大马铃薯的切割的制作方法

本发明涉及用于切割马铃薯切片的装置和生产用于制作薯片的马铃薯切片的方法。
背景技术：
：采用旋转切割装置来将马铃薯切割为用于制作薯片的细小切片是众所周知的。已使用超过50年的众所周知的切割装置包括环形切割头和中心叶轮组件，中心叶轮组件同轴地安装，以便在切割头内旋转，以将诸如马铃薯的食品朝向切割头径向向外递送。一系列刀具围绕切割头环状地安装，刀具切割刃实质周向地但朝向叶轮组件稍微径向向内延伸。每个刀片均被夹持至切割头，以在刀片的切割刃与头之间形成沿径向方向延伸的间隙。此间隙限定通过切割器形成的马铃薯切片的厚度。在薯片的制作中，马铃薯被切割成切片，在例如经过油炸烹制以及调味之后，制得薯片，随后薯片被包装给消费者。当前制作方法和装置的一个问题是，有时会有一小部分薯片的最大宽度尺寸大于所期望的阈值，其结果是薯片难以包装。通常，将已测量的量的薯片充填到选定尺寸的包括柔性袋的包装内，用于包装限定重量的薯片。该袋通过例如已知的立式成型充填封口(VFFS)机来充填。在充填步骤期间，包装具有上部开口，该上部开口提供了最大宽度尺寸，最常见的是开口的直径，薯片在重力作用下通过该上部开口向下充填到袋内。如果薯片的尺寸过大，则难以可靠且高速地充填所述袋。可能会间歇性地有一些薯片被意外卡在袋的上部密封件内，这损害了产品质量。在一些情况下，因为此现象可以浪费多达约0.5％的包装。此外，消费者可能买到被错误包装的产品，这可能导致不期望的消费者投诉。降低包装速度会降低生产率，是不期望的。在本领域中，人们普遍期望降低包装材料成本，例如，通过降低用于生产袋的薄膜的量，但如果薯片对于特定的袋尺寸过大，则难以实现降低薄膜消耗。此外，较大的马铃薯切片可能会降低给定重量的薯片在包装内被包装在一起的能力。这可能要求降低包装线速度，这会提高生产成本并降低生产效率。还需要加大包装的体积，以便适应较差的薯片包装密度。为了尝试减轻过大的薯片的问题，已知的是在加工前使用分级的马铃薯，以确保马铃薯足够小，使得这些包装问题最小化。分级可以是手动或自动的。然而，小马铃薯的使用会降低薯片制作工艺的生产率和效率。而且，生产线的成本也会提高。此外，在使用大马铃薯制作薯片以提高薯片制作工艺的生产率和效率方面，也有日益增加的需求。大马铃薯在农学方面是更高产的，每英亩农作物具有较高的产量。存在一些用于制作诸如炸薯条的其他马铃薯制品的马铃薯品种，但由于马铃薯过大，所述马铃薯品种不能有效地使用已知的薯片制作装置和工艺来制作薯片。如果使用了对于切割头加工而言过大的马铃薯，已知的是在马铃薯切片机上游使用“切半机”(graderhalver)。切半机在切片前将马铃薯切为两半，以减小切片尺寸。马铃薯切半机的使用有许多问题。首先，会提高生产线成本。其次，切半机不是很高效，会降低生产速度。再次，消费者通常不能接受薯片包装内存在带直边的薯片。还已知的是，使用带“薯片切断器(chipbreakers)”的包装机，薯片切断器会在紧邻包装机的上游处将过大的薯片去除或切断。然而，这样会造成产品浪费和/或还会产生大量的碎屑或小片，这通常又是消费者不能接受的。在本领域中，需要能够使用大马铃薯来制作薯片，这可以避免如上所讨论的现有技术的至少一些问题，优选地，避免全部问题。技术实现要素：本发明旨在至少部分克服已知的用于生产马铃薯切片的方法和装置以及由其制得的薯片的这些问题中的至少一些问题。因此，本发明提供一种用于切割马铃薯切片的装置，该装置包括环形切割头和中心叶轮，中心叶轮同轴地安装，以便在切割头内旋转，将马铃薯朝向切割头径向向外递送，叶轮具有带上表面的基座，在使用中，马铃薯通过所述上表面被递送至切割头处，多个刀具围绕切割头顺序环状地安装，每个刀具具有切割刃，所述切割刃实质向上延伸并与切割头间隔开，以在切割刃与切割头之间形成沿径向方向延伸的间隙，以及多个取向元件顺序且环状地安装在叶轮内，以限定围绕叶轮设置的多个切割区，每个切割区位于相邻的取向元件之间，其中相邻的取向元件的径向内部在实质周向方向隔开，以在相邻的取向元件之间限定喉道，以便马铃薯朝向切割头沿径向向外方向穿过喉道进入相应切割区，其中所述喉道的宽度是70mm至140mm。本发明进一步提供了生产用于制作薯片的马铃薯切片的方法，所述方法包括以下步骤：a.提供多个马铃薯，所述多个马铃薯的至少一些在纵向方向上是细长的，其中至少一些细长的马铃薯的纵向长度是70mm至250mm；b.