ФОРМИРУЮЩЕЕ И ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕКУЧЕЙ РАСПЛАВЛЕННОЙ ПИЩЕВОЙ МАССЫ
MOULDING AND COOLING DEVICE FOR FLUID MELTED FOOD MASS

Настоящее изобретение относится к формующему и охлаждающему устройству для текучей расплавленной пищевой массы согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.
Конкретнее, настоящее изобретение относится к формующему и охлаждающему устройству, в общем известному из DE 103 28 905 А1.
В DE 103 28 905 А1 раскрыто устройство, показанное на фиг.1, в котором расплавленная пищевая масса 1, в частности плавленый сыр, раскатывается и охлаждается для формирования непрерывной полосы 6. Для этого устройство содержит две противоположно вращающиеся бесконечные охлаждающие ленты 2, 3, каждая из которых огибает верхний отклоняющий вал 4 и нижний отклоняющий вал 5. Две охлаждающие ленты 2, 3, которые предпочтительно выполнены как стальные ленты, расположены на расстоянии друг от друга для формирования полосы 6 пищевой массы (плавленого сыра).
На каждую из сторон охлаждающих лент 2, 3, обращенных от полосы 6 пищевой массы, воздействует охлаждающая текучая среда 7 для охлаждения расплавленной пищевой массы.
Пищевую массу требуется охлаждать равномерно и большое количество теплоты, подводимой пищевой массой, должно хорошо рассеиваться. Также необходимо подавать и отводить охлаждающую текучую среду (воду) надежным образом.
Задача изобретения состоит в создании устройства указанного типа, которое обеспечивает надежное охлаждение, имеет простую конструкцию, а также является несложным и недорогим в производстве и характеризуется высокой надежностью работы.
Согласно изобретению, эта задача решается совокупностью признаков п.1 формулы изобретения. Зависимые пункты описывают дополнительные предпочтительные варианты изобретения.
Согласно изобретению, предлагается формующее и охлаждающее устройство для текучей расплавленной пищевой массы, в котором трубчатый подающий канал, снабженный множеством выпускных каналов, расположенных бок о бок, расположен в верхней области охлаждающих лент. Выпускные каналы выполнены так, что они наносят ламинарный слой охлаждающей текучей среды на поверхность охлаждающей ленты. Для этого выпускные каналы снабжены цилиндрическим углублением, из которого вытекает ламинарный поток охлаждающей текучей среды. Согласно изобретению тем самым создается возможность нанесения охлаждающей текучей среды без риска разбрызгивания и возможность нанесения охлаждающей текучей среды с равномерной толщиной и постоянной шириной. В отличие от прототипа, тем самым создается возможность равномерного по толщине и ширине нанесения охлаждающей текучей среды и, следовательно, возможность оптимизированного теплопереноса между поверхностью охлаждающей ленты и, предпочтительно, турбулентно текущей пленкой охлаждающей текучей среды. Таким образом, предотвращается формирование неравномерно распределенной, турбулентно стекающей пленки жидкости с непостоянной толщиной, в частности, как в указанном уровне техники.
С помощью варианта настоящего изобретения можно равномерно охлаждать обе стороны. Это также дает преимущества в терминах равномерного охлаждения и формирования полосы из пищевой массы.
Согласно настоящему изобретению особенно благоприятно то, что подающий канал образует буферный объем. В результате можно создать поток охлаждающей текучей среды, вытекающий из выпускных каналов медленно, постоянно и ламинарно, тогда как если давление повысится и условия втекания будут неблагоприятны, можно ожидать, что в выпускном канале сформируется турбулентный поток. Буферный объем по изобретению, давление в котором может быть, например, 0,05 бар - 0,3 бар, обеспечивает равномерное вытекание охлаждающей текучей среды из всех выпускных каналов, что позволяет создать нужные условия потока по всей ширине охлаждающей ленты.
Согласно варианту настоящего изобретения, подача (поток) охлаждающей воды не оказывает неблагоприятного воздействия на вытекающий поток из выпускных каналов. В частности, кинетическая энергия поступающего потока и распределение давления не ограничивают выходной поток, вытекающий через выпускные каналы.
Выпускной канал предпочтительно расположен под углом к поверхности охлаждающей ленты, например, под углом 40°-60°. В результате возникает особенно благоприятно положение пленки охлаждающей текучей среды.
