专利名称：使用多孔传送带的用于产品的低温深度冷冻设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种产品低温深度冷冻方法和设备。
背景技术：
已知某些食物产品很难深度冷冻，因此需要使用满足以下主要的必要条件的深度 冷冻设备-利用占地面积尽可能小的机器(尽可能最小的机器)快速深度冷冻；
-深度冷冻必须对产品的下表面和上表面产生相同效果；
_该方法不能在产品的下表面留下痕迹；
-产品不能粘在产品被放置的表面上；且-需要时，该设备必须仅允许产品的表面而不是其芯部被深度冷冻(因此该设备 必须产生工业中所谓的"表面冷冻")。 以下产品可作为示例覆盖有腌泡汁的鱼排、糊状产品(例如蔬菜泥)、覆盖有调 味汁的肉块。 目前，这些难以处理的产品在低温通道中在狭窄的传送装置上通过浸泡在液态氮 中而被处理，如有必要，在传送带上设置孔，以去除产生的气体，从而防止传送带鼓起/扭 曲的现象，可以理解，传送带鼓起/扭曲将导致产量问题。 已知这些浸泡通道用于在较短的距离上提供高的热传递，且非常紧凑(如果不通 过浸泡进行热传递，则需要很长的设备以用于处理相同产品)。 在难于处理的产品的情况下，已知使用吸收有液态氮的聚合物(例如聚酯)带的 低温深度冷冻器或者通过液态氮浴是特别合适的。在文献EP-576665中描述了这种设备。
根据这种现有技术，传送带的孔的尺寸使得低温液体可保持于孔中，以便确保物 品通过物品与保持于该多孔支承件中的低温液体之间的热传递而被完全或部分地冷冻。
为了成功地执行这种操作，待被表面冷冻的产品放置于其上的聚酯带必须将产品 合适地传送通过深度冷冻器，且特别重要的是确保在深度冷冻器中以及液态氮浴中的运输 时间相同。表述"运输时间相同"理解为是指一个生产阶段期间或一天期间，不论任何产品 被处理、不论任何一批产品被处理，运输时间恒定(即，基本恒定)。 该操作成功的第二个条件是，在液态氮浴中均匀地浸泡，所有产品浸泡在液态氮 的基本恒定的深度处。 出于以下的原因，申请人已经说明，在某些情况下，这种通过将聚合物带浸泡在低 温浴中的深度冷冻器需要设计改进。 还应当注意到，这些缺点的一部分是传送装置的聚合物的性质造成的(尽管这已 被公认为具有很多优点)，在金属带中并未观察到这些特别的缺点。这是因为金属带驱动是 "积极的/形状配合的"(positif)(由不可滑动的齿轮系形成)，而在聚合物带的情况下，必 须使用光滑的滚筒来驱动光滑的带。 此外，金属带是完全刚性的，而聚合物带在通过所述浴时必然会变形。
阅读上文后，可更清楚地知道为什么所述方法的精度和有效性特别在于控制以下 两点 _通过深度冷冻器的运输时间的规律性；禾口
_产品在液态氮浴中的深度的规律性。 为了满足第一个条件，所述带的速度必须稳定且被很好地控制。 为了满足第二个条件，在整个生产周期(例如一整天)，液态氮浴必须具有基本恒
定的深度，且传送装置必须在距离所述浴的表面基本恒定的距离处完全平坦地通过此浴。
因此，无论在该天的任何时刻，不论产品在什么位置，所述产品总是受到相同的热处理，这
是因为所述产品以基本相同的方式浸泡在液态氮中。 作为示例，如果传送装置被认为是不完全平坦的，例如在所述带的中央具有"鼓 包"，那么在此位置处浸泡于液态氮中的产品与沿着所述传送带的边缘通过该浴的产品相 比不会被同等地深度冷冻，因为在所述带的边缘处，该传送装置在所述浴中降低得更深。
因此，可想到根据现有技术的可用机器不能容易地满足这两个要求且经常出现以 下两个缺点 _所述带在其驱动滚筒上滑动，从而运输时间可变且不能被有效地控制；-氮浸泡箱中的传送带扭曲——由于在所述带下方形成氮气泡且氮气泡使得所述
带的中央部分鼓起，该带在所述浴中不再保持完全平坦，而边缘在所述箱的底部处保持就
位。此外，将所述带张紧也可能使得所述带的中央突起，而边缘在所述浴的底部处保持就位。 在上述问题的现有解决方案中，可以提到以下的现有技术的解决方法