提供切割装置，该切割装置包括环形切割头和中心叶轮，所述中心叶轮同轴地安装在切割头内，以便将马铃薯朝向切割头径向向外递送，多个刀具围绕切割头顺序环状地安装，每个刀具具有切割刃，所述切割刃实质向上延伸并与切割头间隔开，以在切割刃与切割头之间形成沿径向延伸的间隙，以及多个取向元件顺序且环状地安装在叶轮内，以限定围绕叶轮设置的多个切割区，每个切割区位于相邻的取向元件之间，其中相邻的取向元件的径向内部沿实质周向方向隔开，以在相邻的取向元件之间限定喉道，以便马铃薯朝向切割头沿径向向外方向穿过喉道进入相应切割区，其中所述喉道的宽度是70mm至140mm；c.将马铃薯放入叶轮，所述叶轮旋转，在通过离心力将马铃薯朝向切割头径向向外送入切割区；d.对于至少一些细长的马铃薯，通过相应的第一取向元件的马铃薯偏转表面将向外移动的细长的马铃薯的旋转前部在叶轮内沿旋转向后和向内的方向偏转，所述马铃薯偏转表面相对于叶轮的外周边至少部分朝向内，从而在切割位置处，使细长的马铃薯的纵向取向成为实质径向取向，使马铃薯抵靠在第二取向元件的马铃薯支撑表面，第二取向元件与第一取向元件相邻且跟随其后旋转；和e.通过多个刀具将处于切割位置的每个马铃薯切割成切片，在进行下一个切片切割动作之前，离心力将每个马铃薯径向向外推进到切割位置。本发明进一步提供了一种用于切割马铃薯切片的装置，该装置包括环形切割头和中心叶轮，所述中心叶轮同轴地安装，以便在切割头内旋转，将马铃薯朝向切割头径向向外递送，叶轮具有带上表面的基座，在使用中，马铃薯通过所述上表面被递送至切割头处，多个刀具围绕切割头顺序环状地安装，每个刀具具有切割刃，所述切割刃实质向上延伸并与切割头间隔开，以在所述切割刃与所述切割头之间形成沿径向方向延伸的间隙，以及多个取向元件顺序且环状地安装在叶轮内，以限定围绕叶轮设置的多个切割区，每个切割区位于相邻的取向元件之间，每个取向元件限定了位于取向元件的第一侧上的马铃薯偏转表面，并且限定了位于取向元件的第二侧上的马铃薯支撑表面，每个马铃薯偏转表面的至少一部分沿具有在周向方向上的第一分量并且具有至少在径向方向上的第二分量的方向延伸，使得马铃薯偏转表面相对于叶轮的外周边至少部分朝向内。本发明进一步提供了一种生产用于制作薯片的马铃薯切片的方法，所述方法包括以下步骤：a.提供多个马铃薯，所述多个马铃薯的至少一些在纵向方向上是细长的；b.提供切割装置，该切割装置包括环形切割头和中心叶轮，所述中心叶轮同轴地安装在切割头内，以便将马铃薯朝向切割头径向向外递送，多个刀具围绕切割头顺序环状地安装，每个刀具具有切割刃，所述切割刃实质向上延伸并与切割头间隔开，以在所述切割刃与所述切割头之间形成沿径向方向延伸的间隙，以及多个取向元件顺序且环状地安装在叶轮内，以限定围绕叶轮设置的多个切割区，每个切割区位于相邻的取向元件之间；c.将马铃薯放入叶轮，所述叶轮旋转，以通过离心力将马铃薯朝向切割头径向向外送入切割区；d.对于至少一些细长的马铃薯，通过相应的第一取向元件的马铃薯偏转表面将向外移动的细长的马铃薯的旋转前部在叶轮内以旋转向后和向内的方向偏转，所述马铃薯偏转表面相对于所述叶轮的外周边至少部分朝向内，从而在切割位置处，使细长的马铃薯的纵向取向成为实质径向取向，使马铃薯抵靠第二取向元件的马铃薯支撑表面，第二取向元件与第一取向元件相邻且跟随其后旋转；和e.通过多个刀具将处于切割位置的每个马铃薯切割成切片，在进行下一个切片切割动作之前，离心力将每个马铃薯径向向外推进到切割位置。本发明的装置和方法的优选特征在从属权利要求中限定。与已知的用于生产马铃薯切片的方法和装置以及由其制得的薯片相比，本发明的优选实施例提供多种技术和商业上的优势和优点。首先，马铃薯切片和获得的薯片中，较大部分具有实质为圆形的形状且最大宽度尺寸在所需尺寸范围内，使得薯片更易于包装，特别是更易于通过使用已知的立式成型充填封口(VFFS)机充填到柔性袋内。可以生产出更均一的实质圆形的切片和薯片群体，即使使用非常大的细长的马铃薯。例如，即使细长的马铃薯的初始最大长度是200mm，较大部分的马铃薯切片的最大宽度尺寸为95mm。所述袋可以被可靠且高速地充填。可以减小包装浪费和消费者投诉。包装线的速度可以高，这可以降低生产成本，并提高生产效率。通过引入本发明的实施例中使用的改造的双刀片组件，仅会增加非常小的投资成本或运营成本。此外，由于薯片包装密度提高，因此对于给定重量的产品而言，包装体积可以减小。袋的尺寸和相关包装材料成本可以降低。此外，可以降低或取消在加工之前对马铃薯进行的上游分级。