УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ПИЩЕВОГО ТЕСТА, СОДЕРЖАЩЕЕ ДВА СОПРЯЖЕННЫХ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ И БОКОВОЙ ОТВОД
DEVICE FOR CONTINUOUS MIXING OF FOOD DOUGH COMPRISING TWO CONJUGATING MIXING UNITS AND LATERAL REMOVING BRANCH

Изобретение относится к устройству для непрерывного перемешивания ингредиентов пищевого теста на основе муки и воды и способу изготовления такого теста, предусматривающему непрерывное перемешивание ингредиентов посредством, по меньшей мере, одного такого устройства, а также к установке для осуществления такого способа.
Устройство для перемешивания согласно изобретению предназначено, в частности, для смешивания теста перед его замешиванием. Такое устройство находит применение, в частности, в установках для изготовления пищевого теста на основе муки и воды непрерывным образом при том, что перемешиваемое тесто замешивается непрерывно или прерывисто, при том, что перемешиваемое тесто собирают перед замесом.
Известны устройства для перемешивания, включающие камеру для перемешивания различных ингредиентов, а именно воды и муки, и камеру непрерывного отвода перемешиваемого теста в емкость для замеса. Камера перемешивания снабжена инструментом для перемешивания, приводимым в движение первым механическим приводом. Кроме того, устройство непрерывного отвода находится между камерой перемешивания и камерой отвода так, чтобы заставить смесь, образующуюся в камере для перемешивания непрерывно двигаться в направлении выходного отверстия, установленного на камере отвода. Это устройство отвода приводится в движение вторым механическим приводом, отличным от первого.
Проблемой устройств такого типа является то, что их конструкция сложна из-за необходимости использования двух различных механических приводов и двух инструментов различного типа соответственно для обеспечения перемешивания и отвода. В частности, использование этих двух типов инструментов с их механическими приводами требует особенной и сложной компоновки во избежание взаимодействий между инструментами и/или со средствами, передающими крутящий момент от приводов к инструментам. Кроме того, уход за такими устройствами, в частности их чистка, является проблемным.
Кроме того, из-за сложности конструкции такое устройство имеет значительный вес и весьма громоздко, что создает проблемы с интеграцией устройства в установки по изготовлению пищевого теста.
Изобретение призвано разрешить эти проблемы, предусматривая конструкцию устройства смешивания, которое позволяет с помощью только инструментов для смешивания обеспечить смешивание ингредиентов и отвод смешанного теста. Кроме того, изобретение позволяет облегчать завершение процесса производства за счет небольшого количества элементов в устройстве и автоматического опустошения при завершении процесса производства путем остановки подачи ингредиентов. Также изобретение предлагает устройство для смешивания, которое в силу его структуры удобно чистить и легко включить в автоматический процесс.
С этой целью и по первому аспекту изобретения изобретение относится к устройству для непрерывного смешивания ингредиентов пищевого теста на основе муки и воды, указанное устройство включает камеру, определяющую область смешивания, имеющую круглое поперечное сечение, в которой смонтированы на одной оси вращения один над другим по меньшей мере два инструмента для перемешивания, механические средства для приведения указанных инструментов во вращательное движение, причем в указанной камере имеется верхнее отверстие подачи ингредиентов снаружи, которое, по существу, коаксиально оси вращения, в области смешивания верхний инструмент представляет собой пропеллер, лежащей, по существу, перпендикулярно оси вращения так, чтобы обеспечить предварительное перемешивание ингредиентов, нижний инструмент содержит по меньшей мере одну радиальную лопасть, имеющую поверхность атаки, расположенную под углом относительно оси вращения, камера снабжена отверстием отвода перемешанного теста, которое расположено в боковой стенке области перемешивания напротив нижнего инструмента.
Таким образом, предусматривая центробежное перемешивание теста, которое сочетается с боковым отводом, устройство позволяет инструментам для перемешивания обеспечивать одновременно оптимальное перемешивание и отвод перемешанного теста. Кроме того, присутствие инструментов для перемешивания двух типов, установленных последовательно на одной оси вращения, позволяет оптимизировать качество перемешивания в зависимости от продолжительности перемешивания и потребляемой мощности механического двигателя.
По второму аспекту изобретение относится к способу изготовления пищевого теста на основе муки и воды, указанный процесс предусматривает непрерывное перемешивание ингредиентов указанного теста посредством устройства для перемешивания по первому аспекту, а затем замешивание указанного теста, которое выводится из устройства.
