CN110536604A - 模具构件中的改进的除气腔体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有食物成形构件的食品成形设备，该食物成形构件包括多个产品腔体和与模具滚筒的表面密封配合的密封板。

Description

模具构件中的改进的除气腔体

技术领域

本发明涉及一种具有食物成形构件的食品成形设备，该食物成形构件包括多个产品腔体和与模具滚筒的表面密封配合的密封板。

背景技术

在利用诸如肉、蔬菜和/或鱼等食物团块(mass)填充这种腔体时，必须排出残留的空气。在腔体至少部分地由多孔材料制成的情况下，这可以通过多孔材料来实现。在某些情况下，通过产品腔体的多孔结构进行除气是不够的。

发明内容

因此，本发明的问题是克服现有技术中的缺陷。

用具有食物模具滚筒的食品成形设备解决了该问题，该食物模具滚筒包括多个产品腔体和与模具滚筒的表面密封地配合的密封构件，其中，密封板包括排气装置。

本发明涉及一种食品成形设备，其将诸如肉末、肉片或肉块等食物团块成形为某种形状，如肉饼。该设备包括模具滚筒，在模具滚筒中形成食物团块。成形后，将成形的产品从腔体中取出，然后可以重新填充腔体。腔体可以全部或部分地由多孔材料制成，例如，诸如塑料或金属的烧结材料。经由该多孔材料，成形的产品可以与气体一起排出和/或在填充腔体期间可以经由多孔材料来排气。

模具构件是模具滚筒。该食物成形滚筒的外表面具有多个产品腔体，这些产品腔体朝着滚筒的圆周敞开，并且食物团块在这些产品腔体中成形为食品，例如肉饼。该食物模具滚筒优选地包括多排产品腔体，而每排包括一个或多个并排的产品腔体。这些排平行于本发明的滚筒的中轴线布置。在生产过程中，滚筒连续或间歇地转动，在一个位置上，在一排的产品腔体中充满了食物团块，而在下游位置，成形的食物团块从位于一排的产品腔体中排出。随后，可以再次填充在一排的产品腔体，如此循环进行。为了在产品腔体填充之前和/或期间和/或之后对产品腔体进行排气和/或为了支持产品的排出，产品腔体可以至少部分地由多孔材料制成，例如，烧结金属或可透气的塑料，并且通过该多孔材料可以对产品腔体进行排气，或者气体，例如空气，可以通过该多孔材料排出，以使成形的产品从产品腔体的表面松开。优选地，该多孔材料包括彼此互连的孔/通道。食品成形滚筒还优选地包括流体通道，该流体通道在滚筒的纵向方向上延伸，即平行于滚筒的中心轴线，并且优选地从滚筒的一端延伸到另一端。例如，经由每个流体通道，排气空气可以被排出到周围环境中，和/或压缩的气体可以被压进腔体中以排出成形的产品。另外，可以迫使清洁流体穿过产品腔体的通道和/或多孔材料。

在用食物团块填充腔体之前、期间和/或之后，腔体将被密封构件，例如，被密封板包围，从而不会发生不希望的团块泄漏。该密封构件与模具构件的表面密封地配合，例如与模具滚筒的外周密封地配合。密封构件优选地是密封板，其长度优选地在滚筒的整个轴向长度上延伸。在径向上，密封板优选地覆盖一个腔体的径向长度。然而，更优选地，密封板比一排腔体的径向长度更长。优选地，密封板包括开口，优选地为槽，该开口优选地在滚筒的整个轴向长度上延伸。通过这个开口，模具腔体被食物团块填充。优选地，密封构件是有弹性的，使得它可以补偿滚筒表面的不规则性和/或使得密封构件与模具构件的表面之间可以形成间隙，优选地是由于待排出的气体的压力造成的。更优选地，密封构件至少局部地压靠在模具构件的表面上。

