用于从生物降解材料生产物体的装置和方法
【专利摘要】一种用于由生物降解材料生产物体的装置(1)，所述装置由带有固态或者液态生物降解材料并且连接到分配线路(6)的储箱(5)组成，具有可个性化的形式的一系列模具(7)沿着所述分配线路被填充，并且由此每个模具(7)经历可个性化的计算机控制处理程序，所述可个性化的计算机控制处理程序确定填充时间、压力和温度，并且随后自动地打开模具(7)并且去除所形成的物体，之后能够在同一模具(7)中挤压或者浇铸下一件。
【专利说明】
用于从生物降解材料生产物体的装置和方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于从生物降解材料生产物体的装置和由此使用这种装置的方法。
[0002]更具体地，本发明旨在从农产品生产物体，诸如马铃薯淀粉、粟米、木薯、砻糠和能够生物降解的类似作物。
【背景技术】
[0003]已知的是，可生物降解产品本质上是可循环的并且能够替换合成塑料，这些合成塑料形成有毒且非生物降解产品的、通常因塑料包装形成的越来越大废品山。
[0004]塑料废料问题影响着世界上的所有国家，但在经济迅速发展的国家中，特别地环境受到这一问题的威胁，从而废料问题已经成为许多国际会议的主题。
[0005]例如，可以用生物降解材料生产诸如面条杯子或者饭盒的用具。这些物体中的每一个单独在中国的日常消耗是每天近似20亿个。
[0006]诸如淀粉的生物降解材料的较大优势例如是它们制成的物体能够在使用之后再循环，以作为便宜的天然能量或者作为农业肥料。这些生物降解材料是100%可降解的并且在20天内溶于土壤中。
[0007]淀粉是用于生产食品包装的合适材料，诸如用于生产汉堡包盒子、乳酪或者肉类菜肴、水果篮子和用于干式食物的其它载架。
[0008]稻壳主要用于具有高含水量的产品以及用于诸如用于飞机膳食的那些食物菜肴。
[0009]除食品包装之外，生物降解材料不仅适用于包装较小体积，而且适用于诸如电子消费品的高价值产品。
[0010]生物降解材料已经同时开发到其中用于消费市场的批量生产是可能的程度。
[0011]传统上，诸如淀粉的固态产品被处理成为浆状物，该浆状物能够在烘焙模型中被挤压成物体。
[0012]但是更多的液态产物，诸如与甘油、酶和其它植物性材料混合的碎片乳酸或者柠檬酸能够处理用于生产物体。在本示例中，液体在填充烘焙模型的可控压力下被栗送。
[0013]通常，在所需的模型或烘焙模型中挤出熔融聚合物、之后在烘焙模型冷却之后将物体取出来从合成聚合物生产出物体。
[0014]这一挤压技术不能用于可生物降解的聚合物，因为它们不适于熔融，因此首先必需被挤压灌注到烘焙模型中，之后在烘焙模型中对它们加热或者烘焙，以对它们赋予它们的最终形状。
[0015]当需要从生物降解材料生产出大量物体时会发生问题。如通常在挤压技术中那样使用单个烘焙模型限制了能够产生许多物体的速度，诸如包装的速度。
[0016]当必须生产诸如不同包装形式的不同物体系列以及烘焙模型必须重复地用不同烘焙模型替换时会发生附加的问题。由此，机器必需停止和转换，这对于某些包装的小批量生产，特别不利地影响到每一包装的成本，妨碍了生产的自动化。
【发明内容】
[0017]本发明目的在于通过提供一种用于从生物降解材料生产物体的装置而提供对前述和其它缺陷的解决方案，该装置通过填充和加热烘焙模型、由此每个烘焙模型不仅具有可个性化的形式而且经历计算机控制的可个性化处理程序并且在不必停止装置的情况下能够分别断开而允许从固态或者液态生物降解材料同时地生产相同或不同形式的若干物体。
[0018]为此，本发明涉及一种用于由生物降解材料生产物体的装置，所述装置由带有固态或者液态生物降解材料并且连接到分配线路的储箱组成，具有可个性化的形式的一系列烘焙模型沿着分配线路被填充，由此每个烘焙模型经历可个性化的计算机控制处理程序，所述可个性化的计算机控制处理程序确定填充时间、压力和温度，并且随后自动地打开烘焙模型并且去除形成的物体，之后能够在同一烘焙模型中挤压或者浇铸下一件。
