CN1165237C - 薄壁模制体的制造方法和所用烤钳 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制作薄壁模制体的制造方法和所用烤钳，其中，以碳水化合物为主的被烤物料被放入打开的烤模的下部中，该烤模具有在烤模关闭时机械可变的烘烤空间。在关闭的烤模中，被烤物料在扩大的烘烤空间里被预烤，并在达到最大的蒸汽压力后才首次通过机械缩小烘烤空间被压缩。该烤钳包括一其内部烘烤空间可改变的烤模，该烘烤空间的尺寸可通过两个在关闭的烤钳中可相向和相离运动的、铰接相连的烤钳部件而改变。

Description

薄壁模制体的制造方法和所用烤钳
技术领域
本发明一般涉及可食用的、但至少大部分或全部可腐烂的薄壁模制体，如杯、盘、快餐包装、托盘、箔等。
本发明尤其涉及这种模制体的一种制造方法，在这种方法中，一种以碳水化合物为主制成的被烤物料注入一个多件的、最好两件的模子的下模中，被烤物料在模子中烤熟，并在需要时调湿烤制的产品。
以外，本发明涉及制造发泡的薄壁模制体的一种装置，这种模制体例如杯、盘、快餐包装、托盘、箔等用以碳水化合物为主制成的被烤物料在烤模烘烤过程中膨胀烤制而成。
背景技术
作为碳水化合物除淀粉，改良的淀粉和面粉外，还有纤维素产品。
制造上述模制体的现有方法都基于在加热的烤模中烤熟被烤物料，该烤模通过它在与被烤物料接触时确定的烘烤面的形状来确定制成品的形状，并用这些烘烤面的相互距离来确定制成品的壁厚。
在这种烘烤过程中的基本步骤为：
1.在精确计量的被烤物料加入打开的烤模的过程中和在烤模关闭的过程中加热被烤物料，同时，还通过烤模的上模进行机械的料团分布；
2.在被烤物料和烤模的热的烘烤面之间的接触面上超过沸点时，被烤物料中含的水分便立即开始蒸发；
3.通过蒸发产生的蒸汽冲击装满带有被烤物料的烤模(即装满由烤模的烘烤面限定的烤模的内部烘烤空间)。在大约5至20分钟后，至少在大约10至15分钟后烤模内达到最大压力，然后在10至45分钟内-在被烤物料的最佳烘烤性能时，在10至35分钟内-烤模内的内压力迅速下降。
4.同时被烤物料的淀粉成分几乎发粘。蒸发使被烤物料内部形成多孔结构，特别是，物料还是软的，还没有定型。在最终产品上用显微镜和电子显微镜进行横截面观察可分辨出5层，这5层对应于三种结构区：
(a)在模制体和烤模的热的烘烤面之间位于模制体的内侧上和外侧上(或上侧和下侧上)的接触面上的25至50微米的外层具有很小的孔；
(b)在模制体的外层上分别向里连接的两个范围内大约300至600微米的中间层具有中等大小的扁平孔；
(c)具有良好绝热性的比重小的模制体的核心层具有大的主要为球状的孔。
5.在从被烤物料中排出大部分水量后，模制体中的温度上升，从外层开始逐渐升到相应烘烤面的温度。但被烤物料内部的结构定型(从被烤物料的软状态过渡成硬的玻璃状的状态)只有在水被蒸发殆尽后才进行。这种定型首先在模制体的外层开始，但在模制体的中心则要到烘烤时间接近结束时才进行。
6.只有中心也足够加热和剩余水在该处排除到超过模制体的玻璃点时才可打开烤模，而不再有剩余蒸汽导致模制体起泡和其结构起层。
从这些说明中可知，为了实现模制体的中心区的烤透过程和水分的排出，必须向该处输入足够的热能-由于中间层的绝热作用延迟了烤透过程和水分的排出-，这是整个烘烤时间的一个决定性的因素。
