Упакованный заквашенный продукт

Упакованный заквашенный продукт

Реферат

 

Изобретение относится к системам упаковки охлажденных заквашенных составов, в частности, к упаковкам заквашенного густого или жидкого теста. Упакованный заквашенный продукт содержит муку, заквашивающее вещество и воду. Продукт упакован в упаковку, способную поддерживать стабильность теста в течение времени в охлажденном состоянии. Упаковка имеет конфигурацию, обеспечивающую способность поддерживать внутреннее равновесное давление, формируемое в результате реакции заквашивающего вещества с тестом. Изобретение позволяет повысить удобство пользования упаковкой. 18 з.п. ф-лы, 9 табл., 8 ил.

Изобретение относится в общем случае к системам упаковки охлажденных заквашенных составов. Более конкретно, изобретение касается упаковки охлажденного заквашенного густого или жидкого теста и способов определения прочности герметизирующей упаковки, необходимой для обеспечения внутреннего равновесного давления, которое требуется для того чтобы продукт, получаемый путем выпекания заквашенного состава, имел желательный удельный объем.

Упаковка применяется для самых разнообразных целей в пищевой промышленности. Упаковка может выпускаться для доставки, распространения и рекламы определенного продукта. Кроме того, упаковка может служить средством определения формы и формата продукта, обеспечивая конечного потребителя различными уровнями порционного контроля. Упаковка может также обеспечивать чистоту продукта, его качество и целостность до момента использования. До этого момента упаковка может также влиять на определенные характеристики продукта, в особенности для продуктов, содержащих химические компоненты, оказывающие влияние на характеристики продукта во время или после выпекания.

Способы упаковки пищевых продуктов хорошо развиты. Например, Lorber, патент 1861124, описывает упаковку для сырых бисквитов, имеющую телескопическую крышку, которая поднимается вместе с тестом, обеспечивая пространство для увеличения размеров массы теста. Имеются также воздушные клапаны для выхода воздуха во время подъема теста. Упаковка может иметь форму прямоугольной коробки с отделениями, которые разделяют упаковку на прямоугольные отсеки, или иметь трубчатую форму.

Traller, патент 1988058, описывает упаковку для теста, представляющую собой рулон, состоящий из листов теста между листами неприлипающей бумаги, которые скручиваются в виде большой плотной цилиндрической массы. Parrar и др. , патент 4769245, описывают способ упаковки готовых к употреблению выпечных изделий. Горячие буханки хлеба (или булки) упаковываются в пленку, имеющую горизонтальные и вертикальные сварные швы. Внизу упаковки образуется небольшой фильтр в виде отверстия или щели, позволяющий продукту "дышать" без проникновения микробов из внешней среды.

Wiggins, патент 3512632, описывает выпускной клапан давления для гибких мешочков. Хотя в этом случае упаковываются кофейные зерна, конструкция упаковки позволяет выпускать наружу двуокись углерода, которую выделяют кофейные зерна. Упаковка представляет из себя сумочку или мешочек, изготовленный из гибкой пленки, снабженной однонаправленным выпускным клапаном.

Joslin, патент 2810650, описывает хранение жидкого или густого теста в охлажденном виде в течение длительного времени без образования излишнего газа. Byrd, патент 3,502,487, описывает упаковку для пищевых продуктов. Из описываемой упаковки выпускаются пары и/или жидкости. Пакет герметизируется, чтобы предотвратить повторное попадание паров и/или жидкостей. Данная упаковка выдерживает значительные перепады температуры и/или давления.

Drummond и др. , патент 5366744, указывает способ изготовления упакованного теста для длительного хранения в охлажденном состоянии, а также систему упаковки для хранения охлажденного теста. В системе упаковки для хранения охлажденного заквашенного теста Drummond предлагает использовать жесткий герметично закрытый пакет, содержащий тесто.

