本申請(qǐng)要求提交于2014年7月30日的美國臨時(shí)申請(qǐng)No.62/030,666的優(yōu)先權(quán)，該美國臨時(shí)申請(qǐng)的公開內(nèi)容以引用方式并入本文。

背景技術(shù)：

本公開總體上涉及用于將填料封裝在食物產(chǎn)品中的裝置和方法。更具體地，本公開涉及將粘性填料諸如肉汁引入條塊基體中以使得填料在蒸煮后仍被條塊基體封裝。

常規(guī)條塊型食物產(chǎn)品通常是在具有條塊型食物產(chǎn)品的形狀的容器中銷售的凝結(jié)的糜狀物。條塊型食物產(chǎn)品常常用作寵物食品，因?yàn)樗鼈円子谥圃?、易于被?dòng)物消化、對(duì)動(dòng)物有極好的適口性，并且易于配制為含有必要的營養(yǎng)物和微量元素。

寵物主人一直尋求對(duì)他們的寵物有吸引力的罐裝食物形式或品種。雖然含填料的條塊產(chǎn)品可能就是這種寵物食品，但是難以實(shí)現(xiàn)在不在產(chǎn)品側(cè)面中形成孔洞并且還不折損生產(chǎn)速度的情況下將填料分配到條塊產(chǎn)品中，形成孔洞會(huì)使填料從期望中心位置遷移并溢出產(chǎn)品，折損生產(chǎn)速度減少產(chǎn)品產(chǎn)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開涉及一種填充設(shè)備，所述填充設(shè)備包括修改的真空填充頭，其將粘性填料諸如肉汁引入條塊基體中以使得填料在蒸煮后仍被凝固條塊基體封裝。填料可保留為粘性肉汁，或者可凝固為凝膠，這取決于填料的配制物。優(yōu)選地，在罐遠(yuǎn)離填充設(shè)備下降的暫停期間，粘性填料水平地分布到條塊基體中。

本公開的優(yōu)點(diǎn)是將粘性填料引入含肉條塊基體中心中以使得填料在蒸煮后仍被凝固條塊基體封裝。

本公開的另一優(yōu)點(diǎn)是提供形成罐裝寵物食物產(chǎn)品的裝置和方法，該罐裝寵物食物產(chǎn)品包含基本上或完全地封裝第二組合物諸如肉汁的第一組合物諸如肉糜。

本公開的另一優(yōu)點(diǎn)是提供形成罐裝寵物食物產(chǎn)品的裝置和方法，該罐裝寵物食物產(chǎn)品包含兩個(gè)分離的相，它們具有相對(duì)于彼此不同的外觀和/或質(zhì)地。

本公開的另一優(yōu)點(diǎn)是將第二組合物(例如，肉汁)注射到第一組合物(例如，肉糜)中，使得第二組合物不到達(dá)該第一組合物的側(cè)面，同時(shí)維持所得罐裝食物產(chǎn)品生產(chǎn)速度，諸如每分鐘1000罐或更多。

本公開的另一優(yōu)點(diǎn)是為消費(fèi)者及其寵物提供帶來多樣性和吸引力的罐裝食物產(chǎn)品。

本公開的另一優(yōu)點(diǎn)是提供通過修改標(biāo)準(zhǔn)真空填料來形成罐裝寵物食物產(chǎn)品的裝置和方法，該罐裝寵物食物產(chǎn)品包含基本上或完全地封裝第二組合物諸如肉汁的第一組合物諸如肉糜。

本公開的另一優(yōu)點(diǎn)是形成罐裝寵物食物產(chǎn)品，該罐裝寵物食物產(chǎn)品包含第一組合物諸如肉糜，該第一組合物基本上或完全地封裝第二組合物諸如肉汁，但是在該寵物食物產(chǎn)品的任何側(cè)面上具有非常小的孔洞或沒有可見的孔洞。

本文描述了額外的特征和優(yōu)點(diǎn)，并且根據(jù)以下具體實(shí)施方式和附圖，這些特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。

