ФОРМА ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОГО ПИЩЕВОГО ПРОДУКТА
MOULD FOR FORMING AT LEAST ONE FOOD PRODUCT

Область техники
Настоящее изобретение относится к форме по меньшей мере с одним углублением для формования пищевых продуктов, которое вместе с этим сконфигурировано для оптимизации конструкции формы, производственной линии и/или производственного процесса. Указанная форма содержит сторону наполнения, которая открыта для заполнения по меньшей мере одной пищевой массой и/или по меньшей мере одним ингредиентом пищевого продукта, а также заднюю сторону, расположенную напротив указанной стороны наполнения.
Уровень техники
Формы представляют собой эффективные инструменты для придания пищевым продуктам конкретной формы. В виду их существенного значения во время производственного процесса, т.е. формы проходят через значительное количество производственных стадий, они подвержены различным механическим воздействиям, воздействиям окружающей среды (например, тепловому воздействию), а также химическим воздействиям. Например, если пищевые продукты извлекают посредством ударного воздействия на форму, она должна выдерживать значительные ускорения. Когда форму очищают после производства в ходе цикла очистки, форма находится в окружающей среде, на которую в значительной степени воздействуют химические вещества, которые способствуют очистке формы с целью использования в следующем производственном цикле. В этот момент химические вещества потенциально могут отрицательно воздействовать на материал формы и, таким образом, вызвать повреждение формы в течение продолжительного периода времени. Дополнительно к механическим и химическим деформациям также значительно изменяются внешние условия, окружающие форму. После заполнения формы могут выполнить ее охлаждение до температуры ниже 0°С для того, чтобы обеспечить быстрое затвердевание пищевого продукта. После удаления пищевого продукта форма может быть непосредственно передана для осуществления процесса очистки, который, как правило, осуществляют при значениях температуры, составляющих приблизительно от 50 до 75°C. Иначе говоря, формы могут быть подвержены воздействию существенного изменения температуры за короткий период времени.
Хотя многие параметры могут быть использованы для оптимизации производственного процесса, степень их влияния на состояние и целостность формы в целом не изучена. Гигиенические требования, которые должны быть выполнены согласно правилам, установленным пищевой промышленностью, сужают выбор материалов во время фазы разработки указанной формы до материалов, сертифицированных для такого применения. Иными словами, материал и конструкция, наилучшим образом переносящие условия, воздействующие на форму во время производственного процесса, могут быть запрещены для использования с пищевыми продуктами.
Из-за многократного использования форм в ходе производственного процесса в проблемы, определенный момент возникающие, такие как усталость, могут отрицательно влиять на производственный процесс. Например, типичным повреждением являются отколотые куски материала формы. Следовательно, существует риск попадания отколотого материала в пищевой продукт. Поэтому в таких случаях производственный процесс немедленно останавливают. Как следствие, пищевые продукты, во время формирования которых произошло откалывание, должны быть отбракованы, и производственная линия должна быть проверена на наличие любых остаточных кусков материала, оставшихся в механизмах. Поскольку сложно определить, когда форма была повреждена, большое количество пищевых продуктов могут содержать куски отломанного материала, и, возможно, придется отбраковывать всю партию продукции, чтобы не ставить под угрозу здоровье потребителей. Только после такой процедуры можно продолжать производство. Такие меры предосторожности являются причиной задержки производства и, следовательно, приводят к нежелательным дополнительным издержкам.
Во избежание таких издержек формы разработаны с высокими коэффициентами надежности, в результате чего формы характеризуются большим размером и, следовательно, массой, а также их трудно перемещать. Кроме того, отсутствие детальной информации о нагрузках и воздействиях окружающей среды, влияющих на такую форму, обуславливает скорее эмпирический принцип конструирования. В связи с этим необходимо оптимизировать конструкцию формы и/или производственной линии, и/или производственного процесса во избежание возникновения в ходе производства повреждений формы, таких как откалывание материал а по причине усталости и/или высоких нагрузок.
