专利名称：浇注装置和工艺的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及用于连续地浇注食品的装置和工艺。更具体而言，本发明涉及改进的浇注板以及使用其的方法。
背景技术：
诸如加工干酪的食品可能难以切割或者切片，例如因为干酪易于粘附到切割表面上。由于这个或者其他原因，可能优选地通过例如使用挤压或者浇注工艺将热的熔融的产品形成为可能四英尺宽的薄片。例如，图1所示的传统干酪浇注机使用由大滚筒驱动的例如不锈钢带的冷却带。可以将托盘安装在带的底部，以利用诸如冷却乙二醇溶液的冷却介质充满带的内部。用来将诸如熔融干酪的食品分配到冷却带上并用来将该产品形成具有受控厚度的片的加压排出歧管，可以安装在带之上的机器的供料端(“顶部浇注”)。或者该设备可以安装在供料端的上滚筒的半径附近的某个位置(“倾斜浇注”)。或者，可以使用冷却辊上的计量辊来提供片形式的浇注食品。薄的冷却片可以被切成窄的条或者带。然后该条可以被堆叠并被切到用于包装的长度，例如薄片或者其他形式。
用于在浇注带上以受控厚度浇注诸如加工干酪的食品的传统压力歧管是通常由两个室构成的封闭腔。通常，容积式泵(positive displacementpump)将食品分配到歧管的加压封闭腔。封闭腔接收压力下的热食品，并且将其均匀分配到歧管的整个长度，歧管长度垂直于浇注带的长度。由于压力歧管的封闭腔，当如同周期性要求的那样必须将诸如粘性加工干酪的冷却食品清除出室，以清除阻塞的端口时，可能需要拆卸和重新安装歧管。这可能很费时费力的任务。此外，根据泵的控制以及温度的波动和食品的粘性，泵具有与上述操作相关联的固有变动。
压力歧管还通常采用PID(比例、积分和微分)控制来保持歧管的压力。为了满足商业需求，必须快速地并且以连续方式完成食品在冷却带上的堆放，以适应食品在浇注带上排出的高速率。按照需要，歧管还可以利用所提供的适当调节装置将加热食品均匀而连续地排出到浇注表面，以适应产品密度和粘性的差异。
传统的压力歧管使用塑料插件或者隔板来控制歧管在冷却带上方的高度。还使用多级阀控制装置在歧管内分配食品。为了清洁，由于歧管的重量(例如，300磅)，通常使用吊车来拆卸歧管。产品配方或者片宽的变化可能迫使的绝大部分调整同样要求笨重且费时的拆卸和复位。
使用冷却辊技术存在缺点。冷却辊的直径可能为4-5英尺，并采用较小的计量辊，该计量辊在冷却辊上的高度可调并用于改变产品片厚度。糊状的干酪堆积在计量辊的上游，并随着冷却辊转动朝着计量辊向下游行进。为了防止食品粘附在将产品形成为片的计量辊表面上，通常使用冷却溶液来冷却计量辊，这增加了冷却辊装置的成本和复杂度。计量辊还被机加工为给定外径，而且不可能使用一个计量辊分别控制整个产品片宽度上每个条的厚度。
因此，本发明的目的包括提供一种经济、基本上更轻、用户更易使用的浇注装置，其使得阀和PID控制装置不是必需的，并且其不需要为调整而被拆卸。本发明的有益之处还在于提供了一种浇注装置，其可以例如从位于地面上的操作站容易地调节，并且其可以比传统压力歧管更容易地清洁。
权利要求术语的定义以下术语在本发明的权利要求中被使用并意于具有其与法律要求一致的最广含义。如果可以有替代的含义，意于指最广含义。权利要求中使用的全部词语意于在英语语言和语法的正常、习惯用法中使用。
“浇注叶片”是指具有固定边缘的设备，其可以构成各种形状和尺寸，用于将堆积在表面上的糊状食品形成片状形式。
“浇注带”是指传送带或者其他装置，其可以被冷冻或者冷却，适合于支撑浇注食品。