附圖說明

圖1A示出在本公開提供的實(shí)施方案中含第一組合物的寵物食物產(chǎn)品的透視圖，該第一組合物完全包封第二組合物。

圖1B示出在產(chǎn)品已被切開之后的圖1A的寵物食物產(chǎn)品的透視圖。

圖2示出本公開提供的方法的實(shí)施方案的流程圖。

圖3-圖7是本公開提供的填充設(shè)備的實(shí)施方案的示意圖，并示出其操作。

圖8示出本公開提供的噴嘴的實(shí)施方案的透視圖。

圖9是在實(shí)施例中使用的具有豎直孔的噴嘴的照片。

圖10是在實(shí)施例中使用的具有水平孔的噴嘴的照片。

圖11是描述在實(shí)施例中實(shí)驗(yàn)比較的樣本的表。

圖12是在實(shí)施例中試驗(yàn)1的食物產(chǎn)品的頂側(cè)的照片。

圖13是在實(shí)施例中試驗(yàn)2的食物產(chǎn)品的頂側(cè)的照片。

圖14是在實(shí)施例中試驗(yàn)2的食物產(chǎn)品的底側(cè)的照片。

圖15是在實(shí)施例中試驗(yàn)2的被切開的食物產(chǎn)品的照片。

圖16是在實(shí)施例中試驗(yàn)3的食物產(chǎn)品的頂側(cè)的照片。

圖17是在實(shí)施例中試驗(yàn)3的食物產(chǎn)品的底側(cè)的照片。

圖18是在實(shí)施例中試驗(yàn)3的被切開的食物產(chǎn)品的照片。

圖19是在實(shí)施例中試驗(yàn)4的食物產(chǎn)品的頂側(cè)的照片。

圖20是在實(shí)施例中試驗(yàn)4的食物產(chǎn)品的底側(cè)的照片。

圖21是在實(shí)施例中試驗(yàn)4的被切開的食物產(chǎn)品的照片。

圖22是在實(shí)施例中試驗(yàn)5的食物產(chǎn)品的頂側(cè)的照片。

圖23是在實(shí)施例中試驗(yàn)5的食物產(chǎn)品的底側(cè)的照片。

圖24是在實(shí)施例中試驗(yàn)5的被切開的食物產(chǎn)品的照片。

圖25是在實(shí)施例中試驗(yàn)6的食物產(chǎn)品的頂側(cè)的照片。

圖26是在實(shí)施例中試驗(yàn)6的食物產(chǎn)品的底側(cè)的照片。

圖27是在實(shí)施例中試驗(yàn)6的被切開的食物產(chǎn)品的照片。

圖28是在實(shí)施例中試驗(yàn)7的食物產(chǎn)品的頂側(cè)的照片。

圖29是在實(shí)施例中試驗(yàn)7的食物產(chǎn)品的底側(cè)的照片。

圖30是在實(shí)施例中試驗(yàn)7的被切開的食物產(chǎn)品的照片。

圖31是在實(shí)施例中試驗(yàn)8的食物產(chǎn)品的頂側(cè)的照片。

圖32是在實(shí)施例中試驗(yàn)8的食物產(chǎn)品的底側(cè)的照片。

圖33是在實(shí)施例中試驗(yàn)8的被切開的食物產(chǎn)品的照片。

圖34是示出對(duì)于實(shí)施例中的試驗(yàn)中的每個(gè)，肉汁、條塊和總產(chǎn)品的量的標(biāo)準(zhǔn)偏差的表。

具體實(shí)施方式

如在本發(fā)明和所附權(quán)利要求中所用，單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“該”包括復(fù)數(shù)指代物，除非上下文另外明確規(guī)定。詞語“包括”、“包含”和“含有”都將被解釋為包含性的而非排他性的。同樣地，術(shù)語“包括/包含(include)”、“包括/包含(including)”和“或”都應(yīng)當(dāng)視為包含性的，除非上下文明確禁止這一解釋。然而，本文公開的設(shè)備和方法可以不含未明確公開的任何要素。因此，使用術(shù)語“包括/包含”的實(shí)施方案的公開內(nèi)容包括“基本上由所指明的組分和步驟組成”的實(shí)施方案和“由所指明的組分和步驟組成”的實(shí)施方案的公開內(nèi)容。

術(shù)語“封裝”是指封裝的組合物完全地或基本上封裝在食物產(chǎn)品中。如果在食物產(chǎn)品表面上可見到的封裝的組合物少于20％，優(yōu)選地少于10％，更優(yōu)選地少于5％，最優(yōu)選地少于1％，那么該封裝的組合物是“基本上封裝的”。