无需使用切半机。生产线投资和运营成本均可降低。而且，可以使用大的马铃薯来制作薯片，以提高薯片制作工艺的生产率和效率。迄今为止尚未高效地大规模地商业化地用于制作薯片的一些马铃薯品种现在可用于制作薯片。通过控制细长的马铃薯在切割头中的取向，提供了有效且高效的装置和工艺，其允许使用大的马铃薯，同时使薯片包装中具有过大的最大宽度的薯片的比例最小化。还有，可避免使用“薯片切断器”，可以使产品浪费和/或过多的碎屑或小片最小化。附图说明现在将参考附图，仅以示例的方式，对本发明的实施例进行描述，在附图中：图1是根据本发明的马铃薯切片切割装置的切割头的示意侧面透视图；图2是叶轮的示意侧面透视图，叶轮用于安装在图1的切割头内，以形成根据本发明的第一实施例的马铃薯切片切割装置；图3是图2的叶轮的平面图；图4a-图4c示出根据本发明的第一实施例的马铃薯切片切割装置的操作过程；图5是叶轮的示意侧面透视图，叶轮用于安装在图1的切割头内，以形成根据本发明的第二实施例的马铃薯切片切割装置；图6是图5的叶轮的平面图；图7是叶轮的示意侧面透视图，叶轮用于安装在图1的切割头内，以形成根据本发明的第三实施例的马铃薯切片切割装置；图8是图7的叶轮的平面图；图9是叶轮的局部示意平面图，叶轮用于安装在图1的切割头内，以形成根据本发明的第四实施例的马铃薯切片切割装置；图10的图片示出了在示例和对比例中生产的马铃薯切片群体；图11是用于安装在图1的切割头内的已知的叶轮的示意侧面透视图；图12是叶轮的示意平面图，叶轮用于安装在图1的切割头内，以形成根据本发明的第五实施例的马铃薯切片切割装置；图13是图12的叶轮的A-A局部剖视图，示出了被安装在叶轮中的板式构件形式的取向元件；图14a和图14b分别示出在对比例中使用图11的叶轮生产的马铃薯切片和在示例中使用图12的叶轮生产的马铃薯切片；和图15a和图15b的图片示出在示例中使用图12的叶轮生产的马铃薯切片和在对比例中使用图11的叶轮生产的马铃薯切片的切片尺寸，分别为切片宽度和切片长度。具体实施方式参考图1至图3，根据本发明的一个实施例的马铃薯切片切割装置2包括环形切割头4。切割头4包括圆柱形壁6，多个刀具8围绕切割头4顺序环状地安装在圆柱形壁6内。刀具切割刃10实质周向但稍微径向地向内延伸。每个刀具8具有实质竖直向上延伸的切割刃10。切割刃可以是平面状的，以切割平面状切片，或是波浪状的，以切割卷曲切割(crinkle-cut)的切片。如本领域中已知的，也可以采用其他刀具构造。切割刃10实质周向但稍微径向地向内延伸。每个切割刃10均与切割头4间隔开，以在切割刃10与切割头4之间形成沿实质径向方向延伸的相应间隙12。间隙12限定了有待由马铃薯切片切割装置2切割的切片厚度。通过调整在相应刀片座13中的刀具8的位置，可以改变间隙12的宽度，刀片座13包括刀具夹。众所周知，这种切割头4用于生产马铃薯切片，以用于制作薯片。在图2和图3中单独示出，但在使用中与图1的切割头4组装在一起的中心叶轮14被同轴地安装，以便在切割头4内旋转，将马铃薯朝向切割头4径向向外递送。叶轮14具有带上表面18的基座16，在使用中，马铃薯通过上表面18被递送至切割头4处。具有马铃薯供应开口22的覆盖件20被装配在基座16上方。叶轮14通常由不锈钢制成。当中心叶轮14和切割头4组装在一起时，圆柱形壁6、基座16和覆盖件22限定中心腔24。在使用中，马铃薯通过马铃薯供应开口22被供应至中心腔24内。通常，马铃薯供应速率是2500kg马铃薯/小时。叶轮14旋转，以通过离心力将马铃薯朝向切割头4径向向外递送。多个刀具8将每个马铃薯切割成多个切片。当马铃薯旋转经过一个刀具8时，该刀具8将马铃薯切割，以切下一个切片，然后，叶轮14将马铃薯旋转到旋转相邻刀具8，该刀具8再切下一个切片。在进行下一个切片切割动作之前，离心力将每个马铃薯径向向外推进到切割位置。当马铃薯围绕刀具8的环形阵列旋转时，每个马铃薯相继被顺序安装的刀具8切割。这样，由每个马铃薯形成了多个切片。多个取向元件26被装配在基座16和覆盖件20之间，在该实施例中，装配有6个取向元件和8个刀具。这些数目可以易于独立改变。可选地，取向元件26的数目对应于刀具8的数目。每个取向元件26的至少一部分34从上表面18沿向上的方向延伸。取向元件26顺序且环状地安装在叶轮14内，以限定围绕叶轮24设置的多个切割区28。每个切割区28在相邻的取向元件26之间。