專利名稱：澆注裝置和工藝的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及用于連續地澆注食品的裝置和工藝。更具體而言，本發明涉及改進的澆注板以及使用其的方法。
背景技術：
諸如加工干酪的食品可能難以切割或者切片，例如因為干酪易于粘附到切割表面上。由于這個或者其他原因，可能優選地通過例如使用擠壓或者澆注工藝將熱的熔融的產品形成為可能四英尺寬的薄片。例如，圖1所示的傳統干酪澆注機使用由大滾筒驅動的例如不銹鋼帶的冷卻帶。可以將托盤安裝在帶的底部，以利用諸如冷卻乙二醇溶液的冷卻介質充滿帶的內部。用來將諸如熔融干酪的食品分配到冷卻帶上并用來將該產品形成具有受控厚度的片的加壓排出歧管，可以安裝在帶之上的機器的供料端(“頂部澆注”)。或者該設備可以安裝在供料端的上滾筒的半徑附近的某個位置(“傾斜澆注”)。或者，可以使用冷卻輥上的計量輥來提供片形式的澆注食品。薄的冷卻片可以被切成窄的條或者帶。然后該條可以被堆疊并被切到用于包裝的長度，例如薄片或者其他形式。
用于在澆注帶上以受控厚度澆注諸如加工干酪的食品的傳統壓力歧管是通常由兩個室構成的封閉腔。通常，容積式泵(positive displacementpump)將食品分配到歧管的加壓封閉腔。封閉腔接收壓力下的熱食品，并且將其均勻分配到歧管的整個長度，歧管長度垂直于澆注帶的長度。由于壓力歧管的封閉腔，當如同周期性要求的那樣必須將諸如粘性加工干酪的冷卻食品清除出室，以清除阻塞的端口時，可能需要拆卸和重新安裝歧管。這可能很費時費力的任務。此外，根據泵的控制以及溫度的波動和食品的粘性，泵具有與上述操作相關聯的固有變動。
壓力歧管還通常采用PID(比例、積分和微分)控制來保持歧管的壓力。為了滿足商業需求，必須快速地并且以連續方式完成食品在冷卻帶上的堆放，以適應食品在澆注帶上排出的高速率。按照需要，歧管還可以利用所提供的適當調節裝置將加熱食品均勻而連續地排出到澆注表面，以適應產品密度和粘性的差異。
傳統的壓力歧管使用塑料插件或者隔板來控制歧管在冷卻帶上方的高度。還使用多級閥控制裝置在歧管內分配食品。為了清潔，由于歧管的重量(例如，300磅)，通常使用吊車來拆卸歧管。產品配方或者片寬的變化可能迫使的絕大部分調整同樣要求笨重且費時的拆卸和復位。
使用冷卻輥技術存在缺點。冷卻輥的直徑可能為4-5英尺，并采用較小的計量輥，該計量輥在冷卻輥上的高度可調并用于改變產品片厚度。糊狀的干酪堆積在計量輥的上游，并隨著冷卻輥轉動朝著計量輥向下游行進。為了防止食品粘附在將產品形成為片的計量輥表面上，通常使用冷卻溶液來冷卻計量輥，這增加了冷卻輥裝置的成本和復雜度。計量輥還被機加工為給定外徑，而且不可能使用一個計量輥分別控制整個產品片寬度上每個條的厚度。
因此，本發明的目的包括提供一種經濟、基本上更輕、用戶更易使用的澆注裝置，其使得閥和PID控制裝置不是必需的，并且其不需要為調整而被拆卸。本發明的有益之處還在于提供了一種澆注裝置，其可以例如從位于地面上的操作站容易地調節，并且其可以比傳統壓力歧管更容易地清潔。
權利要求術語的定義以下術語在本發明的權利要求中被使用并意于具有其與法律要求一致的最廣含義。如果可以有替代的含義，意于指最廣含義。權利要求中使用的全部詞語意于在英語語言和語法的正常、習慣用法中使用。
“澆注葉片”是指具有固定邊緣的設備，其可以構成各種形狀和尺寸，用于將堆積在表面上的糊狀食品形成片狀形式。
“澆注帶”是指傳送帶或者其他裝置，其可以被冷凍或者冷卻，適合于支撐澆注食品。