術(shù)語“罐”是指剛性可蒸煮容器，例如金屬容器諸如金屬或金屬合金罐、塑料容器、玻璃容器，以及它們的組合。術(shù)語“罐裝”是指將食物產(chǎn)品容納在罐中。

術(shù)語“寵物”是指可受益于或享受本發(fā)明提供的食物產(chǎn)品的任何動(dòng)物。寵物可為鳥類動(dòng)物、牛類動(dòng)物、犬科動(dòng)物、馬類動(dòng)物、貓科動(dòng)物、山羊類動(dòng)物、狼類動(dòng)物、鼠科動(dòng)物、綿羊類動(dòng)物或豬類動(dòng)物。寵物可為任何合適動(dòng)物，本公開不限于特定寵物動(dòng)物。術(shù)語“伴侶動(dòng)物”是指狗或貓。術(shù)語“寵物食品”是指用來供寵物食用的任意組合物。

本文中使用的范圍是縮略的，以避免列出該范圍內(nèi)的每個(gè)值?？蛇x擇范圍內(nèi)的任何適當(dāng)?shù)闹底鳛樵摲秶纳舷拗祷蛳孪拗怠４送?，本文中的?shù)值范圍包含該范圍內(nèi)的所有整數(shù)，全部或部分。

本文中表示的所有百分?jǐn)?shù)均以占食物組合物總重量的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，除非另有表示。提及pH時(shí)，其值對(duì)應(yīng)于使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備在25℃下測量的pH。如本文所用，關(guān)于數(shù)字的“約”或“基本上”應(yīng)理解為是指某一數(shù)值范圍內(nèi)的數(shù)字，例如該所提及數(shù)字的-10％至+10％，優(yōu)選-5％至+5％，更優(yōu)選為-1％至+1％，以及甚至更優(yōu)選地-0.1％至+0.1％。

圖1A和圖1B大體示出包含第一組合物11的食物產(chǎn)品10的實(shí)施方案，并且第一組合物11形成封裝第二組合物12的外部基體。這些附圖示出完全地封裝第二組合物12的第一組合物11，但是食物產(chǎn)品10的一些實(shí)施方案具有基本上封裝第二組合物12的第一組合物11。

食物產(chǎn)品10可具有與罐內(nèi)部的形狀相對(duì)應(yīng)的形狀，食物產(chǎn)品10形成在罐中。例如，食物產(chǎn)品10可以是基本上圓柱形的。然而，食物產(chǎn)品10并不限于特定形狀，并可具有任何形狀。

優(yōu)選地，第二組合物12基本上在食物產(chǎn)品10中居中，并且具有球形或卵形的形狀。例如，第二組合物12的中心優(yōu)選地與食物產(chǎn)品10的中心大致相同。然而，食物產(chǎn)品10并不限于圖1A和圖1B中示出的特定實(shí)施方案。

食物產(chǎn)品10可為寵物食品，優(yōu)選地供伴侶動(dòng)物食用。可將食物產(chǎn)品10形成在罐中，如本申請(qǐng)的下文中更詳細(xì)地討論的。第一組合物11和第二組合物12可包含任何合適量的食物產(chǎn)品10。例如，第一組合物11可占食物產(chǎn)品10的約25％至約75％，而第二組合物12可占食物產(chǎn)品10的其余75％至25％。

在實(shí)施方案中，食物產(chǎn)品10可為由授予Watelain等人的于2013年5月17日提交并于2013年11月21日公開為美國專利申請(qǐng)公開No.2013/0309372的美國專利申請(qǐng)No.13/896,470公開的食物產(chǎn)品中的一種，該專利申請(qǐng)全文以引用方式并入本文。然而，食物產(chǎn)品10并不限于本文中公開的食物產(chǎn)品。

優(yōu)選地，第一組合物11和第二組合物12是不可混溶的，或者說是具有低混溶性，并且因此在食物產(chǎn)品10中形成不混合的兩個(gè)不同的相。食物產(chǎn)品10的該實(shí)施方案包括兩個(gè)分離的相，即，對(duì)應(yīng)于第一組合物11的外相和對(duì)應(yīng)于第二組合物12的內(nèi)相。