Turpin, патент 3851757, описывает упаковку из двух частей, содержащую внешний спирально закрученный сосуд из фиброматериала, в котором находится тесто. Описываемый сосуд может также содержать второй отсек, где находится глазурь.

Davis, Jr. , патент 4038428, ссылается на способ упаковки теста для корочки пирога, которое может храниться внутри этой упаковки в течение относительно длительных периодов времени, после чего тесто может быть скручено в форму корочки, оставаясь в упаковке. Thomas, Jr., патенты 5164208 и 5240133, описывает соединение крышки с контейнером путем образования взаимосвязанной волнистости материала крышки и материала контейнера.

Одним из общепринятых средств упаковки охлажденного заквашенного теста является использование сосудов из фибрового картона, аналогичных тому, что описано в патенте США McDilda и др., 5084284. При этом типе упаковки тесто помещается в сосуд до расстойки, т.е. расстойка происходит в основном внутри сосуда. Сам сосуд закрывается после размещения в нем теста, но не герметично. Процесс брожения в тесте приводит к тому, что тесто поднимается в закрытом сосуде, и по мере выхода газа из верхней части сосуда тесто полностью заполняет внутренность сосуда и изолирует его.

Хотя многие из этих систем представляют приемлемые альтернативы упаковки, при упаковке заквашенного состава необходимо учесть большое число параметров.

В результате возникает рыночная потребность в технологии упаковки, которая являлась бы альтернативой существующей технологии.

Сущность изобретения В соответствии с одним из аспектов изобретения представлена система упаковки для охлажденного густого или жидкого теста. Эта система упаковки должна выдерживать давление внутри упаковки и при этом легко открываться конечным потребителем. Упаковка подобной системы способна выдерживать давление внутри пакета в течение всего срока хранения продукта в охлажденном состоянии. Упаковка также легко открывается конечным потребителем без необходимости разрезания или использования иного дополнительного инструмента для его открытия, как, например, путем разрывания или использования другой легко открываемой формы выполнения. Система упаковки должна обладать способностью выдерживать нагрузку, которая определяется как произведение площади упаковки, которая подвергается внутреннему давлению, и внутреннего равновесного давления. Внутреннее равновесное давление определяется желательным удельным объемом конечного выпеченного продукта. Площадь упаковки, подверженная действию внутреннего давления, определяется конкретной геометрической формой упаковки, которая, в свою очередь, определяется геометрической формой продукта. Выбрав желательный удельный объем готового продукта, можно определить внутреннее равновесное давление, необходимое для получения этого удельного объема готового продукта. При заданном внутреннем равновесном давлении и выбранной геометрической форме упаковки, с учетом способности конечного потребителя легко открывать упаковку, окончательно определяется требуемая прочность герметизирующей укупорки для системы упаковки.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения представлен способ определения прочности герметизирующей укупорки упаковки для охлажденного заквашенного состава. Способ представляет собой определение удельного объема, необходимого для охлажденного заквашенного состава после выпекания, определение внутреннего равновесного давления, необходимого для сохранения удельного объема после выпекания, определение площади упаковки, подверженной действию внутреннего равновесного давления, и определение прочности укупорки упаковки как произведения внутреннего равновесного давления на площадь упаковки, которая подвергается внутреннему равновесному давлению.

Площадь упаковки, подверженная внутреннему равновесному давлению, представляет собой площадь проекции, которая находится в плоскости упаковки, где прилагается максимальная нагрузка на герметизирующую укупорку, причем площадь проекции определяется частью этой плоскости, ограниченной внутренней поверхностью упаковки.

В соответствии с еще одним аспектом изобретения представлена упаковка для заквашенного состава для теста, причем эта упаковка имеет прочность герметизирующей укупорки, определяемую способом изобретения.

