專利名稱：用于食品的表面結(jié)殼冷凍的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及準(zhǔn)備食用的肉圓腿或白鮭肉的切片。
背景技術(shù)：
準(zhǔn)備食用(“RTE”)的肉圓腿或白鮭肉是經(jīng)加工的肉卷，它們的直徑可以是約3至6英寸，長(zhǎng)度上可長(zhǎng)達(dá)約72英寸。在肉圓腿加工好之后，即制備好之后，它們必須進(jìn)行切片以便供應(yīng)市場(chǎng)。為了以成本有效的方式對(duì)肉圓腿切片，尤其是考慮到必須切片的材料量有必要冷卻和較佳地冷凍肉圓腿的表面層，以便合適地和有效地進(jìn)行切片。肉圓腿的圓柱形狀使得它們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)冷凍隧道內(nèi)難于冷凍，在此情形中，表殼受到不均勻地冷凍，則切片加工效率不高，且切片裝置因肉材料而變得阻塞。
在超市中提供的準(zhǔn)備食用(“RTE”)的產(chǎn)品的銷路不斷地在增加，因此，需要有成本有效的切片加工。
與使用一表面冷凍的肉圓腿的情形相比，切片被切割刀片切入的未冷凍的肉圓腿顯得欠有效和不夠準(zhǔn)確。傳統(tǒng)的肉圓腿切割裝置在為其后的切割撤回刀片后，造成產(chǎn)品的某些部分粘附在刀片上，這些粘附部分在加工區(qū)域附近亂拋擲，而在其后的切割過(guò)程中某些碎料仍保持在刀片表面上。這導(dǎo)致刀片的維護(hù)和修理工作增加，并增加機(jī)械的費(fèi)用，因此，肉圓腿的加工變得不很有效。在一分鐘切片1000次的機(jī)器中，這可變?yōu)?-15％的產(chǎn)品損失。
典型的肉圓腿加工裝置包括如下部分1.傳輸帶，食品在傳輸帶上傳輸?shù)揭焕鋬鰠^(qū)域，其只冷凍肉圓腿的一面。
2.多個(gè)肉圓腿散裝運(yùn)載到一大的冷凍機(jī)中，冷卻介質(zhì)圍繞肉圓腿循環(huán)，以便冷卻它們，循環(huán)到肉圓腿準(zhǔn)備切片的地方。
然而，根據(jù)安裝的設(shè)備和肉圓腿成分的一致性，這些已知的過(guò)程需15分鐘到4個(gè)小時(shí)。這些已知的裝置和方法成本不有效、費(fèi)時(shí)并占據(jù)大量地面空間。
準(zhǔn)備用于切割或切片操作的肉制品表殼層冷凍的其它裝置和方法揭示在美國(guó)專利4,943,442中，該專利涉及一種在加工的肉體上形成一冷凍的表殼層的方法和裝置，其將泵送的肉質(zhì)流直接沉浸在一冷凍機(jī)的液氮中，其后在下游進(jìn)行切斷和形成肉餅；在美國(guó)專利5,352,472中，該專利涉及一種冷凍圓形肉制品的表面的方法和裝置，其在切片之前將長(zhǎng)條圓形肉壓迫抵靠在冷凍的接觸表面上。這些裝置和方法包括直接接觸液體的或固體的熱交換介質(zhì)。
因此，要求具有一種高氣體流結(jié)殼裝置(high gas-flow cruster apparatus)和方法，其均勻地冷凍肉圓腿的表殼，其還適于與肉圓腿的形狀相一致，以便有效地和準(zhǔn)確地對(duì)其加工。
發(fā)明概要提供一種用來(lái)冷凍食品表殼的裝置，其包括一包圍一冷凍室的外殼，該冷凍室具有一形狀基本上適應(yīng)于食品外表面形狀的內(nèi)腔；該內(nèi)腔與該外殼連通；一運(yùn)輸基底承載冷凍室內(nèi)的食品；一冷凍劑源；以及，一在外殼內(nèi)的氣體循環(huán)裝置，它與冷凍劑源連通，以將包含冷凍劑的冷卻氣體引入內(nèi)腔中，沿食品的外表面接觸食品。
在一實(shí)施例中，其中，食品是圓柱形狀，冷凍室包括一沖擊圓柱(impingementcylinder)，基本上橫貫該圓柱的長(zhǎng)度具有多個(gè)開(kāi)孔，以將冷卻流從氣體循環(huán)裝置連通到冷凍劑的冷卻沖擊噴射流中，其方向垂直于食品的表面。
在另一實(shí)施例中，其中，食品是圓柱形狀，冷凍室包括一具有一開(kāi)孔的圓柱，該開(kāi)孔用來(lái)沿著平行于食品外部和縱向軸線的內(nèi)腔的內(nèi)部連通于來(lái)自氣體循環(huán)裝置的冷卻流。
在另一實(shí)施例中，冷凍室包括至少一個(gè)適于容納食品形狀的敞開(kāi)的網(wǎng)籃，網(wǎng)籃承載在一驅(qū)動(dòng)輪上，該驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)外殼內(nèi)的一大致橢圓形(即圓形或卵形)的沖擊室，沖擊室圍繞其圓周具有多個(gè)沖擊孔，這些空它們從外部與外殼連通而從內(nèi)部與冷凍室連通，該網(wǎng)籃適于相對(duì)于驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，以使食品的全部外表面暴露在冷卻流中，該冷卻流從氣體循環(huán)裝置進(jìn)入到冷凍劑的冷卻噴射流中，冷凍劑從基本上垂直于食品表面的沖擊室的外表面被引導(dǎo)通過(guò)沖擊孔。沖擊室的內(nèi)部與氣體循環(huán)裝置連通，以便將氣體和冷凍劑再循環(huán)到氣體循環(huán)裝置。