[0019]这种装置的优势在于，能够在单个机器上以自动方式同时生产多个类型物体，从而一个操作者能够同时生产多种成型形式。
[0020]优选地，每个烘焙模型能够分别断开，由此在一个烘焙模型用不同烘焙模型替代时，整个装置的操作不必停止并且其它烘焙模型继续进行生产。这一不间断性的优势在于，某一烘焙模型形式能够用于具体类型的包装，例如必需以小批量生产的包装，之后能够用用于后续不同批量的不同烘焙模型形式替代该烘焙模型形式，并且这无需中断其它烘焙模型中的生产，从而每周7天24小时的连续生产是可能的。
[0021 ]优选地，计算机控制的个体处理程序自动地控制每个烘焙模型，所述个体处理程序确保分配线路的供给管的打开、烘焙模型的填充、控制烘焙模型的直至所需的形式已被硬化的加热周期、烘焙模型的打开、所形成物体的释放、烘焙模型的闭合以及自动重复这些步骤用于生产下一件，并且这样进行直至已经完成期望系列。
[0022]这种计算机控制处理程序的优势在于，要生产的整个批量的物体能够无人工辅助地生产，并且不会因与分配线路相连的其它烘焙模型中的其它批量的开始或停止引起间断。
[0023]优选地，烘焙模型通过计算机控制的电驱动液力压头打开，该电驱动液力压头经由枢轴点连接到带状杆件上的偏心点，该电驱动液力压头在第一阶段中通过使烘焙模型的盖子水平地移动过小的距离(1mm)，之后使用以铰链方式紧固到盖子的带状杆件使盖子向上翻转过90°直至盖子处于水平位置，而将在竖直位置处于闭合状态的盖子打开。
[0024]由生物降解材料形成的物体现在能够自动地从烘焙模型释放和移去。
[0025]由此，在烘焙模型的更优选实施例中，烘焙模型不通过使盖子绕位于烘焙模型顶部的绞链向下翻转而闭合，而是使阳烘焙模型区段水平地侧向运动直到靠着阴烘焙模型区段而闭合。
[0026]阴烘焙模型区段由此在主壳体中，阳烘焙模型区段则用带有四个导杆的可移动的爪部(claw)按压，该可移动的爪部通过压头被推靠于阳烘焙模型区段并且锁定烘焙模型。
[0027]这一实施例的优势在于通过所述爪部防止在两个烘焙模型区段的边缘处发生泄漏，并且提高了烘焙模型的使用年限。
[0028]这一实施例的另一个优势在于能够使得可移动阳烘焙模型区段更轻，从而限制了烘焙模型重量，这不仅利于烘焙模型使用年限，而且降低了变换烘焙模型时的转换时间。
[0029]阴烘焙模型区段的壁设置有内部冷却通道，冷却剂被驱动通过该内部冷却通道。阴烘焙模型区段的侧壁设置有两个狭槽，阳烘焙模型区段在该狭槽中滑动，并且利用这两个狭槽确保了两个烘焙模型区段的正确定位。
[0030]阴烘焙模型区段另外设置有中央供给开口，用于将浆状物从中央供应管线供给到铸型。
[0031]阳烘焙模型区段设置有与阴烘焙模型区段且与存在于烘焙模型中的加热元件接触的电力源。
[0032]本发明另外涉及用于该更优选实施例的专用插塞(plug)，该专用插塞由设置有螺纹的塑料容座(socket)组成，但螺纹的横截面不存在尖点，而是形成宽基部更接近插塞的纵向轴线的斜方形横截面。
[0033]这种插塞为可移动的爪部的四个导杆中的每个导杆提供，并且这一插塞被旋入到阴烘焙模型区段的金属主壳体中，其中金属主壳体设置有斜方形的互补螺纹，使得插塞不能抒松。
[0034]插塞确保了可移动的爪部的金属导杆不能直接接触金属主壳体，这延长了导杆使用年限。
[0035]本发明另外涉及从生物降解材料生产物体的方法，该方法包括以下步骤:
[0036]-从农业中收集生物降解原材料或者生物废料产品；
[0037]-通过在水和生物降解添加剂中混合，从生物降解原材料形成浆状物或者液体；
