本发明的目的是提供一种用于配量、混合和包装粉状产品、粒状产品以及其他具有相似特征产品的方法以及模块化的、易于运输的设备，其包括将多个模块合并在一起彼此交互以获取准备售卖的混合的和包装的产品的承载结构，还包括主要特征为冷却和干燥混合产品的冷却和干燥装置。
本发明包含在用于制造、混合和包装诸如涉农食品产业中使用的粉状产品的工业设备的技术领域中，而不限制其在其他工业制造行业中具有类似特性的其他产品的应用。
背景技术：
通常，在设备和机器混合粉状产品的不同处理阶段中，待混合的产品在垂直方向穿过，即，由于重力产品从一个阶段进入另一个阶段，从设备的上部到下部，例如，如申请号为P0381423的西班牙专利文件所描述的，其描述了一种用于处理或混合粉状产品、粒状产品或面团似的产品的机器。
为了解决这一问题，欧洲专利文件EP2465780描述了一种移动配量、混合和包装的设备，作为一种能够配量、混合和包装粉状产品、粒状产品或类似产品的移动设备，其可以在40英尺长的认证船舶运输集装箱内运输，并且其整个结构，包括所有必要的机器、元件和工具，都是水平分布的。此外，该文件描述了一种移动设备，其可以远程操作控制，确保对产品及其可追溯性的完全控制，在与移动设备本身不同的其他位置为控制中心提供实时连接。
然而，EP2465780中描述的设备并没有设置用于冷却和干燥混合产品的冷却和干燥装置，所以其功能是有限的。这基本上是因为该专利只允许在需要执行另一种类加工的情况下混合粉末。
技术实现要素：
本发明的一个目的是基于专利文件EP2465780描述的概念的一种方法和模块化移动设备，其改善了该专利文件的功能性和模块性，使得其可能的用途和多功能性都增加了，变成一种多功能设备。在这层意义上来说，本发明描述了一种多功能设备，其可以混合任何类型的产品，不仅仅是专利文件EP2465780中类似的粉状产品。本发明还允许粒化混合的产品。
一种用于粉状或粒状产品的模块化、移动混合和包装设备，包括一承载结构，其具有的尺寸适合于引入标准船舶集装箱中并且内部容纳一接收和手动称重模块、装料模块、混合模块以及包装模块，其中还包括自动配量模块，以用于在引入配方之前自动配量，并且还包括具有自动开袋系统的自动配料装载模块，以用于自动将原料装载入设备。
此外，移动设备还包括液体喷射模块，用于将液体喷射成粉末混合物，保持最终粉末状态。该模块是自动的，使得其能够自动将液体注入混合物中，最多可达十种液体，根据最终用户以前的要求，能够向粉末中注入高达50％的液体，使得在注入最终配料所需的条件和参数(如温度、搅拌和液体预配料)后保持粉末状。
最终，该设备根据最终用户需要的包装类型包含包装模块，包括但不限于大袋装袋模块、欧式袋装模块或用于装袋的任何其他类型的包装模块(例如，用作香囊(sachets))。此外，包装模块包括适用于任何在线自动化的客户端需要终端的自动码垛模块。
在所有描述的模块中，都满足一系列基本条件以确保设备整体的兼容性，因为所有的模块必须在20或40英尺的海运集装箱中运输，具体取决于模块类型，包括所有必要的机器、辅助元件和工具。
另一方面，所有的模块必须是可连接的、即插即用型模块，即，它们必须能够与管理整个设备的CPU直接连接使用，其包括所有的模块必须兼容电动和气动。
除了所述的模块，多功能设备是最有利的，因为在混合模块中引入了用于冷却和/或干燥混合物的装置，更具体地说，混合器的机械部件已经被改造，利用其运动从固定的机械部件引入流体流(优选空气)直到通过集装箱的下部或下部区域的渐开线抽出，全部以自动的方式。在本发明中，在集装箱中获得空气再循环是重要的，并且特别在集装箱的下部的渐开线(involute)中。
更特别地，本发明中所述的解决方案的优点如下：
a)如果装备处于混合位置，例如它的位置是旋转+180°(因此将其位置相对于由设备地板限定的水平位置颠倒)，并且包括流体流(例如，干燥空气)，待处理的固体混合物将会被干燥。这进一步使得混合集装箱成为流化床干燥器，其借助于使用空气流的干燥以及如所示出的在集装箱的下部的渐开线(involute)中的空气再循环。
