NO152192B - Fremgangsmaate til og maskin for omforming av minst en porsjon vare som er frosset i en frysemaskin - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til og maskin for omforming av minst en porsjon vare som er frosset i en frysemaskin. Den endelige formen av en omformet frossen vare kan ha enhver ønsket konfigurasjon uansett om porsjonen øverst er bredere enn bunnen og uansett underskårne partier. Foreliggende oppfinnelse kan anvendes for frosne varer fremstilt av vann, iskrem, luftfylt iskrem, ismelk, fromasj, puddinger, sorbett, frossen yoghurt eller lignende.

Ifølge oppfinnelsen blir en porsjon av frossen vare gitt en alminnelig form i en første posisjon i en vanlig hurtigarbeidende maskin for frysing av vare. De frosne porsjoner blir så omformet i en delbar form med et hulrom som hovedsakelig omslutter den frosne porsjon og bevirker at varen inntar konfigurasjonen av formens hulrom. Ved omhyggelig styring av porsjonens størrelse og konfigurasjon i forhold til formens hulrom og porsjonens temperatur, kan den frosne vare gis den ønskede konfigurasjon uten vesentlig smelting eller gjenfrysning.

Foreliggende oppfinnelse er særlig egnet for ut-øvelse i forbindelse med en vanlig kjent frysemaskin som er modifisert til å omfatte en omformingsstasjon i en slutt-seksjon av maskinen som omformer den frosne porsjon.En slik kjent maskin har en første formingsseksjon hvor den første gruppe side om side beliggende formhulrom fylles med væske eller halvstiv vare og formene beveges gjennom en saltlake-tank slik at varen fryses. Under frysingen blir en pinne ført inn i varen og ved enden av den første seksjon trekkes de frosne porsjoner opp av formene etter pinnene. I en andre seksjon beveges de frosne porsjoner til en etterfølg-ende stasjon hvor de påføres et belegg hvis ønskelig, og de ferdige produkter pakkes sluttelig hver for seg og fjernes fra maskinen i deres pakninger.

En annen kjent maskin er lik den første med den unntagelse at den første stasjon inneholder en sirkelformet i stedet for en langstrakt saltlaketang,og formene transporteres i en sirkelformet bane.

Da de frosne porsjoner fjernes fra formen i de kjente maskiner ganske enkelt ved at de trekkes oppover, må formene ha en slik konfigurasjon at de frosne porsjoner slipper formene i aksial retning. Dette begrenser i høy grad konfigurasjonen av det ferdige produkt fordi produktet ikke kan ha underskårne flater som ville hindre uttrek-ningen fra formen.

En tidligere foreslått" fremgangsmåte for å øke variasjonen av konfigurasjonen av frosne produkter fra de kjente maskiner, er beskrevet i britisk patent nr. 2.005.125. Ved denne fremgangsmåte blir de frosne porsjoner gitt underskårne dekorasjoner på overflaten ved hjelp av motstående oppvarmede klemmeverktøy. Herav fremgår tydelig at det ifølge dette patentskrift er umulig å anvende kalde klemme-verktøy uten å knuse de frosne porsjoner. Dette stemmer overens med'tidligere antagelser at frosne porsjoner og særlig stivfrosne produkter ikke kan klemmes for å gi ny konfigurasjon.

Britisk patent nr. 2.005.124 angir en fremgangsmåte for å gi overflaten av frosne porsjoner overflate-dekorasjoner og et apparat for å utføre fremgangsmåten. Apparatet er det samme som for apparatet som er angitt i britisk patent nr. 2.005.125, men i stedet for å anvende oppvarmede klemmeverktøy anvendes høytrykksmunnstykker i avstand fra overflaten av de frosne porsjoner for å sprøyte et forhåndsbestemt mønster av væske med avvikende farge mot overflaten av de frosne porsjoner for å frembringe et mønster på disse. Overflaten av de aksialt uttrekkbare frosne produkter hverken endres eller forsynes med under-skjæring.

Et tidlig forsøk på å fremstille frosne produkter med underskåren overflate er angitt i U.S.-patentskrift nr. 1.891.230. Dette patent angår en fremgangsmåte til å

klemme iskrem til konfigurasjoner fra en kontinuerlig strimmel av frosne porsjoner i stedet for fra aksialt uttrekkbare porsjoner fra form. Her er det også nødvendig " at strimmelen med iskrem varmebehandles på komplisert måte for å danne .en porsjon med stiv overflate som muliggjør at strimmelen med iskrem forskyves til et samvirkende par klemmeformer. Temperaturen for strimmelen av iskrem må

også omhyggelig kontrolleres for å sikre at klemmingen vil bli tilfredsstillende. Nødvendigheten av nøyaktig varme-behandling hindrer at denne fremgangsmåte er økonomisk i praksis.

U.S.-patentskrift nr. 4.104.411 angir en annen fremgangsmåte for forming av frosne porsjoner. Her anvendes en gummiform. Flytende blandet vare helles i gummiformen og en pinne anbringes,og det hele fryses i et bad. Formen må så fjernes manuelt fra den frosne porsjon. En slik fremgangsmåte kan ikke anvendes for stor produksjonshastighet. Videre kan den bare frembringe produkter av en spesiell konfigurasjon av gangen, fordi produkter av forskjellig konfigurasjon vil kreve forskjellig tid i frysebadet.

En annen fremgangsmåte til fremstilling av frosne varer av mere interessant konfigurasjon fra en aksialt ut-tagbar form, er angitt i U.S.-patentskrift nr. 3.996.760. Her angis en fremgangsmåte og et apparat for fremstilling av frosne produkter i avsmalnende spiralform som kan tas ut av formen aksialt ved rotasjon. Her må det samtidig anvendes løfting og rotasjon av produktet under fjerningen fra formen. Et slikt apparat er komplisert og kan bare fremstille produkter med spiralform med en forhåndsbestemt stigning som svarer til stigningen i uttaksbevegelsen. Det er her ikke på noen måte tale om omforming av frosne porsjoner med underskåren overflate eller forskjellig tredimensjonal konfigurasjon som f .eks. et dyr.

