ПОДОВАЯ ПЛИТА ДЛЯ ДУХОВОК
BOTTOM PLATE FOR OVENS

Изобретение относится к подовым плитам для духовок для изготовления выпечных изделий, например мягких вафель, хрустящих вафель, блинов и подобных изделий. Такие духовки, имеющие конструкции для промышленного изготовления выпечных изделий, обычно содержат загрузочную станцию, пекарную камеру, разгрузочную станцию и транспортировочное устройство для подовых плит, которые расположены по орбите, перемещающейся через пекарную камеру. Духовки такого типа используются для изготовления различных изделий. Одна группа изделий содержит мягкие вафли, шотландские блины, блины и т.д. Другая группа изделий содержит мягкие вафли, американские блины, канадские блины и т.д. Дополнительная группа изделий содержит хрустящие хрупкие вафли, например хрустящие хрупкие вафельные листы, хрустящие хрупкие плоские вафли, содержащие бесчисленные половинки полого изделия и т.д. Дополнительно эти духовки можно также использовать для изготовления упаковочных изделий, изготовленных в соответствии с технологией выпекания вафель, например листы, чашки и т.д. Дополнительно также имеются группы изделий, содержащие хрустящие хрупкие вафли, изготовленных из плоских вафель, которые пластично деформируются в теплом выпеченном состоянии, которые формируются в полые изделия в теплом выпеченном состоянии и затем затвердевают в виде полых изделий.
В таких духовках тепло, необходимое для процесса выпекания в пекарной камере, можно вырабатывать различными способами, например газовым нагревом, электрическим нагревом или электрической индукцией.
В духовках и принадлежащих им подовых плитах важно обеспечить оптимальные условия выпекания в течение самого длительного возможного периода времени и, если возможно, в течение всего времени работы духовки. Что касается процесса выпекания количество тепла, которое всегда остается одинаковым, следует подавать к взбитому жидкому тесту, выпечные изделия следует изготавливать точного размера для многих сфер применения и выпечное изделие и некондиционные части наряду с выпечными изделиями должны легко отделяться и удаляться. В частности, удаление невыпеченных изделий и загрязнений является проблемой в обычных подовых плитах, которые обычно изготовлены из серого чугуна с обработанной и, возможно, закаленной с отпуском поверхностью. Примеси, которые не были удалены, или которые невозможно было удалить, могут сделать все последовательно выпеченные изделия непригодными, что обычно приводит к остановке духовки и связанному с этим временному прекращению производства.
Чтобы устранить эти трудности, ранее уже было предложено сконструировать поверхность подовых плит таким образом, чтобы взбитое жидкое тесто и изделия, выпекаемые из этого теста, как можно легче было снимать с поверхности. В заявке DE 4208382 A1 предложено покрытие подовых плит для выпекания вафельных листов, причем подовая плита изготовлена из стали или из литой стали и снабжена гладким керамическим покровным слоем, пригодным для использования в пищевой промышленности. Дополнительно предложено предусмотреть пластмассовый слой, пригодный для использования в пищевой промышленности на керамическом покровном слое. Однако такое большое по площади покрытие невыгодно. С одной стороны, нанесение такого большого по площади керамического покрытия из металлических пластин проблематично во время изготовления. Это применимо и с точки зрения точности размеров, а также с точки зрения стойкости керамики. Во время работы духовки происходит расслоение керамических покрытий и образование отходов. К тому же дополнительное пластмассовое покрытие, пригодное для использования в пищевой промышленности, приводит к обратным результатам, поскольку возможно достижимые преимущества керамических поверхностей утеряны. Дополнительно, упомянутый документ не дает информацию о природе керамического слоя. В этом отношении раскрытие изобретения является неполным.
