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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Weich-
bzw. Zartmachen von Muskelprotein enthaltenden Produkten und Infundieren
von Marinaden und/oder anderen Flüssigkeiten in letztere, und
die durch solche Vorrichtungen und Verfahren hergestellten Produkte.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Das
Infundieren, Räuchern,
Pökeln,
Injizieren und Marinieren von Fleisch- und Nahrungsmittelsubstanzen
wird seit vielen Jahren praktiziert. Das anfangs üblichste
Verfahren bestand darin, das Material über lange Zeiträume hinweg
in eine Marinadelösung,
Pökellösung oder
in Salzlauge einzutauchen. Dies konnte je nach Menge an aufgenommener
Lösung
einen oder mehrere Tage dauern. Von dieser Praxis ging die Industrie
dazu über,
entweder eine Injektion mittels Nadeln oder ein Verfahren zum Massieren
bzw. Durchkneten unter Verwendung einer aufrecht stehenden, mit
dem Produkt und der Marinadelösung
gefüllten
Trommel mit einem Rührer
zu verwenden. Der mehrschauflige Rührer bewegte sich bei langsamer
Drehgeschwindigkeit mehrere Minuten in der einen Richtung und dann
in der entgegengesetzten Richtung. Zum Marinieren von Fleisch dauerte
dieser Vorgang 20 bis 30 Stunden.
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Von
dieser Praxis ging man dazu über,
die Trommel auf die Seite zu drehen, das Fleisch und die Marinadelösung einzufüllen, die
Türen zu
schließen und
die Trommel zu drehen. Schaufeln wurden in die Wände der Trommel eingebaut,
um eine größere Massage-
bzw. Knetwirkung auf das Produkt zu erzeugen. Dieses Verfahren wurde
später
durch Hinzufügen
einer Vakuumpumpe ergänzt,
um die Luft aus der Trommel zu evakuieren, so die Schaumbildung gering
zu halten und Luft aus dem Produkt zu entfernen. Dieses Verfahren
brauchte 20 bis 30 Minuten, um einen Marinierzyklus zu vollenden.
Diese Trommeln konnten eine durchschnittliche Menge von 3000 bis
5000 Pfund an Produkt, manche sogar bis zu 20.000 Pfund aufnehmen.
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Typische
Verbesserungen des Verfahrens bestanden darin, das Produkt bis fast
zum Gefrierpunkt vorzukühlen,
um die Muskeln zu versteifen und so während des Rotierens eine stärkere Massagewirkung
zu erzielen. Auch wurde CO2 während des
Drehens in die Trommel eingebracht oder es wurde ein Kühlmantel
um die Außenseite
der Trommel herum verwendet, um das Produkt weiter zu kühlen.
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Bei
diesen früheren
Verfahren resultierte die Massagewirkung auf das Fleisch in erster
Linie (a) aus den Fleischstücken
selbst, die Druck aufeinander ausübten, (b) aus den Schaufeln
(sofern vorhanden), die auf den Großteil der Fleischmasse eine Kraft
ausübten,
und (c) daraus, daß die
Fleischstücke aufgrund
der Drehung der Trommel auf die Trommelwand und auf andere Teile
fielen. Keines dieser Verfahren liefert ein direktes Massieren jedes
einzelnen Fleischstücks.
Darüber
hinaus arbeiten diese Marinier-/Knetgeräte chargenweise, getrennt von
der Haupt-Verarbeitungslinie. Mariniertes Fleisch wird entweder
mittels Auffangbehältern,
Beförderungsmitteln
oder Beschik kungswagen, die typischerweise mit 300 bis 500 Pfund
Fleisch beladen sind, in den konstanten Ablauf einer Verarbeitungsstrecke
eingebracht.
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Die
bei diesen früheren
Verfahren erzielte Aufnahme von Marinade ist für gewöhnlich auf die äußeren Abschnitte
der Fleischsubstanz beschränkt, und
es erfolgt nur eine geringe Perfusion ins Innere des Muskels. Da
die Fleischstücke
sich selbst gegenseitig massieren, nehmen die zäheren Muskeln durch das Massieren
viel weniger auf und dadurch erfolgt eine weitaus geringere Perfusion
von Marinade. Die Struktur dieses Fleisches ist sehr fest, was eine
nur minimale Infusion von Flüssigkeit
von außen gestattet.
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Die
Vakuumtrommel und andere bisher verwendete herkömmliche Trommelsysteme waren
typischerweise "Trocken"-Mariniersysteme,
wobei die Menge der in die Trommel eingebrachten Marinierflüssigkeit
der Menge der tatsächlich
in das Produkt infundierten Flüssigkeit
entspricht oder diese nur geringfügig überschreitet. Beispielsweise
werden bei der Verarbeitung von Geflügelschenkeln, um eine achtprozentige
Aufnahme von Marinadelösung
zu erzielen, pro 100 Pfund Schenkeln nur acht Pfund Marinierflüssigkeit
in die Schwenktrommel eingebracht. Somit fallen die einzelnen Stücke durcheinander
und kollidieren miteinander, während
die Flüssigkeit
vollständig
in die Produktmasse aufgenommen wird.
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Obwohl
die Art der kollidierenden Interaktion, wie sie bei Schwenktrommeln
aus dem Stand der Technik bekannt ist, in vorteilhafter Weise Protein bzw.
Eiweiß aus
dem Inneren des Produkts an die Oberfläche bringt, beschränkt sie
die erzielbare Aufnahmemenge an Marinade in unerwünschter
Weise. Der durch das Gewicht und die Wucht der Produktstücke erzeugte
innere Druck führt
nicht nur dazu, daß sich
Protein von innen zur Oberfläche
hin bewegt, sondern auch dazu, daß die Marinadelösung aus
dem Produkt heraus statt in das Produkt hinein gelangt.
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Weitere
Nachteile und Unzulänglichkeiten der
Trommelsysteme nach dem Stand der Technik bestehen darin, daß (a) sie
typischerweise die Installation, den Betrieb und die Wartung von
Vakuumpumpen erfordern, (b) die einzelnen Stücke jeder Produktcharge in
Trichtern gehalten werden und über
einen Zeitraum hinweg abstromig angeordneten Verarbeitungseinheiten
zugeführt
werden müssen
und dadurch beim Trocknen, der Alterung, beim Feuchtigkeitsgehalt
usw. signifikante Unterschiede auftreten können, was zu einem Mangel an
Produktkonsistenz und Einheitlichkeit und zu einer geringeren Qualität führt, und
(c) die kollidierende Interaktion der Produktstücke nicht nur dazu führt, daß Marinade
aus dem Produkt hinausfließt,
sondern in unerwünschter Weise
auch dazu, daß Fett
aus dem Produkt austritt.
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Das
Zartmachen von Muskelfleisch wird üblicherweise durch Aufschlitzen
oder Schneiden des Muskels mit dünnen
Klingen, wodurch die verbindenden Kollagenfasern durchtrennt werden,
durchgeführt.
Dies vermindert die Zähigkeit
des Fleisches, hat jedoch auch dahingehend eine negative Auswirkung,
daß die
Gesamtstruktur erheblich beeinträchtigt
wird. Ein natürlicheres
Verfahren zum Zartmachen, welches dem "Klopfen" des Fleisches, wie es für gewöhnlich im
Haushalt geschieht, sehr ähnlich ist,
ist wünschenswerter.
Durch dieses Verfahren wird jedoch das Protein des Muskels beschädigt.
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Somit
besteht ein Bedarf nach 1) einem verbesserten Verfahren zum Infundieren
von Marinade, 2) einem kontinuierlichen Echtzeitprozeß, welcher kontinuierlich
mariniertes Fleisch direkt dem Verarbeitungsablauf zuführt, und
3) einem effektiveren, kontinuierlichen Verfahren des Zartmachens,
welches weder das Muskelprotein ernsthaft beschädigt noch die Gesamtstruktur
des Produkts zerstört.
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Die
US-A-4,012,808 offenbart einen trommelartigen Mariniertumbler bzw.
-schwenker. Die GB-A-957,356 offenbart ein Verfahren zum Anhaften eines
Fleischstücks
an ein anderes, wobei durch Schlagen der Oberflächen mit flexiblen Seilen oberflächliche
Einschnitte in den Kontaktflächen
der beiden Stücke
erzeugt werden. Die US-A-4,467,497 offenbart eine Technik zum Erzeugen
dünner
Scheiben von gefrorenem Fleisch, wobei dicke Stücke von gefrorenem Fleisch
zwischen einem konvergierenden Paar von Förderbändern befördert werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Spezielle
und bevorzugte Aspekte der vorliegenden Erfindung werden in den
begleitenden unabhängigen
und abhängigen
Ansprüchen
ausgeführt.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung befriedigen die Bedürfnisse und vermindern die Probleme,
die oben diskutiert wurden. Eine Ausführungsform der Erfindung liefert
eine Vorrichtung und ein kontinuierliches Verfahren zum Infundieren
von Marinierflüssigkeiten,
Lösungen
(z.B. zum Räuchern, Pökeln usw.)
oder irgendeiner anderen Art einer Behandlungsflüssigkeit in Fleisch- und Nahrungsmittelsubstanzen.