b)如果液体被注入混合集装箱中，所述集装箱处于水平位置(即，相对于由设备的地板限定的水平面90°或270°的角位置处)，并且空气鼓风机还配置有特定的屏式搅拌器作为这种新应用的混合工具，在集装箱底部产生吸入流，可以进行所谓的微粒化或粒化操作。
c)如果在装备中处理具有低熔点油脂的固体的混合，其中在受控温度和湿度条件下进行混合是必要的(其中该操作由于温度非常微妙)，这可以通过将冷液流输送穿过该装备并将其从集装箱底部提取出来完成。因此，该装备作为低温冷却器/混合器，甚至作为用于冷却诸如油脂之类的柔和(delicate)固体的装备。在这种情况下，必须考虑到，不仅温度是重要的，考虑被引入集装箱中的空气的湿度条件也是必要的。在注入空气之前，它通过空气处理单元输送。
d)该装备可以通过处于固定或可变位置的底部中一开口将集装箱的出口连接至真空设备或真空干燥器，或者可以将其进行真空混合以防止可能的混合物，由于其中存在氧气而导致混合物失效。因此，该装备可以作为真空干燥器或真空混合器。
总体而言，通过向集装箱和装置的固定部分中增加自动注吸，混合装备因而可以从混合器变成(a)流化床干燥器；或者(b)制粒机或者颗粒机；或者(c)冷却器；或者(d)真空干燥器。因此，本发明的装备在该创新下称为多功能装备。
前述内容在与本说明书相关的独立权利要求中指出的不同方面中描述。同样地，从属权利要求示出了本发明详细的具体实施例。
更特别地，在本发明的第一方面，用于粉状或粒状产品的模块化移动混合和包装设备包括一承载结构，其具有的尺寸适合于引入标准船舶集装箱中并且内部容纳一接收和手动称重模块、装料模块、混合模块以及包装模块，其中混合模块包括用于冷却和/或干燥包含在所述模块中的混合物的装置。
在特定的实施例中，本发明包括从以下选择的额外的至少一个模块：自动液体配量和喷射模块或者大袋包装模块，其中所述额外的模块可以被插入并与模块化设备的控制PLC连接。
在另一个特定的实施例中，液体喷射模块配置为用于通过泵将任何粘度(viscosity)的液体量配量(dosing)到混合模块的混合槽中，其中其流速由多个装载单元控制。
在另一个特定的实施例中，液体喷射模块包括圆柱形液体隔室，其中该液体隔室具有截头圆锥形底部和准备用于引入导热油来散发热敏电阻器的热量的双腔室。
在另一个特定的实施例中，液体隔室具有卫生的(hygienic)桶架，其设置有带有搅拌器刮刀的搅拌器旋转支架，其中搅拌器刮刀由白色食品级塑料制成，经受工作温度为60℃，最高温度达到100℃。
在本发明的另一实施例中，液体隔室在上部包括至少一个倾斜盖。
在本发明的一个实施例中，液体隔室包括具有卫生底阀的产品的出口；并且其中上开口将在至少一个盖中具有安全传感器；并且其中液体隔室的每个支撑件包括一装载单元，其允许读取产品的重量。
在本发明的一个实施例中，液体喷射模块包括加热系统，其能够将产品保持在期望的温度，如果需要，通过围绕液体隔室的双腔室，导热油可以在双腔室中循环并且热敏电阻器也设置在其中；并且其中液体隔室的外部是隔热的。
在本发明的一个实施例中，为了装载导热油，该装备具有同时也作为膨胀箱(expansion vessel)的隔室，使得油进入液体隔室的双腔室，在那里通过热敏电阻器加热；并且其中用于油的出口位于下部，其中存在齿轮泵，该齿轮泵在导热油热通过油循环时连续地再循环导热油。
在另一特定实施例中，液体隔室内产品的温度和导热油的温度是由温度探测器控制的。
在另一特定实施例中，通过泵进行配量，使得泵的入口连接液体隔室的底阀；并且其中泵的入口始终位于底阀的出口下方。
在另一特定实施例中，大袋模块(400)包括：(a)一结构(401)，其能够被引入集装箱20”中而不会变形，结构(401)保护不同的辅助设备和装备并为其提供支撑，不同的辅助设备和装备执行不同过程；(b)接收料斗(402)中的混合产品并定量包装；(c)定量阀(dosing valve)(403)，其安装在料斗(402)之后用于配量已混合的产品；(d)一具有喷射装置的直插式金属探测器(404)；以及(e)具有标记和重量控制(406)的批量装袋模块(405)。
