устройство для введения жидкости в пищевые продукты

Формула изобретения

1. Инъектор для инъецирования жидкости в пищевые продукты, содержащий:

- раму,

- бесконечную ленту,

- загрузочную зону, в которой пищевые продукты, подлежащие обработке, помещаются на бесконечную ленту,

- одну или более игл для введения в указанные пищевые продукты,

- держатель иглы или игл, несущий указанные одну или более игл,

- смесительные средства, обеспечивающие смешивание веществ для получения указанной жидкости,

- питающие средства для подачи жидкости к указанной игле,

- средства перемещения держателя иглы или игл, причем иглы инъецируют жидкость в пищевые продукты, находясь в контакте с ними,

- разгрузочную зону, в которой пищевые продукты после их обработки сгружаются с бесконечной ленты,

- приводные средства, приводящие в движение бесконечную ленту для переноса пищевых продуктов от загрузочной зоны к разгрузочной зоне,

- средства для очистки жидкости, и

- средства управления, обеспечивающие управление смесительными средствами при смешивании веществ для получения указанной жидкости на основе заранее составленных рецептур, выбираемых средствами управления в соответствии с входной информацией от оператора,

отличающийся тем, что движение бесконечной ленты согласовано с помощью средств управления с функционированием инъецирующих средств.

2. Инъектор по п.1, отличающийся тем, что приводные средства являются двухступенчатыми приводными средствами, находящимися под управлением указанных средств управления.

3. Инъектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанные иглы образуют комплект игл, перекрывающий по ширине бесконечную ленту.

4. Инъектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что в иглах выполнен продольный канал для введения жидкости в пищевые продукты.

5. Инъектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что в иглах выполнены поперечные каналы для введения жидкости в пищевые продукты.

6. Инъектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что смесительные средства находятся под управлением средств управления.

7. Инъектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что средства управления находятся в составе сети и дистанционно связаны с оператором.

8. Инъектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что прерывистое движение бесконечной ленты является шаговым перемещением с изменяющимся шагом.

9. Аппарат для очистки жидкости, содержащий:

- бак,

- вращающийся цилиндрический компонент с множеством сквозных отверстий, распределенных по его поверхности,

- скребковый механизм, расположенный с обеих сторон указанного цилиндрического компонента вблизи его центральной линии,

- входное отделение, расположенное на одной стороне цилиндрического компонента, причем жидкость направляется от инъектора в указанный очиститель,

- собирающее отделение, расположенное на другой стороне цилиндрического компонента, причем тяжелые загрязнения отделяются от жидкости, когда они опускаются на дно собирающего отделения,

- перепускные средства для возврата очищенной жидкости из собирающего отделения во входное отделение,

- переливные средства, посредством которых легкие загрязнения, плавающие на поверхности жидкости, выводятся из системы, и

- выходное отделение на одном конце бака,

при этом очищенная жидкость возвращается в инъектор.

10. Способ инъецирования жидкости в пищевые продукты, включающий следующие операции:

- погрузку в загрузочной зоне пищевых продуктов на бесконечную ленту,

- доставку пищевых продуктов посредством бесконечной ленты к средствам инъецирования, содержащим одну или более игл в держателе иглы или игл для введения в пищевые продукты,

- остановку бесконечной ленты,

- смешивание веществ с целью получения жидкости для инъецирования в пищевые продукты,

- снабжение иглы жидкостью,

- очистку жидкости,

- перемещение держателя иглы или игл, причем иглы инъецируют жидкость в пищевые продукты, находясь в контакте с ними,

- управление с помощью средств управления смесительными средствами для получения указанной жидкости на основе заранее составленных рецептур, выбираемых средствами управления в соответствии с входной информацией от оператора,

отличающийся тем, что доставку пищевых продуктов согласовывают с помощью средств управления с перемещением держателя иглы или игл.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что средства инъецирования перемещают, когда они находятся в контакте с пищевыми продуктами.

12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что доставку пищевых продуктов осуществляют под компьютерным управлением в соответствии с заранее разработанными рецептурами.

13. Способ по п.10, отличающийся тем, что операция очистки жидкости включает следующие шаги:

- прием жидкости, направляемой из инъектора во входное отделение, расположенное на одной стороне цилиндрического компонента очищающих средств,

- пропускание жидкости через цилиндрический компонент очищающих средств, снабженный множеством сквозных отверстий, распределенных по его поверхности,

- направление жидкости в собирающее отделение, расположенное на другой стороне цилиндрического компонента, причем тяжелые загрязнения отделяются от жидкости, когда они опускаются на дно собирающего отделения,

- использование скребкового механизма, расположенного с обеих сторон указанного цилиндрического компонента вблизи его центральной линии, для механического отделения загрязнений от цилиндрического компонента,

- направление очищенной жидкости из собирающего отделения к выходному отделению,

- выведение из системы, с помощью переливных средств, легких загрязнений, плавающих на поверхности жидкости, и

- возвращение очищенной жидкости в инъектор из выходного отделения.

