專利名稱：用于形成糖果制品的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用巧克力或性質(zhì)接近于賓漢(Bingham)材料的其它材料制造成型的糖果制品的方法和設(shè)備。更具體的是，本發(fā)明涉及用冷擠出方法形成成型的糖果制品。
背景技術(shù)：
糖果制品、如巧克力制品典型的是在巧克力已經(jīng)按配方制造以后，由一大團(tuán)熔化的巧克力制造。有許多不同的巧克力配方，如黑的和白的巧克力、牛奶巧克力和白的混合物涂層，其典型地包括糖或糖的代用品、干奶粉、乳化劑和油脂、如可可脂或者蔬菜或其它油脂代用品。
加工成型的巧克力制品、即條狀或其它形狀并形成包裹層的傳統(tǒng)的巧克力的制造方法是在巧克力處于熔化或可流動的狀態(tài)下進(jìn)行的。在熔化準(zhǔn)備(conditioning)過程、即通常溫度為27-32℃的稱為混料(tempering)的過程以后，巧克力由模具模制成所需的形狀，或者通過另一個(gè)模制過程形成所需的形狀，而巧克力仍處于熔化的狀態(tài)，且處于高于環(huán)境溫度的高溫下。
近來，有通過冷擠出工藝形成巧克力制品的工作報(bào)導(dǎo)，如Becket等人的《巧克力的冷擠出》，見1994年3月的化學(xué)工程學(xué)會抄本第72卷第C部分第47-54頁，美國專利US5439695和1996年9月11日公開的歐洲專利申請EP0730827。這些出版物中公開的方法和設(shè)備未教導(dǎo)和建議使用冷擠出方法來制造具有特定形狀的巧克力制品，如扁豆形、星形或者表示節(jié)日如復(fù)活節(jié)、萬圣節(jié)、圣誕節(jié)或者任何其它成型的形狀。公開在這些在先出版物中的擠出方法和設(shè)備采用模制工藝和設(shè)備，由于它們的特點(diǎn)而妨礙巧克力制品的精確成型。
歐洲專利EP0776608公開了一種方法，用于在非熔化狀態(tài)下模制巧克力制品。此方法涉及使結(jié)晶的巧克力承受模制擠出以形成可展的薄片。此薄片然后被直接供給到成型輥。此專利未公開或者建議一種方法，一形成顆粒原料或者由使顆粒的賓漢塑性材料而形成單一的制品。該專利也未公開或者建議一種通過控制輥之間的差動而使成型的薄片從輥上釋放方法。
通過使顆粒材料在反向轉(zhuǎn)動的輥之間通過，而滾動壓實(shí)或者熱壓結(jié)成型物品的設(shè)備，在輥上有間隔的凹陷部，這樣的設(shè)備在此之前已經(jīng)被用于多種產(chǎn)品。這些現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備僅舉出一些美國專利US5358727，其中公開了反向轉(zhuǎn)動的輥，帶有模制腔，從而由水果如去核的梅李或漿果形成食物制品；美國專利US4411611，其中公開了反向轉(zhuǎn)動的輥，從而由磨成粉狀的和/或顆粒材料形成煤球；美國專利US5073323，其中公開了一種設(shè)備，用于在反向轉(zhuǎn)動的成型輥之間壓實(shí)不可擠出的陶瓷翻滾介質(zhì)；美國專利US4017241，其中公開了一種壓型設(shè)備，用于形成金屬礦石的壓型；美國專利US3255285，其中公開了反向轉(zhuǎn)動的脊形輥，從而壓實(shí)顆?；屎蛣游镲暳稀?br> 另外的現(xiàn)有技術(shù)以壓實(shí)和形成壓型，采用了各種形式的壓縮，以壓實(shí)材料，如US5667824、US4882105、US4394395和US4178392。
這些現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備和方法中沒有建議使用反向轉(zhuǎn)動的輥來壓實(shí)一具有賓漢塑性流變性的材料，未公開或者建議在反向轉(zhuǎn)動的輥之間采用差動，以幫助從輥上釋放形成的塊和互連的帶的薄片。
