Съедобные продукты, устройство и способы для их изготовления - RU2576453C2
Код документа: RU2576453C2
Чертежи
Описание
Область техники
Это изобретение относится к съедобным продуктам и к устройству и способам изготовления съедобных продуктов посредством экструдирования. Это изобретение, в частности, хотя не исключительно, относится к съедобным продуктам, содержащим множество капилляров.
Уровень техники
WO 2010/034973 A1 и WO 2010/034981 A1, оба этого же заявителя, описывают кондитерские изделия, содержащие множество капилляров, вместе с устройством и способами их изготовления. Настоящее изобретение является дополнительным усовершенствованием этой концепции, и поэтому дается ссылка на WO 2010/034973 A1 и WO 2010/034981 A1, посредством которой содержание этих документов полностью включено в настоящее описание.
Вкратце, WO 2010/034973 A1 и WO 2010/034981 А1 описывают кондитерские изделия, содержащие экструдированный участок корпуса, который имеет множество капилляров, расположенных в нем. Капилляры имеют среднюю ширину или диаметр не более 3 мм, но могут иметь среднюю ширину или диаметр в пределах 10 мм. Экструдированный корпус образуют из съедобного кондитерского материала, который является жидким во время экструдирования, но который впоследствии застывает или затвердевает. Капилляры заполняют текучей средой, которая может быть воздухом или жидким кондитерским материалом. В некоторых случаях жидкая начинка также застывает или затвердевает после экструдирования. Описано несколько примеров, и они включают продукты, в которых участки корпуса образуют из экструдированной карамели, жевательной резинки или шоколада. В примерах использовано множество заполняющих веществ или начинок капилляров, включающих: воздух, жидкую помадку, жидкое какао-масло, монопропиленгликоль, золотой сироп и шоколад. Однако настоящее изобретение не ограничено материалом, используемым в примерах. Также раскрыты варианты выполнения, в которых продукт содержит первый и второй экструдированные участки, оба имеющие множество капилляров, расположенных в них, и в которых капилляры в каждом участке: прерывистые a); и/или b) непрерывные и ориентированые более чем в одном направлении.
WO 2010/034973 A1 и WO 2010/034981 A1 раскрывают способы и устройство изготовления продуктов. Фиг.1-5 прилагаемых чертежей показывают несколько схематично устройство, используемое для изготовления некоторых из примеров в WO 2010/034973 A1 и WO 2010/034981 A1. Коротко, устройство содержит электродвигатель 12, который с возможностью передачи приводного усилия соединен с одночервячным экструдером. Экструдер имеет цилиндр 28, окружающий червяк 14, который имеет три независимо управляемые температурные зоны, обозначенные T1-T3. Цилиндр 28 соединен с экструзионной головкой 18 посредством питающего трубопровода 29, который также имеет независимо управляемую температурную зону T4. Экструдер 14 питается на одном конце от бункера 16, и расплавленный материал экструдируется через выпускное отверстие 20 в головке 18. Охлаждающие струи 22 направляются к выпускному отверстию 20 головки для того, чтобы охлаждать экструдированный материал 23, и эти струи подаются со сжатым воздухом 24. При желании область устройства, в которой бункер 16 соединяется с червяком 14, можно охлаждать посредством охлаждающей подачи 26. При использовании бункер 16, который можно нагревать, заполняют кондитерским материалом 30 (таким как леденец, разломанный на кусочки) для образования корпуса продукта. Прежде чем материал проходит в червяк 14, его можно охлаждать посредством холодной подачи 26, чтобы обеспечивать, что материал будет находиться при требуемой температуре для вхождения в червячный экструдер. Когда червяк поворачивается, материал проталкивается вдоль червяка 14 внутри цилиндра 28, и температуру зон T1-T3 регулируют так, чтобы материал подавать в расплавленном/жидком состоянии в питающий трубопровод 29. Сжиженный материал проходит через питающий трубопровод 29, и его температуру снова регулируют (если требуется) регулятором T4 температуры перед вхождением в экструзионную головку 18.
Экструзионная головка 18 (показанная на Фиг.3-5) включает внешний корпус 70, имеющий отверстие 74, соединенное посредством внутреннего прохода или пути потока с выходным отверстием 20. Расплавленный материал 72 для образования корпуса продукта входит в отверстие 74 из питающего трубопровода и проходит вдоль пути потока, чтобы выйти из головки через выходное отверстие 20, форму которого образует профиль внешнего поперечного сечения экструдата 23. Сопловой узел 58 (показанный отдельно на Фиг.3), имеющий множество игл или впускных сопел 60, расположен в пути потока во внешнем корпусе так, чтобы жидкий материал проходил по соплам и вокруг них. Сопла 60 подобны иглам для подкожных инъекций, являются полыми и имеют выпускное отверстие на своем отдаленном расположенном позади по ходу конце. Сопла 60 находятся все в связи по текучей среде с впускным каналом 64 через полость в корпусе 62 сопловой сборки. Впускной канал 64 находится в связи по текучей среде с источником текучей среды посредством питающего трубопровода 56 текучей среды, чтобы образовать заполненные текучей средой капилляры внутри экструдированного корпуса. В варианте выполнения, показанном на Фиг.1, впускной канал соединен с источником воздуха при температуре и давлении окружающей среды так, что капилляры заполняются воздухом.
Как показано на Фиг.5, экструдат 23 охлаждают посредством охлаждающих струй 22, когда его выпускают из головки 18. Клапан 32 управляет потоком сжатого воздуха для охлаждающих струй 22, а манометры P1 и P2 управляют давлением сжатого воздуха 24 перед и после клапана. Трубопровод сжатого воздуха также имеет регулятор T6 температуры, чтобы управлять температурой воздуха. Охлаждающие струи использовали, в частности, для образования материала с большим процентом пустот, но не относящегося к эфирному маслу.
