專利名稱:多通道冷卻模的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冷卻模，該冷卻模用于制造擠壓蛋白食品的食品擠壓機中，并且本發(fā)明涉及穿孔的模板，該模板用于冷卻模出口中。
尤其地，本發(fā)明涉及一種冷卻模，該冷卻模用來制造擠壓食品，該擠壓食品具有纖維肉片的外表如魚肉、雞肉、小羊肉或者牛肉。冷卻?？梢赃B接到擠壓機的出口上，而該擠壓機可以裝有一個或者多個螺旋絲桿并且在110和180度之間的溫度下把熔化的壓出物供給到所述冷卻模中。
背景技術：
各種蛋白擠壓過程有時被用來制造各種食品，如用來制造香腸、干酪凝乳、莫澤雷勒干酪、處理過的干酪、面包產(chǎn)品、豆腐、kamaboko、肉類和海產(chǎn)食品類。借助于各種方法可以得到纖維結構，這些方法包括在較小濕度下(典型地按重量10-30％)進行擠壓烹飪。
在高濕度下(如典型地按重量30-80％水)進行擠壓烹飪是相對較新的技術，而這種技術發(fā)現(xiàn)主要用于蛋白食品的結構領域。
高濕度擠壓烹飪被認為是使各種自然蛋白源如魚絲、魚片(surimi)、去骨肉、大豆粉、精料、谷物粉、牛奶蛋白等進行再結構的方法，從而得到粘性的纖維或者層狀結構(例如，參見由JC Cheftel等人寫的“New ProteinTexturisation Processes by Extrusion Cooking at High Moisture Levels”，由Marcel Dekker，Inc所出版的Food Reviews International；8(2)235-275(1992))。
與低濕度擠壓烹飪不同的是，高濕度擠壓烹飪需要使用冷卻模，該冷卻模用來冷卻、凝膠和/或固化從食品擠壓機中出來的食品。冷卻模消耗儲存在食品混合物中的熱量和機械能，提高了混合物的粘性并且防止產(chǎn)品蒸汽在模出口處蒸濃(steam flash)。
在高濕度下，通過擠壓機擠壓谷物、肉或者其它蛋白質(zhì)混合物，然后使壓出物通過所連接的冷卻模，因此在溫度不超過100度(典型地大約為80度)時使產(chǎn)品離開冷卻模，這些不是新的方法。其中，產(chǎn)品的冷卻是很重要的，從而消除了作為蒸汽蒸濃的結果的所述產(chǎn)品的膨脹。有許多專利和文章討論了這個問題，尤其包括討論模設計。
應該知道，作為在模內(nèi)的層流的結果，蛋白質(zhì)食品的結構發(fā)生在冷卻期間。
三種主要的冷卻模公知為用在這種技術/應用領域內(nèi)。大多數(shù)公知為細長的矩形冷卻模。矩形冷卻模具有長的矩形等截面殼體，在該殼體內(nèi)安裝著矩形導管，而該導管沿著模的長度進行延伸。環(huán)繞著矩形腔(導管)的區(qū)域通過水來冷卻，因此使擠壓食品通過來進行冷卻。冷卻模還可以是具有內(nèi)部圓柱形腔的圓柱形，該圓柱形腔沿著它的長度進行延伸。這種冷卻模以與矩形冷卻模相同的方式來起作用。存在環(huán)形冷卻模，在這些環(huán)形冷卻模中，內(nèi)部腔具有環(huán)形橫截面，該環(huán)形橫截面由內(nèi)部芯子和外部圓柱體來限制出。內(nèi)部芯子和外部圓柱體被冷卻，因此通過該腔的食品被冷卻了。
公知冷卻模的一個問題是，當食品的一些部分與模子的冷卻表面形成接觸時，這些部分變得更厚了，傾向于粘到模的表面上，及與產(chǎn)品的內(nèi)部相比以更小的速度進行滑動。相應地，產(chǎn)生了速度梯度和剪切力，而這會引起食品不一致，并且冷卻模和擠壓裝置的平穩(wěn)連續(xù)工作會產(chǎn)生一些問題。冷卻模腔的尺寸大小(如高度、寬度和/或長度)增大了，從而提高擠壓產(chǎn)品的生產(chǎn)量，這時更是一個問題。
公知冷卻模的另一個問題是，在擠壓過程中，它們顯著地產(chǎn)生了“瓶頸”。典型地，商業(yè)冷卻模的生產(chǎn)率大約為100千克/每小時，因此產(chǎn)品生產(chǎn)率局限于這個值。
當發(fā)現(xiàn)擠壓速率比較理想從而得到商業(yè)上可以接受的產(chǎn)品時，最好具有更大的產(chǎn)品生產(chǎn)率來提高產(chǎn)量。已經(jīng)證明使用一個通道冷卻模，在制造生產(chǎn)率最高為200kg/hr時，可以生產(chǎn)出高濕度擠壓產(chǎn)品。但是，與以更小速率所制造出來的擠壓產(chǎn)品相比，以這些速率制造出來的擠壓產(chǎn)品質(zhì)量較差和/或密度較小。由于公知冷卻模設計的物理局限性，使得超過200kg/hr的生產(chǎn)率更加難以實現(xiàn)。
