УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА СЫПУЧИЕ ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ

Полезная модель относится к оборудованию пищевой промышленности, в частности, к гравитационным смесителям непрерывного действия, и может быть использована для нанесения вкусоароматических добавок, растительного масла, соли, сахара на поверхность сухих кусковых однородных по размеру продуктов, именуемых снэками или сухими завтраками, и имеющих размеры от 4 до 50 мм - сухариков, крекеров, чипсов картофельных, кукурузных палочек, ядер орехов.
Известны непрерывнодейтвующие каскадные, ленточные, шнековые смесители для сыпучих пищевых продуктов. Они включают в себя конический бункер с расположенной в нем приводной мешалкой (Липатов Н.Н. Процессы и аппараты пищевых производств. Москва, «Экономика», 1987, с.128).
Недостатком этих смесителей является сдавливание продукта между стенкой бункера и лопастями мешалки, что приводит к повышенному выходу крошки.
Известен смеситель непрерывного действия, содержащий барабан, опирающийся двумя бандажами на четыре роликовые опоры, одна из которых связана с приводом. Ось вращения барабана расположена с регулируемым в пределах 3-6 град. наклоном к горизонтальной плоскости. Внутренняя поверхность барабана покрыта гофрированной жестью. Выступы гофра в сечении представляют собой примыкающие друг к другу полуокружности, обращенные выпуклостями к оси барабана. Гофры расположены по винтовым линиям.
Обрабатываемый продукт и добавки загружают в барабан со стороны его приподнятого
конца. При вращении барабана продукт перемещается к разгрузочному торцу барабана за счет винтового расположения выступов и наклона барабана. При этом продукт, заполняя пазухи между выступами, поднимается на стенке барабана с образованием «горки», по которой поверхностный слой частиц, начиная с высшего их положения, непрерывно скатываются, поворачиваясь разными своими сторонами к подаваемой на них сверху жидкой и порошкообразной добавкам. (Драгилев А.И. - ред. Устройство и эксплуатация оборудования предприятий пищевой промышленности. Москва, ВО «Агропромиздат», 1988, стр.145).
Недостатком этого смесителя является малый размер углублений между выступами, выполненными в виде примыкающих друг к другу полуокружностей. Этот размер составляет по площади в сечении приблизительно 0,27 от размера выступа. Количество поднимаемого каждым выступом при вращении барабана продукта ограничено размером этой пазухи между выступами. Кроме того, количество поднимаемого продукта ограничено тем, что рабочая, то есть поднимающая продукт, поверхность выступа выполнена по дуге окружности, что ограничивает высоту подъема за счет более раннего соскальзывания продукта с круглого выступа. К тому же винтовое расположение гофра выступа также снижает высоту подъема, на которой начинается скатывание частиц. Таким образом, в результате выполнения выступов в виде примыкающих друг к другу полуокружностей эффективное перемешивание частиц продукта возможно лишь при ограниченном объеме заполнения барабана, что снижает производительность смесителя. Кроме того, малый объем углублений между выступами снижает диапазон размеров частиц обрабатываемого продукта, позволяя перемешивать лишь частицы продукта малого размеры. Увеличение объема пазух путем увеличения высоты выступов привело бы к нежелательному увеличению диаметра барабана.
Технической задачей полезной модели является повышение объема загрузки барабана при сохранении равномерности перемешивания продукта и, следовательно, равномерности
покрытия частиц продукта вкусоароматическими добавками, а также увеличение диапазона размеров частиц обрабатываемого продукта.
Для решения указанной задачи в устройстве для нанесения покрытий на сыпучие пищевые продукты, содержащем барабан, связанный с приводом его вращения, установленный с наклоном его оси к горизонтальной плоскости и имеющий на внутренней поверхности чередующиеся выступы и углубления, и средство для загрузки в барабан продукта и материалов покрытия, согласно полезной модели, высота выступов составляет 0,15-0,09 расстояния между ними, измеренного по их вершинам, и 0,1-0,3 радиуса внутренней поверхности цилиндра барабана.
Кроме того, выступы выполнены с плоскими рабочими поверхностями, расположенными с наклоном 20-45 градусов к плоскости, проходящей через ось барабана, в сторону направления его вращения.