Фиг.2 поясняет схематично адаптацию устройства, показанного на Фиг.1, к введению жидкой кондитерской начинки в капилляры, а не воздуха. В этой конструкции сопла 60 сообщены по текучей среде с резервуаром 50, содержащим жидкую начинку, с гидростатическим напором давления h. В одном варианте выполнения жидкой начинкой является какао-масло, и резервуар 50 нагревают так, чтобы какао-масло поддерживать при требуемой температуре, чтобы поддерживать его в жидком состоянии. Резервуар 50 соединен с трубопроводом 52, имеющим стопорный клапан 54 для того, чтобы управлять потоком жидкости. Трубопровод 52 заключен в кожух в микронагревательной трубке 56, которая поддерживает температуру трубопровода так, чтобы жидкость оставалась в жидком состоянии во время ее перемещения внутри трубопровода. Трубопровод 52 соединен с впускным каналом 64 сопловой сборки 58, которая находится в связи по текучей среде с соплами 60 так, чтобы жидкое какао-масло подавать через сопла, когда экструдируется основной материал, чтобы одновременно заполнять капилляры, образованные вокруг сопел, с какао-маслом.
Документ WO2005/056272 A1 раскрывает устройство для изготовления экструдированного продукта, включающего множество капиллярных каналов. Документ WO2008/044122 A1 раскрывает связанное устройство, которое дополнительно включает средство охлаждения, охлаждающее экструдат, когда он выходит из головки. Устройство, описанное в любом из этих документов, можно также применять/приспосабливать для использования в изготовлении съедобных продуктов, имеющих корпус с множеством капилляров. Таким образом, содержание WO2005/056272 A1 и WO2008/044122 A1 также включено путем ссылки полностью.
Целью настоящего изобретения является обеспечение устройства и способов изготовления съедобных продуктов, содержащих множество капилляров, которые более универсальны, чем известные устройство и способы.
Дополнительной целью настоящего изобретения является обеспечение устройства и способов изготовления съедобных продуктов, содержащих множество капилляров, которые обеспечивают возможность изготовления более широкого диапазона съедобных продуктов, чем известные устройство и способы.
Дополнительной целью настоящего изобретения является обеспечение устройства и способов изготовления съедобных продуктов, содержащих множество капилляров, которые обеспечивают возможность изготовления выполненных по индивидуальному заказу съедобных продуктов в ответ на входную информацию от потребителя.
Дополнительной целью настоящего изобретения является обеспечение устройства и способов изготовления съедобных продуктов, содержащих множество капилляров, которые обеспечивают возможность изготовления съедобных продуктов, содержащих изображение и/или текст.
Дополнительной целью настоящего изобретения является обеспечение съедобного продукта, содержащего множество капилляров, которое содержит изображение и/или рисунок.
Дополнительной целью настоящего изобретения является обеспечение съедобного продукта, содержащего множество капилляров, и в котором по меньшей мере один из капилляров имеет участки, расположенные на расстоянии по его длине, которые заполнены разными текучими средами.
В соответствии с первым аспектом изобретения предлагается устройство для изготовления съедобного продукта, содержащее экструзионную головку, образующую путь потока, ведущий к выпускному отверстию головки для экструдирования основного съедобного материала для образования экструдированного корпуса, множество сопел внутри пути потока для введения съедобного текучего материала в экструдированный корпус, чтобы образовывать множество заполненных капилляров в экструдированном корпусе, и систему управления для селективного соединения по меньшей мере одного из сопел с любым одним из по меньшей мере двух источников текучей среды или для селективного соединения по меньшей мере двух разных сопел по меньшей мере с одним источником текучего материала.
Устройство можно сконфигурировать так, что система управления в состоянии, при использовании, независимо соединять каждое сопло, или по меньшей мере одну из двух или более групп сопел, с любым одним из по меньшей мере двух разных источников съедобного текучего материала. По меньшей мере часть сопел могут находиться в связи по текучей среде, чтобы образовывать группу, и система управления может быть действующей, чтобы селективно соединять группу, или по меньшей мере одно, связанных по текучей среде сопел с любым одним из по меньшей мере двух источников текучей среды. В качестве альтернативы, система управления может быть действующей, чтобы селективно соединять все сопла вместе с любым одним из по меньшей мере двух источников текучей среды.
Система управления может содержать электронный блок управления. Система управления может содержать клапанный узел, управляемый электронным блоком управления так, чтобы селективно соединять по меньшей мере одно из сопел с любым одним из по меньшей мере двух источников текучей среды. Когда система управления выполнена, чтобы селективно соединять каждое из сопел независимо с любым одним из по меньшей мере двух источников текучей среды, каждое сопло можно независимо соединять по текучей среде с клапаном для селективного соединения сопла с любым одним из по меньшей мере двух источников текучей среды, причем электронный блок управления управляет каждым клапаном независимо.
Сопла могут быть расположены в виде матрицы.
Каждое из сопел может иметь наружную ширину или диаметр 3 мм или менее.
Система управления может содержать центральный процессор (ЦП), который может быть частью компьютерной сети. Компьютерная сеть может быть обширной сетью, такой как Интернет.
Устройство может иметь подающую систему для подачи основного материала съедобных продуктов в экструзионную головку в расплавленном или жидком состоянии для экструдирования через выпускное отверстие головки, чтобы образовывать экструдированный корпус. Подающая система может содержать экструдер.
По меньшей мере один из источников текучей среды может содержать источник жидкого съедобного материала. По меньшей мере один из источников текучей среды может быть источником газообразного съедобного материала, такого как воздух.
Систему управления можно сконфигурировать, чтобы она была способной к селективному изменению источника текучей среды, с которым соединено по меньшей мере одно сопло, в то время как основной съедобный материал экструдируют через выпускное отверстие головки.
В соответствии со вторым аспектом изобретения здесь обеспечен способ изготовления съедобных продуктов, имеющих экструдированный участок корпуса, образованный из съедобного материала, причем корпус имеет множество заполненных капилляров, расположенных в нем, использующий устройство в соответствии с первым аспектом изобретения, включающий: выполнение первого производственного цикла изготовления первого продукта, во время которого основной съедобный продукт первого производственного цикла экструдируют через головку для получения экструдированного корпуса, а система управления оперативно соединяет сопла с источником (источниками) текучей среды, подходящим для первого продукта; затем выполнение второго производственного цикла изготовления второго продукта, во время которого основный съедобный продукт второго производственного цикла экструдируют через головку для получения экструдированного корпуса, а система управления оперативно соединяет сопла с источником (источниками) текучей среды, подходящим для второго продукта, в котором между производственными циклами отличающийся источник (источники) текучей среды соединяют с таким же или разными соплами, и/или такой же источник (источники) текучей среды соединяют с разными соплами.
