1.发明领域

本发明包括用于制作有复杂图案多色的挤出食品产品的设备和 方法。更具体地，本发明涉及用于将大横截面面积复杂图案的食品挤 出物缩减为较小面积的而同时保持其复杂图案的设备和方法；涉及用 于调节易塑的可挤出食品产品的流动的设备和方法；并且涉及用于制 作多样的挤出物并具有均匀流量的总管道，该挤出物由易塑的可挤出 食品产品形成。    

2.背景技术

食品产品，诸如不需烹调即可食(“R-T-E”)的谷物食品及 小吃食品，在成分、形状、颜色、风味、结构等方面变化多样。此类 各种产品可概括为膨化的和非膨化的两类。一个有吸引力的特点是它 们的外观，诸如形状及色彩，该外观可归属为特殊的属性。特别有吸 引力的是产品具有复杂但有条理的色彩图案、外形和/或复杂的形 状。

已经知道有各种各样的技术来提供复杂形状的产品，诸如圈形 的、星形的、文字形的、图形的等等。存在的问题通常包括如何稳定 地提供所需希望程度的外形细部或成品的分辨率。相似地，对于着色 的产品，一个问题是如何稳定地提供良好水平的细部。这个赋予良好 水平细部的问题，在供应复杂图案的R-T-E谷物食品方面由于它们 通常尺寸较小而显得特别困难。对于膨化的R-T-E谷物食品产品由 于颗粒的尺寸非常微小，该问题甚至更严重，那些颗粒经膨胀而形成 最终产品。当然，那些颗粒必须包含和保持复杂的图案。

特别是，希望所制备的膨化的R-T-E谷物食品具有的外形及有 颜色的图案使人想起各种运动球类，诸如棒球、橄榄球、篮球及足球， 诸如在下列各专利中分别公开过的：1)由Laughlin等人于1993年10 月18日提出的题为“Food ProductPiece”的USSN 014,233,2)由 Laughlin于1993年10月12日提出的题为“Food ProductPiece” 的USSN 014,068,3)由Laughlin于1993年10月22日提出的题为 “Food ProductPiece”的USSN 014,474,4)由Laughlin于1993年 10月12日提出的题为“Food ProductPiece”的USSN 014,069；它 们中的每个都被结合在本文中作为参考。此类的各种产品的部分特征 在于：高分辨程度，诸如线条特点(例如用于表示传统的粘贴图案) 为厚度小于1mm以及甚至小于0.5mm。提供一种谷物食品颗粒，该 颗粒经膨化来提供显示出如此精细度的细部的膨化R-T-E谷物食 品，是难以克服的问题。

诸如R-T-E谷物食品的着色线条或外部条状食品产品，以及它 们的制备设备和方法，已公开于题为“Cereal Product With Striped Effect and Method of Making Same”的美国专利(1958年10月28 日授予J.O.Benson)2,858,217中并被结合在本文中作为参考。该′217 专利描述了一种挤出物的挤出机，它具有用于制作复杂图案的挤出物 的颜料注射模具镶套。然而，挤出物是被直接挤出出的，而其横截面 积没有任何缩减。还有，该方法似乎是局限于只生产简单图案的絮 片，该图案通常或多或少是平行的直线条。该方法不能制出直接膨化 的谷物食品或小吃食品(即从挤出机中直接膨胀)，它们具有如此精 细度水平的线条细部。

在题为“Process For Preparing a Puffed，Concave shaped Cereal Product”的美国专利3,447,931(也在1969年6月3日授 予Benson等人)中描述了供应以条状着色谷物食品为基础的小吃食 品片的技术的改进和改改型。更具体地，该′931专利描述了具有复杂 线条图案的杯状花型R-T-E谷物食品片的制作工艺。该工艺包括多 种索状面团细丝的挤出，该面团细丝被压在一起以形成圆柱或索条而 不减小材料的横截面，然后各材料在不发生膨化的条件下结合。被压 缩的细丝的组合股然后被切成威化食品块并随后被加热膨化。尽管是 有用的，但该工艺似乎局限于只生产“鲜花盛开”形状的。还有，所 制备的食品片是较大尺寸的小吃食品，而不是代表R-T-E谷物食品 的相对较小的食品片。

特别是在商业应用中，是以相当的数量来供应易塑的可挤出食品 产品的，以形成多种挤出物。于是问题产生了，为了成品的一致性， 通过流量及压力的调节使各挤出物具有均匀的流动，该调节是在不增 加下游堵塞的可能性条件下实现的。再有，还产生一些问题：各挤出 物产生诸如彼此落在对方的顶上的互相冲突，由此使下游的处理变得 困难。

在第一方面，本发明对制备食品产品的设备和方法方面进行了改 进，其特点是在有条理的图案中至少有两种颜色。特别是，本发明提 高了着色细部(小于1mm)的、甚至是诸如用于膨化的R-T-E谷物 食品的颗粒的食品产品的精细度水平的等级，该R-T-E谷物食品的 直径非常小(例如3～6mm)。

在另一方面，本发明改进了用于在流动的面团中添加添加剂的设 备和方法。特别是，添加剂被添加到存在于流动面团的间隔间隙内， 通过在添加剂的添加的上游对中间间隙部分的充填来防止添加剂流 入那些部分中。本发明的目标是防止在流动面团的外边有不成比例的 量的添加剂。

在又一方面，本发明提供一种用于调节易塑的可挤出食品的流动 的流量调节设备。特别是，本发明提供一种改进，使面团的流动不停 顿或不允许堆积，停顿或堆积可导致面团发硬，对于发硬的面团可能 在下游引起堵塞问题。

