CN107427024A - 用于挤出糖食产品的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于挤出糖食的方法，所述方法包括向混合机供应多种成分。混合各成分以在所述混合机中形成糖食组合物。当所述糖食组合物位于所述混合机中时，在所述糖食组合物中形成晶体，并从所述混合机输出所述糖食组合物。
Description
技术领域
本公开整体涉及糖食产品，更具体地讲，涉及通过混合机连续制作糖食产品的方法。
背景技术
可食用产品(例如，糖食产品)尤其是糖果，其制作通常要经过复杂的生产过程。图1示出了制造糖食产品10的常规方法的示例。如图所示，首先将多种成分添加至混合机12，在混合机中将各成分组合形成浆料。然后将该浆料提供给蒸煮器14，各成分在蒸煮器中通过施加蒸汽而进一步混合和加热。由于热量的增加，一种或多种成分可发生溶解，组合物中的水分可被移除，从而获得黏性更强的组合物。在通过冷却机构16(例如，冷却隧道或冷却滚筒)冷却至约70℃后，将组合物提供给另一个混合机18，在该混合机中添加一种或多种包括色料和风味物在内的附加的成分。组合物再次通过冷却带进行冷却，并进一步在成形挤出机20中混合并成形。糖食挤出物在约45℃的温度下从挤出机20输出为具有期望形状的一个或多个片。挤出物在被供应至包装工位22前先进行冷却，挤出物在包装工位进行切割、裹包和包装。
在糖食为结晶、充气糖食的实施方案中，生产过程还包括在组合物中加入结晶助剂作为晶种，例如柠檬酸，然后将组合物供应至拉白机，该拉白机被配置成用于在挤出机20上游反复拉伸组合物。结晶助剂和拉白机共同作用而使组合物开始结晶。只有在组合物开始结晶后，才将其供应给冷却机构(例如，冷却带)，然后送入用于形成期望形状的挤出机。
在糖食为结晶、非充气糖食的实施方案中，生产过程还包括在首次冷却后，在添加色料和风味物前将组合物供应到附加的混合步骤，从而向糖食料团施加机械能以使其结晶。
在糖食为非结晶、充气糖食的实施方案中，生产方法还包括将组合物供应至拉白机，该拉白机被配置成用于在挤出机20上游反复拉伸组合物。组合物温度需要在约30℃以形成其期望形状。
如图所示，这些生产过程有相当数量的生产步骤，需要多件机器和大量操作空间。这些设备中的许多设备需要进行手工操作，从而造成高昂的劳动力成本，并最终使产品成本升高。此外，手工操作往往会在相同批次和不同批次的糖食产品中造成很大差异。
此外，在典型糖食生产中，通常需要使最终产品凝固或冷却。在一些情况下，只有当糖食经过所需时间的凝固后，才能将其包装进行分配。这个漫长的时间段是所不期望的，因为这会大大减慢糖食产品的制造和加工过程。
发明内容
根据本公开的实施方案，提供一种用于挤出糖食的方法，该方法包括向混合机供应多种成分。将各成分进行混合以在所述混合机中形成糖食组合物。当所述糖食组合物位于所述混合机中时，在所述糖食组合物中形成晶体，并从所述混合机输出所述糖食组合物。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述混合机是行星辊式挤出机。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中糖食是软质、耐嚼糖果。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中糖食是硬质糖果。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述糖食组合物经过确定尺寸操作。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中当糖食混合物从所述混合机输出后不再对所述糖食组合物进行附加的确定尺寸操作。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述糖食组合物直接从所述混合机输出至包装工位。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中当糖食从所述混合机输出后不再对所述糖食进行附加的处理。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中多种成分包括糖、多元醇、葡萄糖、脂肪、色料和风味物中的至少一种。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述多种成分不包括乳化剂。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述多种成分还包括水、乳化剂、水性胶体和酸中的至少一种。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中糖食组合物在所述混合机内充气以控制所述糖食组合物的密度。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述糖食组合物的所述密度小于或等于约0.8g/cc。