Die Erfindung liefert auch ein neuartiges, durch das erfindungsgemäße Verfahren
hergestelltes Produkt. Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß einer
Ausführungsform
beinhaltet typischerweise die folgenden Schritte: 1) kontrolliertes
Pressen, um die natürliche
Rahmenmatrix der Materialstruktur aufzubrechen bzw. aufzutrennen,
und 2) Massieren der Nahrungsmittel- oder Fleischsubstanz, während sie
einer Flüssigkeit
ausgesetzt, vorzugsweise entweder darin eingetaucht oder damit übergossen
wird, um die Aufnahme der Flüssigkeit
in die Struktur zu ermöglichen.
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Der
erste Schritt des Verfahrens benutzt vorzugsweise ein Einklemmverfahren,
um durch Pressen zwischen zwei Oberflächen, die einen variierenden
Grad an Weichheit haben können,
die Struktur aufzubrechen. Jede Oberfläche ist vorzugsweise verformbar
und kann sich an die Form des Materials anpassen und diese Form
während
des Pressens umgeben. Eine solche Formgebung kann auch harte Oberflächenkontaktpunkte
und Bereiche mit hoher Belastung, wie die Kanten von Knochen, die
Teile des Produkts beschädigen
können,
verringern. Es wird darauf geachtet, daß nur der strukturelle Rahmen
der Substanz und nicht die einzelnen Proteinfasern eingerissen werden.
Nach dem Schritt des Pressens kann der Massageschritt beispielsweise
ein Tauchbad mit wirbelnder Strömung
sowie Finger benutzen, um den Hauptteil des Materials zu manipulieren.
Dies öffnet
die Matrix bzw. schließt
sie auf und setzt so den Innenraum einer Infusion von Marinade oder
einer anderen Lösung
aus.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung liefert ein Verfahren zum Behandeln von
Lebensmitteleinheiten mit einzelnen Proteinfasern, die zumindest
teilweise mit einer Kollagenprote inschicht bedeckt sind. Das Verfahren
beinhaltet den Schritt des Pressens der Lebensmitteleinheiten unter
Verwendung eines verformbaren Materials, welches sich während des
Preßschritts
an die Lebensmitteleinheiten anpaßt und sie zumindest teilweise
umgibt. Bei dem Preßschritt
wird unter Verwendung des verformbaren Materials Druck derart auf
die Lebensmitteleinheiten aufgebracht, daß die Kollagenproteinschicht ausreichend
einreißt,
um eine Öffnung
durch sie hindurch zu bilden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
beinhalten die behandelten Lebensmitteleinheiten Muskelprotein,
und das Verfahren beinhaltet den Schritt des Pressens der Lebensmitteleinheiten
zwischen einer ersten Schicht eines verformbaren Materials mit einer
ersten Oberfläche
und einer zweiten Schicht eines verformbaren Materials mit einer
zweiten Oberfläche.
Die erste und die zweite Oberfläche
passen sich während
des Pressens den Lebensmitteleinheiten an und umgeben sie zumindest
teilweise. Vorzugsweise wird in dem Preßschritt ein Druck auf die Lebensmitteleinheiten
aufgebracht, die im Bereich von etwa 13,8 bis etwa 827,4 KPa (etwa
2 bis etwa 120 psi Überdruck)
liegt.
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Eine
weitere Ausführungsform
liefert eine Vorrichtung zum Pressen von Lebensmitteleinheiten, die
folgendes beinhaltet: ein erstes drehbares, kontinuierliches Band
mit einem kontaktierenden Lauf, wobei der kontaktierende Lauf eine
Kontaktoberfläche
und eine Bewegungsrichtung hat, ein zweites drehbares, kontinuierliches
Band mit einem pressenden Lauf mit einer zu der Kontaktoberfläche benachbarten
Preßoberfläche, wobei
das zweite Band so betreibbar ist, daß der pressende Lauf sich ebenfalls in
der Bewegungsrichtung bewegt, und zumindest eine Rolle, die gegen
den pressenden Lauf positioniert ist, so daß die erste Rolle die Preßoberfläche in einer
Art und Weise, die wirksam ist, um Lebensmitteleinheiten zu pressen,
wenn sie zwischen dem pressenden Lauf und dem kontaktierenden Lauf
in Bewegungsrichtung transportiert werden, zu der Kontaktoberfläche drückt. Das
erste kontinuierliche Band ist aus einem verformbaren Material hergestellt,
und das zweite kontinuierliche Band ist aus einem verformbaren Material
hergestellt, so daß die Preßoberfläche und
die Kontaktoberfläche
sich an die Lebensmitteleinheiten anpassen und diese zumindest teilweise
umgeben, wenn die Lebensmitteleinheiten zwischen den Oberflächen gepreßt werden.
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Eine
weitere Ausführungsform
liefert eine Vorrichtung zum Pressen von Lebensmitteleinheiten, welches
folgendes beinhaltet: eine Haltestruktur, die eine Haltestrukturabdeckung
mit einer Haltestrukturfläche
aufweist, und eine Preßstruktur,
die eine Preßstrukturabdeckung
mit einer Preßstrukturfläche aufweist.
Die Preßstruktur
ist zum Pressen von Lebensmitteleinheiten zwischen der Preßstrukturabdeckung und
der Haltestrukturabdeckung in Richtung der Haltestruktur hin- und
herbewegbar. Die Haltestrukturabdeckung ist aus einem verformbaren
Material gebildet und die Preßstrukturabdeckung
ist aus einem verformbaren Material gebildet, so daß die Haltestrukturfläche und
die Preßstrukturfläche sich
an die Lebensmitteleinheiten anpassen und diese zumindest teilweise
umgeben, wenn die Lebensmitteleinheiten zwischen den Oberflächen gepreßt werden.
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Eine
weitere Ausführungsform
liefert eine Vorrichtung zum Infundieren einer Flüssigkeit
in Lebensmitteleinheiten, wobei die Vorrichtung folgendes beinhaltet:
einen Behälter
zum Aufnehmen einer Flüssigkeitsmenge
auf einem Flüssigkeitsniveau,
einen Beförderer
bzw. Beschicker, der sich unterhalb des Flüssigkeitsniveaus zumindest
durch einen Teil des Behälters
erstreckt, so daß der Beförderer die Lebensmitteleinheiten
kontinuierlich durch die Flüssigkeit
bewegt, und eine Mehrzahl von Kontaktgliedern, die oberhalb des
Beförderers
angeordnet sind und sich zu diesem hin erstrekken, so daß die Kontaktglieder
mit den Lebensmitteleinheiten in Kontakt kommen und sie massieren,
wenn sie sich durch die Flüssigkeit
bewegen.
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Eine
weitere Ausführungsform
liefert eine Vorrichtung zum Infundieren einer Flüssigkeit
in Lebensmitteleinheiten, die folgendes beinhaltet: eine Trommel,
die mit der darin enthaltenen Flüssigkeit auf
einem Flüssigkeitsniveau
drehbar ist, wobei die Trommel spiralförmige Schnecken und eine sich durch
die Schnecken erstreckende longitudinale Öffnung aufweist, so daß sich der
Flüssigkeitsspiegel teilweise
in die longitudinale Öffnung
hinein ausdehnt, und zumindest ein Paddel, das in der longitudinalen Öffnung der
drehbaren Trommel drehbar so montiert ist, daß das Paddel mit der Flüssigkeit
in Kontakt kommt.