En annen kjent fremgangsmåte til forming av frosne porsjoner er ekstrudering. Ved denne fremgangsmåte blir varen i halvstiv tilstand presset gjennom et formingsmunn-stykke på et transportbånd eller en lignende transportinn-retning. Frysingen avsluttes ved at kald luft med stor hastighet rettes direkte mot den halvstive porsjon. En slik fremgangsmåte resulterer i frosne produkter som har jevnt tverrsnitt og kan ikke fremstille frosne produkter med underskårne partier eller tredimensjonal form som etter-

ligner dyreform.

Av det ovenstående fremgår at ingen tidligere har tenkt på muligheten av at frossen vare kan bringes til å flyte uten nevneverdig smelting og fryses igjen til ønsket konfigurasjon og har holdt seg til forskjellige kompliserte prosesser og forskjellige utstyr for å frembringe formet frossen vare.

,Foreliggende oppfinnelse har til formål å frembringe en fremgangsmåte til og en maskin for omforming av frosne porsjoner av alminnelig konfigurasjon på en pinne til et ferdig tredimensjonalt frossent produkt med ønsket konfigurasjon av forskjellig tverrsnitt og underskårne partier i en form hvorfra den stivfrosne porsjon kan fjernes aksialt. Generelt skal forstås at stivfrossen vare er søtet og gitt smak og er ikke be-arbeidet eller blandet før frysingen på en måte som gir fysisk utvidelse av blandingen utover 10%. En slik blan-ding fryses da uten røring eller agitering. Det ferdige produktet inneholder ikke mindre enn 17 vekt-% av samlede matvarer i henhold til U.S.-praksis, men kan inneholde mindre samlede faste matvarer. Det er tidligere nevnt at hittil er det antatt at stivfrossen vare ikke kan omformes som følge av lav flyteegenskap og vanskeligheten med å påføre og rette vesentlig kraft som er nødvendig for å omforme varen så lenge den befinner seg i frossen tilstand.

Videre er det hittil antatt at det ikke ville være økonomisk mulig å anvende delbare former for forming av frossen vare fra væskeformede blandinger, fordi slike væsker ville lekke ut av formen hvis ikke kompliserte og kostbare former anvendes for å holde væsken innenfor formen og kjølesaltlaken ute av formen.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at porsjonen av frossen vare av alminnelig konfigurasjon presses mellom to motstående halvdeler av en delbar form, med et trykk som er tilstrekkelig til at den frosne vare inntar en konfigurasjon bestemt av formhalvdelene uten vesentlig smelting eller viderefrysing av porsjonen, idet temperaturen av det indre av porsjonen av frossen vare ligger i området -23° til -12°C, og det midlere tverrsnitt av porsjonen er slik at det hovedsakelig tilsvarer omkretsen av de to formhalvdeler og volumet av porsjonene er hovedsakelig det samme som volumet av formens hulrom.

En maskin for fremstilling av frosne produkter ifølge fremgangsmåten, omfattende en første del hvor varen på en første transportør fryses til porsjoner av alminnelig konfigurasjon med utragende pinne, en andre del med en arbeidsstasjon og en andre transportør som fører porsjonen etter pinnene til arbeidsstasjonen, karakterisert ved at det på arbeidsstasjonen er anordnet en omformingsstasjon som omfatter et par formhalvdeler som er bevegelige fra en åpen stilling til en lukket stilling for å omslutte porsjonene i et antall omformingshulrom med et volum hovedsakelig svarende til porsjonens volum, hvilke formhalvdeler i åpen stilling har en innbyrdes avstand hovedsakelig svarende til de frosne porsjoners midlere tverrmål, og at det er anordnet betjeningsorganer for å bevege formhalvdelene til den lukkede stilling for å bringe disse til å omslutte porsjonene under trykk som er tilstrekkelig til å gi disse omformingshulrommenes konfigurasjon.

Ytterligere trekk ved fremgangsmåten og maskinen fremgår av underkravene.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser skjematisk et sideriss av en vanlig maskin for frysning av porsjoner, innbefattet en omformings-maskin ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser i større målestokk et sideriss av en frossen vare i form av en vanlig frossen porsjon. Fig. 3 viser på samme måte et omformet tredimensjonalt frosset produkt med underskårne områder av varier-ende tverrsnitt. Fig. 4 viser i grunnriss en omformingsstasjon ifølge oppfinnelsen. Fig. 5 viser et sideriss av en omformingsstasjon installert i en vanlig frysemaskin, hvor en del av maskinen er skåret bort for å vise omformingsformene i åpen stilling. Fig. 6 viser på samme måte omformingsformene i lukket stilling. Fig. 7 viser et snitt langs linjen 7-7 på fig. 5, sett i retning av pilene. Fig. 8 viser et snitt langs linjen 8-8 på fig. 7. Fig. 9 viser et snitt langs linjen 9-9 på fig. 7. Fig. 10 viser i sideriss varmevekslerenheten i omformingsstasjonen delvis i snitt. Fig. 11 viser et snitt langs linjen 11-11 på fig. 10. Fig. 12 viser et tverrsnitt gjennom det sentrale plan i ett fbrmhulrom som er dannet av to formhalvdeler. Fig. 13 viser et snitt langs linjen 13-13 på fig. 12. Fig. 14 viser et vertikalt snitt gjennom formhulrommet ved en annen utførelsesform.

Fig. 15 viser et snitt langs linjen 15-15 på

fig. 14.

Fig. 16 viser et snitt langs linjen 16-16 på

fig. 15.

Maskinen 10 på fig. 1 for frosne porsjoner, modifisert i samsvar med oppfinnelsen for å fremstille tredimen-sjonale frosne produkter C som vist på fig. 3 fra en frossen porsjon FS av alminnelig konfigurasjon, båret av en pinne S. Maskinen omfatter en første del 12 i hvilken formstrimler av alminnelig konfigurasjon fylles og fryses delvis til en frossen porsjon FS og forsynes med en pinne S. Etter innføringen av pinnen, fryses den fullstendig og de frosne porsjoner FS fjernes fra den første del 12 og over-føres til den andre del 14, hvor de frosne porsjoner FS som vist på fig. 2, omformes til frosne produkter C som vist på fig. 3, og deretter viderebehandles f.eks. forsynes med et ytre belegg og sluttelig pakkes.

