CN1228001C - 混合系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种混合系统，包括一个用于在供给位置(350)顺序地提供规定量的批量食品的计量装置(200)，一个具有若干个混合室(Ti)的混合装置(300)，其中各混合室可以顺序地与食品供给位置对齐。以及一个用于在添加剂供给位置(352，354)分配已测好量的添加剂的分配器(310)，其中添加剂供给位置(352，354)离开食品供给位置(350)。混合室(Ti)沿着封闭通路是可移动地，有顺序地与食品供给位置(350)和添加剂供给位置(352，354)对齐。一个控制系统(700)，用于控制所说的计量装置、混合装置和分配器的运行。

Description

混合系统和方法

技术领域

本发明涉及一种混合系统和方法，特别地用于食品添加剂如调味料，例如盐或香辣调味料，或者标识类记号，在包装前添加到食品中。

背景技术

给小吃食品如马铃薯或谷物制成的食品添加添加剂的装置已有公开，例如，日本专利公开平4-35132和日本专利2689139，以及美国专利5,090,593和5,846,324。在这些现有技术中，从油炸机取出的食品如署片放进转动圆筒，并按照规定比例添加调味剂，然后把它们混合在一起。当使用不同种类的添加剂时，必须全部清洗调味装置下端的所有部分。这种装置一般包括秤重机，用来将所收到的产品分成规定重量的批量，从而制成独立包装产品。

且不说清洗所有下端设备既麻烦又耗时。而且，由于在这种清洗操作过程中，所有这些装置必须停工，这就对系统的生产率有很大的不利影响。

当生产线上的设备被清洗时，上端的设备须先停止，但下端的那些设备还允许继续进行，直到被处理的产品全部排放出去为止。在系统完全停止之前，由于操作者不能精确地控制最终排放产品的量，可能会有容器没有装满成品。

进一步说，添加剂的添加减短了生产时间，特别是要添加多于一种的添加剂时。

发明内容

根据本发明的第一方面，混合系统包括一个计量装置，用于顺序地在供给位置按食品规定量分配供给；一个混合装置，包括若干个混合室，其各个混合室能顺序地与食品供给位置对齐；一个分配器，用于在离开食品供给位置的添加剂供给位置分配已量好的添加剂；其中混合室相对于封闭通路是可移动的，以至顺序地使它们与食品供给位置和添加剂供给位置对齐；一个控制系统，用于控制计量装置、混合装置和分配器的运行；以及一个包装装置，其位于供给位置的下端和混合装置的下面，用于将所述食品的批量包装在袋子中，其中各混合室可在包装装置上运行，将内含物排放到包装装置中。

根据本发明的第二方面，一种将一个或多个添加剂与食品混合的方法包括：在供给位置按食品规定量顺序供给各自的混合室；沿着一个封闭通路，将混合室从供给位置移动到一个或多个添加剂供给位置；在一个或至少一个添加剂供给位置分配已量好的添加剂到混合室，并分配混合物；以及在供给位置的下端且在使用该包装装置的混合室下面将混合物包装到袋子中，各混合室可以在包装装置上运行，将其内含物排放到包装装置中。

在本说明中，“定量”我们包括数量、重量、体积或其他任何适于食品工业的测量。

不同于现有技术，我们在计量装置的下端提供一个混合装置，这样添加剂是加在食品上的，而不是在一个后续的烹饪过程中加入。

此外，上述提及的系统克服了冲洗问题，特殊地，在施加添加剂如调味料时。这样，由于添加剂在食品通过一个称量装置或类似机器被分配成按规定量细分的小批量之后施加的，施加的添加材料没有接触称量装置，也就没有必要在每次使用新添加剂后清洗称量装置。因此，系统不必因清洗操作而停止，从而显著改进了生产率。此外，由于不需要清洗称量装置，所以它不必制成可拆卸的结构。因此，能够使这样的系统更便宜。

本发明的另一重要方面是设置若干个混合室，这些混合室可以顺序地与食品供给位置对齐。这种优点是当添加剂配送到一个混合室的同时，可以在另一个混合室中装填后续的批量食品或是使之卸空的。进一步说，本发明允许在进行一个混合过程的同时，在另一个混合室中进行装填或卸空的操作。因此显著改进了生产率。例如，在加标记类记号时，要有时间给食品加个记号，由于标识物常以不同速度落到食品上，在过去，经常是落在袋子的密封区处。