Выбрав желательный удельный объем готового продукта и подходящую геометрическую форму продукта из теста, можно рассчитать значения прочности укупорки, позволяющие выдерживать во время хранения давление, достаточное для поддержания желательного удельного объема после выпекания продукта. В изобретении описывается система для поддержания давления внутри охлажденного продукта из теста путем использования герметизированной емкости. Во время хранения заквашивающее вещество или вещества внутри теста генерируют некоторое количество газа. Емкость должна выдерживать давление газа, образующегося в результате реакции брожения в тесте, так, чтобы продукт из теста после выпекания принимал желательный удельный объем. Удельный объем выпеченного продукта является одним из средств определения качества конечного выпеченного продукта. Удельный объем продукта равен объему этого продукта, деленному на вес этого продукта.

Объем свободного пространства над продуктом или вокруг продукта в емкости не является критической величиной, поскольку емкость способна выдерживать внутреннее равновесное давление, необходимое для поддержания достаточного количества газа внутри теста. В изобретении описывается способ для установки любого числа параметров и определения системы упаковки для использования с заданным видом теста.

Раньше существовало очень немного альтернативных способов упаковки охлажденного теста, содержащего заквашивающие вещества. Эти системы упаковки предусматривают использование прочного фиброкартона, способного выдерживать очень высокие уровни давления внутри банки. Поддержание давления среды внутри этой банки обеспечивается прочностью стенок из фиброкартона и гофрированными металлическими краями банки. Однако до настоящего изобретения для банок из фиброкартона не существовало подходящих альтернативных вариантов упаковки охлажденного теста для поддержания этого теста в состоянии, позволяющем получать выпеченный продукт желательного удельного объема. Системы упаковки настоящего изобретения позволяют использовать намного более широкий ассортимент упаковочных материалов и конфигураций, дополнительно обеспечивая потребителей возможностью порционного контроля и разнообразными конфигурациями продукта, желательными для конечного потребителя. Еще одним преимуществом является то, что тесто можно упаковывать до существенной расстойки, что позволяет проводить всю обработку теста до образования "тонкой" структуры теста.

Система упаковки настоящего изобретения предусматривает упаковку, которую можно легко открыть, и, тем не менее, способную выдерживать внутреннее равновесное давление, образующееся в упаковке во время хранения. Эта упаковка может обеспечивать прочность отрыва до 8 фунтов на дюйм, что, с одной стороны, позволяет конечному потребителю легко открывать упаковку, а с другой стороны, позволяет удерживать внутреннее равновесное давление в охлажденном состоянии в течение 6 месяцев и более.

Важным аспектом изобретения является то, что можно варьировать свободное пространство над продуктом, обеспечивая большое количество преимуществ. Упаковка может иметь любой объем свободного пространства над продуктом или не иметь свободного места над продуктом. Система упаковки данного изобретения позволяет частично или полностью отводить газ из верхнего пространства внутри емкости после герметизации. Кроме того, верхнее пространство может быть частично или полностью продуто и заполнено каким-либо газом после герметизации. Данная система упаковки также позволяет удерживать внутреннее равновесие в упаковке между газом, содержащимся в тесте, и газом в верхнем пространстве упаковки.

Эти преимущества позволяют в конечном счете использовать практически любой вид герметизированной емкости для упаковки теста, если она может выдерживать давление в течение всего времени хранения. Чтобы определить, может ли емкость выдерживать достаточное давление внутри теста, давая желательный удельный объем, в настоящей технологии определяется связь между геометрической формой теста и прочностью герметизирующей укупорки, отвечающей требованиям упаковки.

Составы, которые можно использовать в рамках настоящей технологии, это любые рецепты густого или жидкого теста, которые могут выделять газ внутри этого состава после герметизации в емкости. Эта технология позволяет использовать любые виды теста с химической или дрожжевой закваской.

