TWI772238B

TWI772238B - 食品高溫成形裝置

Info

Publication number: TWI772238B
Application number: TW110146599A
Authority: TW
Inventors: 蔡若鵬
Original assignee: 遠東科技大學
Priority date: 2021-12-13
Filing date: 2021-12-13
Publication date: 2022-07-21
Also published as: TW202322740A

Abstract

一種食品高溫成形裝置包含奶泡供應裝置、模具、移動元件以及推擠元件。奶泡供應裝置係用以製作出一奶泡。模具具有至少一成形區，此成形區具有一立體造型。移動元件係用以驅使模具覆蓋在咖啡杯上。推擠元件係用以驅使上述之奶泡經由管路填充入模具中，藉以使得上述之奶泡具有上述之立體造型。

Description

食品高溫成形裝置

本發明是有關於一種食品製作裝置，特別是有關於一種食品高溫成形裝置。

習知的現有的咖啡自動販賣機，大多只能以磨好的咖啡配方存放於販賣機中，等消費者選擇口味之後，投幣按下選擇，再由咖啡自動販賣機將選擇的咖啡配方投入咖啡杯中加熱水或者加冷水或是再加冰塊，就製作成使用者所選擇的咖啡，無法滿足目前消費者所需求的咖啡拉花等消費需求。

一種已知之技術如我國新型專利M491424號「拉花裝置及具有拉花裝置的飲品機」，其主要揭露一種拉花裝置，用以產生一奶泡拉花圖案於裝有基底材料的一容杯中，拉花裝置包括一本體、一奶泡供應組件、一儲存單元、一處理單元、一運動控制模組及一流速控制模組。本體具有一托盤，容杯放置於托盤上。奶泡供應組件，設置於本體內，且奶泡供應組件包含一儲放奶泡材料之容室、一調速閥門、一進料管路、一出料管路及一噴嘴。儲存單元儲存至少一組參數資料，處理單元依據該組參數資料傳送一控制訊號，使運動控制模組據該控制訊號的移動速度帶動噴嘴沿移動路徑移動，同時流速控制模組依據控制訊號控制噴嘴流出奶泡材料的流速，使奶泡材料注入於容杯中，以在基底材料表面產生一奶泡拉花圖案。

然而，此種拉花裝置僅係採用平面列印方式將奶泡拉花圖案噴塗在咖啡上，所以完成整個奶泡圖案所需時間較久，且僅為有厚度的平面圖案。此外，奶泡拉花也不適合採用3D列印方式，其原因在於若採用3D列印慢慢堆疊奶泡，則所需堆疊時間更久，極易導致成品變形。

有鑑於此，本發明之一目的就是在提供一種食品高溫成形裝置，以解決上述習知技藝之問題。

為達前述目的，本發明提出一種食品高溫成形裝置包含一奶泡供應裝置，用以製作出一奶泡；至少一模具，具有至少一成形區，該模具之該成形區具有一立體造型；一移動元件，用以驅使該模具活動式覆蓋在一咖啡杯上，使得該模具以該成形區面對該咖啡杯；以及一推擠元件，用以驅使該奶泡供應裝置所製作之該奶泡經由一管路填充入該模具中，以便將該奶泡擠入該模具之該成形區中，藉以使得該咖啡杯上之該奶泡具有該立體造型。

其中，更包含一抽氣裝置連通該模具之該成形區，當該模具抵接該咖啡杯時，該抽氣裝置將該模具之該成形區中之空氣抽出，藉由產生一負壓以便將該管路中的該奶泡吸入該成形區中，其中該負壓之大小係反比於該奶泡之流動性。

