Способ заполнения полостей в формующем элементе
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способу формования продуктов из массы пищевого продукта. Способ включает следующие операции: перемещение формующей полости, которая является частью формующего элемента, мимо питающего канала. Питающий канал заполняет полость массой и соединен с питающим насосом. Питающий насос закачивает массу через питающий канал в полости. В процессе способа осуществляют определение и/или обнаружение положения формующей полости относительно питающего канала и регулирование требуемого заданного давления насоса. Использование изобретения позволит получить качественный сформованный готовый продукт. 17 з.п. ф-лы, 47 ил.
Реферат
Данное изобретение относится к способу формования продуктов из массы пищевого продукта, включающему в себя:
- перемещение формующей полости, которая является частью формующего элемента, мимо питающего канала, который заполняет полость массой, причем питающий канал соединен с питающим насосом, который закачивает массу через питающий канал в полости,
- определение и/или обнаружение положения формующей полости относительно питающего канала,
- регулирование требуемого заданного давления насоса.
Этот способ хорошо известен из уровня техники и может быть использован для заполнения полостей в формующем элементе, который будет использован для формования штучных продуктов питания, например из мяса, рыбы, картофеля или овощей. Этот формующий элемент может быть плитой, которая совершает линейное возвратно-поступательное движение между двумя положениями, или вращающимся барабаном. Формующий элемент содержит множество формующих полостей, которые могут быть расположены рядами, которые могут простираться перпендикулярно направлению движения формующего элемента, прежде всего, параллельно оси вращения барабана. В случае, когда формующий элемент является барабаном, он состоит в предпочтительном варианте осуществления из выполненного в форме трубы из нержавеющей стали элемента. На этом выполненном в форме трубы элементе могут быть выполнены ребра, которые образуют ряды в продольном направлении барабана. Между ребрами могут быть расположены элементы из пористого материала, например изготовленные из спеченной нержавеющей стали. Каждый ряд должен быть оснащен каналами для текучей среды, которые простираются в продольном направлении барабана и которые расположены между наружным диаметром выполненного в форме трубы элемента и пористой структурой. Во время заполнения полостей захваченный в полостях воздух может выходить из барабана через стенки полостей и окружающую пористую структуру и через каналы. Во время выгрузки сформованных продуктов текучая среда может течь из источника давления через канал и через пористую структуру полостей. Этот поток текучей среды будет устранять силы сцепления между сформованным продуктом и стенками полости результатом, что формованный продукт будет выгружен, например на ленту. Для предотвращения того, что во время выгрузки сформованных продуктов из полостей текучая среда будет течь к соседним рядам, ссылка может быть сделана на WO 2012107236, в котором описаны конструкции барабанов и течение текучей среды через формующий барабан.
Ссылка может быть сделана также на WO 2013107815, в котором описаны система подачи массы и способ, которые может быть использованы вместе с формующим элементом. В одном из вариантов осуществления в этой заявке на патент описаны использование и конструкция питающего насоса прямого вытеснения, а также система регулирования давления для выравнивания давления по ширине насоса, разделителя и барабана для достижения одинакового веса всех формованных продуктов в продольном направлении барабана.
Эта заявка, кроме того, описывает заполнение полостей в формующем элементе с регулируемым давлением, а также заполнение с регулируемым объемом. Устройство управления может быть, например, оснащено логическими возможностями для адаптации заполнения следующего ряда полостей, если предыдущий ряд заполнен не полностью.
Целью настоящего изобретения является улучшение известного из уровня техники способа формования продуктов из пищевой массы.
Эта цель достигнута способом формования продуктов из массы пищевого продукта, включающим в себя:
- перемещение формующей полости, которая является частью формующего элемента, мимо питающего канала, который заполняет полость массой, причем питающий канал соединен с питающим насосом, который закачивает массу через питающий канал в полости,
- определение и/или обнаружение положения формующей полости относительно питающего канала,
- регулирование давления насоса в соответствии с требуемым заданным давлением,
причем требуемое заданное давление увеличивают для заполнения полости массой и затем уменьшают во время или после того, как полость была заполнена на основании положения формующей полости относительно питающего канала.
