用於製作穩定的可堆疊的零食食品結構的方法

2023-04-23 09:43:41 2

專利名稱：用於製作穩定的可堆疊的零食食品結構的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於製作穩定的可堆疊的零食食品結構的方法，並且更具體地，涉 及一種用於製作穩定的可堆疊的零食食品結構的方法，由此當該零食食品以它的質心靜 止時，該可堆疊的零食食品包括與水平的靜止表面基本平行的頂點。2. 相關技術描述可堆疊的玉米粉圓餅片在現有技術中是已知的。例如，轉讓給與本發明相同的受讓 人的美國專利6， 412, 397公開了 一種利用雙模成型油炸鍋製作可堆疊的玉米粉圓餅片的 方法和設備。圖la是具有連續的頂部和底部傳送帶的雙模成型油炸鍋的示意性剖視圖。該油炸 鍋組件IO具有油炸鍋外殼12,其包括用於在其中移動預製品的傳送帶。頂部傳送帶20 設置在該油炸鍋外殼12的頂部部分並且由兩個輥22, 24支撐並旋轉。底部傳送帶30 設置在該頂部傳送帶20的下面。該底部傳送帶30是連續的環狀傳送帶並且由兩個輥32, 34支撐並旋轉。包括油本體52的油炸鍋油盤50位於該油炸鍋外殼12中，以使該頂部 和底部傳送帶20, 30相互接近時，該頂部和底部傳送帶20， 30的至少一部分穿過該油 本體52。用於烹製的預製品通過起點大約在該輸入側輥32的該底部傳送帶30朝著該油炸鍋 送入。該預製品隨後沿著該頂部傳送帶20傳送並向該油本體52中的一個點送入，在該 點處，該底部傳送帶30與該頂部傳送帶20十分接近。通過至少這個點，該預製品與至 少一個模具表面接觸。雖然沒有描述，模具通常至少設置在該頂部傳送帶20的外部表 面，但同樣可以設置在該底部傳送帶30的外部表面。 一旦該預製品在該頂部和底部傳 送帶20， 30之間保持，它們基本相互平行地通過該油本體52,它們在油輸入點53被引 入該熱烹製油本體52。該預製品隨後在該油盤50中完全浸沒地穿過該熱油本體52直到 它們在油輸出點55從油本體52中浮出。 一種典型的成型油炸鍋可以用大約240至400 ° F的油炸溫度操作。除了雙模成型油炸鍋外，可以使用例如在美國專利申請號10/347, 993中公開的， 轉讓給與本發明相同的受讓人的單模成型油炸鍋。圖1B是具有連續的頂部傳送帶的單 模成型油炸鍋的示意性剖視圖。油炸鍋組件100在輸入區域102接收要被油炸的零食產
品(預製品)。在烹製後，該零食產品在輸出區域104在輸出傳送帶上離開該油炸 鍋組件100。在該輸入區域102和該輸出區域104之間是油炸鍋外殼112，其具有用於 控制該烹製中的零食產品上方的油炸鍋環境的埠 114。該單模成型油炸鍋的頂部傳送 帶120在該油炸鍋中縱向設置並設置在油炸鍋油盤150的上方。預製品隨後通過底部輸 入傳送帶130輸送到用於烹製的油炸鍋油盤150的油151中。具有適當浮力的該預製品 隨後在該油中上升並將它們自己抵在該頂部傳送帶120的模具表面上。同樣轉讓給與本 發明的相同受讓人的美國專利申請序列號10/848,881公開了可以在單模成型油炸鍋中 被用於製作玉米粉圓餅片的具有適當浮力的基於溼潤粉糊的麵團。圖2a是現有技術的模具型腔(mold cavity)傳送帶組件的立體圖。圖2b是如圖 2a所示的模具型腔傳送帶組件的示意性剖視圖。如圖2a所示，該模具型腔225被成型為連續的，縱向地延伸的凸出形凹陷 (depression)(箭頭246所示的為傳送帶組件的運轉方向)。該模具型腔225相對於縱 向延伸的軸244彎曲，但是局部地，其在縱向方向上是相對直的或不彎曲的。換句話說， 僅僅縱向彎曲對傳送帶的可撓性有幫助，並且這種彎曲在該傳送帶的長度部分位於該油 盤中時基本不存在。該模具型腔元件可以由多孔的，優選用電解法拋光的不鏽鋼成型。該多孔應該足夠 大以允許熱油到達該產品以烹製它並用於蒸汽的溢出。該模具型腔元件225以並排的方 式固定227在一起並可以安裝到如圖lb所示的頂部傳送帶120或安裝到如圖la所示的 頂部傳送帶20和底部傳送帶30上。當該預製品在單模或雙模成型油炸鍋中脫水時，預 製品218獲得該模具型腔225的形狀。