在又一方面，本发明提供了一种总管，各挤出物以非圆形图案位 于该总管内，非圆形图案可避免了各个挤出物互相冲突的问题并使在 水平布置的传送带上的移动变得较容易。尤其是，本发明提供一种改 进，即各挤出物是在单一平面内的水平图案。

本发明对“Apparatus and methods for Making Complexly Patterned Extrudates”(1997年5月23日提交的USSN 849,848 或等同的1995年11月23日公开的WO 95/31108)中描述的食品产品 及它们的制备方法作了进一步改进，该专利被结合在本文中作为参 考。更具体地，本发明的改进包括方法、设备及技术的实现，该方法、 设备及技术不仅可应用于WO 95/311108中描述的不可压缩流体，还 可应用于诸如甜食泡沫的可压缩流体。

附图说明

图1是食品炊具挤出机的模具端面的端视图，部分地被切去，表 示有多个出口；

图2是沿图1的2-2线截取的本发明的缩减通道的剖视图，其 中，切去了很大部分；

图3表示沿图2的3-3线截取的用于制作扩大的复杂形状面团 的模具镶套的放大剖视图；

图4是沿图3的4-4线截取的模具镶套的放大剖视图，表示食 品颜料流动通路；

图5是沿图4的5-5线截取的位于上游方位的模具镶套的放大 剖视图；

图6是沿图4的5-5线截取的类似于图5的但表示下游方位的 模具镶套的放大剖视图；

图7是应用本发明的方法及设备制备的成品的膨化的复杂图案的 R-T-E谷物食品片的放大平面视图；

图8是沿图7的8-8线截取的R-T-E谷物食品片的放大剖视 图，表示该谷物食品片的中凹形状；

图9是沿图2的9-9线截取的食品炊具挤出机的局部剖视图；

图10是固定在食品炊具挤出机的出口的用于制作多种挤出物的 总管的前视图；

图11是沿图10的11-11线截取的总管的局部剖视图。

此处应用在附图的各图中的附图标记标示相同的或类似的零 件。还有，当本文使用术语“顶部”、“底部”、“第一”、“第二”、 “上部”、“下部”、“高度”、“宽度”、“长度”、“端部”、 “侧面”、“水平的”、“竖直的”以及类似的术语时，应该理解到 这些术语只能参考附图中表示的结构并且只是用来使本发明的描述 变得容易。

现在参考附图，而简单地说特别是参考图1，该图显示了根据本 发明的优选(教导)的用于制备复杂图案的谷物食品面团片的设备， 即是诸如图1中所见的烹调挤出机12的设备10，该设备10通常包含 用于提供至少一种可挤出食品产品或烹调的谷物食品面团。可看到挤 出机12具有至少一个并且最好是多个出口或出孔13，每个出孔13 用于挤出本发明的复杂图案的烹调谷物食品面团(未图示)或其它的 可挤出食品产品。

当炊具挤出机是提供可挤出食品的优选的装备时，也可应用其它 传统的装备和技术。例如，用于烹制散袋的配料的间歇炊具或半连续 炊具可装备有面团形成或输送挤出机部件。在其它的实施例中，例如 低湿度水果膏，可以使用简单的螺纹输送器。而在本说明中特别参考 了诸如R-T-E谷物食品及小吃产品的复杂图案的含淀粉材料的设 备，技术人员将理解该设备及技术可应用于广泛变化的可挤出食品产 品，特别像低湿度的水果产品这种易塑的食品。

现参考图2，炊具挤出机12提供一定数量的烹调的谷物食品面 团，该面团可供给一个或最好是，特别是在商业应用中，多个通道14， 每个通道引向出口13。在非常优选的实施例中，设备10可附加地包 含用于调节烹调的谷物食品面团的流量及压力的装置，诸如所描绘的 可调节地缩回的面团流动调节器塞16。如该实施例中所描绘的，当挤 出机向出孔供应大量挤出物时，这种流量调节装置特别有用。缺少这 种流量调节装置，来自这样多的出孔的每一个出孔的具体挤出物的特 性(例如压力、质量流量)将难于控制，因为来自中央供给部分的通 道14的长度可能有变化。

流动调节塞16包含具有至少上及下圆柱部84及86的杆或螺栓 80。最优选形式的上部84含有螺纹82。下圆柱部86是最优选形式的 塞，该塞具有一定直径的光滑外周边，该直径小于通道14的直径。 再有，与部分84相对的部分86的内轴向端部88通常具有平坦的外 形并且特别地具有显著地大于通道14的直径的直径。挤出机12具有 通常垂直地通道14的圆柱形孔，并且该圆柱形孔包含径向地向外的 螺纹部分以及径向地向内的光滑部分，该光滑部分的直径通常等于部 分86，并且用于可滑动及可转动地容纳该部分86，使得部分86的中 心线通常垂直于通道14的中心线。螺栓80还包含有位于部分84及 86中间的螺纹部分，其尺寸可使它以螺纹旋拧地容纳于挤出机孔内。 塞16还包含有用于防止挤出机12的面团从通道14漏出的密封装置， 诸如至少是分别插入周边的容纳密封槽92、93内的第一“O”型圈90、 91。塞16还包含锁紧螺母94，它旋拧在部分84的螺纹82上并且紧 靠在块96上，以固定住螺栓80而防止诸如由挤出机12的振动引起 的移动。

