本发明涉及用于填充食物的方法和填充机。
背景技术：
所谓的填充机被用于填充食物，尤其是用于生产香肠。在此，食物被填入填充机的进料斗中、在进料斗的下端通过传输机构被输运进入例如填充管的填充单元，从而例如被注入肠衣。食物亦能够被例如装入如盘子等的容器中。
当填充具有固体物和液体物的物料时，固体组分可从液体物料中分离或分层，例如如图4中所示。固体组分可能会沉降至进料斗的下部，或者，漂浮在液体物料的表面。这取决于液体物料的密度和固体物或组分的密度和体积。因此，从图4中清楚示出，在生产包含液体以及以预定比例混于液体中的厚块夹杂物的食物时，会发生严重的问题。这样的食物为比如混有肉以及/或花色蔬菜冻、炖肉汤或鱼肉沙拉等的香肠。
当液体中的固体组分无法被充分混合且均匀分布到一定程度时，根据现有技术，产品大多如下列方法生产：
混合物成品通过长柄勺或类似的工具手动填入肠衣、盘子、拉深成型系统(deep-drawingsystem)或其他容器中。混合比由填装者目测控制。
或者将夹杂物与液体部分分开，先手工或者机器填入容器中，其中夹杂物的量可通过天平控制。随后将液体部分填入该容器。该填入的特定量亦能够通过手工或者机器控制执行。
两种方法均很复杂、成本高且小时输出(kg/h)相对较差。
技术实现要素：
自此，本发明的目的在于提供用于填充食物的方法和填充机，使包含至少两种待混合的组分的食物得到可靠、简单且高产的填充。
根据本发明，为了填充包含至少两种待混合的组分的食物，所述食物被填入填充机的进料斗并通过混合凸轮充分混合。这一方法特别适用于生产香肠。根据本发明，所述混合凸轮自身具有驱动器且被根据特定的速度配置文件以不同速度驱动，而所述食物被传输机构从所述进料斗的下部运出并被通过填充单元填充。
这意味着在食物被填充时，所述混合凸轮以不同的速度运行。此处速度配置文件可适用于特定的食物。在填充过程中，固体组分在液体中的游动或混合可通过改变速度来实现。因此，例如可实现液体中厚块夹杂物的均匀分布。由于混合和传输同时发生，与现有技术相比，所述方法的产量可被大幅提升。类似地，由于根据本发明的方法，可通过填充管填充入肠衣。
根据本发明，在填充时，所述混合凸轮的速度与所述传输机构的速度无关。这意味着所述混合凸轮和所述传输机构具有单独的驱动器，驱动器的速度配置文件彼此独立。因此，所述混合凸轮的速度配置文件能够完全适于待加工的食物，即与传输能力及所述传输机构的速度配置文件均无关。
根据一优选的实施例，所述混合凸轮在填充时连续运行。其被以第一速度范围内的第一速度v1连续驱动特定时长。这一速度范围内的第一速度可为恒定的或亦可在这一靠上的速度范围内变化。该第一速度v1按照间隔减小到在第二靠下的速度范围内的第二速度v2，其中，v2<v1。所述混合凸轮随后能够被以该第二速度v2运行特定时长。所述第二速度可为恒定的或亦可在所述第二速度范围内变化。从高速向低速的有规律的变化产生向上的抽吸效应，使得液体中的组分游动及均匀分布由此得到大幅改善。根据一优选实施例，所述混合凸轮被以第一速度驱动并在特定时间间隔后降低至第二速度。相应的操作能够轻松实现。
所述第一速度(v1)在50ms到500ms的时间(t3-t2)内骤降至所述第二速度(v2)，和/或所述第二速度(v2)在50ms到500ms的时间(t1-t0)内被骤增至所述第一速度(v1)是有利的。
有优势地，所述混合凸轮的速度被骤减，特别是以2-50rps2的范围内的减速率。由于所述混合凸轮的速度的骤减，进一步促进了组分的游动或混合。速度骤减后再次骤增--特别是以2-50rps2的加速率--是有利的。当相应的运动交替发生时，可得到固体的十分均匀的分布，尤其是在所述进料斗的下部。
所述混合凸轮的桨叶优选地设置在所述进料斗的下部，即优选地，至少在下三分之一部分。
所述第二速度在0-50rpm的范围内，优选为0时，即所述混合凸轮被以特定的间隔停止随后再次启动到最终又以第一速度范围内的第一速度运行将是特别有优势的。也可能为不仅所述第二速度降到零，而且所述混合凸轮的旋转方向也以特定的间隔改变。这意味着所述混合凸轮被停止并随后立即或在一定时间间隔后被骤增至一速度，旋转方向与所述第一速度的旋转方向相反。