其中，更包含一加熱元件設於該模具上，用以加熱該模具以防止該奶泡遇冷而崩塌。

其中，更包含一振動元件設於該模具上，用以於該推擠元件及該抽氣裝置運作時，同時振動該模具使得該模具之該成形區中之該奶泡符合該成形區之該立體造型。

其中，當該模具之該成形區中之該奶泡具有該立體造型後，該移動元件係進一步驅使該模具脫離該咖啡杯。

其中，該振動元件於該模具脫離該咖啡杯時，同時振動該模具，有助於使得該模具脫離該咖啡杯上之該奶泡。

其中，該模具之該成形區係經過一表面處理以減少該奶泡沾黏該模具。

其中，該表面處理係以表面改質方式使得該模具之該成形區之一表面具有疏水性，或是以拋光方式使得該模具之該成形區之該表面之粗糙度變小，或是以鍍膜方法使得該模具之該成形區之該表面上形成抗沾黏之離型層。

其中，該移動元件係縱向推移該模具，以便將該模具覆蓋在該咖啡杯上，該推擠元件係橫向推擠該奶泡，以便將該奶泡擠入該模具中。

其中，該推擠元件係具有一活塞桿之一驅動缸，該活塞桿上具有一推板，用以將該奶泡供應裝置所製作之該奶泡經由該管路推入至該模具之該成形區中。

承上所述，本發明之食品高溫成形裝置，具有以下優點：(1)藉由利用模具可快速形成立體奶泡拉花造型，且係採用一體塑形而非堆疊成形方式，因此可適合快速製作且不容易導致成品變形。(2)具有移動元件可縱向推移模具，以將模具活動式覆蓋在咖啡杯上，且該推擠元件可橫向推擠奶泡，以將奶泡擠入模具中。(3)具有抽氣裝置可產生負壓有助於將奶泡吸入成形區中。(4) 具有振動元件可振動模具使得奶泡符合模具之成形區之立體造型。(5)具有加熱元件可將模具之表面加熱至接近(甚至相同於)奶泡之溫度以避免奶泡產生崩塌現象。

茲為使鈞審對本發明的技術特徵及所能達到的技術功效有更進一步的瞭解與認識，謹佐以較佳的實施例及配合詳細的說明如後。

10:奶泡供應裝置

11:管路

12:攪拌器

14:容槽

15:桌面

16:定位架

17:咖啡

18:鮮奶

20:模具

21:成形區

22:奶泡入口

24:排氣口

25:限位凸塊

30:移動元件

32:活塞桿

34:驅動缸

40:推擠元件

42:活塞桿

44:驅動缸

46:推板

50:振動元件

60:加熱元件

80:抽氣裝置

82:進氣管

100:咖啡杯

200:奶泡

圖1為本發明之食品高溫成形裝置之示意圖，其中模具尚未覆蓋咖啡杯。

圖2為本發明之食品高溫成形裝置之示意圖，其中模具已覆蓋咖啡杯。

圖3為本發明之食品高溫成形裝置之示意圖，其中抽氣裝置及移動元件運作中。

圖4為本發明之食品高溫成形裝置之示意圖，其中抽氣裝置及移動元件運作中，且移動元件推擠奶泡使奶泡更貼合模具表面。

圖5為本發明之食品高溫成形裝置之示意圖，其中模具已脫離咖啡杯。

為利瞭解本創作之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本創作配合圖式，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本創作實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本創作於實際實施上的權利範圍。此外，為使便於理解，下述實施例中的相同元件係以相同的符號標示來說明。

另外，在全篇說明書與申請專利範圍所使用的用詞，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露的內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本創作的用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本創作的描述上額外的引導。

關於本文中如使用“第一”、“第二”、“第三”等，並非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本創作，其僅僅是為了區別以相同技術用語描述的組件或操作而已。

其次，在本文中如使用用詞“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，其均為開放性的用語，即意指包含但不限於。