發明內容
本發明解決了上述目的以及其他目的，本發明克服了現有技術的澆注設備和連續澆注工藝的缺點，同時提供了與這些設備和方法相關的非顯而易見的新優點。
在一個優選實施例中，提供了一種輕便、容易調節的澆注裝置。該澆注裝置具有用于在上游側接收食品并用于生產該食品的澆注葉片的開放腔。可以使用諸如泵或者管道系統的分配系統以基本預定的堆積速率將食品堆積到諸如澆注帶或者冷卻輥的移動支撐表面上，和所述澆注裝置的所述上游側上。諸如光電眼的機構可以用來測量堆積在支撐表面上的食品的高度。澆注裝置包括位于所述支撐表面上方預定高度處用于確定所述食品片厚度的靜止澆注葉片。澆注裝置可以是頂部澆注或者傾斜澆注。
所述澆注葉片的高度在澆注操作期間可以調節。諸如線性致動器的葉片調節裝置可以用來調節整個澆注葉片在支撐表面上方的高度。可以使用可能沿著澆注葉片均勻隔開的多個葉片部分調節裝置，來調節澆注葉片的預定部分在支撐表面上方的高度。
可以使用設備或者機構來控制產品片的尺寸。因此，澆注裝置可以包括在其開放腔內部的垂直板來調節糊狀物寬度。在澆注裝置的下游側，沿著所述支撐表面的縱向外緣的至少一部分布置的相對側軌可以用來控制產品片的寬度。在其他實施例中，所述相對側軌之間的距離可以被調節。
優選地，將在所述澆注裝置(不包括澆注葉片)上和靠在支撐表面上的壓力保持在預定范圍內。為了這個目的，可以使用一個或多個彈簧式張緊部件。
使用本發明的原理，可以提供重量小于100磅以及輕至約50磅的澆注裝置。這樣的輕便組件有助于澆注裝置的清潔和復位。
使用本發明可以處理許多不同種食品，包括例如加工干酪和花生醬，以及例如具有更小粘性和更大流動性的明膠基食品。
一種用于將食品澆注成片的工藝也形成了本發明的一部分。提供用于食品的移動支撐表面。可以將糊狀熔融食品堆積在所述支撐表面上和安裝在所述支撐表面上方的開放腔澆注裝置的上游側。該澆注裝置使用澆注葉片將所述食品澆注成預定厚度。在使用澆注裝置期間可以調節所述澆注葉片或者所述澆注葉片的預選擇部分在所述支撐表面上方的高度。


本發明特性的新特征在所附權利要求中提出。但是，通過參考結合附圖的以下說明，將最好地理解本發明自身及其另外的目的和附帶優點，附圖中圖1是使用具有封閉腔的壓力歧管的傳統干酪澆注機的立體視圖；圖2是從本發明一個優選實施例的上游端觀察的立體視圖，其圖示了頂部澆注、開放腔的澆注裝置，其中“糊狀”食品已經排出到澆注帶上和澆注裝置的上游側；圖3是圖2澆注裝置的平面立體圖；圖4是圖2澆注裝置的側剖視圖；圖5是圖2澆注裝置的局部側剖視圖；圖5A是圖2澆注裝置的各個部分的未裝配形式的立體圖；圖6是沿圖3的剖面線6-6所取的剖視圖；圖7是沿圖6的剖面線7-7所取的澆注裝置的俯視剖視圖；圖8是圖2澆注裝置的放大側面局部剖視圖；圖9是圖2澆注裝置的剖視圖；圖10是圖2澆注裝置的用于調節整個澆注葉片高度的澆注葉片調節設備的剖視圖；圖11是圖10畫圓圈部分的放大視圖；圖12是圖2澆注裝置的澆注葉片調節設備的剖視圖；圖13是圖12畫圓圈部分的放大視圖；圖14和15分別是本發明澆注裝置的傾斜澆注實施例的平面側視圖和平面下游視圖；和圖16和17分別是處于升高和降低位置的澆注裝置的立體視圖。
具體實施例方式
以下闡述的是對當前被視為要求保護的本發明的優選實施例和/或最佳示例的說明。對這些優選實施例的將來或者現在的替代或者修改都是預料之中的。本發明的權利要求意于覆蓋對功能、目的、結構或者結果做出非實質性改變的任何替代或者修改。
