CN107787187A - 用冷冻甜食填充容器的方法 - Google Patents

Abstract

用包封第二甜食材料的第一冷冻甜食材料填充容器的方法，该方法涉及使用填充头；填充头包括：壳体，壳体具有喷嘴出口、下部第一材料入口、上部第二材料入口，和在壳体内可移动的往复式活塞；活塞具有外壁和上下端以及内部材料流动通道，内部材料流动通道将外壁中的上部入口连接到下端的出口，活塞、壳体和入口被定位和定尺寸为使得活塞具有：(1)下部位置，其中来自第一和第二入口的材料流被活塞外壁阻塞；(2)中间位置，其中活塞不阻塞第一入口，而第二入口被活塞外壁阻塞；(3)上部位置，其中第一入口未被阻塞，并且第二材料入口与内部材料流动通道连通；当活塞在上冲程中从(1)下部位置移动到(2)中间位置然后移动到(3)上部位置时，该方法包括允许冷冻甜食材料从喷嘴出口流出到容器中，由此第一和第二材料从出口喷嘴共挤出，活塞随后是下冲程移动到(2)中间位置，由此只有第一材料从出口喷嘴被挤出以包封先前挤出的第二材料，然后活塞移动到(1)下部位置。

Description

用冷冻甜食填充容器的方法

技术领域

本发明涉及用包封第二甜食材料的第一冷冻甜食材料填充容器的方法。

背景技术

在冷冻甜食厂，填充头被用来填充容器，如模具、锥体或桶。可用于这种填充的时间非常短，例如少于2秒，通常少于1.5秒。因此，在时间紧迫的情况下，如果希望输送除了单一均质产品以外的任何物质，则需要复杂的填充头操作。

EP 2345332 A1公开了一种用于产生包封第二甜食材料的第一冷冻甜食流的填充头。

填充头包括壳体和其中的往复式活塞。向壳体供给第一甜食材料至第一腔室，并供给第二甜食材料至第二腔室。

活塞包含从其外壁到其下端的内部材料流动通道。

通过将填充头降低到容器底部附近的位置来操作填充头。活塞最初处于其最低位置，阻挡了甜食材料的全部流动。然后活塞向上移动到中间位置，使第一冷冻甜食材料流出填充头，但阻塞第二甜食材料。然后活塞移动到上部位置，第一和第二甜食材料都流出喷嘴。

作为可选步骤，活塞可以进行到上部位置之上的位置，第一甜食材料继续流动但第二甜食材料再次被阻塞。

一旦容器被填充到所需水平，活塞就迅速向下移动到其最低位置，从而活塞首先中断第二甜食材料(当其到达其中间位置)，然后中断第一甜食材料(当其到达其最低位置)。

这种填充头及其操作模式因此可共挤出包封在第一甜食材料内的第二甜食材料。

但是，如果希望顶面完全由第一种甜食材料制成，以真正地包封第二甜食材料，则这成为问题。

这是因为如上所述，在可选步骤中通过将活塞升高到上部位置上方来提供第一甜食的这种顶层。这具有使第一甜食材料流动同时停止第二甜食材料的期望效果。然而，一旦容器被充分填充，活塞必须最终向下迅速移动以关闭流动。这意味着，在其向下冲程中，活塞必须移动穿过第一和第二甜食材料流动的上部位置，从而允许第二甜食流动离开喷嘴并且可能出现在沉积甜食的表面上。即使这样的下行冲程很快，这也不能防止某些第二甜食不期望地从喷嘴排出的可能性。

因此，用于输送真正包封在第一甜食材料内的第二甜食材料的填充头的设计和操作方面的改进将是非常需要的。

发明内容

本发明涉及用包封第二甜食材料的第一冷冻甜食材料填充容器的方法，所述方法包括使用填充头；所述填充头包括：

具有喷嘴出口、下部第一材料入口、上部第二材料入口的壳体，和

在壳体内可移动的可往复运动的活塞；所述活塞具有外壁和上下端以及内部材料流动通道，所述内部材料流动通道将所述外壁中的上部入口连接到所述下端的出口，

所述活塞、壳体和入口被定位和定尺寸为使得所述活塞具有：

(1)下部位置，其中从第一入口和第二入口两者流动的材料被活塞外壁阻塞；

(2)中间位置，其中活塞不阻塞第一入口，而第二入口被活塞外壁阻塞；

(3)上部位置，其中所述第一入口未被阻塞，并且其中所述第二材料入口与所述内部材料流动通道连通；

当所述活塞在上冲程中从(1)下部位置移动到(2)中间位置然后移动到(3)上部位置时，所述方法包括允许冷冻甜食材料从喷嘴出口流出到容器中，于是第一和第二材料从出口喷嘴共挤出，然后向下冲程到(2)中间位置，在那里只有第一材料从出口喷嘴被挤出以包封先前挤出的第二材料，然后到(1)下部位置。