通过将螺栓80转入或出挤出机圆柱形孔，部分86可调节地可缩 回地延伸入通道14内。于是可以理解为在塞16处通过通道14的面 积与部分86延伸入通道14内的尺寸成反比。应该理解部分86不能 阻塞或停止面团流体通过通道14或在通道14内为面团提供堆积的位 置。特别是，由于部分86的直径比通道14的小，部分86的延伸部 将在距通道14的中心小于其半径之处沿通道14的圆形横截面的弦延 伸，使得面团在它们之间流动。应该理解的是，由于部分86的圆形 横截面的原因，面团将往往是围绕部分86流动通过通道14而不停留 在部分86的前面，例如，如果存在平面的或其它非圆柱形的表面就 会发生停留。同样地，当部分86完全收缩退回通道14时，挤出机的 孔不会在通道14外边产生面团可能累积的位置。还有，由于端部88 相对于通道14的优选的形状，即使螺栓80被转动使得端部88与构 成通道14的壁在挤出机12中结合，端部18也不能与通道14紧密地 配合，但将类似地通常在距通道14的中心小于其半径之处沿通道14 的圆形横截面的弦延伸，使面团在它们之间流动。停止面团流动或使 面团堆积或累积可导致面团发硬，对于变硬的面团可能导致下游的堵 塞问题。在最优选的形式中，用端部88与构成通道14的壁在挤出机 12中结合，部分86盖住90％以下的通道14的横截面积，并始终使 面团流动通过至少10％的通道14的横截面积。

设备10还基本地包含至少一个食品颜料供应器18，该供应器18 供应可流动的食品着色材料，诸如食品颜料液体(不论是油基的或最 好是水基的)。颜料供应器18与设备10流体连通并进一步包含诸如 所描绘的很大地(相对于出孔)扩大了的图案形成模具镶套20的装 置，该装置用于把食品颜料液体与可挤出食品产品混合成或制成复杂 图案的食品挤出物。在优选的实施例中，通道14包含第一喇叭型的 或渐扩的部分21以及下游的第二收敛的喇叭形的部分22，第一部分 21紧靠模具镶套20的上游以使通道14扩展至与模具镶套20的直径 相等。在图中，通道14及其它组成元件被描绘成接近实际尺寸。因 此，模具镶套20的直径约为30mm并位于通道14的略为扩大的部分 24内。结果，复杂图案面团挤出物的直径，在挤出物排出模具镶套 20时将会有一个约30mm的扩大了的初始直径。当然，可以使用其它 尺寸的模具镶套20(例如15～100mm)。

在图2中，可以看到复杂图案面团挤出物，如此形成然后在压力 流体作用下移动通过，并且设备10还包含有诸如所描绘的缩减或颈 缩通道25的装置，该装置用于缩减复杂图案食品挤出物的横截面面 积而同时保持其图案。缩减通道25可以制成单件，具有例如平头锥 形孔；或如所描绘的制成具有多个单独件，诸如分别是所描述的第 一、第二及第三件26、28及30。单独件更容易清洗。还有，收敛角 及其它特征，例如内表面，需要时可加以调节(例如光滑度，抗粘表 面)以适应不同食品产品的挤出物的特性方面的差异。在图2中，可 以看到通道14具有初始的相对较大的直径34和在出口13处最终的 相对较小的或出口的直径36。再有，虽然通道14被描绘成具有圆形 的横截面面积，在其它实施例中通道14可制成具有更复杂的图案或 周边形状，以构成或部分地构成成品片的外部形状或构形，包括规则 形状(例如星形、圈形、卵形、几何图形)及非规则形状(例如动物 形、诸如树木、小汽车等物体形状)两种。更进一步地，通道14可 制成具有所希望特点的内部表面，例如抛光的或聚四氟乙烯的或其它 抗粘的表面，诸如为了易于保持复杂图案或减小图案的变形而降低摩 擦。特别希望具有卵形横截面的通道以便制备美式橄榄球形或英式橄 榄球形的食品。

本发明的一个重要特点是缩减通道25的收敛角。当横截面面积 缩减时为保持图案，已发现保持平均收敛角或约束角为5°～45°是重 要的，较好的是5°～20°，而最好的是10°～15°。“平均收敛”的意思 是，从模具镶套20的直径至出口13的直径36在缩减通道25的全长 上形成的角度。如所描绘的，带有通道件26、28及30的某些件，例 如26及30，具有较陡的收敛角，而件28具有较缓的角度。应避免内 部的障碍(例如台肩)以提供连续的通道来减小对面团中形成的复杂 图案的破坏。图2显示出孔36的直径约为3mm。由于通道14可能具 有如上描述的复杂模截面形状，图案的缩减程度以术语“横截面面积 缩减”表示比用更简单的直径缩减更合适。如此在说明性实施例中的 横截面面积的缩减度约为100∶1。当然，对于其它的实施例(例如对 于较大的小吃食品片)，横截面缩减的程度可小至25∶1。对于小吃产 品，出口孔36的直径可相应地大些，例如5～15mm。

出乎意料地，这样缓和的收敛角能允许至少是50∶1以及甚至约 为100∶1的横截面面积缩减而同时保持复杂图案中细部的良好水平。 于是，可赋予较大面团的端面或横截面以复杂形状并且然后缩减至小 得多的所希望的最终横截面面积。这种结构允许为赋予复杂图案而制 作相对较大的横具镶套。为赋于最终出口直径以所希望程度的细部而 制造小的模具镶套，同时实现研发规模的挤出机，在商业上是不切实 际的，这部分地是由于模具镶套20的堵塞或淤塞。具有必需的收敛 角的缩减通道的结构考虑到了三维形状的生产具有良好水平的着色 细部的问题。再有，与只是局部着色相比较，成品片的特点是颜色遍 及整个食品。