Den første del 12 av maskinen er en vanlig maskin for frysing av varige porsjoner, og omfatter en bånd-transportør 26 med en øvre og en nedre bane med bevegelses-retning mot urviseren,som antydet med piler på fig. 1. Transportøren er forsynt med vanlige formstrimler 28 som inneholder et antall side om side beliggende formhulrom, f.eks. 6,8,12 eller flere som strekker seg på tvers av bånd-transportøren 26. Når transportøren beveges trinnvis, blir formene beveget trinnvis gjennom den første del 12. Ved en første stasjon er det anordnet en trakt 30 med et antall dyser 32 som fyller en forhåndsbestemt mengde av en ønsket vareblanding i formhulrommene som befinner seg under dysene. Blandingen kan varieres innenfor et vidt område innbefattet vannis, halvfrossen is, sorbett, pudding, iskrem, ismelk, yogurtblandinger, fromasjblandinger, etc.

Etter fylling av en bestemt formstripe 28, blir den transportert gjennom en langstrakt laketank 36 som inneholder en vanlig lakeblanding BS, som holdes på en tilstrekkelig lav temperatur for fullstendig å fryse porsjonene før formstripeh løftes ut av tanken 36, idet temperaturen av kjernen i den frosne porsjon FS hovedsakelig ligger innenfor området -23° til -12°C. Bevegelseshastig-heten for formstrimlene gjennom tanken 36 eller oppholds-tiden sammen med temperaturen i laken BS, vil bevirke den ønskede frysning av porsjonene FS og holde temperaturen i kjernen i det ønskede området.

Når formstrimmelen 28 beveges trinnvis gjennom tanken, passerer den en pinneinnføringsinnretning 38 som fører pinnen S inn i den frosne porsjon FS under en stillstandsperiode av transportøren mellom trinnene. Pinneinn-føringsinnretningen 38 er anordnet slik i forhold til tanken at pinnen S innføres i den frosne porsjon når temperaturen av kjernen av porsjonen befinner seg i delvis frossen tilstand f.eks. i området -1° til 0°C. Pinnen S kan derfor lett innføres i porsjonen, og når formstrimmelen 28 befinner seg i utgangsenden av tanken 36, vil den fullstendig frosne porsjon holde pinnen fast.

For å hindre at pinnen S trekkes ut under omformingen, har det vist seg at innstikningsdybden er kritisk. Hvis f.eks. vanlige pinner med en lengde på ca. 11,5 cm anvendes, bør innstikningsdybden være minst 6,3 til 6,6 cm i en frossen porsjon av vanlig størrelse ca. 10 cm lang, eller et volum på 74 cm 3. Tidligere praksis var å innføre en 11,5 cm lang pinne til 50% av dens lengde, men ifølge oppfinnelsen har det vist seg best å innføre pinnen mere enn 50% av pinnens lengde, og naturligvis må tilstrekkelig lengde av pinnen rage ut av den frosne porsjon FS til at den kan fjernes fra formen ved hjelp av uttrekningsinnretningen. Den maksimale innstikningsdybde er imidlertid avhengig av nivået av den frosne porsjon FS under toppen av formen i formstrimmelen 28. I tillegg hertil bør ikke kjernetemperaturen av den frosne porsjon FS være under -23°C, hvis ikke deformering eller brudd av pinnen S skal skje under omformingen. Kjernetemperaturer over -12°C vil resultere i omformede produkter med dårlig konfigurasjon og en tendens til å gli av pinnen under de siste etterfølgende bearbeidelser (belegning, pakning, etc.).

Ved uttaksenden av den første transportør 26, beveges formstrimlene 28 oppover ut av laken BS og henges over en defrostertank 40 med varmt vann. Tanken 40 beveges oppover under et bevegelsesintervall av den første transportør 26 for å lette fjerningen av den frosne porsjon fra formhulrommet.

Den andre del 14 av maskinen 10 inneholder en andre båndtransportør 4 2 som trinnmates synkront med den første transportør 26. Den andre transportør 42 transporterer et antall uttrekningsinnretninger 44 i en retning med urviseren som vist med piler på fig. 1. Hver utrek-ningsinnretning 44 inneholder en pinnelåseinnretning 46 i et antall svarende til antallet frosne porsjoner FS i formstrimmelen 28. Når en uttrekningsinnretning 44 befinner seg direkte over formstrimiene 28 i defrostertanken 40, beveges uttrekningsinnretningen 44 nedover under stillstandstiden for den andre transportør 42, slik at hver pinnelåseinnretning 46 (se fig. 7) griper en pinne S som rager opp fra hver frossen porsjon FS i formstrimmelen 28. Uttrekningsinnretningen 44 beveges så hurtig oppover mens begge transportørene står stille, og derved trekkes de frosne porsjoner FS (se fig. 2) opp fra formhulrommet i formstrimmelen 28.

Ved en vanlig frysemaskin fortsetter den første transportør 26 å bevege seg skrittvis mot urviseren som vist på fig. 1, slik at formstrimlene 28 vendes oppned og passerer forbi en vaske- og rensestasjon 50, hvor formstrimlene 28 steriliseres og igjen mates under trakten 30, hvor de fylles påny med vareblandingen og operasjonen gjentas.

I den andre del 14 blir hver frossen porsjon FS hengende i pinnelåseinnretningen 46 i uttrekningsinnretningen 44 med de frosne porsjoner hengende ned fra pinnen og mates frem trinnvis av den andre transportør 42.

Uttrekningsinnretningen 4 4 mates frem til en posisjon direkte over det vertikale midtplan i omformings-stas jonen 20. I en tilstandsperiode for den andre transportør 42 beveges uttrekningsinnretningen 44 nedover, slik at de frosne porsjoner FS nøyaktig senkes mellom de to formhalvdeler 52,54. Deretter beveges formhalvdelene mot hverandre ved hjelp av hydrauliske sylindre 56 og presser porsjonene sammen og omformer dem til en form C som vist på fig. 3 på pinnen S med forskjellig variert tredimensjonal konfigurasjon.