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In
einer Ausführungsform
wird eine Vorrichtung zum Behandeln von Lebensmitteleinheiten bereitgestellt,
die folgendes beinhaltet: eine kontinuierliche Presse mit zwei Schichten
aus verformbarem Material, zwischen welchen die Lebensmitteleinheiten
aufnehmbar sind, um durch Pressen ein gepreßtes Produkt zu erzeugen, wobei
die beiden Schichten Oberflächen
haben, die sich beim Pressen an die Lebensmitteleinheiten anpassen
und diese zumindest teilweise umgeben. Die Vorrichtung beinhaltet
weiterhin eine Vorrichtung zum Infundieren einer Flüssigkeit
mit: einem Behälter
zum Aufnehmen einer Flüssigkeit,
einen Nahrungsmittelleiter, der so positioniert ist, daß er das
gepreßte
Produkt kontinuierlich durch die Flüssigkeit leitet, und zumindest
ein Kontaktglied, das in wirksamer Weise so positioniert ist, daß es das gepreßte Produkt
kontaktiert und massiert, wenn es kontinuierlich durch die Flüssigkeit
geleitet wird.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Behandeln von
Lebensmitteleinheiten mit einzelnen Proteinfasern, die zumindest
teilweise von einer Kollagenproteinschicht bedeckt sind, bereitgestellt,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet: (a) Aufbringen
eines Drucks auf die Lebensmitteleinheiten, der so wirkt, daß die Kollagenproteinschicht
ausreichend eingerissen wird, um eine Öffnung dadurch zu bilden, und
(b) Infundieren einer Behandlungsflüssigkeit in die Lebensmitteleinheiten
durch die Öffnung,
vorzugsweise durch Zusammenpressen der Lebensmitteleinheiten, während die
Lebensmitteleinheiten durch die Behandlungsflüssigkeit bewegt werden.
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Das
erfindungsgemäße kontinuierliche
Infusionssystem einer Ausführungsform
kann Flüssigkeitsinfusions-/-aufnahmemengen
von bis zu 50 Gew.-% oder mehr auf Basis des ursprünglichen
Gewichts des Produkts bereitstellen. Das erfindungsgemäße System
gemäß einer
Ausführungsform
verbessert auch erheblich das Ausmaß der Wasserbindung innerhalb
des Produkts, so daß gegenüber derzeitigen
Ausbeuten die Gesamtausbeute um etwa 10 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%
gesteigert werden kann. Das erfindungsgemäße System gemäß einer
Ausführungsform
verhindert auch, daß Fett
und andere erwünschte
Komponenten aus dem Produkt herausgedrückt werden.
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Das
erfindungsgemäße System
gemäß einer Ausführungsform
kann vollständig
angepaßt
werden, um für
jede Art von Produkt, wie Geflügel,
Fleisch, Fisch oder andere, sowie für jede bestimmte Art von Produktstücken oder
-schnitten eine optimale Behandlung und Flüssigkeitsaufnah me bereitzustellen. In
dieser Hinsicht können
die Ausführungsparameter des
erfindungsgemäßen Systems
gemäß einer
Ausführungsform
je nach Wunsch variiert werden, um die endgültige Menge an aufgebrachtem
Druck, die Geschwindigkeit der Druckerhöhung, die Anzahl und die Dauer
des wiederholten Pressens, die Richtung der Druckaufbringung, die
Orientierung des Produkts usw. zu optimieren. Das erfindungsgemäße System gemäß einer
Ausführungsform
kann auch so eingestellt werden, daß es die Bewegung von Protein
aus dem Inneren des Produkts zur Oberfläche des Produkts herbeiführt und
optimiert.
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Zusätzlich zu
diesen Nutzen und Vorteilen eliminiert oder verringert das erfindungsgemäße System
gemäß einer
Ausführungsform
jegliche Beschädigung
des Muskelproteins oder der Gesamtstruktur des Produkts. Darüber hinaus
kann das erfindungsgemäße System
gemäß einer
Ausführungsform
bei Umgebungsdruck ausgeführt
werden, wodurch die Notwendigkeit des Kaufs, der Installation, des
Betriebs und der Wartung teurer Vakuumpumpen und anderer ähnlicher
Ausrüstungsgegenstände ausgeräumt wird.
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Weitere
Ziele, Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden für
Fachleute auf dem Gebiet beim Studium der begleitenden Zeichnungen
und beim Lesen der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
offensichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 veranschaulicht
ein System aus Stempel bzw. Kolben und Kavität, welches in der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, um ein Produkt 2 zu pressen. 1 stellt
das System in einer geöffneten
(d.h. nicht pressenden) Position dar.
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2 veranschaulicht
das System aus Stempel und Kavität
in einer geschlossenen (d.h. pressenden) Position.
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3 veranschaulicht
eine Ausführungsform 50 einer
kontinuierlichen Preßvorrichtung,
wie sie durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird.
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4 veranschaulicht
eine Muskelstruktur in Fleisch vor irgendeiner Preßbehandlung.
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5 veranschaulicht
die Muskelstruktur in Fleisch, nachdem sie gemäß der vorliegenden Erfindung
gepreßt
wurde.
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6 veranschaulicht
die gepreßte
Muskelstruktur in Fleisch nach dem Infusionsschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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7 veranschaulicht
eine Ausführungsform 20 einer
Flüssigkeits-(z.B.
Marinade-)Infusionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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8 ist
eine Seitenaufrißansicht
der Ausführungsform 150 einer
Bandpresse gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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9 ist
eine Aufrißansicht
vom Einlaßende der
erfindungsgemäßen Bandpresse 150.
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10 ist
eine perspektivische Ansicht vom Einlaßende einer Flüssigkeitsinfusionsvorrichtung 180 gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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11 ist
eine Seitenaufrißansicht
der Infusionsvorrichtung 180 gemäß der vorliegenden Erfindung.
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12 ist
eine Aufrißansicht
von hinten auf eine sich drehende Trommel 184, die in der
erfindungsgemäßen Infusionsvorrichtung 180 verwendet wird.
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13 ist
eine schematische Aufrißansicht von
hinten auf die sich drehende Trommel 184 mit einem darin
angeordneten Schaufelrad 192.
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14 ist
eine schematische Seitenaufrißansicht
einer Ausführungsform 250 der
Infusionsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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15 ist
eine perspektivische Ansicht vom Einlaßende einer sich drehenden
Trommel 252, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 250 verwendet
wird.
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16 ist
eine perspektivische Ansicht vom Auslaßende einer sich drehenden
Trommel 252.
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17 veranschaulicht
schematisch eine Ausführungsform 130 der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
und des Verfahrens, die eine erfindungsgemäße Bandpresse 150 und
eine erfindungsgemäße Infusionsvorrichtung 250 beinhaltet.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
verwendet vorzugsweise zwei Schritten. Im ersten Schritt wird die
Rahmenstruktur aufgebrochen und der Muskel in dem Fleisch oder Nahrungsmittelmaterial
auf die Infusion vorbereitet. Der zweite Schritt ist ein Infusionsvorgang.
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Schritt #1: Strukturveränderung:
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Eine
Ausführungsform 1 einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Verwendung beim Betrieb des ersten Schritts des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist in den 1–3 gezeigt.
Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 wird
das Produkt, entweder ein Nahrungsmittel oder Fleisch 2, in
einen Kompressionsbereich 4 (siehe 1 und 2)
eingebracht. Dieser Bereich weist vorzugsweise zwei harte Oberflächen 6 und 8 auf,
die von einem dicken verformbaren Material 10 bedeckt sind. Dieses
Material wird so ausgewählt,
daß es
sich an die Form des Produkts 2, insbesondere im Falle
eines nicht homogenen Materials, wie einer knochenhaltigen Fleischscheibe,
anpaßt.
Diese beiden Oberflächen
beinhalten vorzugsweise eine feste Oberfläche 6 und eine sich
schließende,
bewegbare Oberfläche 8.
Hinter der bewegbaren Oberfläche
steht natürlich
eine Kraft, wie z.B. ein Schraubenantrieb, ein Pneumatik- oder Hydraulikzylinder
oder eine andere solche mechanische Vorrichtung 54.
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Die
feste Oberfläche 6 besitzt
vorzugsweise eine haltende bzw. aufnehmende Geometrie – sie ist z.B.
ein "U"- oder "V"-förmiger
Trog –,
um die Bewegung des Produkts zu steuern. Die sich bewegende Oberfläche 8 (z.B.
ein Stempel, wie in den 1–3 gezeigt)
hat vorzugsweise eine korrespondierende Profilform. Das Produkt
wird mittels eines Beförderers 5 in
den Kompressionsbereich 4 gebracht.
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Die
bewegliche Oberfläche 8 wird
so betrieben, daß sie
auf die feste Oberfläche 6 trifft
und so das Produkt 2 einklemmt oder preßt. Einzelne oder mehrere Pressen 6 und 8 können je
nach Betriebsdruck der Presse und Widerstandsfähigkeit der Bindegewebe wünschenswert
sein. Es kann auch wünschenswert
sein, zwischen den Preßvorgängen Marinadelösung auf
das Produkt zu sprühen,
um ein gewisses Maß an
Infusion in die Muskelstruktur zu ermöglichen. Dies trägt auch
zur Erzeugung eines unnatürlichen
Turgordrucks innerhalb des Produkts bei, was ein vorteilhaftes Zusammenbrechen
der Struktur unterstützt.