Способ может содержать экструдирование того же основного съедобного материала через экструзионную головку для получения экструдированного корпуса и в первом, и во втором производственных циклах.
Изготовление можно переключать из первого производственного цикла во второй производственный цикл, без остановки экструдирования основного съедобного продукта.
В соответствии с третьим аспектом изобретения здесь обеспечен способ изготовления съедобных продуктов, имеющих экструдированный участок корпуса, образованный из съедобного материала, причем корпус имеет множество капилляров, заполненных текучей средой, расположенной в нем, использующий устройство в соответствии с первым аспектом изобретения, в котором каждое сопло является независимо соединяемым с любым одним из по меньшей мере двух источников текучей среды, причем способ включает экструдирование основного съедобного продукта через головку для получения экструдированного корпуса, и использование системы управления, чтобы одновременно соединять выбранные сопла по меньшей мере с одним источником текучей среды, а оставшиеся сопла с по меньшей мере одним другим источником текучей среды так, чтобы заполненные текучей средой капилляры в экструдированном корпусе образовали изображение или рисунок, видимый в боковом сечении экструдированного корпуса.
Изображение или рисунок, определенный заполненными капиллярами, можно выбирать из группы, состоящей из: текста, чисел, логотипов, картинок и графических изображений.
Способ может включать использование системы управления, чтобы изменять источник (источники) текучей среды, с которыми, по меньшей мере, часть сопел соединены по текучей среде, в то время как основной съедобный материал экструдируют так, чтобы внутри каждого отрезка экструдата, соответствующего длине продукта, были участки, в которых заполненные текучей средой капилляры образовали разные изображения или рисунки.
Способ может включать соединение выбранных сопел с одним из источника воздуха и источника основного съедобного материала, использованного для образования экструдированного корпуса, и соединение остальных сопел с другим из источника воздуха и источника основного съедобного материала, использованного для образования экструдированного корпуса.
Способ может включать соединение выбранных сопел с одним из источника воздуха и источника жидкой начинки съедобного продукта и соединения остальных сопел с другим из источника воздуха и источника жидкой начинки съедобного продукта.
Способ может включать соединение выбранных сопел с источником по меньшей мере одной жидкой начинки съедобного продукта и соединения остальных сопел с источником по меньшей мере одной другой жидкой начинки съедобного продукта, отличающейся (контрастирующей) с первой начинкой. И в этом случае, одна из жидких начинок съедобного продукта может быть основным съедобным материалом, используемым для образования экструдированного корпуса.
В соответствии с четвертым аспектом изобретения обеспечен способ изготовления съедобных продуктов, имеющих экструдированный участок корпуса, образованный из съедобного материала, причем корпус имеет множество капилляров, расположенных в нем, использующий устройство в соответствии с первым аспектом изобретения, причем способ включает экструдирование основного съедобного продукта через головку для изготовления экструдированного корпуса и использование системы управления для изменения источника текучей среды и/или потока текучей среды, с которым соединено по меньшей мере одно из сопел, в то время как основной съедобный продукт экструдируют так, чтобы внутри каждого отрезка экструдированного корпуса, соответствующего длине продукта, по меньшей мере один из капилляров заполнялся разными текучими материалами в разных положениях по его длине и/или образовался в разных положениях на разных участках по его длине.
Способ может включать соединение упомянутого по меньшей мере одного сопла с источниками текучих материалов, которые имеют разные ароматы, цвета и/или текстуры.
Когда по меньшей мере часть сопел сообщены по текучей среде и система управления выполнена, чтобы селективно соединять сообщенные по текучей среде сопла коллективно с любым одним из по меньшей мере двух источников текучей среды, способ может включать использование системы управления для изменения источника текучей среды, с которым сообщенные по текучей среде сопла соединены, в то время как основной съедобный продукт экструдируют так, чтобы каждый отрезок экструдированного корпуса, соответствующий длине продукта, имел по меньшей мере два участка, в которых капилляры заполнены разными текучими материалами.
Когда каждое из сопел независимо соединено с любым одним из по меньшей мере двух источников текучей среды, способ может включать введение одного текучего материала через часть сопел и введение по меньшей мере одного другого текучего материала через другие сопла одновременно так, чтобы по меньшей мере в одном участке каждого отрезка экструдированного корпуса, соответствующего длине продукта, некоторые капилляры были заполнены упомянутым одним текучим материалом, а другие из капилляров заполнены упомянутым по меньшей мере одним другим текучим материалом. Способ может включать изменение пропорции сопел, соединенных с каждым из упомянутого одного текучего материала и упомянутого по меньшей мере одного другого текучего материала во время экструдирования каждого отрезка экструдированного корпуса, соответствующего длине продукта.
В соответствии с пятым аспектом изобретения здесь обеспечен съедобный продукт, содержащий экструдированный участок корпуса, имеющий множество заполненных текучей средой капилляров, имеющих ширину или диаметр 3 мм или менее, в котором капилляры образуют изображение или рисунок, видимый в боковом сечении экструдированного корпуса.
Изображение, образованное заполненными текучей средой капиллярами, можно выбирать из группы, состоящей из: текста, чисел, логотипов, картинок, графических изображений.
Капилляры можно заполнять воздухом. В качестве альтернативы, некоторые капилляры можно заполнять первым текучим материалом, а другие из капилляров можно заполнять по меньшей мере одним другим текучим материалом.
В соответствии с шестым аспектом изобретения здесь обеспечен съедобный продукт, содержащий экструдированный участок корпуса, имеющий множество заполненных текучей средой капилляров, имеющих ширину или диаметр 3 мм или менее, в котором по меньшей мере один из капилляров заполнен разными текучими материалами в разных положениях по его длине.
Все капилляры можно заполнять разными текучими материалами в разных положениях вдоль их отрезка.
Текучие материалы могут различаться по аромату, цвету и/или текстуре.