По третьему аспекту предметом изобретения является установка для осуществления такого процесса, включающая устройство по первому аспекту и емкость для замеса, в которой располагаются инструменты для замеса, указанная емкость имеет верхнее отверстие подачи смеси, предназначенной для замеса, которое сообщается с или находится напротив отверстия отвода, и нижнее отверстие для выхода замешанного тест, указанная емкость устроена так, чтобы при непрерывной подаче в нее смеси, выводимой устройством для перемешивания, обеспечить перемещение теста в емкости от верхнего отверстия к нижнему отверстию.
Другие детали и преимущества изобретения станут очевидны из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые графические материалы, в которых:
- фиг.1 является видом в аксонометрии устройства для перемешивания по одному из воплощений;
- фиг.2 является частичным видом сбоку устройства для перемешивания по фиг.1, на котором для того, чтобы были видны конус для воды и расположение инструментов для перемешивания, не показаны патрубок и кожух;
- на фиг.3 представлены верхние или нижние лопасти устройства для перемешивания, представленного на фигуре 1;
- на фиг.4 схематически представлена установка для непрерывного производства пищевого теста на основе муки и воды, включающая устройство для перемешивания, показанное на фиг.1.
На чертежах представлено устройство для непрерывного перемешивания ингредиентов пищевого теста на основе муки и воды.
Термином пищевое тесто на основе муки и воды можно описывать любую смесь, включающую воду и муку в соотношении, отвечающем желаемому типу пищевого теста. Таковое может быть более-менее жидким или более-менее вязким. В частности, термином пищевое тесто можно обозначать жидкую закваску.
Устройство позволяет, в частности, предварительно обминать тесто перед его замесом. Однако, принимая во внимание качество смеси, получаемой с помощью устройства по изобретению, смешанное тесто можно использовать в некоторых случаях без последующего замеса.
Устройство включает камеру 1 для перемешивания, внутри которой смонтированы один над другим на одной оси вращения А два инструмента 2 для перемешивания. Устройство также включает механический привод 3 для приведения во вращение инструментов 2, при этом направление перемешивания показано на фигуре 3а указателем, направленным по часовой стрелке.
В тексте описания термины «аксиальный» или «продольный» и «радиальный» или «поперечный» относятся к плоскостям соответственно параллельным и перпендикулярным оси А.
Камера 1 перемешивания задает область перемешивания, имеющую круглое сечение, поперечное оси А. Камера 1 включает кожух 4, который герметически присоединен к опоре 5 обычно широкой формы таким образом, чтобы ограничить объем для перемешивания, в котором расположены инструменты 2 для перемешивания.
Камера 1 может включать устройства, используемые в приготовлении пищевого теста на базе муки и воды. Такие устройства позволяют, например, контролировать условия, в которых перемешиваются ингредиенты. А именно, речь может идти об устройстве охлаждения. Камера 1 включает в таком случае контур для циркуляции охлаждающей жидкости, такой как гликоль, между верхним отверстием и нижним отверстием, предусмотренными на боковой поверхности кожуха 4.
При необходимости в дополнительном варианте камера 1 может включать в себя устройство нагрева и включать несколько контуров для циркуляции между верхним и нижним отверстиями.
Ингредиенты, введенные в область перемешивания, перемешиваются инструментами 2 перемешивания между отверстием подачи ингредиентов в устройство, которое предусмотрено в камере 1 таким образом, чтобы располагаться, по существу, коаксиально оси вращения А, и выходным отверстием 7 для перемешанного теста.
Устройство для перемешивания содержит верхний инструмент 2а, который представляет собой пропеллер, лежащий, по существу, перпендикулярно оси вращения А, таким образом, чтобы обеспечить предварительное перемешивание ингредиентов.
Также устройство для перемешивания содержит нижний инструмент 2b, включающий по меньшей мере одно радиальное плечо 18, имеющее поверхность атаки, наклоненную относительно оси вращения А, в камере 1 предусмотрено отверстие 7 отвода перемешанного теста, которое расположено в боковой стенке области перемешивания и напротив нижнего инструмента 2b.
Представленный пропеллер 2а содержит две сплошные лопасти, смонтированные на втулке таким образом, чтобы, прерывая поступление ингредиентов во время их падения из отверстия 6 подачи, обеспечить предварительное перемешивание до того, как ингредиенты войдут в соприкосновение с нижним инструментом 2b.
В представленном воплощении изобретения нижний инструмент 2b содержит верхние плечи 18а и нижние плечи 18b, которые расположены по оси вращения А. Более детально, нижний инструмент 2b содержит две втулки 16 на приводном валу 17 и три плеча 18, отходящие в радиальном направлении от каждой втулки 16. Каждое плечо 18 наклонено вперед по отношению к направлению вращения нижнего инструмента 2b таким образом, чтобы иметь такую поверхность атаки теста, чтобы нормаль к ней была направлена к днищу области перемешивания.