发明内容
本发明解决了上述目的以及其他目的，本发明克服了现有技术的浇注设备和连续浇注工艺的缺点，同时提供了与这些设备和方法相关的非显而易见的新优点。
在一个优选实施例中，提供了一种轻便、容易调节的浇注装置。该浇注装置具有用于在上游侧接收食品并用于生产该食品的浇注叶片的开放腔。可以使用诸如泵或者管道系统的分配系统以基本预定的堆积速率将食品堆积到诸如浇注带或者冷却辊的移动支撑表面上，和所述浇注装置的所述上游侧上。诸如光电眼的机构可以用来测量堆积在支撑表面上的食品的高度。浇注装置包括位于所述支撑表面上方预定高度处用于确定所述食品片厚度的静止浇注叶片。浇注装置可以是顶部浇注或者倾斜浇注。
所述浇注叶片的高度在浇注操作期间可以调节。诸如线性致动器的叶片调节装置可以用来调节整个浇注叶片在支撑表面上方的高度。可以使用可能沿着浇注叶片均匀隔开的多个叶片部分调节装置，来调节浇注叶片的预定部分在支撑表面上方的高度。
可以使用设备或者机构来控制产品片的尺寸。因此，浇注装置可以包括在其开放腔内部的垂直板来调节糊状物宽度。在浇注装置的下游侧，沿着所述支撑表面的纵向外缘的至少一部分布置的相对侧轨可以用来控制产品片的宽度。在其他实施例中，所述相对侧轨之间的距离可以被调节。
优选地，将在所述浇注装置(不包括浇注叶片)上和靠在支撑表面上的压力保持在预定范围内。为了这个目的，可以使用一个或多个弹簧式张紧部件。
使用本发明的原理，可以提供重量小于100磅以及轻至约50磅的浇注装置。这样的轻便组件有助于浇注装置的清洁和复位。
使用本发明可以处理许多不同种食品，包括例如加工干酪和花生酱，以及例如具有更小粘性和更大流动性的明胶基食品。
一种用于将食品浇注成片的工艺也形成了本发明的一部分。提供用于食品的移动支撑表面。可以将糊状熔融食品堆积在所述支撑表面上和安装在所述支撑表面上方的开放腔浇注装置的上游侧。该浇注装置使用浇注叶片将所述食品浇注成预定厚度。在使用浇注装置期间可以调节所述浇注叶片或者所述浇注叶片的预选择部分在所述支撑表面上方的高度。
本发明特性的新特征在所附权利要求中提出。但是，通过参考结合附图的以下说明，将最好地理解本发明自身及其另外的目的和附带优点，附图中图1是使用具有封闭腔的压力歧管的传统干酪浇注机的立体视图；图2是从本发明一个优选实施例的上游端观察的立体视图，其图示了顶部浇注、开放腔的浇注装置，其中“糊状”食品已经排出到浇注带上和浇注装置的上游侧；图3是图2浇注装置的平面立体图；图4是图2浇注装置的侧剖视图；图5是图2浇注装置的局部侧剖视图；图5A是图2浇注装置的各个部分的未装配形式的立体图；图6是沿图3的剖面线6-6所取的剖视图；图7是沿图6的剖面线7-7所取的浇注装置的俯视剖视图；图8是图2浇注装置的放大侧面局部剖视图；图9是图2浇注装置的剖视图；图10是图2浇注装置的用于调节整个浇注叶片高度的浇注叶片调节设备的剖视图；图11是图10画圆圈部分的放大视图；图12是图2浇注装置的浇注叶片调节设备的剖视图；图13是图12画圆圈部分的放大视图；图14和15分别是本发明浇注装置的倾斜浇注实施例的平面侧视图和平面下游视图；和图16和17分别是处于升高和降低位置的浇注装置的立体视图。
具体实施例方式
以下阐述的是对当前被视为要求保护的本发明的优选实施例和/或最佳示例的说明。对这些优选实施例的将来或者现在的替代或者修改都是预料之中的。本发明的权利要求意于覆盖对功能、目的、结构或者结果做出非实质性改变的任何替代或者修改。
