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CN110087483A - 食物配料转移设备 - Google Patents

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CN110087483A
CN110087483A CN201780078995.5A CN201780078995A CN110087483A CN 110087483 A CN110087483 A CN 110087483A CN 201780078995 A CN201780078995 A CN 201780078995A CN 110087483 A CN110087483 A CN 110087483A
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CN
China
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chamber
dosing device
food
food ingredient
transfer apparatus
Prior art date
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Application number
CN201780078995.5A
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English (en)
Inventor
马尔科·马特科维奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tetra Laval Holdings and Finance SA
Original Assignee
Tetra Laval Holdings and Finance SA
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Filing date
Publication date
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Abstract

提供一种食物配料转移设备(100)。所述食物配料转移设备包括配置成接收食物配料(FI)的配量装置(20a)；和第一腔室(110)，其设置有入口(112a)和出口(114a)以用于允许所述配量装置(20a)通过所述第一腔室(110)。所述食物配料转移设备进一步包括邻近所述第一腔室(110)布置的第二腔室(120)，其用于在配量装置(20)已经通过所述第一腔室(110)时接收所述配量装置(20)，所述第二腔室(120)设置有出口(124a)以用于允许所述配量装置(20)通过所述第二腔室(120)并进入包含食品(FP)的封装件(40)中，所述食物配料(FI)应转移到所述食品(FP)中。

Description

食物配料转移设备
技术领域
本发明涉及一种食物配料转移设备和一种转移食物配料的方法。
背景技术
食物配料的转移在食物和饮料加工工业中是常用的。特别地，这种转移可以是例如在要将特定的食物配料添加到现有量的基础产品中时执行。示例包含以与基础产品的量相比相对低的量添加酶、着色剂、调味剂、维生素、盐和凝乳酶溶液、益生菌等。基础产品的示例包含奶、酸奶、奶油、果汁、布丁和大豆食物。
由于所得到的食品与高卫生标准相关联，通常需要将食物配料无菌转移到基础产品中。
已经提出了几种用于食物配料的无菌转移的技术。例如，在EP0918562中，描述了一种配料转移设备，其具有经由柔性膜可插入输送管中的配量针(dosing needle)。一旦将配量针插入输送管中，就可以将食物配料注入输送管内流动的基础产品中。在穿透柔性膜之前，用消毒液冲洗配量针。
US2015/0140183教导了转移设备的另一示例，其还依赖于在与基础产品接触之前将针暴露于消毒剂的原理。
上述现有技术成功地改善了食物配料转移的卫生状况。但是，无菌条件至关重要，必须予以保证。因此，美国食品和药物管理局等机构通常要求额外的安全措施来减少甚至消除食物配料配量期间的污染风险。
发明内容
本发明的目的是至少部分地克服现有技术的一个或多个上述限制。特别地，本发明的目的是提供一种用于食物配料的无菌转移的简单而稳健的解决方案，其减少或实际上消除了污染的风险。