Краткое описание чертежей Фиг. 1 - схематическое представление зависимости между давлением и удельным объемом для заданного состава теста; фиг. 2 - вид в перспективе одного из примеров реализации системы упаковки, которую можно использовать или разработать в соответствии с одним из аспектов изобретения; фиг. 3 - вид в плане герметизирующего элемента, используемого в системе упаковки, показанной на фиг. 2; фиг. 4 - вид в перспективе герметизирующего элемента системы упаковки, показанной на фиг. 2, дополнительно иллюстрирующий применение одного из аспектов способа настоящего изобретения к одному из примеров реализации системы упаковки; фиг. 5 - вид в перспективе герметизирующего элемента системы упаковки, показанной на фиг. 2, дополнительно иллюстрирующий применение одного из аспектов способа настоящего изобретения к одному из примеров реализации системы упаковки; фиг. 6 - вид в перспективе герметизирующего элемента системы упаковки, показанной на фиг. 2, дополнительно иллюстрирующий применение одного из аспектов способа настоящего изобретения к одному из примеров реализации системы упаковки; фиг. 7а-7с - различные виды, показывающие применение одного из аспектов способа настоящего изобретения к другому примеру реализации системы упаковки в соответствии с данным изобретением; фиг. 8а-8с - различные виды, показывающие применение одного из аспектов способа настоящего изобретения к еще одному примеру реализации системы упаковки в соответствии с данным изобретением.

Изобретение представляет собой систему упаковки для охлажденных составов, в которых поддерживается в течение всего срока хранения состава способность принимать желательный удельный объем после выпекания этого состава. Изобретение также представляет способ определения прочности герметизирующей укупорки упаковки в системах упаковки для заквашенных составов теста, которые могут храниться в охлажденном состоянии (34-52^oF, или 1.1-11.1^oC). Изобретение также представляет системы упаковки, получаемые этим способом.

Качество конечного выпеченного продукта в контексте настоящего изобретения в основном измеряется удельным объемом выпеченного продукта. Чтобы получить максимальный удельный объем выпеченного продукта, необходимо учесть определенные параметры. Состав теста обычно содержит некоторый тип заквашивающего вещества, которое образует газ внутри теста.

В контексте настоящего изобретения для определения заквашенного состава густого или жидкого теста используется термин "тесто".

Для любой заданной системы приготовления теста существует зависимость между удельным объемом выпеченного продукта и давлением внутри упаковки с тестом. При замешивании теста с его заквашивающими компонентами инициируется действие заквашивающего вещества. После упаковки заквашивающее вещество продолжает выделять газ, что приводит к расширению теста внутри упаковки, вызывая "расстойку" теста. Расстойка - это процесс расширения теста.

Обычно расстойка составов с тестом происходит полностью или частично до упаковки или полностью или частично после упаковки. После расстойки тесто продолжает развиваться ("подходить") во время хранения в герметизированной емкости в охлажденном состоянии. Это процесс, при котором давление продолжает возрастать после полной или частичной расстойки, но дальнейшее расширение теста ограничено упаковкой. Тесто, находящееся в емкости, продолжает развиваться до того момента, когда внутреннее давление емкости достигает точки внутреннего равновесного давления. Во время расстойки и развития тесто изменяет свое качество, включая, например, структуру, плотность и консистенцию. Кроме того, во время расстойки и развития теста давление внутри упаковки возрастает. Внутреннее равновесное давление можно определить как давление, которое достигается внутри упаковки, когда расстойка и развитие теста достигают равновесия внутри упаковки. Специалисты в этой области знают, что внутреннее давление меняется в зависимости от температуры и внешнего давления, и эти колебания следует учитывать при разработке системы упаковки. При определении внутреннего равновесного давления следует в дальнейшем учитывать колебания и предельные условия по температуре и внешнему давлению, в которых может оказаться данная система во время производства, транспортировки, хранения и использования.

