用于食品加工机的自动清洗系统和方法

用于食品加工机的自动清洗系统和方法
【专利摘要】一种独立系统设置成用于清洗食品加工机中的食品流动路径。该系统可操作地接合，而不需要拆卸和重新组装食品处理机，或者可在食品加工机的局部拆卸之后可操作地接合。该系统包括控制组件，其用于引导溶液传递通过食品加工机，而不需要操作者的不断地监管。该系统可采用可用的正压水供应，诸如公用水压，以选择性地和自动地将包括冲洗液的溶液反向或正向推动通过食品加工机中的食品流动路径，但通常是逆流于正常的加工食品流。歧管组件包括进入歧管和分配歧管，并在分配歧管内具有引入端口和/或进入端口，用于将添加剂或试剂引入到传递通过歧管组件的受控动力流内。
【专利说明】
用于食品加工机的自动清洗系统和方法
技术领域
[0001] 本公开涉及用于清洗食品加工机的设备和方法，并且在一个优选的配置中，涉及 通过溶液流清洗食品加工机，所述溶液流是逆流或反向于通过食品加工机中食品流动路径 的正常或正向加工。由此，本系统为食品加工机提供就地清洗(CIP)系统。
【背景技术】
[0002] 人们普遍理解的是具有用于将液体携载到使用点的流体管线的流体分配系统需 要时常清洗，以确保在流体管线中不会聚集沉积物或微生物。例如，饮料分配系统采用使用 饮料管线将饮料从饮料容器或罐体携载到将饮料分配到饮用容器的分配单元。如果由于某 种原因，这些饮料管线没有定期清洗，则其中聚集的细菌和沉积物可能会污染饮料，从而使 得饮料饮用不安全。此外，在商业餐馆设施中，食品卫生条例实际上要求定期清洗饮料分配 系统。
[0003] 类似地，具有食品流动路径的食品加工机需要定期冲洗、清洗和/或消毒。
[0004] 众所周知的是使用便携式化学分配器系统来清理饮料管线和饮料分配系统的其 它组件。通过这些便携式系统，用户已经相当有效地满足由食品卫生条例所规定的各项要 求。然而，这些现有技术的方法是非常耗时的，并且在特定的饮料分配系统中，需要至少有 一个人来注意在需要清洗的各个饮料管线的每个之间手动地移动化学分配系统。为了增加 备货(frustrtation)，越来越多的餐馆提供多于过去几年所提供的更多种类的饮料，从而 使得甚至更需要极其花费时间的过程。
[0005] 因此，对于下述系统存在需求，所述系统用于以减少的操作者输入和时间在食品 加工机中选择性地冲洗、清洗和/或消毒食品流动路径，同时提供增强的报告和监控。

【发明内容】

[0006] 在一种配置中，提供一种包括以下步骤的方法:将歧管组件与具有食品流动路径 的食品加工机接合，所述食品流动路径具有用于加工从上游端到下游分配端口的食品制品 的正向流动方向；并将加压的清洗液从所接合的歧管组件传递通过所述分配端口，以便使 得清洗液沿着食品流动路径的一部分在从所述分配端口朝向所述上游端的反向流动方向 上传递。
[0007] 进一步设想到将分配阀定位在食品流动路径中，控制食品制品在正向流动方向上 传递通过分配端口的流动，分配阀在打开位置和闭合位置之间可移动，并且歧管组件包括 具有洗涤筒的分配歧管，所述洗涤筒的尺寸定制成被接收到食品加工机内并将分配阀移动 到打开位置。可以理解的是分配端口是挤压模。这些步骤还可包括将旁路管线定位在料斗 的正向流动出口处，以便使得清洗液沿着食品流动路径在相反方向上传递而不接触料斗中 的食品制品。
[0008] 进一步的步骤可包括定位具有排放端口的压力覆盖件，以便覆盖料斗并充分密封 料斗，使得进入料斗的清洗液的压力足以迫使物料通过覆盖件中的排放端口。
[0009] 清洗液可形成为包括乳酸、乙酸、辛酸、乙酰丙酸中的至少一种以及十二烷基硫酸 钠和肉桂酸硫酸钠中的至少一种。清洗剂可手动引入到歧管组件内。
[0010] 排放端口可被构造成具有打开位置和闭合位置的夹断阀。
[0011]清洗食品加工机的另一种方法通过使得清洗液在相反方向上沿着食品流动路径 的封闭长度的至少一部分传递的步骤提供，所述食品加工机具有沿着终止于分配端口的食 品流动路径加工食品制品的正向流动方向，所述食品流动路径具有封闭的长度。清洗液可 形成为包括柠檬酸、乳酸、苹果酸、乙酸、己二酸、反丁烯二酸、戊二酸、酒石酸、反丁烯二酸、 琥珀酸、丙酸、乌头酸、山梨酸、葡糖酸、抗坏血酸和/或腐殖酸中的至少一种以及十二烷基 硫酸钠和月桂酸硫酸钠中的至少一种。
[0012]该方法可包括将清洗液在相反方向上通过分配端口传递到食品流动路径中的入 口或料斗中的一个，入口或料斗的所述一个相对于所述正向流动方向在分配端口的上游。 [0013]此外，该方法还可包括将清洗液传递通过入口或漏斗中所述一个中的旁路管线， 以便将漏斗中的食品制品从清洗液分离。所述步骤可包括将食品加工机的分配阀移动到打 开位置并将清洗液在进入封闭长度之前传递通过打开的分配阀。还应当理解的是，该方法 可包括使得清洗液传递通过衬套中的孔，以便将衬套的上游侧和下游侧暴露到清洗液。
[0014] 清洗液可在封闭长度内传递通过搅拌器叶片中的多个孔。因此，清洗液接触食品 流动路径中的密封表面，并且密封表面包括聚四氟乙烯。
[0015] 可自动调节清洗液和冲洗液在相反方向上沿着封闭长度的所述部分的循环。
[0016] 所述步骤可包括在食品流动路径中在搅拌器叶片中提供适于具有至少8%的脂肪 含量或所添加颗粒的食品制品的孔。
[0017] 公开了一种用于清洗食品加工机的设备，所述食品加工机具有沿着用于加工食品 制品的食品流动路径的正向流动方向，所述食品流动路径包括封闭长度并且终止于分配端 口处，所述设备具有接合食品加工机的歧管组件，歧管组件包括引入端口、溶液输入端和配 置成流体接合分配端口的出口；以及可操作地联接到歧管组件的控制阀，以便使得清洗液 选择性地通过所述出口并在相反方向上进入到食品流动路径内。
[0018] 所述设备可包括排放管线，其相对于正向流动方向在分配端口的上游的位置处流 体连接到食品流动路径。该设备还可包括相对于正向流动方向在分配端口的上游的位置处 流体连接到食品流动路径的旁路管，该旁路管将食品流动路径一部分中的食品制品与清洗 液隔离。
