УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСКАТЫВАНИЯ ПОЛОСЫ ТЕСТА
DEVICE FOR STRIP DOUGH ROLLING

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к пищевой промышленности, конкретнее к оборудованию для производства изделий из теста с начинкой, таких как пельмени, вареники, хинкали.
Уровень техники
Известно устройство для раскатывания ленты пищевого теста (патент RU 2268594, МПК: А21С 3/02, опубл. 27.01.2006), содержащее раскатывающий барабан, образованный множеством размещенных параллельно приводному валу вальцов, установленных с возможностью вращения вокруг собственной оси и возможностью перемещения по замкнутой круговой траектории вокруг приводного вала, и транспортирующий валец большого диаметра, размещенный под раскатывающим барабаном с образованием зазора, через который перемещается тесто. Скорости вращения раскатывающего барабана и транспортирующего вальца практически равны.
Конструкция устройства достаточно технологична и проста в реализации, благодаря использованию круговой схемы перемещения вальцов раскатывающего барабана. Однако известная конструкция рассчитана на работу с мягким тестом. В отношении плотного теста она имеет сравнительно невысокую эффективность, вследствие узкой зоны раскатки, обусловленной цилиндрической формой транспортирующего и раскатывающих вальцов, воздействующих на тесто лишь в своей наивысшей точке, а также близкими по величине скоростями раскатывающего и транспортирующего элементов, при которых на единичный участок теста успевает воздействовать лишь один из раскатывающих вальцов.
Для повышения эффективности раскатки в упомянутом решении создают дополнительное вытяжение теста за счет разности скоростей подающего и отводящего транспортеров, размещенных по сторонам от транспортирующего вальца.
Подобные конструкции раскрыты в патентах RU 2281651, TWM 562582, WO 2013013791, ЕР 1203533, DE 10213015, DE 29502209. Все они предназначены для работы с мягким хлебным тестом и малоэффективны при раскатке тугого пельменного теста.
Известно устройство для раскатывания теста (патент RU 2121794, МПК: А21С 1/08, опубл. 20.11.98), содержащее раскатывающий барабан, включающий множество вальцов, установленных с возможностью вращения вокруг своей оси и возможностью перемещения по замкнутой круговой траектории и размещенное под ними с зазором конвейерное средство в виде множества транспортирующих роликов, установленных по дуге, соответствующей части круговой траектории перемещения раскатывающих вальцов, и с уменьшением зазора от входа теста к его выходу.
Такое решение позволяет удлинить зону обработки, в процессе прохождения через которую тесто подвергается воздействию нескольких раскатывающих вальцов, однако большое количество приводов усложняет конструкцию устройства, повышает его энергоемкость. Кроме того, в такой конструкции высока вероятность «закусывания» теста в зазоры между транспортирующими элементами.
В качестве наиболее близкого аналога для заявляемого технического решения, по наличию сходных конструктивных признаков, принято устройство формования (раскатки), раскрытое в патенте WO 0011958, МПК: А21С 3/02, опубл. 09.03.2000.
Согласно патенту WO 0011958, устройство для формования (раскатки) теста содержит раскатывающий барабан, образованный множеством разнесенных вокруг приводного вала вальцов, установленных с возможностью свободного вращения вокруг собственных осей и возможностью перемещения по замкнутой круговой траектории, сонаправлено с перемещенем теста в зоне раскатки, размещенный под барабаном, с зазором относительно него, формующий упор и транспортирующий тесто элемент в виде бесконечной конвейерной ленты, огибающей этот упор.
В известном устройстве упор выполнен в виде вращающегося механизма, включающего множество роликов, перемещаемых по круговой орбите вокруг приводного вала. В процессе работы конвейерная лента периодически поджимается очередным роликом к раскатывающему барабану, а затем ослабляется и отходит от него, когда ролик смещается. Это приводит к периодическому сжатию и расширению теста, транспортируемого конвейерной лентой. В результате происходит взбивание (ожижение) теста, достигается т.н. «тиксотропный» эффект, положительный для хлебного теста и неприемлемый для пельменного.
Существенным недостатком известного устройства является невозможность получения тонкой полосы теста с хорошо уплотненной верхней поверхностью, обеспечивающей высокое качество изделий из теста с начинкой, таких как пельмени или вареники.
Настоящее изобретение направлено на создание простого и эффективного устройства для раскатки пельменного теста, обеспечивающего получение тонкой, хорошо уплотненной полосы теста.
Достигаемый технический результат заключается в получении тонкой, хорошо уплотненной тестовой полосы с заглаженной наружной поверхностью, без пор, т.н. «ламинированной» поверхности. Оболочка изделия, изготовленная из такой полосы теста, позволяет в дальнейшем, при варке, удерживать бульон внутри изделия и не пропускать внутрь воду, что в итоге способствует высокому качеству готового продукта.