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中对所述糖食组合物充气的操作包括将气体流输入到所述糖食组合物中。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述气体为惰性气体。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述气体为空气。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，当所述糖食组合物在给定温度时，由于所述混合机产生的机械剪切而出现在所述糖食组合物中形成晶体。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中在所述混合机内加热所述糖食组合物。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，冷却糖食组合物的操作在所述加热所述糖食组合物的下游进行。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中糖食被配置成作为多层糖食的多个层中的一层。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，将糖食暴露于大气之前，将糖食与所述多层糖食的所述多个层中的另一层相组合。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，在将所述多种成分供应给所述混合机和从所述混合机输出所述糖食组合物之间经过的时间短于20分钟。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述经过的时间短于10分钟。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述经过的时间短于5分钟。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述糖食组合物为第一糖食组合物。在所述输出所述第一糖食组合物后，从所述混合机输出第二糖食组合物。在不形成晶体的情况下输出第二糖食组合物。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，当所述混合机用于形成所述第一糖食组合物和所述第二糖食组合物时，所述混合机包括基本上相同的配置。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，当所述混合机用于形成所述第一糖食组合物时，所述混合机包括第一配置；当所述混合机用于形成所述第二糖食组合物时，所述混合机包括第二配置。所述第二配置不同于所述第一配置。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述混合机包括多个螺杆。所述多个螺杆的配置在所述第一配置和所述第二配置之间变化。
根据本公开的另一个实施方案，提供一种用于制造糖食的方法，该方法包括在混合机中混合多种成分以形成糖食组合物。从所述混合机中输出密度小于或等于约0.8g/cc的糖食组合物。混合机的长度小于或等于约十五米。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，通过在所述混合机内将气体流输入到所述糖食组合物中来控制所述糖食的密度。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述混合机是行星辊式挤出机。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述糖食是软质耐嚼糖果。
根据本公开的另一个实施方案，提供一种用于制造糖食产品的方法，该方法包括在行星辊式挤出机中混合多种成分以形成糖食组合物。糖食组合物从行星辊式挤出机输出以在糖食产品中使用。从行星辊式挤出机输出的糖食组合物的横截面与糖食产品的横截面基本上相等。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述行星辊式挤出机包括熔融物泵。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述输出糖食组合物的所述横截面通过模具控制。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中不对所述输出糖食组合物进行附加的确定尺寸操作。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，在行星辊式挤出机内进行混合的过程中，从糖食组合物中去除水分，而无需对所属多种成分进行煮操作。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，经过配置使所述水分经由所述行星辊式挤出机中形成的开口从所述糖食组合物中排出。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，泵被配置成经由所述行星辊式挤出机中形成的开口从所述糖食组合物中抽吸水分。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述糖食是软质耐嚼糖果。
