專利名稱：片狀食品成型和氣密密封的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包裝食品的方法和設(shè)備，特別是用于氣密密封的單片食品的包裝和歸垛的設(shè)備和工藝。
現(xiàn)已存在用于制造和包裝諸如乳酪等食品單片的各種方法和設(shè)備，盡管通用的設(shè)備和方法適于包裝單片，但它們也并不是沒有缺點(diǎn)的。
典型的單片包裝是由熱塑材料的連續(xù)的薄膜或薄膜帶所構(gòu)成的。薄膜帶首先被折疊成V型折合狀態(tài)。在這里V型折合狀態(tài)的術(shù)語意為一段長度的材料被折疊到其本身之上的形狀，因此形成隨后所稱的一個(gè)前片和一個(gè)后片，前后片在其底部折疊而連接起來，故其橫斷面近似成字母V形。薄膜帶一般折疊成使其后片比前片長，以便在后片上確定一折翼部分，它在前片的頂邊之上延伸。折翼部分一般折疊成蓋住前片之上的形狀，以形成一管狀薄膜帶。
當(dāng)折翼折疊成蓋住前片之后，一管狀膜就被確定了。然后加工過的乳酪被加進(jìn)管中和薄膜帶，并且乳酪被壓平。隨后沿著管狀薄膜帶的縱向長度，以一預(yù)定的間隔形成橫向密封。在管子被槽向密封之后，為制造單片包裝的乳酪，沿橫向密封加以切割。目前已有幾種用于橫向式或橫截面密封的方法。
在一種通常使用的方法中，在指定的工位通過對壓平的薄膜施加壓力而形成橫向密封，以至形成了橫向橫截面密封。所施加的這一壓力使乳酪的超薄層或薄膜留在橫向密封段。超薄層或薄膜狀乳酪起粘合劑作用，將塑料薄膜帶的兩層密封在一起。在這種“乳酪”密封形成以后，薄膜段被切開以確定分開的諸乳酪片。
盡管“乳酪”密封對于每片單片乳酪提供了充分的密封，乳酪制品在包裝完畢之后的儲存期限卻達(dá)不到所希望的長久。這是由于乳酪密封是相對弱的密封，它可能發(fā)生損壞并且在通常的大氣狀態(tài)下允許空氣進(jìn)入到片中。片不久就會變干或損壞。
現(xiàn)已公開了其它橫向側(cè)面密封的方法。例如Bussell的4，586，317號美國專利公開了一種裝置，用于在包裝材料(諸如處理過的乳酪)中形成密封，它利用了在表面上具有有限數(shù)量的小槽的密封單元。包裝膜是由包括具有較低的熱塑性熔化溫度的內(nèi)密封層和在密封條件下不熔化的外層，共同壓出或?qū)訅旱摹９茏颖幻芊庠訜岵⑶冶粰M向加壓，由此將包裝膜的內(nèi)層密封在一起。盡管這個(gè)專利公開的設(shè)備和方法提供了適宜的橫向密封，其制成的產(chǎn)品是有上述同樣的缺點(diǎn)。由于縱向密封的形成是在V型折疊狀態(tài)的薄膜帶上設(shè)置一折翼，并且將折翼簡單的折疊到薄膜帶的前片的上表面上，這樣就形成了不良的密封。因此空氣和其它氣體將進(jìn)入到乳酪的包裝片之內(nèi)，降低了產(chǎn)品的儲存期限。
因此需要提供一種包在包裝內(nèi)的單片乳酪，它在所有各邊上均是氣密密封。為滿足這種條件，沿薄膜帶的縱向邊以及沿橫向或側(cè)面密封，形成氣密密封。氣密密封的包裝只有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如氣密密封的薄片允許浸入液體中進(jìn)行冷卻或消毒。更進(jìn)一步的說，氣密密封的片基本上是無菌包裝的。
出于生產(chǎn)上經(jīng)濟(jì)的目的，需要在連續(xù)作業(yè)中提供縱向密封和橫向密封。然而，一些現(xiàn)在常用的方法，以斷續(xù)形式形成密封，典型的在這些常用的方法中。由在開放和閉合位置之間往復(fù)運(yùn)動的加熱的夾頭形成密封。當(dāng)夾頭閉合時(shí)，它們密封薄膜帶的所需截面。當(dāng)截面被密封之后，夾頭縮回并且薄膜帶前移以便密封下一截面。然而這種方法具有顯著的缺點(diǎn)。薄膜帶必須根據(jù)夾頭的往復(fù)運(yùn)動連續(xù)不斷的停止和起動。這種設(shè)備是公知的。例如Langer的2，460，460號美國專利。
在加工和包裝乳酪片(以及在包裝成片的其它產(chǎn)品的包裝)時(shí)，遇到的另一問題是缺少一種通用的簡單有效的碼垛方法，典型的薄片碼垛成組包括一操作員或一碼垛機(jī)進(jìn)行操作。然而通用的碼垛機(jī)，在包裝乳酪的不同的垛時(shí)，并不具備所需程度的效率和精度。提供一種碼垛裝置或方法是需要的，以允許來自單個(gè)單獨(dú)的包裝機(jī)的薄片堆積到許多不同的垛上。更需要提供一種裝置，它使操作員從一個(gè)碼垛工位到下一個(gè)工位有選擇地改變垛中薄片的數(shù)量。更好的是，碼垛裝置也能從一個(gè)相當(dāng)快速的生產(chǎn)線上準(zhǔn)確的將薄片碼到許多不同的垛上。
因此由于上述方面，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種設(shè)備和方法，用于制造一種氣密密封的食品(諸如加工乳酪)的單個(gè)的薄片。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種設(shè)備和方法，用于提供一連續(xù)和有效率的裝置以便沿包裝薄膜帶的所有各邊形成氣密密封。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種設(shè)備和方法，用于從一高速包裝系統(tǒng)中，將所需數(shù)量的食品的薄片(如乳酪)碼到碼垛工位中。