14. Система для обработки пищевых продуктов, содержащая:

- средства для предварительных действий с пищевыми продуктами,

- транспортирующие средства,

- загрузочную зону,

- компьютер для управления процессом,

- средства для хранения веществ,

- смесительные средства для смешивания указанных веществ с получением вещества с заданными характеристиками,

- инъектор для инъецирования вещества с заданными характеристиками в пищевые продукты,

- средства для очистки вещества с заданными характеристиками,

- разгрузочную зону и

- средства для заключительной обработки пищевых продуктов, отличающаяся тем, что функционирование транспортирующих средств согласовано с помощью средств управления с движением инъектора для инъецирования вещества с заданными характеристиками в пищевые продукты.

15. Система по п.14, отличающаяся тем, что дополнительно содержит измельчающие средства для измельчения пищевых продуктов.

16. Система по п.14, отличающаяся тем, что одно из указанных веществ представляет собой измельченные пищевые продукты.

17. Система по любому из пп.14-16, отличающаяся тем, что компьютер, управляющий процессом, контролирует плотность инъецирования на основе полученных им результатов входного и выходного взвешиваний.

18. Система по любому из пп.14-16, отличающаяся тем, что компьютер для управления процессом контролирует время, в течение которого иглы находятся в контакте с пищевыми продуктами, на основе полученных им результатов входного и выходного взвешиваний.

19. Система по любому из пп.14-16, отличающаяся тем, что компьютер для управления процессом контролирует давление инъецирования на основе полученных им результатов входного и выходного взвешиваний.

20. Система по любому из пп.14-16, отличающаяся тем, что пищевые продукты транспортируются на поддонах в течение всего процесса их обработки.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Изобретение относится к устройству для введения жидкости (к инъектору) для использования в пищевой промышленности с целью введения (инъецирования) жидкости в пищевые продукты

Уровень техники

В ЕР 0297592 В1 описано устройство для инъецирования рассола, маринада или другой жидкости в пищевой продукт с помощью группы полых игл, которые вводят в различные части данного продукта. В зависимости от оценки способности к поглощению рассматриваемой жидкости различными частями продукта через указанную группу игл вводятся различные количества жидкости с тем, чтобы получить, по существу, равномерное распределение рассола или иной жидкости в продукте. Жидкость под давлением может подаваться к каждой группе игл от общего источника через клапан для жидкости; это позволяет управлять количествами жидкости, инъецируемыми в различные части пищевого продукта, управляя давлением жидкости, подаваемой к конкретной группе игл, путем настройки указанного клапана. Такая настройка может контролироваться электронным управляющим устройством, содержащим микропроцессор.

В ЕР 1402783 В1 описан инъектор, содержащий множество отводимых игл для инъецирования кусков мяса, и инъекционная игла для этого инъектора. В инъекторе имеется также головка с камерой подачи жидкости, причем инъекционные иглы выступают из данной камеры. У каждой из этих игл имеются острие, внутренний канал, сообщающийся с инъекционным отверстием, расположенным у острия, и дистальный конец, противоположный острию, который снабжен ограничителем. Дистальный конец расположен напротив эластичного удерживающего средства, которое может быть использовано для отведения иглы, если она войдет в контакт с костью, имеющейся в куске мяса, подлежащем инъецированию Камера подачи содержит множество параллельных взаимосвязанных удлиненных проходов, через которые со скольжением могут направляться определенные части игл. Диаметр данных проходов больше диаметра указанных частей игл и диаметра расположенных на входе и выходе каждого прохода средств герметизации и направления/центрирования частей игл. У каждой иглы имеется также отверстие, которое сообщается с указанным проходом, причем это отверстие расположено в указанной части иглы на некотором расстоянии от ограничителя, примерно равном длине прохода.

Раскрытие изобретения

Известным способам инъецирования жидкости в пищевые продукты, а также обработке таких продуктов до и после инъецирования свойственны три главные проблемы. Во-первых, все способы, известные из уровня техники, испытывают трудность, состоящую в слишком грубом механическом и/или ручном воздействии на обрабатываемые продукты. Во-вторых, все известные способы страдают от плохого удерживания жидкости внутри пищевого продукта после его обработки, поскольку продукты укладывают друг на друга, а это приводит к тому, что жидкость выдавливается из нижних слоев продукта. В-третьих, для всех известных способов характерно недостаточно высокое качество конечных продуктов вследствие загрязнений, инъецируемых в продукт. Настоящее изобретение минимизирует эти проблемы созданием инъектора для инъецирования жидкости в пищевые продукты, в котором жидкость перед ее инъецированием очищается посредством аппарата для очистки.