在本发明的第二方面，在本发明的模块化移动设备中混合和包装粉状或粒状产品的方法包括以下步骤：接收并手动称重，装载材料，混合以及包装；并且其中所述步骤是由远程连接中央服务器的PLC控制，其中中央服务器提供混合和配置最终产品的指令和命令，并且还包括在实际混合模块中干燥并冷却混合产品的至少一个步骤。
在本发明的方法的特定实施例中，所述方法包括从如下选择的额外的至少一个步骤：自动配量、注入液体、并装袋；其中所述额外的模块可以被插入并且与模块化设备的控制PLC连接。
最后，本发明的第三方面提供了一种带有指令的计算机程序，该指令配置为由一个或多个处理器来执行，当由本发明的设备来执行时，该指令使得所述设备实施本发明所述的方法。
纵观整个说明书和权利要求书，词语“包括”及其变形并不排除其他技术特征、添加剂，成分或步骤。对本领域技术人员来说，本发明的其他目的、优势、和特征部分取决于说明书，部分取决于将本发明运用到实际中去。以下实施例和附图是以说明的方式提供的，并不意图限制本发明。此外，本发明覆盖这里指出的特定和优选的实施例的所有可能的组合。
附图说明
以下非常简要地描述了一系列有助于更好地理解本发明并且作为其非限制性实例呈现的与本发明的实施方式明确相关的附图。
图1示出了如专利文件EP2465780所描述的用于粉状产品的移动混合设备及其承载结构的透视图；
图2示出了图1中的设备处于运输位置的示意图；
图3示出了与图1中用于粉状产品的移动混合设备连接的液体喷射模块(图3a、3b、3c、3d和3e分别是等距、平面、立面、侧视和内部视图)；
图4示出了与图1中用于粉状产品的移动混合设备连接的大袋包装模块的独立视图；
图5示出了处于四个基本操作位置(图5a、5b、5c和5d)中的混合模块(4)的混合槽(41)的视图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的模块化移动设备基本上包括一承载结构(1)和一接收和称重区域(2)、装载区域(3)、混合区域(4)、包装区域(5)、缝制和标记区域(6)、金属探测区域(7)、码垛区域(8)以及清洁区域(9)。
承载结构(1)是由支撑在几个高度可调的支撑点(12)处的各种方管(11)、多个铰链(13)和具有安全围栏(15)的一组楼梯(14)形成。该结构的尺寸将不大于40英寸的标准集装箱尺寸，使得整个尺寸允许在其标准运输集装箱中运输(通常是40英尺的船运集装箱)。
在实际的实施例中，结构(1)将被构造成方形不锈钢管。该结构的底面是由轧制碳钢型材形成。该结构的型材和大梁是由方形不锈钢管组成。结构(1)是由六个高度可调的支撑点支撑，其上具有花钢板支撑着物体和人员移动。一个侧面(16)将折叠成三部分并且还可以构建为方管和花钢板。前述的铰链将使用多个绞盘折叠上述侧面，以便于安装和定位。
该组内部楼梯(14)将用不锈钢制造，除了台阶的踏面，其也将由不锈钢防滑板制成。长方形将设置在该组楼梯的端部以便通往平台的上部。平台的顶端和这组内部楼梯沿着整个周边设有方形不锈钢管制成的防护栏杆(15)。
在引入配料之前，自动配量模块执行配量，并且还将自动配料装载模块与自动开袋系统合并在一起以将原料自动装载到设备中。这些自动配量模块与接收和称重模块(2)连接。
此外，移动设备还包括液体喷射模块，用于将液体喷射成粉末混合物(图3)，保持最终粉末状态。该模块是自动的，使得其能够自动将液体注入混合物中，最多可达十种液体，根据最终用户以前的要求，能够向粉末中注入高达50％的液体，使得在注入最终配料所需的条件和参数(如温度、搅拌和液体预配料)后保持粉末状。液体喷射模块与混合模块(4)中的搅拌罐(41)连接。
更具体地，液体喷射模块(300)用于通过泵(318)将任何粘度的液体量配量到混合器中，优选地凸轮泵(lobe pump)，不排除任何其他类型的泵，其中流速是通过多个装载单元控制。液体喷射模块在这个过程中执行如下阶段：
