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1、(10)申请公布号 CN 102934647 A (43)申请公布日 2013.02.20 CN 102934647 A *CN102934647A* (21)申请号 201210297320.9 (22)申请日 2005.11.29 11/052,431 2005.02.07 US 200580047842.1 2005.11.29 A21D 13/00(2006.01) A21B 3/13(2006.01) (71)申请人 福瑞托雷北美有限公司 地址 美国德克萨斯州 (72)发明人 达仁詹姆士贝勒 爱德华安东尼贝扎克 弗兰克马修布莱克斯 凯文马修瑞克 (74)专利代理机构 广州华进联合专利。
2、商标代理 有限公司 44224 代理人 郑小粤 王婷 (54) 发明名称 用于制作稳定的可堆叠的零食食品结构的方 法 (57) 摘要 本发明涉及一种用于制作可以被有效地嵌套 或堆叠的不对称的零食片的方法。随着预制品被 烹制成零食片, 面团预制品与模具紧密配合。 该预 制品呈现该模具的形状。这样设计该模具以使当 该最终的零食片静止在水平表面上时具有相等高 度的顶点和基点。这通过制作该模具以使该零食 片的质心设置在一个与由该零食片的顶点形成的 平面平行的平面内实现。该零食片随后可以被有 效地嵌套或堆叠。 (30)优先权数据 (62)分案原申请数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书。
3、 7 页 附图 9 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 9 页 1/1 页 2 1. 一种具有曲率轴的不对称的可堆叠的零食片, 其包括 : 质心, 以使当所述零食片在水平表面上以所述质心静止时, 所述水平表面定义第一平 面 ; 和 多个顶点, 所述顶点定义第二平面, 其中所述第二平面与所述第一平面基本平行。 2. 根据权利要求 1 所述的零食片, 其中所述零食片相对于通过所述质心的平衡线是不 对称的, 其中所述平衡线平行于所述零食片的曲率轴并且所述质心位于远离所述零食片的 中心线的位置处。 3. 根据权利要求 1 所述的零食。
4、片, 其中所述零食片基本是三角形的。 权 利 要 求 书 CN 102934647 A 2 1/7 页 3 用于制作稳定的可堆叠的零食食品结构的方法 0001 本申请是以下申请的分案申请 : 母案申请号 : 200580047842.1 ; 母案申请日 : 2005 年 11 月 29 日 ; 母案发明创造名称 : 用于制作稳定的可堆叠的零食食品结构的方法。 0002 发明背景 0003 1技术领域 0004 本发明涉及一种用于制作稳定的可堆叠的零食食品结构的方法, 并且更具体地, 涉及一种用于制作稳定的可堆叠的零食食品结构的方法, 由此当该零食食品以它的质心静 止时, 该可堆叠的零食食品包括。
5、与水平的静止表面基本平行的顶点。 0005 2相关技术描述 0006 可堆叠的玉米粉圆饼片在现有技术中是已知的。例如, 转让给与本发明相同的受 让人的美国专利 6,412,397 公开了一种利用双模成型油炸锅制作可堆叠的玉米粉圆饼片 的方法和设备。 0007 图 1a 是具有连续的顶部和底部传送带的双模成型油炸锅的示意性剖视图。该油 炸锅组件 10 具有油炸锅外壳 12, 其包括用于在其中移动预制品的传送带。顶部传送带 20 设置在该油炸锅外壳 12 的顶部部分并且由两个辊 22, 24 支撑并旋转。底部传送带 30 设置 在该顶部传送带 20 的下面。该底部传送带 30 是连续的环状传送带并。