还有，可看到不是在紧靠近排放口13处混合，但与之相隔一定 距离。这考虑了面团被适当地“安置”以帮助保持复杂的形状。

现参考图3，它显示的是生成图案的模具镶套20的放大横截面。 如所见到的，可应用这个特别的模具镶套制作如图7中所见的具有涡 旋或螺旋图案的双色食品片40。然而，可用其它图案生成模具镶套代 替它，例如，它可赋予产品以直线型图案，这些产品使人想起美式足 球、篮球、棒球及其它运动物品。

模具镶套20包含一种装置，该装置用来赋予面团至少一个，而 更希望是多个间隔间隙，诸如多个面团分隔通道之间的间隔间隙，诸 如由模具分隔件47分别形成的分隔通道44、45及46。模具镶套20 还可包含用于喷射食品颜料或第二种着色的面团进入间隔的面团间 隙的装置，诸如多个或一排均匀间隔开的食品颜料喷射口48，该喷射 口48形式在模具分隔件47中并由穿过件47的液体供应通道50供 料。可挤出食品产品本身可能是有颜色的。颜料供应器18可以供应 不同的颜料或具有较浓或较淡色调的相同颜料。特别是，食品颜料通 道50由一个或多个食品颜料供应口供给食品液体，这些供应口诸如 是分别在模具分隔件47中的口52、54及56。当然，当第二种材料或 着色材料是诸如第二种面团或水果膏的食品产品时，可以把通道及喷 射口扩大以减小摩擦及堵塞的可能性。

现简略地参考图4，可看到模具镶套20还可包含颜料液体供应储 存槽58，该槽58由颜料供应器18供料并且与食品颜料供应口52、 54及56流体连通或向食品颜料供应口52、54和56供料。模具镶套 20还可包含用于密封颜料液体供应储存槽58的装置，诸如所描绘的 “O”型圈60及62，以防备与面团过早地混合。

现简略地参考图5，它显示了模具镶套22的上游端面64。图5 显示这个特别的模具镶套的上游端面不含颜料供应排出口，并且颜料 的排出最好是在下游方向上。

现简略地参考图6，其中可最直观地看出供料口52、54及56之 间以及供料通道50与颜料排出口48之间的关系。然后可理解到颜料 将会填充在通道44、45及46之间的流动面团的间隔间隙中，这些通 道由模具分隔件47来形成并位于其后，以便在挤出的面团流体中生 成模具分隔件47的形状的线条。现参考图3及图4，在模具分隔件 17中制有槽57，该分隔件47从下游端面朝上游端面64轴向地延伸， 但与上游端面64，且特别是与口48的排出端的上游间隔开。槽47 具有足够的轴向长度，使得被挤出通过通道44、45及46的面团能流 入及填充间隔间隙的部分，在该处的槽47的上游颜料从口48排出。 轴向上成直线状带有槽47的间隔间隙的部分然后被面团填充，在该 处的上游排出颜料，以防止由口48添加的颜料流入那些部分。

在图3及图4所示的优选的形式中，显示出槽47构成于模具分 隔件47的中间口48中及内表面壁上，并且在优选形式中邻接于模具 镶套20的内表面壁。如果模具分隔件47延伸至模具镶套20的内表 面壁并与其接合，颜料将会在间隔间隙的全程中移动至模具镶套20 的内表面壁并将会填充面团通过通道44、45、46与模具镶套20的内 表面壁之间的空隙。这导致在被挤出的面团的外边有不成比例数量的 颜料。于是，通常槽47防止了颜料在全程移动至模具镶套20的内表 面壁，以实际消除或减少在被挤出面团的外边的颜料。

还可以理解的是槽57也可以制成在与模具镶套20的内表面壁间 隔开的模具分隔件47中。这种安排的一个理由是，希望在该处的被 挤出面团中有多重颜色。通过向某些口48提供第一种颜色而同时对 其它口48提供应不同的颜色或色调来实现这点。然后槽47还可制成 在与那些口48分开的其它口48的模具分隔件47中，以便一般地防 止添加剂混杂在被挤出的面团中。

现依次简略地参考图7及图8，两图显示食品片40具有杯状外形 以及着色可延伸遍及食品片的本体内。所描绘的食品片40是膨化的R -T-E谷物食品，是由挤出机直接膨胀制备的，该挤出物具有约70mm 的最终直径。

在本发明中，已缩减横截面直径的复杂图案面团被挤出通过已缩 减直径的出孔36(例如约3mm)。之后，以传统的方式，诸如用一 把或多把转动刀具以常见的方式把挤出物端面切成单个的食品片。根 据挤出物的状况，可以制出非膨化的颗粒食品片，随后进行膨化，或 者，另一种办法，并且此处最好是形成直接膨胀的最终膨化食品片。 对于最终食品片，不论是随后膨化的或当离开出孔13时通过直接膨 胀来膨化的，其基本特征是表现出高分辨率或良好等级的带色细部。 该细部包含有膨化产品中的薄至约0.5mm的表面着色线条。在某些 特定实施例中，内部也是双色的或多色的以及具有局部的或表面的着 色。

可挤出食品包括传统食品型式的各种变型，并且特别是包含水果 膏、西红柿面团(例如用于制成的薄片)或烹调的谷物食品面团。烹 调的谷物食品面团可能用于R-T-E谷物食品(不论是膨化的或非膨 化的)、小吃食品产品、焙烤食品或软膏。特别希望的是用于膨化的 R-T-E谷物食品的烹调的谷物食品面团。诸如小吃食品的膨化的食 品产品可通过热空气膨化、深度油炸、喷枪膨化或微波法(特别是高 密度，例如场强＞100v/cm)来制备。不深度油炸的膨化产品可能在 成分中添加了油或在局部用油。R-T-E谷物食品可能有糖覆盖层。 产品基料(即在加油或糖之前或没有油或糖时)的膨化食品片具有的 浓度约为0.1～0.5g/cc。着色部分构成透过食品片的本体的线条或 平面。“高度复杂”的食品产品可称为具有多个着色的特点，该特点 中的至少两个(例如，两个平面或一个线条和一个平面)在食品片的 本体内互相交叉。

