CN104869839A - 用于生产冷冻冰淇淋产品的方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于优化从冷冻系统(1)生产冷冻冰淇淋产品(6)的方法,所述冷冻冰淇淋产品(6)如挤出式食用冷冻冰淇淋,所述冷冻系统(1)包括冷冻装置(2),所述方法包括以下步骤:记录所述产品的一个或者多个特性,所述一个或者多个特性如在生产过程期间与所述冷冻系统有关的一个或者多个测量值(STM);以及使用所记录的所述一个或者多个特性以控制所述冷冻系统的一个或者多个操作参数(REG)。在本发明的一个方面中,所述方法包括以下步骤:将拟被冷冻的预制产品输送到所述冷冻装置内(PPIN);在所述冷冻装置内冷却所述预制产品以形成冷冻产品(FRZ);将所述冷冻产品输送到所述冷冻装置之外(FPOUT);测量离开所述冷冻装置的冷冻产品的一个或者多个表面温度(STM);以及使用一个或者多个所测得的表面温度作为控制设备的输入,以用于控制所述冷冻装置的一个或者多个操作参数(REG)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于使用冷冻系统生产冷冻冰淇淋产品的方法,所述冷冻系统包括冷冻装置,所述冷冻冰淇淋产品例如挤压式食用冰淇淋产品。
背景技术
当生产冷冻挤压式冰淇淋产品时,一种常见的做法是,将拟被冷冻的挤压式预制产品放置到设置在输送器上的产品托盘上,并且然后输送预制产品通过冷冻装置(通常是冷冻通道的形式)以冷却预制产品,从而使它们作为冷冻产品再离开冷冻装置。
产品在通过冷冻装置时冷冻的程度是生产过程中非常重要的参数。而如果预制产品是相当粘性的,并且以某种程度粘附到产品托盘,那么冷冻产品粘性越小则它们冷冻得越硬。
这意味着,如果产品没有充分冷冻,那么它们将更加粘附到产品托盘并且在试图将它们从产品托盘移除时可能会损坏。另一方面,如果产品过度冷冻,那么它们可能从产品托盘完全松弛并且可能在行进通过冷冻装置的过程中从产品托盘脱落。这可能例如发生在输送器上存在弯折线或者转弯的位置处,或者可能由于冷冻装置内的冷却空气的流动所引起。
在本技术领域中已知的冷冻系统中,要求熟练的和有经验的操作员来确保冷冻处理最佳地执行,从而使得在冷冻装置中不会发生不充分冷冻和过度冷冻。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有较高自动化控制程度的冷冻系统,使得对操作者的要求较少,但仍可获得高品质的产品。
本发明涉及一种使用冷冻系统来生产冷冻冰淇淋产品的方法,所述冷冻系统包括冷冻装置,所述冷冻冰淇淋产品如挤压式食用冰淇淋产品,所述方法包括以下步骤:将拟被冷冻的预制产品输送到所述冷冻装置内;在所述冷冻装置内冷却所述预制产品以形成冷冻产品;将所述冷冻产品输送到所述冷冻装置之外;测量离开所述冷冻装置的冷冻产品的一个或者多个表面温度;以及使用一个或者多个所测得的表面温度作为控制设备的输入,用于控制所述冷冻装置的一个或者多个操作参数。
使用表面温度用于控制冷冻系统的操作参数使得生产过程能更加自动优化并且降低了为了实现冷冻冰淇淋的理想优化质量而对冷冻系统的熟练操作者的依赖性。
在本发明的一个实施方式中,所述方法还包括以下步骤:将拟被冷冻的所述预制产品在输送它们到所述冷冻装置内之前放置到多个产品托盘上;在将所述预制产品环绕所述冷冻装置内部输送时,通过将所述预制产品暴露到由风扇和/或汽化器所提供并且驱动循环的冷空气,冷却所述预制产品以形成冷冻产品;以及在输送所述冷冻产品到所述冷冻装置之外后,通过产品处理系统将所述冷冻产品抬离所述产品托盘,所述产品处理系统由诸如一个或者多个伺服马达之类的驱动装置驱动。
预制产品在输送到冷冻装置内之前放置在产品托盘上使得在冷却步骤之前、期间以及之后预制产品和冷冻产品的处理简单和安全。
在本发明的一个实施方式中,所述冷冻系统还包括工作台,并且当拟被冷冻的所述预制产品被放置到所述产品托盘上和/或当所述冷冻产品被抬离所述产品托盘时,所述产品托盘放置在所述工作台上。
使用工作台用于在冷却之前处理预制产品和在冷却之后处理产品能够使所述预制产品和产品的处理简单和安全。
