CN102123597A - 炉以及控制螺旋炉中带宽上的气流的方法 - Google Patents

炉以及控制螺旋炉中带宽上的气流的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种炉，该炉包括：第一室和第二室，它们被分隔装置所分隔；传送装置，其用于引导产品从入口经过这些室到出口；温度控制装置，其用于使用流体分别控制每个室中的温度；以及，用于根据至少一个处理参数或配方来调节该传送装置(7)的宽度(W)上的流分布的装置(19、28、31)。

Description

炉以及控制螺旋炉中带宽上的气流的方法
本发明涉及一种炉(oven)，包括：
——第一室；
——具有宽度的传送装置，其用于引导产品从入口经过该室到出口，其中该传送装置至少部分地被布置成盘旋路径(helical path)；
——温度控制装置，其用于使用流体来控制该室中的温度和/或湿度，该温度控制装置包括用于加热该流体的加热器以及用于将已加热的流体引入该室的管道(duct)。
本发明还涉及一种操作此炉的方法。
此类型的炉从例如EP1221575和EP0558151中得知，并适于对可食产品(edible products)——尤其是含蛋白质的产品(例如鸡肉、汉堡、法式蓝带肉排(cordon bleu)等)——进行完全的或部分的烹调。上述专利申请在此以援引方式纳入，因此成为本专利申请的公开内容的一部分。温度和湿度可被设置，以使得在炉中的停留时间(residence time)——其取决于传送带的长度和速度——期间实现想要的烹调以及(如有需要)想要的着色。
本领域当前已知的螺旋炉(spiral ovens)的潜在风险是，该炉中的状况导致温度、颜色和/或产量的不同。结果是，产品具有不同的温度、颜色和/或水分含量(moisture content)。这些参数之一的不同将导致产品的不均等和低品质。
因此，本发明的一个目的在于，提供能生产均一(uniform)、高品质产品的炉和方法。
该问题由根据权利要求1或2的炉来解决。
由于对传送装置的宽度上的流体流的调节，所产生的产品更加均一且因此具有更高的品质。该创新炉易于操作。
根据本发明的炉包括至少一个室。该创新炉还包括传送装置，其用于引导产品从入口经过该室到出口。所述传送装置至少部分地布置成盘旋路径。所述传送装置优选地是无端(endless)传送带，其更优选地对于处理流体(process fluid)是至少部分地可渗透的。此外，所述创新炉包括温度控制装置，其用于使用流体——通常是空气和蒸汽的混合物——来控制该室中的温度和/或湿度。该流体的温度是由加热器来调节的。该流体的湿度是通过添加蒸汽或添加例如具有低湿度的空气来调节的。优选地，所述流体在该室中流通(circulate)，优选地借助风扇，该风扇在一端将该流体抽出该室，而在另一端将该流体重新引入该室。由于这样的再流通，该室中存在流体运动，这增强了从所述流体到所述产品的热传递并且/或者降低了该室内的温差。
此外，所述炉包括用于根据至少一个处理参数和/或根据配方(recipe)来调节所述传送装置的宽度上的流率分布的装置。
根据本发明的传送装置宽度指的是所述传送装置的离散点处或离散区域中的宽度。通常，该宽度在所述传送装置的整个长度上是均一的。该宽度是所述传送装置垂直于其运动方向的广度(extension)。
在该宽度上，流率分布可以被调节成任何想要的模式。特定配方可以要求特定流率分布，其例如被存储在与该创新炉相关联的计算机装置中，且可被下载。想要的流率分布可以是随时间而恒定的，也可以例如根据周期性模式(recurrent pattern)而改变。
所述装置根据特定配方或基于特定参数来调节所述传送装置的宽度上的流率分布。配方(例如待烹调的产品和/或烹调和/或着色的程度)和/或参数刚一改变，所述流量模式即被调节。一个优选的模式是，在所述传递装置的宽度上具有均一流率。
优选地，该用于调节所述传送装置的宽度上的流率分布的装置在所述传送装置的基本整个宽度上延伸或可移动。
处理参数(process parameter)是，例如：产品进入炉之前和/或离开炉之后分别的产品温度和/或水分含量；产品离开炉之后的产品颜色；产品的尺寸；和/或产品是否包含骨头。其他参数是处理流体的温度和/或湿度和/或分布，尤其是在传送装置的宽度上和/或在该室中。另一参数是处理流体被再循环(recycle)时的流率。
