ДОЗИРОВОЧНО-СМЕСИТЕЛЬНАЯ МАШИНА, А ТАКЖЕ СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРА
DOSING-AND-MIXING MACHINE AS WELL AS SOLUTION PREPARATION METHOD

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к непрерывно работающей дозировочно-смесительной машине для приготовления исходного раствора для изготовления сластей, а также к способу приготовления подобного исходного раствора.
При изготовлении карамели обычно смесь из взятых в примерно равных пропорциях сахара и глюкозной патоки полностью растворяют в воде. Затем из полученного раствора вновь выпаривают основную часть воды. Выпаривание воды связано с исключительно высоким расходом энергии и поэтому является существенным стоимостным фактором при изготовлении карамели. До настоящего времени процесс приготовления раствора, служащего исходным материалом для изготовления сластей, проводят в периодическом режиме. При этом ингредиенты последовательно дозируют при добавлении воды в весовую емкость и смешивают между собой с получением раствора (суспензии). По завершении процесса смешения исходный раствор сливают в расходную емкость и из нее преимущественно в непрерывном режиме подают на дальнейшую переработку. Преимущество такого способа заключается в возможности достижения высокой точности добавляемых количеств ингредиентов. Помимо этого возможно также достижение высокой воспроизводимости и тем самым достижение высокого уровня качества изготавливаемых сластей. Недостаток же подобного способа приготовления исходного раствора состоит в его проведении в периодическом режиме, что не оптимально прежде всего при массовом производстве сластей.
Преимущества изобретения
Преимущество предлагаемой в изобретении дозировочно-смесительной машины, заявленной в п.1 формулы изобретения, перед известными из уровня техники решениями состоит в том, что ее применение позволяет значительно снизить расход энергии и обеспечивает высокую гибкость при производстве сластей. Помимо этого в предлагаемой в изобретении машине не требуется предусматривать крупную расходную емкость для промежуточного хранения исходного раствора (суспензии). Благодаря предлагаемому в изобретении отказу от применения промежуточной емкости удается также предотвратить расслоение в ней исходного раствора и седиментацию его компонентов. Согласно изобретению достигается это благодаря тому, что непрерывно работающая дозировочно-смесительная машина имеет первую подводящую линию для подачи жидкого первого компонента и вторую подводящую линию для подачи порошкообразного второго компонента. Помимо этого машина имеет смеситель, в который входят первая и вторая подводящие линии. В первой подводящей линии расположено первое устройство для определения количества, предназначенное для определения количества непрерывно подаваемого первого компонента. Во второй подводящей линии расположено далее второе устройство для определения количества, предназначенное для определения количества непрерывно подаваемого второго компонента. Кроме того, в первой и второй подводящих линиях предусмотрено по подающему устройству, предназначенному для непрерывной подачи первого, соответственно второго компонента. Тем самым удается получить непрерывно работающую дозировочно-смесительную машину, позволяющую приготавливать прежде всего содержащий кристаллы исходный раствор для изготовления сластей, в первую очередь карамели. Следует отметить, что под термином "порошкообразный" подразумевается сыпучий компонент вне зависимости от размера его частиц или зерен.
В одном из таких предпочтительных вариантов предлагаемая в изобретении дозировочно-смесительная машина имеет третью подводящую линию, позволяющую подводить, в частности непрерывно и в заданном количестве, другую жидкость, в частности воду или другие компоненты для приготовления исходного раствора, и которая входит непосредственно в смеситель или в первую и/или вторую подводящую линию. Указанным другим компонентом может быть, помимо воды, еще один жидкий ингредиент исходного раствора, например, молоко, сливки, мед, жидкие вкусовые вещества, жидкий жир или аналогичный материал.
В следующем предпочтительном варианте предлагаемая в изобретении дозировочно-смесительная машина имеет присоединение для промывочной жидкости, которое расположено в первой подводящей линии. Через такое присоединение можно подавать чистящую жидкость для очистки первой подводящей линии, а также смесителя.
В еще одном предпочтительном варианте предлагаемая в изобретении дозировочно-смесительная машина имеет теплообменник, который расположен в первой подводящей линии. Такой теплообменник позволяет подогревать подаваемый по первой подводящей линии первый компонент.
В следующем предпочтительном варианте осуществления изобретения второе подающее устройство, расположенное во второй подводящей линии и предназначенное для подачи порошкообразного второго компонента, представляет собой шнековый или вибрационный транспортер. Шнековый транспортер позволяет простым путем обеспечить непрерывную подачу, благодаря чему второй компонент можно непрерывно подавать в смеситель.