Съедобный продукт в соответствии либо с пятым, либо с шестым аспектами изобретения может быть кондитерским продуктом.
В соответствии с седьмым аспектом изобретения предлагается устройство для изготовления съедобного продукта, содержащее экструзионную головку, образующую путь потока, ведущий к выпускному отверстию головки для экструдирования основного съедобного материала для образования экструдированного корпуса, множество сопел внутри пути потока для введения съедобного текучего материала в экструдированный корпус для образования множества заполненных капилляров в экструдированном корпусе, и систему управления для селективного и независимого соединения каждого сопла, или по меньшей мере одной из двух или более групп сопел, с любым одним из по меньшей мере двух разных источников съедобного текучего материала.
Подробное описание изобретения
Конкретные варианты выполнения настоящего изобретения теперь будут описаны, только путем примера, в отношении прилагаемых чертежей, на которых:
Фиг.1 - принципиальная схема, показывающая известное устройство, используемое для продукта Примеров 1 и 2 в экспериментах, описанных в документе WO 2010/034973 A1.
Фиг.2 - принципиальная схема, показывающая известное устройство, используемое в соединении с устройством, показанным на Фиг.1, для обеспечения заполненных жидкостью капилляров, как описано и показано в документе WO 2010/034973 A1.
Фиг.3 - вид в перспективе сопловой сборки, образующей часть экструзионной головки в известном устройстве, показанном на Фиг.1 и 2.
Фиг.4 - вид сверху экструзионной головки, которая включает сопловую сборку, показанную на Фиг.3, и которая является частью известного устройства, показанного на Фиг.1 и 2.
Фиг.5 - вид в перспективе экструзионной головки Фиг.4, показывающий воздушные струи, использованные для охлаждения экструдата, когда он покидает головку.
Фиг.6 - схематичное представление устройства в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения.
Фиг.7 - схематичное представление соплового подающего узла для использования в устройстве по изобретению.
Фиг.8 - вид спереди экструзионной головки, содержащей матрицу впускных сопел для использования в устройстве Фиг.6.
Фиг.9 - схема, подобная Фиг.8, показывающая, как текучий наполнитель (жидкую начинку) можно вводить через определенные сопла для создания изображения в съедобном продукте, экструдируемом через экструзионную головку.
Фиг.10 - вид в боковом сечении через кондитерский продукт, в котором изображение в форме товарного знака образовано заполненными текучей средой капиллярами.
Фиг.11 - вид в продольном разрезе через часть экструдированного корпуса, образованного, используя устройство по изобретению, показывающий, как капилляры можно заполнять разными текучими материалами в разных сечениях вдоль каждого отрезка экструдата, соответствующего длине продукта.
Фиг.12 - схематичное изображение, показывающее, как блок управления, являющийся частью устройства по изобретению, можно соединять с обширной сетью, такой как Интернет.
Одинаковые ссылочные позиции, которые приняты в документе WO 2010/034973 A1, будут использованы в следующем описании, чтобы идентифицировать аналогичные признаки или признаки, которые выполняют по существу такую же функцию в устройстве в соответствии с настоящим изобретением, за исключением того, что ссылочные позиции будут увеличены на сто в первом варианте выполнения и еще на сто в каждом случае для каждого последующего варианта выполнения.
Фиг.6 схематично показывает устройство 100 для экструдирования съедобного продукта, содержащее множество капилляров по изобретению.
Устройство 100 подобно устройству 10, которое показано на Фиг.1-5, и содержит экструдер 180, имеющий цилиндр 128 и экструзионную головку 118. Экструзионная головка 118 содержит внешний корпус 170, образующий путь потока 171, ведущий в выпускное отверстие 120 головки, через которую основной съедобный материал экструдируется, чтобы образовать корпус 123 экструдата. Форма выпускного отверстия 120 образует внешний поперечный профиль экструдата. Устройство также включает первую систему 116 подачи материала, которая подает основной съедобный материал 130 в экструдер в состоянии, подходящем для экструдирования. Оно может содержать, например, бункерный подающий узел.
Определенное свойство экструдера 180 и первая система 116 подачи материала не является существенным элементом настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что для использования в устройстве настоящего изобретения можно принимать множество разных экструзионных конструкций в зависимости от материала, подлежащего экструдированию, включающих устройство, такое как устройство, описанное в документах WO 2005/056272 A1, WO 2008/044122 A1, WO 2010/034973 A1 и WO 2010/034981 A1. В общем, основной съедобный материал будет экструдироваться через экструзионную головку в жидком или расплавленном состоянии, и система подачи материала и экструдер должны быть сконфигурированы соответственно. Экструдер может быть, например, червячным экструдером (либо одночервячным, либо двухчервячным), поршневым экструдером или экструдером с насосом. В некоторых применениях можно прямо накачивать жидкий материал через экструзионную головку.
Сопловую сборку 158, имеющую множество полых игл или выпускных сопел 160, располагают внутри экструзионной головки 116 так, чтобы основной съедобный материал проходил по соплам и между ними, когда оно проходит по пути потока и через выпускное отверстие головки для получения экструдированного корпуса, содержащего множество капилляров, соответствующих в основном номеру, местоположению и форме сопел 160. Каждое из сопел 160 имеет выпускное отверстие на отдаленном расположенном позади по ходу конце и находится в связи по текучей среде с источником текучего материала так, чтобы текучую среду можно было вводить в капилляр, образованный в экструдированном корпусе относительно каждого сопла.
Как уже описано, устройство 100 подобно известному устройству 10, показанному на Фиг.1-5. Однако, в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения, в устройстве 100 каждое из сопел 160 является независимым и селективно соединяемым по меньшей мере с двумя разными источниками 150A, 150B текучей среды. Устройство 100 также содержит систему управления, обозначенную в общем ссылочной позицией 182, содержащую электронное управляющее устройство 183 и клапанный узел 184, выполненные, чтобы управлять, с каким из источников текучей среды каждое сопло 160 находится в связи по текучей среде.