(1)用构成原料的一种或多种液体装载液体隔室(305)。
(2)通过锚式搅拌器搅拌一种或多种液体，所述锚式搅拌器包括搅拌器旋转支架(326)和搅拌器刮刀(327)。液体隔室(305)由于其具有电阻器的双腔室和由至少一个温度探测器(324)进行温度控制而维持或实现最佳温度。
(3)为了控制待配量的总量，液体隔室(305)具有多个控制泵(318)的装载单元(320)，将配料所需的精确总量传输到混合模块(4)的搅拌罐(41)中。
通过由搅拌器旋转支架(326)和搅拌器刮刀(327)形成的搅拌器使液体均匀化，因为当不止一种液体时，相同比例的每种原料的精确总量必须事先均匀化，然后按照这种方式进行配料。液体喷射能力相对于粉末达到50％(通常是较低的百分比)，使得在注入最终配料所需的条件和参数(如温度、搅拌和液体预混合)后保持粉末状。
如以下图表所示，液体喷射模块(300)包括以下元件，特别是图3中特定非限制性实施例所示：
在特定的实施例中，液体隔室(305)是圆柱型隔室，具有截头圆锥形底部和准备引入导热油来散发电阻器(306)的热量的双腔室，在该特定实施例中，每个电阻器具有3KW功率。
液体隔室(305)具有卫生的桶架，其设置有带有搅拌器刮刀(327)的搅拌器旋转支架(326)，其中搅拌器刮刀由白色食品级塑料制成，经受工作温度为60℃，最高温度达到100℃。此外，液体隔室在顶部包括至少一个盖(307)，使得清洁和安全监测更容易，此外还具有如图3所示的一定倾斜。
产品的出口具有底部卫生阀(317)。上开口在至少一个盖(307)处具有安全传感器(323)。液体隔室(305)的每个支撑件具有装载单元(320)，其允许读取产品的重量。
加热系统执行将产品保持在期望温度这一功能，如果需要，通过围绕液体隔室(305)的双腔室，导热油将会在其中循环并且电阻器(306)也设置在其中。液体隔室(305)的出口是隔热的。
为了装载导热油，该装备具有隔室，也用作膨胀箱。油进入槽中的双腔室，其中通过热敏电阻器(306)对油进行加热。油的出口位于下部，其中具有齿轮泵(315)，该齿轮泵在导热油热通过(hot through)油循环(313)时连续地再循环导热油。
液体隔室(305)内产品的温度和导热油的温度是由温度探测器(324)控制的。
配量系统允许有效地将包含在液体隔室(305)中的产品朝向图1中设备的混合模块的混合槽(41)中配送。通过可变频率驱动控制的泵(318)来进行配量。通过灵活且卫生的连接，泵(318)的入口连接至液体隔室(305)的底阀(317)。泵(318)的入口始终位于底阀(317)的出口下方。泵的出口与供给软管连接，该连接与图1的设备的混合模块(4)的混合槽(41)的入口兼容。
最后，框架是由管状结构(325)形成，以防止平坦的表面并因此防止污物堆积以及使清洁所有表面更加容易。该结构包括轮子322，其可能具有固定和高度可调的支脚321，以为组件提供稳定性。
图5示出了图1中设备的混合模块(4)的混合槽(41)的不同位置。
a)如果装备处于混合位置，例如它的位置是旋转+180°(图5A，即，将其位置相对于由设备地板限定的水平位置颠倒)，并且包括流体流(例如，干燥空气)，待处理的固体混合物将会被干燥。这进一步使得混合模块(4)的混合槽(41)成为流化床干燥器，其借助于使用空气流的干燥以及如所示出的在集装箱的下部的渐开线中的空气再循环。
b)如果液体被注入处于水平位置(即，相对于由设备的地板限定的水平面90°或270°的角位置处，或者换言之，处于平行于设备的地板位置处)的混合槽(41)中，如图5B所示，穿过液体喷射入口(52)，并且空气鼓风机还配置为穿过空气入口(53)，该空气入口具有特定的屏式搅拌器作为这种新应用的混合工具，在集装箱底部产生吸入流，可以进行所谓的微粒化或粒化操作。
