устройство для экструзии теста

Классы МПК:A21C11/16 машины, формующие тестовые заготовки способом экструзии 
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):РЕОН АУТОМАТИК МАШИНЕРИ КО., ЛТД. (JP)
Приоритеты:
подача заявки:
2003-05-13
публикация патента:

Изобретение относится к пищевой промышленности. Устройство включает внутренний цилиндр для подачи материала начинки и наружный цилиндр для подачи материала оболочки. В кольцевом пространстве между цилиндрами размещены средства ожижения материала оболочки, имеющие расположенный снаружи наружного цилиндра привод в движение посредством передачи. Между средствами ожижения и приводным механизмом расположен уплотнительный участок, возле которого имеется пространство для содержания материала оболочки, проникшего в этот участок. Такая конструкция предотвращает дальнейшее проникновение материала оболочки в упомянутый приводной механизм, что значительно снижает утечку теста через уплотнительные элементы, а также трение вращаемых деталей устройства и, следовательно, их нагрев. 7 з.п. ф-лы, 16 ил. устройство для экструзии теста, патент № 2275027

Рисунки к патенту РФ 2275027

устройство для экструзии теста, патент № 2275027 устройство для экструзии теста, патент № 2275027 устройство для экструзии теста, патент № 2275027 устройство для экструзии теста, патент № 2275027 устройство для экструзии теста, патент № 2275027 устройство для экструзии теста, патент № 2275027 устройство для экструзии теста, патент № 2275027 устройство для экструзии теста, патент № 2275027 устройство для экструзии теста, патент № 2275027 устройство для экструзии теста, патент № 2275027 устройство для экструзии теста, патент № 2275027 устройство для экструзии теста, патент № 2275027 устройство для экструзии теста, патент № 2275027 устройство для экструзии теста, патент № 2275027 устройство для экструзии теста, патент № 2275027 устройство для экструзии теста, патент № 2275027

Это изобретение относится к устройству для непрерывной экструзии теста для пищевого продукта, такого как пирог или хлеб. Конкретнее, оно относится к устройству для покрытия одного или нескольких материалов начинки одним или более материалов оболочки равномерной толщины для изготовления пищевого продукта с многослойной структурой, такого как кондитерское или хлебобулочное изделие с начинкой из одного или более джемов.

Известное устройство того же предназначения описано, например, в патенте США 3,615,147, кл. А 21 С 11/20, опубл. 26.10.1971. Это устройство для экструзии теста с целью покрытия материала начинки содержит концентрично расположенные наружный цилиндр и внутренний цилиндр. Во внутренний цилиндр подают материал начинки, например джем из бобов. Материал оболочки подают в кольцевое пространство между концентрично расположенными наружным цилиндром и внутренним цилиндром. Материал начинки экструдируется из внутреннего сопла. При этом материал оболочки экструдируется из узкого кольцевого сопла между внутренним и наружным цилиндрами так, что образуется непрерывная многослойная стержнеобразная тестовая заготовка.

Так как тесто, подаваемое в кольцевое пространство, экструдируют из постепенно сужающегося кольцевого сопла, то тесто необходимо подавать под давлением. Когда тесто содержит кусочки или материалы с разными свойствами, либо не является однородной дисперсией, оно не может стабильно экструдироваться.

В вышеупомянутом устройстве уровня техники для решения этой технической проблемы устанавливают перемешивающие стержни или лопатки для их поворота или качания на соответствующем узле в кольцевом пространстве между наружным и внутренним цилиндрами, чтобы перемешивать тесто, находящееся в этом пространстве. Однако уровень техники не может в достаточной степени решить проблему утечки теста через уплотнительные элементы, расположенные между вращающимся или качающимся узлом с перемешивающими стержнями или лопатками и верхним или нижним наружным цилиндром, таким как наружное сопло.

Кроме того, на вращающийся узел с перемешивающими стержнями или лопатками воздействуют различные напряжения. Тесто проникает в уплотнительные элементы, в опорные элементы (подшипники), поддерживающие вращающийся узел, и далее в ведомое зубчатое колесо, находящееся в соединении с вращающимся узлом. Тесто, проникшее в подшипники и зубчатую передачу, значительно увеличивает силу трения и приводит к значительному нагреванию из-за трения. Соответственно, это препятствует вращению приводного вращаемого элемента, соединенного с вращающимся узлом.

Для решения этих задач в устройстве по изобретению перемешивающие стержни или лопатки установлены с возможностью вращения или качания в кольцевом пространстве между наружным цилиндром и внутренним цилиндром для перемешивания теста, находящегося в этом пространстве. Кроме того, между опорной частью с подшипниками и уплотнительным участком образовано пространство для временного содержания теста, проникшего через уплотнительные элементы. Кроме того, конструкция устройства такова, что его легко разобрать и вновь собрать.