當(dāng)前，在制造成型的巧克力制品時(shí)，例如一扁豆型，其繼而設(shè)置一糖的涂層外殼，該巧克力團(tuán)在熔化形式下被提供到相對較大的直徑的反向轉(zhuǎn)動的輥，該輥上在各輥的表面具有適宜的扁豆形狀的凹陷部。設(shè)置有側(cè)面板以保持熔化的巧克力被限制在輥之間的區(qū)域，并且熔化的巧克力在輥上方攪動。當(dāng)輥轉(zhuǎn)動時(shí)，熔化的巧克力被移入輥之間的輥隙，由各輥上的相配的凹陷部而成型為適宜的扁豆形狀。
輥通過流動的冷卻液而被冷卻，如50/50體積的乙二醇和水的溶液，-20℃，在巧克力接觸表面下面通過輥?zhàn)?，從而從熔化的巧克力吸取熱，以允許其形成具有足夠剛度的形狀，保持被賦予的形狀。成型的巧克力離開輥時(shí)是半固態(tài)，需要另外的冷卻，而使巧克力達(dá)到室溫，巧克力能夠被處理，去除各扁豆形之間的毛刺，然后涂覆糖，或者烤制剛?cè)コ毯蟮那煽肆K并且包裝。此方法還需要靠近成型輥去濕，去除潮氣。
在通過成型輥以后的另外的冷卻步驟需要使用冷卻通道，輸送裝置和另外的冷卻，以在冷卻通道中提供適當(dāng)?shù)睦鋮s溫度。
因?yàn)樵撨^程起始于巧克力在熔化的狀態(tài)，必須流入成型的凹陷部，因此不得不采用較大尺寸的形狀，而且較小的形狀或者具有不規(guī)則變化的形狀，如星形或者成型的形狀，因?yàn)橛龅嚼鋮s的表面熔化的巧克力的流動特性問題，采用傳統(tǒng)的方法和設(shè)備是很困難的。
另外，輥的直徑必須相對的大，并且輥的轉(zhuǎn)動速度相對較慢，以保證熔化的膠質(zhì)物從成型輥輥隙之間的巧克力團(tuán)充填到相對的輥的所有的成型空間。
這些當(dāng)前采用的方法需要相對較大的設(shè)備尺寸，采用冷卻液如乙二醇溶液，而使成型輥冷卻，去溫和采用附加冷卻的冷卻通道都增加了制造費(fèi)用和復(fù)雜性。
因此，需要在糖果領(lǐng)域提供一種方法和設(shè)備，更經(jīng)濟(jì)地形成成型的糖果制品，如巧克力，并且由于取消在冷卻通道中采用超強(qiáng)的冷卻劑，而以較高的產(chǎn)率較小的成本而增加產(chǎn)量。
發(fā)明概述在本發(fā)明的用于形成成型的糖果制品的優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)優(yōu)選的糖果制品是巧克力，一對相對置的輥被設(shè)置，在各輥的表面具有形成巧克力制品的所需的形狀的凹陷部。該輥被安裝成反向轉(zhuǎn)動，在輥之間沒有或者有微小的間隙，并且在反向轉(zhuǎn)動的輥的上方設(shè)置一個(gè)料斗，以通過重力引導(dǎo)將高結(jié)晶調(diào)和的薄片的或者顆粒的巧克力供給到輥?zhàn)?。因?yàn)榇朔椒ú捎玫馁e漢塑性材料在成型前是最多結(jié)晶和被冷卻的，它允許采用更有效的冷卻和結(jié)晶方法，以得到所需的最終產(chǎn)品形態(tài)，溫度和結(jié)晶狀態(tài)。有許多涉及賓漢膠狀物的機(jī)械攪動和處理的冷卻和/或結(jié)晶方法，其能夠用在本發(fā)明的方法的供給流中，以得到所需的形態(tài)，溫度和結(jié)晶狀態(tài)。這些更有效的方法時(shí)常不能用于熱成型的產(chǎn)品，因?yàn)樗鼈冊诔尚鸵院蟊唤Y(jié)晶和冷卻，這將導(dǎo)致所需的最終塊的形狀的機(jī)械損壞。
反向轉(zhuǎn)動的輥將巧克力塊下移到兩輥之間的輥隙之間，以壓縮和壓實(shí)巧克力塊，在類似于熱壓結(jié)的過程中，將巧克力形成為所需的形狀。巧克力在下游方向以薄片的形式離開輥，該形成的巧克力塊由巧克力薄片互聯(lián)。巧克力的整體溫度不變。一小部分巧克力，特別是Beta3形式的巧克力及以下的熔化了。但是此熔化不明顯，并且沒有不需要在冷卻通道中作附加冷卻。