在還有另一實(shí)施例中，冷凍室包括至少一個(gè)適于容納食品形狀的敞開(kāi)的網(wǎng)籃，該網(wǎng)籃通過(guò)外殼內(nèi)的一大致橢圓形(即圓形或卵形)的細(xì)長(zhǎng)殼承載在一驅(qū)動(dòng)輪上，該細(xì)長(zhǎng)殼從外部與外殼連通而從內(nèi)部與冷凍室連通，網(wǎng)籃適于相對(duì)于驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，以使食品的全部外表暴露在冷卻流中，該冷卻流從氣體循環(huán)裝置沿著平行于食品外表和縱軸線的細(xì)長(zhǎng)殼的內(nèi)部流動(dòng)。
提供一冷凍食品表殼用的方法，其包括將食品運(yùn)輸?shù)揭焕鋬鍪遥撌揖哂幸恍螤罨旧先菁{食品外表面形狀的內(nèi)腔；以及，將包含冷凍劑的氣體的冷卻流引入內(nèi)腔，以便沿食品的外表面接觸食品。
在一實(shí)施例中，該方法包括將冷卻流連通到冷凍劑的冷卻沖擊噴射流中，該冷凍劑被引導(dǎo)垂直于食品的表面。
在另一實(shí)施例中，該方法包括沿平行于食品的外部和縱軸線的內(nèi)腔的內(nèi)部與冷卻流連通。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明附圖包括在本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，以便提供一對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解。附圖示出本發(fā)明的實(shí)施例，并連同描述一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理，但并不意圖限制如包含在本申請(qǐng)的權(quán)利要求書(shū)內(nèi)的本發(fā)明。


圖1是一位于一圓柱內(nèi)的RTE肉圓腿的立體圖，所述圓柱內(nèi)使用沖擊流。
圖2是一位于一圓柱內(nèi)的RTE肉圓腿的立體圖，所述圓柱內(nèi)使用橫向流。
圖3是結(jié)殼裝置的一實(shí)施例的截面圖。
圖4是沿結(jié)殼裝置的圖3的實(shí)施例的縱向長(zhǎng)度的截面圖。
圖5是結(jié)殼裝置的另一實(shí)施例的截面圖。
圖6是結(jié)殼裝置的又一實(shí)施例的截面圖。
圖7是結(jié)殼裝置的圖6的實(shí)施例的立體圖。
圖8是結(jié)殼裝置的另一實(shí)施例的截面圖。
圖9是沿結(jié)殼裝置的圖8的實(shí)施例的縱向長(zhǎng)度的截面圖。
圖10是結(jié)殼裝置的另一實(shí)施例的截面圖。
圖11是沿結(jié)殼裝置的圖10的實(shí)施例的縱向長(zhǎng)度的截面圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述本裝置和方法對(duì)從肉圓腿表面中選擇的深度(較佳地，1/4英寸)提供肉圓腿的均勻冷凍(“結(jié)殼(crusting)”)，在肉圓腿的全部表面上的結(jié)殼是均勻的，以便克服現(xiàn)有技術(shù)的裝置和方法的缺點(diǎn)。本文揭示的裝置和工藝的冷凍或結(jié)殼的時(shí)間約為11/2分鐘至2分鐘。
裝置提供一圓柱形冷凍部分，它均勻地使肉圓腿制品結(jié)殼，比現(xiàn)有技術(shù)的冷凍隧道更為有效。在一實(shí)施例中，使用了一沖擊型氣體流，該氣體流沿肉圓腿的外表面均勻地引導(dǎo)并設(shè)置在一圓柱形腔室內(nèi)，這樣，沿肉圓腿的全部表面可實(shí)現(xiàn)高速和垂直的沖擊的傳熱。在另一變化的實(shí)施例中，使用一橫向流的氣體流，其中，氣體平行于表面或肉圓腿的縱向軸線以高速移動(dòng)。該實(shí)施例形成與沖擊傳熱實(shí)施例的可比的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。
每個(gè)所述實(shí)施例提供一由肉圓腿快速地達(dá)到的非常冷的表面硬殼(近似為1/4英寸深)。在從裝置中取出后，肉圓腿可快速送到一高速切片機(jī)，其中，該結(jié)殼工藝允許實(shí)施一均勻的、干凈的和成本有效的切片操作。
作為一實(shí)例，裝置和工藝的一實(shí)施例在一直線通過(guò)的結(jié)構(gòu)中使用沖擊型冷凍劑氣體流，例如二氧化碳或氮?dú)?。肉圓腿被裝載到裝置的一端，并在相對(duì)端處取出帶有一完全凍住的表殼的肉圓腿?？墒褂枚鄠€(gè)螺旋形的傳輸器來(lái)將產(chǎn)品傳輸通過(guò)冷凍裝置和工藝。該方法對(duì)于冷凍圓形的、圓柱形的肉圓腿是有效的。由于傳輸過(guò)程的結(jié)果，肉圓腿轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行冷凍，不需移動(dòng)沖擊圓柱。由于肉圓腿生產(chǎn)成多種不同的截面形狀，所以其它實(shí)施例的裝置和工藝適應(yīng)這些形狀。本說(shuō)明書(shū)中討論的“冷凍劑”可包括固體或液體的二氧化碳或氮?dú)?，其由冷凍劑源提供，并與對(duì)應(yīng)的低溫氣體混合而形成一冷卻氣體流。
在某些實(shí)施例中，傳輸肉圓腿，以沿著形成在一對(duì)雙半球或沖擊板之間的通道結(jié)殼，諸如二氧化碳或氮?dú)庵惖睦鋬鰟┑睦鋮s流循環(huán)通過(guò)沖擊板以形成肉圓腿表殼。在另一實(shí)施例中，與放在循環(huán)冷凍劑的鼓風(fēng)機(jī)下面的做法不同，雙半球沖擊板的結(jié)構(gòu)可分開(kāi)到側(cè)邊。在這些實(shí)施例中的傳輸器可以是螺旋型系統(tǒng)，其中，肉圓腿具有一圓形截面。然而，如果肉圓腿的截面不是圓形，則傳輸器可包括傳輸帶。在另一實(shí)施例中，裝置倒過(guò)來(lái)以便于清潔裝置的下面以及裝置與底表面之間。