本發明利用靜止葉片作為固定邊緣以將食品澆注為預定尺寸，該靜止葉片優選地由不銹鋼制成。澆注葉片位于通常由不銹鋼的移動澆注帶上方已知距離處，該移動澆注帶順次地位于剛性安裝的磨耗增強板上方。將待澆注的食品，例如各種加工干酪、諸如加香料明膠的明膠基食品或者其他食品，被傳送到澆注葉片的上游邊緣，食品在該處通過重力被分配。當澆注帶移動時，產品在澆注葉片之下被牽引，由此將該產品澆注成已知厚度和寬度。這些從以下說明將更好的理解，本發明可以與采用澆注帶的澆注裝置以及使用冷卻輥的澆注裝置一起使用。
現在參照圖2所示的本發明的優選實施例，澆注設備10與食品分配系統15連通，食品分配系統15可以如圖所示地包括具有管道系統的擠壓和/或泵吸系統，以可控制地將諸如熔融干酪、加香料明膠(如與本申請同日遞交、轉讓給同一受讓人、標題為“Product And Process For DeliveringFlavoring Agents to Food Products”的共同待審專利申請中說明的，該專利申請通過引用將其包含于此)或其他食品的食品“糊狀物”17堆積到澆注帶20上，澆注帶20沿箭頭所示的方向移動。如同以下進一步說明的那樣，輕便的澆注設備25將食品均勻分配成具有受控厚度和寬度的片27。諸如光電眼29的測量設備可以安裝在澆注設備25上來監視糊狀物高度，并且可以與分配系統15電子通信以增大或者降低食品分配的速度，以便保持產品糊狀物的均勻尺寸。管道系統15可以由Y形支架103支撐(圖5a)。
現在參照圖3-5，示出了本發明澆注裝置的優選實施例，其通常被標注為25。澆注裝置25是開放腔的靜止設備，其具有澆注葉片37，澆注葉片37平滑地接觸并且均勻地在澆注帶20上將食品分配成片狀。澆注帶20壓制在防磨板40上，防磨板40可以由諸如UHMW(超高分子量聚乙烯)塑料的低摩擦材料制成。
參照圖6和7，塑料寬度調節板28可以用來調節糊狀物17的寬度。將可以理解的是，對于在稍后將說明的圖14和15所示的傾斜澆注示例，這些板可以被機加工到澆注帶的半徑。諸如滑塊31的設備，結合(例如)指旋螺釘(未示出)，可以用來允許板28被滑動，然后被剛性地調節到約為澆注葉片37的長度。
參照圖5-7，塑料插件43安裝在支架59內(圖5a)，支架59在其頂端部分剛性地連接到下壓組件46的底部部分，并且被用來將澆注帶20下壓在防磨板40的預定位置中。插件43與傳統壓力歧管所使用的塑料插件或者隔板在形狀上相似以及在功能上相同(例如，用于控制澆注裝置在澆注帶上方的高度)。
參照圖6-7，安裝在固定支架47上的彈簧式張緊裝置53可以用來使U形通道46，并由此使澆注裝置25的不包括澆注葉片37的其余部分在預定張力范圍內下壓靠在澆注帶20上。這保護了澆注設備免于遭受逆著移動的、優選為不銹鋼的澆注帶的磨損和摩擦。
現在說明用于在澆注裝置的使用或者離線期間選擇性地調節澆注葉片37或者其部分的高度的機構。
參照圖8-13，例如，諸如線性致動器55的機械調節工具允許整個澆注葉片37升高或者降低，并由此位于澆注帶上方所選擇的高度處。葉片37由側板71(圖5a)運載，其接觸線性致動器55的頂部(圖10)。線性致動器55可以包括旋鈕88，旋鈕88可以被地面的操作者所轉動；旋鈕88的轉動順次可以轉動軸91和螺桿92，螺桿92用作可在千分之幾英寸(優選地)內調節(在澆注操作期間)“閑置”澆注葉片的高度的線性致動設備，由此可靠地控制片的厚度。此澆注葉片高度調節允許操作者調節葉片的高度來解決由溫度波動、產品不一致性或者其他變化所引起的產品厚度和粘性的差異。