[0019]可包括一种棒式组件，其中所述棒式组件具有棒式歧管，棒式歧管包括文氏管，棒 式歧管连接到歧管组件。在一种配置中，洗涤筒连接到歧管组件，所述洗涤筒的尺寸定制成 接合和密封食品加工机的分配端口并允许在相反方向上流动到食品流动路径内。
[0020] 提供用于清洗食品加工机的另一种设备，所述食品加工机具有沿着用于加工食品 制品的食品流动路径的正向流动方向，所述食品流动路径包括封闭长度并且终止于分配端 口处，所述设备包括具有第一入口端口和第一出口端口的进入歧管，在第一入口端口和第 一出口端口中间的控制阀，连接到所述控制阀以便调节通过控制阀从第一入口端口到第一 出口端口的流动的控制器，和分配歧管，所述分配歧管具有第一输入端口和流体连接的第 一出口端口，所述分配歧管具有流体地在第一输入端口和第一输出端口中间的引入端口。
[0021] 在一种配置中，分配歧管包括在第一输入端口和第一输出端口中间的文氏管，以 及所述引入端口联接到文氏管。分配歧管可包括在第一输入端口和第一输出端口中间的单 向阀。
[0022] 还公开了一种歧管，所述歧管具有具有第一入口端口和第一出口端口的进入歧 管，在第一入口端口和第一出口端口中间的控制阀，以及具有第一输入端口和流体连接的 第一出口端口的分配歧管，所述第一输入端口流体地连接到所述第一出口端口，并且所述 分配歧管具有流体地在第一输入端口和第一输出端口中间的引入端口。
[0023] 分配歧管可包括在第一输入端口和第一输出端口中间的文氏管，并且所述引入端 口联接到文氏管。此外，控制器组件可提供并配置成可释放地接合食品加工机。在一种配置 中，洗涤筒可连接到分配歧管，洗涤筒选择成接合食品加工机的分配阀。棒式组件可流体地 连接到分配歧管。此外，单向阀可流体连接到引入端口。
[0024] 另一种方法包括将溶液的调节后的流通过歧管组件传递到食品加工机的食品流 动路径的下游部分内，所述食品流动路径的下游部分在适于在加工的正向方向上沿着食品 流动路径的流的食品流动路径的上游部分的下游，并使得调节后的流在食品流动路径的上 游部分处从食品流动路径离开。
[0025] 又一种方法包括控制通过歧管组件的溶液的流动，通过引入端口将添加剂引入到 歧管组件内以形成混合物，并将混合物从歧管组件沿着食品加工机的食品流动路径的至少 一部分在沿着食品流动路径的加工方向的相反方向上传递。
【附图说明】
[0026] 图1是代表性的食品加工机和本系统的分解立体图。
[0027] 图2是在食品加工机中的代表性的食品流动路径的侧视图，不出如在本发明的系 统中可设想到的相反流动。
[0028] 图3是该系统的独立配置的立体图。
[0029] 图4是该系统的集成配置的立体图。
[0030] 图5是该系统的混合配置的立体图。
[0031]图6是控制器组件的分解立体图。
[0032]图7是歧管组件的进入歧管和分配歧管的立体图。
[0033]图8是分配歧管的立体图。
[0034]图9是在分配歧管的第一配置中的流动路径的俯视图。
[0035] 图10是在分配歧管的第二配置中的流动路径的俯视图。
[0036] 图11是在分配歧管的第三配置中的流动路径的俯视图。
[0037] 图12是在分配歧管的第四配置中的流动路径的俯视图。
[0038] 图13是在分配歧管的第五配置中的流动路径的俯视图。
[0039] 图14是可操作地与食品加工机接合的独立配置的立体图。
[0040] 图15是用于该系统的料斗盖的立体图。
[0041] 图16是用于系统的替代的排放管线和料斗盖的立体图。
[0042] 图17是刮铲的分配接口和衬套的后部部分的立体图。
[0043] 图18是用于食品加工机的刮铲衬套的立体图。
[0044] 图19是用于食品加工机的变型的刮铲的立体图。
[0045] 代表性流程图的第一部分被示出为图20A。
[0046] 代表性流程图的第二部分被示出为图20B。
[0047]代表性流程图的第三部分被示出为图20C。
[0048]图21是棒式组件的第一配置的立体图。
[0049] 图22是棒式组件的第二配置的分解立体图。
[0050] 图23是图22的棒式组件的立体图。
[0051]图24是图23的棒式组件的一部分的分解立体图。
【具体实施方式】
[0052] 参照图1，示出代表性的食品加工机10。食品加工机10可以是各种配置中的任何配 置，所述各种配置包括但不限于冷冻或冷藏的食品制品，所述食品制品包括但不限于诸如 苏打水的饮料、啤酒或葡萄酒。
[0053]食品加工机
[0054] 参照图1和图2，在一种配置中，食品加工机10包括食品流动路径20，其从输入端或 上游端22延伸到输出端或下游端24,输入端或上游端22诸如储器、进料管或管线入口或料 斗32)，输出端或下游端24诸如分配接口 26,食品制品从所述分配接口 26离开食品加工机。 食品制品在正常或正向方向上沿着食品流动路径20从输入端22传递到输出端24。在某些配 置中，分配接口 26包括至少一个分配阀28,用于选择性地从食品加工机10传递食品制品或 允许已加工的食品制品从食品加工机10通过。在某些配置中，分配接口 26包括多个分配阀 28,诸如但不限于一个、两个、三个或更多个。
[0055]食品加工机10可包括任何的各种装置，包括但不限于软冰淇淋机、单槽式搅冻机、 雪蓉机、摇冰柜、混合制冰机或用于挤出包括流、谷物或肉类的食品制品的食品加工机以及 用于饮料的液体分配器，所述饮料包括软饮料、乳制(diary)饮料或诸如发酵或蒸馏酒的酒 精饮料。由此，食品制品可以是可受温度控制的、混合的、掺混的、改变的、加工或挤出的任 何相应产品。
[0056] 在如图1和图2中可看到的某些配置中，食品流动路径20包括在上游端22(诸如料 斗)和下游端24(诸如分配阀28)中间的多个加工站30。例如，加工站30可包括沿着食品流动 路径20的混合腔室和温度控制腔室。混合腔室包括用于混合流中所设置的配料以及来自不 同输入件的配料的腔室，使得混合腔室是不同配料的初始组合的容积。