在其它變化的實(shí)施例中，鼓風(fēng)機(jī)可與槽相對(duì)，以使氣體通過(guò)圓柱抽出。即，鼓風(fēng)機(jī)可定位在沖擊圓柱的出口處，而槽定位在沖擊圓柱的入口處。
在某些實(shí)施例中，可使用一“旋轉(zhuǎn)型”肉圓腿結(jié)殼裝置，再次利用沖擊型氣體流。肉圓腿可在一個(gè)端口加載和排出，例如通過(guò)放置在一不銹鋼網(wǎng)籃內(nèi)并在兩個(gè)圓柱之間傳輸。一個(gè)完全的轉(zhuǎn)動(dòng)將導(dǎo)致產(chǎn)品的所有表面冷凍。安裝在冷凍機(jī)側(cè)壁的離心式風(fēng)扇將高壓冷凍劑氣體提供到?jīng)_擊圓柱。
另一“旋轉(zhuǎn)型”裝置的實(shí)施例利用橫流型氣體運(yùn)動(dòng)。肉圓腿沿一類似于上述的路徑被傳輸。然而，不使用沖擊圓柱，因此冷凍所需要的總的空間顯著地減小。如在上述實(shí)施例中，肉圓腿在網(wǎng)籃內(nèi)傳輸，離心式風(fēng)扇提供必要的氣體流。當(dāng)過(guò)程繼續(xù)時(shí)，冷凍劑氣體強(qiáng)制沿著肉圓腿的表面并循環(huán)返回到風(fēng)扇。
食品冷凍裝置和方法揭示在美國(guó)專利4,803,851、6,263,680以及6,434,950，還揭示在美國(guó)出版的專利申請(qǐng)2001/0025495中，所有專利均授予BOC集團(tuán)。這些專利和申請(qǐng)被援引在本文中以供參考，并全部記錄于下文。
為了更完全地理解裝置和工藝，結(jié)合各種實(shí)施例的描述可參照所示的圖1至11。
結(jié)殼裝置的各種實(shí)施例的流動(dòng)圖形大致示于圖1和2中。為了示范，圓柱12和16示出在裝置和工藝的各種實(shí)施例中用來(lái)冷凍RTE肉圓腿的表面層的流動(dòng)圖形。在圖1中，RTE肉圓腿13的表面層用冷卻流的沖擊流冷凍到一規(guī)定的深度。例如，圓柱12沿其長(zhǎng)度設(shè)置有多個(gè)孔14，以便在圓柱12的內(nèi)腔37與外部之間實(shí)現(xiàn)連通。因此，當(dāng)冷卻流引向圓柱12時(shí)，它被孔14集中為各種冷卻噴射流15。在圓柱12內(nèi)，冷卻噴射流15垂直于RTE肉圓腿13的外部。當(dāng)冷卻噴射流15沖擊RTE肉圓腿13的外部時(shí)冷卻噴射流15吸收熱量，其后冷凍RTE肉圓腿13的表層。上述的沖擊流用于下文中將描述的第一、第二、第三和第四實(shí)施例中，以便冷凍RTE肉圓腿的表層。
在圖2中，RTE肉圓腿17的表層用冷卻流18的橫向流冷凍到一規(guī)定的深度。例如，圓柱16設(shè)置有一槽19，而該槽19允許在圓柱16的內(nèi)腔37與外部之間連通。因此，當(dāng)冷卻流18被引向圓柱16時(shí)進(jìn)入槽19內(nèi)，并以平行于RTE肉圓腿17的外部的高速沿RTE肉圓腿17的縱軸線移動(dòng)。當(dāng)冷卻流18施加到RTE肉圓腿17的外部時(shí)，冷卻噴射流18吸收熱量，其后冷凍RTE肉圓腿17的表層。上述的橫向流用于裝置和工藝的第五實(shí)施例中，以便冷凍RTE肉圓腿的表層。
如圖3和4所示，使用沖擊流結(jié)殼裝置的第一實(shí)施例總的用標(biāo)號(hào)“20”表示。該沖擊結(jié)殼裝置20包括一制冷外殼21，其具有一天花板22、一底板23以及側(cè)壁24和25。制冷外殼21具有一入口26和出口27，以及諸如冷凍RTE肉圓腿30的表層的隧道冷凍機(jī)那樣的功能。
延伸通過(guò)天花板22的是一附連于一電動(dòng)機(jī)32的電機(jī)軸31。電動(dòng)機(jī)32位于天花板22的外表面上，并設(shè)置有一電源(未示出)。電動(dòng)機(jī)32驅(qū)動(dòng)一鼓風(fēng)機(jī)組件33，而鼓風(fēng)機(jī)組件33包括一葉輪34和一蝸殼35。鼓風(fēng)機(jī)組件33使用一圍罩36附連于一沖擊殼(impingement shell)40，并用來(lái)圍繞沖擊殼40以循環(huán)和再循環(huán)氣體。
沖擊殼40由半球形沖擊板41和42形成，并使用支承腿38和39支承在制冷外殼21的內(nèi)部。如圖3所示，沖擊殼40呈圓柱形，以適應(yīng)RTE肉圓腿30的圓柱形狀。即，半球形沖擊板41和42有效地包圍RTE肉圓腿30的圓柱形狀。然而，沖擊殼40可適于容納具有不同形狀的RTE肉圓腿。
如圖4所示，沖擊殼40延伸通過(guò)冷凍外殼21的縱向長(zhǎng)度。此外，如圖3所示，一包括兩個(gè)旋轉(zhuǎn)絲桿45和46的傳輸器系統(tǒng)44設(shè)置在沖擊殼40的內(nèi)腔37上。旋轉(zhuǎn)絲桿45和46將RTE肉圓腿30支撐在沖擊殼40內(nèi)，用來(lái)沿制冷外殼21和沖擊殼40的縱向長(zhǎng)度傳輸RTE肉圓腿30。此外，當(dāng)旋轉(zhuǎn)絲桿45和46移動(dòng)RTE肉圓腿30通過(guò)沖擊殼40的同時(shí)使RTE肉圓腿30轉(zhuǎn)動(dòng)。