Один возможный вариант выполнения подходящей сопловой системы 185 подачи показан схематично на Фиг.7. Каждое сопло 160 имеет внутренний канал 186 для текучей среды, который соединен по текучей среде с клапанным узлом 184 посредством трубопровода 187. Клапанный узел 184 содержит клапанное средство, действующие под управлением электронного управляющего устройства 183, чтобы селективно соединять каждый из трубопроводов с любым одним из по меньшей мере двух источников 150A, 150B текучей среды посредством трубопроводов 189 и 190 соответственно. На Фиг.7 показаны три выпускных сопла 160A, 160B, 160C, причем каждое независимо соединено с отдельным клапаном 188A, 188B, 188C соответствующим трубопроводом 187A, 187B, 187C. Каждый из клапанов 188A, 188B, 188C можно независимо переключать, чтобы соединять его соответствующее сопло с любым из двух источников 150A, 150B текучей среды. Клапаны могут быть электромагнитными клапанами, приводимыми в действие в ответ на управляющий сигнал от электронного управляющего устройства 183. Должно быть понятно, что три сопла и клапана показаны на Фиг.7 только для иллюстративных целей, и количество сопел и клапанов можно выбирать по требованию для любого конкретного применения.
В устройстве 100 каждое из сопел 160 можно независимо соединять с любым из двух или более источников 150A, 150B текучей среды в любой момент времени. Система 182 управления выполнена, чтобы селективно изменять источник текучей среды, с которым какое-либо сопло 160 соединяется по требованию, даже в то время, когда происходит экструдирование. Это значительно увеличивает универсальность и приспосабливаемость устройства 100 по сравнению с предшествующей техникой.
Имеется множество способов, в которых описанное выше устройство 100 можно использовать для изготовления съедобных продуктов.
В одном способе изображение создается в экструдированном продукте селективной подачей разных текучих материалов через разные сопла 160 одновременно. На Фиг.8 показана экструзионная головка, имеющая выпускное отверстие 120 кольцеобразной экструзионной головки с множеством выпускных сопел 160, рассеянных в области выпускного отверстия 120. На Фиг.9 показано, как букву "S" можно создавать, выбирая часть сопел 160A. Букву "S" можно различать в экструдированном продукте многими способами. В одном варианте, воздух или жидкую контрастную начинку вводят через выбранные сопла 160A, чтобы создавать капилляры, заполненные воздухом или жидкой начинкой, и невыбранные сопла 160B соединяют с источником основного съедобного материала, используемого для образования экструдированного корпуса так, чтобы, в действительности, никакие капилляры не были образованы относительно невыбранных сопел. В данной конструкции заполненные текучей средой капилляры образованы только относительно выбранных сопел 160A, чтобы образовать изображение в другом твердом экструдированном корпусе. В дополнительном варианте воздух можно направлять через выбранные сопла 160A и жидкую начинку вводить через невыбранные сопла или наоборот так, чтобы изображение было определено либо капиллярами, заполненными воздухом, либо капиллярами, заполненными контрастирующим жидким материалом. В дополнительном альтернативном варианте первую жидкую начинку можно вводить через выбранные сопла 160A, а вторую контрастную жидкую начинку можно вводить через невыбранные сопла 160B для определения изображения. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что имеется множество разных путей, которыми в экструдированном корпусе можно создавать изображение, вводя комбинацию разных жидких начинок и/или воздуха через выбранные и невыбранные сопла. Изображения, создаваемые таким образом, являются видимыми в сечении продукта как в куске горной породы. В некоторых продуктах капилляры открыты с обоих концов корпуса так, чтобы изображение можно было видеть. В других продуктах концы экструдированного корпуса покрывают или закрывают так, чтобы изображение было только видно, когда продукт надламывают с двух сторон.
Таким образом можно создавать множество типов изображения в зависимости от общей формы поперечного сечения экструдированного продукта и количества и размера сопел. Они могут включать: текст, номера, марки изготовителя и простые картинки или графические представления. Например, где экструдированный продукт является большим шоколадным блоком, будет можно экструдировать продукт, чтобы он имел слово, такое как имя человека, проходящее по его длине.
Должно быть понятно, что достижимое разрешение изображения зависит от используемых номера, размера и близости сопел 160. Таким образом, увеличенное разрешение изображения можно получать при использовании больших и меньших сопел, расположенных ближе вместе, но они получаются за счет более сложного сопла и средства подачи текучей среды. В частности, для использования в изготовлении изображения в экструдированном корпусе, сопла 160 могут быть расположены в виде матрицы (упорядоченной группы), в которой сопла 160 выровнены по рядам и колонкам или в другом рисунке.
Устройство 100, как описано выше, можно также использовать для изготовления продукта, котором экструдированное изображение изменяется вдоль отрезка продукта. Например, можно экструдировать плитку шоколада, в которой слова "Кадбери", "Молочный" и "Молоко"® появляются последовательно вдоль его длины. Чтобы достигнуть этого эффекта, систему 182 управления выполняют для изменения материала, вводимого по меньшей мере через часть сопел 160 во время экструдирования каждого отрезка экструдата, соответствующего длине продукта, для изготовления требуемых изображений на разных участках вдоль каждого отрезка продукта. Могут быть участки корпуса, не имеющего изображения между каждым другим изображением. В качестве альтернативы, изображения можно изменять в основном мгновенно или его можно постепенно размывать от одного изображения до следующего. На Фиг.10 схематично показано сечение через плитку шоколада, в которой слово "Cadbury"® образуется капиллярами.
Термин "отрезок продукта" используется здесь, как относящийся к отрезку экструдата, который образует основу отдельного экструдированного продукта. Когда материал экструдируют, он обычно образует в основном непрерывный отрезок экструдата, который впоследствии делят на отдельные отрезки. Отделенные отрезки могут составлять конечные продукты, или они могут подвергаться дальнейшей обработке, такой как складывание, фасонирование или покрытие. В некоторых случаях экструдат подвергают дальнейшей обработке, такой как растяжение прежде, чем он будет разделен. Соответственно, участок экструдата, который составляет отрезок продукта в экструзионной головке, не должен быть такой же длины, как конечный продукт непосредственно. Для представления потребителю можно упаковывать вместе более одного продукта. Например, когда экструдированный продукт является плиткой шоколада, каждую плитку можно упаковывать отдельно, или две или более плиток можно упаковывать вместе. Термин экструдированный продукт в этом контексте относится к каждому экструдированному изделию независимо от того, упаковывается ли он отдельно или вместе с одним или более экструдированными изделиями.