根据本发明的另一个实施方案，提供一种用于制造糖食的方法，该方法包括在混合机中混合多种成分以形成糖食组合物。糖食组合物在混合机的第一部分内加热并在混合机的第二部分内冷却。将糖食组合物冷却至低于约80℃的温度。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中将所述糖食组合物冷却至在约70℃和约80℃之间的温度。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中糖食是硬质糖果。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中将所述糖食组合物冷却至在约30℃和约50℃之间的温度。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中糖食是软质、耐嚼糖果。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述混合机是行星辊式挤出机。
根据另一个实施方案，提供一种用于制造糖食的方法，该方法包括将输入到单个挤出机的多种成分混合成糖食组合物。单个挤出机的长度小于或等于约十五米。糖食组合物以每小时至少一吨的速度从单个挤出机中输出。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述糖食是软质耐嚼糖果。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述糖食是硬质糖果。
根据另一个实施方案，提供一种用于制造糖食的系统，该系统包括混合机，混合机包括布置在该混合机中的多个可旋转螺杆。混合机的长度小于或等于约十五米，并且被配置成将多种成分混合成糖食组合物。充气单元耦合到混合机。充气单元被配置成将气体流输入到糖食组合物中，使得糖食组合物的密度小于或等于约0.8g/cc。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述气体为惰性气体。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述气体为空气。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述混合机是行星辊式挤出机。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，其中糖食是软质、耐嚼糖果。
根据另一个实施方案，提供了同时制造多种糖食的生产方法，该方法包括向混合机供应多种成分。将各成分进行混合以在混合机中形成糖食组合物。糖食组合物的第一部分被泵送到第一静态混合机，糖食组合物的第二部分被泵送到第二静态混合机。糖食组合物的第一部分和糖食组合物的第二部分独立地从混合机中输出。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中将至少一种成分添加至所述第一静态混合机上游的所述第一部分。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，糖食组合物的所述第一部分的色料和风味物中的至少一者不同于糖食组合物的所述第二部分。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述糖食组合物的所述第一部分是第一软质耐嚼糖果，所述糖食组合物的所述第二部分是第二软质耐嚼糖果。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中，所述糖食组合物的所述第一部分是第一硬质糖果，所述糖食组合物的所述第二部分是第二硬质糖果。
除了上述一种或多种特征外，或作为替代形式，在另外的实施方案中所述混合机是行星辊式挤出机。
附图说明
被并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图体现了本发明的几个方面，并且连同具体实施方式一起用以解释本发明的原理。在附图中：
图1是用于制造糖食产品的常规方法的示例的示意图；
图2是根据本发明一个实施方案的糖食混合机的剖视图；
图3是根据本发明一个实施方案沿图2中的线X-X截取的糖食混合机的剖视图；
图4是根据本发明另一个实施方案的糖食混合机的剖视图；
图5是根据本发明另一个实施方案的糖食混合机的顶视图；并且
图6是根据本发明一个实施方案的用于制造糖食的系统的示意图；
具体实施方式参考附图以举例的方式阐释本发明的实施方案以及优点和特征。
具体实施方式
现在参见图2至图4，示出了用于形成可食物(例如，糖食)，或更具体地讲硬质糖果或软质糖果的混合机或挤出机30。糖食的例子包括但不限于软质耐嚼糖果和硬质糖果。尽管本文讨论的挤出物和可食物料团可包括任意类型的可食用产品，为便于描述，本文讨论的挤出物在下文指糖食或糖果。
