1930年获准的是一套处理方法
1930年8月12日,美国授予克拉伦斯·伯宰第1773079号专利,题为《食品产品处理方法》。申请日期是1927年6月18日,文件还接续了此前数项申请。它集中保护包装食品与加压冻结的处理步骤,机器本身的权利要求另由分案申请处理。
伯宰在拉布拉多观察过当地渔民把捕获物放在冰面、利用严寒迅速冻结的做法。后来工业方案要解决的,是把自然环境中的经验变成不依赖当地冬天气候的稳定工序。1924年,他已成立General Seafoods经营冷冻鱼;自然冻结、商业冷藏和这一项食品加工专利有各自的历史。
关键是让热量尽快从两面散出
专利建议把鱼或肉整理成较薄而紧密的块状,再夹在低温金属面之间。食物越厚,中心越难冻透;内部空隙和包装与金属之间的空气层,也会阻碍传热。压力的作用是使表面变平、减少空隙,让较大面积同时接触冷的导热面,而不是单靠把环境温度调低。
文件给出的一个例子是约两英寸厚的包装鱼肉,在特定低温与加压条件下约一小时十五分钟冻透。冻结所需时间随着块体厚度、温度和接触条件改变。文中双带装置把包装夹在上下同步运动的金属带之间,冷却液喷到金属带外侧,并用隔挡防止液体直接接触食品。
销售用纸盒也是传热系统的一部分
同日授权的第1773080号专利专门描述包装中的冻结动物性食品。鱼片放进经过防潮处理的纸盒,配上蜡纸或石蜡处理的衬纸;必要时在各层间放分隔片,以便保持可分开的份量。装填要尽量紧密,但还须考虑不同鱼片或肉排的形状,避免局部空隙。
纸盒因此不只是最后贴商标的容器。它要让热量传出,又要减少水分逸散,并在食品冻结膨胀时保持较规则的外形。直接在最终销售包装内冻结,还减少了冻好以后重新分装的步骤。专利对“保留原有风味”的描述是发明人的性能主张;真实品质仍取决于原料、处理和后续温度。
机器在授权之后继续改进
装置并未停在1930年的图纸上。伯宰与比克内尔·霍尔共同申请、1933年授权的第1905131号专利,采用一组可张开和收拢的平行冷却板。包装放在各层之间,机构同时夹紧,冷却介质经板内通道流动;板组相向运动的安排也考虑了占地与搬动所需的动力。
这项合作把控制压力、维持板间平行、装料卸料和制冷循环组织在一台设备内。压力既要足以保持紧密接触,又不能压坏包装。速冻的商业化,也包含这样的持续机械工程工作。
参考:[3]
工厂冻得好,商店也必须保得住
1930年,采用伯宰技术的零售冷冻食品在马萨诸塞州斯普林菲尔德面向消费者推出。为了让商家展示和销售,伯宰还开发并出租专用冷藏展示柜。冷柜让顾客能够看到产品,同时延续低温环境;工厂的冻结能力必须与仓储、运输和零售条件相配合。
这一难题到战后仍未解决。美国农业部西部地区研究实验室于1948至1965年开展时间—温度耐受研究,系统考察食品在流通过程中经历不同温度和时长后的变化。化学家、食品技术人员与工程师共同研究风味、稳定性及不同食品的预处理,说明低温并没有使所有品质变化自动停止。
2002年的历史纪念报告总结,这些研究帮助形成储藏和运输建议,并建立衡量品质变化的方法。1930年的专利使冻结和包装成为可衔接的制造步骤,冷冻食品能否在远方仍有可接受的口感,则取决于此后整条低温流通链的实际表现。