Более того, давно известно изготовление формы для выпечки из керамики, причем эта керамика обычно содержит глиносодержащую керамику. Такая керамическая посуда, которая известна тысячи лет, является полностью непригодной для промышленного процесса выпекания. В заявке DE 602004000582 T2 описана форма для выпечки с керамическим антиударным покрытием, причем форма содержит машину для выпечки хлеба. Антиударное покрытие содержит керамический слой, спеченный при низких температурах, который наносится на тонкостенную форму для выпечки, изготовленную из металла. Если керамический слой поврежден, всю форму для выпечки следует списать в брак. Нагрузка от давления выпеченным изделием не может поглощаться такими формами для выпечки, что не является необходимым при выпечке хлеба без применения давления. Этот документ также не дает информацию о типе спекаемого материала, поэтому раскрытие изобретения не является полным в этом отношении. Изложенная форма для выпекания хлеба не дает предложения, как следует выполнить подовую плиту для изготовления вафель.
Описанные недостатки известного уровня техники должны быть устранены согласно настоящему изобретению. В частности, должна быть предусмотрена подовая плита для промышленных духовок, из которой после процесса выпекания можно легко и безопасно удалить выпеченное изделие без остатка и причем при выполнении последовательных этапов чистки, например при продувании сжатым воздухом, все остатки от выпекания должны быть удалены. Обработки поверхности, например смазывания или нанесения дополнительных покрытий, следует избегать. Более того, переналадка подовой плиты или ремонт должны выполняться по возможности легко и быстро. Более того, целью является изготовление вставок для выпечки, чтобы передача тепла внутри подовой плиты к выпечному изделию обеспечивалась равномерно и с достаточной скоростью.
-6
-1
Подовая плита, упомянутая вначале, отличается тем, что подовая плита содержит несущую плиту и одну или более вставок для выпечки, расположенные на этой плите, которые выполнены с возможностью принимать взбитое жидкое тесто, подлежащее выпеканию, и тем, что вставки для выпечки изготовлены из спеченной керамики, имеющей высокую прочность и низкое тепловое расширение. Вставки для выпечки предпочтительно вставляются в углубления для вставок несущей плиты, а несущая плита изготовлена из материала, предпочтительно металла, в частности предпочтительно серого чугуна, тепловое расширение которого равно или больше теплового расширения вставок для выпечки. Вставки для выпечки могут иметь коэффициент теплового расширения α<9 10 K, и несущая плита может иметь коэффициент теплового расширения α>9 в диапазоне температур от 20 до 200°C. Предпочтительно, чтобы вставки для выпечки имели коэффициент теплового расширения около 3.2, а несущая плита имела коэффициент теплового расширения около 12.5.
Вставки для выпечки согласно изобретению предпочтительно сделаны из нитрида кремния или карбида кремния, в частности предпочтительно нитрида кремния типа Al/Y, спеченного под давлением газа. Согласно дополнительным признакам углубления для вставок в несущей плите можно выполнить с возможностью принимать вставки для выпечки с небольшим зазором, чтобы вставки для выпечки можно было вставить с точной подгонкой и снова вынуть. Более того, вставки для выпечки на стороне площади пода можно снабдить формой поверхности, требуемой для выпечного изделия, и окружным уплотнительным ребром, а также окружным боковым краем. Вставки для выпечки предпочтительно крепко удерживаются в углублениях для вставок пластинками, которые жестко прикреплены к несущей плите, предпочтительно нарезными болтами, и выполнены с возможностью перекрывать боковой край вставок для выпечки. Боковой край имеет краевое углубление для каждой пластинки, причем для каждой вставки для выпечки предусмотрено, по меньшей мере, две, предпочтительно три или более пластинок и краевых углублений. Пластинки можно изготовить из металла, предпочтительно нержавеющей стали.
Согласно дополнительным признакам изобретения каждое углубление для вставки имеет вентиляционное отверстие. Подовые плиты вафельниц могут располагаться соответственно в одной несущей конструкции, причем нижняя и верхняя несущие конструкции соединены друг с другом шарниром.
