向膨爆室定量投料的系統(tǒng)和方法
【專利說明】向膨爆室定量投料的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)專利申請的交叉引用:本申請要求提交于2013年11月8日、名稱為“SystemAnd Method For Dosing A Popping Chamber”(向膨爆室定量投料的系統(tǒng)和方法)的美國臨時專利申請N0.61/902，040的權(quán)益，該臨時專利申請全文以引用方式并入本文。
【背景技術(shù)】
[0002]在加壓烘焙零食的生產(chǎn)過程中減少原料的浪費(fèi)對于此類產(chǎn)品的大數(shù)量生產(chǎn)商來說意義重大。此外，控制原料流不僅是控制浪費(fèi)的問題，還是生產(chǎn)商控制產(chǎn)品一致性、影響成品總成本的手段。因此，有必要提高從批量處理單元(如，料斗)到烘焙室(如，膨爆室(popping chamber))的原料流的效率和可預(yù)測性。淀粉膨化設(shè)備是大家熟悉的。在一些現(xiàn)有系統(tǒng)中，進(jìn)料斗底部與投料板(dosing plate)頂部之間存在刻意留出的間隙?？蓪⒃撻g隙設(shè)置為不超過進(jìn)料斗中松散材料各顆粒的高度。一般來講，至少會在進(jìn)料斗底部與投料板頂部之間留一點(diǎn)間隙，以防止金屬與金屬接觸。在一種情況下，在生產(chǎn)之前預(yù)先將間隙設(shè)為顆粒(如，粒料)厚度的一半左右。
[0003]由于一些松散材料(如粒料)是批量生產(chǎn)的而會造成粒度不同，所以有些較小的粒料可能會穿過該間隙，有時確實(shí)也穿過了該間隙。此外，盡管粒料可嵌入投料孔，但完整的粒料也可能只部分嵌入投料孔(如，位于投料料堆頂部)，這種粒料要么有穿過該間隙的趨勢(如，在間隙不夠?qū)挘瑹o法容納這種粒料的情況下)，要么被進(jìn)料斗的前沿阻擋。在一些情況下，不完全嵌入粒料的前緣被迫處于料斗裝置前沿下方。這種粒料從料斗前沿下方經(jīng)過，便被壓入裝料腔。然而，一旦粒料脫離料斗前沿，所受的壓縮力頃刻間降至最低。此時，這些之前一直被壓縮的粒料不再受約束，從而蹦出裝料腔。
[0004]這些“自由飛派”的粒料可能會蹦到不期望的位置。所以膨爆機(jī)的各部分都可能有零散粒料。在一些情況下，這種零散粒料可能落入其中一個烘焙室，從而改變該烘焙室的裝料重量。將這些裝有大量粒料的烘焙室關(guān)閉(如，經(jīng)由液壓力)來烘焙粒料時，烘焙室內(nèi)的上下模具之間可能出現(xiàn)異常的壓力梯度。該現(xiàn)象繼而可能導(dǎo)致成品超重(偏離需要的形狀范圍)、溢料、呈現(xiàn)不期望的紋理，以及/或者出現(xiàn)前述全部缺點(diǎn)。因此，這種異常的壓力梯度可能會影響該特定烘焙周期內(nèi)制作的其他產(chǎn)品的多種屬性(影響的程度各不相同)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個實(shí)施例中，提供了一種向膨爆室投送(dosing)預(yù)定量松散淀粉材料(bulkstarch material)的方法。該方法包括下列步驟:將松散材料放入進(jìn)料斗，該進(jìn)料斗具有側(cè)壁和相對于側(cè)壁被固定的密封板，該密封板具有從中穿過的多個密封板孔，這些密封板孔被構(gòu)造用于引導(dǎo)松散材料的流從進(jìn)料斗通過密封板;將投料板和穿梭板相對于密封板定位在裝料位置，該投料板具有從中穿過的多個投料孔，并且該穿梭板具有從中穿過的多個穿梭孔，裝料位置的特征是多個投料孔與多個密封板孔對齊，而多個穿梭孔不與多個投料孔對齊，使得松散材料能夠流經(jīng)密封板孔進(jìn)入投料孔，并使能夠流入投料孔的松散材料被保留在投料孔中；然后將投料板和穿梭板相對于膨爆室和密封板定位在投料位置，投料位置的特征是投料孔與穿梭孔對齊，而密封板孔不與投料孔對齊，使得在裝料位置上被保留在投料孔中的松散材料流經(jīng)投料孔和穿梭孔，進(jìn)入處于投料位置的膨爆室，并使進(jìn)料斗中的松散材料不能夠流經(jīng)密封板孔進(jìn)入處于投料位置的投料孔。