本发明利用静止叶片作为固定边缘以将食品浇注为预定尺寸，该静止叶片优选地由不锈钢制成。浇注叶片位于通常由不锈钢的移动浇注带上方已知距离处，该移动浇注带顺次地位于刚性安装的磨耗增强板上方。将待浇注的食品，例如各种加工干酪、诸如加香料明胶的明胶基食品或者其他食品，被传送到浇注叶片的上游边缘，食品在该处通过重力被分配。当浇注带移动时，产品在浇注叶片之下被牵引，由此将该产品浇注成已知厚度和宽度。这些从以下说明将更好的理解，本发明可以与采用浇注带的浇注装置以及使用冷却辊的浇注装置一起使用。
现在参照图2所示的本发明的优选实施例，浇注设备10与食品分配系统15连通，食品分配系统15可以如图所示地包括具有管道系统的挤压和/或泵吸系统，以可控制地将诸如熔融干酪、加香料明胶(如与本申请同日递交、转让给同一受让人、标题为“Product And Process For DeliveringFlavoring Agents to Food Products”的共同待审专利申请中说明的，该专利申请通过引用将其包含于此)或其他食品的食品“糊状物”17堆积到浇注带20上，浇注带20沿箭头所示的方向移动。如同以下进一步说明的那样，轻便的浇注设备25将食品均匀分配成具有受控厚度和宽度的片27。诸如光电眼29的测量设备可以安装在浇注设备25上来监视糊状物高度，并且可以与分配系统15电子通信以增大或者降低食品分配的速度，以便保持产品糊状物的均匀尺寸。管道系统15可以由Y形支架103支撑(图5a)。
现在参照图3-5，示出了本发明浇注装置的优选实施例，其通常被标注为25。浇注装置25是开放腔的静止设备，其具有浇注叶片37，浇注叶片37平滑地接触并且均匀地在浇注带20上将食品分配成片状。浇注带20压制在防磨板40上，防磨板40可以由诸如UHMW(超高分子量聚乙烯)塑料的低摩擦材料制成。
参照图6和7，塑料宽度调节板28可以用来调节糊状物17的宽度。将可以理解的是，对于在稍后将说明的图14和15所示的倾斜浇注示例，这些板可以被机加工到浇注带的半径。诸如滑块31的设备，结合(例如)指旋螺钉(未示出)，可以用来允许板28被滑动，然后被刚性地调节到约为浇注叶片37的长度。
参照图5-7，塑料插件43安装在支架59内(图5a)，支架59在其顶端部分刚性地连接到下压组件46的底部部分，并且被用来将浇注带20下压在防磨板40的预定位置中。插件43与传统压力歧管所使用的塑料插件或者隔板在形状上相似以及在功能上相同(例如，用于控制浇注装置在浇注带上方的高度)。
参照图6-7，安装在固定支架47上的弹簧式张紧装置53可以用来使U形通道46，并由此使浇注装置25的不包括浇注叶片37的其余部分在预定张力范围内下压靠在浇注带20上。这保护了浇注设备免于遭受逆着移动的、优选为不锈钢的浇注带的磨损和摩擦。
现在说明用于在浇注装置的使用或者离线期间选择性地调节浇注叶片37或者其部分的高度的机构。
参照图8-13，例如，诸如线性致动器55的机械调节工具允许整个浇注叶片37升高或者降低，并由此位于浇注带上方所选择的高度处。叶片37由侧板71(图5a)运载，其接触线性致动器55的顶部(图10)。线性致动器55可以包括旋钮88，旋钮88可以被地面的操作者所转动；旋钮88的转动顺次可以转动轴91和螺杆92，螺杆92用作可在千分之几英寸(优选地)内调节(在浇注操作期间)“闲置”浇注叶片的高度的线性致动设备，由此可靠地控制片的厚度。此浇注叶片高度调节允许操作者调节叶片的高度来解决由温度波动、产品不一致性或者其他变化所引起的产品厚度和粘性的差异。