然后，薄片被去毛刺，巧克力塊被攪動，以傳統(tǒng)的方式將其邊變光滑，在那里，薄片連接著成形的塊。然后如果需要，巧克力塊可以被進(jìn)一步處理，涂覆上糖外殼或者不涂層而被包裝，供最終的消費(fèi)者消費(fèi)。


圖1是本發(fā)明的方法和設(shè)備的示意圖。
圖2是本發(fā)明設(shè)備的主要特征的局部立體圖。
圖3是本發(fā)明設(shè)備的俯視平面圖。
圖4是一個(gè)軸的支承座的分解立體圖。
圖5是形成一種成型制品的成型凹陷部的一個(gè)實(shí)施例的成型輥的平面圖。
圖6是本發(fā)明成型輥的側(cè)視圖。
圖7是本發(fā)明成型輥的局部立體圖。
優(yōu)選實(shí)施例的描述首先參見圖1，本發(fā)明的設(shè)備10包括一個(gè)儲存?zhèn)}12，具有一個(gè)料斗14，薄片的或者顆粒度小于6毫米直徑的巧克力被供給到料斗中。根據(jù)需要，巧克力塊從儲存?zhèn)}12供給到供給料斗16，從料斗16繼而附著在一對反向旋轉(zhuǎn)的成型輥18和20的輥隙之間。成型輥18和20以所示的簡箭頭方向相向地轉(zhuǎn)動。成型輥18和20設(shè)置有成型的凹陷部，這將在下面說明，當(dāng)成型輥轉(zhuǎn)動時(shí)，凹陷部接合，將巧克力顆粒壓實(shí)，以形成所需的形狀。
由于此過程的重力供給特性，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)供給材料的顆粒直徑應(yīng)當(dāng)小于小于模型槽的直徑的1/2。較小的供給顆粒沒有不利的影響，而大顆粒將時(shí)常造成成型槽的不充分的充填，產(chǎn)生不完整的巧克力塊。用于優(yōu)選實(shí)施例的巧克力的成分是美國標(biāo)準(zhǔn)，包含大約30％重量的油脂，并且具有大約40微米的顯微顆粒度。
剛結(jié)晶(2-10分鐘)的供給巧克力的優(yōu)選的溫度范圍是12-16℃。大多數(shù)的V型的油脂是穩(wěn)定的結(jié)晶形式。如果剛結(jié)晶的供給巧克力被允許時(shí)效幾個(gè)小時(shí)到幾天，則結(jié)晶度水平增大到其熱力學(xué)平衡水平。此經(jīng)時(shí)效的結(jié)晶巧克力的優(yōu)選的供給溫度變?yōu)?7-21℃。此供給巧克力的較佳的高油脂結(jié)晶度水平的特性在于其觸摸硬度。供給的巧克力足夠硬，當(dāng)5厘米長的熔化塊在手中慢慢折斷成兩半時(shí)，可產(chǎn)生特別的折斷聲。
從輥中出去的原料通過量是連續(xù)的薄片形式。該薄片由壓實(shí)和粘著的成型塊以及在塊之間的平的帶子組成。
出來形成的薄片可以由一轉(zhuǎn)換門引導(dǎo)到一轉(zhuǎn)動的去毛刺輥24，該輥轉(zhuǎn)動以將形成的巧克力塊與薄的相互連接的薄片分離開。形成的塊從去毛刺輥被引導(dǎo)，如箭頭26所示，做進(jìn)一步的處理，并且不相連的巧克力帶被引導(dǎo)到另一處，如箭頭28所示，在生產(chǎn)過程中作為原始材料再利用。
