TW202146167A - 食品器具不沾塗層環保清除方法及其設備 - Google Patents

食品器具不沾塗層環保清除方法及其設備 Download PDF

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單偉明
楊斌
許慶和
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大陸商江蘇佰健環保科技有限公司
三能食品器具股份有限公司
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Abstract

本發明係有關一種食品器具不沾塗層環保清除方法及其設備，其包括自動噴射清洗設備、輸送帶機構、磨料及食品器具。自動噴射清洗設備包含具有腔室的噴射腔體、壓力噴射機具及噴槍機構，噴槍機構設於腔室。以壓力噴射機具將磨料與高壓氣體混合為清除流體後輸送至噴槍機構，以輸送帶機構將複數食品器具依序載送至腔室下方，以噴槍機構對進入腔室的食品器具之內表面進行噴射清除流體的作業，用以剝離不沾塗層，以輸送帶機構將已剝離不沾塗層的食品器具移出腔室，俾能藉由簡化傳統加熱裂解工序，除了可以節省能源之外，並可提高不沾塗層的清除效率，而且不會損傷食品器具中間的鍍鋁層，還可使處理後的器具本體不變形。

Description

食品器具不沾塗層環保清除方法及其設備
本發明係有關一種食品器具不沾塗層環保清除方法及其設備，尤指一種可以藉由簡化傳統加熱裂解工序而節省能源及提高不沾塗層清除效率的食品器具表面不沾塗層清理技術。
按，在食品器具的技術領域中，尤其是烘焙食品器具如裝盛蛋糕之烘焙模具、麵包烤盤等各類烘焙食品器具在使用一定週期(約800~3000次)後，就會因為表面不沾塗層的壞損而無法繼續使用。從循環經濟的角度考量，通常是將食品器具回收去除原有不沾塗層，並重新塗上不沾塗層後再行使用。依據所知，習知回收處理方法機皆需要二個處理步驟。其中，第一處理步驟是將壞損的不沾塗層去除；第二處理步驟是於食品器具的內表面重新噴塗不沾塗層。
上述第一處理步驟係包含二個步驟：第一步驟，首先利用攝氏450℃以上高溫將食品器具進行加熱裂化處理，經5~8小時的加熱裂化處理後，使不沾塗層因受熱而爆裂；然後再以噴砂技術將已爆裂的不沾塗層予以去除。該習知工藝不僅能源消耗大，燒結過程易造成食品器具基體變形，且不沾塗層在高溫下的分解尾氣會污染環境；而第二步驟的噴砂通常係使用硬度較高的石英砂，其清洗效果好但沖刷強度大，易使不沾塗層下面的鍍鋁層受損或剝離，嚴重時還有可能損傷金屬基材，導致重新噴塗不 沾塗層後的器具壽命降低或有效使用次數減少；現有噴砂機按結構主要分為吸入式和壓入式，自動輸送式噴砂機一般採用吸入式結構，噴射後的磨料是在機器內部循環使用的，磨料經多次循環使用後噴射效果會逐漸降低。另外，上述二種處理步驟的食品器具需要在兩套系統中進行轉運，其運輸轉運過程費工費時，以致清除效率不高，而且噴砂後的廢渣因含有裂化的不沾層，不易回收利用，以致廢渣處理量大，清潔環保性較差。
有鑑於此，習知食品器具表面塗層回收處理工序確實未臻完善，仍有再改善的必要性，而且基於相關產業的迫切需求之下，緣是，本發明人乃經不斷的努力研發之下，終於研發出一種有別於上述習知技術且具增進功效的本發明。