Omformingen er da avsluttet og uttrekningsinnretningen 44 med det ferdige produkt C hengende etter pinnen beveges oppover i det horisontale plan for de andre uttrekningsinnretningene 44 som bæres av den andre transportør 42. Hele omformingen utføres under stillstandsperioden for den andre transportør.

Etter omformingen blir produktene C matet frem til en eller flere dyppings- og/eller belegningsstasjoner 62 hvor uttrekningsinnretningene 44 igjen beveges ned og opp under en etterfølgende stillstandsperiode for den andre transportør 42.

Sluttelig mater transportøren 4 2 uttrekningsinnretningen 44 til en emballeringsstasjon 64 hvor produktet C pakkes og leveres som pakket produkt P ved enden av delen 14 av maskinen 10. Den andre transportør 44 fortsetter bevegelsen med urviseren inntil den når en stilling direkte over defrostertanken 14 og samvirket med den første del 14 gjentas.

Foreliggende oppfinnelse kan også anvendes i forbindelse med en annen utforming av frysemaskinen 10, hvor denne forlenges med den andre del 14 med omformingsstasjonen 20. Omformingsstasjonen 20 arbeider synkront med bevegelsen av de to transportører 26 og 42, idet omformingen skjer under en stillstandsperiode av transportørene. Under stillstandsperioden må transportøren 42 senke og løfte uttrekningsinnretningen 44. På samme tid må de respektive uttrekningsinnretninger 44 som befinner seg rett over arbeids-stasjonene slik som dyppe- og/eller belegningsstasjonen 62, senkes og løftes igjen.

Apparatet ifølge oppfinnelsen er basert på den eksisterende mekanisme i den andre del 14 av maskinen 10 for å senke uttrekningsinnretningen 44 for å plassere de frosne porsjoner FS i riktig forhold til omformingsstasjonen 20 under stillstandsperioden for den andre transportør 42.

Som best fremgår av fig. 5 og 6 er den andre transportør 42 utformet som et antall enkeltledd 82,83 (se fig. 8) som er forbundet med bolter 111. Ruller 110 er roterbart lagret i leddene 82,83 på boltene 110. Hvert ledd 82,83 inneholder et par tapper 84 som strekker seg innover i leddene og samvirker med en oppragende del 86 av uttrekningsinnretningen 44. Ytterdelen av hver uttrekningsinnretning 44 har en horisontal del 88 og en oppragende del 86 fra delen 88 og danner en del med L-formet tverrsnitt med innbyrdes kort avstand mellom uttrekningsinnretningene 44.

Den andre transportør 4 2 mater frem antallet uttrekningsinnretninger 44 ved berøring mellom tappene 54 og den oppragende del 86 av uttrekningsinnretningen 44. Bunn-delen av utrekningsinnretningen glir langs en L-formet brakett 90 som er montert på innsiden av huset 9 2 i den andre del 14 av maskinen 10.

Den vanlige frysemaskin har en hovedluftsylinder 9 4 som er montert for horisontal bevegelse og bevirker at en horisontal tannstang 9 6 beveger seg frem og tilbake for hver stillstandsperiode av transportøren 42. Den horisontale bevegelsen av tannstangen 9 6 overføres til en opp- og nedgående vertikal bevegelse av en tannstang 98 via tannhjul 100,10 2 på en aksel 104. Ved anvendelse av en horisontal tannstang 96 i forbindelse med tannhjulene 100,102 og den vertikale tannstang 98, er det mulig nøyaktig å synkroni-sere den vertikale bevegelse av den vertikale tannstang over hver arbeidsstasjon.

Braketten 90 strekker seg gjennom hele lengden av den andre del 14 av maskinen 10 på hver side 92 av huset og danner bane for ruller 110. Sideskinner 91 er anordnet direkte under braketten 90 langs hver side 9 2 av huset.

Ved hver arbeidsstasjon, særlig direkte over vertikalplanet gjennom omformingsstasjonen 20, har hver skinne 91 et ut-snitt 106 med en bredde hovedsakelig lik bredden av den horisontale del 88 av uttrekningsinnretningen 44. En bære-blokk 108 for uttrekningsinnretningen er montert på den nedre del av den vertikale tannstang 98. Blokken 108 strekker seg fra den vertikale tannstang 98 gjennom en vertikal sliss i husveggen 9 2 til inngrep med den horisontale del 88 av uttrekningsinnretningen 44 når denne beveges til en posisjon direkte over omformingsstasjonen 20. Tappene 84 på den andre transportør 42 samvirker med den oppragende del 86 av uttrekningsinnretningen 44 og bevirker at denne glir langs skinnen 91 inn i et spor 112 i bæreblokken 108. Når den andre transportør 4 2 får en stillstandsperiode, vil den horisontale del 88 av uttrekningsinnretningen forbli stasjonær i sporet 112 i bæreblokken 108. I denne stilling vil den vertikale tannstang 98 og bæreblokken 108 som er forbundet med denne beveges nedover slik at uttrekningsinnretningen 44 også beveges sammen med bæreblokken 108. Fig. 5 viser den del av en uttrekningsinnretning med en frossen porsjon FS hengende etter pinnen ved be-gynnelsen av en stillstandsperiode for transportøren 42. Fig. 6 viser uttrekningsinnretningen 44 båret av bæreblokken 108 i den nederste vertikale stilling midt i stillstandsperioden for transportøren 42. I denne stilling omslutter formhalvdelene 52 og 54 den frosne porsjon FS som henger i pinnen S,slik at porsjonen omformes til et frosset produkt C.