請參閱圖1至圖5，本發明之食品高溫成形裝置包含奶泡供應裝置10、至少一模具20、移動元件30以及推擠元件40。奶泡供應裝置10係用以製作出奶泡200，移動元件30係用以將模具20覆蓋在咖啡杯100上，推擠元件40則是用以將奶泡200擠入咖啡杯100與模具20之間的空間當中，使得奶泡200形成預定的立體形狀。舉例而言，奶泡供應裝置10為具有攪拌器12之容槽14，容槽14的頂側連通有管路11。使用者可先將咖啡杯100放置在桌面15之定位架16上，咖啡杯100中例如已經預先裝填有咖啡17，咖啡17的液面距離咖啡杯100之杯口的距離並無特別限定。當使用者將高溫的鮮奶18(如牛奶)放入奶泡供應裝置10之容槽14中並以攪拌器12進行攪拌時，係先將空氣打入鮮奶18，使鮮奶18包覆空氣而發泡成泡沫，再將發泡後的鮮奶利用漩渦，將大泡沫打綿成小泡沫，而形成奶泡200，並且大量的奶泡200會持續往上擠並湧入管路11中。其中，上述之鮮奶的溫度約介於攝氏60度至攝氏70度之間。攪拌器12之攪拌轉速大於約8,000轉/分，較佳為大於約15,000轉/分，更佳為大於約30,000轉/分。其中，攪拌轉速越高，則製作出的奶泡越細緻綿密。本發明所指稱之食品雖以奶泡為例，但不限於此，只要其結構類似於奶泡，皆可適用於本發明。

本發明之模具20具有至少一成形區21。模具20之一側為奶泡入口22，模具20之另一側為排氣口24。此模具20之成形區21具有一立體(3D)造型，例如動物頭部造型、卡通人物頭部造型或其他立體造型等。模具20之數量可為一個或多個，若為多個模具，則可例如以連通管路彼此串聯式連通成形區21。為簡化圖式以便清楚解釋，本發明係單一模具20舉例，且以成形區21具有半球形造型為例，亦即模具20具有半球形內凹之成形區21，即俗稱之母模。移動元件30之用途係縱向移動模具20使得模具20覆蓋或脫離咖啡杯100的杯口。移動元件30係例如為具有活塞桿32之氣壓缸或液壓缸等驅動缸34，其可例如架設在距離桌面15一段高度，且模具20之頂端係連接移動元件30之活塞桿32之端部。移動元件30可藉由縱向伸長活塞桿32驅使模具20活動式地朝著接近咖啡杯100的方向移動，直至模具20上的限位凸塊25抵住管路11，進而使得模具20覆蓋在咖啡杯100上，且使得模具20之成形區21面對咖啡杯100，此時模具20之奶泡入口22對準並緊密接合奶泡供應裝置10之容槽14上的管路11。此外，上述之推擠元件40之用途係將奶泡200推擠至模具20之成形區21中，推擠元件40係例如為具有活塞桿42之氣壓缸或液壓缸等驅動缸44，其可例如橫向架設在奶泡供應裝置10之容槽14上，且活塞桿42之頂端係具有推板46。推擠元件40可藉由橫向伸長活塞桿42，使得推板46將容槽14中之奶泡200擠入位在容槽14頂側之管路11中，並且經由管路11將奶泡200擠入模具20之成形區21中，藉以使得咖啡杯100上之奶泡200形成上述之立體造型。除此之外，推擠元件40也可往復橫向移動推板46，例如先橫向伸長活塞桿42，然後收縮活塞桿42後，接著再次伸長活塞桿42，藉以利用推板46將奶泡200充分地擠入位在容槽14頂側之管路11中。

當模具20內的奶泡200具有成形區21之立體造型後，移動元件30可進一步縱向縮回活塞桿32以驅使模具20朝著遠離咖啡杯100的方向移動，進而使得模具20脫離咖啡杯100。而且，本發明之模具20之表面較佳為經過表面處理，藉以避免模具脫離(脫模)過程中奶泡200沾黏在模具20之成形區21之表面。上述之表面處理可例如為以表面改質方式使得模具20之成形區21之表面具有疏水性，或是以拋光方式使得模具20之成形區21之表面粗糙度變小，或是以鍍膜方法在模具20之成形區21之表面上形成抗沾黏之離型層。

