(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品素材の塊から製品を型成形するための方法であって、
・  型部材（８）の一部であるキャビティ（９）を、前記塊を前記キャビティに充填する供給チャネル（１２）を通過して移動させるステップであって、前記供給チャネル（１２）は供給ポンプ（４）に連結され、前記供給ポンプは前記供給チャネルを通じて前記塊を前記キャビティに圧送するようなステップと、
・  前記供給チャネルに対する前記キャビティ（９）の位置を決定および／または検出するステップと、
・  所望のセット圧力に従って前記ポンプの圧力を制御するステップと、
を含む方法において、
前記キャビティ（９）の移動方向の始端部（Ｂｍｃ）から終端部（Ｅｍｃ）までの長さ（Ｌｃ）は、同方向における前記供給チャネル（１２）の幅（Ｗｆｃ）より長く、
前記所望のセット圧力（ｐ−ｓｅｔ）は、前記キャビティに前記塊を充填するために傾斜に従って増加され、次いで、前記供給チャネル（１２）に対する前記キャビティ（９）の位置に基づいて前記キャビティの充填中に傾斜に従ってゼロまで減少されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記所望のセット圧力（ｐ−ｓｅｔ）の増加の開始点は、所望のオフセット（ｏ−ｓｐ）だけ前記キャビティの始端部（Ｂｍｃ）に対して遅れていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記所望のセット圧力（ｐ−ｓｅｔ）の減少の停止点は、所望のオフセット（ｏ−ｅｐ）だけ前記キャビティの終端部（Ｅｍｃ）に対して進んでいることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記キャビティの前記充填中に体積流量率（ｖｆｒ）が制御されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記キャビティの前記充填中に前記体積流量率（ｖｆｒ）が一定でないことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記食品の塊の前記体積流量率は、１つのキャビティのために送達されるべき前記食品の塊の量と、キャビティの前記充填の所望のオフセット（ｏ−ｓｐ）とに基づいて制御されることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記体積流量率（ｖｆｒ）の増加の開始点は、所望のオフセット（ｏ−ｓｐ）だけ前記キャビティの始端部（Ｂｍｃ）に対して遅れていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記体積流量率（ｖｆｒ）の増加の停止点は、所望のオフセット（ｏ−ｅｐ）だけ前記キャビティの終端部（Ｅｍｃ）に対して進んでいることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記既に送達された量の食品の塊は、キャビティの充填中に少なくとも１回測定されることを特徴とする請求項４〜８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記食品の塊の前記体積流量率は、前記測定した量に基づいて調整されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記食品の塊の前記体積流量率は、前記キャビティが特定の割合まで充填された後に調整されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ポンプの前記圧力および／または前記体積流量率は、前記型部材の移動速度に合わせて自動的に調整されることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記型部材（８）の運動に関連する前記所望のセット圧力（ｐ−ｓｅｔ）は、充填中にキャビティ（９）が移動する距離（Ｌｆ）が前記型部材の運動方向のキャビティ長（Ｌｃ）に等しいかまたはそれより長いように選ばれることを特徴とする前記請求項１〜１２の何れか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記キャビティ（９）を移動させるステップは、隣接する複数列のキャビティ（９）を移動させることを含み、
前記ポンプを制御するステップは、前記セット圧力が前記キャビティのそれぞれの前記充填の間に変更されるように前記ポンプを制御することを含み、
前記供給チャネル（１２）の幅（Ｗｆｃ）は、前記供給チャネルが２つの別々の列の２つのキャビティと同時に流体連通し得るようになっており、
前記供給チャネル（１２）が２つの隣接する列のキャビティに重なる間、前記セット圧力プロファイルは、双方のキャビティについて同一であることを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記セット圧力は、前記重なりが終わった後に増加されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記キャビティ（９）を移動させるステップは、隣接する複数列のキャビティ（９）を移動させることを含み、
前記ポンプを制御するステップは、前記食品の塊の体積流量率が前記キャビティのそれぞれの前記充填の間に変更されるように前記ポンプを制御することを含み、
前記供給チャネル（１２）の幅（Ｗｆｃ）は、前記供給チャネルが２つの別々の列の２つのキャビティと同時に流体連通し得るようになっており、
前記供給チャネル（１２）が２つの隣接する列のキャビティに重なる間、前記体積流量率は、双方のキャビティについて同一であることを特徴とする請求項４〜１５の何れか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記体積流量率は、前記重なりが終わった後に増加することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記キャビティの前記充填は、前記ポンプの前記圧力を制御することによって部分的に実施され、かつ、前記ポンプの移送量および／または前記ポンプの前記体積流量率を制御することによって部分的に実施されることを特徴とする請求項４〜１７の何れか１項に記載の方法。
【請求項１９】
各キャビティは、先ず前記ポンプの前記移送量および／または前記ポンプの前記体積流量率を制御することによって充填され、次いで前記ポンプの前記圧力を制御することによって充填されることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品素材（food stuff）の塊（mass、凝集体）から製品を成形（moulding）するための方法であって、下記ステップを含む方法に関する。
・  塊をキャビティに充填する供給チャネルを通過して、型部材の一部であるキャビティを移動させるステップであって、前記供給チャネルは供給ポンプに連結され、前記供給ポンプは前記供給チャネルを通じて前記塊を前記キャビティに圧送するステップ。
・  前記供給チャネルに対する前記キャビティの位置を決定および／または検出するステップ。
・  前記供給ポンプの所望のセット圧力を制御するステップ。
【背景技術】
【０００２】
この方法は、最新技術の水準から公知であって、型部材の中のキャビティを充填するために利用することができ、型部材は、例えば、肉、魚、芋または野菜から食料品（food article）を形成するために使用される。この型部材は、２つの位置の間を直線的に往復動するプレートかまたは回転式のドラムになっている場合がある。型部材は、多数のキャビティを備えており、キャビティは、型部材の運動の方向に垂直に、特に、ドラムの回転軸に平行に延び得る列に配列される場合がある。型部材がドラムである場合、それは好適な実施形態ではステンレス鋼製の管形の要素から作られる。この管形の要素には、リブが加えられる場合があり、リブは、ドラムの長手方向の列を提供する。多孔性の材料、例えば、焼結ステンレス鋼で作られた要素が、リブの間に位置決めされる場合がある。各列には、ドラムの長手方向に延び、管形の要素の外径と多孔性の構造の間に位置する流体通路が備え付けられることが望ましい。キャビティを充填する間において、キャビティの中に閉じ込められた空気は、キャビティの壁と周囲の多孔性の構造を介して、また、ドラムから通路を介して逃げることができる。形成された製品を排出する間において、流体は、圧力源を介して、通路および多孔性の構造を通してキャビティに流れて行く。この流体の流れにより、形成した製品とキャビティの壁の間の接着力がなくなり、その結果、形成された製品は、例えば、ベルト上に排出される。形成された製品がキャビティから排出される間に、流体が、隣接する列に流れて行くのを防止するため、ドラムの設計と型ドラムを通した流体の流れが記載されている国際公開第２０１２／１０７２３６号を参照することができる。