В следующем предпочтительном варианте осуществления изобретения второе устройство для определения количества представляет собой весы. Такие весы предпочтительно при этом располагать на шнековом транспортере. В этом случае весы позволяют непрерывно контролировать подаваемое количество второго компонента.
В еще одном предпочтительном варианте предлагаемая в изобретении дозировочно-смесительная машина имеет четвертую подводящую линию для непрерывной подачи другого порошкообразного компонента. Эта четвертая подводящая линия при этом входит либо во вторую подводящую линию в точке, расположенной в направлении подачи за вторым подающим устройством, либо непосредственно в смеситель. Наличие такой четвертой подводящей линии позволяет добавлять в исходный раствор другой порошкообразный компонент.
В следующем предпочтительном варианте предлагаемая в изобретении дозировочно-смесительная машина имеет растворитель, например, теплообменник с подпорным клапаном, предназначенный для полного растворения кристаллов в исходном растворе после его выхода из смесителя.
Необходимо отметить, что в подводящих линиях предлагаемой в изобретении дозировочно-смесительной машины, как очевидно, может быть предусмотрено множество запорных клапанов, управляемых центральным управляющим устройством. Предлагаемая в изобретении машина в предпочтительном варианте может также иметь дренажное устройство для возможности опорожнения в отдельных случаях подводящих линий и/или смесителя.
Следующим объектом настоящего изобретения является способ приготовления исходного раствора для изготовления сластей со стадиями непрерывной подачи жидкого первого компонента исходного вещества в смеситель по первой подводящей линии, непрерывной подачи порошкообразного второго компонента исходного раствора в смеситель по второй подводящей линии и смешения между собой непрерывно подаваемых первого и второго компонентов в смесителе для получения исходного раствора. В процессе непрерывной подачи первого и второго компонентов постоянно определяют количество каждого из них, благодаря чему обеспечивается возможность точного контроля подаваемых количеств первого, и второго компонентов исходного раствора для изготовления сластей. Тем самым предлагаемый в изобретении способ позволяет приготавливать смесь из жидкого и порошкообразного компонентов с высоким относительным содержанием в ней твердого вещества. Порошкообразный компонент в предпочтительном варианте представляет собой кристаллический сахар, а жидкий компонент - глюкозную патоку с высокой вязкостью. На долю воды в глюкозной патоке при этом в предпочтительном варианте приходится менее 20%, более предпочтительно менее 15%, особенно предпочтительно менее 10%. Согласно изобретению тем самым непрерывная раздельная подача обоих компонентов позволяет путем их смешения между собой получать исходный раствор лишь с малым относительным содержанием в нем воды. Благодаря этому прежде всего на последующей стадии выпаривания воды из исходного раствора удается значительно снизить расход необходимой для этого энергии, поскольку из раствора требуется выпаривать меньшее количество воды. При этом предлагаемый в изобретении способ позволяет получать смесь с относительным содержанием в ней твердого вещества свыше 90%. Предлагаемый в изобретении способ несмотря на непрерывную подачу компонентов тем не менее позволяет обеспечивать тщательное их смешение между собой даже при высоком относительном содержании твердого вещества. Помимо этого предлагаемый в изобретении способ позволяет отказаться от применения буферной или накопительной емкости большого объема или иного аналогичного устройства, поскольку рассчитан на работу в непрерывном режиме.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого в изобретении способа в первую подводящую линию и/или непосредственно в смеситель непрерывно подают заданное количество воды и/или другой жидкий компонент для приготовления исходного раствора. Этот вариант позволяет простым и надежным путем приготавливать даже исходные растворы из нескольких разных компонентов, а также регулировать относительное содержание воды в смеси в любых пределах, предпочтительно устанавливать его на величину в пределах от 10 до 20%. В еще одном предпочтительном варианте осуществления предлагаемого в изобретении способа во вторую подводящую линию и/или непосредственно в смеситель можно, как очевидно, подавать также еще один другой порошкообразный компонент.
Необходимо отметить, что для изготовления карамели в качестве жидкого компонента предпочтительно использовать глюкозную патоку, а в качестве порошкообразного компонента - кристаллический сахар. В этом случае в качестве исходного раствора возможно получение содержащего кристаллы раствора, который затем можно подавать в растворитель и варочный аппарат с целью полного растворения кристаллов и последующего выпаривания воды из исходного раствора.
