EP0297592B1公开了一种用于通过空心针组将盐水、腌汁或另外 的液体注入一块食物中的设备，所述空心针组插入所述食物块的各部 分中。根据食物块的各部分的估计液体吸收特性，通过所述针组注入 不同的液体量，以便在食物块中获得基本均一的盐水或液体分布。可 将加压液体从公共源通过液体阀供给到每个针组，然后注入食物块各 部分中的液体量可通过调节该阀控制供给到所述针组的液体压力来控 制。此调节可通过包括微处理器的电子控制设备进行控制。
EP1402783B1公开了一种设备，该设备具有多个用于注入肉块的 可收缩针和用于相同目的的注入针，所述头包括液体供给腔。注入针 延伸通过供给腔。所述针设有刺入点、与靠近该点设置的注入口连通 的通道以及远离该点的设有限制件的远端。该远端与弹性保持装置相 对设置，如果所述针与待注入的肉块中的骨头形成接触，该弹性保持 装置能用于将针收回。供给腔包括许多平行、互连和细长的导管，针 的特定截面能被引导而滑过所述导管。所述导管设有比所述截面的直 径更大的直径以及用于在每个导管的入口和出口处密封和导向/集中所 述截面的装置。针包括与所述通道连通的相对的开口，所述开口距限 制件某一距离地布置在所述截面的区域中，该距离近似等于导管的长 度。

将液体注入食物对象以及这些食物对象的预加工和后加工的现有 技术方法主要具有三个问题。第一，所有现有技术方法遭受对象的太 苛刻的机械和/或手动操作的问题。第二，因为产品彼此叠置，导致液 体从下层中的产品中压出，所以所有现有技术方法遭受在加工之后将 液体保持在食品内的问题。第三，由于注入产品中的杂质，所以所有 现有技术方法遭受最终产品的质量差的问题。本发明通过提供用于将 液体注入食物对象中的设备来将这些问题减到最小，在该设备中，在 注入流体之前，通过筛分设备对流体进行筛分。将液体注入食物对象 中的设备以刺入食物对象的提高精度来进行计算机控制，而用于将带 输送到注入位置和输送出注入位置的输送机间歇地运动。此外，带的 运动与注入装置通过计算机进行协调。筛分设备具有独特的设计，在 于：穿孔的圆柱筒旋转，而孔防止鳞片、血块和寄生虫等渗入并堵塞 注入设备的针。本发明还提供托盘系统，在该系统中，食物对象在托 盘上被输送通过整个加工，这减少了手工劳动并产生了更有价值和象 样的最终产品。而且，在没有任何机械调节的情况下，本发明能将液 体注入任何期望密度的产品中。混合装置、此筛分装置以及用于将液 体注入食物对象中的设备都通过控制计算机进行控制和协调，用于最 佳控制以及食物对象的有效和平缓的处理，这增加了食品的价值。
在第一方面中，本发明公开了一种用于将液体注入食物对象中的 设备，该设备包括：框架；循环带；用于推进循环带的装置，用于沿 基本水平方向传送食物对象；装载站，其中待加工的食物对象装载到 循环带上；一个或多个用于刺入食物对象的针；用于固定一个或多个 针的针保持器；用于将物质混合到一起以形成液体的混合装置；用于 向针供给液体的供给装置；用于移入针保持器的装置，其中针在与食 物对象连通时将液体注入食物对象中；卸载站，其中在对食物对象进 行加工后，从循环带上将食物对象卸下；筛分液体的装置；控制装置， 其中控制装置控制混合装置，用于响应来自操作者的输入，根据由控 制装置选择的预定食谱(recipe)来将多种物质混合到一起以形成液体。