混合室可以安装在传送带或类似装置上，但最好是安装在一个转动支件上。用一个控制系统使该支件转动，从而使混合室沿着一个封闭通路运动。特别地，该转动支件具有一个基本上垂直的轴。

在某些情况下，只用单一的添加剂分配器依次给混合室加料，而在另一些情况下，可以提供多个添加剂分配器，每一个分配器各自与沿着混合室的运动通路而设置的添加剂供给位置对齐。当然，多于一个的添加剂分配器也可以位于同一个添加剂供给位置。进一步说，一种添加剂供给位置可以与食品供给位置一致。这些添加剂分配器可以用来混合添加剂和同批量的食品，该添加剂分配器也可以用在该系统处理不同食品时的不同运行中。选择的添加剂相应于所需计量的特定食品。

添加剂可以是不同形式的，包括调味料如盐或香辣调味料，调味料香粉，允许购买者自行添加他们所需的添加剂，还包括一些非食品物件，如标记物，新颖玩具或类似物品。

调味料一般包括调料，如盐或香辣调味料，也可以包括其他微粒，粉或液体添加剂，特别是些需要尽可能均匀添加的添加剂。添加剂也可以包括“化学的”调料，通常定义为“E量”如奶酪和洋葱调料。

当添加剂为非食品或包装好的食品物件的情况下，它可以简单地配送到混合室中，然后从中发送。然而，添加剂包括与食品相关的物品，如调味剂等，最好的方法是进一步包括启动混合室的工作，以混合添加剂和分配过程中的食品。这可以涉及摇动混合室或更为方便地转动混合室。

通常，混合室基本上是连续运转的，以混合添加剂和食品；但它们也可以间歇地运转。

通常，混合室在离开食品供给位置的位置上予以卸空。这样设置的优点是在该混合室卸空的同时，另一混合室可以进行装填配量的食品。然而，在一些实施例中，每个混合室处于食品供给位置时，就予以卸空，这样就减少了空间的需求。

本发明允许迅速有效地更换添加剂的种类，甚至可以实现自动更换。

本发明能使添加剂瞬时地更换，这样可以在一条生产线上生产具有不同的添加剂的产品或添加剂的组合物。

本系统并不昂贵而且耐久。

食品一般是小吃食品如薯片，但也可以包括其他食品如谷类、坚果、饼干、糖果等。

食品一般在计量前是未调味的，但可以是已经部分地调味的。

计量装置一般是一个称重机，但也可以按数量、体积、或者品种计量。

附图说明

根据本发明的系统和方法的一些例子，现参考附图说明如下，其中：

图1是表示实施本发明的混合系统的基本结构的示意框图；

图2是表示出图1所示调味装置的基本结构的示意框图；

图3是图1所示混合装置的示意透视图；

图4A是混合装置的平面示图，及图4B是转动圆桶的部分机械装置的侧视图；

图5A、5B和5C是表示如何将食品和添加剂混合在一起的示意剖示图；以及

图6表示数据是如何在存储器中存储的。

具体实施方式

下面将以举例方式说明本发明。图1表示实施本发明的混合系统的基本结构，包括传送装置100，用于传送未调味或未加调料的食品；称量装置200，用于将传送装置100传送的食品的规定重量进行计量或分配成用于装于一袋的批量；混合装置300，用于给每批食品施加添加剂如调味料；包装装置400，用于包装已调味或已加调料的食品；分拣装置500，用于从生产线上剔除由于称量或添加剂添加失误所带来的不合格产品；装箱装置600，用于将已包装的产品装箱；和控制装置700，不仅用于控制各个装置100，200，300，400，500和600，而且，还能够使他们连动。

传送装置100是用于接收来自炸油机(未示出)的食品，并将其传送给称量装置200。震动进料器110设置在它的下端，用于支持其上被传送的食品。当收到来自称量装置200的要求供应信号S1时，震动进料器110震动一规定长的时间，以将其上的食品供给称量装置200。

称量装置200是用于接收由震动进料器110供给的食品，并且，将食品分批，每批作为成品时装填一袋。在顶部有分散进料器210，并且当其上食品量变小时，就将上述要求供应信号S1输入到震动进料器110。