Расстойка охлажденного теста обычно выполняется путем первоначального размещения теста в емкости, из которого может выходить газ, пока тесто не достигнет объема, достаточного для полного заполнения емкости. При значениях температуры, превышающих температуру внешней среды, заквашивающие вещества действуют быстрее, чем при комнатной температуре. Положительное внутреннее давление обычно устанавливается в течение 48 ч после упаковки. Внутреннее равновесное давление может быть достигнуто через несколько недель после упаковки в зависимости от количества теста, объема свободного пространства над тестом, концентрации газа в этом пространстве, внешних условий и других параметров. И пока не будут полностью завершены описанные выше стадии расстойки и развития теста, нельзя переходить к выпеканию, иначе выпекаемый продукт не достигнет приемлемого качества, включая нужную структуру, вкус и плотность.

Остаточный кислород в верхнем пространстве емкости может вызывать ухудшение качества теста. В практическом применении этого изобретения можно использовать несколько способов для снижения концентрации кислорода до приемлемых уровней. Способы снижения включают, но не ограничиваются, продувкой верхнего пространства газом, замещением кислорода, удалением с последующим заполнением верхнего пространства газом, а также использованием поглотителей кислорода в тесте, таких как дрожжи. Тем самым происходит улучшение таких характеристик, как цвет, структура, вкус и другие атрибуты конечного выпеченного продукта.

Как описано выше, удельный объем выпеченного продукта может определяться внутренним равновесным давлением внутри данной упаковки. Величина внутреннего равновесного давления равна давлению, сохраняемому внутри упаковки и измеряемому относительно внешнего давления.

На фиг. 1 показан пример зависимости между удельным объемом конечного выпеченного продукта и внутренним равновесным давлением в емкости, где находится тесто.

Внутреннее равновесное давление при заданном размере и форме продукта из теста определяет геометрию упаковки, в которой содержится тесто. Упаковка, используемая для заквашенного охлажденного теста, должна не только поддерживать чистоту и качество теста до момента использования, но также должна поддерживать физические, химические и органолептические свойства теста до момента использования, чтобы конечный выпеченный продукт обладал заданными атрибутами, такими как удельный объем, вкус, цвет, структура и другие органолептические качества.

После определения зависимости между удельным объемом и внутренним равновесным давлением значение внутреннего равновесного давления, необходимого для получения нужного удельного объема, можно использовать для расчета способности упаковки удерживать это давление. Способность упаковки удерживать давление определяется, в частности, прочностью укупорки, используемой для герметизации упаковки, с учетом прочности материалов, используемых для изготовления упаковки, необходимой для поддержания внутреннего равновесного давления. Обычно необходимая прочность укупорки упаковки определяется как произведение внутреннего равновесного давления на площадь поверхности упаковки, подверженную внутреннему равновесному давлению. В свою очередь, площадь упаковки, подверженная внутреннему равновесному давлению, зависит от геометрической формы упаковки. В конечном итоге площадь упаковки, подверженная внутреннему равновесному давлению, определяется как площадь проекции.

Более точно, для любого состава теста желательный удельный объем для конечного выпеченного продукта связан с внутренним равновесным давлением для упакованного теста. Укупорка упаковки, используемая для содержания состава с тестом, должна иметь прочность, необходимую для удерживания внутреннего равновесного давления предпочтительно в течение всего срока хранения упакованного охлажденного продукта. Способность герметизирующей стенки выдерживать внутреннее равновесное давление определяется способностью упаковки удерживать давление, которая, в свою очередь, определяется геометрической формой упаковки, выбранной для данного продукта. Геометрия упаковки изменяется в зависимости от размера и формы упаковки. Однако площадь упаковки, подверженную внутреннему давлению, можно рассчитать для любой конфигурации упаковки, определяя положение максимальной нагрузки для этой упаковки. Более подробно пример системы настоящего изобретения будет описан ниже.