Способ согласно изобретению позволяет поддерживать качество и структуру продуктов, таких как рыба, которые являются нежными и структура которых может быть легко повреждена. Благодаря регулированию давления, изменения давления могут быть постепенными, и предотвращаются чрезмерные давления и излишние сжимающие моменты. Дополнительными преимуществами способа согласно изобретению является низкое давление заполнения, то есть давление, которому пищевая масса подвергается во время заполнения, что приводит к низкому давлению между уплотнительной пластиной и формующим элементом, например барабаном, и между режущим элементом и барабаном, что приводит к меньшему изгибанию барабана, меньшей утечке пищевой массы между уплотнительной пластиной и барабаном, и увеличенному сроку службы уплотнительной пластины и режущего элемента.
Раскрытие, сделанное в отношении данного варианта осуществления настоящего изобретения, также относится и может быть связано с другими вариантами осуществления настоящего изобретения, и наоборот.
Настоящее изобретения основано на системе с питающим насосом, предпочтительно насосом прямого вытеснения, и формующим элементом, предпочтительно вращающимся формующим барабаном, содержащим полости. Питающий насос, предпочтительно, но не ограниченно, является насосом прямого вытеснения с ротором. Питающий насос закачивает пищевую массу из бункера в полости формующего элемента, в которых пищевая масса формуется в конечный пищевой продукт, например котлету.
Система может быть использована для переработки мяса, рыбы, картофеля и овощей, наподобие шпината. Прежде всего, система может быть использована для осуществления способа согласно изобретению. Способ согласно изобретению особенно пригоден для переработки нежных и легко повреждаемых продуктов, таких как высококачественные продукты из цельной мышечной ткани. Предпочтительно, формующий элемент является барабаном, который вращается из положения заполнения, в котором полости заполняются пищевой массой, в положение выгрузки, в котором сформованные продукты удаляются из полостей.
Формующий элемент, предпочтительно формующий барабан, содержит формующие полости для формования продуктов, которые, предпочтительно, по меньшей мере, частично изготовлены пористого материала, например изготовлены из спеченного металлического материала. Каждая пористая полость соединена с каналом для текучей среды, который, более предпочтительно, простирается в горизонтальном направлении барана. Во время вращения барабана из положения выгрузки в положение заполнения, полости, предпочтительно, могут быть заполнены воздухом. Во время заполнения продуктовых полостей продуктом, этот воздух в полостях, предпочтительно, будет удаляться через пористые стенки, по меньшей мере, частично пористых полостей.
Дополнительно или альтернативно, газ в продукте, например воздух, может быть удален из продукта через пористый материал и через каналы для текучей среды, например, в окружающую среду.
Согласно настоящему изобретению положение формующей полости относительно питающего канала определяется и/или обнаруживается. Это, например, может выполняться посредством датчика.
Кроме того, давление насоса регулируется в соответствии с требуемым заданным давлением, причем требуемое заданное давления увеличивается для заполнения полости массой и затем уменьшается, в то время или после того, как полость была заполнена, на основании положения формующей полости относительно питающего канала.
Благодаря пониженному давлению после того, как заполнение соответствующей полости или ряда полостей было завершено, повреждение пищевой массы, по меньшей мере, уменьшается. Поскольку регулируется давление, а не переданный объем, то обеспечивается, что каждая полость заполнена полностью.
Предпочтительно, требуемое заданное давление увеличивается или уменьшается согласно линейному изменению. Благодаря этому постепенному увеличению давления пищевой массы, повреждение пищевой массы, по меньшей мере, уменьшается.
В другом предпочтительном варианте осуществления требуемое заданное давление после заполнения полости уменьшается до нуля. Альтернативно, требуемое заданное давление после заполнения полости поддерживается выше нуля.