因此，活塞在其上部位置产生共挤出量的第一和第二甜食。当足够的量已经被输送时，活塞向下移动到中间位置，以便通过在顶部上沉积第一组合物层来包封第二填充甜食。因此，活塞在下冲程的中间位置花费足够的时间来提供该包封顶层。最后，活塞继续其下冲程到达最下面的位置，在该位置流动停止并且甜食被分配。

典型的填充操作涉及将填充头插入容器中，并且当填充头升高到冷冻甜食材料的进展表面上方时允许冷冻甜食材料流出喷嘴出口，直到容器随着活塞的运动(上下冲程)基本上同时被填充。

所产生的是一种真正包封的第二甜食，干净顶层仅具有第一甜食。

在一个优选的实施例中，当活塞上冲至中间位置时，用于填充容器的方法可以仅以第一甜食材料的初始流动开始。因此，通过在上冲程的中间位置花费可观的时间量，通过提供第一甜食材料的基层以及第一甜食材料的随后的顶层二者来进一步包封第二甜食材料是可能的。

在一个优选的方法中，活塞在其上冲程中以连续的运动方式移动，当它移动时，通过最下面的、中间的和上部的位置。一旦处于上部位置，活塞必须在那里停留足够的时间以充分共挤出，并因此使包封的第二甜食材料流动。在一个优选的过程中，活塞在其下冲程中以连续的运动方式移动，当其移动时，通过最上面的、中间的位置和最下面的位置，直到流动停止在最下面的位置。

在优选的方法中，活塞从下部位置移动到上部位置所用的时间为0.2至2.0秒，更优选为0.2至1.0秒。在最优选的方法中，所花费的时间是从0.2至0.6秒。在优选的方法中，活塞从上部位置移动到下部位置所用的时间为0.2至2.0秒，更优选为0.2至1.0秒。在最优选的方法中，所花费的时间是从0.2至0.6秒。

在优选的方法中，上冲程所花费的时间与下冲程所花费的时间基本相同。

壳体包括活塞在其内移动的轴。在该实施例中，轴包括用于第一材料入口的开口和用于第二材料入口的开口。典型地，轴的尺寸设计成与活塞形成紧贴配合，使得活塞的外壁与轴的壁接合。这使得活塞的物理定位能够用于阻止或允许材料从入口到壳体流入轴中。

在下部位置，第一入口典型地被与喷嘴出口接合的活塞阻塞以将其关闭。第二入口方便地被活塞的物理存在阻塞，防止第一材料流入壳体。

在中间位置，通过活塞向上移动和解除堵塞喷嘴出口，第一入口方便地打开。然而，在该位置中，第二入口仍然通过活塞的物理存在方便地阻塞，防止第一材料流入壳体。

在上部位置，第一个入口继续保持打开，就像中间位置一样。然而，现在第二材料入口通过活塞外壁中的开口与第二材料入口之间的对齐而与内部材料流动通道连通。这允许第二材料流过内部材料流动通道并出现在活塞的下端之外。以这种方式，第二材料可以通过被第一甜食材料的环形流包围而被共挤出。

因此，在该实施例中，当活塞位于下部位置和中间位置时，活塞的外壁中的上部入口位于第二材料入口的下方。当处于上部位置时，外壁的上部入口与第二材料入口连通。

本发明的第一冷冻甜食材料可以充气。术语“充气”是指例如通过机械手段将气体有意结合到产品中。气体可以是任何食品级气体，如空气，氮气或二氧化碳。充气的范围通常以“溢出”(OR)来定义。在本发明的上下文中，以体积术语(在大气压下测量)定义溢出百分比为：

存在于产品中的溢出量将取决于所需的产品特性而变化。在本发明的范围内，溢出的水平通常为0-150％，优选60-150％，更优选60-100％。

冷冻甜食材料是指通过冷冻巴氏杀菌的诸如水、脂肪、甜味剂、蛋白质(通常为乳蛋白质)等成分混合物以及任选的其它成分例如乳化剂、稳定剂、着色剂和调味剂而制成的甜食。冷冻的甜食材料可以充气。冷冻甜食材料包括冰淇淋，冷冻酸奶等。优选地，第一冷冻甜食材料是冰淇淋。