Устройство для инъецирования жидкости в пищевые продукты (инъектор) управляется посредством компьютера, что повышает точность обработки пищевых продуктов, когда конвейер, бесконечная лента которого проходит через зону инъецирования, совершает прерывистое движение. При этом движение данной ленты согласовывается посредством компьютера с функционированием инъецирующих средств. Аппарат для очистки жидкости имеет уникальную конструкцию, использующую вращающийся перфорированный цилиндрический барабан, отверстия которого предотвращают попадание внутрь игл чешуи, сгустков крови, паразитов и т.д., приводящее к забиванию игл инъектора. Изобретение обеспечивает также создание системы, использующей поддоны, на которых пищевые продукты транспортируются через все операции обработки. Тем самым сокращаются затраты ручного труда, а конечный продукт приобретает большую ценность и более привлекательный вид. Кроме того, изобретение обеспечивает возможность инъецирования жидкости в продукт любой желаемой плотности без каких-либо механических регулировок. Смесительные средства, вышеупомянутые средства для очистки и инъектор для инъецирования жидкости в пищевые продукты управляются и координируются посредством управляющего компьютера для обеспечения оптимальной управляемости и для эффективной и щадящей обработки пищевых продуктов, что повышает их ценность.

В своем первом аспекте изобретение обеспечивает создание устройства для инъецирования жидкости в пищевые продукты (инъектора). Инъектор содержит: раму, бесконечную ленту, приводные средства, приводящие в движение бесконечную ленту для переноса пищевых продуктов, по существу, в горизонтальном направлении, загрузочную зону, в которой пищевые продукты, подлежащие обработке, помещаются на бесконечную ленту, одну или более игл для введения в указанные пищевые продукты и держатель иглы или игл, несущий указанные одну или более игл. Инъектор содержит также смесительные средства, обеспечивающие смешивание веществ для получения указанной жидкости, питающие средства для подачи жидкости к указанной игле и средства для подведения держателя иглы или игл к пищевым продуктам, причем иглы инъецируют жидкость в пищевые продукты, находясь в контакте с ними. Кроме того, инъектор содержит разгрузочную зону, в которой пищевые продукты после их обработки сгружаются с бесконечной ленты, средства для очистки жидкости и средства управления, обеспечивающие управление смесительными средствами при смешивании веществ для получения указанной жидкости на основе заранее составленных рецептур, выбираемых средствами управления в соответствии с входной информацией от оператора.

В своем втором аспекте изобретение обеспечивает создание аппарата для очистки жидкости. Аппарат по изобретению содержит: бак, вращающийся цилиндрический компонент с множеством сквозных отверстий, распределенных по его поверхности, и скребковый механизм, расположенный с обеих сторон указанного цилиндрического компонента вблизи его центральной линии. У данного аппарата имеются входное отделение, расположенное на одной стороне цилиндрического компонента (причем жидкость направляется от инъектора в указанный очиститель), и собирающее отделение, расположенное на другой стороне цилиндрического компонента, в котором тяжелые загрязнения отделяются от жидкости, когда они опускаются на дно собирающего отделения. Имеются также перепускные средства для возврата очищенной жидкости из собирающего отделения во входное отделение и переливные средства, посредством которых легкие загрязнения, плавающие на поверхности жидкости, выводятся из системы. Кроме того, в аппарате имеется выходное отделение, расположенное на одном конце бака, из которого очищенная жидкость возвращается в инъектор.

В своем третьем аспекте изобретение обеспечивает создание инъектора типа описанного выше, но дополнительно содержащего аппарат для очистки жидкости согласно изобретению. В этом аспекте управление аппаратом для очистки жидкости осуществляется теми же средствами управления, что и инъектором. Эти средства управления, например, в виде персонального компьютера управляют смешиванием как жидкости, подлежащей инъецированию в пищевые продукты, так и жидкостью для опционной заключительной обработки пищевых продуктов после их инъецирования. Смешивание жидкостей для инъецирования и для заключительной обработки определяется заранее составленными рецептурами, которые являются специфичными для продуктов различных типов. Рецептуры могут быть запрограммированы заранее для сохранения в компьютерной системе управления с возможностью вызова в любой момент.

В своем четвертом аспекте изобретение обеспечивает создание способа инъецирования жидкости в пищевые продукты, включающего следующие операции:

- погрузку в загрузочной зоне пищевых продуктов на бесконечную ленту,

- доставку пищевых продуктов посредством бесконечной ленты к средствам инъецирования, содержащим одну или более игл в держателе иглы или игл для введения в пищевые продукты,

- остановку бесконечной ленты,

- смешивание веществ с целью получения жидкости для инъецирования в пищевые продукты,

- снабжение иглы жидкостью,

- очистку жидкости,

- перемещение держателя иглы или игл, причем иглы инъецируют жидкость в пищевые продукты, находясь в контакте с ними, и

- управление с помощью средств управления смесительными средствами для получения указанной жидкости на основе заранее составленных рецептур, выбираемых средствами управления в соответствии с входной информацией от оператора.