Кроме того, изобретение предлагает усовершенствованную конструкцию уплотнительных элементов, чтобы контролировать утечку теста через них. Кроме того, чтобы облегчить удаление теста, проникшего через уплотнительные элементы, усовершенствованная конструкция устройства позволяет его разбирать и снова собирать простым образом с одного направления.

Таким образом, согласно изобретению для решения указанных задач предлагается устройство для экструзии пищевых материалов, включающих материал начинки и материал оболочки для экструдирования и охватывания материала начинки материалом оболочки, содержащее внутренний цилиндр для подачи материала начинки, наружный цилиндр, расположенный концентрично снаружи указанного внутреннего цилиндра, и образованное между наружным цилиндром и внутренним цилиндром кольцевое пространство для подачи материала оболочки, экструдируемого и охватывающего материал начинки, подаваемый внутренним цилиндром, и средства ожижения материала оболочки, расположенные в указанном кольцевом пространстве, причем снаружи наружного цилиндра расположен приводной механизм для привода указанных средств ожижения в указанном кольцевом пространстве, между указанными средствами ожижения и приводным механизмом расположен уплотнительный участок, приводной механизм соединен с указанными средствами ожижения посредством механизма передачи через наружный цилиндр и уплотнительный участок для передачи усилия от приводного механизма к указанным средствам ожижения, а возле уплотнительного участка расположен участок с пространством для содержания материала оболочки, проникшего в уплотнительный участок, для предотвращения дальнейшего проникновения в приводной механизм материала оболочки, поступившего в уплотнительный участок из кольцевого пространства через механизм передачи.

Предпочтительно указанные средства ожижения перемешивают материал оболочки в кольцевом пространстве для ожижения материала оболочки. Участок с пространством для содержания материала оболочки предпочтительно снабжен отверстием для выпускания материала оболочки, содержащегося в нем.

Уплотнительный участок обычно снабжен упругим уплотнительным элементом, а также может быть снабжен канавкой для направления материала оболочки, проникшего в уплотнительный участок обратно в кольцевое пространство.

Отделяемый наружный цилиндр предпочтительно включает верхний наружный цилиндр и нижний наружный цилиндр, которые могут быть отделены друг от друга.

Эти и другие варианты выполнения будут понятны из нижеследующего описания со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг.1 - вид сверху, с частичным пояснительным сечением по С-С на фиг.2, устройства для экструзии теста согласно одному варианту изобретения;

фиг.2 - вид в сечении по А-А на фиг.1 варианта устройства для экструзии теста;

фиг.3 - вид в сечении по В-В на фиг.1 варианта устройства для экструзии теста;

фиг.4 - схематичный вид ступенчатой конструкции М согласно варианту выполнения изобретения;

фиг.5 - увеличенный вид в сечении части с уплотнительными элементами 8-1 и 8-2;

фиг.6 - вид в перспективе нижнего уплотнительного элемента 8-2;

фиг.7 - вид в сечении части верхнего уплотнительного элемента 8-1;

фиг.8 - вид в сечении части нижнего уплотнительного элемента 8-2;

фиг.9 - частичный вид в сечении уплотнительной части согласно другому варианту изобретения;

фиг.10 - вид сверху вращающегося узла 5 согласно варианту выполнения;

фиг.11 - вид в сечении по F-F на фиг.10 вращающегося узла 5 согласно варианту выполнения;

фиг.12 - вид в сечении по Е-Е на фиг.5, иллюстрирующий концепцию сборки и разборки вращающегося элемента 5-2 и ведомого зубчатого колеса 5-3;

фиг.13 - вид, показывающий взаимное расположение верхнего наружного цилиндра (показан пунктирными линиями), фиксатора 12 для фиксации верхнего наружного цилиндра в верхнем участке 10-2 основания 10, а также верхнего участка 10-2 основания;

фиг.14 - вид, иллюстрирующий концепцию сборки и разборки верхнего наружного цилиндра 2-1, верхнего участка 10-2 основания и фиксатора 12;

фиг.15 - вид в сечении по D-D на фиг.2 узла из наружного цилиндра 2 и внутреннего цилиндра 3;

фиг.16 - вид в продольном сечении другого варианта изобретения.

Список позиций

1 - устройство для экструзии теста

2 - наружный цилиндр

2-1 - верхний наружный цилиндр

3 - внутренний цилиндр

3-2 - внутреннее сопло

4 - кольцевое пространство

5 - вращающийся узел

5-1 - перемешивающий элемент

5-2 - вращающийся элемент

5-3 - приводной вращаемый элемент

6 - наружное сопло

8 - уплотнительный элемент

9 - пространство для временного содержания теста

10 - основание

11 - отверстие для подачи теста

12 - фиксатор для верхнего наружного цилиндра

13 - ведущее зубчатое колесо

Подробное описание предпочтительных вариантов

Материал оболочки, состоящий из теста, экструдируют из узкого кольцевого пространства между наружным и внутренним цилиндрами. Следовательно, к этому материалу требуется прикладывать некоторое давление. При этом плотность материала оболочки становится неоднородной и нестабильной. Кроме того, когда материал оболочки содержит кусочки или материалы разной плотности, материал оболочки может закупорить узкое кольцевое пространство и не может стабильно экструдироваться.