Другим объектом настоящего изобретения является способ формования продуктов из массы пищевого продукта, включающий в себя:
- перемещение формующей полости, которая является частью формующего элемента, мимо питающего канала, который заполняет полость массой, причем питающий канал соединен с питающим насосом, который закачивает массу через питающий канал в полости,
- определение и/или обнаружение положения формующей полости относительно питающего канала,
- управление насосом,
причем во время заполнения формующей полости регулируют объемную скорость потока.
Раскрытие, сделанное в отношении данного варианта осуществления настоящего изобретения, также относится и может быть связано с другими вариантами осуществления настоящего изобретения, и наоборот.
Согласно данному варианту осуществления настоящего изобретения объемная скорость потока, то есть объем, например литр, пищевой массы, загружаемый за единицу времени, например секунду, в подлежащую заполнению полость, регулируется во время заполнения каждой полости и/или во время заполнения ряда полостей. Объемная скорость потока может быть измерена, например, датчиком, например расходомером. Сигнал этого датчика передается устройству управления, который управляет питающим насосом, например его скоростью вращения. Альтернативно, датчик, например видеокамера, может наблюдать за степенью заполнения формующей полости и направлять сигнал устройству управления, который управляет питающим насосом. Альтернативно, профиль объемной скорости потока во время заполнения одной полости может быть заранее заданной кривой.
Предпочтительно, объемная скорость потока во время заполнения формующей полости не является постоянной. Более предпочтительно, объемная скорость потока изменяется с протяженностью формующей.полости перпендикулярно направлению движения формующего элемента. Этот вариант осуществления является предпочтительным в случае, когда эта протяженность не является постоянной. Это, например, имеет место во время производства круглых или выполненных в форме овала котлет.
В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения объемная скорость потока пищевой массы регулируется на основании объема пищевой массы, который должен быть доставлен для одной полости, и требуемого смещения заполнения полости.
Предпочтительно, уже доставленный в формующую полость объем пищевой массы во время заполнения полости измеряется по меньшей мере один раз. На основании этого измерения, предпочтительно, адаптируется объемная скорость потока пищевой массы.
Предпочтительно, объемная скорость потока пищевой массы адаптируется после того, как формующая полость заполнена до определенного процентного отношения. Оператор может устанавливаться степень, до которой соответствующая формующая полость может быть заполнена. Как только эта степень достигнута, объемная скорость потока изменяется, предпочтительно, уменьшается.
Другим объектом настоящего изобретения является способ формования продуктов из массы пищевого продукта, включающий в себя:
- перемещение формующей полости, которая является частью формующего элемента, мимо питающего канала, который заполняет полость массой, причем питающий канал соединен с питающим насосом, который закачивает массу через питающий канал в полости,
- определение и/или обнаружение положения формующей полости относительно питающего канала,
- управление насосом,
причем давление насоса и/или объемная скорость потока автоматически адаптируется к скорости движения формующего элемента.
Раскрытие, сделанное в отношении данного варианта осуществления настоящего изобретения, также относится и может быть связано с другими вариантами осуществления настоящего изобретения, и наоборот.
Этот вариант осуществления настоящего изобретения имеет то преимущество, что оператором должна задаваться только скорость движения формующего элемента, прежде всего, скорость вращения формующего барабана. Тогда цикл заполнения приспосабливается автоматически.
Предпочтительно, требуемое заданное давления в зависимости от скорости движения формующего элемента выбирается так, что пройденное формующей полостью во время заполнения расстояние равно длине или больше длины формующей полости в направлении движения формующего элемента.
Этот предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения имеет то преимущество, что заполнение формующих полостей может выполняться очень мягко.
Другим вариантом осуществления настоящего изобретения является способ формования продуктов из массы пищевого продукта согласно одному из предшествующих пунктов формулы изобретения, включающий в себя:
- перемещение соседних рядов формующих полостей, которые являются частью формующего элемента, мимо питающего канала, который заполняет полости пищевой массой, причем питающий канал соединен с питающим насосом, который закачивает массу через питающий канал в полости,
- причем ширина питающего канала больше, чем расстояние между двумя рядами формующих полостей, так что питающий канал может быть в гидродинамической связи одновременно с двумя формующими полостями в двух разных рядах,
- управление насосом так, что оказываемое на пищевую массу заданное давление изменяется во время заполнения соответствующей формующей полости и/или изменяется после завершения заполнения одной формующей полости,
причем во время перекрывания питающим каналом двух соседних рядов полостей профиль заданного давления идентичен для обеих формующих полостей.