优选地，所述第一速度在所述混合凸轮的最大速度的70-100％的范围内即在靠上的范围内。具体地，所述混合凸轮以在80到150rpm的范围内的速度v1运行。
根据本发明的方法特别适用于液体中混有5％到50％(体积百分数)的厚块夹杂物的食物。
但是，根据本发明的方法也适用于包含被分别或一起装入进料斗且具有分层风险(例如，正如由油和水组成的液体乳液的情况)的至少两种糊状物料的食物。
根据本发明的用于执行本方法的填充机包含进料斗、用于将从所述进料斗中出来的食物输入填充单元(例如填充管)的传输系统和自身具有驱动器的混合凸轮。所述填充机还包含控制装置，其被设置使得用于驱动所述混合凸轮的至少一个速度配置文件可被存储或能被存储。所述混合凸轮随后在填充时根据所述速度配置文件连续运行且因此确保待混合的食物组分的均匀分布。
针对不同食物的若干速度配置文件已存储于所述控制装置将是特别有利的，使得能以简单的方式选择匹配的速度配置文件。
或者，所述速度配置文件亦可手动调整。
具体地，所述第一和/或第二速度能被调节或调整。旋转方向亦能被定义，例如通过正或负号。具体地，以下各项的至少一项能被调节：两次减速到所述第二速度(v2)间的时间间隔(δt2)，两次加速至所述第一速度(v1)间的时间间隔，所述混合凸轮被以所述第一速度(v1)驱动的时长(δt0)，所述混合凸轮被以所述第二速度(v2)驱动或停止的时长(δt3)，所述第一速度被降低的减速率v1、所述第二速度v2被增加加速率。
所述混合凸轮包含在所述进料斗下部旋转式转动的至少一个桨叶。当所述桨叶被设置在下部时，例如在下三分之一，可确保无论何时所述传输机构例如叶片泵的叶片在所述进料斗的下部接收到食物，可得到均匀分布。
两次减速到所述第二速度(v2)的时间间隔在0.5到5s，优选地0.3s到2s的范围内。在相应短的时间间隔内，能实现完美的搅动。
附图说明
下文中将结合下面的附图更加详细地介绍本发明。
图1示出根据本发明的填充机的粗略示意图。
图2示出根据本发明的填充机的局部的立体图。
图3示出了混合凸轮的速度-时间及传输机构的传输能力-时间的图。
图4示出了根据现有技术的两种填充机。
具体实施方式
图1和图2示出了根据本发明的填充机的实施例。
填充机1，例如真空填充机，包含至少部分向下呈锥形会聚的进料斗2。
进料斗2的下端接有传输机构(未示出)，传输机构能够将进料斗的内容物输运或压入填充单元8，例如填充管，以将食物例如香肠肉填入肠衣。传输机构为例如叶片泵。
根据本发明，填充包含至少两种待混合的组分的食物，例如，包含以预定比例混在液体b中的厚块夹杂物a的食物。厚块夹杂物在全部食物中的体积分数优选位于5％到50％的范围内。厚块夹杂物可例如包含以下组中的至少一种：肉片、蔬菜片、鱼块、面条等。所述液体优选地可为下列组中的一种：液体冻、油、沙拉调味汁、肉卤、汤、肉汤等。但是，填充机和方法也适用于填充至少两种不同的能够分层的糊状物料，例如，结合较差的乳液、辣豆肉酱等。
填充机1还包含壳体9，传输机构的驱动器(未示出)被设置于壳体9内。壳体9内还设有电机5和齿轮6。混合凸轮3优选地设置在进料斗2的下部，即优选地位于下三分之一部分。混合凸轮3例如通过锥齿轮或直齿圆柱齿轮旋转驱动。混合凸轮包含至少一个旋转桨叶4。优选地，混合凸轮包含多个旋转桨叶。桨叶4的数量、桨叶的长度和桨叶的排列能够变化。
图2示出了例如彼此相对偏移120°设置且在本示例中包含彼此相对成角度设置的两部分的三个桨叶4a、4b、4c，使得其截面至少在上部大致为l形。与桨叶的数量和构造无关，当桨叶的外侧边沿进料斗的内壁滑动时是有利的，正如图2中所示实施例中的情况，因为这样能够防止食物粘到进料斗的壁上。桨叶4a、4b、4c绕中心轴m旋转且促使进料斗2的物料进行旋转运动。如果混合凸轮3以恒定的速度绕中心轴m旋转，这将导致由于运行的离心力，固体a被向外压至进料斗2的内壁，使得固体a无法均匀分布。根据本发明，混合凸轮因此以变化的速度运行。相应的速度配置文件能被存储于控制装置10中。适用于不同食物的若干速度配置文件也可被存储于控制装置10中。为此，填充机1包含用于选择特定的速度配置文件的装置(未示出)。这能够例如被执行使得操作者可选择特定的速度配置文件(其参数被示出)，或者使得特定的标准步骤或特定的食物被输入控制装置且控制装置选择相应的匹配的速度配置文件。
