CN1738675A - 用于混合组分的装置和方法 - Google Patents

Abstract

在一种用于对混合室内的组分进行混合的装置中，混合室的将与组分接触的那些部分由箔片材料限定，箔片材料在两次连续的混合/加工操作之间被更新。混合室可形成在两个协同操作的模具部件之间。混合/加工室也可由箔片材料本身来限定。在一种用于对混合室内的组分进行混合的方法中，这种箔片材料在两次连续的混合操作之间被更新。另外还提供了一种用于该装置中的箔片材料的预成形的细长卷。

Description

用于混合组分的装置和方法

本发明首先涉及一种用于混合组分以便制备产品如食品、化妆品和药品的装置，包括设有用于组分的进口和用于产品的出口的混合室，以及在组分被引入混合室之后混合组分的混合器具。

当使用这种装置时，需要这样来制备产品，其中各组分通过进口被引入混合室中，促动混合器具以便混合这些组分。当已经制备了所需产品之后，打开出口并排出产品。当需要制备下一产品时，可重复该过程。

然而，在许多情况下，所述装置将用来制备多种不同的产品，各产品包含不同的组分。可以理解，在大多数情况下必须防止连续产品之间的交叉污染，这意味着在混合室中制备产品之前必须清洁所述混合室，并且应当去除先前产品和先前组分的所有残余物。然而，清洁混合室会中断装置的正常操作，从而降低了其效率，并且增加了产品及其生产的复杂性和成本。

在许多环境中需要有这样的装置，其能够制备连续的产品而无需在连续的混合操作之间清洁混合室。例如，一种这样的环境是专业厨房，其中需要有酱汁分配机，它能够在较短时间间隔内一份一份地分配多种新鲜酱汁。

鉴于以上所述，本发明在其第一方面提供了一种用于混合组分以便制备产品如食品、化妆品和药品的装置，其包括设有用于组分的进口和用于产品的出口的混合室，以及在组分被引入混合室之后混合组分的混合器具，其特征在于，混合室的将与组分相接触的那些部分由箔片材料形成，这些箔片材料可在两次连续的混合/加工操作之间被更新。箔片的这种更新是优选的，以便能够用未污染的混合室来开始混合操作。

箔片材料可防止组分(还有所得产品)与装置本身的除了箔片材料以外的部分相接触。因此，在混合操作完成之后，只需要更新箔片材料而无需清洁装置的任何部分。当然，当两次连续混合操作涉及到制备同一种产品时，箔片材料的更新就不是必须的，而是可根据需要以任何方式来执行。

在本发明的上下文中，用语“未污染”指基本上没有不合要求的成分，尤其是同一装置上的先前产品制备中所包括的那些成分。一个示例是制备调味品，其中如果白色的基质在番茄酱酱汁之后制备，则白色的基质调味品优选不被番茄酱成分所污染。

尽管在上文中引用了“混合”，然而本发明也可指其它方式的加工，例如乳化、加热、冷却，等等。因此，作为混合的附加或替代，混合室也可用于这些其它方式的加工中。另外，表述“组分”还包括“成分”。

箔片可为任何材料，优选为柔性材料。合适箔片材料的示例为塑料和铝箔。

在如上所述的本发明的一般概念内，可以构思出根据本发明装置的许多不同实施例。

在第一组实施例中，本发明提供了一种装置，其中混合室形成于两个协同操作的模具部件之间，其中两件箔片片材设在模具部件之间，所述模具部件可从其中模具部件相互接合同时将箔片片材夹在一起的操作位置中运动出来，以及从其中模具部件运动分开并允许箔片片材相对于模具部件移动的非操作位置中运动出来。

在模具部件的操作位置中，两件箔片片材被夹在模具部件之间，并且一般会顺应着模具部件的形状。待混合组分将被引入到两件箔片片材之间，因此不会与模具部件接触。

应当注意的是，严格来说模具部件未相互接合，这是因为箔片片材设在它们之间。然而，在本说明书的上下文中，模具部件相互“接合”意味着模具部件运动至箔片片材被夹在它们之间的位置。