每个取向元件26包括沿D-D’方向延伸的马铃薯偏转表面30，所述D-D’方向具有在周向方向上的第一分量以及具有至少在径向方向上的第二分量，使得马铃薯偏转表面30相对于叶轮14的外圆周周边32至少部分朝向内。马铃薯偏转表面30在取向元件26的第一侧36上，取向元件26的第二侧38限定了马铃薯支撑表面40。叶轮14适于沿特定的旋转方向旋转，如图2和图3中的箭头所示，第一侧36是旋转后侧，第二侧40是旋转前侧。在该实施例中，取向元件26具有相同的形状和尺寸，取向元件26围绕叶轮14等距离隔开。马铃薯偏转表面30在相应的取向元件26的径向内部42和径向外部44之间延伸。每个取向元件26的径向内部42沿实质周向方向与相邻的取向元件26的径向外部44隔开，以限定喉道46，马铃薯朝向切割头4沿径向向外方向穿过所述喉道46。通常，喉道46的宽度是70mm至150mm。通常，径向内部42位于叶轮14的外周周边32向内25mm至90mm处，可选地，30mm至75mm处。马铃薯偏转表面30为横向构造，以使朝向切割头4沿径向向外的方向朝向并穿过相应喉道46的马铃薯，以朝向相邻的取向元件26的偏转方向偏转，所述相邻的取向元件26限定了相应喉道46的相对的旋转尾端50。在该实施例中，取向元件26是板，马铃薯偏转表面30包括沿实质弦向(chordaldirection)D-D’延伸的实质为平面的表面30。马铃薯偏转表面30的径向内端52被安装至朝向叶轮14的外周周边32向外延伸的实质径向构件54。实质径向构件54的实质径向表面56限定了位于取向元件26的旋转前侧上的马铃薯支撑表面40，该实质径向表面56与马铃薯偏转表面30相邻且相对于马铃薯偏转表面30倾斜。参考图4a-图4c，对使用图1至图3的实施例的装置生产用于制作薯片的马铃薯切片的方法进行描述。在该方法中，提供多个马铃薯100，所述多个马铃薯100中的至少一些在纵向方向L上是细长的。将马铃薯100放入叶轮14中。马铃薯100最初是未经切割的。叶轮14通常以约235rpm旋转，以通过离心力F将马铃薯100朝向切割头4(图4a-图4c中未示出)径向向外送入切割区28。叶轮14沿特定的旋转方向旋转，如图4a-图4c所示。如图4a所示，一些马铃薯100S在各个方向上的尺寸可能均小于切割区28的宽度。这些小的马铃薯100S可以立即进入其中一个切割区28中。其他一些马铃薯100l可能是细长的，可能长于切割区28的宽度。对于这些细长的马铃薯100l，如图4b所示，通过相应的第一取向元件26L的马铃薯偏转表面30将向外移动的细长的马铃薯100l的旋转前部102在叶轮14内沿旋转向后和向内方向R偏转。马铃薯偏转表面30为横向构造，以使朝向切割头4沿径向向外的方向经过相应喉道46的马铃薯，以朝向相邻的取向元件26的偏转方向偏转，所述相邻的取向元件26限定了相应喉道46的相对的旋转尾端50。如图4c所示，在切割位置处，这种偏转使细长的马铃薯100l的纵向方向取向为实质径向取向，马铃薯100l抵靠第二取向元件26T的支撑表面40，第二取向元件26T与第一取向元件26L相邻且跟随其后旋转。该径向马铃薯取向减小了从甚至非常长的马铃薯切割的切片的最大切片尺寸。例如，至少一些细长的马铃薯的纵向长度是100mm至250mm，可选地，175mm至225mm，每个切片的最大宽度小于被切割的相应马铃薯的纵向长度，可选地，所述最大宽度为95mm。每个马铃薯100S或100l处于切割位置，被多个刀具8切割成切片。在进行下一个切片切割动作之前，离心力将每个马铃薯径向向外推进到切割位置。在第二实施例中，如图5和图6所示，取向元件70的构造与图1至图3的实施例的构造不同，但切割头4和叶轮74的其余部分在构造上与图1至图3的实施例相似。多个取向元件70(在该实施例中，6个取向元件70)被装配在基座16和覆盖件20之间。在该实施例中，取向元件70是弧形板，在该实施例中其具有实质半圆形或半椭圆形的横截面并且在基座16和覆盖件20之间向上延伸。其相对的旋转前缘76和旋转后缘78实质位于叶轮74的外周周边32处。每个取向元件70限定了位于取向元件70的第一侧上的马铃薯偏转表面60并且限定了位于取向元件70的第二侧上的马铃薯支撑表面66。叶轮74适于沿特定的旋转方向旋转，取向元件70的第一侧是旋转后侧，取向元件70的第二侧是旋转前侧。每个马铃薯偏转表面60的至少一部分沿具有在周向方向的第一分量并且具有至少在径向方向的第二分量的方向延伸，从而马铃薯偏转表面60相对于叶轮74的外周周边32至少部分朝向内。