Способ и устройство для производства колбасных продуктов
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCTION OF SAUSAGE PRODUCTS

Объектом настоящего изобретения является способ производства колбасных продуктов типа сосисок, содержащих пастообразный заполняющий материал в трубчатой или мешковидной упаковке, и зажимающее устройство, предназначенное для использования совместно с вышеуказанным способом.
На практике, известно, что, например, при производстве колбасных продуктов типа сосисок, заполняющий материал подается заполняющим устройством по заполняющей трубке зажимающего устройства в надетую на заполняющую трубку трубчатую или мешковидную упаковку, передний край которой, т.е. край, который указывает в направлении подачи заполняющего материала, закрыт закрывающим зажимом. В процессе заполнения под действием давления подачи трубчатая или мешковидная упаковка стягивается с заполняющей трубки. На переднем крае заполняющей трубки (т.е. на крае, указывающем в направлении подачи), расположен тормоз упаковки, служащий для приложения силы трения к трубчатой или мешковидной упаковке при её стягивании с заполняющей трубки.
После заполнения указанной трубчатой или мешковидной упаковки определенным количеством заполняющего материала, смещающее устройство с первым и вторым смещающими блоками, каждый из которых может содержать пару реверсивных подвижных смещающих элементов, собирает заполненную трубчатую или мешковидную упаковку и придает части данной упаковки жгутообразную форму. Затем зажимающее устройство помещает и зажимает по меньшей мере один закрывающий зажим на жгутообразной части упаковки, образующей задний край колбасного продукта (т.е. край, указывающий в направлении, противоположном направлению подачи), с помощью соответствующих зажимающих устройств, которые могут реверсивно перемещаться к вышеупомянутой жгутообразной части упаковки.
В известных зажимающих устройствах тормоз упаковки располагается на определенном расстоянии перед передним краем заполняющей трубки, таким образом, что тормозящий элемент тормоза упаковки располагается на заполняющей трубке, чтобы тормоз упаковки мог прикладывать заданную силу трения к трубчатой или мешковидной упаковке, и чтобы обеспечивалось расстояние между внутренней поверхностью трубчатой или мешковидной упаковки и внешней поверхностью переднего края заполняющей трубки, в которую может быть помещен заполняющий материал, в частности, в процессе операции закрытия зажима.
Такое зажимающее устройство раскрывается в Европейской патентной заявке EP 2 323 491, в котором тормоз упаковки в процессе производства находится на заполняющей трубке в неподвижном положении. Для повторного надевания трубчатой упаковки на заполняющую трубку упаковочный тормоз может сниматься с заполняющей трубки путем поворачивания заполняющей трубки вместе с упаковочным тормозом относительно её рабочего положения, и стягивания узла упаковочного тормоза с заполняющей трубки.
В Европейской патентной заявке EP 1 764 000 раскрывается зажимающее устройство, содержащее упаковочный тормоз с фиксатором для крепления тормозного кольца. Фиксатор вместе с тормозным кольцом соединен с приводом и может возвратно-поступательно перемещаться указанным приводом вдоль заполняющей трубки зажимающего устройства. В процессе операции закрытия, в частности, во время формирования жгутообразной части заполненной трубчатой упаковки, тормозное кольцо перемещается вдоль заполняющей трубки в направлении, противоположном направлению подачи, с целью образования дополнительного пространства между трубчатой упаковкой и внешней поверхностью заполняющей трубки, для смещения заполняющего материала при собирании заполненной трубчатой упаковки и образовании жгутообразной части. По окончании операции закрытия фиксатор перемещается в направлении подачи в свое исходное положение рядом с передним краем заполняющей трубки.
В зависимости от типа заполняющего материала, а также размера имеющегося дополнительного пространства между внутренней поверхностью трубчатой или мешковидной упаковки и внешней поверхностью заполняющей трубки в области переднего края, часть заполняющего материала, поступающая в указанное дополнительное пространство, может, например, оставаться в нем, например, прилипая к заполняющей трубке. Таким образом, это может влиять на качество колбасных продуктов.
Цель настоящего изобретения заключается в создании способа производства колбасных продуктов и устройства типа зажимающего устройства, обеспечивающих устранение вышеперечисленных недостатков, с помощью которых могут производиться колбасные продукты высокого качества.