6、且由两个辊 32, 34 支 撑并旋转。包括油本体 52 的油炸锅油盘 50 位于该油炸锅外壳 12 中, 以使该顶部和底部传 送带 20, 30 相互接近时, 该顶部和底部传送带 20, 30 的至少一部分穿过该油本体 52。 0008 用于烹制的预制品通过起点大约在该输入侧辊32的该底部传送带30朝着该油炸 锅送入。该预制品随后沿着该顶部传送带 20 传送并向该油本体 52 中的一个点送入, 在该 点处, 该底部传送带 30 与该顶部传送带 20 十分接近。通过至少这个点, 该预制品与至少一 个模具表面接触。虽然没有描述, 模具通常至少设置在该顶部传送带 20 的外部表面, 但同 样可以设。
7、置在该底部传送带 30 的外部表面。一旦该预制品在该顶部和底部传送带 20, 30 之间保持, 它们基本相互平行地通过该油本体 52, 它们在油输入点 53 被引入该热烹制油本 体 52。该预制品随后在该油盘 50 中完全浸没地穿过该热油本体 52 直到它们在油输出点 55 从油本体 52 中浮出。一种典型的成型油炸锅可以用大约 240 至 400 F 的油炸温度操 作。 0009 除了双模成型油炸锅外, 可以使用例如在美国专利申请号 10/347,993 中公开的, 转让给与本发明相同的受让人的单模成型油炸锅。图 1B 是具有连续的顶部传送带的单模 成型油炸锅的示意性剖视图。 油炸锅组件10。
8、0在输入区域102接收要被油炸的零食产品 (预 制品) 。在烹制后, 该零食产品在输出区域 104 在输出传送带 140 上离开该油炸锅组件 100。 在该输入区域102和该输出区域104之间是油炸锅外壳112, 其具有用于控制该烹制中的零 食产品上方的油炸锅环境的端口 114。该单模成型油炸锅的顶部传送带 120 在该油炸锅中 纵向设置并设置在油炸锅油盘 150 的上方。预制品随后通过底部输入传送带 130 输送到用 于烹制的油炸锅油盘 150 的油 151 中。具有适当浮力的该预制品随后在该油中上升并将它 们自己抵在该顶部传送带 120 的模具表面上。同样转让给与本发明的相同受让人的美国专。
9、 利申请序列号 10/848,881 公开了可以在单模成型油炸锅中被用于制作玉米粉圆饼片的具 说 明 书 CN 102934647 A 3 2/7 页 4 有适当浮力的基于湿润粉糊的面团。 0010 图 2a 是现有技术的模具型腔 (mold cavity) 传送带组件的立体图。图 2b 是如图 2a 所示的模具型腔传送带组件的示意性剖视图。 0011 如图 2a 所示, 该模具型腔 225 被成型为连续的, 纵向地延伸的凸出形凹陷 (depression) (箭头 246 所示的为传送带组件的运转方向) 。该模具型腔 225 相对于纵向 延伸的轴 244 弯曲, 但是局部地, 其在纵向方向上。
10、是相对直的或不弯曲的。换句话说, 仅仅 纵向弯曲对传送带的可挠性有帮助, 并且这种弯曲在该传送带的长度部分位于该油盘中时 基本不存在。 0012 该模具型腔元件可以由多孔的, 优选用电解法抛光的不锈钢成型。该多孔应该足 够大以允许热油到达该产品以烹制它并用于蒸汽的溢出。该模具型腔元件 225 以并排的方 式固定 227 在一起并可以安装到如图 1b 所示的顶部传送带 120 或安装到如图 1a 所示的顶 部传送带 20 和底部传送带 30 上。当该预制品在单模或双模成型油炸锅中脱水时, 预制品 218 获得该模具型腔 225 的形状。 0013 通过使用成型油炸锅, 例如土豆脆片或玉米粉圆饼片。
11、的零食食品可以被制作成具 有标准的并需要的形状。每个片的油炸会出现例如起皱, 折叠, 成团, 和粘附到烹制表面的 许多问题。 与其它种类的油炸不同, 通过使用上述成型油炸锅, 这些问题中的一些可以被解 决。 0014 图 3a 是现有技术的零食片的立体图。图 3b 是在成型油炸锅中烹制的零食片的俯 视图。图 3c 是如图 3a 和图 3b 所示的零食片的侧视图。参考图 3a-3c, 该零食片 300 具有 垂直于曲率轴的长度 Y。该曲率轴如箭头 348 的方向所示。该零食片 300 具有中心线 310, 其平行于沿着平衡线 325 设置的曲率轴, 该平衡线 325 在远离该中心线 310 处设。