马铃薯偏转表面60在相应取向元件70的径向内部和径向外部之间延伸。马铃薯偏转表面60位于取向元件70的旋转后侧62上，取向元件74的相对的旋转前侧64限定了马铃薯支撑表面66。在该实施例中，马铃薯偏转表面60包括通常为凸形的弧形表面60。马铃薯偏转表面60具有实质为弧状的横截面。马铃薯支撑表面66也包括通常为凸形的弧形表面66。马铃薯支撑表面66具有实质为弧状的横截面。马铃薯偏转表面60和马铃薯支撑表面66一体地连接，以形成一体式的取向元件70，所述取向元件70具有实质半圆形或半椭圆形的横截面。多个取向元件70顺序且环状地安装在叶轮74内，以限定围绕叶轮74设置的多个切割区72，每个切割区72在相邻的取向元件70之间。相邻的取向元件70沿实质周向方向隔开，以限定喉道68，马铃薯朝向切割头4沿径向向外方向穿过所述喉道。第二实施例的叶轮74用于使细长的马铃薯以与第一实施例中相似的方式径向取向。受限的喉道68被限定在相邻的取向元件70之间，从而尺寸在特定纵向长度以上的细长的马铃薯在已经被前一个取向元件70的偏转表面60偏转之后，只能以实质径向取向进入切割区72，以径向抵靠相邻的后一个取向元件70的马铃薯支撑表面66。在第三实施例中，如图7和图8所示，取向元件80的构造与图1至图3的实施例的构造不同，但切割头4和叶轮81的其余部分在构造上与图1至图3的实施例相似。多个取向元件80顺序且环状地安装在叶轮81内，以限定围绕叶轮81设置的多个切割区99，每个切割区99在相邻的取向元件80之间。每个取向元件80限定了位于取向元件80的第一旋转后侧上的马铃薯偏转表面86，以及限定了位于取向元件80的第二旋转前侧上的马铃薯支撑表面82。多个取向元件80(在该实施例中，5个取向元件80)被装配在基座16和覆盖件20之间。可替代地，可以设置6个取向元件80。在该实施例中，马铃薯支撑表面82位于取向元件80的旋转前侧84上，马铃薯偏转表面86位于取向元件80的旋转后侧88上，叶轮81适于沿特定的旋转方向旋转。取向元件80的第一部分是弯曲板90，其宽度从固定至基座16的下端92到固定至覆盖件20的上端94渐小。取向元件80的弯曲板90限定了凹形的马铃薯支撑表面82。弯曲板90螺旋弯曲，以限定凸形的马铃薯偏转表面86的至少一部分86a。另外，与每个弯曲板90相邻设置有杆96，其具有通常为圆柱形的横截面，朝向上，并被装配在基座16和覆盖件20之间。杆96包括相应取向元件80的第二部分，所述第二部分限定了凸形的马铃薯偏转表面86的至少一部分86b。杆96具有平滑弯曲的实质为圆柱形的表面。每个马铃薯偏转表面的至少一部分86a，86b沿具有在周向方向上的第一分量并且具有至少在径向方向上的第二分量的方向延伸，使得马铃薯偏转表面86相对于叶轮81的外周周边32至少部分朝向内。相邻的取向元件80沿实质周向方向隔开，以限定喉道98，马铃薯朝向切割头4沿径向向外方向穿过所述喉道98。第三实施例的叶轮81用于使细长的马铃薯以与第一实施例中相似的方式径向取向。受限的喉道98被限定在相邻的取向元件80之间，从而尺寸在特定纵向长度以上的细长的马铃薯在已经被前一个取向元件80的板90上的偏转表面86a和/或杆96上的偏转表面86b偏转之后，只能以实质径向取向进入切割区99，以径向抵靠相邻的后一个取向元件80的马铃薯支撑表面82。在第四实施例中，如图9所示，取向元件120的构造与图1至图3的实施例的构造不同，但切割头4和叶轮121的其余部分在结构上与图1至图3的实施例相似。多个取向元件120(在该实施例中，7个取向元件80)被装配在基座和覆盖件之间。在该实施例中，取向元件120包括限定了实质径向的马铃薯支撑表面124的第一部件122和限定了马铃薯偏转表面128的第二部件126。第一部件122和第二部件126相互隔开。第一部件122位于取向元件120的旋转前侧上，第二部件126位于取向元件120的旋转后侧上，叶轮121适于沿特定的旋转方向旋转。第一部件122包括实质径向取向的板122。第二部件126包括被装配在基盖和覆盖件之间的朝向上的可旋转的轴126。轴126的外表面128具有纵向槽130。通常，轴126的直径为10mm至25mm，可选地，约15mm。轴126位于板122的径向向内处。通常，轴126的径向内表面134位于板122的径向内表面136的径向向内5mm至20mm的距离处，可选地，约10mm的距离处。轴126限定了一般为凸形的马铃薯偏转表面128。