本發明第一目的在於克服與改善現有技術中存在的缺點與不足之處，進而提供一種食品器具不沾塗層環保清除方法及其設備，主要是藉由簡化傳統加熱裂解工序，除了可以節省能源之外，並可提高食品器具不沾塗層的清除效率，而且不會損傷食品器具中間的鍍鋁層，還可使處理後的器具本體不變形，經再次噴塗新塗層後保持幾乎與新盤一樣的有效使用次數，從而使其重複利用率得以大幅提高。達成本發明第一目的之技術手段，係包括自動噴射清洗設備、輸送帶機構、磨料及食品器具。自動噴射清洗設備包含具有腔室的噴射腔體、壓力噴射機具及噴槍機構，噴槍機構設於腔室。以壓力噴射機具將磨料與高壓氣體混合為清除流體後輸送至噴槍機構，以輸送帶機構將複數食品器具依序載送至腔室下方，以噴槍機構對進入腔室的食品器具之內表面進行噴射清除流體的高速噴射清除作 業，用以剝離內表面所附著的不沾塗層，以輸送帶機構將已剝離不沾塗層的食品器具移出腔室。
本發明第二目的在提供一種可依據食品器具尺寸、規格形式而調整噴槍機構高度、安裝位置、擺動幅度及噴射角度的食品器具不沾塗層環保清除方法及其設備。達成本發明第二目的之技術手段，係包括自動噴射清洗設備、輸送帶機構、磨料及食品器具。自動噴射清洗設備包含具有腔室的噴射腔體、壓力噴射機具及噴槍機構，噴槍機構設於腔室。以壓力噴射機具將磨料與高壓氣體混合為清除流體後輸送至噴槍機構，以輸送帶機構將複數食品器具依序載送至腔室下方，以噴槍機構對進入腔室的食品器具之內表面進行噴射清除流體的高速噴射清除作業，用以剝離內表面所附著的不沾塗層，以輸送帶機構將已剝離不沾塗層的食品器具移出腔室。其中，更包含一設於該噴射腔體的位置調整機構，用以調整該噴槍機構的高度、安裝位置、擺動幅度及噴射角度。
1:食品器具
2:輸送帶機構
3:沉料回收槽
4:除塵管
4-5:除塵機組
5:第一除塵機
5a:粉塵入口
6:第二除塵機
7:壓力噴射機具
8:搖擺馬達
9:噴射腔體
9a:腔室
9b:粉塵出口
10:噴槍機構
10a:噴射槍頭
11:電控模組
12:主連桿
13:一擺動桿
14:高壓噴射管
15:擺幅調節輪
16:擺動連桿
17:主軸
18:副軸
A:位置調整機構
圖1係本發明第一種具體實施架構的示意圖。
圖2係本發明第二種具體實施架構的示意圖。
圖3係本發明磨料清洗前食品器具殘留有不沾塗層的圖片示意。
圖4係本發明經磨料清洗後食品器具的圖片示意。
為讓 貴審查委員能進一步瞭解本發明整體的技術特徵與達成本發明目的之技術手段，玆以具體實施例並配合圖式加以詳細說明如 后：
請參看圖1所示為實現本發明第一目的之具體實施例，係包括下列步驟：
步驟一：提供一自動噴射清洗設備、一輸送帶機構2、磨料及複數食品器具1，其中，該自動噴射清洗設備包含一具有概呈密閉空間之腔室9a的噴射腔體9、一壓力噴射機具7及一噴槍機構10，該噴槍機構10之噴射槍頭10a位於腔室9a內；該磨料係為碳酸氫鈉微晶體，該碳酸氫鈉微晶體粒徑介於100~600μm，莫氏硬度介於2-3之間；該食品器具的內表面附著有不沾塗層。
步驟二：以壓力噴射機具7將磨料與高壓氣體混合為清除流體後輸送至噴槍機構10。
步驟三：以輸送帶機構2將複數食品器具1依序載送至腔室9a下方。
步驟四：以噴射槍頭10a對進入腔室9a的食品器具1之內表面進行噴射清除流體的高速噴射清除作業，其中，係利用磨料晶粒撞擊不沾塗層瞬間的爆破力以剝離不沾塗層，使磨料晶粒於撞擊爆破後成為可再回收的粉末。
步驟五：再以輸送帶機構2將已剝離不沾塗層的食品器具1移出腔室9a。
具體的，圖1所示，該噴射腔體9頂部設有一與腔室9a連通的粉塵出口9b，該粉塵出口9b與一除塵管4一端連通，該除塵管4另端連通一除塵機組4-5，該除塵機組4-5用以產生負壓以去除因步驟四中之高速噴射清除 作業過程中所產生的粉末揚塵。
請配合參看圖1所示的實施例中，該除塵機組4-5包括一第一除塵機5及一第二除塵機6；該第一除塵機5設有與粉塵出口9b連通的粉塵入口5a；該第一除塵機5的輸出端與第二除塵機6的輸入端連接；該第一除塵機5的輸出端與第二除塵機6的功率機皆為7~8kW左右。