【０００３】
型部材と共に使用することのできる塊供給システムとプロセスが記載されている国際公開第２０１３／１０７８１５号を参照することもできる。この特許出願の中の実施例のうちの１つには、容積式（positive displacement）供給ポンプの使用および設計について記載され、また、ドラムの長手方向の形成された製品すべてについて同じ製品重量を達成するために、ポンプ、分配器およびドラムの幅全体にわたって圧力を均等にするための圧力制御システムも記載されている。
【０００４】
この出願にはさらに、型部材内のキャビティを圧力制御式に充填することや容積制御式（volume controlled）に充填することも記載されている。制御ユニットは、例えば、前の列が完全に充填されていない場合に、次の列のキャビティを充填することを調整するために知能を具備することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、最新技術の水準から公知である、食品の塊から製品を型成形するための方法を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、食品素材の塊から製品を型成形するための方法であって、
・  型部材の一部であるキャビティを、塊をキャビティの中に充填する供給チャネルを通り過ぎるように、移動させることであって、供給チャネルが供給ポンプに連結され、供給ポンプが供給チャネルを介して塊をキャビティの中にポンプ送りする、移動させることと、
・  供給チャネルに対するキャビティの位置を決定および／または検出することと、
・  所望のセット圧力に従ってポンプの圧力を制御することと、
を含み、所望のセット圧力は、キャビティを塊で充填するために、増加され、次いで、供給チャネルに対するキャビティの位置に基づいてキャビティが充填される間またはその後に、減少される、方法によって実現される。
【０００７】
本発明方法により、扱いにくくその組織が容易に損傷し易い魚などの製品の品質および構成を維持することができる。圧力制御を行うことにより、圧力の変化を緩やかにすることができ、過剰な圧力や不要な加圧の機会が回避される。本発明方法のさらなる利点は、充填する圧力すなわち充填中に食品の塊がさらされる圧力が低いことであり、これにより、シールプレートと型部材例えばドラムの間や切断部材とドラムの間が低圧になり、その結果、ドラムの曲がりがより小さくなり、シールプレートとドラムの間の食品の塊の漏れがより少なくなり、シールプレートと切断部材の寿命が延びる。
【０００８】
本発明のこの実施形態に役立つ開示は、本発明の他の実施形態にも妥当すると共にそれと関連付けることができ、その逆もまた同様である。
【０００９】
本発明は、供給ポンプ、好ましくは、容積式ポンプと、キャビティを備える型部材、好ましくは、回転式型ドラムと、を有するシステムに基づいている。供給ポンプは、それに限定されないが、ロータを備えた容積式ポンプであることが好ましい。供給ポンプは、食品の塊をホッパから型部材のキャビティの中にポンプ送りし、そこでは、食品の塊が、その結果物の食料製品、例えば、パティに形成される。
【００１０】
本システムは、肉、魚、芋、およびほうれん草などの野菜を処理するのに利用することができる。特に、本システムは、本発明に係る方法を実施するのに利用することができる。本発明に係る方法は特に、高品質な内臓（肉）以外の全食用部位の肉製品（whole muscle meat products）などの扱いにくく容易に損傷する製品を処理するのに適している。好ましくは、型部材は、食品の塊をそのキャビティに充填する充填位置から、形成された製品をキャビティから除去する排出位置まで、回転するドラムである。
【００１１】
型部材、好ましくは、型ドラムは、製品を形成するためにキャビティを備えており、好ましくは、多孔性材料で少なくとも部分的に作られ、例えば、焼結金属材料で作られている。各多孔性キャビティは、より好ましくはドラムの長手方向に延びる流体通路に連結される。排出位置から充填位置にドラムが回転する間、キャビティに、好ましくは、空気が充填される場合がある。製造用キャビティの中に製品を充填する間、キャビティ内のこの空気は、好ましくは、少なくとも部分的な多孔性キャビティの多孔性壁を通して排出される。
【００１２】
追加的または代替的に、製品内のガス、例えば、空気は、製品から多孔性材料を通して、そして流体通路を介して、例えば、周囲まで、移転させることができる。
【００１３】
本発明によれば、供給チャネルに対するキャビティの位置は、決定および／または検出される。これは、例えば、センサによって行うことができる。
【００１４】
さらに、所望のセット圧力に従ってポンプの圧力が制御され、所望のセット圧力は、キャビティを塊で充填するために、増加され、次いで、供給チャネルに対するキャビティの位置に基づいてキャビティが充填される間またはその後に、減少される。
【００１５】
それぞれのキャビティまたは１列のキャビティの充填が完了した後に圧力が減少されるため、食品の塊の損傷が少なくとも低減される。移送される量ではなく圧力が制御されるので、各キャビティが完全に充填されるのは確かである。
【００１６】
好ましくは、所望のセット圧力は、傾斜に従って、増加および／または減少される。食品の塊上のこの緩やかな圧力増加のために、食品の塊の損傷が少なくとも低減される。
【００１７】
本発明のさらに別の好適な実施形態では、所望のセット圧力は、キャビティの充填後にゼロまで減少される。代替的に、所望のセット圧力は、キャビティの充填後にゼロより上に保持される。
【００１８】
本発明の別の主題は、食品素材の塊から製品を型成形するための方法であって、
・  型部材の一部であるキャビティを、塊をキャビティの中に充填する供給チャネルを通り過ぎるように、移動させることであって、供給チャネルが供給ポンプに連結され、供給ポンプが供給チャネルを介して塊をキャビティの中にポンプ送りする、移動させることと、
・  供給チャネルに対するキャビティの位置を決定および／または検出することと、
・  ポンプを制御することと、
を含み、体積流量率（volumetric flow rate）がキャビティの充填中に制御される。
【００１９】
本発明のこの実施形態に役立つ開示は、本発明の他の実施形態にも妥当すると共にそれと関連付けることができ、その逆もまた同様である。
【００２０】
本発明のこの実施形態によれば、体積流量率、すなわち、充填されるべきキャビティの中に放出される時間単位（例えば、秒）当たりの食品の塊の量（例えば、リットル）は、各キャビティの充填中におよび／または１列のキャビティの充填中に、制御される。体積流量率は、例えば、センサ（例えば、流量計）によって測定することができる。このセンサの信号は、制御ユニットに転送されて、供給ポンプ、例えば、その回転速度が制御される。代替的に、センサ（例えば、カメラ）は、キャビティの充填の程度を観察し、その信号を、供給ポンプを制御する制御ユニットに送信することができる。代替的に、１つのキャビティに充填中の体積流量率のプロファイルは、所定のカーブにすることができる。
【００２１】
好ましくは、体積流量率は、キャビティの充填中に一定ではない。さらに好ましくは、体積流量率は、型部材の運動方向に垂直な方向のキャビティの拡張（extension）によって変化する。この実施形態は、この拡張が一定でない場合に好適である。それは、例えば、丸いまたは長円形のパティを製造する場合に当てはまる。
【００２２】
本発明の好適な実施形態では、食品の塊の体積流量率は、１つのキャビティのために送達されるべき食品の塊の量と、キャビティの充填の所望のオフセットとに基づいて制御される。
【００２３】
好ましくは、キャビティの中に既に送達された量の食品の塊は、キャビティの充填中に少なくとも１回測定される。この測定に基づいて、食品の塊の体積流量率は、好ましくは調整される。
【００２４】