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Eine
Muskelstruktur besteht aus Proteinfasern 12, die in Kollagenproteinfasern 14,
wie Perimysium- und Endomysiumhüllen
(siehe 4), eingeschlossen sind. Diese Bündel werden
unter Bildung größerer Bündel, die
typischerweise auch in Kollagenproteinhüllen, aus denen die Muskelfasern
(Faszikel) bestehen, eingebunden sind, miteinander vereinigt. In
dem erfindungsgemäßen System
wird auf diese Bündel
eine Normalkraft bzw. eine senkrecht (d.h. rechtwinklig) ausgerichtete
Kraft aufgebracht, so daß die
Kollagenproteinschichten und der strukturelle Rahmen belastet und
aufgebrochen werden. Dieses Aufbrechen der Kollagenschichten und
des Rahmens 14 anstelle der einzelnen Proteinfasern 12 reduziert
die Bindungskräfte,
die die Proteinfasern an Ort und Stelle halten, erheblich. Dies
wiederum schließt
die innere Struktur der Muskelfaser auf, was das Eintreten von Marinadelösung erlaubt.
Darüber hinaus öffnen sich
die Proteinfasern 12, die einander aufgrund ihrer ähnlichen
Ladungen abstoßen,
sobald die Kollagenstruktur 14 modifiziert und so die organisierte
Struktur des Muskels unterbrochen wurde, und stellen somit mehr
Raum für
das Infundieren der Marinade bereit. Weitere Bindungsstellen an
den Proteinen 12 werden für das Anbinden von Wasser in
wünschenswerter
Weise freigelegt.
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Dies
stellt gegenüber
herkömmlichen
Massagesystemen, die nicht direkt die Produktstruktur behandeln,
eine große
Verbesserung bereit. Der erfindungsgemäße Ansatz dient auch dazu,
die Kollagenschichten und den Rahmen des Fleisches, die Zähigkeit
verursachen, aufzubrechen, was ein zarteres Produkt liefert. Eine
zähe Rindfleischscheibe kann
anhand dieses Verfahrens ohne die Verwendung eines "Haumessers" zum Durchschneiden
der Muskelfasern zart gemacht werden.
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Das
dicke verformbare Abdeckmaterial 10 auf beiden Oberflächen 6 und 8 dient
dazu, das Produkt mit einer Preßkraft
zu umgeben. Dies ist wichtig, da im Falle von Fleisch ein Ziel des
erfindungsgemäßen Verfahrens
darin besteht, eine senkrechte Kraft auf die Proteinfasern aufzubringen,
die deren Beschädigung
verringert. Die Härte
der verformbaren Abdeckung 10 auf den Oberflächen und
die Kraft, die die bewegliche Oberfläche 8 zu der festen
Oberfläche 6 hin
bewegt, können
einfach variiert werden, wie es notwendig ist, um im allgemeinen
jede geeignete Aufbrechkraft, die zum Aufbrechen der Kollagenschicht
und -struktur gewünscht
ist, bereitzustellen. Die durch das erfindungsgemäße System
bereitgestellte umgebende Druckkraft behandelt im wesentlichen alle
Produktstücke
einzeln, was gegenüber
herkömmlichen
Massagesystemen, die alle Stücke
als Masse gleichzeitig behandeln, ein großer Vorteil ist. Beispiele
geeigneter verformbarer Materialien 10 beinhalten, sind
jedoch nicht beschränkt
auf die folgenden: Gummi, Silikon, Polyurethan, Polyethylen, Neopren
oder irgendeinen industriell erhältlichen
synthetischen Gummi. Wie Fachleute auf dem Gebiet verstehen werden,
ist das verformbare Material 10 vorzugsweise z.B. entweder
ein natürlicher
oder ein synthetischer Gummi mit geschlossener Zellstruktur, der gereinigt
werden kann.
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Wie
oben angegeben, beinhaltet die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte
Preß- oder Klemmvorrichtung 1 (a)
eine Kavität 4,
die von einer weichen, dicken Abdeckung 10 aus natür lichem
oder synthetischem Gummi umhüllt
ist, und (b) einen Stempel 8, der in der Kavität aufnehmbar
ist und eine der Form der Kavität
entsprechende Form und vorzugsweise dieselbe Dicke wie die Abdeckung 10 hat. Die
Dicke jeder Abdeckung 10 liegt typischerweise im Bereich
von einem halben bis etwa einem Zoll oder mehr und ist vorzugsweise
größer als
die Dicke der Produktstücke 2.
Die Härte
der Abdeckung 10 liegt, abhängig von der Art des Fleisches,
vorzugsweise im Bereich von etwa 20 bis etwa 80. Für Geflügel- und Schweinefleisch
wird vorzugsweise eine Härte
von etwa 20 bis etwa 50 verwendet. Für die Verarbeitung von Rindfleisch
liegt die Härte
der Abdeckungen 10 vorzugsweise im Bereich von etwa 40
bis etwa 80. Eine Härte
von etwa 20 bis etwa 30 wird bevorzugt bei der Verarbeitung von
Fisch verwendet.
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Um
einen kontinuierlichen Betrieb und Durchsatz bereitzustellen, beinhaltet
die erfindungsgemäße Preßvorrichtung
vorzugsweise eine Mehrzahl von linear oder umlaufend angeordneten
Preßkammern 4.
Eine Ausführungsform 50 der
erfindungsgemäßen kontinuierlichen
Vorrichtung ist in 3 dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 50 beinhaltet
eine Mehrzahl U-förmiger,
in einem sich drehenden Schaufelrad 52 vorgesehener Preßkammern 4.
Die Vorrichtung 50 beinhaltet weiterhin eine Mehrzahl von
Stempeln 8, die oberhalb des Schaufelrades 52 hin-
und herbewegbar positioniert sind. Die Stempel 8 verwenden
Mechanismen 54 zum Variieren des Drucks der Stempel 8 in
die Kavitäten 4. Wie
es sich für
Fachleute auf dem Gebiet versteht, beinhalten Beispiele geeigneter
Druckmechanismen 54 Pneumatik- oder Hydraulikzylinder mit
geeigneten Druckreglern oder mechanische Preßsysteme mit zugehörigen Druckanzeigen
und -steuerungen.
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Die
erfindungsgemäße Preßvorrichtung
beinhaltet vorzugsweise weiterhin: einen Beschicker 56,
eine Schütte 58 mit
einem flexiblen Endstück 60 für das Zuführen des
Produkts 2 in die sich drehenden Kavitäten 4, einen Aufbau 62 aus
Motor und Antrieb zum Antreiben des Schaufelrades 52, Sprühdüsen (nicht
gezeigt) vor und hinter jeder Preßstation für das Einsprühen von
Marinadelösung
in die Kavitäten 4 vor
und nach jedem Pressen, Niederhaltestangen 64 aus Gummi,
die lösbar
an den Stempeln 8 und in den Behältern 4 befestigt
sind, um die Abdeckungen 10 an den Stempeln 8 und
den Kavitäten 4 zu
befestigen, um die funktionale Position der Abdeckungen 10 während des
Betriebs beizubehalten und ein rasches Entfernen der Abdeckungen 10 zur
Reinigung zu unterstützen,
und einen Aufbau 66 zum Befördern der ausfließenden Massen
für das
kontinuierliche Aufnehmen und Befördern von gepreßtem Produkt
aus den Radkavitäten 4.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
bestimmt sich die Gesamtwirkung auf die Integrität des Muskelgewebes aus der
aufgebrachten Druckmenge. Herkömmliche
Tumbler bzw. Schwenker rufen kein Aufbrechen der Struktur in dem
Produkt in einem vergleichbaren Ausmaß hervor und haben eine Infusion
von Marinadelösung
nur von außen
und in die Oberfläche
zur Folge. Um in einem Tumbler eine vergleichbare Menge an äußerem Druck
auf das Produkt zu erhalten, müßte dasselbe
Produkt wiederholten Pressungen ausgesetzt werden, was das Gesamterscheinungsbild
des Muskels zweifelsfrei verunstalten würde.
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Die
durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 oder 50 ausgeübte Kraft
erhöht
den inneren (Turgor-)Druck in dem Produkt bis zu einem Punkt, der ausreichend
ist, um die strukturellen Hüllen
oder andere Kollagenschichten 14, die die Faserbündel 15 abdecken,
einzureißen,
um so Risse oder andere Öffnungen 17 für die Infusion
von Marinadelösung oder
einer anderen Flüssigkeit
zu erzeugen. Die weichen, verformbaren Abdeckungen 10,
die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verwendet werden, erlauben auch das Aufbringen von viel größeren Drücken auf
das Produkt 2 ohne eine Beschädigung der Proteinfasern 12.
