ЛОТОК ДЛЯ УПАКОВКИ ВЛАГОСОДЕРЖАЩЕГО ПРОДУКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПЕРФОРАЦИИ В ЭТОМ ЛОТКЕ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к производству тары для транспортировки и хранения продуктов, склонных к выделению жидкости.
Уровень техники
Выделение в процессе хранения жидкости (кровянистого экссудата) из упакованных продуктов, таких как мясо или рыба, способствует развитию бактериальной флоры и ведет к сокращению срока хранения продукта, создает проблемы для последующей транспортировки. Поэтому перед разработчиками упаковочной тары для упомянутых продуктов остро стоит проблема отвода жидкости и ее надежной изоляции от продукта. Упомянутую проблему решают несколькими путями.
Известен лоток из полимерного материала, дно которого в зоне размещения продукта выполнено выпуклым и снабжено системой точечных выступов (см. патент EP 2669204 5655708, МПК: B65D 1/34, B65D 81/26, оп. 01.06.2012). Выделяющаяся из продукта жидкость стекает в углубления между выступами, на которые опирается продукт, и далее в более низкую область на периферии лотка. Однако жидкость, свободно перемещается по лотку, что не исключает ее контакта с продуктом в процессе перемещения лотка. В результате имеют место существенные проблемы при транспортировке, а разложение экссудата, находящегося с продуктом в одном объеме, отрицательно влияет на качество продукта, уменьшая срок его хранения.
Известны лотки, сформированные из двух частей, установленных одна в другую с образованием между ними полости, т.н. «двойного дна», куда стекает жидкость, выделяющаяся из продукта, размещенного во внутренней части, через отверстия в дне последней (см. патент JP 2013-220821, 28.10.2013 или патент US 8474610, МПК: B65D 81/26, опуб. 02.07.2013). Между собой внутренняя и наружная части лотка соединяются посредством замковых соединений. В полости «двойного дна» может быть размещен адсорбирующий слой для поглощения жидкости.
Известен поднос для упаковки влагосодержащих продуктов, содержащий верхний слой с отверстиями, нижний плотный слой и размещенный между ними адсорбирующий слой, сваренные между собой по периферии лотка с образованием единой конструкции (см. патент US 5655708, МПК: B65D 1/34, опубл. 12.08.1997 г). Отверстия верхнего слоя выполнены с расширением в направлении среднего адсорбирующего слоя, который позволяет достаточно надежно связать просочившуюся через отверстия жидкость и предотвращает ее обратное попадание к продукту.
Недостатком обоих вышеупомянутых аналогов является технологическая сложность и трудоемкость изготовления лотков, жесткие требования к размерам отдельных деталей лотка, собираемых в единую многослойную конструкцию.
Наиболее близким аналогом для заявляемого технического решения является лоток для упаковки пищевых продуктов (см. патент EP 1707498, МПК: B65D 81/26, опубл. 04.10.2006 г), выполненный в виде моноблочной конструкции из листа вспененного полистирола с неоднородной структурой, в которой поверхностные, наружно расположенные слои материала имеют закрытые поры, а расположенный между ними внутренний слой - открытые поры. Дно и боковые стенки лотка выполнены с перфорацией поверхностного слоя со стороны размещения продукта, что обеспечивает протекание выделяющейся из продукта жидкости через отверстия перфорации во внутренний слой, где происходит ее распределение в порах материала, удерживающих жидкость от обратного протекания.
Такие лотки просты и технологичны в изготовлении. Наличие отверстий позволяет исключить скопление в лотке экссудата, однако не обеспечивает быстрого впитывания жидкости и полной изоляции продукта от влаги, т.к. часть жидкости остается на ровной и гладкой поверхности лотка между отверстиями в силу действия сил поверхностного натяжения. Ровный край отверстий способствует образованию воздушных пробок, что также замедляет уход жидкости.
Отверстия перфорации могут быть выполнены непосредственно в листе экструзионного вспененного полистирола, до начала процесса формования изделий. Однако в этом случае при формовании лотка под воздействием высокой температуры и давления края отверстий заплавляются, что ухудшает впитывающие способности лотка. Поэтому более целесообразно выполнение перфорации после формования лотка.
