CN1282220A - 带冷却塔的口香糖基体连续处理系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于自动冷却并进一步处理口香糖基体材料的系统。热的熔融的口香糖基体材料被放入有衬里或有涂层的托盘(30)中,托盘被一工业机器人(40)拾取并放入一对螺旋冷却塔(44)中,在该处,熔融的物料被冷却并凝固。同一个工业机器人或者第二个工业机器人拾取各盘的冷却的口香糖基体材料并将其送至最终的中间结集待运区和处理区。各盘的冷却的口香糖基体材料放在输送系统或托板上,以便进一步搬运和处理。

Description

带冷却塔的口香糖基体连续处理系统

本发明针对用于口香糖基体的连续处理的改进系统。

口香糖成分通常包括一水溶的散料部分、非水溶的口香糖基体部分和通常是非水溶的调味剂。非水溶的口香糖基体通常包括弹胶体、弹胶体溶剂、增塑剂、石蜡、乳化剂和无机填料。水溶的部分在咀嚼时经过一段时间与部分香料剂一起消耗。口香糖基体部分在咀嚼产品的整个时间内都保留在口中。

口香糖基体同口香糖产品本身一样，通常是按分批法生产的，虽然也可以用连续挤出器。在分批法中，通常采用Sigma叶片式批料搅拌机。但是，分批工艺往往是劳动密集的，而且生产出不一致的口香糖。

一旦口香糖基体已经形成，像卵磷脂这样的乳化剂、像甘油或Wesson油、玉米糖浆这样的软化剂，以及像糖或糖醇这样的膨胀剂就被加至熔融的块中。以后，加入像调料油和／或喷雾干燥的调料这样的调味剂和增甜剂，并同时继续搅拌，直至得到一均质的块。以后就将口香糖块冷却，随后将其辗压、刻槽并包装成最终的产品。

曾经研究用连续挤出器制造口香糖基体和最终的口香糖产品，以便简化并减少制造口香糖基体和口香糖产品所需要的时间。连续挤出工艺还降低了最终产品的成本，并生产质量更均匀且稳定的口香糖基体和最终的口香糖产品。

用连续挤出器制造最终的口香糖产品已出示在授予Degady等人的美国专利No．5135760、授予Lesko等人的美国专利No．5045325和授予Kramer等人的美国专利NO．4555407中。用连续挤出器生产口香糖基体已例如在授予Song等人的美国专利NO．5419919和5486366中公开。

在这些专利中公开的连续口香糖基体和口香糖工艺通常使用连续挤出机例如双螺杆挤出机。这些挤出机取决于有关系统的要求和目的可以是共同旋转的、反转的、互相啮合的或切向的。这些挤出机通常有几个不同的进料入口，在该处加入配料。在挤出机筒体中的长的螺杆机构上装有不同的元件。可用于生产口香糖基体或最终的口香糖产品或两者的连续挤出机包括来自Japan Steel Works、Leistriztz、Werner&Pfleiderer Corp．、WLS、Buss Mfg．CO．、Togum和Baker Perkins等的挤出器。

在生产口香糖基体时，不管是用分批法还是采用连续挤出机，熔融的口香糖基体通常都倒入有涂层或有衬里的托盘中，后者以后就放置一旁，以便冷却。一旦已经冷却，口香糖基体厚板或块放到旁边或包装成箱，以便以后在各种口香糖制造工艺中应用。已经都知道，一种口香糖基体产品可用于若干种最终的口香糖产品，这要取决于口香糖的最终成份。

用于搬运口香糖基体产品的方法，包括将基体倒入托盘中、将托盘输送至冷却站、在托盘中冷却热的口香糖基体和处理已经冷却的口香糖基体厚板等步骤，都是费时的而且是劳动密集的。通常需要几个小时使口香糖基体产品充分冷却，以便以后的搬运和处理。

本发明的一般目的为提供一用于生产、冷却和处理口香糖基体产品的改进的方法和系统。本发明的另一目的为提供用于冷却口香糖基体产品，以便有利于改进的最终处理的改进的设备和方法。