好ましくは、食品の塊の体積流量率は、キャビティが特定の割合まで充填された後に調整される。操作者は、それぞれのキャビティが充填されるべき最大の程度を設定することができる。その程度に達するや否や、体積流量率が変わり、好ましくは、減少する。
【００２５】
本発明の別の実施形態は、食品素材の塊から製品を型成形するための方法であって、
・  型部材の一部であるキャビティを、塊をキャビティの中に充填する供給チャネルを通り過ぎるように、移動させることであって、供給チャネルが供給ポンプに連結され、供給ポンプが供給チャネルを介して塊をキャビティの中にポンプ送りする、移動させることと、
・  供給チャネルに対するキャビティの位置を決定および／または検出することと、
・  ポンプを制御することと、
を含み、ポンプの圧力および／または体積流量率は、型部材の動作の速度に自動的に調整される。
【００２６】
本発明のこの実施形態に役立つ開示は、本発明の他の実施形態にも妥当すると共にそれと関連付けることができ、その逆もまた同様である。
【００２７】
本発明のこの実施形態は、操作者が設定すべきことは型部材の動作速度、特に、型ドラムの回転速度だけであるという利点を有する。充填サイクルは、そのとき自動的に適合する。
【００２８】
好ましくは、型部材の運動に関連する所望のセット圧力は、充填中にキャビティによってカバーされる距離が型部材の運動方向のキャビティ長に等しいかまたはそれより長いように選ばれる。
【００２９】
本発明のこの好適な実施形態は、キャビティの充填が極めて穏やかに実施することができるという利点を有する。
【００３０】
本発明の別の実施形態は、好ましくは前記請求項の何れか１項に記載の、食品素材の塊から製品を型成形するための方法であって、
・  型部材の一部である隣接する列のキャビティを、食品の塊をキャビティの中に充填する供給チャネルを通り過ぎるように、移動させることであって、供給チャネルが供給ポンプに連結され、供給ポンプが供給チャネルを介して塊をキャビティの中にポンプ送りする、移動させることと、
・  供給チャネルの幅は、供給チャネルが２つの別々の列の２つのキャビティと同時に流体連通し得るように、キャビティの２つの列間の距離より長くなっていることと、
・  食品の塊上に及んでいるセット圧力がキャビティのそれぞれの充填の間に変更されるおよび／または１つのキャビティの充填の完了後に変更されるように、ポンプを制御することと、
を含み、供給チャネルが２つの隣接する列のキャビティに重なる間、セット圧力プロファイルは、双方のキャビティについて同一である。
【００３１】
好ましくは、キャビティを充填するためのセット圧力は、重なりが終わった後に増加される。
【００３２】
好ましくは、セット圧力は、２つの列のキャビティが供給チャネルに重なる間、一定の値に維持される。この一定の圧力は、ゼロバール（ｂａｒ）またはゼロバールより上にすることができる。
【００３３】
本発明の別の好適なまたは進歩的な実施形態は、食品素材の塊から製品を型成形するための方法であって、
・  型部材の一部である隣接する列のキャビティを、食品の塊をキャビティの中に充填する供給チャネルを通り過ぎるように、移動させることであって、供給チャネルが供給ポンプに連結され、供給ポンプが供給チャネルを介して塊をキャビティの中にポンプ送りする、移動させることと、
・  供給チャネルの幅は、供給チャネルが２つの別々の列の２つのキャビティと同時に流体連通し得るようになっていることと、
・  食品の塊の体積流量率がキャビティのそれぞれの充填の間に変更されるおよび／または１つのキャビティの充填の完了後に変更されるように、ポンプを制御することと、
を含み、供給チャネルが２つの隣接する列のキャビティに重なる間、体積流量率は、双方のキャビティについて同一である。
【００３４】
本発明のこの実施形態に役立つ開示は、本発明の他の実施形態にも妥当すると共にそれと関連付けることができ、その逆もまた同様である。
【００３５】
好ましくは、体積流量率は、重なりが終わった後に増加する。
【００３６】
本発明の別の好適なまたは進歩的な実施形態は、食品素材の塊から製品を型成形するための方法であって、
・  型部材の一部であるキャビティを、塊をキャビティの中に充填する供給チャネルを通り過ぎるように、移動させることであって、供給チャネルが供給ポンプに連結され、供給ポンプが供給チャネルを介して塊をキャビティの中にポンプ送りする、移動させることと、
・  供給チャネルに対するキャビティの位置を決定および／または検出することと、
・  ポンプを制御することと、
を含み、キャビティの充填は、ポンプの圧力を制御することによって部分的に実施され、また、ポンプの移送される量および／または体積流量率を制御することによって部分的に実施される。
【００３７】
本発明のこの実施形態に役立つ開示は、本発明の他の実施形態にも妥当すると共にそれと関連付けることができ、その逆もまた同様である。
【００３８】
好ましくは、各キャビティは、先ずポンプの移送される量および／またはポンプの体積流量率を制御することによって、次いでポンプの圧力を制御することによって、充填される。
【００３９】
以下に、図１〜１６に従って、本発明を説明する。説明は、本出願の保護する範囲を限定するものではない。説明は、すべての発明のそれぞれに妥当する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】塊供給システムと組み合わせた食品形成装置を示す図である。
【図２】型部材としての回転式ドラムを示す図である。
【図３．４】最新技術の水準に従った充填手順を示す図である。
【図５ａ−７ｄ】第１の発明方法の実施形態を示す図である。
【図８ａ−１２ｂ】第２の発明方法の実施形態を示す図である。
【図１３ａ．１３ｂ】第３の発明方法の実施形態を示す図である。
【図１４ａ．１４ｂ】セット圧力の自動調整を示す図である。
【図１５ａ−１５ｈ】供給チャネルの幅を考慮している発明方法の実施形態を示す図である。
【図１６】本発明に係る食品塊形成システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１は、ポンプシステム４とホッパ３を備え、塊搬送手段５と分配器６を介して形成装置１に連結されている塊供給システム２を示す。形成装置は、ここでは型ドラム８を具備する。シール７は、食品の塊が周囲に漏出するのを低減／防止するために使用される。型ドラムは、軸の周りを回転し、充填位置で、キャビティ９の中に圧入される食品の塊が充填される。排出位置では、形成された製品が、ここでは搬送ベルト上に排出される。型部材は、往復動式の型プレートにすることもできると当業者なら理解する。
【００４２】
型部材が回転式ドラムである場合、図２に示すように設計することができる。この実施形態では、多孔性構造１１は、リブ１０間に適用され、キャビティ９は、多孔性構造の中に設けられる。この多孔性構造は、キャビティを充填する間において通気することができ、また、圧縮ガスを用いて、形成された製品をキャビティから排出するために利用することができる。ドラムは、６列のキャビティを有し、各列が５つのキャビティ９を有し、普通は並列に充填され、１列の全キャビティは、同じ制御手順（control-scheme）に従って制御される。
【００４３】
図３は、型部材としてドラムの中のキャビティを充填するための非制御式システムを示す。このシステムは、一般的に使用されている公知の型成形システムである。供給ポンプ４は、食料の塊をホッパ３から供給チャネル１２を介して型ドラム８のキャビティ９の中にポンプ送りする。唯一の設定値は、入力源１５および／または制御ユニット１６における設定であって、ポンプの回転速度ｓＤＰである。
【００４４】
このシステムは、塊上に及ぶ圧力がプリセット最大許容圧力を超えないように、監視することができる。そのような監視システムは、本出願のすべての実施形態において使用することができる。
【００４５】
図４ａは、圧力制御式システムを示す。したがって、圧力測定手段１７、例えば、センサは、塊の実際の圧力ｐ−ｆｃを測定するために供給チャネルの中に位置決めされる。
【００４６】
図４ｂは、型部材（ここではドラム）の回転角度（回転変位）に対する所望の圧力プロファイルｐ−ｓｅｔに関するグラフを示す。この実施形態における制御システムは、ドラム形式の型部材並びにプレート形式の型部材のキャビティの中に食品素材材料を充填するために、この技術分野でよく知られている。Ｐ−ｓｅｔは、入力源１５および／または制御ユニット１６に入力された設定された所望の圧力であり、キャビティを充填すべき所望の圧力を代表している。セット圧力は、キャビティが供給チャネル１２に接触しているか否かにかかわらず一定である。Ｐ−ｓｅｔは、供給チャネルの中の、好ましくは、供給チャネルの出口に比較的近くの、所望の圧力である。