通過使用成型油炸鍋，例如土豆脆片或玉米粉圓餅片的零食食品可以被製作成具有 標準的並需要的形狀。每個片的油炸會出現例如起皺，摺疊，成團，和粘附到烹製表面 的許多問題。與其它種類的油炸不同，通過使用上述成型油炸鍋，這些問題中的一些可 以被解決。圖3a是現有技術的零食片的立體圖。圖3b是在成型油炸鍋中烹製的零食片的俯視 圖。圖3c是如圖3a和圖3b所示的零食片的側視圖。參考圖3a-3c，該零食片300具有 垂直於曲率軸的長度Y。該曲率軸如箭頭348的方向所示。該零食片300具有中心線310， 其平行於沿著平衡線325設置的曲率軸，該平衡線325在遠離該中心線310處設置。如 圖3c所示，靜止在水平表面上的該零食片將自然地相對該質心320平衡。如果在不對 稱的形狀的情況下，該質心320位於遠離該中心線310處。因此，標記為頂點A的該零
食片產品邊緣可以獲得第一高度H,,並且標記為基點B的該零食片產品邊緣可以獲得第 二高度H"因此產生一個高度差。然而，這個高度差是不需要的。圖4是在零食產品容器400中的如圖3a-c描述的一堆零食片218的剖面剖^f見圖。 當堆疊現有技術的不對稱的零食片產生的一個問題是，該零食片需要以相同方向定向以 提高有效的堆疊。例如，參考圖2a,在每個模具上相鄰的零食預製品218相互之間被 180°定向。因此， 一半的零食預製品在離開該油炸鍋時必須被旋轉180。以減小將當堆疊 時在該被堆疊的零食片218之間的間隔(例如空隙體積)小並且可以將放置在如圖4所 示的固定體積的容器中的零食片的數量最大化。U. S.專利號6， 338， 606和6, 409, 461公開了用於堆疊玉米粉圓餅片的方法和設備， 該玉米粉圓餅片以相同方向定向堆疊。應該注意到在圖4中描述的零食食品容器400中 的零食片218定向被堆疊以使每個片的頂點A接近上面和下面片的頂點A。同樣地，每 個片的基點B接近上面和下面片的基點B以縮小在該零食片218之間的間隔。可能更經 濟的是製作不對稱的零食片，其可以在不需要重新定向，在不減少在該零食食品容器400 中的零食片的數量(例如，不增加空隙體積)下被堆疊。因此，需要一種不需要重新定 向步驟來堆疊不對稱的零食片的方法。如圖4所示，由於零食片的厚度，彎曲零食的外部半徑405大於內部半徑415。由 於該內部半徑415不匹配該外部半徑405,具有外部半徑的上面的片位於具有內部半徑 415的下面的片的一段距離之上。這種半徑差引起該被堆疊的零食片218之間的間隔。 如前面討論的，在曲率軸310每個側面具有不相等質量的片引起頂點A的高度比基點B 的高度高。因此，當其他的零食片被堆疊時，這種間隔的定向可能不是線性的。例如， 雖然該底部零食片420通常與該零食食品容器400的底部平行，但該頂部零食片440可 以幾乎與該零食食品容器400的底部垂直。這種瓦片式效果是在圖3c中描述的累積的 高度差(H, H2)的結果。在圖4中描述的該堆疊的零食片的結構是不需要，因為它導 致容器的鬆弛的填充。該瓦片式效果通過在產品的運送和操作中可能發生的產品的運動 會被潛在地放大。而且，零食片的破損可能更容易發生。因此，需要存在一種用於製作 穩定的，可堆疊的零食片結構的方法。用於提供可以被堆疊的三角形的零食片的現有技術解決方案在美國外觀專利 D452, 360S中顯示。不幸地，就如上面描述的問題一樣，那個外觀專利的圖2-4中顯示 一個頂點具有比其它兩個頂點高的高度。這個問題的另一個現有技術的解決方案在美國專利申請2002/0122852中顯示。該 '852申請教導具有對稱球狀成型的彎曲半徑(見，852申請的圖l)的保護外殼 (containment well ) 12。然而，對於不對稱的零食片這種結構沒有教導用於製作一種 穩定的、可堆疊的零食片結構的方法。因此，需要一種用於製作的零食片的方法，該零 食片可以被穩定地堆疊在另一個零食片上。該方法應該允許油炸的零食片當以它的質心 靜止時在產品邊緣周圍具有基本相等的高度。該方法應該適用於各種不對稱的零食片形 狀。發明內容本發明提供一種用於製作可堆疊的不對稱零食片的方法，該零食片可以嵌套的或堆 疊的定向包裝。該零食片由具有整合在該模具上至少兩個弧長的模具製作。每個弧長具 有彎曲半徑。基於包括長度和高度的所需要的零食片尺寸，可以計算出該模具的弧長和 彎曲半徑，以使當該面片與該模具接觸時，當在該面片在該模具中被烹製後靜止在水平 表面上時，面片的每個頂點將具有基本相等的高度。隨著該面片被烹製成零食片，該面 片呈現出該模具的形狀。該最終的零食片可以隨後被有效地堆疊。另一個方面，該模具包括使用對稱的模具製作不對稱零食片的方法，該零食片在被 堆疊前不需要重新定向。上述的和其它目的和優點將在下面的詳細說明中變得更加清 楚。