12、置。如图 3c 所示, 静止在水平表面上的该零食片将自然地相对该质心 320 平衡。如果在不对称的形 状的情况下, 该质心 320 位于远离该中心线 310 处。因此, 标记为顶点 A 的该零食片产品边 缘可以获得第一高度H1, 并且标记为基点B的该零食片产品边缘可以获得第二高度H2, 因此 产生一个高度差。然而, 这个高度差是不需要的。 0015 图 4 是在零食产品容器 400 中的如图 3a-c 描述的一堆零食片 218 的剖面剖视图。 当堆叠现有技术的不对称的零食片产生的一个问题是, 该零食片需要以相同方向定向以提 高有效的堆叠。例如, 参考图 2a, 在每个模具上相邻的零食预制品 2。
13、18 相互之间被 180定 向。 因此, 一半的零食预制品在离开该油炸锅时必须被旋转180以减小将当堆叠时在该被 堆叠的零食片 218 之间的间隔 (例如空隙体积) 小并且可以将放置在如图 4 所示的固定体积 的容器中的零食片的数量最大化。 0016 U.S. 专利号 6,338,606 和 6,409,461 公开了用于堆叠玉米粉圆饼片的方法和设 备, 该玉米粉圆饼片以相同方向定向堆叠。应该注意到在图 4 中描述的零食食品容器 400 中的零食片218定向被堆叠以使每个片的顶点A接近上面和下面片的顶点A。 同样地, 每个 片的基点 B 接近上面和下面片的基点 B 以缩小在该零食片 218 之。
14、间的间隔。可能更经济的 是制作不对称的零食片, 其可以在不需要重新定向, 在不减少在该零食食品容器 400 中的 零食片的数量 (例如, 不增加空隙体积) 下被堆叠。因此, 需要一种不需要重新定向步骤来堆 叠不对称的零食片的方法。 0017 如图 4 所示, 由于零食片的厚度, 弯曲零食的外部半径 405 大于内部半径 415。由 说 明 书 CN 102934647 A 4 3/7 页 5 于该内部半径415不匹配该外部半径405, 具有外部半径的上面的片位于具有内部半径415 的下面的片的一段距离之上。这种半径差引起该被堆叠的零食片 218 之间的间隔。如前面 讨论的, 在曲率轴 310 。
15、每个侧面具有不相等质量的片引起顶点 A 的高度比基点 B 的高度高。 因此, 当其他的零食片被堆叠时, 这种间隔的定向可能不是线性的。例如, 虽然该底部零食 片 420 通常与该零食食品容器 400 的底部平行, 但该顶部零食片 440 可以几乎与该零食食 品容器 400 的底部垂直。这种瓦片式效果是在图 3c 中描述的累积的高度差 (H1-H2) 的结 果。在图 4 中描述的该堆叠的零食片的结构是不需要, 因为它导致容器的松弛的填充。该 瓦片式效果通过在产品的运送和操作中可能发生的产品的运动会被潜在地放大。而且, 零 食片的破损可能更容易发生。 因此, 需要存在一种用于制作稳定的, 可堆叠的。
16、零食片结构的 方法。 0018 用于提供可以被堆叠的三角形的零食片的现有技术解决方案在美国外观专利 D452,360S 中显示。不幸地, 就如上面描述的问题一样, 那个外观专利的图 2-4 中显示一个 顶点具有比其它两个顶点高的高度。 0019 这个问题的另一个现有技术的解决方案在美国专利申请 2002/0122852 中显 示。该 852 申请教导具有对称球状成型的弯曲半径 (见 852 申请的图 1)的保护外壳 (containment well) 12。然而, 对于不对称的零食片这种结构没有教导用于制作一种稳定 的、 可堆叠的零食片结构的方法。因此, 需要一种用于制作的零食片的方法, 该。
17、零食片可以 被稳定地堆叠在另一个零食片上。 该方法应该允许油炸的零食片当以它的质心静止时在产 品边缘周围具有基本相等的高度。该方法应该适用于各种不对称的零食片形状。 发明内容 0020 本发明提供一种用于制作可堆叠的不对称零食片的方法, 该零食片可以嵌套的或 堆叠的定向包装。该零食片由具有整合在该模具上至少两个弧长的模具制作。每个弧长具 有弯曲半径。基于包括长度和高度的所需要的零食片尺寸, 可以计算出该模具的弧长和弯 曲半径, 以使当该面片与该模具接触时, 当在该面片在该模具中被烹制后静止在水平表面 上时, 面片的每个顶点将具有基本相等的高度。 随着该面片被烹制成零食片, 该面片呈现出 该模具。