_有规,律的运输时间/有规,律的带谏鹿: 为了提供有规律的带速度，某些制造商通过施加较大的力将所述带张紧。认为这 样可减少所述带在驱动滚筒上滑动的现象。 但是，应当指出，张紧力越大，所述带在所述浴中的扭曲现象越严重。因此，在实践 中，在带的滑动和带的扭曲之间必须找到折衷，这意味着运输时间和所述浴的深度不能被 有效地控制。 _液态氮浴深度的规,律件问题: 为了避免由于较高的张紧力产生的带扭曲问题，并提供尽可能有规律的浴，某些 制造商减小了所述带和所述浴的宽度，或者将所述浴分成多个通道。在这些通道之间，可被 描述成"滑雪板(skis)"的部件在所述带上施加压力，以便使所述带在所述箱的底部保持就 位。 至于减小所述带的宽度，由于这类机器的使用者常常要求较高的产量，这意味着 需要较宽的机器(宽度是1000mm)，因此减小所述浴和所述带的宽度的方案并不确实令人 满意。 为了试图限制所述带扭曲而使用"滑雪板"会将处理区分成多个通道。那么，该机 器的使用者必须将其生产分成同样多的生产线，此外，所处理的产品不能比通道宽(最大 宽度约600mm)。 此外，在没有氮的情况下，此系统可以将生产分成多个通道；但是当所述箱填充有 液态氮时，在所述带的下方形成氮气泡且氮气泡产生的压力足以使所述带扭曲并形成两个分别位于所述"滑雪板"的两侧的小鼓包。
-形成氮气洵,的问题: 为了消除由于在所述带下方形成的氮气泡而引起的所述带鼓起，某些制造商通过 剌穿所述带而释放在所述带下方产生的压力。从而，所述气体可逸出，且根据所述孔的数量 和尺寸所述带在较大或较小程度上降回来。 但是，这样所述带就不再具有光滑的表面，且所述产品有时会被所述带留下痕迹。 此外，此技术对于尺寸小于所述孔(约10mm)的产品并不适用。 因此，在各种情况下，可发现，上述所有的解决方案都会妨碍将所述机器使用至其 最佳的生产能力，同时不能将产品的深度冷冻的质量和规律性保持在较高的水平。
发明内容
从下文中可更加详细地看出，本发明提供一种针对上述问题的技术方案，旨在通 过采用与现有技术使用的策略完全不同的策略来获得恒定的带速度以及在所述箱中的各 个位置处在所述带上方的有规律的氮浴，即
-裕鹏白勺运髓l司/裕鹏歸棘: 为了提供恒定的带速度，与现有技术的方案不同，所述带的张紧力被设置成尽可 能小的值，以便在所述浴中不会产生问题。从而，所述带将在其驱动滚筒上滑动(通常认为 这种情况是个缺点)。为了避免这种现象，辊子将所述带压靠于所述滚筒上，从而增大了所 述滚筒与所述带之间的角度和接触力。从而，在所述滚筒上，粘附力局部地显著增加而不会 相应地使所述浴中的带扭曲，这是因为所述带在机器的其余部分处的张紧力仍然很小。这 样，运输时间受到较好地控制且是稳定的。 因此，与推荐使用非常大的带张紧力的现有技术方案不同，本发明采用中等张紧 力，但是通过辊子将所述带局部地压靠在所述滚筒上，通过移动所述滚筒而使其远离彼此， 能获得所述带的期望的整体张紧力。 换句话说，为了试图且更好地说明以下现象，聚合物带的张紧力越大，该聚合物带
就越牢固地附着在所述滚筒上，但是，该聚合物带就更加难以通过所述浴；相反，张紧力越
小，所述系统越"软"，但是所述带就不易转动——所述带在其驱动滚筒上"滑动"。 本发明对传送装置施加较小的张紧力——因此该系统相对较"软"；因此，所述带
通过所述浴而没有任何困难，且这通过辊子(例如压靠和随着运动的自由轮)将所述带压
靠在单个滚筒(该滚筒上装有马达)上而被补偿。-液态氮浴深度的规,律件: 由于上述系统，所述带在所述浴中自然地保持平坦。在具有很宽的带(通常宽度 是1200mm)的大容量机器的情况下，仍然是这种情形。 这是因为，使用辊子允许所述带在整体上被张紧地较轻，因此所述带更加易于保 持平坦(任何张紧都会在某处产生扭曲)；总之，使用辊子可同时解决这两个技术问题。