出乎意料地，可挤出食品还包括可压缩流体，诸如在与第二着色 食品材料混合的点处的充气甜食泡沫，而最终的充气甜食产品就是从 该处制备的。所谓“充气甜食产品”是指充了气的甜食食品产品，特 别是固体形的，具有的浓度范围从约0.1～约1.0g/cc并且基于充气 的甜食产品的总重量含有约1％～约30％水分的产品。应该知道非充 气的水果糖或甜食典型的浓度约为1.4g/cc。充气甜食产品是多孔 的，即含有空气囊或空气泡，不论是开放的或封闭的泡。本文中所谓 “可压缩流体”是指其浓度对压力有响应的流体，诸如泡沫。相反， 水、牛奶、烹调的谷物食品面团、果酱基本上是不可压缩流体(即它 们的浓度对压力增加的响应是变化非常小)。充气的甜食泡沫是人们 熟知的并且技术人员在选择本文中应用的构成泡沫成分的合适配料 上不会有困难。(例如，见1986年10月20日授权的题为“Multicolor confection Extrusion system”的美国专利4,925,380以及1990 年2月28日授权的题为“Multicolor confection extrusion system”的专利5,019,404，它们中的每个都结合在本文中作为参 考)。

通常，充气的甜食包括：约50％～95％的糖化物成分；约1％～ 30％的水分；和约0.5％～30％的成型剂。

最好是，糖化物被应用在约70％～90％的甜食成分中。糖化物成 分可包含：纯单糖右旋糖(例如无水的-水合物或右旋糖糖浆)；和 诸如砂糖的双糖蔗糖；和左旋糖；以及诸如玉米糖浆的水解的淀粉糖 浆，玉米糖浆包含糊精；麦牙糖及右旋糖；转化糖糖浆，它包含有果 糖及右旋糖和/或转化的左旋糖或葡萄糖糖浆。糖化物成分的部分可 利用不纯的或风味的糖化的配料来提供，诸如：水果汁、酱、蜂蜜汁， 浓缩果汁，水果香味剂及它们的混合物。糖化物成分还可包含诸如玉 米淀粉的多糖。

充气甜食泡沫的成分基本上还包含约0.5％至30％的，较好的是 约1％～4％的，和最好的是约2.5％重量的泡沫成型或胶凝成分。合 适的成型成分包含：起泡剂(例如大豆蛋白质、白蛋白、酪蛋白酸钠、 乳清蛋白麦芽乳，以及它们的混合物)；诸如果胶、明胶、改性淀粉、 植物胶及它们的混合物的水解胶体胶质。对于在北美上市的产品，最 好的成型剂是明胶。明胶可从牛的、猪的或鱼的资源或它们的混合物 衍生而来。

在更优选的实施例中，泡沫包括：约40％～50％蔗糖(干基重)； 约20％～30％玉米糖浆(干基重)；约2％～4％明胶(干基重)； 以及约10％～25％水分。

在一个优选实施例中，棉花糖是无脂肪的，即具有的脂肪含量少 于5％(干基重)，最好是少于0.5％。在这些实施例中，脂肪的水 平在与添加的脂肪成分相比较时，是以与一种或多种配料相关的类脂 的含量给出的。在其它的变异方面，例如巧克力，充气甜食可包括添 加的脂肪成分，诸如约1％～10％的可可奶油、奶脂或奶脂成分(例 如奶酪)或其它可供食用的脂肪甘油脂或诸如蔗糖聚酯的脂肪仿造 物。

可挤出的甜食食品产品的成分还可包括：为改善最终的甜食产品 感官的、视觉的或营养的性质的各种添加材料。有用的材料包含，例 如颜料、香味剂、高效甜味剂、防腐剂、营养强化配料以及它们的混 合物。如果有，这些可选材料可集中地约包含为该产品重量的约0.01 ％～约25％，最好约为1％～10％。

更好的是，任何难溶解的成分，诸如矿物质强化配料(例如用于 加强钙的碳酸钙)，是以具有颗粒尺寸的细粉形式添加的，使其90 ％具有小于150微米的颗粒尺寸，最好尺寸为100微米或更小。

可挤出甜食食品产品成分可选为有香味的和/或着色的，以提供 均匀的产品或具有各种颜色的和香味部分的形态的产品。所谓“颜 色”是指甜食具有任何色彩，包含白色，它可通过基础甜食配料和通 过添加的人工的或自然的着色配料来获得。“颜色”还包含各种色调 或色度，例如粉红与红。

在更优选的实施例中，当甜食泡沫基本不含任何小麦粉或纯淀粉 成分(即少于0.5％干基重)和当然特别是不合任何非胶化淀粉或小 麦粉材料时，被挤出的甜食食品产品可以使用改性淀粉作为成型剂。

可挤出的甜食食品产品泡沫的水分含量一旦与第二食品材料结 合，可以优先达到很接近挤出范围，该挤出范围从约12％至30％， 最好是约为12％～25％。

甜食成分的浓度为0.10～1.0g/cc，挤出后的浓度最好约为 0.15～0.3g/cc。泡沫被充以空气或最好被充以氮气。在本工艺中当 第二可流动食品材料与充气甜食泡沫结合之时，泡沫处于可压缩流体 的形式。通常甜食泡沫具有的粘度范围从约10,000至30,000cps， 最好约为15,000～25,000cps。