Краткое описание чертежей
Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - принципиальная схема непрерывно работающей дозировочно-смесительной машины, выполненной по первому варианту осуществления изобретения,
на фиг.2 - принципиальная схема непрерывно работающей дозировочно-смесительной машины, выполненной по второму варианту осуществления изобретения, и
на фиг.3 - принципиальная схема непрерывно работающей дозировочно-смесительной машины, выполненной по третьему варианту осуществления изобретения.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Ниже со ссылкой на фиг.1 подробно рассмотрена непрерывно работающая дозировочно-смесительная машина 1, выполненная по первому варианту осуществления изобретения.
Как показано на фиг.1, дозировочно-смесительная машина 1 имеет первую подводящую линию 2 и вторую подводящую линию 3. Обе подводящие линии 2, 3 расположены при этом отдельно одна от другой, и обе по отдельности входят в смеситель 6. Первая подводящая линия 2 предназначена для подачи жидкого компонента 4 исходного раствора для изготовления сластей, например, карамели. Вторая подводящая линия 3 предназначена для подачи порошкообразного компонента 5. Предлагаемая в изобретении дозировочно-смесительная машина 1 выполнена при этом с возможностью непрерывной подачи жидкого компонента 4 и порошкообразного компонента 5 в смеситель 6 и перемешивания в нем.
Для соблюдения точных пропорций обоих компонентов в их смеси в первой подводящей линии 2 расположено первое устройство 7 для определения или измерения количества, которое выполнено в виде массового расходомера. Помимо этого в первой подводящей линии 2 расположено первое подающее устройство 9 в виде насоса, которое при его приведении в действие приводом 9a непрерывно подает жидкий компонент 4 в первую подводящую линию 2. За первым подающим устройством 9 расположен запорный клапан 23. В первой подводящей линии 2 предусмотрен далее теплообменник 11, который в предпочтительном варианте обогревается паром и который подогревает жидкий компонент 4 до температуры в пределах от 60 до 110°C.
Во второй подводящей линии 3 для подачи порошкообразного компонента 5, например, сахара, расположено второе подающее устройство 10 в виде шнекового транспортера. Такой шнековый транспортер приводится в действие приводом 10a. Помимо этого во второй подводящей линии 3 предусмотрено второе устройство 8 для определения или измерения количества в виде весов. Такое второе устройство 8 для определения количества расположено при этом под шнековым транспортером и непрерывно взвешивает его для регулирования количества подаваемого материала. В другом варианте для подачи порошкообразного компонента 5 можно также использовать вибрационный транспортер. Порошкообразный компонент может при этом догружаться по мере его расхода во второе подающее устройство 10 из бункера 24 через запорный клапан 19.
Как показано на фиг.1, массо- или трубопровод 12 первой подводящей линии 2 и трубопровод 13 второй подводящей линии 3 тем самым по отдельности входят в смеситель 6 и сходятся в нем. Смеситель 6 непрерывно смешивает между собой жидкий компонент 4 и порошкообразный компонент 5 и имеет при этом привод 6a для приведения в действие перемешивающего элемента или иного элемента аналогичного назначения. Смешанный таким путем предварительно приготовленный раствор подается по трубопроводу 25 в открытую приемную или питающую секцию 14. Поскольку при этом жидкий и порошкообразный компоненты перемешаны между собой смесителем 6 до образования гомогенной смеси, она может беспрепятственно перетекать во второй насос 15, приводимый в действие приводом 15а. За вторым насосом 15 расположены растворитель 16 с обогреваемым паром смесительным теплообменником и подпорным клапаном и варочный аппарат 17 для выпаривания присутствующей воды из смешанного раствора.
Дозировочно-смесительная машина 1 имеет далее присоединение 21 для промывочной воды 26, по которому она может подаваться для очистки машины. На присоединении 21 для промывочной воды предусмотрен предназначенный для его открытия и перекрытия запорный клапан 22. При открытом запорном клапане 22 поток промывочной воды 26 может поступать в первую подводящую линию 2 и смеситель 6 и таким путем очищать машину. Во избежание попадания промывочной воды 26 во второе подающее устройство 10 закрывают еще один запорный клапан 20 в трубопроводе 13. Перед процессом промывки еще находящийся в первой подводящей линии 2 жидкий компонент 4 можно сливать через дренажный клапан 18. Через этот же дренажный клапан 18 можно также сливать промывочную воду 26 после очистки машины.