在實(shí)施方案中，第一組合物11是糜狀物，優(yōu)選地是肉糜。該肉糜可包含任何合適成分，例如纖絲狀蛋白質(zhì)和多糖。合適纖絲狀蛋白質(zhì)包括肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白、肌動(dòng)球蛋白、膠原蛋白，以及它們的混合物，例如來自牛類、馬類、羊類、鳥類、豬類、山羊類、綿羊類和魚類來源的蛋白。合適多糖的實(shí)施例包括淀粉、樹膠或它們的混合物。

在實(shí)施方案中，第二組合物12是分散體，諸如膠體分散體，例如水膠體分散體。優(yōu)選地，第二組合物12是可流動(dòng)溶膠、乳劑或凝膠。如下文將進(jìn)一步詳細(xì)討論的，可將食物產(chǎn)品10蒸煮；根據(jù)第二組合物12的配制物，第二組合物12可保留其被注射到第一組合物11中的原始形式，或替代地，蒸煮可使第二組合物12的形式發(fā)生改變。例如，第二組合物12可作為可流動(dòng)溶膠或乳劑注射到第一組合物11中，并且蒸煮食物產(chǎn)品10可將第二組合物12的形式變?yōu)槟z。

在優(yōu)選實(shí)施方案中，第二組合物12是包含增稠劑的肉汁，該增稠劑是淀粉或樹膠中的至少一種。合適樹膠的實(shí)施例是結(jié)冷膠、黃原膠、槐樹豆膠、果膠、角叉菜膠(例如，k-角叉菜膠、l-角叉菜膠和/或λ-角叉菜膠)、纖維素膠(例如，羧甲基纖維素)、阿拉伯樹膠、魔芋、瓜爾膠、瓊脂、肉桂膠、藻酸鹽等，以及它們的組合。合適淀粉包括天然淀粉、淀粉酯、淀粉醚和改性淀粉，諸如用異抗壞血酸改性的淀粉，以及它們的組合。淀粉來源可包括例如小麥、大麥、水稻、木薯、馬鈴薯和玉米。肉汁還可包含葡萄糖和/或甘氨酸，并且還可根據(jù)需要包括著色劑。還可根據(jù)需要包括為肉汁添加調(diào)味和/或香味的成分。

第一組合物11和/或第二組合物12可任選地包含附加成分。例如，第一組合物11和/或第二組合物12可包含用于美觀吸引力或營養(yǎng)功能的真實(shí)或模擬成分的可見片段。在一些實(shí)施方案中，第一組合物11或第二組合物12中的至少一種包含溶解或分散的營養(yǎng)成分、調(diào)味或香味化合物、或封裝的風(fēng)味劑或營養(yǎng)物，以用于在蒸煮期間、在口中、或在消化道中釋放。

圖2示出方法100的實(shí)施方案，罐裝食物產(chǎn)品可通過該方法制得。在步驟102中，方法100可包括形成優(yōu)選地為彼此分離的第一組合物和第二組合物。在實(shí)施方案中，第一組合物是糜狀物，優(yōu)選地是肉糜。在實(shí)施方案中，第二組合物是分散體，例如凝膠、可流動(dòng)溶膠或乳劑，優(yōu)選地是包含增稠劑的肉汁，該增稠劑是淀粉或樹膠中的至少一種。

在步驟104中，方法100還可包括將第一組合物從填充設(shè)備分配到罐中。然后，在步驟106中，優(yōu)選地在完成將第一組合物分配到罐中之后，可開始將罐下降遠(yuǎn)離填充設(shè)備。

接著，在步驟108中，從填充設(shè)備延伸的噴嘴可將第二組合物水平地注射到第一組合物中。這種水平注射優(yōu)選地包括在下述方向上注射第二組合物，該方向初始為至少基本上垂直于噴嘴內(nèi)的通路和/或罐的豎直軸線。

優(yōu)選地，可暫時(shí)停止將罐下降遠(yuǎn)離填充設(shè)備，并且噴嘴可在包括該暫停的時(shí)間段期間將第二組合物水平地注射到第一組合物中。這個(gè)暫?？蔀?.5秒或更短，例如0.25至1.5秒。

在步驟110中，繼續(xù)使罐下降遠(yuǎn)離填充設(shè)備，并且將噴嘴從罐中移除。優(yōu)選地，在該步驟中，第一組合物封裝第二組合物。任選地，在步驟112中，在從罐中移除之后，可以例如用水沖洗來洗滌噴嘴。