В качестве ближайшего аналога для предлагаемого устройства перфорации принята конструкция устройства перфорирования гладких закрытых поверхностей изделий из открыто-пористых пенопластовых листов, раскрытая в патенте RU 2106958, МПК: B26F 1/24, B29C 37/00, опубл. 20.03.1998 г.
Упомянутое устройство содержит неподвижную плиту (матрицу) и размещенный с возможностью возвратно-поступательного перемещения к ней блок перфорации, включающий прижимную плиту и плиту с иглами, размещенными с возможностью возвратно-поступательного перемещения в сквозных отверстиях прижимной плиты.
Между неподвижной плитой и блоком перфорации перемещается лист со сформированными в нем изделиями, например лотками. В процессе перфорации неподвижная плита удерживает изделие снаружи, оказывая противодавление прижимной плите, прижимающей изделие с внутренней стороны.
Конструкция игл, применяемых в устройстве, позволяет сформировать на поверхности лотка круглые гладкие отверстия, однако последние не позволяют обеспечить быстрое впитывание жидкости и полную изоляцию размещенного в лотке продукта от влаги.
Раскрытие полезной модели Настоящая полезная модель направлена на повышение эксплуатационных характеристик лотка.
Достигаемый технический результат заключается в улучшении впитывающих характеристик лотка за счет исключения застаивания жидкости на поверхности лотка, ускорении впитывания жидкости и исключении ее обратного вытекания.
Это стало возможным благодаря тому, что в предлагаемом лотке для упаковки влагосодержащего продукта, сформированном из вспененного полистирола с плотными поверхностными слоями с закрытыми порами и расположенным между ними внутренним слоем с открытыми порами, и выполненном с перфорацией поверхностного слоя со стороны размещения продукта, согласно заявляемой полезной модели, перфорация выполнена в виде пересекающихся надрезов поверхностного слоя, сформированных с одновременным вдавливанием краев рассеченного материала в направлении внутреннего слоя.
В первую очередь речь идет о перфорации дна лотка. На боковых стенках лотка перфорации может и не быть, либо она может быть выполнена иным образом.
Надрезы образуют просечки - щелевые отверстия в плотном поверхностном слое материала лотка. При выполнении надрезов и одновременном вдавливании краев рассеченного материала в направлении внутреннего слоя на поверхности дна лотка со стороны размещения продукта формируются углубления с щелевыми отверстиями на боковой поверхности, направленными сверху вниз, расширяющимися и сходящимися в центре дна углубления.
Углубления формируют рельефность дна лотка. Выделяющаяся из продукта жидкость, как известно, стремиться занять наиболее низкое положение и стекает вниз, заполняя углубления, где через щелевые отверстия уходит во внутренний слой, распределяясь в его порах. В результате, при полностью неподвижном лотке, исключается застаивание жидкости на поверхности лотка, а значит и ее контакт с продуктом, обеспечивается направленное перемещение жидкости к отверстиям, размещенным в углублениях.
За счет вдавливания краев рассеченного поверхностного слоя материала в направлении внутреннего слоя, имеющего более рыхлое строение, вдоль щелевых отверстий (просечек) образуются углубленные каналы, каждый из которых представляет собой русло для стекающей жидкости, на дне которого расположено проходное щелевое отверстие. В результате не только обеспечивается направленность стекания жидкости, но и обеспечивается совмещение процесса стекания жидкости в углубление с ее выводом во внутренний слой, что позволяет существенно повысить скорость впитывания жидкости.
В предлагаемом лотке, в отличие от аналогов с круглыми отверстиями, значительно увеличена общая площадь проходных каналов для жидкости, что способствует существенному ускорению процесса впитывания, при этом конструкция отверстий перфорации в предлагаемом лотке исключает вероятность обратного вытекания жидкости. В известных аналогах с круглыми отверстиями увеличение диаметра отверстия с целью увеличения его проходного сечения, непременно бы привело к обратному вытеканию жидкости.
Выполнение дна лотка с рифлением способствует дополнительному ускорению процесса отвода жидкости по впадинам рифления к углублениям с перфорацией, обеспечивая существенное усиление упомянутого технического результата.
На достижение вышеупомянутых положительных результатов направлено и предлагаемое техническое решение устройства для выполнения перфорации.