冷卻模的生產(chǎn)率由許多因素來確定，其中一個主要的因素是冷卻模腔(或者通道)的生產(chǎn)率(或者容量)，而該生產(chǎn)率(或者容量)由模腔的橫截面積和長度來確定。如果需要提高生產(chǎn)率，那么可以選擇提高橫截面積或者模的長度或者提高這兩者。但是，這種方法具有局限性。例如，模腔的橫截面積主要由理想的產(chǎn)品特性來確定。此外，增大橫截面積典型地增大了冷卻產(chǎn)品所需要的時間。它可以導致產(chǎn)品的不一致性，因為擠壓產(chǎn)品的外部冷卻得比內(nèi)部快。改變模的形狀可以產(chǎn)生不能滿足理想視覺參數(shù)的產(chǎn)品。提高冷卻模的長度也具有局限性，因為沿著模的壓力降與模的長度成比例。提高沿著所述冷卻模的壓力降將降低模的生產(chǎn)率或者需要提高擠壓機的生產(chǎn)率。
通過使用更大的流率與使冷卻模的橫截面積更大，提高冷卻模的生產(chǎn)率。這種方法需要更長的冷卻模。這具有許多反作用。例如，更長的冷卻模提高了在食品中產(chǎn)生不一致性的可能性，并且提高了產(chǎn)生于冷卻模中的結構阻塞的可能性。此外，顯而易見的是，這些模占用了更多的生產(chǎn)工廠的區(qū)域或者地面空間，這本身就增加了費用。
日本專利申請No.4-214049(公開號為No.6-62821)公開了一種多通道的冷卻模，該冷卻模用于從高濕度含量蛋白原料中擠壓出薄的、絲狀的食品。冷卻模實質(zhì)上構造成典型的殼體-管熱量交換器，其中圓柱形殼體的軸向端部上的殼體罩用所形成的端板來更換。進入端板折緣到擠壓機的模板保持架上，同時另一端板在布置上與熱交換器的固定管板即多孔板相同，在該多孔板內(nèi)楔入多個內(nèi)部管子的端部并且支撐它們。
在這種冷卻模內(nèi)所采用的多個薄壁內(nèi)部管子確保以更高的壓出物生產(chǎn)率進行有效冷卻。據(jù)說，單獨的管子具有較高的耐壓力性，因此與傳統(tǒng)的單個腔的冷卻模相比，可以處理更大量的原料。
這種冷卻模的一個嚴重缺點是需要使用“生鐵”或者長桿來清潔單獨的內(nèi)部管子，而在處理期間壓出物流過這些管子。在清潔過程期間，可以損壞管子的光滑表面(由于它們的長度)，這可以導致擠壓機的單獨管子的不規(guī)則加載，其結果是，在單獨的管子中提高了表面粗糙度(和背壓)。此外，在下面這樣的情況下一個管子被損壞到它不再能為熔化的壓出物提供流動通道的程度，需要更換整個冷卻模，或者執(zhí)行時間、勞力緊張的更換過程由于這些單獨的管子以密封的方式安放在圓柱形殼體的端板上，因此所有管子不得不拆去并且重新安裝，從而交換它們中的任何一個。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種冷卻模，該冷卻模與食品擠壓機一起使用，與現(xiàn)有技術中所使用的單個腔的冷卻模相比時，借助于提供多通道的冷卻模，該擠壓機提高了制造生產(chǎn)率，而基本上不增大壓出物流動腔的橫截面積或者長度，而多通道的冷卻模解決了殼體-管子型冷卻模所存在的一些或者所有缺點。
本發(fā)明還提供一種冷卻模，該冷卻模安裝有一裝置，來擠壓改變橫截面形狀/尺寸大小的壓出物，而不需要停止產(chǎn)品的擠壓。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用來擠壓高濕度壓出物食品的冷卻模，它具有冷卻模體，在該模體內(nèi)限制出多個壓出物流動通道，這些通道在連接到擠壓機上的冷卻模的進入端和用來輸送冷卻下來的壓出物的出口端之間進行延伸；及冷卻劑腔，它設置成與壓出物流動通道進行熱交換并且連接到冷卻劑源中。其中，冷卻模體由多個厚板形成，這些厚板具有多個第一和第二孔，這些孔在厚板的平表面之間進行延伸并且開口，多個厚板沿平面平行地進行堆疊并且固定在一起，因此鄰近板的第一和第二孔的開口相應地相互對準，因此這些第一孔形成了所述的多個壓出物流動通道，而這些第二孔形成了多個獨立的冷卻劑通道，這些冷卻劑通道延伸通過冷卻模體的長度。
與上述的殼體-管子冷卻模相比，這種冷卻模布置具有許多優(yōu)點。首先，借助于拆下或者插入專用板件，專用板件的這種堆疊布置可以裝配改變長度的冷卻模，因此提供了對壓出物的不同冷卻要求的適用性。第二，壓出物流動通道更加容易清潔，而沒有損壞的危險，因為模體容易拆除，因此可以進入到形成于單獨板件中的、相對較短的孔內(nèi)。一旦這些板子被堆疊并且相互固定起來，那么傳統(tǒng)的密封元件和/或裝置設置在單獨板件之間，因此確保了形成防止泄漏，并且耐壓力通道在模體組件軸向端部之間進行延伸。