根据本发明，密封构件包括排气装置。这些排气装置用于在填充之前和/或期间和/或之后对腔体进行排气。优选地，仅在期望的时间段内和/或期望的量之内进行排气。应没有或只有尽可能少的食品经由排气装置从腔中逸出。优选地，只有气体可以通过排气装置。

根据本发明的一个实施例，排气装置是阀。阀可以是通道，该通道贯穿密封构件的整个厚度，从与模具构件接触的表面延伸到例如与周围环境连通的表面。一排腔体中的每个腔体可以有一个阀。该阀可以是手动的和/或自动的。同一排的阀可以设置为不同形式。阀优选地设置在密封构件的上游端附近或填充开口，例如填充槽的上游。

根据本发明的优选实施例，排气装置是模具滚筒和密封板之间的间隙。优选地，该间隙仅在一排中的一个或多个腔体被填充和/或已经被填充之前、同时或之后暂时存在。由于填充期间和/或之后腔体中的填充压力，可能会出现间隙。也可以附加地或替代地具有机械或电气装置，它们在密封构件和模具构件表面之间形成间隙。例如，可以通过释放压力来提供间隙，该压力将密封构件压靠在模具构件的表面上。优选地，该间隙仅在局部设置，更优选地，相对于其在填充之后的移动，在每个腔体的上游端设置。然而，间隙也可以沿着密封构件的整个轴向长度延伸。一旦腔体被排气，优选地间隙闭合，例如通过增加密封构件上的压力。

优选地，食品成形设备包括：压力构件，优选地是一个或多个活塞/气缸，每个活塞/气缸将密封构件压在模具滚筒上；以及控制装置，其控制压力构件以影响间隙的大小。如果存在多个压力构件，则这些构件可以优选地单独地进行控制，并且更优选地设置为不同的压力。优选地，压力构件设置在腔体填充位置的上游。

该问题还通过一种在模具滚筒的腔体中形成食品产品的方法来解决，该腔体由密封板密封，其中该腔体至少部分地通过密封构件或密封构件与模具滚筒之间的间隙排气。

关于本发明的食品产品成形设备的公开内容也适用于本发明的方法，反之亦然。结合本发明的设备公开的主题也可以结合到参考本发明的方法的权利要求中。

本专利申请的主题涉及一种由例如肉末的食物团块，来形成食物，例如肉饼的方法。食物团块是在一侧敞开的腔体中形成的。腔体是模具滚筒的一部分。

在填充之前、期间和/或之后，腔体的敞开侧至少部分地用密封构件，例如密封板密封。

根据本发明，在填充之前和/或期间和/或之后，通过密封构件和/或通过密封构件与模具滚筒之间的间隙对腔体进行排气。优选通过密封构件中的阀进行排气。该阀可以是简单的凹部，该凹部从密封构件和模具滚筒之间的界面延伸，直到外部环境和/或达到一定体积为止，该体积容纳排出的气体。该阀可以包括可手动或自动致动的可移动体。在一排中有多个腔体同时被填充和排空的情况下，优选地，每个腔体包括凹部/阀，更优选地，该凹部/阀可以被单独地调整。在通过间隙对腔体进行排气的情况下，该间隙的大小优选地是可控制的，例如通过调整压力和/或调整密封构件，优选为密封板压在模具滚筒上的位置。优选地，释放密封构件和模具滚筒之间的压力，直到残留的空气逸出，然后再次增加。根据本发明的另一优选实施例，密封构件与模具滚筒之间的密封是自调节的，即，如果腔中的压力超过一定极限，则模具滚筒与密封构件之间会形成间隙，残留的气体可以通过该间隙逸出。然而，优选地，该间隙保持很小，以使得仅有气体以及没有或很少的食物团粒或食物产品液体可以从腔体中逸出。一旦压力降低，间隙会自动减小。根据另一优选实施例，存在用于机械地和/或电气地和/或磁性地建立密封构件和模具滚筒之间的间隙的装置。

