ДОЗАТОР ДЛЯ ПИЩЕВЫХ СРЕД

Полезная модель относится к пищевой промышленности и может быть использована при дозировании неньютоновских пищевых сред таких, например, как тесто, различные виды фаршей, а также пюре из фруктов и овощей.
Известно устройство для дозирования таких сред, содержащее нагнетательную камеру, делительную головку, приспособление для стабилизации давления и привод [Авторское свидетельство СССР №194687, МПК A21C 5/04, 1964].
Такое устройство обеспечивает повышенную точность дозирования за счет поддержания постоянства давления в нагнетательной камере, однако сложно в кинематическом отношении и имеет достаточно высокую энергоемкость.
Известен также дозатор для пищевых сред, содержащий приемный бункер, нагнетательную камеру, делительную головку и приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере, встроенное непосредственно перед делительной головкой [Авторское свидетельство СССР №234969, МПК A21C 5/04, 1969].
Такое устройство позволяет повысить точность дозирования, поскольку приспособление для поддержания постоянного давления встроено в нагнетательную камеру непосредственно перед делительной головкой и выполнено в виде сообщающегося с камерой цилиндра с подпружиненным поршнем.
Вместе с тем, пищевая среда, заполнив полость цилиндра при повышении давления, с очень большими сложностями попадает назад в полость нагнетательной камеры при наборе очередной дозы из-за наличия застойных зон при сопряжении цилиндра с камерой.
Кроме того, преодолевая эти застойные зоны, пищевые среды испытывают воздействие повышенных касательных напряжений, что неблагоприятно сказывается на их структурно-механических характеристиках, приводя к выдавливанию жидкой фракции или нарушению связи между отдельными слоями.
Наиболее близким по технической сущности и получаемому техническому эффекту является дозатор для пищевых сред, содержащий приемный бункер, нагнетательную камеру, делительную головку с блоком управления привода, и приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере, встроенное непосредственно перед делительной головкой, выполненное в виде сообщающегося с нагнетательной камерой плоского щелевого кармана, ограниченного цилиндрической и плоской поверхностями с установленной в нем пластинчатой пружиной, с возможностью ее перемещения [Патент РФ №2292717, МПК A21C 5/04, 2005].
Известный дозатор решает часть проблем за счет выполнения в нем приспособления для поддержания постоянного давления в виде плоского щелевого кармана, внутри которого под действием избыточного давления перемещается пластинчатая пружина. Пищевая среда изгибает ее, заставляя перемещаться свободный конец по дуге окружности до упора в ограничивающую плоскую поверхность. При возвращении пищевой среды в нагнетательную камеру обеспечивается щадящее воздействие на нее действием этой же пружины, закрепленной со стороны делительной головки, что исключает появление «застойных» зон.
Вместе с тем, использование устройства весьма проблематично для нескольких неньютоновских сред с различными реологическими характеристиками. Отличие в них предельного напряжения сдвига в 10-15 раз затрудняет выбор материала пластинчатой пружины. Ошибка в выборе модуля упругости материала пластинчатой пружины на 5-8% может привести к погрешности отмеривания необходимой дозы по объему в 15-20%.
Преодоление указанных негативных эффектов в известном устройстве достигается тем, что в дозаторе для пищевых сред, содержащем приемный бункер, нагнетательную камеру, делительную головку с блоком управления привода, и приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере, приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере размещено непосредственно в мерном кармане делительной головки и выполнено в виде сменной упругой мембраны установленной с возможностью контакта с микровыключателем, размещенным с противоположной стороны от поступающего дозируемого продукта и электрически соединенным с блоком управления привода делительной головки.
Технический эффект в предлагаемом дозаторе для пищевых сред обеспечивается тем, что приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере размещено непосредственно в мерном кармане делительной головки и выполнено в виде сменной упругой мембраны установленной с возможностью контакта с микровыключателем, размещенным с противоположной стороны от поступающего дозируемого продукта и электрически соединенным с блоком управления привода делительной головки.
Пищевая среда заполняет мерный стакан, изгибает сменную упругую мембрану до упора в микровыключатель, размещенный с противоположной стороны от поступающего дозируемого продукта и электрически соединенный с блоком управления привода делительной головки.
Контакт с микровыключателем включает блок управления привода делительной головки и тем самым обеспечивает отмеривание дозы с минимальной погрешностью.
Материал, из которого изготавливается мембрана, выбирается из условия увеличения объема кармана не более допускаемой погрешности дозирования конкретной пищевой среды.
При возвращении пищевой среды в нагнетательную камеру при разгрузке обеспечивается щадящее воздействие на нее упругой мембраны, что исключает появление «застойных» зон и нарушение структурно-механических свойств самого дозируемого продукта.
На чертеже (фиг. 1) дана общая схема предложенного дозатора для пищевых сред.
Дозатор для пищевых сред, содержит приемный бункер с нагнетательной камерой 1, делительную головку 4 с блоком управления привода (на чертеже не показан), и приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере 1, размещенное непосредственно в мерном кармане делительной головки 4 и выполненное в виде сменной упругой мембраны 2, например, с помощью накидной гайки 3, установленной с возможностью контакта с микровыключателем 5, размещенным с противоположной стороны от поступающего дозируемого продукта и электрически соединенным с блоком управления привода делительной головки.
Работает дозатор для пищевых сред следующим образом.
При делении, например, теста повышенной влажности, с невысоким показателем предельного напряжения сдвига, выбирают более гибкую мембрану 2. Шнек в приемном бункере с нагнетательной камерой 1 непрерывно подает пищевую среду к делительной головке 4, которая периодически замыкает нагнетательную камеру.
Возникающее при этом повышенное давление пищевой среды снижается благодаря тому, что упругая мембрана 2 закрепленная, например, накидной гайкой 3, деформируясь, перемещается до контакта с микровыключателем 5.
При упоре упругой мембраны 2 в микровыключатель 5, размещенный с противоположной стороны от поступающего дозируемого продукта, за счет электрического контакта с приводом запускается вращение делительной головки 4.
При снижении давления в нагнетательной камере упругая мембрана 2 выталкивает пищевой продукт в нагнетательную камеру, чем поддерживает в ней постоянное давление. При полностью загруженной нагнетательной камере деформация упругой мембраны 2 будет максимальной. По мере расхода пищевой среды деформация упругой мембраны 2 будет уменьшаться.
При необходимости дозирования теста с более высоким показателем предельного напряжения сдвига (например, меньшей влажности или другого сорта муки) выбирают более прочный материал упругой мембраны, менее деформируемый под нагрузкой.
В этом случае предельное давление в нагнетательной камере, устанавливается более высоким, что позволяет менее текучему тесту заполнять весь объем мерного кармана без застойных зон. Выгрузка теста после замыкания микровыключателя 5, размещенного с противоположной стороны от поступающего дозируемого продукта, осуществляется, как и ранее, после включения привода делительной головки 4.
Отсутствие «застойных» зон и щадящее воздействие на пищевую среду позволяют обеспечить необходимую точность дозирования, исключая нежелательные изменения структурно-механических свойств дозируемого материала.
Таким образом, технический результат заявляемого решения состоит в повышении точности дозирования неньютоновских пищевых сред.