[0038]-如权利要求1中所述，将浇铸或者挤压混合物输送到装置的储箱，从生物降解原材料生产物体；
[0039]-如权利要求1中所述，将合适烘焙模型连接到装置的分配线路；
[0040]-经过如权利要求3所述的生产周期，由此每个单独烘焙模型经历适于要生产的物体的计算机控制的个体处理程序；
[0041]-收集并包装按每一类型系列和每一尺寸系列生产的物体，用于发送到消费者。
[0042]添加到可降解原材料的生物降解添加剂根据在生产物体中要获得的特征来选择。例如，植物性树脂可用作粘和剂或者天然乳化剂，同时它们保持完全可生物降解。
【附图说明】
[0043]为更好地示出本发明特性，下文中参考附图举例说明根据本发明的用于从生物降解材料生产物体的优选实施例，这并不具有任何限制性特性，其中:
[0044]图1示意性地示出了根据本发明的用于从生物降解材料制造物体的装置的透视图；
[0045]图2示出了图1的侧视图；
[0046]图3示出了图1的顶视图；
[0047]图4基于更大比例且更详细地了示出了图3中以F4指示的烘焙模型的顶视图；
[0048]图5示出了根据图4的线V-V的横截面；
[0049]图6示出了以图1所示的装置生产的若干生物降解材料物体的透视图；
[0050]图7示出了一个烘焙模型的变型实施例的侧视图；
[0051]图8示出了图7的前视图；
[0052]图9示出了在阳烘焙模型区段和阴烘焙模型区段之间的双重气密封的侧视图；
[0053]图10示出了图7的阴烘焙模型区段的前视图；
[0054]图11示出了在阴烘焙模型区段中的用于浇注浆状物的中央供给通道的横截面；
[0055]图12示意性地示出了根据本发明的带有斜方形横截面的插塞的透视图；
[0056]图13示出了图12的根据线XII1-XIII的横截面；
[0057]图14示出了图12的根据线XIV-XIV的横截面。
【具体实施方式】
[0058]图1示出了根据本发明的用于从生物降解材料I生产物体的装置，该装置包括带有平台3的支撑构架2，平台3设置有护栏4，用于存储生物降解材料的储箱5布置在平台3上并且连接到以可断开方式连接到每一烘焙模型7(在本示例中，十二个)的分配线路6，每个烘焙模型设置有盖子8并且均连接到带有触摸屏的计算机9，能够从计算机9控制装置操作。
[0059]图2示出了图1的、与连接有十二个烘焙模型7的分配线路6的纵向方向垂直的侧视图。一些烘焙模型的盖子8’在水平打开位置，而其它烘焙模型是闭合的，即盖子8处于竖直位置。
[0060]图3示出了图1的装置的顶视图，其中示出烘焙模型7是打开的，即它们的盖子8’翻转到水平位置，而其它烘焙模型的盖子8在闭合的竖直位置。
[0061]图4更详细地示出了一个烘焙模型7的顶视图，其盖子8处于竖向的闭合位置。烘焙模型7上方是电气壳体10，电气壳体10在一方面通过缆线11以USB连接12连接到计算机9，并且在另一方面通过柔性电缆13连接到烘焙模型7的盖子8。带状杆件14连接水平轴线14a和14b。
[0062]图5示出了图4中的横截面，其中能够看到将烘焙模型7的盖子8置于打开位置8’的机构。在电气壳体10中设置有计算机控制的电驱动液力压头10’，电驱动液力压头10’经由枢轴点14c连接到带状杆件14上的偏心点，带状杆件14本身在一方面围绕轴线14a以铰链方式安装在电气壳体10中的支承部上，在另一方面围绕轴线14b安装在闭合竖直位置的、烘焙模型的盖子8的顶部中或者打开水平位置的盖子8’的顶部中。烘焙模型7紧固到端板15，端板15设置有用于支撑螺钉的四个开口以及用于生物降解材料到烘焙模型7的供给的四个开
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[0063]图6示出了已经借助于图1所示装置生产的一些物体的透视图。例示了午餐盒16和面条盘17，以及食物盘18，这些都是用淀粉制成。
