(57)【要約】  本発明は、食品の塊から製品を成形するためのシステムに関し、そのシステムは、回転軸を有する型ドラムなどの型部材とフィードポンプとを備える。
2015505457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
型部材（２８）と、運動部材（１７）を有するフィードポンプ（２２）とを備える、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、
前記システムのフレームに対する前記型部材（２８）の位置および／または動き、ならびに／あるいは
前記フィードポンプ（２２）のハウジング（１８）に対する前記運動部材（１７）の位置および／または動き、ならびに／あるいは
ホッパに対する回転フィーダ（４）の位置および／または動き
を決定するための手段（３１、３２）を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
型部材（２８）とフィードポンプ（２２）とを備える、または請求項１に記載の、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、前記フィードポンプ（２２）の出口（９）の下流に保持手段（３０）を備えないことを特徴とするシステム。
【請求項３】
型部材（２８）とフィードポンプ（２２）とを備える、または請求項１〜２のいずれか１項に記載の、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、前記フィードポンプが真空源（１９）に接続されていることを特徴とするシステム。
【請求項４】
型部材（２８）とフィードポンプ（２２）とを備える、または請求項１〜３のいずれか１項に記載の、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、少なくとも１つの圧力センサが前記フィードポンプ（２２）と前記型部材（２８）との間に配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項５】
前記型部材の軸方向長さにわたる、および／または前記ポンプの出口の軸方向長さにわたる圧力分布を決定するために、少なくとも２つの圧力センサを備えることを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
回転軸を有する型ドラム（２８）とフィードポンプ（２２）とを備える、または請求項１〜５のいずれか１項に記載の、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、前記フィードポンプがロータ（１７）を有する容積型ポンプで、その回転軸は前記型ドラムの回転軸に平行であることを特徴とするシステム。
【請求項７】
回転軸を有する型ドラム（２８）とフィードポンプ（２２）とを備える、または請求項１〜６のいずれか１項に記載の、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、前記フィードポンプが圧縮領域を有するベーンポンプであり、少なくとも前記圧縮領域では、また好ましくは移送領域および／または出口では、ベーンの先端が前記フィードポンプ（２２）のハウジング（１８）に触れないことを特徴とするシステム。
【請求項８】
回転軸を有する型ドラム（２８）とフィードポンプ（２２）とを備える、または請求項１〜７のいずれか１項に記載の、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、前記フィードポンプ（２２）と前記型ドラム（２８）との間にデバイダ（９）を備え、前記デバイダ（９）は前記フィードポンプ（２２）のハウジング（１８）に直接接続されるか、または前記フィードポンプ（２２）の前記ハウジングと一体になることを特徴とするシステム。
【請求項９】
回転軸を有する型ドラム（２８）とフィードポンプ（２２）とを備える、または請求項１〜８のいずれか１項に記載の、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、前記フィードポンプ（２２）のロータ（１７）の軸方向長さが、前記型ドラム（２８）の軸方向長さと少なくとも実質的に等しいことを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のシステムであって、前記型ドラム（２８）が少なくとも部分的に多孔質の型キャビティ（４２）を備え、かつ各型キャビティが、前記ドラムの回転軸に平行に延在する流体通路に接続されていることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
運動部材（１７）を備えるフィードポンプ（２２）および型キャビティ（４２）を備える型部材（２８）で食品の塊を送るための方法であって、
前記運動部材／ロータ（１７）の動きと前記型部材（２８）の動きとを同期させることを特徴とする方法。
【請求項１２】
少なくとも１つのセンサ（３４、３６、４０、４１）を備え、かつ前記フィードポンプの運動部材（１７）の動き、および／または前記型部材の動き、および／または前記回転フィーダ（４）の動きが、前記センサ（３４、３６、４０、４１）の信号に従って制御されることを特徴とする、請求項１１の前提部、または請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
容積型ポンプが、振り分け装置として使用され、前記ポンプが、好ましくはキャビティまたはキャビティ列を満たすのに必要とされる十分なだけの食品の塊を前記型部材の方へ送り、次いで、好ましくは前記ポンプのロータの回転速度を少なくとも遅くし、より好ましくは逆転させることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項の前提部、または請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
フィードチャネル（１１）上流の食品の塊への圧力を、キャビティまたはキャビティ列の充填中に、および／または充填後に抜くことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項の前提部、または請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
型キャビティの充填の完了後すぐに、この型キャビティは少なくとも部分的に周囲圧力に曝されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項の前提部、または請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも１つのセンサ（４０、４１）を備え、かつ成形された製品の前記型キャビティからの排出は前記センサ（４０、４１）の信号に従って制御されることを特徴とする、請求項１１の前提部、または請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸を有する型ドラムなどの型部材およびフィードポンプ（ｆｅｅｄ  ｐｕｍｐ）を備える、食品の塊（ｆｏｏｄ  ｍａｓｓ）から製品を成形するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
そのようなシステムは現状技術から公知であり、食品の塊からパティなどの製品を成形するために使用される。成形は、周囲に多数のキャビティを備えるドラムによって行われる。このドラムは回転しており、この回転中に食品の塊がキャビティに充填され、次いで成形製品が排出され、その後再充填される。多数の食品製品が同時に成形され、かつ排出されるのが好ましい。しかしながら、現状技術から公知のプロセスは、たびたび複雑で全筋肉の肉の処理には適さない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の目的は、現状技術による欠陥がなく、しかも、特に全筋肉の肉および／または他の繊細な食品の塊製品を処理するのに適するシステムおよびプロセスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
回転軸を有する型ドラムおよびフィードポンプを備え、フィードポンプがロータを有する容積型ポンプであって、その回転軸がドラムの回転軸と平行である、食品の塊から製品を成形するためのシステムによって、その問題は解決される。
【０００５】
本発明のこの実施形態に対してなされる開示は、本発明の他の実施形態にも適用され、またその逆に、本発明の他の実施形態に対してなされる開示は、本発明のこの実施形態にも適用される。
【０００６】
本発明は、容積型ポンプおよびキャビティを備える回転型ドラムを有するシステムに関する。フィードポンプはロータを有する容積型ポンプである。フィードポンプは、食品の塊を、ホッパから、食品の塊を成形してパティなどの食品製品にする型ドラムのキャビティの中に送り込む。
【０００７】
本発明のシステムは、肉、魚、ジャガイモ、およびホウレンソウなどの野菜の処理に対して利用することができる。本発明のシステムは、特に、高品質の全筋肉の肉製品などの繊細ですぐに傷つく製品の処理に対して適する。ドラムは、キャビティが食品製品で充填される充填位置から、成形製品がキャビティから取り出される排出位置へ回転する。
【０００８】
型ドラムは、製品を成形するために型キャビティを備え、型キャビティは、好ましくは、少なくとも部分的に多孔質材料から作られ、例えば焼結金属材料から作られる。各多孔質のキャビティは流体通路に接続し、流体通路はドラムの長さ方向に延在するのがより好ましい。ドラムが排出位置から充填位置へ回転する間、キャビティに空気を充填することができるのが好ましい。製品キャビティ内に製品を充填する間に、キャビティ内のこの空気は、少なくとも部分的に多孔質のキャビティの多孔質の壁面を通じて排出されるのが好ましい。
【０００９】
これに加えて、またはこれに代えて、製品の中の空気などの気体は、多孔質材料を通って流体通路経由で、例えば周囲へ、製品から取り除かれることができる。
【００１０】
本発明によれば、フィードポンプのロータは型ドラムの回転軸に平行である。したがって、フィードポンプは、型ドラムに非常に近く配置することができ、それによって、フィードポンプとドラムとの間の接続部における圧損を減らし、型ドラムの軸方向長さにわたってより均一な圧力分布を達成することができる。食品の塊は、１つの角度位置でフィードポンプへ供給され、入口から下流の角度位置で排出されるのが好ましい。この構成によって、フィードポンプの軸方向長さをドラムの軸方向長さに採用することができ、その結果、型ドラムの軸方向長さにわたってより均等な圧力分布となる。
【００１１】
システムはホッパを備えるのが好ましい。食品の塊は、例えばベルトによる連続的な方法でホッパに移送することができるが、例えば肉運搬トロリによるバッチ式でも移送することができる。ホッパはフィードポンプに流れ的に接続され、食品の塊をホッパからフィードポンプへ送るフィーダ、好ましくは回転フィーダ、を備えるのが好ましい。ポンプは容積型ポンプが好ましく、ラジアルベーンポンプがより好ましい。このベーンポンプはベーン、好ましくはロータに対して半径方向に変位可能なベーン、を備える。食品の塊は、１つの角度位置でポンプに供給され、２つのベーンの間に入れられ、それから食品の塊は、入口から下流の角度位置で、回転型ドラムなどの型部材へ排出される。食品の塊は、入口と出口の間で圧縮される。ベーンの軸方向長さを、型部材の軸方向長さに適合させることができる。容積型ポンプ、特にベーンポンプの入口の中心線と出口の中心線との間の距離は、可能な限り短いが、必要な充填圧力が立つには十分長い。フィードポンプの入口と出口の間の距離は９０°より小さいのが好ましく、かつ８０°より大きいのがさらに好ましい。この好ましい実施形態によって、食品の塊、特に全筋肉の肉の組織のストレスが減る。