為達(dá)到上述的和其它的目的，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，提供一種設(shè)備和方法，用于在食品的薄片上形成氣密密封的包裝。熱塑性材料的薄膜帶首先成形為具有氣密的縱向密封的管形結(jié)構(gòu)，為形成管形結(jié)構(gòu)，設(shè)置了裝置用于將連續(xù)的熱塑性材料的薄膜帶折疊成V型折疊狀態(tài)，并且用于沿V型折疊狀態(tài)的薄膜帶的縱向開口邊連續(xù)形成氣密密封。在薄膜帶的前面和后面的內(nèi)表面之間形成氣密密封，以確定一管形薄膜帶，然后將已被成形為軟性物塊的乳酪加進(jìn)管形條帶中并且管形條帶被壓平，以形成一連續(xù)的薄膜帶，設(shè)置了裝置用于形成氣密密封的橫向密封，橫向密封設(shè)置在基本上橫截薄膜帶的縱向前進(jìn)方向上。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，形成縱向密封的裝置包括一對具有對置的搖動表面的固定板。固定板的設(shè)置使在板的搖動表面之間的距離是予先確定的。板被加熱而且薄膜帶穿過兩板之間的空間。在薄膜帶移動穿過板時(shí)，搖動表面交替地加壓于薄膜帶的前面和后面，使它們彼此緊密接觸，由此形成氣密的縱向密封，而沒夾緊兩表面之間的薄膜。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施中，設(shè)置一個(gè)碼垛機(jī)用于將來自包裝和切割機(jī)的薄片碼列許多垛中。碼垛機(jī)包括一傳送帶，其上具有許多小孔，乳酪的薄片布置在帶上。一真空系統(tǒng)通過小孔提供真空以將乳酪片保持在皮帶上。設(shè)置驅(qū)動皮帶的裝置是為了將乳酪片送到碼垛工位。為將乳酪片保持在皮帶上，真空壓力是充分的，即使當(dāng)薄片布置在皮帶的底面上也是如此。按順序設(shè)置許多碼垛工位。每一個(gè)碼垛工位包括一裝置，用于當(dāng)乳酪片在皮帶上傳送接近每個(gè)碼垛工位時(shí)，該裝置在乳酪片的導(dǎo)向邊上施加正的空氣壓力。當(dāng)乳酪在皮帶上傳送時(shí)，正的空氣壓力超過將薄片保持在皮帶上的真空壓力，由此將乳酪片從皮帶上剝下，并且由于重力的作用乳酪片落到預(yù)定的碼垛工位上。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，設(shè)置一裝置用于在每個(gè)碼垛工位的導(dǎo)向邊有選擇地接合或斷開正的空氣壓力。這種碼垛布置由此設(shè)置一設(shè)備，用于將一預(yù)定數(shù)量的以相當(dāng)高的產(chǎn)率制出的包裝的乳酪片碼成許多垛。
本發(fā)明另外的目的，優(yōu)點(diǎn)和新穎的特征將部分的顯示在下面的描述之中，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過研究下文，另一部分特征也是顯然的。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)通過組合結(jié)出的權(quán)利要求而得出。


圖1是本發(fā)明的設(shè)備和方法優(yōu)選實(shí)施例是代表性的簡圖，包括縱向密封機(jī)、橫向密封機(jī)碼垛機(jī)。
圖2示出本發(fā)明的方法和設(shè)備已密封了一乳酪片的實(shí)施例(折翼已折上)。
圖3示出在圖2中的乳酪片，折翼未折上。
圖4示出了本發(fā)明的縱向密封機(jī)和折翼裝置的優(yōu)選實(shí)施例。
圖5是圖1中示出的橫向密封機(jī)和碼垛機(jī)放大的簡圖。
圖6是圖1中示出的碼垛機(jī)的實(shí)施例的頂視圖。
圖7示出的是在圖1和圖6中示出的碼垛裝置的實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖8示出據(jù)本發(fā)明的縱向密封機(jī)實(shí)施例的說明圖。
圖9示出圖1中表示的橫向密封裝置的一部分的放大的側(cè)視圖。
參考附圖，其中在各幅圖中，相同的元件使用相同的數(shù)字表示。特別是參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法的實(shí)施例，包括縱向密封機(jī)，橫向密封機(jī)和碼垛機(jī)被示出。
乳酪首先按已有技術(shù)的方式被乳酪加工裝置10處理。然后處理過的乳酪按已知方式，從乳酪加工裝置10轉(zhuǎn)運(yùn)到裝料管裝置12之中，裝置12用于將處理的乳酪加進(jìn)熱塑性材料制成的管狀薄膜帶之中。
更具體地?zé)崴苄圆牧系墓軤畋∧У男问?，是由提供連續(xù)的熱塑性材料的薄膜，或薄膜帶并且按已有技術(shù)所示的方式，將薄膜帶折成V型折疊狀態(tài)而形成的，當(dāng)熱塑性材料的薄膜帶已被折成V型折疊狀態(tài)之后，在密封工位20已形成縱向密封(下面將更詳細(xì)地討論這種方式)壓輥16提供了牢固的密封并連續(xù)牽引熱塑性材料的薄膜帶。在密封工位20，當(dāng)縱向密封已形成，并且薄膜帶離開壓輥16之后，乳酪被裝料管口加進(jìn)管狀薄膜帶。薄膜帶和乳酪然后通過一個(gè)平整工位22(下面也將詳細(xì)討論)在平整工位22，管狀薄膜中裝有乳酪，并被平整以便形成連續(xù)的薄膜帶或乳酪的薄片。