Предпочтительно, заданное давление для заполнения формующих полостей увеличивается после того, как перекрывание прекращается.
Предпочтительно, заданное давление во время перекрывания двух рядов полостей питающим каналом поддерживается постоянным по величине. Это постоянное давление может быть равно нулю бар или выше нуля бар.
Другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения является способ формования продуктов из массы пищевого продукта, включающий в себя:
- перемещение соседних рядов формующих полостей, которые являются частью формующего элемента, мимо питающего канала, который заполняет полости пищевой массой, причем питающий канал соединен с питающим насосом, который закачивает массу через питающий канал в полости,
- причем ширина питающего канала такова, что питающий канал может быть в гидродинамической связи одновременно с двумя формующими полостями в двух разных рядах,
- управление насосом так, что объемная скорость потока пищевой массы изменяется во время заполнения соответствующей формующей полости и/или изменяется после завершения заполнения одной формующей полости,
причем во время перекрывания питающим каналом двух соседних рядов полостей объемная скорость потока идентична для обеих формующих полостей.
Раскрытие, сделанное в отношении данного варианта осуществления настоящего изобретения, также относится и может быть связано с другими вариантами осуществления настоящего изобретения, и наоборот.
Предпочтительно, объемная скорость потока увеличивается после того, как перекрывание прекращается.
Другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения является способ формования продуктов из массы пищевого продукта, включающий в себя:
- перемещение формующей полости, которая является частью формующего элемента, мимо питающего канала, который заполняет полость массой, причем питающий канал соединен с питающим насосом, который закачивает массу через питающий канал в полости,
- определение и/или обнаружение положения формующей полости относительно питающего канала,
- управление насосом,
причем заполнение полостей осуществляется частично путем регулирования давления насоса и частично путем регулирования вытесняемого объема насоса и/или скорости потока насоса.
Раскрытие, сделанное в отношении данного варианта осуществления настоящего изобретения, также относится и может быть связано с другими вариантами осуществления настоящего изобретения, и наоборот.
Предпочтительно, каждая полость сначала заполняется путем регулирования вытесняемого объема насоса и/или скорости потока насоса, а затем путем регулирования давления насоса.
Теперь изобретения разъясняются на основании фиг. 1-16. Разъяснения не ограничивают объем защиты настоящей заявки. Разъяснения относятся ко всем изобретениям, соответственно.
Фиг. 1 показывает формующее пищевой продукт устройство с системой подачи массы.
Фиг. 2 показывает вращающийся барабан как формующий элемент.
Фиг. 3 и 4 показывают схему заполнения согласно уровню техники.
Фиг. 5А-7Г показывают варианты осуществления первого способа согласно изобретению.
Фиг. 8А-12Б показывают варианты осуществления второго способа согласно изобретению.
Фиг. 13А-13Б показывают варианты осуществления третьего способа согласно изобретению.
Фиг. 14А-14Б показывают автоматическую адаптацию заданного давления.
Фиг. 15А-15З показывают вариант осуществления способа согласно изобретению, в котором учитывается ширина питающего канала.
Фиг. 16 показывает систему формования пищевой массы согласно изобретению.
На фиг. 1 показана система 2 подачи массы, содержащая насосную систему 4 и бункер 2, и которая соединена через средство 5 транспортировки массы и распределитель 6 с формующим устройством 1. Формующее устройство в данном случае оснащено формующим барабаном 8. Уплотнение 7 будет использовано для уменьшения/предотвращения утечки пищевой массы в окружающую среду. Формующий барабан вращается вокруг оси и заполняется в положении заполнения пищевой массой, которая запрессовывается в полости 9. В положении выгрузки формованные продукты выгружаются, в данном случае на транспортерную ленту. Специалисту в данной области техники понятно, что формующий элемент может быть также совершающей возвратно-поступательное движение формующей плитой.