現(xiàn)在參見圖2~4，成型輥18和20被分離安裝在殼體34內(nèi)的軸30和32上。一個(gè)可變速的驅(qū)動電機(jī)36在軸32上可轉(zhuǎn)動的驅(qū)動。各軸分別設(shè)置有一個(gè)正齒輪38和40，它們嚙合，使得當(dāng)驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動時(shí)，其驅(qū)動反向轉(zhuǎn)動的另一軸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，其它的驅(qū)動系統(tǒng)能夠被采用，包括其它的傳動裝置或者驅(qū)動傳動系統(tǒng)。重要的因素是有足夠的動力的驅(qū)動系統(tǒng)來驅(qū)動成型輥18和20的軸，使得成型輥相向轉(zhuǎn)動。另一重要因素是能夠改變轉(zhuǎn)速的能力。這可以由可變速驅(qū)動電機(jī)36或者適當(dāng)?shù)凝X輪傳動系統(tǒng)進(jìn)行速度調(diào)整。
各軸30和32延伸通過殼體34的一個(gè)前壁42和一后壁44，并且由一軸承裝置被安裝在其中，該軸承裝置容納微小的軸的彎曲，下面詳細(xì)描述。各軸的軸承裝置如圖4所示，其中左側(cè)代表外軸承，右側(cè)代表內(nèi)軸承座。各軸30和32類似地被安裝，由一對軸承座支承轉(zhuǎn)動。
如圖4所示，后殼體壁44包括一個(gè)軸的進(jìn)入孔，和一個(gè)襯板48，帶有軸進(jìn)入孔50。在殼體34內(nèi)，襯板48在成型輥18和20的一側(cè)，一個(gè)類似的襯板在成型輥18和20的另一側(cè)。各軸承座還包括一個(gè)軸承座板52，在后壁44的外側(cè)，一個(gè)軸承座板54，在前壁42的外側(cè)。各板52和54包括一個(gè)進(jìn)入孔56，支承軸30和32的軸承置于其中。
各軸還在各軸承座中設(shè)置有一對軸承，其中外軸承件58最好是圓柱形滾柱軸承，以提供給軸30和32附加的支承，最里面的軸承60是傾斜的止推軸承，其幫助軸在軸承間的彎曲。軸承58和60由一軸承墊片62分離開。軸承58和60與墊片一起被壓入到相應(yīng)的軸承座板52和54。
現(xiàn)在參見圖5-7的成型輥18和20的細(xì)節(jié)，各輥是相同的。如圖5和6所示，各成型輥包括一個(gè)周邊環(huán)件64，最好由氧化鋁制造，有特氟隆涂層，以利于取下壓實(shí)的巧克力的薄片。最好的是，該表面是高度拋光的或者修整光滑的，從而形成的成型的塊沒有表面中斷。多個(gè)凹陷部66設(shè)置在環(huán)件64的表面。環(huán)件64上的凹陷部66之間的間隔依賴于凹陷部的尺寸和直徑。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)模槽以交錯(cuò)的形式布置時(shí)，模槽之間分離得最小，各側(cè)之間的距離是模槽外徑的大約1/4。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于在相鄰的塊的成型期間材料回流的干擾，較近的間隔有助于塊的分離。其它考慮的因素是成型的薄片通過兩輥之間的輥隙時(shí)的釋放角度和成型的塊的厚度。最期望的狀態(tài)是全部釋放，不掛在成型輥上。
凹陷部66可以是任何所需的形狀，以達(dá)到所需的成型糖果制品。在一優(yōu)選實(shí)施例中，凹陷部66被成型為一扁豆形，進(jìn)一步進(jìn)行糖外殼涂層，以制造出如M&M糖的制品。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，其它所需的形狀如數(shù)字，星星，心形，蛋形及其它形狀也可以使用。但是，由于巧克力的性質(zhì)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，帶有一圓形周邊的形狀是最好的，以提供一好的釋放角度，允許成型的薄片易于從成型輥上脫離。各輥上的凹陷部不需要相同，因?yàn)樾螤钅軌蛑圃斐杀趁婧颓懊娌煌Ｖ匾目紤]是各凹陷部在兩輥之間的輥隙處接合時(shí)對齊，使得形成一個(gè)具有類似徑向尺寸的塊。