Однако вращающиеся или качающиеся стержни, расположенные в узком кольцевом пространстве, перемешивают и ожижают тесто, проходящее через это пространство. Благодаря этому ожижению тесто под давлением может стабильно экструдироваться через сужающееся внутрь кольцевое сопло.

Однако из кольцевого пространства под давлением тесто через уплотнение протекает к опорным элементам (подшипникам), поддерживающим вращающийся элемент и обеспечивающим его стабильное вращение. Согласно изобретению для решения этой проблемы предлагается между подшипниками и уплотнительными элементами создавать пространство для временного содержания теста, проникшего через уплотнительные элементы. Так как давление в пространстве для временного содержания теста может поддерживаться на более низком уровне, чем в других частях устройства, то тем самым может быть предотвращено проникновение теста через уплотнительные элементы в подшипники.

Следовательно, согласно изобретению тесто можно экструдировать без пульсации. Кроме того, не колеблется вес отдельных изделий. Может быть предотвращено любое колебание веса отдельного изделия. Кроме того, можно в течение длительного периода времени поддерживать стабильный режим экструзии или нанесения оболочки.

Согласно изобретению для включения нижнего цилиндра, вращающегося элемента и верхнего цилиндра в основание устройства оно содержит ступенчатую конструкцию, которая включает в себя ступенчатую часть, расположенную в нижней части основания и служащую для установки нижнего наружного цилиндра, ступенчатую часть, расположенную на приводном элементе и служащую для установки вращающегося элемента, и ступенчатую часть, расположенную в верхней части основания и служащую для установки верхнего наружного цилиндра. Кроме того, нижний цилиндр, являющийся примером выполнения наружного сопла, вращающийся элемент с перемешивающими элементами и верхний наружный цилиндр расположены друг над другом в этом порядке. При таком выполнении они могут быть разобраны и вновь собраны с одного направления.

Кроме того, согласно изобретению уплотнительные участки имеют небольшой зазор или промежуток между вращающимся элементом и верхним наружным цилиндром, а также между вращающимся элементом и нижним наружным цилиндром. Обе уплотнительные поверхности уплотнительного участка с небольшим зазором между собой скользят относительно друг друга. На одной из уплотнительных поверхностей выполнена одна или более геликоидальных или винтовых канавок для выталкивания обратно теста, проникшего между уплотнительными поверхностями.

Так как уплотнительные поверхности не соприкасаются непосредственно друг с другом ввиду наличия небольшого зазора между ними, то образование тепла является низким. Сила, выталкивающая тесто обратно, создается одной или более геликоидальными или винтовыми канавками, действующими подобно винтам с правой или левой резьбой и расположенными на уплотнительной поверхности. Когда сила, выталкивающая обратно тесто, уравновешивает силу, вызывающую утечку теста, утечка теста прекращается при уравновешенном состоянии. Кроме того, упругая уплотнительная поверхность с геликоидальными или винтовыми канавками может контролировать ширину зазора.

На фиг.1 показан вид сверху, с частичным сечением по С-С на фиг.2, устройства для экструзии теста согласно одному варианту изобретения. На фиг.1 показаны устройство 1 для экструзии теста, наружный цилиндр 2, гайка 2-3 для крепления наружного цилиндра 2 на внутреннем цилиндре 3, верхний внутренний цилиндр 3-1, кольцевое пространство 4, перемешивающий стержень 5-1, вращающийся элемент 5-2, приводной вращаемый элемент 5-3, основание 10, отверстие 11-1 для подачи материала оболочки, отверстие 11-2 для подачи материала начинки и ведущее зубчатое колесо 13.

На фиг.2 показан вид в сечении по А-А на фиг.1 варианта выполнения устройства по изобретению. Устройство 1 для экструзии теста имеет концентрично расположенные наружный цилиндр 2 и внутренний цилиндр 3. На фиг.2 показаны верхний наружный цилиндр 2-1 и гайка 2-3 для крепления верхнего наружного цилиндра 2-1 на внутреннем цилиндре 3. Между наружным цилиндром 2 и внутренним цилиндром 3 образовано кольцевое пространство 4. Кроме того, на фиг.2 показан вращающийся узел 5, содержащий перемешивающие стержни 5-1, вращающийся элемент 5-2 и приводной вращаемый элемент (зубчатое колесо) 5-3.

К нижней части верхнего наружного цилиндра 2-1 прикреплено наружное сопло 6, соответствующее нижнему наружному цилиндру. Верхняя часть внутреннего цилиндра 3 является верхним внутренним цилиндром 3-1. Внутреннее сопло 3-2 ввинчено в нижнюю часть верхнего внутреннего цилиндра 3-1. Во внутреннем цилиндре 3 расположено отверстие для подачи материала начинки. Материал оболочки подают через отверстие 3-4 во внутреннем цилиндре 3.