當(dāng)薄膜帶已經(jīng)平整并在薄膜中成形之后，然后薄膜帶通過一冷卻工位14。在該實(shí)施例中，冷卻工位14包括一個(gè)箱子或容器，用于存放冷卻液體，諸如水之類。在這一實(shí)例中，冷卻工位14可包括一些輥?zhàn)樱沟帽∧Ш腿槔乙跃砝@的型式通過箱子。最好，冷卻工位14具有的形狀使得裝有乳酪的薄膜帶通過冷卻水近似需20秒的時(shí)間，水溫在32°F和50°F之間。這就使冷卻前的溫度為170°F至180°F之間的乳酪經(jīng)過冷卻，在冷卻工位的出口端乳酪的溫度降至近似為50°F。最好是冷卻工位包括一個(gè)超速傳動的輥?zhàn)?，以提供一裝置用于保證薄膜帶處于繃緊狀態(tài)。冷卻工位也可包括刮除器和/或空氣吹風(fēng)機(jī)(未示出)以便在薄膜帶從冷卻工位14退出時(shí)干燥薄膜帶。可以認(rèn)為已有技術(shù)中其它適用的冷卻裝置均可使用。
當(dāng)薄膜帶離開冷卻工位14之后，最好由一對驅(qū)動進(jìn)料皮帶將薄膜帶運(yùn)至形成密封的工位可設(shè)置一個(gè)環(huán)帶控制裝置和拉伸裝置41。橫向或側(cè)面密封工位40包括一個(gè)具有一些加熱夾頭46的第一構(gòu)件42，和一個(gè)對置的下部構(gòu)件44，構(gòu)件具有對置的嚙合表面的夾頭50。密封工位40對縱向或向前移動方向的薄膜帶提供橫向的氣密密封102。現(xiàn)在薄膜帶包括一些具有氣密密封的乳酪100的薄片。下面對密封工位40進(jìn)行更詳細(xì)的討論。
當(dāng)已形成橫向或側(cè)面密封之后，薄膜帶然后被運(yùn)至切割工位60以便將乳酪100的每個(gè)薄片分隔開。工位60包括用于沿密封切割薄膜帶的裝置，以便確定每個(gè)薄片。工位60最好也包括碼垛裝置70，裝置70將從密封工位和運(yùn)來的薄片100碼成許多垛。下面對碼垛裝置進(jìn)行詳細(xì)討論。
現(xiàn)在特別要參考圖4和圖8，它們示出了縱向密封裝置20和平整裝置22的優(yōu)選的實(shí)施例。
縱向或縱長密封裝置20的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種新穎和優(yōu)越的設(shè)備和方法，用于在薄膜帶中形成縱向密封而不以斷續(xù)的方式停止薄膜帶運(yùn)動。密封工位20包括一對固定的加熱板24、25。每一塊板包括一波浪形表面，它形成了縱向密封器20的重要部分。板24、25的搖動表面是對置的，并且板24、25的布置使得對置的波浪形表面之間的間隙或距離是固定的。板24、25的波浪形表面之間的間隙是固定，使得當(dāng)薄膜帶的敞開的縱向端部的前片及后片在波浪形表面之間傳送時(shí)，薄膜帶前片和后片，受壓力達(dá)到相互之間緊密接觸的狀態(tài)。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，波浪形表面之間的間隙是逐漸變小的，具有頂部寬底部窄的形狀，平均間距近似為1/16英寸。設(shè)置一裝置用于將兩快板加熱至足夠高的溫度，以便當(dāng)薄膜帶在兩板24、25之間傳送時(shí)形成縱向氣密密封，而實(shí)際上沒將兩個(gè)表面夾到一起。加熱的熱量可由任何適當(dāng)?shù)募訜嵫b置提供，例如一個(gè)縱向穿過每塊板24、25中的孔23中的電加熱器26。板被加熱至相當(dāng)高的溫度，以便在薄膜帶的兩片之間形成氣密密封，例如，板可加熱至近似260°F的溫度。壓輥16設(shè)置在密封板工位20之后，以確保密封并且牽引薄膜帶穿過縱向密封器。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，裝料管12向下延伸進(jìn)入薄膜帶之中，使得裝料管12的出口端設(shè)置在壓輥16之后。以這種方式，當(dāng)縱向密封已形成并且管子已被限定之后，乳酪被加進(jìn)薄膜帶之中。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)氣泡控制28設(shè)置在平整工位22之前，氣泡控制構(gòu)件的作用是確定加進(jìn)薄膜帶之中的乳酪的數(shù)量。以這種方式乳酪的供給量可控制在與薄膜帶的速度以及薄片的所需厚度和重量相稱的數(shù)量。
當(dāng)乳酪加進(jìn)管狀薄膜帶之后，管狀薄膜帶被傳送到平整工位22。平整工位22包括一并置的上組輥?zhàn)?2，一并置的下組的輥?zhàn)?4以及一對對置的皮帶30，每條皮帶20設(shè)置成圍繞一組輥?zhàn)?2、34運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)加進(jìn)乳酪的薄膜帶在兩條皮帶之間經(jīng)過時(shí)，乳酪被平整以形成由管狀熱塑性薄膜以及乳酪的連續(xù)的薄片組成的薄膜帶。在平整工位22中設(shè)置裝置36用于調(diào)節(jié)皮帶30之間的距離，以便控制管狀熱塑性材料和乳酪的薄膜帶的厚度。
