ES2201562T3 - Metodo para producir en continuo goma de mascar. - Google Patents
Metodo para producir en continuo goma de mascar.Info
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Abstract
Un método para producir continuamente una goma de mascar en un mezclador de extrusión continuo, teniendo dicho mezclador secciones de mezcla primera, segunda y tercera, siendo la primera sección el final de la corriente arriba inicial de dicho mezclador, estando dicha segunda sección corriente abajo de dicha primera sección, y ubicándose una tercera sección entre dichas secciones primera y segunda a lo largo de su longitud, y comprendiendo dicha goma de mascar al menos un ingrediente de base de goma, un ingrediente de azúcar, un ingrediente aromatizante, y un ingrediente de reblandecimiento.
Description
Método para producir en continuo goma de
mascar.
Esta invención se refiere a procesos mejorados
para producir en continuo gomas, tales como gomas de mascar y
chicles, que tienen mejor textura y liberación del sabor.
En la actualidad hay varios sistemas conocidos
para producir bases de goma y productos de goma finales, tales como
gomas de mascar y chicles. La presente invención puede usarse con
todos los tipos de gomas de mascar y chicles azucarados. Para
facilitar la referencia, todas tales gomas se referirán en el
presente documento por el término único de "goma de mascar".
Típicamente, la base de goma de mascar se hace separadamente a
partir del producto de goma de mascar final, aunque hay varios
sistemas que son capaces de producir un producto de goma de mascar
final en un procedimiento continuo.
En general, una composición de goma de mascar
típicamente comprende una parte a granel soluble en agua, una parte
de base de goma de mascar no soluble en agua, y típicamente agua y
agentes aromatizantes solubles. La base de goma no soluble
generalmente comprende elastómeros, disolventes de elastómeros,
cargas, resinas, poli(acetato de vinilo) (PVA), grasas,
plastificantes, ceras, emulsionantes, y otros ingredientes
variados. El aromatizante puede añadirse en varias formas, y puede
estar basado tanto en azúcar para proporcionar dulzor como basado en
ácido para proporcionar amargor o acidez. La parte soluble en agua
de la composición de goma diezma con una parte de los agentes
aromatizantes en un período de tiempo durante la masticación. La
parte de base de goma se retiene en la boca a lo largo del tiempo en
el que se mastica el producto.
Se han producido numerosas gomas de mascar y
bases de goma de mascar en el pasado usando un método discontínuo.
Se usan mezcladores discontínuos de lámina individuales típicamente
para estos procesos. Los ingredientes de base de goma se añaden
tanto separadamente como simultáneamente en el mezclador discontinuo
y los materiales se funden y se mezclan con el tiempo. Después de
que se trata la base de goma, el lote de base de goma fundida se
vacía en recipientes revestidos o revestidos interiormente, o se
transfiere a otro equipo tal como tanques de retención o
dispositivos de carga, después se extruye o se funde en la forma, y
se deja enfriar y solidificar, antes de estar listo para uso como
una goma de mascar.
Cuando se tratan los productos de goma de mascar
finales usando un método discontinuo, se añaden al mezclador partes
de la base de goma, junto con agentes de reblandecimiento y de
voluminosidad. Después, se añaden aromatizantes tales como aceites
aromatizados y/o agentes aromatizantes obtenidos por secado por
pulverización (edulcorantes o ácidos) mientras se continúa la mezcla
hasta que se consigue una masa homogénea. Se muestran sistemas de
este tipo, por ejemplo, en las patentes de EE.UU. N^{os}.
4.816.265, 5.000.965 y 5.057.328. La masa de la goma de mascar
entonces se enfría y más tarde se enrolla, se marca, y se envuelve
en el producto final.
También se han usado máquinas de extrusión
continuas para producir bases de goma de mascar y los productos de
goma de mascar finales, o ambos. Se muestra el uso de extrusores
continuos para hacer un producto de goma de mascar final, por
ejemplo, en la patente de EE. UU Nº 5.135.762 de Degady et
al., la patente de EE.UU. Nº 5.045.325 de Lesko et al., y
la patente de EE.UU. Nº. 4.555.407 de Kramer et al. Se
muestran procesos conocidos en la técnica para producir
continuamente una base de goma de mascar con el uso de una máquina
de extrusión continua, por ejemplo, en las patentes de EE.UU.