Кроме того, на фиг.2 показаны опорные элементы (подшипники) 7-1, 7-2, уплотнительные элементы 7-3, 7-4 для них и вращающийся узел 5. Вращающийся элемент 5-2 и перемешивающие элементы 5-1 расположены между верхним наружным цилиндром 2-1 и наружным соплом 6 с использованием верхнего уплотнительного элемента 8-1 и нижнего уплотнительного элемента 8-2.

Вращающийся элемент 5-2, служащий для перемешивания, включен в приводной элемент 5-3. Они могут быть соединены вместе и разобраны. Часть 6-2 наружного сопла 6 ввинчена в соответствующую часть 6-1 наружного сопла 6. Пространство 9 служит для временного содержания теста, проникшего через уплотнительные элементы 8-1, 8-2. Пространство 9 для временного содержания теста состоит из верхней полости 9-1 и нижней полости 9-2. Как показано далее на фиг.10, обе полости 9-1, 9-2 для содержания теста соединены друг с другом посредством сквозных отверстий 5-7. Основание 10 состоит из нижнего элемента 10-1 основания и верхнего элемента 10-2 основания. Отверстие 11-1 для подачи материала оболочки соединено с отверстием 3-4 во внутреннем цилиндре 3. Отверстие 11-2 для подачи материала начинки соединено с отверстием 3-3 во внутреннем цилиндре 3.

На фиг.3 показан вид в сечении по В-В на фиг.1 варианта выполнения устройства по изобретению. Ведущее зубчатое колесо 13 находится в зацеплении с приводным элементом 5-3.

На фиг.4 показан схематичный вид ступенчатой конструкции М согласно варианту выполнения. Ступенчатая конструкция М показана сплошными линиями М1, М2, М3. На фиг.4 показаны ступенчатая часть М1 для установки наружного сопла 6 на ступенчатой части нижнего элемента 10-1 основания, ступенчатая часть М2 для установки вращающегося элемента 5-2 на ступенчатой части приводного элемента 5-3 и ступенчатая часть М3 для установки верхнего наружного цилиндра 2-1 на ступенчатой части верхнего элемента 10-2 основания. Когда внутренний цилиндр 3 вставлен в верхний наружный цилиндр 2-1, цилиндры 3, 2-1 вместе устанавливают на основании 10 и вместе снимают с него. Эти цилиндры 3, 2-1 могут быть разъединены.

Наружное сопло устанавливают на ступенчатую часть М1 нижнего элемента 10-1 основания. Вращающийся элемент 5-2 устанавливают на ступенчатую часть М2 приводного элемента 5-3. Верхний наружный цилиндр 2-1 устанавливают на ступенчатую часть М3 верхнего элемента 10-2 основания. Следовательно, благодаря ступенчатой конструкции М устройство 1 для экструзии теста можно легко и просто последовательно собрать снизу и последовательно разобрать сверху.

Следовательно, облегчается разборка и сборка устройства 1 экструзии теста. Кроме того, облегчается очистка внутренних и других частей устройства.

На фиг.5 показан увеличенный вид в сечении части с уплотнительными элементами 8-1, 8-2. Верхний уплотнительный элемент 8-1 размещен между нижней частью верхнего наружного цилиндра 2-1 и верхней частью вращающегося элемента 5-2. Нижний уплотнительный элемент 8-2 размещен между нижней частью вращающегося элемента 5-2 и верхней частью ступенчатой части 6-1 наружного сопла 6.

На фиг.6 показан вид в перспективе нижнего уплотнительного элемента 8-2. Вид в перспективе верхнего уплотнительного элемента 8-1 не показан, поскольку он аналогичен виду нижнего уплотнительного элемента 8-2. Полиуретан является одним из подходящих материалов для уплотнительных элементов 8-1, 8-2. Другие подходящие материалы для уплотнительных элементов 8-1, 8-2 могут быть образованы из полиэтилена сверхвысокого молекулярного веса, полиэтилена высокой плотности, полиацеталя, политетрафторэтилена и т.д.

Материалы частей для контактирования с тестом должны как можно меньше прилипать к тесту.

На фиг.7 дан вид в сечении части верхнего уплотнительного элемента 8-1. Если вращающийся элемент 5-2 вращается в левом направлении, то его канавка выполнена наподобие правой резьбы. Радиус и глубина канавки составляют по 0,8 мм, шаг между канавками - 3 мм, толщина уплотнительного элемента - 1,9 мм, наружный диаметр - 120,2 мм, внутренний диаметр - 116,4 мм, ширина - 14,5 мм. Используя его упругость, этот уплотнительный элемент вставляют в приемную канавку, имеющую внутренний диаметр 120,0 мм и расположенную на внутренней поверхности нижней части верхнего наружного цилиндра 2-1. В этом случае внутренний диаметр уплотнительного элемента будет составлять около 116,2 мм. Так как наружный диаметр уплотнительной части вращающегося элемента, служащего для перемешивания, составляет 116,0 мм, то зазор между уплотнительной частью вращающегося элемента 5-1 и внутренним диаметром установленного уплотнительного элемента 8-1 будет составлять около 0,1 мм с одной стороны. Кроме того, множество канавок может быть расположено параллельно.