如圖3所示薄膜帶被成形到進(jìn)入具有已氣密密封的縱向密封106的管狀截面狀態(tài)(縱向密封由圖3中劃在箭頭之間的截面所表示。薄膜帶最好沿薄膜帶的前面的縱向頂邊密封，使得折翼部分104被限定，如圖3所示。
當(dāng)縱向密封106，形成之后，如上所述，薄膜帶被運(yùn)送通過冷卻工位14，然后折翼104被折疊蓋住薄膜帶的前面之上，如圖2所示，在薄膜帶到達(dá)橫向密封工位40之前，以已有技術(shù)的方式，折翼被折疊。最好，在橫向密封工位40在橫向密封區(qū)域，折翼104局部的密封到薄膜帶的前面之上。
現(xiàn)在參考圖5和圖9它們示出了橫向密封裝置的實(shí)施例。橫向密封裝置包括一上密封構(gòu)件42和一下密封構(gòu)件44，每個(gè)密封構(gòu)件分別具有一些對置的夾頭或楔子46和50。圖9清楚的示出，密封構(gòu)件42和44這樣設(shè)置，使得薄膜帶在上楔46和配合的F楔50之間被傳輸穿過密封工位40時(shí)，在所需的橫向密封區(qū)域，薄膜帶的頂和底層的薄膜熔合在一起。按已有技術(shù)的方式，上構(gòu)件42的楔子46加熱到密封溫度。例如，頂楔46可由電加熱器和電刷裝置加熱。楔子46和50可用任何適宜的材料例如鋁制造。頂楔46最好包括一可折的部件48，與之相嚙合的底楔50最好也包括一可拆部件45，部件45所用材料比與楔46相配的部件48的材料要軟一些。例如頂楔46的可拆部件48可以用諸如鋁這種金屬材料制成，而底楔50的可拆部件45可以用諸如聚氨酯這種彈性材料制成。
為了控制質(zhì)量和達(dá)到橫向密封均勻的目的，每一加熱楔46包括一個(gè)用子控制每個(gè)楔子的溫度的溫度自動調(diào)節(jié)器54。因此，每個(gè)楔子的溫度能分別調(diào)節(jié)。
當(dāng)乳酪的薄膜帶被運(yùn)過密封工位40時(shí)，設(shè)置一裝置以便將負(fù)荷加在對置的兩個(gè)楔子上，使其嚙合乳酪的薄膜帶。由圖所示，在該實(shí)施例中，用于促使楔子合在一起的裝置包括一履帶和鏈條裝置。每一個(gè)楔子支撐于履帶56、58固定到上的鏈條裝置上。由圖9清楚的示出的鏈條裝置，包括具有輥?zhàn)?2和53的鏈條部分，輥?zhàn)?2、53以彼此隔開的間隔固定到每個(gè)鏈條的鏈環(huán)上。輥?zhàn)?2、53分別支撐到細(xì)長的環(huán)形履帶56、58上。細(xì)長的環(huán)形履帶56、58的設(shè)置使得楔子46和50以一預(yù)先確定的間隔成嚙合關(guān)系安放(下面進(jìn)行更詳細(xì)的討論)。
最好是，在管狀薄膜中的乳酪薄膜帶被送過對置的密封構(gòu)件42、44的夾頭46、50，使得在薄膜帶材料的兩內(nèi)層之間形成氣密密封。更好的是，密封的形成使得當(dāng)密封已形成并且在該密封處包裝被撕開之后，密封將被破壞。這點(diǎn)與目前形成的密封相反，現(xiàn)有的密封其中當(dāng)密封已形成并且包裝被撕開之后，密封是脫層式破壞的，即是將薄膜帶的乳酪的頂部非密封層與內(nèi)部或密封層之間的結(jié)合力破壞掉。這種推薦的包裝結(jié)構(gòu)由適當(dāng)選擇熱塑性材料來實(shí)現(xiàn)。例如，一種推薦的材料包括聚丙烯層與具有中間附著層的聚乙烯封閉層共同模壓而形成。
在一個(gè)推薦的實(shí)施例中，密封溫度在260°F至280°F之間，并且夾頭與薄膜帶一起從嚙合的第一位置運(yùn)動到脫離嚙合的位置，用了約一秒的時(shí)間。在密封部位106上兩對置的夾頭之間施加壓力，使得橫向密封區(qū)域內(nèi)基本上所有的乳酪，從熱塑性薄膜帶材料的兩層之間被移走。
設(shè)置適當(dāng)?shù)难b置用于驅(qū)動在密封構(gòu)件42和44中的兩條鏈條結(jié)構(gòu)。乳酪的片在夾頭之間的部位被限定，更好地是，夾頭46和50的密封部位，使得相鄰乳酪片100之間的橫向密封102的尺寸近似為1/4英吋。楔子46、50被各自的鏈條間隔開，使得一片的起始端到下一片的起始端的距離(包括橫向密封部位102)近似為了3-1/2英吋。
這種布置使乳酪100的每個(gè)片能高速制出，由于加熱楔46和相配合的楔50，以固定的時(shí)間周期落在橫向密封上或沿其運(yùn)動，薄膜帶可以相當(dāng)快的速度運(yùn)動，獲得了較高的生產(chǎn)率。例如，薄膜帶可以近似為300英尺/分的速度運(yùn)動，或者有每分鐘近似制出超過1000片的生產(chǎn)率。
當(dāng)橫向密封102已形成之后，薄膜帶然后被送到切割工位62。已設(shè)置了環(huán)式控制裝置63和繃緊裝置67。特別參考圖5和圖7，切割工位。包括一對具有切割工具的心軸64、66，用于在橫向密封處切割薄膜帶，使得每個(gè)薄片被確定。當(dāng)薄膜帶已被切割形成單個(gè)薄片之后，乳酪100的薄片隨時(shí)可以堆積到每個(gè)堆上便于包裝。薄片100從切割工位62卸下并放到碼垛機(jī)70上?，F(xiàn)在參考圖6和圖7它們示出了本發(fā)明的碼垛機(jī)的推薦的實(shí)施例。碼垛機(jī)70提供有效的方式，用于有選擇的將預(yù)定數(shù)量的乳酪片100碼到一些堆上，乳酪片100由詳細(xì)討論過的成形，密封和切割裝置制出。