为了解决这些目的，提供了一种食物配料转移设备。所述食物配料转移设备包括配置成接收食物配料的配量装置，以及第一腔室，所述第一腔室设置有入口和出口以用于允许所述配量装置通过所述第一腔室。所述食物配料转移设备进一步包括第二腔室，所述第二腔室邻近所述第一腔室布置以用于在所述配量装置已经通过所述第一腔室时接收所述配量装置，所述第二腔室设置有出口以用于允许所述配量装置通过所述第二腔室以及进入包含食品的封装件中，所述食物配料应转移到所述食品中。
所述食物配料转移设备的优点在于，由于每个腔室可有助于所述配量装置的消毒，因此污染的风险显著降低或甚至消除。
根据第二方面，提供了一种用于转移食物配料的方法。所述方法包括推动配量装置通过第一腔室，所述第一腔室设置有入口和出口以用于允许所述配量装置穿过所述第一腔室；推动所述配量装置通过第二腔室，所述第二腔室邻近所述第一腔室布置以及设置有出口以用于允许所述配量装置通过所述第二腔室；将所述配量装置推入封装件中，所述封装件邻近第二腔室布置以及包含应接收所述食物配料的食品；以及使所述食物配料通过所述配量装置，进入所述封装件中的所述食品中。
本发明的其他目的、特征、方面和优点将从以下详细描述以及附图中显现。针对配料转移设备描述和实现的每个特征可以用于配料转移方法，反之亦然。
附图说明
现在将参考所附的示意图，通过示例的方式描述本发明的实施方案，其中：
图1是包括食物配料转移设备的食物加工系统的示意图；
图2是显示处于第一位置的食物配料转移设备的示意图；
图3是显示处于第二位置的食物配料转移设备的示意图；
图4是显示处于第三位置的食物配料转移设备的示意图；
图5是显示处于第四位置的食物配料转移设备的示意图；以及
图6是用于转移食物配料的方法的示意图。
具体实施方式
参考图1，示意性地示出了食物加工系统10。食物加工系统10具有配量装置20，所述配量装置20用于使食物配料FI通过配量装置20进入封装件40中提供的一定量的食品FP中。配量装置20，这里是配量针的形式，形成食物配料转移设备100的一部分。
封装件40表示为管状导管。容易理解的是，封装件40还可以实现为罐或容器、流体导管或任何其他的适于在食物加工系统10内封装或输送食品的结构。
食物配料转移设备100布置在封装件40附近，使得配量装置20可以经由食物配料转移设备100被插入封装件40中。任何合适的常规技术可以用于将食物配料转移设备100无菌连接到封装件40。因此，食物配料转移设备100在其进入封装件40的途中形成用于配量装置20的无菌通道。
配量装置20与食物配料供应器30流体连通，使得食物配料FI可以经由配量装置20从供应器30流到封装件40。
提供控制器70，其包含在食物加工系统10中，以用于控制食物配料转移设备100的操作。控制器70具有第一单元72，所述第一单元72配置成控制配量装置20的移动，即朝向和远离封装件40的移动。例如，单元72可以与线性马达80或能够允许配量装置20的这种移动的类似结构连通。应当理解，只有配量装置20是可移动的-通常，封装件40以及食物配料转移设备100的其他部件是静止的。
控制器70配置成控制两个单独的供应器50、60的操作。为此，控制器70设置有两个附加单元74、76。与控制器单元74相关联的第一供应器50配置成将第一流体供应到食物配料转移设备100。以类似的方式，与控制器单元76相关联的第二供应器60配置成将第二流体供应到食物配料转移设备100。
容易理解的是，单元72、74、76可以作为控制器70的单个单元提供，或者它们可以作为单独的单元或模块提供，由此控制器70表示控制配量装置20的移动以及供应器50、60的操作的联合能力。
现在转到图2，将更详细地描述食物配料转移设备100。与图1中所示的食物配料转移设备100的示意图相比，图2中所示的实施方案的不同之处在于存在两个配量装置20a、20b。这两个配量装置20a、20b可以借助于控制器70单独控制。配量装置20a、20b的确切数量可以根据具体应用而改变。
除了配量装置20a、20b之外，食物配料转移设备100还包括壳体105，所述壳体105配置成固定地附接到封装件40，如前所述。因此，这种附接可以例如借助于例如螺钉、螺栓之类的标准器材(未示出)来实现。