當(dāng)糖果制品是巧克力時(shí)，巧克力薄片或者顆粒在過程開始時(shí)是大氣溫度。但是，當(dāng)其被壓實(shí)時(shí)，當(dāng)巧克力通過成型輥之間的輥隙時(shí)，施加的壓力使得與成型輥接觸的巧克力表面上升，并且將導(dǎo)致巧克力附著到成型輥的表面，從而延緩成型的薄片從成型輥上釋放。因此，需要提供散熱劑來保持成型輥表面在優(yōu)選的溫度范圍14-20℃。
因此，各成型輥18和20設(shè)置有一冷卻劑循環(huán)路徑以允許冷卻劑，如冷卻水，靠近成型輥表面循環(huán)。最好如圖6和7所示，各成型輥18和20設(shè)置有多個(gè)通孔68，其穿過成型輥設(shè)置在成型輥18和20的各側(cè)的環(huán)形切槽70中。一環(huán)形槽密封板72密封地接合在各切槽70上。
各軸30和32設(shè)置有一局部的中間孔74，劑能夠穿過該孔流動。一冷卻劑聯(lián)接器76設(shè)置在各軸端，承受其相應(yīng)的軸轉(zhuǎn)動。一冷卻劑分布線78被設(shè)置，其與中間孔74連通，并且通過槽密封板72與切槽70連通。這樣，冷卻劑流經(jīng)一個(gè)入口80，通過中間孔74和分布線78進(jìn)入通過成型輥18和20的切槽70，并通過外冷卻劑出口線82進(jìn)入軸上的中間孔84，經(jīng)流體連接器76在出口86流出。各成型輥還設(shè)置有一個(gè)端蓋88，見圖2，以蓋住冷卻劑分布系統(tǒng)。
用于設(shè)備10的框架和輥的優(yōu)選材料是6061T6鋁，因?yàn)槠錈醾鲗?dǎo)性好，重量輕，和所需要的機(jī)械特性。軸30和32最好是316不銹鋼，因?yàn)槠淇垢g和機(jī)械剛度。
為了提供進(jìn)一步的給用于該設(shè)備的隨溫度膨脹和收縮的6061T6鋁的一致性，冷卻劑流動路徑90，見圖2，被設(shè)置成穿過殼體34的前壁42和后壁44和側(cè)壁92。那些壁的冷卻還冷卻了襯板48。以此方式，提供了設(shè)備的穩(wěn)定的膨脹和收縮，使得成型輥之間的間隙能夠保持不變，不需要調(diào)整由于溫度的不同造成的膨脹和收縮的不同。
當(dāng)糖果制品是巧克力糖果時(shí)將采用冷卻，其它糖果制品可能需要加熱，而不是冷卻。因此，在此情況下，不是在系統(tǒng)中流動冷卻水，而是采用熱的流體。
本發(fā)明的方法和設(shè)備，特別是在糖果制品是巧克力時(shí)，包括使巧克力薄片和/或顆粒承受足夠高的壓力和剪切應(yīng)力，使得單個(gè)的顆粒變形并熔合在一起。該過程發(fā)生在三個(gè)不同的階段，與材料相對于成型輥18和20之間的輥隙的位置有關(guān)。如圖1所示，第一階段用1表示，相應(yīng)于團(tuán)壓實(shí)過程。當(dāng)成型輥18和20反向轉(zhuǎn)動時(shí)，顆粒巧克力在輥之間的團(tuán)被攪動，從而顆粒相互作用把一般的轉(zhuǎn)動傳給顆粒臺內(nèi)的顆粒。在此階段，顆粒承受弱的力，其主要傾向于重新安排其位置。最終的效果是類似于搖動顆粒，導(dǎo)致團(tuán)材料密度的增加，但是沒有壓縮或者材料的變形。
當(dāng)附加的顆粒再分布不能進(jìn)一步減小團(tuán)的體積時(shí)，壓實(shí)階段終止，壓縮階段開始，如2所表示的。由于成型輥的運(yùn)動和幾何形狀需要進(jìn)一步減小體積。這通過擠壓和使巧克力顆粒變形而實(shí)現(xiàn)，主要是通過變形輥表面施加的高壓力。因此，顆粒變形開始，首先是通過充填顆粒之間的空氣穴，然后引起單個(gè)的鄰近的顆粒熔合或者熱壓結(jié)。此壓實(shí)階段導(dǎo)致機(jī)械能以熱的方式傳送，使得巧克力顆粒的表面被加熱到該溫度范圍，使得巧克力牌更軟的狀態(tài)。巧克力顆粒的表面加溫對于顆粒的熔合或者熱壓結(jié)是有利的。