N^{os}. 5.419.919 y 5.486.366 ambas de Song et al.
Los procesos de la base de goma de mascar y del
producto de goma de mascar descritos en estas patentes típicamente
utilizan una máquina de extrusión continua, tal como un extrusor de
doble husillo. Estos extrusores típicamente tienen varias entradas
de alimentación diferentes por donde se añaden los ingredientes. Los
husillos alargados dentro de los tambores de los extrusores están
equipados con diferentes tipos de elementos. Las máquinas de
extrusión continua que pueden usarse para producir bases de goma de
mascar y los productos de goma de mascar finales incluyen extrusores
de Togum, Baker
\hbox{Perkins}, \hbox{Werner}
& Pfleiderer Corp., Japan Steel Works,
\hbox{Leistriztz}, WLS, y Buss Manufacturing
Company.
Se han presentado varios trabajos en el pasado
para ampliar el aroma de las gomas de mascar durante un período de
tiempo más largo. Estos trabajos incluyen, por ejemplo, una
liberación controlada del aromatizante, la
micro-encapsulación del aromatizante u otros
materiales y similares. Tales sistemas se muestran, por ejemplo, en
las patentes de EE.UU. N^{os}. 5.057.328 de Cherukuri et
al. y 5.116.627 de
\hbox{Rutherford} et al.
Otros métodos implican ingredientes de granulación o aglomeración en
una matriz granular para proporcionar una liberación más controlada
de los ingredientes. Esto se muestra, por ejemplo, en la patente de
EE.UU. Nº. 5.124.160 de Zibell et al. También se han hecho
esfuerzos para cambiar la textura del producto de goma de mascar
final. La patente de EE.UU. Nº. 4.405.244 describe una goma de
mascar que tiene una consistencia suave, un masticado fácil, un
tiempo de conservación del aroma mejorado y no se pega al
envoltorio.
Es un objeto general de la presente invención
proporcionar un procedimiento mejorado para la producción de
productos de goma de mascar. También es un objeto de la presente
invención proporcionar un procedimiento mejorado para aumentar la
longitud del perfil del aroma para el producto de goma de
mascar.
Es también otro objeto de la presente invención
proporcionar un sistema para preparar continuamente productos de
goma de mascar que tengan un perfil de textura controlado así como
un perfil de aroma controlado. Es un objeto más de la presente
invención proporcionar un procedimiento mejorado para producir
continuamente productos de goma de mascar en los que el aroma se
libere más despacio y más uniformemente que en los productos de goma
de mascar conocidos.
Estos y otros objetos se encuentran en la
presente invención en la que se describe una forma preferida de la
invención a continuación en este documento.
La presente invención proporciona un sistema
mejorado para producir continuamente un producto de goma de mascar.
En particular, la presente invención proporciona un procedimiento
mejorado para producir un producto de goma de mascar final que tiene
una textura mejorada y al que se puede cambiar su perfil de aroma
como se desee para tener una "explosión" de aroma inicial y/o
una liberación más lenta y más prolongada del aroma.
De acuerdo con la presente invención, se usa un
procesador de extrusión continua para producir el producto de goma
de mascar. Se añaden varios ingredientes al extrusor, incluyendo
una base de goma, azúcar, agentes de reblandecimiento,
plastificantes, aceites y aromatizantes. El azúcar se divide en dos
partes añadiéndose una parte al principio del procedimiento de
extrusión y añadiéndose la otra parte como uno de los últimos
ingredientes. La división del azúcar en dos partes afecta a la
textura del producto de goma de mascar final y lo hace más suave y
más masticable. La adición del aromatizante corriente abajo de los
sabor de otros ingredientes crea una "explosión" de sabor
inicial cuando se mastica la goma. La división del aroma y la
adición de una parte del mismo corriente arriba cambia el perfil de
aroma de la goma y crea una liberación del aroma más lenta e
incluso mayor durante el masticado.
Puede usarse cualquier aromatizante convencional
con la presente invención, incluyendo aromatizantes dulces y
aromatizantes ácidos o amargos.
