CN1934978A - 将图案压印到冷冻涂层糖食上的方法和装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种将图案压印到冷冻涂层糖食上的方法，该方法包括步骤：至少用一层涂层部分覆盖冷冻糖食；和使压印表面与冷冻涂层糖食表面相接触；其特征在压印表面被有弹性地装配在支撑体上。还提供了一种将图案压印到冷冻涂层糖食上的装置。

Description

将图案压印到冷冻涂层糖食上的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种生产表面具有压印图案，如图像、形状或标识的冷冻涂层糖食的方法和装置。

背景技术

由带巧克力、冷冻果汁或其他涂层的冰淇淋，冷冻酸奶、糖水冰膏等冷冻糖食是受人欢迎的产品。这类产品的形状和/或表面外观是对消费者产生吸引力的一个重要因素。一直在试图找到一种制备表面具有压印图案或标识的产品的方法。

WO 02/052944记载了一种压印装置和在0-60℃下通过金属压印将字符或构图压印到冷冻糖食上的方法。压印后的冷冻糖食可用巧克力涂层。然而，由于涂层是在压印后进行，最终压印图案的细节会因为巧克力的覆盖而缺失。因此该方法仅适于大并且简单的构图，尤其不适于小于3mm的构图。类似的，压印深度必须至少约4mm。

涂层产品经常用棍来支撑，以便不必直接拿着而方便食用，因此避免了消费者的手指被涂层覆盖。棍状产品通常通过“挤压和切割“方法生产，例如，来自冷冻机的冰淇淋从喷嘴中垂直向下挤出，落到传输带上。当冰淇淋从喷嘴中出来后插入棍，并用热金属丝水平切割成均匀的、所需要的厚度。虽然目标是要将棍平行于冰淇淋切割表面并在中间位置插入，但实际上棍子经常会有轻微的偏离。传输带载着冰淇淋通过硬化通道，在那里，冰淇淋的温度降至约-25℃。冰淇淋离开硬化通道后，棍子通过棍钳被夹起。棍钳由整套装配在载运框架的夹具组成。将溶化的巧克力置于约45℃的浸渍槽中。棍钳将冰淇淋转移到浸渍槽，在那里将冰淇淋放低浸入液体巧克力中一段时间，然后取走。浸渍后，巧克力开始在冷的冰淇淋上硬化。几秒钟内液体巧克力摸起来变干了，并且具有塑性或坚韧的质地。这缘由脂肪的部分结晶。结晶缓慢持续着，典型地，巧克力变脆(例如变形时破裂)至少要数小时。

WO 02/078460描述了一种可选择的方法，其中冰淇淋首先在模具中成型且棍子被插入，然后涂层，例如在巧克力中，硬化和然后第2次成型(即模制或压印)以得到最终的形状。由于成型是在涂层后进行，WO02/052944方法涉及到的问题得以避免，并且小的细节也能在产品表面产生。然而，两步成型步骤使得该方法变得复杂和缓慢。

因此，仍需要一种简单的方法将图案更清晰地压印在冷冻涂层糖食上。还特别需要一种方法将图案更清晰地压印在使用“挤压和切割“型方法制备的冷冻涂层糖食上。

试验和定义

除非另有说明，否则这里使用的所有技术和科技术语与本领域(例如冷冻行业)普通技术人员所理解的意思是一致的。冷冻糖食制造业所使用的各种术语和技术的定义和描述可参见“Ice Cream”，6^th EditionR.T.Marshall，H.D.Goff and R.W.Hartel，Kluwer Academic/PlenumPublishers，New York 2003.