Согласно настоящему изобретению, предлагается способ производства колбасных продуктов типа сосисок, содержащих пастообразный заполняющий материал в трубчатой или мешковидной упаковке, с помощью зажимающего устройства. Предлагаемый способ включает в себя операции: подачи заполняющего материала в направлении подачи в трубчатую или мешковидную упаковку, надетую на заполняющую трубку и закрытую на переднем крае закрывающим средством типа закрывающего зажима; ограничения перемещения трубчатой или мешковидной упаковки при стягивании с заполняющей трубки с помощью узла упаковочного тормоза, расположенного на заполняющей трубке; собирания заполненной трубчатой или мешковидной упаковки с помощью собирающего средства, расположенного за заполняющей трубкой, для формирования жгутообразной части упаковки; и установки и закрытия по меньшей мере одного закрывающего средства на жгутообразной части упаковки с целью закрытия заполненной трубчатой или мешковидной упаковки.
В предлагаемом способе согласно настоящему изобретению узел упаковочного тормоза может перемещаться (с возможностью возврата в исходное положение) в направлении подачи заполняющего материала вдоль заполняющей трубки в процессе подачи заполняющего материала в трубчатую или мешковидную упаковку.
Это перемещение узла упаковочного тормоза в процессе заполнения, предпочтительно, управляемое управляющим средством типа устройства управления, позволяет изменять размер имеющегося пространства, образующегося между внутренней поверхностью трубчатой или мешковидной упаковки, внешней поверхностью переднего края заполняющей трубки, передним краем заполняющей трубки и узлом упаковочного тормоза. Таким образом, количество заполняющего материала, поступающего в указанное имеющееся пространство в процессе заполнения, можно регулировать, например, с целью адаптации к типу заполняющего материала и его консистенции, для предотвращения сохранения заполняющего материала в указанном имеющемся пространстве, и для управляемого удаления указанного заполняющего материала из указанного имеющегося пространства. Кроме того, это обеспечивает возможность уменьшения или полного устранения размазывания заполняющего материала по внутренней поверхности трубчатой или мешковидной упаковки, благодаря чему, в частности, в случае использования прозрачного материала упаковки, остается видимой исходная структура заполняющего материала.
В предпочтительном варианте реализации способа согласно настоящему изобретению узел упаковочного тормоза может перемещаться вдоль заполняющей трубки в процессе заполнения между двумя заданными положениями, причем первое из которых расположено рядом с передним краем заполняющей трубки, а второе находится на заданном расстоянии от первого положения и перед первым положением.
Существует возможность задавания только первого положения и определения второго положения в зависимости от типа производимых колбасных продуктов, например, их размеров и/или типа заполняющего материала и/или материала упаковки.
В еще одном предпочтительном варианте реализации способа согласно настоящему изобретению, в процессе подачи заполняющего материала в трубчатую или мешковидную упаковку, узел упаковочного тормоза перемещается в направлении подачи между втянутым положением, в котором узел упаковочного тормоза расположен на заданном расстоянии перед передним краем заполняющей трубки, которое является вышеупомянутым первым положением, и передним положением, в котором узел упаковочного тормоза находится рядом с передним краем заполняющей трубки, которое является вышеупомянутым вторым положением.
Таким образом, имеющееся пространство для заполняющего материала, образующееся в области между внешней поверхностью заполняющей трубки и внутренней поверхностью упаковки, а также между передним краем заполняющей трубки и узлом упаковочного тормоза, можно непрерывно или дискретно уменьшать с целью регулирования количества заполняющего материала, поступающего в указанное имеющееся пространство, и для предотвращения прилипания заполняющего материала к внешней поверхности заполняющей трубки.
Перемещение узла упаковочного тормоза вдоль заполняющей трубки в процессе заполнения можно регулировать на основании различных данных и/или переменных процесса производства. В предпочтительной конфигурации, узел упаковочного тормоза перемещается вдоль заполняющей трубки в течение заданного периода времени. В качестве варианта или дополнительно, возможно также перемещение узла упаковочного тормоза вдоль заполняющей трубки с заданным профилем скорости. Таким образом, узел упаковочного тормоза может непрерывно или дискретно перемещаться вдоль заполняющей трубки. Например, скорость перемещения узла упаковочного тормоза вдоль заполняющей трубки можно регулировать в соответствии со скоростью подачи заполняющего материала. Адаптация перемещения узла упаковочного тормоза вдоль заполняющей трубки в процессе заполнения позволяет производить колбасные продукты высокого качества.