18、的形状。该最终的零食片可以随后被有效地堆叠。 0021 另一个方面, 该模具包括使用对称的模具制作不对称零食片的方法, 该零食片在 被堆叠前不需要重新定向。上述的和其它目的和优点将在下面的详细说明中变得更加清 楚。 附图说明 0022 本发明的特点带来的新颖特征在所附的权利要求书中被描述。 然而, 本发明本身, 以及其使用的优选方式、 其它目的和优点, 通过参考以下说明性的实施例的详细描述并结 合附图将很好地被理解, 其中 : 0023 图 1a 是具有连续的顶部和底部传送带的双模成型油炸锅的示意性剖视图。 0024 图 1b 是具有连续的顶部传送带的单模成型油炸锅的示意性剖视图。 0025 。
19、图 2a 是现有技术的模具型腔传送带组件的立体图。 0026 图 2b 是如图 2a 所示的模具型腔传送带组件的示意性剖视图。 说 明 书 CN 102934647 A 5 4/7 页 6 0027 图 3a 是现有技术的零食片的立体图。 0028 图 3b 是现有技术的零食片的俯视图。 0029 图 3c 是现有技术的零食片的侧视图。 0030 图 4 是在图 3a-c 中描述的一堆零食片的剖面剖视图。 0031 图 5a 是根据本发明的一个实施例制作的不对称模具和最终零食片的侧视图。 0032 图 5b 是图 5a 的一部分的侧视图, 进一步描述弯曲的角度和半径。 0033 图 5c 是图。
20、 5a 的一部分的侧视图, 进一步描述第一弯曲半径和第二弯曲半径。 0034 图 5d 是根据本发明的一个实施例制作的不对称模具和最终零食片的侧视图。 0035 图 6a 是根据本发明的一个实施例制作的对称模具和最终零食片的侧视图。 0036 图 6b 是图 6a 的一部分的侧视图, 进一步描述第一弯曲半径和第二弯曲半径。 具体实施例 0037 在一个实施例中, 本发明提供一种用于制作零食片的方法, 以使当该零食片在以 它的质心静止时, 该零食片的边缘在与该静止表面平行的一个平面内。本发明通过使用具 有至少两个弧长的模具实现这个方法, 每个弧长具有一个弯曲半径。 0038 图 5a 是根据本发。
21、明的一个实施例描述不对称模具和最终的零食片形状的侧视 图。 可以基于所需要的最终的零食片形状尺寸设计模具。 为适当地设计该模具, 该片的质心 必须已知。该质心指该零食片的质量中心并根据该零食片的形状、 尺寸和密度而定。例如, 整个形状均匀密集的三角形的质心是它的三个中线的交叉点。 中线是连接每个顶点和该对 面侧边的中点的线。更复杂形状的质心可以通过例如由加拿大 San Rafael 的 Autodesk 购 买的电脑程序计算。基于质心的位置, 可以计算该最小距离 W。在此使用的最小 距离 W 定义为垂直于所需要的曲率轴的从质心到片的两个边缘的其中一个的最短距离。 0039 图 5b 是根据本发。
22、明的一个实施例描述使用变量计算弯曲半径 R 的侧视图。如所 示, 图 5b 包括已知所需要的片高度 H、 总的片长度 Y 和最小距离 W 的值。利用这些已知的 值, 可以使用例如牛顿迭代法计算角度 r(弧长) 。从该计算的角度 r, 可以确定第一弯 曲半径 R。该模具的弯曲半径如下计算 : 0040 首先, 弧长 S 通过以下的方程式 1 计算。 0041 S=Y-W 1 0042 接下去, r可以通过牛顿迭代法和几何学方程式计算。例如, 从图 5b 中, 已知 : 0043 2*H/S=(1-cos(x)/x2 0044 其中 0045 r=2x, 或 3 0046 x=r/2 0047 出。
23、于最初的猜测, 我们可以假设 : 0048 k=H/S 4 0049 x(0)=2*k 5 0050 随后, 使用牛顿迭代法, 可以计算出直到实现所需要的收敛的 x 值。因此, 0051 x(n+1)=x(n)-cos(x(n)+k(x(n)-1)/(-sin(x(n)+k)6-A 0052 因此, 对于第一迭代, 说 明 书 CN 102934647 A 6 5/7 页 7 0053 x(1)=x(0)-cos(x(0)+k*(x(0)-1)/(-sin(x(0)+k)6-B 0054 一旦实现对于 x 的所需要的收敛, 可以通过上述方程式 3 计算 r。上述方程式 3 指出 r=2x。因此。