冷冻糖食是指通过冷冻巴氏杀菌的配料混合物制得的糖食，所述配料如水、脂肪、甜味剂、蛋白质(一般是乳蛋白)及任选的其它成分，如乳化剂、稳定剂、着色剂和风味剂。冷冻糖食可以是经充气的。冷冻糖食包括冰淇淋、糖水冰膏、冷冻酸奶等。

涂层是指任何用于在冷冻糖食上形成涂层的可食性材料。涂层包括巧克力(黑巧克力，白巧克力，牛奶巧克力)，使用可可脂以外的脂肪制成的巧克力类似物(如椰子油)，ganaches(即巧克力或巧克力类似物与奶油的混合物)以及果泥。涂层以液体涂至冷冻糖食上，但冷却后会固化，例如与冷冻糖食接触后。巧克力和巧克力类似物具有复杂的固化特性，因为它们含有会以不同形式结晶的不同的甘油三酯。例如，可可油有六种晶体形式(多晶型现象)。当巧克力固化时，甘油三酯开始结晶。几秒钟内巧克力摸起来开始变干，具有塑性或坚韧的质地。结晶化缓慢持续着，以致于典型地要发生数小时或数天，直至甘油三酯完全结晶并因此巧克力达到最大脆度。由可可脂以外的脂肪制备的巧克力类似物显示了与巧克力类型的性质，但典型的与巧克力相比，其在一个更窄的温度范围内结晶，并且更快地达到最大脆度。本文中，“液体”是指能流动的涂层。“液体”不包括塑性状态的涂层，在该状态下，涂层可变形，但不流动。

压印表面

压印表面是指与冷冻涂层糖食接触并因此将图案压印其上的表面。典型地，压印表面由一个具有凸出和/或凹陷的平底组成，该图案可形成所期望图案的底片(如压印表面中突出的图形对应于凹陷的图形)。因此，可理解是平底限定了压印表面与冷冻涂层糖食的对准。底部也可以不是平的，例如是带有其他凸起或凹陷图形的凸起的底。这种情况下，当压印表面的中心的法线垂直于冷冻涂层糖食表面时，压印表面与冷冻涂层糖食表面相互对准。

弹性装置

弹性装置是指一种装置：

(a)使压印以垂直于压印表面的方向做线性移动(相对于支撑体)，当与冷冻涂层糖食接触时倾斜于压印表面平面任意角度；以及

(b)当压印面从冷冻涂层糖食产品表面移开时，有一回复力使得压印返回到初始位置(相对于支撑体)。

弹性常数(以牛顿/mm为单位)是指将弹簧拉伸1mm所需要的力(牛顿)。

测定压印表面温度的方法

使用Agema Thermovision 570热线摄像机(根据生产商的说明书)测定压印表面的温度。

发明内容

我们已研发出一种将具有细小特征的图案压印到冷冻涂层糖食上的简便方法。因此，首先本发明提供了一种将图案压印到冷冻涂层糖食上的方法，包括步骤：

a)至少用一层涂层部分覆盖冷冻糖食；和

b)使压印表面与冷冻涂层糖食相接触；其特征在于压印表面被有弹性地装配在支撑体上。

我们已发现，当压印表面被弹性地装配在支撑体上时，当其与将要被压印的表面接触时，自身能定位和校准。即使当将要被压印的表面最初定位错误或有偏差时，图案也被正确地压上。此外，由于压印是在冷冻糖食用巧克力涂层后进行的，与压印后再涂层有关的表面不清晰的问题可以避免。本方法提供了一种生产具有吸引力的涂层产品的简单方法。一方面，本发明适于任何冷冻涂层糖食产品，例如涂层的条状淇淋条，并且不仅是有棍产品。

在挤压和切割过程中，棍的位置(以致于棍不正好在所切割的冰淇淋厚度的中心)与定位(以致于棍相对于冰淇淋轻微扭曲)稍有偏差是正常的。接下来的产品压印尤其困难，因为虽然棍和压印的位置可以被精确控制，但要被压印的涂层产品表面相对于正确位置也会太近、太远或有所倾斜。因此，压出的图案可能太浅(轮廓不清晰)，太深(压印穿过涂层并到达冰淇淋)或不均匀(以致于压印一边比另一边深)。因而当期望将图案压印到带棍冷冻涂层糖食产品上时，本发明对于“挤压和切割”型方法尤其适用。因此，本发明优选在步骤(a)和(b)之前进一步包括步骤：