【００１２】
フィードポンプのポンプキャビティの容積、例えばフィードポンプの２つのベーンの間の容積は、個々の食品の塊に対して個別に決められ、ポンプキャビティが常に食品の塊で完全に満たされるように設計されるのが好ましい。この好ましい実施形態によって、ポンプの出口において肉の塊の脈動が小さくなり、かつ／またはフィードポンプの軸方向長さに沿ってより均一な圧力分布となる。
【００１３】
２つのベーンの間の半径方向の距離、少なくともそれらの先端における距離は、ポンプで送られる個々の食品の塊の部分の最も長い寸法よりも長いのが好ましい。この好ましい実施形態によって、食品の塊の損傷が少なくなる。
【００１４】
ポンプのベーンは交換可能であることが好ましい。ポンプは、異なる軸方向長さのベーンを利用できるように設計されるのがより好ましい。例えば、鳥の胸肉などの全筋肉の肉をポンプで送るためには、ひき肉を送るのに使用するベーンの半径方向長さより長い半径方向長さのベーンが望ましい場合がある。
【００１５】
本発明の好ましい、または独創的な実施形態では、ポンプは、ポンプのハウジング内に配置される１つまたは複数のインサート（複数可）を備える。各インサートは、少なくとも部分的にポンプ室の外周を画定する。各インサートは、ポンプで送る製品に応じて交換可能であることが好ましい。ベーンを各インサートに適合させるのがより好ましい。
【００１６】
フィードポンプのロータの軸方向長さ、および／またはフィードポンプの出口の軸方向長さは、型ドラムなどの型部材の軸方向長さと少なくとも実質的に等しく、かつ／またはフィードポンプの出口の軸方向長さは型ドラムなどの型部材の軸方向長さと実質的に等しいことが好ましい。
【００１７】
フィードポンプの出口の軸方向長さが、型部材の軸方向長さより短い場合、デバイダ（ｄｉｖｉｄｅｒ、分配器）を使用するのが好ましい。デバイダは、食品の塊をフィードポンプの出口から回転型ドラムなどの型部材の型キャビティへ導く。シールは、デバイダと型ドラムなどの型部材との間に、またはデバイダが使用されない場合には、フィードポンプの出口と型ドラムなどの型部材との間に設けられるのがより好ましい。シールは、デバイダまたはフィードポンプの出口から上流および下流に延在することができる。しかしながら、シールは、デバイダまたはフィードポンプの出口から下流のみに延在するのが好ましい。
【００１８】
フィードポンプは、トルク制御されて、食品の塊の充填圧力を維持するのが好ましい。
【００１９】
デバイダは、フィードポンプのハウジングに直接接続されるか、またはフィードポンプのハウジングと一体になるのが好ましい。シールは、デバイダまたはフィードポンプのハウジングと一体にすることができる。しかしながら、好ましい実施形態では、シールは、デバイダまたはフィードポンプのハウジングに交換可能に接続される。
【００２０】
本発明の好ましい、または独創的な別の実施形態は、型部材およびフィードポンプを備える、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、フィードポンプが真空源に接続されるシステムである。
【００２１】
本発明のこの実施形態に対してなされる開示は、本発明の他の実施形態にも適用され、またその逆に、本発明の他の実施形態に対してなされる開示は、本発明のこの実施形態にも適用される。
【００２２】
型部材は、例えば２つの位置の間を直線的に往復運動する板、および／または回転ドラムである。型部材は、型キャビティ、好ましくは多数の型キャビティを備え、各キャビティは食品の塊から食品製品を成形するために採用される。多数のキャビティは、１列に整列され、すなわち、同時に充填され空にされるのが好ましい。１つの列は、型ドラムの回転軸に平行に、または型板の直線運動に垂直に延在する。キャビティは、少なくとも部分的に焼結材料などの多孔質材料から作られることができる。
【００２３】
本発明による真空とは、周囲圧力、例えば１ｂａｒ（１０５Ｐａ）よりも低い圧力である。フィードポンプを真空にすると、ポンプのキャビティは、より完全に、好ましくは全体的に充填され、かつ／または食品の塊をホッパからフィードポンプの中まで移すことを促進するという利点がある。真空源は、ポンプのハウジング内および／または外部に設けることができる。本発明の好ましい実施形態では、真空源は、例えば変位可能な往復運動するピストンおよび／または変形して真空引きする膜によって、ポンプのハウジング内に提供される。
【００２４】
フィードポンプは、容積型ポンプが好ましく、ベーンポンプがより好ましい。食品の塊を入れる前にフィードポンプを真空にするのが好ましい。２つのベーンの間を、食品の塊を充填する前に真空にするのが好ましい。好ましい実施形態では、少なくとも１枚のベーンによって、ポンプの入口と真空源との間が密閉される。ポンプは、ポンプ室の前端に取り付けられるか、またはその一部となる前板の一方または両方を通じて真空源に接続されるのが好ましい。食品の塊が真空チャネルの中に入るのを避けるために、膜などの手段が設けられるのが好ましい。本発明の好ましい、または独創的な別の実施形態は、回転軸を有する型ドラムおよびフィードポンプを備える、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、フィードポンプは、低密度材料、好ましくはプラスチックおよび／またはアルミニウム材料から作られるロータを備える。
【００２５】
本発明のこの実施形態に対してなされる開示は、本発明の他の実施形態にも適用され、またその逆に、本発明の他の実施形態に対してなされる開示は、本発明のこの実施形態にも適用される。
【００２６】
本発明の独創的な、または好ましいこの実施形態は、フィードポンプはより小さな慣性をもち、したがって、より精密に、および／またはより動的に動作することができ、かつロータは洗浄および／またはプロセス変更のためにより容易に交換できるという利点がある。
【００２７】
フィードポンプは、容積型ポンプが好ましく、ベーンポンプがより好ましい。ベーンポンプのベーンもまた低密度材料、好ましくはプラスチックおよび／またはアルミニウム材料から作られるのが好ましい。
【００２８】
フィードポンプは、ステッピングモータ、ＡＣモータ、またはサーボモータによって駆動されるのが好ましい。フィードポンプは、ロータまたはピストンなどの運動部材を備える。モータまたはポンプは、運動部材の現在位置を検出するための手段を備えるのが好ましい。この情報は、好ましくは制御ユニットへ送られ、制御ユニットは、例えばフィードポンプによって送ろうとする量に基づいて、および／または型キャビティに充填するのに必要な充填圧力に基づいて、運動部材の動きを制御する。
【００２９】
本発明の独創的な、または好ましい別の実施形態によれば、フィードポンプはベーンポンプであって、圧縮領域を有しており、ベーンの先端は、少なくとも圧縮領域においては、好ましくは移送領域および／または出口においても、フィードポンプのハウジングに触れない、すなわちポンプのベーンの先端とポンプのハウジングとの間に隙間がある。隙間のサイズは、特にポンプのベーンおよび／またはロータを交換することによって、調節可能であることが好ましい。
【００３０】
この実施形態は、全筋肉の製品に対しては特に都合がよく、その組織はフィードポンプ内で傷つかない、例えば、食品の塊はベーンポンプ内で切断されないか、または著しくは切断されない。移送領域では製品はフィードポンプの中に移され、圧縮領域ではそれを所望の供給圧力に圧縮し、次いで出口では食品の塊はフィードポンプから排出される。
【００３１】
本発明の好ましい、または独創的な別の実施形態は、型ドラムなどの型部材およびフィードポンプを備える、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、少なくとも１つの圧力センサがフィードポンプの出口と型ドラムとの間に配置されたシステムである。
【００３２】
本発明のこの実施形態に対してなされる開示は、本発明の他の実施形態にも適用され、またその逆に、本発明の他の実施形態に対してなされる開示は、本発明のこの実施形態にも適用される。
【００３３】
圧力センサによって、フィードポンプの出口と型ドラムとの間の食品の塊の圧力を決定することができる。フィードポンプの動作および／または型部材の動きは、圧力センサの信号で制御することができる。２つ以上の圧力センサを用いる場合、型ドラムの軸方向長さにわたる圧力分布を決定することができる。食品の塊の流れ方向に沿って配置された２つ以上の圧力センサは、ポンプの出口と型部材との間の圧損を決定するのに特に有用であり、ポンプをより滑らかに動作させるために利用することができる。特に型ドラムなどの型部材の軸方向長さにわたって圧力分布を均一にするためには、かつ／または型部材の軸方向長さにわたってあらゆるところで充填圧力を最低にするためには、かつ／または型部材の各型キャビティを完全に充填するためには、フィードポンプの動作および／または型ドラムの回転などの型部材の動きを、圧力測定値に基づいて調節することが好ましい。例えば、圧力センサの測定値が設定点より低い場合、型部材の動きを遅くするか、または止めるのが好ましく、圧力設定値に再び達するまでそうするのがより好ましい。これに代えて、またはこれに加えて、ポンピング容量を増大させることができる。圧力がある設定点よりも高い場合には、型部材の動きを速くする、かつ／またはポンピング容量を小さくすることができる。フィードポンプの出口で一定の圧力を維持するために、圧力センサの測定値を利用することができる。
【００３４】
フィーダの動作および／またはフィードポンプの動きは、圧力センサの信号によって制御されるのが好ましい。２つ以上の圧力センサがフィードポンプの下流に取り付けられている場合、フィードポンプの出口の軸方向長さにわたる圧力分布を決定することができる。
【００３５】
また、圧力センサの信号を起動時にも使用するのが好ましい。フィードポンプの出口での、および／またはフィードチャネル内での予め設定したある圧力値に少なくとも達した後にのみ、型キャビティの充填、例えば型部材の動きを起動する。別の好ましい実施形態では、製品の型キャビティからの排出は、型キャビティがある供給圧力で充填された場合にのみ始まる。
【００３６】
システム、特にフィードポンプおよび型部材の動き、を制御して、型キャビティが、実質的に連続的に、好ましく一定圧力で充填されるのが好ましい。
【００３７】
システムは、自己適応／自己適応であるのが好ましい。システムは、前のキャビティの充填中での特定の方式を認識し、この情報を使って充填プロセスを調節して、充填をできるだけ低い供給圧力レベルで最適化する。
【００３８】
本発明の好ましい、または独創的な別の実施形態は、回転軸を有する型ドラムなどの型部材およびロータなどの運動部材を有するフィードポンプを備える、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、システムは、システムのフレームに対する型部材の位置および／または動き、ならびに／あるいは、フィードポンプのハウジングに対する運動部材の位置および／または動きを決定するための手段を備える。
【００３９】
本発明のこの実施形態に対してなされる開示は、本発明の他の実施形態にも適用され、またその逆に、本発明の他の実施形態に対してなされる開示は、本発明のこの実施形態にも適用される。