在专利文献中只能找到在计量的被烤物料装入打开的烤模中以后进行短时间摇动的说明，以促进烤模内被烤物料的快速均匀的分布和被烤物料的一定的提前蒸发，以达到蒸汽压力峰值。
美国专利US-PS5 336 511描述了对圆锥形包装袋(Pita-Tiiten)用一个型芯和一个隔开的烘烤芯的一种方法来达到使这种制品的特殊的结构。这里嵌芯的位置在成形和烤熟时暂时不固定，从而在被烤物料中的嵌芯可“漂浮起来”，并在烤制过程中带来烘烤面相互距离的加大，这势必对烘烤时间产生延长作用。
WO 95/00023涉及压缩袋的制造，通过在烘烤的起始阶段将被烤料团短时间用力压缩。在这种压缩之前和特别是在这种压缩之后模制件保持一个相当大的距离(2～3倍最终壁厚)，显然，尽管压缩，但易于蒸发，而且模制件的这个位置在大部分烘烤时间被保持(根据数据为100～110秒)。只有在结束阶段(给定60秒)才重新压缩和完成烘烤。在这里，也象在从中间阶段烘烤面大的距离中和给定的烘烤时间-大于160～170秒-得出的那样，也需要正常的烘烤时间至延长的烘烤时间。
上述模制体一般在纵长的烤炉中烤制，在这种烤炉中分别配有烤钳的烤模互相连成一个循环链，并在相应烤炉中连续通过一条封闭的运动轨道。在烤钳链在烤炉中循环运动的过程中，每个烤钳通过一个注料工位，被烤物料在该注料工位上注入打开的烤模中。在注料工位后面，烤模和烤钳关闭并锁紧，然后烤钳运入烘烤室，在烘烤室中烤钳从外部加热，而烘烤过程则在烤模内部进行。接着烤钳到达输出工位，在该处烤钳松开，并将烤成的模制体从打开的烤钳的打开的烤模中取出并运出烤炉。烤好的模制体的必要的调湿在烤炉外面进行。
在已知的烤炉中，用烤钳来制作发泡的薄壁模制体，在这种烤炉中，烤钳内分别装有一个或多个烤模，其内部由相应烤模的烘烤面限定的烘烤空间在烤模和烤钳关闭后不再可能改变。
在一种已知的烤钳中，装在烤钳内的烤模由两半分别装在一侧的铰链段和一侧的端段之间的一个自己的烤钳部件中的模子组成，该两半模子通过一个主分模面隔开，并在其相互对应的前端上设置有烘烤面。在关闭烤钳后，两半模的烘烤面相互以一定距离对置，并限定至少一个内部烘烤空间，在该烘烤空间中，相应的模制体发泡并烤熟。两个烤钳部件在其铰链段上通过一个铰链与平行于主分模面的旋转轴可旋转地连接，并在关闭烤钳时在相互对应的侧向端段上通过至少一个在关闭烤钳后可使烤钳保持关闭的保持装置连接。两个烤钳部件的两侧的端段在关闭烤钳的情况下通过一个支承螺栓相互贴合，并带有可使保持装置啮合和脱开的部件。
发明内容
本发明旨在改进可食用的、但至少大部分或全部可腐烂的薄壁模制体的制造。
为了实现这个目的，提出了一种方法，该方法是将一种以碳水化合物为主制成的被烤物料放在烤模的下模中，烤模关闭并在烤模中将被烤物料烤成一种模制体，然后从烤模中取出该模制体。这样产生的模制体接着在1～4％(重量比)或8％和超过8％(重量比)的湿度范围内进行调湿。根据本发明，这个方法的特征在于，在关闭烤模情况下经一定预烘烤时间后并在壁厚相对于模制体的最终壁厚增大的情况下，将预烘烤的产品在达到最大蒸汽压力后、但最迟在模制体的中间层固化之前压缩到模制体最终的壁厚，并烤制完毕。
令行家惊奇的是，在按华夫烤制技术制成的这种模制体在制作时达到了烘烤时间的明显缩短。根据本发明，在被烤物料在关闭的烤模中在相对于模制体的最终壁厚增加壁厚的情况下进行的预烘烤过程经过一定的预烘烤时间以后、以预烘烤的产品达到最大蒸汽压力后，特别这在这个时间点模制体的中间层尚未固化时进行压缩过程。在本发明压缩过程中，预烘烤的产品在中间层固化之前压缩到模制体的最终壁厚，并烤制完毕。