(i)将冷冻糖食从喷嘴中挤压出来；

(ii)向冷冻糖食中插入棍子；

(iii)将冷冻糖食切块；

其中步骤(ii)和(iii)同时进行或在步骤(i)期间依次进行；和随后

(iv)借助棍子处理冷冻糖食。

我们已发现，当想要将图案压印到有棍冷冻涂层糖食产品上时，本方法克服了从前的“挤压和切割”型生产方法的限制。

优选步骤(b)的涂层是液体。我们已发现当涂层仍然是液体时，有可能压印产品，因而提供了非常清晰的表面图案。避免了在压印步骤中涂层破裂，降低了压印所需要的力。

优选压印面通过单个弹性装置弹性地装配在支撑体上。更优选单个的弹性元件包括一个弹簧。最优选弹簧的弹性常数为0.1-0.5N/mm。

优选步骤(b)在步骤(a)后1-10秒进行，更优选1-6秒进行，最优选2-4秒进行。

优选在步骤(b)中，压印表面的温度低于-5℃。更优选压印表面的温度在-5℃至-100℃之间，最优选在步骤(b)中的温度在-10℃至-80℃之间。

优选涂层厚度为0.5-5mm，更优选为1-3mm。

优选涂层是巧克力或巧克力类似物。最优选涂层是巧克力。

优选冷冻糖食是冰淇淋。

优选压印表面包括高度为0.5-1.5mm的图形。

另一方面，本发明提供了一种将图案压印到冷冻涂层糖食上的装置，包括：

a)支持冷冻糖食的元件；

b)压印，包括压印表面，装配在支撑体上；和

a)移动支撑体的元件，以使压印表面能与冷冻糖食表面相接触；其特征在于压印通过弹性装置装配在支撑体上。

优选弹性装置包括一个单个的弹性元件。更优选单个的弹性元件包括一个弹簧。最优选弹簧的弹性常数为0.1-0.5N/mm。

在一个优选实施方案中，支持冷冻糖食的元件是一个棍钳。可选择的，支持冷冻糖食的元件可以是简单的支撑体，例如传输带，网或盘。

优选压印的质量为1-20g，更优选为2-10g，最优选为3-7g。

优选压印表面的面积为25-2500mm²，优选100-900mm².

附图说明

参照附图对本发明进行进一步详述，其中：

图1是根据本发明的一个实施方案中的压印、装置和支撑体的侧视图。

图2是挤压和切割过程示意图。

图3显示的是压印正在冷冻涂层糖食上进行压印，以及所产生的图案。

图4显示的是棍位置和定位的可能变化，相对应的产品表面位置的变化以及对于刚性装置所产生的图案。

图5显示的是与图4相同的情形，但是用弹性装置既会导致压印进入产品很深，又会自身和产品表面校准。

具体实施方式

图1是本发明的一个实施方案中压印组件的侧视图。压印元件1由压印2、支撑体3和连接压印和支撑体的装置4组成。压印2的压印表面5包括一个平底6和凸出和/或凹进平台底的一个或多个图形7。平底6和图形7形成了与压印到冷冻涂层糖食的图案相反的图案。图形7的高度/深度应足以使压出的图案轮廓清晰和显现，但高度不应太高以致于使得凸出部分穿过涂层，并且凹陷图形的深度不应太深，以致于涂层不容易注满。突出和凹陷图形的高度和深度一定程度上分别取决于涂层厚度。典型的，高度和深度在0.5-1.5mm之间，因为涂层厚度典型的在1-3mm之间。当使用薄涂层时，图形的高度和深度应在该范围的低端。为了在压印后压印可从涂层表面容易撤出，图形通过一个5-15的角度成为锥形。

压印优选由具有良好热传导性能的材料制得，例如金属。更优选压印由铝或不锈钢制得。最优选压印由铝制得，因为铝既具备良好的热传导性，又是低密度，因此压印的质量小。典型的压印的质量为几克，例如1-20g，优选2-10g。最优选3-7g。压印不应太重，因为过重的压印需要装置4非常坚固。压印必须足够大以形成所期望的图案，但压印的质量要最小。典型的压印表面5的直径为5-50mm，优选10-30mm。压印表面5可以是任何形状并且不需要是圆形。因此，压印表面5的面积典型的为25-2500mm²，优选100-900mm².如果装置4包括一弹簧，该弹簧直径几乎可以方便地与压印表面5的直径一致，例如直径差别小于5mm。为了避免弹簧和冷冻涂层有任何接触的可能性，优选弹簧直径不大于压印表面的直径。