Предлагаемое устройство для выполнения перфорации в лотке из вспененного полистирола с плотными поверхностными слоями с закрытыми порами и расположенным между ними внутренним слоем с открытыми порами содержит неподвижную плиту и размещенный с возможностью возвратно-поступательного перемещения к ней блок перфорации, включающий прижимную плиту и плиту с иглами, размещенными с возможностью возвратно-поступательного перемещения в сквозных отверстиях прижимной плиты.
Основным отличием предлагаемого устройства от известных решений является выполнение игл в виде стержней с рабочим концом в форме пирамиды с вогнутыми гранями и режущими кромками на пересечении этих граней.
Другим отличием является выполнение прижимной плиты, которая установлена с зазором и с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно плиты с иглами и соединена с ней посредством возвратного пружинного механизма.
Устройство может быть использовано не только для перфорирования лотков, но и для выполнения перфорации других емкостей из экструзионного вспененного полистирола или других материалов с закрытопористыми наружными слоями.
Вершина пирамиды обеспечивает протыкание плотного верхнего слоя, отходящие от вершины ребра пирамиды выполняют функции режущих кромок, просекающих в поверхностном слое щелевые отверстия, а вогнутые грани обеспечивают вдавливание краев рассеченного материала и формирование углублений.
Таким образом предлагаемая конструкция игл обеспечивает возможность формирования углублений с щелевыми отверстиями, которые позволяют исключить застаивание жидкости на поверхности лотка, улучшают его впитывающие характеристики, повышают скорость поглощения жидкости и при этом исключают вероятность обратного ее вытекания.
Диаметр стержней предпочтительно составляет 4-6 мм. Высота концевой части стержня (пирамиды) примерно соответствует величине диаметра стержня.
В конкретном примере реализации полезной модели блок перфорации размещен на одной подвижной плите с блоком вырубки изделий из листа материала.
В качестве привода возвратно-поступательного перемещения блока перфорации или подвижной плиты с размещенными на ней блоками вырубки и перфорации может быть применен кривошипно-шатунный механизм (см. пример ниже).
Краткое описание чертежей
Возможность промышленной осуществимости предлагаемого технического решения подтверждается приведенным ниже примером, иллюстрированным чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - предлагаемый лоток, вид в плане;
на фиг. 2 - тоже, сечение A-A с фиг. 1;
на фиг. 3 - показан фрагмент I с фиг. 2, увеличено,
на фиг. 4 - фрагмент II с фиг. 1, увеличено.
на фиг. 5 - устройство для выполнения перфорации, общий вид, схематично;
на фиг. 6 - фрагмент III с фиг. 5, показан блок перфорации;
на фиг. 7 - вид B с фиг. 6;
на фиг. 8 - игла для выполнения перфорации;
на фиг. 9 - тоже, вид C с фиг. 8;
на фиг. 10 - сечение C-C с фиг. 8, увеличено;
фиг. 11 - иллюстрирует работу блока перфорации.
Осуществление полезной модели
Лоток 1, предназначенный для упаковки влагосодержащего продукта, содержит перфорированное дно 2, от которого отходят под наклоном боковые стенки 3, выполненные с отбортовкой 4 по периметру (см. фиг. 1, 2).
Лоток 1 представляет собой монолитное изделие, сформированное из листа (полосы) вспененного экструзионного полистирола, имеющего неоднородную структуру, характеризующуюся плотными наружными слоями с закрытыми порами, верхним 5 и нижним 6, между которыми расположен внутренний слой 7 с открытыми порами, часть которых сообщена через отверстия перфорации дна с полостью лотка в зоне размещения продукта (см. фиг. 3).
Перфорация верхнего слоя 5 - поверхностного слоя со стороны размещения продукта, выполнена в виде пересекающихся надрезов этого слоя, сформированных с одновременным вдавливанием краев рассеченного материала в направлении внутреннего слоя 7, в результате чего на дне 2 лотка 1 формируются углубления 8 с щелевыми отверстиями 9, пересекающимися на дне углубления с образованием единого отверстия в форме звездочки (см. фиг. 4).
Перфорацию выполняют в уже сформированном лотке (после операции формования).
Устройство для выполнения перфорации (см. фиг. 5) содержит неподвижную плиту 10 и размещенный напротив нее блок перфорации 11, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения от кривошипно-шатунного механизма 12.
Блок перфорации 11 включает (см. фиг. 6-7) прижимную плиту 13 и плиту 14 с иглами 15, размещенными в сквозных направляющих отверстиях 16 прижимной плиты 13.