【００４７】
製造中に、制御ユニット１６は、実際の圧力ｐ−ｆｃを所望の圧力ｐ−ｓｅｔと比較する。キャビティが供給チャネルと連通するや否や、塊は、キャビティの中に流れ込み、圧力ｐ−ｆｃは、ｐ−ｓｅｔより下に下降する。制御ユニットは、反応して、信号ｓ−ｃｐを供給ポンプに供給し、その結果、塊上の圧力が増加する。ｐ−ｆｃがｐ−ｓｅｔを超えると、ポンプが停止する。入力源１５および／または制御ユニット１６での別の入力値は、ポンプの速度ｓＤＰである。
【００４８】
さらに、コントローラや使用される制御ループの形式に応じて、Ｐ、Ｉおよび／またはＤの設定は、セット圧力ｐ−ｓｅｔからの逸脱（deviation）が起きるや否や応答を決定するために、入力パラメータにする場合がある。形成装置の動作を容易にするために、Ｐ、Ｉおよび／またはＤの設定は、マシンセッティング（machine settings）とされる場合もあり、その場合は時々変更されるだけである。
【００４９】
ポンプの速度ｓＤＰと、Ｐ、ＩおよびＤの設定は、本明細書中に記載した圧力制御式システムのすべてにおいて、入力パラメータにすることができる。
【００５０】
図５ａ〜図５ｃは、より複雑な圧力制御システムを示す。図５ａのドラム８は、６つの列を具備し、各々が多数のキャビティを備える。各キャビティは、Ｂｍｃ（キャビティの始端部）、Ｅｍｃ（キャビティの終端部）、およびＬｃ（キャビティのドラム周方向長さ）を特徴とする。供給チャネル１２は、Ｂｆｃ（供給チャネルの始端部）、Ｅｆｃ（供給チャネルの終端部）、およびＷｆｃ（供給チャネルのドラム周方向幅）を特徴とする。供給チャネルの幅は、ドラムの軸方向の全長をカバーする。
【００５１】
型システムは、制御ユニットが供給チャネルの位置に関してキャビティの位置を知るように、制御ユニットに連結されるセンサを含む。それ故に、どの列のキャビティも、製品が形成されるドラムの列に依存せずに、形成された製品の重量差および形状変形を防止するために、同じように充填される。したがって、検出手段１３が設けられ、それを用いて、キャビティおよび／またはドラムの位置を、供給チャネルの位置と対比して決定することができる。選んだ検出手段に応じて、１つまたは複数（例えば、どの列についても）のキャビティおよび／またはドラム位置決め手段１４も使用される。
【００５２】
供給チャネル１２内の圧力は、好ましくは、供給チャネルＢｆｃの始端部にその時点で合致するドラムのその部分で所望の圧力ｐ−ｓｅｔに従っている値に制御される。すなわち、図５ａの実施形態では、供給チャネル１２内の圧力は、充填が行われない限りゼロバールであり、Ｂｍｃ（キャビティ９の始端部）がＢｆｃ（供給チャネルの始端部）を通過するや否や増加される。供給チャネル１２と空のキャビティ９の間の圧力差の結果として、塊が供給チャネルからキャビティの中へと流れ込む。キャビティの終端部Ｅｍｃが供給チャネルの始端部Ｂｆｃを通過するや否や、セット圧力が再度ゼロまで減少される。同じ制御手順が、次の列のキャビティに関して実行される。
【００５３】
図５ｂは、制御ユニット１６が信号ｐ−ｆｃ（供給チャネル内の実際の圧力）と信号ｓ−ｐｄ（キャビティおよび／またはドラムの実際の位置の信号）を受信することを示している。さらに、それは、ドラムの回転角度に対する所望の圧力プロファイルｐ−ｓｅｔを受信する（図５ｃを参照）。この圧力プロファイルは、パラメータｐ（圧力レベル）、ｐ−ｂａ（圧力の上昇（ramp-up）を決定するための圧力増加角度）、およびｐ−ｒａ（圧力の降下（ramp-down）を決定するための圧力減少角度）を含んでおり、充填されるべきキャビティ９の寸法に関係する。サイクル長さは、１列のキャビティに相当するドラムの回転角度として画定される。
【００５４】
システム内では、圧力測定手段１７の応答時間、検出手段１３の応答時間、ＰＬＣ／制御ユニット１６の応答時間、ポンプとドラムの間の塊の量の慣性、使用された塊の圧縮性、応答時間ポンプの慣性など、すべての種類の遅延が起きる場合がある（図５ｂを参照のこと）。好ましくは、制御ユニット１６は、こういった遅延を考慮し、ポンプをそれ相応に制御するために予想遅延と組み合わせてドラムの回転角度に対するセット圧力ｐ−ｓｅｔに基づいて信号ｓ−ｃｐを算出する。
【００５５】
使用した検出手段１３およびドラム位置決め点１４に応じて、制御ユニットは、ドラムの直径、ドラム内の列の数、ドラム内のキャビティの周方向位置、実施形態にもよるがキャビティ長Ｌｃなどの追加情報を必要とする。ドラムの回転速度ｓＭＭは、信号ｓ−ｐｄに基づいて制御ユニット内で算出することができ、或いは、入力パラメータにすることができる。このことは、検出手段１３が使用される本明細書中に記載した他のすべての実施形態に妥当する。
【００５６】
充填長さ、すなわち、充填が行われるべき間のドラムの回転角度は、現在の制御手順では入力パラメータではないが、例えば、ｐ−ｓｅｔ、食品の塊の粘性、および／またはドラムの回転速度に依存している。ドラム周方向のキャビティのそれぞれの長さに等しいかまたはそれより長い充填長さを達成することが好ましい。
【００５７】
食品の塊の流れ特性や食品の塊の内部結着（internal binding）に主に応じて、キャビティの位置および長さに関連してドラム（型部材がドラムである場合）の回転角度に対する他のセット圧力ｐ−ｓｅｔは、図６ａ〜６ｈのグラフに示されるように使用される場合がある。すべてのこういった実施形態では、 ポンプは、好ましくは、キャビティの充填が行われる場合に、選んだ圧力に合致する供給チャネル内の食品の塊上に圧力を及ぼすだけである。好ましくは、食品の塊上には、キャビティが未充填の場合、圧力が及ぼされない。
【００５８】
一般に、ドラムの回転に対する圧力プロファイルの長さがＬｃより短い場合は、キャビティを充填するための開始点は、必ずしも、ＢｍｃがＢｆｃを通過するや否やではなく、オフセットパラメータｏ−ｓｐによって、進めたり遅らせたりすることができる。同じことは、圧力プロファイルの長さがＬｃに等しいがＬｃ＋Ｗｆｃより短い場合にも当てはまる。圧力プロファイルの最大可能長さは、供給チャネル１２の幅Ｗｆｃに加えてキャビティ長Ｌｃである。
【００５９】
図６ｄは、ドラムの回転角度に対する供給チャネル内の塊上に圧力を及ぼす開始点が、オフセットパラメータｏ−ｓｐ（ゼロでない）に起因して、キャビティの始端部Ｂｍｃに関連して遅らせられることを示している。これは、良好な流れ特性によって塊が処理される場合の典型的な圧力プロファイルであり、したがって、キャビティを充填すべき時間は、比較的短くなる。塊の流れが停止するや否や、供給チャネル内の塊上の圧力は、ゼロバールまで低下および／または調整することができる。
【００６０】
図６ｇは、ドラムの回転角度に対する供給チャネル内の塊上の圧力の開始点が、キャビティの始端部Ｂｍｃに関連して進められることを示している。これは、貧弱な流れ特性によって塊が処理される場合の典型的な圧力プロファイルであり、これにより、キャビティを充填すべき時間は、比較的長くなる。
【００６１】
図６ｃは、ドラムの回転角度に対する供給チャネル内の塊上の圧力の停止点ｏ−ｅｐが、キャビティの終端部Ｅｍｃに関連して進められることを示している。これは、かなり僅かな内部結着（コヒージョン）によって塊が処理される場合の典型的な圧力プロファイルである。充填されたキャビティの終端部Ｅｍｃが供給チャネルの始端部Ｂｆｃを完全に通過するまで、塊上の圧力を保持することは、必要とされない。
【００６２】
図６ｈは、ドラムの回転角度に対する供給チャネル内の塊上の圧力の停止点ｏ−ｅｐが、キャビティの終端部Ｅｍｃに関連して遅らせられることを示している。これは、例えば、繊維質の製品に特有の内部結着（コヒージョン）によって塊が処理される場合の典型的な圧力プロファイルである。圧力は、好ましくは、充填されたキャビティの終端部Ｅｍｃが供給チャネルの終端部Ｅｆｃを完全に通過するまで、塊上に存続すべきである。これにより、充填されたキャビティから食品の塊が供給チャネルに遡って流れる、いわゆる逆流が防止される。
【００６３】