24、, 模具的弯曲半径 R 可以通过下面的方程式 7 计算。 0055 R=2*S/r 7 0056 上述公式可以输入到电子制表软件的运算法则 (spreadsheet algorithm) 中以简 化计算。 0057 上述发明将参考实施例被描述。 下面的实施例是对具有仅仅两个弯曲半径的不对 称模具的发明的说明。应该注意, 较大的弯曲半径将产生更加均匀的模具。 0058 实施例 0059 图 5c 是图 5a 的一部分的侧视图, 进一步描述第一弯曲半径和第二弯曲半径。使 用所需要的 3 英寸的片长度 Y 具有所需要的 0.5 英寸的片高度和 1 英寸的最小距离, 我们 已知 : 0060 Y=3 。
25、英寸 0061 W=1 英寸 0062 H=0.5 英寸 0063 通过上述方程式 1, 我们已知 S1=Y-W, 或第一弧长 S1 是 2 英寸。接下来对于最 初的猜测使用牛顿迭代法首先计算角度, 之后计算弯曲半径, 方程式 4 显示 k=H/S1 或 k=0.5/2 或 k=0.25。方程式 5 显示 x(0)=2*k, 或 0.50。对方程式 6 使用牛顿迭代法, 上述结果如下 : 0064 x(1)=(0.5)-(cos(0.5)+0.25*0.5-1)/(-sin(0.5)+0.25), 其简化为 0065 x(1)=0.511257 0066 通过相似的方法, 可以计算下表 : 0。
26、067 x(2)=0.511025 0068 x(3)=0.511025 0069 x(4)=0.511025 0070 随后, 对 r1求解方程式 3 显示 r1=2(0.511025)=1.022049。接下来, 方程式 7 可以求解以确定模具的弯曲半径, 其中 R=2*2/1.022049。因此, 该模具的弯曲半径是 3.913705。 0071 接下来的步骤是对第二弯曲半径求解。该第二弧长 S2 是等于最小距离 W。因此, 我们已知 : 0072 Y=3 英寸 0073 W=1 英寸 0074 H=0.5 英寸 0075 S2=1 英寸 0076 接下来使用牛顿迭代法对最初猜测首先计算。
27、角度, 之后计算弯曲半径, 方程式 4 显示 k=H/S2 或 k=0.5/1 或 k=0.50。方程式 5 显示 x(0)=2*k, 或 1.0。对方程式 6 使 用牛顿迭代法, 上述结果如下 : 0077 x(1)=(1.0)-(cos(1.0)+0.5*1.0-1)/(-sin(1.0)+0.50), 其简化为 0078 x(1)=1.118026 说 明 书 CN 102934647 A 7 6/7 页 8 0079 通过相似的方法, 可以计算下表 : 0080 x(2)=1.109188 0081 x(3)=1.109144 0082 x(4)=1.109144 0083 随后, 对。
28、于 r2求解方程式 3 显示 r2=2(1.109144)=2.218288。接下来, 方程式 7 可以求解以确定模具的弯曲半径, 其中 R=2*1/2.218288。因此, 该第二弯曲半径 R2 是 0.901596。 0084 在第一弧长和第二弧长一起出现的连接处可能是突起的。因此, 可能需要通过设 计若干弧长使模具变平滑, 每个弧长具有弯曲半径。图 5d 是根据本发明的一个实施例制作 的不对称模具和最终的零食片的侧视图。图 5d 描述具有几个弧长 502、 504、 506、 508、 510、 512 的模具, 其可以实现逐步过渡 (gradual transition) 并同时与所需。