Следовательно, первый способ устранения структурных проблем, связанных с формами, заключается в оптимизации их конструкции. Как было указано выше, осуществление такого варианта во всей полноте было невозможным до настоящего времени в виду отсутствия достаточной информации о нагрузках, действующих на такую форму в ходе производства, поскольку датчики, применяемые в производстве пищевых продуктов, регистрируют только состояние пищевого продукта в форме, например температуру или вязкость.
Второй способ заключается в разработке средств для выявления повреждения материала формы. Например, в заявке на выдачу патента Германии DE 102004012580 A1 раскрыта камера и распознавание изображений для определения, все ли пищевые продукты были извлечены из формы. Несмотря на то, что такую технологию можно применять для контроля целостности форм, такое оборудование, в основном, является стационарным и, следовательно, ограничено только одной стадией производства.
Таким образом, объекты, раскрытые в заявке DE 102004012580, можно, например, применять для способа и устройства для производства кондитерского изделия, раскрытого в документе ЕР 1676485 A1, что лежит в основе состоящей из двух частей формы независимого пункта 1 формулы изобретения. В документе EP 1676485 A1 раскрыто устройство для заливки под давлением для формования кондитерского изделия, которому придают форму со всех сторон. Его можно изготовить путем (i) приготовления аэрированной сахарной массы, (ii) заливки указанной массы в полость формы, образованной двумя отдельными поверхностями формы, температура которых находится ниже 0°C, и (iii) разделения поверхностей формы и извлечения изделия.
Сущность изобретения
Цель настоящего изобретения, следовательно, заключается в обеспечении средства, обеспечивающего оптимизацию конструкции формы для пищевых продуктов, соответствующей производственной линии и/или соответствующего производственного процесса.
Настоящее изобретение обеспечивает решение указанных выше недостатков посредством предоставления формы, устройства, способа и применения с целью сбора и передачи данных, характеризующих состояние формы. Это решение представлено объектами независимых пунктов формулы изобретения, причем зависимые пункты формулы изобретения содержат дополнительные аспекты настоящего изобретения.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения форма для формования по меньшей мере одного пищевого продукта оснащена измерительным блоком. Форма содержит сторону наполнения и заднюю сторону, расположенную напротив указанной стороны наполнения. Кроме того, измерительный блок содержит средства измерения, выполненные с возможностью измерения по меньшей мере одного параметра формы одновременно с использованием формы на производственной линии или испытательном оборудовании. Дополнительно блок содержит устройство передачи данных, выполненное с возможностью передачи данных на внешний блок обработки данных. Предпочтительными пищевыми продуктами являются кондитерские изделия (включая шоколад, конфеты, жевательную резинку и мороженое), хлебобулочные изделия (включая хлеб, пироги, мучные кондитерские изделия и тесто) и/или молочные продукты (включая сыр).
Измерительный блок формы способствует сбору данных непосредственно в исследуемой точке, а именно в самой форме. Кроме того, форма может собирать и/или передавать данные он-лайн и в режиме реального времени. Согласно одному варианту осуществления измерительный блок может содержать только средства измерения, т.е. один или несколько датчиков, и устройство передачи данных. Следовательно, конструкцию измерительного блока можно сохранить простой и компактной. Это является преимущественным, поскольку для такого измерительного блока необходимо лишь небольшое установочное пространство для прохождения через различные производственные стадии вместе с формой. Такая конфигурация измерительного блока также обеспечивает надежную конструкцию, которая наиболее приспособлена выдерживать воздействие производственной среды, и, следовательно, предлагает более длительный срок эксплуатации и более высокую надежность. Интерфейс передачи данных позволяет осуществлять передачу внешнему источнику, по меньшей мере, некоторых частей процесса обработки данных и, следовательно, дополнительно уменьшает размер устройства. Получаемый в результате измерительный блок является небольшим и содержит только несколько деталей, подвергнутых воздействию среды, в которой выполняют измерения, и которые необходимо защитить во избежание неисправностей. Тем не менее, если возникает неисправность, благодаря размеру и низкой стоимости такого устройства его замена не вызывает проблем.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения средства измерения содержат по меньшей мере один датчик, измеряющий механические параметры, такие как напряжение, деформация, ускорение, положение в пространстве, скорость и/или усилие. Применяемый датчик или датчики могут быть емкостными и/или резистивными. Например, деформацию и напряжение можно измерять с помощью по меньшей мере одного датчика деформации, который согласно другому варианту осуществления непосредственно прикреплен к форме и защищен защитным слоем, если это необходимо. Другими примерами являются гиродатчики, измеряющие положение в пространстве формы, датчики ускорения и/или датчики усилия, измеряющие ускорение или усилие, воздействующее на форму, соответственно, по меньшей мере по одной оси линейного перемещения и/или оси вращения. Хотя во всех этих примерах датчики предпочтительно находятся в непосредственном взаимодействии с формой, также представляется возможным использовать датчики, работающие на бесконтактном принципе измерения, например ультразвуковой или лазерный принцип измерения. Последний обеспечивает, например, измерение скорости и/или положения формы.