RTE肉圓腿30允許由鼓風(fēng)機(jī)組件33供應(yīng)的冷卻流47均勻地施加到RTE肉圓腿30的外表。例如，沖擊殼40設(shè)置有多個(gè)孔(或孔洞)48，這些孔48允許冷卻流47進(jìn)入并分散在沖擊殼40的全部?jī)?nèi)腔37內(nèi)。
由沖擊殼40內(nèi)的冷卻流47形成的冷卻噴射流圖形50示于圖3中。各種冷卻噴射流形成為通過(guò)孔48的冷卻流47。冷卻流47可包括一低溫氣體(CO或N2)，當(dāng)冷卻流47沖擊RTE肉圓腿30的外部時(shí)吸收RTE肉圓腿30的熱量。這樣，冷卻噴射流圖形50均勻地施加到RTE肉圓腿30的外部，將RTE肉圓腿30的表面層冷凍到一選擇的深度。在實(shí)踐中，RTE肉圓腿30被裝載到傳輸器系統(tǒng)44并在制冷外殼21的入口處26進(jìn)入沖擊殼40內(nèi)，其后從出口27取出帶有冷凍的表面層的肉圓腿。
在冷卻噴射流圖形50施加到RTE肉圓腿30的外表上之后，反射的氣體流51通過(guò)葉輪34被抽吸到鼓風(fēng)機(jī)組件33內(nèi)并在此后被再循環(huán)。例如，葉輪將反射的氣體流51抽吸到圍罩36內(nèi)。圍罩36與沖擊殼40的內(nèi)腔37連通，并包圍其中的一開(kāi)口。在進(jìn)入到圍罩36內(nèi)之后，葉輪34抽吸反射的氣體流51通過(guò)蝸殼35。蝸殼35用作進(jìn)入葉輪34的入口。在進(jìn)入葉輪34之后，反射氣體流51與上述冷凍劑混合，此后被再循環(huán)為冷卻流47。
附連于沖擊殼40的外表的是振動(dòng)器56和57。振動(dòng)器56和57可以是被氣動(dòng)或機(jī)械致動(dòng)，并用來(lái)防止雪和冰積聚在設(shè)置在沖擊殼40內(nèi)的孔內(nèi)。由振動(dòng)器56和57提供的振動(dòng)頻率和時(shí)間間隔由工藝條件決定，包括RTE肉圓腿30的含水量、制冷外殼21內(nèi)和外的環(huán)境空氣的濕度以及制冷外殼21內(nèi)部的溫度。
如圖5所示，使用沖擊流的結(jié)殼裝置的第二實(shí)施例用標(biāo)號(hào)“60”表示。該沖擊結(jié)殼裝置60包括一制冷外殼61，其具有一天花板62、一底板63以及側(cè)壁64和65。與該制冷外殼21相同地，制冷外殼61用作一隧道冷凍機(jī)，用來(lái)冷凍RTE肉圓腿30的表層。然而，與制冷外殼21不同的是電機(jī)軸31延伸通過(guò)底板63。電機(jī)軸31附連于一電動(dòng)機(jī)32，而電動(dòng)機(jī)32位于底板63的外表面上。這樣，腿66和67支撐制冷外殼61，并為電動(dòng)機(jī)32提供空間。
與沖擊結(jié)殼器20相同地，沖擊結(jié)殼器60內(nèi)的電動(dòng)機(jī)32驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)組件33，而鼓風(fēng)機(jī)組件33用來(lái)圍繞沖擊殼40來(lái)循環(huán)和再循環(huán)氣體。然而，沖擊結(jié)殼器60和制冷外殼61以及鼓風(fēng)機(jī)組件33均被倒過(guò)來(lái)設(shè)置。例如，一支承板68設(shè)置在制冷外殼61內(nèi)。該支承板68在側(cè)壁64和65之間延伸，并承載支撐沖擊殼40的支承腿(未示出)。因此，蝸殼35設(shè)置在支撐板68的下面，圍罩36設(shè)置在支撐板68的上方，而支撐板內(nèi)的一開(kāi)口(未示出)允許蝸殼35與圍罩36連通。
除了結(jié)構(gòu)不同之外，沖擊結(jié)殼器60的操作類似于沖擊結(jié)殼器20。也就是說(shuō)，當(dāng)RTE肉圓腿30被傳輸器系統(tǒng)傳輸和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由鼓風(fēng)機(jī)組件33供應(yīng)的冷卻流進(jìn)入沖擊殼40內(nèi)，冷卻噴射流均勻地施加到RTE肉圓腿30的外表。冷卻噴射流均勻地施加于RTE肉圓腿30的外部可以均勻地將RTE肉圓腿30的表層冷凍到一選定的深度。在冷卻噴射流沖擊到RTE肉圓腿30外表上之后，反射的氣體流被葉輪34抽吸通過(guò)圍罩36進(jìn)入到蝸殼25內(nèi)，此后由鼓風(fēng)機(jī)組件33將它再循環(huán)。
如圖6和7所示，使用沖擊流的結(jié)殼裝置的第三實(shí)施例用標(biāo)號(hào)“70”表示。該沖擊結(jié)殼裝置70包括一制冷外殼71，其具有一天花板72、一底板73以及側(cè)壁74和75。與制冷外殼21和61相同，制冷外殼71用作一隧道冷凍機(jī)，用來(lái)冷凍RTE肉圓腿30的表層。此外，與制冷外殼21相同但與制冷外殼61不同的是電機(jī)軸31延伸通過(guò)天花板72。電機(jī)軸31附連于一電動(dòng)機(jī)32，而電動(dòng)機(jī)32位于天花板72的外表面上。