本發明的特點帶來的新穎特徵在所附的權利要求書中被描述。然而，本發明本身， 以及其使用的優選方式、其它目的和優點，通過參考以下"^兌明性的實施例的詳細描述並 結合附圖將很好地被理解，其中圖la是具有連續的頂部和底部傳送帶的雙模成型油炸鍋的示意性剖視圖。圖lb是具有連續的頂部傳送帶的單模成型油炸鍋的示意性剖^L圖。圖2a是現有技術的模具型腔傳送帶組件的立體圖。圖2b是如圖2a所示的模具型腔傳送帶組件的示意性剖視圖。圖3a是現有技術的零食片的立體圖。圖3b是現有技術的零食片的俯視圖。圖3c是現有技術的零食片的側視圖。圖4是在圖3a-c中描述的一堆零食片的剖面剖視圖。
圖5a是才艮據本發明的一個實施例製作的不對稱模具和最終零食片的側視圖。 圖5b是圖5a的一部分的側視圖，進一步描述彎曲的角度和半徑。 圖5c是圖5a的一部分的側視圖，進一步描述第一彎曲半徑和第二彎曲半徑。 圖5d是根據本發明的一個實施例製作的不對稱模具和最終零食片的側視圖。 圖6a是根據本發明的一個實施例製作的對稱模具和最終零食片的側視圖。 圖6b是圖6a的一部分的側視圖，進一步描迷第一彎曲半徑和第二彎曲半徑。具體實施例在一個實施例中，本發明提供一種用於製作零食片的方法，以使當該零食片在以它 的質心靜止時，該零食片的邊緣在與該靜止表面平行的一個平面內。本發明通過使用具 有至少兩個弧長的^^莫具實現這個方法，每個弧長具有一個彎曲半徑。圖5a是根據本發明的一個實施例描述不對稱模具和最終的零食片形狀的側視圖。 可以基於所需要的最終的零食片形狀尺寸設計模具。為適當地設計該模具，該片的質心 必須已知。該質心指該零食片的質量中心並根據該零食片的形狀、尺寸和密度而定。例 如，整個形狀均勻密集的三角形的質心是它的三個中線的交叉點。中線是連接每個頂點 和該對面側邊的中點的線。更複雜形狀的質心可以通過例如由加拿大San Rafael的 Autodesk購買的AutoCad⑧電腦程式計算。基於質心的位置，可以計算該最小距離W。 在此使用的最小距離W定義為垂直於所需要的曲率軸的從質心到片的兩個邊緣的其中一 個的最短距離。圖5b是根據本發明的一個實施例描述使用變量計算彎曲半徑R的側視圖。如所示， 圖5b包括已知所需要的片高度H、總的片長度Y和最小距離W的值。利用這些已知的值， 可以使用例如牛頓迭代法計算角度6r (弧長)。從該計算的角度e,，可以確定第一彎曲 半徑R。該模具的彎曲半徑如下計算首先，弧長S通過以下的方程式1計算。formula see original document page 7接下去，6r可以通過牛頓迭代法和幾何學方程式計算。例如，從圖5b中，已知formula see original document page 7
出於最初的猜測，我們可以假設 k = H/S [4] x(O) = 2 * k [5]隨後，使用牛頓迭代法，可以計算出直到實現所需要的收斂的x值。因此， x(n+l) = x(n)-cos (x(n) + k (x (n) - 1) / (-sin(x(n) + k) [6-A〗 因此，對於第一迭代，x(l) = x(0)-cos (x(O) + "(x(0)-l) / (-sin(x(O) + k) [6-B] 一旦實現對於x的所需要的收斂，可以通過上述方程式3計算6"上述方程式3 指出6^2x。因此，模具的彎曲半徑R可以通過下面的方程式7計算。 R = 2 * S / er [7]上述公式可以輸入到電子製表軟體的運算法則(spreadsheet algorithm)中以簡 化計算。上述發明將參考實施例被描述。