[0057]在进一步的配置中，诸如图2的混合腔室和/或温度控制腔室的加工腔室30可包括 叶片或搅拌器组件36，用于诸如通过在腔室内旋转来搅动腔室内的食品制品。
[0058]可替换地，食品流动路径20可主要用作从输入端22到分配接口 26的导管。在这些 配置中，可以理解的是食品加工机10可仅仅用于选择性地分配食品制品或可以提供食品制 品的改变或调节，诸如温度变化、碳化以及混合(合成）。具有这些食品流动路径20的食品加 工机10的实例包括分配装置，诸如自动苏打水分配器、啤酒和葡萄酒分配器。
[0059]还应当进一步理解的是，取决于食品加工机10的预期操作功能，食品流动路径20 可包括多个输入端22以及相应的数目更少或更多的输出端24。
[0060]图2中示出通过食品加工机的代表性食品流动路径20,具有由箭头指示的相反方 向。
[0061]虽然在图2中示出食品流动路径20的输入端或上游端22在输出端或下游端的上 方，但是可以理解的是，输入端可位于输出端的下方，其中食品制品从供应部、料斗或储器 向上栗送并沿着食品流动路径以便在分配接口 26处离开。
[0062]就地清洗(CIP)系统
[0063]本就地清洗(CIP)系统40与食品加工机10配合以便使得溶液或冲洗液选择性地通 过在下游端24和上游端22中间的食品流动路径20的至少一部分，其中所引入的溶液或冲洗 液逆流或反向于正向或正常方向行进通过食品流动路径。
[0064]术语溶液意旨涵盖清洗、冲洗、消毒或灭菌溶液，以及它们的组合或混合物。为了 描述的目的，本系统在使用溶液的方面提出，然而，应当理解的是，术语溶液涵盖水(或其它 液体），诸如可以采用的冲洗液。术语溶液还包括气体或蒸汽，诸如水蒸汽以及其它消毒气 体。应当理解的是，本系统40可以采用任何各种清洗(和/或消毒)物料，包括液体、气体和它 们的组合物。溶液可至少部分地通过将酸性或碱性洗涤浓缩物添加到公用水而形成。适于 溶液的示例性的酸性洗涤液包括柠檬酸、乳酸、苹果酸、乙酸、己二酸、反丁烯二酸、戊二酸、 酒石酸、反丁烯二酸、琥珀酸、丙酸、乌头酸、山梨酸、葡糖酸、抗坏血酸和/或腐殖酸以及十 二烷基硫酸钠和月桂酸硫酸钠中的至少一种。
[0065]在一种配置中，溶液在给定的压力下或在给定的压力范围内提供给系统40。然而， 应当理解的是，溶液可从储器或供应部抽取，其中栗(未示出）可用于给溶液加压以便提供 给系统40。溶液或溶液的选择成分是用于在系统中使用的动力流体。
[0066] 参照图3、图6和图7，CIP系统40包括控制器组件50和歧管组件100,其中歧管组件 包括进入歧管110和分配歧管150(图7)。歧管组件100还可包括安装硬件，诸如臂180。
[0067] CIP系统40可采取各种配置。在一个实例中，CIP系统为（i)参照图3的独立系统，其 中所述控制器组件50和歧管组件100是为与食品加工机10分离的配置并且可释放地接合食 品加工机的单独单元；（ii)参照图4的集成系统，其中控制器组件和歧管组件基本上并入到 食品加工机内或与食品加工机集成(作为市场后或原始设备制造商）或（iii)参照图5的混 合系统，其中某些部分与食品加工机集成或嵌入到食品加工机内，并且某些部分是分离的 或可互换的，诸如分配歧管150与食品加工机10集成(或联接到食品加工机10)并且进入歧 管110连同控制器组件是分离的（可互换的）。
[0068]参照图4，在集成配置中，系统40实际上是通到食品加工机10的内部机构。通过将 系统40嵌入到食品加工机10内，系统变成食品加工机的一个部件。集成配置消除了操作者 在每次执行清洗时候要将系统40与食品加工机10接合的需要。集成配置也简化歧管组件 100和食品加工机10的接口。通过将系统40结合到食品加工机10内，食品加工机的门组件12 可将歧管组件并入到食品加工机本身，而为了执行所期望的清洗过程只需要外部或内部液 体和/或气体供应部。
[0069]在混合模块化配置中，在食品加工机10的不同设计之间提供可互换性。即，如在图 5中可看到的那样，进入歧管110和控制器组件50与分配歧管150分离，但通过管或管线(脐 带式)可操作连接以便允许如下提出的功能。混合配置允许从分配歧管150快速改变出来， 同时保持标准控制器组件50(和进入歧管110)的横跨多个平台的配置。控制器组件50可与 食品加工机10分离地安装，以便提供甚至更大的设计灵活性，并降低组合系统的总重量。 [0070] 控制器组件
[0071] 参照图6，控制器组件50包括控制电路60、用户接口和控制阀90 (图7 )，其中至少一 些部件保持在壳体52内并且控制阀在进入歧管110中操作。在一种配置中，壳体52是耐水或 耐溅的，并且在某些配置中，壳体52是防水或防溅的(对于预期的操作参数而言）。在某些配 置中，控制器组件50还包括电源54和通信模块70,如图6中可看到的那样。
[0072] 如图7中可看到的那样，进入歧管110包括入口端口 112和多个出口端口 114,所述 入口端口 112用于将加压的溶液源(诸如公用水)接收到系统40内，其中所述出口端口流体 地连接到分配歧管150。如在附图中看到的那样，进入歧管110包括单个入口端口 112和两个 出口端口 114。然而，应当理解的是，进入歧管110可包括多个入口端口 112和多个出口端口 114,或多个入口端口和单个出口端口。
[0073] 参照图7，至少一个控制阀90流体地位于入口端口 112和出口端口 114的中间。在一 种配置中，进入歧管11 〇包括单个入口端口 112和两个出口端口 114，其中控制阀90控制哪一 个出口端口流体地连接到入口端口。在进一步的配置中，如图7中看到的那样，控制器组件 50包括第一控制阀90a和第二控制阀90b，其中由相应的控制阀控制到每个出口端口 114的 流动。