図６ｉには、ドラムの回転角度に対して複合的な圧力レベルを有する実施形態が示されている。図６ｊおよび６ｋは、キャビティの充填時間に対するセット圧力ｐ−ｓｅｔの影響を示している。両図では、キャビティは、完全に充填され、図６ｊでは、充填時間は、短くすべきであり、したがって、高い圧力が必要となる。図６ｋでは、塊は、キャビティに流入するための時間が長くなり、したがって、圧力は、比較的低くなる。
【００６４】
図７ａは、ドラムの回転角度に対するセット圧力ｐ−ｓｅｔを示しており、供給チャネル内の塊上には、永続的な圧力が及ぼされる。
【００６５】
例えば、型部材が充填位置と排出位置の間を往復動する型プレートである、米国特許第４，３５６，５９５号明細書を参照することができる。充填の間、充填圧力が比較的高く、この圧力は、型プレートが、充填位置から離れて排出位置に移動するや否や、より低い圧力まで減少される。型プレートの内向きの行程では、圧力は低いままであり、空のキャビティが充填位置に近づくや否や、圧力は再度増加される。
【００６６】
図７ａの圧力プロファイルは、図６ｂに係る圧力プロファイルに基づいている。圧力は、最小のプリセット値と、この実施形態ではキャビティのドラム周方向長さであるＬｃに対応している長さの全体にわたって食品の塊上に及ぼしている最大のプリセット値と、を代表している。Ｂｍｃ（キャビティ９の始端部）がＢｆｃ（供給チャネルの始端部）を通過するや否や、塊上の圧力は、増加される。キャビティの終端部Ｅｍｃが供給チャネルの始端部Ｂｆｃを通過するや否や、セット圧力は、この場合はゼロバールでない最小プリセット値まで減少される。キャビティが完全に充填されないとき、また、依然として供給チャネルと接触しているとき、キャビティ内の実際の圧力にもよるが、最小プリセット圧力でさらなる充填が起きるか、または、キャビティ内の塊が最小プリセット値まで緩められる。キャビティが供給チャネルを完全に通過して塊の流れが必要とされない場合に、塊は、ゼロバールより高くてドラム８の閉じた外面上に及ぶ最小プリセット圧力に依然としてさらされる。
【００６７】
図７ｂの圧力プロファイルは、図６ｈに係る圧力プロファイルに基づいており、ドラムの回転速度が比較的高い（２５回転／分まで）場合、また、キャビティの充填のためにゼロバールから圧力を増加させるためおよび／またはキャビティの充填後にゼロバールまで圧力を減少させるためには時間が不足している場合、特に有利である。一定に利用できる最小圧力は、キャビティを充填する間においてより低い最大圧力を塊にもたらすことができ、また、充填後の逆流の危険のある塊の処理時に有利な場合もある。
【００６８】
図７ｃの圧力プロファイルは、図６ｃに係る圧力プロファイルに基づいているが、図６ｃに係る実施形態と比べて、キャビティの始端部Ｂｍｃが供給チャネルの始端部Ｂｆｃを通過するや否や、キャビティの充填が早くも始まる。したがって、充填は、最小プリセット圧力並びに部分的な最大プリセット圧力で、部分的に行われる。この実施形態では、キャビティの終端部Ｅｍｃが供給チャネルの終端部Ｅｆｃを通過さえすれば、キャビティ内の食品の塊上の圧力は、保持される。
【００６９】
図７ｄでは、塊上の圧力は、ドラムが回転する間において、好ましくは、キャビティの終端部Ｅｍｃが供給チャネルの終端部Ｅｆｃを通過するまで、一定に増加される。このことは、製品が形成されるドラム内の列にかかわらず、形成される製品のすべてに対して常に同じ圧力を達成するために、特に有利である。
【００７０】
最小プリセット圧力値まで減少させることは、図７に記載されていない図５および図６の他の実施形態にも適用することができる。
【００７１】
図８ａは、容積制御式システムを用いてキャビティを充填するための本発明の第１の実施形態を示している。供給ポンプ４は、好ましくはプリセットした、食品の塊の量を、ホッパ３と供給チャネル１２から型ドラムのキャビティ９の中にポンプ送りする。
【００７２】
図８ｂのグラフは、ドラムの回転角度に対するポンプにより移送される容量プロファイルＶ（サイクル当たりの容積）を示している。送達される容積（delivered volume）は、塊の体積流量率ｖｆｒの帰結であり、塊は、ドラムの回転角度に対するポンプの回転角度（サイクル当たりの回転角度）の帰結である。グラフは、それに限定されないが、ポンプに基づいており、ポンプは、一定の角速度で回転し、これにより、一定の体積流量（volumetric flow）がもたらされる。グラフは、さらに好ましいことに、圧縮性が弱い（圧力の影響にさらされているときに密度変化が僅かな）集合体（塊）に基づいている。
【００７３】
サイクル長さは、１列のキャビティを代表するドラムの周方向の長さである。図８ｂは、容積移送（volume displacement）の開始点を決定するオフセットｏ−ｓｐを示している。容積移送に用いる所定の体積流量率は、キャビティを充填する持続時間を決定する。
【００７４】
検出手段１３は、供給チャネルの位置に対するキャビティおよび／またはドラムの位置を好ましくは決定するために設けられる。
【００７５】
１列のキャビティ容積ｖ−ｏｒ（１つのキャビティ容積ｖ−ｏｃ×１列のキャビティ数ｎｒ−ｃ）、開始点ｏ−ｓｐ、およびポンプの速度ｓＤＰは、入力源１５および／または制御ユニット１６に入力されるべき潜在的なパラメータである。１列のキャビティの中に充填されるべき容積が、次の列のキャビティの中に充填されるべき容積と異なる場合、各列に充填されるべき容積は、入力されるべきパラメータにすることができる。
【００７６】
キャビティが十分に充填されないとき、それは、例えば、ポンプの速度ｓＤＰを調整することによって修正することができる。システムは、食品の塊の挙動および／若しくは性質の変化、並びに／または、食品の塊の圧縮性を調整するために、増加／減少、好ましくは入力、の手段を具備していてもよい。こういった増加／減少の手段は、本発明に係る実施形態のどれについてもその一部にすることができ、キャビティの充填は、少なくとも部分的に容積制御される。
【００７７】
図９ａは、容積制御式システムの本発明の第２の実施形態を示している。供給ポンプ４は、所定の量の食料の塊をホッパ３および供給チャネル１２から型ドラムのキャビティ９の中にポンプ送りする。
【００７８】
国際公開第２０１３／１０７８１５号には、キャビティが供給チャネルと重なってさえいればポンプが回転できる振り分けモード（portioning mode）が記載されており、ポンプは、事前に算出した量の塊を送達する。図９ｂは、キャビティの始端部Ｂｍｃが供給チャネルの始端部Ｂｆｃと合致するや否や塊の移送が始まることを示しており、さらに、キャビティの終端部Ｅｍｃが供給チャネルの始端部Ｂｆｃと合致するや否や塊の移送が停止することを示している。それ故に、キャビティを充填するのに要する所定の量の塊は、ドラムの周方向に見たキャビティ９の長さＬｃに相当する充填長さＬｆの間において移送される。そのとき、ｏ−ｓｐはゼロである。
【００７９】
キャビティ長Ｌｃと、１列のキャビティ容積ｖ−ｏｒ（１つのキャビティ容積ｖ−ｏｃ×１列のキャビティ数ｎｒ−ｃ）は、入力源１５および／または制御ユニット１６に入力されるパラメータにすることができる。
【００８０】
制御ユニットはそのとき、実施されるべきあらゆるステップの持続時間と充填時間中にポンプが移送すべき容積とを算出するのに十分な情報を有し、体積流量率対時間は、ポンプの特性に基づいて算出することができる。これは好ましくは、制御ユニットによって自動的に実行される。
【００８１】
図９ｃは、ポンプの絶対回転角度と、後続するキャビティ充填サイクル全体にわたってポンプにより移送される絶対容積を示している。この実施形態では、ロータは、キャビティの充填後に静止位置（stand still position）に保持され、その結果、塊上の圧力は維持される。供給チャネル内の食品の塊上の圧力は、２つの隣接するキャビティ列の間に少なくとも部分的に解放することもできると当業者なら理解する。この場合、供給ポンプのロータは、ある角度だけ逆転される。
【００８２】
図９ｂでは、食品の塊は、ドラムの周方向に見た長さＬｃ全体にわたってキャビティの中に移送される。しかしながら、塊の移送は、この長さに限定されない。塊は、より短い距離またはより長い距離にわたって同じように移送することができる。
【００８３】
