Покрытие - это промышленный процесс, который заключается в нанесении жидкости или порошка на поверхность съедобного продукта для передачи новых (обычно сенсорных ) свойств. Покрытие обозначает операцию, а также ее результат: нанесение слоя и сам слой. Покрытие имеет разное значение в зависимости от отрасли.
Определения
Эта статья касается нанесения покрытий в пищевой промышленности . Есть много общего между процессами нанесения покрытий и многочисленными примерами передачи технологий в пищевую промышленность и из нее.
Покрытие в пищевой промышленности - это нанесение на продукт слоя жидкости или твердого вещества. Работа в основном зависит от механической энергии. Он состоит в основном в том, чтобы привести частицы продукта в движение и одновременно нанести ингредиент покрытия определенным образом, чтобы они могли взаимодействовать друг с другом. Он включает такие явления, как адгезия , трение , вязкость , поверхностное натяжение и кристаллизация . Покрытие пищевых продуктов - это не «сложная» наука, такая как сушка или охлаждение , которые можно описать уравнениями и которые можно предсказать. Покрытие пищевых продуктов - это скорее «мягкое» знание, полученное в результате накопления ноу-хау. Одна из причин заключается в том, что рассматриваемый продукт и ингредиенты имеют сложные характеристики, вариации и взаимодействия.
Инкапсуляция - это нанесение жидкого слоя на очень мелкие частицы. Он основан на ряде принципов: захват молекулы внутри матрицы , химическая связь и полимеризация . Инкапсуляция направлена на защиту и контролируемое высвобождение активных молекул при погружении в окружающую среду. Как показывает практика, размер частиц может различаться между «инкапсулированием» (от 300 до 1000 мкм) и «пищевым покрытием» (выше этого предела). Простого механического движения недостаточно для надлежащего покрытия мельчайших частиц.
Готовый продукт | База | Ингредиент | Лечение после | Показатель, % | Цель |
---|---|---|---|---|---|
Готовые каши | Крупа вспученная | Сахарный сироп | Сушка | 20-50% | Улучшение вкуса и внешнего вида |
Драже | Орехи, шоколад, сладости | Сахар | Панорамирование | 10–100% | Вкус, аромат |
Шоколад | Фундук, миндаль | Шоколад | Охлаждение | 30-50% | Вкус, аромат |
Готовые овощи | Замороженные овощи | Вода, жиры, ароматизаторы | Замораживание | 15–100% | Вкус, удобство |
Плавленный сыр | Тертый / тертый сыр | Антикакинг | Никто | <2% | Предотвратить агломерацию |
Самородки | Мясо | Кляр и крошка | Жарка | 30-50% | Вкусовые качества, стоимость, внешний вид |
Закуски | Вспученная мука | Масло и приправы | Никто | 5-40% | Вкусовые качества |
Хрустящие орехи | Арахис | Мука, связующее, приправы | Жарка, выпечка | 30–100% | Вкусовые качества |
Фотографий
Рис, покрытый сахаром.
Овощи IQF, покрытые сливками.
Драже в сахарной оболочке.
Цели покрытия
Покрытия могут быть добавлены для улучшения органолептических свойств пищевого продукта. Внешний вид и вкусовые качества можно улучшить, добавив цвет (белое драже, коричневый шоколад), изменив внешний вид (глазированные конфеты или грубые хрустящие наггетсы); изменение или добавление вкуса (сладкое драже, соленые закуски) или ароматизаторов (сладкие изделия в фруктовой глазури) или текстуры (хрустящие наггетсы в панировке).
Покрытия также могут использоваться для добавления витаминов и минералов (обогащенный белый рис) или пищевой энергии.
Покрытие обеспечивает функциональные свойства, такие как отделение частиц (смазанные маслом сухие фрукты, тертый сыр), антиоксидантный эффект (фруктовые кубики) или барьерный эффект [миграция воды между слоем мороженого и бисквитом (печенье) или предотвращение потери влаги при жевании. камедь]. Барьерных эффектов часто бывает трудно достичь.
Ингредиент может быть дешевле, чем продукт, который он покрывает, что позволяет немного снизить затраты.
Процесс нанесения покрытия
Процесс нанесения покрытия начинается с нанесения покрытия на пищевой продукт, но конечный продукт должен быть стабильным на протяжении всего срока годности. Таким образом, процесс нанесения покрытия завершается процессом стабилизации путем замораживания, охлаждения, нагревания или сушки. Последовательности этого процесса:
- Применение: Чтобы нанести незначительное количество ингредиента, сначала используется распыление для его диспергирования, а не просто заливка. Это ускоряет диспергирование по всей поверхности продукта. Для получения большего соотношения покрытия и субстрата можно использовать смешивание или окунание. Также можно использовать несколько этапов; панированное мясо, например, может иметь сухую аппликацию (предварительную обработку), за которой следует окунание во влажное тесто, а затем еще одно нанесение сухой крошки.
- Адгезия: покрытие должно прилипать к продукту, то есть между ингредиентом и продуктом должна быть определенная степень сродства.
- Коалесценция: в случае жидкости несколько капель могут сливаться, образуя однородный сплошной слой. Характеристики ингредиента по отношению к продукту, такие как вязкость и поверхностное натяжение, связанные с механическим воздействием (трением), имеют решающее значение.
- Стабилизация: в зависимости от природы ингредиента (ов) покрытия и субстрата, ингредиент стабилизируется за счет удаления растворителя (сушка и испарение воды, спирта), кристаллизации (сахар кристаллизуется при испарении воды, жир кристаллизуется при охлаждении) , или термическая обработка (при нагревании белки необратимо затвердевают).
Процесс нанесения покрытия можно разбить на следующие элементы:
- Исходные материалы: базовый продукт, добавки и ингредиенты.
- Дополнительные потоки: воздух в качестве носителя продукта или ингредиента или для сушки, энергия в механической (перемешивание, перенос, трение) или термической форме (конвекция, теплопроводность или радиационный нагрев)
- Выходы: конечный продукт, избыток ингредиента покрытия, потеря или переработка.
Залоги возникают в процессе:
- Поломка продукта
- Генерация штрафов (мелкие частицы)
- Агломерация продуктов
- Загрязнение поверхностей системы продуктом или ингредиентом
- Загрязнение воздуха, летучий органический компонент
Как правило, этих эффектов следует избегать, если конечный продукт не становится более желательным.
Параметры, влияющие на систему, перечислены по происхождению:
Базовый продукт | Конечный продукт | Производство |
---|---|---|
Форма, размер, распределение, насыпная плотность, природа, внешний вид поверхности, сопротивление, состав, поведение потока, мелкие частицы, гигроскопичность, температура | Вместимость, конечный аспект, прибавка в весе, поведение при хранении, сопротивление | Изменения рецептов, продолжительность, очистка |
Этот первый набор критериев определяет выбор ингредиента покрытия. Покрытие состоит либо из одного ингредиента, либо из смеси. Эта смесь имеет разные физические формы: раствор, эмульсия, суспензия, порошок и т. Д. Она имеет свои особенности. Кроме того, может потребоваться жидкость, такая как воздух для распыления, охлаждения, нагрева или сушки.
Добавка | Жидкость. |
---|---|
Водная или жировая основа, состав, концентрация, вязкость, температура, точка плавления, поверхностное натяжение, характеристики схватывания | Природа, температура, относительная влажность |
Сочетание вышеперечисленных характеристик обусловливает выбор принципа процесса. Тогда это должно быть точно описано.
Процесс | Машина |
---|---|
Непрерывный, партия, время пребывания, температура ингредиента, температура жидкости, температура системы, объемы потока, устойчивость к изменениям, количество выполняемых функций (подача, дозирование, рециркуляция, сушка) | Форма, внутренняя поверхность, внутренний объем, размер, механическое движение, скорость, температура |
Выбор правильного процесса и его контроль зависят от сбора точной и надежной информации.
Критично влияние некоторых явлений и их параметров: кристаллизации, удаления воды (сушки), стеклования , вязкости или поверхностного натяжения.
Среди параметров место выбора занимает температура. Он влияет на вязкость, поверхностное натяжение, характеристики высыхания или кристаллизации. В конечном итоге это влияет на скорость покрытия (толщину, увеличение веса) и сопротивление покрытия. Следовательно, это влияет на степень засорения продукта и ингредиента в системе. Например, жир будет иметь тенденцию застывать предпочтительно на холодном продукте, если стенка системы поддерживается при более высокой температуре.
Упражняться
Ингредиенты для покрытия
Ингредиент | Форма | Обычная скорость покрытия | Характеристики, относящиеся к покрытию | Покрытие цель | Примеры |
---|---|---|---|---|---|
Воды | Чистая жидкость | 1-3% | Смачивание, адгезия, прибавка в весе | Защита от пыли, предотвращение ожогов в морозильной камере | |
Воды | Насыщенный пар. | 1-3% | Смачивание, адгезия | Наклейка сахара на конфеты | |
Алкоголь | Решение 70% | 0,1% | Норма алкоголя | Противомикробный, консервант, улучшение текстуры | Консервация фасованной выпечки |
Смола (шеллак) | Спиртовой раствор 30% | 1% | Формирование пленки | Внешний вид, текучесть, барьер для влаги | Глазирование шоколадных драже |
Воск (пчелиный, карнаубский, канделильский) | Твердая форма, расплавленная, микронизированная суспензия в масле | 1% | Температура плавления | Поверхностный аспект, барьер | Глазирование сахарных драже, восковая эпиляция фруктов |
Сахар (сахароза, глюкоза, мед, полиолы) | Раствор 70-90% | 1–100% | Форма кристаллизации, концентрация, температура | Вкусовые качества, внешний вид (глазированный или морозный) | Готовые к употреблению хлопья, покрытые сахаром |
Натуральный гидроколлоид ( гуммиарабик , ксантан , гуаровый желатин | Раствор 20-40% | 3% | Пленкообразование, барьер | Механическая или химическая защита, носитель присадок | Предварительное покрытие драже гуммиарабиком и сахаром перед нанесением драже на противень. |