如图所示，混合机30可为包括进料区段42和混合筒44在内的单个混合装置。当然，应当理解，混合筒44可包括一个或多个耦合的筒体区段46。本文所使用的术语“筒体区段”可指单个筒、多个分组筒或单个筒的选定部分。
在图2和图3所示非限制性实施方案中，混合机30是具有可旋转中心轴48的行星辊式挤出机，该中心轴大体上从进料端50延伸到相对的混合机30的挤出端52。由于混合机30的不同区域可被配置成用于执行不同功能，中心轴48在混合机30的各个部分可包括不同的直径或配置。
行星辊式挤出机30还包括多个布置在一个或多个筒体区段46内的可旋转行星螺杆54。如图3所示，这些螺杆54围绕中心轴48布置，促进多种糖食成分在至少一个筒体区段46内的混合。行星螺杆54能够以与中心轴48相同的旋转方向围绕中心轴48的轴线A旋转，还能够以与中心轴48相反的旋转方向围绕其自身的轴线B旋转。在行星辊式挤出机30中使用的螺杆54的数量取决于正在制造的糖食的具体情况，在每个筒体区段46中使用两个或更多个螺杆54。在具有多个连接的筒体区段46的实施方案中，每个筒体区段46内的螺杆54的数量可以相同，或者也可以不同。
混合筒44的内壁56和中心轴48的外表面58组合形成混合环面60(图3)，其中设置有螺杆54，且糖食组合物将在其中流动并混合。在该环面60内，螺杆54、中心轴48和内壁56的每一者包括对应的或可配合的凹槽或螺纹62、64、66。这些螺纹62、64、66有助于有效地混合流过挤出机30的糖食组合物。螺杆54可具有任何期望的螺纹配置(即螺纹之间间隙、螺纹形状、螺纹长度等的变化)，因此在中心轴48和内壁56的对应螺纹中将产生变化。
本文所示和描述的行星辊式挤出机30仅作为示例。应当理解，其它类型的混合机或挤出机(例如，双螺杆挤出机)可能适用于以下讨论的用于挤出糖食的系统和方法。但是，以下将参考图2至图5所示的行星辊式挤出机进行描述。
行星辊式挤出机30包括至少一个入口点70，用于向行星辊式挤出机30供应各成分。例如，入口点70通常位于进料区段42，或位于进料区段42下游混合筒44的其中一个筒体区段46中。作为另外一种选择或除此之外，一个或多个入口点70可位于相邻筒体区段46之间的连接处。这些入口点70的位置根据应用、添加的成分和添加成分的形式来选择。可在入口点70每一者处布置各种类型的进料口72，从而向行星辊式挤出机30的内部容积供应一种或多种成分。一种类型的进料口72是重力驱动的料斗/给料器。其它进料口72包括侧进料口，该侧进料口被配置用于在横向上为行星辊式挤出机30的侧面提供一种或多种成分。
挤出点74布置在行星辊式挤出机30的挤出端52处，邻近螺杆54和/或中心轴48的下游端。挤出机模具76流体耦合到混合筒44的挤出端52，使得从其中驱出的糖食组合物具有与模具76互补的形状。在一个实施方案中，熔融物泵或其它齿轮泵78设置在挤出端52和挤出模具76之间。熔融物泵78被配置用于通过从挤出端52接收未成形的糖食组合物并以所需压力将其提供至挤出模具76来帮助挤出糖食产品。
行星辊式挤出机30还包括至少一个温度控制系统80，该温度控制系统被配置用于有效地控制在行星辊式挤出机30内混合的糖食组合物的温度。温度控制系统80的实例包括一个或多个流体通道，该流体通道纵向或周向地延伸通过混合筒44、中心轴48的至少一部分。在一个实施方案中，温度控制系统80被配置用于加热混合筒44的一部分(例如，紧邻进料区段42的下游部分)内的糖食组合物。作为另一种选择或除此之外，温度控制系统80可被配置用于在混合筒44的一部分内冷却糖食组合物。
行星辊式挤出机30另外被配置成通过布置在混合筒44的一部分中或相邻筒体区段46之间的接合处的开口或排气口84，在蒸气形式的水分在其中形成时从糖食组合物中移除该蒸汽形态的水分，例如水。开口84可布置在与应用至少一个温度控制系统80的混合筒44的相同部分，但这不是必需的。在一个实施方案中，真空泵或其它泵(未示出)流体耦合至开口84，并且被配置用于从行星辊式挤出机30的内部以及位于其中的糖食组合物中抽吸增加量的水分。
如图所示，糖食(诸如，软质、耐嚼糖果或硬质糖果)的形成可完全在行星辊式挤出机30内进行。为了形成糖食，诸如经由可操作地耦合到进料区段42的进料口72，将多种成分添加到行星辊式挤出机30。可经由设置在行星辊式挤出机30的相同入口点70或不同入口点70的一个或多个进料口72添加多种成分，从而允许混合各成分的持续时间不同。各成分可以各种形式添加，包括但不限于例如粉末、液体、薄片或熔融形式。添加到行星辊式挤出机30中的各成分将根据所形成的糖食而不同。添加至行星辊式挤出机30中以形成软质、耐嚼糖果或硬质糖果的典型成分包括但不限于糖、多元醇、葡萄糖、脂肪、色料和风味物。此外，在形成糖食的过程中，可向行星辊式挤出机30的任何入口点70添加水、乳化剂，水性胶体和酸中的一种或多种。