在步驟114中，方法100還可包括在第一組合物和第二組合物已分配到罐中之后，將封蓋放在罐上；在步驟116中，將罐例如氣密密封；并且在步驟118中，將罐蒸煮。罐可在任何合適溫度下蒸煮適量時(shí)間。例如，可以從約121℃至約128℃的溫度將罐蒸煮約25至約50分鐘的時(shí)間?？扇芜x地在蒸煮之前將填料的罐倒置。

然后，在步驟120中，可通過設(shè)備將罐冷卻和/或允許將罐平衡到室溫。例如，可將罐冷卻至20℃至35℃的溫度。在實(shí)施方案中，將罐冷卻至22℃至26℃的溫度。所得食物產(chǎn)品可包含牢固凝固的第一組合物諸如肉糜，從而形成封裝第二組合物諸如肉汁的外部基體。例如，所得食物產(chǎn)品可為上文所公開的食物產(chǎn)品10。

圖3-圖7示出填充設(shè)備200的實(shí)施方案，該填充設(shè)備可形成食物產(chǎn)品10，該食物產(chǎn)品包含封裝第二組合物12的第一組合物11。例如，填充設(shè)備200可在方法100諸如方法100的步驟104和106中使用。然而，本公開不限于本文公開并在附圖中示出的填充設(shè)備200的實(shí)施方案；在一些實(shí)施方案中，食物產(chǎn)品10可由不同填充設(shè)備制成，并且方法100可由不同填充設(shè)備執(zhí)行。

填充設(shè)備200可包括提供第一組合物11的第一供應(yīng)源210和提供第二組合物12的第二供應(yīng)源220。填充設(shè)備200可包括填充頭230。

第一通道232可延伸穿過填充頭230以使得填充頭230可將第一組合物11從第一供應(yīng)源210分配到定位在填充頭230下方的罐300中。第二通道234可延伸穿過填充頭230以使得從填充頭230延伸的噴嘴240可將第二組合物12從第二供應(yīng)源220分配到罐300中。端口236可延伸穿過填充頭230以使得可在罐300中形成真空。第一通道232、第二通道234和端口236在所有附圖中均未示出，使得其他部件易于被看到，并且在附圖中缺少這些部件中的一個(gè)不意味著該部件在該階段不再存在于填充設(shè)備200中。

第二供應(yīng)源220可通過優(yōu)選地為剛性的軟管222連接到第二通道234。第一閥224可定位在第二供應(yīng)源220和軟管222之間，并且第二閥226可定位在軟管222和第二通道234之間。第一閥224和/或第二閥226可為氣動(dòng)閥?；钊?39可連接到軟管222，以用于將第二組合物12引導(dǎo)通過軟管222。

升降板250可對(duì)罐300進(jìn)行定位；例如，罐300可放在升降板250上，使得升降板250的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)地移動(dòng)罐300。優(yōu)選地，升降板250被構(gòu)造為將罐300豎直地朝向和豎直地遠(yuǎn)離填充設(shè)備200移動(dòng)。例如，升降板250可為旋轉(zhuǎn)凸輪或可形成在旋轉(zhuǎn)凸輪上。升降板250可為多個(gè)升降板諸如90個(gè)升降板(作為非限制性的實(shí)施例)中的一個(gè)。多個(gè)升降板可旋轉(zhuǎn)以使得每個(gè)升降板依次與填充設(shè)備200對(duì)準(zhǔn)。

填充設(shè)備200的操作大體在圖3-圖7中示出。如圖3所示，升降板250可使罐300朝向填充設(shè)備200向上移動(dòng)，并且通過端口236引導(dǎo)的蒸汽可吹掃端口236。在該階段，優(yōu)選地，第一閥224打開，而第二閥226關(guān)閉，使得重力將第二組合物12引入軟管222中以積聚在其中。

如圖4所示，升降板250可使罐300抵靠填充頭230向上移動(dòng)以使得罐300被填充設(shè)備200閉合。例如，填充設(shè)備200可包括墊圈202，該墊圈可在罐300上形成密封。將罐300閉合允許在罐300中形成真空。例如，可使用端口236將空氣從罐300抽入填充設(shè)備200中，以在罐300中形成真空。在實(shí)施方案中，填充設(shè)備200包括泵204，該泵使用端口236在罐300中形成真空。