Какие параметры или какое сочетание параметров измерять, зависит от цели измерения. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения средство измерения выполнено с возможностью измерения по меньшей мере одного параметра конструкции или структурной целостности формы. Дополнительно и/или согласно другому варианту осуществления может представлять интерес измерение ускорений, возникающих на станции извлечения из формы, например станции выбивки формы, где из формы извлекают по меньшей мере один пищевой продукт. На станции переворачивания это измерение может быть дополнено измерением положения в пространстве формы. Специалисту в области техники будет понятно, что преимущественным также может быть выбор сочетания датчиков, благодаря чему становится возможным распознавать определенные события, такие как переворачивание или вращение формы в ходе производства для того, чтобы получить заключения о причинах воздействия и результатах воздействия определенных стадий производства на форму. Также может быть желательным исследовать взаимосвязь между несколькими параметрами. Например, измерение температуры, которая воздействует на форму в ходе производства, может помочь в объяснении возникновения составляющих напряжений и деформаций в материале формы.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения средства измерения содержат по меньшей мере один датчик, или согласно некоторым вариантам осуществления несколько датчиков для измерения параметров окружающей среды, таких как давление, температура, влажность и/или излучение. Как было описано выше, изменения температуры могут стать причиной теплового напряжения внутри формы. Влажность, с другой стороны, может влиять на теплопередачу, происходящую в форме, например, при промывании указанной формы и, следовательно, косвенно определяет температуру, воздействующую на форму. Излучение (такое как инфракрасное излучение или УФ(ультрафиолетовое) излучение) может быть применено в ходе производства, а также может отрицательно воздействовать на материал формы и, следовательно, на структурную целостность формы.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения средства измерения содержат по меньшей мере один и согласно некоторым вариантам осуществления несколько датчиков для измерения одного или нескольких химических параметров, таких как парциальное давление газов, содержание сахара, вязкость, содержание жира, белковая ценность и/или значение pH. Хотя, на первый взгляд, эти параметры отображают только качество самого пищевого продукта, они также могут влиять на долговечность формы. Определенные газы могут влиять на материал форм, и, следовательно, их количественный анализ может быть полезным для оценивания воздействий окружающей среды, которым подвержена форма. Другим примером является значение pH, поскольку оно представляет типичный параметр, который может отрицательно воздействовать на материалы форм.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения средства измерения выполнены с возможностью выдерживать или измерять ускорение в диапазоне от 0 до 30 G и/или температуры в диапазоне от -50°C до 120°С. Высокое ускорение возникает, например, когда пищевые продукты выбивают из формы на станции выбивки формы, выполняющей функцию станции извлечения из формы. Кроме того, такие ускорения могут также возникать и тогда, когда форму передают от одной производственной станции на следующую при помощи средств перемещения. Следовательно, способность выдерживать такие воздействия без негативного эффекта на измерение является принципиальным. Во время производства пищевых продуктов на различных стадиях производства может требоваться широкий диапазон значений температуры, которая воздействует на измерительный блок в ходе измерения. В этот диапазон входят низкие значения температуры, такие как ниже 0°C, для охлаждения пищевого продукта после заполнения по меньшей мере одной пищевой массой формы, или повышенные значения температуры, например возникающие в ходе заполнения или промывания и дезинфицирования формы.