本发明的又一目的为提供一用于连续冷却口香糖基体和连续将其自动从一个步骤搬运至另一个步骤的冷却设备。

本发明的这些和其它目的、好处和优点由本发明的优选实施例的下列描述得到满足。

本发明提供一用于搬运和冷却口香糖基体产品的改进的设备、方法和系统。最好用连续挤出工艺制造的口香糖基体产品被倒入有涂层的或有衬里的托盘中，后者以后就被插入至自动冷却装置中。冷却装置由一对带螺旋运输机的冷却塔组成，在口香糖基体产品从冷却装置通过以后，就在相对的一端得到一已经冷却的口香糖基体产品。以后就将冷却后的口香糖基体产品自动放在合适的运输机或板状构件上，以备用于与口香糖生产有关的其它工艺。

最好采用一个或更多的程序控制的物料搬运机器人，以自动地放置托盘用于充灌，将液态口香糖产品放在螺旋冷却塔中，从冷却器中取出冷却的产品，以及定位凝固的产品，用于后续搬运。

当按照附图和所附的权利要求书观察时，本发明的其它好处、特点和优点将由于本发明的下列描述而变得更清楚。

图1是按照本发明的自动搬运和冷却系统的示意图；

图1A示出了图1的系统的一部分的另一实施例；

图2是按照本发明的自动搬运与冷却系统的示意俯视立面图；

图3是本发明的优选的实施例的流程图；以及

图4是托盘衬里机构的示意图。

本发明特别适合于处理用于最终的口香糖产品的口香糖基体。总的来说，本发明提供一用于搬运、冷却并进一步处理熔融的口香糖基体产品，以便有助于将其用于最终的口香糖产品的设备、方法和系统。在这方面，应当明白，本发明可用于搬运、冷却并进一步处理口香糖基体产品，不管口香糖基体用连续挤出工艺还是用传统的分批工艺或按任何其它的传统方式生产。

在本发明的优选的实施例中，本发明是与用于生产口香糖基体的连续挤出型工艺一起使用的。特别是，对于与连续口香糖基体工艺一起使用，本发明有利于口香糖基体在其从挤出器中挤出时的立即搬运、冷却和进一步处理。

按照本发明的系统的示意性说明示于图1和2中，其中，图1为总的侧立面图，而图2则为俯视立面图。图1A示出了系统的一部分的另一实施例。图3为描述本发明的优选的实施例的主要步骤的流程图，而图4则示出了托盘衬里系统。在图中，系统总体上用参考数字10代表。

连续挤出器12用于生产口香糖基体产品14，后者暂时储存在一收集槽16中。用泵20经过管道18将液态口香糖基体产品泵送至平衡(缓冲)罐22(surge tank)中，以后用泵26经过管道24将物料泵送至一灌盘站，后者总体用参考数字28代表。将口香糖基体材料14放在平台32上的有衬里的或有涂层的托盘30中。

按传统的口香糖基体工艺标准，要用粉末材料如滑石涂覆托盘，或是将托盘衬以塑料，以防止粘的熔融的口香糖基体材料粘在托盘上，从而一旦在物料凝固时防止它不能取下。按照本发明的优选的实施例，托盘衬以塑料片，更好一些，塑料衬里用进给机构140进给并用工业机器人自动放在托盘中。这将在下面根据图4更详细地讨论。

口香糖基体材料30的各个托盘自动地用一工业机器人40单个地或成对地拾取，并移至输送机构42的开始处，该机构将托盘输送入一螺旋冷却设备44并从其经过。

在这方面，并且如同在图2中更好地示出的那样，机器人40有一允许其转臂48从站“B”的平台32拾取托盘30并将它们移至站“C”的运输机42上的操作范围46。臂48有一在一端上的抓取机构50，它允许机器人手动地抓住并拾取一个或更多的托盘30。如同在图1中所示的那样，机器人40处于在站“B”拾取托盘30’的过程中。机器人的臂的位置还用虚线用参考数字48’和50’示出，其处于在站“C”将托盘30’放在输送机构42的位置上。

还有，按照本发明，空的托盘将设置在机器人40的操作范围46中。空托盘52在图2中在站“A”处示出并放在台形构件54上。这样，在使用时，机器人40受到控制，以在站“A”处从平台54上拾取空盘52，将它们移入站“B”的位置，放在台或平台32上，在该处，托盘被灌以口香糖基体材料14，然后将托盘移至站“C”，在该处，它们被放在运输机42上，以便进入螺旋冷却机构44。