成型輥表面的切向摩擦力和平行于兩輥隙的壓力分力之間的力的平衡限定了熱壓結(jié)過程的可行的狀態(tài)。該壓力依賴于顆粒度，模型腔大小和間隔，以及成型輥的直徑。摩擦力依賴于表面的剪切率，是成型輥轉(zhuǎn)動速度的函數(shù)。
壓縮階段開始在恰好成型輥之間存在最小間隙處，如圖1的3所表示的。巧克力是一種非牛頓流體，其流動特性依賴于剪切的時(shí)間或者持續(xù)時(shí)間。在壓縮階段3，巧克力變形率高，并且該材料的行為是塑性的，類似于賓漢塑性流體的行為。賓漢塑性流體可能是最簡單的非牛頓流體，因?yàn)樵诩羟袘?yīng)力與剪切速率的圖表中，其關(guān)系是線性的，相對于巧克力特有的塑變值帶有一個(gè)正偏置。
因此，當(dāng)巧克力在壓縮階段超過塑變應(yīng)力時(shí)，材料行為變成塑性。變形率相對地獨(dú)立于施加的力，變形能作為熱消除(即該過程是不可逆的)。屈服應(yīng)力是巧克力成分和溫度的函數(shù)。因此，通過成型輥的冷卻而控制溫度允許可重復(fù)的制品的穩(wěn)定。
如上，由于成型高結(jié)晶巧克力時(shí)產(chǎn)生的高壓力，傳給成型輥18和20，以及它們相應(yīng)的軸30和32的反作用力也很大。這導(dǎo)致軸30和32向外撓曲或者彎曲。
軸30和32向外撓曲，也引起成型輥18和20向外移動，這還有利于幫助成型的薄片在輥隙下面與成型輥分離。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)處理行為像賓漢膠狀物的巧克力時(shí)，由于高壓力，軸30和32除了撓曲還有扭曲。因?yàn)樵谵D(zhuǎn)動中依賴于轉(zhuǎn)動位置相對于穿過輥隙區(qū)域的槽通道，在傳給成型輥和軸的反作用力有大的改變。因此因?yàn)槌尚洼伇晦D(zhuǎn)動，它們承受反作用力的增加，一個(gè)降低和一個(gè)增加。最終的結(jié)果是把一個(gè)振蕩的扭轉(zhuǎn)力傳送給軸，隨著振蕩的軸的撓曲，有利于巧克力的成型的薄片在通過輥之間的輥隙后的初始分離。
為了達(dá)到所需的軸的撓曲和扭轉(zhuǎn)效果，重要的是保持軸30和32的直徑和成型輥18和20的直徑和寬度之間的尺寸關(guān)系。軸的機(jī)械特性還是決定撓曲大小和扭轉(zhuǎn)效果的重要因素。這些效果的大小能夠通過系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)分析、操作狀態(tài)和被成型的材料的物理特性來確定。成型材料屬性的測定表明該撓曲度在分離和扭曲取向時(shí)均是0.1毫米。
如果軸30和32的直徑與成型輥軸的直徑比較較大，則撓曲和扭曲不會發(fā)生到所需的程度，不能得到所需的移動以保證成型的材料的薄片與輥脫離，而不破壞產(chǎn)品形狀的整體性。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)軸是316不銹鋼時(shí)，在成型輥外徑是約28厘米，寬度約14.8厘米，軸的直徑約6.5厘米時(shí)，可以得到好的薄片分離。
如所述的，成型輥的直徑還取決于被成型的塊的總尺寸，以確?？芍貜?fù)的使薄片從成型輥上脫開，而不損壞產(chǎn)品的形狀。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對于具有約28厘米的外部直徑以形成一扁豆形狀、用于M&M糖的尺寸的成型輥，可以有效地使用外徑約為12.19毫米、最大深度約2.74毫米的凹陷部。