В своем пятом аспекте изобретение обеспечивает создание системы для обработки пищевых продуктов, содержащей:

- средства для предварительных действий с пищевыми продуктами,

- транспортирующие средства,

- загрузочную зону,

- компьютер для управления процессом,

- средства для хранения веществ,

- смесительные средства для смешивания указанных веществ с получением вещества с заданными характеристиками,

- инъектор для инъецирования вещества с заданными характеристиками в пищевые продукты,

- средства для очистки вещества с заданными характеристиками,

- разгрузочную зону и

- средства для заключительной обработки пищевых продуктов.

Все описываемые далее варианты относятся к инъектору, способу и системе в соответствии с изобретением.

В одном из вариантов инъектор для инъецирования жидкости в пищевые продукты содержит: раму, бесконечную ленту и загрузочную зону, в которой пищевые продукты, подлежащие обработке, помещаются на бесконечную ленту. Инъектор содержит также одну или более игл для введения в указанные пищевые продукты, держатель иглы или игл, несущий указанные одну или более игл, и смесительные средства, обеспечивающие смешивание веществ для получения указанной жидкости. Кроме того, инъектор содержит питающие средства для подачи жидкости к указанной игле и средства для подведения держателя иглы или игл к пищевым продуктам, причем иглы инъецируют жидкость в пищевые продукты, находясь в контакте с ними. Предусмотрена также разгрузочная зона, в которой пищевые продукты после их обработки сгружаются с бесконечной ленты, так что пищевые продукты переносятся от загрузочной зоны к разгрузочной зоне. Инъектор снабжен также средствами для очистки жидкости и средствами управления, обеспечивающими управление смесительными средствами при смешивании различных веществ для получения инъецируемой жидкости. Смешивание производится на основе заранее составленных рецептур, выбираемых средствами управления в соответствии с входной информацией от оператора. В одном из вариантов прерывистое движение бесконечной ленты является шаговым перемещением с изменяющимся шагом, так что данная лента перемещает пищевые продукты на определенное расстояние, после чего останавливается. В тот период, когда лента не движется, иглы движутся вниз для инъецирования жидкости в пищевой продукт, а затем отводятся вверх до того, как лента снова переместится на определенное расстояние. Бесконечная лента приводится в движение приводными средствами, которые могут являться двухступенчатыми приводными средствами, находящимися под управлением средств управления.

Согласно одному из вариантов иглы образуют комплект игл, перекрывающий по ширине бесконечную ленту. Эти иглы могут являться четырьмя заостренными иглами, собранными в блок с горизонтальным сечением в форме квадрата, причем концы игл расположены в четырех углах этого квадрата. Средства перемещения держателя иглы или игл могут обеспечивать его перемещение, по существу, в вертикальном или горизонтальном направлении. При этом управление средствами перемещения держателя иглы или игл может осуществляться средствами управления.

Средства управления согласно изобретению управляют глубиной введения игл в пищевые продукты и периодом времени, в течение которого иглы находятся в контакте с пищевыми продуктами. Кроме того, средства управления синхронизируют работу держателя иглы или игл и приводных средств. Смесительные средства также находятся под управлением средств управления в процессе получения жидкости смешиванием жидкости из соответствующих веществ в соответствии с заранее составленными рецептурами.

В одном из вариантов в иглах выполнен продольный канал или множество поперечных каналов для введения жидкости в пищевые продукты.

Средствами управления согласно изобретению является компьютер, обеспечивающий управление процессом от начала до конца. Питающие средства представляют собой насос, контролируемый средствами управления, которые регулируют давление жидкости, поступающей внутрь игл. Это давление может составлять 30-200 кПа, например 50-170 кПа, 70-150 кПа или 100-130 кПа с погрешностью 1 кПа.

Согласно изобретению коммуникация между средствами управления и оператором обеспечивается через человеко-машинный интерфейс. Этот интерфейс может быть интерфейсом кнопочного типа, каждая кнопка которого соответствует конечному продукту на основе одной из заранее составленных рецептур. В конкретном варианте человеко-машинный интерфейс является компьютерным интерфейсом с запросом команд, причем каждый предусмотренный запрос команды соответствует конкретному конечному продукту, основанному на одной из заранее составленных рецептур. В другом варианте данный интерфейс является графическим компьютерным интерфейсом, в котором каждый обеспечиваемый указанным интерфейсом выбор соответствует конкретному конечному продукту, основанному на одной из заранее составленных рецептур. Человеко-машинный интерфейс может быть и сенсорным интерфейсом. При этом средства управления могут находиться в составе сети и быть дистанционно связанными с оператором.