在两次连续的混合操作之间更新箔片片材可通过用两件新的箔片片材取代这些箔片片材来进行。尽管这种操作属于本发明的范围，但它不是优选的，因为它需要用于箔片片材的复杂输送装置。因此，在根据本发明装置的一个优选实施例中，箔片片材是细长的箔片片材，其在两次连续的混合操作之间相对于装置运动，并且提供了用于使箔片片材运动的器具，例如用于退绕和/或卷绕箔片片材的卷筒。

使这种细长箔片片材运动是相当简单的，例如采用所述卷筒。当模具部件运动至其中它们未相互接合的非操作位置中时，自动地促动这种卷筒将导致混合室附近的箔片材料更新。

这两件箔片片材可以是单独的箔片片材，其在模具部件的操作位置中被夹在一起。在这种情况下，提供了用于使箔片片材运动的单独器具，例如用于退绕和/或卷绕箔片片材的单独卷筒。然而，这两件箔片片材可以是纵向地折叠在其本身上的一个单独的箔片件。在这种情况下只需要一个使箔片件运动的器具。然而，这将需要有折叠器具。

在根据本发明装置的一个具体实施例中，一个模具部件是在其面向另一模具部件的表面中具有凹部的大致实心件，而另一模具部件是柔性件，其在操作位置中覆盖了上述凹部，并与实心件的凹部周围的那些部分密封式接合，其中混合器具包括可动压力器具，其用于将柔性件压入到凹部中，以便促使混合室内的组分混合。这种实施例允许混合器具能容易地接近基本上由实心件中的凹部所限定的混合室。

在使用这种实施例时可提供夹架，其可朝向和离开实心件运动以便将柔性件密封式夹紧而贴靠在实心件上，从而也将箔片片材夹在一起。当朝向实心件运动时，夹架保证了柔性件和实心件之间的密封式接合(同样插入有箔片片材)。因此形成了可在其中进行混合的封闭混合室。

在混合操作之前和之后，应当分别进行组分的供应和产品的排出。因此，在根据本发明装置的实施例中，夹架和/或实心件的一部分可独立于夹架和/或实心件的其余部分而运动，以便限定混合室的进口和/或出口。在这些部分的非操作位置中，在这些部分的位置处未形成实心件和柔性件之间的接合，因此允许组分和产品各自通过。

该实施例还允许在混合操作(或其它加工操作)的过程中进行组分或成分的供应。

对于本发明的其中操作是除了混合以外的加工操作的那些实施例而言，混合室可仅被提供一种待接受加工处理的组分或组成成分。

优选的是，柔性件是加强件，例如加强橡胶片。当压力器具与柔性件相接合以便将其压入到凹部中时，就会产生柔性件应能承受的高压。

可以注意到，一件箔片片材本身也可起到柔性件的作用，只要所述箔片片材的强度足以耐受所产生的高压。

另外，柔性件可成形为凹部的镜像。当压力器具与柔性件相接合时，其镜像在某种意义上形成了反像以便实现凹部的形状，结果便在这两个部件之间得到了紧密的配合。这种紧密配合将促进组分的正确混合。

在根据本发明装置的另一优选实施例中，混合器具包括压力辊，其可朝向实心件运动以便与柔性件相接合并将其压入到凹部中，该压力辊具有与凹部的外形紧密配合的外形，其中压力辊还可沿着凹部来回运动。根据其中压力辊朝向实心件运动的量，混合室被分成由狭窄通道相连起来的两段。在压力辊的这种位置中，当压力辊沿着凹部运动时，压力将在混合室的位于辊之前的段中增大，结果，组分将在压力下通过该通道。在该通道中将形成剪切力，从而导致组分的混合。这种工艺的原理是众所周知的，因此在本发明的上下文中将不作任何进一步的说明。

为了避免压力辊和柔性件之间的摩擦，在根据本发明装置的一个具体实施例中，压力辊被分成彼此并排设置的许多同心圆盘。

尽管已经描述了机械混合器具的上述实施例，然而应当注意的是，也可以使用非机械的混合手段，例如压缩空气射流。在机械混合器具的上下文中，应当理解，可以使用多种类型的机械接合件。然而，也可以在将组分引入混合室中时例如采用注射器似的器具来进行混合室中的混合操作。混合室本身可设有用来增强混合效果的限制或阻碍器具。