В случае, когда формующий элемент является вращающимся барабаном, он может быть выполнен, как показано на фиг. 2. В этом варианте осуществления между ребрами 10 размещена пористая структура 11, и формующие полости 9 выполнены в пористой структуре. Пористая структура может вентилироваться во время заполнения полостей, и может быть использована для выгрузки формованных продуктов из формующих полостей 9, которые обычно заполняются параллельно, и все полости в одном ряду управляются согласно одной той же схеме управления.
На фиг. 3 показана не управляемая система для заполнения полостей в барабане как формующем элементе. Эта система является широко известной и используемой формующей системой. Питающий насос 4 закачивает пищевую массу из бункера 3 и через питающий канал 12 в полости 9 формующего барабана 8. Единственной заданной величиной, которая является параметром настройки в устройстве 15 ввода и/или устройстве 16 управления, является скорость sDP вращения насоса.
Эта система может контролироваться так, что оказываемое на массу давление не будет превышать заранее заданное максимально допустимое давление. Такая контролирующая система может быть использована во всех вариантах осуществления в этой заявке.
На фиг. 4А показана система с управляемым давлением. Поэтому средство 17 измерения давления, например датчик, расположено в питающем канале для измерения фактического давления p-fc массы.
На фиг. 4Б показан график с профилем требуемого давления p-set в зависимости от угла поворота (поворотное смещение) формующего элемента, в данном случае барабана. Система управления в этом варианте осуществления хорошо известна в этой области для заполнения материала пищевого продукта в полости, как в формующем элементе барабанного типа, так и в формующем элементе пластинчатого типа. P-set является заданным требуемым давлением, вводимым в устройство 15 ввода и/или устройство 16 управления, и представляет собой давление, с которым должны заполняться полости. Заданное давление является постоянным независимо от того, находится полость в контакте с питающим каналом 12 или нет. P-set является требуемым давлением в питающем канале, предпочтительно, относительно близко к выходу питающего канала.
Во время производства устройство 16 управления сравнивает фактическое давление p-te с требуемым давлением p-set. Как только полость приходит в связь с питающим каналом, масса будет течь в полость, и давление p-fc упадет ниже р-set. Устройство управления ответит на это и направит сигнал s-pc питающему насосу с результатом, что давление на массу будет увеличено. Когда p-fc превысит p-set, насос остановится. Другой входной величиной на устройстве 15 ввода и/или устройстве 16 управления является скорость sDP барабана. Кроме того, в зависимости от контроллера и типа контура регулирования, который будет использован, установки Р, I и/или D могут быть входными параметрами для определения отклика, как только произойдет отклонение от заданного давления p-set. Для облегчения управления формующим устройством, установки Р, I и D также могут быть установками устройства и будут в этом случае изменяться только изредка.
Скорость sDP и установки Р, I и D могут быть входными параметрами во всех описанных в этом документе системах с регулируемым давлением.
На фиг. 5А-5В показана более сложная система регулирования давления. Барабан 8 на фиг. 5А оснащен шестью рядами с множеством формующих полостей. Каждая полость характеризуется Bmc (начало формующей полости), Emc (конец формующей полости) и Lc (длина формующей полости в окружном направлении барабана). Питающий канал 12 характеризуется Bfc (начало питающего канала), Efc (конец питающего канала) и Wfc (ширина питающего канала в окружном направлении барабана). Ширина питающего канала перекрывает всю длину барабана в осевом направлении.
Формующая система содержит датчик, который соединен с устройством управления, так что устройство управления знает положение полости относительно положения питающего канала. Следовательно, каждый ряд полостей будет заполнен одинаковым образом для предотвращения различий в весе и искажения формы формованных продуктов независимо от того, в каком ряду барабана продукты сформованы. Поэтому предусмотрено средство 13 обнаружения, с помощью которого может быть определено положение полостей и/или барабана относительно положения питающего канала. В зависимости от выбранного средства обнаружения, будут также использованы одно или более (например, для каждого ряда) средств 14 позиционирования полости и/или барабана.