除此之外，為了使得上述之奶泡200更貼合模具20之成形區21之表面，本發明之食品高溫成形裝置可選擇性更包含一抽氣裝置80，抽氣裝置80之進氣管82係連通模具20之排氣口24。抽氣裝置80例如為抽氣幫浦，當模具20向下移動並抵接咖啡杯100時，推擠元件40可經由管路11將奶泡200擠入模具20之成形區21中，同時，抽氣裝置80可將模具20之成形區21中的空氣抽出，藉以產生負壓，因此有助於將管路11中的奶泡200吸入成形區21中。其中，上述之負壓之大小可選擇性與奶泡200之流動性呈反比，亦即流動性低，則抽氣裝置產生較大之負壓。

為了適用於具有更精細立體造型之成形區21之模具20，本發明之食品高溫成形裝置還可選擇性更包含振動元件50設於模具20上，用以振動模具20使得模具20之成形區21中之奶泡200符合成形區21之立體造型。其中，振動元件50可例如為振盪器，當抽氣裝置80及推擠元件40運作時，同時藉由振動元件50短暫晃動模具20，可使得成形區21中的奶泡200更貼合成形區21之立體造型。舉例而言，振動元件50可在抽氣裝置80及推擠元件40運作的過程中，短時間晃動模具20約1秒至10秒，較佳為約5秒，且振動頻率之範圍可例如為1Hz/s~100Hz/s，振幅之範圍可例如為0.01mm~5mm。此外，振動元件50之運作時機不限於上述，振動元件50也可例如額外在模具20脫離咖啡杯100的過程中同時進行上述之振動運作，有助於避免模具20脫離(脫模)過程中奶泡200沾黏在模具20之成形區21之表面，亦即有助於使得模具20脫離咖啡杯100上之奶泡200。振動元件50所產生之振幅之大小可選擇性與成形區21之輪廓精細度呈反比，亦即越精細則振幅需越小，輪廓精細度越低則振幅可越大。振動頻率則與成形區21之輪廓精細度無特別對應關係。例如，若成形區21僅為精細度低(粗曠)的光頭頭型，則振幅可較大，惟若成形區21為具有精細度較高的頭髮輪廓的頭型，則振幅需較小。其中，本發明可例如藉由控制器調整振動元件50所產生之振幅及頻率以及抽氣裝置80之負壓大小，且控制器可例如採用查詢對應表之方式進行上述之調整步驟。

此外，高溫的奶泡200遇冷會塌陷，若模具20與奶泡200之間的溫度差距過大，奶泡20接觸模具20時，將會破裂塌陷而無法貼合模具20的成形區21的表面，使得奶泡20與模具20的成形區21的表面之間具有程度不一的間距，導致奶泡20之外型不同於成形區21的立體造型。為了解決此問題，本發明可在模具20上增設加熱元件60，其中此加熱元件60可例如為電熱管或電熱絲等，由於模具20為不鏽鋼、鎳或合金等金屬材質，因此加熱元件60可將模具20之表面加熱至接近(甚至相同於)奶泡200之溫度，且較佳為加熱至約攝氏60度至70度之間。

綜上所述，本發明之食品高溫成形裝置，具有以下優點：(1)藉由利用模具可快速形成立體奶泡拉花造型，且係採用一體塑形而非堆疊成形方式，因此可適合快速製作且不容易導致成品變形。(2)具有移動元件可縱向推移模具，以將模具活動式覆蓋在咖啡杯上，且該推擠元件可橫向推擠奶泡，以將奶泡擠入模具中。(3)具有抽氣裝置可產生負壓有助於將奶泡吸入成形區中。(4)具有振動元件可振動模具使得奶泡符合模具之成形區之立體造型。(5)具有加熱元件可將模具之成形區之表面加熱至接近(甚至相同於)奶泡之溫度以避免奶泡產生崩塌現象。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。