如同上面所指出的那样，虽然在图中示出一连续挤出器12，以用于制造口香糖基体14，但是也应当明白，口香糖基体也可以用传统的分批工艺制造。采用分批工艺，熔融的基体材料可以倒入平衡罐22(Surge tank)中，然后用泵26泵送至单独的托盘30中，以便冷却。

按照本发明，最好使用一对螺旋冷却器44和46。如图所示，冷却器分别有螺旋形的输送机构45和47，后者在液态口香糖基体冷却时经过塔44和46输送口香糖基体材料的托盘30。

这种类型的带式螺旋冷却塔可从T．J．White Co得到。通常这种装置有20～30英尺宽，有几层楼高。螺旋冷却器44和46内的温度最好保持在约30～60°F的水平，以便迅速冷却物料14。两个螺旋运输机44和46的位置彼此相邻，以便口香糖基体材料可以在第一运输机中在螺旋运输机45上向上前进并被送至第二运输机的上部(在点“D”)处，然后在第二螺旋运输机47中向下前进，在后者上，基体材料可以出来，以便在输送机构60的末端的进一步搬运。这在图中作为站“E”示出。

当托盘30从螺旋冷却器46中出来时，口香糖基体材料处于固体状态。一托盘30的液态口香糖基体材料经过螺旋冷却器44和46，因而也是从点“C”进行到点“E”所用的时间大致为1～4小时。

当冷却的口香糖基体材料在站“E”处从螺旋运输机46出来时，它被一第二工业机器人70自动搬运。机器人70有一操作弧或操作范围72。机器人70有一转臂构件74和一在一端的手动的钩或抓取机构76。

用于与本发明一起使用的优选的机器人可从许多来源如Fanuc得到。按照本发明，也可以设置一个机器人以同时进行两个机器人40与70的操作。

机器人70拾取一盘或两盘30冷却的或凝固的口香糖基体材料，并将其移入中间集结待运区“A”，在该处，它们被放在平台或台54上。在臂74的端部的吸杯(未示出)附在凝固的口香糖基体材料“块”上，然后将其从托盘中举起。机器人70以后就将块79移至中间集结待运区“F”，在该处，它们被放在位于输送机构82上的托板80上。(平台54上的空托盘以后用机器人40移至中间集结待运区“B”，在该处，它们被再使用)。

托板80被移动就位，托板中间集结待运机构84将托板送至输送机构82上。一旦托板80被放以许多冷却的口香糖基体材料块79，它们就沿输送机构82通过，到达第二托板输送兼中间集结待运机构84上。一旦放满的托板到达输送兼搬运设备机构86的端部88，它们就被拾取，以备用一高低机构90或其类似物作进一步处理，在该机构处，它们被取走，用于储存或用于进一步处理成最终的口香糖产品。

用于搬运单个的冷却的口香糖基体材料块90的另一实施例示于图1A中。在此实施例中，冷却的口香糖基体材料块只是简单地用机器人70放在一运输机100上，在该处，它们按顺序被搬运并单个地移动，以便进一步使用，在这方面，冷却的口香糖基体材料可以立即被取至最终的口香糖处理区，并放在分批式搅拌机中，或重新加热、熔化并在连续的口香糖工艺中使用。

总的来说，按照本发明的工艺包括一口香糖基体制造系统或设备(连续挤出器或分批式搅拌机)、一灌盘区、一个或多个工业机器人、一个或多个用于冷却和硬化液态口香糖基体材料的冷却塔，和最后的搬运兼储存区。工业机器人中的一个用于将各盘热的口香糖基体材料送至第一螺旋塔的入口，而第二工业机器人则用于从螺旋运输机的出口将各盘冷却的口香糖基体材料送至最终的中间集结待运区。在最终的中间集结待运区，各盘冷却的口香糖基体材料可用于按各种方式处理，例如单个地放在运输机上，或装在托板上，以便继续用车辆或其它机器搬运。

图3中所示的流程图规定了本发明的优选的实施例的主要特点。口香糖基体材料首先被挤出(110)，然后被输送(112)至一平衡罐22。最好用一工业机器人放在上料平台32上(114)，并且衬有(116)薄塑料片的托盘30被灌以(118)液态口香糖基体材料。灌满的托盘用机器人放在(120)冷却机构上并使之冷却(122)。从冷却机构中出来的带凝固的口香糖基体材料的盘用-工业机器人取走(124)。以后，机器人将硬化的口香糖基体材料块与托盘分离(126)并将块堆垛(128)在托板上，后者先期就已经移至适当的位置上(130)。放满的托板以后就被储存(132)，以使口香糖基体材料以后可容易地用在最终的口香糖产品的制造中。

图4示出了用于供应薄塑料片，以便给空的托盘加衬里的进给机构140。塑料衬里材料由两个材料卷142和144提供，后者分别放在轴143和145上。材料142和144被送至切割机构146上，后者将成卷的材料切成单张142’和144’。当空托盘30放在平台或台32上时，薄塑料片142’和144’就放在它们上面。在这方面，薄片可用手或用机器人40从材料卷上拉出。一旦材料薄片放在托盘上面，就将托盘灌以口香糖基体材料。物料的重量使衬里与托盘的形状相一致。

应当理解，本发明的设备、方法和系统能够按不同的实施例的形式配合，上面只是示出并描述其一部分。本发明可以按其它形式实施而不背离其精神或本发明的范围。所描述的实施例在所有方面只能被看作是说明性的，而不是限制性的，因此，本发明的范围是由所附的权利要求书确定的而不是由前面的说明确定的。所有进入权利要求书的相当物的意义和范围的改变都包括在其范围内。

Claims (12)

1．用于处理口香糖基体材料的方法，它包括下列步骤：

用一连续挤出处理器12以液体的形式生产上述口香糖基体材料14；

将上述液态口香糖基体材料14放入多个容器30中；

将上述容器30放入一冷却机构44、46一段时间，其温度足以冷却并凝固上述口香糖基体材料，上述冷却机构有一对相邻的螺旋输送装置，它们彼此成合作的运行关系，第一输送装置44沿一向上的螺旋形路径输送上述容器，同时又经受冷却空气，而第二输送装置46则沿向下的螺旋形路径输送上述容器，同时也经受冷却空气；以及

将上述带冷却的口香糖基体材料的容器从上述冷却设备移至一中间集结待运区E、F。

2．如权利要求1的方法，其特征为，上述容器用一机器人机构40放入上述冷却机构中。

3．如权利要求1的方法，其特征为，上述带冷却的口香糖基体材料的容器30用一机器人机构70从上述冷却机构移至上述中间结集待运区。

4．如权利要求1的方法，它进一步包括这样的步骤，即将上述带冷却的口香糖基体材料的容器放在上述中间集结待运区中的托板80上。

5．如权利要求1的方法，它进一步包括这样的步骤，即将上述带冷却的口香糖基体材料的容器放在上述中间集结待运区中的输送机构60、82上。

6．如权利要求1的方法，它进一步包括这样的步骤，即在上述容器中放置上述液态口香糖基体材料之前，在容器中放置保护性衬里构件142’、144’。

7．如权利要求6的方法，其特征为，上述保护性衬里材料自动用至少一个用于供应塑料薄片的进给机构140供应。

8．如权利要求1的方法，它进一步包括这样的步骤，即用机器人机构70从上述容器取出上述冷却的口香糖基体材料。

9．如权利要求1的方法，其特征为，上述容器30包括金属托盘并衬以塑料薄片142、144。

10．如权利要求8的方法，其特征为，上述冷却的口香糖基体材料用真空抽吸从上述容器中取出。

11．用于口香糖基体材料的处理和冷却系统，它包括：

一连续挤出机12；

一对位于上述挤出机附近，以接受和冷却从上述挤出机中挤出的液态口香糖基体材料14容器的螺旋冷却塔44、46；

一位于上述挤出机和连续挤出机附近的进给机构140，它用于将保护性衬里材料142’、144’放在容器30中，在容器中，在被送入上述冷却塔之前，液态口香糖基体材料就已被放入。

上述一对冷却塔包括一第一冷却塔44和一第二冷却塔46，前者沿一向上的螺旋路径输送满的口香糖基体材料容器，同时使该容器和其中的物料经受冷却空气作用；后者沿一向下的螺旋路径输送上述满的口香糖基体材料容器，同时使该容器和其中的物料经受冷却空气作用；以及

机器人装置70，它用于将上述满的口香糖基体材料容器30从上述冷却塔输送至后续的中间集结待运站。

12．如权利要求11的系统，其特征为，上述机器人装置70保持上述容器处于其正常的直立位置，并用真空抽吸将上述口香糖基体材料从上述容器中取出。

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