除螺杆设计外，中心轴48围绕轴线A的旋转以及多个螺杆54围绕轴线A及其对应轴线B的旋转会使各成分的混合物向混合筒44的挤出点52定向流动。当糖食成分离开挤出机30的进料区段42时，轴48和旋转螺杆54经由流动通过限定在旋转螺杆54、中心轴48和内壁56的螺纹62、64、66之间的空间60的运动来混合各成分。在输送和混合各成分的过程中，各成分形成糖食组合物。
当糖食组合物通过应用第一温度控制系统80a的混合筒44的一部分时，糖食组合物的温度会发生改变。例如，在形成软质、耐嚼糖果期间，混合筒44对应部分内的糖食组合物由第一温度控制系统80a加热至在约110℃和145℃之间的温度。类似地，在硬质糖果形成期间，糖食组合物被第一温度控制系统80a加热至在约140℃和155℃之间的温度。在所示非限制性实施方案中，温度控制系统80a被配置成通过在行星辊式挤出机30的一个或多个筒体区段46中形成的一个或多个流体通道82中循环温度为约150℃的热流体，例如水、蒸汽或油来加热糖食组合物。此外，旋转螺杆54混合糖食组合物时做的机械功有助于加热行星辊式挤出机30内的糖食组合物。当热量从热流体传递至相邻糖食组合物时，热量有助于溶解其中的一种或多种成分，例如糖。
当糖食组合物通过混合筒44中的开口84时，从糖食组合物中移除期望量的水分。移除的水分量取决于正在形成的糖食的类型、添加的成分、所添加成分的形式以及挤出参数。例如，当使用行星辊式挤出机30形成软质耐嚼糖果时，从挤出机30输出的最终糖食组合物中约6％至9％为水分；而当使用行星辊式挤出机30形成硬质糖果时，从挤出机30输出的最终糖食组合物中只有约1％至3％为水分。在所示非限制性实施方案中，开口84设置在与第一温度控制系统80a相同的筒体区段46内，使得糖食组合物的加热和脱水同时进行。由于行星辊式挤出机30内的这种联合的加热和水分移除，因此省去了常规糖食制造过程中对糖食组合物进行煮操作以溶解一种或多种成分并移除其中水分的需要。
在行星辊式挤出机30的最简单操作中，在经过加热并移除其中的水分后，将混合的糖食组合物提供给邻近螺杆54和中心轴48下游端的挤出点52。最终糖食组合物32的挤出物经由挤出机模具76以与挤出机模具76互补的期望形状(例如一条或多条料绳或料线)从挤出机30排出。料绳可以具有任何期望的形状或尺寸，包括圆形、矩形或任何其它期望的结构，并且通常具有基本恒定的横截面积。
在一个实施方案中，挤出机模具76被配置成使得糖食挤出物32的尺寸，例如直径、宽度和/或厚度与最终糖食产品基本上相同。因此，除了将挤出物切割成单独的切割片之外，在包装糖食之前不需要进一步对挤出物32进行确定尺寸操作。此外，从行星辊式挤出机30输出的挤出物32可被视为“消费者即用型”，使得食用前无需对挤出物做进一步处理或应用其它工艺。
作为另外一种选择，如图5所示，可在挤出机20的挤出端52安装熔融物泵78，熔融物泵被配置用于将组合物移动到具有多个流速一致的流道88的相邻管道86中。由于流道88内压降的作用，组合物将被同时引导至管道86的多个通道88中。每个相应的流道88连接至区块90，使得经由液体计量系统92将色料和/或风味物添加至设置在其中的糖食组合物部分。从区块90中，每个糖食组合物流被供应到布置在挤出机模具内的相应静态混合机94。静态混合机94被配置用于混合糖食组合物，从而使色料和/或风味物均匀分布，然后才通过具有期望形状的模具中的开口挤出组合物。因此，在此类实施方案中，挤出机被配置成同时生成色料和风味物至少有一种不同的多种糖食产品。
在另一个实施方案中，行星辊式挤出机30还可包括充气单元96，该充气单元被配置用于向行星辊式挤出机30的相应部分供应气体，例如惰性气体或干燥空气。在所示非限制性实施方案中，充气单元96布置在水分移除开口84下游的混合筒44的一部分中。但在其它实施方案中，充气单元96可布置在混合筒44内的任何位置。添加到糖食组合物中的气体量直接控制糖食组合物的密度降低。
由于经由充气单元96注入气体流不仅提供了增加的气体量，而且还能够比常规拉白机构更精确地控制密度，可实现密度小于或等于0.8g/cc的糖食组合物。此外，使用具有与行星辊式挤出机相同长度的双螺杆挤出机实现密度小于或等于约0.8g/cc的均匀混合的糖食组合物将非常困难(如果可能)。由于双螺杆挤出机的螺杆数量减少和温度限制，充分冷却糖食组合物所需的时间将超过注入气体将滞留在组合物中的时间。
作为另一种选择或除此之外，行星辊式挤出机30可包括第二温度控制系统80b，该温度控制系统被配置用于改变混合筒44另一部分内的糖食组合物的温度。第二温度控制系统80b可与第一温度控制系统80a分离或与第一温度控制系统80a一体地形成。当糖食组合物流经混合筒44的对应部分，例如，第一温度控制系统80a下游的筒体区段46时，糖食组合物被冷却。在所示非限制性实施方案中，第二温度控制系统80b被配置成通过循环冷却液体(例如，温度为约-30℃的制冷剂或乙二醇)来冷却糖食组合物。在形成的糖食是软质耐嚼糖果的实施方案中，通常将糖食组合物冷却至约30℃至50℃。但如果形成的糖食是硬质糖果，通常将糖食组合物冷却至约70℃至80℃。