图2是一个“挤压和切割“生产线示意图。挤压和切割方法在冷冻糖食制造业是众所周知的，并在例如“The Science of IceCream”，C.Clarke，Royal Society of Chemistry，Cambridge，UK，2004，第93-94页中有描述。冷冻糖食10通过喷嘴11被垂直挤出。使用棍插入器15将棍14插入冷冻糖食10中。冷冻糖食10被切割器13切割成块状，经挤出、插棍和切割后的冷冻糖食块12落在传送带16上，使它们通过硬化通道。然后通过棍钳将冷冻糖食块从传输带上拣起，并浸入含有液体涂层材料如巧克力的浸渍槽中。

浸渍步骤在本领域也是公知的，并且在例如“The Science of IceCream”，第94-96页中有记载。在一个典型的浸渍步骤中，液体涂层，例如40-50℃的巧克力或巧克力类似物被置于浸渍槽中，棍钳将冷冻糖食转入到浸渍槽中，在那里糖食被下降浸入液体涂层中一段时间，然后取出。浸渍时间，冷冻糖食温度和液体涂层的粘度决定了冷冻糖食的涂层厚度。如果浸渍时间太短，冷冻糖食太热，或液体涂层粘度太低，涂层都可能不完全。相反就会导致涂层太厚。浸渍也可用于用其它涂层如果泥涂覆冰淇淋，这种情况下，可通过迅速浸渍在液氮(在-196℃)中来冷却浸渍水果混合料之前和/或之后的冷冻糖食。可使用多个浸渍步骤。典型的涂层为1-5mm厚，这个厚度范围的涂层适于压印并且受到消费者喜欢。

在从浸渍槽移出后，冷冻涂层糖食被压印。图3a显示了压印正在对冷冻涂层糖食进行压印和和处于压印点的冷冻涂层糖食块。涂层块12被棍钳18所夹的棍14支持，该涂层块12包括经挤出和覆盖有一层涂层20的冷冻糖食切块10。棍14被正确地定位在涂层块12的中心线24上。通过移动支撑体，压印2朝着涂层块12移动。这使得压印表面5与将要被压印的表面21(指产品表面)相接触，并且将图案22压印在上面。由于棍14和产品表面21相对于压印表面5被正确地定位，那么图案22就被正确地压印，如图3b所示。

典型的，压印部件按照生产线编入。根据在冷冻涂层糖食块上所期望压印的图案的位置，需要在冷冻涂层糖食块的通道上定位压印部件。在一个实施方案中，当冷冻涂层糖食块向前运动之下一个标记点时，压印部件被置于生产线一边(通过移动支撑体)。在两个指定步骤间，冷冻涂层糖食块是固定不动的。压印部件被移入有冷冻涂层糖食的生产线中，然后压印朝着冷冻糖食块移动(即沿生产线方向)来实施压印。然后压印沿生产线移回，和最终压印部件横向移出冷冻涂层糖食道外，以回到初始位置，这样就可移动到下一个标记点。在一个可选的实施方案中，压印部件可垂直移动来替代横向移动。另一可选择的实施方案中，移动的是冷冻涂层糖食块而不是压印部件。例如，冷冻涂层糖食块可垂直或水平地移出生产线并朝着压印部件(处于固定位置)移动，或旋转90度面向位于生产线旁的压印部件。可以平行排列数条这类生产线，以增加生产效率。

在每一个压印操作进行前，优选压印表面的温度立即低于-5℃，更优选在-5℃到-100℃之间，最优选-10℃到-80℃之间。已发现当压印低于-5℃，粘着减少。此外，冷的压印导致涂层迅速固定，因此产生了一个轮廓清楚的图案。最佳温度取决于涂层的种类。例如，用果泥涂层时，优选温度要低于巧克力或巧克力类似物涂层时的温度。压印可以各种不同方式冷却，包括将低温液体如液氮在每个压印步骤间喷洒在压印上；或在每个压印步骤间，使低温冷却液通过压印中的通道；使压印表面与冷物体接触；将压印表面浸入贮有冷却液体如液氮的池中；或通过Peltier盘与压印接触进行冷却。为了最大程度的在压印表面上减少影响压印图案质量的霜冻的形成，也可在除湿的空气中进行压印。