当收到来自混合装置300的要求出料信号S2时，称量装置200打开其计时装料斗220的门223，以排放保持在其中的规定量的食品m。之后，称重装置200开始其称量操作，以分出规定的另一批量，并将新分的这一批量称重或放进刚刚排空的计时装料斗220，并且，等待下次出料要求信号S2。

称量装置200的目的是将食品分成批量，并排放这些已分成批量的食品。分批不必按重量进行，也可以按照体积或数量进行。在小吃食品种类有各种不同尺寸的情况下，使用一种组合称量装置，如美国专利5,757,866的那种更为合适。它用于使用分散进料器210，以将在顶部中央供给的食品分配到多个称量装料斗，以测量这些称量装料斗中各自装填的产品的重量，然后选择组合几个称量装料斗，这样所选定的称量装料斗组合中的产品总重量就有特定的数值。使用这种称量装置，即使是不规则形状的产品，也能得以精确的分配。

如果在称量中出现错误，则称量装置200就向操作控制装置700发出错误信号S3。一旦收到错误信号S3，操作控制装置700就向混合装置300发出一停止信号S4，以停止将添加剂分成错误的批量。因此，如果排放重量的批量有误，该批量就不会加调味，而是将其收集起来用于生产其它调味的产品或回收后再加入相同的调料。

图3示出了混合装置300的一个实施例，由多个小混合圆桶或混合室T₁-T_m构成，这些小混合圆桶或混合室T₁-T_m绕着垂直旋转轴O旋转，沿着一个封闭通路转动，并且穿过处于供给位置350的计时装料斗220的下面，到达一对分别配放添加剂的供给位置352和354，然后到达一个排放位置356。在这个运动中，每一个圆桶还做自身旋转。详细说明参考图4A，圆桶T₁-T_m安装于从旋转轴线O放射状伸展的支持臂321的尖端，这样随中央转轴沿旋转轴O旋转时，圆桶T₁-T_m与支持臂321一起水平旋转，如弧形箭头所示。各支持臂321的尖端设有绕旋转轴O旋转的旋转部件321b，适合于绕其伸展方向旋转。如图4B所示，旋转部件321b与一固定环形齿条323和小齿条322连接，并安装在机架327上，这样当支持臂321绕旋转轴O水平旋转时，与固定齿条322啮合的小齿条322沿该齿条323转动。因此，与小齿条322整体制造并与圆桶T₁-T_m之一相连的旋转部件321b，将绕着绕支持臂321的旋转轴线旋转。小齿轮和齿条系统的构成，可以使每一个圆桶的滑动门324正确地处于350-356的每一个位置。

每个圆桶T₁-T_m的桶体上设有一个开口325，各配有一滑动门324，由弹簧(未示出)将其推压向关闭方向。当圆桶T₁-T_m之一到达接收未调味的食品的接收位置350时(图3中圆桶T1的位置)，如图5A所示，其开口325处于面朝上状态，此时滑动门324开启。同时处于排除位置356的另一个桶T_m(图3中圆桶T_m的位置)的滑动门324开启如图5C所示，其开口325处于垂直向下状态。在位置352，354，圆桶的滑门324开启，其开口325朝上以接收添加剂(如果需要的话)。在其它位置，圆桶T₁-T_m的滑动门324关闭，如图5b所示，将一批量的食品m和添加剂封闭在其中。开启/关闭过程可以通过简单的凸轮系统控制(未示出)。

如图5所示，为了给添加剂调味，在圆桶T₁-T_m的内部有多个突起326，它们随圆桶T₁-T_m的自转，将食品和添加剂S一起搅拌并混合。这样产生的食品就均匀地涂有添加剂了。

在352和354的每一个位置，各自设有分配器310，每一个添加剂分配器310由一个普通控制装置330控制。

每一个分配器310(图2)包括一个填充装料斗311，用于储存调味剂，标记物或其它添加剂。一个震动进料器312，用于一点一点地传送填充装料斗311内部的添加剂给它的前端，一个称量装料斗313，用于从震动进料器312接收添加剂S，并给接收的添加剂称重，以及一个传感器314，用于测量称量装料斗313的重量。

当监控由称重传感器314测量值时，控制装置330驱动进料器312。当一规定量的添加剂已经由称量装料斗313接收时，进料器312停止。然后称量装料斗被控制在适当的时间，将添加剂释放到供给管320，再引导该供给管320下面的混合室Ti，其滑动门324打开。