29、要的片长度和高度 匹配。而且, 这样的实施方式可以有助于消除夹点 (pinch point) , 该夹点由设置在接近另 一个模具半径的有较大变化模具半径产生。例如, 在一个实施例中, 弧长 502 的模具弯曲半 径小于相邻弧长 504 的模具弯曲半径。同样地, 弧长 504 的弯曲半径小于弧长 506 的弯曲 半径。同样地, 弧长 512 的弯曲半径可以小于弧长 510 的弯曲半径, 弧长 510 的弯曲半径可 以小于弧长 508 的弯曲半径。可以使用具有弯曲半径的更多的弧长, 模具中会有较少的突 然的过渡。在一个实施例中, 该模具包括基本相等的第一端模具弯曲半径 502 和第二端模 具弯曲半。
30、径 512。 0085 在本发明的另一个实施例中, 设计该模具以使该零食片的质心基本在该中心部分 相对水平的部分, 以使该零食片质心和该片的中心线之间的垂直位移最小。尽管事实上该 片的该中心线和该产品质心是不相同的, 这种结构可以减少潜在的累积的高度差。在本发 明的这个实施例中, 可以设计对称的模具以容纳具有不对称形状的面片。 0086 图 6a 是根据本发明的一个实施例制作的对称模具和最终零食片的侧视图。图 6b 是图 6a 一部分的侧视图, 进一步描述第一弯曲半径和第二弯曲半径。对于中心部分的建议 的弯曲由该零食片的全长和接近该零食片中点的质心确定。 由本发明的这个实施例体现的 优点是, 。
31、由于模具模式是对称的, 送入到油炸锅中的相同送入模式的零食片在油炸后不需 要重新定向 180就可以被有效地嵌套。因此, 可以实现改进的嵌套效率。 0087 如图所示, 图 6b 包括已知的所需要的片高度 H、 总的片长 Y 和最小距离 W 的值。使 用这些已知的值, 本领域的技术人员可以计算在迭代过程中的适当的模具弯曲。应该注意 的是, 根据不同零食片的形状和所需要的模具弯曲的数量和位置, 与上面显示的数学公式 相比较可能需要不同的数学公式。在一个实施例中, 所需要的 2.5 英寸的片长度 Y 具有在 大约 4 至大约 5 英寸之间的中心部分的弯曲半径。随着在中心部分模具半径的增加, 该片 高。
32、度 H 可以增加。因此, 随着该中心部分的弯曲半径的增加, 为保证片高度 H 的恒定, 需要 增加外侧部分的模具半径以抵消任意最终片高度 H 的增加。 0088 应该注意, 可以根据本发明使用各种形状, 并且使用的形状仅仅由本领域技术人 员的想象所限制。例如, 复杂的形状可以模拟状态的轮廓, 例如 Texas 状, 或是动物, 例如印 度豹, 或其它物体。 0089 根据本发明的零食片包括若干顶点, 并且每个顶点具有基本相等的平面仰角或高 度。例如, 参考根据本发明的一个实施例制作的零食片, 其具有曲率轴并具有多个顶点。当 说 明 书 CN 102934647 A 8 7/7 页 9 该零食片。
33、静止在刚性的水平表面时, 每个顶点从该顶点到该静止表面将具有基本相等的距 离或高度。因此, 本发明提供一种用于制作稳定的、 可堆叠的零食片结构的方法。 0090 在通过参考优选实施例示出了本发明并进行了描述之后, 本领域的技术人员会理 解对本发明可进行形式和细节方面的不同变化, 而并不背离本发明的精神和范围。 说 明 书 CN 102934647 A 9 1/9 页 10 FIG.1A( 现有技术 ) 说 明 书 附 图 CN 102934647 A 10 2/9 页 11 FIG.1B 说 明 书 附 图 CN 102934647 A 11 3/9 页 12 FIG.2A( 现有技术 ) 说。
34、 明 书 附 图 CN 102934647 A 12 4/9 页 13 FIG.2B FIG.3A FIG.3B 说 明 书 附 图 CN 102934647 A 13 5/9 页 14 FIG.3C 说 明 书 附 图 CN 102934647 A 14 6/9 页 15 FIG.4 说 明 书 附 图 CN 102934647 A 15 7/9 页 16 FIG.5A 说 明 书 附 图 CN 102934647 A 16 8/9 页 17 说 明 书 附 图 CN 102934647 A 17 9/9 页 18 FIG.5D FIG.6A FIG.6B 说 明 书 附 图 CN 102934647 A 18 。