請配合參看圖1所示的實施例中，該噴射腔體9底部設有一與腔室9a連通的沉料回收槽3，該沉料回收槽3用以回收於上述步驟四中所沉落的粉末，回收後的粉末可經還原加工技術而再次結晶成為碳酸氫鈉微晶體磨料。
較佳的，該高壓氣體的壓力為0.8~0.9MPa；該輸送帶機構2的輸送功率為0.7~0.8kW。
如圖1所示的實施例中，本發明提供一種更具體的食品器具1不沾塗層環保清除方法，係包括以下步驟：
1.將食品器具1放置在噴射腔體9一側的輸送帶機構2上，啟動電控模組11，讓食品器具1在輸送帶機構2帶動下移動至腔室9a，該輸送帶機構2的輸送功率為0.7~0.8kW，帶速可調。
2.磨料在高壓氣體帶動下通過噴槍機構10之噴射槍頭10a而噴射至食品器具1的內表面上，使食品器具1的不沾層剝離，並隨輸送帶機構2的運行，從噴射腔體9的另一側離開；噴射槍頭10a的噴射壓力約為0.75~0.85MPa，噴射槍頭10a頂端設置有噴嘴，噴嘴直徑為4.36~6.35mm，噴射槍頭10a為1~4個，噴射槍頭10a的安裝位置、噴射槍頭10a的高低、擺動幅度以及噴射角度均可透過位置調整機構A並依據食品器具1的規格形 式設定而加以調整；高壓氣體的壓力為0.8~0.9MPa。磨料在噴射過程中，產生的粉末揚塵通過除塵管4至除塵機組4-5內淨化處理，沉落的磨料則通過沉料回收槽3回收，除塵機組4-5的功率約為7~8kW，除塵後尾氣可達標排放。
再者，作為機械噴射磨料的材料選擇，粒徑、形狀及其硬度和作用原理，是保證清除效果的關鍵因素；材料價廉易得無毒無害，是降低清除成本減少食品器具1污染的先決條件。
Figure 109141859-A0101-12-0006-1
所以，本發明選擇碳酸氫鈉微晶體磨料作為食品器具1的清除磨料，為食品行業器具清洗工藝技術的安全性、環保性提供了有利條件。專用的碳酸氫鈉微晶體磨料的理化指標如表1所示。
傳統壞損塗層的清除方法中採用的高溫加熱和噴砂去除工 藝，既浪費大量能源又易造成中間鍍鋁層損壞，且存在底層金屬損傷及器具基材變形等缺陷，致使處理後的新做塗層不能保證器具原有的使用功能從而降低有效使用次數。本發明採用的新型環保清除工藝，僅須一個步驟方法即可取代傳統的二個步驟方法；亦即，簡化了食品器具塗層清除步驟，減少了設備數量和轉運次數，進而提高了清除效率；另一方面，以硬度適中、安全無損、清潔環保的碳酸氫鈉微晶體為噴射磨料，所以不會產生噴除作業中因過度清除造成的鍍鋁層和基材受損，保證處理後的器具不變形，還可在噴塗新塗層後保持幾乎與新盤一樣的有效使用次數，使其重複利用率得以大幅提高，為翻新後器具使用週期的延長奠定了基礎。再者，本發明取消了高溫加熱裂化步驟，既減少了高溫加熱裂化過程所需的能耗，也解決了器具變形及尾氣環保問題。噴射腔體9配置電控模組11(PLC自動作業系統)，實現了噴射清除操作的連續自動運行，提高了工作效率，降低了勞動強度；噴射腔體9採用密閉式箱體結構，利於廢渣沉料的收集處理；配套設置的除塵機組4-5，使腔室9a呈微負壓，尾氣經旋風分離和濾筒除塵兩級淨化使之可達標排放，利於噴射揚塵的排除、作業環境的改善。
本發明自動噴射清洗設備係包括噴射腔體9、除塵機組4-5，該噴射腔體9頂部設有搖擺馬達8；該搖擺馬達8的輸出端連接有主連桿12；該主連桿12的另端連接擺動桿13；該擺動桿13上連動噴槍機構10的噴射槍頭10a；該噴射槍頭10a的下方設有輸送帶機構2；該噴射腔體9的一側設有壓力噴射機具7，該壓力噴射機具7通過高壓噴射管14與噴射槍頭10a連接；該噴射腔體9下方設有沉料回收槽3；該噴射腔體9側壁設有粉塵出口9b，該粉塵出口9b通過除塵管4與除塵機連接；該除塵機包括第一除塵機5和第二除塵機 6；所述第一除塵機5底部設有粉塵出口9b；所述第一除塵機5的輸出端和第二除塵機6的輸入端連接。