如果从填充装料斗311来的添加剂的流率或其中的添加剂量不足，并且规定的添加剂材料不能在规定的时间内被称量装料斗313所接收，控制装置330推断为有异常状态发生，并且给控制装置700输出一个释放异常信号S5。当收到释放异常信号S5时，控制装置700给包装装置400和分拣装置500输出信号S9和S10，以剔除未适当调味的不良产品。

分配器310的结构依赖于添加剂的形式。如果添加剂是液体形式，喷雾装置可能是合适的。如果添加剂是糊状的形式，可以使用能根据其旋转角度来控制供应的螺旋输送器。如果添加剂是颗粒状的或粉状的形式，则优选能根据体积来控制供应的装置。

虽然图2示出了一个实施例，其中，通过称量装料斗313所测量的重量检测添加剂供应率的异常性，但这并不意味着要限制本发明的范围。检测异常情况的方法可根据用于供应添加剂的设备而变化。例如，如果添加剂是液体，异常状况可以用流量传感器来检测。无论对何种添加剂，异常供应状况可以用重量传感器检测，以监视其减少率。

当请求排放信号S6从包装装置400输出时，控制装置330将圆桶T_m停在包装装置400的槽410的正上方，在排放位置356，并且它的滑动门324向下。同时，圆桶T₁停在计时装料斗220的正下方，并且它的滑动门324向上。其后，控制装置330开启这两个圆桶T₁和T_m的滑动门324，并且，分别输出一个排放结束信号S7给包装装置400，和一个请求排放信号S2给称量装置200。

在接收到请求排放信号S2时，称量装置200开启计时装料斗220，并且向控制装置330输出一个排放结束信号S8。

因此，每个圆桶T₁-T_m每当其到达包装装置400的正上方位置就停下来并且向下排放已调味的食品给包装装置400。同时，倒空的圆桶从计时装料斗220接收一批新的食品，同时由分配装置310加入一定量的添加剂。其后，控制装置330转动圆桶T₁-T_m，籍此，将食品m和添加剂一起进行搅拌。

包装装置400的例子包括那些用于打开一个袋子并将产品装填于打开的袋子里的袋式包装机、或将细长薄膜一边形成管状一边向该管状内填充产品，并将被填充的袋的袋口与底袋同时密封，切断上下袋子的相接处的竖型热包装机。这种热包装机通过改变其操作模式，可以形成没有被密封或切断的袋子。因此，当操作控制装置收到来自称量装置200的错误信号S3或来自混合装置300的排放异常信号S5时，可输出一模式变换信号S9给包装装置400，以改变其操作模式。这样，就能够以包装形态将正常调味的产品和不良品区别开来。

前述分拣装置500的目的是用于响应来自操作控制装置700的信号S10，从上述生产线上剔除不合格产品的袋子B。正如实施例所描述的，将其配置在包装装置400下方时，并包括一个分捡传送器。如果将其设置在混合装置300和包装装置400之间时，这可以包括一个响应一个指令来改变排出方向的切换槽。这样，虽然在调味过程中会出现错误，次品是可以从生产线上可靠地排除的。

装箱装置600是用于将完成的袋子B包装进纸箱以便出厂的装置，它还用来在处理每个袋子B时对其进行计数。计数值被传送到操作控制装置700，用于后序的生产管理。

操作控制装置700是用于使各个装置200、300、400、500和600连动并包括一个与这些装置沟通的输入/输出装置710以单独地控制这些装置，以及一个存储每一商品的商品生产信息的存储器720，如图6所示。存储器720储存每一商品种类的信息，例如所添加的添加剂的种类和添加比例、包装装置的运行速度(例如，每分钟几袋-bpm)、可生产的每一个袋子的重量，以及预定生产的袋子的数量等。如果用户用输入/输出操作部710输入一个商品代码，对应于该商品的各种息就读出，并传送到与此对应的各个装置。例如，被添加添加剂的种类和添加比例的信息被传送给调味装置300，运行速度的信息被传送给包装装置400，每个袋子的重量的信息被传送到称量装置200。而预定生产的个数设定在微型计算机730中。

当用户操作操作输入/输出部710上的启始键时，控制装置700开始控制从上端的装置，记录由各个装置200、300、400、500和600所分别处理的批量(或袋子)的数量。由这些数据，微计算机730计算由将要处理的批量(或袋子)的数量。如果对任何一个装置的这个值变为零，便发生一个停止指令给该装置以停止其操作。