有許多方法把板件的堆層固定起來從而形成整體的模體，這些方法包括通過合適的固定件(即凹入的螺釘/螺母固定件)把鄰近板件固定起來，在端板之間夾緊板的整個堆層，使用螺紋桿等使這些端板張緊，等等。此外，對準元件最好設置在每對鄰近板之間，從而確保這些板的第一和第二孔的開口相互共軸線。在下面這種情況下密封機構提供了壓出物和冷卻劑的無泄漏通道，而這些通道通過冷卻模體內(nèi)的相應通道，那么有許多方法來使這些板固定起來并且相互對準。這些對于勝任的工具制造工程師來講是公知的。
在本發(fā)明的冷卻模的優(yōu)選形式中，在冷卻模體的軸向相對端部上提供了冷卻劑供給和冷卻劑排出端板，其中當這些端板的位置確定時，這些端板包括歧管，這些歧管用來把冷卻劑供給到模體的冷卻劑通道中或者從模體的冷卻劑通道中排出冷卻劑。當是這種情況時，有利的是，歧管與共用的冷卻劑供給/排出結構件連通，而結構件被固定到相應的端板上，從而把歧管連接到冷卻源或者容器中。一個歧管可以布置成從一個或者多個冷卻劑通道中供給或者接受冷卻劑，后者成組地與兩個或者更多個通道的組處于流體連通中，從而減少了歧管和冷卻劑通道之間的單獨連接點。壓出物流動孔還可以設置在兩個端板中，從而允許壓出物進入到冷卻模體板中和離開冷卻模體板。
模體的壓出物流出通道可以以任何合適的方式進行取向，并且可以沿著軸向延伸通過模體，或者以螺旋的方式進行延伸，等等。在共軸線地布置壓出物流動通道的情況下，這些可以布置成多排或者多行的規(guī)則或者不規(guī)則的方式，在優(yōu)選實施例中，壓出物流動通道繞著冷卻模體的縱向軸線沿著徑向進行設置。
在優(yōu)選的形式中，冷卻?？v向軸線設置成與擠壓機的軸線對準，而該冷卻模在使用時連接到該擠壓機中。
在一種優(yōu)選形式中，冷卻模體具有24個壓出物流動通道，這些通道繞著模的軸線等距離地間隔開。壓出物流動通道的這種布置(在這種方式中，這些通道繞著模的軸線等距離地間隔開，而每個通道具有基本上沿著徑向進行延伸的橫截面開口)具有許多優(yōu)點，這些優(yōu)點包括有效地使用空間，容易制造專用的板件，及使封裝密度達到最佳。這種布置還允許在鄰近壓出物流動通道之間交插一個或者多個冷卻劑流動通道。
在優(yōu)選的形式中，壓出物流動通道具有長方形或者長孔橫截面(即具有圓形短端的矩形)，從而可以防止尖邊緣，在這些尖邊緣處可以沉積和粘附壓出物。每個壓出物流動通道具有這樣的徑向高度該高度基本上大于它的寬度(即沿著圓柱形模板的邊緣方向的尺寸大小)。每個通道的高度最好大于20mm，并且典型地大約為70mm，而它的寬度大約為4mm或者更大，最好大約為8mm。應該知道，其它橫截面形狀可以用來代替基本是矩形的橫截面，必須記住的是，不同的冷卻要求采用不同的壓出物流動通道的橫截面形狀。
如上所述，最好交替布置冷卻劑和壓出物的流動通道，其中最好具有兩個或者更多個沿徑向間隔開的冷卻劑通道，這些通道在兩個鄰近的壓出物流動通道之間進行延伸，因此提高了從壓出物到冷卻劑的傳熱。冷卻劑和壓出物的流動通道繞著冷卻模體的縱向軸線進行徑向?qū)ΨQ布置是優(yōu)選的。
由于工作壓力和溫度的原因，形成冷卻模體的厚板由固體金屬如不銹鋼、鋁等機加工而成。
在這個冷卻模發(fā)明的另一種改進中，在冷卻劑排出端板(也稱為分配端板)的下游處，在冷卻模體的出口端安裝有擠壓模板，擠壓模板具有多個預定形狀和結構的排出孔，這些排出孔被分組并且布置成可選擇地與壓出物流動通道的預定的一些形成軸向?qū)剩虼藬D壓冷卻下來的壓出物帶，這些壓出物帶根據(jù)排出孔的形狀具有一些不同的橫截面形狀。
借助于簡單地改變擠壓模板在冷卻模出口端上的位置，通過一個擠壓板，這種冷卻模擠壓板的結合就允許擠壓出這樣的壓出物帶這些帶具有所選擇的橫截面形狀。這本身就可以提高擠壓機-冷卻模組件的效率，因為避免需要關閉擠壓機(常常是關閉幾個小時)來更換模擠壓板。
在擠壓模板的優(yōu)選形式中，排出開口的數(shù)目是壓出物流動通道的數(shù)目的固有倍數(shù)，其中這些相應的倍數(shù)被分組，因此一組可以與壓出物流動通道形成對準，而其它組偏離它，排出孔的第一組具有這樣的橫截面形狀該形狀不同于第二組的形狀。另一方面，排出孔可以全部具有相同的橫截面形狀，并且所選擇的一些開口可以由預定數(shù)目的切割刀片、線或者網(wǎng)(web)來分割，因此把相應的孔細分成相應的多個更小的開口中。