当与冷冻糖食接触时，涂层迅速固化。如果在压印前涂层就已固化，只能得到很浅的图案。因此应在浸渍后当涂层仍然是液体时，或至少仍是软的时候在短时间内进行压印。优选压印在浸渍后的1-10秒，更优选在1-6秒，最优选在2-4秒内进行。因此，在指定的生产线上，当冷冻涂层糖食块从浸渍槽中取出后，压印就按照一、二、三指定的步骤进行。已发现当在浸渍后短时间内进行压印，涂层仍旧是液体，因此可生产出良好轮廓的图案。

优选用5-10N的力将压印表面与冷冻涂层糖食相接触。该力必须足够大到产生一个品质上乘的标识，但不要大到压印穿过了涂层到达冷冻糖食。已发现在此范围的压印力会产生轮廓清晰的图案。

现参照图4，棍钳18和压印支撑体3的位置通常在生产线上可精确地受到控制。然而，由于棍14插入的位置和角度的变化，产品表面21的位置也随之不同。图4显示了一个装置，其中压印2通过一个刚性的、非弹性的装置104装配在支撑体3上。因而，当压印表面5移动到与产品表面21接触时，产品表面21的位置和方向的变化导致了图案22厚度的不同和/或图案22与产品表面不平行。棍的位置和方向的三种变化以及相对应的产品表面21的位置和所产生的图案22如图4所示。图4a中，棍14插入到中心位置4的后部。结果产品表面21过于靠前和图案22太厚，如图4b所示。压印表面5甚至穿过涂层25进入到冷冻糖食10里面。图4c中，棍14插入到中心位置24的前部，因此产品表面21过于靠后，图案22如图4d所示太浅。图4e中棍插入到中心位置24，但与正确的方向之间有一角度。因此，产品表面21是倾斜的，以致于与压印表面5不是平行的。如图4f所示，图案22在顶部(即靠近棍子)是浅的，而在底部是深的，又会使外观不令人满意。棍子的其它误差也是有可能的；例如棍子沿长度方向被扭曲以致产品表面也被扭曲，以及图案是一边太深而另一边太浅。

我们已发现当装配在支撑体上的压印表面具有弹性，以致于和将被压印的表面接触时自身能够正确地定位和校准时，问题就得到了解决。即使将被压印的表面最初错误地定位或误校准，图案也被正确地压印。

图5显示的情形与图4一样，但在这种情况下，弹性装置4导致压印2(压印表面5)与产品表面接触时自身可定位和校准。结果就是得到正确的图案。在图5所示的实施方案中，弹性装置4为弹簧。弹性装置4使得压印2沿着压印表面5的垂直方向直线运动，并且当与产品表面21接触时，朝压印表面5的水平面的任何轴倾斜。弹性装置提供回弹力，以当它从产品表面21移开时，使压印2返回到初始位置(相对于支撑体3)。

压印装置的安装如下。首先，棍位置的最大误差是已知的或被测量。支撑体3被定位以便于如果棍在最前位置被插入时(即产品表面与压印表面的距离最大)，然后压印表面与产品表面接触，及当支撑体3运动到压印位置时，弹性装置4少许被挤压。如果棍被插入到中心位置，或中心位置后部，支撑体3运动到压印位置时弹性装置受到的挤压会多些。这样，无论棍的位置如何，压印表面都可与产品表面接触。

图5a中，将棍14插入到中心位置24的后部，因此产品表面21过于向前。当压印表面5与产品表面21相接触时，弹性装置4受到挤压以致于压印表面没有更深地进入涂层。因此，图案被正确地压印其中。在图5b中，将棍14插入到中心位置24的前部，因此产品表面21过于靠后。这种情况下，弹性装置仅仅压缩了一点，图案又一次被正确地压印其中。图5c中，将棍子正好插入到中心位置24，但是与正确的定位有一角度。结果产品表面21是倾斜的以致于与压印表面5不平行。这种情况下当压印表面5与产品表面21接触时，弹性装置的一侧压缩得比另一侧要大，因而使得压印表面倾斜，直至与产品表面平行。图案仍然可以被正确地压印其中。