Способность удерживать давление является функцией многих параметров, таких как прочность материала, а также состав и конфигурация укупорки. В системах настоящего изобретения, где упаковка выбирается таким образом, чтобы ее мог легко открывать потребитель, предпочтительно, чтобы герметизирующая укупорка являлась "предельным" элементом способности упаковки удерживать давление. Иначе говоря, материалы упаковки должны быть выбраны таким образом, чтобы они не разрушались при использовании в системе настоящего изобретения. Упаковка должна легко открываться потребителем и, вместе с тем, должна обладать способностью удерживать давление, возникающее внутри упаковки. Поэтому для определения способности упаковки удерживать давление необходимо определить максимальное давление, которое может выдерживать укупорка. Давление, которое может выдерживать укупорка, зависит от геометрической формы упаковки и прочности укупорки. Способность удерживать давление в основном связана с площадью проекции в геометрической форме упаковки. После определения площади проекции она используется в сочетании с прочностью укупорки для определения способности упаковки удерживать давление.

Герметизирующие укупорки в материалах упаковок наиболее часто имеют две основные ориентации относительно нагрузки, прилагаемой к укупорке. Если нагрузка, прилагаемая к укупорке, перпендикулярна ширине укупорки, как, например, ширина 15 фиг. 2, тогда говорят, что укупорка находится в состоянии отрыва. Прочность укупорки в состоянии отрыва нормализуется по длине, на которой прилагается сила, и определяется как прочность на отрыв (S_p) в единицах силы на единицу длины как г/см, г/дюйм или фунты/дюйм. Если укупорка ориентирована таким образом, что нагрузка, прилагаемая к укупорке, параллельна ширине укупорки, тогда говорят, что укупорка находится в состоянии сдвига (смещения). В состоянии сдвигового напряжения нагрузка распределяется по площади укупорки, определяемой ее шириной и ее длиной. Прочность укупорки в состоянии сдвига обычно нормализуется по площади, к которой прилагается сила. Прочность на сдвиг (S_s) определяется в единицах силы на единицу площади как г/см², г/дюйм² или фунты/дюйм².

Обычно прочность укупорки на сдвиг выше, чем прочность на отрыв, и может легко увеличиваться за счет увеличения площади, к которой прилагается нагрузка. Прочность укупорки на сдвиг можно увеличивать до значения, при котором происходит разрушение упаковки в самом материале упаковки, но не в материале укупорки. Прочность укупорки на отрыв обычно ниже, чем прочность материала самой упаковки, и ее нельзя увеличить за счет увеличения площади укупорки. В большинстве герметизированных упаковок разрыв или повреждение происходит в результате того, что нормализованная нагрузка в направлении отрыва превышает прочность укупорки на отрыв.

Прочность на сдвиг и прочность на отрыв характеризуют способность укупорки оставаться на месте, когда к этой укупорке прилагаются нагрузки. Прочность на сдвиг и прочность на отрыв говорят о состоянии укупорки, на которое оказывают влияние материалы, соединяемые при укупорке, условия укупорки, а также температура и длительность нагрузки, при которых снимаются эти характеристики, сроки хранения и т.д.

Нагрузки, которым подвергаются укупорки упаковок с заквашенным тестом, возникают в основном как результат давления внутри емкости (P_i) относительно внешнего давления. При простых геометрических формах упаковки (коническая форма или с круговым поперечным сечением) нагрузка распределяется равномерно. Под действием давления гибкие упаковки "вспучиваются", т.е. деформируются. По этой деформированной форме определяется направление результирующей силы, . Для гибких упаковочных материалов, которые не сохраняют форму под действием изгибающего момента (т.е. легко изгибаются или складываются), вектор результирующей нагрузки на укупорку имеет направление, касательное к внутреннему краю укупорки.

Этот вектор результирующей нагрузки можно разложить на два вектора нагрузки: вектор перпендикулярный плоскости проекции, и вектор параллельный этой плоскости, и в любой точке см. пример на фиг. 7а. Внутреннее давление прилагается к внутренней поверхности упаковки таким образом, что произведение площади проекции и внутреннего давления (P_i) равно нагрузке распределенной по периметру площади проекции. Критическим фактором является одна из максимальных нагрузок. Поскольку распределяется по периметру площади проекции, величину нагрузки, можно нормализовать по периметру, разделив на периметр площади проекции.