Прижимная плита 13 установлена с возможностью поступательного перемещения относительно плиты 14 по направляющим пальцам 17 и снабжена возвратным пружинным механизмом 18 (далее пружины).
Иглы 15 (см. фиг. 8-10) выполнены в виде стержней с рабочим концом в форме пирамиды с вогнутыми гранями 19 и режущими кромками 20 на пересечении этих граней.
В конкретном примере реализации устройства диаметр стержня иглы составляет 4-6 мм, а высота пирамиды практически равна диаметру стержня. В этом случае угол раскрытия углубления 8 соответствует 90°.
Как видно на фиг. 6, в исходной позиции острие игл 15 располагается вровень с рабочей поверхностью прижимной плиты 13, либо несколько углублено относительно нее в отверстие 16.
Устройство работает следующим образом.
Лист 21 вспененного экструзионного полистирола с отформованными в нем изделиями - лотками 22 перемещается со стадии формования на стадию перфорирования. На стадии формования на дно 2 лотка 1 может быть нанесено рифление 23 (см. фиг. 1).
Перемещение листа 21 прекращается, как только один из лотков 22 установится на позиции А между неподвижной плитой 10 и блоком перфорации 11. Приводят во вращение кривошипно-шатунный механизм 12 и перемещают блок перфорации 11 к неподвижной плите 10. При этом лоток 22 оказывается зажатым между прижимной плитой 13, поджимающей его с внутренней стороны, и неподвижной плитой 10 противодавления, поддерживающей лоток 22 снаружи. Иглы 15 еще находятся внутри отверстий 16.
При дальнейшем вращении кривошипа плита 13 остается на месте, а плита 14 с иглами 15 перемещается далее, при этом выбирается зазор 24 между плитами 14 и 13, происходит сжатие пружин 18, а иглы 15 выдвигаются из направляющих отверстий 16 прижимной плиты 13 и вдавливаются в материал лотка (см. фиг. 11).
Заостренные концы игл 15 (вершины пирамид) пробивают плотный верхний слой 5 с закрытыми порами, каждое режущее ребро 20 пирамиды рассекает поверхностный слой 5, а грани 19 пирамиды вдавливают кромки рассеченного материала внутрь в направлении слоя 7 с открытыми порами. Вдавливание осуществляют на величину заострения рабочего конца, т.е. на высоту пирамиды. Таким образом, формирование отверстий 9 и углублений 8 выполняется за один ход рабочего инструмента.
При снятии давления со стороны кривошипно-шатунного механизма сначала срабатывают пружины сжатия 18, возвращая игольную плиту 14 с иглами 15 в исходное положение, затем весь блок перфорации 11 отводится в исходное положение.
На одной несущей плите 25 с блоком перфорации 11 может быть размещен блок 26 вырубки изделий, что позволит за один поворот кривошипа кривошипно-шатунного механизма выполнить сразу две операции: пробивание отверстий в одном лотке (позиция А, фиг. 5) и вырубку второго лотка из полосы материала (позиция В).
Освобожденный лист материала 21 перемещается на шаг, при этом следующий лоток 22 устанавливается на позицию А перфорации, а лоток 22′ с уже сформированными в нем отверстиями устанавливается в положение В. Цикл повторяется.
В готовом лотке 1 (фиг. 1) размещают продукт (мясо, рыбу и т.п.). Сверху лоток с продуктом, как правило, закрывается упаковочной пленкой для изоляции продукта от кислородосодержащей атмосферы. В процессе хранения размещенный в лотке 1 пищевой продукт, например мясо, выделяет влагу в виде жидкости, которая стекает на дно 2 лотка.
Попадая на дно 2 лотка, капли жидкости (экссудата) скатываются во впадины рифления 23 и стекают по ним далее в углубления 8, где проходя по образованным вдоль щелевых отверстий 9 углубленным каналам, жидкость быстро уходит через эти отверстия во внутренний слой 7, где распределяется в открытых порах материала.
В лотке исключено застаивание жидкости, обеспечено ее направленное перемещение к проходным отверстиям, размещенным в углублениях, значительно увеличена общая площадь проходных отверстий и исключено обратное вытекание жидкости даже в случае перемещения и перевертывания лотка.