在一个优选的实施例中，第二可流动食品材料最好是可供食用的 “墨汁”。当可供食用的“墨汁”材料色为以下成分时可获得良好的 效果：约60％～70％的玉米糖浆(干基重)；1％～10％，最好是约 4％～8％的着色剂，最优选的是约6％；以及平衡水分。可应用任何 可供食用的着色剂，对于本文最好的是诸如黑色的Lake Pigmens(色 素)的难溶解的着色剂。可供食用的“墨汁”的粘度最好约为20～2,000 cps，最优选的约为500～2,000cps。使可供食用的“墨汁”维持如 此高粘度有助于可供食用的“墨汁”或液体着色剂和高粘度甜食泡沫 结合。在其它的变型中，可供食用的“墨汁”可包括1％～10％的着 色剂、水和足量的增稠剂以获得本文中的粘度。第二液体材料的高粘 度有助于使第二种颜料分布在具有较高粘度的甜食泡沫中，以获得复 杂图案而不会掺杂入第一食品材料中。细致的线条或平面可能全部是 一个颜色或包含第二种颜色。

如果愿意，第一食品材料还可包括少量的提供二价离子的配料， 诸如可溶解的钙或锰离子，该配料诸如氯化钙或氯化锰，特别是如果 第二食品材料含有沉降凝胶剂的钙或锰时更是如此。第一食品材料中 的钙及锰帮助第二材料“安置”就位并由此协助通过横截面面积的缩 减而保持复杂图案。

在挤出步骤期间，可挤出的充气甜食食品的温度范围保持在约 70°F至约180°F(20℃至约85℃)。最好该温度保持在使用的成型剂 的具体的泡沫凝胶温度之上。特别是当明胶被用作成型剂时，优选的 方法将出口温度控制在约95°F至约115°F。可以随意地冷却缩减通道 以帮助精确地控制温度。

在某些优选的实施例中，特别是当第一可挤出食品物质是充气泡 沫时，设备的方位使其出口13导致泡沫在基本竖直的方向被挤出， 最好是竖直的朝下方向被挤出。该方位能提供数秒钟用于使充气泡沫 在挤出之后有助于保持复杂图案。

在如此之多的泡沫在膨胀之前被充气的情况下，挤出之后的膨胀 程度是适度的或标准的。结果，最终的甜食食品中可达到的细部水平 或线条分辨率可细到低于0.1mm。

在其它的变型中，第二种香料材料可能是类似的或不同成分或性 质的第二种甜食或泡沫。

此后，当充气甜食泡沫是可挤出食品时，本方法还可基本上包含 冷却步骤，该步骤可使成型剂安置以及由此形成诸如棉花糖的充气甜 食。这一冷却或安置步骤可通过把充气泡沫挤出到玉米淀粉床上以控 制厚度的方法来方便地实施。结果，食品片可包括约1％～15％的局 部施放的玉米淀粉，该淀粉作为糖化物成分的一部分。

本方法还可包括生成或切断已冷却的充气甜食挤出物或把它绞 股成所希望的形状、尺寸及水分含量的食品的步骤。特别希望的是威 化成形食品片，该食品片具有相对的主要表面对。该威化食品片可具 有如上描述的圆周结构形状。在生产较小的甜食食品片的一个优选实 施例中，威化食品片的厚度范围从约3至10mm；最好是约4至10mm。 为生产这种威化食品片，可把泡沫挤出成连续的股的形式，该股具有 约15mm2至900mm2的横截面，最好是100mm2至500mm2。

在软棉花糖或其它软甜食的制造中，最终的强化食品软棉花糖的 制备为分配销售的传统包装作好了准备。任选地，软棉花糖可经过适 度的干燥步骤，以把水分含量调节到本文所描述的水分含量范围内。

然而，在干燥的充气甜食的制备中，本方法附加地包括把安置的 充气甜食片成形为泡沫的干燥的棉花糖片形式的最终干燥步骤。该食 品片可被干燥至最终水分含量约为1％～8％，最好是1％～6％，以 形成本文的当前复杂图案的干燥的充气甜食泡沫食品片。

然后成品食品片可作为甜食来消费。干燥的棉花糖片找到特别合 适的用途，用作食品产品的吸引人的添加成分。例如，该食品片可添 加到R-T-E早餐谷物食品中，特别是打算当作孩子们的早餐谷物食 品的裹糖的R-T-E谷物食品中。在某些实施例中，复杂图案的干燥 充气泡沫产品可掺合也具有复杂图案特点(不论是相同的还是不同 的)的膨化R-T-E谷物食品产品。在其它变型中，甜食供作各种处 方药物、维生素、矿物质及类似物的吸引人的载体。由于充气的及脆 的结构，甜食易于咀嚼并快速溶解。

更加出乎意料地，已经发现对于充气甜食泡沫，保持复杂图案同 时缩减横截面直径尺寸是挑战性较小的事。结果，较大的平均收敛值 或约束角可应用于这种特定的食品产品。而本小收敛角(5°～45°)可 应用于充气甜食泡沫，也可应用范围从超过45°～65°的大的平均尖锐 收敛角。在其它的实施例中，平均收敛角的范围从约5°～65°，但最好 在55°以下。再有，在某些实施例中可应用的横截面缩减比小于4∶1 以及其范围可大至120∶1。

