的和特征。

附图说明

图1为本发明的一优选实施形式的离心分离器的主视图，图中局部剖视。

图2为图1所示离心分离器的一轴侧视图，其中局部剖开，以示出主要的 离心分离器部件、环形集油槽和排油管。

图3为一放大比例的轴侧视图，示出了带有穿孔内壳的离心分离滚筒、相 联的圆锥状折流板和圆锥状斜槽。

图4为沿图1中箭头4－4方向截取的一截面图，示出了离心分离器滚筒 高速旋转时产品的流动和分布。

图5为沿图1中箭头5－5截取的类似于图4的附图，示出了滚筒静止或 低速旋转时流入、穿过和流出离心分离器的产品的流动和堆积。

图6和7分别是离心分离器的运转周期内的时间对以rpm计算的离心分 离器速度和以g计算的加速度负荷的曲线。

具体实施方式

按照本发明的方法装备一种改进的离心分离装置10，用于在易碎的小吃或 快餐食品11从油煎锅（图中未示出）中浮现出来时，从其上去除其表面油。该装置在 图1和4中特别示出。装置10是一种准连续离心分离器，包括支撑架12、外罩13、竖 直延伸的驱动轴14和轴驱动装置，该轴驱动装置包括具有驱动带轮17-18和正时皮带 19的电机16。还具有一可编程的电机控制器，其或与电机16一体，或远距离安装。

参见图2和3，具有穿孔侧壁22的内滚筒21安装在轴14上，便于罩13 的径向向内旋转。三个截头圆锥状的产品斜槽23安装在与驱动轴14同心的滚筒21的 侧壁22上。安装在轴14上、每个斜槽23上方的是圆锥状折流板24。顶部26和底部 27的轴承组件分别安装在顶部和底部的水平框架构件28和29上，用于相对支撑架12 可旋转地支撑驱动轴14。各折流板24与斜槽23一起形成离心分离器的一个操作级，这 里公开的是一个三级式离心分离器。

如图1、2、4和5所示，喂料组件31相对于顶部水平框架构件28安装， 以便从一个来源（未示出）接收连续的食品供料，并在滚筒21内将这些处于向下流动 的食品散布在最上面的圆锥状折流板24上。一种产品卸料斜槽32在图1和2中示出， 其安装在所述支撑架上，以接收完成离心分离器10的脱油动作后从最下部的斜槽23 上落下的产品。如图3所示，在最下部的斜槽23处的滚筒21上固定一加强环。与此相 似，一个上加强环34固定于滚筒21的上部。

具体参见图4和5，我们看到示出了离心分离装置10的两种不同的运转模 式。图5示出滚筒21的转速在0-30rmp量级和g负荷接近0时食品11的分布。（在此 所用的符号g指的是通过离心分离器10的旋转施加到食品11上的重力，这些重力的范 围从0（常态下）到高达60-70g）。图4示出当滚筒21的旋转速度在200至600rpm量 级和g负荷在较高范围内（30-70g）时食品11的分布。需要说明的是，产品11可以连 续地引入横向进给斜槽31，不管滚筒21的旋转速度如何，而产品11可以在滚筒处于低 速时从排出斜槽32上排出。所以可以理解，当如滚筒21如图5所示以低速的模式旋转 时，食品11开始从横向进给斜槽31下落到最上部的圆锥状折流板24上，停滞在那里， 直到滚筒以加速模式旋转，于是，产品占据了图4所示的位置。滚筒一以减速的模式旋 转，产品就像瀑布一样下落，如图5中箭头36所示。还可以理解，滚筒的旋转使产品 11受到很大的g力，粘结到产品上的表面烹饪油被脱下，穿过滚筒壁上的穿孔。在低速 模式下，这样去除的油沿着罩13的内壁流到一个收集槽37，从而进入排出管38。设备 的操作员决定是否重新使用这样回收的油。据观察，采用30g这样低的加速度就可以使 一些小吃或快餐食品有效地脱油，而使用更高的g力就会使这些小吃或快餐食品毁坏。 熟悉本领域的人员均知晓，g力取决于滚筒转速和滚筒直径。所以，我们优选实用的滚 筒直径范围在约400mm与约1200mm之间。优选的高g旋转速度在约200至600rmp 之间。对于这个直径范围，0-50rmp范围内的旋转速度适合于保持小于1g。

参见图6和7，其中以图表示出了典型的滚筒速度和g负荷。下面给出三 个使用离心分离器10的产品处理的例子。

实施例

例1

将具有不规则的波纹表面质地和形状的50X40X4mm的大致块状的膨化小 丁以60kg/hr的速率直接从煎锅中连续地供入一三级离心分离器，该离心分离器的直径 为400mm。离心分离器以9.2秒的周期以如下的方式运转：

1）加速时间0.2秒；

2）在550rmp高速下旋转5秒；

3）减速时间1秒；

4）30rpm低速下旋转30秒。

将离心分离处理前后的膨化丁加以比较。刚出烹炸锅时，膨化丁是湿的， 各丁的表面包覆有或多或少的油，样品的总的油含量检测为14.4%。在离心分离后，这 些丁比先前干燥多了，样品的总的油含量检测为9.6%。

例2

本例中的膨化块为约22mm外径、7mm横截面直径的小油炸圈饼，将其 在220kg/hr速度下直接从烹炸锅供入一两级离心分离器，该离心分离器具有400mm直 径的滚筒。该离心分离器以6.2秒周期以如下模式运转：

5）加速时间0.2秒；

6）在550rpm高速下运转4秒；

7）减速时间1秒；

8）在30rpm低速下运转1秒。

将离心分离处理前后的样品进行比较。刚一离开烹炸锅，膨化块是湿的， 在块之间的空隙中有相当多的油，样品的总含油量检测为27.1%。在离心分离处理后， 膨化块比处理前显著干燥了，样品的总含油量检测为13.7%。

例3

膨化丁的形状为150mm长、横截面大约6mmX8mm的棒，将其以150kg/hr 的速度直接从烹炸锅连续地供入具有两分离级的离心分离器，该离心分离器具有 400mm直径的滚筒。离心分离器以如下方式和6.2秒的周期旋转：

9）加速时间0.2秒；

10）在550rpm高速下循环转4秒；

11）减速时间1秒；

12）在30rpm的低速下旋转1秒。

将离心分离处理前后的膨化丁样品进行比较。刚一取出烹炸锅时膨化丁是 湿的，在棒的表面上具有相当大量的油，样品的总的油含量检测为20.5%。经过离心分 离，膨化丁显得比先前明显干燥了，样品的总的油含量检测为13.1%。在所有的三个例 子中，脱油的程度都类似于传统的批量离心分离。

在此结合使用例子公开了这些本发明的实施例，用以最好地解释和描述本 发明的原理及其实际应用，从而使任何熟悉本领域的人员能够以各种实施形式最好地使 用本发明，并根据所需的特定用途而作出适当的改进。