Более того, подовая плита может быть частью вафельницы, содержащей нижнюю и верхнюю подовые плиты, причем вставки для выпечки подовой плиты установлены напротив друг друга, чтобы после закрывания вафельниц между вставками для выпечки, предназначенными друг другу, образовывался промежуток для взбитого жидкого теста и выпечных изделий. Изобретение дополнительно предусматривает духовку с орбитой для подовых плит, перемещающихся через пекарную камеру, и транспортировочное устройство для подовых плит, которые имеют один или более вышеупомянутых признаков.
Ниже подробно описано изобретение в качестве примера.
На фиг. 1 показан схематичный вид сбоку духовки, которую, например, можно здесь использовать.
На фиг. 2 показана косая проекция вафельницы в открытом положении.
На фиг. 3 показан вид в плане площади пода нижней подовой плиты и
На фиг. 4 и фиг. 5 показан вид с разрезом по линиям сечения A-A и B-B фиг. 3.
На фиг. 6 показан вид в плане площади пода верхней подовой плиты и
На фиг. 7, 8 показан вид с разрезом по линиям сечения A-A и B-B фиг. 6.
На фиг. 9 показан вид нижней подовой плиты с частично вставленными вставками для выпечки и частично пустыми углублениями для вставки.
На фиг. 1 показана духовка 1 для изготовления выпечных формованных изделий (брикетов), которые, например, выполнены в виде мягких вафлей. Мягкие вафли изготавливаются из жидкого взбитого вафельного теста в формах для выпечки, каждая из которых состоит из нижней формы для выпечки и верхней формы для выпечки, которые согласно изобретению сформированы вставками для выпечки в подовых плитах, как будет показано в дальнейшем. Формы для выпечки расположены в вафельницах 3 бесконечной цепи 4 вафельниц. Цепь 4 вафельниц расположена по орбите, которая продолжается по двум транспортировочным траекториям 5, 6, расположенным одна над другой, через духовку 1. Цепь 4 вафельниц встроена в цепной конвейер, расположенный по орбите, который транспортирует вафельницы по обеим транспортировочным траекториям 5, 6 и отклоняет их с одной транспортировочной траектории на другую траекторию цепными колесами, расположенными на переднем и заднем конце духовки 1. Более подробное описание таких духовок можно найти, например, в заявке WO/2009/100873.
Цепной конвейер расположен в вытянутом корпусе 7 духовки 1 между боковыми стенками корпуса 7 духовки. Вафельницы 3 расположены в цепном конвейере между двумя поперечными цепными транспортерами и прикреплены к пластинкам цепи. Цапфы выступают наружу из цепных транспортеров, на которых с возможностью вращения установлены ходовые колеса, с помощью которых цепной конвейер удерживается на двух транспортировочных траекториях в каждом случае на ходовых рельсах, продолжающихся в продольном направлении духовки, при этом ходовые рельсы прикреплены к двум боковым стенкам корпуса 7 духовки. В передней половине 2 духовки на верхней транспортировочной траектории 5 расположены разгрузочная станция 18, загрузочная станция 19 и устройство 20 для открывания и закрывания вафельниц 3. В разгрузочной станции 18 мягкие вафли вынимаются из открытых вафельниц 3. В загрузочной станции 19 тесто для вафель, например, в жидкой форме или в виде твердого теста вводится в открытые вафельницы 3. После загрузочной станции 19 вафельницы 3 снова закрываются устройством 20. Закрытые вафельницы 3 транспортируются цепным конвейером на верхнюю транспортировочную траекторию 5 по направлению к заднему концу духовки 1 и на нижнюю транспортировочную траекторию 6 по направлению к переднему концу духовки 1. Пекарная камера 21 духовки 1 расположена в задней половине 8 духовки. В пекарной камере 21 верхняя зона 22 выпечки расположена на верхней транспортировочной траектории 5, а нижняя зона 23 выпечки расположена на нижней транспортировочной траектории б.