與沖擊結(jié)殼器20和60相同地，沖擊結(jié)殼器70內(nèi)的電動(dòng)機(jī)32驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)組件33，而鼓風(fēng)機(jī)組件33用來(lái)圍繞沖擊殼40循環(huán)和再循環(huán)氣體。然而，在沖擊結(jié)殼器70和制冷外殼71中使用一低壓腔76和圍罩77。例如，沖擊殼40使用支架78附連于該低壓腔76。圍罩77使沖擊殼40的內(nèi)腔37與低壓腔76彼此連通。
當(dāng)操作時(shí)，由鼓風(fēng)機(jī)組件33供應(yīng)的冷卻流通過(guò)諸孔48進(jìn)入沖擊殼40內(nèi)以形成冷卻噴射流圖形50。冷卻噴射流50均勻地施加到RTE肉圓腿30的外表，這樣，可以均勻地將RTE肉圓腿30的表層冷凍到一選定的深度。在冷卻噴射流50施加到RTE肉圓腿30外部上之后，反射的氣體流被葉輪34抽吸通過(guò)圍罩77進(jìn)入到低壓腔76內(nèi)，此后由鼓風(fēng)機(jī)組件33被再循環(huán)。
如圖8和9所示，使用沖擊流的結(jié)殼裝置的第四實(shí)施例用標(biāo)號(hào)“100”表示。該沖擊結(jié)殼裝置100包括一立方形制冷外殼101，其具有一天花板102、一底板103以及側(cè)壁104、105、106和107。沖擊結(jié)殼器100由附連到底板103的外表面上的底座108和109支承。
延伸通過(guò)側(cè)壁107的是附連于電機(jī)114和115的電機(jī)軸112和113。電動(dòng)機(jī)114和115位于側(cè)壁107的外表面上，并設(shè)置有一電源(未示出)。電動(dòng)機(jī)114和115用來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)附連于電機(jī)軸112和113的鼓風(fēng)機(jī)116和117。如下文中將討論的，鼓風(fēng)機(jī)116和117用來(lái)在制冷外殼101的內(nèi)部周圍循環(huán)和再循環(huán)氣體。
被支撐在制冷外殼101的內(nèi)部的是一杯形撞擊器118。該杯形撞擊器118部分地由同心的沖擊圓柱120和121形成。如圖9所示，沖擊圓柱120的直徑比沖擊圓柱121的大。此外，沖擊圓柱120的長(zhǎng)度比沖擊圓柱121的長(zhǎng)。
為了形成杯形撞擊器118，沖擊圓柱120和121之間的空間被一環(huán)形板和圓形板125和126包圍起來(lái)。例如，環(huán)形板124連接到?jīng)_擊圓柱120和121的直徑上，并包封杯形撞擊器118的一端。此外，為了包封杯形撞擊器118的另一端，圓形板125圍繞沖擊圓柱120的圓周連接，而圓形板126圍繞沖擊圓柱121的圓周連接。這樣，沖擊圓柱120和121，連同環(huán)形板124和圓形板125和126形成杯形撞擊器118。與上述的沖擊殼40相同，杯形撞擊器118設(shè)置有多個(gè)孔128?？?28延伸通過(guò)沖擊圓柱120和121，并允許制冷外殼101的內(nèi)部與撞擊器118的內(nèi)部之間連通。
支撐在杯形撞擊器118內(nèi)部的是一驅(qū)動(dòng)輪131。該驅(qū)動(dòng)輪131圍繞杯形撞擊器118的圓周在各種位置處支撐多個(gè)傳輸籃132。傳輸籃132懸掛在驅(qū)動(dòng)輪131上，就如弗雷斯大轉(zhuǎn)輪(ferris wheel)的籃子，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪131轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳輸籃132的定向相對(duì)于驅(qū)動(dòng)輪131進(jìn)行調(diào)整。傳輸籃132由絲網(wǎng)組成，如圖9所示，它們延伸通過(guò)杯形撞擊器118的內(nèi)部。
RTE肉圓腿133由各個(gè)傳輸籃132承載。個(gè)別的傳輸籃132適于容納RTE肉圓腿133的形狀。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪131轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳輸籃132和RTE肉圓腿133在杯形撞擊器118內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)。如下文中將討論的，驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使RTE肉圓腿133的表面層被冷凍。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪在杯形撞擊器118內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)116和117提供冷卻流134和135。冷卻流134和135圍繞制冷外殼101的內(nèi)部和杯形撞擊器118的外部循環(huán)，最終通過(guò)孔128進(jìn)入杯形撞擊器118內(nèi)部。當(dāng)冷卻流134和135進(jìn)入孔128時(shí)，形成各種冷卻噴射流(未示出)。冷卻噴射流最終撞擊RTE肉圓腿133的外部。冷卻流134和135由低溫氣體(CO或N2)組成，當(dāng)由冷卻流134和135形成的冷卻噴射流施加到RTE肉圓腿133的外部時(shí)從RTE肉圓腿133中吸收熱量。