Fig. 4 viser omformingsstasjonen 20 montert på

en plate 68 med fire hydrauliske sylindre 56. Den frosne porsjon FS senkes av uttrekningsinnretningen 44 til egnet stilling i forhold til de to formhalvdeler 52 og 54 og alle de fire hydrauliske sylindre 56 betjenes samtidig slik at formbæreplatene 70,72 beveges mot hverandre. Formbæreplatene 70,72 beveges på styrestenger 74. Hver styrestang 74 er båret av et par blokker 75. Når formbæreplatene 70, 72 beveges mot hverandre, glir de med boringer 76 på styre-stengene 74 og hindrer vertikal bevegelse av formbæreplatene 70,72 i forhold til monteringsflaten 68. De hydrauliske sylindre 56 er toveisbetjente og muliggjør hurtig sammenføring og fra hverandre føring av formbæreplatene 70,72 og dermed formhalvdelene 52,54 som er montert på disse og utfører omformingen under stillstandsperioden for den andre transportør 62.

Hver formhalvdel 5 2,54 har et antall formhulrom 78 svarende til antallet av de side om side fra pinnen opp-hengte frosne porsjoner FS i låseinnretningen 46 i uttrekningsinnretningen 44. Når så den vertikale tannstang 98 beveges nedover og de frosne porsjoner FS kommer i riktig forhold til formhalvdelene 5 2,54, vil hver frossen porsjon FS ligge i flukt med et bestemt formhulrom 78.

Fig. 7 viser omformingsstasjonen 20 med opptrukne linjer og med en del av uttrekningsinnretningen 44 i øverste stilling, og med strekprikkede linjer i nederste stilling.

Under omformingen kan de frosne porsjoner være større eller ha annen konfigurasjon enn formhulrommene 78. Overskuddet av varen etter omformingen faller til bunnen av omformingsstasjonen 20. Et bortføringsbånd 80 fører overskuddet fra direkte under formhalvdelene 52,54 til et ut-taksområde på siden av bæreplaten 68 hvorfra det føres tilbake til trakten 30 i den første del 12 av maskinen 10.

Båndet 80 beveges med urviseren i forhold til bæreplaten 6 8 over et par ruller 114 av hvilke bare den ene er vist.

For å hindre at formhalvdelene 52,54 ikke kan lukkes helt og for å fjerne overskudd som ellers kan hindre dette, er formhalvdelene forsynt med utsparinger som mulig-gjør at overskuddet lett kan tilbakeføres uten å hindre formhalvdelenes arbeide. Overflaten av formhalvdelene holdes på tilstrekkeig temperatur i forhold til den frosne vare ved hjelp av varmevekslere for å lette fjerningen av de ferdige produkter, og tilbakeføring av overskuddet. Som det fremgår av fig. 9 er den andre formhalvdel 54 ikke montert direkte på den andre formbæreplate 72, men ligger an mot en varmeveksler 116 som er atskilt fra den andre formbæreplate 72 ved et isolasjonslegeme 18.

Fig. 10 og 11 viser varmeveksleren 116 med en første og en andre varmevekslerplate 122 med en ytterflate 124 resp. 126. Den indre flate av disse legemer har et antall halvsirkelformede spor for å oppta et antall rør 128 mellom seg. Graden av varmeoverføring mellom rørene 128 og legemene 122 økes ved anvendelse av varmeledende klebe-middel 123. Klebemiddelet 123 kan også anvendes mellom de indre overflater av legemene 122. En ende av varmeveksleren har et innløpshode 130 og den andre ende et utløpshode 132. Hele varmeveksleren fremstilles ved lodding, dyppelodding eller annen vanlig måte.

Varmevekslervæsken 134 er ført inn gjennom et innløpsrør 136 via en stuss 140 og tas ut gjennom et ut-løpsrør 138 via en stuss 142. Temperaturen av væsken 134 reguleres via et vanlig oppvarmingssystem 144 som vist på fig. 1. Hensikten med varmeveksleren 116 er å sikre at overflatene 146 av formhulrommet 178 i de to formhalvdeler 52,54, holdes på en temperatur som er egnet til å frigi de omformede frosne produkter C fra formen uten unødig smeltning av overflaten av disse.

Det har vist seg at før omformingen bør kjernetemperaturen av de frosne porsjoner FS ligge hovedsakelig innenfor området -23° til -12°C.

Temperaturen i formhulrommet 78 må være tilstrekkelig til å danne et tynt lag av væskeformet vare langs overflaten 146 for å lette frigivningen av de omformede frosne produkter C fra formhulrommet 78. Det er imidlertid viktig at et tynt sjikt av væske hindres fra å fryse igjen før åpningen av formhalvdelene 52,54.

Temperaturen på overflaten av formhulrommet 7 8 holdes innenfor et egnet område ved hjelp av varmevekslervæsken 134 som leverer tilstrekkelig varme til formhalvdelene 52,54 for å erstatte den varme som tas ut av formen ved de frosne produkter og holde overflaten av formhulrommet 78 på en tilstrekkelig høy temperatur til å hindre fornyet frysning av det tynne sjikt av smeltet vare under omformingen.

Dimensjonene av varmeveksleren 116 og drifts-parameterne for utstyret kan være som følger. Den indre diameter av rørene 128 er ca. 7 mm og hvert varmeveksler-legeme er utformet som en aluminiumsplate med en tykkelse på 9,5 mm og gir den ønskede temperatur på overflaten 146 av formhulrommet 78 ved en strømningshastighet av væsken 134

på 53 til 75 liter pr. minutt. Innløpstemperaturen for varmevekslervæsken 134 er avhengig av arten av frossen vare som skal omformes. For stort innhold av faststoff slik som iskrem, justeres temperaturen av varmevekslervæsken 134 slik at temperaturen av varmevekslervæsken 134 ved utløpsrøret 138 fra varmeveksleren er ca. 10° til 15,6°C. Når stivfrossen vare anvendes, oppnås beste resultat når varmevekslervæsken 134 ved utløpet fra varmeveksleren 116 har en temperatur på 32,2° til 37,8°C. Den virkelige temperatur

som vil resultere i optimal produksjon av omformede frosne produkter C, vil også være avhengig av andre variable, innbefattet filmmotstand mellom overflaten 146.av formhulrommene 178 og den frosne vare C, varmetap eller varme-gevinst via isolatoren 118, eller varmetap eller varme-gevinst i rørforbindelsen til oppvarmingssystemet 144 til varmeveksleren 116. I enkelte tilfeller kan det være nød-vendig at systemet 144 vil måtte avkjøle varmevekslervæsken 144 hvis f.eks. varmeopptaket fra den omgivende luft er større enn den varme som fjernes av de frosne produkter. Det kan også være nødvendig å minske temperaturen i varmevekslervæsken 134 under oppstartingen av produksjonen for å senke temperaturen på overflaten av formhulrommene 78.