На фиг. 2 показана вафельница 3 согласно изобретению, которую можно использовать в духовке на фиг. 1 или в других духовках. Вафельница 3 содержит нижнюю подовую плиту 9 и верхнюю подовую плиту 10. Каждая подовая плита содержит несущую плиту, а именно, нижнюю несущую плиту 11 и верхнюю несущую плиту 12. Несущие плиты 11, 12 закреплены в несущих конструкциях 13, 14, которые соединены шарниром 15. Показано открытое положение вафельницы, и в этом положении взбитое жидкое тесто можно налить на нижнюю подовую плиту или готовое выпеченное изделие можно снять после прохождения пекарной камеры. В открытом положении вафельницу очищают от остатков выпечки, например, сжатым воздухом.
Для прокатывания вафельниц во взаимодействии с цепью вафельниц соответственно по обеим сторонам вафельницы предусмотрены два ролика 16, на фиг. 2 можно видеть только один ролик. Складывающее движение вафельницы регулируется управляющим роликом 17 на верхней подовой плите, которая регулируется устройством 20 для открывания и закрывания.
Как уже можно было увидеть на фиг.2 и как показано подробно на фиг. 3-9, несущие плиты 11, 12, которые, например, выполнены из плиты, изготовленной из твердого серого чугуна, или из стальной плиты, имеют углубления 24 для вставки, в которые вставляются вставки 25 для выпечки. Углубления для вставки и вставки для выпечки относительно друг друга выполнены с небольшим зазором или без зазора, чтобы вставки для выпечки можно было вставить с точной подгонкой и также предпочтительно снова вынуть. Каждая вставка для выпечки имеет форму поверхности, требуемую для соответствующего выпеченного изделия на стороне 33 площади пода и окружном уплотнительном ребре 26. Область внутри уплотнительного ребра образует форму 34 для выпечки, чтобы принять взбитое жидкое тесто. В каждом случае окружной боковой край 27 продолжается наружу, который лежит в значительной степени плоско на стороне площади пода несущей плиты 11, 12. Вставки 25 для выпечки удерживаются пластинками 28, которые навинчиваются на несущую плиту нарезными болтами 29 и входят в краевое углубление 30 вставки для выпечки. Пластинки 28 дополнительно спрятаны заподлицо в соответствующие углубления 31 несущей плиты, чтобы в целом создать в значительной мере плоскую поверхность.
В показанных примерных вариантах каждая вставка для выпечки крепко удерживается четырьмя пластинками. В зависимости от требований к пространству и усилию может быть достаточно двух или трех пластинок или можно предусмотреть больше пластинок.
Если различные формы для выпечки показаны на несущей плите в подовых плитах на фиг. 3-9, т.е. ряд круглых форм для выпечки и ряд квадратных форм для выпечки, это просто для того, чтобы показать, что форма выпеченных изделий и принадлежащих им форм для выпечки можно выбирать произвольно. На практике предпочтительно всегда предусматривать только одну пространственную конфигурацию форм для выпечки для всех вафельниц на одной и той же цепи вафельниц.
Верхняя подовая плита, показанная на фиг. 6-8, выполнена с возможностью подобия в значительной степени нижней подовой плите на фиг. 3-5. Разницей является гравировка формы для выпечки, которая выступает относительно стороны площади пода несущей плиты в верхней подовой плите, в то время как форма для выпечки на фиг. 4 и 5 отводится назад. В результате такой разницы образуется пространственная форма закрытой формы для выпечки, требуемой для процесса выпекания, которая принимает взбитое жидкое тесто и выпеченное изделие. Форму формы для выпечки можно произвольно применить к требованиям и, следовательно, отклонить от этого примерного варианта.
В частности, как можно видеть на фиг. 9, углубления 24 для вставки имеют вентиляционные отверстия 32, которые, с одной стороны, облегчают введение точно подогнанных вставок для выпечки, а с другой стороны, также дают возможность выдавить вставки для выпечки из углубления с помощью стержнеобразного инструмента и, таким образом, дают возможность заменить поврежденные вставки для выпечки или переналадить несущую плиту для других вставок для выпечки.