【００４０】
本発明の好ましい、または独創的なこの概念により、型ドラムの角度位置または型板およびそのキャビティの直線位置などの、型部材の位置および／または速度、ならびに／あるいはフィードポンプ、好ましくは容積型ポンプの運動部材の角度位置などの位置を、ＰＬＣなどの制御装置は実質的には恒常的に認識する。システムは、位置／動作制御ユニットを備えるのが好ましい。このユニットは、型部材、フィーダ、および／またはフィードポンプの運動部材の現在位置を決定し、かつコンピュータプログラムは、その変位をそれぞれ決定して制御し、好ましくは、型部材および／またはモータの運動部材の回転または直線変位、ならびに／あるいは必要なフィーダの回転変位を決定して制御し、それに応じて各モータを制御する。型部材の動きとフィードポンプの運動部材の動きとを同期させることが好ましい。型部材および／またはフィードポンプの運動部材の動きを同期させることによって、キャビティの充填を最適化することができ、かつ／または充填圧力を下げることができる。ポンプの動きが型部材の動きを追従する、またはその逆に型部材の動きがポンプの動きを追従するのが好ましい。制御ユニットは、充填しなければならない型キャビティがいつポンプの出口近傍にあるか、かつ、充填する必要のある型キャビティがいつフィードポンプの出口近傍にないかを正確に認識することが好ましい。したがって、フィードポンプのポンピング容量および／または型部材の動きを制御することができる。例えば、キャビティの充填中は、ポンピング容量を増大させ、かつ／または型部材の動きを遅くする。２つの型キャビティの間を移っている間は、その逆にするのが好ましい。また制御装置は、型部材および／またはフィードポンプの運動部の速度を認識することが好ましく、制御ユニットが、この情報に基づいてその速度を制御するのがより好ましい。次のキャビティまたはキャビティ列がフィードチャネルに近づく前に、フィードポンプの下流のフィードチャネル内の食品の塊の圧力を増大させて、キャビティの充填が始まってすぐに所望の設定値より低い圧力に降下するのを避けることもまた好ましい。
【００４１】
それぞれの駆動、特にフィードポンプのロータおよび型部材の駆動は、電気モータあるいは油圧または空圧シリンダが好ましい。モータは、軸などの回転または直線運動する運動部材を備えることができる。モータは、回転軸などの運動部材の回転変位を決定するための手段を備えるのが好ましい。型部材用および／またはフィードポンプのロータ用のモータ、ならびに／あるいはフィーダのモータには、例えば周波数制御のＡＣモータまたはサーボ駆動システムがある。
【００４２】
周波数制御のＡＣモータは、ほとんどの用途に適するであろう。型ドラムなどの型部材の現在の角度位置など、および／または、フィードポンプの運動部材の角度位置などを検出するために、ならびに／あるいは、型部材および／またはフィードポンプの運動部材の速度を制御するために、モータの変位を制御ユニット内で評価できるように、レゾルバ、エンコーダ、エンコーダレス（ソフトウェアがモータの運動部材の変位を決定する）、または他の回転トラッキング手段などを設けるのが好ましい。例えばフィードポンプ、フィーダ、および／または型部材を駆動するモータは、ステッピングモータでもよい。
【００４３】
モータの減速中に、特に型部材を駆動するモータの減速中に、エネルギを回収するためのエネルギ回収手段をモータが備えることが好ましく、２つの位置の間を往復運動する型板であればより好ましい。回収されたエネルギは、例えばフィードポンプを駆動するために使われる。
【００４４】
型部材の動きおよび／またはフィードポンプの運動部材の動きを制御し、その結果、型ドラムのキャビティの充填が、より好ましくはフィードポンプの出口での圧力が最低で、最適化できるのが好ましい。キャビティまたはキャビティ列が完全に充填された後で、かつ次のキャビティまたはキャビティ列の充填が始まる前に、フィードポンプのロータなどの運動部材の動きを少なくとも遅くすることはより好ましい。キャビティを完全に充填するのに必要な充填圧力が低すぎる場合、好ましくはキャビティまたはキャビティ列の充填が完了するまで、フィードポンプの運動部材の位置／動きの速度を変化／増加させることができ、かつ／または型部材の動きを少なくとも遅くすることができる。ＰＬＣは、型部材およびそのキャビティの位置を正確に認識しているので、いつ各キャビティの充填が始まるか、かつ、いつ終わるか、かつ／またはいつキャビティが排出位置にあるかを正確に認識し、それに応じて充填および／または排出ステップを最適化／制御することができる。それは、キャビティが完全に充填されたかどうかも判断することができる。この情報は、例えば圧力測定値から引き出すことができる。各キャビティが完全には充填されていない場合には、各製品を排出し撥ねるか、または排出位置で排出せずに各型キャビティが再び充填位置にあるときに充填を完了することができる。充填および／または排出プロセスのパラメータはＰＬＣ内に記憶され、型部材が本発明のシステム内に配置された後、手動または自動でダウンロードすることができる。しかしながら、パラメータは手動で設定および調節することもできる。
【００４５】
本発明の好ましい、または独創的な別の実施形態は、回転軸を有する型ドラムなどの型部材およびフィードポンプを備える、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、このシステムはフィードポンプの出口の下流に保持手段を備えない。
【００４６】
本発明のこの実施形態に対してなされる開示は、本発明の他の実施形態にも適用され、またその逆に、本発明の他の実施形態に対してなされる開示は、本発明のこの実施形態にも適用される。
【００４７】
本発明において、保持手段がないということは、キャビティは充填が完了した後には周囲圧力に曝されることを意味する。この独創的な、または好ましいシステムは、成形された食品の塊がこすりつけられることが減り、かつ衛生上および摩耗上の問題が減るという利点がある。本発明のシステムは、部品がより少なく、かつ／または重量が軽い。
【００４８】
しかしながら、本システムは、成形製品が型キャビティから意図せずに外れることを避ける手段を備える。そのような手段は、例えば型キャビティに適用される真空手段であってもよい。この手段は、例えば、各型キャビティの位置を検出するセンサによっても制御することができる。
【００４９】
本発明のシステムは、ホッパ内に配置されフィードポンプの方へ食品の塊を送るために利用されるフィーダを備えることが好ましい。このフィーダは、ＡＣモータ、サーボモータ、またはステッピングモータなどの位置制御モータによって駆動されるのが好ましい。システムはフィーダ用の動作制御ユニットを備えるのが好ましい。動作制御はフィーダの現在の位置を決定し、コンピュータプログラムは、その変位、好ましくは必要な回転変位を決定して制御し、かつそれに応じて、特にフィードポンプの入口に正しい量の食品の塊を供給するために、フィーダのモータを制御する。したがって、食品の塊の不必要な圧縮を避けることができ、かつフィーダの制御手段は、フィードポンプを振り分け装置として使用するために利用することができる。フィーダの動きはフィードポンプの動きに同期するのが好ましい。
【００５０】
ホッパは充填状態を決定するためのセンサを備え、かつ／または充填状態はフィードポンプの出口に配置された圧力によって決定されるのが好ましい。
【００５１】
本発明の好ましい、または独創的な別の実施形態は、フィードポンプ、好ましくは容積型ポンプで食品の塊を送る方法であって、この方法は、ロータなどの運動部材および型キャビティを備えた型ドラムなどの型部材を含み、運動部材の動きと型部材の動きが同期させられる。
【００５２】
本発明のこの実施形態に対してなされる開示は、本発明の他の実施形態にも適用され、またその逆に、本発明の他の実施形態に対してなされる開示は、本発明のこの実施形態にも適用される。
【００５３】
型部材とフィードポンプの運動部の動きを同期させることによって、キャビティの充填を最適化することができ、かつ／または充填圧力を下げることができる。制御ユニットは、充填しなければならない型キャビティがいつポンプの出口近傍にあるか、かつ、充填する必要のある型キャビティがいつフィードポンプの出口近傍にないかを正確に認識することが好ましい。したがって、フィードポンプのポンピング容量および／または型部材の動きを調節することができる。例えば、キャビティの充填中は、ポンピング容量を増大させ、かつ／または型部材の動きを遅くする。２つの型キャビティの間を移っている間は、その逆にするのが好ましい。また制御装置は、型部材および／またはフィードポンプの運動部の速度を認識することが好ましく、制御ユニットが、この情報に基づいてその速度を制御するのがより好ましい。
【００５４】
本発明の好ましい、または独創的な別の実施形態は、食品の塊から製品を成形する方法であって、この方法は、少なくとも１つのセンサを含み、かつフィードポンプの運動部材の動き、および／または型部材の動きがセンサの信号に従って制御されることを含む。動作制御は、位置−速度−および／または加速／減速−制御を含む。センサは、例えば、圧力センサ、位置センサ、温度センサ、および／またはカメラのような視覚手段であってもよい。制御ユニットは、センサからの信号を受信し、それを設定値と比較し、次いでそれに応じてフィードポンプの運動部材の動き、および／または型部材の動きを制御する。成形製品の排出は、センサの測定値に基づいて制御することもできる。
【００５５】
本発明のこの実施形態に対してなされる開示は、本発明の他の実施形態にも適用され、またその逆に、本発明の他の実施形態に対してなされる開示は、本発明のこの実施形態にも適用される。
【００５６】
本発明のこの実施形態に対してなされる開示は、本発明の他の実施形態にも適用され、またその逆に、本発明の他の実施形態に対してなされる開示は、本発明のこの実施形態にも適用される。
【００５７】
成形プロセスは、好ましくは成形装置の一部である制御ユニットによって制御されるのが好ましい。独立した塊供給システムを使用する場合、制御ユニットは塊供給システムの一部であってもよい。
【００５８】
本発明の好ましい、または独創的な別の実施形態は、食品の塊から製品を成形する方法であって、この方法では、容積型ポンプを振り分け装置として使用する。１サイクルの間、フィードポンプは、キャビティまたはキャビティ列に充填するのに必要な食品の塊の量だけ、例えばキャビティ当り、またはキャビティ列当りの食品の塊の計算量または設定量だけを型ドラムの方へ送る。この量の食品の塊をドラムに移送した後、ロータの回転速度を好ましくは少なくとも下げ、好ましくは停止し、より好ましくは逆転させる。次いで、次のサイクルが始まる。当業者であれば、フィードポンプは連続的に動作することができ、かつ振り分け装置としても使用できることは理解する。
【００５９】
食品の塊の圧力がある値より下がるのを避けるために、フィードチャネルの食品の塊への圧力は、型キャビティの充填が始まる前に上げられるのが好ましい。
【００６０】
フィードポンプは、型キャビティが充填されている間は塊を送り込み、圧力降下を回避するのが好ましい。
【００６１】
本発明のこの実施形態に対してなされる開示は、本発明の他の実施形態にも適用され、またその逆に、本発明の他の実施形態に対してなされる開示は、本発明のこの実施形態にも適用される。
【００６２】