В альтернативном способе система 182 управления выполнена с возможностью изменения текучей среды, подаваемой по меньшей мере на часть сопел 160 во время экструдирования каждого отрезка экструдата, соответствующего длине продукта, так, чтобы каждый отрезок продукта содержал участки, имеющие разные ароматы, цвета и/или текстуры.
В простом примере каждое сопло 160 можно соединять с любым из двух источников жидкой начинки под командой системы 182 управления. Система 182 управления соединяет все сопла 160 с первым источником жидкой начинки, чтобы обеспечивать возможность экструдирования первого участка каждого отрезка экструдированного корпуса, соответствующего длине продукта, и впоследствии соединяет сопла со вторым источником жидкой начинки, чтобы обеспечивать возможность экструдирования второго участка каждого отрезка экструдированного корпуса, соответствующего длине продукта. Этот цикл повторяется так, чтобы каждый отрезок экструдированного корпуса, соответствующий длине продукта, имел первый участок, в котором капилляры заполнены первой жидкой начинкой, и второй участок, в котором капилляры заполнены второй жидкой начинкой с ароматом, цветом и/или текстурой, которые отличаются от аромата, цвета и/или текстуры первой начинки. Одна из жидких начинок может быть такой же, как и материал, используемый для образования экструдированного корпуса так, чтобы один из участков в действительности не имел бы никаких капилляров. Фиг.11 является продольным сечением через отрезок экструдата 123, показывающим, как одиночный отрезок X продукта экструдата может содержать первый и второй участки Y, Z, в которых капилляры 194 заполнены разными начинками 196, 198.
Участки не должны полностью состоять из разных частей, поскольку они могут постепенно изменяться по аромату, цвету и/или текстуре вдоль отрезка продукта. Например, экструдируя отрезок продукта, первую жидкую начинку можно вводить первоначально через все сопла и сопла постепенно переключать к источнику второй жидкой начинки, имеющей другой аромат, до тех пор, пока все сопла не обеспечат вторую жидкую начинку, когда экструзия отрезка продукта подходит к концу. Этот вариант можно использовать, чтобы создавать постепенное изменение аромата, цвета и/или текстуры по отрезку продукта.
Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что устройство 100 можно использовать многими разными способами, чтобы создавать разные комбинации ароматов и текстур. Например, воздух можно вводить через часть сопел, а жидкую начинку вводить через другие сопла одновременно так, чтобы экструдированный корпус имело комбинацию капилляров, заполненных воздухом и жидкой начинкой, чтобы создавать комбинации разных вкусов/текстур. Отношение капилляров, заполненных воздухом и заполненных жидкостью, может быть разным и его можно изменять в течение каждого экструдированного отрезка продукта для изменения вкуса/структуры. Дополнительно или в качестве альтернативы, две или более разных жидких начинок можно вводить через разные сопла одновременно, чтобы создавать разные комбинации вкуса, цвета и текстуры. Отношение разных начинок может быть разным, и его можно изменять в течение каждого экструдированного отрезка продукта так, чтобы каждый отрезок продукта имел участки с разными ароматами, цветами и/или текстурами. Как с предыдущим примером, воздух можно вводить одновременно через часть сопел.
Хотя возможность соединения каждого сопла 160 независимо с двумя или более разными источниками текучей среды предпочтительна с точки зрения полной универсальности, значительные преимущества можно еще достигнуть, если устройство 100 модифицировать так, чтобы все сопла 160 были соединены по текучей среде и были коллективно соединены с любым из двух или более источников текучей среды системой 182 управления. В одном варианте выполнения все сопла 160 соединены по текучей среде с общим впускным отверстием, которое соединено с любым из двух или более источников текучей среды посредством клапанного узла, управляемого блоком 183 управления. Эту конструкцию проще осуществить, но при этом она еще позволяет иметь по меньшей мере два участка экструдируемых продуктов, в которых капилляры заполнены разным материалом. Разные текучие среды могут включать, например, воздух и/или разные жидкие начинки. Также можно соединять сопла 160 с источником текучей среды, содержащей такой же материал, который использован для образования корпуса продукта так, чтобы по меньшей мере на одном участке продукт не имел никаких капилляров. Такую конструкцию можно использовать для образования областей с жесткими торцевыми колпачками, не имеющими капилляров с обоих концов экструдированного продукта. Это было бы предпочтительно, когда жидкая начинка остается жидкой после экструдирования продукта и сохраняется в продукте с помощью областей с жесткими торцевыми колпачками. Альтернативное средство образования областей с жесткими торцевыми колпачками заключается в том, чтобы временно останавливать введение жидкой начинки через сопла и увеличивать поток основного съедобного материала через головку так, чтобы разрушать капилляры для создания участка в экструдированном корпусе, не имеющего капилляров. Дополнительные способы и устройство для изготовления жестких торцевых колпачков раскрыты в находящейся одновременно на рассмотрении заявке на патент Великобритании № GB1003288, содержание которой таким образом включено путем ссылки.
Дополнительное предпочтительное применение устройства 100 по изобретению должно обеспечивать возможность изготовления, подлежащего переключению между разными продуктами быстро и в некоторых случаях без остановки процесса экструдирования. Таким образом, первый продукт можно изготавливать соплами 160, соединенными коллективно или независимо, с одним или более источниками текучей среды, как предназначено для этого продукта. Изготовление можно затем переключать на разные продукты с помощью использования системы 182 управления, чтобы соединять сопла, коллективно или независимо, с одним или более источниками текучей среды, как предназначено для дополнительного продукта. В простом примере, где все сопла соединены по текучей среде, первый продукт можно изготавливать соплами 160, соединенными с источником первой жидкой начинки, имеющей первый аромат, и изготовление переключать на второй продукт, соединяя сопла с источником второй жидкой начинки, имеющей другой аромат. Когда устройство 100 используют для экструдирования плитки шоколада, в качестве, например, одного примера изготовление можно переключать между плитками, имеющими начинку с ароматом апельсина, на плитку, имеющую аромат мяты. Однако должно быть понятно, что, когда сопла 160 являются независимо соединяемыми с любым из двух или более источниками текучей среды, имеется большое количество возможных вариантов, которые можно принимать. Также должно быть понятно, что в любом из производственных циклов, продукт можно экструдировать, чтобы он имел разные начинки на разных участках корпуса в соответствии со способами и устройством, описанными выше.