Зная направление (при этом расчете она обычно направлена по касательной к поверхности деформированной упаковки в точке максимальной нагрузки), а также величину и направление можно рассчитать величину путем сложения векторов или путем решения простых тригонометрических уравнений. Нагрузка полностью определяется своей величиной и направлением.

Чтобы определить силы отрыва и сдвига, возникающие в результате внутреннего давления P_i и действующие на укупорку упаковки, результирующий вектор нагрузки разлагается на вектор силы в точке максимальной нагрузки и перпендикулярный плоскости укупорки в точке максимальной нагрузки и на вектор параллельный плоскости укупорки в точке максимальной связи. Как и в случае с векторами нагрузки, векторы силы можно рассчитать из следующего уравнения: В варианте реализации, показанном на фиг. 7а и 7b, плоскость проекции и плоскость укупорки в точке максимальной нагрузки совпадают, поэтому направления векторов нагрузки и векторов силы тоже совпадают. В варианте реализации, показанном на фиг. 7с, векторы нагрузки и векторы силы действуют в различных направлениях, поскольку плоскость проекции и плоскость укупорки в точке максимальной нагрузки не совпадают.

Нормализуя величину длине (1), на которой действует мы получаем коэффициент нагрузки в единицах силы на единицу длины. В тех же единицах и направлении измеряется прочность на отрыв укупорки (S_p). Чтобы упаковка выдерживала внутреннее давление, необходимо выполнение условия Аналогичным образом, должно выполняться условие /(ширина укупорки x длина укупорки), чтобы упаковка могла выдержать сдвиговую нагрузку в точке максимальной нагрузки. В конечном итоге площадь проекции (A_p), которая определяет размер упаковки, и внутреннее давление используются для определения результирующей силы действующей на укупорку в области максимальной нагрузки, и затем из этой силы можно определить нагрузку на укупорку как в направлении отрыва, так и в направлении сдвига.

Таким образом, требуемая прочность укупорки связана как с размером упаковки, так и внутренним давлением упаковки. Для заданного внутреннего давления, необходимого для обеспечения качества продукта, можно определить необходимую прочность укупорки для заданного размера упаковки, или, в альтернативном варианте, можно определить размер упаковки, позволяющий удерживать давление, при заданной прочности упаковки из доступных упаковочных материалов. Этот способ также был использован для определения внутреннего давления, которое может выдержать упаковка при заданном размере и прочности крышки из доступных упаковочных материалов.

Один из вариантов реализации настоящего изобретения показан на фиг. 2 - 7с. На фиг. 2 показана одна конфигурация упаковки настоящего изобретения с гибкой крышкой 12, имеющей внутренний периметр 14 и внешний край 16, между которыми расположена фланец с шириной укупорки 15. Положение максимальной позиции нагрузки 18 относительно укупорки можно определить с помощью любых средств, известных специалистам в этой области, и она изменяется в зависимости от формы упаковки и типа используемой укупорки. На фиг. 3 показан вид сверху укупорки для реализации изобретения на фиг. 2. В положении максимальной нагрузки 18 первая плоскость 24, показанная на фиг. 5, определяется плоскостью крышки 12 (в предположении, что крышка лежит в одной плоскости) и содержит точку приложения максимальной нагрузки 18. Линия Y-Y', показанная на фиг. 5, проведена в тангенциальном направлении через конец внутреннего периметра 14 и находится в плоскости 24. Вторая плоскость 22 перпендикулярна плоскости 24, и линия Y-Y' находится также в плоскости 22, как это показано на фиг. 4. Линия X-X'проходит через точку приложения максимальной нагрузки 18, перпендикулярна первой плоскости и проходит через вторую плоскость. Линия Z-Z' проведена перпендикулярно плоскости 22 и проходит через позицию 18.