Далее, согласно настоящему изобретению благоприятный результат дает использование множества выпускных каналов, равномерно распределенных по ширине охлаждающей ленты. В результате возникает равномерный ламинарный выходной поток текучей среды и формируется равномерная пленка охлаждающей текучей среды, текущая вниз ламинарным потоком.
Выпускные каналы предпочтительно имеют отношение длины к диаметру от 5 до 9. В результате обеспечивается равномерность потока.
Для того чтобы удалить охлаждающую текучую среду, которая стекает в форме пленки охлаждающей текучей среды с поверхности охлаждающей ленты, согласно настоящему изобретению особенно благоприятно установить под подающим каналом отводящий элемент для дренажа охлаждающей текучей среды. Отводящий элемент предпочтительно выполнен в форме сточного желоба, по которому охлаждающая текучая среда может стекать равномерно и без разбрызгивания, поскольку такой желоб имеет достаточный объем. Особенно благоприятным оказалось наличие на отводящем элементе скребка, прижатого к внутренней стороне охлаждающей ленты, то есть предварительно упруго нагруженного и поджатого к поверхности охлаждающей ленты. Таким образом, скребок равномерно снимает охлаждающую текучую среду. Скребок, разъемы скребка и сточный желоб выполнены гладкими и не содержащими мешающих деталей (например, винтов) на пути поступающей охлаждающей воды, позволяя тем самым охлаждающей воде затекать в сточный желоб без разбрызгивания.
Чтобы облегчить и упростить замену скребка в случае его износа, скребок установлен на отводящем элементе посредством штекерного соединения.
Дренаж пленки охлаждающей жидкости по изобретению не требует дополнительной энергии, которая потребовалась бы, например, при откачке насосом. Далее, устройство выполнено так, чтобы производить очень мало шума.
Кроме того, важным преимуществом устройства по изобретению является то, что скребок может быть установлен на отводящем элементе плавающим образом, благодаря его штекерному соединению. В результате не возникает деформаций скребка, характерных для жесткого соединения или из-за перепада температуры, и поэтому не возникает утечек между скребком и поверхностью охлаждающей ленты из-за деформаций скребка (волнообразных деформаций).
Кроме того, выгодно, что дренаж охлаждающей текучей среды осуществляется через желоб под действием силы тяжести и, следовательно, не требуется устанавливать чувствительные к помехам компоненты, которые могли бы отказать.
Согласно изобретению, подающий канал снабжен регулирующим устройством, с помощью которого можно регулировать подачу охлаждающей текучей среды в некоторые из выпускных каналов. С помощью такого регулирующего устройства можно регулировать эффективную рабочую ширину охлаждающего устройства. В частности, можно заглушить несколько внешних выпускных каналов и прервать подачу через них охлаждающей текучей среды, в результате чего охлаждающая текучая среда вытекает только через центральную область охлаждающего устройства. Таким образом, можно регулировать подачу охлаждающей текучей среды (воды) по ширине симметрично и бесступенчато с обеих сторон. Особенно полезно, когда регулирующее устройство содержит по меньшей мере один поршень, выполненный с возможностью перемещения в выпускном канале. Предпочтительно, имеется два поршня для симметричного уплотнения выпускных каналов, расположенных в наружных концевых областях относительно поступающего потока охлаждающей текучей среды. Следовательно, охлаждающая текучая среда не течет сквозь эти выпускные каналы, а выходит через соответствующие выпускные каналы, расположенные только в центральной части, и подается на охлаждающую ленту.
Поршни предпочтительно приводятся в действие приводом или даже ручным кривошипом, который содержит вал, который может приводиться, например, сервоприводом. Таким образом, поршень смещается в корпусе подающего канала, тем самым позволяя охлаждающей текучей среде течь только в центрально расположенные выпускные каналы, тогда как в выпускные каналы, расположенные за пределами поршня, охлаждающая текучая среда попасть не может. Таким образом, имеется возможность выполнять регулировку без риска разбрызгивания или стекания. Указанный вал предпочтительно снабжен противоположно направленными витками резьбы, чтобы перемещать оба поршня синхронно и зеркально.
Согласно настоящему изобретению в каждой боковой концевой области подающего канала выполнено выпускное отверстие, через которое можно дренировать поток, возникающий в результате утечки через поршень. Этот поток также благоприятен для очистки на месте, поскольку имеется возможность надежно очищать весь регулирующий механизм.