На фиг.8 показан частичный вид в разрезе нижнего уплотнительного элемента 8-2. Если вращающийся элемент 5-2 вращается в левом направлении, то его канавка выполнена наподобие левой резьбы. Радиус и глубина канавки составляют по 0,8 мм, шаг между канавками - 3 мм, толщина уплотнительного элемента - 1,9 мм, наружный диаметр - 108,2 мм, внутренний диаметр - 104,4 мм, ширина - 16,5 мм. Используя его упругость, уплотнительный элемент вставляют в приемную канавку, имеющую внутренний диаметр 120,0 мм и расположенную на внутренней поверхности нижней части верхнего наружного цилиндра 2-1. В этом случае внутренний диаметр уплотнительного элемента будет составлять около 116,2 мм. Так как наружный диаметр уплотнительной части вращающегося элемента, служащего для перемешивания, составляет 116,0 мм, то зазор между уплотнительной частью вращающегося элемента 5-1 и внутренним диаметром установленного уплотнительного элемента 8-2 будет составлять около 0,1 мм с одной стороны. Кроме того, может быть выполнено несколько параллельных канавок.

Когда в этом варианте выполнения вращающийся элемент вращается со скоростью 150 об/мин или 100 об/мин, то утечка теста почти полностью прекращается на приблизительно 1/3 или менее ширины уплотнительных элементов.

Так как тесто, проникшее в зазор и в канавку уплотнительной части, является вязкоупругим и сплошным, то оно выталкивается обратно вследствие вращения канавки уплотнительного элемента, установленного во вращающемся элементе 5-2. Когда сила выталкивания теста и сила, вызывающая его проникновение, уравниваются, то утечка теста прекращается в этом уравновешенном состоянии. Материалы, используемые для изготовления вращающегося элемента наружного сопла 6 и т.д., предпочтительно должны меньше прилипать к тесту.

На фиг.9 дан вид в сечении части уплотнительной части согласно другому варианту выполнения. Уплотнительные поверхности уплотнительных элементов расположены горизонтально. Одна или более канавок для выталкивания теста обратно могут быть расположены непосредственно на уплотнительных поверхностях наружного сопла 6, верхнего наружного цилиндра 2-1 или вращающегося элемента 5-2. При необходимости эти уплотнительные поверхности могут быть покрыты синтетическим эластомером, который меньше прилипает к тесту. Канавки для выталкивания теста обратно могут быть образованы в виде одного или нескольких спиральных витков. Форма сечения, размер и шаг канавки этого горизонтального уплотнительного элемента являются такими же самыми, как и канавки вертикального уплотнительного элемента. Кроме того, горизонтальный уплотнительный элемент может быть установлен в выемку на уплотнительных поверхностях вращающегося элемента 5-2, наружного сопла 6 или в подобную выемку, выполненную на верхнем наружном цилиндре 2-1.

На фиг.10 дан вид сверху вращающегося узла 5 согласно варианту выполнения изобретения.

На фиг.11 показан вид в сечении по F-F на фиг.10 вращающегося узла 5 варианта осуществления этого изобретения. На фиг.10 показаны три перемешивающих стержня 5-1, вращающийся элемент 5-2, приводной элемент (зубчатое колесо) 5-3, четыре верхних выступающих элемента 5-4 для соединения вращающегося элемента 5-2 с перемешивающими элементами 5-1, нижний выступающий элемент 5-5 для поддержки вращающегося элемента 5-2, четыре L-образных выступа 5-6, расположенных во вращающемся элементе 5-2 для его крепления в приводном элементе 5-3, и четыре сквозных отверстия 5-7, образуемых вращающимся элементом 5-2 и приводным элементом 5-3.

На фиг.12 показан вид в сечении по Е-Е на фиг.5, иллюстрирующий концепцию сборки и разборки вращающегося элемента 5-2 и приводного элемента (зубчатого колеса) 5-3. Показаны L-образные выступы 5-6 вращающегося элемента 5-2. Вращающийся элемент 5-2, имеющий L-образные выступы 5-6, опускают к верхней поверхности опорного выступа 5-5. Четыре L-образных выступа 5-6 вводят между четырьмя установочными выступами 5-4 и опускают вниз к верхней поверхности опорного выступа 5-5. Затем поворачивают направо вращающийся элемент 5-2 с четырьмя L-образными выступами 5-6, пока L-образные выступы не войдут в зацепление с установочными выступами 5-4 для скрепления с ведомым зубчатым колесом 5-3. Для разборки вращающегося узла 5 поворачивают влево вращающийся элемент 5-2 так, чтобы L-образные выступы 5-6 были вытянуты из зазоров между опорным выступом 5-5 и установочными выступами 5-4. Затем поднимают вращающийся элемент 5-2 так, чтобы L-образные выступы 5-6 проходили через промежутки между установочными выступами 5-4. Следовательно, вращающийся элемент 5-2 снимается с приводного элемента (зубчатого колеса) 5-3.