在密封板中设置有可操纵阀的情况下，优选地在填充腔体期间和/或之后将其打开。

在填充期间和/或之后，每个腔体的排气优选地是作为通过每个腔体的一部分的多孔、透气的结构对腔体进行排气的补充。然而，排气也可以通过密封构件和/或密封构件与模具滚筒之间的间隙进行。

附图说明

现在根据附图来说明本发明。这些说明不限制保护范围。这些说明同样适用于本发明的所有实施例。

图1和图2描述了现有技术。

图3-6分别描述了本发明的实施例。

具体实施方式

图1描述了根据WO2013014010的图25(图1a)和图28(图1b)的食品成形设备1。模具构件是沿逆时针方向转动的模具滚筒6，并且在模具滚筒6的圆周上设置有多个腔体7。如图所示，在一排中有多个腔体，即，多个腔体同时被填充和排空。这些腔体包括底壁和侧壁，并且在该实施例中至少部分地由多孔结构制成。在填充期间，残留在腔体内和食物团块内的空气将通过腔体的多孔结构被排出到流体通道8，并从流体通道进入外部环境。此过程的驱动力来自通过团块供给部2(食物泵，未示出)和食物供给通道3进入腔体的加压团块。为了防止成形的食品变形，加压的切割构件10压在密封板上或直接压在歧管的下游区域中的模具滚筒上。

压力装置12和13被示为稳定元件，更具体地为块，优选地为塑料块，然而这些稳定元件也可以被设计为不同方式，例如弯曲的板，只要该设计允许稳定元件随着滚筒的变形即可。上游密封区域4中A排和B排中的压力元件16将通过上游稳定元件12和歧管11将密封板9压在滚筒6的圆周上。下游密封区域5中C排和D排中的压力元件16将通过下游稳定元件13和歧管11将密封板9压在滚筒6的圆周上。密封板9是柔性的，因此能够跟随滚筒表面的不规则性，并且在上游密封区域和下游区域中与滚筒密封连接，因此没有空气可以逸到外部环境。

压力元件16被示为双作用致动器，更具体地为双作用气缸，其活塞直接地或通过连接元件15连接到稳定元件12、13。一排中的所有压力元件都可以用单独的压力或用相同的压力单独地进行加压。所有排都可以用唯一的压力或相同的压力进行加压。最外侧的压力元件L和R将防止食物团块泄漏出滚筒的外端。压力元件的数量主要取决于滚筒的长度和/或作用在滚筒上的力(对食物团块加压，压力元件的压力，滚筒重量)和/或滚筒的变形与稳定元件的刚度之间的关系。压力元件能够将歧管和稳定元件缩回至某一位置，在该位置食物成形设备可以进行维修、清洗并且例如可以更换密封板。

图2描述了腔体的除气。由于模具滚筒的转动，一旦模具腔体的下游端Bmc通过通道的上游端Bfc时就开始填充腔体，并且一旦模具腔体的上游端Emc通过供给通道的下游端Efc时就停止填充腔体。从填充槽上游的密封构件9，这里是密封板，和模具滚筒6，这里是模具滚筒之间的密封发生在开始密封区域Bsa和开始供给通道Bfc之间。在此，在滚筒圆周方向上的密封长度Lsd比在滚筒圆周方向上的腔体长度Lcd短。

最初，在用加压的食物团块填充腔体的过程中，该团块从而迫使在较低压力下的腔体内的残留空气通过开口Bsa-Emc流入周围环境。在滚筒进一步转动期间，腔体将进一步填充一定量的食物。腔体中残留的空气量将被压缩，并随着Bsa-Emc的距离减小而被迫进入到周围环境。只要Bsa-Emc的距离为零，沿密封构件的除气就会停止。在具有至少部分多孔结构或其他除气装置，例如穿孔和/或开口的腔体的实施例中，可以通过腔体的除气装置进行另外的除气。