繼而，將待洗食品器具1放置在噴射腔體9一側的輸送帶機構2上，輸送帶機構2啟動後，食品器具1在輸送帶機構2帶動下移動至腔室9a內；同時噴射槍頭10a內的磨料在高壓氣體的帶動下噴射至食品器具1表面，使食品器具1的不沾層剝離，並隨輸送帶機構2的運行，從噴射腔體9的另一側離開；通過電控模組11控制搖擺馬達8的搖擺幅度和輸送帶機構2前進的速度。一般而言，噴射槍頭10a的噴射壓力約為0.75~0.85MPa，噴射槍頭10a的數量為1~4個；高壓氣體的壓力約為0.8~0.9MPa；磨料在噴射過程中，產生的粉末揚塵通過除塵管4至第一除塵機5和第二除塵機6進行二級除塵淨化，沉落的磨料則通過沉料回收槽3予以收集。
請配合參看圖2所示的實施例中，本發明自動噴射清洗設備更包含一設於噴射腔體9的位置調整機構A，本實施例主要是可以依據食品器具1的尺碼、規格形式而調整噴槍機構10的安裝位置、高度、擺動幅度及噴射角度，為此目的，本發明係採用了可以調整噴槍機構10高度與位置的結構設計，因而具有配置簡單、合理實用以及維修方便等特點。
具體的，圖2所示之位置調整機構A係包含一搖擺馬達8、一擺幅調節輪15、一主連桿12、一擺動桿13、一擺動連桿16；該機座頂部設置搖擺馬達8，該搖擺馬達8的輸出端連動擺幅調節輪15一端，該擺幅調節輪15的另端連動該主連桿12，該主連桿12的另端連動擺動桿16一端，該擺動桿16可轉動地樞設於主軸17上，該擺動桿13另端連動擺動連桿16一端，該擺動連桿16另端可轉動地樞設一副軸18上，該主軸17與副軸18上皆安裝有一槍桿， 並以一槍桿座固定，該槍桿另端設有一槍桿套管，該槍桿可在槍桿套管內伸縮並旋轉，以調節槍桿的高度與角度；該槍桿透過緊固裝置固設一個噴射槍頭10a。
承上所述，該噴射槍頭10a的數量為1~4個：每一噴射槍頭10a頂端設有一噴嘴，該噴嘴直徑介於4.36-6.35mm；該噴射槍頭10a的噴射壓力為0.75~0.85MPa。
經由上述具體實施例說明后，本發明確實可以藉由簡化傳統加熱裂解工序，除了可以節省能源之外，並可提高不沾塗層的清除效率，而且不會損傷食品器具中間的鍍鋁層，還可使處理後的器具本體不變形，經再次噴塗新塗層後保持幾乎與新盤一樣的有效使用次數，從而使其重複利用率得以大幅提高本發明採用組合式之模組化結構設計，因而具有自動化程度高、結構簡單、佈置緊湊以及維修方便等特點。
再請參看圖3所示，係為食品器具1磨料清洗前尚殘留有不沾塗層的圖片示意。另如圖4所示，食品器具1經過本發明磨料清洗後，已經將圖3所殘留不沾塗層予以完全清除，可見，本發明確實可以實現以為碳酸氫鈉微晶體為清洗食品器具1內表面塗層的磨料，除了可以提升食品器具不沾塗層的清除效率之外，而且具有不會損傷食品器具中間的鍍鋁層以及食品器具本體教不易不變形等特點。
以上所述，僅為本發明之可行實施例，並非用以限定本發明之專利範圍，凡舉依據下列請求項所述之內容、特徵以及其精神而為之其他變化的等效實施，皆應包含於本發明之專利範圍內。本發明所具體界定於請求項之結構特徵，未見於同類物品，且具實用性與進步性，已符合發 明專利要件，爰依法具文提出申請，謹請 鈞局依法核予專利，以維護本申請人合法之權益。
1:食品器具
2:輸送帶機構
3:沉料回收槽
4:除塵管
4-5:除塵機組
5:第一除塵機
5a:粉塵入口
6:第二除塵機
7:壓力噴射機具
8:搖擺馬達
9:噴射腔體
9a:腔室
9b:粉塵出口
10:噴槍機構
11:電控模組
14:高壓噴射管

Claims (9)

  1. 一種食品器具不沾塗層環保清除方法，其包括下列步驟：
    步驟一：提供一自動噴射清洗設備、一輸送帶機構、磨料及食品器具；其中，該自動噴射清洗設備包含一具有一腔室的噴射腔體、一壓力噴射機具及一噴槍機構，該噴槍機構之至少一噴射槍頭設於該腔室；該磨料係為碳酸氫鈉微晶體，該碳酸氫鈉微晶體粒徑介於100~600μm，莫氏硬度介於2-3之間；該食品器具的內表面附著有不沾塗層；