烘烤时间比迄今为止所需的烘烤时间缩短了5％～50％以上。
预烘烤时间最好大约为总烘烤时间的90％和10％之间。在预烘烤时间的过程中，模制体的厚度最好不超过模制体最终厚度的4倍，最好大约2.7～2倍。
压缩既可在一道工序中，也可分阶段或连续不断进行。
此外，如果在模制体局部卸压进行压缩后进行至少一次短时间的再循环压缩到模制体的最大预烘烤壁厚、最好压缩到模制体最终壁厚的2倍左右，这证明是有利的。
虽然缩短烘烤时间的效应的实际原因说不清楚，但估计是由于下列原因所致：
1.由于不密实的仍然软的中间层的压缩使其绝热效果减少；
2.由于烘烤面的相互距离的减小有利于热传导。
在达到蒸汽压力峰值之前的众所周知的起始摇动与此无关，且由于相当短的持续时间，对烘烤时间的可能延长或缩短意义不大。
还应当说明一点：在所述的壁厚内不存在烘烤面上导致模制体表面向外凸出的肋、毛边之类的可能的刻纹。这种壁厚数据只涉及按华夫烘烤技术制造的模制体的所谓芯厚。
此外，为了实现这个目的，本发明建议用一把烤钳来制作发泡的薄壁的模制体，在该烤钳中装有一个由两半模组成的烤模，这两半烤模分别装在一个侧向铰链段和一个侧向中间段之间的一个自己的烘钳部件上。这两半模通过一个主分模面隔开，并在其相互面对的前端设置有烘烤面，这些烘烤面在关闭烤钳时相互以一定距离对置并至少限定一个内部的烘烤空间，被烤物料在该烘烤空间中发泡和烘烤。两个烤钳部件在其铰链段上通过一个铰链可旋转地相互连接并在关闭链钳时可在其相互对置的侧向的端段上通过至少一个保持装置相互连接；该保持装置在烤钳关闭时操作，使烤钳保持关闭。两个烤钳部件的两侧端段带有可使保持装置相互啮合和脱开的部件。
根据本发明，这种烤钳具有这样的特征：为了改变烤钳的烤模的内部烘烤空间的容积，两个烤钳部件设计成在关闭了烤错和关闭了保持装置的情况下可进行相向和分离运动，其中，为烤钳部件的两个铰链段设置了两个不同的相互并相对于主分模面平行的旋转轴，该旋转轴可相互调节，以改变烤模内部烘烤空间的容积。
这种结构可在烘烤过程中压缩注入在关闭烤模中的被烤物料。
根据本发明，铰链的两个旋转轴可由一根弯曲的铰链销构成，其弯头分别连接可旋转支承在一个烤钳部件的铰链段中的轴段和一个为此偏心设置的可旋转支承在另一个烤钳部件的铰链段中的轴段。
根据本发明，该铰链设置两个弯曲的铰链销，它们分别具有两个相互偏心设置的轴颈，该轴颈分别旋转支承在一个铰链段中。
根据本发明，可垂直于铰链的两个旋转轴设置一根摇杆，它与两个旋转轴之一抗扭地连接，并在关闭烤钳和关闭保持装置时可垂直于两个旋转轴旋转，以便两个烤钳部件相互进行相对运动。
下面结合附图来详细说明制作发泡的薄壁模制作用的一把烤钳的实施例。
附图说明
图1表示一把打开的烤钳的正面图；
图2表示一把关闭的烤钳，图中上烤钳部件下降，横截面中没有烤模；
图3表示烤钳铰链的一个水平横截面；
图4表示在升起上烤钳部件时烤钳铰链的一个垂直横截面。
具体实施方式