參照圖3、5、6和15，設置有選擇性地調節澆注葉片37各部分的高度的機構57，例如指旋螺釘或者螺絲扣，其可以沿著澆注葉片37均勻分布。這些機構57安裝在桿61(參見圖5a和8)上并且允許對鄰近單個調節機構57的葉片的區域進行微小的“閑置”或者離線調節。使用葉片調節57，澆注葉片可以被調準與澆注帶和防磨板平行，使得擠壓中食品的厚度在片的寬度上都是一致的。
圖14和15圖示了本發明次優選的傾斜澆注實施例，其中澆注帶20安裝在滾筒75上。塑料擋板70可以用來保持食品的糊狀物17，并阻止其在重力影響下從澆注葉片的上游側掉下去。
為了方便澆注裝置的清潔、調節和復位，可以使用樞軸連接澆注裝置以繞支撐桿80轉動的(多個)臂93，如圖14-17所示。汽缸87剛性安裝到支撐板56，并可以用來驅動(多個)臂93的轉動，如圖所示。位于例如可能定位在2°角度處的支撐板56(圖5A)之下的接頭塊(tap block)51，可以用來確保防磨板40和澆注帶20之間的接觸。
在擠壓時，例如上述加香料明膠的低粘性食品可能具有相當大的流動性，因此盡管有冷卻，但它亦不會保持其被擠壓的尺寸特征。如果允許這種流體狀的產品自由流動，那么產品的擠壓寬度可能增大，由此片的厚度可能減小，導致在擠壓寬度上厚度不均勻。在某些情況下，在流體狀產品被冷卻得足以開始保持其幾何形狀之前，其可以行進4-6英尺。為了解決該問題和防止產品失去其尺寸特征，側軌30可以被定位在澆注葉片37的下游，在擠壓產品的每一側。側軌30接觸澆注帶，并用作流體狀產品的邊界，直到其被冷卻得足以保持其尺寸特征。這些側軌可以垂直于澆注帶表面的平面，或者相對于該平面旋轉45度。側軌還可以使用諸如指旋螺釘的方便控制裝置在寬度方向上進行調節(即它們可以彼此接近或者分離)，以提供預定寬度的產品片。側軌可以由塑料或者不會對優選為不銹鋼的澆注帶造成損壞的任何其他材料構成，如共同待審查的US序列號10/140,775、標題為“Casting Food Products to Controlled Dimensions”、通過引用而包含于此、與本專利申請具有共同受讓人并且與本專利申請同日遞交的申請中所進一步公開的那樣。擠壓片27于是可以被進一步冷卻，使得可以使用例如條帶卷切機構(未示出)的傳統裝置將其切成帶。這些帶然后可以被進一步切成薄片或者其他形狀，并進行包裝。已經發現對于像加工干酪的更大粘性的產品，側軌的使用可以不是必需的。
使用本發明會產生多種優點和益處。因此，將認識到提供了一種輕便、簡化和經濟的澆注設備，其中可以使用開放腔而非壓力歧管。還使得閥控制裝置和PID控制裝置可以不是必需的。反之，可以采用具有數字(電平)輸入的更經濟的高/低速控制裝置。
并且澆注裝置25不需要為調整而被拆卸。由于它的開放腔，可以將諸如加工干酪的食品從腔的內部刮掉或者以其他方式清除，而無需拆掉或者拆卸澆注裝置。
由于其相對較輕的重量，優選小于約100磅以及最優選效應約50磅，使用例如圖16所示的氣壓缸可以容易地將澆注裝置升高或者降低，以進行清潔。這還允許從位于地面的操作站進行片高度調節。
此外，利用本發明，食品糊狀物堆積在澆注設備的上游，食品和澆注帶之間的粘合力在澆注葉片之下牽引食品，由此生成均勻厚度的產品片。因此，本發明在不影響食品片希望的尺寸下可以適應泵吸速度的小波動。
上述說明無意限制在本發明的所附權利要求中使用的詞語的含義。相反，預計將存在將來在結構、功能或結果上的沒有實質性改變的修改，并且所有這些要求保護的非實質性改變意于被權利要求所覆蓋。