通过本发明的方法生产的冷冻甜食通常是单份产品，大小例如为50-500毫升，优选70-200毫升。冷冻甜食优选地容纳在可以是可食用的(例如薄片或巧克力圆锥)或不可食用的(例如桶)容器中。

第二甜食可以是冷冻的或不冷冻的。如果第二甜食是冷冻的，那么它可以具有上面在第一冷冻甜食材料的上下文中描述的任何特性。优选第二甜食是冷冻甜食。

第二甜食可以是通常用于冷冻甜食的任何填充物，并且可以是液体或固体。第一和第二甜食的相对量通过调节冷冻甜食材料的流速和第二甜食的流速和/或剂量率来控制。优选地，第二甜食构成产品总重量的至少20％，更优选至少30％或40％，甚至更优选至少50％，最优选至少60％。

固体第二甜食可以包括一种或多种可食用材料(“内含物”)的离散块，例如巧克力、水果(其可以是例如新鲜、干燥、冷冻或糖注入的)、坚果、饼干、蛋糕、曲奇、太妃糖、乳脂软糖、牛轧糖、棉花糖等。固体内含物的尺寸优选为1mm至10mm，更优选2至9mm，最优选5至8mm。

合适的液体第二甜食包括基于脂肪的组合物，如巧克力或糖皮(即含有非可可脂的脂肪的巧克力类似物)；水果泥/调味汁；奶油，饼干面团，饼干膏，蜂蜜，糖浆，焦糖，太妃糖，牛轧糖或软糖酱等。第二种甜食可以是软糖或糊状的形式。第二甜食可以充气，例如水果或巧克力慕斯。第二甜食也可以是冷冻甜食，其以某种方式(例如在制剂，质地，风味或着色方面)与第一冷冻甜食材料不同。我们已经发现，本发明的方法和设备允许高粘性的液体填充物被配料。例如，第二甜食可以具有至少100mPas，更优选至少500mPas，最优选至少1000mPas的粘度(使用具有同心圆柱系统的TA仪、AR2000流变仪在室温和剪切速率10s^-1下测量)。

填充物可以是上述一种或多种填充物的混合物。例如，液体填充物可能具有悬浮在其中的固体内含物。在这种情况下，在将组合填料泵送到腔室之前，将内含物引入液体填料中。固体内含物的量优选为总填充物(即固体内含物和液体填充物的组合量)重量的至少2％，更优选至少5wt％。优选固体内含物的量小于30wt％，更优选小于20wt％。

冷冻甜食本身还可以包含在冷冻甜食被供应到第一室的入口之前混合到冷冻甜食中的内含物。优选地，冷冻甜食中的内含物尺寸为1mm至5mm，更优选3至4mm。内含物的量优选为这些内含物和冷冻甜食的总量重量的至少2％，更优选至少5wt％。内含物的量优选小于20wt％，更优选小于10wt％。在冷冻甜食(以及填充物)中加入内含物为消费者提供了进一步的兴趣，并且还可以提供对比的味道和质地。

附图说明

现在将参照下列附图通过举例的方式说明本发明，其中：

图1是根据本发明的填充头处于其最低位置的侧面剖视图。

图2是根据本发明的填充头在其中间位置的侧面剖视图。

图3是根据本发明的填充头在其上部位置的侧面剖视图。

图4是根据本发明方法生产的冷冻甜食的图像，切成两半，露出内部结构。

具体实施方式

转向附图，图1示出包括壳体12和往复式活塞14的填充头10。壳体12包括第一材料入口16和第二材料入口18以及喷嘴19。

从图中可以看出，活塞14包括在其下端具有扩大的下部区域20的大致圆柱形的轴。活塞在壳体12的上部区域中与壳体紧贴配合。然而，存在壳体扩大区域22，在活塞14的壁和壳体12之间存在明显的间隙。

在活塞14内是内部材料流动通道24，其将外壁中的上部入口26连接到下端的出口28。

第一材料入口供应到壳体扩大区域22中。因此该区域22通常填充有使用中的第一甜食材料。

第二材料入口18直接供应到壳体的轴中并且与活塞14的外壁接触。

在图1所示的位置中，活塞14处于其下部位置。可以看出，由于活塞20的扩大下部区域与壳体12的壁之间的接触，第一甜食材料的流动被阻塞。第二甜食材料的流动由于活塞14的外壁的存在而被阻塞。因此在这个位置上没有任何甜食材料流出喷嘴19。

在图2所示的位置中，活塞14处于其中间位置。可以看出，在活塞20的扩大下部区域与壳体12的壁之间存在间隙。因此，第一甜食材料可以流过第一材料入口16，穿过扩大室22并流出喷嘴19。第二甜食材料的流动仍然由于活塞14的外壁的存在而被阻塞。