Площадь проекции в этом варианте реализации изобретения лежит в плоскости 24 и ограничена внутренним периметром 14, как это показано в заштрихованной области фиг. 6. Именно эта площадь проекции определяет в конечном счете способность упаковки выдерживать давление.

Под действием давления гибкая крышка выпучивается наружу. В условиях избыточного давления максимальная нагрузка в упаковке приходится вокруг внутреннего периметра 14, и поскольку это окружность, нагрузка в основном распределяется равномерно. Как видно из фиг. 2, положение максимальной нагрузки 18 находится на внутреннем периметре 14. На фиг. 6 показано, что внутренний периметр укупорки 14 находится в плоскости площади проекции 12 (A_p). В этой ситуации: где d - внутренний диаметр упаковки.

Вектор направлен перпендикулярно плоскости 24 и должен уравновешиваться силами давления на площади проекции упаковки, т.е.: Нагрузка равномерно распределена по периметру укупорки: В каждой точке на периметре нагрузка направлена тангенциально к крышке и равномерно распределена как Из векторного анализа получаем где - - угол между Затем распределенную нагрузку можно представить как: Фланец 15 может лежать в плоскости 24 или может выходить под углом из этой плоскости. Угол определяет эту угловую позицию относительно линии Z-Z', см. фиг. 7с. Когда = 0, фланец и ширина укупорки лежат в плоскости 24, т. е. в плоскости площади проекции. - сила отрыва, прилагаемая к укупорке и перпендикулярная к ширине укупорки. Угол - угол между направлением силы отрыва и направлением результирующей нагрузки Угол между и линией Z-Z' равен 90^o - . Распределенная сила отрыва (коэффициент нагрузки отрыва укупорки) равна: Когда стремится к 90^o, коэффициент нагрузки отрыва стремится к нулю. Когда стремится к 0^o, коэффициент нагрузки отрыва стремится к максимальному значению, где Прочность укупорки на отрыв (S_p) должна быть равна или больше чтобы укупорка оставалась на месте.

В упрощенном случае предполагается, что = 0, = 0 и = 0. В этом случае максимальный коэффициент нагрузки по отрыву равен Зная можно легко определить коэффициент нагрузки по сдвигу. Коэффициент распределенной нагрузки по сдвигу можно приближенно определить для кругового поперечного сечения как: Таким образом, где w - ширина укупорки.

Другой вариант реализации настоящего изобретения показан на фиг. 8а-8с. Система состоит из гибких мешочков, содержащих заквашенное тесто. В этом случае упаковка с избыточным давлением, образуемая из гибких материалов, принимает цилиндрическую форму. Нагрузку на укупорку для длинных упаковок можно приближенно оценить, пренебрегая концами цилиндра и анализируя центральную часть, где нагрузка является максимальной.

Для иллюстрации на фиг. 8а показана оребренная укупорка 25, проходящая в продольном направлении вдоль упаковки, и внутреннее давление P_i, создаваемое тестом, которое содержится внутри упаковки. Положение максимальной нагрузки 18 относительно укупорки в этой конфигурации находится на внутреннем крае укупорки, и нагрузка распределена равномерно вдоль ее длины. Специалистам в этой области известно, что неровности и отклонения укупорки приводят к неравномерности нагрузки, но в целях проектирования нагрузка считается равномерной.

Чтобы определить площадь проекции в этой конфигурации, проводится ось радиальной симметрии X-X'. Из положения максимальной нагрузки 18 проводится линия Z-Z', которая пересекается перпендикулярно с осью X-X'. Линия Z-Z' и ось X-X' определяют плоскость 26. Перпендикулярно плоскости 26 определяется вторая плоскость 27, в которой лежит максимальная нагрузка 18. Площадь проекции определяется площадью в плоскости 27, ограниченной периметром упаковки, показанной на фиг. 8b.

Используя представленный здесь способ, площадь проекции равна произведению длины (l) на диаметр (d). Таким образом A_p= l d и В этом варианте реализации, как показано на фиг. 8с,