壳体105设置有第一腔室110，所述第一腔室110具有至少一个入口112a、112b，以用于允许配量装置20a、20b进入第一腔室110。此外，第一腔室110设置有相应数量的出口114a、114b，以用于允许配量装置20a、20b通过第一腔室110。此外，壳体105还设置有第二腔室120，所述第二腔室120邻近第一腔室110布置，以用于在配量装置20a-20b通过所述第一腔室110时接收配量装置20a-20b。第二腔室120设置有至少一个出口124a、124b，以用于允许配量装置20通过第二腔室120并进入包含食品FP的封装件40中，食物配料FI应转移到食品FP中。
从图2中明显可见，第一腔室110的出口114a、114b也用作第二腔室120的入口。
入口112a、112b形成环境条件与第一腔室110之间的密封界面130的一部分。第一腔室110的出口114a、114b形成第一腔室110和第二腔室120之间的密封界面140的一部分，而第二腔室120的出口124a、124b形成第二腔室120和封装件40之间的密封界面150。
为了允许配量装置20a、20b进入封装件40，封装件40设置有传统的孔42，所述孔42与第二腔室120的出口124a、124b对准。
密封界面130、140、150由可穿透膜形成。因此，第一可穿透膜132布置成密封第一腔室110的相应入口112a、112b。第二可穿透膜142布置成密封第一腔室110的相应出口114a、114b，以及第三可穿透膜152布置成密封第二腔室120的相应出口124a、124b。
考虑到膜132、142、152布置成被相同的配量装置20a、20b穿透，第一可穿透膜132、第二可穿透膜142和第三可穿透膜152在从第一可穿透膜132延伸到第三可穿透膜152的线性方向L上对准。
在操作期间，配量装置20a、20b朝向壳体105移动，穿透第一膜132以便进入第一腔室110(见图3)，穿透第二膜142以便进入第二腔室120(见图4)，以及穿透第三膜152以便进入封装件40(见图5)。
每个腔室110、120配置成在配量装置20a、20b被插入到封装件40(其中配量装置20a、20b与食品FP接触)中之前有助于配量装置20a、20b的消毒。
为此，第一腔室110包括用于分别接收和排出第一流体的入口116和出口118，以及第二腔室120包括用于分别接收和排出第二流体S的入口126和出口128。因此，第一腔室110经由入口端口116与第一供应器50(见图1)流体连通，以及第二腔室120经由入口端口126与第二供应器60(见图1)流体连通。可选地，相应的出口端口118、128可以与返回管道流体连通，以便形成用于相应流体的闭合回路。
经由入口端口116流入第一腔室110的第一流体可以是过氧化氢H2O2。因此，供应器50可以提供过氧化氢流。
经由入口端口126流入第二腔室120的第二流体可以是蒸汽S，即由水形成的热蒸汽。因此，供应器60可以提供蒸汽流。
控制器70不仅配置成控制过氧化氢和蒸汽的供应的开/关功能，还控制各个流体的参数，如温度、压力，以及在过氧化氢的情况下，还控制浓度。
现在将参考图2-图5描述食物配料转移设备100的操作。在图2中，如已经描述的，配量装置20a、20b定位在空转位置，在所述空转位置，它们尚未被推入第一腔室110。在开始食物配料转移设备100的操作之前，第一腔室110和第二腔室120可以是无菌的，因为配料转移设备100可以在无菌条件下组装。
当确定要开始食物配料FI的配量时，控制器70被编程为开始用来自第二供应器60的蒸汽S填充第二腔室120。蒸汽S的热量增加了第一腔室110的温度。蒸汽还可以提供对第二腔室120的(附加的)消毒。
在下一步骤中，如图3所示，将配量装置20b向下推动，直到配量装置20b的远端22穿透第一膜132。当处于该位置时，或在第一膜132的实际穿透之前，控制器70被编程为开始向第一腔室110提供过氧化氢H2O2。因此，过氧化氢H2O2从第一供应器50进给到第一腔室110。过氧化氢H2O2的浓度可以例如是2000-3000ppm，压差可以是100Pa，以及温度可以是约55℃。优选地，可以在大致2分钟的预定时间内保持图3中所示的位置，以确保配量装置20b的远端22以及整个第一腔室110的完全消毒。
第二腔室120中的蒸汽向配料转移设备100提供热量，包括向第一腔室110和腔室110内的过氧化氢H2O2提供热量，使得过氧化氢H2O2达到对于获得适当的消毒条件最有效的温度(例如约55℃)。附加地或可替代地，使用其他加热装置使过氧化氢H2O2达到所需温度。
在将配量装置20b推入第二腔室120之前，用无菌空气冲洗第一腔室110，以从第一腔室110排出过氧化氢H2O2。