在第二方面中，本发明公开了一种筛分设备，该筛分设备包括桶、 具有多个分布在表面上的通孔的旋转圆柱部以及刮削机构，该刮削机 构位于圆柱部的每侧，基本接近于圆柱部的中心线。筛分装置还包括 位于圆柱部一侧的入口隔室以及位于圆柱部另一侧的收集隔室，在入 口隔室中，液体被从设备引入筛中，而在收集隔室处，当重杂质下沉 到隔室的底部时，从液体中收集这些重杂质。此外提供旁路装置，用 于将筛分的液体从收集隔室重新引导到入口隔室，以及溢流装置，在 该溢流装置处，浮在液体上的轻杂质被从系统中引出。筛分装置还包 括位于桶一端处的出口隔室，在出口隔室中，筛分的液体被重新引导 回到设备。
在本发明的第三方面中，提供一种如上所述用于将液体注入食物 对象中的设备，该设备包括本发明的筛分设备。在此方面中，筛分设 备通过与用于将液体注入食物对象中的设备相同的控制装置进行控 制。该控制装置，诸如PC计算机控制待注入食物对象中的流体的混合 以及流体注入之后用于食物对象的可选后加工的液体的混合。用于注 入和后加工的流体的混合取决于预定食谱，所述食谱对于不同的食品 类型是特定的。可对食谱进行预先编程，将其存储在计算机控制系统 中并随时调用。
在本发明的第四方面中，提供一种用于将流体注入食物对象中的 方法，其中该方法包括如下步骤：
在装载站处将食物对象装载在循环带上；
利用循环带将食物对象传送到注入装置，该注入装置包括一个或 多个位于针保持器中的针，用于刺入食物对象；
停止循环带；
将物质混合以形成用于注入食物对象中的液体；
向针供给液体；
筛分液体；
移动针保持器，其中针在与食物对象连通时将液体注入食物对象 中；
通过控制装置控制混合装置，以响应来自操作者的输入，基于由 控制装置选择的预定食谱来形成液体。
食物对象以可变长度的步进运动传送到循环带上，从而将液体以 预定模式注入食物对象中，并且循环带也间歇或步进地运动。
在本发明的第五方面中，提供一种用于加工食物对象的系统，其 中该系统包括：
用于预加工的装置，
装载站，
过程控制计算机，
用于物质的存储装置，
用于将所述物质混合到一起以制成预定特性的物质的装置，
用于将预定特性的所述物质注入所述食物对象中的设备，
用于净化预定特性的所述物质的装置，
卸载站，以及
用于所述食物对象的后加工的装置。
下文所公开的所有实施例都涉及本发明的设备、方法和系统。
在本发明的实施例中，用于将液体注入食物对象中的设备包括框 架、循环带和装载站，在装载站处将待加工的食物对象装载到循环带 上。设备还包括一个或多个用于刺入食物对象的针、用于保持一个或 多个针的针保持器以及用于将物质混合到一起以形成液体的混合装 置。设备进一步包括用于向针供给液体的供给装置、用于移动针保持 器的装置，其中针在与食物对象连通时将液体注入食物对象中。还设 置卸载站，在该卸载站处，将加工后的食物对象从循环带上卸下并将 食物对象从装载站传送到卸载站。设备还设有筛分液体的装置和用于 当将多种物质混合到一起以形成待注入液体时控制混合装置的控制装 置。该混合响应来自操作者的输入以由控制装置选择的预定食谱为基 础。在本发明的实施例中，循环带以可变长度的步进方式间歇地运动， 从而该带使食物对象移动特定长度，然后停止。在此期间，当带不移 动时，针向下移动以用于将流体注入食品中，然后在针再次使带移动 特定长度之前，针又向上移动。循环带通过推进装置驱动，该推进装 置可以是通过控制装置控制的两步推进装置。
在本发明的实施例中，多个针形成横跨循环带的宽度的针阵列， 并且可以是形成基本水平的方形足迹的四个尖端分叉的针组件，其中 针端占据方形的四个角。用于移动针保持器的装置能沿基本垂直或水 平的方向移动针保持器。用于移动针保持器的装置由控制装置控制。