[0074] 控制阀90配置成选择性地将水(溶液)从入口端口 112传递通过一个或多个出口端 口 114。即，控制阀90可移动，以便提供流动(包括部分流动或全部流动)和不流动的状态。 [0075] 控制器组件50的控制电路60可操作地连接到控制阀90、用户接口 80和电源54，以 提供对加压水从进入歧管110的给定入口端口 112到给定的一个或多个出口端口 114的通路 的控制。
[0076] 参照图6，控制电路60可包括定时电路62以及用于控制物料从控制器组件50的通 路从而用于控制CIP系统40的计算电路64。应当理解的是，控制电路60可并入市售的自动洒 水系统的功能。
[0077]电路60可设置在专用的加工器内或者编程到加工器66(诸如PCB微加工器或控制 器）内。
[0078] 如图6中所示，控制电路60还可包括通信模块70,该通信模块70可包括读取器72， 诸如接触式或非接触式读取器，所述读取器用于与RFID或RFID类型的标签进行通信以便数 据存储/标识/控制器操纵。还设想到控制电路60可包括存储器74,诸如但不限于非易失性 存储器(NVM)，其中读取器允许接收内部软件NVM/固件更新。
[0079]通信模块70和/或控制电路60可包括但不限于蓝牙或Wi-Fi类型的通信协议的能 力。因此，通信模块70能够发送和接收数据，用于控制适合系统40性能的特定功能，和/或将 数据传输到能够接收和存储信息的外部装置以便后期在外部操纵。通信模块70也可配置成 通信/控制非物理地接附到壳体52的系统40的扩展部，诸如控制外部阀，所述外部阀也基于 液体和/或气体的试剂重新定向，诸如以便引入通过歧管组件100。
[0080]通信模块70可包括读取器72,诸如无线、RFID或非接触式读取器。在一种配置中， 引入到系统40内或由系统使用的试剂可附有标签或卡片伴随，诸如可由通信模块70读取的 RFID标签。控制电路60随后能够识别和验证添加剂，以确保符合清洗程序。因此，系统40可 被编程以便只用来自原始设备制造商的物料进行操作。
[0081 ]通信模块70可被并入到控制电路60内，或者可以是分离的模块。通信模块70通过 任何可用的渠道提供从控制电路60和到控制电路60与操作者的通信，所述可用的渠道包括 但不限于无线和无线网络，诸如蓝牙、Wi-Fi、蜂窝、卫星以及本地WI-FI。
[0082]通信模块70也可配置成与食品加工机10直接通信。已知某些食品加工机10包括用 于监测和报告的控制系统，以便用于诊断和加工二者。CIP系统40的通信模块70可选择成与 食品加工机10直接通信，并从而响应于食品加工机的使用循环和操作参数来在自动循环下 提供食品加工机的有效和及时的清洗，而无需操作者的干预。因此，当CIP系统40可提供自 动清洗时，控制器组件50可记录操作，从而提供食品加工机清洗的记录。
[0083]经由通信模块70的无线通信和用户接口的相关应用程序提供系统40的外部控制。 因此，操作者可远程控制清洗过程。在某些配置中，用户接口80足够耐水，以便防止通过用 户接口将液体引入到系统40内。因此，操作者可通过潮湿或润湿的手对系统40进行编程或 使用系统40,而不防碍该系统的预期操作。
[0084] 用户接口 80可以是各种配置中的任何配置，包括触摸屏、按钮或开关操作或应用 程序驱动，其中所述应用程序由操作者远程访问。因此，用户接口80可包括智能电话、平板 电脑和其它便携式无线通信装置和相关联的应用程序。用户接口 80涵盖能够接收物理用户 输入的接口，诸如在图6中示出的TUI(触觉用户接口）。
[0085] 电源54可以是各种配置中的任何配置。在一个实施例中，电源54是电池，取决于该 系统的预期操作环境，其可以是一次性的或可再充电的(诸如通过功率插接站）。可替换地， 电源54可从可用的电力供应吸取，其中市售的转换器或变压器在可用电源和控制电路60的 中间。在进一步的配置中，电源54可由无线交互来提供，诸如感应式功率传输，直接提供功 率或给电池充电，电池然后给系统供电。可替换地，电源54可通过太阳能、可用废弃能量的 氢转化或擦洗来提供。因此，电源54可以是干电池，来自墙壁电源插座的AC/DC入口，可再充 电的电源，无论是可移动的或嵌入到壳体内的以及通过电缆或无线充电技术可再充电的。
[0086] 歧管组件
[0087] 如上所述并如图7中所示，歧管组件100包括进入歧管110和分配歧管150。参照图 8,示出分配歧管150,其具有相应于进入歧管110的出口 114的数量的多个输入54。在一种配 置中，如图8中所看到的那样，分配歧管150包括第一和第二输入154a、154b和多个输出开口 156。输入154和输出156的具体数量由系统40的预期操作环境决定，但不限于图示的配置。 [0088] 第一和第二输入154a、154b对应于进入歧管110的出口端口 114a、114b且可操作地 与所述出口端口 114a、114b对准，用于接收来自进入歧管的相应的第一和第二出口端口的 流。
[0089] 输出开口 156与第一和第二输入154a、154b流体地连通。在一种配置中，输出开口 156的数量对应于食品加工机10的分配接口 26、分配阀或加工路径的数量。
[0090] 参照图8,歧管组件100和特定的分配歧管150还包括用于将试剂引入到溶液内的 引入端口 170。引入端口 170流体地在歧管组件100输入112和输出156的中间，并且具体在分 配歧管150的输入154和输出156的中间。
[0091] 在一种配置中，加压的水是动力流体。并且引入端口 170将附加组分或试剂引入到 溶液。
[0092] 试剂通过任何的各种机构诸如栗送、计量或文氏管传递通过引入端口 170。在文氏 管配置中，歧管组件100,诸如分配歧管150,包括文氏管(未示出），其中溶液或动力流体传 递通过文氏管以形成减小的压力，其中所述减小的压力用于将试剂引入通过引入端口 170。 可替换地，栗或计量装置可独立于歧管组件100的文氏管使用或与歧管组件100的文氏管一 起使用，以便将试剂引入到溶液中。