Давление в питающем канале 12, предпочтительно, будет регулируемым до величины, которая находится в соответствии с требуемым давлением p-set на той части барабана, которая в этот момент находится на одной линии с началом Bfc питающего канала. То есть в варианте осуществления на фиг. 5А давление в питающем канале 12 равно нулю бар, пока не происходит заполнение, и будет увеличено, как только Bmc (начало полости 9) пройдет мимо Bfc (начало питающего канала). Как результат разности давления между питающим каналом 12 и пустой полостью 9, масса будет течь из питающего канала в полость. Как только конец Emc полости пройдет мимо начала Bfc питающего канала, заданное давления снова будет уменьшено до нуля. Такая же схема управления выполняется для следующего ряда полостей.
На фиг. 5Б показано, что устройство 16 управления принимает сигнал p-fc (фактическое давление в питающем канале) и сигнал s-pd (сигнал фактического положения полостей и/или барабана). Далее, оно принимает требуемый профиль давления p-set в зависимости от угла поворота барабана, см. фиг. 5В. Профиль давление включает в себя параметры р (уровень давления), р-ba (угол начала увеличения давления для установления начала линейного увеличения давления) и р-ra (угол уменьшения давления для установления линейного уменьшения давления), и связан с размером подлежащей заполнению полости 9. Длина цикла определяется как угол поворота барабана, который соответствует одному ряду полостей.
В системе могут происходить всевозможные задержки, см. фиг. 5Б; время отклика средства 17 измерения давления, время отклика средства 13 обнаружения, время отклика программируемого логического контроллера (PLC) / устройства 16 управления, инерция объема массы между насосом и барабаном, сжимаемость использованной массы, инерция времени отклика насоса, и т.д. Предпочтительно, устройство 16 управления будет учитывать эти задержки, и будет вычислять сигнал s-cp, основанный на заданном давлении p-set в зависимости от угла поворота барабана в сочетании с ожидаемыми задержками, для управления насосом соответствующим образом.
В зависимости от используемого средства 13 обнаружения и точек 14 положения барабана, устройство управления нуждается в дополнительной информации, такой как диаметр барабана, часто рядов на барабане, окружное положение полостей в барабане и, в зависимости от варианта осуществления, длина Lc полости. Скорость sMM вращения барабана может вычисляться в устройстве управления на основании сигнала s-pd или может быть входным параметром. Это относится ко всем описанным далее в данном документе вариантам осуществления, где используются средства 13 обнаружения.
Длина заполнения, то есть угол поворота барабана, во время которого должно происходить заполнение, в настоящей схеме управления не является входным параметром, а является, например, зависящим от p-set, вязкости пищевой массы и/или скорости вращения барабана. Является предпочтительным достижение длины заполнения, которая равна или длиннее, чем длина соответствующей формующей полости в окружном направлении барабана.
В зависимости, главным образом, от характеристик течения пищевой массы и внутреннего сцепления пищевой массы, могут быть использованы другие заданные давления p-set в зависимости от угла поворота барабана (в случае, когда формующий элемент является барабаном) и относительно положения и длины формующих полостей, как показано на графиках фиг. 6а-6З. Во всех этих вариантах осуществления насос, предпочтительно, будет оказывать давление на пищевую массу в питающем канала согласно выбранному давлению только в случае, когда должно осуществляться заполнение формующих полостей. Предпочтительно, на пищевую массу не оказывается давление в случае, когда не заполняется ни одна полость.
В общем, в случае, когда длина профиля давления в зависимости от вращения барабана короче, чем Lc, начальная точка заполнения полости не обязательно будет моментом, когда Bmc проходит мимо Bfc, а может быть сдвинута с опережением или задержкой на параметр o-ps смещения. То же справедливо в случае, когда длина профиля давления равна Lc, но короче, чем Lc+Wfc. Самая большая возможная длина профиля давления является длиной Lc полости, прибавленной к ширине Wfc питающего канала 12.