    步驟二：以該壓力噴射機具將該磨料與高壓氣體混合為一清除流體後輸送至該噴槍機構；
    步驟三：以該輸送帶機構將該複數食品器具依序載送至該腔室下方；
    步驟四：以該至少一噴射槍頭對進入該腔室的該食品器具之該內表面進行噴射該清除流體的高速噴射清除作業，其中，係利用該磨料晶粒撞擊該不沾塗層瞬間的爆破力以剝離該不沾塗層；及
    步驟五：再以該輸送帶機構將已剝離該不沾塗層的該食品器具移出該腔室。
  2. 如請求項1所述之食品器具不沾塗層環保清除方法，其中，該噴射腔體頂部設有一與該腔室連通的粉塵出口，該粉塵出口與一除塵管一端連通，該除塵管另端連通一除塵機組，該除塵機組用以產生負壓以去除因該步驟四中之該高速噴射清除作業過程中所產生的粉末揚塵。
  3. 如請求項1所述之食品器具不沾塗層環保清除方法，其中，該除塵機組包括一第一除塵機及一第二除塵機；該第一除塵機設有與該粉塵出口連通的粉塵出口；該第一除塵機的輸出端與該第二除塵機的輸入端連接；該 第一除塵機的輸出端與該第二除塵機的功率機皆為7~8kW。
  4. 如請求項1所述之食品器具不沾塗層環保清除方法，其中，該噴射腔體底部設有一與該腔室連通的沉料回收槽，該沉料回收槽用以回收於該步驟四中該磨料晶粒於撞擊爆破後成為可再回收沉落的粉末，回收後的該粉末可透過還原加工技術而再次結晶成為碳酸氫鈉磨料。
  5. 如請求項1所述之食品器具不沾塗層環保清除方法，其中，該高壓氣體的壓力為0.8~0.9MPa；該輸送帶機構係為輸送帶機構，該輸送帶機構的輸送功率為0.7~0.8kW。
  6. 如請求項1所述之食品器具不沾塗層環保清除方法，其更包含一設於該噴射腔體的位置調整機構，用以調整該噴槍機構的高度、安裝位置、擺動幅度及噴射角度。
  7. 如請求項6所述之食品器具不沾塗層環保清除方法，其中，該位置調整機構包含一搖擺減速馬達、一擺幅調節輪、一主連桿、一擺動桿、一擺動連桿；該噴射腔體頂部設置該搖擺減速馬達，該搖擺減速馬達的輸出端連動該擺幅調節輪一端，該擺幅調節輪的另端連動該主連桿，該主連桿另端連動該擺動桿一端，該擺動桿可轉動地樞設於一主軸上，該擺動桿另端連動該擺動連桿一端，該擺動連桿另端可轉動地樞設一副軸上，該主軸與該副軸上皆安裝有該至少一噴槍機構的一槍桿，並以一槍桿座固定；該槍桿另端設有一槍桿套管，該槍桿可在該槍桿套管內伸縮並旋轉，以調節該槍桿的高度與角度；該槍桿透過緊固裝置固設一個該噴射槍頭。
  8. 如請求項7所述之食品器具不沾塗層環保清除方法，其中，該噴射槍頭的數量為1~4個：每一該噴射槍頭頂端設有一噴嘴，該噴嘴直徑介於 4.36-6.35mm；該噴射槍頭的噴射壓力為0.75~0.85MPa。
  9. 一種食品器具不沾塗層環保清除設備，其包括：
    一自動噴射清洗設備，其包含一具有一腔室的噴射腔體、一壓力噴射機具及一噴槍機構，該噴槍機構設於該腔室；該壓力噴射機具用以將磨料與高壓氣體混合為清除流體後輸送至該噴槍機構，其中，該磨料係為碳酸氫鈉微晶體，該碳酸氫鈉微晶體粒徑介於100~600μm，莫氏硬度介於2-3之間；該噴槍機構之至少一噴射槍頭設於該腔室；及
    一輸送帶機構，其用以依序載送食品器具至該腔室下方；當該食品器具抵達該腔室下方時，該至少一噴射槍頭則對該食品器具的內表面進行高速噴射該清除流體的高速噴射清除作業，其中，係利用該磨料晶粒撞擊該不沾塗層瞬間的爆破力以剝離該不沾塗層，再以該輸送帶機構將已剝離該不沾塗層的該食品器具移出該腔室。
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