向膨爆室定量投料的系统和方法
【专利说明】向膨爆室定量投料的系统和方法
[0001]相关专利申请的交叉引用:本申请要求提交于2013年11月8日、名称为“SystemAnd Method For Dosing A Popping Chamber”(向膨爆室定量投料的系统和方法)的美国临时专利申请N0.61/902，040的权益，该临时专利申请全文以引用方式并入本文。
【背景技术】
[0002]在加压烘焙零食的生产过程中减少原料的浪费对于此类产品的大数量生产商来说意义重大。此外，控制原料流不仅是控制浪费的问题，还是生产商控制产品一致性、影响成品总成本的手段。因此，有必要提高从批量处理单元(如，料斗)到烘焙室(如，膨爆室(popping chamber))的原料流的效率和可预测性。淀粉膨化设备是大家熟悉的。在一些现有系统中，进料斗底部与投料板(dosing plate)顶部之间存在刻意留出的间隙。可将该间隙设置为不超过进料斗中松散材料各颗粒的高度。一般来讲，至少会在进料斗底部与投料板顶部之间留一点间隙，以防止金属与金属接触。在一种情况下，在生产之前预先将间隙设为颗粒(如，粒料)厚度的一半左右。
[0003]由于一些松散材料(如粒料)是批量生产的而会造成粒度不同，所以有些较小的粒料可能会穿过该间隙，有时确实也穿过了该间隙。此外，尽管粒料可嵌入投料孔，但完整的粒料也可能只部分嵌入投料孔(如，位于投料料堆顶部)，这种粒料要么有穿过该间隙的趋势(如，在间隙不够宽，无法容纳这种粒料的情况下)，要么被进料斗的前沿阻挡。在一些情况下，不完全嵌入粒料的前缘被迫处于料斗装置前沿下方。这种粒料从料斗前沿下方经过，便被压入装料腔。然而，一旦粒料脱离料斗前沿，所受的压缩力顷刻间降至最低。此时，这些之前一直被压缩的粒料不再受约束，从而蹦出装料腔。
[0004]这些“自由飞派”的粒料可能会蹦到不期望的位置。所以膨爆机的各部分都可能有零散粒料。在一些情况下，这种零散粒料可能落入其中一个烘焙室，从而改变该烘焙室的装料重量。将这些装有大量粒料的烘焙室关闭(如，经由液压力)来烘焙粒料时，烘焙室内的上下模具之间可能出现异常的压力梯度。该现象继而可能导致成品超重(偏离需要的形状范围)、溢料、呈现不期望的纹理，以及/或者出现前述全部缺点。因此，这种异常的压力梯度可能会影响该特定烘焙周期内制作的其他产品的多种属性(影响的程度各不相同)。
【发明内容】
[0005]在一个实施例中，提供了一种向膨爆室投送(dosing)预定量松散淀粉材料(bulkstarch material)的方法。该方法包括下列步骤:将松散材料放入进料斗，该进料斗具有侧壁和相对于侧壁被固定的密封板，该密封板具有从中穿过的多个密封板孔，这些密封板孔被构造用于引导松散材料的流从进料斗通过密封板;将投料板和穿梭板相对于密封板定位在装料位置，该投料板具有从中穿过的多个投料孔，并且该穿梭板具有从中穿过的多个穿梭孔，装料位置的特征是多个投料孔与多个密封板孔对齐，而多个穿梭孔不与多个投料孔对齐，使得松散材料能够流经密封板孔进入投料孔，并使能够流入投料孔的松散材料被保留在投料孔中；然后将投料板和穿梭板相对于膨爆室和密封板定位在投料位置，投料位置的特征是投料孔与穿梭孔对齐，而密封板孔不与投料孔对齐，使得在装料位置上被保留在投料孔中的松散材料流经投料孔和穿梭孔，进入处于投料位置的膨爆室，并使进料斗中的松散材料不能够流经密封板孔进入处于投料位置的投料孔。在该方法的一些实施例中，密封板具有下表面，该下表面在与投料板的上表面接合时是可滑动的。在该方法的一些实施例中，密封板具有密封板下表面并且投料板具有投料上表面，当投料板与密封板处于装料位置时，密封板下表面和投料表面之间存在预选的间隙。在该方法的一些实施例中，松散材料包含的各单独淀粉成分具有大致均匀的颗粒尺寸，并且预选的间隙小于或等于该颗粒尺寸的一半。在一些实施例中，密封板孔还可由上部的斜切壁与下部的圆筒壁限定。该方法还可包括重复上述诸步骤，使得每次投料板和穿梭板被移至投料位置时，被保留在投料板内的松散材料的量基本上相同。
[0006]本文还公开了用于向膨爆室投送预定量松散淀粉材料的系统。在一些实施例中，该系统包括:多个淀粉材料膨化室(puf fing chamber)，这些膨化室被构造用于向松散淀粉材料施加压力和热量，并且允许松散淀粉材料在膨化室中的压力和热量被撤去时发生膨化;进料斗，该进料斗被构造用于在淀粉材料被放入膨化室之前保持淀粉材料，该进料斗包括密封板，该密封板具有从中穿过的多个密封板孔，这些密封板孔被构造用于引导预选量的松散淀粉材料从进料斗通过密封板;投料板，该投料板具有可与密封板孔对齐的多个投料孔，该投料板可相对于密封板滑动，使得在装料位置上，投料孔与密封板孔对齐，而在进料(即投料)位置上，投料孔不与密封板孔对齐;和穿梭板，该穿梭板具有可与投料孔对齐的多个穿梭孔，该穿梭板可相对于投料板滑动，使得在装料位置上，穿梭孔不与投料孔对齐，而在投料位置上，穿梭孔与投料孔对齐。