優(yōu)選地，擠壓模板布置成在第一位置和第二位置之間進行運動，其中，在第一位置上，以切割元件為特征的這些孔與所選擇出的多個壓出物流動通道對準，而在第二位置上，以切割元件為特征的這些孔沒有與這些通道對準。這個實施例的優(yōu)點是，簡單地借助于使模板(或者隔板)從第一位置移動到第二位置上，可以選擇地具有這樣的擠壓產(chǎn)品該產(chǎn)品作為寬帶(即擠壓模板孔具有與壓出物通道相一致的長方形或者矩形橫截面)或者線(例如具有正方形橫截面)離開冷卻模。在冷卻模的出口上快速改變擠壓模板的位置可以減少停機時間并且減少產(chǎn)品損耗，因此這明顯地節(jié)省了費用。
當多通道冷卻模是“徑向”冷卻模(冷卻模所具有的壓出物流動通道繞著模體的軸線等距離地進行布置，并且每個通道具有基本上是沿徑向的延伸部)時，擠壓模板最好是盤形的并且繞著組件的中心軸線可以旋轉(zhuǎn)。簡單地借助于使它旋轉(zhuǎn)，圓形板可以在第一和第二位置之間進行運動。該板可以具有多組以切割元件為特征的孔，這些孔適合于與每個壓出物流動通道對準并且；及“開口”孔，這些孔位于以切割元件為特征的多組孔的每一組之間。當該多組切割元件與壓出物流動通道對準時，離開冷卻模的產(chǎn)品由切割元件來切割，從而形成擠壓產(chǎn)品的“線”(string)。
例如，冷卻模具有24個等圓周間隔開的壓出物流動通道，擠壓模板具有相應的帶有切割元件的24個孔和24個“開口”孔。借助于使板或者隔板旋轉(zhuǎn)7.5度，使板從第一位置移動到第二位置上，其中在第一位置上，以切割元件為特征的該組孔與壓出物流動通道對準，而在第二位置上，“開口”孔與這些通道對準。
另一方面，在24個通道的冷卻模的情況下，冷卻模擠壓機板或者隔板具有12個以切割元件為特征的孔和12個“開口”孔。在這種情況下，輔助“擋板”最好設置在堆疊的模體的進入端上，從而有選擇地關閉12個擠壓機流動通道，因此只允許產(chǎn)品通過另外的12個通道；以切割元件為特征的孔或者開口孔可以有選擇地與這些開口的12個通道對準。以切割元件為特征的這些孔或者沒有使用的這些“開口”孔與沒有產(chǎn)品通過的這些通道對準。
如所知道的一樣，提供這些可變的冷卻模擠壓機板需要冷卻模體的每端上的冷卻模端板(或者冷卻劑分配板)設計有用于模的冷卻劑通道的、軸向延伸的袋形孔。然后，使這些袋形孔與徑向延伸的孔連通，而這些徑向延伸的孔終止于合適附件的邊緣表面，而這些附件可以連接到冷卻劑歧管管路中。相應地，冷卻流體不會軸向流過冷卻模的端板。
冷卻模還可以與切割裝置相連，而這些切割裝置包括切割工具，切割工具用來把離開冷卻模擠壓板的壓出物的帶或者長度切割成理想的長度的產(chǎn)品。該切割工具可以是旋轉(zhuǎn)刀片。優(yōu)選地，切割裝置還包括用來改變刀片進行旋轉(zhuǎn)的速度的裝置。借助于改變速度，因此也可以改變切割的產(chǎn)品長度。



下面，參照附圖并且只借助于例子來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。還討論本發(fā)明的另外優(yōu)點和優(yōu)選特征。
圖1是示出了它的總體布置的、冷卻模的第一實施例的平面?zhèn)纫晥D(示意圖)；圖2是沿著線A-A的、圖1的冷卻模的橫截面圖，它示出了冷卻模板堆疊物的端板(冷卻劑分配板)處的冷卻流體通道的細節(jié)；圖3是沿著線B-B的、圖1的冷卻模的橫截面圖，它示出了壓出物流動通道和冷卻劑流動孔的布置；圖4是示出了安裝有冷卻模擠壓板的、本發(fā)明的冷卻模的另一實施例的平面?zhèn)纫晥D(示意圖)；圖5是冷卻模擠壓板端處的、圖4的放大細節(jié)圖；圖6是圖4的冷卻模的出口端的正面圖；圖7和8各自是圖4-6所示的冷卻模擠壓板的平面視圖和縱向剖面圖。
具體實施方式
為了生產(chǎn)出擠壓成形的食品如纖維肉類，因此需要具有這樣能力的擠壓機能夠以梯度形式(ingredient formulation)傳遞剪切力和壓力，并且把所述材料輸送到冷卻模中。擠壓機可以具有一個或者多個螺旋絲桿。這些是公知的，并且這里不再作描述了。
在圖1中示意性地示出了用在含水量高的蛋白食物擠壓機的輸送端處的、本發(fā)明的冷卻模組件。模組件10主要包括多塊的模體12，它由多個(這里是18個)具有相同布置的、盤形的厚鋼板14形成；冷卻劑(即冷卻流體)入口(或者分布)端板16，它位于模體12的軸入進入端；冷卻劑出口(或者布布)端板18，它位于軸向出口端上；及連接和轉(zhuǎn)接結構，在擠壓機出口(理論上用點劃線11來表示)處，它們把模10固定到容器法蘭上，并且把各個模體板14夾緊在一起。