На фиг. 6Г показано, что начальная точка приложения давления к массе в питающем канале в зависимости от угла поворота барабана задержана относительно начала Bmc формующей полости по причине наличия параметра о-ps смещения ≠0. Это является типичным профилем давления в случае, когда масса будет перерабатываться с хорошими характеристиками течения и, следовательно, время заполнения полости относительно мало. Как только поток массы остановился, давление на массу в питающем канале может быть уменьшено и/или адаптировано до нуля бар.
На фиг. 6Ж показано, что начальная точка давления на массу в питающем канале относительно угла поворота барабана смещена вперед относительно начала Bmc формующей полости. Это типичный профиль давления в случае, когда масса перерабатывается с плохими характеристиками текучести, так что время заполнения полости будет относительно длительным.
На фиг. 6В показано, что точка о-ер остановки давления на массу в питающем канале относительно угла поворота барабана смещена вперед относительно конца Emc формующей полости. Это типичный профиль давления в случае, когда масса перерабатывается с относительно малым внутренним сцеплением (когезией). Необходимость поддержания давления на массу до тех пор, когда конец Emc заполненной полости полностью пройдет мимо начала Bfc питающего канала, отсутствует.
На фиг. 6З показано, что точка о-ер остановки давления на массу в питающем канале относительно угла поворота барабана задержана относительно конца Emc формующей полости. Это типичный профиль давления в случае, когда масса перерабатывается с внутренним сцеплением (когезией), типичным, например, для волокнистых продуктов. Давление на массу, предпочтительно, должно оставаться до тех пор, когда конец Emc заполненной полости полностью пройдет мимо Efc питающего канала. Это предотвратит так называемый обратный поток, поток пищевой массы от заполненной полости назад к питающему каналу.
На фиг. 6И показан вариант осуществления с несколькими уровнями давления в зависимости от угла поворота барабана. На фиг. 6К и 6Л показано влияние заданного давления p-set в зависимости от времени заполнения полости. На обеих фигурах полость будет заполнена полностью, на фиг. 6К время заполнения должно быть коротким и, следовательно, требуется высокое давление. На фиг. 6Л масса имеет больше времени для затекания в полости и, следовательно, давление будет относительно низким.
На фиг. 7А показано заданное давление p-set в зависимости от угла поворота барабана, причем на массу в питающем канале действует постоянное давление.
Ссылка может быть сделана, например, на US 4,356,595, в котором формующий элемент является формующей плитой, которая совершает возвратно-поступательное движение между положением заполнения и положением выгрузки. По время заполнения давление заполнения сравнительно высокое, и это давление будет уменьшено до более низкого давления, как только формующая плита переместится от положения заполнения к положению выгрузки. Во время хода формующей плиты внутрь, давление остается низким и, как только пустая полость достигнет положения заполнения, давление снова будет повышено.
Профиль давления на фиг. 7А основан на профиле давления согласно фиг. 6Б. Давление имеет минимальное заранее заданное значение и максимальное заранее заданное значение, которое в этом варианте осуществления воздействует на пищевую массу на длине, соответствующие Lc, длине формующей полости в окружном направлении барабана. Как только Bmc (начало полости 9) пройдет мимо Bfc (начало питающего канала), давление на массу будет увеличено. Как только конец Emc полости пройдет мимо начала Bfc питающего канала, заданное давление будет уменьшено до минимального заранее заданного значения, которое в данном случае не равно нулю бар. Когда полость заполнена не полностью и когда она все еще находится в контакте с питающим каналом, то в зависимости от фактического давления в полости будет иметь место дополнительное заполнение с минимальным заранее заданным давлением или масса в полости будет расслабляться до минимального заранее заданного значения. В случае, когда полость полностью прошла мимо питающего канала и поток массы не требуется, масса все еще подвергается действию минимального заранее заданного давления, которое выше нуля бар и которое будет действовать на закрытую наружную поверхность барабана 8.