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Darüber hinaus übt im Gegensatz
zu den Klopfern und/oder harten Preßvorrichtungen, die bisher
in der Technik verwendet wurden, die erfindungsgemäße Vorrichtung
Druck auf das Produkt nicht in einer solchen abrupten, unmittelbaren
Art aus. Vielmehr können
die Weichheit und/oder die Dicke der Abdeckungen 10 und
die Geschwindigkeit der Stempel 8 je nach Wunsch variiert
werden, um: die Geschwindigkeit des Druckaufbaus zu verlangsamen, zu
ermöglichen,
daß die
einzelnen Produktstücke 20 sich
während
des Pressens verschieben und/oder ausbalancieren, die Preßkraft um
die Produktstücke 20 herum
gleichmäßig zu verteilen
und jegliche Beschädigung
der Proteinfasern 12, der Knochen, der Haut oder der Gesamtstruktur
des Produkts zu verhindern.
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Für jede beliebige
Art von Produkt, für
jedes Stück
oder jede Scheibe des Produkts kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 oder 50 verwendet
werden, um durch selektives Anpassen oder Variieren der letztendlich
aufgebrachten Druckmenge, der Rate oder Geschwindigkeit, mit der
der endgültige Druck
erreicht wird, der Häufigkeit,
mit der das Produkt gepreßt
wird, des Umfangs und der Rate des Drucks, die bei jedem Preßschritt
verwendet werden, und der Richtung der Druckaufbringung und/oder
der Orientierung des Produkts eine optimale Infusion und optimale
strukturelle Ergebnisse zu erzielen.
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Die
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 50,
wie sie in 3 dargestellt ist, beinhaltet
drei Preßkolben 8,
die erlauben, daß jedes Produktstück 20 bis
zu dreimal gepreßt
wird, wobei davon ausgegangen wird, daß jeder einzelne Stempel 8 das
Produkt 20 nicht öfter
als einmal preßt. Durch
das in dieser Weise erfolgende Pressen und Freigeben des Produkts 20 kann
der Muskel zurückspringen
bzw. zurückschnappen
und sich für
weiteres Pressen in einer anderen Konfiguration und/oder Position
präsentieren.
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In
Stufe 1 des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird Druck vorzugsweise in einer Menge und mit einer Geschwindigkeit
auf das Produkt 20 aufgebracht, die so wirken, daß die Hüllen oder
anderen Schichten aus Kollagenprotein einreißen, ohne daß die Proteinfasern
beschädigt
werden. Die Menge und die Geschwindigkeit der Druckaufbringung übersteigen
somit die Streckfestigkeit der Kollagenschichten/-hüllen, ohne
die Umfangsfestigkeit (hoop strength) der einzelnen Muskelproteine
zu überschreiten.
In den meisten Fällen
liegen die Menge und die Geschwindigkeit des auf das Produkt aufgebrachten
Drucks vorzugsweise genau unterhalb der Grenze der Umfangsfestigkeit
(hoop strength) der Proteinfasern 12.
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Eine
alternative Ausführungsform 150 der
erfindungsgemäßen Preßvorrichtung
ist in den 8 und 9 dargestellt.
Die erfindungsgemäße Preßvorrichtung 150 ist
eine doppelte Beförderungsvorrichtung,
die vorzugsweise folgendes beinhaltet: einen Rahmen oder eine andere
Stützstruktur 152,
ein kontinuierliches unteres Band 154, das drehbar in dem
Rahmen 152 montiert ist, ein kontinuierliches oberes Band 156,
das oberhalb des unteren Bandes 154 drehbar in dem Rahmen 152 montiert
ist, mindestens eine Preßrolle
(vorzugsweise mindestens zwei) 158, die einstell bar unterhalb
des und gegen den oberen tragenden Lauf 160 des unteren
Bandes 154 positioniert ist (sind), mindestens eine obere Preßrolle (vorzugsweise
mindestens zwei) 162, die einstellbar oberhalb des und
gegen den unteren Preßlauf 164 des
oberen Bandes 156 positionierbar ist (sind), und vertikale
Seitenwände 166,
die für
das Halten des durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 150 beförderten
Produkts auf jeder Seite der Bänder 154 und 156 positioniert
sind. Wie es sich für
Fachleute auf dem Gebiet versteht, beinhaltet die erfindungsgemäße Vorrichtung 150 auch
Motoren, Bänder,
Ketten, Zahnkränze
und/oder Flaschenzüge
für den
direkten oder indirekten Antrieb der Bänder 154 und 156.
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Die
Bänder 154 und 156 werden
typischerweise gegenläufig
angetrieben, so daß sich
der tragende Lauf 160 und der Preßlauf 164 in derselben Bewegungsrichtung 165 bewegen.
Die Geschwindigkeiten der Bänder 154 und 156 sind
vorzugsweise im wesentlichen identisch. Wenn es gewünscht ist,
können
die Bänder
jedoch auch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betrieben werden,
um das Produkt dazu zu bringen, daß es rollt oder sich dreht, während es
gepreßt
und durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 150 bewegt
wird. Das untere Band 154 ist vorzugsweise länger als
das obere Band 156, so daß die Lebensmitteleinheiten
in geeigneter Weise und kontinuierlich auf dem aufstromigen Abschnitt des
tragenden Laufs 160 plaziert und dann zum Pressen in das
obere Band 156 befördert
werden können.
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Wie
bei den Abdeckungen 10, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 verwendet
werden, sind das untere Band 154 und das obere Band 156 der
erfindungsgemäßen Vorrichtung 150 vorzugsweise
jeweils aus einem dicken, verformbaren Material der oben beschriebenen
Art gebildet, welches bei der Ausführung der erfindungsgemäßen Preßbehandlung
das Produkt umgibt. Das Material ist vorzugsweise ein natürliches
oder synthetisches Material oder eine ähnliche Substanz mit geschlossener
Zellstruktur, das bzw. die leicht zu reinigen ist. Darüber hinaus
ist vorzugsweise mindestens eines der Bänder 154 oder 156 (typischerweise
das obere Band 156) in Bezug auf das andere vertikal bewegbar,
so daß,
falls gewünscht,
zwischen den Bändern
eine Lücke
von einstellbarer Breite geschaffen werden kann. Wie es sich für Fachleute
auf dem Gebiet versteht, kann die Lücke von Hand erzeugt werden
oder sie kann unter Verwendung von Hydraulik- oder Pneumatikzylindern
und -steuerungen erzeugt werden, die auch so betreibbar sind, daß sie während des
kontinuierlichen Preßvorgangs
einen konstanteren Preßdruck
aufrechterhalten.
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Die
Preßrollen 158 und 162,
die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 150 verwendet
werden, wirken auf die Bänder 154 und 156 ein
und beschränken
diese, so daß das
durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 150 beförderte Produkt
gepreßt
und massiert wird. Um die Behandlung des bestimmten durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 120 beförderten
Produkts zu optimieren, können
die Rollen 158 und 162 wahlweise aufeinander zu
oder voneinander weg bewegt werden, und zwar entweder (a) in der
vertikalen Richtung und/oder (b) horizontal entlang der (d.h. mit
der oder gegen die) Bewegungsrichtung 165. Die Positionen
der Preßrollen 158 und/oder 162 können auch
von Hand oder unter Verwendung von Hydraulik- oder Pneumatikzylindern oder
-steuerungen eingestellt werden.
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Somit
kann der Bediener, um den Druck, der auf das durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 150 beförderte Produkt
ausgeübt
wird, zu verringern, beispielsweise (a) die oberen Rollen 162 in
Bezug auf die unteren Rollen 158 anheben, (b) das obere
Band 156 in Bezug auf das untere Band 154 anheben,
um dazwischen eine Lücke
von gewünschter
Breite zu erzeugen, und/oder (c) die Rollen 162 und/oder 158 entlang
der Bewegungsrichtung 165 bewegen, so daß die oberen
und unteren Rollen sich in zueinander versetzten Positionen befinden,
wie es in 8 veranschaulicht ist. Andererseits
kann der Bediener, falls dies gewünscht ist, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 150 auf
das Produkt aufgebrachte Druckmenge erhöhen, indem er (a) die oberen
Rollen 162 in Bezug auf die Rollen 158 absenkt,
(b) die Lücke
zwischen den Bändern 156 und 154 verringert oder
eliminiert und/oder (c) die Rollen 162 und/oder 158 horizontal
bewegt, so daß die
Rollen sich in einer vertikal ausgerichteten (d.h. nicht zueinander
versetzten) Position befinden oder dieser zumindest näherkommen.