Тем самым в изобретении предлагается дозировочно-смесительная машина 1, которая позволяет получать гомогенную смесь из первого - жидкого - компонента 4 и второго - порошкообразного - компонента 5 без необходимости дополнительного добавления воды. Сказанное означает, что предлагаемая в изобретении дозировочно-смесительная машина способна быстро достигать своего рабочего режима без продолжительного пускового периода и при этом с самого начала своей работы позволяет получать исключительно гомогенную смесь из жидких и порошкообразных компонентов. Согласно изобретению на долю воды в смеси при этом может приходиться менее 8%. Жидкий компонент 4 при этом в предпочтительном варианте представляет собой компонент с относительно высокой вязкостью, который, однако, можно непрерывно подавать в смеситель 6 без дополнительного добавления воды. Тем самым предлагаемая в изобретении дозировочно-смесительная машина 1 пригодна для приготовления смеси с высоким относительным содержанием в ней твердого вещества, и поэтому в ходе технологического процесса для удаления воды требуется подвод меньшего количества энергии прежде всего к варочному аппарату 17. Благодаря непрерывному режиму работы предлагаемой в изобретении машины можно далее отказаться от применения промежуточного накопителя или аналогичного устройства. Поскольку согласно изобретению, кроме того, в процессе непрерывной подачи обоих компонентов исходного раствора определяется количество каждого из них, может также обеспечиваться, соответственно протоколироваться точность соблюдения рецептуры.
Ниже со ссылкой на фиг.2 подробно рассмотрена дозировочно-смесительная машина 1, выполненная по второму варианту осуществления изобретения. При этом одинаковые, соответственно функционально одинаковые в обоих вариантах части и элементы обозначены теми же позициями, что и в первом варианте.
Как показано на фиг.2, машина, выполненная по второму варианту, в основном соответствует машине, выполненной по первому варианту, и отличается от нее дополнительно предусмотренной водоподводящей линией 36 для подвода воды 27. Такую водоподводящую линию 36 можно открывать, соответственно перекрывать, открывая, соответственно закрывая запорный клапан 28. Благодаря этому обеспечивается возможность дозирования при необходимости любого количества воды через регулирующий клапан 29 с приводом от двигателя. Помимо этого в водоподводящей линии 36 предусмотрен расходомер 30, предназначенный для определения подаваемого количества воды. Благодаря этому дозировочно-смесительная машина, выполненная по второму варианту, обладает повышенной гибкостью и позволяет при необходимости подводить воду.
В остальном выполненная по этому варианту машина соответствует машине, выполненной по предыдущему варианту, и поэтому во избежание повторений можно сослаться на его описание.
На фиг.3 показана дозировочно-смесительная машина 1, выполненная по третьему варианту осуществления изобретения, при этом одинаковые, соответственно функционально одинаковые во всех вариантах части и элементы обозначены теми же позициями, что и в предыдущих вариантах.
Машина, выполненная по третьему варианту, в основном соответствует машине, выполненной по второму варианту, и отличается от нее еще одной дополнительно предусмотренной - третьей - подводящей линией 31 для другого жидкого компонента 32. В этой третьей подводящей линии 31 предусмотрен насос 33, который для возможности подачи им третьего компонента 32 приводится в действие приводом 33a. Помимо этого в третьей подводящей линии 31 расположен еще один запорный клапан 34. Для определения количества подаваемого третьего компонента может быть также предусмотрен расходомер (не показан).
Выполненная по третьему варианту машина имеет далее четвертую подводящую линию 41 для подачи четвертого компонента 42, который также является порошкообразным. Порошкообразный четвертый компонент подается шнековым транспортером 43, приводимым в действие приводом 43a.
Как показано на фиг.3, третья подводящая линия 31 входит при этом в трубопровод 12 первой подводящей линии 2, и поэтому подаваемый по этой третьей подводящей линии жидкий компонент затем подается в смеситель 6 совместно с первым жидким компонентом 4. Четвертая подводящая линия 41 входит во вторую подводящую линию 3, и поэтому подаваемый по этой четвертой подводящей линии порошкообразный компонент затем подается в смеситель 6 совместно с порошкообразным первым компонентом 5. Тем самым в выполненной по третьему варианту машине в смеситель 6 подаются и смешиваются в нем до гомогенного исходного раствора четыре компонента, а именно: два жидких компонента 4, 32 и два порошкообразных компонента 5, 42.
В остальном выполненная по этому варианту машина соответствует машине, выполненной по предыдущим вариантам, на описание которых поэтому можно сослаться и в данном случае.