在出现有错误商品，并将该错误商品剔除的情况下，将由此引起的不足量加算到上端侧装置，确保生产预定量的成品。用这种方式，就能够获得所希望的计划产品量，且没有浪费。

由于每一个添加剂分配器310适用于每一次分配添加剂给一批食品，所以它不必像常规装置那样大的设备。因此，可以设置多个添加剂分配器，每一个用于施加不同种类的添加剂，如图3所示。

在另一应用中一次以顺序方式生产一袋子的具有不同的调味的食品也是可行的。如此，使可以生产一系列不同的调味的包装，而现有技术是不能够实现的。例如，一种添加剂可以添加到偶数号的圆桶中，而另一种添加剂可以添加到奇数号的圆桶中。由于没有一个圆桶会用于种类不同的添加剂，因此而没有清洗问题。

以上通过对一条实现称量、调味、包装和装箱生产线来说明本发明的，使用如果在传送装置100的上端侧设置多条这种生产线，则可以使用日本专利公开4-35132所公开的分配装置，这样食品可以均等地分配在多个生产向上。如果在该系统中，每条生产线与一种特定的添加剂对应，便能够在包装之前同时生产不同种类的商品，剩下的未完成品可以将返回到其它生产线上，重新予以利用。

Claims (14)

1.一种混合系统，包括：

一个计量装置，用于在一供给位置顺序供给成批的规定量的食品；一个混合装置，包括多个混合室，其可以顺序地与食品供给位置对齐；分配器，用于在与食品供给位置间隔的一个添加剂供给位置分配已测定量值的添加剂；其中所述混合室可以沿着一个封闭通路移动，以便可以顺序地与所述食品供给位置和添加剂供给位置对齐；

一个控制系统，用于控制所述计量装置、所述混合装置和所述分配器的运行；以及

一个包装装置，其位于供给位置的下游和混合装置的下面，用于将所述批量的食品包装在袋子中，其中每个混合室可在包装装置上操作，将内含物排放到包装装置中。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述混合室安装在转动支件上，所述控制系统用于使支件转动，并由此使所述混合室沿着所述封闭通路运动。

3.如权利要求1或2所述的系统，进一步包括一个或多个附加的添加剂分配器，每一个与各个沿着所述混合室的运动通路设置的添加剂供给位置相关联。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述每个混合室旋转地安装在一个大体上水平的轴上。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述计量装置包括一个用于将食品供给到多个重量称料斗的称重装置，所述称重装置用来测量所述重量称料斗内产品的单个重量，并在所测量的重量的基础上选择具有规定重量的所述重量称料斗的组合，从而供给所述批量之一。

6.如权利要求1所述的系统，进一步包括一个传感器，用于监控由所述分配器分配的添加剂的排放，和一个分拣装置，如果所述传感器在所述添加剂的所述排放中发现异常，用于剔除由所述包装装置包装的包装产品。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述包装装置是一个竖型热包机，用于形成一个管状的细长薄膜以制成一个袋子，同时向所述袋子内填充所述批量的食品，在所述袋子和顺序形成的另一袋子之间密封所述薄膜，以及切断所述薄膜使所述的袋子与所述另一袋子分开。

8.一种将一个或多个添加剂与食品混合的方法，该方法包括一个在供给位置顺序地将批量的规定量食品提供到各个混合室；从该供给位置沿着一个封闭通路移动该混合室到一个或多个添加剂供给位置；在至少一个或多个添加剂供给位置将已测定量值的添加剂分配给混合室；并分配所述混合物；使用一个包装装置在所述供给位置的下游和所述混合室的下面包装袋子中的所述混合物，每个混合室可在所述包装装置上方操作来将其内含物排放到所述包装装置中。

9.如权利要求8所述的方法，其中分配混合物的混合室位于与所述供给位置间隔的位置上，而另一混合室位于该供给位置。

10.如权利要求8或9所述的方法，进一步包括在分配步骤之后运行混合室来混合添加剂和食品。

11.如权利要求10所述的方法，其中混合室连续地运行以混合添加剂和食品。

12.如权利要求11所述的方法，其中混合室转动以实现混合。

13.如权利要求8所述的方法，其中不同的添加剂在各自的供给位置进行分配。

14.如权利要求8所述的方法，其中添加剂包括一种调味料，标记物，或新颖玩具。

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