Darüber
hinaus kann die Geschwindigkeit der Druckerhöhung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 150 wahlweise
verlangsamt oder beschleunigt werden, indem das erste Paar von oberen und
unteren Rollen 162a und 158a so positioniert wird,
daß sie
(horizontal und/oder vertikal) weiter auseinander liegen als die
hinteren Rollen 162b und 158b.
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Bei
der Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind die erfindungsgemäße Stempelvorrichtung 1 oder 50 und
die erfindungsgemäße Bandpreßvorrichtung 150 zum
Behandeln im allgemeinen jeder Art von Produkt und jeder Art von
Produktstück oder
-schnitt jeweils gut geeignet. Der endgültige Druck, der auf jedes
Stück oder
jeden Schnitt aufgebracht wird, liegt typischerweise im Bereich
von etwa 2 bis etwa 120 psi Überdruck.
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Die
erfindungsgemäße Stempelvorrichtung 1 oder 50 ist
insbesondere zum Behandeln von knochenhaltigen Produkten, Rinderbrust,
Geflügelschenkeln
und anderen Produkten mit einer sehr kollagenreichen Struktur gut
geeignet und profitiert daher von Behandlungen bei größerem Druck.
Der unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 oder 50 auf
solche Produkte aufgebrachte Druck liegt typischerweise im Bereich
von etwa 15 bis etwa 120 psi Überdruck.
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Die
erfindungsgemäße Bandvorrichtung 150 ist
insbesondere zum Behandeln von Produkten wie Filetstücken und
knochenlosen Produkten, z.B. Brustfilets und Geflügelfilets,
die eine weniger ausgeprägte
Struktur haben und daher von Behandlungen mit geringerem Druck profitieren,
gut geeignet. Der unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 150 auf
solche Produkte aufgebrachte Druck liegt typischerweise im Bereich
von etwa 13,8 bis etwa 689,5 KPa (etwa 2 bis etwa 100 psi Überdruck).
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In
einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung können
die erfindungsgemäße Bandvorrichtung 150 und
die erfindungsgemäße Stempelvorrichtung 1 oder 50 in
Reihe bzw. hintereinander verwendet werden, um die Anzahl und die Art
der Pressungen zu steigern, die auf irgendein Produkt aufgebracht
werden. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen in Reihe
ist insbesondere wirksam beim Umorientieren des Muskels in dem Produkt
und beim Verändern
der Preßrichtung durch Überführen des
Produkts von einer Vorrichtung zu einer anderen. Bei Verwendung
der Preßvorrichtungen
in Reihe ist es typischerweise bevorzugt, daß die Bandpresse 150 zuerst
verwendet wird, um einen leichteren Anfangsdruck bereitzustellen,
und daß die erfin dungsgemäße Stempelvorrichtung 1 oder 50 dann
verwendet wird, um eine oder mehrere Pressungen größerer Intensität bereitzustellen.
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Die
zweite Stufe des bevorzugten Marinierverfahrens wird nachfolgend
beschrieben. Ehe wir jedoch diese Diskussion beginnen, sei angemerkt,
daß das
Verfahren des "Schritt 1:
Strukturveränderung" und jede der Preßvorrichtungen 1 und 50 und 150 wie
oben beschrieben eigenständige
Erfindungen sind, die in vorteilhafter Weise alleine oder in Kombination
mit zahlreichen anderen Abläufen
und Verfahren verwendet werden können.
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Die
erfindungsgemäße Veränderung,
die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 oder 50, die
erfindungsgemäße Vorrichtung 150 oder
eine Kombination davon bereitgestellt wird, kann beispielsweise
als Vorbehandlung verwendet werden, um Fleisch oder eine Nahrungsmittelsubstanz
auf herkömmliche
Infusions- oder Marinierprozesse, wie Schwenken im Vakuum oder Nadelinjektion,
vorzubereiten. Da das erfindungsgemäße Verfahren der Strukturveränderung
die Struktur des Materials stark aufschließt, werden das Schwenken im
Vakuum und Nadelinjektion sehr verbessert. Beim Schwenken im Vakuum
führen
derzeitige Verfahren nur der Oberfläche Marinade zu, bei geringer
Infusion in die Muskelstruktur. Dies ist auf die Zähigkeit
des Rahmens zurückzuführen, die
keine physikalische Bewegung zuläßt. Die
Strukturveränderung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
schließt
die Struktur auf und erlaubt eine zwei- bis dreimal schnellere Infusionsrate.
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Im
Falle der Nadelinjektion durchstechen in einem Array angeordnete
Nadeln mit sehr kleinem Durchmesser das Produkt und injizieren unter
hohem Druck Marinade und/oder andere Lösungen in das Produkt. Wiederum
liegt aufgrund der zähen
Struktur der effektive Injektionsbereich in nur einem kleinen Bereich
um die Nadelspitze herum. Die erfindungsgemäße Veränderung verbessert durch Bereitstellen einer
viel weniger widerstandsfähigen
Struktur und einer besseren Durchflußverteilung der Marinade oder
einer anderen Flüssigkeit
in dem Muskel die Nadelinjektion erheblich.
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Schritt #2: Infusion von
Marinade:
-
Sobald
die Kollagenproteinstruktur (z.B. die Perimysium- und Endomysiumhüllen und
quervernetzende Kollagenfasern) aufgebrochen wurde, wird das Produkt 2 einem
Bad oder einer Überschüttung mit
Behandlungsflüssigkeit 18 (z.B.
einer Marinadelösung)
ausgesetzt. Eine Ausführungsform 20 des erfindungsgemäßen Marinadeinfusionssystems
ist in den 3 und 7 veranschaulicht.
Da die Struktur des Fleisches 2 aufgebrochen und durch
die Preßbehandlung
in Stufe 1 komprimiert wurde, trägt das
erfindungsgemäße Infusionssystem 20 zu
ihrer Aufschließung
bei. Dies wird durch leichtes Massieren jedes Stückes mittels Wirbelströmungen und Zugfingern 27 bewerkstelligt.
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In
dem erfindungsgemäßen System 20 tritt das
Produkt 2 in einen gefluteten Tank 22 ein und wird
an Zugfingern 27, die das Produkt 2 rollen, vorbei
befördert.
Dies stört
den komprimierten Zustand der Struktur und führt dazu, daß sie sich öffnet, sehr ähnlich wie
beim Ausbreiten eines flachgelegten Kastens. Während dieses Rollvorgangs wird
das Produkt durch Paddel 24 und Sprühdüsen 26 erzeugten Wirbelströmungen ausgesetzt.
Diese Kombination von Behandlungen schließt die Struktur des Produkts
auf, wodurch die Marinadelösung
in das Innere des Fleisches eingebracht wird. Sie dient auch dazu, die
aufgebrochenen Bindegewebe teilweise aus der Struktur auszuwaschen.
Der resultierende Zustand ist eine sehr weiche und lockere Zusammensetzung aus
Muskelprotein mit sehr starker Infusion von Marinade oder einer
anderen Behandlungsflüssigkeit (siehe 6).
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Das
erfindungsgemäße Marinadeinfusionssystem 20 beinhaltet
ebenso folgendes: ein Beförderungsband 25 in
dem Marinadeinfusionstank 22, um das in die Marinadelösung 18 eingetauchte,
gepreßte Produkt 2 während des
Infusionsvorgangs zu transportieren, und einen Entnahmeabschnitt 28 an
dem Beförderer,
um das Produkt aus dem Infusionsprozeß zu entnehmen. Die Düsen 26 unterhalb
des Beförderers 25 dienen
auch dazu, während
der Beförderung
durch den Infusionsvorgang Marinadelösung direkt auf das Produkt
aufzubringen.
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Eine
alternative Ausführungsform 180 der
erfindungsgemäßen Infusionsvorrichtung
ist in den 10–13 dargestellt.
Wie die erfindungsgemäße Vorrichtung 20 stellt
auch die erfindungsgemäße Infusionsvorrichtung 180 ein "Naß"-Infusionssystem bereit.
Während
des gesamten Infusionsvorgangs verbleiben die einzelnen Produktstücke vorzugsweise
in einer überschüssigen Menge
der Infusionsflüssigkeit
in Suspension (oder zumindest in einem halb oder teilweise suspendierten
Zustand). Obwohl die spezifische Schwerkraft der einzelnen Produktstücke die
der Flüssigkeit
typischerweise übersteigt,
wird der suspendierte oder halb-suspendierte Zustand des Produkts
in jeder der Vorrichtungen 20 und 180 vorzugsweise
aufrechterhalten, indem ein Flüssigkeitskreislauf
und Turbulenzen innerhalb der Vorrichtung erzeugt werden und indem
die einzelnen Stücke mit
Paddeln, Fingern oder anderen Vorrichtungen, die vorzugsweise eine
rollende Bewegung auf das Produkt übertragen, in Kontakt gebracht
werden.