Профиль давления на фиг. 7Б основан на профиле давления согласно фиг. 6З и особо предпочтителен в случае, когда скорость вращения барабана относительно высока (до 25 об/мин), и в случае, когда времени недостаточно для подъема давления от нуля бар для заполнения полости и/или снижения давления назад до нуля бар после заполнения полости. Минимальное давление, которое имеется постоянно, во время заполнения полости может привести к более низкому максимальному давлению на массу и может быть также предпочтительным при переработке массы с опасностью обратного потока после заполнения.
Профиль давления на фиг. 7В основан на профиле давления согласно фиг. 6В, но по сравнению с вариантом осуществления согласно фиг. 6В заполнение полости уже начнется, как только начало Bmc формующей полости пройдет мимо начала Bfc питающего канала. Это заполнение будет частично иметь место с минимальным заранее заданным давлением, а также частично с максимальным заранее заданным давлением. В этом варианте осуществления давление будет поддерживаться на пищевой массе в полости до тех пор, пока конец Emc формующей полости не пройдет мимо конца Efc питающего канала.
На фиг. 7Г давление на массу непрерывно увеличивается во время вращения барабана, предпочтительно до тех пор, пока конец Emc полости не пройдет мимо конца Efc питающего канала. Это является особо предпочтительным для получения всегда одинакового давления для всех формованных продуктов, независимо от того, в каком ряду барабана формуется продукт.
Уменьшение до минимального заранее заданного значения давления может быть также применено для других вариантов осуществления на фиг. 5 и фиг. 6, которые не изображены на фиг. 7.
На фиг. 8А показан первый вариант осуществления изобретения для заполнения полостей с системой с регулируемым объемом. Питающий насос 4 закачивает, предпочтительно, заранее заданный объем пищевой массы из бункера 3 и питающего канала 12 в полости 9 формующего барабана.
График на фиг. 8Б показывает профиль объема V (объем на цикл), вытесняемого насосом в зависимости от угла поворота барабана. Поставленный объем является результатом объемной скорости vfr потока массы, которая является результатом угла поворота (угол поворота на цикл) насоса с зависимости от угла поворота барабана. График основан, но не ограничен, на насосе, который вращается с постоянной угловой скоростью, что приводит к постоянному объемному потоку. Кроме того, график, предпочтительно, основан на массе, которая является слабо сжимаемой (небольшое изменение плотности, когда подвергается действию давления).
Длина цикла является длиной в окружном направлении барабана, которая представляет собой один ряд полостей. На фиг. 8Б показано смещение o-sp, которое определяет начальную точку вытеснения объема. Заранее заданная объемная скорость потока, с которой будет вытесняться объем, будет определять время продолжительности заполнения полости.
Средство 13 обнаружения предусмотрено для предпочтительного определения положения полостей и/или барабана относительно положения питающего канала.
Объем v-or полостей в одном ряду (или объем v-oc одной полости, умноженный на число nr-с полостей в одном ряду), начальная точка o-sp и скорость sDP насоса являются потенциальными параметрами, подлежащими вводу в устройство 15 ввода и/или устройство 16 управления. В случае, когда объем, подлежащий заполнению в полости в одном ряду, отличается от объема, подлежащего заполнению в следующем ряду, входным параметром может быть объем, подлежащий заполнению в каждом ряду.
Когда полость заполнена недостаточно, это может быть, например, скорректировано путем адаптации скорости sDP насоса. Система может быть оснащена средствами, предпочтительно входными, увеличения/уменьшения для адаптации изменения в поведении и/или свойствах пищевой массы и/или сжимаемости пищевой массы. Эти средства увеличения/уменьшения могут быть частью каждого варианта осуществления согласно данному изобретению, в которых заполнение полостей, по меньшей мере, частично, регулируется.
На фиг. 9А показан второй вариант осуществления системы с регулируемым объемом. Питающий насос 4 закачивает заранее заданный объем пищевой массы из бункера 3 и питающего канала 12 в полости 9 формующего барабана.
В WO 2013107815 описан режим дозирования, причем насос может вращаться до тех пор, пока формующая полость пе