在图4中，示出了下一个位置，其中配量装置20b向下移动到第二腔室120中。同时，如果需要，可以将另一配量装置20a推入第一腔室110中。然而，为了描述食物配料转移设备100的操作原理，主要焦点将在于由附图标记20b表示的配量装置的移动。
当配量装置20b被推入第二腔室120时，可以控制配量装置20b排气或通气，以便除去配量装置20b内的所有空气。当这样做时，配量装置20b通过穿透第三膜152向下进入封装件40中。这在图5中示出，其也示出了配量装置20a的下一个位置。
在第三膜152被穿透之后，由此配量装置20b被定位以提供相关食物配料FI的转移，再次用蒸汽S冲洗第二腔室120，从而在第二腔室120内形成无菌冷凝物。
当完成食物配料FI的转移时，可以从第一腔室110和第二腔室120移除配量装置20b，从而返回到图2中所示的位置。
在图6中，示出了如针对类似于上述装置100的食物配料转移设备所执行的，用于转移食物配料FI的方法200的更详细视图。
通常，方法200包括将配量装置20b推动202通过第一腔室110，所述第一腔室110设置有入口112b和出口114b，以用于允许配量装置20b通过第一腔室110。随后，方法200包括推动204配量装置20b通过第二腔室120，所述第二腔室120邻近第一腔室110布置以及设置有出口124b，以用于允许配量装置20b通过第二腔室120。方法200继续将配量装置20b推入206封装件40，所述封装件40邻近第二腔室120布置以及包含应接收食物配料FI的食品FP；以及使食物配料FI通过208配量装置20b，进入封装件40中的食品FP中。
在该顺序期间，可以执行许多附加的方法步骤。例如，方法200还可以包括向第一腔室110和第二腔室120中的任何一个供应210消毒剂(例如蒸汽或过氧化氢H2O2)的步骤，以及如下步骤：将配量装置20b保持212在步骤210中供应有消毒剂的腔室110、120中预定的时间，使得配量装置20b，或更具体地，配量装置20b的位于腔室110、120内部的那部分在其被推入206包含食品FP的封装件40中之前被消毒。
如图6所示，可以执行步骤210和212(即，供应消毒剂和保持)以将过氧化氢供应到第一腔室110以及将配量装置20b保持静止达预定时间段，或者它们可以经执行以向第二腔室120供应蒸汽以及将配量装置保持静止达预定时间段。
在第一种情况下，如图6中的实线所示，方法200可以附加地包括将蒸汽S供应到第二腔室120的步骤214。
在步骤208中，在食物配料FI进入食品FP之后，方法200可以通过以下继续：中断216食物配料通过配量装置20b，将配量装置20b从封装件40收回218直到配量装置20b的远端22位于供应210有消毒剂的腔室110、120中，以及将配量装置20b保持220在供应210有消毒剂的腔室110、120中达预定时间，使得在将配量装置再次推入206封装件40之前对其进行消毒。
可以使用除过氧化氢之外的其他灭菌剂。而且，可以使用除蒸汽之外的另一试剂。在食物配料转移设备中也可以使用具有相应开口和膜的多于两个的食物配量装置。
从以上描述可见，尽管已经描述和示出了本发明的各种实施方案，但是本发明不限于此，而是还可以在所附权利要求限定的主题的范围内以其他方式实施。

Claims (15)

1.一种食物配料转移设备(100)，包括：
配量装置(20b)，其配置成接收食物配料(FI)，以及
第一腔室(110)，其设置有入口(112b)和出口(114b)，以用于允许所述配量装置(20b)通过所述第一腔室(110)，其中
第二腔室(120)，其邻近所述第一腔室(110)布置以用于在所述配量装置(20b)已经通过所述第一腔室(110)时接收所述配量装置(20b)，所述第二腔室(120)设置有出口(124b)以用于允许所述配量装置(20b)通过所述第二腔室(120)并进入包含食品(FP)的封装件(40)中，所述食品配料(FI)应转移到所述食品(FP)中。
2.根据权利要求1所述的食物配料转移设备，包括第一可穿透膜(132)，所述第一可穿透膜(132)布置成密封所述第一腔室(110)的所述入口(112b)。
3.根据权利要求1或2所述的食物配料转移设备，包括第二可穿透膜(142)，所述第二可穿透膜(142)布置成密封所述第一腔室(110)的所述出口(114b)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的食物配料转移设备，包括第三可穿透膜(152)，所述第三可穿透膜(152)布置成密封所述第二腔室(120)的所述出口(124b)。