Кроме того, измерительный блок может быть защищен от среды, в которой проводят измерения, по меньшей мере одним защитным слоем, таким как герметизирующий слой. Здесь особенно важным является то, что защитный слой не влияет на измерение неопределенным образом. Согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения особенно учтено воздействие среды, в которой проводят измерение, на измерительный блок. Защитный слой вокруг измерительного блока является особенно полезным при промывании формы, поскольку может оказаться непросто найти место, в котором измерительный блок надежно защищен от среды, в которой проводят измерения, чтобы поломка блока не произошла. Также может быть преимущественным выполнить защитный слой таким образом, чтобы он образовывал кожух для измерительного блока для упрощения прикрепления измерительного блока к форме.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения измерительный блок прикреплен или съемным образом прикреплен к указанной форме, предпочтительно к задней стороне формы. Дополнительно измерительный блок может характеризоваться модульной конструкцией для подключения различных средств измерения. Такая модульная конструкция обеспечивает широкий диапазон различных опций для измерения по меньшей мере одного параметра, приспособленного к каждой конкретной задаче, относящейся к загрузке формы. Дополнительно модульная конструкция позволяет оптимально размещать датчики на форме. Если оптимальное размещение нескольких потенциально различных датчиков предусматривает размещение в нескольких местах на форме, измерительный блок можно также разделить на основной блок, содержащий интерфейс передачи данных и, факультативно, по меньшей мере одно средств о измерения, и по меньшей мере один вспомогательный блок, содержащий по меньшей мере одно средство измерения, подключенное к основному блоку. Это особенно характерно для случая, когда несколько датчиков деформации размещают на форме для определения возникающих деформаций в различных местах формы с целью оценки нагрузок, действующих на указанную форму в ходе производства или испытания. Другим иллюстративным применением может быть прикрепление нескольких датчиков ускорения с целью оптимизации эффективности станции выбивки формы в различных местах формы для того, чтобы быстро и надежно извлечь пищевой продукт из формы.
Согласно дополнительному варианту осуществления настоящего изобретения блок обработки данных соединен с системой управления для регулирования производственной линии или испытательного оборудования. Встраивание измерительного блока таким способом позволяет осуществлять оптимизацию производственного процесса пищевого продукта помимо указанного выше усовершенствования конструкции формы и производственной линии. Например, охлаждение форм, содержащих пищевой продукт, может внимательно контролироваться с целью лучшего понимания, насколько быстро происходит перенос тепла от указанного изделия в ходе затвердевания пищевой массы. Другим примером может служить цель, которая заключается в достижении пороговой температуры формы в ходе процесса промывания для гарантирования того, что форма соответствует всем гигиеническим требованиям до запуска в производство.
До настоящего времени обычно выявление дефекта в форме занимало слишком много времени, что, в свою очередь, вызывало значительные дополнительные издержки, которые можно сократить при помощи уменьшения времени реакции на такое событие. Следовательно, представлять интерес также может контроль тех деталей формы, которые склонны к повреждению, с целью обеспечения быстрой реакции, если, например, материал формы откалывается. Это решает проблему, которая заключается в необходимости отбраковывать всю партию пищевых продуктов для того, чтобы гарантировать, что внутри этих изделий не остались отколотые части формы, представляющие потенциальную опасность для потребителей.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения интерфейс передачи данных содержит беспроводное и/или штепсельное соединение для передачи данных измерения. Передача данных может происходить во время и/или после сбора данных средствами измерения. Если это необходимо, блок регистрации данных может быть добавлен к измерительному блоку в качестве встроенного или модульного объекта. Выбор конфигурации измерительного блока зависит от задачи, которую измерительный блок должен выполнять. Например, если измерительный блок предназначен для оптимизации конструкции формы, может быть достаточно и штепсельного соединения для передачи данных после завершения измерения, что обеспечивает преимущественно простую конструкцию блока. С другой стороны, если измерения используют для управления или контроля производственного процесса или формы, по меньшей мере, в течение заданного временного периода, постоянная передача данных в ходе производства вполне может быть лучшим рабочим режимом для измерительного блока. Согласно другому варианту осуществления, вероятно в сочетании с указанным выше, может быть преимущественным также разработать интерфейс передачи данных в виде модуля для обеспечения простой и надежной передачи данных измерения.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения измерительный блок дополнительно содержит блок регистрации данных для записи данных измерения, получаемых от средств измерения. Такой блок регистрации данных обладает преимуществом, которое заключается в том, что данные, измеренные при прохождении через стадии производства или испытания, могут быть считаны после завершения, по меньшей мере, части стадий производства или испытаний. С этой целью блок регистрации данных может быть легко подключен через кабель или беспроводное соединение к устройству обработки данных, такому как компьютер, для последующего анализа данных. Это обеспечивает экономически эффективный способ сбора данных о нагрузках, влияющих на форму в ходе стадий производства или испытания.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения линия производства пищевых продуктов содержит форму, описанную выше, которая проходит по меньшей мере через одну из следующих станций производственной линии или станций испытательного оборудования, такую как станция заполнения формы, станция промывания формы, станция переворачивания формы, станция вращения формы, туннель охлаждения формы и/или станция извлечения из формы. Все эти станции являются производственными станциями, выполняющими задачи, присущие производству пищевых продуктов. Адаптация конфигурации измерительного блока для обеспечения оптимальных функциональных возможностей по меньшей мере для одной из этих станций обеспечивает получение только данных, которые можно впоследствии использовать для оптимизации конструкции формы и производственной линии, и/или производства пищевых продуктов. Уникальная информация, предоставляемая этими данными, подтверждает, что конструкция форм и производственных линий менее основана на эмпирических данных, поскольку она основана на аналитических результатах общих технологий конструирования, таких как моделирование по методу конечных элементов.
Как было описано выше, форма предназначена для применения на линии производства пищевых продуктов и/или испытательном оборудовании. Это особенно важно, поскольку к формам для производства пищевых продуктов предъявляют особые требования, например они должны быть биологически совместимыми и должны соответствовать гигиеническим требованиям, т.е. должна существовать возможность их дезинфекции.
Согласно дополнительному варианту осуществления настоящего изобретения форма дополнительно содержит средства распознавания для распознавания по меньшей мере одной формы, оснащенной измерительным блоком, среди других форм, используемых на производстве. Следовательно, одна или несколько форм, оснащенных измерительными блоками, может быть пропущена по производственной линии. Для оптимизации конструкции формы может быть вполне достаточно пропустить форму по меньшей мере через одну производственную стадию без заполнения формы. Если измеряемую форму используют, по меньшей мере, наряду с одной другой производственной формой, которая полностью встроена в производственный процесс, т.е. используется для производства пищевого продукта, желательно снабдить, по меньшей мере, измеряемую форму средствами распознавания. Эти средства распознавания, такие как ретрансляторы или маркировочные знаки, упрощают физическое и/или автоматическое различение между обычной производственной формой и измеряемой формой. Это предоставляет возможность выборочно пропускать производственные стадии, такие как заполнение формы.
Для производства пищевого продукта при использовании описанной выше формы был разработан соответствующий способ. Согласно первому аспекту этого способа для производства по меньшей мере одного пищевого продукта посредством формы способ предусматривает несколько стадий. На одной стадии начинают измерение по меньшей мере одного параметра посредством измерительного блока. После получения, по меньшей мере, части по меньшей мере одного параметра на другой стадии измерение прекращают. Далее, по меньшей мере один параметр измеряют при прохождении формы по меньшей мере через одну станцию производственной линии или станцию испытательного оборудования, в которой выполняют по меньшей мере одну производственную стадию.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения способ производства по меньшей мере одного пищевого продукта предусматривает по меньшей мере одну производственную стадию по меньшей мере один раз. Такой стадией является заполнение формы на станции заполнения формы по меньшей мере одной пищевой массой и/или по меньшей мере одним ингредиентом пищевого продукта, таким как материал в виде частиц. Другой стадией является промывание формы на станции промывания формы перед и/или после того, как форму заполнят по меньшей мере на одной станции заполнения, для удаления оставшихся пищевых продуктов или остатков пищевых продуктов из формы. Дополнительно также могут выполнять переворачивание формы на станции переворачивания формы по меньшей мере один раз предпочтительно для удаления по меньшей мере одного пищевого продукта или для переориентирования указанной формы для другой производственной стадии. На другой стадии производства по меньшей мере одного пищевого продукта форму охлаждают в туннеле охлаждения формы предпочтительно, по меньшей мере, с частями пищевого продукта внутри формы для ускорения процесса затвердевания пищевой массы и/или ингредиента пищевого продукта после заполнения формы. В соответствии с технологией извлечения пищевого продукта форму пропускают через станцию извлечения из формы для отделения пищевого продукта от формы. Примером такой станции извлечения из формы является станция выбивки формы, в которой по форме ударяют для извлечения по меньшей мере одного пищевого продукта. Другими словами, пищевой продукт извлекают посредством придания форме ускорения по меньшей мере в одном направлении. В соответствии с другой технологией для извлечения пищевого продукта по меньшей мере один пищевой продукт извлекают, воздействуя колебаниями на форму. Дополнительно также можно применять сочетание этих технологий.
Далее, пропускание формы через более чем одну производственную станцию может быть особенно полезным, если целью измерения является запись цикла загрузки для части или всего производственного цикла.
Также в объем настоящего изобретения входит начало и прекращение измерения по меньшей мере одного параметра по меньшей мере один раз во время, перед и/или после производственного процесса. Преимущественным является, если данные подлежат записи только в заданные временные интервалы, например, если только определенные стадии производства подлежат контролю или исследованию. Это исключает сортировку данных после каждого измерения для сокращения количества точек записанных данных до интересующих в случае, если данные были записаны в ходе всего производственного цикла.
Другой вариант осуществления указанного способа заключается в передаче данных измерения от измерительного блока на внешний блок обработки данных посредством интерфейса передачи данных для регулирования производственного процесса и/или для усовершенствования конструкции, по меньшей мере, части производственной линии или испытательного оборудования. Хотя данные, полученные таким образом, наиболее подходят для усовершенствования конструкции формы, также может быть полезным усовершенствовать конструкцию других частей производственной линии. Например, представляется возможным усовершенствовать производство, оптимизируя точность или траекторию перемещения форм на производственных стадиях. Кроме того, предоставляется возможность исследовать временные интервалы определенных стадий в ходе производства, например, стадий промывания формы или охлаждения формы, для экономии времени производства.
Согласно дополнительному варианту осуществления способа данные измерения передают одновременно с и/или после по меньшей мере одной производственной стадии. Включение такой задачи в способ производства является особенно полезным, если данные, полученные для указанной формы, подлежат использованию для непосредственного регулирования или контроля производственного процесса и/или формы. Это справедливо для случая, если форма должна достигнуть определенной температуры в ходе процесса охлаждения до ее перехода на следующую производственную стадию. Другим примером является нагревание формы в ходе цикла промывания для полного удаления оставшейся в указанной форме шоколадной массы и/или ингредиентов пищевого продукта после извлечения по меньшей мере одного пищевого продукта.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена форма, содержащая измерительный блок.
На фиг.2 более подробно представлен измерительный блок.
На фиг.3 представлен график с результатами измерений, полученных для формы.
Подробное описание изобретения
На фиг.1 показана форма 10 для пищевых продуктов с измерительным блоком 20, прикрепленным к ней. Форма 10 содержит несколько углублений 14 особой формы для формования шоколадных батончиков. Шоколадные батончики вполне могут содержать другой ингредиент пищевого продукта, такой как материал в виде частиц, например орехи и/или изюм. Хотя форма 10 предназначена для производства шоколадных батончиков, настоящее изобретение можно также применять для форм, предназначенных для других пищевых продуктов, таких как пралине или мороженое. Форма 10 структурно армирована элементами жесткости, предпочтительно по меньшей мере одним ребром 12, на своей задней стороне 11.
Измерительный блок 20 прикреплен к задней стороне 11 прямоугольной формы 10 и расположен приблизительно на одной трети длины стороны формы от границы, соответственно. Один из размеров измерительного блока 20 предпочтительно меньше высоты ребер 12, так что форму 10 можно установить на ее заднюю сторону 11 на плоской поверхности, и при этом измерительный блок 20 не будет касаться указанной поверхности.
Измерительный блок 20 может быть прикреплен по меньшей мере к одной форме 10 в ходе обычного производства для способствования оптимизации конструкции указанной формы 10, конструкции по меньшей мере части производственной линии и/или оптимизации производственного процесса. Измерительный блок 20 предпочтительно может быть прикреплен и снят с указанной формы 10. Однако также в объем настоящего изобретения входит встраивание измерительного блока 20 в форму 10, например, в качестве части элементов жесткости или углублений 14. Несмотря на то, что средства измерения, интерфейс 26 передачи данных и блок регистрации данных встроены в измерительный блок 20, его конструкция очень компактна (фиг.1).
На фиг.2 показан более подробный вид измерительного блока 20, который содержит встроенную схемную плату 24, интерфейс 26 передачи данных, прикрепленный к указанной схемной плате 24, защитный слой 23, выполненный с возможностью защиты измерительного блока 20 от среды, в которой проводят измерения, переключатель 21 для активации или деактивации получения по меньшей мере одного параметра, а также источник 25 питания, например аккумулятор. Измерительный блок 20 дополнительно содержит локальную систему 22 координат, связанную с датчиком ускорения на ней. Измерительный блок 20 может также содержать по меньшей мере один дополнительный датчик, например датчик температуры и/или датчик для выявления влажности. В этой иллюстративной конфигурации измерительного блока 20 передача данных происходит посредством интерфейса 26 передачи данных через кабельное соединение после выполнения, по меньшей мере, части измерений. Однако также просто можно добавить беспроводную передачу данных к интерфейсу 26 передачи данных или заменить его беспроводной передачей.
Для начала измерения активируют измерительный блок 20. Это можно осуществить с использованием простого переключателя 21 или пультом дистанционного управления. Для выполнения обмена командами между пультом дистанционного управления и измерительным блоком 20 можно использовать беспроводной интерфейс передачи данных или встроенный дополнительный блок дистанционного управления. Пульт дистанционного управления позволяет включать и выключать сбор данных измерительного блока 20 по меньшей мере один раз, например, только для получения данных касательно особых стадий производства. Другая возможность заключается в программировании измерительного блока 20, в каких временных интервалах и/или с какими частотами выборки измерительный блок 20 должен записывать и/или передавать данные от средств измерения.
Измерение можно начинать перед запуском формы 10 в производственный процесс, а также в момент времени после запуска формы 10 в производственный процесс или несколько раз в ходе производства. После начала измерения измерительный блок 20 осуществляет запись по меньшей мере одного механического, химического параметра и/или параметра внешней среды. Полученные в результате точки данных регистрируют блоком данных и/или могут передавать в режиме реального времени во время записи данных. Также факультативно согласно настоящему изобретению можно осуществлять сбор данных специальным образом для особых параметров, активируя только соответствующие средства измерения. Другими словами, в начале измерения активируют только средства измерения, требуемые для выполнения задачи измерения, например, исследование нагрузок, действующих на форму 10, по меньшей мере на одной производственной станции.
В ходе измерения защитный слой 23 герметизирует детали измерительного блока 20, чувствительные к воздействию среды, в которой проводят измерения. Средства измерения могут быть полностью встроены в указанный измерительный блок 20 и/или также могут характеризоваться модульную конфигурацию. Модульная конфигурация является, например, преимущественной, если необходимо разместить средства измерения в различных местах формы 10 с целью обеспечения оптимального сбора данных. В случае модульной конфигурации измерительного блока 20 средства измерения могут быть подключены или посредством кабельного соединения, и/или беспроводного соединения. Последнее является преимущественным, поскольку обеспечивает более простой монтаж. Расположение средств измерения необходимо выбирать в соответствии с рассматриваемой задачей. Например, для выполнения измерения ускорения, которое действует на форму 10, средства измерения не следует размещать в мгновенном центре вращения формы 10. Если такого размещения не удается избежать, можно использовать более чем один датчик ускорения или можно осуществлять более чем один цикл измерения. Как будет понятно специалисту в данной области техники, для записи полей напряжения, полей деформации, температурных полей, полей влажности и/или полей усилий необходимо использовать также несколько датчиков. Для непосредственного получения данных о деформациях и напряжениях внутри формы 10 в ходе производства дополнительные датчики деформации могут быть подключены к измерительному блоку 20 (не показаны).
На фиг.3 показаны обработанные результаты измерений измерительного блока 20 после того, как форма 10 прошла через несколько производственных станций, а именно через станцию переворачивания, станцию вращения формы, а также станцию извлечения из формы, соответственно, станцию выбивки формы, и была перемещена между этими станциями средствами перемещения. Как понятно из фиг.3, в течение времени измерения производили запись ускорения во времени по всем трем осям (51, 52, 53) линейного перемещения, а также влажности 30 и температуры 40. Температура приблизительно постоянная на протяжении всего измерения, при этом влажность 30 со временем падает, а в конце незначительно возрастает. Измерение ускорения характеризуется пиками, которые соответствуют станции переворота, устройству вращения формы или станции извлечения из формы. Дополнительно присутствует неравномерное движение формы 10 между этими производственными станциями при перемещении формы 10 посредством средств перемещения. Для точного определения причин неравномерного движения формы 10 цикл измерения может быть повторен нескольких раз и/или могут быть добавлены средства измерения, записывающие точное положение указанной формы 10, которое впоследствии можно связать с возникновением неравномерного движения.
После прекращения измерения снова посредством обычного переключателя 21 и/или пульта дистанционного управления данные могут быть постобработаны для последующего применения, например, при помощи общих технологий конструирования, таких как анализ методом конечных элементов или анализ граничных значений. Дополнительно, можно использовать другие методы анализа, такие как частотный анализ, например, для выявления того, был ли отколот материал от формы 10, и, следовательно, были ли изменены частотные характеристики указанной формы 10.
Также данные измерения можно использовать для регулирования производственного процесса он-лайн и в режиме реального времени, по меньшей мере, путем контроля состояния формы 10 в ходе производства в течение заданных временных интервалов, которые, например, являются критическими для целостности формы 10.
В итоге новый и инновационный способ измерения состояния формы 10 в ходе производства пищевых продуктов обеспечивает средства для надежного и быстрого предоставления данных путем измерения по меньшей мере одного параметра, обеспечивающего объективную ценную информацию. Эта информация может быть использована для создания новых форм или модернизации существующих форм. В последнем случае указанный измерительный блок 20 может быть прикреплен к форме 10, которая характеризуется, несмотря на тщательно разработанную конструкцию, нежелательными свойствами, такими как нежелательные колебания, в ходе производства. Анализ полученных данных обеспечивает возможность выявить слабые места такой формы 10 и, следовательно, решить возникающие проблемы существующих форм без создания новых форм.
Регистрация химических параметров, таких как значение pH, также может помочь в оптимизации формы 10, производственной линии и/или производственного процесса. Например, это относится к станции промывания формы для определения, насколько жидкость для промывания меняет значение pH, которое действует на форму 10. С такой целью средства измерения равно можно прикреплять к передней части формы 10 или встраивать в форму 10, так что они будут соприкасаться с передней частью формы 10, например, в качестве части поверхности углубления 14 внутри формы 10.