附图表示用来制作起泡的薄壁模制体的一把烤钳，这种模制体由在烘烤过程中放在一个装在烤钳1内的烤模中不断膨胀的被烤物料制成。该烤模由分别装在位于一个侧向的铰链段2a、3a和一个侧向的端段2b、3b之间的、一个自己的烤钳部件2、3中的两半模子4、5组成，这两半模子由一个主分模面分开，并在其相互对着的前端设置有烘烤面4a、5a。在关闭烤钳1时，两半模子4、5的烘烤面4a、5a以一定距离对置，并限定至少一个内部烘烤空间，在该烘烤空间中相应的模制体发泡并烘烤。
两个烤钳部件2、3在其铰链段2a、3a上由一个铰链7连接而相互旋转，该铰链为两个铰链段2a、3a备有两个不同的相互并相对于主分模面平行的旋转轴8、9。在关闭烤钳1时，两个旋转轴8、9前后位于一个大致水平的平面内。在图4中的前旋转轴8配置了下烤钳部件3，而图4中的后旋转轴9则配置了上烤钳部件2。
内部烘烤空间在其外侧边缘上由在图中未示出的上侧和下侧挡板限定。上挡板固定在上模4的垂直于铰链7的旋转轴8、9延伸的外缘上，并超过其烘烤面4a向下凸出。下挡板固定在下模5平行于铰链7的旋转轴8、9延伸的外缘上，并超过其烘烤面5a向上凸出。在关闭烤钳时，上挡板向下凸出于两半模4、5的相互对置的烘烤面，而下挡板则向上凸出于两半模4、5的相互对置的烘烤面。
在关闭烤钳1时，两个烤钳部件2、3的相互对置的两侧端段2b、3b带有一个可从外部操作的，使烤钳1保持关闭的保持装置的相互可啮合和脱开的部件12a、12b。在关闭烤钳时保持装置的部件12a、12b相互啮合。这时该保持装置连接两个位于铰链7对面的烤钳1一端的两侧端段2b、3b上的烤钳部件2、3。
铰链7的两个旋转轴8、9由一根弯头铰链轴构成，其弯头分别连接可旋转支承在烤钳部件2的铰链段2a中的轴段9a和一个为此偏心设置的可旋转支承在另一个烤钳部件3的铰链段3a中的轴段8a。
铰链7备有两个弯头铰链销，它们镜象地相互设置并分别具有一个设置在下烤钳部件3的铰链段3a中的作为轴颈的轴段8a和一个为此偏心设置在上烤钳部件2的铰链段2a中的作为轴颈的轴段9a。
铰链7设置有一根垂直于两个旋转轴8、9设置的摇杆13，该摇杆与图4的后旋转轴9抗扭地连接并在其自由端上有一个控制辊14，控制辊用于啮合设置在烤炉中的导向板15。
在上烤钳部件2的自由端上同样设置了一个控制辊16，它用于啮合烤炉中设置的导向板17。
在关闭烤钳1和关闭保持装置时，上烤钳部件2在通过与烤炉的导向板15和17啮合的控制辊14和16朝下烤钳部件3基本上垂直于烤模的主分模面向下运动，以便减小烤模的内部的烘烤空间，并从而压缩位于内部烘烤空间中的被烤物料。其中，在烤钳的铰链侧上，弯头铰链销通过控制辊14和摇杆13旋转，这时该摇杆13向下旋转到图2所示的位置，同时后旋转轴9相对于烤模的主分模面向下运动。
为了对注入烤模的内部烘烤空间中的被烤物料的卸载，上烤钳部件2在关闭烤钳1和关闭保持装置时通过与烤炉的其他导向板啮合的控制辊14和16相对于下烤钳部件3大致垂直于烤模的主分模面向上运动。其中，在烤钳的铰链一侧上，弯头铰链销通过摇杆13向上旋转直至该摇杆13紧贴到下铰链段3a的一个止销18为止。其中后旋转轴9相对于烤模的主分模面向上运动。

Claims (14)

1.薄壁模制体的制造方法，具有下述步骤：
(a)制作以碳水化合物为主的被烤物料；
(b)将该被烤物料放在已打开的烤模的下模中，该烤模至少包括一在烤模关闭时可机械改变的内部烘烤空间；
(c)关闭烤模；
(d)预烘烤在关闭的烤模的内部烘烤空间内的被烤物料，该内部烘烤空间要比模制体的最终壁厚大；
(e)通过机械缩小该烤模的内部烘烤空间来压缩被烤物料；