本发明的控制装置控制针刺入食物对象中的深度、针与食品处于 连通的时间周期，并且控制装置还使针保持器和推进装置同步到一起。 混合装置也由控制装置控制，并且液体是根据预定食谱从一种或多种 物质混合到一起的。
在本发明的实施例中，多个针包括纵向通道或多个横向通道，用 于将流体输送到食物对象中。
本发明的控制装置是控制端到端过程的计算机。根据本发明，供 给装置是通过控制装置控制的泵，该泵调节进入针的液体的压力。进 入针的液体的压力在0.3-2.0bar之间，诸如0.5-1.7bar或0.7-1.5bar以 及1.0-1.3bar，其中所调节的压力的精度是0.01bar。
根据本发明，控制装置与操作者经由人机界面通信，这里人机界 面是按钮界面，其中每个按钮表示基于预定食谱的特定最终产品。在 特定实施例中，人机界面是命令提示计算机界面，这里每个可利用的 命令提示表示基于预定食谱的特定最终产品。在另一实施例中，人机 界面是图形计算机界面，其中每个可利用的选择表示基于预定食谱的 特定最终产品。人机界面还可以是触摸屏界面。而且，在一个实施例 中，控制装置覆以网络并经由远程控制与操作者通信。
在本发明的实施例中，推进装置是第一气压缸和棘轮机构。在特 定的实施例中，控制装置控制第一气压缸的推进运动。
根据本发明的实施例，用于移动针保持器的装置是第二气压缸和 第三气压缸，其中控制装置可选地控制第二气压缸和第三气压缸的垂 直运动。
在本发明的实施例中，能手动或自动地将待加工的食物对象装载 到循环带上和/或从循环带上卸下。
在本发明的实施例中，能对食物对象进行加工以从产品中除去肉 末。肉末能以这样的方式进一步切碎，即它能与具有或没有其它物质 的流体混合并通过使用本发明的设备回注到肉中。
在本发明的实施例中，混合装置由控制装置控制。本发明的混合 装置用于根据预定的食谱来控制用于后加工的干物质以及液体的混 合。
在本发明的实施例中，流体的筛分包括如下步骤：将流体接收在 筛分装置的圆柱部的一侧的入口隔室中，在该入口隔室中，将液体从 设备引入筛中。接下来，将流体从入口隔室抽吸到筛分装置的圆柱部 或筒的另一侧的收集隔室中。筛分装置包括多个分布在表面上的通孔， 所述通孔引起液体从入口隔室向收集隔室的流动，在收集隔室中当重 杂质下沉到隔室的底部时，从液体中收集这些重杂质。通过在桶中应 用刮削机构，将杂质从筒中刮掉，该刮削机构位于筒的每侧，基本接 近于筒的中心线。之后，将筛分的液体从收集隔室引入到出口隔室， 并使用溢流装置将浮在液体上的轻杂质从系统中引出。然后对筛分的 液体重新引导使其从出口回到设备。在特定的实施例中，使用旁路装 置能将筛分的液体重新引导到入口隔室。
在筛分操作期间，筒旋转，这导致桶中的不纯液体从入口隔室经 过筒被抽吸到收集隔室。桶中的液体将穿透筒中的孔，而杂质将保留 在桶中。如上所述将附接到筒的杂质刮掉，并且在本发明的实施例中， 可在收集隔室中的筒上设置喷嘴，用于辅助除去筒上的杂质。与现有 技术的筛分装置相比，筒中的孔是有利的，在于：现有技术的旋转筛 分装置包括纵向开口，所述开口允许诸如鳞片、寄生虫(线虫类等) 血、肝脏块、脂肪和纤维的杂质通过刮削而穿过或被迫通过。这导致 现有技术的针容易堵塞，并且因为诸如血块、肝脏块和寄生虫的杂质 与液体混合并注入产品中，所以最终产品的颜色不令人满意。本发明 的筛还能够处理指定通过本发明的设备注入肉中的肉末(碎肉)。