В зависимости от типа производимых колбасных продуктов, а также от предпочтительной конфигурации устройства, узел упаковочного тормоза перемещается вдоль заполняющей трубки в течение части цикла подачи для формирования одной единицы колбасного продукта. Как вариант, узел упаковочного тормоза может перемещаться вдоль заполняющей трубки в течение всего цикла подачи, для производства единицы колбасного продукта. Это обеспечивает возможность дополнительной адаптации производственного процесса к различным типам материала упаковки и/или заполняющего материала.
Следует понимать, что перемещение узла упаковочного тормоза вдоль заполняющей трубки в процессе заполнения может регулироваться дополнительно или альтернативно, в соответствии с подачей заполняющего материала, например, путем регулирования скорости перемещения узла упаковочного тормоза в соответствии со скоростью непрерывной или дискретной подачи заполняющего материала.
Согласно настоящему изобретению, предлагается также зажимающее устройство для производства колбасных продуктов типа сосисок, содержащих пастообразный заполняющий материал в трубчатой или мешковидной упаковке. Зажимающее устройство содержит заполняющую трубку, служащую для подачи заполняющего материала в трубчатую или мешковидную упаковку, надетую на заполняющую трубку и закрытую на переднем крае закрывающим средством типа закрывающего зажима; узел упаковочного тормоза, расположенный на заполняющей трубке, служащий для ограничения перемещения трубчатой или мешковидной упаковки при стягивании с заполняющей трубки; собирающее средство для собирания заполненной трубчатой или мешковидной упаковки и формирования жгутообразной части упаковки; и зажимающий механизм, служащий для установки и закрытия по меньшей мере одного закрывающего средства на жгутообразной части упаковки. Зажимающее устройство согласно настоящему изобретению содержит также направляющее устройство для перемещения (с возможностью возврата в исходное положение) узла упаковочного тормоза вдоль заполняющей трубки в направлении подачи заполняющего материала в процессе подачи заполняющего материала в трубчатую или мешковидную упаковку, и устройство управления, служащее для управления перемещением узла упаковочного тормоза вдоль заполняющей трубки по меньшей мере в процессе подачи заполняющего материала в трубчатую или мешковидную упаковку.
Среди прочего, зажимающее устройство согласно настоящему изобретению позволяет реализовывать предлагаемый настоящим изобретением способ производства колбасных продуктов, и, таким образом, обеспечивает те же преимущества, указанные выше при рассмотрении способа, предлагаемого настоящим изобретением.
Ниже будет приведено описание перспективных и предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. Выражения "слева", "справа", "под" и "над", используемые в приведенном ниже описании, относятся к прилагаемым чертежам, ориентированным таким образом, чтобы можно было прочесть номера позиций и текст примечаний.
На чертежах:
Фиг. 1: схематичное изображение зажимающего устройства согласно настоящему изобретению, осуществляющего заполнение и собирание трубчатой упаковки; и
Фиг. 2: подробное изображение узла упаковочного тормоза зажимающего устройства, показанного на Фиг. 1.
Изображенное на Фиг. 1 зажимающее устройство 1 для производства колбасных продуктов S содержит, в качестве основных компонентов, заполняющую трубку 10 с продольной центральной осью A, выпускное отверстие для подачи заполняющего материала на левом конце 12 заполняющей трубки 10, и отверстие подачи на правом конце 14 заполняющей трубки 10, служащее для подачи заполняющего материала в заполняющую трубку 10, например, с помощью подающего насоса, причем узел упаковочного тормоза 16 установлен соосно заполняющей трубке 10 в области левого конца 12 заполняющей трубки 10. Заполняющая трубка 10 выполнена из подходящего материала, например, нержавеющей стали.
Трубчатая или мешковидная упаковка M, изготовленная из тонкого листового материала, надета на заполняющую трубку 10. В процессе производства колбасных продуктов S часть трубчатой или мешковидной упаковки M стягивается с заполняющей трубки 10.