本発明の好ましい、または独創的な別の実施形態は、食品の塊を型部材の型キャビティの中に充填する方法であって、この方法では、キャビティまたはキャビティ列の充填中および／または充填後、フィードチャネルの上流の食品の塊への圧力は抜かれる。このことは、例えば、各キャビティの充填中および／または充填後に、フィードポンプの運動部材の動きの速度を落とすか、またはこの動きを逆にすることによって達成される。別の選択肢としては、型部材に向かうフィードチャネル内の食品の塊への圧力を抜くことができる膜がある。
【００６３】
本発明のこの実施形態に対してなされる開示は、本発明の他の実施形態にも適用され、またその逆に、本発明の他の実施形態に対してなされる開示は、本発明のこの実施形態にも適用される。
【００６４】
本発明の好ましい、または独創的な別の実施形態は、食品の塊を型部材の型キャビティの中に充填する方法であって、この方法では、型キャビティの充填の完了後すぐに、この型キャビティは少なくとも部分的に周囲圧力に曝される。
【００６５】
本発明のこの実施形態に対してなされる開示は、本発明の他の実施形態にも適用され、またその逆に、本発明の他の実施形態に対してなされる開示は、本発明のこの実施形態にも適用される。
【００６６】
本発明の好ましい、または独創的な別の実施形態は、食品の塊を型部材の型キャビティの中に充填し、成形製品を型キャビティから排出する方法であって、この方法では、少なくとも１つのセンサが設けられ、かつ成形製品の型キャビティからの排出が、センサの信号に従って制御される。圧力センサは、例えば、圧力センサ、位置センサ、および／またはカメラのような製品センサである。システムは、型部材の正確な位置、したがって成形製品の排出が始まる各キャビティの正確な位置を制御することができる。
【００６７】
本発明の別の、または好ましい実施形態によれば、ポンプの回転速度は、ロータが完全に１回転する間に変えることができる。各ポンプ室の充填中に、ポンプのロータの回転速度を少なくとも下げ、次いで、各ポンプ室の充填が完了するとすぐに再び回転速度を上げるのが好ましい。これは、各ポンプ室の容積が成形部材の１つのキャビティ列に挿入される塊の容積と等しい、上記の振り分けモードには特に好都合である。
【００６８】
本発明のこの実施形態に対してなされる開示は、本発明の他の実施形態にも適用され、またその逆に、本発明の他の実施形態に対してなされる開示は、本発明のこの実施形態にも適用される。
【００６９】
例えば脈動の結果として、塊供給システムと型部材との間で塊への圧力のピークが生じる場合、その結果、型部材の長さ方向に、成形製品の重量の違いが生じる。これらの圧力のピークは、圧力均等化システムによって軽減および／または回避することができる。この圧力均等化システムは、食品の塊と直接接触し、かつ塊供給システムとデバイダとの間に配置することができる、または塊移送手段の一部とすることができる、またはデバイダの一部とすることができる、かつ／またはデバイダと型部材との間に配置することができる、アキュムレータであってもよい。そのようなアキュムレータは、例えば、塊の圧力を受けるピストンを備える。塊への圧力が上がったときにアキュムレータは塊を蓄積し、塊への圧力が下がったときにアキュムレータは塊を塊供給システムと型部材との間の塊の流れに供給して塊への圧力を均等化する。
【００７０】
別の実施形態では、または追加的に、ある長さのある可撓性要素が、塊供給システムとデバイダとの間に配置されてもよく、塊移送手段の一部であってもよく、デバイダの一部であってもよく、デバイダと型部材との間に配置されてもよく、またはデバイダがそれ自身完全に可撓性要素であってもよい。
【００７１】
可撓性要素は、圧力を均等化するために塊が流れる方向に対して垂直方向に可撓性をもたなくてはならない。塊への圧力が上がると、この可撓性要素は膨張し、その結果、圧力が下がる。塊への圧力がある値より下がると、可撓性要素の材料のばね作用によって可撓性要素は元の形に戻る。ポンプと型部材との間の塊移送手段が円形の管の場合、食品産業での使用に適したビニールホースを使用することができる。このホースが長ければ長いほど、効果は大きい。
【００７２】
型部材の軸方向長さにわたって均一な圧力分布を達成するための他の方法は、（圧力）センサ、動的駆動システム、制御器、およびソフトウェアを組み合わせて達成することができ、これは本明細書の中で後ほど説明する。
【００７３】
次に、本発明を図面によって説明するが、この説明は保護の範囲を限定するものではない。説明はすべての発明に同様に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１ａ．１ｂ】ホッパの例を示す図である。
【図２】容積型ポンプの例を示す図である。
【図３ａ．３ｂ】容積型ポンプの別の例を示す図である。
【図４ａ−４ｄ】ホッパおよび型ドラムを示す図である。
【図５ａ−５ｃ】型ドラムの軸方向長さにわたる食品の塊の分配を示す図である。
【図６ａ−６ｄ】型ドラムの軸方向長さにわたる食品の塊の分配のさらなる例を示す図である。
【図７】型ドラムの軸方向長さに等しい軸方向長さのフィードポンプを示す図である。
【図８ａ−８ｃ】保持手段有りおよび保持手段無しのシステムを示す図である。
【図９ａ−９ｃ】保持手段有りおよび保持手段無しのシステムを示す図である。
【図１０ａ．１０ｂ】保持手段有りおよび保持手段無しのシステムを示す図である。
【図１１】少なくとも１つの圧力センサを有するシステムを示す図である。
【図１２ａ．１２ｂ】少なくとも１つの圧力センサを有するシステムを示す図である。
【図１３】少なくとも１つの圧力センサを有するシステムを示す図である。
【図１４】少なくとも１つの圧力センサを有するシステムを示す図である。
【図１５】本発明のプロセスを示す図である。
【図１６ａ．１６ｂ】本発明のプロセスを示す図である。
【図１７】本発明のシステムのさらに別の実施形態を示す図である。
【図１８】真空チャネルの詳細を示す図である。
【図１９】内部真空源を示す図である。
【図２０】ポンプのハウジングに直接接続されたホッパを示す図である。
【図２１】低い位置に配置されたポンプを有する実施形態を示す図である。
【図２２ａ．２２ｂ】図２２ａは、比較的短いベーンを有する実施形態を示す図である。図２２ｂは、比較的大きなベーンを有する実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７５】
図１ａおよび図１ｂは、本発明のシステムに好ましく接続されたホッパを示す。肉運搬トロリは、例えば本発明のシステムに並んで配置された別個の昇降ユニットによって食品製品の塊をホッパ３の中に挿入するために利用することができる。昇降ユニットを本発明のシステムに一体化することも可能である。現設計では、ホッパは円錐状である。肉がホッパの側壁にくっつくのを避けるため、かつブリッジの形成を防ぐために、ホッパの壁は中心軸に対して約３０°の角度であるのが好ましい。ホッパの出口は、フィードポンプの入口に流れ的に接続する。食品の塊の中には、重力によってポンプの入口に送ることのできるものもあるが、それでも、ほとんどの食品の塊は、このケースでは螺旋状のフィーダブレード５を備える回転フィーダ４などのフィーダ４でフィードポンプの入口に移送する必要がある。フィーダブレード５とホッパの側壁との間でこすりつけられると、製品の組織が傷つけられるが、フィーダブレードの外周とホッパの側壁の内周との間の隙間を小さくすれば、これを軽減／防止することができる。フィーダブレードの断面は、図１ａで分かるように、その長さにわたって一定にすることができるが、食品の塊をホッパの出口の方へ移送すること、および／または容積型ポンプのポンプキャビティに充填することを改善するためには、フィーダブレードの断面をその長さとともに変化させるのが好ましく、図１ｂの例で示すように、ホッパの出口に向かって断面が縮小するのがより好ましく、さらに、ホッパの出口に向かって螺旋の直径が小さくなるのがさらにより好ましい（図１ａと図１ｂを比較のこと）。スクレーパ８が、フィーダブレード５の一端に取り付けられるのが好ましい。フィーダブレード５は、食品の塊をホッパの出口の方へ送る。
【００７６】
回転フィーダ４は、例えば２つの方法で駆動することができる。図１ａは、回転フィーダを駆動する第１の選択肢を示す。フィーダブレード４は、リングギアとともにバヨネット接続を形成する円筒形リング要素に接続される。リングギアは、駆動ユニット６によって駆動され、ホッパの一部であるのが好ましい。洗浄のために、回転フィーダ４は、フィーダをバヨネット接続から手で回転してホッパから取り外すことができる。図１ｂは、第２の方法を示し、駆動機構６はポンプの下に配置され、その駆動機構６で回転フィーダをホッパの中心線から駆動する。フィーダが回転しているときに食品の塊が回転するのを避けるため、ホッパに、好ましくは回転しないフィーダ７を設けるのが好ましい。特に、その下端では、ホッパに１つまたは複数のフィンをその内周に設けるのが好ましい。洗浄のために、ホッパは枢着されるのが好ましい。ホッパが２つの部品から成っており、両部品とも別々に枢動可能であれば、さらに容易に洗浄することができる。ホッパは、好ましくはその下端で真空源に接続できることが好ましい。ホッパはフィードポンプ経由で真空にするのが好ましい。ホッパの出口面積は比較的大きく、ホッパとポンプとの間の距離は最小にされており、および／または、内壁は、例えば食品の塊へのせん断力を減らすために、滑らかにされているのが好ましい。
【００７７】
回転フィーダは、各ポンプ室をちょうど満たすほどの十分な食品の塊を供給するのが好ましいが、食品の塊を圧縮しないのが好ましい。例えば、肉を処理するときに、圧縮中に肉汁が肉から出て肉の組織を結果的に傷つけてしまう。ポンプ内を真空にすることによって、ホッパからポンプへの塊の移送が改善できる。その結果、回転フィーダの速度を下げることができ、塊への圧縮が軽減される。ホッパの回転フィーダの駆動とポンプの駆動とはお互いに独立しているのが好ましい。さらに、ホッパとポンプの間の距離が短いことの追加的な利点は、製造後にシステム内に残る食品の塊が少ないことである。
【００７８】
ここで図２を参照されたい。本発明によれば、本発明のシステムのポンプは、好ましくは等しい間隔で配置されたベーン１５、さらに好ましくは半径方向に変位可能なベーン１５をもつ容積型ポンプが好ましい。各ベーンは軸方向に、実質的にはポンプの全長にわたって延在する。ベーンはロータ１７によって駆動され、右上隅の図から分かるように、ロータの中心軸は型ドラムの中心軸に平行に延在する。ポンプは、いくつかの領域、好ましくは真空領域２０、移送領域２１、ポンプ入口２２、圧縮領域２３、およびポンプ出口２４、を有するのが好ましい。ここでは、ロータ１７の回転方向は反時計回りである。ポンプは多くのポンプ室１６を備え、各ポンプ室は２つのベーン１５によって閉じこめられている。各室はできるだけ大きいのが好ましい。この好ましい実施形態では、肉片の組織の損傷が少なくなる。軸方向に長く延在し、比較的小さな直径で枚数が少ないベーン有するロータ１７、および／または内径の大きなハウジング１８を用いることによって、ポンプ室を大きくすることができる。食品の塊をポンプで送る間にベーンが変形しないのが好ましい。ポンプ室を大きくする別の方法は、ロータ１７および枚数の少ないベーン１５を用いることである。しかしながら、ベーンの枚数を減らすことは、フィードポンプが必要とする圧力差によって、および／または真空領域が必要な場合には、制限される。
【００７９】
例えば、ポンプを洗浄する必要がある場合には、ロータは重すぎず、容易に取り外せて交換できるのが好ましい。ロータはプラスチック材料製が好ましく、強化プラスチック材料製がより好ましい。食品の塊の摩擦を減らすために、ベーンの表面および／またはハウジングの内壁は滑らかであるのが好ましく、磨かれているのがさらに好ましい。
【００８０】