本發(fā)明的設(shè)備和方法實(shí)現(xiàn)了比傳統(tǒng)的熔化處理系統(tǒng)明顯的成本效益。當(dāng)前的用于熔化處理巧克力以形成一扁豆形狀、用于M&M糖的生產(chǎn)設(shè)備使用的成型輥具有約40厘米的直徑和約80厘米的寬度。這些輥包含6500多個(gè)槽。此方法必須從巧克力的液態(tài)沉積溫度接近30度使巧克力結(jié)晶和冷卻到其排出溫度接近15℃。而且這些成型輥必須以相對慢的速度5rpm轉(zhuǎn)動。在這些情況下，完成的巧克力塊的產(chǎn)量約1200千克/小時(shí)。
本發(fā)明的設(shè)備，成型輥的直徑約28厘米，寬約15厘米，可以在100rpm的速度下操作，并且生產(chǎn)出1500千克/小時(shí)的完成的巧克力。另外，只需采用10-20℃的冷卻水，而不用防凍液、如約-20℃的乙二醇溶液。而且，后形成冷卻通道不是必要的，使得此設(shè)備的顯著的成本因素和其制冷系統(tǒng)被徹底消除。本發(fā)明的結(jié)晶和成型過程的分開，允許兩種功能的單獨(dú)優(yōu)化，產(chǎn)生更全面的優(yōu)化方法。
因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了顯著的產(chǎn)量增加，設(shè)備占地較少，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備和能源需要上的顯著的成本節(jié)約。
權(quán)利要求
1.一種冷成型一可食產(chǎn)品的成型制品的方法，它包括以可自由流動狀態(tài)的顆粒形式，將具有賓漢塑性流變性的形成所述制品的材料供給到一對相互反向轉(zhuǎn)動的成型輥，輥的表面有符合所述制品的所需形狀的凹陷部；壓實(shí)和壓縮所述顆粒材料，以形成聯(lián)合粘著的所述材料的薄片，包括與所述凹陷部相符合的成型制品，由所述材料的薄帶相連；以及將成型制品從相連的薄帶上分離。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中，被處理的材料從油脂連續(xù)材料和巧克力構(gòu)成的組中選取。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中，被處理的材料借助重力供給到所述成型輥。
4.如權(quán)利要求1的方法，它包括冷卻所述成型輥的表面的步驟，以從所述制品帶走由所述壓實(shí)和壓縮所產(chǎn)生的熱。
5.如權(quán)利要求4的方法，它包括靠近所述成型輥的表面的冷卻介質(zhì)的循環(huán)和穿過安裝所述成型輥的軸的冷卻介質(zhì)的循環(huán)。
6.如權(quán)利要求1的方法，它包括在所述成型輥之間產(chǎn)生差動的步驟，以加強(qiáng)成型制品的薄片從所述輥上的釋放。
7.如權(quán)利要求1的方法，它包括當(dāng)所述材料通過所述成型輥的兩輥間的輥隙時(shí)，將一差異撓曲運(yùn)動傳遞到安裝所述成型輥的軸上的步驟。
8.如權(quán)利要求1的方法，它包括當(dāng)所述材料通過所述成型輥的兩輥間的輥隙時(shí)，將一扭轉(zhuǎn)力傳遞到安裝所述成型輥的軸上的步驟。
9.如權(quán)利要求1的方法，它包括當(dāng)所述材料通過所述成型輥的兩輥間的輥隙時(shí)，將一差異撓曲運(yùn)動和一差異扭轉(zhuǎn)力傳遞到安裝所述成型輥的軸上的步驟。