Далее, существенным преимуществом формующего и охлаждающего устройства по изобретению является легкость его очистки. В нем отсутствуют скрытые внутренние пространства и имеется возможность использовать равномерный поток моющей жидкости, что позволяет производить, в частности, очистку на месте, при которой компоненты формующего и охлаждающего устройства по изобретению могут очищаться.
Далее следует более подробное описание иллюстративного варианта настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - схематичный вид сбоку устройства по указанному уровню техники.
Фиг.2 - частичный вид в перспективе, частично в сечении, охлаждающей ленты с подачей и дренажом охлаждающей текучей среды по изобретению.
Фиг.3 - упрощенный вид сбоку конструкции, показанной на фиг.2.
Фиг.4 - фрагмент В на фиг.3 в увеличенном масштабе.
Фиг.5 - фрагмент С на фиг.3 в увеличенном масштабе.
Фиг.6 - упрощенный вид спереди, частично в сечении, конструкции, показанной на фиг.2-5.
Фиг.7 - вид в перспективе иллюстративного варианта с регулируемой рабочей шириной, и
Фиг.8 - упрощенное сечение в увеличенном масштабе иллюстративного варианта по фиг.7.
На Фиг.2-6 показана только одна вращающаяся лента 2, 3. Как показано на фиг.1, в каждом случае имеется две взаимодействующие ленты 2, 3 для равномерного охлаждения зазора между этими двумя лентами 2, 3, в котором формируется полоса 6 пищевой массы. Согласно изобретению, вся система также может быть выполнена так, чтобы полоса 6 пищевой массы лежала только на одной вращающейся охлаждающей ленте и, следовательно, в этой области вторая охлаждающая лента не нужна.
На фиг.2, 3 и 6 показан верхний отклоняющий вал 4 и нижний отклоняющий вал 5, которые огибает бесконечная охлаждающая лента 2, выполненная, например, из стали. Охлаждающая лента проходит вертикально, как показано на фиг.1.
Согласно изобретению, в верхней области охлаждающей ленты расположен горизонтальный трубчатый подающий канал 8, как показано на фиг.3, который образует буферный объем и в котором имеется множество выпускных каналов 9, как показано, в частности, на фиг.3 и 4. Выпускные каналы 9 содержат цилиндрическое углубление и расположены на трубчатом подающем канале 8 так, чтобы возникал ламинарный поток 10 охлаждающей текучей среды (см. фиг.4), который создает ламинарную пленку 11 охлаждающей текучей среды. Ламинарная пленка 11 охлаждающей текучей среды образована множеством выпускных каналов 9, расположенных бок о бок.
В показанном иллюстративном варианте расплавленную пищевую массу подают, например, при температуре от 75°С до 85°С, тогда как температура охлаждающей текучей среды (воды) составляет, например, 1°С. Когда полоса 6 пищевой массы сходит с охлаждающих лент 2, 3, она остывает до температуры, например, 5°С-10°С.
Как более подробно показано на фиг.4, ламинарный поток 10 охлаждающей текучей среды не разбрызгивается, а равномерно и единообразно наносится на поверхность охлаждающей ленты 2.
Выпускной канал 9 имеет длину, например, 25-30 мм и внутренний диаметр 3-4 мм. Отношение длины к диаметру преимущество составляет от 5 до 9.
3
С помощью устройства по изобретению можно наносить равномерную пленку 11 охлаждающей текучей среды, которая равномерно стекает, не растекается или несущественно растекается по ширине и хорошо прижимается к поверхности охлаждающей ленты. Если ширина охлаждающей стенки составляет, например, 1200 мм на нее можно наносить охлаждающую воду в количестве от 2 до 4 м/час.
На фиг.7 и 8 показан еще один иллюстративный вариант настоящего изобретения. В этом иллюстративном варианте рабочая ширина охлаждающего устройства по изобретению является регулируемой. Устройство содержит центральную область подающего канала 8, который имеет конструкцию, аналогичную первому иллюстративному варианту. Охлаждающая текучая среда подается центрально через соединительный трубопровод 18, который подробно не показан. Рядом с центральной областью 8а подающего канала образованы поперечные подающие каналы 8b. Они предпочтительно выполнены в виде двухчастевой оболочки, как показано на фиг.8. Поршни 15, 16, которые могут смещаться посредством валов 18, установлены в этой оболочке с возможностью перемещения. Для этого валы 18 снабжены противоположно направленными витками резьбы (не показаны) и направляются в кожухе 20. Подсоединение к сервоприводу возможно посредством приводного соединения 21. Таким образом, вращение шпинделей 18 приводит к линейному перемещению поршней 15, 16.