-氮气泡的问题: 如上所述，当所述浴填充有液态氮时，在所述带下方形成的氮气泡易于使所述带 升高并使所述带扭曲。因此，在生产中，必须不停地去除所形成的气泡。为此，根据本发明， 在所述带和所述箱的底部之间设有间隔。此间隔允许气泡经由系统中的所述带的入口侧和出口侧逸出，而不会在所述带的下方产生过压，并从而不会使所述带升高。这样，所述带在 距离液态氮浴的表面一段固定距离处完全平坦地保持就位。 换句话说，所述带不通过所述箱的底部，而是在所述箱的底部上方几个毫米或厘 米的特定"高度"(通常1至10cm的数量级对于实施本发明是合适的)处通过，但当然在低 温液体液面下方通过，从而提供带/底部间隔。从而，毫无疑问地，可设想，所观察到的不扭 曲是因为虽然所述气泡被引向所述带的下侧，但是它们并不会在此聚集——它们很自然 地被朝向所述浴的入口端/出口端排出，申请人在实验过程中在入口处/出口处所观察到 的溅出证实了这个假设。 综上所述，通过实施此技术组合，可以在很难处理的情况下也能够完全控制该方 法的关键点-通过所述设备和通过氮浴的运输时间被完全控制且是恒定的；-所述浴的深度以及低温处理的强度被完全控制所述浴的深度对于所有产品都
是恒定的——所述浴的深度可以根据需求容易地调节。 还应当注意，根据本发明提出的方案是有效的，该方案包括较宽的带，例如宽度是 1200mm或更大，从而可获得较高的生产能力。这也使得能够处理很宽的产品。但是，当然该 方案也非常适于较小的宽度(300、400、600、800或1000mm)。 虽然已经描述了这样一个有利的措施，在该措施中已经将两个技术进行结合—— 使用辊子以及在所述带和所述箱的底部之间设置间隔，应当注意，可设想，对于某些较易于 处理的宽度以及对于某些产品，可仅使用所述技术特征中的一种，在使用压辊的情况下，仍 然可获得期望的效果，这不脱离本发明的范围。 在任何情况下，由于所述方法所提供的控制，可增大这种类型的机器的尺寸，且产 量不再受技术问题的限制。 此外，深度冷冻的质量是恒定的，且方法参数可调节成最为有利的，以便优化该方 法并减小其成本。 总的来说，该方法的有效性和效率得益于本发明所提出的改进。 本发明涉及一种用于将物品深度冷冻的设备，包括在所述设备中由滚筒保持就位
的多孔带传送装置和用于使所述传送装置的带浸渍低温液体的装置，所述带的浸渍通过将
所述带浸泡在低温液体浴中而完全或部分地进行，其特征在于，该设备包括用于将所述带
压靠于所述滚筒之一上的压靠装置。 根据本发明的其中一个实施例，所述压靠装置由紧固于自由轮上的辊子系构成， 该辊子系能够将所述带压靠在所述滚筒上并能够跟随此滚筒的运动。 根据本发明的其中一个优选的实施例，在所述传送装置和容纳所述浴的箱的底部 之间留有间隔，此间隔适于使得在浴中的传送装置的下方形成的气泡经由所述设备的传送 装置的"入口 "侧和"出口 "侧完全或部分地逸出，而不会在传送装置下方产生过压。
有利地，所述传送装置由多孔材料制成，这是由合成聚合物或天然聚合物制成的 织物，该织物是纺织物或无纺织物，且优选由聚酯制成。
通过阅读参考图l和图2对仅作为说明目的而给出的非限制性实施例的描述，将能更好地理解本发明，图1和图2分别以纵向和横向的视图示出根据现有技术的和根据本 发明(使用辊子系且在带和液态氮箱的底部之间留有间隔)的具有聚酯带和氮浴的深度冷 冻器的结构。 图la和图lb示意性示出如本申请的背景技术中描述的根据现有技术的具有聚酯 带和氮浴的深度冷冻器的主要构成部件。 这样，从图2a和图2b中可很容易地看出实施本发明的优选实施例的特征
-所述设备包括用于将传送带压靠在驱动滚筒(该滚筒在图的左侧，设有电机)上 的辊子，自由轮的形成辊子的部分将传送带压靠在所述滚筒上并能够跟随此滚筒的运动。
具体实施例方式
下文还描述用于使得压辊的实施得到有利完善的措施，该措施被证明在某些情况 下是有利的，特别是根据被处理的产品或根据所讨论的使用场合的传送带类型。如可理解 的，这些改进措施对于适当地实施本发明来说并不是绝对必须的——它们仅仅是在某些很 特别的情况下被证明是有利的，艮卩 i)当所述带被绷紧/压在驱动滚筒和压辊之间时，当所述带的连接紧固件通过所 述滚筒时有时会产生问题——有时此接头比所述带厚(作为示例，在所述带是2mm的情况 下，所述接头约是5mm)并因此在压辊处被卡住，这会导致传送带固定不动。