参照图3、5、6和15，设置有选择性地调节浇注叶片37各部分的高度的机构57，例如指旋螺钉或者螺丝扣，其可以沿着浇注叶片37均匀分布。这些机构57安装在杆61(参见图5a和8)上并且允许对邻近单个调节机构57的叶片的区域进行微小的“闲置”或者离线调节。使用叶片调节57，浇注叶片可以被调准与浇注带和防磨板平行，使得挤压中食品的厚度在片的宽度上都是一致的。
图14和15图示了本发明次优选的倾斜浇注实施例，其中浇注带20安装在滚筒75上。塑料挡板70可以用来保持食品的糊状物17，并阻止其在重力影响下从浇注叶片的上游侧掉下去。
为了方便浇注装置的清洁、调节和复位，可以使用枢轴连接浇注装置以绕支撑杆80转动的(多个)臂93，如图14-17所示。汽缸87刚性安装到支撑板56，并可以用来驱动(多个)臂93的转动，如图所示。位于例如可能定位在2°角度处的支撑板56(图5A)之下的接头块(tap block)51，可以用来确保防磨板40和浇注带20之间的接触。
在挤压时，例如上述加香料明胶的低粘性食品可能具有相当大的流动性，因此尽管有冷却，但它亦不会保持其被挤压的尺寸特征。如果允许这种流体状的产品自由流动，那么产品的挤压宽度可能增大，由此片的厚度可能减小，导致在挤压宽度上厚度不均匀。在某些情况下，在流体状产品被冷却得足以开始保持其几何形状之前，其可以行进4-6英尺。为了解决该问题和防止产品失去其尺寸特征，侧轨30可以被定位在浇注叶片37的下游，在挤压产品的每一侧。侧轨30接触浇注带，并用作流体状产品的边界，直到其被冷却得足以保持其尺寸特征。这些侧轨可以垂直于浇注带表面的平面，或者相对于该平面旋转45度。侧轨还可以使用诸如指旋螺钉的方便控制装置在宽度方向上进行调节(即它们可以彼此接近或者分离)，以提供预定宽度的产品片。侧轨可以由塑料或者不会对优选为不锈钢的浇注带造成损坏的任何其他材料构成，如共同待审查的US序列号10/140,775、标题为“Casting Food Products to Controlled Dimensions”、通过引用而包含于此、与本专利申请具有共同受让人并且与本专利申请同日递交的申请中所进一步公开的那样。挤压片27于是可以被进一步冷却，使得可以使用例如条带卷切机构(未示出)的传统装置将其切成带。这些带然后可以被进一步切成薄片或者其他形状，并进行包装。已经发现对于像加工干酪的更大粘性的产品，侧轨的使用可以不是必需的。
使用本发明会产生多种优点和益处。因此，将认识到提供了一种轻便、简化和经济的浇注设备，其中可以使用开放腔而非压力歧管。还使得阀控制装置和PID控制装置可以不是必需的。反之，可以采用具有数字(电平)输入的更经济的高/低速控制装置。
并且浇注装置25不需要为调整而被拆卸。由于它的开放腔，可以将诸如加工干酪的食品从腔的内部刮掉或者以其他方式清除，而无需拆掉或者拆卸浇注装置。
由于其相对较轻的重量，优选小于约100磅以及最优选效应约50磅，使用例如图16所示的气压缸可以容易地将浇注装置升高或者降低，以进行清洁。这还允许从位于地面的操作站进行片高度调节。
此外，利用本发明，食品糊状物堆积在浇注设备的上游，食品和浇注带之间的粘合力在浇注叶片之下牵引食品，由此生成均匀厚度的产品片。因此，本发明在不影响食品片希望的尺寸下可以适应泵吸速度的小波动。
上述说明无意限制在本发明的所附权利要求中使用的词语的含义。相反，预计将存在将来在结构、功能或结果上的没有实质性改变的修改，并且所有这些要求保护的非实质性改变意于被权利要求所覆盖。