在本发明的实施例中，筛分设备的穿孔筒旋转，并且筒中孔的直 径尺寸从0.25mm到10mm，诸如0.65-5.0mm，或0.65-2.0mm或0.7-4.0 mm。孔能具有任意形状，诸如但不限于，圆形、三角形、矩形、八边 形、六边形等。筒中的穿孔覆盖筒的面积的15-40％之间，诸如但不限 于，20-30％或23-25％。
根据本发明，提供一种可选的后加工装置，其中该后加工装置位 于卸载站的任一侧处，并且后处理装置设置在桶中。混合装置能用于 充满后加工桶，而所加工的食物对象能从循环带手动卸载并放入后加 工桶中。此外，所加工的食物对象能从循环带自动卸载并放入后加工 桶中。
在一实施例中，预加工包括在装载站处或在装载站之前的预加工 区域处将食物对象布置在输送机上，此处可选地，预加工和后加工包 括位于装载站之前的区域和/或动态天平。在特定的实施例中，预加工 包括在预加工和卸载食物对象区域处手动或自动地将食物对象布置在 托盘中。用于后加工的混合装置可以是用于混合液体物质的泵或者是 一个或多个天平和用于混合干物质的混合器。还提供切碎装置，用于 切碎食物对象，其中待注入的物质中的一种是切碎的食物对象。在一 个实施例中，过程控制计算机从位于装载站之前的动态天平接收进入 称重信号以及从位于卸载站之后的动态天平接收离开称重信号，用于 控制将液体注入食物对象的过程。过程控制计算机还根据所接收的进 入称重信号和离开称重信号控制注入的密度以及根据所接收的进入称 重信号和离开称重信号来控制针与食物对象连通的时间和注入压力。
在一实施例中，在食物对象被注入液体之前对这些食物对象进行 预加工，然后在食物对象的液体注入和后处理之前放入托盘中。以此 方式，操作者将食品放在托盘中并将托盘发送到装载站。装载站可选 地包括天平，在将流体注入食品前，该天平称出托盘的重量。然后通 过针保持器下的循环带输送托盘，并当托盘根据预期注入模式朝着卸 载站以可变长度的步进方式输送时，将流体注入食品中。卸载站可选 地包括天平，该天平在流体已注入食品中之后称出托盘的重量并因此 能将关于此加工部分的信息提供给控制单元。然后可在托盘中执行几 种后加工选项，这些后加工既可减少食品的手工劳动又可减少食品的 处理。一个这样的后加工是将托盘放入含有液体的桶中。因此，维持 产品在液体中某一期望时间周期，用于浸泡产品的外部。然后在不压 在下面托盘中的食品上的情况下，将托盘在桶中彼此叠置，使液体在 托盘中的产品附近自由流动。托盘系统将防止来自堆叠在此桶中的产 品的压力将液体和其它物质从下面的产品中压出。另一后加工过程是 干浸泡食品。然后利用诸如盐和调味品的干物质的预期混合物覆盖托 盘中的产品，并在其它食物对象不压在下面的食物对象或导致食物对 象在托盘中的不均匀浸泡的情况下将托盘彼此叠置一段时间。本发明 中使用的托盘能被穿孔，使得当将它们放在具有流体的桶中时，将容 易将它们输送到桶中以及从桶中输送出去，而当将它们从桶中移出时， 流体将保持在桶中。托盘还解决了进一步加工和称重食物对象的问题， 在于：食物对象通过工人放在托盘中，这能确保对于剩余的加工步骤 食物对象不会在托盘中重叠。因为产品一旦放在托盘中，此后将保持 在托盘中直到最终产品的包装，所以这明显减少了产品的苛刻处理。 此外，设备能以这样的方式调节，即仅当托盘正确地放在天平上时， 托盘才驱动天平。由此解决了当食物对象的部分与传送带重叠或者两 个或多个食物对象重叠并给出不正确的重量值时加工线中动态天平的 误差问题。