碼垛裝置70包括一多孔的傳送帶，最好是環(huán)形帶72的形式。更好的，環(huán)形帶72具有許多小孔，使得帶72上有近似25%或更多的地方是空的。一真空系統(tǒng)78設(shè)置在環(huán)形帶72的內(nèi)側(cè)，使真空系統(tǒng)78產(chǎn)生的大氣壓差將乳酪片100保持在環(huán)形帶72的外表面上。更好地是，環(huán)形帶72繞兩個(gè)輥?zhàn)踊蚬妮?4和76轉(zhuǎn)動，輥?zhàn)踊蚬妮啽灰延屑夹g(shù)的裝置驅(qū)動。真空系統(tǒng)78提供充分的真空，使得當(dāng)皮帶前進(jìn)時(shí)，乳酪片100粘到皮帶72的表面上。即，當(dāng)皮帶繞鼓輪76運(yùn)行時(shí)，乳酪片100保持在皮帶上，并且甚至在片100運(yùn)行到碼垛機(jī)70的底部并處于頭朝下的狀態(tài)時(shí)，片100也能保持在皮帶上。這樣，當(dāng)片在皮帶72的底部時(shí)，真空系統(tǒng)78的真空是足夠的，以克服將乳酪片100拉下去的重力。
設(shè)置一些碼垛工位82a-82f，以適應(yīng)上述包裝系統(tǒng)的高速生產(chǎn)率。
在每個(gè)碼垛工位82a-82f之前設(shè)置一個(gè)空氣噴射器80a-80f，當(dāng)空氣噴射器80a-80f開動時(shí)，施加空氣壓力到在皮帶72上運(yùn)行的乳酪片100的導(dǎo)向邊之上。當(dāng)薄片在空氣噴射器之下通過時(shí)，噴射器通過皮帶上的小孔提供足夠的空氣壓力，當(dāng)乳酪片100通過噴射器80a-80f時(shí)，空氣壓力超過真空壓力并且把片100剝落。以這種方式薄片100在重力作用下落進(jìn)所需的碼垛工位。更好的是，在每個(gè)碼垛工位82a-82f的前邊設(shè)置一傾斜的板式斜面板90。在傳送帶完全進(jìn)入碼垛工位之前，如果乳酪片100從傳送帶70上落下，這一斜面板保證乳酪片將滑到板90上并被送到碼垛工位上。光敏元件84設(shè)置在碼垛工位的起始端，用于規(guī)劃落到每個(gè)碼垛工位82的薄片100的數(shù)量。
在一所選的實(shí)施例中，一個(gè)碼垛系統(tǒng)的形狀具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，使得一中間薄片接收裝置用于暫時(shí)容納落進(jìn)碼垛工位82中的最初的幾片。在一個(gè)推薦的實(shí)施例中，中間薄片接收裝置包括一第一組或上組可伸縮的鉤爪狀構(gòu)件86。最好也設(shè)置下組鉤爪狀可伸縮的構(gòu)件88。上組可伸縮鉤爪86設(shè)置在中間層，中間層在特定的碼垛工位的頂部與底部之間。在乳酪片100被剝落到特定的碼垛工位之中時(shí)，這一上組碼垛鉤爪作為乳酪片100的中間降落停止點(diǎn)。在預(yù)定數(shù)量的薄片已落到上組鉤爪86上之后，鉤爪86流回，使堆積在特定的碼垛工位中的乳酪的片100落入下組鉤爪88中。在將要堆積在每個(gè)碼垛工位中的薄片100的數(shù)量大時(shí)，下組鉤爪88是特別重要的。例如，乳酪片100的垛需凸出4英寸。如果上組可伸縮的鉤爪86不存在，描述乳酪片100的軌跡可最好的說明上組鉤爪86的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)片100被噴射器80剝落時(shí)，片100按與最低位置的片100的導(dǎo)向邊成一角度的方向開始落下。如果片100落下足夠的距離，片將翻滾而不是通常型式的平放落下，因此干擾了碼垛工序，上組鉤爪86提供了片100的中間停止點(diǎn)。片100僅降落一短的距離就到達(dá)上組鉤爪86。因此能保證碼垛的穩(wěn)定性。
當(dāng)一定數(shù)量的片100已放置在上組鉤爪86上之后，上組可伸縮鉤爪86縮回并且整垛的片100落到下組可伸縮的鉤爪86上。由于一定數(shù)量的片100已放置在垛上，片100現(xiàn)在從傳送帶72上剝落并落到現(xiàn)有的片100的垛上，片100只落下很短的距離。即，片100落下的距離，僅是傳送皮帶70與垛頂之間的距離。當(dāng)包括特定的垛的全部片100已經(jīng)堆積完畢之后，下組可伸縮的鉤爪88縮回，并且片100的垛落到傳送臺92上。
在另一個(gè)所選的實(shí)施例中，中間片接收裝置可包括一升降機(jī)構(gòu)，它起初升到一預(yù)定的中間高度，并且可降低，以適應(yīng)薄片在碼垛工位的堆積速度。在這一實(shí)施例中更好的是，當(dāng)最后的片100已落到垛上之后，升降機(jī)降低以將垛運(yùn)至傳送臺92上。