该用于调节流率分布的装置可以被手动地或自动地操作。优选地，它们是由计算机装置——例如PLC——自动控制的，所述计算机装置接收关于所述宽度上的实际流模式和/或至少一个参数的数据的信息。如果所述流模式和/或所述参数不在想要的范围内，则所述宽度上的流率的分布将被调节。
所述参数可以被手动地或自动地测量、在线地(inline)和/或离线地测量。
优选地，所述创新炉包括：温度测量装置，例如热电偶或红外摄像机；用于测量产品尺寸和/或用于检查产品颜色的光学装置；用于测量产品水分的装置；和/或用于测量体积流率、流体速度、处理流体的相对湿度和/或速度分布的装置。这些测量可以在所述炉之前、之中和/或之后执行。
优选地，不仅在沿着所述传送装置的离散点处而且在特定长度上调节所述流率分布。此长度优选地是盘旋部的90°半径的长度和/或直部的长度。优选地，对于一个室，该长度为1至6米。
优选地，该用于调节所述宽度上的流率分布的装置是分流器和/或导流器。该装置使所述流体流分散，以使得在所述带宽(belt-width)上实现想要的流模式。
在本发明的一个优选实施方案中，该用于调节所述流率的装置是至少一个板(plate)，其优选地是绕轴承可枢转的(pivotable)，更优选地是马达驱动的。极优选地，所述板被定向为与所述传送装置平行或相切。
优选地，所述装置调节所述传送器装置的整个宽度上的流率，即，由于整个体积流率优选地不受或仅非常少地受调节装置影响，所以所述调节装置增大了所述宽度的一段(section)中的流率，而同时减小了所述宽度的另一段中的流率。只有流率的分布被改变，而流率在宽度上的积分(integral)保持基本相同。
优选地，该用于调节所述宽度上的流率分布的装置位于已加热的流体被引入所述室的区域中。在这里，处理流体具有最高的温度且因此最大地影响产品的产出。
优选地，所述调节装置位于所述盘旋路径的一部分上，更优选地位于顶匝(top turn)上。更优选地，所述调节装置延伸经过120°，更优选地延伸经过90°。
附加地和/或在本发明的另一个优选实施方案中，该用于调节所述传送装置的宽度上的流率分布的装置位于所述直的传送装置段中。
优选地，由于处理流体在该宽度上的更好分布，所述体积流率的总量(overall magnitude)可增大。这通常会改善烹调结果。
在本发明的一个优选实施方案中，所述炉包括第二室，所述第二室具有所述传送装置的第二盘旋路径。这两个室由隔离物(partition)所分隔。这两个盘旋路径优选地由直的传送装置段相连接。所述隔离物优选地包括这样的通路，所述直的传送装置段通过该通路延伸。在上文提及的专利申请中给出了具有两个室的炉的细节。其公开内容通过援引方式被明确地纳入，因此属于本公开内容的一部分。
优选地，所述调节装置位于所述盘旋路径的一部分上，更优选地位于顶匝上。更优选地，所述调节装置延伸经过120°，更优选地延伸经过90°。在本发明的一个优选实施方案中，所述盘旋路径的顶匝上的控制装置位于各盘旋路径之间的直的传送装置的刚好(just)前方和/或刚好后方。
优选地，所述调节装置是具有一个或多个孔的板(plate)，孔的尺寸在所述传送装置的宽度上是不同的，并且/或者所述板的每单位面积上的孔的数量在所述传送装置的宽度上是不同的。所述板可以被手动地调换和/或调节。
附加地或在另一个优选实施方案中，导流装置——例如偏转板(deflector plate)——被用于所述传送装置的盘旋路径的宽度上的流率分布。这可以手动地和/或自动地进行。
附加地和/或在本发明的另一个优选实施方案中，该用于调节所述传送装置的宽度上的流率分布的装置位于所述直的传送装置段中。
在一个优选的组合中，流率分布调节是通过板以及通过导流装置进行的，其优选地是至少部分地自动的。所述板和所述调节装置可以并联也可以串联布置。
优选地，所述创新炉包括用于均衡(equalize)所述流体流的装置，其更优选地位于该用于调节所述传送器装置的宽度上的流率分布的装置的下游。极优选地，该用于均衡所述流体流的装置是穿孔板(perforated plate)。
附加地或在另一个优选实施方案中，产品在所述传送装置上的均一烹调和/或着色，尤其是在所述传送装置的宽度上的均一烹调和/或着色，可通过使已加热的流体的体积流、温度、湿度和/或速度随时间而变动(fluctuating)来实现。更优选地，所述流体穿过(pass through)具有至少一个固定孔的固定板。具有至少一个孔的该板优选地位于所述传送装置上方(above)。优选地，所述流体流将从固定点喷射。