一入口136和一出口(未示出)設(shè)置在制冷外殼101的底部附近，而一傳輸器系統(tǒng)延伸通過(guò)其間。入口136允許RTE肉圓腿133進(jìn)行裝載，而出口允許RTE肉圓腿133通過(guò)傳輸器系統(tǒng)進(jìn)行卸載而進(jìn)入傳輸籃132內(nèi)。這樣，傳輸系統(tǒng)有效地裝載了RTE肉圓腿133，其后，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪131在各種位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)從傳輸籃132中卸載。
在實(shí)踐中，各個(gè)RTE肉圓腿133通過(guò)入口136處的傳輸器系統(tǒng)1 38裝載到傳輸籃132內(nèi)。驅(qū)動(dòng)輪131的轉(zhuǎn)動(dòng)能使各個(gè)RTE肉圓腿133圍繞杯形撞擊器118的內(nèi)部至少在一圈的轉(zhuǎn)動(dòng)中完成。在RTE肉圓腿133圍繞杯形撞擊器118內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中冷卻流134和135均勻地施加到RTE肉圓腿133的外部，將RTE肉圓腿133的表面層均勻地冷凍到選定的深度。在圍繞杯形撞擊器118的內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)至少一圈之后，各個(gè)RTE肉圓腿133在出口處從傳輸籃132中卸載。
如上所述，由冷卻流134和135形成的冷卻噴射流冷凍RTE肉圓腿133的表層。然而，在冷卻噴射流撞擊RTE肉圓腿133的外部之后反射的氣體流140和141從杯形撞擊器118的內(nèi)部通過(guò)孔142和143抽吸到鼓風(fēng)機(jī)116和117內(nèi)?？?42和143設(shè)置在圓形板125內(nèi)，并允許反射氣體流140和141進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)116和117內(nèi)，以便再循環(huán)為冷卻流134和135。
如圖10和11所示，使用橫向流結(jié)殼的裝置的第五實(shí)施例用標(biāo)號(hào)“200”表示。結(jié)殼裝置200包括一箱形制冷外殼201，其具有一天花板202、一底板203以及側(cè)壁204、205、206和207。結(jié)殼裝置200由附連到底板203的外表面上的底座208和209支承。
延伸通過(guò)側(cè)壁207的是附連于電動(dòng)機(jī)216、217和218的電機(jī)軸212、213和214。電動(dòng)機(jī)216、217和218位于側(cè)壁207的外表面上，并設(shè)置有一電源(未示出)。電動(dòng)機(jī)216、217和218用來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)附連于電機(jī)軸212、213和214的鼓風(fēng)機(jī)220、221和222。如下文中將討論的，鼓風(fēng)機(jī)220、221和222用來(lái)在制冷外殼101的內(nèi)部周圍循環(huán)和再循環(huán)氣體。
支承在制冷外殼201的內(nèi)部的是一帶有孔226、227和228的卵形板225。從該卵形板225的周緣延伸的是一具有一卵形截面的細(xì)長(zhǎng)殼230。此外，設(shè)置在鼓風(fēng)機(jī)220、221和222附近的是一卵形阻擋板231。
支承在制冷外殼201的內(nèi)部的是一驅(qū)動(dòng)輪241。該驅(qū)動(dòng)輪241在各種位置處支承多個(gè)傳輸籃242。傳輸籃242懸掛在驅(qū)動(dòng)輪241上，就如弗雷斯大轉(zhuǎn)輪(ferris wheel)的籃子，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪241轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)傳輸籃242的定向相對(duì)于驅(qū)動(dòng)輪241進(jìn)行調(diào)整。傳輸籃242由絲網(wǎng)組成，如圖10和11所示，它們連同驅(qū)動(dòng)輪241一起被包封在細(xì)長(zhǎng)殼230內(nèi)部。