塊の移送の距離をＬｃより短く選ぶ場合は、キャビティを充填するための開始点は、必ずしも、ＢｍｃがＢｆｃを通過するや否や始まるわけではなく、オフセットパラメータｏ−ｓｐによってプリセットして、遅らせることができる。あらかじめ必要なことは、オフセット期間中に供給チャネルからキャビティの中に塊が流れないことである。同じことは、塊の移送の距離がＬｃに等しいがＬｃ＋Ｗｆｃより短い場合にも当てはまる。塊の移送の最大可能距離は、供給チャネル１２の幅Ｗｆｃに加えてキャビティ長Ｌｃである。この最大可能距離は、図９ｄに角度「α」で示されている。充填長さＬｃが長ければ長いほど、実行され得る充填は穏やかにすることができ、その結果、製品品質を良好なものにすることができ、並びに／または、製品の質量および／若しくは外観に関する逸脱を一層少なくすることができる。
【００８４】
例えば、センサ、ＰＬＣ、制御ユニットの応答時間および／または塊の慣性に起因して、例えば、重量の点でおよび／または食料製品の形状に関して、誤差が生じた場合に、キャビティの充填は、図８および９に示すような容積制御式システムでは批判される場合がある。制御ユニットは、ドラムの周方向長さと、キャビティが充填されるべきドラムの回転速度と、に基づいて、ポンプの速度ｓＤＰを算出した。例えば、図９ｂでは、開始点が遅れる場合、キャビティは、もはや完全に充填されることはない。この影響は、キャビティがドラム上で互いに短い距離に位置決めされるので、および／または、ドラムの速度が比較的高い場合に、ひどくなっていく。
【００８５】
図１０に示すようなキャビティの完全な充填に関して批判されるようなものではない容積制御式システムの本発明の第３の実施形態。この図は、図９ｂの容量プロファイルに基づいているが、このプロファイルに限定されない。ポンプは、キャビティの始端部Ｂｍｃが供給チャネルの始端部Ｂｆｃを通過する前ですら、既に特定の角度にわたって回転している。この回転角度は、事前移送（pre-displaced）された量の塊を代表している。キャビティが供給チャネルの下に未だない間は、塊は、流れないが、供給チャネル内の増加する圧力に起因して加圧される。このポンプの回転（ポンプの角度）に起因した充填前の圧力増加は、図１０にオフセットパラメータｏ−ｓｐで示されている。キャビティの始端部Ｂｍｃが供給チャネルの始端部Ｂｆｃを通過するや否や、供給チャネル内の加圧された塊は、空のキャビティ容積に起因して減圧され、その膨張の結果、塊は、キャビティの中に流れ込む。
【００８６】
キャビティを充填するのに要する所定の量の塊は、ドラムの周方向に見たキャビティ９の長さＬｃより短くできるが、好ましくは、それに等しいかまたはそれより長い充填長さＬｆの間において移送される。パラメータＬｆは、パラメータｏ−ｓｐと共に、入力源および／または制御システムに入力される入力パラメータである。所望のＬｆは、（キャビティの所定のおよび／または算出した量から事前移送したキャビティ内の塊の量を差し引く）残留する量の移送中のポンプの速度ｓＤＰを決定することができる。
【００８７】
キャビティの充填後に、塊上の圧力は、解放することができるが、好ましくは、上述した遅れに起因する制御システムの誤差を克服するために、塊上の圧力は、キャビティの終端部Ｅｍｃが供給チャネルの始端部Ｂｆｃ（または、容量プロファイルにもよるが、Ｅｆｃ）を通過する算出した瞬間より少なくとも幾分か長く保持されなければならない。拡大した食品の塊上の圧力は、結果物の食料製品の一貫性を改善することもできる。
【００８８】
図８、９および１０で説明した容積制御式システムでは、食品の塊上に及んでいる圧力について制御が行われず、圧力ピーク（pressure peaks）がもたらされることがある。キャビティ充填中の実際の圧力は、算出した時間の期間内に算出した量を移送するために、事前算出した速度でポンプを回転させるためにポンプが必要とするトルクに基づいている。例えば、塊の温度差は、異なる圧力をもたらす。ドラムの回転速度差は、充填の時間差をもたらし、したがって、食品の塊上に及んでいる圧力の差ももたらす。さらに、圧力は、キャビティ容積が変化する場合（空のキャビティ対部分的に充填されたキャビティ）に変化し、扱いにくい塊を処理することに関して不利であり、それによって塊上の圧力が特定の圧力を超えないことがある。
【００８９】
図１１ａは、キャビティが所望の圧力に基づいて充填される、圧力および容積の双方の制御式システムの組み合わせの本発明の第１の実施形態を示している。したがって、制御は、充填の局面と圧力制御の局面という２つの局面に分離される。この制御システムは、図５ｂの圧力制御式システムに基づいており、拡張されて、例えば、移送した量を測定するための手段を備えている。
【００９０】
充填の局面では、圧力プロファイル対ドラム回転角度は、キャビティを充填するために所望の圧力プロファイルを含む。充填中に、制御ユニット１６は、供給ポンプ４の回転を測定し、それにより、圧力制御式システムは、特定の瞬間にどの程度の量を移送するのかを知る。
【００９１】
図１１ｂは、キャビティ充填中の特定の時間的瞬間に送達される量の後続した測定Ａ−Ｄ、および／または、Ａ−Ｄの瞬時における送達済みの量を示している。測定した値に基づいて、いつキャビティが完全に充填されるかを算出することができ、圧力を降下させ得る瞬間は、ＣＰで示されている。しかしながら、供給チャネル内の食品の塊上に圧力が長時間及んでいることが好ましい場合、圧力が降下する瞬間を遅らせることにより、圧力プロファイルの中にそれを組み込むことができる。
【００９２】
この圧力制御式および容積制御式システムでは、圧力関連の入力パラメータは、所望の圧力ｐ−ｓｅｔ、ｐ−ｂａ、ｐ−ｒａ、開始点ｏ−ｓｐ、ポンプの速度ｓＤＰ、および／または、Ｐ、ＩおよびＤの設定である。容積関連のパラメータは、１列のキャビティ容積ｖ−ｏｒ（１つのキャビティ容積ｖ−ｏｃ×１列のキャビティ数ｎｒ−ｃ）である。
【００９３】
キャビティが十分に充填されない場合、それは、オフセット値ｏ−ｓｐおよび／若しくはポンプの速度を調整すること、並びに／または、セット圧力ｐ−ｓｅｔを変化させることおよび／若しくはドラムの回転速度を変化させること、によって修正することができる。
【００９４】
図１２は、容積および圧力の双方の制御式システムの組み合わせの本発明の第１の実施形態を示しており、キャビティは制御システムによって充填され、それは充填の局面と圧力制御の局面という２つの局面に分離される。図１２に示す充填の局面は、図８の容積制御式システムに基づいている。この局面中の圧力は、ポンプと型部材の間の抵抗に依存しており、例えば、塊の温度変化の結果として、変化する場合がある。キャビティをさらに制御されたやり方で充填するために、第２の局面が追加され、充填は、最終的に形成された製品の所望の圧力を達成するために、仕上げられる。この第２の局面では、すべてが同じ圧力で形成された製品がもたらされ、それにより、均等な製品重量と形成された全製品について均一な仕上げ面がもたらされる。したがって、制御システムは、圧力測定手段１７を備えて構成される。信号ｐ−ｆｃ（供給チャネル内の実際の圧力）は、制御ユニット１６で使用される。
【００９５】
図１２ｂは、キャビティの充填の第１の局面を示している。この局面は、容積が制御される。容量プロファイル対ドラム回転角度は、圧力制御される局面のために時間を確保する目的で、キャビティを充填するが完全にではなく特定の程度までだけ充填するために、所望の容量プロファイルを含む。充填の第２の局面は、圧力が制御される、すなわち、供給チャネル内の塊は、特定の圧力を及ぼされ、キャビティが完全に充填されるまでキャビティの中に流れ込む、および／または、キャビティ内の食品の塊は、特定の圧力を有する。
【００９６】
低い圧力にさらされているだけかもしれない扱いにくい塊から薄い製品を形成するとき、キャビティは、この局面で特定の時間枠で、例えば、６０％〜８０％の量を充填することができる。そのようなキャビティを、同じ時間枠で、例えば、９０％〜１００％まで充填する場合、塊上の圧力は、比較的高い容積移送に起因して、また、キャビティの小さい流れ面積に起因して、塊の高い粘性の結果として増加する。厚い製品を形成するとき、キャビティは、この局面で、例えば、８０％〜９０％の量を充填することができる。キャビティは、特定の圧力を超過することなく、薄い製品を形成するときよりも高速で充填することができる。
【００９７】
充填の局面が開始する瞬間は、オフセットパラメータｏ−ｓｐと、充填の局面で入力パラメータによって移送される容積の百分率％ｖｃと、によって決定される。容積が制御される部分の時間枠は、入力パラメータ、例えば、Ｌｖｃ（容積が制御される部分の充填長さ）によって決定され、および／または、制御ユニット１６によって自動的に決定することができる（例えば、Ｌｖｃは、％ｖｃ／１００にキャビティ長さＬｃの百分率を掛けたものに等しい）。したがって、制御ユニットは、１列のキャビティ容積ｖ−ｏｒ（１つのキャビティ容積ｖ−ｏｃ×１列のキャビティ数ｎｒ−ｃ）を知る必要がある。