總計24個壓出物流動通道沿著軸向在模板12的進口端和它的出口端之間進行延伸并且相互平行，這些壓出物流動通道的局部由孔或者“部分通道”來限制出，而這些孔或者“部分通道”延伸通過每個板件14，這些板件14形成了模體12。圖3以橫截面的方式示出了一個冷卻模板14，當這些模板14堆疊起來并且夾緊在一起時就形成了冷卻模體12。形成壓出物流動通道的這些孔用標號20來表示。壓出物流動通道20的橫截面都相同并且大約是具有圓形邊緣的矩形(或者呈長孔/長方形的形狀)。通道20的主要尺寸大小或者高度基本上沿著徑向從模體12的中心軸線進行延伸，并且至少是它的寬度的2.5倍。24個壓出物流動通道20沿著板件14的圓周方向等距離地間隔開。
如從圖3中進一步所看到的一樣，多個孔22被加工成以規(guī)則的模式延伸通過每個模體板14并且設置在鄰近壓出物流動通道20之間，每排設置了總計共4個沿徑向間隔開的孔。當各個模板14被堆疊起來時，這些孔22形成了多個冷卻劑流動通道，這些通道在模體12的產(chǎn)品入口和出口端之間相互平行地進行延伸。
如上所述，在冷卻模體12的每端上設置著冷卻流體(即冷卻劑)端板16、18，這些端板在模組件10的產(chǎn)品入口和出口側(cè)處為冷卻劑流動通道22提供了終端。本質(zhì)上，這些相互鏡面相同，唯一的區(qū)別是相對于通過冷卻模即入口端板和出口端板的擠壓流的位置。由于這些端板16、18也執(zhí)行這樣的功能把來自一個源的冷卻劑分配到模板組件12的各個冷卻劑流動通道22中，或者接受冷卻劑，因此它們也稱為分配(端)板16、18。只詳細描述一個。
如從圖2中所看到的一樣，該圖以橫截面的形式示意性地示出一個這種冷卻劑端板16，總計共24個沿徑向延伸的冷卻劑供給/排出孔24從相應的耦合結構件25向著它的中心進行延伸并且終止于它的遠側(cè)，而這些耦合結構件25沿著盤形分配板16的圓周表面以固定的間隔進行設置。每個供給/排出孔24與總計為4個的冷卻劑流動孔22’處于流體連通中，而這些孔22’從一側(cè)只沿著軸向機加工到分配板3中。袋形孔22’在橫截面、布置模式和位置上成形成與冷卻劑流動通道22相一致，而流動通道22設置在冷卻模板14中(比較圖3)，當板14、16、18被堆疊起來時它們與通道22對準。
如在圖2中所看到的一樣，分配板16(和18)也具有24個長孔20’，這些長孔布置在一模板中，并且具有與冷卻模板14(和冷卻模體12)的壓出物流動通道20的相一致的尺寸大小，而這些長孔在裝配該模子時與流動通道20對準。
冷卻劑分配歧管結構26安裝有總計為12個的耦合結構件27，這些結構件固定到共用的供給/排出管29中。管子29通過托架30而被固定到分配板16(或者18)的上側(cè)上或者固定到冷卻模組件的任何其它合適的零件上。總計為24個的冷卻管線28把耦合結構件25和27連接起來，從而允許歧管通過一個入口把冷卻劑供給到位于進入端板16處的24個單個冷卻劑供給導管24中。相同的結構存在于出口端分配板18處。顯而易見的是，冷卻劑的流動方向可以與通過壓出物流動通道20的材料的擠壓方向相一致，或者與從產(chǎn)品出口端到冷卻模組件10的入口端的反向流動方向相一致。換句話說，流體分配板16和18也起著擠壓產(chǎn)品的“入口”和“出口”的作用，及用來分配冷卻流體。
沒有在附圖中詳細示出的，但是顯而易見的是，合適的對準元件/零件將設置在單個冷卻模板件14上，因此可以使相應的孔20、22共軸向?qū)?，而這些孔形成了壓出物流動通道和冷卻劑流動通道。借助于相同的標記，設置合適的密封件，從而當這些堆疊起來并且夾緊在一起時，確保在鄰近模板件14的孔20、22之間無泄漏地進行連接。這些密封件可以包括整體的托架，這些托架安裝在包圍著單個孔20、22的凹入?yún)^(qū)域內(nèi)。勝任的冷卻模工具制造者具有在現(xiàn)有技術中公知的許多不同選擇。
圖1示出了一種方式，在這種方式中，模板件14和分配端板16、18被夾緊在一起，從而形成了整體的冷卻模體12。為此，設置了總計共8個的連結桿30。這些連結桿30相互平行地進行延伸，并且繞著組件的軸線均勻地被隔開。連結桿30的一個螺紋端被擰到設置在過渡板15中的螺紋固定孔31中，而該過渡板15位于冷卻模組件10的進入側(cè)，而它的另一個螺紋端延伸通過位于冷卻模組件10的產(chǎn)品出口側(cè)處的分配(端)板18內(nèi)的孔，并且使用螺母32來固定。這種布置以密封方式夾緊堆起來的板組件。