(f)在烤模的内部烘烤空间内最终烘烤被烤物料，该内部烘烤空间已被缩小至模制体的最终壁厚；
其特征在于，该被烤物料在烤模的扩大的内部烘烤空间中被预烘烤至达到最大的蒸汽压力，只有在达到最大的蒸汽压力后才通过机械缩小闭合的烤模的内部烘烤空间来首次压缩该被烤物料。
2.按权利要求1的方法，其特征在于，该被烤物料在烤模的扩大的内部烘烤空间内被预烘烤90％～10％的总的烘烤时间。
3.按权利要求1的方法，其特征在于，该被烤物料在烤模的不扩大至模制体的最终壁厚的4倍的内部烘烤空间内预烘烤。
4.按权利要求1的方法，其特征在于，该被烤物料在烤模的扩大至模制体的最终壁厚的2至2.7倍的内部烘烤空间内预烘烤。
5.按权利要求1～4中之一的方法，其特征在于，该被烤物料在预烘烤后在通过机械缩小该闭合的烤模的内部烘烤空间的一个步骤中被压缩。
6.按照权利要求1～5中之一的方法，其特征在于，该被烤物料在预烘烤后通过机械缩小该闭合的烤模的内部烘烤空间被连续压缩。
7.按权利要求1～5中之一的方法，其特征在于，该被烤物料在预烘烤后通过机械缩小该闭合的烤模的内部烘烤空间被逐步压缩。
8.按权利要求1～7中之一的方法，其特征在于，被烤物料的压缩在压缩步骤后为了局部减小模制体的压力至少短时回恢至最大的预烘烤的壁厚。
9.按权利要求1～7中之一的方法，其特征在于，被烤物料的压缩在压缩步骤后为了局部减小模制体的压力少短时回恢至模制体的最终壁厚的两倍。
10.按权利要求1～9中之一的方法，其特征在于，烘烤完的模制体被调湿至预定的量。
11.用碳水化合物为主制成的被烤物料在烘烤过程中不断膨胀而成的发泡的薄壁模制体的制作用的烤钳，它具有至少一个放置在该烤钳中并在该烤钳关闭时形成一内部烘烤空间的烤模，该烤模的两半模子(4，5)被放置在两个烤钳部件(2，3)中，这两烤钳部件(2，3)在烤钳(1)的一侧通过至少一个铰链(7)相互铰接并在该烤钳(1)的另一侧通过至少一个保持装置(12a，12b)在烤钳(1)闭合时相互连接，其特征在于，这两个烤钳部件(2，3)被设计成在关闭烤钳(1)和关闭保持装置(12a，12b)时可进行相向和相离运动，其中，每个烤钳铰链(7)具有两个相互平行的、为了改变烤模的内部烘烤空间的容积而可相对调节的旋转轴(8，9)，用于调节烤钳铰链的两个铰链段。
12.按权利要求11的烤钳，其特征在于，设置了一根垂直于烤钳铰链(7)的两个旋转轴(8，9)的、并与这两个旋转轴(8，9)固定相连的摇杆(13)，该摇杆为了使两个烤钳部件相互相对运动，以便改变烤模的内部烘烤空间的容积而在关闭烤钳(1)和关闭保持装置(12a，12b)时可垂直于这两根旋转动(8，9)旋转。
13.按权利要求11或12的烤钳，其特征在于铰链段(2a，3a)的这两个旋转轴(8，9)由一根弯头铰链销构成，其弯头分别连接一个可旋转支承在烤钳部件(2)的铰链段(2a)中的轴段(9a)和一个为此偏心设置的可旋转支承在另一个烤钳部件(3)的铰链段(3a)中的轴段(8a)。
14.按权利要求11或12的烤钳，其特征在于，该铰链段(2a，3a)设有两个弯头铰链销，它们分别具有两个相互偏心设置的轴段(8a、9a)，该轴段作为轴颈分别可旋转地支承在烤钳铰链的两个铰链段(2a、3a)中的一个中。
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