板122限定了一般为平面的或稍微弯曲的、对应于大曲率半径的马铃薯支撑表面124。每个马铃薯偏转表面128的至少一部分沿具有在周向方向上的第一分量并且具有至少在径向方向上的第二分量的方向延伸，使得马铃薯偏转表面128相对于叶轮121的外周周边32至少部分朝向内。相邻的取向元件120沿实质周向方向隔开，以限定喉道138，马铃薯朝向切割头4沿径向向外的方向穿过所述喉道。第四实施例的叶轮121用于使细长的马铃薯以与第一、第二和第三实施例中相似的方式径向取向。受限的喉道138被限定在相邻的取向元件120之间，具体地，被限定在旋转在前的取向元件120的轴126和相邻的旋转在后的取向元件120的板之间，从而尺寸在特定纵向长度以上的细长的马铃薯在被前一个取向元件120的轴126的马铃薯偏转表面128偏转之后，只能以实质径向取向进入切割区140，以径向抵靠相邻的后一个取向元件120的马铃薯支撑表面124。图12和图13示出用于切割马铃薯切片的装置的叶轮的另一个实施例。所述装置包括如图1所示的环形切割头4。中心叶轮302被同轴地安装，以便在切割头内旋转，将马铃薯朝向切割头径向向外递送。叶轮302具有带上表面306的基座304，在使用中，马铃薯通过所述上表面306被递送至切割头处。如上文关于图1所公开的，多个刀具围绕切割头顺次环状地安装，每个刀具具有切割刃，所述切割刃实质向上延伸并与切割头间隔开，以在第一切割刃与切割头之间形成沿径向方向延伸的间隙。多个取向元件308被顺次且环状地安装在叶轮302内，以限定围绕叶轮302设置的多个切割区310。每个取向元件308的至少一部分从基板304的上表面306沿向上的方向延伸。取向元件308的上端和下端，例如，通过螺钉和销钉，分别被装配至基板304和环形顶板305。取向元件308具有相同的形状和尺寸，围绕叶轮302等距离隔开。每个切割区310位于相邻取向元件308之间。相邻取向元件308的径向内部312沿实质周向方向隔开。该分隔在相邻的取向元件310之间限定了喉道314，马铃薯朝向切割头4沿径向向外的方向穿过所述喉道进入相应切割区310。喉道314的宽度W是70mm至140mm，可选地，90mm至130mm，进一步可选地，100mm至120mm，更进一步可选地，105mm至115mm，通常约110mm。切割区310的被限定在相邻取向元件308的径向外端316之间的最大宽度X大于相应喉道314，例如，大于130mm。通常，相邻取向元件308的径向外端316隔开的距离高达150mm。取向元件308包括沿实质径向方向取向的板式构件。通常，取向元件308的径向长度是35mm至50mm，和/或取向元件308的径向内端320离叶轮302的旋转轴线322的距离是125mm至145mm。通常，取向元件308从叶轮302的外周边324向内延伸25mm至90mm，可选地，30mm至75mm。通常，径向内部312位于自叶轮302的外周边324向内35mm至60mm处。在图12所示出的实施例中，有7个取向元件308，喉道314的宽度是100mm至120mm，通常约110mm。在图12所示出的实施例的一个变型中，有6个取向元件308，喉道314的宽度是120mm至140mm，可选地，约130mm。所述装置进一步包括用于使叶轮302旋转的电机(未示出)。所述电机的通常转速是180rpm至260rpm，通常220rpm至250rpm，通常，叶轮302在运行中的角速度是17.5弧度/秒至27.5弧度/秒。叶轮302适于沿特定的旋转方向旋转。取向元件308的第一侧328是旋转后侧，限定了马铃薯偏转表面330，取向元件308的第二侧332是旋转前侧，限定了马铃薯支撑表面334。马铃薯偏转表面330为横向构造，以使朝向切割头4沿径向向外的方向经过相应喉道314的马铃薯，以朝向相邻的取向元件308的偏转方向偏转，所述相邻的取向元件308限定了相应喉道314的相对端。马铃薯偏转表面330沿具有在圆周方向上的第一分量并且具有至少在径向方向上的第二分量的方向延伸，使得马铃薯偏转表面330相对于叶轮302的外周边324至少部分朝向内。马铃薯偏转表面330包括沿实质弦向延伸的实质为平面的表面。马铃薯偏转表面330以相对于径向方向30度至60度的角度倾斜。通常马铃薯偏转表面330以相对于板式构件318的纵向方向的正交平面成30度的角度倾斜。