Устройство для формования пищевых масс

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ПИЩЕВЫХ МАСС, содержащее питатель , нагнетатель с рабочими органами, предматричную камеру с расположенными под углом одна к другой верхней и нижней стенками, матрицу, виброэлементы для сообщения колебаний формуемой массе в предматричной камере и вибровозбудитель, отличающееся тем, что, с целью повышения качества формуемых масс путем снижения давления формования и интенсификации вибрационных воздействий на массу, виброэлементы выполнены в виде соосно установленных с рабочими органами нагнетателя поршней , жестко соединенных с вибровозбудителем и имеющих каждый на конце, обращенном к матрице, коническую часть, угол которой при вершине равен углу, образованному верхней и нижней стенками предматричной камеры, при этом рабочие органы нагнетателя имеют полости для размещения в них i порщней. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, (Л что диаметр цилиндрической части каждого порщня составляет 0,5-0,8 наружного диаметра рабочих органов нагнетателя. СП сд Ю Ю сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1155225

4(Я) А 23 G 3 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3675973/28-13 (22) 20.12,83 (46) 15.05.85. Бюл. № 18 (72) Ю. А. Мачихин, А. С. Максимов, С. И. Рогов, М. Л. Ахмановский, А. С. Одноколов и М. Н. Моргулис (71) Московский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности и Украинский научноисследовательский и конструкторский институт продовольственного машиностроения (53) 664.143.86 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 413937, кл. А 23 G 3/12, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 865257, кл. А 23 G 3/12, 1979. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ПИЩЕВЫХ МАСС, содержащее питатель, нагнетатель с рабочими органами, предматричную камеру с расположенными под углом одна к другой верхней и нижней стенками, матрицу, виброэлементы для сообщения колебаний формуемой массе в предматричной камере и вибровозбудитель, отличающееся тем, что, с целью повышения качества формуемых масс путем снижения давления формования и интенсификации вибрационных воздействий на массу, виброэлементы выполнены в виде соосно установленных с рабочими органами нагнетателя поршней, жестко соединенных с вибровозбудителем и имеющих каждый на конце, обращенном к матрице, коническую часть, угол которой при вершине равен углу, образованному верхней и нижней стенками предматричной камеры, при этом рабочие органы нагнетателя имеют полости для размещения в них поршней.

° °

Щ

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диаметр цилиндрической части каждого поршня составляет 0,5 — 0,8 наружного диаметра рабочих органов нагнетателя.

1155225

Изобретение относится к формованию пищевых масс, а именно к устройствам для выпрессовывания жгутов из пищевых масс, преимущественно, тестовых или конфетных.

Известно устройство для формования выпрессовыванием пищевых масс, преимущественно конфетных или макаронного теста, содержащее приемную воронку, нагнетатель, предматричную камеру, матрицу и вибратор, предназначенный для изменения реологических свойств массы и установленный в предматричной камере. Причем виброэлемент вибратора выполнен в виде цилиндрического тела с конусообразной вершиной, укрепленного с возможностью возвратновращательного перемещения. Введение такого элемента должно улучшить качество формуемых изделий и увеличить производительность прессов или выровнять скорость выпрессовывания (1) .

Однако введение в предматричную камеру пресса дополнительных тел приводит к по- вышению давления формования и существенному уплотнению перерабатываемой массы за счет увеличения гидравлического сопротивления формующей головки. Таким образом, положительный эффект от использо- 2S вания вибратора сводится к минимальному.

Для большинства пищевых масс, формуемых выпрессовыванием, необходимо стрем иться к снижению давления формования и уменьшению степени механического воздействия.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для формования пищевых масс, содержащее питатель, нагнетатель с рабочими органами, предмат35 ричную камеру с расположенными под углом одна к другой верхней и нижней стенками, матрицу, виброэлементы для сообщения колебаний формуемой массы в предматричной камере и вибровозбудитель, при этом виброэлементы состоят из двух рядов пластин, упруго закрепленных на верхней и нижней стенках предматричной камеры. Виброэлементы установлены так, чтобы не уменьшать поперечное сечение предматричной камеры и не создавать дополнительное гидравлическое сопротивление (2).

Однако применение виброэлементов такой формы требует достаточной площади стенок предматричной камеры для их установки и для размещения устройств, приводящих их в колебательное движение (виб- 50 раторов). Это неизбежно приводит к увеличению объема предматричной камеры, что является причиной уменьшения интенсивности вибрационных воздействий, существенно усложняет конструкцию и затрудняет эксплуатацию формующих машин.

Целью изобретения является повышение качества формуемых масс путем снижения давления формования и интенсификации вибрационных воздействий на массу.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для формования пищевых масс, содержащем питатель, нагнетатель с рабочими органами, предматричную камеру с расположенными под углом одна к другой верхней и нижней стенками, матрицу, виброэлементы для сообщения колебаний формуемой массе в предматричной камере и вибровозбудитель, виброэлементы выполнены в виде соосно установленных с рабочими органами нагнетателя поршней, жестко соединенных с вибровозбудителем и имеющих каждый на конце, обращенном к матрице, коническую часть, угол которой при вершине равен углу, образованному верхней и нижней стенками предматричной камеры, при этом рабочие органы нагнетателя имеют полости для размещения в них поршней.

Диаметр цилиндрической части каждого поршня составляет 0,5 — 0,8 наружного диаметра рабочих органов нагнетателя.

Выполнение виброэлементов в виде поршней, имеющих конические части, обращенные к матрице, имеют целью ослабить вибрационное воздействие в направлении матрицы, которое может вызвать нежелательные осевые колебания формуемых жгутов, и частично направить его перпендикулярно верхней и нижней стенкам предматричной камеры, что позволяет дополнительно интенсифицировать вибрационную обработку массы в предматричной камере.