權利要求
1.一種輕便、容易調節的澆注裝置，其具有用于在上游側接收食品并用于生產該食品的澆注片的開放腔，所述澆注裝置包括用于所述食品的移動支撐表面；和位于所述支撐表面上方預定高度處用于確定所述食品片厚度的澆注葉片，所述澆注葉片的高度在澆注操作期間可以調節。
2.如權利要求1所述的澆注裝置，還包括以基本預定的堆積速率將所述食品堆積到所述支撐表面上和所述澆注裝置的所述上游側上的裝置。
3.如權利要求1所述的澆注裝置，還包括用于調節所述澆注葉片在所述支撐表面上方的高度的調節機構。
4.如權利要求3所述的澆注裝置，其中所述調節機構包括線性致動器。
5.如權利要求1所述的澆注裝置，還包括沿著所述澆注葉片布置的多個調節設備，所述調節設備允許調節所述澆注葉片的預定部分在所述支撐表面上方的高度。
6.如權利要求1所述的澆注裝置，其中所述支撐表面包括澆注帶。
7.如權利要求1所述的澆注裝置，其中所述支撐表面包括冷卻輥。
8.如權利要求2所述的澆注裝置，其中所述堆積裝置包括測量在所述支撐表面上堆積的所述食品的高度的光電眼。
9.如權利要求1所述的澆注裝置，還包括用于控制所述食品的所述片的寬度的裝置。
10.如權利要求9所述的澆注裝置，其中所述控制裝置包括沿著所述澆注帶的縱向外緣的至少一部分布置的相對側軌。
11.如權利要求10所述的澆注裝置，其中所述相對側軌之間的距離可以被調節。
12.如權利要求6所述的澆注裝置，還包括用于將在所述澆注裝置上和靠在澆注帶上的壓力保持在預定范圍內的裝置，所述壓力裝置不保持所述澆注葉片上的壓力。
13.如權利要求12所述的澆注裝置，其中所述保持裝置包括一個或多個彈簧式張緊部件。
14.如權利要求1所述的澆注裝置，其中所述澆注裝置的重量小于100磅。
15.如權利要求6所述的澆注裝置，其中所述澆注裝置包括頂部澆注裝置。
16.如權利要求6所述的澆注裝置，其中所述澆注裝置包括傾斜澆注裝置。
16.如權利要求1所述的澆注裝置，其中所述食品包括加工干酪。
17.如權利要求1所述的澆注裝置，其中所述食品是明膠基食品。
18.一種輕便、開放腔的澆注裝置，用于生產食品的澆注片，所述澆注裝置包括用于所述食品的移動支撐表面；用于將所述食品堆積到所述移動支撐上和所述澆注裝置的上游側上的分配系統；位于所述支撐上方預定高度處用于確定所述食品的所述片的厚度的澆注葉片；和用于允許在澆注操作期間對所述澆注葉片在所述支撐表面上方的高度進行調節的高度調節機構，所述高度調節機構允許對整個所述澆注葉片的高度和所述澆注葉片的預定部分的高度進行調節。
19.一種用于將食品澆注成片的工藝，包括以下步驟提供移動支撐表面和安裝在所述支撐表面上方的開放腔澆注裝置，所述澆注裝置具有澆注葉片；將熔融形式的所述食品堆積在所述移動支撐表面和所述澆注裝置的上游；使用所述澆注葉片將所述食品澆注成預定厚度。
20.如權利要求19所述的工藝，還包括調節所述澆注葉片或者所述澆注葉片的預選擇部分在所述支撐表面上方的高度的步驟。
全文摘要
本發明公開了一種輕便、容易調節、開放腔的澆注裝置，其采用可調節高度的葉片來將食品形成片。食品可以堆積在諸如澆注帶或者冷卻輥的移動支撐表面上，以及澆注裝置的上游側上。
文檔編號A01J25/00GK1649485SQ03810155
公開日2005年8月3日 申請日期2003年4月25日 優先權日2002年5月7日
發明者肖恩·歐文斯, 奇爾德雷斯·丹尼斯 申請人:施賴伯食品有限公司