根据本发明的方法，注入装置移动同时与食物对象连通，并且根 据某些预定的食谱，对食物对象以可变步进运动的传送进行计算机控 制。
在本发明的实施例中，食物对象是诸如(但不限于)鱼肉片、红 肉块、禽肉块等的物品。
附图说明
图1显示了液体注入设备的顶视图。
图2显示了筛的顶视图。
图3显示了液体注入设备的侧视图。
图4显示了液体注入设备的另一侧。
图5显示了卸载站所在的注入设备的末端。
图6显示了用于与注入设备一起使用的可能的针的示例。
图7显示了处于清洁位置中的液体注入设备。
图8显示了食物对象在托盘上的液体注入设备的顶视图。
图9显示了食物对象在托盘上的液体注入设备的侧视图。

本发明公开了一种用于加工食品的设备和系统。明显地下文中描 述的发明的实施方式能以很多方式改变。不认为这些变形偏离本发明 的精神和范围，对本领域技术人员显而易见的所有这些修改都意欲包 含在下面权利要求的范围内。将参照附图对本发明进行详细描述。
图1显示了用于加工食品的加工线的顶视图。为清晰起见，所述 的实施例以及所选的情景从鱼加工业中选择。进给装置1可以是使待 加工的鱼到达的传送装置。鱼可处于任意可行的加工阶段，即整条鱼、 鱼片等。代替进给输送机，简单的桶可用作进给箱。所公开的设备具 有一条安装到框架9的循环带2，用于沿箭头3的方向传送鱼以通过加 工。然而，一个或多个传送装置可用于相同的目的。我们将供给装置1 所在的输送机的末端称为“装载站”4，将对鱼进行加工的位置称为“加 工站”5，而将鱼卸下的末端称为“卸载站”6。用于布置待加工的鱼 的装置11位于装载站4处。这例如可以是一个或多个机器人、专门为 此目的而制造的某一机器或仅仅为人工劳动力。目标是以均一方式将 鱼布置在输送机2上，以获得最大的生产量以及每个和所有加工食物 对象的均一加工。
提供用于推进输送机的装置10。该推进装置是计算机控制的并且 提供传送带的可调节步进运动。在此实施例中是可调节冲程的气压缸 和棘轮机构，但对本领域的技术人员而言，其它实施方式也是适用的 并且易于实施。鱼在输送机2上沿箭头3的方向行进到加工站5。出于 安全和工作条件的原因，可选地，加工站可设有飞溅和安全防护装置7。 然而这对于本发明的实施方式不是必要的。
用于加工鱼的装置8设置在加工站5处，现在将对其进行相当详 细地描述。用于加工鱼的装置是具有一个或多个针的保持器，所述一 个或多个针形成横跨循环带的宽度的针阵列。在此实施例中针端占据 方形四个角的四个尖端分叉的针组件形成基本水平的方形足迹。然而， 可使用诸如图6中所示的不同针组件。用于沿基本垂直的方向移动针 保持器的装置是计算机控制的，其中控制装置控制针刺入鱼肉中的深 度。而且，控制装置控制针与鱼对象(食品)处于连通的时间周期。 针保持器通过一对气压缸29沿基本垂直的方向移动。当然，对于本领 域的技术人员而言，其它实施方式也是适用的并且易于实施。
计算机控制装置使针保持器的运动和推进装置的运动同步到一 起。从而当针与鱼肉连通时，传送装置保持静止。
此外，计算机控制控制各种物质的一起混合以形成液体，通过控 制物质泵22和物质阀系统23将该液体注入鱼肉中。如何形成液体取 决于期望的最终产品。操作者通过简单地轻敲触摸屏上的图标来从计 算机系统经由GUI(图形用户界面)呈现给他的选择项中选择期望的最 终产品。根据由操作者选择的最终产品而选择的食谱库存储在计算机 控制装置的存储器中。其它类型的人机界面也可容易地通过本领域的 技术人员实施。不认为这些实施方式的变形偏离本发明的精神和范围， 对本领域技术人员显而易见的所有这些修改都意欲包含在下面权利要 求的范围内。基于与由操作者选择的最终产品相关的食谱，将物质从 一个或多个物质贮存罐(图中未示出)泵送到混合罐12。