如圖5所示，端口236可中止從罐300抽取空氣，并且已形成在罐300中的真空可將預(yù)定量的第一組合物11從第一供應(yīng)源210抽入罐300中。例如，在罐300已抵靠填充設(shè)備200密封之后，可校準(zhǔn)通過端口236抽取的空氣量，以使得預(yù)定量的第一組合物11從第一供應(yīng)源210引入罐300中。

如圖6所示，優(yōu)選地在已將預(yù)定量的第一組合物11分配到罐300中之后，可將罐300移動(dòng)遠(yuǎn)離填充設(shè)備200，同時(shí)維持其與填充頭230對(duì)準(zhǔn)。這種下降使罐300移動(dòng)脫離與填充設(shè)備300的密封接合。噴嘴240保持至少部分地定位在罐300內(nèi)。

噴嘴240的非限制性實(shí)施例在圖8中示出。噴嘴240可包括水平面向的孔242，該孔可定位在噴嘴240的側(cè)表面中。水平面向的孔242可處于噴嘴240上的相同高度處，并且可在噴嘴240上彼此均勻地間隔開。例如，噴嘴240可包括水平面向的孔242中的四個(gè)，它們在噴嘴240中以90度間隔開。優(yōu)選地，在第二組合物12的注射期間，水平面向的孔242既水平又豎直地定位在第一組合物11的大致中心處。水平面向的孔242可為任何合適直徑，例如約5mm的直徑。

再次參考圖6，當(dāng)噴嘴240中的水平面向的孔242既豎直又水平地定位在罐300中的第一組合物11的大致中心處時(shí)，可使罐300的下降暫時(shí)停止。在罐300的下降暫時(shí)停止并且噴嘴240中的水平面向的孔242定位在罐300中的第一組合物11的大致中心處的情況下，可將第二組合物12水平地注射到第一組合物11中。例如，在該階段，第一閥224可關(guān)閉，而第二閥246可打開，并且活塞239可操作以將預(yù)定量的第二組合物12從軟管222引導(dǎo)通過噴嘴240。

如圖7所示，第二閥226可關(guān)閉，而第一閥224可打開，并且優(yōu)選地在已將預(yù)定量的第二組合物12分配到罐300中之后，罐300可繼續(xù)下降遠(yuǎn)離填充設(shè)備200。第一組合物11封裝第二組合物12。然后，一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)設(shè)備可將封蓋放在罐上；將罐例如氣密密封；并且將罐蒸煮。

優(yōu)選地，填充設(shè)備200被連接到控制機(jī)構(gòu)252，例如計(jì)算機(jī)或包括處理器的另一設(shè)備?？刂茩C(jī)構(gòu)252可控制填充設(shè)備200通過圖3-圖7中所示的階段的進(jìn)程。例如，控制機(jī)構(gòu)252可控制和協(xié)調(diào)升降板250、泵204、活塞239、以及第一閥224和第二閥226中的一個(gè)或多個(gè)的操作。優(yōu)選地，控制機(jī)構(gòu)252控制填充設(shè)備200的這些部件的相對(duì)定時(shí)；例如，控制機(jī)構(gòu)252可使第一閥224和第二閥226同步以使得當(dāng)一個(gè)閥關(guān)閉時(shí)，另一個(gè)閥打開。

實(shí)施例

僅包括以下非限制性的實(shí)施例以用于說明。

進(jìn)行研究以評(píng)估在85克罐中實(shí)現(xiàn)由條塊完全地封裝肉汁中心的能力。真空填料被設(shè)計(jì)和構(gòu)建為精確表示工業(yè)機(jī)器上的填充條件。

試驗(yàn)了兩種不同噴嘴設(shè)計(jì)。此外，試驗(yàn)了若干參數(shù)，包括對(duì)罐運(yùn)動(dòng)凸輪的修改。改變該罐運(yùn)動(dòng)凸輪(使罐向真空填料或從真空填料移動(dòng)的凸輪)應(yīng)不影響標(biāo)準(zhǔn)條塊填料。

如下文將進(jìn)一步詳細(xì)討論的，在試驗(yàn)8中利用水平噴嘴、8克填料和修改的罐運(yùn)動(dòng)凸輪實(shí)現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)品。試驗(yàn)3和試驗(yàn)4產(chǎn)生與目標(biāo)相比次好的產(chǎn)品。這些解決方案無需對(duì)罐運(yùn)動(dòng)凸輪進(jìn)行改變，并且利用水平噴嘴和10克填料進(jìn)行生產(chǎn)。