根据本发明的装置可设有用于冷却和/或加热混合室的器具，例如体现为设在至少一个模具部件中的用于冷却/加热流体的循环的通道。因此，可以温度可控的方式来控制用于制备产品的环境。

根据本发明装置的第二组实施例，混合室由箔片材料本身来限定，箔片材料限定了带有一系列单独的内部空腔结构的预成形的细长卷，各空腔结构均设有用于与周围部分相连通的进口和出口，并且均成形为可促进经由进口而被引入的组分的混合，其中该装置还优选包括用于细长箔片材料卷的空腔结构的支撑件，以及用于在两次连续的混合操作之间使细长卷相对于支撑件运动的器具，而混合器具优选包括用于在将空腔结构压在支撑件上时与空腔结构相接合的可动压力器具。

根据本发明装置的该实施例，箔片材料本身限定了混合室，无需协同操作的模具部件(在上述实施例中就是这样)。混合室中的混合可在组分从进口朝出口通过时发生。然而也可提供这样的器具，其用于选择性地打开和关闭空腔结构的进口和/或出口。适当地促动所述器具可使空腔结构被填充上组分，然后被关闭以便限定在其中进行混合操作的封闭混合室，最后被打开以便排出所制备的产品。然而，也可在未用该器具封闭混合室的情况下来执行混合工艺。

与用于同空腔结构相接合的压力器具协同操作的支撑件可具有多种形状。因此，支撑件可以具有基本上平面的形状，其中压力器具可沿着支撑件基本上直线地运动。然而，在另一可行的实施例中，支撑件限定了圆柱形内表面的一部分，其中压力器具可围绕基本上与所述圆柱形表面同心的轴线运动。

用于与空腔结构相接合的压力器具可具有多种不同的形式，并且可以多种不同的方式来运动。可以理解，这些压力器具的主要目的是搅动混合室内所含的组分，以便促进正确的混合。另外，这些压力器具可用来在混合完成之后从混合室中排出产品。

在一个具体实施例中未设有支撑件，而压力器具只用于将组分提供至空腔结构中。因此混合(加工)自动地进行。

就根据本发明装置的这些实施例而言，可以提供许多另外的手段以增进装置的正确操作。因此存在下述可能性：用于选择性地将进口连接在组分储槽上以及将出口连接在产品排放单元上的器具；用于控制装置操作的控制单元，以及与控制单元操作式相连的用于选择待混合产品的输入单元，但这并不是全部。

本发明还涉及一种箔片材料的预成形的细长卷，其在用于混合组分以制备产品的装置中使用，所述卷包括一系列单独的内部空腔结构，各所述空腔结构均设有用于与周围部分相连通的进口和出口，并且均成形为可促进经由进口而被引入的组分的混合。

本发明还涉及一种用于混合组分以便制备产品如食品、化妆品和药品的方法，其中组分被引入到设有用于组分的进口和用于产品的出口的混合室中，之后混合器具提供了组分在混合室中的混合。

根据本发明，所述方法的特征在于，混合室的将与组分接触的那些部分由箔片材料限定，其中在两次连续的混合操作之间箔片材料被更新，以便能够用未污染的混合室来开始后续的混合操作。作为根据本发明方法的结果，可以连续地混合不同的产品而在此之间没有任何交叉污染。

在所述方法的一个优选实施例中，箔片材料是细长的箔片材料，其在两次连续的混合操作之间运动。

优选的是，该方法包括以下步骤：

-在完成前次混合或其它加工操作之后，打开出口并排出所混合的产品；

-之后更新箔片材料和关闭出口；

-打开进口并引入待混合或待加工的组分；

-关闭进口并促动混合器具，直到混合或加工操作完成；

-针对待混合的各连续产品重复以上步骤。

应当注意，更新箔片材料是用于防止不同产品之间的任何交叉污染的基本步骤。然而，如果两次连续的混合操作涉及相同的产品，则箔片材料的更新严格上不是必需的。

当利用根据上述第一组实施例的装置来执行上述方法时，更新箔片材料的步骤优选包括，首先使模具部件运动至分开，然后使箔片片材相对于模具部件移动，最后再次使模具部件运动至相互接合。