La división del material de azúcar en el
extrusor, junto con el control de otros parámetros de extrusión,
tales como la velocidad del extrusor y las temperaturas de los
diversos tambores de extrusión, permite el control de los perfiles
de aroma y textura y permite la producción de varios tipos de
productos de goma de mascar.
La presente invención permite que se prepare un
producto final de mejor calidad, así como un producto en el que
pueda liberarse el aroma en diferentes cantidades y en momentos
diferentes en el masticado.
Estos y otros rasgos, ventajas, y beneficios de
la presente invención se harán evidentes a partir de una revisión
de la siguiente descripción, cuando se tome en vista de los dibujos
de acompañamiento y las reivindicaciones anexas.
La Figura 1 es un diagrama esquemático de un
sistema de goma de mascar continuo de acuerdo con la presente
invención;
La Figura 2 representa el sistema de la Figura 1,
en la que se utiliza un dispositivo de alimentación lateral.
Haciéndose referencia a la Figura 1, se muestra
esquemáticamente un procedimiento de fabricación de goma de mascar
continuo que utiliza un mezclador de extrusión 10. El extrusor 10
puede ser de cualquier tipo convencional y tiene un motor y un
mecanismo de control 12 y un miembro de tambor alargado 14. El
extrusor continuo 10 puede ser de cualquier tipo convencional
disponible en muchos fabricantes de extrusores conocidos en la
actualidad, tales como Japan Steel Works, Leistriztz, Werner &
Pfleiderer Corp., Togum, WLS, Baker Perkins, y/o Buss
\hbox{Manufacturing} Company. Preferiblemente, sin
embargo, el extrusor continuo 10 es un extrusor de doble husillo
co-rotativo.
Típicamente las máquinas de extrusión continuas
usan mecanismos de doble husillo que son
\hbox{co-rotatorios},
contra-rotatorios, de toma constante o tangenciales.
Estos extrusores tienen uno o dos miembros de husillo alargados en
los tambores 14 que entremezclan y tratan ingredientes y materiales
para el producto de goma final 16. Los miembros de husillo alargados
tienen diferentes tipos de elementos de husillo sobre ellos para
tratar los materiales que se alimentan en el tambor 14.
Los miembros de husillo alargados utilizan
diferentes tipos de elementos de husillo para tratar los materiales
en el extrusor. Los tipos más comunes de elementos de husillo
incluyen elementos de transporte, elementos de compresión, elementos
de transporte inverso, elementos de homogeneización tales como
elementos de discos de corte y de diente, y discos de amasado y
bloques de amasado. Estos elementos, y otros elementos típicamente
usados en máquinas de extrusión, especialmente en extrusores de
doble husillo, son bien conocidos en la técnica y están
comercialmente disponibles. Los elementos a menudo están
específicamente diseñados para el tipo de extrusor particular
utilizado y el tipo particular de ingredientes utilizado en el
producto final deseado.
Los extrusores típicamente tienen un número de
etapas separadas a lo largo de la longuitud del tambor 14. En la
realización de Werner & Pfleiderer preferida mostrada en la
Figura 1, se proporcionan nueve secciones o miembros de tambor
separados (numerados 1-9). Se calienta cada una de
las secciones de tambor 14a hasta 14i separadamente y se enfría para
mantener el material dentro del tambor a una temperatura de
procesamiento y consistencia apropiadas.
Los extrusores típicamente tienen varias entradas
de alimentación diferentes en las que se añaden los ingredientes.
Por ejemplo, tal como se muestra en la Figura 1, el extrusor 10
tiene una primera entrada de alimentación 18 así como otras entradas
20, 22, 24, 26, 27, 28, 30 y 32 colocadas corriente abajo en el
tambor 14. Se introducen ingredientes típicamente sólidos, tales
como azúcar 34 y materiales recuperados 36 en el tambor por el
orificio de entrada inicial corriente arriba 18. Se introducen
otros ingredientes, usualmente en condición líquida, por uno o
varios de los orificios corriente abajo. Estos otros ingredientes
incluyen, por ejemplo, base de goma 38, agentes de reblandecimiento
o plastificantes, tales como jarabe de maíz 40, lecitina 42 y
aceite 44, aromatizantes 46, y colorante 48.