[0093] 如图9-13中所示的那样，每个输入154流体地连接到分配歧管150的每个输出156 (以及因此歧管组件100)，并且一个引入端口 70(诸如文氏管)流体地在每个输入和输出的 中间。
[0094] 因为在分配歧管150 (或歧管组件100)中的输入154和下游输出156之间的每个流 动路径可包括一个文氏管(不限于一个），所以物料或气体可被吸入到传递流内。因此，多个 引入端口 170(诸如文氏管)可沿着歧管组件100在给定的输入和输出之间的流动路径定位。 多个引入端口 170设置成用于将多种试剂引入到动力流体。具体地，在一种配置中，文氏管 的低压端口流体地连接到试剂的供应部或源，其中所述试剂可以是液体、固体或气体，诸如 环境压力的空气。当环境空气被吸入到文氏管和流内时，形成气泡搅动。下游引入端口 170 (诸如在输入和输出之间的第二文氏管的低压端口）流体地连接到所述试剂(诸如清洗、消 毒或杀菌剂)的供应部或源，从而使得被引入的试剂被混入到充气的流内。
[0095] 在进一步的配置中，可设想到分配歧管150(或歧管组件100)可包括流体地在输入 和输出中间的单个引入端口 170。可替换地，在分配歧管150(或歧管组件100)中的在输入和 输出之间的每个流动路径可包括相应的引入端口。因此，不同的食品流动路径可暴露于不 同的溶液或加工参数。
[0096] 参照图9-13,分配歧管150可以包括输入154、引入端口 170、输出156和互连的流动 路径的各种配置。这些配置可选择成在预期的操作条件下提供来自每个输出156的预定流 动。因此，取决于所期望的性能，每个输出156可提供相同的流率。也就是说，分配歧管150的 结构能够被调整以从输出156提供所期望的流动。
[0097] 在图9的第一配置中，分配歧管150包括至少一个但可具有多个输入154。一个或多 个输入154可包括至少一个引入端口 170,以允许将其它的气体或液体添加到溶液。引入端 口 170可与文氏管或能动机构(诸如栗或流量计)配合。可替换地，试剂(气体或液体)可通过 重力进料传递通过所述引入端口 170,诸如通过将试剂源定位到引入端口的上方。此外，操 作者可暂时停止流动，并通过接入端口手动地将试剂引入到系统。
[0098] 此外，在分配歧管150中的流动路径可包括在最下游的输出部156之后(最下游的 输出部156的下游）的返回部分158，其中返回部分流体地连接到最上游输出部的上游的输 入部154。如图9中可看到的那样，返回部分158的并入允许每个输出部156具有相等的横截 面面积或对于圆形输出部而言具有相等的直径，其中来自每个输出部的流量是相等的。这 消除调整具有不同直径的出口端口 156的需要，否则就会需要调整具有不同直径的出口端 口 156以便获得来自每个输出部的相同量的流量。
[0099] 在图10的另一配置中，在分配歧管150中的流动路径不包括返回部分158。为了提 供来自每个输出部156的相等流率，每个输出部的横截面面积形成为适应在流动路径的特 定位置处的相关联压力。具体而言，暴露于分配歧管150中更高流动压力的输出部156具有 比暴露于更低压力的输出部小的横截面面积。同样，分配歧管150可包括一个或多个输入部 154。一个或几个输入部154可包括至少一个引入端口，以允许添加其它液体和/或气体。而 在分配歧管150中的流动路径中没有返回部分的情况下，输出部156的横截面面积，诸如输 出直径，针对每个应用被特定地调整，以便使得输出部之间的流量相等。
[0100] 在图11的另一配置中，分配歧管150同样包括至少一个但可具有几个输入部154， 其中输入部的至少一个包括引入端口 170,以允许添加其它液体和/或气体。在输入部154对 称地定中在输出部156之间的配置中，输出部的横截面面积(输出直径)针对每个应用被特 定地定制尺寸、调整，以便使得输出端口之间的液体流量相等。
[0101] 还设想到接入端口或舱口、可拆卸或可再填充的储器或分配器可与引入端口 170 一起设置或代替引入端口 170,以便操作者将试剂或添加剂引入到流动路径内。
[0102] 在图12的另一配置中，分配歧管150包括至少一个但可具有多个输入部154。输入 部154的至少一个可包括引入端口 170,以允许将其它液体和/或气体添加到溶液。在输入部 与输出部156对称地定中的配置中，不需要对输出部进行调整。
[0103] 可替换地，如在图13中可看到的那样，分配歧管150包括至少一个但可具有几个输 入部154,其中至少一个输入部包括引入端口 170,以允许将其它液体和/或气体添加到溶 液。在只具有一个输出部156的配置中，不需要对输出端口进行调整。
[0104]然而，应当理解的是，对于可操作的系统40,可能并不总是需要对分配歧管150进 行调整，并且这样的调整可选择成提供对暴露于溶液的食品加工机10的增强控制。具体地， 如果来自每个输出部156的流动的调节不是关键的，则可减少对分配歧管150的调整。
[0105] 在另一配置中，歧管组件100(包括入口歧管110和分配歧管150中的至少一个)或 通到歧管组件的输入部112可包括超声波发生器180,以便将压力波施加到溶液中，从而在 溶液中足以形成气穴。超声波发生器180可在食品加工机10或系统40的内部或外部，从而在 沿着食品流动路径20的任何位置处将气穴引入到溶液内。如本领域内已知的那样，超声波 发生器180可以是压电或磁致伸缩换能器以及超声波仪或超声波破碎仪，其中所述超声加 工可以是直接或间接的。因此，溶液可与探头接触或可与探头隔离或分离。在系统中可采用 市售的超声波仪或超声波破碎仪。
[0106] 在一种配置中，分配歧管150的每个输出部包括洗涤筒160,如图7中所示，其尺寸 定制成至少部分地被接收在食品加工机10的分配接口 26内。洗涤筒160被配置成物理地接 触食品加工机10的相应分配阀28,使得在歧管组件100与食品加工机可操作地接合时，每个 洗涤筒接触食品加工机的相应分配阀并将相应的分配阀设置在打开(或流动通过)的位置。