【００９８】
充填の第２の局面である圧力が制御される局面が開始される一瞬（instant）は、ＣＰで示されている。圧力が制御される局面では、キャビティは、キャビティが完全に充填されるまで入力パラメータであるプリセット圧力でさらに充填される。圧力関連の入力パラメータは、所望の圧力ｐ−ｓｅｔ、ｐ−ｂａ、ｐ−ｒａ、ポンプの速度ｓＤＰ、並びに、Ｐ、Ｉおよび／またはＤの設定である。好ましくは、圧力制御式の局面は、ＥｍｃがＥｆｃを通過するや否や停止する。
【００９９】
キャビティを充填するための最低の圧力は、塊の移送の最大可能距離（容積制御式に充填する局面と、圧力制御の局面の合計）を活用することにより実現することができる。この最大可能充填長さＬｆは、供給チャネル１２の幅Ｗｆｃに加えてキャビティ長Ｌｃである。キャビティが容積制御式に充填する局面で、例えば、最大可能充填長さＬｆの９５％を用いて充填される場合、圧力制御式の局面にとって、それ以上十分な時間はおそらくない。したがって、塊の移送の距離は、Ｌｃに等しいかまたはそれより僅かに長いがＬｃ＋Ｗｆｃよりは短いことが好ましい。
【０１００】
キャビティが十分に充填されないとき、それは、オフセット値ｏ−ｓｐおよび／若しくは％ｖｃ／Ｌｖｃを調整すること、並びに／または、セット圧力ｐ−ｓｅｔを変化させること、によって修正することができる。
【０１０１】
図１３ａのグラフは、ポンプによって移送される容量プロファイルＶ、対、キャビティのドラム周方向位置に関連するドラム回転角度、を示している。この図は、容積プロファイル対図９ｂに示すドラム回転角度に対応しているが、この充填プロファイルおよび／または制御システムには限定されない、キャビティが、例えば、図１３ａに示すように丸く形作られている場合、この図の容積プロファイルは、不均一に充填されるキャビティを、したがって、受け入れ難い製品をもたらす場合がある。図１３ａでは、キャビティの上面が、８つのセグメントに分割されている。ドラムの回転中に、第１のセグメント１、次いでセグメント２などは、供給チャネルに接触する。セグメント１の表面積は、セグメント表面２、３、４などよりも小さい。図１３ａでは、ポンプは、一定のポンプ速度ｓＤＰのために、すべてのセグメントにおいて、同量の食品の塊をキャビティの中に移送する。主として食品の塊の流れ特性にもよるが、キャビティ内部の食品の塊の分配は、セグメントによって異なり、それにより、キャビティ全体の充填後に、特に、セグメント１と４の間やセグメント５と８の間には、不均一な密度がもたらされる場合がある。
【０１０２】
この欠点は、図１３ｂに示す本発明の実施形態では回避することができる。キャビティの各セグメント１〜８の内側の食品の塊の体積流量率に関連する分配は、容量プロファイル対キャビティの形状に対するポンプの回転角度、を適用することにより、本質的に、好ましくは、全体的に一定に保持される。その結果、キャビティの充填中のポンプによって提供される体積流量率が、キャビティの運動方向に垂直な方向の、好ましくは、キャビティの形状に対して適用される。部分ＩおよびＩＩＩでは、比較的少量の食品の塊がキャビティの中に放出され、部分ＩＩでは、比較的大量の食品の塊がキャビティの中に送達される。塊の体積流量は、様々であり、キャビティのセグメントの形状に関係する。結果は、貧弱な流れ特性を備える食品の塊でさえ、形成される製品の全表面積にわたって、さらに均一な密度が達成されることである。回転角度に対する容積を、３はもちろんのことそれより多い部分に分割するとき、キャビティを充填することのさらなる最適化が実現される。調理などの加熱処理工程の間および／またはその後において、形成される製品の形状は、そのままである。
【０１０３】
図１４は、本発明の実施形態を示しており、ドラムの回転速度の変化を予測するために、容積制御式システムの制御ユニット内でアルゴリズムが使用されている。図１４ａは、図９ｂで説明した充填モードに対応する。キャビティを食品の塊で充填するために、比較的長い充填時間が利用可能である。キャビティ若しくはキャビティの列を充填するために移送すべき食品の塊の量は、総体「ＶＰ」で示されている。図１４ｂのより高いドラム速度のために、１列のキャビティを塊で充填するために利用可能な時間は、より短い。使用されるアルゴリズムはそのとき、利用可能な時間にキャビティを充填するのに要するポンプ速度ｓＤＰを算出する、および／または、キャビティの充填を加速または減速するためにセット圧力値を調整する。
【０１０４】
圧力制御式システムでは、操作者がドラムの速度を変えるが圧力セット値ｐ−ｓｅｔを変えないとき、キャビティを充填するための利用可能な時間は、ドラム速度が減少する場合にはより長くなり、ドラム速度が増加する場合にはより短くなる。これにより、充填が歪められる。ドラム速度が減少する場合、キャビティは、過剰な充填となり、ドラム速度が増加する場合、キャビティは、不完全な充填となる。
【０１０５】
圧力制御式システムにおける好適な解決策は、変化するドラムの速度とほぼ同じ割合でポンプ速度ｓＤＰを変化させることである。
【０１０６】
本発明のこの実施形態は、図示した充填プロファイルおよび／または上記の制御システムに限定されない。
【０１０７】
上記の充填方法は、ドラム周方向の製品間の距離を考慮せずに説明している。図１５は、本発明の実施形態を示しており、Ｗｆｃ（供給チャネル１２の出口幅）および／またはＷｆｃに関係するパラメータは、制御ユニットの入力パラメータになり、また、制御システムのために使用されるプロファイルの算出に組み込まれる。
【０１０８】
図１５ａは、一例として、図６ｂで説明したのと同じ圧力プロファイル（所望の圧力ｐ−ｓｅｔ対ドラム回転角度）を備える圧力制御式システムを示している。列Ｉのキャビティの充填は、距離がＷｆｃに等しいかまたはそれより長いドラム周方向に隣接する列の２つのキャビティ間の距離のせいで、それに続く列ＩＩのキャビティを充填することによる影響を受けない。
【０１０９】
図１５ｂは、Ｗｆｃの距離内の列ＩおよびＩＩのキャビティを備える圧力制御式システムを示している。それ故に、２つの列の充填は、相互に影響し、これにより、本発明に従っている例にはならない。キャビティＩの充填後に、供給チャネル内の圧力は、キャビティＩ内の食品の塊を緩和させる目的で減少される。しかしながら、キャビティＩＩが供給チャネル１２と連通するや否や、選んだ圧力プロファイルのために、供給チャネル内の圧力は、再度増加させるべきであり、必然的に、この増加した圧力は、依然として供給チャネルと連通したままであるキャビティＩの最後の部分の密度に影響する。
【０１１０】
主として、処理されるべき塊と、処理ラインでさらに形成されるべき製品の所望の安定性にもよるが、この影響を受ける充填の効果により、さらなる不都合はない。
【０１１１】
影響が不都合である場合、圧力プロファイル（ｐ−ｓｅｔ対ドラム回転角度）は、図１５ｃに示すように使用することができる。供給チャネル内の食品の塊は、ただ１列のキャビティが供給チャネルと連通している間は、圧力にさらされるだけである。したがって、供給チャネルが２つの隣接する列のキャビティと重なる間、２つの隣接する列の２つのキャビティのためのセット圧力のカーブは等しく、ここではゼロである。塊が圧力にさらされている期間Ｌｆは、入力パラメータＬｃ、Ｗｆｃ、および、ドラム周方向から見たキャビティ間のピッチに基づいて、制御ユニット１６の内部で算出することができる。オフセットｏ−ｓｐは、次のように算出することができる。
ｏ−ｓｐ＝Ｗｆｃ−（ドラム周方向に見たキャビティ間のピッチに合致する長さ−Ｌｃ）
セット圧力が塊に適用されるドラム周方向の長さＬｆ＝Ｌｃ−（２×オフセットｏ−ｓｐ）
実際には、修正因子は、システムの遅延の克服のために使用される場合がある。
【０１１２】
図１５ｄは、圧力プロファイルを示しており、キャビティの充填は、より低いプリセット圧力によって部分的に、並びに、より高いプリセット圧力によって部分的に、行うことができる。供給チャネル内の食品の塊は、ただ１列のキャビティが供給チャネルと流体連通している間は、図１５ｃに類似のより高いプリセット圧力にさらされるだけであり、その結果、１列のキャビティの充填は、別の列のキャビティの充填に影響しない。したがって、供給チャネルが２つの隣接する列のキャビティと重なる間、２つの隣接する列の２つのキャビティのためのセット圧力のカーブは等しく、ここではゼロより上である。塊が最大プリセット圧力にさらされる時間は、図１５ｃに係る算出から類推して算出することができる。