权利要求
1.一种轻便、容易调节的浇注装置，其具有用于在上游侧接收食品并用于生产该食品的浇注片的开放腔，所述浇注装置包括用于所述食品的移动支撑表面；和位于所述支撑表面上方预定高度处用于确定所述食品片厚度的浇注叶片，所述浇注叶片的高度在浇注操作期间可以调节。
2.如权利要求1所述的浇注装置，还包括以基本预定的堆积速率将所述食品堆积到所述支撑表面上和所述浇注装置的所述上游侧上的装置。
3.如权利要求1所述的浇注装置，还包括用于调节所述浇注叶片在所述支撑表面上方的高度的调节机构。
4.如权利要求3所述的浇注装置，其中所述调节机构包括线性致动器。
5.如权利要求1所述的浇注装置，还包括沿着所述浇注叶片布置的多个调节设备，所述调节设备允许调节所述浇注叶片的预定部分在所述支撑表面上方的高度。
6.如权利要求1所述的浇注装置，其中所述支撑表面包括浇注带。
7.如权利要求1所述的浇注装置，其中所述支撑表面包括冷却辊。
8.如权利要求2所述的浇注装置，其中所述堆积装置包括测量在所述支撑表面上堆积的所述食品的高度的光电眼。
9.如权利要求1所述的浇注装置，还包括用于控制所述食品的所述片的宽度的装置。
10.如权利要求9所述的浇注装置，其中所述控制装置包括沿着所述浇注带的纵向外缘的至少一部分布置的相对侧轨。
11.如权利要求10所述的浇注装置，其中所述相对侧轨之间的距离可以被调节。
12.如权利要求6所述的浇注装置，还包括用于将在所述浇注装置上和靠在浇注带上的压力保持在预定范围内的装置，所述压力装置不保持所述浇注叶片上的压力。
13.如权利要求12所述的浇注装置，其中所述保持装置包括一个或多个弹簧式张紧部件。
14.如权利要求1所述的浇注装置，其中所述浇注装置的重量小于100磅。
15.如权利要求6所述的浇注装置，其中所述浇注装置包括顶部浇注装置。
16.如权利要求6所述的浇注装置，其中所述浇注装置包括倾斜浇注装置。
16.如权利要求1所述的浇注装置，其中所述食品包括加工干酪。
17.如权利要求1所述的浇注装置，其中所述食品是明胶基食品。
18.一种轻便、开放腔的浇注装置，用于生产食品的浇注片，所述浇注装置包括用于所述食品的移动支撑表面；用于将所述食品堆积到所述移动支撑上和所述浇注装置的上游侧上的分配系统；位于所述支撑上方预定高度处用于确定所述食品的所述片的厚度的浇注叶片；和用于允许在浇注操作期间对所述浇注叶片在所述支撑表面上方的高度进行调节的高度调节机构，所述高度调节机构允许对整个所述浇注叶片的高度和所述浇注叶片的预定部分的高度进行调节。
19.一种用于将食品浇注成片的工艺，包括以下步骤提供移动支撑表面和安装在所述支撑表面上方的开放腔浇注装置，所述浇注装置具有浇注叶片；将熔融形式的所述食品堆积在所述移动支撑表面和所述浇注装置的上游；使用所述浇注叶片将所述食品浇注成预定厚度。
20.如权利要求19所述的工艺，还包括调节所述浇注叶片或者所述浇注叶片的预选择部分在所述支撑表面上方的高度的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种轻便、容易调节、开放腔的浇注装置，其采用可调节高度的叶片来将食品形成片。食品可以堆积在诸如浇注带或者冷却辊的移动支撑表面上，以及浇注装置的上游侧上。
文档编号A01J25/00GK1649485SQ03810155
公开日2005年8月3日 申请日期2003年4月25日 优先权日2002年5月7日
发明者肖恩·欧文斯, 奇尔德雷斯·丹尼斯 申请人:施赖伯食品有限公司