在图3所示的位置中，活塞14处于其上部位置。可以看出，在活塞20的扩大下部区域与壳体12的壁之间存在间隙。因此，第一甜食材料可以流过第一材料入口16，穿过扩大室22并流出喷嘴19。可以看出，活塞14的外壁中的上部入口26与第二材料入口18对齐并连通。因此，第二甜食可以流过第二材料入口18，穿过内部材料流动通道24到达活塞14下端的出口28。

此外，由于出口28位于喷嘴19的中心，结果是从喷嘴19存在共挤出物，中心区域是第二甜食材料，其被第一甜食材料的环围绕。

在使用中，整个填充头10位于将被装满甜食的容器的上方。当活塞向上移动离开图1所示的位置时开始填充。最初，只有第一甜食材料从喷嘴流出，以在容器中产生第一甜食材料的基层。当它向上移动到中间位置时，情况仍然如此。一旦达到上部位置，则开始共挤出，并且在第一甜食材料的围绕环形区域内产生第二甜食材料芯。

一旦共挤出足够的材料，活塞向下移动，当如图2所示到达中点时关闭第二甜食材料的流动。这导致包围第一甜食材料的顶层。当活塞到达下部位置时，流动停止，并且容器现在充满了完全包入第一甜食材料中的第二甜食材料。在一个特定实施例中，整个填充过程总共需要1.2秒。

在根据本发明的方法中，在试验工厂中使用图1至3中所示的填充头来将冰淇淋甜食放置在桶中。第一甜食材料是含有饼干内含物的香草冰淇淋组合物。第二甜食材料是巧克力味的冰淇淋。

一旦填满，桶切成两半，以便看到内部隐藏的内容。图4显示了两半内部视图的图像。可以看出，存在包围第一甜食材料52和第二甜食材料芯54的桶50壁。可以看出，第二甜食材料54具有厚度相对均匀的区域56和厚度逐渐变细的区域58。均匀区域在活塞处于上部位置时产生。随着活塞向下冲程的中间位置移动而逐渐形成锥形区域，逐渐扼流第二材料的流动以产生锥形效应。

Claims (8)

1.一种用包封第二甜食材料的第一冷冻甜食材料填充容器的方法，所述方法涉及使用填充头；所述填充头包括：

壳体，所述壳体具有喷嘴出口、下部第一材料入口、上部第二材料入口，和

在所述壳体内可移动的往复式活塞；所述活塞具有外壁和上下端以及内部材料流动通道，所述内部材料流动通道将所述外壁中的上部入口连接到所述下端的出口，

所述活塞、壳体和入口被定位和定尺寸为使得所述活塞具有：

(1)下部位置，其中来自第一和第二入口的材料流被活塞外壁阻塞；

(2)中间位置，其中活塞不阻塞第一入口，而第二入口被活塞外壁阻塞；

(3)上部位置，其中第一入口未被阻塞，并且其中第二材料入口与内部材料流动通道连通；

当所述活塞在上冲程中从(1)下部位置移动到(2)中间位置然后移动到(3)上部位置时，所述方法涉及允许冷冻甜食材料从喷嘴出口流出到容器中，由此第一和第二材料从出口喷嘴共挤出，所述活塞随后是下冲程移动到(2)中间位置，由此只有第一材料从出口喷嘴被挤出以包封先前挤出的第二材料，然后所述活塞移动到(1)下部位置。

2.根据权利要求1所述的方法，涉及将所述填充头插入所述容器中，并且与所述活塞的移动同时，当所述填充头升高到冷冻甜食材料的演变表面上方时，允许冷冻甜食材料流出所述喷嘴出口，直到刚好当活塞在其返回下冲程中到达其下部位置时容器实质上被填满。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中活塞在其上冲程中以连续运动的方式移动，当活塞移动时，活塞通过最低位置、中间位置和上部位置。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，活塞在其下冲程中以连续运动的方式移动，当活塞移动时，活塞通过最高位置、中间位置和最低位置，直到流动停止在所述最低位置。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，活塞从下部位置移动到上部位置所花费的时间为0.2至2.0秒，更优选为0.2至1.0秒，最优选为0.2至0.6秒。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，活塞从上部位置移动到下部位置所花费的时间为0.2至2.0秒，更优选为0.2至1.0秒，最优选为0.2至0.6秒。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述上冲程所花费的时间与所述下冲程所花费的时间实质上相同。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一冷冻甜食材料是冰淇淋。