在該方法的一些實(shí)施例中，密封板具有下表面，該下表面在與投料板的上表面接合時是可滑動的。在該方法的一些實(shí)施例中，密封板具有密封板下表面并且投料板具有投料上表面，當(dāng)投料板與密封板處于裝料位置時，密封板下表面和投料表面之間存在預(yù)選的間隙。在該方法的一些實(shí)施例中，松散材料包含的各單獨(dú)淀粉成分具有大致均勻的顆粒尺寸，并且預(yù)選的間隙小于或等于該顆粒尺寸的一半。在一些實(shí)施例中，密封板孔還可由上部的斜切壁與下部的圓筒壁限定。該方法還可包括重復(fù)上述諸步驟，使得每次投料板和穿梭板被移至投料位置時，被保留在投料板內(nèi)的松散材料的量基本上相同。
[0006]本文還公開了用于向膨爆室投送預(yù)定量松散淀粉材料的系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括:多個淀粉材料膨化室(puf fing chamber)，這些膨化室被構(gòu)造用于向松散淀粉材料施加壓力和熱量，并且允許松散淀粉材料在膨化室中的壓力和熱量被撤去時發(fā)生膨化;進(jìn)料斗，該進(jìn)料斗被構(gòu)造用于在淀粉材料被放入膨化室之前保持淀粉材料，該進(jìn)料斗包括密封板，該密封板具有從中穿過的多個密封板孔，這些密封板孔被構(gòu)造用于引導(dǎo)預(yù)選量的松散淀粉材料從進(jìn)料斗通過密封板;投料板，該投料板具有可與密封板孔對齊的多個投料孔，該投料板可相對于密封板滑動，使得在裝料位置上，投料孔與密封板孔對齊，而在進(jìn)料(即投料)位置上，投料孔不與密封板孔對齊;和穿梭板，該穿梭板具有可與投料孔對齊的多個穿梭孔，該穿梭板可相對于投料板滑動，使得在裝料位置上，穿梭孔不與投料孔對齊，而在投料位置上，穿梭孔與投料孔對齊。
[0007]在該系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，密封板包括凹口，用于接納進(jìn)料斗的側(cè)壁，使得側(cè)壁被密封到密封板。在該系統(tǒng)的另外的實(shí)施例中，密封板和投料板彼此平行對齊，并且系統(tǒng)還包括在密封板和投料板之間的具有可選擇的間隔的間隙。在另外的實(shí)施例中，多個膨化室被布置成陣列，每個膨化室的直徑基本上相等，并且密封板、投料板和穿梭板的每一個具有多個孔，這些孔被布置成與多個膨化室的陣列基本上匹配的陣列，并且密封板、投料板和穿梭板中的每個孔的直徑彼此基本上相等，并且小于膨化室的直徑。
【附圖說明】
[0008]結(jié)合示例性實(shí)施例的附圖閱讀前述
【發(fā)明內(nèi)容】
，以及后文將詳細(xì)描述的向膨爆室定量給料的系統(tǒng)及方法的實(shí)施例，能更透徹地理解讀到的內(nèi)容。然而應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不局限于圖中明確不出的零部件和布置方式。
[0009]在附圖中:
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例的膨爆室系統(tǒng)處于裝料位置時的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0011]圖2是圖1的膨爆室系統(tǒng)處于投料位置時的橫截面?zhèn)纫晥D。
【具體實(shí)施方式】