然而，当利用根据上述第二组实施例的装置来执行根据本发明的上述方法时，更新箔片材料的步骤优选包括，首先使压力器具离开支撑件运动，然后使细长卷相对于支撑件移动，最后再次使压力器具朝向支撑件运动。

在下文中将参考附图来阐明本发明。在这些附图中：

图1-5显示了在执行混合操作时在五个连续步骤中的根据本发明装置的一个实施例；

图6示意性显示了根据本发明装置的一个备选实施例；

图7-10显示了根据本发明的细长卷的空腔结构的示例。

在详细介绍附图之前，应当注意以下所述内容。在图1中，根据本发明装置的实施例部分地以侧视图显示，并且部分地以纵剖视图显示。图中只显示了装置中的对于理解本发明所必需的那些部分。在相应的图2-5中，只显示了装置中的对于理解混合操作期间的各步骤所必需的那些部分。

图1显示了用于混合组分以便制备产品如食品、化妆品和药品的装置的实施例。该装置包括两个协同操作的模具部件1和2。在所示实施例中，模具部件1是固定的，而模具部件2可通过驱动器具3而朝向和离开固定模具部件1运动。

固定模具部件1是在其面向可动模具部件2的表面中具有凹部4的大致实心件。可动模具部件2包括柔性件5，例如加强件如加强橡胶片，其以未详细示出的方式连接在夹架6上。夹架6的上部7可通过驱动器具8而相对于夹架6的其余部分运动。

模具部件2还包括用于支撑压力辊11的滑架10的导向件9。压力辊11相对于滑架10的位置可通过使压力辊11朝向和离开固定模具部件1运动的方式而变化。

固定模具部件1包括用于冷却/加热流体的循环的通道12，所述通道连接在未详细示出的冷却/加热流体源上。

固定模具部件1的下部13可通过驱动器具14而相对于模具部件1的其余部分运动。

提供了卷筒机构15和16，它们可与导辊17，18协同操作，从而在固定模具部件1与可动模具部件2的柔性件5之间引导两件箔片片材19和20。

在导辊17和18的下方设置了废料收集储槽19。在装置的顶部设置了供料单元20，在底部可以看到排放单元21。

最后，提供了用于控制装置的操作的控制单元22，以及用于选择变量如待混合产品的输入装置23(例如键盘等)。导线24将输入装置23与控制单元22操作式相连，而输出导线25使控制单元22与装置的若干部分如驱动器具3，8，14以及未示出的用于卷筒机构15和16的驱动器具相连。控制单元22还可控制装置的其它部分，例如供料单元20的操作以及例如冷却/加热流体经由通道12的供应。

图1显示了其中固定模具部件1和可动模具部件2通过驱动器具3而分开的情形。另外，卷筒机构15和16的促动使得箔片片材29和30如箭头31所示地运动，以便将新的箔片片材部分设在模具部件1和2之间。

接下来参见图2，促动驱动器具3以便使模具部件2连同柔性件5一起朝向固定模具部件1向左运动(箭头26)。结果，可动模具部件2到达了这样的位置，其柔性件5与模具部件1中的凹部4周围的那些部分密封式接合(当然插入了箔片片材29和30)。因此，凹部4将限定一个密封混合室。在模具部件2的运动期间，其夹架6和上部7一体地运动。固定模具部件1的下部13未运动。

图3显示了下一步骤。夹架6的上部7已经通过其驱动器具8而离开固定模具部件1运动(箭头27)。结果，柔性件5和箔片片材30也离开模具部件1的相应部分而运动。在这种情况下就形成了用于供料单元20所供应的组分28的进口。

应当注意，通过未详细示出的方式，该装置可包括用于将供料单元20选择性地连接在未示出的组分储槽上的手段。这样，根据输入装置23处所输入的数据，就可供应将被混合以得到所需产品的合适组分。