В дальнейшем, также со ссылкой на фиг.5, описывается наружное сопло 6. Как и в вышеописанном случае с вращающимся элементом 5-2, L-образные выступы 6-3 установочной части 6-1 наружного сопла 6 вводят между каждыми двумя из четырех установочных выступов 10-3 и опускают вниз к верхней поверхности опорного выступа 10-4. Затем поворачивают установочную часть 6-1 вместе с четырьмя L-образными выступами 6-3 и закрепляют L-образные выступы 6-3 в зазорах между установочными выступами 10-3 и опорным выступом 10-4. Верхние части L-образных выступов 6-3 могут служить в качестве упоров.

В этом варианте перемешивающий элемент 5-1 имеет форму круглого стержня. Он может иметь другую форму, как, например, в виде стержня квадратного сечения, плоской лопатки, изогнутой лопатки и т.д. Кроме того, перемешивающий элемент может быть расположен под разными углами, а не только вертикально. Изменяя угол расположения и форму перемешивающего элемента, можно регулировать перемешивание. Кроме того, для регулирования перемешивания можно выбирать направление вращения, окружную скорость, частоту вращения, обратные повороты, частоту выполнения таких обратных поворотов и т.д. Для обратного или качательного поворота необходимо прикреплять вращающийся элемент 5-2 к ведомому зубчатому колесу 5-3, например, вставлением ведущих шпилек в ведомое зубчатое колесо 5-3 на задних концах L-образных выступов 5-6. Кроме того, выпуклые части, которые должны контактировать друг с другом для фиксации между собой, должны быть обработаны с высокой точностью так, чтобы они фиксировались и собирались с высокой точностью.

На фиг.13 показано взаимное расположение верхнего наружного цилиндра 2-1 (показан пунктирными линиями), фиксатора 12 для крепления верхнего наружного цилиндра 2-1 в верхнем элементе 10-2 основания 10 и верхнего элемента 10-2 (верхней части) основания 10. Верхний элемент 10-2 основания содержит установочный выступ 10-2а и нижний опорный выступ 10-2b. Наружный цилиндр 2 содержит кольцеобразный выступ 2-2. Нижний фиксирующий выступ 12а, взаимодействующий с установочным выступом 10-2а, закрепляет кольцеобразный выступ 2-2 верхнего наружного цилиндра 2-1 между нижним опорным выступом 10-2b верхнего элемента 10-2 основания и верхним фиксирующим выступом 12b фиксатора 12, в результате чего верхний наружный цилиндр 2-1 закрепляется в верхнем элементе 10-2 основания.

На фиг.14 показан вид, иллюстрирующий концепцию сборки и разборки верхнего наружного цилиндра 2-1, верхнего элемента 10-2 основания и фиксатора 12. Нижний фиксирующий выступ 12а опускают между установочными выступами 10-2а. Затем верхний фиксирующий выступ 12b входит в контакт с верхней поверхностью кольцеобразного выступа 2-2. После этого поворачивают фиксатор 12 влево так, что наклонные верхние поверхности нижних фиксирующих выступов 12а входят в контакт с наклонными нижними поверхностями установочных выступов 10-2а. Продолжают поворачивать фиксатор 12 так, чтобы верхний наружный цилиндр 2-1 был надежно зафиксирован на верхнем элементе 10-2 основания.

Для снятия верхнего наружного цилиндра 2-1 с верхнего элемента 10-2 основания поворачивают вправо фиксатор 12 и извлекают нижние фиксирующие выступы 12b из установочных выступов 10-2а. Затем поднимают нижние фиксирующие выступы 12а между установочными выступами 10-2а. Соответственно, верхний наружный цилиндр 2-1 и отверстие снимается с верхнего элемента 10-2 основания.

На фиг.15 показан вид в сечении по D-D на фиг.2 узла из наружного цилиндра 2 и внутреннего цилиндра 3. На фиг.15 показаны отверстие 3-3 для подачи материала начинки и отверстие 3-4 для подачи материала оболочки. В отверстии 3-4 верхнего наружного цилиндра 2-1 установлен патрубок 11-1, который соединен с кольцевым пространством 4. В отверстии 3-3 верхнего наружного цилиндра 2-1 установлен патрубок 11-2, который соединен с внутренним пространством внутреннего цилиндра 3.