沒有在圖1中詳細示出的是，過渡板15安裝有流動分配裝置，從而確保了從擠壓機出口接受來的壓出物均勻地分配到位于冷卻模組件10的進入分配(端)板16處的壓出物流動孔20’中。壓出物分配裝置示意性地圖解在虛線33中。
在使用生產(chǎn)設備時，來自擠壓機的熔化物(即壓出物)流過擠壓機出口到達連接法蘭件13中，并且在通過冷卻劑分配(端)板16和進入第一個冷卻板件14之前，通過壓出物分配(即過渡)板15。壓出物的流動由于所有的產(chǎn)品通道具有相同的長度而均勻地分配在整個產(chǎn)品通道1中。但是，如果需要的話，那么為了產(chǎn)生壓力降，可以在過渡板15和進入側(cè)冷卻流體分配板16之間設置節(jié)流。在正常情況下不需要這種節(jié)流作用，但是如果嚴格要求來自所有通道的產(chǎn)品流是均勻的，那么可以加入這種節(jié)流。一旦壓出物已經(jīng)進入到第一個堆疊起來的冷卻板14中，在通過出口冷卻流體分配板18離開冷卻模之前，它就沿著壓出物流動通道20進行輸送，而這些流動通道20通過使單個冷卻板連接在一起來形成。根據(jù)具體產(chǎn)品所需要的傳熱面積，可以改變冷卻板14的總數(shù)。如果需要的話，那么在專門制造的位置上把熱電偶插入到冷卻板中，從而控制該過程。
如前面所描述的一樣，節(jié)流板可以與冷卻模組件10結合使用，因此整個生產(chǎn)速度分布達到最小。在本發(fā)明的另一種改進結構中，冷卻模擠壓板具有多個排出孔，而該擠壓板可以安裝在組件的出口端上。熔化的、冷卻下來的熔化物被壓過這些孔，并且由于所述板的兩端存在壓降，因此局部被固化了。這種布置所產(chǎn)生的產(chǎn)品具有局部切割外表，這種外表通過使熔化的熔化物破裂成多個流動通路來形成的，而這些熔化物在節(jié)流板的下游處不能再形成為均勻的物體。隨后，借助直接連接到冷卻模的最后表面上的簡單機械切割裝置來切碎冷卻模所產(chǎn)生的產(chǎn)品。所形成的產(chǎn)品具有標準的尺寸大小，并且與切割的肉片很相似。
圖4-8示出了本發(fā)明的冷卻模的不同視圖，該冷卻模在冷卻模體的出口端上安裝了冷卻模擠壓板組件，因此可以擠壓出不同形狀的壓出物，而不需要更換排出端板。冷卻模組件10基本上與參照圖1-3所描述的組件相同，并且相應地，相同的標號用來表示相同的元件部分。應該知道，冷卻模組件10的進入端設置在圖4中的右手側(cè)上(而不是設置在圖1中的左手側(cè)上)。
冷卻模擠壓板組件通常用圖4中的標號50來表示，并且主要由環(huán)形鋼板51來形成(參見圖6和7)，而環(huán)形鋼板51安裝有總計為24個的長孔52和54，這些長孔通過板51的厚度，并且通常沿著徑向從板51的中心處進行延伸。通過模板件14來預定排出孔52、54的形狀、尺寸大小和位置，而這些模板件14形成了冷卻模堆疊物12。排出孔52和54在形狀上是相同的，但是提供了一排11個安裝槽55，這些槽垂直于孔54的高度方向(即徑向延伸)進行延伸。這些槽55只機加工到板51的一個表面上，因此終止于離相對表面一個距離。這些槽51用來以結構安裝方式來安放沒有圖示出的切割刀片，這些刀片橫過孔54，因此把它的主要延伸部再分成獨立的徑向長度。相應地，當通過這些孔52中的壓出物具有通常是帶狀的橫截面形狀時，排出孔54中的切割刀將擠壓帶切割成基本上是正方形橫截面的單個線。
擠壓模板51安裝在多件的支撐組件60內(nèi)，而該組件60被折緣(flanged)到冷卻劑分配(端)板18的產(chǎn)品排出端的向外面對側(cè)中，從而可以使排出板51繞著冷卻模擠壓的模板組件的縱向軸線進行旋轉(zhuǎn)。在端板18上的排出孔52、54和壓出物流動通道20’的相應位置和相對定位是這樣的，以致在擠壓模板51的第一位置上，只有擠壓孔52與相應連接的模組件12的壓出物流動通道20對準，因此在具有24個孔52、54的圖示實施例中，這些孔中的一半允許壓出物通過，同時其它12個孔偏離模組件10的其它壓出物流動通道22并且被關閉。相應地，借助于使擠壓模板51從具有刀片的排出孔處于直線上的位置旋轉(zhuǎn)到下面這樣的位置上可以改變壓出物帶的形狀在該位置上，“開口”孔52(即沒有橫過刀片的這些孔)與組件的端板上的排出孔對準。
應該知道，旋轉(zhuǎn)擠壓模板51可以布置成人工移動到它的不同工作位置上，或者另一方面，合適的馬達驅(qū)動系可以提供這種定位。