上述公开内容也适用于下面的创新步骤，反之亦然。
本发明的另一主题是根据权利要求15或16的方法。
优选地，所述流率分布在所述传送装置的整个宽度上被调节，即，所述流率在所述带宽的一部分中增大，同时在所述带宽的另一部分中减小，而在所述宽度上的积分基本不变。
优选地，该用于调节传送装置的宽度上的流率的装置被基于测量来控制。此测量可以手动地、可视地(visually)和/或自动地、在线地和/或离线地进行。
优选地，该用于调节传送装置的宽度上的流率的装置根据想要的流模式来引导和/或分开所述流。
优选地，该用于调节传送装置的宽度上的流率的装置被自动地调节，极优选地是根据测得的或预设的参数来调节。
接下来，将根据附图解释本发明。这些解释不限制保护范围。
图1示出了所述创新炉的一个实施方案。
图2是根据图1的炉的俯视图。
图3示出了所述调节装置。
图4示出了所述调节装置的另一个实施方案。
图5、6示出了所述调节装置的第三实施方案。
图7示出了流模式。
图8示出了盘旋部上方的板的四个实施例。
图9示出了根据图8的具有偏转板的实施方案。
图1和2示出了所述创新炉。炉1包括第一室3和第二室4。这些室由隔离物2所分隔。每个室中都布置了可旋转的鼓5、6，绕着这些鼓，传送带7沿着两个盘旋路径8、9被引导。所述无端传送带借助直的传送带段11经由入口10进入炉1，并且相似地借助直段13经由出口12离开炉1。这两个盘旋段8、9由位于顶部的直的传送带段14相连接。所述带对于处理流体——例如空气和蒸汽——是可渗透的。分隔装置2包括用于带段14的通路2.1。通路2.1大于传送带14。本领域技术人员理解，所述炉不需要必定包括两个室。
加热装置(其总体地用15表示)被布置在壳体(housing)的顶部。每个加热装置15都包括具有螺旋套(spiral casing)17的风扇16，该螺旋套通入管道18。加热元件34位于相应的管道18中。处理流体(例如空气和蒸汽)经由入口24被风扇16吸出室3、4，并分别经由螺旋套17而被迫使进入管道18。处理流体31流过加热元件34，然后被再循环到相应的室3、4中。根据图3，箭头23示出了室3、4中的流体流。箭头29示出了要在该炉中烹调的产品(未示出)的运动。
图3示出了所述调节装置的第一实施方案，所述调节装置在本实施例中是板19。板19位于传送带7的直部14中，且延伸经过长度L，如在图2中可见。板19部分地位于管道18中，且延伸进入控制区域21。板19绕轴26枢转。相对于其垂直位置的偏转程度由双箭头α表示。流体流31在经过加热装置之后，被板19引导并且分开，从而在传送带的宽度上实现想要的流模式。借助板19，流31可被分开并且被从带7的外侧7″引导到内侧7′，反之亦然。宽度W上的每个想要的流体流分布均可借助板19来实现。图7中示出了流体流分布的实例。在板19的整个长度L上实现了想要的流体流分布。均衡装置20(在这里是穿孔板)位于控制区域21的底部，以支持板19的流分布和/或增大该控制区域中的压力。在该流体流加热了产品25之后，该流体流经过可渗透的带7，然后被倾斜的板22偏转。室3内的流23流过盘旋路径8，然后再次经由入口24被风扇16吸入。板19是马达驱动的(未示出)。该马达自身连接到PLC控制器，或由操作员来调节。该板可以在整个处理中维持在同一位置，或者，若已烹调的产品不理想和/或配方或即将到来的产品改变，该板的位置可以改变。所述PLC控制器还可以被连接到测量某些参数的测量装置。基于这些测量，板19的位置被自动地调节。图2也示出了室4中的调节装置的位置和广度。
图4示出了所述创新炉的另一个实施方案，其中所述调节装置包括两个板19、28。板19是如图3所示可枢转的。板28(其构造和操作类似于板19)绕轴27可枢转。其相对于水平面(horizontal)的偏转程度由箭头β表示。这两个板允许对带宽度W上的流率分布进行更为改良的控制。
图5和6示出了所述调节装置的另一个实施方案。其包括两个板31、30，每个板具有多个平行、等距的缝隙(slots)。板31中的缝隙大于板30中的缝隙，且略微倾斜。板31、30在带7的整个宽度W上延伸并且具有长度L。所需的缝隙数量取决于应控制流率分布的长度L。如在图6可见，板31被放置在板30顶上，且如箭头33所指示，板31相对于板30——且优选地平行于带7的运动32——可移位(shiftable)。箭头32指示了带7的运动方向。这两个板中的缝隙为该流体流限定了通路34。通过将至少一个板31相对于另一板30移位，可以调节该带宽上的流率分布。图6a示出了处于中立位置(neutral position)的两个板30、31。通路34的尺寸在带7的宽度W上基本是均一的。图6b示出了板30、31的位置，其将该流体流引导至带7′的外侧7″，而图6c示出了板30、31的位置，其将该流引导至内侧7′。板31可以被自动地致动，例如由连接到PLC控制器的马达致动。基于所设置的值或测得的参数，设置了板31的位置。