在组分28的供应期间，箔片片材29将呈现出与凹部4的形状相对应的形状，从而形成了可用适量组分来填充的混合室。

在将组分填充至混合室的过程中，固定模具部件1的下部13将持续地与夹架6的相应部分密封式接合(在图中，模具部件1和2的相配合部分之间的距离被放大了)。

在根据图1、2和3的步骤中，压力辊11的位置未改变。

在已将适量组分填充到形成于模具部件1和2之间的混合室(包括位于模具部件1和2之间的箔片片材29和30)中时，再次促动驱动器具8，以便使夹架6的上部7朝向固定模具部件1运动(箭头32)。结果，混合室被完全地密封。接下来，压力辊11朝着固定模具部件1运动(箭头33)，从而将柔性件5压向凹部4的底部。压力辊11的这种运动通过控制单元22来控制，使得在柔性件5(更准确而言为靠在其上的箔片片材30)和凹部4的底部(更准确而言为靠在其上的箔片片材29)之间形成了适当的间隙。

在这种情况下促动滑架10，以便使其沿着导向件9上下运动(箭头34)。这会导致在混合室中在压力辊11的下方形成压力积聚。由于这种压力积聚，组分28将流过上述间隙，所产生的剪切力将促进组分的正确混合。

在凹部4的底部和/或压力辊11的周围，可设置通道以增强混合效果。

压力辊11的向上和向下运动可根据需要多次地重复。在压力辊11的这种运动中，没有材料可从混合室中逸出。

在已完成了混合操作之后，压力辊11运动至如图4所示的位置，即远离固定模具部件1的下部13的位置。然后该下部13通过其驱动器具14朝向图5所示的位置运动(箭头34)。压力辊11进一步朝向固定模具部件1运动，直到上述间隙被完全或几乎完全地封闭。在这种情况下滑架10沿着导向件9向下运动(箭头35)，结果，产品28′(执行组分28的混合操作所得到的)将排入到排放单元21中。

当混合室以这种方式被完全腾空之后，装置回到其如图1所示的位置。再次促动卷筒机构15和16以更新凹部4的区域中的箔片片材29和30。在箔片片材29和30的这种运动期间，分别在导辊17和18的协同操作的帮助下，附着在这些片材上的任何废料将落入到废料收集储槽19中。

应当注意的是，在所示装置中，箔片片材29和30包括两件细长的箔片片材。然而还可以设想，各箔片片材为较短长度的箔片材料，在进行了混合操作之后，这种较短长度的箔片材料被全新的较短长度的箔片材料取代。这样就没有新箔片材料的连续供应，而是单独长度的箔片材料的间歇式供应。

另外，在装置的所示实施例中，两件箔片片材29和30为单独的箔片片材。然而，也可以只使用一件箔片片材，其在进入到模具部件1和2之间的间隙中之前沿着纵向折叠在其本身上。

作为用于冷却/加热流体的循环的通道12的替代，也可以采用其它的装置来改变混合室中的组分的温度，例如微波炉装置、射频加热装置或红外线装置。

而在图1-5所示装置的实施例中，混合室基本上通过模具部件1和2之间的协同操作来限定，混合室也可以通过箔片材料本身来限定。这种装置在图6中示意性地示出。从卷筒36中退绕得来的箔片材料包括预成形的细长卷37。该卷37设有一系列单独的内部空腔结构38。各空腔结构38设有进口部分39和出口部分40。

在该实施例中，装置还包括支撑件41和压力器具42(在该具体实施例中为压力辊)，压力器具42可朝向和离开支撑件41运动(箭头43)，并可沿着支撑件41来回运动(箭头44)。

最后，图6所示装置包括器具45和46，其可运动以便选择性地分别打开和关闭空腔结构38的进口部分39和出口部分40。

图6所示装置以下述方式来操作。卷筒36退绕卷37，直到空腔结构38位于支撑件41处。器具46运动至与卷37接触，从而封闭了空腔结构38的出口部分40。器具45可向上运动，以便打开空腔结构38的进口部分39，待混合组分通过未详细示出的方式而被引入到空腔结构38中。接下来，器具45运动至再次与卷37接触，从而封闭了进口部分39。之后，压力器具42运动至与卷37接触，直到在该压力器具42和支撑件41之间保持了合适的间隙。然后压力器具42沿着支撑件41运动(箭头44)，结果空腔结构38中所含的组分在压力下通过间隙，从而进行了混合。

