[發明專利]一種雪糕模具設計方法

在審

• 申請號: 202111447331.6
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN116205019A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 宋文斌;杜志強
• 申請（專利權）人: 內蒙古伊利實業集團股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/02;G06F119/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 宋天凱

本發明公開了一種雪糕模具設計方法，包括：測量雪糕料液的密度ρ和凍結體積變化率δ；設計縱向尺寸參數待定的雪糕模具雛形；計算得出所需雪糕料液的體積V1；計算雪糕料液凍結后體積V2；確定雪糕柄插入雪糕料液內的長度L2；計算雪糕柄插入雪糕料液內的體積V3；計算第一凍結補償體積V4；計算第二凍結補償體積V5；計算雪糕凍結后的體積V6；計算獲得雪糕實際凍結后的長度L3，確定凍結線在雪糕模具上所在的位置；計算獲得模具內腔深度L，確定模具縱向尺寸參數。該設計方法可以獲得尺寸參數更為精確的雪糕模具，從而克服現有設計方法制得的雪糕模具所存在的各種問題。

技術領域

本發明涉及冷凍食品制造設備技術領域，尤其是用于精確設計雪糕模具的方法。

背景技術

雪糕生產的主要步驟是雪糕料液灌注到模具內，模具浸入凝凍機的鹽水中，凍結后脫模拔出，從而得到成形的雪糕，所以雪糕模具決定了雪糕的外形和凍結效果。

影響雪糕凍結效果的有以下幾方面因素：凍結溫度、凍結時間、模殼凍結線位置和模殼外形結構。其中，凍結溫度和時間可以通過調節生產線的技術參數來控制，模殼外形結構主要包括形狀、結構尺寸和材質，材質主要以不銹鋼304和不銹鋼316為主，形狀和結構尺寸一般由雪糕產品研發部門進行前期設計，然后由模具廠家通過立體制圖軟件設計后，根據立體造型體積結合設計部門提供的尺寸要求和水容量要求，設計完成。此設計過程不了解最終生產料液的狀態，所有設計數值均為經驗值，然后自行加大閾值而得出最終形狀和尺寸。

模具凍結線位置是雪糕模具的關鍵參數，根據生產線設定和要求，模具凍結線長度L4等于雪糕凍結表面距離模具上口的距離，約為10mm-20mm，模具生產線的鹽水液面通常略高于模具凍結線。

雪糕生產線通常使用全自動凝凍機來冷凍雪糕，對于帶有雪糕柄的產品來講，在雪糕成形之后，需要使用第一夾手夾緊雪糕柄外露部分的尾部將雪糕拔出，然后使用第二夾手夾緊雪糕柄尾部與雪糕體之間的部分，以便將雪糕轉移至下一工位，由于雪糕柄外露部分的尺寸相對較小，因此在狹小的空間內實現準確的夾取存在較大的難度。

現有的設計方法無法精確地確定模具凍結線的位置和模具內腔的高度，會存在以下問題：

如果模具凍結線的位置過大，將導致模具內腔的高度相應地變大，這樣雖然可以保證有足夠的空間供第一夾手和第二夾手夾取雪糕柄，但是雪糕的整體長度也會變大，也就是說，雪糕柄的外露長度會變大，而雪糕柄的長度通常是有標準限值的，如果外露部分過長，則插入雪糕內的長度會變短，會出現雪糕不易脫模、雪糕容易斷頭等問題，達不到設計標準；而且，從后續包裝上講，如果雪糕長度變大，則在裝袋之后進行切袋時，切刀會切到雪糕的頭部或柄部，為了避免切到雪糕的頭部或柄部，只能將包裝袋的長度加大，以便留出足夠的切袋余量，由于雪糕的生產量往往較大，若每一根雪糕的包裝袋加長4mm，則10萬根雪糕累計增加的長度為400000mm，即400m，包裝成本會增加很多，也不夠低碳環保。

如果模具凍結線的位置過小，則留給第二夾手夾取雪糕柄的空間就會變小，導致第二夾手容易接觸到雪糕本體，不僅會破壞雪糕的品相，而且，第二夾手上容易出現殘留物，由于第二夾手難于清洗，一旦存在殘留的現象，很容易出現微生物超標等問題。

雖然通過改變產品的膨化率，也可以控制模具凍結線位置，彌補模具設計精度不足的缺陷，但如果改變產品膨化率的話，產品規格將發生明顯變化，進而導致產品質量出現波動，產品品質、口味會發生明顯變化，與設計出現較大的偏差，無法通過風味檢測(雪糕的風味等級一般為0-9級,7級為合格線)。

而且，隨著消費水平的不斷提高，高膨化率的雪糕產品正在逐漸失去原有的市場，取而代之的是低膨化率的雪糕，雪糕的外形尺寸也在朝著小型化的方向發展，對于小克重、低膨化率的產品來講，由于雪糕的體形相對較小，在生產過程中即使存在較小的誤差也會產生肉眼可辯的差別。