更好的裝置諸如可編程控制機(jī)或微處理機(jī)，有效地連接到位于每個(gè)碼垛工位82a-82f的每個(gè)噴射器80a-80f上，使得在82a-82f上的各垛中的片100的數(shù)量被可選擇的調(diào)節(jié)?？刂蒲b置也能使薄片僅落入一定的碼垛工位并且省去其它碼垛工位。在一個(gè)很有益的實(shí)施例中，噴射器80a-80f和控制裝置有效的形成，使得碼垛工位82a到82f被連續(xù)或順序裝填。在該實(shí)施例中，在任何碼垛工位82a-82f被裝填之前，所有的噴射器施加足夠的壓力于每個(gè)碼垛工位的前邊。在片100被運(yùn)過第一噴射器80(相應(yīng)于第一碼垛工位82a)時(shí)，第一噴射器80施加足夠壓力將片100從傳送帶72上剝落到第一碼垛工位82a上。當(dāng)預(yù)定數(shù)量的片100已落進(jìn)第一碼垛工位82a之后，在第一碼垛工位的噴射裝置停止施加足夠的壓力。因此，來自真空裝置78的真空壓力將繼續(xù)在傳送帶72上保持下一片片100，直到片100到達(dá)在第二碼垛工位82b處的噴射器80a。在第二碼垛工位82b處的噴射器80b將繼續(xù)工作，直到第二個(gè)垛已被填入預(yù)定數(shù)量的薄片。當(dāng)?shù)诙€(gè)垛已被填入之后，在第二碼垛工位82b的起始端的噴射器80b將關(guān)閉，這樣下一個(gè)片100將送到第三碼垛工位82c。這一過程將繼續(xù)下去，直到每個(gè)碼垛工位均已填入預(yù)定量的薄片為止。由于真空系統(tǒng)不會重復(fù)斷開，這一方法具有極好效果?？諝鈬娚淦骺朔婵諌毫Γ恍柚袛嗾婵掌鞯墓ぷ?。
如圖1和圖5所示，更好的是，來自每個(gè)工位82a-82f的垛放置到另一個(gè)傳送器92上。傳送器92的前進(jìn)方向是橫截碼垛機(jī)70的環(huán)形帶72的運(yùn)動方向的。以這種方式，片100的垛從碼垛機(jī)72被運(yùn)到一個(gè)工位，在該處它們進(jìn)一步被手工或自動加工。
因此，本發(fā)明的包裝和碼垛系統(tǒng)設(shè)置一裝置，用于高效和高速的包裝氣密密封的乳酪的每一片。本發(fā)明提供的密封裝置沿薄膜帶的縱向邊提供氣密密封。當(dāng)乳酪被插入管狀薄膜帶之后，形成橫向氣密密封。該裝置提供的乳酪的氣密密封包裝，具有比現(xiàn)在通用的乳酪片產(chǎn)品要長的儲存期。另外，在該方式中設(shè)置的縱向密封和橫向密封，允許薄膜帶連續(xù)運(yùn)動，而不象現(xiàn)在常用的密封系統(tǒng)要中斷操作那樣。根據(jù)本發(fā)明加工和包裝的薄片達(dá)到了推薦的最終包裝產(chǎn)品。在低熱熔化材料的兩內(nèi)層之間形成密封，當(dāng)包裝材料被拉開以便打開每個(gè)片時(shí)，密封被破壞。不象現(xiàn)在通用的包裝，當(dāng)打開包裝時(shí)，密封層從包裝材料的頂層剝離，形成粗糙的裂縫，導(dǎo)致緊線現(xiàn)象。對于本發(fā)明的包裝，聚乙烯的兩密封層之間的粘合被破壞，具有精致潔凈的開口并消除了緊線問題。
另外，由于聚乙烯可用做密封層，包裝材料能容易的從處理過的乳酪上分離。這就免去了諸如用于處理乳酪的部件如純凈的泵以至具有較少的粘結(jié)實(shí)現(xiàn)，并且分離效果優(yōu)良。本發(fā)明的方法和設(shè)備也允許包裝材料的頂層用聚丙烯材料制成。這就具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榫郾┍痊F(xiàn)在使用的材料諸如聚酯薄膜要便宜的多。
本發(fā)明也提供一高效碼垛機(jī)，它容納由高速制造機(jī)械制出的薄片并且將薄片堆積成許多垛。在碼垛工位，薄片的數(shù)量可有選擇地改變，在生產(chǎn)過程中允許進(jìn)一步控制數(shù)量。
前面已討論的本發(fā)明所選的實(shí)施例是出于討論和說明的目的，所討論的實(shí)施例并不是詳細(xì)計(jì)劃的或限制本發(fā)明的正確公開的形式。很明顯，可能出現(xiàn)的許多改進(jìn)和變化均符合上述觀點(diǎn)。已選出進(jìn)行討論過的實(shí)施例中是為了對本發(fā)明及其實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行最佳解釋。本發(fā)明(包括全部等同物)的范圍由下列權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種包裝形成物質(zhì)食品的方法，其中食品被包成單個(gè)的薄片，這一改進(jìn)包括把一個(gè)熱塑性材料的可熱密封的連續(xù)的薄膜帶折疊形成V型折疊狀態(tài)，使其具有一個(gè)折疊的縱向邊和一個(gè)開放的縱向邊；在前進(jìn)方向上連續(xù)移動薄膜帶；沿著在V型折疊狀態(tài)的薄膜帶的開放的縱向邊連續(xù)地形成氣密密封，以便確定一個(gè)連續(xù)的管狀薄膜帶；把食品加進(jìn)管狀薄膜帶之中；當(dāng)食品被加進(jìn)之后，連續(xù)的平整薄膜帶，以便在薄膜帶的頂層與底層之間布置形成的食品連續(xù)的薄片。