然而对于成分产品(即其中充气甜食泡沫只是特别涉及不可压缩 流体的多相态挤出产品的一部分或一种形态)，最好是较小的尖锐平 均收敛角为5°～45°。而在本发明中，所描绘的特别模具镶套被设计用 来把液体的食品颜料结合进诸如烹调的谷物食品面团的第一食品材 料内，以提供非常细致的细部的着色线条，模具镶套20可以修改(例 如扩大口52、54及56、流体通道50和排出口48)以结合两种或多 种烹调的面团或其它的可流动的着色的食品材料，特别是液化的脂肪 (例如巧克力、奶酪)或水果膏或甜食泡沫。第二可挤出食品材料(无 论是液体、泡沫面团等)可以是整体为一种颜色或具有附加的颜色。

还有，当所描绘的特别的模具镶套20被设计用来提供所描绘的 涡旋的最终产品时，可以互换成其它的模具镶套来获得线条型着色细 部以提供特别希望的诸如参考上面的各种运动球类(例如英式足球、 棒球、蓝球、美式橄榄球)的产品。

应该知道对于那些实施例，进行挤出而不直接膨胀或根据挤出来 膨化的线条可以获得具有宽度约为0.11mm的细部。根据随后的膨胀 (例如油炸、喷射膨化、流化床膨化、辐射加热膨化或其它膨化方 法)，膨化的食品片将必然膨胀，导致线条宽度的增大。然而，这些 扩大了的线条(即小于0.5mm)，依然比用任何其它已知方法获得的 线条要薄些。如果愿意，也可以制出较厚的线条(例如约3mm)。

其它的面团流动调节装置，如果1)被设置在模具镶套20的上游， 和2)不会增加下游堵塞的可能性，就可应用或取代本文优选的流动调 节器塞16。例如，参考图10及图11，表示了根据本发明的优选的教 导的面团总管100的替代实施例。特别是，总管100包含本体部分 102、104、106及108，它们一起固定成一单一组件。特别是，本体 部分102包含圆盘110，圆盘110紧邻食品炊具挤出机12的出口的安 装法兰112。固盘110可通过任何传统的装置和以优选的方式固定在 挤出机12上，该传统装置包含形成在圆盘110的内轴向端处的外周 边上的环形唇缘114，该内轴向端部紧邻法兰112并具有一般与法兰 112对应的尺寸及形状的唇缘114。

孔或管道部分118在挤出机12和圆盘110的中心线处相交于圆 盘110的内轴向端部，并且在挤出机12和圆盘110的中心线的相对 侧边以相等的锐角从相交处延伸，以实现最优选形式的62°，同时孔 118的中心线和挤出机12及圆盘110的中心线以最优选方式布置于水 平平面内。

本体部分102还包含第一及第二管或管道部分116，该部分116 从形成在圆盘110中的孔118直线地延伸通过圆盘110的外轴向端 部，两管道部分116距圆盘110等距离。

本体部分102还包含第一及第二管道部分120，它们位于相对(两 挤出机12及圆盘110的中心线的相对侧边，且与之平行并与之等距 离，管道部分120的、挤出机12及圆盘110的中心线以最优选形式 布置在水平平面中。管道部分120具有与管116相等尺寸及形状的横 截面。与圆盘110相对的第一及第二管116的外轴向端部整体地连接 到第一及第二管道部分120的内轴向端部上并分别与之流体连通，该 连接是以最优选形式通过斜接互连来达到的。管道部分120的外轴向 端部与圆盘110及挤出机12等距地间隔开。

本体部分102还包含平坦的安装板122，该安装板122被支承124 保持为通常垂直于管道部分120、挤出机12及圆盘110的中心线，支 承124在圆盘110的外轴向端部与板122的内轴向端部之间延伸并与 它们整体地连接。管道部分120延伸穿过形成在安装板122上的相应 孔并整体地固定在安装板122上。安装板122的外轴向端部垂直于管 道部分120、圆盘110及挤出机12的中心线并且从圆盘110及挤出机 12伸出与管道部分120的外轴向端部同样的轴向长度。

本体部分104是最优选形式的块体，该块体具有紧邻安装板122 的内轴向端部。本体部分104在根据本发明的优选的教导的圆盘110 及挤出机12的中心线的相对两侧是对称的。特别是，本体部分104 包含第一及第二锥形腔126，该锥形腔126的中心线与管道部分120 的中心线在一直线上。腔126的基底位于本体部分104的内轴向端部 处并且其直径等于管道部分120的内径。

具有相等尺寸及直径的第一及第二通道部分128从每个腔126以 相等锐角在腔126及管道部分120的中心线的相对侧延伸，以达到最 优选形式的49°，通道部分128、腔126、管道部分120、孔118、管 116及挤出机12的中心线以最优选形式布置在一水平平面内。本体部 分104还包含分别与第一及第二通道128流体连通的第三及第四通道 部分130，并且该通道部分130分别位于第一及第二腔126、管道部 分120的中心线的相对侧以及平行于并与该中心线等距离，同时通道 部分128及130的中心线以最优选方式布置在一水平平面内。通道部 分128及130的横截面具有相同的尺寸及形状并且以最优选方式具有 近似为管道部分116、118及120的直径的57％的直径。

本体部分104还包含第一及第二导管部分132，该导管部分132 的中心线分别与第一及第二腔126及管道部分120的中心线共同延 伸，从腔126延伸的导管部分132与腔126的中心线共轴并与它们的 基底相对。在最优选的形式中，导管部分132的横截面形状与通道部 分128及130的相对应，最优选的形式是圆形的，但其尺寸小于通道 部128及130的，并且最优选形式直径近似等于通道部分128及130 的直径的65％。在最优选的形式中，导管部分132具有的尺寸使其在 腔126处不会与通道部分128相交，同时在最优选的形式中管道部分 132的直径和腔126的直径相等，该腔126等于通道部分128在腔126 表面处的外轴向伸长部。