Согласно варианту изобретения приводные средства представляют собой первый пневмоцилиндр и храповой механизм, причем в конкретном варианте средства управления обеспечивают управление приводным перемещением первого пневмоцилиндра.

В другом варианте средства перемещения держателя иглы или игл представляют собой второй и третий пневмоцилиндры, управление вертикальным перемещением которых может производиться средствами управления.

В одном из вариантов пищевые продукты, подлежащие обработке, могут загружаться на бесконечную ленту и/или сгружаться с нее вручную или автоматически.

Согласно одному из вариантов обработка пищевых продуктов может включать удаление из них измельченного мяса. При этом измельченное мясо может дополнительно измельчаться таким образом, что его можно будет смешать с жидкостью при добавлении других веществ (или без такого добавления) и инъецировать в мясо, используя инъектор по изобретению.

В одном варианте изобретения управление смесительными средствами обеспечивается средствами управления. Смесительные средства согласно изобретению осуществляют смешивание сухих веществ, а также жидкости, используемых при заключительной обработке в соответствии с заранее разработанной рецептурой.

Согласно изобретению операция очистки жидкости включает прием жидкости, направляемой из инъектора, во входное отделение, расположенное на одной стороне цилиндрического компонента (барабана) очищающих средств. Затем жидкость подается из входного отделения в собирающее отделение, расположенное на другой стороне цилиндрического компонента в составе очищающих средств. Цилиндрический компонент снабжен множеством сквозных отверстий, распределенных по его поверхности, наличие которых обеспечивает формирование потока жидкости из входного отделения в собирающее. Тяжелые загрязнения отделяются от жидкости, когда они опускаются на дно собирающего отделения. Использование скребкового механизма, расположенного с обеих сторон указанного цилиндрического компонента вблизи его центральной линии, обеспечивает механическое отделение загрязнений от цилиндрического компонента. После этого очищенную жидкость направляют из собирающего отделения к выходному отделению, причем легкие загрязнения, плавающие на поверхности жидкости, выводят из системы с помощью переливных средств. Затем очищенную жидкость из выходного отделения возвращают в инъектор. В одном из конкретных вариантов очищенную жидкость возвращают во входное отделение по перепускному каналу.

В процессе функционирования очистительных средств барабан приводят во вращение, что заставляет находящуюся в баке загрязненную жидкость протекать из входного отделения через барабан в собирающее отделение. При этом жидкость в баке будет проходить сквозь отверстия в барабане, тогда как загрязнения будут оставаться в баке. Загрязнения, которые удерживаются на барабане, будут счищаться с него, как это описано выше. В одном из вариантов, чтобы облегчить удаление загрязнений с барабана, над ним в собирающем отделении может быть установлено распыляющее сопло. Наличие в барабане отверстий создает преимущество по сравнению с известными очищающими средствами, в которых применялись продольные отверстия, через которые могли проникать (в том числе под действием скребка или скребков) такие загрязнения, как чешуя, паразиты (нематоды и др.), сгустки крови, кусочки печени, жир и волокна. Это приводило к быстрому забиванию игл известных устройств и к нежелательному окрашиванию конечного продукта, поскольку такие загрязнения, как сгустки крови, кусочки печени и паразиты смешивались с жидкостью и инъецировались в продукт. Аппарат для очистки согласно изобретению способен также работать при наличии измельченного мяса, которое требуется инъецировать в продукты посредством инъектора согласно изобретению.

Размер отверстий в одном из вариантов вращающегося барабана в аппарате по изобретению составляет 0,25-10 мм, например 0,65-5,0 мм, или 0,65-2,0 мм, или 0,7-4,0 мм. Эти отверстия могут иметь любую форму, в том числе (но не только) круглую, треугольную, прямоугольную, восьмиугольную или шестиугольную. Отверстия в барабане занимают 15-40% площади его поверхности, например 20-30% или 23-25%.

Согласно изобретению возможна также опционная заключительная обработка. В этом случае средства для заключительной обработки могут находиться на любой стороне разгрузочной зоны, причем заключительную обработку проводят в чанах. Заполнение чанов для заключительной обработки может производиться с помощью смесительных средств. Пищевые продукты, подлежащие такой обработке, могут быть вручную сгружены с бесконечной ленты и помещены в чан для заключительной обработки. Альтернативно, пищевые продукты, прошедшие основную обработку, могут быть автоматически сгружены с бесконечной ленты и помещены в чан для заключительной обработки.