На фиг.16 показан схематичный вид в продольном сечении другого варианта изобретения. Устройство 1' для экструзии теста имеет концентрично расположенные наружный цилиндр 2' и внутренний цилиндр 3'. Под верхней частью 2'-1 наружного цилиндра расположено наружное сопло 6', которое соответствует нижней части 2'-2 наружного цилиндра. Под верней частью 3'-1 внутреннего цилиндра расположена часть 3'-2, служащая в качестве внутреннего сопла. Во внутреннем цилиндре 3' расположено отверстие 3'-3 для подачи материала начинки. Кроме того, во внутреннем цилиндре 3' расположено отверстие 3'-4 для подачи материала оболочки. Между верхней частью 2'-1 наружного цилиндра и наружным соплом 6' установлен вращающийся узел 5'. Кроме того, между вращающимся узлом 5' и верхней частью 2'-1 наружного цилиндра расположено верхнее уплотнение подвижного соединения 8'-1. Кроме того, между вращающимся узлом 5' и наружным соплом 6' расположено нижнее уплотнение подвижного соединения 8'-2. Вращающийся узел 5' может быть снабжен перемешивающими элементами 5'-1. Вращающийся узел 5' содержит вращающийся элемент 5'-2 и приводной элемент 5'-3, например зубчатое колесо. Уплотнения подвижных соединений 8'-1, 8'-2 снабжены уплотнительными средствами, такими как уплотнительные кольца и т.д.

Вращающийся узел 5' содержит вращающийся элемент 5'-2 с перемешивающими стержнями 5'-1 и приводной элемент (зубчатое колесо) 5'-1, поддерживаемый верхним подшипником 7'-1 и нижним подшипником 7'-2. Вращающийся элемент 5'-2 и приводной элемент 5'-3 могут быть легко собраны и разобраны. Между верхним подшипником 7'-1 и верхним уплотнением подвижного соединения 8'-1 расположена верхняя полость 9'-1 для содержания теста. Между нижним подшипником 7'-2 и нижним уплотнением подвижного соединения 8'-2 расположена нижняя полость 9'-2 для содержания теста. Кроме того, перед верхним подшипником 7'-1 расположен верхний уплотнительный элемент 7'-3, а перед нижним подшипником 7'-2 - нижний уплотнительный элемент 7'-4, так что тесто, временно содержащееся в пространстве 9', не проникает к верхнему и нижнему подшипникам 7'-1, 7'-2. Пространство для содержания теста 9' состоит из верхней и нижней полостей 9'-1, 9'-2. Приводной элемент 5'-3 приводится ведущим зубчатым колесом 13 (показано на фиг.1 и 3). Вращающийся элемент 5'-2, который легко вводится в приводной элемент 5'-3 и извлекается из него, имеет множество сквозных отверстий (не показаны на фиг.16), соединяющих верхнюю 9'-1 и нижнюю 9'-2 полости для содержания теста. Наружное сопло 6' предпочтительно имеет одно или более отверстий (не показаны на фиг.16) для выпускания теста, скопившегося в нижней полости 9'-2 для временного содержания теста. Эти отверстия для выпускания теста могут быть выполнены таким образом, чтобы их можно было при необходимости открывать или закрывать.

Верхний наружный цилиндр 2'-1 и внутренний цилиндр 3' скреплены гайкой 2'-3. Верхний наружный цилиндр 2'-1 установлен на верхнем элементе 10'-2 основания с использованием соединительного механизма байонетного типа. Наружное сопло 6' прикреплено к нижнему элементу 10'-4 основания гайкой 14 так, что они могут быть легко собраны и разобраны. При необходимости к вращающемуся элементу 5'-2 прикрепляют перемешивающие стержни 5'-1 или подающие лопатки (см. патентный документ JP-3032971-Y). В отверстии 3'-4 верхнего наружного цилиндра 2'-1 установлен патрубок 11-1 для подачи материала оболочки. В отверстии 3'-3 верхнего наружного цилиндра 2'-1 установлен патрубок 11-2 для подачи материала начинки (см. фиг.15).

В этом варианте изобретения вращающийся элемент 5'-2 легко вставляется в приводной элемент 5'-3, поддерживаемый на подшипниках 7'-1, 7'-2, таким же образом, как и объяснено со ссылкой на фиг.12. Используя гайку 2'-3, можно легко соединить внутренний цилиндр 3' с верхним наружным цилиндром 2'-1. Узел, собранный из внутреннего цилиндра 3' и верхнего наружного цилиндра 2'-1, легко крепится установочным приспособлением 12' на верхнем элементе 10'-2 основания таким же образом, как и объяснено со ссылкой на фиг.14. Используя гайку 14, можно легко закреплять наружное сопло 6' в нижнем опорном элементе. Таким образом, устройство 1' можно легко собрать. Кроме того, устройство 1' можно легко разобрать в обратном порядке. Таким путем можно легко разобрать устройство 1' для удаления теста из полостей 9'-1, 9'-2 для содержания теста с целью очистки внутренней части устройства 1' и вновь его собрать. Кроме того, в нижней части наружного сопла 6' может быть выполнено одно или более выпускных отверстий (не показаны на фиг.16), которые можно открывать и закрывать для выпускания теста наружу.