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Die
erfindungsgemäße Infusionsvorrichtung 180 beinhaltet
vorzugsweise folgendes: einen Aufnahmetank 182, in dem
unter Verwendung herkömmlicher
Mengensteuerungsvorrichtungen und/oder -instrumente eine gewünschte Menge
an Marinierflüssigkeit
oder einer anderen Infusionsflüssigkeit
gehalten wird, eine in dem Aufnahmetank 182 montierte, sich
drehende Trommel 184, an der inneren Wand 190 der
sich drehenden Trommel 184 montierte, kontinuierliche,
spiralförmige
(vorzugsweise schraubenförmige)
Schnecken 186 zum Bewegen des Produkts durch die Vorrichtung 180,
eine Mehrzahl longitudinaler Hebestangen oder -stäbe 188,
die um die Innenwand 190 der sich drehenden Trommel 184 herum
angeordnet sind und sich entlang deren Länge erstrecken, ein longitudinales
Schaufelrad 192, das sich durch die sich drehende Trommel 184 erstreckt und
zur Gegendrehung in dieser montiert ist, eine Hebe- oder sonstige
Beförderungsvorrichtung 194, die
für das
kontinuierliche Zuführen
des Produkts in die sich drehende Trommel am Einlaßende der
sich drehenden Trommel 184 vorgesehen ist, ein Gleitrutsche 196,
die am Auslaßende
der sich drehenden Trommel 184 vorgesehen ist, für das Entladen
des marinierten Produkts aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung 180,
und eine Mehrzahl innerer Schaufeln oder Absätze 198, die entlang
der Innenseite des Auslaßendes
der sich drehenden Trommel 184 angeordnet sind, um das
Produkt auf die Gleitrutsche 196 anzuheben.
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Wie
in 13 dargestellt ist, wird die Flüssigkeitsmenge 200 innerhalb
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 180 vorzugsweise
an einem Punkt oberhalb der untersten inneren Kante 202 der
Schnecken 186 gehalten, so daß die Paddel 204 des
inneren Schaufelrades 192 mit der Flüssigkeit in Kontakt stehen
und auf diese einwirken.
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Wie
in den 10 und 13 gezeigt
ist, sind die vorspringenden Paddel 204 des inneren Schaufelrades 192 vorzugsweise
von der Rotationsrichtung 206 des Schaufelrades 192 weg
gerichtet (d.h. weggekrümmt,
abgewinkelt und/oder weggebogen). Darüber hinaus verläuft die
Rotationsrichtung 206 des Schaufelrades 192 vorzugsweise
entgegen der Rotationsrichtung 208 der Trommel 184.
Die sich drehenden Paddel 204 wirken in wünschenswerter Weise
so, daß sie
(a) die Flüssigkeit
innerhalb jedes der benachbarten Trägerabschnitte 210,
die im Boden der Trommel gebildet sind, durch benachbarte Schnecken 196 zirkulieren,
(b) das Produkt 2 innerhalb der Schneckenabschnitte 210 halten,
so daß es kontinuierlich
und einheitlich durch die sich drehende Trommel 184 befördert wird,
und (c) die einzelnen Stücke 2 des
Produkts kontaktieren, während
diese durch die Vorrichtung bewegt werden, um sie zu massieren und
die Infusion von Material in die Stücke zu unterstützen und
eine Rollbewegung 205 auf das suspendierte Produkt zu übertragen.
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Die
longitudinalen Hebestangen 188, die entlang der Innenseite
der sich drehenden Trommel 184 vorgesehen sind, unterstützen auch
das Anheben und Suspendieren (und in gewissem Maße auch das Massieren) der
Produktstücke 2 und
verbessern die Fluidzirkulation innerhalb der spiralförmigen Schneckenabschnitte 210.
Obwohl in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 180 im
allgemeinen jede Form oder jede Art von Hebestangen oder -stäben verwendet
werden könnte,
haben die Hebestangen 188 vorzugsweise eine dreieckige
Querschnittsform der Art, wie sie in den 12 und 13 dargestellt
ist.
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Wie
bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 20 (und
im Gegensatz zu den Trockenmarinierungssystemen, wie sie bisher
verwendet wurden) liefert die erfindungsgemäße Vorrichtung 180 eine
Naßinfusionsbehandlung,
bei der die einzelnen Produktstücke
in erster Linie eher einzeln und nicht als Masse behandelt werden.
Somit werden die großen
inneren (Turgor-) Drücke,
wie sie in Systemen des Standes der Technik entstehen, in den erfindungsgemäßen Vorrichtungen 20 oder 180 nicht
erzeugt. Das suspendierte Produkt kann daher eine viel größere Menge
an Infusionsmaterial aufnehmen und halten. Darüber hinaus ist das infundierte
Material nicht auf den Oberflächenbereich
des Produkts beschränkt,
sondern einheitlich im ganzen Muskel verteilt.
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Die
Paddel 204 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 treten
zahlreiche Male wiederholt und in zufälliger Weise mit den einzelnen
Produktstücken 2 in
Kontakt, um so ein konsistentes, einheitliches, großes Maß an Infusion
in jedem Stück
bereitzustellen. Weiterhin ist die Art der durch die Paddel 204 bereitgestellten
Schläge
auf die einzelnen suspendierten oder halb-suspendierten Produktstücke 2 zum
Massieren der Stücke
und zum Infundieren von Flüssigkeit
in die Stücke
besonders wirksam. Für
jede der zahlreichen in zufälliger
Weise stattfindenden Schläge
wirken die Paddel 204 so, daß sie flüssiges Material, das am Kontaktpunkt
in dem Produkt vorhanden ist, weiter in die Muskelstruktur drücken. Unmittelbar nach
dem Schlag dehnt sich dann am Kontaktpunkt der kontaktierte Muskel ähnlich wie
ein Schwamm wieder aus, um zusätzliche
Flüssigkeit
in das Produkt zu ziehen. Weiterhin beschädigt die Schlag- und Massagewirkung
der Paddel 204 im Gegensatz zu den Schwenk- bzw. Tumblersystemen
aus dem Stand der Technik, wie sie bislang verwendet wurden, nicht
die Oberfläche
des Produkts.
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Eine
alternative Ausführungsform 250 der
erfindungsgemäßen, sich
drehenden Trommelvorrichtung ist in den 14–16 gezeigt.
Wie die erfindungsgemäße Vorrichtung 180 beinhaltet
auch die erfindungsgemäße, sich
drehende Trommelvorrichtung 250 folgendes: eine sich drehende
Trommel 252, kontinuierliche spiralförmige (vorzugsweise schraubenförmige) Schnecken 254,
die in der sich drehenden Trommel 252 montiert sind, eine
Mehrzahl von Hebestangen oder -stäben 256, die entlang der
Innenseite der sich drehenden Trommel 252 montiert sind
und sich entlang deren Länge
erstrecken, ein longitudinales Schaufelrad 258, das sich durch
die sich drehende Trommel 252 erstreckt und für eine Gegendrehung
in dieser montiert ist, wenigstens ein zurückgerichtetes längliches
Paddel (vorzugsweise eine Mehrzahl von zurückgerichteten Paddeln), das über das
Schaufelrad vorsteht und sich entlang desselben erstreckt, eine
Gleitrutsche oder einen Beförderer 262,
die bzw. der am Auslaßende
der sich drehenden Trommel 252 vorgesehen ist, für das Entladen
des behandelten Produkts, eine Mehrzahl innerer Schaufeln oder Absätze 264,
die entlang der Innenseite des Auslaßendes der sich drehenden Trommel 252 vorgesehen
sind, für
das Anheben des Produkts auf die Gleitrutsche oder den Beförderer 262,
und einen Antriebsschaft oder einen anderen Mechanismus 266,
der sich in die sich drehende Trommel 252 erstreckt, für das Antreiben
des Schaufelrades 258. Das Schaufelrad 258 wird
vorzugsweise in Gegendrehung zu der sich drehenden Trommel 252 angetrieben.
Herkömmliche
Trommelrollen 268 oder andere übliche Vorrichtungen können zur
Steuerung der Drehung der sich drehenden Trommel 252 verwendet
werden.