Раскрытие изобретения
В предлагаемом устройстве для раскатывания полосы теста, содержащем раскатывающий барабан, включающий множество вальцов (раскатывающих вальцов), установленных с возможностью свободного вращения вокруг собственных осей и с возможностью перемещения по замкнутой круговой траектории, сонаправлено с движением теста в зоне раскатки, размещенный под ним с зазором упор и транспортирующий элемент в виде бесконечной конвейерной ленты, огибающей этот упор, согласно заявляемому изобретению, упор выполнен в виде неподвижно установленного элемента с обращенной к барабану плоской поверхностью, по которой движется конвейерная лента, при этом скорость движения конвейерной ленты, как минимум, на порядок меньше линейной скорости раскатывающего барабана.
Одним существенным отличием предлагаемого технического решения является выполнение нижнего элемента раскатывающей пары в виде неподвижно установленного упора с обращенной к барабану плоской поверхностью, по которой перемещается конвейерная лента, транспортирующая тесто.
Выполнение нижнего элемента раскатывающей пары с плоской поверхностью позволило существенно удлинить зону обработки (раскатки), а значит и увеличить длительность воздействия раскатывающих вальцов на тесто.
Другим существенным отличием предлагаемого устройства является то, что установленная скорость движения конвейерной ленты во много раз меньше линейной скорости раскатывающего барабана, как минимум на порядок, т.е. как минимум в 10 раз.
Под линейной скоростью раскатывающего барабана понимается скорость произвольной точки, принадлежащей раскатывающей поверхности барабана, образованной периферийными точками раскатывающих вальцов.
Линейная скорость V раскатывающего барабана зависит от его диаметра D и частоты вращения  и может быть рассчитана по формуле:
Оптимально разница скоростей транспортирующего и раскатывающего элементов может различаться в 50-100 раз, т.е. на два порядка.
Вследствие большой разницы между скоростями перемещения теста и раскатывающих вальцов, все вальцы раскатывающего барабана успевают по нескольку раз «пройтись» по каждому единичному участку теста, пока тот перемещается через зону раскатки, т.е. обеспечивается многократность воздействия вальцов на каждый единичный участок теста.
При этом при соприкосновении с тестом, каждый раскатывающий валец дополнительно проворачивается вокруг своей собственной оси в сторону, обратную перемещению барабана, обеспечивая заглаживание поверхности теста.
В результате такого многократного воздействия обеспечивается утонение и уплотнение теста, а также заглаживание всех пор на его верхней поверхности, происходит, своего рода ламинирование этой поверхности.
Изделия, изготовленные из тестовых оболочек с хорошо уплотненной «ламинированной» поверхностью, не развариваются, практически не пропускают внутрь воду и хорошо сохраняют бульон внутри приготовленного изделия, что в итоге обеспечивает высокие вкусовые характеристики готового блюда.
Между конвейерной лентой и раскатывающим барабаном, предпочтительно, размещены вертикальные пластины, ограничивающие полосу теста по ширине, что позволяет получить дополнительный положительный эффект в виде ровных кромок тестовой полосы и исключить брак на последующих операциях формования изделий с начинкой, связанный с образованием неполноценных тестовых оболочек по краю полосы, последствием которых зачастую является выпадение фарша и, как следствие, вынужденные простои оборудования, связанные с очисткой или ремонтом.
Для гарантированного вращения вальцов вокруг своей оси раскатывающий барабан, в нижней его части охвачен фрикционным ремнем, предпочтительно, выполненным с возможностью регулирования натяжения.
Для возможности регулирования величины рабочего зазора, через который транспортируется тесто, упор выполнен с возможностью регулирования вертикального положения и возможностью его жесткой фиксации.
Изобретение может быть использовано как при создании новых, так и для модернизации существующих установок для производства изделий из тестовой оболочки с начинкой, при этом предлагаемое устройство размещается между узлами предварительной и финишной раскатки.
Краткое описание чертежей
На чертежах изображены: на фиг. 1 - предлагаемое устройство, общий вид с частичным разрезом; на фиг. 2 - устройство в работе; на фиг. 3 - вид сверху на фиг. 2.
Осуществление изобретения
Устройство для раскатывания полосы теста содержит (см. фиг. 1) раскатывающий барабан 1, включающий вальцы 2, установленные с возможностью свободного вращения на осях 3, жестко зафиксированных в отверстиях дисковых ступиц 4, смонтированных на приводном валу 5, размещенный под барабаном транспортирующий элемент в виде бесконечной конвейерной ленты 6, жесткость которой обеспечивается неподвижным упором 7 с плоской верхней поверхностью 8, по которой перемещается верхняя ветвь конвейерной ленты 6. Длина упора 7 соразмерна диаметру раскатывающего барабана 1.