从而，在这种非常特殊的情况下，可以给所述滚筒装配杆，该杆绝不会妨碍所述滚 筒的运行并使得滚筒可以提供用于较厚的接头的通道。在利用这种布置的某些方式中，可 观察到以下操作-所述接头在两个杆之间的间隔处到达所述滚筒上。在这种情况下，该接头可在所 述滚筒和所述辊子之间通过而没有任何问题；-所述接头正好在所述杆处达到滚筒(接头在杆上)。在这种情况下，它不能通过 且所述滚筒开始在所述带上滑动(滚筒继续转动，但是所述带保持静止)。 一旦滚筒已经轻 微滑动，那么该接头就到达在两个杆之间的间隔并且然后能够通过。这种小的滑动是非常 短暂的，且绝不会妨碍所述设备的正常运行，且此改进从而使得即使在接头通过所述滚筒 和所述辊子之间时，所述带可以继续前进。 j)当所述设备在低温(froid)下运行时，根据所讨论的设备的特征，膨胀会使得 所述设备的尺寸和几何形状发生非常轻微的变化。这有时足以将所述带偏向一侧，这会造 成所述带的边缘迅速损坏并从而需要过早地更换所述带。 因此，在这种特殊情况下，可提出一种用于主动引导所述带的系统，在该系统中传 感器检测所述带的位置。 作为示例，当所述带被安置成过于向右时，在机器的出口处的驱动滚筒的角度通 过致动器被自动改变，这可使得所述带重新定位成多向左一些。 相反地，当所述带被安置成过于向左时，在机器的出口处的驱动滚筒的角度通过 致动器被自动改变，这可使得所述带重新定位成多向右一些。 当所述带从而在所述机器的框架中合适地定中心时，所述带的寿命被显著延长。 此外，由于所述带在所述机器的边缘上的摩擦被消除，所述带的前进的规律性被进一步提 高且该方法可更加精确。
下文给出图2所示的设备的实施的示例。 通过这样一种设备可得到很好的效果，该设备的长度是6米且具有宽度是1. 2米 的带，该设备可将例如熟汉堡、生的或熟的肉丸、香肠、肉块或火腿块的较大范围内的基于 肉类的产品深度冷冻。可以理解，对于这些需要有效处理的较大范围内的产品，带有浸泡浴 的深度冷冻器必须能够相适应。在某些情况下，运输时间必须很短(通常1分钟)且氮浴 必须很浅(通常深度是5mm)。对于其它更难冷冻的产品，运输时间必须很长(通常10分 钟)且所述浴必须较深(通常50mm)。经验显示，通过使用上述技术，所讨论的全部产品都 可以被合适地处理，在所述时间段中且在生产阶段期间深度冷冻是恒定且有规律的。
权利要求
一种用于将物品深度冷冻的设备，包括在所述设备中由滚筒保持就位的多孔带传送装置，和用于使所述传送装置的带浸渍低温液体的装置，所述带的浸渍通过将所述带浸泡在低温液体浴中而完全或部分地进行，其特征在于，该设备包括用于将所述带压靠于所述滚筒之一上的压靠装置。
2. 根据权利要求l所述的设备，其特征在于，所述压靠装置包括紧固于自由轮上的辊 子系，该辊子系能够将所述传送装置的所述带压靠在所述滚筒上，并能够跟随此滚筒的运 动。
3. 根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，在所述带和容纳所述浴的箱的底部 之间留有间隔，此间隔适于使得在浴中的带的下方形成的气泡经由所述设备中的所述带的 "入口 "侧和"出口 "侧完全或部分地逸出，从而防止在所述带的下方产生过压。
4. 根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述间隔具有在lcm-10cm范围内的高度。
5. 根据前述权利要求中的任何一项所述的设备，其特征在于，所述多孔带由多孔材料 制成，该多孔材料是由合成聚合物或天然聚合物制成的织物，该织物是纺织物或无纺织物， 且优选由聚酯制成。
全文摘要
本发明涉及一种用于将物品深度冷冻的设备，包括在所述设备中由滚筒保持就位的带有多孔带的传送装置，和用于使所述传送装置的带浸渍低温液体的装置，其中，所述带的浸渍通过将所述带浸泡在低温液体浴中而完全或部分地进行，其特征在于，该设备包括用于将传送装置的带压靠于所述滚筒之一上的装置。
文档编号F25D3/11GK101765751SQ200880101040
公开日2010年6月30日 申请日期2008年7月7日 优先权日2007年7月30日
发明者B·布吕热曼, C·厄兹塔什, D·帕捷, F·迈耶, J·魏德利希, R·泰勒 申请人:乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司