RTE肉圓腿243由各個(gè)傳輸籃242承載。個(gè)別的傳輸籃242適于容納RTE肉圓腿243的形狀。與傳輸籃132相同，傳輸籃242由絲網(wǎng)組成。如下文中將討論的，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪241轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)傳輸籃132和RTE肉圓腿243在細(xì)長(zhǎng)殼230的內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪241的轉(zhuǎn)動(dòng)使RTE肉圓腿243的表面層冷凍。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪在細(xì)長(zhǎng)殼230內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)220、221和222提供冷卻流244。冷卻流244圍繞細(xì)長(zhǎng)殼230的內(nèi)部循環(huán)。例如，卵形阻擋板231致使冷卻流244從鼓風(fēng)機(jī)220、221和222被引導(dǎo)向下朝傳輸籃242和RTE肉圓腿243流動(dòng)。然而，細(xì)長(zhǎng)殼230捕獲冷卻流244，確保冷卻流足夠地施加于RTE肉圓腿243。冷卻流244是一橫向流，其沿著RTE肉圓腿243的縱軸線平行于外表面以高速移動(dòng)。如圖10所示，冷卻流244的部分設(shè)置在傳輸籃242和RTE肉圓腿243附近。冷卻流244由低溫氣體(CO或N2)組成，當(dāng)由冷卻流244施加到RTE肉圓腿243的外部時(shí)，熱量從RTE肉圓腿243中被吸收?？偟膩?lái)說(shuō)，冷卻流244的傳熱系數(shù)與由使用沖擊流時(shí)的冷卻流134和135形成的冷卻噴射流的傳熱系數(shù)可比較。
一入口246和一出口(未示出)設(shè)置在制冷外殼201的底部附近，而一傳輸器系統(tǒng)248延伸通過(guò)其間。入口246允許RTE肉圓腿243進(jìn)行裝載，而出口允許RTE肉圓腿243通過(guò)傳輸器系統(tǒng)248進(jìn)行卸載而進(jìn)入傳輸籃242內(nèi)。這樣，傳輸系統(tǒng)有效地允許個(gè)別RTE肉圓腿243被裝載，其后，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪在各種位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)從傳輸籃242中卸載。
在實(shí)踐中，各個(gè)RTE肉圓腿243通過(guò)入口246處的傳輸器系統(tǒng)248裝載到傳輸籃242內(nèi)。驅(qū)動(dòng)輪241的轉(zhuǎn)動(dòng)能使各個(gè)RTE肉圓腿243圍繞細(xì)長(zhǎng)殼230的內(nèi)部至少在一圈的轉(zhuǎn)動(dòng)中完成。在RTE肉圓腿243圍繞細(xì)長(zhǎng)殼230內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，冷卻流244均勻地施加到RTE肉圓腿243的外部，將RTE肉圓腿243的表層均勻地冷凍到選定的深度。在圍繞細(xì)長(zhǎng)殼230的內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)至少一圈之后，各個(gè)RTE肉圓腿243在出口處從傳輸籃242中卸載。
如上所述，冷卻流244冷凍RTE肉圓腿243的表層。然而，在冷卻流244施加到RTE肉圓腿243的外部之后，其余的氣體流250和251圍繞細(xì)長(zhǎng)殼230的外面流動(dòng)并進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)220、221和222內(nèi)?？?26、227和228允許其余的氣體流250和251通過(guò)而進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)220、221和222內(nèi)，以便再循環(huán)為冷卻流244。
結(jié)殼裝置的各個(gè)實(shí)施例快速地將RTE肉圓腿的表層冷凍到約0.25英寸的深度。在從各種實(shí)施例中取出之后，RTE肉圓腿可傳輸?shù)揭磺懈畹镀员惚磺谐善?。如上所述，RTE肉圓腿243的冷凍表面層允許實(shí)施一均勻、干凈的和成本有效的切片操作。
對(duì)于所有實(shí)施例討論的所有尺寸和參數(shù)都是示例而不是限制性的。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到可以使用裝置的其它的尺寸和形狀以及其零部件。本發(fā)明的詳細(xì)的描述和上述的實(shí)例只是為了說(shuō)明的目的，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以作出各種變化和修改。應(yīng)該理解到上述的實(shí)施例不僅可變化，而且可以組合。
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)冷凍食品形成表殼的裝置包括一包圍一冷凍室的外殼，該冷凍室具有一形狀基本上適應(yīng)于食品外表面形狀的內(nèi)腔；該內(nèi)腔與制冷外殼連通；一運(yùn)輸基底，它承載冷凍室內(nèi)的食品；一冷凍劑源；一在外殼內(nèi)的氣體循環(huán)裝置，它與冷凍劑源連通以將包含冷凍劑的冷卻氣體流引入到內(nèi)腔中，沿食品的外表面接觸食品。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，運(yùn)輸基底是一螺旋形傳輸器，其適于附加地轉(zhuǎn)動(dòng)食品。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，傳輸基底是一帶子。