Как показано на фиг.8, подающий канал 8 имеет продольное углубление 23. От него отходят отдельные отверстия 22, которые направляют охлаждающую текучую среду на выпускные каналы 9. Как показано на фиг.7, благодаря уплотняющему эффекту поршня 15 и 16, соответственно, отверстия 22 и, следовательно, выпускные каналы 9, расположенные сбоку и снаружи от поршней 15, 16, недоступны для охлаждающей текучей среды.
Для очистки всего устройства, можно направить поток очищающей жидкости через поршни 15, 16. Поток этой жидкости подается вбок в отводящие отверстия 17 (выступающие трубки) и вытекает вбок на поверхность охлаждающей ленты.
Вращение валов с противоположно направленными витками резьбы на обоих концах приводит к перемещению поршней 15, 16. Некруглая форма поршней 15, 16 предотвращает их вращение вместе со шпинделями. Поэтому поршни только перемещаются.
Как показано на фиг.4, над трубчатым подающим каналом 8 можно установить дополнительный скребок 14 для удаления областей прилипшей текучей среды, если они имеются, с поверхности охлаждающей ленты перед нанесением пленки 11 охлаждающей текучей среды. Это может быть полезно, в частности, для лент, движущихся вверх. Скребки над подающими трубками на охлаждающих лентах, движущихся вверх, предназначены для снятия охлаждающей текучей среды, которая уносится вверх до того, как она достигнет верхнего вала и попадет на него.
Согласно изобретению, дренаж охлаждающей текучей среды осуществляется с помощью отводящего элемента 12, который выполнен в форме сточного желоба 12, расположенного с наклоном (см. фиг.6). Он открыт сверху и, поэтому его можно легко очищать. Подача охлаждающей текучей среды или снятие пленки 11 охлаждающей текучей среды с поверхности охлаждающей ленты 2 осуществляется с помощью гибкого скребка 13 (см. фиг.5), который прикреплен к отводящему элементу 12 плавающим соединением, предпочтительно штекерным соединением.
Устройство по изобретению открыто сбоку охлаждающих лент 2, 3, поскольку нет необходимости ограничивать ламинарную пленку 11 охлаждающей текучей среды боковыми бортами или подобными ограничителями на охлаждающей ленте 2, 3, и боковая задержка ламинарной пленки 11 охлаждающей текучей среды не происходит.
Согласно изобретению, достигаются следующие преимущества:
- компактная и простая конструкция, легкая в производстве,
- точное нанесение среды по ширине с прямыми границами (в области кромок),
- возможность очистки на месте без дополнительных трубопроводов, тепловая стабильность во время очистки,
- безотказная компенсация неровностей поверхности охлаждающей ленты,
- возможность безотказного применения высоких температур,
- применение максимально возможного количества охлаждающей воды,
- отсутствие сложного регулирования или управления давлением или объемом потока, нет сложной формы сопла,
- переменное количество наносимой текучей среды 30-100% без капель или разбрызгивания в системе,
- равномерная ширина слоя по всей ширине,
- высокая функциональная надежность, без потребления энергии (не производит шума),
- сухое движение ленты не приводит к отказу,
- быстрота замены, минимальная наладка,
- стальная лента не повреждается, стабильность.
Список позиций на чертежах:
1 - пищевая масса, плавленый сыр
2, 3 - охлаждающая лента
4 - верхний отклоняющий вал
5 - нижний отклоняющий вал
6 - полоса пищевой массы
7 - охлаждающая текучая среда
8 - трубчатый подающий канал
9 - выпускной канал
10 - ламинарный поток охлаждающей текучей среды
11 - ламинарная пленка охлаждающей текучей среды
12 - дренажный элемент/сточный желоб
13, 14 - скребок
15, 16 - поршень
17 - выпускное отверстие
18 - шпиндель
19 - соединительный трубопровод
20 - корпус шпинделя
21 - соединитель привода
22 - отверстие
23 - углубление