行星辊式挤出机30还可用于形成参数范围比使用常规制造方法和设备形成的糖食更大的糖食。已知影响所形成糖食的可调节参数包括但不限于：螺杆54的个体和行星旋转速度、螺杆54的数量、螺杆54的配置、温度、气体添加、水分移除和糖的种类等。由于改变这些参数中的一个或多个会显著影响最终糖食组合物，因此本文中公开的混合机30为最终糖食组合物提供了很大的灵活性。例如，行星辊式挤出机30被配置用于制造一种糖食，所述糖食的硬度为约150g至20000g，粘度为约-180g.sec至-1g.sec，微粒度为约无晶粒/晶体至大量晶粒/晶体(晶体尺寸最大至100μm，可具有任何形状例如棒-托盘状、圆形等)，密度为约0.5g/cm3至1.6g/cm3。
由于和行星辊式挤出机相比常规双螺杆挤出机表面区域较低，即使应用冷却温度控制系统，也将很难(如果可能的话)有效地将其中的糖食组合物冷却至足以引发结晶的温度。然而将行星辊式挤出机30与第二温度控制系统80b结合使用可将其中的糖食组合物冷却至低于其它挤出机或混合机可实现的温度。因此，当组合物处于所需冷却温度时，由挤出机30的螺杆54产生的机械剪切而出现在糖食组合物内形成晶体。因此，在混合机30是行星辊式挤出机的实施方案中，行星辊式挤出机30可被配置成既可形成非结晶糖食，也可形成结晶糖食。
在一些实施方案中，无需改变混合机30的组件即可实现形成非结晶糖食和形成结晶糖食之间的转换。例如，可基于高温糖食组合物和第二温度控制系统80b的低温制冷剂之间的热传递来控制糖食的结晶。在此类实施方案中，无需用结晶助剂(例如柠檬酸)给糖食组合物做晶种。作为另一种选择或除此之外，可例如通过改变行星辊式挤出机30内螺杆54的配置，方便地调整混合机30以生产结晶糖食。
使用本文公开的行星辊式挤出机30形成糖食产品不需要多件机器，例如糖溶解单元、缓冲罐、一个或多个蒸煮器、混合机、拉白机和一个或多个冷却机。类似地，根据所形成的糖食以及据此添加的成分，在将各成分进料至入口58前可无需预先混合各成分并且无需加水。操作行星辊式挤出机30所需的手工操作最少，从而降低了成本并提高了产品的可靠性。此外，由于挤出机通常具有自清洁功能，因此在形成第一糖食和第二糖食之间所需的对混合机30进行的任何机械转换都被最小化，并且可在有限时间段(例如，半小时)内完成。
使用如本文所述的行星辊式挤出机30形成糖食比使用常规生产方法效率更高。由于糖食的整个形成过程在一台机器内进行，因此制造系统的长度和整个覆盖区显著缩减，例如长度缩减至小于或等于十五米(例如12米)。设备的这种缩减不仅限制了各成分和糖食组合物在形成过程中对大气以及外界影响的暴露，从而使制成的糖食更加卫生，而且还降低了形成糖食产品所需的时间。在一个实施方案中，从最初输入各成分到从挤出机模具76输出，经过的时间少于20分钟、10分钟，或更具体地讲，少于5分钟或甚至1分钟。因此，混合机30的总生产量增加至至少大于每小时一吨的速度。常规挤出机(例如，双螺杆挤出机)的生产量通常部分取决于挤出机的总长度。因此，长度小于或等于十五米的双螺杆挤出机将不能实现类似生产量。
现在参见图6，行星辊式挤出机30可以是用于制造糖食的系统100的一部分。在一个实施方案中，例如在制造硬质糖果期间，配置用于进一步加工糖食挤出物32的下游加工工位120是冷却隧道或被配置用于进一步冷却糖食挤出物32的温度的其它设备。在另一个实施方案中，下游加工工位120可包括切割和包装设备。如图5所示的非限制性实施方案，切割和包装设备可包括被配置用于将糖食挤出物32切割成例如多个单独切割片34的切割装置122。多个切割片34可被提供至包装机器124，该包装机器被配置用于将切割片34单独或分组裹包以形成包装的糖食产品。
作为另外一种选择，输出糖食挤出物32可构成多层糖食或可食物的多个层中的一层。例如，下游处理工位120可包括组合区块，在该组合区块中，来自行星辊式挤出机30的挤出物32和第二材料组合在一起而不将挤出物32暴露于大气。
行星辊式挤出机30可位于一个车间，而下游加工工位120可位于一个不同的车间，其中糖食挤出物32从一个车间转移到另一个车间以进行后续加工。作为另外一种选择，行星辊式挤出机30可与下游加工工位120耦合并成在线布置，使得来自行星辊式挤出机30的挤出物32通过传送设备130例如输送机被直接递送至下游处理工位120。
本文引用的所有参考文献，包括出版物、专利申请和专利在内，都以引用方式并入本文，犹如每个参考文献都单独地和具体地被指明以引用方式并入且在本文中整体阐述。
在描述本发明的情形下(尤其在所附权利要求书的情形下)，除非本文中另有说明或上下文明显抵触，否则术语“一”、“一种”、“所述”以及类似指示物的使用应被理解为涵盖单数和复数含义两者。除非另有指明，否则术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”应被解释为开放式术语(即，意为“包括但不限于”)。除非本文另有说明，否则本文对数值范围的叙述仅仅意图作为单独地提及落入该范围内的每个单独数值的简略方法，并且每个单独数值被并入本说明书中，犹如它被单独地在本文中叙述。除非本文中另有说明或上下文明显抵触，否则本文描述的所有方法都可按任何合适的顺序执行。除非另有声明，否则本文提供的任何和所有例子或示例性语言(例如，“如”)的使用都意图仅仅为了更好地阐明本发明，而非对本发明的范围加以限制。本说明书中没有任何语言应被解释为表明任何非要求权利保护的要素对于本发明的实施是必要的。