-
Anders
als die erfindungsgemäße Vorrichtung 180 beinhaltet
die alternative Vorrichtung 250 keinen separaten Flüssigkeitstank,
in dem die sich drehende Trommel montiert ist. Vielmehr dient die sich
drehende Trommel 252 selbst als der Flüssigkeitsbehälter. Der
Flüssigkeitsspiegel 270 in
der sich drehenden Trommel 252 der alternativen Vorrichtung 250 wird
durch folgendes aufrechterhalten: eine donutförmige Wand 272, die
am Einlaßende
der sich drehenden Trommel 252 vorgesehen ist, für das Halten
der Flüssigkeit
innerhalb der Trommel, eine in der Endwand 272 vorgesehene
kreisförmige Öffnung 274,
die ein Herausfließen
von Flüssigkeit
aus dem Einlaßende
der Trommel nicht gestattet, die jedoch groß genug ist, um die Einlaßrutsche/den
Beförderer und
den Schaufelradantriebsmechanismus aufzunehmen, einen vergrößerten Abschnitt 276 am
Auslaßende,
der an der sich drehenden Trommel 252 vorgesehen ist und
als Flüssigkeitssammelbehälter dient,
eine Öffnung 278 am
Auslaßende,
die größer ist
als die Einlaßöffnung 274 und
die als Flüssigkeitsspiegelsteuervorrichtung
dient, indem sie ein kontinuierliches Ausfließen von überschüssiger Flüssigkeit aus der Trommel 252 erlaubt,
einen Aufbau 280 aus einem Fülltank, einer Pumpe und einer
Rücklaufleitung,
der vorzugsweise am Auslaßende
der Trommel 252 angeordnet ist, um den Strom von überschüssiger Flüssigkeit
aus der Trommelauslaßöffnung 272 aufzunehmen
und die Flüssigkeit
wieder in die Trommel 252 zurückzuführen, einen kreisförmigen Ausfluß oder Ausflußkragen 282,
der sich von der Auslaßöffnung 278 erstreckt
und sich mit dieser dreht, um die Steuerung des Flüssigkeitsstroms
aus der Trommel 252 in den Fülltank 280 zu unterstützen, und
eine Tankaufbau- und Pumpenanordnung 282 für das Zugeben
zusätzlicher
Marinade oder einer anderen Behandlungslösung je nach Bedarf, um einen
gewünschten
Flüssigkeitspegel
in dem Fülltank 280 beizubehalten.
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In
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 250 ist
die Geschwindigkeit der Flüssigkeitszuführung in die
sich drehende Trommel 252 aus dem Fülltankaufbau 280 vorzugsweise
relativ niedrig, so daß ein
relativ konstanter Flüssigkeitspegel
sichergestellt wird und verhindert wird, daß das Produkt zusammen mit dem Überschuß aus der
Trommel 252 hinausgetrieben wird. Wenn es gewünscht ist,
kann ein Teilsieb (z.B. ein Siebring) innerhalb der Auslaßöffnung 278 vorgesehen
werden, um zu verhindern, daß das
Produkt die Trommel mit dem überschüssigen Material verläßt.
-
In
jeder der erfindungsgemäßen Infusionsvorrichtungen 20, 80 und 250 ist
das Infusionsfluid typischerweise in einer Menge von mindestens
einem Pfund Fluid pro Pfund Produkt und bevorzugter in einer Menge
von etwa einem Pfund Fluid pro Pfund Produkt bis zu etwa sechs Pfund
Fluid pro Pfund Produkt vorhanden. Das Infusionsfluid ist ganz besonders
bevorzugt in einer Menge im Bereich von etwa zwei Pfund Fluid pro
Pfund Produkt bis etwa fünf Pfund
Fluid pro Pfund Produkt vorhanden. Die größeren Flüssigkeitsverhältnisse
sind wirksam zum Steigern der Menge der infundierten Flüssigkeit
und sind insbesondere wünschenswert,
wenn es nicht notwendig ist, eine signifikante Menge an Protein
an die Oberfläche
des Produkts zu extrahieren. Geringere Flüssigkeitsverhältnisse
andererseits sind typischerweise bei der Verarbeitung von Muskeln
in Schinken, Aufschnitt oder anderen Produkten, bei denen die Extraktion
von Protein von innen an die Oberfläche notwendig ist, bevorzugt.
In solchen Fällen
sollte das Flüssigkeitsverhältnis niedrig
genug sein, um ein Reiben der Stücke
aneinander zu erlauben und so den gewünschten Grad an Extraktion
zu erzielen.
-
Die
Verweilzeit des Produkts innerhalb der erfindungsgemäßen Infusionsvorrichtung
kann so eingestellt werden, wie es notwendig ist, um im allgemeinen
jede beliebige Menge an Infusion, Massage und/oder anderen gewünschten
Ergebnissen zu erhalten. Wie es sich für Fachleute auf dem Gebiet
versteht, können
die Verweilzeit des Produkts und das Flüssigkeit-zu-Produkt-Verhältnis, die
in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 180 oder 250 eingesetzt werden,
jeweils nach Bedarf errichtet oder eingestellt werden durch (a)
Verändern
der Geschwindigkeit, mit der das Produkt der Einheit zugeführt wird,
(b) Verändern
der Rotationsgeschwindigkeit der sich drehenden Trommel 184 oder 252,
(c) Verändern
der Flüssigkeitsmenge
innerhalb von Grenzen, die notwendig sind, um einen angemessenen
Kontakt mit den Paddeln beizubehalten, und (d) Vergrößern oder
Verkleinern der Größe der Schneckenabschnitte 210 durch Verändern der
Abstände
zwischen den Schnecken 186 oder 254.
-
Bei
der Ausführung
der vorliegenden Erfindung können
eine oder eine Kombination der erfindungsgemäßen Preßvorrichtungen 1, 50 und/oder 150 mit
den erfindungsgemäßen Infusionsvorrichtungen 20, 180 und/oder 250 austauschbar
verwendet werden. Lediglich beispielhaft, jedoch nicht beschränkend, beinhaltet
eine Ausführungsform 120 des
erfindungsgemäßen Preß- und Infusionssystems,
wie es in 3 dargestellt ist, die erfindungsgemäße Preßvorrichtung 50,
die oberhalb des vorderen Endes der erfindungsgemäßen Infusionsvorrichtung 20 angeordnet
ist, so daß das
gepreßte
Produkt direkt aus den Pressenkavitäten 4 in den Infusionstank 22 fällt.
-
Als
weiteres Beispiel beinhaltet eine alternative Ausführungsform 130 des
erfindungsgemäßen Preß- und Infusionssystems,
wie es in 17 dargestellt ist, folgendes:
einen Fülltrichter
und Beförderer 232,
eine erfindungsgemäße Bandpresse 150,
die kontinuierlich das Produkt aus dem Beschicker aufnimmt, eine
am Auslaßende
der Bandpresse 150 vorgesehene Entladerutsche 234,
eine erfindungsgemäße Infusionsvorrichtung 250 und
einen Heber 194, der das Produkt kontinuierlich von der
Entladerutsche der Bandpresse 234 in die Infusionsvorrichtung 250 hebt.
-
Es
versteht sich für
Fachleute auf dem Gebiet ebenso, daß jede der erfindungsgemäßen Infusionsvorrichtungen 20, 180 und 250 alternativ
allein oder in Kombination mit anderen Verfahren oder Abläufen verwendet
werden kann. Beispielsweise kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
jede der verschiedenen Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Infusionsvorrichtungen 20, 180 oder 250 in der
oben beschriebenen Weise verwendet werden, um Marinade oder eine
andere Behandlungsflüssigkeit
in im allgemeinen jedes Muskeln enthaltende Produkt zu infundieren,
wobei die Kollagenproteinschichten zuerst eingerissen werden, um Öffnungen dadurch
zu bilden. Obwohl es bevorzugt ist, daß der Schritt des Einreißens unter
Verwendung einer oder einer Kombination der Preßvorrichtungen 1, 50 und/oder 150,
wie oben beschrieben, durchgeführt wird,
kann im allgemeinen jedes System oder jeder Ansatz, das bzw. der
in wirksamer Weise eine Einreißkraft
aufbringt oder das Kollagen in anderer Weise aufschließt, verwendet
werden. Beispiele beinhalten, sind jedoch nicht hierauf beschränkt, auf
Klopfen und das Hartpressen.
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Somit
ist die vorliegende Erfindung gut geeignet, um die Ziele anzugehen
und die Zwecke und Vorteile zu erzielen, wie sie oben genannt und
darin inhärent
sind. Während
zum Zwecke dieser Offenbarung derzeit bevorzugte Ausführungsformen
beschrieben wurden, sind für
Fachleute auf dem Gebiet zahlreiche Änderungen und Modifikationen
offensichtlich. Solche Änderungen
und Modifikationen liegen innerhalb des Schutzbereichs dieser Erfindung, wie
er durch die anhängenden
Ansprüche
definiert wird.