图7示出了该带宽上的流率分布(即，流模式)的三个实施例。箭头的长度分别与局部速度成比例。图7a示出了该带宽上的均一流率。在图7b中，在带7的外侧7″的速度高于在内侧7′的速度，而在图7c中相反。局部速度在宽度W上的积分在所有情况下是相同的。然而，本领域技术人员理解，由于流率在带宽上的更好分布(例如均一分布)，总体流率可增大，由此可改善烹调而不损害最终产品。
图8示出了在盘旋段8、9上方的板35的四个实施方案。板35延伸经过90°角，并且位于盘旋段8、9之间的直的连接段的恰好(right)上游或恰好下游。在根据图8a的实施方案中，所述板包括多个矩形孔，这些矩形孔被定向为基本垂直于传送带7的运动。在根据图8b的实施方案中，这些孔不是矩形的，而是从内到外宽度减小。根据图8c的实施方案示出了多个孔，其中板内侧的孔的数量和/或大小大于板外侧的。在图8d中，只有一个孔，其位于该板的内侧，且具有恒定宽度。所述板可以被手动地调换。
在图9中，根据图8a的实施方案被示为具有两个偏转板37，它们可绕枢轴38旋转，以将更多或更少的流体流引导至内侧或外侧。本领域技术人员理解，偏转板的运动也可以是纯粹的平移运动(translational movement)，或者是平移运动和旋转运动的任意组合。图9b示出了根据图9a的实施方案，其中在此情况下，孔36具有另一种形状，即，它们的宽度从内侧向外侧增大。
参考标记：
1 炉
2 分隔装置，隔离物
2.1 从第一室到第二室的通路
3 第一室
4 第二室
5 鼓
6 鼓
7 传送装置、传送带
7′ 传送装置的内侧
7″ 传送装置的外侧
8 盘旋段第一室
9 盘旋段第二室
10 入口
11 直的传送装置
12 出口
13 直的传送装置
14 连接传送装置段
15 温度控制装置、加热装置
16 风扇
17 螺旋套
18 空气管道
19 控制装置、阀
20 均衡装置
21 控制区域、盒
22 引导装置
23 流体的流
24 入口
25 产品
26 枢轴
27 枢轴
28 控制装置、阀
29 箭头
30 底板
31 顶板
32 带7的运动方向
33 顶板31的运动
34 用于流体流的通路
35 盘旋部上方的调节装置、板
36 孔
37 偏转板
38 枢轴
W 传送装置的宽度
L 空气流受控制的长度
α 角度
β 角度

Claims (22)

1.炉(1)，包括：
——第一室(3、4)；
——具有宽度(W)的传送装置(7)，其用于引导产品从入口(10)经过所述室(3、4)到出口(12)，其中所述传送装置至少部分地被布置成盘旋路径(8)；
——温度控制装置(15)，其用于使用流体(23)来控制所述室中的温度和/或湿度，所述温度控制装置包括用于加热所述流体的加热器(34)以及用于将已加热的流体引入所述室(3、4)的管道(18)，
其中所述炉包括用于根据至少一个处理参数和/或根据配方来调节传送装置(7)的宽度(W)上的流分布的装置(19、28、31)，所述炉的特征在于，它包括第二室(4)，所述第二室具有第二盘旋路径(9)，且这两个盘旋路径(8、9)由直的传送装置段(14)相连接，并且所述装置(19、28、31)位于所述直段(14)中。
2.炉(1)，包括：
——第一室(3，4)；
——具有宽度(W)的传送装置(7)，其用于引导产品从入口(10)经过所述室(3、4)到出口(12)，其中所述传送装置至少部分地被布置成盘旋路径(8)；
——温度控制装置(15)，其用于使用流体(23)来控制所述室中的温度和/或湿度，所述温度控制装置包括用于加热所述流体的加热器(34)以及用于将已加热的流体引入所述室(3、4)的管道(18)，
其中所述炉包括用于根据至少一个处理参数和/或根据配方来调节传送装置(7)的宽度(W)上的流分布的装置(19、28、31)，所述炉的特征在于，它在所述盘旋路径(8、9)的区域中、在所述盘旋路径上方包括流体流调节装置(35、36、37)。