Se añaden los ingredientes de goma de mascar al
tambor del extrusor por uno o varios mecanismos o sistemas
convencionales. Por ejemplo, puede añadirse azúcar 34 y materiales
recuperados 36 por dispositivos de alimentación por pérdida en peso
convencionales (LIW). Los dispositivos de alimentación LIW miden y
regulan el flujo de material en el tambor 14. Típicamente se
introduce la base de goma 38 en el extrusor en condición fundida
mediante un sistema de bombeo y de medición convencionales. Los
agentes de reblandecimiento, los plastificantes, aceites y
colorantes son materiales líquidos y típicamente se añaden en el
tambor por sistemas de medición y de bombeo de líquido
convencionales. Los materiales o ingredientes aromatizantes 46 se
inyectan típicamente en el tambor 14 mediante un sistema de
inyección de líquido convencional.
La segunda parte 52 (azúcar Nº. 2) del
ingrediente azúcar también puede añadirse al extrusor principal 10'
mediante el uso de un aparato de dispositivo de alimentación
lateral convencional 60, como se muestra en la Figura 2.
En el tambor 14, el material y los ingredientes
se introducen en la cavidad del husillo en las secciones o miembros
de tambor 14a-14f (números 1-6)
donde se mezclan juntos formando una masa homogénea. El material
mezclado entonces se comprime en las secciones de tambor
14g-14i (números 7-9) donde se
rellena la cavidad interna y se aumenta la presión. Típicamente se
proporciona un agujero de ventilación 50 entre las secciones de
mezcla y de compresión del tambor para eliminar el aumento
indeseado de gases antes de la entrada de masa del material en la
parte de compresión del tambor.
Para introducir ciertos materiales en el
procedimiento de extrusión, también es posible usar un dispositivo
de alimentación lateral. El dispositivo de alimentación lateral
puede ser cualquier aparato de extrusión convencional, tales como
los que están disponibles en Buss Manufacturing Company, Baker
\hbox{Perkins}, y Werner & Pfleiderer Corp. El
dispositivo de alimentación lateral tiene un motor y un mecanismo
de control y un tambor alargado. Se usa una rampa de entrada para
suministrar materiales al dispositivo de alimentación lateral. El
dispositivo de alimentación lateral está conectado al extrusor
principal, preferiblemente, con un mecanismo adaptador.
La base de goma 32 típicamente se entremezcla con
una carga de algún tipo, tal como el fosfato de dicalcio. El
fosfato de dicalcio actúa como un lubricante o un agente
espolvoreador, y podrían usarse otros materiales convencionales con
el mismo objetivo, tal como talco o carbonato de calcio.
Una vez que se introducen los materiales de goma
en el extrusor 10, se transportan por los husillos alargados a lo
largo del tambor 14. El producto de goma final 16 se extruye del
extrusor 10 al final de la corriente abajo.
De acuerdo con la presente invención, ciertos
ingredientes seleccionados del producto de goma de mascar están
divididos o pueden dividirse en dos partes de modo que se pueden
añadir en etapas diferentes del procedimiento de extrusión para
fijar diferentes perfiles de textura y aromatizante. En particular,
el azúcar y los ingredientes aromatizantes pueden dividirse en dos
partes de acuerdo con la presente invención.
Como se muestra en la Figura 1, el ingrediente
azúcar se añade en dos ubicaciones separadas en el sistema de
producción de goma. El azúcar se divide en dos partes (azúcar Nº.
1-34 y azúcar Nº. 2-52), teniendo
sustancialmente cada parte el mismo tamaño y volumen. La primera
parte o cantidad de azúcar 34 se añade corriente arriba o al
principio del final del procedimiento de extrusión, preferiblemente
en la rampa de entrada 18 en la sección del tambor 14a (Nº. 1). La
segunda parte o cantidad de azúcar 52 se añade en una posición
corriente abajo de todos los otros ingredientes, tal como en la
sección de tambor 14f (Nº. 6).