Три плеча 18 идентичны и равноудалены от втулки 16 с равным угловым смещением в 120°. Такое расположение преимущественно, обеспечивая наилучшую стабильность при вращении нижнего инструмента 2b.
Каждое плечо 18 включает U-образную трубку многоугольного, а именно квадратного или треугольного, или кругового сечения (фигура 3с). Основание 19 U-образной трубки расположено таким образом, чтобы ветви 20 были расположены одна над другой и образовывали поверхность атаки теста. Две ветви 20 U-образной трубки соединены со втулкой 16 таким образом, чтобы верхнее плечо 20 было расположено, с учетом направления вращения, впереди нижнего плеча 20 (фигура 3b). Например, угол между нормалью к поверхностью атаки и осью вращения А около 45°.
Кроме того, длина каждого плеча 18 аналогична длине лопастей спирали 2а и может быть относительно ограничена из-за присутствия верхних плеч 18а и нижних 18b. Нижний инструмент 2b расположен напротив и на том же расстоянии, что и верхняя поверхность опоры 5 таким образом, чтобы расстояние между нижним краем плеча 18 и опорой 9 оставалось незначительным.
Таким образом, в этом частном воплощении, при вращении инструмента 2 обработка пищевого теста сочетает нарезание, вращательное движение у стенки области перемешивания, пластование на верхней поверхности опоры 5 и центрифугирование.
Однако выбор числа плеч 18, их формы и наклона к поверхности атаки позволяет приспособить устройство к желаемому типу перемешиваемого теста.
Чтобы обеспечить вращение инструмента 2 для перемешивания, механические приводы 3 могут включать один или несколько моторов, приводящих во вращательное движение приводной вал 17, к которому присоединены инструменты 2 для перемешивания. Можно, кроме того, предусмотреть, чтобы механические приводы 3 имели регуляторы, позволяющие приспосабливать скорость вращения, например, к типу перемешивания или желаемому балансу выхода. В частном примере механические приводы 3 включают мотор мощностью 3 кВт. Продолжительность времени, в течение которого тесто перемешивается в замкнутом объеме инструментом 2, в этом случае составляет от одной до пяти секунд в зависимости от баланса выхода перемешанного теста и его гигрометрических параметров.
Комбинированное применение двух типов инструментов, которые расположены согласно изобретению, достигаемая обработка пищевого теста позволяет получить хорошее качество перемешивания (тесто хорошо вязкое, достигается гомогенизация), осуществляя первый замес перемешанного теста еще до его поступления в емкость для замеса, и это при очень коротком времени перемешивания и при невысокой потребляемой мощности (обычно для устройств для перемешивания по предшествующему уровню техники требуется 10 кВт).
Для получения желаемого типа теста наверху устройства для перемешивания ингредиенты, предназначенные для смешивания перед их вхождением в пространство перемешивания, дозируют в требуемых соотношениях, например, по весу для твердых ингредиентов (а именно в форме порошков) и по объему для жидких ингредиентов. Эти ингредиенты включают муку, воду и другие элементы, используемые в хлебопечении, например масло, закваска или улучшающие добавки, такие как аскорбиновая кислота. Другие типы твердых ингредиентов, не входящие непосредственно в состав пищевого теста в узком смысле, также можно перемешивать, например шоколад, в кусках или расплавленный, сухофрукты и т.д.
Непрерывное движение ингредиентов вперед по направлению к устройству для перемешивания осуществляется средствами непрерывного подвода и подачи. Как представлено, средства подачи твердых ингредиентов выполнены в форме трубопровода 8, по существу, кругового сечения, выполненного из гибкого материала или твердого материала или сочетания двух материалов, в котором винт, приводимый в движение мотором 9, подает твердые ингредиенты от отверстия 10 ввода к отверстию 6 подачи.
В представленном воплощении отверстие 6 подачи связано с патрубком 11 и сообщается с трубопроводом 8 таким образом, чтобы вводить твердые и жидкие ингредиенты под действием силы тяжести в пространство для перемешивания через указанное отверстие подачи. Патрубок 11 коаксиален оси вращения А, по существу, цилиндрический и с радиусом, по существу, равным таковому отверстия 6 подачи и таковому поперечного кругового сечения области перемешивания.