圖5和6用標號61示出了安裝板，該安裝板載有輪安裝塊62，塊62支撐著外部有齒的輪64，輪64以輪胎胎面66運行，而輪胎胎面66連接到擠壓模板51上。這種驅(qū)動系被連接到馬達68上，而馬達68用來使擠壓模板51設置在它的一個所選擇的旋轉(zhuǎn)位置上。另外，圖4-8的結構圖提供了支撐結構和驅(qū)動系的細節(jié)，而該支撐結構采用來以連接的關系把擠壓模板51安裝在冷卻劑分配端板16上，而驅(qū)動系采用來自動地設置它的旋轉(zhuǎn)位置。
例子使用本發(fā)明的擠壓裝置和冷卻模來制備具有纖維條紋結構基體的、類似金槍魚白肉的肉類塊如下稱出下面成分并且在帶混合器內(nèi)混合2-4分鐘。
成分 重量％脫脂大豆粉 43.6必需的小麥谷蛋白 43磷酸二鈣 5調(diào)味料 5維生素/礦物 3.4然后，以550kg/hr的流率把該混合物計量輸送到雙螺旋擠壓機中。以450kg/hr的流率把水加入到擠壓機的供給部分中的粉未中。然后，在130到140度的溫度下，在混合物離開擠壓機之前，在擠壓機內(nèi)使該混合物承受剪切力和壓力。然后，使熔化的壓出物進入多通道冷卻模，而該冷卻模直接連接到擠壓機的出口上。多通道冷卻模由24個單個的冷卻通道形成，每個通道具有接近6-8mm×70-90mm的橫截面尺寸大小。每個冷卻通道的總長度是0.7-1.2米。從冷卻模出來的產(chǎn)品作為連續(xù)板具有接近48-53％的濕度含量和處于90-100度之間的溫度。水用來冷卻該產(chǎn)品。在5度和15度之間的溫度下，它通過冷卻流體分配板進入冷卻模，并且沿著與產(chǎn)品流動的反向流動方向進行流動，而該分配板設置在最靠近產(chǎn)品出口處。在20度和30度之間的溫度下，冷卻水離開冷卻模。
這種方法消除了與以較高生產(chǎn)率制造高濕度擠壓產(chǎn)品有關的主要限制，即消除了與冷卻模的長度和冷卻模橫截面設計有關的限制。使用安裝有多個冷卻通道的冷卻模，可以使用這樣的橫截面設計這種設計可以生產(chǎn)出具有合適視覺的物理特性的產(chǎn)品。還可以把冷卻模的長度固定到這樣的值上該值可以使壓力降、傳熱面積、傳熱率和處理性能最佳化。一旦一個冷卻模(或者通道)的結構被確定(根據(jù)最終產(chǎn)品的理想視覺的物理特性來確定)，那么然后通過理想的總生產(chǎn)率就可以確定所需要的專用冷卻通道的數(shù)目。
結合某些優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明。然而，本發(fā)明不局限于此，本發(fā)明包括在這里所描述的本發(fā)明的含義和范圍內(nèi)的變形和改進。
權利要求
1.一種用來制造高濕度擠壓食品的冷卻模，所述冷卻模包括進入端和出口端；多個板件，這些板件以平面平行的關系進行堆疊，因此在進入端和出口端之間限制出了冷卻模的主體部分；多個壓出物流動通道，這些通道從進入端到出口端延伸通過冷卻模，并且由每個板件中的各自通孔來限制出，當這些板件堆疊起來時，這些通孔對準，每個壓出物流動通道從冷卻模主體部分的縱向軸線、沿著徑向延伸的方向具有這樣的主要尺寸大小該尺寸大小至少是通道橫向上的寬度的2.5倍。多個冷卻流體的流動通道，這些通道從進入端到出口端延伸通過冷卻模，并且由每個板件中的各自通孔來限制出，這些通孔在板件被堆疊起來時對準；一裝置，它把冷卻模連接到食品擠壓機的出口、冷卻流體源和冷卻流體容器中；及產(chǎn)品流動分配裝置，它設置在進入端附近、適合于把壓出物從食品擠壓機的出口導向到所述壓出物流動通道中。
2.一種用來擠壓高濕度壓出物食品的冷卻模，它具有冷卻模體，在該模體內(nèi)限制出多個壓出物流動通道，這些通道在連接到擠壓機上的冷卻模的進入端和用來輸送冷卻下來的壓出物的出口端之間進行延伸；及冷卻劑腔，它設置成與壓出物流動通道進行熱交換并且連接到冷卻劑源中，其特征在于，冷卻模體由多個厚板形成，這些厚板具有多個第一和第二孔，這些孔在厚板的平表面之間進行延伸并且開口，多個厚板沿平面平行地進行堆疊并且固定在一起，因此鄰近板的第一和第二孔的開口相應地相互對準，因此這些第一孔形成了所述的多個壓出物流動通道，而這些第二孔形成了多個不連續(xù)的冷卻劑通道，這些冷卻劑通道延伸通過冷卻模體的長度。
3.如權利要求
1或者2所述的冷卻模，其特征在于，多個所述壓出物流動通道布置成相互平行，并且繞著模的中心軸線等距離地間隔開。
4.如權利要求
3所述的冷卻模，它具有24個壓出物流動通道。
5.如權利要求