[0107] 洗涤筒160包括或限定沿着洗涤筒的纵向尺寸延伸的流动路径。取决于食品加工 机10中的分配阀28的具体设计，洗涤筒160包括用于使得液体从流动路径传递的横向离开 端口 161。洗涤筒160还包括接合表面162,其用于响应于洗涤筒和食品加工机10的分配接口 26的可操作接合而接合分配阀28并使分配阀移动到打开位置。洗涤筒160还与分配接口 26 形成密封连接，以便设置成用于将流体传送到食品流动路径20。
[0108] 在可替换的配置中，驻留于分配接口26内的分配活塞可在安装歧管组件100(和洗 涤筒160)之前首先被移除。因此，在洗涤筒160不包括用于接合分配阀28的接合表面162的 配置中，洗涤筒包括密封表面164,其用于接触食品加工机10,以形成密封用于确保溶液进 入到食品流动路径20内的通路。
[0109] 歧管组件100包括用于可操作地接合和保持歧管组件的互连机构
[0110] 120，和相对于食品加工机10的任何附接部件，并且具体地是分配接口 26。如图14 中所示，一对安装臂122可旋转地安装到歧管组件100,其中安装臂可在释放位置和接合位 置之间移动。在接合位置下，安装臂122相对于食品加工机10可操作地保持歧管组件100和 所接附的控制器组件50。应当理解的是，在可替换的配置中，诸如具有单个洗涤筒160的系 统，系统40可旋转或卡合到与食品加工机10可操作地接合，而不需要独立的安装臂122或这 样的安装臂的移动。
[0111] 对于采用气体或蒸汽作为溶液的那些配置中，诸如水蒸汽或消毒气体，控制组件 50和歧管组件100配置成提供食品流动路径20的充分加压。
[0112] 在其中料斗32限定食品流动路径20的上游端22的食品加工机10的配置中，如图16 中所示的一种配置，系统40包括压力覆盖件42，其用于大致密封从料斗产品入口孔延伸的 料斗旁路管44和管线的上游端。压力覆盖件42包括盖43和用于接合邻近于料斗32外周的相 应表面或接合料斗的外周安置的密封件45。压力覆盖件42还包括排放端口，其用于将反向 流动的逆流溶液传递通过食品流动路径20。排放管线连接到排放端口以便将所传递的溶液 引导到收集池或废弃处理。压力覆盖件42和旁路管44充分地密封料斗和入口孔，以便使得 进入料斗旁路管44的清洗液的压力足以迫使物料进入并通过排放端口。如在图16的左侧料 斗中可以看出的那样，所插入的料斗连同相关联的排放管线可暂时位于系统料斗内。所插 入的料斗/或料斗密封覆盖件42可位于食品加工机料斗内/或在顶部安装到食品加工机料 斗，其中所述插入料斗/或覆盖料斗的尺寸定制成与食品加工机料斗间隔开/或密封装配， 以便使得溶液可在料斗之间/或料斗内传递，并传递到所插入的料斗/或料斗本身内。
[0113] 参照图15，旁路管44充分地密封料斗出口孔34，以便进入料斗旁路管的清洗液的 压力足以迫使物料进入并通过排放端口。旁路管44通过插入到在料斗32底部中的产品混合 端口 34内而连接到食品加工机10。旁路管44通过能动(机构)和非能动(干涉配合)接合而保 持在位。所连接的旁路管44将机器废物分配到收集池或地漏内。
[0114] 在另一可替换的配置中，所插入的料斗/或料斗密封覆盖件42可位于食品加工机 料斗内/或在顶部安装到食品加工机料斗，其中所述插入料斗/或覆盖料斗的尺寸定制成与 食品加工机料斗间隔开/或密封装配，以便使得溶液可在料斗之间/或料斗内传递，并传递 到所插入的料斗/或料斗本身内。
[0115] 旁路组件
[0116] 本系统的旁路组件在食品流动路径的上游端22和下游端24中间流体地连接到食 品加工机10中的食品流动路径20。旁路组件包括在食品流动路径的上游端22和下游端24中 间流体地连接到食品流动路径20的旁路管线44。也就是说，如在图15中可看到的那样，旁路 管线44在下游的位置处连接到食品流动路径20(在产品的正常或正向方向上沿着食品加工 机中的食品流动路径），并终止于食品流动路径外部的点处。参照图15,在一种配置中，旁路 管线44在料斗32的出口处流体地连接到食品流动路径20，并终止于排放或收集池内。因此， 在分配接口 26处被引导到食品流动路径20内并在相反的方向上沿着食品流动路径流动的 溶液传递到旁路管线44内而不接触料斗32中的物料，并且溶液从食品加工机10引导通过旁 路管线而不接触料斗中的任何物料。
[0117] 在图17中所示的选择配置中，食品加工机10包括衬套或轴承14,用于保持或定位 搅拌器组件36,如图1中可看到的那样。衬套14在可旋转的搅拌器杆38和心轴或冷却器管之 间提供可耐磨损的接口。本系统采用变型的衬套14,其具有允许水或溶液流动到衬套两侧 (上游侧和下游侧)的流动端口 15。因此，来自歧管组件100的溶液可在衬套14和食品加工机 10的周围部分之间迀移，从而允许食品路径更完全地暴露于所引入的溶液。即，衬套14具有 内表面和外表面，其中流动端口 15将内表面连接到外表面。
[0118] 在图18和图19中所示的另一配置中，本系统对食品加工机10的搅拌器叶片38进行 变型。具体地，本搅拌器叶片38包括通过搅拌器叶片的多个流动孔39,其中所述流动孔允许 所引入的溶液在相反方向上沿着所述食品流动路径20流动，以便在搅拌器叶片中的搅拌器 杆之间迀移，由此提供进一步的清洗。已发现对于具有相对高脂肪含量(例如至少8%以及 10至12%或更多的脂肪含量）的食品制品而言在搅拌器叶片38中采用孔39是有利的。对于 具有颗粒物质诸如种子或固体食品颗粒(在乳制甜食的小甜饼)的食品制品而言，采用没有 流动孔的搅拌器叶片38。在进一步的配置中，对搅拌器叶片38进行变型以便包括接触到食 品加工机10的搅拌器筒的仅仅一个表面接触构件。即，只有一个单个搅拌器叶片边缘接触 搅拌器筒。如图18中可看到的那样，搅拌器杆支撑两个搅拌器叶片38,然而，变型移除叶片 之一，所以一个搅拌器叶片的仅仅一个边缘接触所述筒。