考虑到所需的操作参数，例如模具滚筒的填充压力和转动速度，将选择密封长度Lsd，以使得随着适合的密封而除气到周围环境中是足够的，并且不会有任何食物团块泄漏到周围环境中。

现在已经发现，根据现有技术的设计可能会导致腔体仅部分被填充。

图3b描述了本发明的第一实施例，其通过密封构件，这里是密封板9，从腔体中去除残留的空气。在本实例中，真空不是通过腔体的多孔结构而是通过密封板9的凹部17与腔体流体连通。本领域技术人员理解的是，通过密封板将腔体连接到低于填充压力的压力，例如环境压力，可能就足够了。在团块特性和/或与腔体和/或工艺参数有关的特性发生变化的情况下，可以调整真空参数，以使每个腔体都以适当的重量完全充满，并且通过真空连接不会泄漏团块。优选地，在控制系统内，优选自动地确定真空参数，例如真空水平和真空连接与腔体接触的时间(真空开始和停止的时刻，持续时间)，这样就不需要人工操作。如果在食品成形设备的生产过程中不需要连接到真空源的情况下，该实施例可以在没有真空的情况下操作，并且仍然沿着密封和通过凹部17进行除气，如图3a所示。在完全不需要沿着密封除气的情况下，可以封闭凹部17(未示出)。如果在一排中有多个腔体，则应用于每个腔体上的真空优选地可以被单独控制。

图4a描述了第二实施例。在此，设置阀19以控制和/或调整来自每个腔体或一排腔体的排出气体流。该阀可以手动地致动，但是优选地通过电动驱动装置来操作，使得腔体内的残留空气在腔体的密封期间进行除气，通过凹部17和例如经由壳体18进入到周围环境。图4b描述了处于关闭位置的阀，这样不会发生从腔体到环境的除气。一排中的每个腔体可以有一个阀。然而，一排中的阀也可能比腔体少。在第二种情况下，优选在密封板上设置歧管，该歧管收集排出的气体并将气体引导至阀，然后例如引导至环境。

图5示出了本发明的第三实施例，其中阀19在此将相对于滚筒的转动轴线在阀壳体18中沿径向方向移动。阀可以手动移动，但优选通过驱动装置移动。图5b示出了处于关闭位置的阀。

图6示出了本发明的另一实施例。在这种情况下，整个排气或附加于通过腔体的排气之外的排气通过框架和密封构件9之间的间隙20进行。

例如，间隙的大小可以通过图1所示的压力装置来控制。如果不需要通过间隙20除去残留的空气，上游密封区域中的密封板可在其整个长度上压靠在滚筒的外表面上，如图1所示。在需要沿密封板除气的情况下，可以启动A排中的相关压力元件，以便在填充之前和/或期间和/或之后，腔体内残留的空气可以通过捷径从特定腔体沿着密封构件逸出并进入周围环境。因此，压力元件将使压力装置和密封构件缩回并远离滚筒的位置，从而导致如图6所示的密封板变形和/或它们的压力减小，使得残留的空气的压力打开间隙。

基于相同的成形设备、工艺参数和腔体相对于供给通道的相同位置；在图6a中，密封构件受到高度的变形，从而形成了基本上充满的腔体，而在图6b中与此相反，密封板仅轻微变形。

A-D排中使用，特别是A排中使用的压力元件16可以配置为由电机驱动的机构。在另一个实施例中，压力元件是用于将压力装置和密封件压紧在滚筒的圆周上的单独的可充气的波纹管或气缸，以及使压力装置和密封件缩回并远离滚筒的另外的单独的压力元件。优选地，压力元件是双作用致动器，更具体地是双作用气缸，其活塞直接连接或者经由连接元件15间接连接到诸如稳定元件12的压力装置上。压力装置12优选地将连接到密封板。