洗浄のために、塊供給システム２および／またはデバイダ（ｄｉｖｉｄｅｒ、分配器）９は動かすことができ、好ましくは型部材から離すことができる。塊供給システムおよび／またはポンプのさらに洗練された実施形態では、内部を洗浄するために、定置洗浄システム（ＣＩＰシステム、Ｃｌｅａｎ−ｉｎ−ｐｌａｃｅ−ｓｙｓｔｅｍ）を使用することができる。エンドキャップ１９、ベーン１５、ロータ１７、およびカム２５などの部品の分解および手洗いはもはや必要ではなく、洗浄時間を短縮し、化学洗浄剤で手作業する際に生じる危険性を防ぐ。
【００８１】
ポンプの出口はできるだけ大きいのが好ましく、実質的にはロータおよび／またはベーンの全軸方向長さにわたって延在するのがより好ましい。
【００８２】
本発明の独創的な、または好ましい実施形態では、例えば、ポンプ室の充填を改善するために、食品の塊からガスを抜くために、食品の塊の密度を上げるために、および／または小さな脈動で食品の塊を流すために、ポンプは直接的にまたは間接的に真空源に接続することができる。ポンプの脈動によって、１つの列で成形される、すなわち同時に成形される製品の重量にかなりの差が生じるおそれがある。真空領域２０は、フィードポンプの出口とポンプの移送領域との間に配置されるのが好ましく、フィードポンプの入口に比較的近いのが好ましい。真空源への接続は、ポンプのハウジングに設けるのが好ましく、ポンプ室が移送領域へ開放される直前がより好ましい。さらに、移送領域が真空領域と開放されたまま接触するのを防いで、塊が真空領域に逆流し、そこから直接真空源の中に流れることを防ぐようにチャネルが配置される。フィードポンプは、その軸方向端それぞれに、１つまたは複数のエンドキャップ１９を備えてもよい。各エンドキャップは、好ましくはハウジングに接続され、および／または、好ましくはハウジングの一部であり、また、真空源およびポンプ室に接するチャネルを備えて、空気をポンプ室から引くことができる。ポンプ室から空気を引くために、動いているベーンとベーンをガイドするロータの溝との間の細い隙間もまた使用することができる。真空チャネルの適切な位置に併せて、ベーンの枚数を増やすことによっても、食品の塊が真空ポンプへ流れることを防ぐことができるが、ポンプ室の容積が小さくなる。一方の側でフィードポンプの室に面し、他方の側で真空源または機械的作動手段に面する膜によっても、ポンプ室の圧力を下げることができる。
【００８３】
各ポンプ室１６の容積は、フィードポンプの内径の内部を回転する間に変化するのが好ましい。塊がホッパからフィードポンプ室の中に流れる移送領域２１で、フィードポンプ室の容積が最大となるのが好ましい。次いでその容積はフィードポンプの出口まで減少し、続いて再度増加するのが好ましい。容積が増大する間は、圧力は各室内で下がるのが好ましい。
【００８４】
肉がフィードポンプのベーンとハウジングとの間でくっつき、その結果こすりつけられて製品の組織を傷つけることを防ぐための手段をポンプが備えるのが好ましい。これに代えて、またはこれに加えて、フィードポンプの入口２２は、塊が移送領域から圧縮領域へ支障なく自由に流れるように設計されるべきである。圧損を最小にするべきである。塊は穏やかにポンプを通って流れるように鋭い角がないのが好ましい。
【００８５】
圧縮領域での食品の塊の圧縮はできるだけ低くすべきである。食品の塊を加圧している間の食品の塊の逆流を防ぐために、特に圧縮領域２３においては、ベーンの先端とフィードポンプの内径との間の隙間を狭くする、かつ／またはベーンの先端がポンプの内径に接触するのが好ましい。隙間のサイズは処理する食品の塊の部分のサイズによるのが好ましい。隙間のサイズは、成形プロセス中に食品の塊へかけたい圧力、および／または食品の塊の粒子のサイズに従っても設計される。隙間が大きく、食品の塊が、例えば比較的高い温度のうす切り肉のときは、フィードポンプ内で内部漏れが生じる場合があり、それによって食品の塊に所望の圧力がかからない。ベーンの先端がハウジングの内壁と接触している場合、両者とも耐摩耗性であるのが好ましい。ハウジングの内側壁には、硬化金属層を設けるのが好ましい。ベーンおよびハウジングの材料は、起動段階の間はドライ運転であっても摩滅に関しては問題ないようなものを選択するのが好ましい。
【００８６】
ベーンは、半径方向に変位可能であるのが好ましく、フィードポンプ内に支えられて摺動可能、例えば各ベーンはフィードポンプのロータ内の溝の中を摺動可能、であるのがより好ましい。ロータの回転中、各ベーンはロータの各溝を出たり入ったりする。図２は、ベーン１５を有する容積型ポンプの第１の実施形態を示す。ここでは、各ベーンは、ポンプハウジングの内側の静止カム２５によってそれぞれ駆動されて、ロータ１７の溝を出たり入ったりする。各ベーン１５の内側端はカム２５の表面と接触し、その結果、ポンプ内でベーンが半径方向に移動する。ベーンはまた、ばね荷重をかけられフィードポンプのハウジングの内周に押圧することができることは、当業者であれば理解する。
【００８７】
図３は、ベーン１５を有する容積型ポンプの第２の実施形態を示す。ベーンの半径方向の位置は、ここでは好ましくはポンプハウジングの両方エンドキャップ１９に配置されたカム軌道２６によって決められる。ベーンは、その軸方向端において、これらのカム軌道２６にそれぞれガイドされる小さなカムを備える。図３ａは、ベーンがハウジング１８のエンドキャップおよび／または軸方向端でガイドされているのを示す。図３ｂは、ハウジングを製作するのに好都合となり得る、ハウジング内でのインサート２７の使用を示す。真空領域に対して１つのインサートおよび圧縮領域に対して１つインサートとする２つのインサートを使用することは、さらにより好ましい。動いているベーンと接触する、ハウジングの１つまたは複数の摩滅部品を、インサートとして設けることは好ましい。これは、食品の塊の供給システムの最も複雑な部品、すなわちフィードポンプのハウジングの寿命を延ばす。これらの実施形態の図３ａおよび図３ｂではともに真空領域を使用していない。ポンプのハウジングおよび／またはインサートを変更することによって、かつカム軌道を変更することによって、両実施形態とも図２で述べたのと同様の真空領域を設けることができる。
【００８８】
塊供給システムは、成形装置に接続される独立したユニットであってもよく、あるいは成形装置に一体化されてもよい。図４ａは、塊移動手段１０に接続する独立したユニットである塊供給システム２および型ドラム２８を有する成形装置１に接続するデバイダ９を示す。図４ａの塊移動手段は、比較的大きな断面をもつ管である。食品の塊は、管１０からデバイダ９の中に流れ、デバイダ９は型ドラム２８の軸方向の長さにわたって食品の塊を分配する。食品の塊の移動および／または分配によって、食品の塊と移動手段および／またはデバイダの内壁との間に摩擦が生じ、その結果、食品の塊の圧損となる。食品の塊へのポンプ圧力を上げることによってこの圧損に打ち勝つことができる。しかしながら、これによって、食品の塊の組織を傷つける高いせん断力が食品の塊に生じる。図４ｂには、デバイダの容積を小さくするため、および／または型ドラムの軸方向長さにわたって食品の塊の分布の均一性を改善するために、移動手段１０は、塊を予め分配するための２本の分岐管に分けられる。
【００８９】
図４ｃおよび図４ｄは、本発明の好ましい実施形態を示す。図４ａおよび図４ｂによる実施形態と比較すると、塊供給システムは成形装置に一体化されている。フィードポンプと型ドラムとの間の距離を最短にすることによって、食品の塊が受けるせん断力、したがって圧損が小さくなる。図４ｃでは、塊供給システムのフィードポンプは、ドラムの軸方向長さ全体に食品の塊を分配する内部フィードチャネル１１をもつデバイダ９に、管／パイプによって接続されている。デバイダは、わずかに傾斜した側壁をその入口側に備えて、型部材の軸方向長さ全体に食品の塊を分配する。デバイダと型ドラムとの間から食品の塊が漏れるのを減らす／防ぐために、デバイダは、型ドラムの表面に接触するシール１２に接続されるのが好ましい。シールは、デバイダから上流および／または下流に延在することができる。デバイダとシールは、単一部品として作ることができる。供給パイプの最大直径は、主に洗浄時のパイプの取扱いによって、および製造後に残る食品の塊によって制限される。例えば長さが１０００ｍｍの長い型ドラムを使用するとき、フィードチャネル内の食品の塊を確実に型ドラムの軸方向長さ全体に均等に分配するためには、ポンプは型ドラムから比較的遠くに配置しなければならない。これは、型ドラムの１列のキャビティの成形製品の重量のばらつきを防ぐために重要である。図４ｄは、移送手段１０をＹ字状に分割してデバイダ９の寸法を小さくすることができる第２の実施形態を示す。これによって、型ドラムの軸方向長さにわたって食品の塊の分布が改善され、かつ製造後に残る塊が少ないより小さなデバイダとなる。
【００９０】
例えば脈動の結果として、塊供給システムと型部材との間で塊への圧力にピークが生じる場合、その結果、型部材の長さ方向に、成形製品の重量の違いが生じる。これらの圧力のピークは、圧力均等化システムによって軽減および／または回避することができる。この圧力均等化システムは、食品の塊と直接接触するアキュムレータであり、そのアキュムレータは、塊供給システム２とデバイダ９との間に配置することができる、または塊移送手段１０の一部とすることができる、デバイダ９の一部とすることができる、かつ／またはデバイダと型部材との間に配置することができる。そのようなアキュムレータは、例えば、塊の圧力を受けるピストンを備える。塊への圧力が上がったときにアキュムレータは塊を蓄積し、塊への圧力が下がったときにアキュムレータは塊を塊供給システムと型部材との間の塊の流れに供給して塊への圧力を均等化する。
【００９１】
別の実施形態では、または追加的に、ある長さのある可撓性要素が、塊供給システムとデバイダとの間に配置されてもよく、または塊移送手段１０の一部であってもよく、デバイダ９の一部であってもよく、デバイダと型部材との間に配置されてもよく、またはデバイダがそれ自身完全に可撓性要素であってもよい。
【００９２】
この可撓性要素は、圧力を均等化するために塊が流れる方向に対して垂直方向に可撓性をもたなくてはならない。塊への圧力が上がると、この可撓性要素は膨張し、その結果、圧力が下がる。塊への圧力がある値より下がると、可撓性要素の材料のばね作用によって可撓性要素は元の形に戻る。ポンプと型部材との間の塊移送手段が円形の管の場合、食品産業での使用に適したビニールホースを使用することができる。このホースが長ければ長いほど、その効果は大きくなる。
【００９３】
型部材の軸方向長さにわたって均一な圧力分布を達成するための他の方法は、（圧力）センサ、動的駆動システム、制御器、およびソフトウェアを組み合わせて達成することができ、これは本明細書の中で後ほど説明する。
【００９４】
図５ａ〜５ｃは、ドラムの軸方向長さにわたっての食品の塊の改善された分布を示す。ポンプの出口は、長方形の断面であるのが好ましい。食品処理ラインは、軸方向長さが正味４００ｍｍ、６００ｍｍ、および１０００ｍｍのものが主に使用されている。例えば４００ｍｍの出口長さのポンプは、軸方向長さ６００ｍｍの型ドラムに対して、または１０００ｍｍの型ドラムに対してさえ、デバイダ９と組み合わせて使用することができる。図５ａは、例えば４００ｍｍの軸方向長さのポンプと、例えば６００ｍｍの軸方向長さの型ドラムを示す。図５ｂは、例えば４００ｍｍの軸方向長さのポンプと、例えば１０００ｍｍの軸方向長さの型ドラムを示す。図５ｂによるデバイダは、図５ａのデバイダよりも大きく、型ドラムの軸方向長さにわたっての食品の塊の分布を改善する。
【００９５】