还提供用于向针供给液体的供给装置。该供给装置是计算机控制 的泵24，该泵能够以0.01bar的精度在0.3-2.0bar的范围中调节进入针 的液体的压力。供给装置在加工每一批次的同时连续运行。因此，针 始终不与鱼肉连通，而液体通过针喷射到鱼肉上。鱼肉中没有俘获的 过多液体从设备循环到用于筛分液体的装置25。
筛25具有桶，该桶带有旋转穿孔的圆柱筒17、刮削机构18和过 滤器14。筒通过旋转装置19旋转，这可通过本领域的技术人员以不同 方式实施。此实施例使用气动电动机19。桶形成三个隔室，入口隔室 15、收集隔室16和出口隔室13。刮削机构18位于筒的每侧，基本接 近于筒的中心线。入口隔室15与来自设备的液体连通并容纳所述液体。 筒旋转使得最靠近入口隔室的表面沿向上的方向移动，而最靠近收集 隔室的表面沿向下的方向移动。刮削机构18相对于筒以紧密的公差安 装在入口和收集隔室中。
当筒从入口隔室旋转到收集隔室时，不可避免地进入入口隔室的 诸如鳞片的杂质通过筒随液体传送，在收集隔室处当筒旋转经过刮刀 时，刮刀刮削筒的杂质。当重杂质下沉到隔室的底部时，这些重杂质 从液体中收集到收集隔室中，而浮在液体上的诸如肝脏的较轻杂质从 收集隔室经由溢流装置20指引。此外，设置旁路29用于将筛分的液 体从收集隔室重新引导到入口隔室，这防止收集隔室在苛刻条件期间 过度填充，同时为液体通过筛提供多条通路。
出口隔室13设置在桶的一端，筛分的液体在此处被重新引导回到 设备。出口隔室通过过滤器插入物14与筒分开。出口隔室与供给泵24 的吸入侧连通。
现在，在将液体注入鱼肉之后，按照根据由操作者选择的最终产 品通过计算机选择的食谱，将鱼传送到卸载站。在卸载站处，将鱼从 设备卸下。这例如可通过一个或多个机器人、专门为此目的而制造的 某一机器26或仅通过人工劳动力来执行。可选地，新加工的鱼可经历 某一后加工处理。在此情形中，设备一侧或两侧的桶27填充有通过将 各种物质混合到一起而形成的液体。按照根据由操作者选择的最终产 品通过计算机选择的食谱，通过一个或多个计算机控制的泵22和物质 阀系统23来自动进行物质的混合。传感器自动监控桶的尺寸和桶中的 含量，而计算机根据需要指示操作者替换桶。
图8和图9显示了本发明的特定实施例，这里食物对象30在托盘 31上输送到装载站。装载站还包括天平32，用于在将液体注入食物中 之前秤出对象的重量。然后在托盘上将食物对象输送到针保持器之下 的循环带上，在针保持器处将液体注入食物对象中。然后将托盘输送 到卸载站，该卸载站还包括用于在将液体注入食物之后称量对象的天 平。通过使用托盘系统，能在托盘上将食物对象输送通过食物加工过 程，这将手工劳动减到最少并提供堆叠和输送对象的自动化方案。在 将液体注入食物对象中之后，托盘能以这样的方式进行堆叠，即没有 压力施加到托盘中的食物对象上。这是对食物对象进行加工和随后堆 叠的传统方法的问题，该问题导致在堆叠的底层中，液体被从食品中 压出。托盘还能堆叠在具有液体的容器中，从而使所有食物对象能同 等地浸入液体中。图9进一步显示了可选的用于液体注入设备的预加 工装置/站33和后加工装置/站34的实施例。