在完成了混合操作之后，器具46被再次抬起，产品从空腔结构38中排出(例如通过压力器具42并通过结合图1-5所述实施例来详细描述的方式)。

接下来，器具45和46以及压力器具42脱离卷37，卷37然后移动，使得新的连续空腔结构38位于支撑件41处，之后可以进行下一次混合操作。空腔结构38可具有促进组分混合的不同形状。图7-10显示了这种空腔结构的示例。

本发明并不限于上述实施例，上述实施例可在所附权利要求限定的本发明的范围内进行广泛的变动。

Claims (11)

1.一种用于混合组分以便制备产品如食品、化妆品和药品的装置，包括设有用于组分的进口和用于产品的出口的混合室，以及在组分被引入到所述混合室中之后混合所述组分的混合器具，其特征在于，所述混合室的将与所述组分相接触的那些部分由箔片材料形成，所述箔片材料可在两次连续的混合操作之间被更新，以便能够用未污染的混合室来开始混合操作。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述混合室被限定在两个协同操作的模具部件之间，其中两件箔片片材设在所述模具部件之间，所述模具部件可从其中所述模具部件相互接合同时将所述箔片片材夹在一起的操作位置中运动出来，以及从其中所述模具部件运动分开并允许所述箔片片材相对于所述模具部件移动的非操作位置中运动出来。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述箔片片材为细长的箔片片材，其可在两次连续的混合操作之间相对于所述装置运动，并且提供了用于使所述箔片片材运动的器具，例如用于退绕和/或卷绕所述箔片片材的卷筒。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，一个模具部件是在其面向另一模具部件的表面中具有凹部的大致实心件，而另一模具部件是柔性件，其在所述操作位置中覆盖了所述凹部并与所述实心件的凹部周围的那些部分密封式接合，其中所述混合器具包括可动压力器具，其用于将所述柔性件压入到所述凹部中，以便促使所述混合室内的组分混合。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述混合器具包括压力辊，其可朝向所述实心件运动以便与所述柔性件接合并将其压入到所述凹部中，所述压力辊具有与所述凹部的外形紧密配合的外形，其中所述压力辊还可沿着所述凹部来回运动。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述混合室由所述箔片材料本身来限定，所述箔片材料限定了带有一系列单独的内部空腔结构的预成形的细长卷，各所述空腔结构设有用于与周围部分相连通的进口和出口，并且均成形为可促进经由所述进口而被引入的组分的混合，其中所述装置还优选包括用于所述细长箔片材料卷的空腔结构的支撑件，以及用于在两次连续的混合操作之间使所述细长卷相对于所述支撑件运动的器具，而所述混合器具优选包括用于在将所述空腔结构压在所述支撑件上时与所述空腔结构相接合的可动压力器具。

7.一种箔片材料的预成形的细长卷，其在用于混合组分以便制备产品的装置中使用，所述卷包括一系列单独的内部空腔结构，各所述空腔结构设有用于与周围部分相连通的进口和出口，并且均成形为可促进经由所述进口而被引入的组分的混合。

8.一种用于混合组分以便制备产品如食品、化妆品和药品的方法，其中所述组分被引入设有用于组分的进口和用于产品的出口的混合室中，之后所述混合器具提供了组分在所述混合室中的混合，其特征在于，所述混合室的将与所述组分接触的那些部分由所述箔片材料限定，其中在两次连续的混合操作之间所述箔片材料被更新，以便能够用未污染的混合室来开始后续的混合操作。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-在完成前次混合或其它加工操作之后，打开所述出口并排出所混合/加工的产品；

-之后更新所述箔片材料并关闭所述出口；

-打开所述进口并引入待混合或待加工的组分；

-关闭所述进口并促动所述混合器具，直到混合或加工操作完成；

-针对待混合的各连续产品重复以上步骤。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在利用根据权利要求2-5中任一项所述的装置来执行所述方法时，更新所述箔片材料的步骤包括，首先使所述模具部件运动分开，然后使所述箔片片材相对于所述模具部件移动，最后再次使所述模具部件运动至相互接合。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在利用根据权利要求6所述的装置来执行所述方法时，更新所述箔片材料的步骤优选包括，首先使所述压力器具运动离开所述支撑件，然后使所述细长卷相对于所述支撑件运动，最后再次使所述压力器具朝向所述支撑件运动。

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