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，冷凍室包括一沖擊圓柱，基本上在該圓柱的長(zhǎng)度內(nèi)具有多個(gè)開(kāi)孔以將冷卻流從氣體循環(huán)裝置連通到冷凍劑的冷卻沖擊噴射流中，冷凍劑方向垂直沖于食品的表面。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，冷凍室設(shè)置在大致位于氣體循環(huán)裝置的下面。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，冷凍室設(shè)置在大致位于氣體循環(huán)裝置的上面。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括一與冷凍室內(nèi)腔和氣體循環(huán)裝置連通的圍罩，以將氣體和冷凍劑再循環(huán)到氣體循環(huán)裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，冷凍室包括一具有一開(kāi)口的圓柱，以便沿平行于外部和食品縱軸線的內(nèi)腔的內(nèi)部連通于來(lái)自氣體循環(huán)裝置的冷卻流。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，冷凍室包括至少一個(gè)適于容納食品形狀的敞開(kāi)的網(wǎng)籃，該網(wǎng)籃通過(guò)外殼內(nèi)的一大致橢圓形的沖擊室承載在一驅(qū)動(dòng)輪上，圍繞該沖擊室的圓周具有多個(gè)沖擊孔，它們外部與外殼、內(nèi)部與冷凍室連通，網(wǎng)籃適于相對(duì)于驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)以使食品的全部外表面暴露在冷卻流中，該冷卻流從氣體循環(huán)裝置進(jìn)入冷凍劑的冷卻噴射流中，冷凍劑從沖擊室的外表面通過(guò)沖擊孔基本上垂直導(dǎo)向食品表面。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，沖擊室的內(nèi)部與氣體循環(huán)裝置連通，以便將氣體和冷凍劑再循環(huán)到氣體循環(huán)裝置。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，冷凍室包括至少一個(gè)適于容納食品形狀的敞開(kāi)的網(wǎng)籃，該網(wǎng)籃通過(guò)外殼內(nèi)的一細(xì)長(zhǎng)的大致橢圓形的細(xì)長(zhǎng)殼承載在一驅(qū)動(dòng)輪上，該細(xì)長(zhǎng)殼外部與外殼連通、內(nèi)部與冷凍室連通，網(wǎng)籃適于相對(duì)于驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，以使食品的全部外表面暴露在冷卻流中，該冷卻流從氣體循環(huán)裝置沿著平行于食品外表面和縱軸線的細(xì)長(zhǎng)殼的內(nèi)部流動(dòng)。
12.一種食品的表面結(jié)殼冷凍用的方法包括將食品運(yùn)輸?shù)揭焕鋬鍪?，該室具有一形狀基本上容納食品外表面形狀的內(nèi)腔；以及，將包含冷凍劑的冷卻氣體流引入到內(nèi)腔，以便沿食品的外表面接觸食品。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，包括轉(zhuǎn)動(dòng)食品以便均勻地接觸其外表面。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述引導(dǎo)包括將冷卻流連通到冷凍劑的冷卻沖擊噴射流中，該冷凍劑被垂直導(dǎo)向于食品的表面。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述引導(dǎo)包括沿平行于外部和食品縱軸線的內(nèi)腔的內(nèi)部連通于冷卻流。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，該方法包括再循環(huán)氣體和來(lái)自冷凍室內(nèi)部的冷凍劑以形成冷卻流。
全文摘要
一種用于食品表面結(jié)殼凍結(jié)的裝置和方法使用一制冷外殼(21)來(lái)包圍一冷凍腔室(40)，該冷凍腔室具有一形狀基本上適應(yīng)食品外表面形狀的內(nèi)腔(37)，該內(nèi)腔與制冷外殼連通；一運(yùn)輸基底(44)將食品承載到冷凍腔室；一冷凍劑供應(yīng)源；以及，一在制冷外殼內(nèi)的氣體循環(huán)裝置(33)，其與冷凍劑供應(yīng)源連通以將包含冷凍劑的冷卻氣體(47)流引入到內(nèi)腔中，以便沿食品的外表面接觸于食品。
文檔編號(hào)F25D3/11GK1682082SQ03822434
公開(kāi)日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2003年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月16日
發(fā)明者M·D·紐曼, S·A·麥克科米克, S·D·波義雷斯, T·E·基爾伯恩 申請(qǐng)人:波克股份有限公司