Правый конец 14 приблизительно горизонтально установленной заполняющей трубки 10 соединен с заполняющим устройством (не показано на Фиг. 1), содержащим насос для подачи заполняющего материала по заполняющей трубке 10 в направлении подачи F в трубчатую упаковку M, закрытую на своем переднем крае, обращенном в сторону направления подачи F, закрывающим зажимом C.
Далее, зажимающее устройство 1 содержит зажимающий механизм 20, служащий для закрывания заполненной части трубчатой упаковки M путем установки закрывающего зажима C на жгутообразную часть P упаковки, и собирающее средство 30, служащее для собирания заполненной трубчатой упаковки M и формирования указанной жгутообразной части P данной упаковки. Вышеуказанные компоненты установлены за заполняющей трубкой 10.
Как видно на Фиг. 1, расположенный непосредственно за левым концом 12 заполняющей трубки 10 зажимающий механизм 20 установлен соосно заполняющей трубке 10. Зажимающий механизм 20 содержит первый и второй зажимающие элементы 22, 24, представляющие собой пуансон 22 и матрицу 24. Необходимо отметить, что пуансон 22 и матрица 24 могут устанавливать и закрывать как один закрывающий зажим C для закрытия только что заполненной трубчатой упаковки M, так и два закрывающих зажима C одновременно, а именно, первого закрывающего зажима C для закрытия только что заполненной трубчатой упаковки M с целью формирования колбасного продукта S, и второго закрывающего зажима C для закрытия переднего края трубчатой упаковки M, которую предстоит заполнить.
Собирающее средство 30 содержит первый смещающий блок 32 и второй смещающий блок 34, причем первый смещающий блок 32 расположен за вторым смещающим блоком 34, и причем как первый, так и второй смещающие блоки 32, 34 содержат по меньшей мере по одному верхнему и нижнему смещающему элементу. Первый и второй зажимающие элементы 22, 24 зажимающего механизма 20 могут располагаться между первым и вторым смещающими блоками 32, 34, по меньшей мере для установки и зажатия одного или двух закрывающих зажимов C на жгутообразной части P упаковки.
Кроме того, для удаления изготовленного колбасного продукта S из зажимающего устройства 1 за зажимающим механизмом 20 может быть предусмотрено транспортирующее устройство, такое как ленточный конвейер 40, который может содержать конвейерную ленту и поддерживающие ролики. Направление транспортировки T ленточного конвейера 40 по меньшей мере приблизительно совпадает с направлением подачи F. Верхняя часть конвейерной ленты ленточного конвейера 40 расположена на той же самой высоте, что и нижняя сторона изготовленного колбасного продукта S, извлеченного из зажимающего устройства 1.
Узел упаковочного тормоза 16, как показано на Фиг. 2, содержит по меньшей мере один тормозящий элемент 16a, расположенный в виде кольца вокруг заполняющей трубки 10, и фиксатор 16b для поддержания и перемещения тормозящего элемента 16a вдоль заполняющей трубки 10. тормозящий элемент 16a имеет форму кольца, содержащего тормозную кромку, направленную в сторону заполняющей трубки 10 и воздействующую на материал M трубчатой упаковки по приблизительно кольцевой линии, окружающей материал M трубчатой упаковки.
Фиксатор 16b упаковочного тормоза 16 соединен с направляющим устройством 50, благодаря чему узел упаковочного тормоза 16 перемещается вдоль заполняющей трубки 10 между первым положением I и вторым положением II. Во втором или переднем положении II, узел упаковочного тормоза 16 находится рядом с левым концом 12 или передним краем заполняющей трубки 10. В первом или втянутом положении I, узел упаковочного тормоза 16 находится на заданном расстоянии перед передним положением II.
Направляющее устройство 50 содержит соединительный элемент 52, к которому прикреплен фиксатор 16b узла упаковочного тормоза 16, и направляющий элемент 54, вдоль которого может перемещаться соединительный элемент 52 для перемещения упаковочного тормоза 16 вдоль заполняющей трубки 10. Направляющий элемент 54, который в варианте реализации, представленном на Фиг. 2, имеет форму продольной рейки, расположен практически параллельно заполняющей трубке 10.
Привод 60 соединен с соединительным элементом 52 для перемещения (с возможностью возврата в исходное положение) соединительного элемента 52 вдоль направляющего элемента 54 в направлениях перемещения D, чтобы, таким образом, обеспечить перемещение упаковочного тормоза 16 вдоль заполняющей трубки 10. Как показано на Фиг. 2, привод 60 представляет собой поршневой привод, содержащий поршень 62, совершающий возвратно-поступательные движения в цилиндре 64. Свободный конец 62 (левый конец, как показано на Фиг. 2), соединен с соединительным элементом 52 направляющего устройства 50. Привод 60 расположен практически параллельно направляющему элементу 54, сбоку от него.
На Фиг. 2 узел упаковочного тормоза 16, а также соединительный элемент 52 и поршень 62, изображены в первом или втянутом положении I сплошными линиями, и пунктиром – во втором или переднем положении II.
Как показано на Фиг. 2, привод 60 соединен с устройством управления U, которое осуществляет управление приводом 60. Следует иметь в виду, что устройство управления U может осуществлять управление всеми функциями зажимающего устройства 1, и может также включать в себя составляющий блок или аналогичный компонент, осуществляющий управление приводом 60.
При производстве колбасного продукта S с помощью зажимающего устройства 1, надетая на заполняющую трубку 10 трубчатую упаковка M, передний край которой закрыт закрывающим зажимом C, заполняется заполняющим материалом, подаваемым по заполняющей трубке 10 внутрь трубчатой упаковки M в направлении подачи F. После подачи заданного количества заполняющего материала внутрь трубчатой упаковки M, первый и второй смещающие блоки 32, 34 перемещаются из своего открытого положения, в котором смещающие элементы первого и второго смещающих блоков 32, 34 находятся на максимальном расстоянии друг от друга, в свое закрытое положение, в котором их смещающие элементы находятся на минимальном расстоянии друг от друга, для собирания заполненной трубчатой упаковки M. После этого, второй смещающий блок 32 совершает линейное перемещение в горизонтальной плоскости в направлении подачи F. Таким образом, формируется жгутообразная часть P собранного материала M трубчатой упаковки, и на данную жгутообразную часть P упаковки зажимающий механизм 20 устанавливает два закрывающих зажима C, первый зажим – для закрытия уже заполненной трубчатой упаковки M с целью формирования готового колбасного продукта S, и второй закрывающий зажим C – для закрытия переднего края следующего производимого колбасного продукта S. Может быть предусмотрено отрезное устройство, которое разрезает трубчатую упаковку M в области между двумя вышеупомянутыми закрывающими зажимами C, для отделения уже готового колбасного продукта S от остальной части трубчатой упаковки M. Готовый колбасный продукт S удаляется из зажимающего устройства 1 с помощью ленточного конвейера 40.
В способе производства колбасных продуктов S согласно настоящему изобретению, узел упаковочного тормоза 16 может смещаться или перемещаться в направлении подачи F вдоль заполняющей трубки 10 в процессе подачи заполняющего материала внутрь трубчатой упаковки M.
В начале процесса производства колбасного продукта S, узел упаковочного тормоза 16 находится в своем первом или втянутом положении I. Одновременно (или по истечении заданного периода времени после начала подачи заполняющего материала по заполняющей трубке 10 в трубчатую упаковку M), например, в соответствии с рабочим циклом насоса заполняющего устройства, запускается привод 60, контролируемый устройством управления U. Узел упаковочного тормоза 16 смещается в направлении подачи F к своему второму или переднему положению II, которое достигается одновременно или после остановки подачи заполняющего материала, после того, как заданное количество заполняющего материала было помещено в трубчатую упаковку M. Затем узел упаковочного тормоза смещается или перемещается назад в свое первое или втянутое положение II, чтобы начать следующий цикл заполнения, например, во время операции закрытия уже заполненной части упаковки.
Работа привода 60 осуществляется с учетом определенных данных, таких как тип производимых колбасных продуктов S, например, степени плотности заполнения сосисок и/или типа заполняющего материала и/или материала упаковки, например, вязкости заполняющего материала или степени жесткости материала упаковки. В качестве варианта или дополнительно к выбранным данным, управление приводом 60 может осуществляться по определенному профилю скорости, для приведения его в движение с постоянной или переменной скоростью.
В самом простом случае, объемный расход подачи наполняющего устройства должен соответствовать размерам производимого колбасного продукта, например, его длине и диаметру, и перемещение привода 60 осуществляется с постоянной скоростью на протяжении всего процесса заполнения, таким образом, чтобы в конце процесса подачи узел упаковочного тормоза 16 достигал своего второго или переднего положения II, и привод 60 останавливался.
Как вариант, перемещение привода 60 осуществляется с постоянной скоростью, но привод 60 начинает перемещаться по истечении определенного периода времени с момента начала подачи заполняющего материала и останавливается за определенное время до окончания процесса подачи. За счет этого может обеспечиваться разность размеров конечных частей и серединной части колбасного продукта S.
Кроме того, управление приводом 60 может осуществляться по заданному профилю скорости. Профиль скорости может содержать первый участок, на котором скорость перемещения узла упаковочного тормоза 16 возрастает от нуля до заданного значения, второй участок, на котором вышеупомянутое значение скорости поддерживается постоянным, и третий участок, на котором скорость перемещения снижается от вышеуказанного заданного значения до нуля. Следует иметь в виду, что, в зависимости от данных, на основании которых осуществляется управление приводом 60, профиль скорости может содержать один или два участка, или более трех участков, а также то, что скорость на одном из участков может изменяться, т.е. возрастать, снижаться или колебаться относительно среднего значения.
Кроме того, в качества исходной точки для начала операции заполнения может быть выбрано только первое или втянутое положение I. Второе или переднее положение II может меняться в зависимости от выбранных данных производственного процесса и типа производимых колбасных продуктов S, например, за счет выбора длины участка смещения узла упаковочного тормоза 16. Иными словами, может изменяться не только скорость узла упаковочного тормоза 16 при его смещении или перемещении вдоль заполняющей трубки 10, но и длина участка его перемещения вдоль заполняющей трубки 10.
Следует иметь в виду, что может быть предусмотрено фиксирующее устройство для предотвращения возможности смещения упаковочного тормоза 16 относительно заполняющей трубки 10 в процессе подачи.
Такое фиксирующее устройство может быть выполнено в виде установленного в области переднего края 12 заполняющей трубки 10 датчика (не показан), способного определять положение узла упаковочного тормоза 16 и/или направляющего элемента 52, и взаимодействующего с устройством управления U для остановки привода 60, когда узел упаковочного тормоза 16 и/или направляющий элемент 52 достигают заданного конечного положения на заполняющей трубке 10.
Как вариант или дополнительно, фиксирующее устройство может быть выполнено встроенным в устройство управления U для контроля работы привода 60. Благодаря этому, может производиться оценка длины участка смещения и осуществляться остановка привода 60 в момент достижения им своего конечного положения.
Следует отдавать себе отчет в том, что узел упаковочного тормоза 16, показанный на Фиг. 1 и 2, является только одним из многих возможных вариантов реализации узла упаковочного тормоза согласно настоящему изобретению. Согласно настоящему изобретению, зажимающее устройство 1 может включать в себя узел упаковочного тормоза 16, конструкция которого отличается от рассмотренной выше. Аналогичным образом, способ производства согласно настоящему изобретению может быть реализован с использованием узла упаковочного тормоза 16, конструкция которого отличается от рассмотренной выше и представленной на Фиг. 1 и 2.
Как уже указывалось выше, для производства колбасных продуктов S используется трубчатая упаковка M, надетая на заполняющую трубку 10. Однако в способе, предлагаемом настоящим изобретением, может использоваться также мешковидная упаковка. В этом случае, после изготовления одного колбасного продукта S, необходимо поместить следующую мешковидную упаковку на заполняющую трубку 10, и переместить узел упаковочного тормоза 16 в первое или втянутое положение I для начала следующей операции заполнения.
Следует отметить также, что направляющее устройство 50, в рассмотренном варианте реализованное с помощью соединительного элемента 52 и направляющего элемента 54, может быть реализовано также и каким-либо иным подходящим способом. Например, приводное средство 60, в частности, поршень 62, может быть непосредственно соединено с фиксатором 16a или любым другим подходящим элементом узла упаковочного тормоза 16. Таким образом, направляющее устройство может быть выполнено встроенным в привод 60.
Кроме того, привод 60 может содержать любой другой приводной элемент, типа пневматического поршня в цилиндре или электромотора, и содержать дополнительно соответствующий передаточный механизм для регулирования скорости привода 60.