本文中描述了本发明的示例性实施例，包括发明人已知的实施本发明的最佳方式。对本领域的技术人员来说，在阅读前面的描述后，那些实施例的变型形式可变得显而易见。发明人预期本领域的技术人员会适当采用这些变型形式，并且发明人意图本发明由除本文所描述的具体方式之外的其它方式来进行实施。相应地，在得到适用的法律允许的前提下，本发明包括所附的权利要求书中所陈述的主题的所有修改形式和等同形式。此外，除非本文中另有说明或上下文明显抵触，否则本发明涵盖以上描述的要素的所有可能的变型形式的任何组合。
Claims (62)
1.一种用于挤出糖食的方法，所述方法包括：
向混合机供应多种成分；
混合所述多种成分以在所述混合机中形成糖食组合物；
当所述糖食组合物位于所述混合机中时，在所述糖食组合物中形成晶体；以及
从所述混合机中输出所述糖食组合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述混合机为行星辊式挤出机。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述糖食为软质、耐嚼糖果。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述糖食为硬质糖果。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
对所述糖食组合物进行确定尺寸操作。
6.根据权利要求5所述的方法，其中在从所述混合机输出所述糖食组合物后不对所述糖食组合物进行附加的确定尺寸操作。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将从所述混合机输出的所述糖食组合物直接供应至包装工位。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在从所述混合机输出后不对所述糖食进行附加的处理。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述多种成分包括糖、多元醇、葡萄糖、脂肪、色料和风味物中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述多种成分不包括乳化剂。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述多种成分还包括水、乳化剂、水性胶体和酸中的至少一种。
12.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在所述混合机内对所述糖食组合物充气以控制所述糖食组合物的密度。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述糖食组合物的所述密度小于或等于约0.8g/cc。
14.根据权利要求12所述的方法，其中对所述糖食组合物充气的操作包括将气体流输入到所述糖食组合物中。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述气体为惰性气体。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述气体为空气。
17.根据权利要求1所述的方法，其中当所述糖食组合物处于给定温度时，由于所述混合机产生的机械剪切而出现在所述糖食组合物中形成晶体。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括在所述混合机内加热所述糖食组合物。
19.根据权利要求18所述的方法，其中对所述糖食组合物进行的所述冷却的操作在对所述糖食组合物进行的所述加热的下游进行。
20.根据权利要求1所述的方法，其中所述糖食为软质、耐嚼糖果。
21.根据权利要求1所述的方法，其中所述糖食为硬质糖果。
22.根据权利要求1所述的方法，其中所述糖食被配置为多层糖食的多个层中的一层。
23.根据权利要求22所述的方法，其中在所述糖食暴露于大气前，将所述糖食与所述多层糖食的所述多个层中的另一层相组合。
24.根据权利要求1所述的方法，其中在将所述多种成分供应给所述混合机和从所述混合机输出所述糖食组合物之间经过的时间短于20分钟。
25.根据权利要求24所述的形成糖食的方法，其中所述经过的时间短于10分钟。
26.根据权利要求25所述的形成糖食的方法，其中所述经过的时间短于5分钟。
27.根据权利要求1所述的形成糖食的方法，其中所述糖食组合物是第一糖食组合物，所述方法还包括：
在所述第一糖食组合物的所述输出后从所述混合机输出第二糖食组合物，所述第二糖食组合物是在无任何晶体形成的情况下输出的。
28.根据权利要求27所述的方法，其中当所述混合机用于形成所述第一糖食组合物和所述第二糖食组合物时，所述混合机包括基本上相同的配置。