[0119] 在另一可替换的结构中，密封剂位于搅拌器杆和搅拌器叶片38之间，以形成搅拌 器叶片的自符合（self-conforming)配置，并在搅拌器杆和搅拌器叶片之间的一对一的密 封，从而减少产品在搅拌器杆和搅拌器叶片之间的迀移。市售食品级密封剂可在搅拌器叶 片38和搅拌器杆之间使用。这减少清洗机器所用的流体数量，并减少系统40的循环时间。应 当理解的是，可以采用这些搅拌器叶片、搅拌器杆配置的任何组合。
[0120] 参照图1，本系统还任选地采用自润滑的0型环和密封件16,代替用于密封的传统 食品级的润滑脂。使用自润滑的0型环和密封件16允许消除食品安全润滑剂以便将食品加 工机置于可操作状态下。由于清洗之后没有必要重新引入食品级润滑剂，因此本发明的系 统40提供维护时间的减短。令人满意的自润滑的0型环和密封件16包括市售的用约3%-5% 的聚四氟乙烯(PTFE)浸渍的塑料或弹性体0型环和密封件或轴承，但不限于作为市售的 PTFE涂层。本0型环和食品接触密封表面16包括用PTFE(特氟纟仑?涂层，E.I.DU Pont De Nemours andCompany Corporat ion的注册商标)涂覆或浸渍，从而消除食品级润滑脂的去 除和重新应用的需要。
[0121] 操作
[0122] 在操作中，操作者通过将安装臂122与食品加工机接合而将歧管组件100机械地连 接到食品加工机1 〇的分配接口 26，如图14中所示。洗涤筒160接触食品加工机10的相应的分 配阀28,并且在歧管组件100可操作地接合到食品加工机10时，洗涤筒将分配阀设置到打开 位置。歧管组件100的一个引入端口 170连接到清洗、消毒或灭菌溶液的供应部，如取决于预 期的清洗过程，剩余的引入端口可允许吸入环境空气。进入歧管110的入口端口 112连接到 公用水供应部或便携式加压水供应部，从而将正压力设置于控制阀90上。
[0123] 然后，对于所期望的清洗(洗涤)-冲洗循环而言，操作者经由可用的用户界面80对 控制器组件50进行编程。例如，操作者可从三个选项之一中选择：（i)仅冲洗；（ii )仅洗涤和 (iii)冲洗-洗涤循环。可替换地，如果操作者希望在将食品混合物重新引入回到机器内之 前将洗涤溶液残余物冲洗掉，则可执行第二和最后的冲洗循环。也就是说，控制器组件50可 包括连同预先设定的浸泡时间一起的多个预定的冲洗、洗涤或组合循环。
[0124] 此外，取决于相对于食品加工机10的料斗32中的物料的预期清洗，旁路管线44可 流体地连接到料斗的端口34,使得所引入的溶液通过旁路管44而不接触料斗，并且因此不 接触料斗内的任何物料，由此允许操作者最小化食品制品的浪费，同时减短整个清洗循环 时间。
[0125] 可替换地，如果料斗32是整个食品加工机清洗过程的一部分，在操作者使用棒式 组件和/或卫生擦拭物清洗料斗之后旁路管线44则被放置在料斗中。排放管线连接到排放 端口。
[0126] 控制器组件50对应于输入程序90选择性地控制控制阀，以便将水或溶液传递通过 洗涤筒160并进入食品加工机10的打开的分配阀28内。所引入的水/溶液反向逆流传递通过 食品加工机10中的食品流动路径20以及衬套14和搅拌器叶片38中的孔(如果采用的话）。
[0127] 控制器组件50也可操作地连接到超声波发生器180,以便选择性地操作发生器件 以便将相应的气穴引入到溶液中。
[0128] 另外地或可替换地，控制器组件50可经由包括第一文氏管的引入端口 170控制将 空气任选地抽吸到流内。因此，控制器组件50设置成将气泡选择性地引入到逆流内，其中气 泡增强冲洗的清洗作用。据信气泡增加在传递通过流中的湍流和动能，从而增强清洗作用。
[0129] 清洗液最终传递到旁路管线44内并且可沿着排放部捕获或处置。可替换地，如果 未采用旁路管线44，则溶液从压力覆盖件42中的排放端口 47传递以便废弃。
[0130] 在完成所编程的循环时，本系统40自动地终止通过食品加工机的溶液流动-冲洗。 本系统40则可与食品加工机10的分配接口 26以及从料斗32移除的旁路管44(或移除的压力 覆盖件42)断开连接，从而允许在当前就地清洗之后食品加工机的正常操作。
[0131] 可替换地，对于集成系统的那些配置而言，将歧管组件和食品流动路径互连的阀 关闭，从而将系统与食品流动路径隔离。
[0132] 通过图20A、20B和20C的组合示出代表性的流程图。
[0133] 棒式组件
[0134] 参照图21，本系统还可包括棒式组件200,棒式组件200包括棒式歧管220和棒260， 其中棒可由互连软管250连接到棒式歧管。
[0135] 棒式歧管220包括单独的水入口端口 222,诸如用于接收来自公用事业供应或其它 加压源的水。
[0136] 参照图22和图24,棒式歧管220包括引入端口 230,诸如用于在清洗、消毒或灭菌溶 液中吸入或抽吸的文氏管232,其中所述溶液被传递以便通过棒260选择性地分配。
[0137] 在另外的配置中，棒式歧管220可允许任选地供应淡水供应。可替换地，由操作者 通过棒260或棒式歧管220本身的配置设置选择替代清洗剂的能力。因此，多个文氏管和/或 计量栗可连接到棒式歧管220。在使用计量栗的配置中，流量计可与机载的微处理器结合使 用，其可以许多不同的方式供电，即可更换的电池可再充电电池直接连接到连续的电源供 应部。棒式组件200也可包含如上所述的通信模块270,因此例如具有RFID技术，其记录和确 认被使用以根据预期保持系统完整性的OEM溶液。
[0138] 因此，棒式歧管220可简单至仅为透明管，诸如透明管，用于将至少一个入口引入 端口容纳到定向流动路径内的目的。在另一配置中，棒式歧管220可以是具有流量传感器、 温度传感器、化学传感器、阀、微处理器的智能棒式歧管220,所述微处理器能够控制和感测 通过棒式歧管的流量并通过如前所述的通信模块实时报告信息以及后处理，通信模块诸如 RFID、蓝牙、Wi-Fi。