La división del material de azúcar en dos partes
y la adición de ellas en ubicaciones separadas en el procedimiento
de extrusión de goma afecta a la granulosidad y a la textura del
producto final. Esto da como resultado un producto de goma final más
uniforme y menos granuloso que si todo el azúcar se añade en un
tiempo y en una ubicación. (La adición de todo el azúcar requerido
en la ubicación 14f (Nº. 6) da como resultado un producto de goma
final menos uniforme y más granuloso.) La adición del azúcar en dos
ubicaciones separadas también permite que el azúcar se combine y se
mezcle en la masa de material más uniformemente, lo cual
proporciona un mejor perfil de dulzor al producto de goma final a lo
largo del tiempo cuando se mastica.
Aunque el procedimiento preferido de acuerdo con
la presente invención divide el material de azúcar en dos partes
que tienen sustancialmente el mismo peso y cantidad, también es
posible dividir el azúcar en dos partes que se diferencian
considerablemente en el peso y la cantidad. Por ejemplo, es posible
añadir 60-75% del material de azúcar en la ubicación
corriente abajo (sección de tambor 14f) y añadir el
25-40% restante del material de azúcar en la rampa
inicial (sección de tambor 14a), aunque puede dar como resultado un
material de goma final que no es tan blando como el producido por
procedimiento preferido.
El ingrediente de aroma también puede dividirse y
añadirse en dos partes y posiciones en el procedimiento de
extrusión. Por ejemplo, el aromatizante puede dividirse en dos
partes añadiéndose la primera parte 46 (aroma Nº. 1) en el orificio
26 y añadiéndose la segunda parte 54 (aroma Nº. 2) en el orificio
de intersección 32 entre los tambores 14g y 14h. Mediante la
adición de una parte del aromatizante en una parte corriente arriba
del extrusor, el aromatizante se incorpora más uniformemente y más
a fondo en el material de goma en el extrusor y da como resultado
una liberación del aroma mayor y de duración incluso más larga en el
producto final. Mediante la adición de una parte del aromatizante
en un orificio corriente abajo, tal como en el 32 entre las
secciones de tambor 14g y 14h, se puede proporcionar una
"explosión" de aroma inicial en el producto de goma final
16.
Como se indica anteriormente, el aromatizante que
se puede usar para el producto de goma puede ser tanto un
aromatizante dulce como un aromatizante ácido o amargo, cada uno de
los cuales se conoce convencionalmente en el campo de la goma de
mascar. En cuanto a esto, los aromatizantes ácidos o amargos
típicamente están proporcionados por la adición de un ácido
cítrico.
Los sistemas auxiliares (no mostrados) que ayudan
en la adición y la inyección de los ingredientes sólidos o líquidos
dentro del extrusor 10 se colocan a lo largo del extrusor. Tales
sistemas de alimentación, que pueden incluir elementos de bombeo y
de transporte, dispositivos de alimentación laterales, dispositivos
de alimentación por gravedad y similares, son todos conocidos
convencionalmente, y no tienen que mostrarse en detalle en el
presente documento.
Si se añade un material ácido al extrusor 10 para
conseguir un producto de goma terminado ácido, entonces la cantidad
de ácido añadido debe regularse en relación con la cantidad de
azúcar para prevenir la granulosidad en el producto final. Los
materiales ácidos se añaden típicamente en condición granulosa y si
se añade más del 2-3 por ciento de materiales
ácidos a la composición, después es necesaria la división del
material de azúcar en dos partes para prevenir o reducir al mínimo
la granulosidad del producto de goma terminado final.
También, la velocidad del extrusor puede
cambiarse para controlar la textura y la "dureza" del producto
de goma terminado final 16. Cuanto más rápida sea la velocidad de
extrusor, más blando será el producto de goma final debido a que el
elastómero de base de goma se rompe más eficazmente. Por otra parte,
cuanto más lenta sea la velocidad del extrusor, más dura será
entonces la goma ya que se rompe menos elastómero. La velocidad de
husillo del extrusor óptima puede seleccionarse mediante ensayo por
tanteo para el extrusor y el material de goma utilizados
particulares.
También es posible añadir materiales recuperados
sólidos en el procedimiento de extrusión de goma terminada final
mediante un dispositivo de alimentación lateral (no mostrado).
Preferiblemente, la temperatura del procedimiento
de extrusión en el extrusor 10 se mantiene a un mínimo. Los
elementos de transporte deben proporcionar un aumento mínimo de la
temperatura en el tambor 14 y proporcionar un procedimiento de
mezcla por corte bajo. Para este propósito, se enfría cada una de
las secciones de tambor 14a-14i separadamente con
una mezcla de agua-glicol y se mantienen a
aproximadamente -17,8ºC (0ºF). Es importante una temperatura baja ya
que elimina o minimiza la volatilización del aromatizante en el
material en el extrusor. Esto es particularmente preferible debido
a que los ingredientes aromatizantes son a menudo los ingredientes
más caros en la composición de goma. En cuanto a esto, se prefiere
controlar la máquina de extrusión de doble husillo en el orden de
50 - 100 revoluciones por minuto (RPM) y mantener la temperatura
del material de goma en el intervalo de 43,5 - 51,5ºC (110 –
125ºF).
Claims (5)
1. Un método para producir continuamente una goma
de mascar en un mezclador de extrusión continuo, teniendo dicho
mezclador secciones de mezcla primera, segunda y tercera, siendo la
primera sección el final de la corriente arriba inicial de dicho
mezclador, estando dicha segunda sección corriente abajo de dicha
primera sección, y ubicándose una tercera sección entre dichas
secciones primera y segunda a lo largo de su longitud, y
comprendiendo dicha goma de mascar al menos un ingrediente de base
de goma, un ingrediente de azúcar, un ingrediente aromatizante, y un
ingrediente de reblandecimiento, comprendiendo dicho método las
etapas de dividir dicho ingrediente de azúcar en dos partes;
dividir dicho ingrediente de aroma en dos partes, introducir
continuamente una primera parte de dicho ingrediente de azúcar en
dicha sección de mezcla primera de dicho mezclador; introducir
continuamente dicho ingrediente de base de goma en un orificio
corriente abajo, introducir continuamente una primera parte de
dicho ingrediente aromatizante en dicha sección de mezcla tercera de
dicho mezclador, introducir continuamente dicha segunda parte de
dicho ingrediente de azúcar en dicha sección de mezcla segunda de
dicho mezclador, introducir continuamente dicha segunda parte de
dicho ingrediente aromatizante en un orificio corriente abajo y
mezclar continuamente todos los ingredientes mencionados en dicho
mezclador para producir una goma de mascar y descargar
continuamente dicho producto de goma de mascar de dicho mezclador,
en el que la división de dicho ingrediente aromatizante en dichas
dos partes y la introducción de dicha parte de aroma primera en
dicho mezclador en dicha sección tercera y la introducción de dicha
parte de aroma segunda en un orificio corriente abajo de dicho
mezclador produce una goma de mascar con una explosión de aroma
inicial así como una liberación de aroma más prolongada, y en el
que la división de dicho ingrediente de azúcar en dichas dos partes
y la introducción de dichas partes de azúcar en dicho mezclador en
dichas secciones primera y segunda de dicho mezclador produce una
goma de mascar que es blanda y menos granulosa en textura que una
goma de mascar donde todo el ingrediente de azúcar se añade en una
sección del mezclador.
2. El método tal como se expone en la
reivindicación 1, en el que dicha parte primera de dicho ingrediente
de azúcar comprende el 40% de dicho ingrediente de azúcar total y
dicha parte segunda de dicho ingrediente de azúcar comprende el 60%
de dicho ingrediente de azúcar total.
3. El método tal como se expone en la
reivindicación 1, en el que dicha parte segunda de dicho ingrediente
de azúcar se añade a dicho mezclador mediante un aparato de
dispositivo de alimentación lateral.
4. El método tal como se expone en la
reivindicación 1, en el que dichos ingredientes se mezclan en dicho
mezclador a una velocidad de 50 - 100 rpm y dichos ingredientes se
mantienen en dicho mezclador en el intervalo de 43,5 - 51,5ºC (110
– 125ºF).
5. El método tal como se expone en la
reivindicación 1, en el que dicho mezclador de extrusión contínua
comprende al menos un miembro de husillo alargado que gira y mezcla
los ingredientes en dicho mezclador y transporta los ingredientes a
través del mezclador.
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