29.根据权利要求27所述的方法，其中所述混合机包括用于形成所述第一糖食组合物时的第一配置和用于形成所述第二糖食组合物时的第二配置，所述第二配置不同于所述第一配置。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述混合机包括多个螺杆，其中所述多个螺杆的配置在所述第一配置和所述第二配置之间变化。
31.一种用于制造糖食的方法，所述方法包括：
在混合机中混合多种成分以形成糖食组合物；以及
从所述混合机输出所述糖食组合物，所述糖食组合物的密度小于或等于约0.8g/cc，其中所述混合机的长度小于或等于约十五米。
32.根据权利要求31所述的方法，其中通过在所述混合机内将气体流输入到所述糖食组合物中来控制所述糖食的密度。
33.根据权利要求31所述的方法，其中所述混合机为行星辊式挤出机。
34.根据权利要求31所述的方法，其中所述糖食为软质耐嚼糖果。
35.一种用于制造糖食产品的方法，所述方法包括：
在行星辊式挤出机中混合多种成分以形成糖食组合物；以及
从所述行星辊式挤出机输出所述糖食组合物以用于所述糖食产品，其中从所述行星辊式挤出机输出的所述糖食组合物的横截面与所述糖食产品的横截面基本上相等。
36.根据权利要求35所述的方法，其中所述行星辊式挤出机包括熔融物泵。
37.根据权利要求35所述的方法，其中所述输出糖食组合物的所述横截面由模具控制。
38.根据权利要求35所述的方法，其中不对所述输出糖食组合物进行附加的确定尺寸操作。
39.根据权利要求35所述的方法，还包括在所述行星辊式挤出机内进行所述混合的过程中，从所述糖食组合物中去除水分，而无需对所述多种成分进行任何煮操作。
40.根据权利要求39所述的方法，其中所述水分被配置成经由所述行星辊式挤出机中形成的开口从所述糖食组合物中排出。
41.根据权利要求39所述的方法，其中泵被配置成经由所述行星辊式挤出机中形成的开口从所述糖食组合物抽吸水分。
42.根据权利要求35所述的方法，其中所述糖食为软质耐嚼糖果。
43.一种用于制造糖食的方法，所述方法包括：
混合多种成分以在混合机中形成糖食组合物；
在所述混合机的第一部分内加热所述糖食组合物；以及
在所述混合机的第二部分内冷却所述糖食组合物，其中将所述糖食组合物冷却至低于约80℃的温度。
44.根据权利要求43所述的方法，其中将所述糖食组合物冷却至在约70℃和约80℃之间的温度。
45.根据权利要求44所述的方法，其中所述糖食为硬质糖果。
46.根据权利要求43所述的方法，其中将所述糖食组合物冷却至在约30℃和约50℃之间的温度。
47.根据权利要求46所述的方法，其中所述糖食为软质、耐嚼糖果。
48.根据权利要求43所述的方法，其中所述混合机为行星辊式挤出机。
49.一种用于制造糖食的方法，所述方法包括：
将输入到单个挤出机中的多种成分混合成糖食组合物；以及
从所述单个挤出机中输出所述糖食组合物，其中所述单个挤出机的长度小于或等于约十五米，并且所述糖食组合物以每小时至少一吨的速率从所述单个挤出机输出。
50.根据权利要求49所述的方法，其中所述糖食为软质耐嚼糖果。
51.根据权利要求49所述的方法，其中所述糖食为硬质糖果。
52.一种用于制造糖食的系统，所述系统包括：
混合机，所述混合机包括布置在所述混合机中的多个可旋转螺杆，所述混合机的长度小于或等于约十五米，并且被配置成将多种成分混合成糖食组合物；以及可操作地耦合到所述混合机的充气单元，所述充气单元被配置成将气体流输入到所述糖食组合物中，使得所述糖食组合物的密度小于或等于约0.8g/cc。
53.根据权利要求52所述的系统，其中所述气体为惰性气体。
54.根据权利要求52所述的系统，其中所述气体为空气。
55.根据权利要求52所述的系统，其中所述混合机为行星辊式挤出机。
56.根据权利要求52所述的系统，其中所述糖食为软质、耐嚼糖果。
57.一种同时制造多种糖食的方法，所述方法包括：向混合机供应多种成分；混合所述多种成分以在所述混合机中形成糖食组合物；
将所述糖食组合物的第一部分泵送到第一静态混合机中；
将所述糖食组合物的第二部分泵送到第二静态混合机中；以及独立地从所述混合机输出所述糖食组合物的所述第一部分和所述糖食组合物的所述第二部分。
58.根据权利要求57所述的方法，其中将至少一种成分添加到所述第一静态混合机上游的所述第一部分。
59.根据权利要求57所述的方法，其中糖食组合物的所述第一部分的色料和风味物中的至少一者不同于糖食组合物的所述第二部分。
60.根据权利要求59所述的方法，其中所述糖食组合物的所述第一部分是第一软质耐嚼糖果，并且所述糖食组合物的所述第二部分是第二软质耐嚼糖果。
61.根据权利要求59所述的方法，其中所述糖食组合物的所述第一部分是第一硬质糖果，并且所述糖食组合物的所述第二部分是第二硬质糖果。
62.根据权利要求57所述的方法，其中所述混合机为行星辊式挤出机。
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