[0064]图7示出了由阴烘焙模型区段20和阳烘焙模型区段21构成的烘焙模型19的变型实施例的侧视图，阳烘焙模型区段21能够借助于可移动的爪部22抵靠阴烘焙模型区段滑动，可移动的爪部22具有以压头24压靠阳烘焙模型区段21的四个导杆23。
[0065]图8示出了图7的可移动的爪部22的前视图，可移动的爪部22以四个端部连接到四个导杆23，四个导杆23配合在为此设置在阴烘焙模型区段20中的四个凹口中。
[0066]图9更详细地示出了阴烘焙模型区段20和阳烘焙模型区段21之间的密封面25的侧视图，由此能够看到阳烘焙模型区段和阴烘焙模型区段之间的双重气密封26。
[0067]图10示出了阴烘焙模型区段20的前视图，其中能够看到阴烘焙模型区段20的四个凹口 27，其中导杆23连接到可移动的爪部22，并且其中示出了两个横向导向槽28，阴烘焙模型区段20的内部烘焙模型外壳能够由横向导向槽28定位。用于浇注浆状物的中央供给开口29在阴烘焙模型区段20的中央。
[0068]图11示出了要浇注的浆状物供给30的横截面，所述浆状物从中央供给管31经由设置在主壳体32中的阴烘焙模型区段20中的中央供给开口 29分配到烘焙模型。
[0069]图12示出了根据本发明的插塞33，插塞33由凸缘状区段34和齿槽状区段35，齿槽状区段35设置有具有斜方形横截面37的螺纹36，由此斜方形横截面的最宽基部朝向插塞33的中心纵向轴线38。
[0070]图13示出了图12的根据线XII1-XIII的横截面，其中能够看到插塞33的螺纹的斜方形横截面37，以及在阴烘焙模型区段20的金属壳体中的互补螺纹，插塞33能够旋拧到阴烘焙模型区段20中。
[0071]图14更详细地示出了插塞33的齿槽状区段35中的螺纹的斜方形横截面37。
[0072]根据本发明的用于从生物降解材料生产物体的装置I的操作可描述如下。
[0073]用生物降解材料浆状物，诸如植物性淀粉，或者用液态生物降解材料，诸如与甘油、酶类及其他植物性材料混合的乳酸或者柠檬酸，来填充装置I的储箱5。
[0074]生物降解材料在烘焙模型7中以连续过程被压制或者栗送，其中所需的形式被获得并且然后被加热到要求的温度，由此所生产的物体17—定时间，使得物体17呈现它的最终形式。
[0075]所述连续过程由计算机9中的控制程序控制，能够借助于触摸屏操作计算机9。触摸屏显示通过一个分配线路6连接到储箱5的全部烘焙模型7。
[0076]计算机9在适当时刻对每个烘焙模型7单独地发送六个基本指令:
[0077]I)打开通到烘焙模型的供给接头；
[0078]2)用浆状物或者溶液填充烘焙模型7;
[0079]3)闭合通往烘焙模型的供给接头；
[0080]4)根据生产的物体控制烘焙模型7中的焙烤时间和温度；
[0081]5)打开盖子8以打开烘焙模型7，将生产的物体17从烘焙模型7去除以接收在贮器中；
[0082]6)闭合盖子8以闭合烘焙模型7，对下一件重新启动生产周期。
[0083]打开盖子8以打开烘焙模型7由计算机9通过电驱动液力压头10’的移动而电子控制，电驱动液力压头10’经由枢轴点14c连接到带状杆件14上的偏心点，带状杆件14本身在一方面围绕轴线14a在电气壳体10中以铰接方式安装在支承部上，并且在另一方面围绕轴线14b在烘焙模型的盖子8的顶部中以铰接方式安装在支承部上。在第一阶段，压头10’推靠枢轴点14c，由此烘焙模型7的盖子8沿水平方向移动过小的距离(10mm)，使得盖子8离开在其中形成有物体的烘焙模型7。在第二阶段，压头10’将带状杆件14以铰接方式向上推动过90°，由此盖子8’现在处于水平位置，并且生产的物体由针眼状钩子(未示出)在烘焙模型7的各侧上从烘焙模型7拔出，之后，生产的物体17被引导到期望的传送带。