[0012]松散淀粉材料膨化系統(tǒng)在美國專利N0.8,227,005中描述過，該專利全文以引用方式并入本文。圖1和圖2示出了本發(fā)明的松散淀粉材料膨化系統(tǒng)及方法的一個示例性實(shí)施例。圖1示出了膨化系統(tǒng)100的一個實(shí)施例，該系統(tǒng)100具有進(jìn)料斗110、密封板120、投料板130和穿梭板140。
[0013]在一個實(shí)施例中，密封板120與進(jìn)料斗110成一體，并且/或者形成進(jìn)料斗110的一部分。在另一個實(shí)施例中，密封板120可從進(jìn)料斗110拆下。優(yōu)選的是，在系統(tǒng)工作期間，密封板120相對于進(jìn)料斗110固定。例如，密封板120可包括凹口，進(jìn)料斗110的側(cè)壁容納在凹口中，從而形成進(jìn)料斗110與密封板120之間的密封。在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，密封板120包括延伸穿過密封板120的多個密封板孔122。密封板孔122可以是圓柱形孔，這些圓柱形孔徑向設(shè)置在垂直于密封板120所在平面的縱向軸線周圍。如圖1所示，密封板孔122可由下部的圓筒壁與上部的斜面(或稱斜切)壁限定。密封板120中的密封板孔122可被布置成陣列。優(yōu)選的是，該陣列與膨化室陣列基本匹配。例如，4X8陣列包括32個密封板孔122，這32個密封板孔122與32個膨化室對應(yīng)。
[0014]在一個實(shí)施例中，密封板120由食品級聚合物構(gòu)造而成。超高分子量聚乙烯(UHMffPE)可能是適宜的材料。在一個實(shí)施例中，選用的材料耐熱性高，摩擦系數(shù)低。
[0015]膨化系統(tǒng)100還可包括投料板130。在一個實(shí)施例中，投料板130被構(gòu)造成能夠以滑動方式相對密封板120移動。在一個實(shí)施例中，投料板130在密封板120下方沿密封板120滑動，并且被構(gòu)造成摩擦密封板120。在一個實(shí)施例中，密封板120與投料板130之間存在間隙125。間隙125可以是可調(diào)的，便于適應(yīng)膨化系統(tǒng)100要加工的各類松散材料。舉例來說，在一個實(shí)施例中，膨化系統(tǒng)100被構(gòu)造以膨化顆粒狀松散材料(如谷物)或制造粒料。可根據(jù)要膨化的顆粒狀松散材料的尺寸來調(diào)節(jié)間隙125的大小。例如，可規(guī)定顆粒尺寸是可穿過特定尺寸篩孔的最大顆粒尺寸。可比照該最大顆粒尺寸來設(shè)定間隙125。在一個實(shí)施例中，將間隙設(shè)定為最大顆粒尺寸的一半。在另一個實(shí)施例中，將間隙設(shè)定為最大顆粒尺寸的1/4。在一個實(shí)施例中，將間隙設(shè)定為零。
[0016]優(yōu)選的是，投料板130還包含多個投料孔132，并且這些投料孔132被布置成與密封板陣列尺寸相同的陣列。優(yōu)選的是，投料孔132被構(gòu)造成與密封板孔122對齊，使得在系統(tǒng)工作時，松散材料可流過密封板孔122進(jìn)入投料孔132。系統(tǒng)工作時，優(yōu)選將材料裝入進(jìn)料斗110，使得材料流入密封板孔122，并且在投料板130處于圖1所示裝料位置的情況下，流入與密封板孔122對齊的投料孔132。在系統(tǒng)100處于如圖2所示的投料位置時，投料板130可被構(gòu)造以封堵密封板孔122，使得材料不能流過密封板孔122。
[0017]系統(tǒng)100還可進(jìn)一步包括穿梭板140。在一個實(shí)施例中，穿梭板140被構(gòu)造成以滑動方式相對投料板130(在投料板130下方)移動。穿梭板140還可被構(gòu)造為具有多個穿梭孔142。多個穿梭孔142還可被布置成陣列，該陣列允許穿梭孔142(例如)在投料孔132