Крахмалы (нативные или модифицированные) | Коллоидный раствор 20-40% | 3% | Характеристики зависят от физических и химических модификаций, заменителей более дорогих ингредиентов (гуммиарабик, желатин, диоксид титана и т. Д.) | Механическая или физическая защита | Покрытие картофеля фри перед жаркой для уменьшения накопления масла |
Мука | Порошковые или густые суспензии 20-40% | 10-20% | Формирование пленки, загрузка, вязкость, расширение при выпекании | Толщина, хрусткость | Покрытие наггетсов жидким тестом перед панировкой |
Минеральные или органические порошки (тальк, целлюлоза, картофельная мука, целлюлоза, крахмал) | Чистый порошок | 1% | Поглощение влаги или жира | Защита от налипания, сушка | Покрытие тертого сыра для предотвращения агломерации |
Масла и жиры | Чистый | 1–40% | Температура плавления, вязкость | Противослеживание, адгезия, барьер против миграции влаги | Смазка сухого изюма или вкраплений в мороженом |
Приправы, ароматизаторы, усилители вкуса, соль | Порошковые, разбавленные или концентрированные растворы | 1-3% | Концентрация | Вкусовые качества | Ароматизация расширенных закусок, засолка жареных орехов |
Техника нанесения покрытия
Для классификации две категории можно легко разделить на периодические или непрерывные процессы. Затем категории могут быть уточнены в соответствии с тем, как продукт приводится в движение и применяется ингредиент. Затем методы позволяют либо просто наносить покрытие, либо комбинировать нанесение покрытия и отверждение на одном и том же оборудовании.
Имя | Принцип | Пример | Альтернатива | Пакетный / непрерывный |
---|---|---|---|---|
Коэкструзия | Формирование внешней оболочки вокруг внутреннего содержимого | Формовочная машина для колбасных изделий с формированием коллагеновой оболочки с последующей настройкой путем коагуляции и сушки. | Кратковременное высокотемпературное приготовление - экструзия закусок с непрерывной заливкой ароматизированной пасты. | Непрерывный |
Лопастной миксер | Смешивание встряхиванием в закрытом объеме | Покрытие для закусок | Геликоидальные, скребковые лопасти | Партия |
Чан-смеситель. | Стакан для нанесения покрытия IQF (и замораживания). | Вакуумное перемешивание | Партия | |
Конвейер | Нанесение ингредиента на продукт, распределяемый по конвейеру. | Актуальное покрытие выпечки. | Распыление, трафарет, окунание. | Непрерывный. |
Барабан. | Применение ингредиента при перемешивании продукта в барабане. | Приправа для закусок. Одновременное покрытие и сушка круп с сахаром. | Непрерывный. | |
Винт. | Применение ингредиента при переносе продукта и смешивании в корыте, снабженной шнеком (ами). | Корм для животных. | Двухшнековые системы для лучшего перемешивания. | Непрерывный. |
Критерии выбора техники.
- Характеристики основного продукта: форма, размер, насыпная плотность. Размер - это первый критерий.
- Механическая стойкость основного продукта.
- Окончательная толщина слоя покрытия.
- Полное / частичное, верхнее / боковое / нижнее покрытие.
- Количество повторяемых последовательностей.
- Время обработки каждой последовательности.
- Режим настройки: сушка, охлаждение, замораживание…
- Вместимость.
- Предпочтительная периодическая или непрерывная система.
Партия сравнения против непрерывной. Спрос на более высокую урожайность заставляет менеджеров по производству перейти от ручных партий к непрерывным автоматизированным системам. Прежде чем принимать дорогостоящее и рискованное решение, необходимо рассмотреть все «за» и «против».
Партия. | Непрерывный. | |
---|---|---|
Преимущества | Гибкость, простота мониторинга и управления, быстрое реагирование, меньшая зависимость от времени, простая смена рецептов, полная прослеживаемость, инструмент для исследований и разработок. | Эффективно, оправдано, если процессы до и после обработки непрерывны. |
Недостатки. | Ограниченная вместимость. Рабочая сила. | Обширный. Требуется тщательный контроль, обратная связь, постоянная подача и несколько периферийных устройств. |
Периферия
Учитывая количество операций и этапов, процесс нанесения покрытия можно рассматривать как обширный процесс в целом. Основной машине процесса требуются периферийные устройства для ее обслуживания. Для информации перечислены несколько часто используемых.
- Место хранения.
- Приготовление ингредиентов.
- Подача и дозирование продукта.
- Дозирование ингредиентов.
- Фильтрация или просеивание.
- Система приложений.
- Переработка отходов.
Меры
Результаты испытаний могут быть оценены немедленно (визуальный аспект), но предпочтительно оценивать с помощью осторожных мер: для обеспечения возможности мониторинга, для согласования ввода в эксплуатацию, для подтверждения соответствия требованиям заказчика.
Типичные меры:
- Оптика: цвет, микроскопия (однородность, толщина), анализ изображений.
- Взвешивание: взвешивание до и после обработки, взвешивание между партиями или отдельными частицами.
- Конкретные измерения в зависимости от цели: уплотнение, барьерные свойства.