図５ｃは、例えば６００ｍｍの軸方向長さのポンプと、例えば１０００ｍｍの軸方向長さの型ドラムを示す。デバイダ９は、図５ｂによる実施例のデバイダよりも小さい。
【００９６】
図６ａによる実施例のデバイダは８°の角度をもち、図６ｂのデバイダは２０°の角度をもつ。主に使用する食品の塊の種類によって角度が選ばれる。角度が小さいことの利点は、製造後に残る食品の塊が少ないことである。別の利点は、より小さなデバイダとなること、および／またはより安定した成形食品製品が得られることである。成形装置の製造速度が低い場合、食品の塊はデバイダを通ってゆっくりと移送される。移動中に、塊と比較的温かいデバイダのハウジング（好ましくはステンレス鋼）との間で熱交換が生じる。特に、食品の塊への圧力が高いとき、デバイダの両外端での食品の塊は幾分柔らかくなり、そのため型ドラムの軸方向長さにわたっての成形製品に重量の違いが生じる場合がある。図６ｃおよび６ｄは、異なった断面をもつデバイダを示す。図６ｄのより小さなデバイダを使用することが好ましい。
【００９７】
図７は、軸方向長さが例えば６００ｍｍの型ドラム、および軸方向長さがここでは５７０ｍｍの出口のポンプを有する成形装置１を示す。この５７０ｍｍの出口は、型ドラムの外側の製品キャビティのほとんどをカバーし、型ドラムの幅にわたる肉の分布を改善する。すなわち、型ドラムの軸方向長さは、フィードポンプの出口の軸方向長さおよび／またはフィードポンプのロータの軸方向長さと実質的には等しい。この場合には、デバイダは必要ない。幅が４００ｍｍの食品処理ラインでは、フィードポンプの出口の軸方向長さは、例えば３７０ｍｍである。これより広い幅では、デバイダを使用するのが好ましい。
【００９８】
図８ａ〜１０は、型ドラムに接続し、部分的に型ドラムの周囲に沿うシール１２を使用した上記塊供給システム２の異なる実施形態を示す。シールは、フィードチャネル１１から上流および下流に延在することができる。シールは、塊供給システムと型ドラムとの間の食品の塊の漏れを減らす。しかしながら、このシールは充填中にキャビティを塞ぐだけで、キャビティの充填が完了した後に充填圧力または周囲圧力より高い圧力を保つ保持部を備えていない。充填完了後すぐに、充填されたキャビティは少なくとも部分的に周囲圧力に曝される。シール１２およびフィードチャネル１１は、１つの単一部品として設けることができる。図８による実施例の塊供給システムは、型ドラムの水平中央軸より上に配置され、例えば長い食品製品でさえ適正に排出する。図８ａは、例えば食品の塊で充填される１５０ｍｍの長さの製品キャビティを有する型ドラムを示す。図８ｂでは、キャビティは例えば１００ｍｍの長さで、図８ｃでは、製品キャビティは例えば５０ｍｍの長さである。図８ｃでは、ドラムが充填位置から排出位置まで反時計回りに回転するならば、短い成形製品はシール１２によってあまり長い間支えられないことが示される。充填領域から上流および／または下流のシール１２は、できるだけ短くされるのが好ましく、充填領域から下流のシールの長さはドラムの周方向のキャビティの伸長部の長さだけにする、すなわちキャビティは充填完了後すぐに再開放されるのがより好ましい。充填完了後には、キャビティ内では充填圧力を保持しないことが好ましい。
【００９９】
成形製品が型キャビティから離れるのが早すぎるのを防ぐため、シール１２はさらに下流に延在することができる。図９ａは、排出位置までドラムに密着しているシールを示す。図９ｂは、閉鎖部３０およびさらに下流への延在部を有するシールを示す。しかしながら、この延在部には、型ドラムの表面との間に実質的な隙間があり、その結果、キャビティは充填後には周囲圧力に曝される。図９ｃは、成形製品を型キャビティに保持するために真空を使用する実施形態を示す。
【０１００】
図１０は、型ドラムの水平中央軸より下に中心軸が配置された塊供給システム２を示す。このシステムは、型キャビティを塞ぐために閉鎖部３０を備える、ドラムに沿ったシール１２を備える。フィードチャネル１１を調節することによって、成形製品の長さ全体に均一にすることができる。図１０ａは、長い製品に対するフィードチャネル１１を示し、図１０ｂは、短い製品に対するフィードチャネルを示す。
【０１０１】
塊供給システムは、型ドラムの全軸方向長さにわたって均一な圧力分布を提供するのが好ましい。
【０１０２】
塊供給システムは、回転フィーダ用の駆動手段６、フィードポンプ用の駆動ユニット３１、および型ドラム用の駆動ユニット３２を備える。これらの駆動手段は、油圧手段でもよいが、本発明のシステムの１つまたは複数の駆動手段には、電気モータ手段が好ましい。型ドラム用の駆動装置は、周波数制御のＡＣモータまたはサーボ駆動システムが好ましい。周波数制御のＡＣモータは、ほとんどの用途に適するであろう。ドラムの現在の角度位置を検出するために、かつ／またはドラムの速度を制御するために、使用されるモータの回転変位を制御ユニット内で評価できるように、レゾルバ、エンコーダ、エンコーダレス（ソフトウェアが回転変位モータを決定する）、または他の回転トラッキング手段を設けるのが好ましい。型ドラムの起動／停止を制御するために、製造中に所望の速度にするために、かつ／または成形製品を型キャビティから排出する時期を制御するために、プログラムがモータを制御するのが好ましい。
【０１０３】
１つの実施形態によれば、回転フィーダの駆動は、フィードポンプの駆動に固定的に（機械的に、またはソフトウェアを通じて）接続される。好ましい実施形態では、フィーダの駆動は、フィードポンプの駆動とは独立している。回転フィーダの駆動装置は、周波数制御のＡＣモータまたはサーボ駆動システムとすることができる。周波数制御のＡＣモータは、ほとんどの用途に適するであろう。使用されるモータの回転変位を評価できるように、レゾルバ、エンコーダ、エンコーダレス（ソフトウェアが回転変位モータを決定する）、または他の回転トラッキング手段を設けるべきである。制御ユニットは、回転フィーダの速度を制御するのが好ましい。回転フィーダの起動／停止を制御するために、および／または回転フィーダを所望の速度にするために、プログラムがモータを制御するのが好ましい。
【０１０４】
フィードポンプを駆動するモータ手段は、ステッピングモータ、サーボモータが好ましいが、周波数制御のＡＣモータがより好ましい。フィードポンプの動作を改善するために、レゾルバ、エンコーダ、エンコーダレス（ソフトウェアが回転変位モータを決定する）、または他の回転トラッキング手段を設けるのが好ましい。使用されるモータの回転変位を制御ユニットで評価することが好ましい。ロータの起動／停止を制御するために、および／またはフィードポンプを所望の動作にするために、プログラムがモータの駆動装置を制御する。フィードポンプは圧力調節される、および／またはモータはトルク制御されるのが好ましい。図１１は、圧力制御されたフィードポンプの第１の実施形態を示す。例えば、操作員は、フィードポンプの出口および／またはドラム近傍での食品の塊に対する所望の圧力（充填圧力）、型ドラムの速度、ならびに／あるいは回転フィーダの速度、ならびに／あるいは回転フィーダの運転時間に対する値を設定する。ここでは、フィードチャネル１１内の食品の塊の充填圧力を測定するセンサ３４が、型ドラムの好ましくは近傍に配置されている。型ドラムはここでは反時計回りの方向に、好ましくは一定速度で回転する。センサ３４で測定された食品の塊への充填圧力が設定値より下がると、回転フィーダは駆動手段６を通じて回転し、食品ポンプ用駆動ユニット３１もまた回転し食品の塊を送る。その結果、測定される充填圧力値は上昇する。測定された充填圧力が設定値に達するとすぐに、制御ユニットがフィードポンプおよび／または回転フィーダがさらに回転するのを止める。この圧力調節システムにおけるフィードポンプのモータは、トルク制御されるのが好ましく、また食品の塊の充填圧力を維持する。特に、繊維質の全筋肉の食品の塊を処理する際は、塊がフィードチャネル１１に逆流し、部分的なキャビティへの充填になるのを防ぐのが好ましい。したがって、食品の塊の供給圧は、充填されるキャビティがフィードチャネルを完全に通り過ぎるまで維持されるのが好ましい。
【０１０５】
図１２ａによる実施形態では、図１１の実施形態と比較して、追加の圧力センサ３３がフィードポンプの出口に設けられ、フィードポンプの出口での圧力を測定する。これによって、フィードポンプはより滑らかに制御されることができ、その結果、圧力のピークが少なくなり、型ドラムの軸方向長さにわたってより均一な圧力分布となる。キャビティは少なくとも実質的には連続的に充填されるのが好ましい。システムはＰＩＤ制御されるのが好ましい。
【０１０６】
図１２ｂは、４つの圧力センサを有するさらに先進的なシステムを示す。図１１に関する開示を参照されたい。圧力センサ３６はデバイダの効率を測定する。ほとんどの食品の塊に対しては、型ドラムの軸方向長さ全体の分布は対称的であり、１つのセンサ３６で十分である。圧力センサ３４と３６の間では、ある程度の差は許容できる。この許容可能な圧力差を設定パラメータにするのが好ましい。圧力センサ３４と３６の間の圧力差がこの設定値を超えると、したがって、型部材の幅全体での成形製品の重量および／または外観が許容可能以上に違いがあったら、制御システムが反応する。１つの選択肢としては、ドラムの速度を下げ、その結果、型キャビティに充填するための充填時間を長くする。その結果、圧力センサ３４と３６の間の圧力差を小さくすることができる、すなわち、充填圧力が低くてもキャビティに完全に充填することができる。キャビティに充填している間、ドラムの回転を停止させるか、またはほとんど停止させ、各列のキャビティの充填が完了した後、次の列のキャビティを充填するまで速度を上げることさえ可能である。別の選択肢としては、圧力センサ３４を設定値より高くする。圧力センサ３６もまた上がり、その結果、すべての成形製品は少なくとも最低限の重量を有する。不都合な点は、製品にならない部分が多すぎることである。型キャビティの充填を改善するこれらのステップは、例えば、操作パネルのパラメータを手動で変更して行うことができるが、自動的に実行するのが好ましい。
【０１０７】
図１３は、デバイダの設計において２つの最も重要なパラメータの「ａ」と「ｈ」を示す。「ａ」と「ｈ」は小さいのが好ましいが、型部材の中央と型部材の外端における成形製品の重量の差が大きすぎる場合には、デバイダの角度「ａ」を大きくする、および／または高さ「ｈ」を長くすることによって重量のばらつきを改善しなければならない。異なったデバイダを有する２つの塊供給システムを示している図１３を参照のこと。ａは１０°〜３０°の間、および／またはｈは２０ｍｍ〜４０ｍｍの間が好ましい。デバイダを通る塊の流量が多くなればなるほど、デバイダの角度を大きく設計すべきである。塊の流量が多い場合、図４ｂおよび４ｄに示すように、２つ以上の入口をもつデバイダが好ましい。
【０１０８】
図１４は、６個の圧力センサを使用する塊供給システム２の別の実施形態を示す。図１１〜１３に関する開示を参照されたい。圧力センサ３５は、フィードポンプの出口の食品の塊の圧力を測定する。前述のように、１つの圧力センサ３６だけでほとんどの用途に対しては十分であるが、１つの圧力センサ３５でもまた十分であろう。圧力センサ３３と３５の間では、ある程度の差は許容できる。この許容可能な圧力差を設定パラメータとすることができる。圧力センサ３３と３５の間の圧力差がこの設定値を超えると、制御システムが反応する。例えば、次の選択肢がある。すなわち、食品の塊をフィードポンプのポンプ室に引き込むために真空を使用するとき、真空レベルを高い値に上げることが好ましい。これに代えて、またはこれに追加して、回転フィーダの速度および／またはタイミングを調節するのが好ましい。部分的に充填された製品を型部材から排出するのを防ぐためには、２つの選択肢、すなわち単独または組合せ、が好ましい。第１の解決策では、ドラムは、フィードチャネル１１の下に位置する型キャビティ４２とともに、その回転速度を下げられるか、または止められる。実際の圧力センサ３４および／または３６が充填圧力の設定点に等しいか、またはほぼ等しい場合にのみ、ドラムは加速またはさらに回転する。第２の解決策では、ドラムは連続的に回転する。製品のある列で、実際の圧力センサ３４および／または３６が、充填圧力の設定点に等しいか、またはほぼ等しいときにのみ、この列の製品を排出位置にある型ドラムから排出する。