Многие вязкопластичные пищевые массы, такие как конфетные, кондитерское и макаронное тесто, обладают ярко выраженными диссипативными свойствами. Это объясняется снижением упругости перечисленных масс при увеличении интенсивности вибрации, так как глубина проникновения колебаний определяется упругими свойствами материала. Затухание колебаний связано с поглощением энергии на осуществление пластических деформаций. Например, для конфетных масс на основе мелкодисперсных компонентов зона пластических деформаций под действием вибрации составляет 20 — 30 мм.

Таким образом, форма виброэлементов должна соответствовать форме предматричной камеры. В предлагаемом устройстве это достигается тем, что виброэлементы установлены соосно рабочим органам нагнетателя, а конические части их имеют угол при вершине, равный углу, образованному верхней и нижней стенками предматричной камеры.

Размещение поршней на каждом рабочем органе нагнетателя позволяет равномерно распределить вибрирующие элементы вдоль предматричной камеры, уменьшить их количество по сравнению с прототипом и тем самым повысить эффективность вибровоздей1155225 лем, и тем самым упростить конструкцию устройства и компактно разместить механизмы приводов вибраторов и рабочих органов нагнетателя в едином блоке.

Эффективность вибровоздействий зависит от диаметра виброэлемента, поэтому в устройстве рекомендуется применить максимально возможный диаметр поршня, который ограничен внутренним диаметром нарезки винта.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для формования пищевых масс содержит питатель с валками 1, нагнетатель 2, предматричную камеру 3 с расположенными под углом верхней и нижней стенками, матрицу 4 и виброэлементы, выголненные в виде поршней 5 с конической частью на конце. Рабочие органы нагнетателя 2 выполнены в виде зацепляющихся винтов 6, кото3 ствий, так как в этом случае каждый вибрирующий элемент будет излучать колебания не только в направлении колебательного движения, но и за счет конической поверхности во всех направлениях, перпендикулярно образующей конуса.

Кроме того, объем вибрируемой массы и эффективность вибровоздействий связаны обратной зависимостью. Поэтому для обеспечения существенного уменьшения давления формования и повышения тем самым качества формуемых изделий, необходимо повышать интенсивность вибрации, что можно достичь как за счет увеличения частоты и амплитуды колебаний вибрирующего элемента, так и за счет уменьшения объема предматричной камеры. Учитывая то, что частота и амплитуда могут возрастать до определенных пределов, а их рост сопряжен с дополнительным увеличением мощности и габаритов вибраторов, можно сделать вывод о том, что единственным направлением по- 20 вышения эффективности вибровоздействий при формовании выпрессовыванием является уменьшение объема предматричной камеры. В связи с этим с целью интенсификации вибрационных воздействий в предматричной камере в предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом предусмотрено также и значительное сокращение объема предматричной камеры. Это достигается установкой поршней в полостях рабочих органов нагнетателя так, что в предматричной каме- 30 ре расположены только лишь конические части поршней.

Применение полых винтов в качестве рабочих органов нагнетателя позволяет осуществить привод поршней в колебательное

3S движение от вибровозбудителя, расположенного вне нагнетателя, посредством тяг, проходящих внутри винтов и обеспечивающих жесткую связь поршней с вибровозбудитерые со стороны предматричной камеры имеют полости. В последних соосно винтам 6 установлены поршни 5 с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль оси винтов 6. Диаметр цилиндрической части поршней 5 составляет 0,5 — 0,8 наружного диаметра винтов 6. Зазоры между. поршнями 5 и винтами 6 уплотнены фторопластовыми втулками 7 для исключения попадания массы в полость винтов 6. Конические части поршней 5 обращены к матрице 4 и имеют угол при вершине, равный углу, образованному верхней и нижней стенками предматричной камеры 3. Рабочие органы нагнетателя связаны с редуктором 8. Поршни 5 посредством тяг 9, размещенных внутри винтов 6, жестко соединены с вибровозбудителем 10, который установлен в едином блоке с редуктором 8.

Устройство работает следующим образом.

Масса, например конфетная, поступает в приемную воронку и валками 1 питателя направляется в зону нагнетателя 2. В зоне загрузки масса равномерно заполняет полости между витками зацепляющихся винтов 6, приводимых во вращение редуктором

8, и перемещается в предматричную камеру

3. Вибровозбудитель 10 посредством тяг 9 приводит ь колебательное движение поршни

5, конические части которых соприкасаются с массой и создают в ней переменные деформации и напряжения. В результате в..бровоздействий повышается текучесть переоабатываемой массы и она вьшрессовывается из отверстий матрицы 4 с меньшими потерями давления.

Использование предлагаемого уcTpoHcTBB по сравнению с прототипом позволяет повысить качество формуемых жгутов и снизить давление формования на 30 — 50 /,. Повышение качества выражается в исключении шероховатости поверхности жгутов, сокращении количества раковин и других дефектов.

Вследствие этого уменьшаются возвратные отходы при формовании, что является существенным резервом увеличения фактической производительности формующих машин.

Снижение давления формования в указанных пределах положительно сказывается на качестве жгутов, так как определяет их более нежную консистенцию и меньшую твердость после охлаждения. Кроме того, снижение давления до 0,1 МПа позволяет исключить явление синерезиса, т. е. выделения жидкой фазы из формуемой массы, например, жира, при формованин прглиновых конфетных масс. Использование предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволяет значительно упростить конструкцию, уменьшив объем предматричной камеры и сгруппировав привод рабочих органов нагнетателя и вибровозбудитель в едином блоке.