[0084]计算机9通过以逆序进行上述移动来控制烘焙模型7闭合，之后，对下一件重复所述周期，直至已经生产期望数目的物体。取决于物体尺寸，一个物体的生产周期的时长能够从15秒至45秒之间变化。烘焙模型7和盖子8由铸铝制成，并且在与要生产的物体的接触表面上具有阳极氧化不粘层。烘焙模型7由阴型区段和阳型区段组成，阴型区段以不动方式紧固到端板15，而阳型区段形成可移动盖子8的部分。取决于要形成的物体，烘焙模型重量从10到16kg改变。烘焙模型7的阴型区段和阳型区段均设置有由计算机9中的处理程序控制的电加热线圈，由此每个烘焙模型单独地经历程序化温度循环，该程序化温度循环能够每一烘焙模型7分别调节。
[0085]烘焙模型还可以具有可选实施例19，由此与阳烘焙模型区段铰接的盖子通过阳烘焙模型区段21水平侧向移动直到靠着阴烘焙模型区段20替代。
[0086]阴烘焙模型区段20由此在主壳体中，并且阳烘焙模型区段21由可移动的爪部22按压，可移动的爪部22具有四个导杆23并由压头24推靠于阳烘焙模型区段21并且锁定烘焙模型19，由此借助于双重气密封26以防漏方式密封两个烘焙模型区段之间的接触表面。
[0087]在本实施例中，可移动的阳烘焙模型区段21制成为更轻，使得将烘焙模型19的重量从390kg降低至18kg，这不仅有利于烘焙模型19的使用年限，而且降低了转变烘焙模型时的转换时间。
[0088]在本实施例中，在闭合烘焙模型时，可移动阳烘焙模型区段21接触主壳体上的电力源，使得在烘焙阶段期间，阳烘焙模型区段21中的加热元件被供电。
[0089]阴烘焙模型区段的金属壳体设置有具有斜方形横截面的互补螺纹，能够在互补螺纹中拧入用于各导杆的、设置有具有斜方形横截面的螺纹的塑料插塞，以免金属导杆接触到金属壳体。
[0090]根据本发明，这种插塞例如因为以尼龙制成而不能拧松并且能够对导杆提供长期保护。
[0091]计算机9还控制对分配线路6进行供给的压力机或者栗。操作者能够根据使用的烘焙模型7的数目提高分配线路中的压力。供给流的速度能够根据每单位时间生产的物体的重量来控制。控制程序能够同时控制装置的一个分配线路中的高达30个烘焙模型。多个装置能够平行于彼此部署，使得能够形成大容量生产线。
[0092]显然，装置的分配线路6能够不仅是水平的，而且取决于情形能够是竖向或者其它定向。
[0093]另外，已经证明有利的是，将计算机结合在控制单元中并将其布置为紧挨着生产线，使得操作者本人能够同时实物地监视生产线。
[0094]本发明绝不局限于作为示例说明的且在附图中示出的实施例。相反，在不偏离本发明范围的情况下，根据本发明的用于从生物降解材料生产物体的装置能够以各种各类的形式和尺寸实现。
【主权项】
1.一种用于由生物降解材料生产物体的装置(I)，所述装置由带有固态或者液态生物降解材料并且连接到分配线路(6)的储箱(5)组成，具有可个性化的形式的一系列模具(7)沿着所述分配线路被填充，并且由此每个模具(7)经历可个性化的计算机控制处理程序，所述可个性化的计算机控制处理程序确定填充时间、压力和温度，并且随后自动地打开模具(7)并且去除形成的物体，之后能够在同一模具(7)中挤压或者浇铸下一件。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个模具(7)能够分别断开，由此在由不同模具替代一个模具时，整个装置(I)的操作不必停止并且其它模具(7)继续生产。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，计算机(9)借助于个体处理程序自动地控制每个模具(7)，所述个体处理程序确保分配线路(6)的供给管的打开、模具(7)的填充、控制模具的加热周期直至所需的形式已被硬化、模具的打开、所形成物体(17)的释放、模具(7)的闭合以及自动重复这些步骤用于生产下一件，并且这样进行直至已经完成期望的系列。