术语“工作台”将理解为当产品托盘在冷冻装置之外时支撑产品托盘的任意平台。优选地,单输送器系统用于将产品托盘环绕冷冻装置内部并且在工作台的上表面上传输。
在本发明的一个实施方式中,所述方法还包括在将所述冷冻产品抬离所述产品托盘之前的步骤之前的以下步骤:在将所述冷冻产品保持在所述产品托盘上的合适位置的同时,通过敲击所述产品托盘使所述冷冻产品从所述产品托盘松弛。
引入该步骤已验证会使冷冻产品自产品托盘的分离容易而不会损伤冷冻产品。
在本发明的一个实施方式中,在将所述冷冻产品抬离所述产品托盘的步骤期间测量由所述驱动装置所施加的一个或者多个扭矩值,并且所述一个或者多个扭矩值被用作控制设备的输入以用于控制所述冷冻系统的一个或者多个操作参数。
在本发明的一个实施方式中,所测得的所述一个或多个扭矩值包括在所述抬离处理期间由所述驱动装置施加的最大扭矩。
由驱动装置施加的所述扭矩(尤其最大扭矩)对于控制系统是有用的输入,因为它与将冷冻产品抬离产品托盘所必需的力紧密相关,而所述力是冷冻产品将从产品托盘松弛的能力的非常好的指标。
在本发明的一个实施方式中,受控制的所述一个或者多个操作参数包括一个或者多个蒸发温度,并且进而包括所述冷冻装置内的一个或者多个空气温度。
在本发明的一个实施方式中,受控制的所述一个或者多个操作参数包括一个或者多个风扇速度,并且进而包括在所述冷冻装置内循环的一个或者多个空气速度。
在本发明的一个实施方式中,受控制的所述一个或者多个操作参数包括从拟被冷冻的给定产品进入所述冷冻装置直到同一产品作为冷冻产品再离开所述冷冻装置所花费的时间段。
冷冻产品的冷冻准确程度能够通过控制所述冷冻装置内的所述空气温度和速度和/或冷冻装置内任意给定产品所花费的时间段来实现。
在本发明的一个实施方式中,所花费的所述时间段是通过调节所述冷冻装置内延伸的输送器的速度来控制。
一种控制冷冻装置内给定产品所花费的时间段的简单方法是调节冷冻装置内延伸的输送器的速度,其直接影响到从拟被冷冻的给定产品进入冷冻装置直到同一产品作为冷冻产品再离开冷冻装置所花费的时间段。
在本发明的一个实施方式中,所述一个或者多个操作参数的控制是以使得所测得的所述一个或者多个的表面温度保持在通过考虑一些产品的具体参数而计算得到的范围内这样的方式执行,所述一些产品的具体参数如所述产品的大小和形状以及制造所述产品的材料。
在本发明的一个实施方式中,所述一个或多个操作参数的控制以使得所测得的所述一个或多个扭矩值保持在通过考虑一些产品的具体参数而计算得到的范围内这样的方式执行,所述一些产品的具体参数如所述产品的大小和形状以及制造所述产品的材料。
在本发明的一个实施方式中,用于控制所述一个或者多个操作参数的算法将一些产品的具体参数考虑在内,所述一些产品的具体参数如所述产品的大小和形状以及制造所述产品的材料。
使用产品具体参数作为基础用于所测得的表面温度和扭矩值被允许变化的范围以及作为基础用于控制算法能将所述控制系统针对待生产的具体产品的生产进行优化。
在本发明的一个实施方式中,所述一个或多个操作参数的控制使用控制回路反馈机构执行,所述常用的控制回路反馈机构诸如PID控制或PI控制。
在本发明的一个方面中,涉及一种使用冷冻系统生产冷冻冰淇淋产品的方法,所述冷冻冰淇淋产品如挤压式食用冰淇淋产品,所述冷冻系统包括冷冻装置,所述方法包括以下步骤:记录所述产品的一个或者多个特性,所述一个或者多个特性如在生产过程期间与所述冷冻系统有关的一个或者多个测量值;以及使用所记录的所述一个或者多个特性作为控制设备的输入,用于控制所述冷冻系统的一个或者多个操作参数。
在本发明的一个实施方式中,所述方法包括上文所述的方法步骤。
在本发明的一个实施方式中,所述记录一个或者多个特性还包括用于确保所述冷冻产品在被抬离时不会粘附到所述产品托盘的视觉控制或者其他方法。
在所记录的特性中包括视觉控制或者其他方法能够使生产的自动化程度更加优化。
在本发明的一个方面中,涉及一种用于冷冻系统的控制系统,所述冷冻系统包括冷冻装置,所述控制系统包括:一个或者多个温度传感器,其用于测量离开所述冷冻装置的冷冻产品的表面温度;以及控制设备,其用于设置独立于所测得的表面温度的所述冷冻装置的操作参数。
在本发明的一个实施方式中,所述一个或者多个温度传感器包括红外传感器。