3.根据权利要求1或2的炉(1)，其特征在于，所述装置(19、28、31)是至少一个板(19、28、31)。
4.根据权利要求1-3的炉(1)，其特征在于，所述装置调节所述传送装置(7)的整个宽度(W)上的流。
5.根据权利要求3或4的炉(1)，其特征在于，所述装置(19、28、31)是由计算机装置控制的。
6.根据前述权利要求之一的炉(1)，其特征在于，所述炉包括测量设备，且优选地根据该设备的信号来调节所述装置(19、28、31)。
7.根据前述权利要求之一的炉(1)，其特征在于，所述装置(19、28、31)位于已加热的流体(23)被引入所述室(3、4)的区域中。
8.根据前述权利要求之一的炉(1)，其特征在于，所述炉包括第二室(4)，所述第二室具有第二盘旋路径(9)，且这两个盘旋路径(8、9)优选地由直的传送装置段(14)相连接。
9.根据权利要求8的炉(1)，其特征在于，所述装置(19、28、31)位于所述段(14)中。
10.根据前述权利要求之一的炉(1)，其特征在于，所述炉包括用于均衡所述流(31)的装置(20)。
11.根据前述权利要求之一的炉(1)，其特征在于，所述炉在所述盘旋路径(8、9)的区域中——优选地在所述盘旋路径上方——包括流体流调节装置(35、36、37)。
12.根据权利要求11的炉(1)，其特征在于，所述调节装置是板(35)和/或偏转器(37)。
13.根据前述权利要求之一的炉，其特征在于，所述炉包括用于变动已加热的流体的体积流、温度、湿度和/或速度的装置，且优选地引导已加热的流体穿过一个板去往所述传送装置(7)。
14.根据前述权利要求之一的炉，其中所述流(23)在所述带(7)的一部分中增大，同时在所述带(7)的另一部分中减小。
15.操作炉(1)的方法，所述炉包括：
——第一室(3、4)；
——具有宽度(W)的传送装置(7)，其用于引导产品从入口(10)经过所述室(3、4)到出口(12)，其中所述传送装置至少部分地被布置成盘旋路径(8)；
——温度控制装置(15)，其用于使用流体(23)来控制所述室中的温度和/或湿度，所述温度控制装置包括用于加热所述流体的加热器(34)以及用于将已加热的流体引入所述室(3、4)的管道(18)；
——第二室(4)，其具有第二盘旋路径(9)，且这两个盘旋路径(8、9)由直的传送装置段(14)相连接，并且其中，用于根据至少一个处理参数和/或根据配方来调节所述传送装置(7)的宽度(W)上的流分布的装置(19、28、31)位于所述直段(14)中，
所述方法的特征在于，所述装置(19、28、31)被设在所述直段(14)中。
16.操作炉(1)的方法，所述炉包括：
——第一室(3、4)；
——具有宽度(W)的传送装置(7)，其用于引导产品从入口(10)经过所述室(3、4)到出口(12)，其中所述传送装置至少部分地被布置成盘旋路径(8)；
——温度控制装置(15)，其用于使用流体(23)来控制所述室中的温度和/或湿度，所述温度控制装置包括用于加热所述流体的加热器(34)以及用于将已加热的流体引入所述室(3、4)的管道(18)，
所述方法的特征在于，根据至少一个处理参数和/或根据配方来调节所述传送装置(7)的宽度(W)上的流分布，其中流体流调节装置(35、36、37)被设在所述盘旋路径(8、9)的区域中、在所述盘旋路径上方。
17.根据权利要求15或16的方法，其特征在于，所述流(23)在所述带(7)的一部分中增大，同时在所述带(7)的另一部分中减小。
18.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，所述流(23)的量不被装置(19、28、31)的调节显著影响。
19.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，基于测量来控制所述装置(19、28、31)。
20.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，所述流(23)被所述装置(19、28、31)引导或分开。
21.根据前述权利要求之一的过程，其特征在于，所述装置被自动地调节。
22.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，所述测量是在线测量。
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