Возможность быстрого переключения изготовления между двумя или более продуктами обеспечивает возможность изготовления продуктов с относительно малыми порциями цикла, и также открывает возможность создания более широкой номенклатуры изделий, чем могло бы коммерчески выполнимым, используя обычное устройство.
Хотя в предпочтительном варианте выполнения сопел 160, показанных соединяемыми с любым из двух альтернативных источников 150A, 150B текучей среды, должно быть понятно, что количество источников текучей среды, с которыми можно соединять сопла 160, не должно быть ограничено двумя. Таким образом, модифицируя устройство соответственно, можно выполнять, чтобы сопла 160 были соединены, либо независимо, либо коллективно, либо в группах, с любыми из трех, четырех или больше источниками текучей среды для увеличения универсальности устройства. Однако будет требоваться более сложное управление и сообщение по текучей среде.
Электронное управляющее устройство 183 может содержать ЦП, такой как компьютер. ЦП может быть действующим, чтобы выполнять соответствующую программу для определения того, какие сопла 160 источников текучей среды требуются для соединения, чтобы изготовить требуемый продукт и обеспечить соответствующий выход или выходы к клапанному узлу или к соленоидным приводам, связанным с клапанным узлом с целью заданных соединений. В качестве альтернативы, или дополнительно, электронное управляющее устройство 183 может быть действующим в ответ на входной сигнал от оператора и/или от дополнительного компьютера, чтобы соединять сопла с требуемым источником текучей среды.
ЦП можно соединять с компьютерной сетью, которая может быть частной компьютерной сетью, такой как Интранет, или локальной вычислительно сетью (ЛВС), или она может быть обширной сетью (ГВС), такой как Интернет. Соединение системы 182 управления с компьютерной сетью обеспечивает возможность объединять систему управления с частью более широкой системы управления производственным процессом множеством способов. Например, когда устройство 100 используют, чтобы обеспечивать возможность переключения изготовления между разными продуктами, производственным циклом для разных продуктов можно автоматически управлять в ответ на заказы продукта через компьютерную сеть. Систему 182 управления можно также объединять с системой управления для того, чтобы упаковать продуктов после экструдирования, для обеспечения применения требуемого упаковывания. В качестве альтернативы, или дополнительно, данные от устройства 100 относительно использования разного материала в процессе экструдирования можно подавать назад через компьютерную сеть для обеспечения возможности переупорядочивания материала, когда он израсходован.
Увеличенная универсальность устройства 100 по изобретению и возможность быстрого переключения изготовления от одного продукта к другому, открывает возможность изготовления выполненных по индивидуальному заказу продуктов в ответ на заказы потребителя.
Изготовление продукта по требованиям может принимать множество форм. Например, потребитель может устанавливать конкретное изображение, которое будет содержаться в продукте. Таким образом, например, можно заказать продукт, имеющий конкретное название или логотип, проходящий по нему. Потребителю можно предложить ряд изображений, из которых можно выбирать, или потребителю можно предложить возможность обеспечения графического изображения, которое оценивают, чтобы определить, можно ли его воспроизвести для продукта приемлемого качества. В качестве альтернативы, или дополнительно, удовлетворение требованиям потребителя может принимать форму точного определения комбинаций конкретных ароматов и/или вкусов, текстур и/или цветов. Потребитель может точно определять требуемый аромат и выполненное программное обеспечение для определения, какие текучие среды необходимо вводить в капилляры для достижения требуемого аромата. В качестве альтернативы, заказчик может быть способен выбирать конкретные текучие среды, подлежащие введению. Когда сопла являются независимо соединяемыми с любым из множества источников текучей среды, потребитель может быть способен указывать конкретные комбинации текучих материалов и пропорции между ними. Таким образом, потребитель может упорядочивать продукт, имеющий конкретный аромат или комбинацию ароматов, которые могут отличаться на разных участках продукта. Например, если продукт будет плиткой шоколада, то потребитель может указывать, чтобы применяли начинки со вкусом апельсина и лимона, и может дополнительно устанавливать отношение апельсина и лимона для получения их собственных личных предпочтений. Заказ потребителя может быть для одного продукта, или может потребоваться минимальный заказ более одного продукта.
Заказы потребителей можно принимать разными способами, но особенно предпочтительно заказы потребителей принимать через компьютер, используя компьютерную сеть, такую как Интернет. Программное обеспечение заказа можно запрограммировать, чтобы собирать требуемые данные для обработки и доставки заказа, и оно может включать средство для автоматического определения графических изображений, чтобы установить, могут ли они быть воспроизведены в продукте. В одном варианте выполнения систему 182 управления соединяют как часть сети так, чтобы, как только заказ обработан, система 182 управления была способна автоматически управлять процессом изготовления заказанного продукта.
На Фиг.12 схематично показано соединение системы 182 управления устройства 100 с компьютером 200 потребителя через Интернет 201. Детали аппаратного и программного обеспечения, требуемого для достижения подходящего соединения, известны и поэтому не будут описаны подробно. Систему 182 управления непосредственно невозможно соединять напрямую с Интернетом, но ее можно соединять через сервер или главный компьютер 202. Используя интернет-соединение, потребитель может размещать заказ для выполненного по индивидуальному заказу продукта с его собственного компьютера. Заказ обрабатывается и следует в систему 182 управления, управляющую текучими средами, подаваемыми к разным соплам 160, чтобы изготовить заказанный продукт. Система 182 управления может быть частью большей системы управления, которая управляет другими аспектами процесса экструдирования так, чтобы потребитель мог также включать выбор основного съедобного материала, используемого для образования корпуса продукта, а также начинок капилляров из текучих материалов.