Указанные соотношения были найдены опытным путем. При выборе размеров элементов барабана исходили из максимального размера частиц конкретного продукта. Было найдено, что высота выступа должна составлять 1,5-7,0 максимального размера частиц продукта и 0,1-0,3 радиуса внутренней поверхности барабана. Наносились сыпучие и жидкие покрытия на кусочки сухого продукта с размерами частиц 4, 10, 20, 50 мм круглой, овальной, прямоугольной формы. При постоянных длине и диаметре барабана подбирался шаг выступов, то есть расстояние между ними, и угол наклона рабочей поверхности выступа к плоскости, проходящей через ось барабана. Искались значения указанных параметров, при которых высота подъема частиц в барабане была бы максимальной с одновременным обеспечением скатывания верхнего слоя частиц по нижнему слою, удерживаемому в углублениях между выступами, то есть с исключением срывания частиц с высшей точки подъема в воздух. Срывание частиц в воздух означает отсутствие перекатывания частиц верхнего слоя по нижнему, то есть отсутствие передачи нанесенного покрытия от одной
частицы к другой. Было найдено, что выполнение высоты выступов, равной 0,15-0,09 от расстояния между ними позволяет увеличить, по сравнению с прототипом высоту подъему частиц, что удлиняет горку, по которой, переворачиваясь, скатываются частицы, а это повышает равномерность нанесения покрытия. Конкретная величина этого соотношения зависит от размера обрабатываемой частицы. Выполнение рабочей поверхности выступа плоской позволяет поднять частицы при вращении барабана на большую высоту, а угол наклона рабочей поверхности 20-45 градусов к плоскости, проходящей через ось барабана, в сторону направления его вращения, позволяет увеличить высоту выступа для увеличения объема поднимаемого им продукта и вместе с тем обеспечить соскальзывние частиц продукта с выступа со скатыванием по горке до достижения высоты подъема, при которой происходит срывание частиц в воздух.
На фиг.1 дана схема заявляемого устройства, вид сбоку, на фиг 2 - разрез А-А фигуры 1. Устройство для нанесения покрытий на сыпучие пищевые продукты, например, снэковые, содержит барабан 1 с открытыми торцами, который бандажами 2 опирается на ролики 3 с ребордами для его осевой фиксации. Один из роликов связан с приводом (не показан) его вращения, снабженным средством для регулирования его частоты вращения, например, частотным преобразователем. Ролики установлены на платформе 4, смонтированной на раме поворотно на стороне одного торца барабана с помощью оси 5 и на стороне другого торца опирающейся на подъемный механизм 6, предназначенный для регулирования угла α наклона оси 0-01 барабана к горизонтальной плоскости в пределах от 1 до 5 градусов.
Загрузочный (левый по чертежу) торец барабана расположен выше разгрузочного, он открыт и в него входят конвейеры, подающие обрабатываемый продукт и порошкообразный материал, и трубка с форсункой для распыления жидкой добавки. Загрузочные средства
обеспечивают подачу продукта и материалов покрытия в барабан на расстоянии 0,2-0,3 его длины от торца.
Внутренняя цилиндрическая поверхность 7 барабана снабжена выступами 8, имеющими одинаковую высоту Н, проходящими параллельно оси барабана и расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга. Высота Н выступов 8, измеренная от вершины выступа до поверхности 7 по осевой плоскости, составляет 0,15-0,09 расстояния L между ними, измеренного по их вершинам в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра 7.
Высота Н выступов 8 составляет 0,1-0,3 радиуса R внутренней поверхности 7 барабана.
Рабочая поверхность 9 выступа, то есть поверхность, которая поднимает продукт при вращении барабана, наклонена на угол β 20-45 градусов к плоскости, проходящей через ось барабана, в сторону направления его вращения, указанного стрелкой В.
Устройство работает следующим образом. Продукт, подлежащий обработке, например, сухарики кубической формы со стороной 9 мм, и порошкообразная вкусоароматическая добавка дозируются, подаются равномерным слоем на конвейеры средства загрузки и непрерывно ссыпаются во вращающийся барабан. Продукт опрыскивается растительным маслом через форсунку и, перемешиваясь, перемещается вдоль оси барабана за счет угла наклона а к разгрузочному торцу и высыпается на приемный конвейер. При перемешивании происходит подъем слоя продукта выступами 8 в сторону направления вращения барабана, скатывание поверхностного слоя частиц с их переворачиванием по нижнему слою, удерживаемому выступами. Скатывающийся слой заполняет углубление между нижними выступами. Такое движение двух слоев навстречу друг другу с переворачиванием частиц верхнего слоя происходит на всем протяжении барабана. В результате касаний частиц продукта друг друга происходит передача порошка добавки и масла от одной частицы к
другой и происходит равномерное покрытие или обволакивание вкусоароматическим материалом всех сторон частиц продукта.
Устройство работает в линии производства сухарей или других снэков, и количество поступающего на него продукта может отклоняться от нормы. При увеличении массы продукта, поступающего в барабан за единицу времени, пропускную способность последнего увеличивают путем увеличения угла а или увеличения частоты вращения барабана.
Применение заявляемой полезной модели позволяет повысить объем загрузки барабана при сохранении равномерности перемешивания и увеличить диапазон размеров частиц обрабатываемого продукта.