當(dāng)薄膜帶連續(xù)的向前移動時(shí)，在被平整的薄膜帶上的預(yù)先確定的間隔上形成許多氣密密封的橫向密封，由此限定了氣密密封的食品片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成氣密密封的橫向密封的步驟包括布置第一環(huán)形鏈和第二環(huán)形鏈，許多密封構(gòu)件分別布置在第一和第二環(huán)形鏈之上，使第一和第二環(huán)形鏈上的密封構(gòu)件成一直線的關(guān)系以固定間隔相對安放;在第一和第二環(huán)形鏈上的密封構(gòu)件之間引入平整的薄膜帶;當(dāng)在第一和第二環(huán)形鏈上的密封構(gòu)件或直線對正的關(guān)系時(shí)，施加壓力于密封構(gòu)件，以將負(fù)荷加在相對著的密封構(gòu)件上，使得薄膜帶的頂層和底層被壓在一起;把熱量加到至少一個(gè)密封構(gòu)件上，加熱是充分的，以便加熱密封構(gòu)件到一足夠的溫度，以便在施加的壓力下密封熱塑性薄膜帶的頂層和底面;在對正位置的密封構(gòu)件相對于薄膜帶的頂層和底層用充分的時(shí)間，移動。以便在施加的壓力和熱量下形成氣密密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中沿薄膜帶的縱向邊形成氣密密封的步驟包括布置一對板，每塊板具有一搖動表面，使得板具有相對著的予先確定的固定間隔的搖動表面，所述間隔位于板的相對的表面之間。板確定了縱向密封的工位。把熱塑性的熱密封的薄膜帶送到縱向密封的工位;把V型折疊狀態(tài)的薄膜帶的縱向開放邊，引入到位于板的搖動表面之間的間隔之中;把板加熱使其達(dá)到足夠的溫度，以便密封薄膜帶的前片和后片;以及在板之間連續(xù)移動薄膜帶，使前片和后片接觸并且形成氣密密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是熱塑性材料包括-聚丙烯密封層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括冷卻在薄膜帶中的食品的步驟，冷卻步驟設(shè)在平整薄膜帶的步驟與形成氣密的橫向密封的步驟之間。
6.一種包裝食品的方法，其中食品加進(jìn)連續(xù)的塑料薄膜帶之中，食品被包成單個(gè)的片改進(jìn)措施包括形成一個(gè)連續(xù)的熱塑性熱密封的管狀薄膜帶，包括布置一對板，每塊板具有一搖動表面，使板具有相對的有一預(yù)定的固定間隔的搖動表面，所述間隔位于板的相對表面之間。板確定了一縱向密封工位。傳送一熱塑料熱密封的包括在V型折疊狀態(tài)的一前片和一后片的薄膜帶，將其送到縱向密封工位;把V型折疊狀態(tài)的薄膜帶的縱向開放邊引入到平板的搖動表面之間的間隔中;把平板加熱到足夠高的溫度，以便把薄膜帶的前片和后片氣密密封在一起;并且在板之間連續(xù)移動薄膜帶，使前片和后片接觸并且沿薄膜帶的縱向截面形成氣密密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征是熱塑性材料包括一聚丙烯密封層。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟形成優(yōu)質(zhì)的軟質(zhì)食品;把軟質(zhì)食品加進(jìn)塑料的管狀薄膜帶中;沿前進(jìn)方向連續(xù)移動薄膜帶;連續(xù)平整內(nèi)裝加進(jìn)食品的薄膜帶，在塑料薄膜帶的頂層與底層之間形成連續(xù)的食品片;當(dāng)薄膜帶被平整之后，在薄膜帶連續(xù)的向前移動時(shí)，在許多橫向密封區(qū)域，在薄膜帶的頂層和底層上加負(fù)荷，使其彼此之間緊密接觸;對橫向密封區(qū)域加熱;薄膜帶的頂層和底層被施加充分的壓力，以從其中基本上去除全部的乳酪，并且施加足夠高溫的熱量并持續(xù)足夠長的時(shí)間，以便在熱塑性材料的頂和底層之間形成氣密的熱密封，其中食品的薄片被薄膜帶的相鄰的接觸區(qū)域所確定。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括冷卻薄膜帶中的食品的步驟，冷卻步驟設(shè)在平整薄膜帶步驟與在許多橫向密封區(qū)域內(nèi)施加負(fù)荷于薄膜帶的頂和底層使其彼此互相緊密接觸的步驟之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中在薄膜帶的頂和底層施加負(fù)荷，并且對薄膜帶接觸區(qū)域加熱的步驟包括布置第一環(huán)形鏈和第二環(huán)形鏈，許多密封構(gòu)件分別布置在第一和第二環(huán)形鏈之上，使第一和第二環(huán)形鏈上的密封構(gòu)件成一直線的關(guān)系以固定的間隔相對安放;在第一和第二環(huán)形鏈上的密封構(gòu)件之間引入平整的薄膜帶;當(dāng)在第一和第二環(huán)形鏈上的密封構(gòu)件成直線對正的關(guān)系時(shí)，施加壓力于密封構(gòu)件，以將負(fù)荷加在相對的密封構(gòu)件上，使得薄膜帶的頂層和底層被壓在一起;把熱量加到至少一個(gè)密封構(gòu)件上，加熱是充分的以便加熱密封構(gòu)件到一足夠的溫度，以便在施加的壓力下密封熱塑性薄膜帶的頂層和底層;在對正位置的密封構(gòu)件相對于薄膜帶的頂層和底層用充分長的時(shí)間移動，以便在施加的壓力和熱量下形成氣密密封。