在本发明的一个方面中,涉及一种用于冷冻产品生产的冷冻系统,所述冷冻产品如可食用冰淇淋产品,所述冷冻系统包括冷冻装置以及上述的控制系统。
在本发明的一个方面中,涉及一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品,所述计算机程序产品包括用于执行以上所述的方法的软件指令。
附图说明
在下文中,参照附图更详细地描述本发明的一些示例性的实施方式,其中
图1是根据本发明的一个实施方式的冷冻系统的透视图;
图2是根据本发明的一个实施方式的冷冻系统的产品托盘的透视图;
图3是根据本发明的一个实施方式的冷冻系统的第一特定部分的更清晰透视图;
图4是根据本发明的一个实施方式的冷冻系统的第二特定部分的更清晰透视图;
图5是根据本发明的一个实施方式的冷冻系统的第三特定部分的更清晰透视图;以及
图6是显示根据本发明的一个优选实施方式的生产过程的基本方法步骤的流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明的一个实施方式的冷冻系统1的透视图。所图示的实施方式包括冷冻通道形式的冷冻装置2和工作台3,所述工作台3以与冷冻装置2紧密相连的方式配置。
环形输送器8沿着工作台3的表面延伸至冷冻装置2内,并沿着冷冻装置2中的路径环绕冷冻装置2的内部延伸,且再次延伸到冷冻装置2之外并回到工作台3上。
多个产品托盘5放置在输送器8的顶部上。在图1中,位于所图示的工作台3的后侧上的产品托盘5将拟被冷冻的预制产品输送到冷冻装置2内,而位于所图示的工作台3的前侧上的产品托盘5输送刚刚退出冷冻装置2的冷冻冰淇淋产品6。
该图还示出了一个或者多个温度传感器4(例如红外传感器形式的温度传感器4)如何靠近输送器8离开冷冻装置2的位置放置,从而测量离开冷冻装置2的冷冻冰淇淋产品6的表面温度。
在图2中示出了输送多个冷冻冰淇淋产品6的产品托盘5的更清晰视图。所图示的冷冻冰淇淋产品6是包括冰淇淋棒7的类型的产品。然而,本发明并不限于涉及冷冻这种类型的冷冻冰淇淋产品6的方法和系统。相反,本发明涉及用于从通过冷冻装置2输送的预制产品生产冷冻冰淇淋产品6的任意方法或系统。
图3示出了正好位于冷冻装置2之外的工作台3的部分更清晰视图。温度传感器4(诸如例如红外传感器)放置在输送器8之上,该输送器8覆盖有产品托盘5,该产品托盘5输送具有冰淇淋棒7的冷冻冰淇淋产品6。
温度传感器4用于测量刚刚离开冷冻装置2的冷冻冰淇淋产品6的表面温度。所测量的表面温度在冷冻系统1的控制设备(未图示)中使用,该控制设备用于设置冷冻装置2的操作参数。这些操作参数能够例如包括一个或者多个蒸发温度、并且进而包括冷冻装置2内的一个或者多个空气温度、一个或者多个风扇速度、并且进而包括冷冻装置2内的一个或者多个空气循环速度和/或在冷冻装置2内延伸的输送器8的速度、并且进而包括从拟被冷冻的给定产品进入冷冻装置2直到同一产品作为冷冻产品6再离开冷冻装置2所花费的时间段。
除了所测量的表面温度,在调节和控制冷冻装置2的操作参数时控制设备还能够将其它特性考虑进去。例如,可以使用在将冷冻产品6抬离产品托盘5时由驱动装置所施加的一个或者多个扭矩值(例如最大扭矩值)、或者可以使用确保冷冻产品7在被抬离时不会粘附到产品托盘5的视觉控制或者其他方法与所测量的表面温度一起作为调节回路的输入,从而实现对冷冻装置2的操作参数的更佳控制。
优选地,一个或者多个操作参数的控制是以这样的方式执行,即一个或者多个所测量的表面温度以及一个或者多个所测量的扭矩值(如果适用)保持在考虑到一些产品具体参数所计算的范围内,所述一些产品具体参数例如产品6的大小和形状以及制造产品6的材料。
类似地,用于控制一个或者多个操作参数的算法将一些产品具体参数考虑进去,所述一些产品具体参数例如产品6的大小和形状以及制造产品6的材料。
图4图示了工作台3的由输送器8上的产品托盘5所到达的后续部分的更详细视图。
与位于每个产品托盘5上的多个冷冻冰淇淋产品6对应的多个产品保持架9围绕产品托盘锤10并且在输送器8之上放置。对于通过的每个产品托盘5,降低该配置以使得当产品托盘锤10被驱动并且几次撞击产品托盘5时,每个产品保持架9将冷冻冰淇淋产品6抵靠产品托盘5保持在适当位置。如果冷冻冰淇淋产品6被充分冷冻,那么由产品托盘锤10的撞击所导致的通过产品托盘5的震荡会使冷冻冰淇淋产品6从产品托盘5松弛。