Согласно изобретению, создано пространство для временного содержания теста, проникшего через уплотнения. Следовательно, можно контролировать утечку теста через уплотнения так, чтобы оно не проникло к подшипникам.

Тесто можно экструдировать без пульсации. Кроме того, можно устранить колебания веса отдельных изделий. Болеет того, можно в течение длительного периода времени поддерживать стабильный режим процесса экструзии или нанесения оболочки.

Согласно изобретению ступенчатая конструкция включает в себя ступенчатую часть, расположенную на нижней части основания и служащую для установки нижнего наружного цилиндра (например, наружного сопла), ступенчатую часть, расположенную на приводном элементе (например, на зубчатом колесе) и служащую для установки вращающегося элемента (например, с перемешивающими элементами), и ступенчатую часть, расположенную на верхней части основания и служащую для установки верхнего наружного цилиндра вместе с внутренним цилиндром. Следовательно, они могут быть легко собраны и разобраны с одного направления. Можно легко удалять тесто, проникающее к месту его временного содержания. Кроме того, можно легко обслуживать устройство.

Одна из уплотнительных поверхностей, перемещающихся с зазором относительно друг друга, выполнена из упругого материала и снабжена одной или более геликоидальных или винтовых канавок, которые создают силу, выталкивающую обратно тесто, проникшее в этот зазор. Проникновение теста может быть предотвращено этой силой, выталкивающей тесто, или остановлено в месте, где уравновешиваются силы выталкивания теста и силы, вызывающие проникновение теста. Кроме того, уплотнительные элементы не контактируют друг с другом, так что исключается образование тепла.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для экструзии пищевых материалов, включающих материал начинки и материал оболочки для экструдирования и охватывания материала начинки материалом оболочки, содержащее внутренний цилиндр для подачи материала начинки, наружный цилиндр, расположенный концентрично снаружи указанного внутреннего цилиндра, и образованное между наружным цилиндром и внутренним цилиндром кольцевое пространство для подачи материала оболочки, экструдируемого и охватывающего материал начинки, подаваемый внутренним цилиндром, средства ожижения материала оболочки, расположенные в указанном кольцевом пространстве, отличающееся тем, что снаружи наружного цилиндра расположен приводной механизм для привода указанных средств ожижения в указанном кольцевом пространстве,

между указанными средствами ожижения и приводным механизмом расположен уплотнительный участок, приводной механизм соединен с указанными средствами ожижения посредством механизма передачи через наружный цилиндр и уплотнительный участок для передачи усилия от приводного механизма к указанным средствам ожижения, а возле уплотнительного участка расположен участок с пространством для содержания материала оболочки, проникшего в уплотнительный участок, для предотвращения дальнейшего проникновения в приводной механизм материала оболочки, поступившего в уплотнительный участок из кольцевого пространства через механизм передачи.

2. Устройство по п.1, в котором указанные средства ожижения перемешивают материал оболочки в кольцевом пространстве для ожижения материала оболочки.

3. Устройство по п.1, в котором участок с пространством для содержания материала оболочки снабжен отверстием для выпускания материала оболочки, содержащегося в нем.

4. Устройство по п.1, в котором уплотнительный участок снабжен упругим уплотнительным элементом.

5. Устройство по п.1, в котором уплотнительный участок снабжен канавкой для направления материала оболочки, проникшего в уплотнительный участок обратно в кольцевое пространство.

6. Устройство по п.1, в котором механизм передачи и средства ожижения отделяемым образом соединены друг с другом в одном направлении.

7. Устройство по п.6, которое дополнительно снабжено средствами крепления для прикрепления наружного цилиндра в указанном одном направлении.

8. Устройство по п.6, в котором отделяемый наружный цилиндр включает верхний наружный цилиндр и нижний наружный цилиндр, которые могут быть отделены друг от друга.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2275027

patent-2275027.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс A21C11/16 машины, формующие тестовые заготовки способом экструзии 

Патенты РФ в классе A21C11/16:
устройство для изготовления пищевого экструдированного продукта с начинками -  патент 2461201 (20.09.2012)
производство съедобных вафель путем экструзии -  патент 2459411 (27.08.2012)
фильера для производства макаронных изделий -  патент 2366183 (10.09.2009)
конусный стаканчик из зерновых, способ его изготовления и способ придания стаканчику из зерновых особой привлекательности -  патент 2307509 (10.10.2007)
узел для экструдера из головки и режущего элемента для экструдирования кусков пищевого продукта с начинкой -  патент 2291621 (20.01.2007)
способ и устройство для изготовления витого пористого продукта путем экструзии -  патент 2279347 (10.07.2006)
валково-шестеренный экструдер -  патент 2274551 (20.04.2006)
устройство для производства двухслойных пищевых продуктов -  патент 2242878 (27.12.2004)
вставка в матрицу для производства сплошных коротких и нитевидных макарон -  патент 2219773 (27.12.2003)
вставка в матрицу для производства макарон трубчатой формы -  патент 2218765 (20.12.2003)


Наверх