为了实现一个稳定的系统和/或稳定的过程，用于驱动根据图4和5的实施例中的阀和/或用于改变根据图6的实施例中的密封板的变形程度的驱动机构优选地由作为成形设备一部分的控制单元自动控制，使得即使在生产过程中团块属性和/或与腔体和/或工艺参数有关的属性发生变化时，在生产过程中也不需要人工干预。阀和/或间隙的大小可以通过压力控制和/或根据滚筒的转动位置，例如腔体相对于填充槽和/或密封构件的位置，来进行控制。

如果经由腔体的除气与诸如本发明实施例中所述的附加的除气方式相结合，则可以减小食物团块上的压力。在从团块供应系统到腔体的运输过程中，对食物团块施加的力越小，对团块的成分/结构的破坏就越小。此外，它也将会防止腔体中的多孔结构和/或开口的堵塞。

对于所有描述的实施例，在模具腔体的下游端Bmc通过供给通道的上游端Bfc之前，即在实际开始填充腔体之前，沿着和/或通过密封构件的除气就已经开始了。

除了所描述的实施例之外，可以使用实施例的组合，诸如具有连接到周围环境的多孔结构的腔体、通过密封构件连接到腔体的真空设置有阀的密封构件、可伸缩密封构件等。

结合模具滚筒描述的本发明的实施例也可以与模具板结合使用。

参考标记列表

1.食品成形设备

2.团块供给部

3.食物团块供给通道

4.上游密封区域

5.下游密封区域

6.食物成形构件，滚筒，模具滚筒

7.产品腔体

8.流体通道

9.密封构件，密封板

10.切割构件

11.歧管

12.上游稳定元件

13.下游稳定元件

14.框架

15.连接元件，活塞

16.压力元件，致动器，气缸

17.凹部

18.阀壳体

19.阀

20.密封板9和模具滚筒6之间的间隙

A-D:排号

L-R:单个的压力元件，从左到右

Bsa：开始密封区域

Esa：结束密封区域

Bfc：开始供给通道

Efc：结束供给通道

Bmc：在滚筒的转动方向上可见的开始滚筒腔体

Emc：在滚筒的转动方向上可见的结束滚筒腔体

Lcd：在模具滚筒的圆周方向上的腔体长度

Lsd：在模具滚筒的上游密封区域中的密封长度

Claims (10)

1.一种具有模具滚筒(6)的食品成形设备(1)，所述模具滚筒(6)包括多个产品腔体(7)和密封构件(9)，优选为密封板(9)，所述密封构件(9)与所述模具滚筒(6)的表面密封配合，其特征在于，所述密封构件(9)包括排气装置(17-20)。

2.根据权利要求1所述的食品成形设备(1)，其特征在于，所述排气装置(17-20)是阀。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的食品成形设备(1)，其特征在于，所述排气装置是所述模具滚筒(6)与所述密封构件(9)之间的间隙(20)。

4.根据权利要求3所述的食品成形设备，其特征在于，其包括：压力元件(15，16)，所述压力元件(15，16)将所述密封构件(9)压靠在所述模具滚筒(6)上；以及控制装置，所述控制装置控制所述压力构件以影响所述间隙(20)的大小。

5.根据前述权利要求中任一项所述的食物成形构件，其特征在于，所述模具滚筒是在其圆周上具有腔体(7)的滚筒。

6.根据前述权利要求中任一项所述的食物成形构件，其特征在于，所述腔体至少部分地由多孔材料制成。

7.根据权利要求6所述的食物成形构件，其特征在于，所述腔体通过所述多孔材料进行排气。

8.一种在模具滚筒(6)的腔体(7)中形成食品的方法，所述模具滚筒(6)由密封构件(9)密封，其中，所述腔体至少部分地通过所述密封构件或所述密封构件(9)和所述模具滚筒(6)之间的间隙排气。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，释放所述密封构件(9)与所述模具滚筒(6)之间的压力，直到残留的空气逸出为止。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在所述腔体的填充期间和/或之后，打开所述密封构件中的阀。