下面的實施例是對具有僅僅兩個彎曲半徑的不對稱 模具的發明的說明。應該注意，較大的彎曲半徑將產生更加均勻的模具。 實施例圖5c是圖5a的一部分的側視圖，進一步描述第一彎曲半徑和第二彎曲半徑。使用 所需要的3英寸的片長度Y具有所需要的0.5英寸的片高度和1英寸的最小距離，我們 已知Y = 3英寸W = 1英寸H = 0.5英寸通過上述方程式[l],我們已知S1-Y-W，或第一弧長S1是2英寸。接下來對於最 初的猜測使用牛頓迭代法首先計算角度，之後計算彎曲半徑，方程式[4]顯示k = H/S1 或k- 0.5 /2或k-O. 25。方程式[5]顯示x(0) = 2 * k,或0. 50。對方程式[6]使用牛 頓迭代法，上述結果如下x(l) = (0. 5)-(cos (0.5) + 0.25*0.5 -l) / (-sin(O. 5) + 0.25),其簡化為x(l) = 0. 511257通過相似的方法，可以計算下表x(2) = 0. 511025x(3) = 0. 511025
x(4) = 0. 511025隨後，對6n求解方程式3顯示6,產2 (0. 511025) = 1.022049。接下來，方程式7 可以求解以確定模具的彎曲半徑，其中R = 2*2/1. 022049。因此，該模具的彎曲半徑是 3. 913705。接下來的步驟是對第二彎曲半徑求解。該第二弧長S2是等於最小距離W。因此，我 們已知Y = 3英寸 W = l英寸 H = 0. 5英寸 S2 = 1英寸接下來使用牛頓迭代法對最初猜測首先計算角度，之後計算彎曲半徑，方程式[4] 顯示k = H/S2或k= 0. 5 /1或k=0. 50。方程式[5]顯示x(O) = 2 * k,或1. 0。對方 程式[6]使用牛頓迭代法，上述結果如下x(l) = (1. O)-(cos (1.0) + 0.5*1.0 —1) / (-sin(l.O) + 0.50),其簡化為x(l) = 1. 118026通過相似的方法，可以計算下表x(2) = 1. 109188x(3) = 1. 109144x(4) = 1. 109144隨後，對於^2求解方程式3顯示6,2= 2 (1. 109144) = 2.218288。接下來，方程式 7可以求解以確定^^莫具的彎曲半徑，其中R = 2*1/2. 218288。因此，該第二彎曲半徑R2 是0. 901596。在第一弧長和第二弧長一起出現的連接處可能是突起的。因此，可能需要通過設計 若干弧長使模具變平滑，每個弧長具有彎曲半徑。圖5d是根據本發明的一個實施例制 作的不對稱模具和最終的零食片的側視圖。圖5d描述具有幾個弧長502、 504、 506、 508 、 510、 512的模具，其可以實現逐步過渡(gradual transition)並同時與所需 要的片長度和高度匹配。而且，這樣的實施方式可以有助於消除夾點(pinch point), 該夾點由設置在接近另一個模具半徑的有較大變化模具半徑產生。例如，在一個實施例 中，弧長502的模具彎曲半徑小於相鄰弧長504的模具彎曲半徑。同樣地，弧長504的 彎曲半徑小於弧長506的彎曲半徑。同樣地，弧長512的彎曲半徑可以小於弧長510的 彎曲半徑，弧長510的彎曲半徑可以小於弧長508的彎曲半徑。可以使用具有彎曲半徑 的更多的弧長，模具中會有較少的突然的過渡。在一個實施例中，該模具包括基本相等 的第一端模具彎曲半徑502和第二端模具彎曲半徑512。在本發明的另 一個實施例中，設計該模具以使該零食片的質心基本在該中心部分相 對水平的部分，以使該零食片質心和該片的中心線之間的垂直位移最小。儘管事實上該 片的該中心線和該產品質心是不相同的，這種結構可以減少潛在的累積的高度差。在本 發明的這個實施例中，可以設計對稱的模具以容納具有不對稱形狀的面片。圖6a是根據本發明的一個實施例製作的對稱模具和最終零食片的側視圖。圖6b是 圖6a—部分的側視圖，進一步描述第一彎曲半徑和第二彎曲半徑。對於中心部分的建 議的彎曲由該零食片的全長和接近該零食片中點的質心確定。由本發明的這個實施例體 現的優點是，由於模具模式是對稱的，送入到油炸鍋中的相同送入模式的零食片在油炸 後不需要重新定向180°就可以被有效地嵌套。