5.根据权利要求2-4所述的食物配料转移设备，其中所述第一可穿透膜(132)、所述第二可穿透膜(142)和所述第三可穿透膜(152)在从所述第一可穿透膜(132)延伸到所述第三可穿透膜(152)的线性方向(L)上对准。
6.根据权利要求1-5中任一项的食物配料转移设备，其中：
所述第一腔室(110)包括入口(116)和出口(118)以用于分别接收和排出第一流体(H2O2)，以及
所述第二腔室(120)包括入口端口(126)和出口端口(128)以用于分别接收和排出第二流体(S)。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的食物配料转移设备，其中所述第一腔室(110)设置有至少两个入口(112a、112b)和相应数量的出口(114a、114b)，并且其中所述第二腔室(120)设置有相应数量的出口(124a、124b)以用于允许配置成接收所述食物配料(FI)的至少两个配量装置(20a、20b)通过所述第一腔室(110)和所述第二腔室(120)并进入包含所述食品(FP)的所述封装件(40)中，所述食品配料(FI)应转移到所述食品(FP)中。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的食物配料转移设备，包括与所述第一腔室(110)流体连通的灭菌剂供应器(50)，所述灭菌剂例如过氧化氢。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的食物配料转移设备，包括与所述第二腔室(120)流体连通的蒸汽(S)供应器(60)。
10.根据权利要求8和9所述的食物配料转移设备，包括控制单元(70)，所述控制单元(70)配置成控制：
将所述第一流体(H2O2)供应(50)到所述第一腔室(110)，
将所述第二流体(S)供应(60)到所述第二腔室(120)，以及
使所述配量装置(20)通过所述第一腔室(110)和所述第二腔室(120)。
11.根据权利要求10所述的食物配料转移设备，其中所述控制单元(70)配置成控制所述第一流体(H2O2)和所述第二流体(S)中的任何一个的温度、压力和浓度中的任何一种。
12.一种转移食物配料(FI)的方法，所述方法包括：
推动(202)配量装置(20)通过第一腔室(110)，所述第一腔室(110)设置有入口(112b)和出口(114b)以用于允许所述配量装置(20b)通过所述第一腔室(110)，
推动(204)所述配量装置(20)通过第二腔室(120)，所述第二腔室(120)邻近所述第一腔室(110)布置以及设置有出口(124b)以用于允许所述配量装置(20b)通过所述第二腔室(120)，
将所述配量装置(20)推入(206)封装件(40)中，所述封装件(40)邻近所述第二腔室(120)布置以及包含应接收所述食物配料(FI)的食品(FP)，以及
使所述食物配料(FI)通过(208)所述配量装置(20b)，进入所述封装件(40)中的所述食品(FP)中。
13.根据权利要求12所述的转移食物配料(FI)的方法，包括：
向所述第一腔室(110)和所述第二腔室(120)中的任何一个供应(210)消毒剂(H2O2、S)，
将配量装置(20b)保持(212)在供应(210)有消毒剂(H2O2、S)的腔室(110、120)中达预定时间，使得所述配量装置在被推入(206)包含所述食品(FP)的所述封装件(40)之前被消毒。
14.根据权利要求13所述的转移食物配料(FI)的方法，其中将所述消毒剂(H2O2)供应(210)到所述第一腔室(110)，所述方法包括：
将蒸汽(S)供应(214)到所述第二腔室(120)。
15.根据权利要求13或14所述的转移食物配料(FI)的方法，包括：
中断(216)所述食物配料通过所述配量装置(20)的任何通过(208)，
将所述配量装置(20)从所述封装件(40)收回(218)，直到所述配量装置(20)的远端(22)位于供应(210)有所述消毒剂的所述腔室(110、120)中，
将所述配量装置(20)保持(220)在供应有(210)所述消毒剂的所述腔室(110、120)中达预定的时间，使得所述配量装置在再次被推入(206)所述封装件(40)中之前被消毒。
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