Вариант предварительных действий включает размещение пищевых продуктов на конвейере в загрузочной зоне или в зоне предварительных действий, расположенной перед загрузочной зоной. При этом для осуществления предварительных действий и заключительной обработки могут предусматриваться соответствующие зоны и/или динамические весы, например, установленные перед загрузочной зоной. В конкретном примере предварительные действия могут включать размещение пищевых продуктов на поддоны с последующей разгрузкой этих продуктов вручную или автоматически. В качестве смесительных средств для заключительной обработки может использоваться насос для смешивания жидких веществ или одни или более весов и смеситель для смешивания сухих веществ. Если одно из веществ, подлежащих инъецированию, соответствует измельченным пищевым продуктам, могут иметься также измельчающие средства для измельчения этих продуктов. В одном из вариантов компьютер, управляющий процессом, получает результат входного взвешивания от динамических весов, расположенных перед загрузочной зоной, и результат выходного взвешивания от динамических весов, расположенных за разгрузочной зоной, для управления процессом инъецирования жидкости в пищевые продукты. По результатам входного и выходного взвешиваний данный компьютер может также контролировать плотность и давление инъецирования, а также время, в течение которого иглы находятся в контакте с пищевыми продуктами.

Согласно одному из вариантов перед проведением инъецирования и заключительной обработки с пищевыми продуктами производятся необходимые предварительные действия, после чего их помещают на поддоны. В этом случае оператор помещает пищевой продукт на поддон и посылает поддон к загрузочной зоне. Загрузочная зона может содержать весы, на которых поддон взвешивают до инъецирования жидкости в пищевой продукт. Затем поддон устанавливается бесконечной лентой под держателем игл и в пищевые продукты инъецируется жидкость по мере шагового транспортирования поддона с изменяющимся шагом, согласованным с режимом инъецирования, в направлении разгрузочной зоны. Эта зона может содержать весы, на которых поддон взвешивают после инъецирования жидкости в пищевой продукт с передачей соответствующей информации о выполненной обработке средствам управления.

Несколько вариантов заключительной обработки может быть реализовано непосредственно в поддонах. Тем самым можно сократить объем ручного труда и количество действий с продуктами. Один из вариантов такой заключительной обработки состоит в помещении поддонов в чаны с жидкостью. Например, выдерживание продукта в жидкости в течение некоторого времени может производиться с целью маринования верхнего слоя продукта. При этом поддоны устанавливаются в чане друг на друга без оказания давления на пищевые продукты в нижележащем поддоне, что позволяет жидкости свободно обтекать продукты на поддоне. Система поддонов устраняет давление со стороны продуктов, имеющее место при их укладывании в чане друг на друга и приводящее к выдавливанию жидкости и других веществ из нижележащего продукта. Другим видом заключительной обработки является сухое маринование пищевых продуктов. В этом случае продукты на поддонах покрывают соответствующей смесью сухих веществ, таких как соль и специи, а поддоны устанавливают друг на друга и выдерживают заданное время, причем без какого-либо давления на нижележащие продукты со стороны находящихся над ними продуктов, что могло бы привести к неравномерному маринованию пищевых продуктов.

Поддоны, используемые при осуществлении изобретения, могут быть перфорированными, что облегчает их установку в чаны с жидкостью и извлечение из них. При этом при извлечении поддонов жидкость остается в чане. Поддоны облегчают также заключительную обработку и взвешивание пищевых продуктов в том отношении, что рабочий, помещающий их на поддоны, может обеспечить отсутствие взаимных наложений пищевых продуктов на всех последующих операциях обработки. Тем самым существенно уменьшается механическое воздействие на продукт, который находится на поддоне (после того, как был помещен на него) вплоть до операции упаковки готового продукта. Кроме того, инъектор может быть настроен таким образом, что поддон активирует весы, только если был правильно установлен на них. Тем самым решается проблема погрешностей динамического взвешивания в поточных линиях, когда часть пищевых продуктов свисает с бесконечной ленты конвейера или когда два или более продуктов накладываются друг на друга, что приводит к неправильному отсчету веса.

В соответствии со способом по изобретению движение инъецирующих средств, когда они находятся в контакте с пищевыми продуктами, и шаговое с изменяющимся шагом, перемещение пищевых продуктов происходит под управлением компьютера в соответствии с ранее разработанными рецептурами.

В одном из вариантов пищевые продукты могут представлять собой, например, рыбное филе, куски красного мяса или куски куриного мяса.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 на виде сверху показан инъектор.

На фиг.2 на виде сверху показан аппарат для очистки жидкости

На фиг.3 инъектор показан на виде сбоку.

На фиг.4 инъектор показан с противоположной стороны.

На фиг.5 инъектор показан на виде сзади, т.е. со стороны разгрузочного устройства.

На фиг.6 показаны образцы игл, пригодные для использования в инъекторе.

На фиг.7 инъектор показан в состоянии чистки.

На фиг.8 на виде сверху показан инъектор с пищевыми продуктами на поддонах.