系統(tǒng)被專門設(shè)計(jì)成模擬在工業(yè)真空填料上進(jìn)行填充。伺服馬達(dá)控制主閥頭、罐運(yùn)動(dòng)和新的肉汁活塞填料。配備有HMI屏幕的控制系統(tǒng)控制協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。用戶可輸入罐速度，以便模擬正確填充時(shí)間；控制程序中的計(jì)數(shù)器以所輸入的速度沿機(jī)器步進(jìn)一定程度。條塊閥程序控制由現(xiàn)有機(jī)械凸輪管控的運(yùn)動(dòng)。活塞填料和罐兩者的運(yùn)動(dòng)定時(shí)均被更改以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)品。

為了填充食物產(chǎn)品，將外部活塞填料附接到標(biāo)準(zhǔn)真空填料，其中標(biāo)準(zhǔn)填充頭略有修改。已修改的活塞填料將來自外部碗的肉汁通過重力作用填充到柔性軟管中。兩個(gè)氣動(dòng)閥控制肉汁流動(dòng)進(jìn)出軟管。軟管直接連接到路由穿過現(xiàn)有填充頭的中心引導(dǎo)的填充噴嘴。該修改不改變填充頭的現(xiàn)有功能(產(chǎn)品流動(dòng)、真空、蒸汽沖洗)。

在研究中，試驗(yàn)了兩個(gè)噴嘴。第一噴嘴(圖9)具有豎直產(chǎn)品路徑和垂直于流動(dòng)的開口，使得肉汁總是豎直流動(dòng)。第二噴嘴(圖10)具有豎直產(chǎn)品路徑，但是具有平行于產(chǎn)品路徑的四個(gè)5毫米直徑的孔洞，使得肉汁垂直且水平地離開噴嘴。

圖11中的表描述了在該研究中進(jìn)行的一系列試驗(yàn)。所有試驗(yàn)使用按需要混合的解凍的條塊材料和肉汁來進(jìn)行。將條塊在52℃水浴中在約1小時(shí)的過程內(nèi)解凍。利用由手鉆驅(qū)動(dòng)的高剪切混合器，用2％瓜爾膠和環(huán)境溫度的水制備肉汁。

在填充后，用10頭封口機(jī)將罐現(xiàn)場封口。在全速下，該10頭封口機(jī)的運(yùn)行速度與位于大多數(shù)85克罐裝工廠的工業(yè)封口機(jī)大致相同。在封口后，將罐冷凍，或者使用小型蒸煮器將罐蒸煮。蒸煮器是現(xiàn)場制造的：配備有自動(dòng)溫度監(jiān)測系統(tǒng)、手動(dòng)蒸汽閥、手動(dòng)反壓(壓縮空氣)系統(tǒng)、手動(dòng)冷卻水閥和手動(dòng)排水閥的小圓柱形壓力容器。在整個(gè)周期中根據(jù)典型試驗(yàn)工廠方法調(diào)節(jié)溫度和壓力。在蒸煮時(shí)，將罐堆疊成向下蓋在一片穿孔金屬上。

結(jié)果

每個(gè)試驗(yàn)的結(jié)果通過評(píng)價(jià)冷凍和/或蒸煮產(chǎn)品確定。目標(biāo)產(chǎn)品或者說是概念產(chǎn)品是使肉汁處于條塊材料中心并且頂部和底部均被條塊材料封裝的“核心”。示出了冷凍樣本的照片以最佳地說明每個(gè)試驗(yàn)的成功或失敗。

試驗(yàn)1產(chǎn)生了在產(chǎn)品的頂部和底部均有孔洞的產(chǎn)品，并且在其中心具有圓柱形腔室。預(yù)蒸煮的產(chǎn)品(未冷凍)在圖12中示出。這些產(chǎn)品并未實(shí)現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)品。

試驗(yàn)2減少了條塊的頂部上的孔洞，并將腔室形狀變?yōu)槟⒐叫螤?圖13-圖15)。底部上存在大的孔洞。這些產(chǎn)品并未實(shí)現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)品。