Т.к. барабан 1 образован совокупностью вальцов 2, то диаметр раскатывающей поверхности барабана 1 (или просто диаметр барабана 1) равен диаметру условной окружности, проведенной через периферии вальцов 2, т.е. через крайние, наиболее удаленные от центра вращения барабана точки раскатывающих вальцов.
Упор 7 размещен так, что между его верхней поверхностью 8 и раскатывающей поверхностью барабана 1 имеется зазор h, в который подается тесто.
Регулирование величины зазора h выполняется путем изменения положения упора 7 по вертикали с последующей его жесткой фиксацией.
В пространстве между конвейерной лентой 6 и раскатывающим барабаном 1 размещены вертикальные пластины 9 (щеки), ограничивающие ширину полосы теста при раскатке.
Раскатывающий барабан 1, в нижней его части, охвачен фрикционным ремнем 10, выполненным с возможностью регулирования натяжения. Ремень 10, задает вращение вальцам 2 непосредственно перед их участием в раскатке теста.
На входе и выходе устройства расположены подающий 11 и отводящий 12 транспортеры, либо другие элементы, выполняющие аналогичные функции (например, натяжные ролики для подачи и отведения тестовой полосы).
Устройство работает следующим образом.
Полоса теста 13 подается с входного транспортера 11 на движущуюся с заданной постоянной скоростью конвейерную ленту 6, которая перемещает тесто под раскатывающий барабан 1 (см. фиг. 2).
Привод вращения приводного вала 5 обеспечивает принудительное перемещение вальцов 2 по замкнутой круговой траектории (орбите), сонаправлено с движением теста 13 в зоне раскатки.
Пример 1.
к
Заданная скорость движения конвейерной ленты: V=0,3 м/мин=0,005 м/сек.
Заданное число оборотов  раскатывающего барабана: .
Диаметр D барабана 1 в конкретном примере осуществления равен 213 мм или 0,213 м.
p
Подставляя известные значения в формулу (1) находим линейную скорость V раскатывающего барабана 1:
к
p
Наглядно видно, что заданная скорость движения конвейерной ленты V во много раз меньше линейной скорости V раскатывающего барабана (46,8 : 0,3=156), т.е. на два порядка с лишним, что больше чем в 10 раз.
Экспериментально определенная длина S зоны обработки теста в конкретном примере осуществления (см. фиг. 2) составляет примерно 51 мм или 0,051 м.
Протяженность S зоны обработки обеспечена плоской поверхностью 8 упора 7 и может быть дополнительно увеличена за счет увеличения диаметра D барабана 1 или толщины теста.
Взятый условно единичный участок теста, например длиной 1 мм, перемещаемый конвейерной лентой, проходит зону обработки за время Т, которое можно определить:
к
Т=S/V=0,051 м : 0,005 м/с=10,2 с
Несложно подсчитать, что за время прохождения теста через зону обработки барабан 1 совершает почти 12 оборотов: N=10,2×1,167=11,9.
Умножив это число на количество вальцов 2 в раскатывающем барабане 1 (на чертежах их девять), получим, что за время прохождения зоны обработки каждый единичный участок теста подвергается более чем ста прокатам (11,9×9=107 прокатов).
Экспериментально было установлено, что качественные улучшения структуры теста начинаются уже с 35-50 прокатов.
При снижении толщины исходной тестовой заготовки длина зоны обработки S уменьшается, следовательно, требуется ускорение раскатывающего барабана для достижения необходимого и достаточного количества прокатов тестовой заготовки.
Чем больше количество прокатов, тем лучше. При этом верхние пределы скорости раскатывающего барабана ограничены техническими возможностями оборудования.
Вследствие многократного воздействия вальцов 2 полоса теста хорошо уплотняется и «ламинируется». За счет взаимодействия с фрикционным ремнем 10, контактирующие с тестом вальцы 2 дополнительно поворачиваются вокруг собственных осей 3 в направлении противоположном движению теста, что также способствует заглаживанию верхней поверхности теста.
Пластины 9 в процессе раскатки ограничивают расширение полосы теста, обеспечивая ее постоянную ширину и отсутствие «рваных» кромок.
В результате на выходе устройства получается достаточно тонкая, хорошо уплотненная ровная полоса теста.
Изделия, изготовленные из тестовых оболочек с уплотненной «ламинированной» поверхностью, не развариваются и хорошо сохраняют бульон внутри приготовленного изделия, что обеспечивает высокие вкусовые качества готового блюда.
Равномерная ширина полосы теста исключает появление брака на последующих операциях и обеспечивает надежную работу оборудования.