Кроме того, боковая стенка патрубка 11 содержит два отверстия 11а, 11b для подачи жидких ингредиентов, соответственно нижнее для подачи воды и верхнее для подачи жидких улучшающих добавок, подачу твердых ингредиентов осуществляют в верхней части патрубка 11. По другим воплощениям изобретения одно или несколько отверстий подачи жидкостей могут быть предусмотрены на патрубке или еще непосредственно на камере 1.
Для того чтобы обеспечить удовлетворительное гомогенное смачивание совокупности твердых ингредиентов, присутствующих в патрубке 11, а затем в области перемешивания, по меньшей мере на отверстии подачи воды 11b предусмотрена насадка 12, выполненная так, чтобы позволить ввод жидкости по конусу 13, по существу, сплошному. Жидкости впрыскивают мелкими каплями при низком давлении таким образом, чтобы образовывать взвесь капель, обеспечивающую, по существу, мгновенное смачивание твердых ингредиентов. В частности, насадка 12 включает шланг, изогнутый вблизи центра патрубка 11, указанный изгиб ориентирован вниз таким образом, чтобы конус 12 был коаксиален оси вращения А и направлен вниз. По представленному воплощению геометрические параметры сплошного конуса 12, патрубка 11 и отверстия 6 подачи приспособлены к диаметру объема перемешивания для того, чтобы смачивать ингредиенты в свободном падении гомогенным образом, указанные ингредиенты падают затем на всем протяжении инструментов 2 для предварительного смешивания пропеллером 2а и смешивания нижним инструментом 2b.
Отвод перемешанного теста осуществляют через отверстие 7 отвода частично за счет центробежной силы вращения инструментов 2, частично за счет тангенциального давления на стенки области перемешивания. Отверстие 7 отвода имеет ось, перпендикулярную оси вращения, для того, чтобы обеспечить радиальный отвод перемешанного теста.
По представленному воплощению в отверстии 7 отвода предусмотрена решетка 14 для регулировки потока выхода перемешанного теста. В частности, это воплощение позволяет контролировать длительность пребывания теста в области перемешивания.
Для того чтобы облегчить уход и чистку камеры 1 или контролировать подачу ингредиентов и отвод перемешанного теста, можно предусмотреть, что отверстие 6 подачи и/или отверстие 7 отвода следует оснастить не показанной изоляционной задвижкой, а именно задвижкой патрубка для отверстия 6 подачи и гильотинной задвижкой для отверстия 7 отвода.
Устройство для перемешивания, такое, как было описано выше, можно использовать в установке для производства пищевого теста на основе муки и воды как непрерывным способом, так и с перерывами.
Для установки, в которой пищевое тесто на основе муки и воды изготавливают с перерывами, применяют способ, при котором ингредиенты пищевого теста непрерывно перемешивают в устройстве для перемешивания, пищевое тесто выводится из устройства и затем собирается перед тем, как его замешивают в емкости для замеса.
Для установки, в которой пищевое тесто на основе муки и воды изготавливают непрерывным способом, применяют способ, при котором ингредиенты пищевого теста непрерывно перемешивают в устройстве для перемешивания, а перемешанное тесто непрерывно выводят из устройства для перемешивания и непрерывно замешивают в емкости для замеса.
Исходя из этих соображений, эта последняя установка, показанная на фигуре 4, включает устройство для перемешивания и емкость 32 для замеса, в которой вблизи дна емкости расположены устройства 33 для замеса. Устройство для перемешивания смонтировано, а также емкость 32 для замеса смонтированы на станине 16 (не показано).
Емкость 32 включает первую и вторую, по существу, вертикальные боковые стенки, соединенные с дном емкости. Отверстие емкости 32 может быть полностью покрыто крышкой 35, смонтированной съемным образом на емкости 32. Емкость 32 включает на своей верхней части верхнее отверстие 34 для подачи перемешанного теста в замес. Верхнее отверстие 34 сообщается с отверстием 7 отвода устройства перемешивания, например, посредством вторых средств подачи, которые могут иметь форму шлангов, по существу, кругового или прямоугольного сечения, выполненных из гибкого материала или жесткого материала, или комбинации двух материалов. Равным образом можно предусмотреть, чтобы верхнее отверстие 34 емкости 32 располагалось напротив отверстия 7 отвода.
Емкость 32 устроена так, чтобы при непрерывной подаче перемешанного теста в емкость 32 из устройства для перемешивания позволить перемещение перемешанного теста в емкости 32 от верхнего отверстия 34 к нижнему отверстию 35 для выхода замешанного теста. Нижнее отверстие 35 расположено на боковой поверхности емкости 32 и расположено на заданном расстоянии от устройства 36, такого как ленточный транспортер, для улавливания теста, выходящего из емкости 32.