c)如图5C所示，如果在装备中处理具有低熔点油脂的固体混合物的混合，其中在受控温度和湿度条件下进行混合是必要的(其中该操作由于温度非常微妙)，这可以通过将冷液流输送穿过该装备并将其从集装箱底部提取出来完成。因此，该装备作为低温冷却器/混合器，甚至作为用于冷却诸如油脂之类的微妙固体的装备。在这种情况下，必须考虑到，不仅温度是重要的，考虑被引入集装箱中的空气的湿度条件也是必要的。在注入空气之前，它通过空气处理单元输送。
d)如图5D所示，该装备可以通过处于固定或可变位置的底部中一开口将集装箱的出口连接至真空设备(51)、真空干燥器，或者可以将其进行真空混合以防止可能的混合物，由于其中存在氧气而导致混合物失效。因此，该装备可以作为真空干燥器或真空混合器。
最终，该设备根据最终用户需要的包装类型包含包装模块，包括但不限于大袋装袋模块、欧式袋装模块或用于装袋的任何其他类型的包装模块(例如，用作香囊)。此外，包装模块包括适用于那些在线自动化的客户端需要终端的自动码垛模块。
在特定的实施例中，用于包装大袋的图1中的设备，如图4中详细地示出，允许包装模块(5)包装500kg到100kg的袋子。尽管如此，在一些特定实施例中产品在一些实施例中可以从100kg开始包装，也可以从350kg或者400kg开始。
这个设备的布置是20英尺的水平集装箱，一旦处于其目的地，其将会被垂直安装并且将位于混合模块(4)之后。大袋模块(400)是由三个垂直放置在彼此顶部的块组成，并且所有的装置都与快速连接适配器连接，无需现场安装，因为一切都准备就绪并且可以在一天内启动所有装置。快速连接和电力由图1的设备的总配电板提供。
因此，一旦在混合模块(4)中混合产品结束，所述的产品进入包装模块(5)，在该实施例中，包装模块包括用于在混合到大袋模块(400)之后获取粉末的系统。根据产品，所能达到的能力约为1000kg/h。
四个或五个200kg的批次相互结合进行包装。该模块被设计成被包含和运输在20”开口顶部集装箱中，包括所有必要机器、辅助元件和工具。它被设计被垂直安装在盖子下，在通风状态下保护，不受自然力量(elements)影响，并位于适合所描述的负载的平坦地面上。
这种设计已经形成使得它被分为三个高度约为2.3m的块(不管怎样，小于2.4m，其是集装箱的最大高度)并且使得在装配和安装期间可以用电动叉车搬运这三个块。因此，确保了适当的运输和操作，除了在过程中达到安全和可追溯性(traceability)，使得在设备工作的人员不会犯错，还可以使其更容易按照预定的顺序进行制造顺序，并且从中央办公室实施必要的监督和控制手段。
大袋模块(400)包括如下元件：
(a)一结构(401)，其能够被引入20”集装箱中，而不会变形，保护执行不同过程的不同的辅助设备和装备并为其提供支撑。
(b)接收料斗(402)中的混合产品并定量包装。
(c)定量阀(403)，其安装在料斗(402)之后用于配量已混合的产品。
(d)一具有喷射装置的直插式金属探测器(404)。
(e)具有标记和重量控制(406)的批量装袋模块(405)。
要实现的产品参数是每个袋子中4或5个批次为1Tm/h。不同阶段的时间最多是12分钟，因此，所述循环至多将继续保持以确保指示的容量。对于完整的认证以及与现有混合设备的组合，在这个非限制性示例中，时间将是(它们在逻辑上可以根据期望的安装而变化)：
-称量将独立完成。
-装载。
-拿起袋子：1分钟
-填充：10分钟
-连接/断开连接：1分钟
-总计：12分钟
-混合：
-机器连接：1分钟
-混合：10分钟
-断开连接：1分钟
-总计：12分钟
-将产品从混合中提升到进料斗(402)，该进料斗符合允许确保1000kg/h的目标的循环
-装袋：
-与前一阶段不断连接，通过旋转装置和金属探测器，必须对每批约200公斤的物料
进行包装，直至达到4-5批次，具体取决于密度。
-该操作必须在1小时内完成。
-更改为5个集装箱(每批次)。
-通过旋转装置和金属探测器，将这5个批次包装在一个袋子中。对于每个袋子，还需要重量验证、标记以及取出袋子，放置一个空袋子以开始新的包装循环(每个周期1000kg，60分钟，5个批次)。
总的来说，安装的总务(general service)将与图1中的全部设备连接。