1-4任一所述的冷卻模，其特征在于，每個壓出物流動通道的徑向高度位于大約20到100mm之間，并且每個通道的寬度位于大約6-10mm之間。
6.如權利要求
5所述的冷卻模，其特征在于，每個壓出物流動通道的高度大約為70mm，并且寬度大約為8mm。
7.如權利要求
1-6任一所述的冷卻模，其特征在于，每個壓出物流動通道具有基本上是矩形或者橢圓形的橫截面。
8.如權利要求
7所述的冷卻模，其特征在于，壓出物流動通道沿著它們的長度方向是均勻的橫截面。
9.如權利要求
1-8任一所述的冷卻模，其特征在于，冷卻劑流動孔交插在鄰近的壓出物流動通道之間。
10.如權利要求
1-9任一所述的冷卻模，其特征在于，冷卻模板件是盤形或者面對面地進行多面放置的連接布置，因此形成了所述的主體部分。
11.如權利要求
1-11任一所述的冷卻模，其特征在于，還包括具有孔的模擠壓端板，該模擠壓板設置成鄰近出口端，并且適合于把與所述模板的孔的形狀相一致的橫截面形狀給予擠壓食品。
12.如權利要求
12所述的冷卻模，其特征在于，所述模板的孔具有多個不同的橫截面形狀；第一橫截面形狀的至少一個孔設置成非常接近于第二橫截面形狀的至少一個孔；及所述模板適合于在第一位置和第二位置之間進行運動，其中在第一位置上，第一橫截面形狀的至少一個孔與至少一個所述壓出物流動通道對準，而在第二位置上，第二橫截面形狀的至少一個孔與所述至少一個所述壓出物流動通道對準。
13.如權利要求
13所述的冷卻模，其特征在于，這些孔設置在模板上，因此在第一位置上時，基本上第一橫截面形狀的所有孔與相應的壓出物流動通道對準，并且在第二位置上時，基本上第二橫截面形狀的所有孔與所述的相應壓出物流動通道對準。
14.如權利要求
13或者14所述的冷卻模，其特征在于，第一橫截面形狀的孔與第二橫截面形狀的孔沿徑向間隔開。
15.如權利要求
15所述的冷卻模，其特征在于，第一橫截面形狀的每個孔與第二橫截面形狀的孔連續(xù)布置。
16.如權利要求
13或者14所述的冷卻模，其特征在于，模板包括至少一組第一橫截面形狀的孔，該組孔與至少一組第二橫截面形狀的孔沿徑向或者沿著邊緣方向被隔開。
17.如權利要求
13-17任一所述的冷卻模，其特征在于，把模板安裝到冷卻模上，以繞著中心軸線可進行旋轉(zhuǎn)。
18.如權利要求
13-18任一所述的冷卻模，其特征在于，第一橫截面形狀的孔是細長槽，而第二橫截面形狀的孔是這樣的細長槽它們具有切割所述槽的切割元件。
19.如權利要求
19所述的冷卻模，其特征在于，切割元件是刀片或者絲，這些刀片或者絲以這樣的方式安裝在相應的槽內(nèi)，從而把離開模板的擠壓食品切割成具有基本上是正方形的橫截面的帶。
20.如權利要求
1-20任一所述的冷卻模，還包括切割裝置，該裝置布置在模板的下游處，并且適合于把擠壓食品切割成理想長度。
21.如權利要求
21所述的冷卻模，其特征在于，切割裝置包括可旋轉(zhuǎn)的刀片。
22.如權利要求
2所述的冷卻模，其特征在于，還包括位于冷卻模體的軸向相對端上的冷卻劑供給和冷卻劑排出端板，其中這些端板包括歧管，當這些端板的位置確定時，這些歧管用來把冷卻劑供給到模體中或者排出模體的冷卻劑。
23.如權利要求
22所述的冷卻模，其特征在于，在冷卻劑排出端板的下游處，在冷卻模體的出口端上安裝擠壓模板，擠壓模板具有多個預定形狀和結構的排出孔，這些孔被分組并且布置成可選擇地與預定的一些壓出物流動通道形成軸向?qū)?，因此可以擠壓冷卻下來的壓出物帶，根據(jù)排出孔的形狀，這些壓出物帶具有所選擇的一些不同的橫截面形狀。
專利摘要
一種用來擠壓高濕度壓出物食品的冷卻模，它具有冷卻模體，在該模體內(nèi)限制出多個壓出物流動通道，這些通道在連接到擠壓機上的冷卻模的進入端和用來輸送冷卻下來的壓出物的出口端之間進行延伸；及冷卻劑腔，它設置成與壓出物流動通道進行熱交換并且連接到冷卻劑源中，其中，冷卻模體由多個厚板形成，這些厚板具有第一和第二通道，這些通道在厚板的平表面之間進行延伸并且開口，多個厚板堆疊起來并且固定在一起，因此鄰近板的第一和第二通道的開口相應地相互對準，因此這些第一通道形成了所述的多個壓出物流動通道，而這些第二通道形成了多個分立的冷卻劑通道，這些冷卻劑通道延伸通過冷卻模體的長度。
文檔編號A23J3/26GKCN1394164SQ01803506
公開日2003年1月29日 申請日期2001年1月8日
發(fā)明者斯圖爾特·豪薩姆 申請人:馬爾斯公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan