Способ непрерывной обработки поверхности мелких продуктов и машина для его осуществления

 

Использование: для глазирования конфет, печенья, арахиса, сушеных фруктов, семян, вспученных зерновых, экструдированных и желейных продуктов, дражерования, нанесения или снятия различных покрытий, разделения скомковавшихся или смешивания продуктов. Сущность: способ непрерывной обработки поверхности мелких продуктов предусматривает загрузку обрабатывающего вещества и/или обрабатываемого продукта в приводимый во вращение со скоростью не более 40 об/мин цилиндр с размещенной внутри него по меньшей мере одной спиральной щеткой, установленной параллельно оси цилиндра, в контакте через по меньшей мере одну свою образующую с по меньшей мере одной образующей нижней части внутренней стенки цилиндра и с возможностью вращения со скоростью не более 100 об/мин в направлении, противоположном направлению вращения цилиндра. Машина для осуществления способа включает горизонтальный или наклонный цилиндр с загрузочным и разгрузочным концами, привод цилиндра, размещенную внутри цилиндра по меньшей мере одну спиральную щетку с приводом, установленную с возможностью вращения в направлении, противоположном вращению цилиндра, параллельно его оси и в контакте через по меньшей мере одну свою образующую с по меньшей мере одной образующей нижней части внутренней стенки цилиндра. 2 с. и 16 з. п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к обработке поверхности пищевых продуктов небольших размеров.

Способ обработки поверхности мелких продуктов и машина могут быть использованы при выполнении различных операций поверхностной обработки небольших изделий, неполное перечисление которых приведено ниже: глазирование в холодном или в горячем состоянии с жидкой и/или порошкообразной добавкой таких продуктов, как конфеты, печенье, арахис, сушеные фрукты, семена, вспученные зерновые, желированные продукты, экструдированные продукты, другие кондитерские изделия; "дражерование" конфет и других кондитерских изделий, в том числе выполнение бороздок на продуктах, глазированных раствором на основе сахара, во избежание их слипания; "смазывание" арахиса и желированных продуктов (нанесение тонкого слоя маслянистой добавки для получения законченного внешнего вида); "покрытие клеем" (нанесение тонкого слоя клея, предназначенного для удержания порошкообразного продукта вокруг твердой или компактной сердцевины, например, для удержания соли на некоторых продуктах, сахара на фруктовых пастах, на финиках и т.п. для поддержания цельности легко крошащихся продуктов, например, нанесение тонкого слоя клея на ядро, образованное из активного вещества фармацевтических таблеток); смешивание продуктов в горячем или в холодном состоянии, например, смешивание сухих фруктов, твердых овощей и т.п.

покрытие оболочками или освобождение от оболочек зерен, семян, арахиса и т. п.

"разделение комков" продуктов (например, разделение кондированных фруктов или других слипшихся продуктов); просеивание и сортирование по размерам; обработка на щеточной машине или лощение.

Известна машина [1] для равномерной непрерывной глазировки поверхности кондитерских изделий, имеющих твердую или студенистую, или пастообразную сердцевину, покрытую оболочкой из жидких и/или порошкообразных продуктов. Машина содержит неподвижный, практически горизонтальный лоток, шнек, приводимый во вращение, и средства для введения обрабатываемого продукта и обрабатывающих жидких и/или порошкообразных продуктов. Машина содержит еще одну или несколько спиральных щеток, выполненных в виде щетины, радиально закрепленной в виде спирали на одном или двух приводных валах. Валы приводятся во вращение в лотке со скоростью ниже 100 об/мин. Лоток имеет форму корыта, открытого вверху и имеющего высоту, превышающую диаметр указанных щеток. Дно корыта цилиндрическое и охватывает щетки в части, расположенной под приводными валами.

Характеристики такой машины очень низки: продукты проталкиваются спиральной щеткой только в одном направлении. При этом могут обрабатываться продукты, не имеющие закругленной структуры (таблетки, кружки жареного картофеля и т. п. ). При обработке эти продукты скользят по стенке желоба вместо того, что вращаться вокруг своей оси, в результате чего имеет место: плохое покрытие глазурью продуктов (если эта машина используется для этой функции); неэффективное разделение продуктов с возможными образованиями монолитов, "закупоривающих и блокирующих машины (когда требуется использовать эту машину для выполнения операций "драживания");
невысокое качество обработки поверхности продуктов щетками, в этом случае для получения пригодного результата потребовалось бы удлинить лоток и спиральную щетку и увеличить время прохождения продуктов в лотке.

С другой стороны, когда эту машину используют для обработки вязких продуктов жидкой или порошкообразной добавкой, происходит быстрое загрязнение (зарастание) сердцевины щеток по всему ее объему, без какой бы то ни было возможности их очистки во время работы указанной машины.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому результату являются машина способ [2] включающие вращающийся цилиндр с практически горизонтальной осью, конец которого по направлению перемещения продукта открыт, и спиральную щетку с мягкой щетиной, расположенную внутри цилиндра. На цилиндре со стороны загрузки продукта щетка жестко скреплена с цилиндром. Вторая спиральная щетка с мягкой щетиной, приводимая во вращение внутри неподвижной трубы, коаксиально установленной в цилиндре, выполняет функцию транспортера.

Первый недостаток машины заключается в том, что цилиндр и спиральная щетка, неподвижно установленная внутри него, вращаются одновременно и в одном и том же направлении, в результате чего не все частицы продуктов и не вся их поверхность обрабатываются щетками. При этом обрабатываемый продукт проталкивается в направлении выхода, скользя по внутренней стенке указанного цилиндра, что приводит, кроме неэффективности операции перемешивания и глазирования, к комкованию в результате скопления продуктов. При этом, если частицы продукта хрупкие (ломтики жареного картофеля), они могут сломаться и раскрошиться. Это вредное явление усиливается наличием внутри цилиндра радиальных распорных элементов, которые жестко связывают указанный цилиндр и аксиальный вал спиралеобразной щетки.

Кроме того, чистка такой машины, внутренние поверхности которой быстро покрываются отложениями, являющимися следствием применения вязких или сиропообразных продуктов, является затруднительным.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в расширении функциональных возможностей машины и вида обрабатываемых мелких продуктов, в том числе хрупких легко крошащихся. Способ и машина более эффективны в части перемешивания и равномерности обработки. Снижается загрязнение спиральной щетки и возникает возможность автоматической очистки стенки цилиндра.

Указанный результат достигается тем, что в способе непрерывной обработки поверхности мелких продуктов, предусматривающем загрузку обрабатывающего вещества и/или обрабатываемого продукта в приводимый во вращение горизонтальный или наклонный цилиндр с размещенной внутри него по меньшей мере одной спиральной щеткой, выполненной в виде вала с радиально закрепленной по винтовой линии щетиной, обработку ведут в цилиндре с вращаемой спиральной щеткой, установленной параллельно оси цилиндра и в контакте через по меньшей мере одну свою образующую по меньшей мере одной образующей нижней части внутренней стенки цилиндра, при этом спиральную щетку вращают в направлении, противоположном вращению цилиндра, со скоростью не более 100 об/мин, а цилиндр приводят во вращение со скоростью более 40 об/мин.

Обработку можно вести в цилиндре с вращающейся спиральной щеткой, установленной в контакте с такой образующей внутренней стенки цилиндра, которая удалена от самой нижней образующей последнего.

Обработку можно вести в цилиндре с двумя параллельно размещенными спиральными щетками, каждая из которых установлена в контакте по касательной со стенкой цилиндра, при этом щетки вращают в противоположных направлениях.

Цилиндр предпочтительно приводить во вращение со скоростью 1-40 об/мин, а спиральную щетку или щетки вращают со скоростью 30-100 об/мин.

Обработку лучше вести в цилиндре, установленном вместе с внутренними элементами в наклонное положение, для замедления скорости продвижения по нему продукта и увеличения длительности обработки.

В машине для непрерывной обработки, включающей горизонтальный или наклонный цилиндр с загрузочным и разгрузочным концами, установленный с возможностью вращения, привод цилиндра, размещенную внутри цилиндра по меньшей мере одну спиральную щетку, выполненную в виде вала с радиально закрепленной по винтовой линии щетиной, спиральная щетка установлена с возможностью вращения в направлении, противоположном вращению цилиндра, параллельно его оси и в контакте через по меньшей мере одну свою образующую с по меньшей мере одной образующей нижней части внутренней стенки цилиндра.

Спиральная щетка может быть установлена в контакте по касательной со стенкой цилиндра, при этом диаметр щетки меньше внутреннего диаметра цилиндра.

Спиральную щетку целесообразно разместить в нижней половине цилиндра и установить в контакте с образующей внутренней стенки цилиндра, удаленной от самой нижней образующей.

Цилиндр можно снабдить продольной неподвижной пластиной, смонтированной параллельно спиральной щетке. Пластина может быть изогнута с образованием двух частей, при этом нижняя часть, расположенная напротив спиральной щетки, ориентирована вертикально, а верхняя часть наклонена к боковой поверхности цилиндра.

В цилиндре могут быть размещены параллельно две спиральные щетки с возможностью вращения в противоположных направлениях.

Привод цилиндра обеспечивает его вращение, предпочтительно, со скоростью 1-40 об/мин. Машина снабжена приводом для вращения спиральной щетки или спиральных щеток со скоростью 30-100 об/мин.

Цилиндр может быть снабжен очистным валиком, установленным в контакте с внутренней боковой поверхностью цилиндра. По меньшей мере одна спиральная щетка и/или очистной валик установлены на регулировочных опорах с возможностью изменения положения. Пластина также может быть установлена с возможностью изменения положения. Цилиндр может быть снабжен регулируемыми опорами для установки его в наклонное положение разгрузочным концом вверх.

На фиг.1 показаны машины для обработки поверхности мелких продуктов, вид спереди, с частичными разрезами; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 схематичный вид в плане с частичным разрезом одного варианта выполнения машины для обработки поверхности мелких продуктов; на фиг.5 поперечный разрез машины; на фиг.6 разрез В-В фиг.5; на фиг.7 вариант выполнения одного из регулируемых держателей спиральной щетки; на фиг.8 вариант выполнения одного из регулируемых держателей неподвижной пластины; на фиг.9 иллюстрация одного из регулируемых держателей вращательного цилиндра.

Машина содержит вращательный цилиндр 1 (фиг.1-3), расположенный горизонтально или с небольшим наклоном. Этот цилиндр опирается на по крайней мере две пары роликов с горизонтальной или практически горизонтальной осью.

Ролики 2, расположенные на одной из сторон цилиндра 1, посажены на приводном валу 4, приводимом во вращение электрическим двигателем 5. Посредством указанного вала и указанных роликов приводится во вращение цилиндр 1 с медленной скоростью, например, 1-40 об/мин, в зависимости от природы обрабатываемых продуктов. Связь между двигателем 5 и приводным валом 4 может быть обеспечена с помощью обычной трансмиссии с зубчатоцепной передачей, содержащей, кроме того, устройство регулирования натяжения цепи.

Подшипники вала 4 или ролики 2 опираются на вертикальные держатели 6, жестко скрепленные с рамой 3 машины.

Цилиндр 1 целесообразно установить с ограниченным и регулируемым наклоном. Для этого держатели 6, несущие ролики 2 или подшипники вала 4, устроены так, чтобы обеспечить регулирование их высоты. Как изображено на фиг.9, держатели 6 могут, например, быть выполнены из двух трубчатых частей 6а, 6b, собранных телескопически и снабженных блокировочным винтом 6с, обеспечивающим жесткую сборку этих двух частей в желательном положении. Таким образом, наклоняя цилиндр 1 таким образом, чтобы его разгрузочный конец был приподнят по отношению к его загрузочному концу, замедляют скорость перемещения продуктов в цилиндре и увеличивают длительность обработки без необходимости увеличения длины указанного цилиндра.

Концы цилиндра 1 открыты с образованием соответственно загрузочного отверстия 7 и разгрузочного отверстия 8. Конец ниже по потоку, образующий отверстие 8, полностью раскрыт, в то время как загрузочный конец частично перекрыт ребордой 9 в форме кольцевого венца, ограничивающего входное отверстие 7, и предназначен для удерживания обрабатываемого продукта от возможности скатывания или скольжения в направлении входа при введении продукта в цилиндр.

В цилиндре 2 размещена параллельно оси указанного цилиндра по крайней мере одна спиральная щетка 10, длина которой может быть не намного меньше длины цилиндра. Эта спиральная щетка образована из мягкой щетины 10а, выполненной, например, из пищевой пластмассы или из нержавеющей стали, и закрепленной в форме спирали вокруг аксиального вала 10b. Вал целесообразно выполнить из нержавеющей стали или из жесткой пластмассы, такой как полиамид.

Спиральная щетка 10 может быть одноходовой или двухходовой и установлена с возможностью вращения в направлении (стрелка F1), обратном направлению вращения (F2) цилиндра 1. Цилиндр 1 приводится во вращение в направлении, противоположном направлению вращения спиральной щетки, т.е. направлению, обеспечивающему продвижение продукта в направлении к разгрузочному отверстию цилиндра. Концы вала 10b установлены в подшипниках 11, опирающихся на вертикальные элементы рамы 3 машины. Спиральная щетка приводится во вращение с медленной и регулируемой скоростью, например, в пределах между 30 и 100 об/мин. Вращение щетки обеспечивается электродвигателем 12, также установленным на указанной раме и посредством передачи, например, зубчато-цепной.

Спиральная щетка 10 находится в контакте посредством по крайней мере одной образующей, с по крайней мере одной образующей С внутренней поверхности нижней части внутренней стенки цилиндра 1.

В предпочтительном варианте спиральная щетка 10 имеет диаметр меньше внутреннего диаметра цилиндра 1, она размещена в нижней половине последнего так, чтобы быть установленной в контакте по касательной с по крайней мере одной образующей G внутренней поверхности нижней части указанного цилиндра, удаленной от самой нижней образующей G1 последнего (фиг.2).

Спиральная щетка 10 может, например, иметь номинальный диаметр несколько меньше радиуса цилиндра 1.

Положение спиральной щетки 10 по отношению к самой нижней внутренней образующей G1 цилиндра 1 регулируется. С этой целью элементы рамы, которые удерживают аксиальный вал 10b спиральной щетки 10, могут быть выполнены из нескольких частей, собранных вместе регулируемым образом, известным способом, например, с помощью муфт и хомутов и блокировочных винтов. Пример выполнения таких регулируемых опор изображен на фиг.7, где виден один из подшипников 11 спиральной щетки 10, опирающийся на горизонтальное плечо 13, установленное с возможностью скольжения в муфте с горизонтальной осью 14а, установленной на вершине стойки 14, также установленной с возможностью скольжения в муфте с вертикальной осью 15, жестко скрепленной с хомутом 16, который может быть перемещен вдоль продольного элемента 3а рамы 3 машины. Винты 18, завинчивающиеся в муфты 14а, 15 и в хомут 16, позволяют блокировать различные элементы регулируемых опор в требуемом положении.

В цилиндре 1 дополнительно продольно и неподвижно размещена пластина 18, длина которой практически соответствует длине указанного цилиндра и едва меньше длины последнего.

Эта пластина 18 остается неподвижной при вращении цилиндра, расположена напротив спиральной щетки 10 на небольшом расстоянии от последней и параллельно или практически параллельно указанной щетке. Она имеет вертикальную или практически вертикально ориентированную нижнюю часть 18а, расположенную напротив спиральной щетки 10, и верхнюю часть 18b, расположенную в верхней половине цилиндра и наклоненную в направлении к внутренней боковой поверхности последнего.

Между нижним краем неподвижной пластины 18 и боковой поверхностью цилиндра 1 образовано пространство с тем, чтобы те некоторые частицы обрабатываемого продукта, которые могли бы попасть за пластину, могли быть возвращены к спиральной щетке 10.

Положение пластины 18 может регулироваться с помощью регулируемых опор, аналогичных тем, которые позволяют регулировать положение спиральной щетки 10. На фиг.6 показан пример выполнения регулируемой опоры, различные элементы которой, сравнимые с элементами регулируемой опоры щетки, изображенной на фиг.7, обозначены одинаковыми позициями.

Устройства регулирования положения спиральной щетки 10 и пластины 18 позволяют поместить щетку и пластину в наклонное положение, соответствующее наклону цилиндра 1, когда он устанавливается в наклонное положение в целях выполнения некоторых видов обработки.

Согласно варианту выполнения можно установить две спиральные щетки внутри цилиндра 1, при этом вторая спиральная щетка располагается с обеспечением контакта по касательной с внутренней поверхностью боковой стенки указанного цилиндра. В этом случае обе щетки расположены параллельно таким образом, чтобы их витки взаимно проникали друг в друга. Они могу иметь равные или неравные диаметры. Кроме того, эти две щетки могут вращаться с одинаковой скоростью или с различными скоростями.

Они приводятся во вращение в противоположном направлении от обычного электродвигателя или каждая отдельно своим собственным приводным двигателем с помощью любой соответствующей системы передачи.

На фиг. 4,5 и 6 иллюстрируется вариант выполнения, сравнимый с тем, который изображен на фиг.1-3 и который отличается от последнего главным образом тем, что очищаемый валик 19 (цилиндрическая щетка) установлен параллельно оси цилиндра 1 и спиральной щетке 10, предпочтительно вблизи и над последней. Этот очищающий валик установлен в контакте с внутренней поверхностью боковой стенки цилиндра 1, и его функция заключается в поддержании этой поверхности полностью гладкой, постоянно очищая ее от частиц, которые могут к ней прилипнуть во время работы.

Очищающий валик 19 может опираться на подшипники 20, закрепленные на плечах 13 регулируемых опор спиральной щетки 10 так, чтобы позволить регулирование положения указанного валика, одновременно с положением указанной щетки.

Способ и работа машины осуществляются следующим образом.

Подлежащие обработке твердые обрабатываемые мелкие продукты (финики, арахис, сухие фрукты, вспученные зерновые и т.п.), и, при необходимости, в зависимости от типа обработки, порошкообразный (сахар, соль и т.п.) или жидкий обрабатывающий продукт (защитное вещество, краситель и т.п.), непрерывно вводятся в цилиндр 1, сверху по потоку последнего. Этот или эти продукты высыпаются, например, в цилиндр 1 с помощью лотка 21, проходящего сквозь загрузочное отверстие 7 указанного цилиндра.

Частицы продукта, при необходимости, в зависимости от вида обработки, порошок и/или жидкость для обработки, падающие на дно цилиндра 1 под действием вращающегося цилиндра проталкиваются в направлении разгрузочного отверстия цилиндра. Движение продукта требует также под воздействием спиральной щетки 10, приводимой во вращение в направлении, противоположном вращению цилиндра. Щетина, образующая спиральную щетку, обеспечивает также перемешивание продукта при его продвижении в цилиндре. Кроме того, щетка стремится оттолкнуть продукт в направлении стенки половинки цилиндра, противолежащей к половинке его, в которой щетка установлена. Запуск во вращение цилиндра в направлении, обратном направлению вращения спиральной щетки 10, приводит к тому, что продукт постоянно размещается между витками последней. Сопряженное вращение спиральной щетки и цилиндра приводит к тому, что продукт при обработке переворачивается во всех направлениях. На протяжении всей обработки в цилиндре пластина 18 ограничивает боковое перемещение продукта, который спиральная щетка стремится поднять наверх.

По выходе из цилиндра обработанный продукт автоматически высыпается в бак или воронку 22, из которой он может быть извлечен или направлен на последующую обработку, например, с помощью транспортера.

Формула изобретения

1. Способ непрерывной обработки поверхности мелких продуктов, предусматривающий загрузку обрабатывающего вещества и/или обрабатываемого продукта в приводимый во вращение горизонтальный или наклонный цилиндр с размещенной в нем по меньшей мере одной спиральной щеткой, выполненной в виде вала с радиально закрепленной по винтовой линии щетиной, отличающийся тем, что обработку ведут в цилиндре с вращаемой спиральной щеткой, установленной параллельно оси цилиндра и в контакте через по меньшей мере одну свою образующую с по меньшей мере одной образующей нижней части внутренней стенки цилиндра, при этом спиральную щетку вращают в направлении, противоположном вращению цилиндра, с частотой не более 100 мин ^-1, а цилиндр приводят во вращение с частотой не более 40 мин^-1.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку ведут в цилиндре с вращающейся спиральной щеткой, установленной в контакте с такой образующей внутренней стенки цилиндра, которая удалена от самой нижней образующей последнего.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку ведут в цилиндре с двумя параллельно размещенными спиральными щетками, каждая из которых установлена в контакте по касательной со стенкой цилиндра, при этом щетки вращают в противоположных направлениях.

4. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что цилиндр приводят во вращение с частотой 1-40 мин^-1.

5. Способ по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что спиральную щетку или спиральные щетки вращают с частотой 30-100 мин^-1.

6. Способ по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что обработку ведут в цилиндре, установленном вместе с внутренними элементами в наклонное положение для замедления скорости продвижения по нему продукта и увеличения длительности обработки.

7. Машина для непрерывной обработки поверхности мелких продуктов, включающая горизонтальный или наклонный цилиндр с загрузочным и разгрузочным концами, установленный с возможностью вращения, привод цилиндра, размещенную в цилиндре по меньшей мере одну спиральную щетку, выполненную в виде вала с радиально закрепленной по витовой линии щетиной, отличающаяся тем, что спиральная щетка установлена с возможностью вращения в направлении, противоположном вращению цилиндра, параллельно его оси и в контакте через по меньшей мере одну свою образующую с по меньшей мере одной образующей нижней части внутренней стенки цилиндра.

8. Машина по п.7, отличающаяся тем, что спиральная щетка установлена в контакте по касательной со стенкой цилиндра, при этом диаметр щетки меньше внутреннего диаметра цилиндра.

9. Машина по п. 8, отличающаяся тем, что спиральная щетка размещена в нижней половине цилиндра и установлена в контакте с образующей внутренней стенки цилиндра, удаленной от самой нижней образующей.

10. Машина по одному из пп. 7-9, отличающаяся тем, что цилиндр снабжен продольной неподвижной пластиной, смонтированной параллельно спиральной щетке.

11. Машина по п.10, отличающаяся тем, что пластина изогнута с образованием двух частей, при этом нижняя часть, расположенная напротив спиральной щетки, ориентирована вертикально, а верхняя часть наклонена к боковой поверхности цилиндра.

12. Машина по одному из пп. 7-11, отличающаяся тем, что в цилиндре размещены параллельно две спиральные щетки, причем они установлены с возможностью вращения в противоположных направлениях.

13. Машина по одному из пп. 7-12, отличающаяся тем, что она включает привод цилиндра, обеспечивающий вращение его с частотой 1 - 40 мин^-1.

14. Машина по одному из пп. 7-13, отличающаяся тем, что она снабжена приводом для вращения спиральной щетки или спиральных щеток с частотой 30 - 100 мин ^-1.

15. Машина по одному из пп. 7-12, отличающаяся тем, что цилиндр снабжен очистным валиком, установленным в контакте с внутренней боковой поверхностью цилиндра.

16. Машина по одному из пп. 7-12 или п.15, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна спиральная щетка и/или очистной валик установлены на регулируемых опорах с возможностью изменения положения.

17. Машина по п.11, отличающаяся тем, что пластина установлена на регулируемых опорах с возможностью изменения положения.

18. Машина по одному из пп. 7-17, отличающаяся тем, что цилиндр снабжен регулируемыми опорами для установки его в горизонтальное или наклонное положение разгрузочным концом вверх.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9