因此，可以實現改進的嵌套效率。如圖所示，圖6b包括已知的所需要的片高度H、總的片長Y和最小距離W的值。使 用這些已知的值，本領域的技術人員可以計算在迭代過程中的適當的模具彎曲。應該注 意的是，根據不同零食片的形狀和所需要的模具彎曲的數量和位置，與上面顯示的數學 公式相比較可能需要不同的數學公式。在一個實施例中，所需要的2. 5英寸的片長度Y 具有在大約4至大約5英寸之間的中心部分的彎曲半徑。隨著在中心部分模具半徑的增 加，該片高度H可以增加。因此，隨著該中心部分的彎曲半徑的增加，為保證片高度H 的恆定，需要增加外側部分的模具半徑以抵消任意最終片高度H的增加。應該注意，可以才艮據本發明使用各種形狀，並且使用的形狀僅僅由本領域技術人員 的想像所限制。例如，複雜的形狀可以模擬狀態的輪廓，例如Texas狀，或是動物，例 如印度豹，或其它物體。根據本發明的零食片包括若干頂點，並且每個頂點具有基本相等的平面仰角或高 度。例如，參考根據本發明的一個實施例製作的零食片，其具有曲率軸並具有多個頂點。 當該零食片靜止在剛性的水平表面時，每個頂點從該頂點到該靜止表面將具有基本相等 的距離或高度。因此，本發明提供一種用於製作穩定的、可堆疊的零食片結構的方法。在通過參考優選實施例示出了本發明並進行了描述之後，本領域的技術人員會理解 對本發明可進行形式和細節方面的不同變化，而並不背離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種用於製作可堆疊的不對稱零食片的方法，所述方法包括以下步驟a)提供模具，所述模具包括具有第一彎曲半徑的第一弧長；具有第二彎曲半徑的至少一個第二弧長；b)使用所述模具配準具有多個頂點的不對稱的面片，以使每個頂點在步驟c)後靜止在水平表面時具有基本相等的高度；c)烹製所述不對稱的面片以製作模具成型的零食片；和d)堆疊所述模具成型的零食片。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述模具是對稱的。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述模具是不對稱的。
4. 根據權利要求1所迷的方法，其特徵在於，所述面片基本是三角形的。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述模具包括第一端和第二端，其中 所述第一端和所述第二端的每一個包括基本相等的彎曲半徑。
6. —種用於成型油炸鍋的模具，所述模具包括 具有第一彎曲半徑的第一部分；具有第二彎曲半徑的至少一個第二部分，所述第二部分與所迷第一部分構成整體； 其中所述第二彎曲半徑小於所述第一彎曲半徑。
7. 根據權利要求6所述的模具，其特徵在於，包括有兩個第二部分，所述兩個第二 部分包括端部分並且其中所述第一部分包括設置在所述兩個端部分之間的中心部分。
8. 根據權利要求6所述的模具，其特徵在於，所述模具是對稱的。
9. 根據權利要求6所述的模具，其特徵在於，所迷模具是不對稱的。
10. —種具有曲率軸的不對稱的可堆疊的零食片，其包括質心，以使當所述零食片在水平表面上以所述質心靜止時，所述水平表面定義第一 平面；和多個頂點，所述頂點定義第二平面，其中所述第二平面與所述第一平面基本平行。
全文摘要
本發明涉及一種用於製作可以被有效地嵌套或堆疊的不對稱的零食片的方法。隨著預製品被烹製成零食片，麵團預製品與模具緊密配合。該預製品呈現該模具的形狀。這樣設計該模具以使當該最終的零食片靜止在水平表面上時具有相等高度的頂點和基點。這通過製作該模具以使該零食片的質心設置在一個與由該零食片的頂點形成的平面平行的平面內實現。該零食片隨後可以被有效地嵌套或堆疊。
文檔編號A21D6/00GK101160056SQ200580047842
公開日2008年4月9日 申請日期2005年11月29日 優先權日2005年2月7日
發明者凱文·馬修·瑞克, 弗蘭克·馬修·布萊克斯, 愛德華·安東尼·貝扎克, 達仁·詹姆士·貝勒 申請人:福瑞託-雷北美有限公司