具有水平噴嘴的試驗(yàn)3和試驗(yàn)4大大減少并有時(shí)消除了產(chǎn)品底部中的孔洞(分別為圖16-圖18和圖19-圖21)。在產(chǎn)品的頂部上留有小注射孔，并且在條塊的中心具有水平橢圓形腔室。在這些樣本中，注意到在將頂部孔洞置于中心時(shí)的某些不一致性。這些產(chǎn)品接近目標(biāo)產(chǎn)品。

利用8克填料和水平噴嘴的試驗(yàn)5在頂部上產(chǎn)生孔洞，在底部上沒有孔洞，并且具有比先前試驗(yàn)(圖22-圖24)更小的腔室。在這種情況下，在使肉汁量減少的方面并未注意到顯著益處。該產(chǎn)品接近目標(biāo)產(chǎn)品。

與試驗(yàn)1和試驗(yàn)2(圖25-圖27)相比，利用8克填料和豎直噴嘴的試驗(yàn)6減少頂部和底部的孔洞，以及中心腔室的尺寸。然而，這種產(chǎn)品仍未實(shí)現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)品。

試驗(yàn)7和試驗(yàn)8用8克填料和不同的罐運(yùn)動(dòng)進(jìn)行。在填充條塊之后，罐短暫地下降，停止較短時(shí)間，然后繼續(xù)其下降。該運(yùn)動(dòng)將需要不同的罐運(yùn)動(dòng)凸輪(位于機(jī)器底部)，但是不應(yīng)影響標(biāo)準(zhǔn)條塊填充。具有豎直噴嘴的試驗(yàn)7消除了頂部孔洞，但是仍存在底部孔洞(圖28-圖30)。由于底部孔洞尺寸較大，這些產(chǎn)品并未實(shí)現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)品。

具有水平噴嘴的試驗(yàn)8消除了頂部孔洞和底部孔洞兩者，從而在一些情況下，正好在罐的中心形成心形腔室(圖31-圖33)。這些產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)產(chǎn)品。

在試驗(yàn)的最后一天進(jìn)行切割，其中統(tǒng)一地評(píng)估剩余冷凍和蒸煮的樣本。圖34中的表包含了該切割的結(jié)果。

在制造每個(gè)產(chǎn)品時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)以確定填充標(biāo)準(zhǔn)偏差。首先對(duì)肉汁系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)。如圖34所示，肉汁系統(tǒng)的第一次試驗(yàn)產(chǎn)生0.51克的標(biāo)準(zhǔn)偏差。該試驗(yàn)在剛填充了裝有肉汁的碗之后進(jìn)行，通向噴嘴的管可能未完全地填充。利用肉汁的第二次試驗(yàn)示出0.14克的改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)偏差。滿罐填料的標(biāo)準(zhǔn)偏差的范圍為從0.62克至0.77克。

結(jié)論

該模擬器是對(duì)該項(xiàng)目的穩(wěn)健概念驗(yàn)證。系統(tǒng)精確地復(fù)制了對(duì)90頭真空填料可用的填充時(shí)間。所有的主閥和肉汁系統(tǒng)的尺寸與工業(yè)機(jī)器上它們將具有的尺寸相同。

在試驗(yàn)8中，目標(biāo)產(chǎn)品在模擬器上利用8克填料以全速制成。這個(gè)解決方案包括獨(dú)特水平噴嘴設(shè)計(jì)、新肉汁處理和定量給料系統(tǒng)、以及對(duì)罐運(yùn)動(dòng)凸輪的修改。產(chǎn)品具有完全封裝的肉汁中心，在頂部上具有非常小的孔洞或無孔洞，并且在底部上沒有孔洞?？傮w來說，與豎直噴嘴相比，水平噴嘴實(shí)現(xiàn)最佳結(jié)果。具有鉆入噴嘴主體側(cè)面中的孔洞的新的噴嘴允許產(chǎn)品水平地流動(dòng)到罐的側(cè)壁，而非垂直地到流動(dòng)到罐的底部。試驗(yàn)3和試驗(yàn)4是試驗(yàn)8之后最成功的試驗(yàn)。這些試驗(yàn)將不需要對(duì)罐運(yùn)動(dòng)凸輪的調(diào)節(jié)。

應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本文所述的目前優(yōu)選實(shí)施方案作出的各種變化和修改對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。可在不脫離本發(fā)明主題的精神和范圍且不削弱其預(yù)期優(yōu)點(diǎn)的前提下作出這些變化和修改。因此，這些變化和修改旨在由所附權(quán)利要求書涵蓋。