[0139] 在如图22和图23中可看到的另一配置中，棒式组件200可被集成到CIP系统40内， 使得控制器组件50可以操作歧管组件100和棒式组件200两者。此外，歧管组件100可流体地 连接到棒式组件200,使得流动通过棒式组件的溶液的成分由控制器合件50的控制电路60 进行控制。
[0140] 在棒式组件200的操作中，棒的致动允许通过引入端口 170或文氏管17 2的流动。
[0141] 在另一配置中，棒式组件200可被选择成适应两种不同的和可选择的流率。棒260 和文氏管172被选择成使得：（i)不在添加剂(试剂）中抽吸的第一流率，从而提供没有添加 剂的冲洗;和（ii)将溶液抽吸进入传递通过流量内的第二流率。流率可通过棒260的操作位 置提供，诸如末端的位置或末端的取向或机械流动控制，诸如阀或选择性的流动阻塞。
[0142] 进一步设想到本系统可被存储在机架280上，以便保持控制器组件50、棒式歧管 220以及清洗液的供应和棒式组件。
[0143] 虽然本系统40已被阐述为提供通过食品加工机10中的食品流动路径20的正向流 的溶液逆流(或反向）的通路，但应当理解的是系统可操作地位于食品流动路径的上游位置 或上游端以便在正向方向上沿着食品流动路径传递溶液。
[0144] 还可以设想到试剂或添加剂可由操作者在系统40的流动或非流动的状态下将这 种试剂或添加剂通过进入门或端口引入。
[0145] 已具体参考目前优选的实施例对本发明进行了详细地描述，但是应当理解的是， 在本发明的精神和范围之内可以实现变化和变型。因此目前公开的实施例在所有方面都被 认为是说明性的而非限制性的。本发明的范围由所附的权利要求书指出，并且落入其含义 和等同物范围内的所有变化意旨被涵盖于其中。
【主权项】
1. 一种方法，包括； (a) 将歧管组件与具有食品流动路径的食品加工机接合，所述食品流动路径具有用于 加工从上游端到下游分配端口的食品制品的正向流动方向；以及 (b) 将加压的清洗液从所接合的歧管组件传递通过所述分配端口，以便使得所述清洗 液沿着所述食品流动路径的一部分在从所述分配端口朝向所述上游端的反向流动方向上 传递。2. 根据权利要求1所述的方法，还包括在所述食品流动路径中的分配阀控制食品制品 在正向方向上传递通过所述分配端口的流动，所述分配阀在打开位置和闭合位置之间可移 动，并且所述歧管组件包括具有洗涤筒的分配歧管，所述洗涤筒的尺寸定制成被接收到所 述食品加工机内并将所述分配阀移动到所述打开位置。3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述分配端口包括具有打开位置和闭合位置的阀。4. 根据权利要求1所述的方法，还包括将清洗剂手动地引入到歧管组件内。5. 根据权利要求1所述的方法，还包括将所述清洗液传递通过旁路管线，以便使所述食 品加工机中的食品制品与所述清洗液隔离。6. 根据权利要求1所述的方法，还包括将所述食品加工机的分配阀移动到打开位置并 将所述清洗液传递通过打开的分配阀。7. 根据权利要求1所述的方法，还包括将所述清洗液传递通过衬套中的孔，以将所述衬 套的上游侧和下游侧暴露于所述清洗液。8. 根据权利要求1所述的方法，还包括将所述清洗液在封闭长度内传递通过搅拌器叶 片中的多个孔。9. 根据权利要求1所述的方法，还包括使得所述清洗液和冲洗液沿着所述食品流动路 径在该相反的方向上自动循环。10. 根据权利要求1所述的方法，还包括在所述食品流动路径中的搅拌器叶片中设置 孔，用于具有至少8%的脂肪含量或至少8%的固体含量的食品制品。11. 一种用于清洗食品加工机的设备，所述食品加工机具有沿着用于加工食品制品的 食品流动路径的正向流动方向，所述食品流动路径包括封闭长度并且终止于分配端口处， 所述设备包括： (a) 具有第一入口端口和第一出口端口的进入歧管； (b) 在所述第一入口端口和所述第一出口端口中间的控制阀； (c) 连接到所述控制阀以便通过所述控制阀调节从所述第一入口端口到所述第一出口 端口的流动的控制器;和 (d) 分配歧管，所述分配歧管具有第一输入端口和流体地连接的第一出口端口，所述分 配歧管具有流体地在所述第一输入端口和所述第一输出端口中间的引入端口。12. 根据权利要求11所述的设备，其中分配歧管包括返回部分。13. 根据权利要求11所述的设备，其中所述进入歧管和所述分配歧管中的一个包括文 氏管。14. 根据权利要求11所述的设备，其中所述分配歧管包括单向阀。15. 根据权利要求11所述的歧管，还包括配置成可释放地接合所述食品加工机的控制 器组件，所述控制器可操作地连接到所述控制阀。16. 根据权利要求11所述的歧管，还包括连接到所述分配歧管的洗涤筒，所述洗涤筒选 择成接合所述食品加工机的分配阀。17. 根据权利要求11所述的歧管，还包括流体连接到所述分配歧管的棒式组件。18. 根据权利要求11所述的歧管，其中所述分配歧管包括第二输出端口，并且所述第一 输出端口和所述第二输出端口被调整到以大致相等的流率传递。19. 一种方法，包括： (a) 将溶液的调节后的流通过歧管组件传递到食品加工机的食品流动路径的下游部分 内，所述食品流动路径的下游部分在用于沿着所述食品流动路径在加工的正向方向上的流 的所述食品流动路径的上游部分的下游；以及 (b) 使得调节后的流在所述食品流动路径的上游部分处从所述食品流动路径离开。20. 根据权利要求19所述的方法，还包括将添加剂通过歧管组件中的引入端口引入以 形成混合物。
【文档编号】B67D7/76GK106029552SQ201480061343
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2014年8月29日
【发明人】罗伯特·图奇雷多, 杰弗里·卡洪, 理查德·T·奥布, 阿尔弗雷德·S·马斯塔多, 内森·E·史密斯, 雅各布·R·帕里西, 爱德华·F·拉佩尔三世, 加里·M·罗赛蒂, 威廉·萨米宁
【申请人】艾迪宝克思公司