【０１１３】
図１５ｄに係る実施形態では、充填処理は、比較的長い時間（ドラム周方向に見たキャビティ間のピッチに合致する長さに最大限にわたって）行われ、それにより、食品の塊上には、図１５ｃと比べてより低い最大圧力がもたらされる。キャビティは、セグメント１および２内の圧力設定にもよるが、セグメント３の間においてもやはり充填することができる。供給チャネル内の食品の塊、したがって、キャビティ内の食品の塊は、キャビティの終端部Ｅｍｃが供給チャネルの終端部Ｅｆｃを通過さえすれば、最低のプリセット圧力にさらされ、これは、塊の緩和が起き得る時間が比較的長いという点で有利であり、逆流を防止することに関しても有利である。
【０１１４】
最大プリセット圧力の開始点ｏ−ｓｐは、図１５ｄに係る実施形態に照らして、矢印で示す型部材の運動に関連して、図１５ｅでは進められる。キャビティが供給チャネルと流体連通するや否や、供給チャネル内の実際の圧力は、供給チャネルから空のキャビティへの食品の塊の分配に起因して、降下する。図１５ｄの実施形態では、この圧力降下は、当初は最低プリセット圧力によって補償される。迅速な応答に関して、圧力降下は、図１５ｅでは、キャビティ内の実際の圧力がより迅速に増加することを実現させるために、最大プリセット圧力によって補償される。この段階の後、キャビティは、さらに充填され、最低プリセット圧力によって安定化される。したがって、供給チャネルが２つの隣接する列のキャビティと重なる間、２つの隣接する列の２つのキャビティのためのセット圧力のカーブは等しく、ここではゼロより上である。
【０１１５】
この進められた最大プリセット圧力の開始点ｏ−ｓｐが、先に充填した列のキャビティの充填に影響するかどうかは、主として、システムの応答時間とドラムの回転速度に依存しており、その影響がある場合は、開始点は、パラメータｏ−ｓｐによって遅らせることができる。
【０１１６】
図１５ｆでは、キャビティは、容積制御式システムによって充填され、たとえ周方向のキャビティ間の距離が比較的短くても、列Ｉのキャビティの充填は、列ＩＩのキャビティの充填による影響をやはり受けない。キャビティの充填が完了するや否や、供給ポンプは、回転を停止するが、処理すべき塊にもよるが、圧力下で供給チャネル１２内に食品の塊を保持することができる。食品の塊が供給ポンプ４によって移送される時間は、図１５ｃの算出から類推して算出することができる。
オフセットｏ−ｓｐ＝Ｗｆｃ−（ドラム周方向に見たキャビティ間のピッチに合致する長さ−Ｌｃ）
充填長さＬｆ＝Ｌｃ−（２×オフセットｏ−ｓｐ）
実際には、修正因子は、システムの遅延の克服のために使用される場合がある。
【０１１７】
容積制御は、供給チャネルの寸法および構成に関連してドラム内のキャビティの寸法および構成に制限される。図１５ｇは、キャビティが、ドラムの周方向から見た長さＬｃに等しい充填長さＬｆの全体にわたって充填されることを示しており、より長い充填長さＬｆでは、不確定な状況に終わる場合がある。
【０１１８】
図１５ｈでは、シールプレート７は、ドラムの外周に隣接する凹部２０を具備し、凹部は、「αＩＩ」で示されている。この凹部は、好ましくは、シールプレートの軸方向長さおよび／若しくは供給チャネル１２の出口と同じ長さにわたって延在し、並びに／または、ドラムのキャビティの形状に適合される場合がある。この凹部のドラム周方向の長さは、「αＩ」で示されているキャビティ長Ｌｃに等しいかまたはそれより長い。製造中に、塊は、供給チャネル１２の出口から凹部２０の中に、そして、そこからドラムのキャビティ９の中に分配される。シールプレート７に凹部を適用することにより、キャビティは、より長い時間にわたって充填され、それは、使う用途にもよるが、有利な場合がある。
【０１１９】
本発明のこれらの実施形態は、図示したカーブプロファイル（curve profile）および／または記載した制御システムに限定されない。
【０１２０】
図１６には、さらに複雑な圧力制御式および／または容積制御式システムが示されており、回転式供給装置の動作のための信号ｓ−ｒｆおよび／またはドラムの速度を調整するための信号ｓ−ｃｄは、信号ｓ−ｃｐ（供給ポンプの動作）、および／または、入力信号ｓ−ｐｄ（キャビティおよび／またはドラムの実際の位置）、および／または、入力信号ｐ−ｆｃ（供給チャネル１２内の塊の実際の圧力）、を組み合わせて使用することができる。国際公開第２０１３／１９７８１５号を参照することもでき、そこには、制御システムが記載されており、既に回転式供給装置の動作および／またはドラムの動作は、統合化され、センサは、ポンプ室の出口幅およびドラム幅の全体にわたって圧力を制御するために位置決めされる。
【符号の説明】
【０１２１】
１  食料製品形成装置
２  塊供給システム
３  ホッパ
４  供給ポンプ／ポンプシステム
５  塊搬送手段
６  分配器
７  シール／シールプレート
８  型部材、型ドラム、型プレート
９  キャビティ
１０  リブ
１１  多孔性構造
１２  供給チャネル
１３  キャビティおよび／またはドラムの位置検出手段、例えば、センサ、エンコーダ
１４  キャビティおよび／またはドラムの位置決め点、例えば、カム
１５  パラメータ入力源、例えば、操作パネル
１６  制御ユニット
１７  圧力測定手段、例えば、センサ
Ｂｍｃ  ドラム回転方向に見たキャビティ始端部
Ｅｍｃ  ドラム回転方向に見たキャビティ終端部
Ｂｆｃ  供給チャネルの始端部
Ｅｆｃ  供給チャネルの終端部、切断縁部
Ｌｃ  ドラム周方向のキャビティ長
Ｌｆ  容積制御式の充填中にキャビティによってカバーされる距離
Ｌｖｃ  容積が制御される部分の充填長さ
ｏ−ｓｐ  圧力および／または容積移送の開始点を進退させるオフセット
ｏ−ｅｐ  圧力および／または容積移送の停止点を進退させるオフセット
ｐ−ｆｃ  供給チャネル内の塊の実際の圧力
ｐ−ｓｅｔ  所望のセット圧力
ｐ−ｂａ  圧力増加角度
ｐ−ｒａ  圧力減少角度
ｖｆｒ  食品の塊の体積流量率
ｖ−ｏｒ  １列のキャビティ容積
ｖ−ｏｃ  １つのキャビティ容積
ｎｒ−ｃ  １列のキャビティ数
ｓＭＭ  型部材の速度
ｓＤＰ  ポンプの回転速度
ｓ−ｐｄ  キャビティおよび／またはドラムの実際の位置信号
ｓ−ｒｆ  制御ユニットから回転式供給装置への動作信号
ｓ−ｃｐ  制御ユニットから供給ポンプへのおよび／またはその逆の動作信号
ｓ−ｃｄ  制御ユニットからドラムへのおよび／またはその逆の動作信号
Ｗｆｃ  ドラム周方向の供給チャネルの出口幅
％ｖｃ  充填の局面で移送される量の百分率
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ．５ｃ】
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【図６ａ−６ｆ】
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【図６ｇ−６ｋ】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ．９ｂ】
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【図９ｃ．９ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５ａ．１５ｂ】
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【図１５ｃ．１５ｄ】
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【図１５ｅ．１５ｆ】
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【図１５ｇ】
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【図１５ｈ】
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【図１６】
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