Для передачи достаточного тепла от твердой несущей плиты к вставке для выпечки предпочтительно, чтобы ее форма точно совпадала с углублением для вставки, чтобы, таким образом, все поверхности вставки для выпечки, находящиеся в несущей плите, прилегали к соответствующим поверхностям углубления для вставки. Более того, возможно было бы предпочтительно, чтобы толщина стенки вставок для выпечки была небольшой, в частности равной толщине базовой поверхности 34.
Внешний контур вставок для выпечки также может отличаться от показанной здесь круглой или квадратной формы. Форма вставок для выпечки и принадлежащих им углублений для вставок также может отклоняться в поперечном сечении от показанной формы. Например, угол между боковыми поверхностями 35 и базовой поверхностью 34 может также отличаться от 90°, в частности может быть >90°. Форма углубления для вставки должна быть выполнена с возможностью обеспечивать достаточный поток тепла.
-6
-1
Согласно изобретению вставки для выпечки изготовлены из спеченной керамики, имеющей высокую прочность и низкое тепловое расширение. Они предпочтительно сделаны из нитрида кремния или карбида кремния, в частности предпочтительно нитрида кремния типа Al/Y, спеченного под давлением газа. Вставки для выпечки должны иметь коэффициент теплового расширения α<9 10 K] в диапазоне температур от 20 до 200°C.
На практике оказался предпочтительным спеченный продукт, имеющий следующие данные:
Химический состав:
- Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>
90%
- Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
6%
- Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
4%
Структура:
Общая плотность
3.21 [г/см<sup>3</sup>]
Открытая пористость
0 [%]
Размер зерна
1-10 [мкм]
В отношении механических свойств акцент следует сделать на следующих свойствах:
Вязкость разрушения
8 [Мпам<sup>1/2</sup>]
Модуль упругости
320 [ГПа]
Коэффициент Пуассона
0.28
Термические свойства:
Удельная теплопроводность (20°C)
30 [Вт/(м·K)]
-6
-1
Коэффициент теплового расширения α (-1000°C) [10 K]
Вставки для выпечки изготавливаются из такого материала согласно известному уровню техники в отношении нитрида кремния, спеченного под давлением газа.
-6
-1
Другие промышленные керамики можно также использовать для изготовления вставок для выпечки, например карбид кремния, который имеет сравнительно хорошие свойства для процесса выпекания. Однако недостаток керамики из карбида кремния заключается в более высокой хрупкости с соотнесенным более высоким риском появления трещин. Серый чугун, имеющий обозначение EN-GJS-400-15, использовали для изготовления несущих плит. Этот материал имеет несколько более высокую удельную теплопроводность 36.2 Вт/(м·K) (300°C), а также коэффициент теплового расширения α выше 12.5 10 K. В результате такого более высокого коэффициент теплового расширения гарантируется, что вставка для выпечки не сломается при температурах выпекания, возникающих в духовке, поскольку имеет достаточно пространства для теплового расширения, причем ее коэффициент теплового расширения очень низкий.
Список позиций
1 Духовка
2 Передняя половина духовки
3 Вафельница
4 Цепь вафельниц
5 Транспортировочная траектория, верхняя
6 Транспортировочная траектория, нижняя
7 Корпус духовки
8 Задняя половина духовки
9 Нижняя подовая плита
10 Верхняя подовая плита
11 Нижняя несущая плита
12 Верхняя несущая плита
13 Нижняя несущая конструкция
14 Верхняя несущая конструкция
15 Шарнир
16 Ролик
17 Управляющий ролик
18 Разгрузочная станция
19 Загрузочная станция
20 Устройство для открывания и закрывания вафельниц
21 Пекарная камера
22 Верхняя зона выпечки
23 Нижняя зона выпечки
24 Углубление для вставки
25 Вставка для выпечки
26 Уплотнительное ребро
27 Боковая стенка
28 Пластинки
29 Нарезной болт
30 Краевое углубление
31 Углубление
32 Вентиляционное отверстие
33 Сторона площади пода
34 Базовая поверхность
35 Боковая поверхность