На фиг.9 инъектор с пищевыми продуктами на поддонах показан на виде сбоку.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение охватывает инъектор и систему для обработки пищевых продуктов. Описываемые далее варианты изобретения могут быть реализованы во многих различных модификациях. Подобные модификации не должны рассматриваться как выходящие за пределы изобретения: все такие модификации, которые были бы очевидны для специалиста в данной области, находятся в объеме изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения. Далее изобретение будет описано более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 на виде сверху показана линия для обработки пищевых продуктов. Для большей наглядности рассматриваемый вариант и сценарий его использования относятся к промышленной обработке рыбы. В качестве принимающих средств 1 могут быть использованы транспортирующие средства, посредством которых доставляется рыба, подлежащая обработке. Рыба может подаваться после любой приемлемой стадии предварительной обработки, т.е. как цельная рыба, в виде филе и т.д. Вместо использования принимающего конвейера подача может осуществляться просто из чана. Описываемый инъектор содержит одну установленную на раме 9 бесконечную ленту конвейера 2 для транспортирования рыбы в процессе обработки в направлении, обозначенном стрелкой 3. Однако для этой цели можно использовать и более одного конвейерного средства. Далее тот конец конвейера, у которого расположены принимающие средства 1, будет именоваться "загрузочной зоной" 4, зона, в которой происходит обработка рыбы, - "зоной обработки", а конец конвейера, у которого рыба разгружается, - "разгрузочной зоной" 6. Средства 11 для укладки рыбы, подлежащей обработке, находятся в загрузочной зоне 4. Этими средствами, например, могут являться один или более роботов, механизмы, специально разработанные для этой цели, или просто ручной труд. Задача состоит в том, чтобы расположить рыбу на ленте конвейера 2 однородным образом и тем самым обеспечить максимальную производительность и постоянное качество обработки каждого из обрабатываемых пищевых продуктов.

Имеются также приводные средства 10 для конвейера. Эти средства управляются компьютером 28 и обеспечивают регулируемое шаговое перемещение ленты конвейера. В данном варианте этими средствами являются пневмоцилиндр с регулируемым ходом и храповой механизм, но возможны и другие варианты, которые могут быть легко реализованы специалистом в соответствующей области. Рыба движется по конвейеру 2 в направлении, отмеченном стрелкой 3, к зоне обработки. Из соображений безопасности и обеспечения надлежащих рабочих условий зона обработки может быть оборудована противобрызговым и защитным экраном 7. Однако для осуществления изобретения такой экран не является необходимым.

В зоне обработки имеются средства 8 для обработки рыбы, которые будут теперь описаны подробно Эти средства включают держатель (кассету) с одной или более иглами, которые образуют комплект игл, перекрывающий бесконечную ленту по ее ширине. В данном варианте используется кассета с квадратным сечением и с четырьмя заостренными иглами, каждая из которых установлена по углам квадрата. В результате образуется квадратная в горизонтальной проекции конфигурация игл. При этом могут применяться различные типы и конструкции игл, в том числе показанные на фиг.6. Средства для перемещения кассеты с иглами, по существу, в вертикальном направлении находятся под управлением компьютера. При этом глубина проникновения игл в мясо рыбы контролируется средствами управления. Эти средства контролируют также период времени, в течение которого иглы находятся в контакте с рыбными (пищевыми) продуктами. Перемещение кассеты, по существу, в вертикальном направлении осуществляется посредством пары пневмоцилиндров 29. Разумеется, возможны (и могут быть легко реализованы специалистом) и иные варианты осуществления данного перемещения.

Компьютеризованные средства управления синхронизируют движение держателя иглы или игл и движение приводных средств для конвейера таким образом, что приводные средства являются неподвижными, когда иглы находятся в контакте с пищевым продуктом.

Посредством управления насосами 22 подачи соответствующих веществ и клапанной системой 23 обеспечивается также компьютерное управление различными веществами с целью получения жидкости, подлежащей инъецированию в мясо рыбы. Конкретный процесс получения жидкости определяется желаемым конечным продуктом. Этот желаемый конечный продукт выбирается оператором из списка возможных продуктов, который предлагает ему компьютерная система через графический пользовательский интерфейс, простым постукиванием по соответствующей иконке на сенсорном экране. В памяти компьютеризованных средств управления хранится библиотека рецептур, выбор из которой определяется выбором конечного продукта, сделанным оператором. Специалист в соответствующей области может легко реализовать и иной вариант интерфейса. Реализация любого из таких вариантов не должна рассматриваться как выход за пределы изобретения - все такие варианты, которые были бы очевидны для специалиста в данной области, находятся в объеме изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения. Требуемые вещества подаются из одного или более расходных резервуаров (не изображены) в смесительный бак 12 в соответствии с рецептурой, ассоциированной с конечным продуктом, выбранным оператором.