10.一種用于冷成型一可食產(chǎn)品的成型制品的設(shè)備，所述制品由顆粒塊的產(chǎn)品形成，它包括一支承框架結(jié)構(gòu)；一對成型輥，安裝成在所述框架結(jié)構(gòu)內(nèi)作相互反向轉(zhuǎn)動；所述成型輥的安裝包括一個(gè)軸，使每個(gè)所述成型輥可轉(zhuǎn)動地安裝在所述框架結(jié)構(gòu)內(nèi)；每個(gè)所述成型輥在其周邊表面包括多個(gè)凹陷部，以形成所需形狀的制品；每個(gè)所述成型輥安裝成相互反向轉(zhuǎn)動，在各成型輥離另一輥?zhàn)罱膶犹?，所述凹陷部與另一成型輥的凹陷部對齊；驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動所述成型輥反向轉(zhuǎn)動；以及所述輥相互間隔開，以便將所述顆粒塊壓縮和壓實(shí)成與成型輥上的成型凹陷部相符的成型制品，并由所述材料的薄帶相互連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，其中，所述驅(qū)動裝置包括一個(gè)可變速的驅(qū)動裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，其中，所述成型輥包括一個(gè)鄰近所述輥的表面的流體通道，以容納不同于環(huán)境溫度的流體介質(zhì)的流動。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的設(shè)備，它包括一個(gè)流體通道，穿過安裝有成型輥的所述軸，該流體通道與鄰近所述成型輥表面的所述通道相連通，使得所述流體介質(zhì)通過所述軸并通過鄰近所述成型輥表面的所述通道進(jìn)行循環(huán)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，它包括在所述支承框架結(jié)構(gòu)內(nèi)的流體通道，以容納穿過所述支承框架結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述流體通道的所述流體介質(zhì)的流動。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，其中，所述成型輥安裝在所述框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，使得在所述產(chǎn)品的所述顆粒塊進(jìn)入之前，所述成型輥表面相互接觸。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，其中，所述軸的尺寸和安裝使得它在所述成型輥被驅(qū)動而所述顆粒塊被成型為一成型輪廓時(shí)發(fā)生撓曲。
17.根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，其中，所述軸的尺寸和安裝使得它在所述成型輥被驅(qū)動而所述顆粒塊被成型為一成型輪廓時(shí)發(fā)生扭轉(zhuǎn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，其中，所述軸的尺寸和安裝使得它在所述成型輥被驅(qū)動而所述顆粒塊被成型為一成型輪廓時(shí)發(fā)生撓曲和扭轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種通過冷擠壓制造成型的糖果制品的方法和設(shè)備,其中,糖果制品的顆粒被供給到相互反向轉(zhuǎn)動的成型輥之間,輥的表面有符合所述制品的所需形狀的凹陷部。在成型輥之間,顆粒被壓實(shí)和壓縮并且熔合在一起,輸出一材料薄片,連接成型的糖果制品。成型制品從輥表面的釋放是借助于輥之間引入的差動。
文檔編號A23G1/04GK1423525SQ00818353
公開日2003年6月11日 申請日期2000年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月13日
發(fā)明者小彼得·T·卡舒萊內(nèi)斯, 埃米爾·A·克里策, 小羅伯特·O·勃蘭特, 小奧布里·E·瓊斯, 馬爾科姆·A·奧斯汀, 雷·L·彼得森 申請人:馬斯公司