11.一種包裝食品的設(shè)備，其中食品被包裝成單個(gè)的薄片，它包括用于將食品形成軟質(zhì)食品的裝置;用于把食品加進(jìn)熱塑性材料的連續(xù)的管狀薄膜帶的裝置;以及用于連續(xù)的平整具有插入的食品的薄膜帶的裝置;使連續(xù)的食品片被確定在管狀薄膜帶的頂層與底層之間;其改進(jìn)措施包括把熱塑性材料的連續(xù)的薄膜帶折疊成在其底部折疊聯(lián)接的具有頂層和底層的V型折疊狀態(tài)的裝置;一縱向密封工位包括，當(dāng)薄膜帶連續(xù)移動時(shí)，沿薄膜帶的頂部的縱向截面連續(xù)形成氣密密封的裝置;一橫向密封工位包括，當(dāng)薄膜帶連續(xù)移動時(shí)，在薄膜帶中的預(yù)定間隔上連續(xù)形成氣密密封的橫向密封的裝置;以及連續(xù)傳送薄膜帶到縱向和橫向密封工位的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其中用于形成縱向密封的裝置包括一對固定的平板，每塊板具有一搖動表面，固定的平板是這樣設(shè)置的，使板具有相對的具有預(yù)定間隔的搖動表面，該間隔位于板的相對的表面之間;用于把板加熱到足夠高的溫度，以便在薄膜帶的前片與后片之間形成密封的裝置;以及用于在板之間的間隔之間連續(xù)傳送薄膜帶的裝置，使前片和后片形成接觸，以便沿薄膜帶的縱向截面把前片和后片氣密密封在一起。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其中用于形成橫向密封的裝置包括具有許多密封構(gòu)件設(shè)置在其上的第一環(huán)形鏈以及轉(zhuǎn)動第一環(huán)形鏈的裝置;具有許多密封構(gòu)件設(shè)置在其上的第二環(huán)形鏈以及轉(zhuǎn)動第二環(huán)形鏈的裝置，第一和第二環(huán)形鏈以一預(yù)定的間隔隔開，在第一和第二環(huán)形鏈轉(zhuǎn)動時(shí)，第一和第二環(huán)形鏈的密封構(gòu)件是對置的并以嚙合的關(guān)系安放，以便在對置的密封構(gòu)件之間平整引入的薄膜帶;施加充分壓力的裝置，以便促使兩個(gè)密封構(gòu)件成彼此相對地嚙合關(guān)系，當(dāng)在嚙合的密封構(gòu)件之間引入平整的薄膜帶時(shí)，在嚙合部位的薄膜帶的頂層與底層之間的食品基本上全部被移走;把密封構(gòu)件加熱的裝置，以將密封構(gòu)件加熱到足夠高的溫度，以便在所施加的壓力下在薄膜帶的至少兩層之間形成氣密密封。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其特征是第一環(huán)形鏈的其中一個(gè)密封構(gòu)件由金屬材料構(gòu)成，并且第二環(huán)形鏈的密封構(gòu)件由彈性材料構(gòu)成。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，還包括用于冷卻平整的薄膜帶的裝置，冷卻裝置設(shè)置在縱向密封工位與橫向密封工位之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的設(shè)備，還包括用于有選擇地調(diào)整加進(jìn)管狀薄膜帶中的食品數(shù)量的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的設(shè)備，其特征是形成縱向密封的裝置所具有的形狀使得在薄膜帶的前和后片的內(nèi)表面之間形成縱向密封。
18.一種在V型折疊狀態(tài)的薄膜帶中形成縱向密封的設(shè)備，包括一對固定的板，每塊板具有一搖動表面，固定的板是這樣設(shè)置的，使板具有相對的有預(yù)定間隔的搖動表面，該間隔位于板的相對的表面之間;用于把板加熱到足夠高的溫度，以便在薄膜帶的前片與后片之間形成密封的裝置;以及用于在板之間的間隔之間連續(xù)傳送薄膜帶的裝置，使前片和后片形成接觸，以便沿薄膜帶的縱向截面把前片和后片氣密密封在一起。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征是用于加熱板的裝置包括一電加熱器。
全文摘要
提供一種設(shè)備和方法，用于形成食品片的氣密密封包裝。一熱塑性材料的薄膜帶首先形成具有氣密縱向密封的管狀結(jié)構(gòu)。為形成管狀結(jié)構(gòu)，設(shè)置了裝置用于把連續(xù)的熱塑性材料的薄膜帶折疊成V形折疊狀態(tài)，并且沿V形折疊的薄膜帶的開放的縱向邊連續(xù)形成氣密密封，在薄膜帶的前和后片的內(nèi)表面之間形成氣密密封，以確定一管狀薄膜帶構(gòu)件。已形成軟質(zhì)的食品加進(jìn)管狀構(gòu)件，并且管狀構(gòu)件被平整，以形成薄的薄膜管。設(shè)置形成氣密密封的橫向密封的裝置。該裝置基本上橫截薄膜帶的縱向前進(jìn)方向。
文檔編號B65B9/06GK1078700SQ9210454
公開日1993年11月24日 申請日期1992年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月11日
發(fā)明者V·A·梅利, M·A·馬塔蘭尼, T·A·布熱津斯基, D·L·沙夫特, J·L·烏爾曼斯基 申請人:施賴伯食品有限公司