В большинстве случаев ожидается, что изготовление выполненных по индивидуальному заказу продуктов будет удалено от места заказа и что продукты будут отправлены потребителю почтой или курьером. Однако в объем изобретения входит обеспечение локальных производственных помещений мелкого масштаба в областях розничной продажи, к которым потребитель может получать доступ, чтобы размещать заказ, который может быть принят в тот же день. В этом случае заказ может быть принят оператором, который вводит необходимую инструкцию в систему 182 управления, или потребитель может размещать заказ через компьютер в магазине или киоске, который объединен в сеть с системой 182 управления, возможно через ЛВС.
Выполнение по индивидуальному заказу особенно улучшается, когда каждое из сопел 160 независимо соединяют с любым из двух или более источников текучей среды. Однако более ограниченное выполнение по индивидуальному заказу можно также предлагать, когда устройство модифицируют так, чтобы сопла 160 были коллективно соединены с разными источниками текучей среды. Также в объеме изобретения имеется сопловой узел, в котором сопла обеспечены в виде множества групп, причем сопла в каждой группе коллективно соединены с разными источниками текучей среды под управлением системы управления, но в котором источник текучей среды для каждой группы можно изменять независимо от другой группы или групп.
Принимая во внимание, что изобретение имеет конкретное применение при изготовлении кондитерских изделий, его можно также адаптировать к изготовлению других съедобных продуктов, включающих несладкие продукты. Проведенные испытания показали, что из любого материала, обычно твердого при комнатной температуре (рассматриваемой как приблизительно 20°C), но способного экструдироваться при повышенной температуре и давлении, можно сформировать корпус, имеющий капилляры, используя устройство по изобретению.
Для использования при изготовлении кондитерских изделий основной материал, используемый для изготовления участка корпуса, может содержать любой один или более из множества материала, обычно используемого в изготовлении кондитерских изделий - таких как леденец, жевательная резинка и шоколад и т.д. В некоторых вариантах выполнения часть корпуса является шоколадной. Подходящий шоколад включает: темный, молочный, белый и составной шоколад. В некоторых вариантах выполнения частью корпуса является жевательная резинка, баббл-гам или гуммиоснова. В других вариантах выполнения частью корпуса является леденец. Подходящий леденец включает карамель, жевательный леденец, тягучий леденец, желе, ириску, мягкую ириску, нугу и т.п. Корпус можно образовывать более, чем из одного съедобного материала, и это материала можно смешивать или экструдировать в отдельных частях.
Для использования в изготовлении несладких съедобных продуктов основной материал, используемый для изготовления участка корпуса, может содержать любой один или более из множества материала, обычно используемого в изготовлении несладких продуктов, таких как паста, блюда из злаков, овощные продукты и сыр.
Следует также отметить, что термин "жидкость" в описании и формуле изобретения, относительно материала для заполнения капилляров, означает материал, который находится в жидком или текучем состоянии, когда введено в капилляры через сопла. Таким образом, термин не только охватывает материал, который остается в жидком состоянии в капиллярах при комнатной температуре после экструдирования, но также и материал, который может быть растопленной жидкостью при повышенных температурах и/или давлении с целью введения ее через сопла в капилляры и которая впоследствии затвердевает после экструдирования. Например, горячий шоколад можно вводить в капилляры и обеспечивать возможность затвердевания, когда охлажден при комнатной температуре. В качестве альтернативы, капилляры можно заполнять материалом, который вкладывается в виде жидкости и который впоследствии затвердевает. В таких вариантах выполнения затвердевание может зависеть или не зависеть от теплоты. Должно быть понятно, что затвердевания заполненных жидкостью капилляров можно достигать многими способами. Например, затвердевание может иметь место в результате одного или более из нижеперечисленного:
охлаждения - начинка может быть расплавленной при введении, а затем охлаждается в твердое состояние при комнатной температуре;
нагревания - начинка может быть жидкой при введении, но теплота экструдированного участка корпуса отверждает начинку (например, свежий яичный белок, введенный в экструдированный участок корпуса горячей карамели, отверждается при контакте с ней);
сушки - начинка может быть раствором, который засыхает (например, влага из раствора через или в экструдированный участок корпуса);
потери раствора - начинка может быть в растворителе, который поглощается экструдированным участком корпуса, оставляя твердый корпус;
химической реакции - начинка может быть введена в жидком виде, но взаимодействует или проникает в твердое вещество;
сшивания - начинка может содержать ингредиент для материала, сшитого при смешивании и/или нагревании; и
времени - начинка может просто затвердевать со временем (например, раствор сахара и желатина в конечном счете затвердевает).
Подходящие жидкие начинки для капилляров включают водные среды, жиры, шоколад, жженый сахар, какао-масло, помадку, сиропы, арахисовое масло, джем, желе, гели, трюфель, пралине, жевательный леденец, карамель, сыр, орехи, овощные продукты или любую их комбинацию или смесь, но без ограничения этим.
Вышеописанные варианты выполнения предназначены не для ограничения объема формулы изобретения, а лишь для описания примеров практического осуществления изобретения.
Реферат
Группа изобретений относится к пищевой промышленности, в частности к устройству и способам изготовления съедобных продуктов посредством экструдирования. Устройство (100), содержит экструзионную головку (118) для экструдирования основного съедобного материала и получение экструдированного корпуса. Множество сопел (160) расположено внутри экструзионной головки для введения съедобного текучего материала в экструдированный корпус и образования множества заполненных капилляров. Система (182) управления способна селективно соединять по меньшей мере одно из сопел с любым одним из по меньшей мере двух разных заполненных текучей средой источников (150A, 150В). Система управления способна соединять каждое из сопел независимо с разными источниками текучей среды или выполнять сопла в двух или более группах, взаимосвязанных по текучей среде, причем возможно каждое сопло независимо переключать между разными источниками текучей среды. Устройство может использоваться для получения продуктов, в которых начинки в капиллярах разные или в которых изображение образуется в сечении. Устройство может также использоваться для переключения производства между продуктами, имеющими разные начинки, без остановки экструдирования. Использование группы изобретений позволит расширить ассортимент получаемых съедобных продуктов. 6 н. и 18 з.п. ф-лы, 12 ил.