【０１０９】
圧力センサ３３および／または３５は、ホッパ内の食品の塊の高さが低すぎるかどうかを確認するためにも使用することができる。フィードポンプのロータがある回転角だけ回転し、圧力センサ３３の圧力が上昇しない、またはわずかしか上昇しないときには、ホッパ内の食品の塊の高さは低すぎると想定することができる。これに代えて、またはこれに加えて、ホッパ内の充填高さを検出するためにレベルセンサが使用される。
【０１１０】
フィードポンプは、１つのキャビティまたは１列のキャビティに充填するのに必要な部分に食品の塊を振り分けるために使用されるのが好ましい。充填されるキャビティ（複数可）がフィードチャネル１１の出口近傍にある間に、食品の塊のこの部分だけを食品の塊の方向へ押圧するのが好ましい。この実施形態に対して重要なことは、フィードポンプの回転を型ドラムの回転に同期させることである。図１５は、ドラムの側面図を示し、ドラムの周囲のセグメント４０は、型キャビティ４２の列の位置を示すように投影され、またセグメント４１は、ドラムの周囲に型キャビティの列のない場所を示すように投影されている。このようにして、制御ユニットは、充填されるキャビティがいつフィードチャネルの近傍にあるかを認識する。当業者であれば、キャビティの角度位置を決定する他の手段を理解する。
【０１１１】
振り分けモードは、好ましくは短い反応時間をもつ正確な、および／または動的な駆動システムを備えるのが好ましい。したがって、フィードポンプ、好ましくは容積型ポンプのロータの駆動はサーボ駆動が好ましい。すべての駆動ユニット（ベーンポンプ、回転フィーダ、およびドラム）、少なくとも型ドラムの駆動装置には、レゾルバ、エンコーダ、エンコーダレス（ソフトウェアが回転変位モータを決定する）、または他の回転トラッキング手段を設けるのが好ましい。好ましくは使用されるエンコーダの発生するパルスが多ければ多いほど、システムは正確である。使用されるモータの回転変位は、例えば、型ドラムおよびフィードポンプのロータの現在の回転位置を検出するために制御ユニットで評価され、ドラムおよび／またはフィードポンプのロータの回転を制御するために利用される。
【０１１２】
制御ユニットでは、振り分けおよび充填プロセスを制御するための主要な設定パラメータは、例えば、容積型ポンプの各ポンプ室の容積、食品の塊の充填圧力、ならびに１列のキャビティの数、各型キャビティの容積、各型キャビティの長さ、型ドラムの２つの型キャビティ間の環状距離、および／または型の回転速度などの型ドラムのパラメータである。
【０１１３】
振り分けモードにあるフィードポンプが、理論的に決定したパラメータで作動している間、必要なときに塊の供給を修正することができる閉ループ制御をするのが好ましい。したがって、圧力センサ３３、３５、および３６は、振り分け中にポンプの幅全体の圧力およびドラムの幅全体の圧力がまだ十分であるかを確認するために使用されるのが好ましい。もしそうでなければ、制御ユニットは中断し、および／または、例えば、真空レベル、回転フィーダの速度、回転フィーダの運転時間、フィードポンプのロータの回転、および／または型ドラムの回転を修正する。
【０１１４】
制御ユニットは、実質的にあらゆる点において時間内に、ドラムのキャビティの回転位置がどこにあるかを認識し、１つのキャビティの容積を認識し、容積型ポンプのロータの位置、したがって個々のポンプ室の位置を認識し、かつベーンポンプのロータの回転角、起動時期、速度プロファイル、および／または停止時期を、したがって必要ならば、回転フィーダの起動時期、速度プロファイル、および停止時期を、計算して制御することができる。上記の情報に基づいて、型ドラムの回転も制御することが好ましい。しかしながら、型ドラムを一定の速度で回転させることも可能である。
【０１１５】
すべての食品の塊が同じ流れ特性をもっているわけではない。流れにくい食品の塊を処理するときは、流れやすい食品の塊を処理するときに比べて、フィードポンプの回転を早めに起動しなければならない。また食品の塊の圧縮性が異なる場合があり、それによってフィードポンプの運転時間も異なってくる。同じ食品の塊で温度が異なる場合には、異なった流れ特性になる。充填圧力が同じであっても、異なった食品の塊もまた異なったフィードポンプ圧力になる。異なった食品の塊は、異なった充填時間が必要であるが、高速製造ラインでは、実際の充填時間は必要な時間よりもおそらく短い。充填中は比較的ゆっくりとした速度で、続くキャビティ列の間の回転は比較的高速度にするように、ドラムの速度プロファイルを調節することで解決できることがある。
【０１１６】
図１６ａでは、型キャビティ４２がフィードチャネル１１に重なっている。本明細書ですでに説明した圧力制御システムでは、圧力センサ３４は設定点より下がると、ポンプはこの圧力降下を補うように塊を送る。一方、塊の動きはある程度の慣性をもっており、これによって型キャビティは設定点より幾分低い圧力でさらに充填され、ドラムの回転方向に不均等な型キャビティの充填を生じさせかねない。
【０１１７】
本発明の振り分けシステムは、型キャビティの充填が開始するときを正確に認識する。実際の圧力降下が検出される前に、ポンプがすでに作動されているのが好ましい。ポンプは、型キャビティがフィードチャネルに重なっている限り回転することができ、予め計算された塊の量を送る。このようにして、型キャビティは、ドラムの回転方向の長さ全体にわたって均等な圧力で充填されることができる。
【０１１８】
図１６ｂでは、型キャビティのいずれもフィードチャネル１１に重なっていない。続いている２つの型キャビティ列と列との間の型ドラムの周囲のこのセグメント４１では、食品の塊への圧力を下げて食品の塊を弛緩させることができる。この弛緩は、例えばポンプと型ドラムとの間の容積を増大させることによって、および／または容積型ポンプのロータを逆方向に回転させることによって、行うことができる。この弛緩は、圧縮する時間をより短くして塊の組織を残すこと、および／または漏れを防ぐことで有利である。この弛緩は、キャビティの充填がまだ進行中、および／または完了した後、実行されるのが好ましい。
【０１１９】
すべて上記の条件で、振り分けシステムを適正に作動させるために、駆動システムは、好ましくは自己学習するインテリジェント制御を有することが好ましい。例えば、時間に対する、ドラムの続く型キャビティ列に対する、ならびにドラム、ベーンポンプのロータ、および回転フィーダの位置に対する、すべての実際の圧力／圧力降下の測定値は、使用する塊の流れ特性を示すために評価することができる。ベーンポンプ、回転フィーダ、およびドラムの駆動は、前の型キャビティ列を成形する際になされた測定値の評価に基づいてより細かく調節される。
【０１２０】
図１７の塊供給システム２の型部材２８は、この場合は、型板であるが、回転ドラムであってもよい。ここでは、ポンプのロータ１７は反時計回りに回る。インサート２７が、圧縮領域２３とともに真空領域２０内にそれぞれ設けられる。各インサートはポンプの軸方向の長さ全体にわたって延在する。ホッパ３は、好ましくは鋳造品である連結部品４５を介してハウジング１８に接続している。
【０１２１】
好ましい実施形態では、ロータ１７は１回転の間、一定速度では回転しない。例えば、図１７に示すように、各ポンプ室１６が食品の塊で満たされる移送領域２１では、ロータの回転速度は少なくとも低く、好ましくは全く止まっている。室の充填が完了するとすぐにロータの回転速度が上がり、次いで、後の室が領域２１に達すると再び下がる。この回転のモードは、ポンプが振り分けモードで動作している場合、すなわち食品の塊の所定の量を各ポンプ室１６内にそれぞれ入れておかねばならない場合には、特に好都合である。図１７は、真空源へのエンドキャップ（複数可）の接続部２９をさらに示す。真空チャネルは、一方のエンドキャップから他方のエンドキャップまで、ポンプの軸方向の長さ全体にわたって延在するのが好ましい。
【０１２２】
図１８の左の図は、真空源に接続するエンドキャップ１９の一方または両方の真空チャネル２９を示す。参照符号Ｐは、インサートまたはポンプのハウジングの圧力の低い凹部を示す。図１８の右の図において、参照符号Ｒは、真空にする容積を増大するための、凹部Ｐと比較して大きなインサートの凹部を示す。真空チャネル２９の寸法は、ベーン間の容積を真空にするのに必要とされるだけ吸引できるように設計される。さらに、ベーンの先端とインサートの内表面との間の漏れによって真空状態が失われるのを防がなければならない。特に、各ポンプ室で真空になった後に、ベーンの先端がインサート２７と密封状態で接続すること、および／またはベーンの側面がエンドキャップと密封状態で接続することが好ましい。これは、ポンプの入口から真空チャネルの中に塊が確実に流れないようにする。さらに、塊がポンプの出口２４を通じて真空源へ流れるのを避けるのが好ましい。
【０１２３】
図１９は、ポンプのハウジングの内側に真空源を有する実施形態を示す。この場合には、ポンプ室内の圧力を下げるためにピストン４６が使用される。ピストンは、２つの位置の間を往復運動する。同様の実施形態では、ポンプのハウジング内部を真空にするためにピストンではなく膜を使用することができる。ピストンと外部真空源、または膜と外部真空源との組合せもまた可能である。
【０１２４】
図２０では、ホッパ３はハウジング１８と直接接続される。ここでは、ロータは反時計回りに回転する。ハウジングは一体の鋳造品であることが好ましい。真空領域内のエンドキャップ（複数可）およびインサートも真空チャネル２９を備える。１つの主真空チャネルは、一方のエンドキャップから他方のエンドキャップまで、インサートの軸方向長さ全体に延在し、いくつかのチャネルはこの主チャネルおよび真空領域２０と接続している。真空チャネルの設計は、上記のチャネルに限定されず、あらゆる種類の代替が可能である。図２０の実施形態では、塊は上から型板内のキャビティの中に流れている。別の実施形態（図示せず）では、塊は下から型板内のキャビティの中に流れる。この図で示されるように、これらのキャビティは貫通穴であってよく、または型板のキャビティは、型板の底面にのみ穴が開いている多孔質材料から作られる。
【０１２５】
図２１のロータは、時計回りに回転するのが好ましい。前記の実施形態のいくつかのホッパ３の寸法については、主に、肉運搬トロリで作業するときに用いられる昇降ユニットの寸法によって、高さが制限される。この場合は、ホッパ容量を増やすために、ポンプは比較的低く配置される。
【０１２６】
本発明の１つの実施形態により、ベーンの半径方向の長さ、および／またはインサート（複数可）の設計は、ポンプで送られる製品によって選ばれる。ベーン１５、インサート（複数可）２７、および／またはロータ１７は交換可能であることが好ましい。図２２ａは比較的短いベーン１５を有する実施形態を示し、図２２ｂは、全筋肉材料には特に適している比較的長いベーン１５を有する実施形態を示す。すべての実施形態は、インサート（複数可）有りだけでなくインサート無しでも提供することができる。真空領域はいつも必要ということではない。インサートは交換可能であり、ある特定の食品の塊は、充填プロセスを最適にするためにある特定のインサートと組み合わせて使用することができる。圧力センサを設ける場合、圧力センサの数は、キャビティの充填プロセスの制御をどの程度高級にすべきかによっている。すべての実施形態は、型板または型ドラムに適する。