马铃薯偏转表面330位于取向元件308的径向内端320处，取向元件308包括实质径向取向的板式构件318，尽管在该实施例中，对于特定的旋转方向，取向元件308相对于径向方向向前倾斜，例如，相对于径向方向以5度至15度的角度倾斜。将包括图12中叶轮的切割装置应用到生产用于制作薯片的马铃薯切片的方法中。所述方法包括提供多个马铃薯，所述多个马铃薯的至少一些在纵向方向上是细长的。至少一些细长的马铃薯的纵向长度在70mm至250mm范围内，通常在100mm至250mm范围内，更通常在160mm至225mm范围内，例如在175mm至225mm范围内。通常，大部分细长的马铃薯的纵向长度在所述相应范围内。马铃薯被放入叶轮302中。通常被放入叶轮302的马铃薯最初是未经切割的。叶轮302旋转，以通过离心力将马铃薯朝向切割头4径向向外递送至切割区310内。对于至少一些细长的马铃薯，通过相应的第一取向元件308的马铃薯偏转表面330，将向外移动的细长的马铃薯的旋转前部在叶轮302内沿旋转向后和向内的方向偏转。马铃薯偏转表面308相对于叶轮302的外周边324至少部分朝向内。在切割位置处，这种偏转使细长的马铃薯的纵向方向取向为实质径向取向，马铃薯抵靠第二取向元件308的马铃薯支撑表面334。第二取向元件308与第一取向元件308相邻且跟随其后旋转。然后，通过多个刀具将处于切割位置的每个已取向的马铃薯切割成切片。在进行下一个切片动作之前，离心力将每个马铃薯径向向外推进到切割位置。通常，每个切片的最大宽度小于被切割的相应马铃薯的纵向长度。通常，所述最大宽度是90mm至100mm，例如约95mm。在本发明的各个实施例中，基于待切片的马铃薯的尺寸选择喉道的尺寸，使得在切片操作中，最小纵向尺寸的马铃薯可以被马铃薯偏转元件可靠地偏转以实质径向取向。对于给定的切片头/叶轮尺寸而言，马铃薯偏转元件的数目可以改变，从而改变喉道的尺寸。对于本发明的任何实施例，可以采用4个至10个中任一数目的马铃薯偏转元件。减小喉道尺寸，会加大最小马铃薯尺寸，所述最小马铃薯尺寸是被水平偏转和旋转，以在切割区呈现的马铃薯的最小面尺寸。在本发明的各个实施例中，所选择的喉道尺寸取决于在特定切割操作中待切割的特定群体或特定批次的马铃薯的尺寸。目的是将喉道尺寸设定为使得大的细长的马铃薯可被薯片切割装置加工以形成马铃薯切片，而所获得的切片的尺寸分布可以：(a)其长宽比可以最小化所切割切片的包装损耗，同时(b)最大化切片的均匀性，并且(c)最小化大尺寸切片的数量和比例。该所选择的喉道尺寸可以容易地通过合理的反复试验而确定，例如，当待切割的马铃薯的纵向长度在100mm至250mm范围内，可选地，在175mm至225mm范围内时，所选择的喉道尺寸通常在70mm至150mm范围内。在本发明的实施例的薯片制作方法中，在多个马铃薯切片已经被切割后，将马铃薯切片烹饪、调味以生产风味薯片。此后，将数量经过测量的薯片充填到包装内。通常，该包装包括选定尺寸的柔性袋，用于包装限定重量的薯片。袋由例如已知的立式成型充填封口(VFFS)机设备进行充填。在充填步骤中，包装具有一个上部开口，该上部开口具有最大宽度尺寸，薯片在重力作用下经此开口被向下充填到袋中。在本发明的优选实施例中，薯片的最大宽度不超过开口最大宽度尺寸的90％。通常，薯片的最大宽度不超过开口最大宽度尺寸的80％。该目的还是通过基于对马铃薯供应的尺寸分析而设置喉道尺寸从而最大限度减少纵向切割的马铃薯切片的产生，来最小化过大的切片，以使包装浪费最小化。对于用于薯片生产线上商业化加工的典型批量的较大群体，可以采用代表性的较小群体进行一次初始短期运行之后基于试验和错误来完成该设置。在优选实施例中，公开了特定的切割头。然而，本发明可以利用很多种不同形状和尺寸的切割头。此外，在本发明的所示出的实施例中，切割头为固定的，叶轮在固定的切割头内旋转。在本发明的可替代的实施例中，切割头也会旋转，叶轮在旋转的切割头内旋转，切割头与叶轮可以沿相同的旋转方向以不同的转速旋转，或者沿相反的旋转方向旋转。此外，本发明可利用各种刀片形状和构造，相应地，切割头可使用直线型平面刀片，诸如用于制作常规的薯片，或者使用异型刀片，诸如用于制作卷曲切割或其他三维形状的薯片。本发明的优选实施例的切割头可以是双环或单环式。现在，将参照以下的非限制性示例，对本发明进行进一步的说明。对比例1采用具有图11的结构的马铃薯切片切割装置来切割用于制作薯片的马铃薯切片。图10示出已知的叶轮200，其具有围绕叶轮200设置的径向叶片202。