[0007]在该系统的一些实施例中，密封板包括凹口，用于接纳进料斗的侧壁，使得侧壁被密封到密封板。在该系统的另外的实施例中，密封板和投料板彼此平行对齐，并且系统还包括在密封板和投料板之间的具有可选择的间隔的间隙。在另外的实施例中，多个膨化室被布置成阵列，每个膨化室的直径基本上相等，并且密封板、投料板和穿梭板的每一个具有多个孔，这些孔被布置成与多个膨化室的阵列基本上匹配的阵列，并且密封板、投料板和穿梭板中的每个孔的直径彼此基本上相等，并且小于膨化室的直径。
【附图说明】
[0008]结合示例性实施例的附图阅读前述
【发明内容】
，以及后文将详细描述的向膨爆室定量给料的系统及方法的实施例，能更透彻地理解读到的内容。然而应当理解，本发明不局限于图中明确不出的零部件和布置方式。
[0009]在附图中:
[0010]图1是根据本发明的一个示例性实施例的膨爆室系统处于装料位置时的横截面侧视图；
[0011]图2是图1的膨爆室系统处于投料位置时的横截面侧视图。
【具体实施方式】
[0012]松散淀粉材料膨化系统在美国专利N0.8,227,005中描述过，该专利全文以引用方式并入本文。图1和图2示出了本发明的松散淀粉材料膨化系统及方法的一个示例性实施例。图1示出了膨化系统100的一个实施例，该系统100具有进料斗110、密封板120、投料板130和穿梭板140。
[0013]在一个实施例中，密封板120与进料斗110成一体，并且/或者形成进料斗110的一部分。在另一个实施例中，密封板120可从进料斗110拆下。优选的是，在系统工作期间，密封板120相对于进料斗110固定。例如，密封板120可包括凹口，进料斗110的侧壁容纳在凹口中，从而形成进料斗110与密封板120之间的密封。在一个优选的实施例中，密封板120包括延伸穿过密封板120的多个密封板孔122。密封板孔122可以是圆柱形孔，这些圆柱形孔径向设置在垂直于密封板120所在平面的纵向轴线周围。如图1所示，密封板孔122可由下部的圆筒壁与上部的斜面(或称斜切)壁限定。密封板120中的密封板孔122可被布置成阵列。优选的是，该阵列与膨化室阵列基本匹配。例如，4X8阵列包括32个密封板孔122，这32个密封板孔122与32个膨化室对应。
[0014]在一个实施例中，密封板120由食品级聚合物构造而成。超高分子量聚乙烯(UHMffPE)可能是适宜的材料。在一个实施例中，选用的材料耐热性高，摩擦系数低。
[0015]膨化系统100还可包括投料板130。在一个实施例中，投料板130被构造成能够以滑动方式相对密封板120移动。在一个实施例中，投料板130在密封板120下方沿密封板120滑动，并且被构造成摩擦密封板120。在一个实施例中，密封板120与投料板130之间存在间隙125。间隙125可以是可调的，便于适应膨化系统100要加工的各类松散材料。举例来说，在一个实施例中，膨化系统100被构造以膨化颗粒状松散材料(如谷物)或制造粒料。可根据要膨化的颗粒状松散材料的尺寸来调节间隙125的大小。例如，可规定颗粒尺寸是可穿过特定尺寸筛孔的最大颗粒尺寸。可比照该最大颗粒尺寸来设定间隙125。在一个实施例中，将间隙设定为最大颗粒尺寸的一半。在另一个实施例中，将间隙设定为最大颗粒尺寸的1/4。在一个实施例中，将间隙设定为零。
[0016]优选的是，投料板130还包含多个投料孔132，并且这些投料孔132被布置成与密封板阵列尺寸相同的阵列。优选的是，投料孔132被构造成与密封板孔122对齐，使得在系统工作时，松散材料可流过密封板孔122进入投料孔132。系统工作时，优选将材料装入进料斗110，使得材料流入密封板孔122，并且在投料板130处于图1所示装料位置的情况下，流入与密封板孔122对齐的投料孔132。在系统100处于如图2所示的投料位置时，投料板130可被构造以封堵密封板孔122，使得材料不能流过密封板孔122。
[0017]系统100还可进一步包括穿梭板140。在一个实施例中，穿梭板140被构造成以滑动方式相对投料板130(在投料板130下方)移动。穿梭板140还可被构造为具有多个穿梭孔142。多个穿梭孔142还可被布置成阵列，该阵列允许穿梭孔142(例如)在投料孔132