Fig. 4 viser formhalvdelene 52,54 med varmeveksleren .

Tilstrekkelig strømningshastighet av varmevekslervæsken 134 må sikre en jevn temperatur eller bare en meget liten temperaturgradient langs varmeveksleren 116 mellom innløpsrøret 136 og utløpsrøret 138. Det er viktig å unngå en vesentlig temperaturgradient for å sikre at alle de omformede produkter C vil være hovedsakelig like i detaljene på overflaten og lette fjerningen av produktene fra formhulrommene 78 i hele lengden av formhalvdelene 52,54.

Varmevekslervæsken 134 kan være vannoppløsning inneholdende 10% propylen glykol eller annen egnet oppløs-ning. Varmevekslervæsken pumpes gjennom varmeveksleren 116 ved hjelp av en pumpe med liten strømningshastighet og et pumpetrykk som er avpasset til varmeveksleren for å sikre at temperaturendringen i væsken mellom innløpet og utløpet er liten nok til å unngå forskjellig innvirkning på omformingen i formhulrommene til venstre og høyre.

En stor temperaturforskjell kunne resultere i vesentlig smelting av varmen ved innløpsenden av formhalvdelene og fornyet frysning og fastfrysning av varen i ut-løpsenden av formhalvdelene.

For mest effektiv drift av omformingsstasjonen 20 bør de frosne porsjoner FS hvis konfigurasjon er vist med strekprikkede linjer på fig. 12, ha en vertikal dimensjon mindre enn den vertikale dimensjon av formhulrommet 78 i de to formhalvdeler som er vist med opptrukne linjer på fig. 12. På samme måte må omkretsen av formhulrommene 78

i hver formhalvdel som vist med opptrukne linjer på fig.

13 hovedsakelig omskrive tverrsnittet i det midtre tverrplan i den frosne porsjon FS som er antydet med strekprikkede linjer på fig. 13. Når således de to formhalvdeler lukkes rundt den frosne porsjon FS under omformingen, vil et minimum av frossen vare trenges utenfor formhulrommene og derved minske graden av overskudd etter omformingen.

I den grad noe overskudd forekommer, vil denne bli opptatt i utsparingsområdet i formen og falle av under åpningen av formhalvdelene ned på transportbåndet 80,og transporteres av dette ned i overskuddsopptaket 148 hvor det samles og føres tilbake til trakten 30 for gjeninnføring via den første del 12 i maskinen 10.

For å sikre at de omformede frosne produkter C har jevn overflate med minimum av ujevnheter, må det samlede volum av formhulrommet 78 i den første og andre formhalvdel 52,54 ha tilnærmet samme volum som de frosne porsjoner FS før omformingen. Det har imidlertid vist seg at på grunn av tilstedeværelsen av luft eller "overskudd" i noen av porsjonene slik som iskrem eller sorbett, vil verkten av varen i frosne porsjoner FS før omformingen være tilnærmet lik vekten av de omformede produkter C selv om det kan være en forskjell i deres respektive volumer. Hvis volumet av varen i de frosne porsjoner FS er meget større enn volumet av formhulrommene 78, vil det dannes overskudd som i noen tilfelle kan hindre fullstendig lukning av formhalvdelene

52,54. I motsatt tilfelle, hvis volumet av den frosne vare i porsjonene FS er vesentlig mindre enn volumet av formhulrommene 78, vil de omformede frosne produkter C ha uønskede ujevnheter og luftrom.

For å oppnå de mest attraktive omformede frosne produkter er det ønskelig å styre den totale tykkelse eller dybde av formhulrommene 78 i forhold til konfigurasjonen av de frosne porsjoner FS. Særlig har det vist seg at de mest vellykkede produkter oppnås når tykkelsen av omformingshulrommene 78 er noe mindre enn tykkelsen av de frosne porsjoner FS.

Det har også vist seg at uttrekning av pinnen S også unngås ved et utspart område i den øvre ende av hvert formhulrom 78. Som det best fremgår av fig. 14 og 15 er utsparingen 160 gjort i begge formhalvdeler 52,54. Utsparingen 160 kan være elliptisk i tverrsnitt slik at når formhalvdelene lukkes, dannes en sylinder med hovedsakelig elliptisk tverrsnitt som kommuniserer med toppflatene av formhalvdelene 52,54 og innsiden av formhulrommet 78. Dybden eller omkretsen av utsparingen 160 er mindre enn dybden eller omkretsen av den øvre del av formhulrommet 78 som grenser til utsparingen 160 slik at det dannes en ring-formet øvre hulromsskulder 162 ved den øvre ende av formhulrommet 78 (se fig. 16). Under omformingen vil denne skulder 162 bevirke at den frosne porsjon FS vil opptas i formhulrommet 78 og bare tillate en liten del av over-skuddsvare å bli fortrengt eller omformet rundt pinnen S

i området av utsparingen 160. Det har vist seg at en slik utsparing 160 minsker faren for utstøtning av pinnen S under omformingen og samtidig bevirker at en tapp P dannes på varen C og gir denne et tiltalende utseende.

For å unngå overdrevet overskudd ved omformingen, kan hver av formhalvdelene 52,54 alternativt slik som vist på fig. 14 og 16 utstyres med større utsparingsområder 164 i ytterflåtene av formhalvdelene. Under fremstillingen av formhalvdelene er det mulig å fjerne halvparten av tykkelsen av formhalvdelene. Når en varmeveksler 116 anvendes i forbindelse med formhalvdelen og varmevekslervæsken 134 har sin høyeste temperatur, vil de tynnere partier av formhalvdelene ha noe høyere overflatetemperatur og derved lette fjerningen eller overskuddet fra formhalvdelene.