Предусмотрены также питающие средства, подающие жидкость к иглам. Этими средствами является насос 24, находящийся под управлением компьютера и способный регулировать давление жидкости, поступающей внутрь игл, в диапазоне 30-200 кПа с погрешностью 1 кПа. Во время обработки каждой партии продуктов питающие средства работают в непрерывном режиме. Поскольку иглы не находятся в постоянном контакте с мясом рыбы, часть жидкости разбрызгивается над ним через иглы. Избыточная жидкость, не впитавшаяся в мясо рыбы, выводится из инъектора к средствам 25 для очистки жидкости.

Данные средства 25 снабжены баком с вращающимся перфорированным цилиндрическим барабаном 17, скребковым механизмом 18 и фильтром 14. Указанный барабан приводится во вращение средствами вращения, которые могут быть реализованы специалистом в различных вариантах. В одном из вариантов используется пневмодвигатель 19. У бака имеются три отделения: входное отделение 15, собирающее отделение 16 и выходное отделение 13. Скребковый механизм 18 расположен с обеих сторон барабана вблизи его центральной линии. Входное отделение 15 сообщается с инъектором и получает от него жидкость. Барабан поворачивается таким образом, что его поверхность, ближайшая к входному отделению, движется вверх, а поверхность, ближайшая к собирающему отделению, движется вниз. Скребковый механизм 18 расположен во входном и собирающем отделениях в плотном контакте с барабаном.

Загрязнения, такие как чешуя, которые неизбежно попадают во входное отделение вместе с жидкостью, переносятся барабаном в процессе его поворота от входного к собирающему отделению, где скребковый механизм механически отделяет загрязнения от барабана, когда он при своем повороте проходит мимо данного механизма. В собирающем отделении тяжелые загрязнения отделяются от жидкости, когда они опускаются на дно этого отделения. В то же время более легкие загрязнения, такие как рыбья печень, плавающие на поверхности жидкости, выводятся из собирающего отделения через переливные средства 20. Имеется также перепускной канал 5 для возврата очищенной жидкости из собирающего во входное отделение. Тем самым предотвращается переполнение собирающего отделения при неблагоприятных условиях работы, а также обеспечивается многократное прохождение жидкости через очиститель.

Выходное отделение 13 расположено на том конце бака, от которого очищенная жидкость возвращается в инъектор. Выходное отделение, отделенное от барабана фильтром 14, сообщается с всасывающей стороной подающего насоса 24.

После того как жидкость была инъецирована в мясо рыбы согласно рецептуре, отобранной компьютером в соответствии с конечным продуктом, выбранным оператором, рыбу транспортируют в разгрузочную зону. В этой зоне рыбу выгружают из инъектора. Эта операция может выполняться, например, одним или более роботами, механизмами 26, специально разработанными для этой цели, или просто вручную. Затем свежеобработанная рыба может быть подвергнута опционной заключительной обработке. В этом случае по одну или по обе стороны инъектора устанавливают чаны 27 с жидкостью, полученной смешиванием различных веществ. Это смешивание осуществляется автоматически с помощью одного или более насосов 22, работающих под управлением компьютера, и клапанной системы 23 согласно рецептурам, отобранным компьютером в соответствии с конечным продуктом, выбранным оператором. Датчики автоматически отслеживают степень заполнения и содержание чанов, и, по мере необходимости, компьютер инструктирует оператора о том, что нужно сменить чаны.

На фиг.8 и 9 показан конкретный вариант осуществления изобретения, в котором пищевые продукты 30 доставляют к загрузочной зоне на поддонах 31. Загрузочная зона дополнительно содержит весы 32 для взвешивания поддонов перед тем, как в пищевые продукты будет инъецирована жидкость. После этого пищевые продукты проводят на поддоне с помощью бесконечной ленты под кассетой с иглами, которые инъецируют в пищевые продукты жидкость. Затем поддоны транспортируют к разгрузочной зоне, которая также содержит весы для взвешивания поддона после того, как в пищевые продукты была инъецирована жидкость. Использование поддонов для транспортирования на них пищевых продуктов в течение всего процесса их обработки минимизирует ручной труд и позволяет реализовать решения по автоматизации операций укладывания и транспортирования обрабатываемых продуктов. После того как в пищевые продукты будет инъецирована жидкость, поддоны могут быть уложены в стопу таким образом, чтобы к находящимся на поддоне пищевым продуктам не было приложено никакого давления. Эта задача вызывает трудности для обычных способов обработки пищевых продуктов, после которой продукты должны быть уложены друг на друга, что приводит к тому, что из продуктов, находящихся в нижних слоях, выдавливается жидкость. Поддоны можно также укладывать в стопу и внутри чанов с жидкостью, что позволит равномерно пропитать жидкостью все пищевые продукты. На фиг.9 показаны варианты участков инъектора для выполнения дополнительных (необязательных) предварительных операций (участок 33) и для заключительной обработки (участок 34).