在图5中以更清晰的视图示出了工作台3的由输送器8上的产品托盘5所到达的下一部分。
这里,放置了拾取和放置产品传输器11,其包括多个抓取钳12,所述抓取钳12用于抓取冷冻冰淇淋产品6并且将它们抬离产品托盘5,以传输冰淇淋产品6以便进一步处理或者包装。在图示的实施方式中,其中,冷冻冰淇淋产品6装配有冰淇淋棒7,抓取钳12优选地通过这些棒7抓取冷冻冰淇淋产品6。在其它实施方式中,可能没有冰淇淋棒7,抓取钳12能够在冰淇淋材料处直接地抓取冷冻冰淇淋产品6,或者可以使用其它工具而不是抓取钳12来将冷冻冰淇淋产品6抬离产品托盘5。
图6是显示根据本发明的一个优选实施方式的生产过程的基本方法步骤的流程图。
输送拟被冷冻的预制产品到冷冻装置2内(PPIN),在该冷冻装置2的内部,冷却这些预制产品以形成冷冻冰淇淋产品6(FRZ)。在这样生产的冷冻冰淇淋产品6再输送到冷冻装置2之外之后(FPOUT),例如通过一个或者多个红外温度传感器4测量冷冻冰淇淋产品6的一个或者多个表面温度(STM),并且传输冷冻冰淇淋产品6以进一步处理或者包装(FP)。
在生产过程期间,所测量的表面温度被连续地馈送到冷冻系统1的控制设备(未图示)并且由该控制设备使用,以设置冷冻装置2的操作参数,从而使得冷冻处理能够针对通过冷冻装置2的拟被冷冻的后续预制产品(FRZ)被优化。
附图标记列表
1.冷冻系统
2.冷冻装置
3.工作台
4.温度传感器
5.产品托盘
6.冷冻冰淇淋产品
7.冰淇淋棒
8.输送器
9.产品保持架
10.产品托盘锤
11.抓取钳
12.拾取和放置产品传输器
PPIN.输送预制产品到冷冻系统内
FRZ.冷却预制产品以形成冷冻产品
FPOUT.输送冷冻产品到冷冻系统之外
STM.表面温度测量
FP.冷冻产品的进一处理或者包装
REG.调节冷冻装置的操作参数
Claims (22)
1.一种使用冷冻系统(1)生产冷冻冰淇淋产品(6)的方法,所述冷冻冰淇淋产品(6)如挤压式食用冰淇淋产品,所述冷冻系统(1)包括冷冻装置(2),所述方法包括以下步骤:
将拟被冷冻的预制产品输送到所述冷冻装置内(PPIN),
在所述冷冻装置内冷却所述预制产品以形成冷冻产品(FRZ),
将所述冷冻产品输送到所述冷冻装置之外(FPOUT),
测量离开所述冷冻装置的冷冻产品的一个或者多个表面温度(STM),以及
使用一个或者多个所测得的表面温度作为控制设备的输入,以用于控制所述冷冻装置的一个或者多个操作参数(REG)。
2.根据权利要求1所述的方法,其还包括以下步骤:
将拟被冷冻的所述预制产品在输送它们到所述冷冻装置内之前放置到多个产品托盘(5)上,
在将所述预制产品环绕所述冷冻装置内部输送时,通过将所述预制产品暴露到由风扇和/或汽化器所提供并且驱动循环的冷空气,冷却所述预制产品以形成冷冻产品,以及
在输送所述冷冻产品到所述冷冻装置之外后,通过产品处理系统将所述冷冻产品抬离所述产品托盘,所述产品处理系统由诸如一个或者多个伺服马达之类的驱动装置驱动。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述冷冻系统还包括工作台(3),并且其中,当拟被冷冻的所述预制产品被放置到所述产品托盘上和/或当所述冷冻产品被抬离所述产品托盘时,所述产品托盘放置在所述工作台上。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其还包括在将所述冷冻产品抬离所述产品托盘的步骤之前的以下步骤:
在将所述冷冻产品保持在所述产品托盘上的合适位置时,通过敲击所述产品托盘使所述冷冻产品从所述产品托盘松弛。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法,其中在将所述冷冻产品抬离所述产品托盘的步骤期间测量由所述驱动装置所施加的一个或者多个扭矩值,并且所述一个或者多个扭矩值被用作控制设备的输入以用于控制所述冷冻系统的一个或者多个操作参数。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所测得的所述一个或多个扭矩值包括在所述抬离处理期间由所述驱动装置施加的最大扭矩。