本体部分106是最优选形式的块体，该块体的轴向端部紧邻本体 104的外轴向端部。本体部分106在根据本发明的教导的圆盘110及 挤出机12的中心线的相对侧是对称的。特别是，相等尺寸及直径的 第一及第二口134从第一通道部分130以相等的锐角从第一通道部分 130的中心线的相对侧延伸以实现最优选形式的43°，该第一通道部分 130从第一及第二腔126起延伸，口134及通道部分130的中心线以 最优选形式布置在水平平面内。还有，相等尺寸及直径的第三及第四 口136从第二通道部分130起以相等的锐角从第二通道部分130的中 心线的相对侧延伸，以实现最优选形式的43°，该第二通道部分130 从第一及第二腔126延伸，口136及通道部分130的中心线布置在水 平平面中。口134与136具有相等的长度。本体部分106还包含第一 及第二导管部分138，该导管部分138的中心线分别与第一及第二导 管部分132及本体部分104的腔126以及管道部分120的中心线共同 延伸。导管部分138的横截面尺寸及形状相应于导管部分132的。口 134及136具有相同的横截面尺寸及形状，在最优选形式中它们也等 于导管132及138的尺寸及形状。

然后根据本发明的优选的教导的本体部分106包含多个流动调节 器塞16，其数量和口134及136及导管部分138的总数相对应，该口 134、136及导管部分138形成在本体部分106内并安装在其上表面 上。特别是，塞16的安装使得平滑部分86可被调节地延伸到相应的 口134或136或导管部分138内以调节流过其中的面团流体的流量及 压力。

最优选形式的本体部分108是一个块体，它具有与本体部分106 的外轴向端部紧邻的内轴向端部。本体部分108在根据本发明教导的 圆盘110及挤出机12的中心线的相对轴向侧是对称的。特别是，设 有在数量及位置上与口134及136及导管部分138的相同的插口 140，用于可滑动地容纳所希望的衬套142。可以理解衬套142的类型 可以是包含模具镶套20及通道件26、28及30的类型，也可以是替 代类型及形式。

然后，本体部分102、104、106、108适于利用诸如螺栓144和 螺栓146固定在一起，而螺栓144延伸穿过本体部分108及106并以 螺纹拧入本体部分104内，螺栓146延伸穿过本体部分108、106及 104并以螺纹拧入安装板122内。为保证适合的对准及易于组装，分 别在本体部分108与106之间、本体部分106与104之间、以及本体 部分104与安装板122之间装设有榫销148、150及152。

在根据本发明教导的总管100的运行中，由挤出机12挤出的面 团以相等的速率及压力流过流路，通过管道116、118及120进入腔 126，这是由于它们的长度、横截面尺寸及形状相同并且结构与穿过 通道14非常相像，而对流动有相同的阻力。同样地，面团将以相同 的速率及压力从腔126流过通道128及130，这是由于它们的长度、 横截面尺寸及形状和结构相同而对流动有相同的阻力。相似地，面团 将以相同的速率及压力从通道128及130流过口134及136，这是由 于它们的长度、横截面尺寸及形状和结构相同而对流动有相同的阻 力。然而，因为导管132及138的横截面尺寸比通道128及130的要 小，面团通过单个导管132及138的流速是通过口134及136中一个 的流速的一半。特别是，由于面团必须经过导管132及138中的一个 流动到模具镶套142的长度短得多，横截面尺寸被缩减至使从中通过 的流动阻力如同面团流过口134及136的中一个时的阻力。再有，根 据本发明的优选的教导，口134及136和导管132及138的横截面尺 寸是相等的，以易于制造及使相同尺寸的调节器塞16能应用所有的 口134及136和导管部分138。

于是可以理解，即使从挤出机12至衬套142的各流动距离根据 本发明的教导是不相等的，而从挤出机12至衬套142的流速及压力 是相等的。特别地，通常可对流至衬套的流速及压力进行衬偿，该衬 偿通过提供不相等的流动面积而对流动阻力的平衡施加影响以及根 据本发明的教导通过使用调节器塞16进行微调来进行。于是，应用 本发明，就不再需要使衬套142位于圆形的图案中，为在对称结构中 获得相等的流动距离，该图案对中在挤出机12的中心线上。特别是， 根据本发明的教导的其它图案可能在单个平面中是水平的，这避免了 各个挤出物互相干涉的问题，诸如上面的挤出物落在圆形图案的下面 挤出物上，并且使得其更易于在水平布置的传输带上移动。

现已对本发明的基本教导作了解释，对于本领域的技术人员许多 引申及变型是显而易见的。例如，本发明的若干发明方面已经公开， 可以相信它们的结合会产生叠加的结果。然而，这种发明的方面可以 单独应用或应用于根据本发明的教导的其它结合方面。作为例子，虽 然已经公开了在模具镶套20中的槽57，该镶套制作复杂图案的挤出 物，可以在固定式混合器的上游设置相似的镶套，以便在流体的横截 面内提供着色剂、香味剂或其它添加剂的若干线条而不是局部点式的 喷射。特别是，槽47防止了着色剂、香味剂或其它添加剂与镶套的 内部表面壁进行接触。在该内表面壁处固定式混合器难于使它们与产 品的主要流体彻底混合。这可使固定式混合器较短些并且仍然提供均 匀的挤出物，并且因此可以减少在成本、空间及压力方面对固定式混 合器的要求。

于是因为本文公开的发明可以其它特定的形式加以实施而不背 离其范围或总的特征，它们的一些形式已经指明，本文描述的实施例 是作为全方位解释性的而非限制性的。本发明的范围由所附的各权利 要求书 所指明，而不是由上述的说明所指明，并且落入各权利要求的等效物 的定义及范围之内的所有变化都被包含在其内。

说明