径向叶片202每个都限定了位于径向叶片202的旋转前侧上的径向马铃薯支撑表面204。叶轮200具有基座206和覆盖件208，叶片202被安装在基座206和覆盖件208之间。然而，没有本发明所需的马铃薯偏转元件或马铃薯偏转表面。叶轮具有5个围绕叶轮200等距离隔开的径向叶片202。相邻叶片之间的喉道尺寸是150mm。马铃薯已经过分级，以提供大于取向元件之间的喉道尺寸的纵向尺寸。马铃薯被分级，以具有160mm的纵向尺寸和90mm至100mm的宽度。这些马铃薯被切片，对所获得的切片的尺寸进行分析。结果示于表1和图10a中。对总共369个切片进行测量。平均最大切片尺寸是100mm，标准差是23.1mm。图10a示出切片群体的切片尺寸。图14a也示出了切片群体。可以看出，切片的尺寸和形状变化很大。图15a和图15b的图片示出下文将进一步讨论的在示例4中使用图12和图13的叶轮生产的马铃薯切片和在对比例1中使用图11的叶轮生产的马铃薯切片的切片尺寸，分别为切片宽度和长度。在示例4和对比例1中，均测量了3000个切片。表1切片样品尺寸平均最大切片尺寸切片尺寸标准差示例15088017.5示例24848318.2对比例136910023.1示例34199019.2示例1采用具有图1至图3的结构的马铃薯切片切割装置来切割用于制作薯片的马铃薯切片。马铃薯已经过分级，以提供大于取向元件之间的喉道尺寸的纵向尺寸。马铃薯与对比例1中的相同，并且经过分级，以具有160mm的纵向尺寸和90mm至100mm的宽度。叶轮具有7个取向元件。相邻取向元件之间的喉道尺寸是95mm。这些马铃薯被切片，对所获得的切片的尺寸进行分析。结果示于表1和图10c中。对总共508个切片进行测量。平均最大切片尺寸是80mm，标准差是17.5mm。图10c示出了切片群体的切片尺寸。示例2采用具有图5和图6的结构的马铃薯切片切割装置来切割用于制作薯片的马铃薯切片。马铃薯与对比例1中的相同，叶轮具有7个取向元件。相邻取向元件之间的喉道尺寸是100mm。这些马铃薯被切片，对所获得的切片的尺寸进行分析。结果示于表1和图10d中。对总共484个切片进行测量。平均最大切片尺寸是83mm，标准差是18.2mm。图10d示出了群体的切片尺寸。示例3采用具有图11的叶轮结构的马铃薯切片切割装置来切割用于制作薯片的马铃薯切片。马铃薯与对比例1中的相同，但与对比例1相比，叶轮具有7个径向叶片。相邻叶片之间的喉道尺寸是110mm。这些马铃薯被切片，对所获得的切片的尺寸进行分析。结果示于表1和图10b中。对总共419个切片进行测量。平均最大切片尺寸是90mm，标准差是19.2mm。图10b示出了群体的切片尺寸。示例4采用具有图12的叶轮结构的马铃薯切片切割装置来切割用于制作薯片的马铃薯切片。马铃薯与对比例1中的相同，但与对比例1相比，叶轮具有7个径向叶片和倾斜的马铃薯偏转表面，所述马铃薯偏转表面位于形成叶片的板式构件的端部，其构成取向元件。相邻叶片之间的喉道尺寸是109mm。这些马铃薯被切片，对所获得的切片的尺寸进行分析。图14b示出了切片群体。可以看出，与对比例1的切片相比，所述切片具有更加均匀的尺寸和形状。图15a和图15b的图片示出在该示例4中使用图12和图13的叶轮生产的马铃薯切片(测试了3000片)和在对比例1中使用图11的叶轮生产的马铃薯切片的切片尺寸，分别为切片宽度和长度。可以看出，与使用尺寸为150mm的喉道相比，使用根据本发明的示例4的叶轮，使用尺寸为109mm的喉道和倾斜的偏转表面，有较大部分的切片处于最佳宽度，以及较大部分的切片的长度减小。示例1、2、4和对比例1的结果比较示出，与使用径向叶片相比，根据本发明的一个方面的其中设置有马铃薯偏转元件的叶轮，可以减小平均最大切片尺寸，也能使切片群体在尺寸上更加均匀。另外，对比例1与示例3和4示出，通过将径向叶片的数目从5个增加到7个，能减小平均最大切片尺寸，也能使切片群体在尺寸上更加均匀，而且通过使用6个径向叶片和尺寸为130mm的喉道，也可以实现相应的改进。根据本发明的一个方面，通过增设马铃薯偏转表面而引起马铃薯的偏转和径向取向，能够进一步降低平均最大切片尺寸，进一步增加切片群体的切片尺寸的均匀性。对于大规模薯片制作，平均最大切片尺寸的降低和切片群体的切片尺寸的均匀性的增加会显著节约包装和减少产品废品，潜在地对应于每年节约生产成本数百万美元。本领域的技术人员可以容易地看出本发明的优选实施例的马铃薯切片切割装置的其他改变。当前第1页1 2 3