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,受控制的所述一个或者多个操作参数包括一个或者多个蒸发温度,并且进而包括所述冷冻装置内的一个或者多个空气温度。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中受控制的所述一个或者多个操作参数包括一个或者多个风扇速度,并且进而包括在所述冷冻装置内循环的一个或者多个空气速度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中受控制的所述一个或者多个操作参数包括从拟被冷冻的给定产品进入所述冷冻装置直到同一产品作为冷冻产品再离开所述冷冻装置所花费的时间段。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所花费的所述时间段是通过调节所述冷冻装置内延伸的输送器(8)的速度来控制。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述一个或者多个操作参数的控制是以使得所测得的所述一个或者多个的表面温度保持在通过考虑一些产品的具体参数而计算得到的范围内这样的方式执行,所述一些产品的具体参数如所述产品的大小和形状以及制造所述产品的材料。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述一个或多个操作参数的控制以使得所测得的所述一个或多个扭矩值保持在通过考虑一些产品的具体参数而计算得到的范围内这样的方式执行,所述一些产品的具体参数如所述产品的大小和形状以及制造所述产品的材料。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中用于控制所述一个或者多个操作参数的算法将一些产品的具体参数考虑在内,所述一些产品的具体参数如所述产品的大小和形状以及制造所述产品的材料。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述一个或多个操作参数的控制使用控制回路反馈机构执行,所述控制回路反馈机构诸如PID控制或PI控制。
15.一种使用冷冻系统(1)生产冷冻冰淇淋产品(6)的方法,所述冷冻冰淇淋产品(6)如挤压式食用冰淇淋产品,所述冷冻系统(1)包括冷冻装置(2),所述方法包括以下步骤:
记录所述产品的一个或者多个特性,所述一个或者多个特性如在生产过程期间与所述冷冻系统有关的一个或者多个测量值(STM),以及
使用所记录的所述一个或者多个特性作为控制设备的输入,以用于控制所述冷冻系统的一个或者多个操作参数(REG)。
16.根据权利要求15所述的方法,其中所述方法包括在权利要求2-14所述的方法步骤。
17.根据权利要求16所述的方法,其中一个或者多个特性的所述记录还包括用于确保所述冷冻产品在被抬离时不会粘附到所述产品托盘的视觉控制或者其他方法。
18.一种用于冷冻系统(1)的控制系统,所述冷冻系统(1)包括冷冻装置(2),所述控制系统包括:
一个或者多个温度传感器(4),其用于测量离开所述冷冻装置的冷冻产品(6)的表面温度,以及
控制设备,其用于设置独立于所测得的表面温度的所述冷冻装置的操作参数。
19.根据权利要求18所述的控制系统,其中,所述一个或者多个温度传感器包括红外传感器。
20.一种用于冷冻产品(6)生产的冷冻系统(1),所述冷冻产品(6)如可食用冰淇淋产品,所述冷冻系统包括:
冷冻装置(2)以及
根据权利要求18或19所述的控制系统。
21.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品,所述计算机程序产品包括用于执行根据权利要求1-14中任一项所述的方法的软件指令。
22.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品,所述计算机程序产品包括用于执行根据权利要求15-17中任一项所述的方法的软件指令。
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