【符号の説明】
【０１２７】
１  食品製品成形装置
２  塊供給システム
３  ホッパ
４  回転フィーダ
５  回転フィーダブレード
６  回転フィーダの駆動手段
７  静的に取り付けられたフィーダ
８  スクレーパ
９  デバイダ
１０  塊移送手段
１１  フィードチャネル
１２  シール
１５  ベーン
１６  ポンプ室
１７  ロータ
１８  ハウジング
１９  ポンプハウジングのエンドキャップ
２０  真空領域
２１  移送領域
２２  ポンプ入口
２３  圧縮領域
２４  ポンプ出口
２５  静止カム
２６  カム軌道
２７  インサート
２８  型部材、型ドラム、型板
２９  真空接続部／チャネル
３０  シールの閉鎖部
３１  ベーンポンプ駆動ユニット
３２  型ドラム駆動ユニット
３３  圧力センサ−ポンプ圧力：ポンプ出口圧力
３４  圧力センサ−充填圧力：フィードチャネル圧力
３５  圧力センサ−充填ポンプ室
３６  圧力センサ−デバイダ効率
４０  型ドラム周囲のセグメント（製品キャビティ有）
４１  型ドラム周囲のセグメント（製品キャビティ無）
４２  型キャビティ
４５  連結部品
４６  ピストン手段／膜手段
【図１ａ】
2015505457.tif 000003
【図１ｂ】
2015505457.tif 000004
【図２】
2015505457.tif 000005
【図３ａ】
2015505457.tif 000006
【図３ｂ】
2015505457.tif 000007
【図４ａ】
2015505457.tif 000008
【図４ｂ】
2015505457.tif 000009
【図４ｃ】
2015505457.tif 000010
【図４ｄ】
2015505457.tif 000011
【図５ａ】
2015505457.tif 000012
【図５ｂ】
2015505457.tif 000013
【図５ｃ】
2015505457.tif 000014
【図６ａ】
2015505457.tif 000015
【図６ｂ】
2015505457.tif 000016
【図６ｃ】
2015505457.tif 000017
【図６ｄ】
2015505457.tif 000018
【図７】
2015505457.tif 000019
【図８ａ】
2015505457.tif 000020
【図８ｂ】
2015505457.tif 000021
【図８ｃ】
2015505457.tif 000022
【図９ａ】
2015505457.tif 000023
【図９ｂ】
2015505457.tif 000024
【図９ｃ】
2015505457.tif 000025
【図１０ａ】
2015505457.tif 000026
【図１０ｂ】
2015505457.tif 000027
【図１１】
2015505457.tif 000028
【図１２ａ】
2015505457.tif 000029
【図１２ｂ】
2015505457.tif 000030
【図１３】
2015505457.tif 000031
【図１４】
2015505457.tif 000032
【図１５】
2015505457.tif 000033
【図１６ａ】
2015505457.tif 000034
【図１６ｂ】
2015505457.tif 000035
【図１７】
2015505457.tif 000036
【図１８】
2015505457.tif 000037
【図１９】
2015505457.tif 000038
【図２０】
2015505457.tif 000039
【図２１】
2015505457.tif 000040
【図２２ａ】
2015505457.tif 000041
【図２２ｂ】
2015505457.tif 000042
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月18日(2014.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転フィーダを有するホッパと、型ドラム（２８）と、運動部材（１７）を有するフィードポンプ（２２）とを備える、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、前記型ドラムは、製品を成形するためのキャビティを備え、前記キャビティは、少なくとも部分的に多孔質材料から作られているシステムにおいて、
前記システムのフレームに対する前記型ドラム（２８）の位置および／または動き、ならびに／あるいは
前記フィードポンプ（２２）のハウジング（１８）に対する前記運動ドラム（１７）の位置および／または動き、ならびに／あるいは
前記ホッパに対する前記回転フィーダ（４）の位置および／または動きを決定し、
前記型ドラムの動きと前記フィードポンプの前記運動部材の動きとを同期させ、および／または
前記フィーダの動きを前記フィードポンプの動きに同期させるための手段（３１、３２）を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
型ドラム（２８）とフィードポンプ（２２）とを備える、または請求項１に記載の、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、前記フィードポンプ（２２）の出口（９）の下流に保持手段（３０）を備えないことを特徴とするシステム。
【請求項３】
型ドラム（２８）とフィードポンプ（２２）とを備える、または請求項１〜２のいずれか１項に記載の、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、前記フィードポンプが真空源（１９）に接続されていることを特徴とするシステム。
【請求項４】
型ドラム（２８）とフィードポンプ（２２）とを備える、または請求項１〜３のいずれか１項に記載の、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、少なくとも１つの圧力センサが前記フィードポンプ（２２）と前記型ドラム（２８）との間に配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項５】
前記型ドラムの軸方向長さにわたる、および／または前記ポンプの出口の軸方向長さにわたる圧力分布を決定するために、少なくとも２つの圧力センサを備えることを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
回転軸を有する型ドラム（２８）とフィードポンプ（２２）とを備える、または請求項１〜５のいずれか１項に記載の、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、前記フィードポンプがロータ（１７）を有する容積型ポンプで、その回転軸は前記型ドラムの回転軸に平行であることを特徴とするシステム。
【請求項７】
回転軸を有する型ドラム（２８）とフィードポンプ（２２）とを備える、または請求項１〜６のいずれか１項に記載の、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、前記フィードポンプが圧縮領域を有するベーンポンプであり、少なくとも前記圧縮領域では、また好ましくは移送領域および／または出口では、ベーンの先端が前記フィードポンプ（２２）のハウジング（１８）に触れないことを特徴とするシステム。
【請求項８】
回転軸を有する型ドラム（２８）とフィードポンプ（２２）とを備える、または請求項１〜７のいずれか１項に記載の、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、前記フィードポンプ（２２）と前記型ドラム（２８）との間にデバイダ（９）を備え、前記デバイダ（９）は前記フィードポンプ（２２）のハウジング（１８）に直接接続されるか、または前記フィードポンプ（２２）の前記ハウジングと一体になることを特徴とするシステム。
【請求項９】
回転軸を有する型ドラム（２８）とフィードポンプ（２２）とを備える、または請求項１〜８のいずれか１項に記載の、食品の塊から製品を成形するためのシステムであって、前記フィードポンプ（２２）のロータ（１７）の軸方向長さが、前記型ドラム（２８）の軸方向長さと少なくとも実質的に等しいことを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のシステムであって、前記型ドラム（２８）が少なくとも部分的に多孔質の型キャビティ（４２）を備え、かつ各型キャビティが、前記ドラムの回転軸に平行に延在する流体通路に接続されていることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
運動部材（１７）を備えるフィードポンプ（２２）および少なくとも部分的に多孔質材料から作られた型キャビティ（４２）を備える型ドラム（２８）で食品の塊を送るための方法であって、
前記運動部材／ロータ（１７）の動きと前記型ドラム（２８）の動きとを同期させ、かつ前記型キャビティ内に製品を充填する間、前記キャビティ内の空気を前記少なくとも部分的多孔質材料の多孔質の壁面を通じて排出することを特徴とする方法。
【請求項１２】
少なくとも１つのセンサ（３４、３６、４０、４１）を備え、かつ前記フィードポンプの運動ドラム（１７）の動き、および／または前記型ドラムの動き、および／または前記回転フィーダ（４）の動きが、前記センサ（３４、３６、４０、４１）の信号に従って制御されることを特徴とする、請求項１１の前提部、または請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
容積型ポンプが、振り分け装置として使用され、前記ポンプが、好ましくはキャビティまたはキャビティ列を満たすのに必要とされる十分なだけの食品の塊を前記型ドラムの方へ送り、次いで、好ましくは前記ポンプのロータの回転速度を少なくとも遅くし、より好ましくは逆転させることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項の前提部、または請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
フィードチャネル（１１）上流の食品の塊への圧力を、キャビティまたはキャビティ列の充填中に、および／または充填後に抜くことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項の前提部、または請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
型キャビティの充填の完了後すぐに、この型キャビティは少なくとも部分的に周囲圧力に曝されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項の前提部、または請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも１つのセンサ（４０、４１）を備え、かつ成形された製品の前記型キャビティからの排出は前記センサ（４０、４１）の信号に従って制御されることを特徴とする、請求項１１の前提部、または請求項１１に記載の方法。
【国際調査報告】
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