备选地或额外地，速度配置文件能被手动输入或调整，正如下文中详加解释的。
填充机亦可包含抬升装置(未示出)，通过抬升装置食物能够例如通过香肠肉滑架倾倒入进料斗2中。食物也能够通过一个或多个进料管装入进料斗中。
根据本发明的方法将在下文中结合图1至图3详加解释。
首先，在过程开始前，为随后的填充过程选择特定的速度配置文件。
食物随后被装入填充机1的进料斗2中。在将食物填入进料斗的过程中，混合凸轮3已经被驱动以阻止分层。
混合凸轮3由其驱动器5根据选定的速度配置文件驱动。
图3示出了相应的速度配置文件的示例，其中，描绘出混合凸轮的速度相对于时间的图。在时间t0，速度为v2＝0。独立于填充操作，该速度在t0时开始向速度v1(此处例如为100转/分钟(rpm))提速，在时间t1达到速度v1。此处，加速以例如2-50rps2的速率(上升边的斜率)突然发生，其中，加速期t1-t0在50-500ms，尤其是80ms-150ms的范围内，这会促进液体中夹杂物的游动。时间段t1-t0例如也处于50-500ms的范围内，尤其是处于80-150ms的范围内。混合凸轮随后以第一速度v1运行δt0＝t2-t1的时长，例如0.8s–1.5s。速度v1为例如80-150rpm。如此处所示，该速度可为恒定的，但是亦可在上述的速度范围内变化。混合凸轮在时间t2向第二速度v2减速，v2在第二速度范围内，其中，v2<v1，且优选地被停止(v2＝0)。在时间t3达到第二速度。第二速度范围例如处于0-50rpm的范围内，其中，第二速度亦可为恒定的，或可在先前提及的范围内变化。此处，速度也是突然降低的，即减速率(下降边的斜率)为例如2-50rps2((转/秒)2)，其中，例如，t3-t2可为50ms到500ms。正如已被解释的，突然的速度改变增进了固体的游动，尤其是在进料斗的下部。随后凸轮被以速度v2运行例如时长δt3＝t0’–t3或者停止。第一周期在此结束。相应的周期能够被连续重复。自一个下降速度边的开始至下一个周期的下降速度边的开始的时长δt2为约0.5s到5s。
由于突然改变的速度的直接结果，可确保在固体物增加的情况下也能进行足够彻底的混合。混合凸轮被以特定的速度配置文件运行时，传输机构同时也在运行且将来自漏斗下部的食物输入填充单元8。虚线代表作为时间函数输出的部分。由图3可见，传输机构按如下方式运行，即：使得各个部分--每个部分为预定量--间歇地从填充单元被排出、然后传输机构处于静止。在这一静止时段内，肠衣能够例如被旋下。但是，这仅是填充过程的一个示例。填充操作也能连续进行。但是，图3示出了对混合凸轮3进行驱动的速度配置文件(即，速度以时间为函数)，与传输机构的速度配置文件无关。
因此，这意味着混合凸轮3被以第一速度范围内的第一速度v1连续驱动，且该速度v1在经过数个间隔δt2被减小至第二速度范围内的第二速度v2，其中，v2<v1，且优选地v2＝0。混合凸轮的旋转方向也可能在特定的间隔改变。这意味着混合凸轮最初停止，随后以相反的方向旋转，最后再次停止，再以最初的方向旋转。
速度配置文件可以被手动调整，其中，具体地，第一速度v1和/或第二速度v2及速度范围各自可被调整。也可能是时间间隔δt2能被调节和/或时间间隔δt0和/或δt3和相应的参数t0、t1、t2、t3分别可被调整。这意味着加速率或减速率也可调节。进行调节或再调节的可能性特别有利，因为当操作者注意到混合物不够时可做修正。时长δt2能例如被缩短，或者当速度增加或减小时，混合凸轮的加速率或减速率也能被相应地调整。当使用混合凸轮3时，可省却反臂(counterarm)。然而进料斗中的物料流也可能受到常设的桨叶影响，该桨叶例如被固定至或设于进料斗柱或在进料斗上。