Det har vist seg at formhulrommene 78 beholder tilstrekkelig stivhet langs veggen 166 av formhulrommene 78 med en minste tykkelse på 3,17 mm på omkretsen av formhulrommene .

For tydelighets skyld er det høyere formhulrom

78 på fig. 15 og 16 vist bare delvis fylt med frossen vare.

Maskinen ifølge oppfinnelsen er særlig hensikts-messig fordi bare ét enkelt sett av komplekse former er nød-vendig. Formstrimmelen 28 i den første del 12 av maskinen 10 har vanlig konfigurasjon. Det er ikke nødvendig med noen spesielle former for dannelse av de alminnelige frosne porsjoner FS, men når det gjelder volumet av konfigurasjonen i formhulrommene 78 i de to formhalvdeler, må størrelsen være i samsvar med de retningslinjer som er angitt ovenfor for å sikre at de koordinerer med dimensjonene av de frosne porsjoner FS som er dannet av formstrimlene 28 til omformede produkter C med minimum av uregelmessigheter i overflaten og overskudd av vare.

Det er ønskelig å fremstille et utvalg av omformede produkter i samme maskin, og i den hensikt kan formhalvdelene 52,54 ha forskjellig utformede formhulrom 78.

For å fremstille hovedsakelig identiske produkter, vil formhalvdelene ha like formhulrom 78. I ethvert tilfelle anvendes samme formstrimmel 28 i den første del 12 av maskinen 10 for å frembringe de alminnelige frosne porsjoner FS.

I drift er fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen som følger: Et antall side om side beliggende frosne porsjoner FS dannes i den første del 12 av en vanlig frysemaskin i formstrimler 28. Formstrimlene beveges gjennom en lakeopp-løsning BS og før frysingen av porsjonene FS anbringes pinner S. De frosne porsjoner FS avslutter sin transport gjennom den første del 12 i maskinen 10 slik at de blir helt frosne. En uttrekningsinnretning 44 med et antall pinnelåseinnret-ninger 46 som beveges av en andre transportør 42, angriper pinnene S som rager ut fra de side om side frosne porsjoner FS, og fjerner disse fra formene ved å løfte dem opp og derved overføre dem fra den første del 12 i maskinen til den andre del 14. De side om side beliggende frosne porsjoner FS som henger etter pinnene S, beveges til en stilling direkte over det vertikale midtplan for omformingsstasjonen 20. Under stillstandstiden for den andre transportør 4 2 blir de vertikale tannstenger 98 og bæreblokkene 108 beveget nedover og dermed også de side om side beliggende frosne porsjoner FS inntil disse befinner seg direkte mellom den første og andre formhalvdel 52,54. Mens de vertikale tannstenger 98 forblir i den laveste tilstand, beveger sylinderne 56 de to formhalvdeler 52,54 mot hverandre og hvert par formhulrom 78 i de to formhalvdeler omslutter de enkelte frosne porsjoner FS og omformer disse til frosne produkter C.

Deretter beveges de to formhalvdeler fra hverandre ved hjelp av sylinderne 56 og de vertikale tannstenger 98 heves sammen med de omformede produkter hengende etter pinnene S. Når utstrekningsinnretningen 44 er tilbake-ført til sin stilling i den andre transportør 42, er stillstandsperioden for den andre transportør 42 til ende og transportøren transporterer uttrekningsinnretningen 44 til en ny posisjon, og de side om side hengende frosne porsjoner FS fra den neste uttrekningsinnretning, befinner seg da direkte over omformingsstasjonen 20. Deretter gjentas det hele.

Under drift foretar maskinen de normalt 14-20 operasjoner pr. minutt. Fremmatningen og stillstanden av hver uttrekningsinnretning 44 er ca. 3 sekunder. Når den andre transportør avanserer hurtig, vil hver uttrekningsinnretning 44 beholde sin stilling over det vertikale midtplan for omformingsstasjonen 20 i en stillstandsperiode på litt under 3 sekunder. Under stillstandsperioden må de frosne porsjoner FS senkes, formhalvdelene 52,54 må lukkes og åpnes og uttrekningsinnretningen 4 4 med de omformede produkter bringes til den normale stilling for å bringes videre til den neste posisjon ved slutten av stillstandsperioden.

Under drift viser utstyret ifølge oppfinnelsen at visse tidsavsnitt er nødvendig for de forskjellige etter hverandre følgende operasjoner avhengig av varens sammen-setning .

Den tid som er nødvendig for å lukke formhalvdelene er en funksjon av varen og det hydrauliske trykk i sylinderne 56. Det har vist seg at iskrem som inneholder mere faststoff, dvs. smørfett, fast sukker etc. krever mindre tid til omformingen enn mindre fast frossen vare som f.eks.stivfrossen vannis. På samme måte vil varer som bevirker overskudd kreve kortere tid for omformingen enn ikke luftinnholdende eller stivfrosne produkter. Typiske sider for de forskjellige operasjoner når det gjelder iskrem, fromasj og stivfrossen vannis er angitt i tabellen nedenfor:

For å sikre at omformingen skjer innenfor den foretrukne stillstandstid,varieres det hydrauliske trykk til sylinderne. For eksempel, for å sammenpresse frossen vare i form av iskrem med normalt overskudd i maskinen med åtte side om side anordnede formhulrom, har det vist seg at et samlet trykk på 10.000 kg eller 1.360 kg pr. produkt gir godt resultat. Når stivfrossen vannis fremstilles ved omforming med samme konfigurasjon, vil den nødvendige kompre-sjonskraft være høyere og øke fra 1.360 kg til 2.268 kg pr. produkt. Denne økede kraft er nødvendig for å overvinne den store motstand i den stivfrosne vannis.