该装置可包括多个弹性元件。然而，简单的，该装置优选包括一个单个弹性元件。已发现单个弹性元件可使得压印表面能自身与冷冻涂层糖食表面定位和校准。更优选单个的弹性元件包括弹簧。弹簧是一种简便和低廉的装置，它可以使得压印表面能自身与冷冻涂层糖食表面定位和校准。最优选弹簧弹性常数为0.1-0.5N/mm。已发现弹力在此范围的弹簧是尤其适宜的。如果弹性常数大于0.5N/mm，弹簧就太坚硬了(即弹簧弹性常数太大)，压印表面不能完全与冷冻涂层糖食表面对准。另一方面，如果弹簧不足够坚硬的话，弹簧支撑不了压印重量，于是当支撑体移动时，压印向下跌落并大幅振动。压印在弹簧末端的某些振动是可接受的，因为只要压印与冷冻涂层糖食接触，振动就会立刻停止。

以上各部分提到的本发明实施方案的各种特征可以适用于细节上有所修改的其他部分。因此，一个部分的特定特征可与其它部分中的特定特征适当地结合。

以上说明书中提到的所有出版物在这里被引入作为参考。所记载的方法和装置的各种改进和变化对本领域技术人员来说，都是显见的并不超出本发明的范围。尽管发明的描述是与特别优选的实施方案有关，但应当理解本发明所主张的不应限于特别的实施方案。实际上，对所描述的实施本发明的方式的各种改进对于相关领域技术人员来说是显而易见的，都在以下权利要求的范围之内。

Claims (19)

1.一种将图案压印到冷冻涂层糖食上的方法，包括步骤：

a)至少用一层涂层部分覆盖冷冻糖食；和

b)使压印表面与冷冻涂层糖食相接触；

其特征在于的压印表面被弹性地装配在支撑体上。

2.根据权利要求1所述的方法，在步骤(a)和(b)之前进一步包括步骤：

(i)将冷冻糖食从喷嘴中挤压出来；

(ii)向冷冻糖食中插入棍子；

(iii)将冷冻糖食切块；

其中步骤(ii)和(iii)同时进行或在步骤(i)期间依次进行；和随后

(iv)借助棍子处理冷冻糖食。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在步骤(b)中，涂层是液体。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的方法，其中通过单个弹性元件将压印表面装配在支撑体上。

5.根据权利要求4所述的方法，其中单个弹性元件包括弹簧。

6.根据权利要求5所述的方法，其中弹簧的弹性常数为0.1-0.5N/mm。

7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中的涂层是巧克力或巧克力类似物。

8.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中冷冻糖食是冰淇淋。

9.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中步骤(b)是在步骤(a)之后1-10秒进行。

10.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中在步骤(b)中，压印表面的温度在-5℃以下。

11.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中涂层厚度为0.5-5mm。

12.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中压印表面包括高度0.5-1.5mm的图形。

13.一种将图案压印到冷冻涂层糖食上的装置，包括：

a)支持冷冻糖食的元件；

b)压印，包括压印表面，装配在支撑体上；和

c)移动支撑体的元件，以使压印表面能与冷冻糖食表面相接触；

其特征在于压印表面通过弹性装置被装配在支撑体上。

14.根据权利要求13所述的装置，其中弹性装置包括单个弹性元件。

15.根据权利要求14所述的装置，其中单个弹性元件包括弹簧。

16.根据权利要求15所述的装置，其中弹簧的弹性常数为0.1-0.5N/mm。

17.根据权利要求13-16任一项权利要求所述的装置，其中压印由铝或不锈钢制成。

18.根据权利要求13-17任一项权利要求所述的装置，其中压印的质量为1-20g。

19.根据权利要求13-18任一项权利要求所述的装置，其中压印表面的面积为25-2500mm²。

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