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述模具(7)借助于计算机控制的电驱动液力压头(10’)打开，所述电驱动液力压头经由枢轴点(14c)连接到带状杆件(14)上的偏心点，其在第一阶段中通过将盖子(8)水平地移动过小的距离(10mm)、然后使用所述带状杆件(14)使得所述盖子向上翻转90°直至盖子(8’)处于水平位置，从而将模具的处于竖直位置的盖子(8)打开，所述带状杆件(14)在一方面安装在围绕所述盖子(8)的水平轴线(14b)的支承部上，在另一方面安装在围绕电气壳体(10)中的水平轴线(14a)的支承部上。5.—种用于从生物降解材料生产物体的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: -从农业中收集生物降解原材料或者生物废料产品； -通过在水和生物降解添加剂中混合，从生物降解原材料形成浆状物或者液体； -如权利要求1中所述，将浇铸或者挤压混合物输送到装置的储箱，用于从生物降解原材料生产物体； -如权利要求1中所述，将合适模具连接到装置的分配线路； -经过如权利要求3所述的生产周期，由此每个单独模具经历适于所生产的物体的计算机控制的个体处理程序； -收集并包装按每一类型系列和每一尺寸系列生产的物体，用于发送到消费者。6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，模具(19)借助于计算机控制的压头(24)打开，所述压头连接到带有四个导杆(23)的可移动的爪部(22)，所述可移动的爪部压靠阳模具区段(21)并且锁定模具(19)，由此两个模具区段之间的接触表面借助于双重气密封(26)、以防漏的方式密封。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所浇注的浆状物的供给(29)从中央供给管(30)经由模具(19)的阴模具区段(20)中的中央供给开口(31)而被分配到模具。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当闭合模具(19)时，阳模具区段(21)接触主壳体(32)上的电力源，使得阳模具区段(21)中的加热元件在烘焙阶段期间被供电。9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，阴模具区段的金属壳体设置有具有斜方形横截面的互补螺纹，其中塑料插塞能够被旋入到所述互补螺纹中以用于具有斜方形横截面的螺纹的每个导杆，从而防止金属导杆和金属壳体之间的接触。
【文档编号】B29C45/00GK106068176SQ201580011435
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2015年3月10日 公开号201580011435.9, CN 106068176 A, CN 106068176A, CN 201580011435, CN-A-106068176, CN106068176 A, CN106068176A, CN201580011435, CN201580011435.9, PCT/2015/306, PCT/IB/15/000306, PCT/IB/15/00306, PCT/IB/2015/000306, PCT/IB/2015/00306, PCT/IB15/000306, PCT/IB15/00306, PCT/IB15000306, PCT/IB1500306, PCT/IB2015/000306, PCT/IB2015/00306, PCT/IB2015000306, PCT/IB201500306
【发明人】马赛杰斯.布鲁格曼斯
【申请人】马赛杰斯.布鲁格曼斯