Da den virkelige tid som er nødvendig for å lukke omformingsformhalvdelene er en funksjon av flere faktorer innbefattet det hydrauliske trykk som anvendes, temperaturen av de frosne porsjoner, arten av vare som skal fryses, for-holdet mellom form av porsjonene FS og formhulrommene, etc. som kan variere fra én omforming til den neste, anvendes to mekanismer for å tilveiebringe åpningen av formhalvdelene i riktig tid for å sikre at varen kan transporteres ved slutten av stillstandstiden for den andre transportør. For det første reagerer en grensebryter (ikke vist) for den fullstendige lukning av omformingsformhalvdelene for å bevirke at disse åpnes på ny så snart formhalvdelene har vært lukket fullstendig. I tillegg er det anordnet en tidsstyre-innretning for å reversere bevegelsen av formhalvdelene i det tilfellet at disse ikke har vært fullstendig lukket og har aktivisert grensebryteren, ca. 0,25 sek. før slutten av stillstandsperioden.

Typiske sammensetninger av væskeformede vare-blandinger som kan anvendes i forbindelse med utstyret og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for å frembringe nye omformede frosne produkter, er angitt nedenfor. Hvis ikke annet er angitt, er prosenttallene nedenfor basert på vekt av den væskeformede vareblanding.

Stivfrossen vareporsjon. Vaniljeiskrem

Det er mulig å drive utstyret og praktisere fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen uten å anvende temperatur-styring i forbindelse med formhalvdelene.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte til omforming av minst én porsjon vare som er frosset i en frysemaskin, hvilket omformede produkt har en utragende pinne, karakterisert ved at porsjonen av frossen vare av alminnelig konfigurasjon presses mellom to motstående halvdeler av en delbar form, med et trykk som er tilstrekkelig til at den frosne vare inntar en konfigurasjon bestemt av formhalvdelene uten vesentlig smelting eller viderefrysing av porsjonen, idet temperaturen av det indre av porsjonen av frossen vare ligger i området -23° til -12°C, og det midlere tverrsnitt av porsjonen er slik at det hovedsaklig tilsvarer omkretsen av de to formhalvdeler og volumet av porsjonen er hovedsaklig det samme som volumet av formens hulrom.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at porsjonen av frossen vare dannes på en pinne.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at før omformingen gis den frosne porsjon en alminnelig konfigurasjon i en aksialt fjernbar form,og under omformingen anbringes pinnen i porsjonen til en dybde på minst 6,35 cm.

4. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den frosne porsjon stivfryses med mindre enn 10% innesluttet luft.

5. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at overflatetemperaturen av den delbare form holdes på et nivå som er tilstrekkelig til å hindre at den omformede vare fryser fast i formen, men utilstrekkelig til at varen smelter under omformingen.

6. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den frosne porsjon gis en forhåndsbestemt vekt som svarer til den ønskede vekt av varen som anbringes i formen for omformingen.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at overskytende vare fjernes under pressingen til den frosne porsjon og at overskuddet over-føres til den etterfølgende form.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at et antall side om side omformede, tredimensjonalt formede produkter med underskårne flater dannes i en omformende frysemaskin som tilføres et antall side om side frosne porsjoner med oppragende pinner ved at porsjonene med pinner fjernes aksialt fra sine respektive former og bringes til pressing for omforming.

9. Anordning for fremstilling av frosne produkter ved fremgangsmåten ifølge et av de foregående krav, omfattende en første del hvor varen på en første transportør fryses til porsjoner av alminnelig konfigurasjon med utragende pinne, en andre del med en arbeidsstasjon og en andre transportør som fører porsjonene etter pinnene til arbeidsstasjonen, karakterisert ved at det på arbeidsstasjonen (14) er anordnet en omformingsstasjon (20) som omfatter et par formhalvdeler (52,54) som er bevegelige fra en åpen stilling til en lukket stilling for å omslutte porsjonene (FS) i et antall omformingshulrom (78) med et volum hovedsakelig svarende til porsjonens volum, hvilke formhalvdeler i åpen stilling har en innbyrdes avstand hovedsakelig svarende til de frosne porsjoners midlere tverrmål, og at det er anordnet betjeningsorganer (56) for å bevege formhalvdelene til den lukkede stilling for å bringe disse til å omslutte porsjonene under trykk som er tilstrekkelig til å gi disse omformingshulrommenes konfigurasjon .

10. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at dybden av hvert omformingshulrom (78) i formhalvdelene (52,54) er mindre enn avstanden fra et sentralt deleplan i porsjonene til deres ytterflate.

11. Anordning ifølge krav 9 eller 10, karakterisert ved en temperaturregulator (116) i forbindelse med formhalvdelene (52,54) for å holde temperaturen i omformingshulrommene (78) på et nivå som hindrer at de frosne porsjoner fryser fast i disse, men er tilstrekkelig til å bevirke vesentlig smelting under omformingen.

12. Anordning ifølge et av kravene 9-11, karakterisert ved et antall side om side beliggende hovedsakelig identiske par formhalvdeler (52,54) for omforming av et lignende antall side om side beliggende frosne porsjoner (FS) på pinner (S).

13. Anordning ifølge et av kravene 9-12, karakterisert ved at hvert omformingshulrom (78) i hver formhalvdel (52,54) har avvikende konfigurasjon sammen-lignet med de tilgrensende hulrom.

14. Anordning ifølge et av kravene 9-13, karakterisert ved at arbeidsstasjonen (14) omfatter bevegelsesorganer (80) for resirkulering av frossen over-skudds vare fra porsjonene (FS) under omformingen i arbeidsstasjonen .

15. Anordning ifølge et av kravene 9-14, karakterisert ved at hver formhalvdel (52,54) har en utsparing (160) for en pinne (S) i den ene ende av hulrommet (78) svarende til pinnen, og at dybden av utsparingen er mindre enn dybden av hulrommet og større enn tykkelsen av pinnen.

16. Anordning ifølge et av kravene 9-15, karakterisert ved at hver ytterflate av formhalvdelene (52,54) har ytterligere utsparinger (164) utenfor og i avstand fra omformingshulrommene (78).

17. Anordning ifølge krav 16, karakterisert ved at hvert hulrom (78) har en yttervegg (166) som om-gir hvert hulrom og som grenser til de ytterligere utsparinger (164) .