УСТРОЙСТВО ФИНИШНОЙ РАСКАТКИ ТЕСТА СТАНКА БАРАБАННОГО ТИПА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕЛЬМЕНЕЙ С ВАЛИКОМ, РАБОЧАЯ ЦИЛИНДРОПОДОБНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ КОТОРОГО ИМЕЕТ ПЕРЕМЕННЫЙ РАДИУС

Под рельефной рабочей поверхностью валика понимается наличие на ней: неслучайно расположенных узких острых бороздок (углублений), например, полученных в результате рифления или выступов (пиков) разнообразных по очертаниям либо идентичных; любой иной визуально воспринимаемой макрошероховатости (отклонения профиля) при выраженной периодичности с относительно малым (в сравнении с длиной рабочей поверхности валика) шагом.
Настоящая полезная модель (далее ПМ) предназначена для использования при изготовлении станков барабанного типа для производства таких изделий как пельмени, вареники и проч., представляющих собой тестовую оболочку, в которой заключена начинка (в материалах патента такие изделия названы пельменями), подлежащих глубокой заморозке.
Известен (RU 97101340) валик (скалка) для раскатки теста, рабочая цилиндроподобная поверхность которого имеет переменный радиус, вследствие чего она становится рельефной.
Такой валик предназначен для создания на тесте, лежащем на плоской поверхности, рисунка при прокатывании валика с нажимом по тесту.
Известна (http://utf.ua/konditerskoe-oborudovanie/proizvodstvo-pechenya/rotoro-formuyuschaya-mashina/) роторно-формующая машина, включающая валик, который имеет рельефную рабочую цилиндроподобную поверхность переменного радиуса с визуально воспринимаемой макрошероховатостью при выраженной периодичности с относительно малым шагом.
Такая машина предназначена для деликатной раскатки тестовой ленты с сохранением полученной структуры теста за счет неоднократной прокатки и снятия напряжений, связанных с обработкой, при производстве заготовок печенья.
Известно (промышленный образец RU 106603) устройство финишной раскатки теста станка барабанного типа для производства пельменей, включающее пару установленных напротив друг друга и вращающихся навстречу друг другу валиков с цилиндроподобными рабочими поверхностями заданной длины, которые расположены так, что их геометрические оси параллельны и стационарны, а упомянутые поверхности находятся на заданном расстоянии друг относительно друга, определяющем величину зазора между ними.
Данное устройство выбрано в качестве прототипа.
Принцип работы прототипа заключается в следующем.
На вход раскатки подают тестовую заготовку в виде полосы теста переменной толщины и ширины (толщина заготовки может меняться как по ее длине, так и по ее ширине в пределах нескольких процентов, а иногда и десятков процентов, тогда как ширина - в пределах 1-3%).
Валики идентичны.
Их рабочие поверхности выполнены строго цилиндрическими.
Между рабочими поверхностями валиков образован постоянный зазор, величина которого меньше толщины тестовой заготовки.
Валики вращаются, тесто вступает во взаимодействие с рабочими поверхностями валиков и затягивается ими в зазор - происходит растирание и перетирание теста.
Так, валики раскатывают тестовую заготовку в тестовую ленту, толщина и ширина которой также вариабельны.
При этом толщина тестовой ленты в разы меньше толщины тестовой заготовки.
В станке барабанного типа используется две финишные раскатки, на выходе каждой из которых получают свою тестовую ленту.
К недостатку прототипа относится то, что рабочая поверхность валиков выполнена гладкой (при изготовлении валиков их даже полируют).
Это делается для того, чтобы уменьшить связанное с трением воздействие со стороны валиков на тесто, поскольку, чем меньше воздействие на тесто, тем меньше оно нагревается, тем выше его качество.
Однако в результате на выходе такой раскатки получается тестовая лента с гладкими наружными поверхностями.
Проблема заключается в том, что традиционное пельменное тесто является упруго деформируемым материалом.
Опыт показывает, что если тестовая лента имеет гладкие поверхности, то за счет внутренних напряжений после выхода из зазора между валиками лента меняет свою толщину существенно.
Это актуально именно для станков барабанного типа для производства пельменей, поскольку в них нет места для размещения многовальцовой раскатки по примеру упомянутой роторно-формующей машины, которая позволяет снять напряжения и получить тестовую ленту с постоянной формой поперечного сечения.
Вариабельность толщины тестовой ленты в свою очередь влияет на качество конечных изделий, на распределение в них начинки, на загрязнение отходов тестовой ленты, что особенно сказывается при работе с относительно толстой (свыше 1 мм) тестовой лентой.
Задача ПМ - снижение неконтролируемой вариабельности толщины тестовой ленты на выходе из раскатки.
Технический результат, достигаемый при реализации ПМ - создание на тестовой ленте контролируемых впадин и/или выступов.
Достигается заявленный результат тем, что в устройство финишной раскатки теста станка барабанного типа для производства пельменей, характеризующееся представленными выше признаками введены следующие главные отличительные признаки:
- устройство включает валик, рабочая поверхность которого выполнена рельефной - с макрошероховатостью - имеющей выступающие и углубленные части при выраженной периодичности их чередования с шагом относительно малым по сравнению с длиной такой поверхности;
- рабочая поверхность включает участки, являющиеся частью гладкой цилиндрической поверхностью, ось которой совпадает с осью вращения валика, тогда как радиус кривизны большинства таких участков одинаков;
- выступающие части рабочей поверхности возвышаются над углубленными более чем на 0,25 мм;
- ширина объектов (выступов или впадин), определяющих наличие у рабочей поверхности макрошероховатости превосходит 0,2 мм.
ПМ иллюстрируется двумя фиг.
На фиг. представлены фотографии тестовых лент.
На фиг. 1 представлена фотография тестовой ленты с «сотами», полученными с помощью валика, имеющего на своей рабочей поверхности длинные тонкие изломанные протяженные выступы над участками гладкой цилиндрической поверхности. Такие выступы определяют наличие визуально и тактильно воспринимаемой макрошероховатости рабочей поверхности валика. Высота выступов составляет 0,4 мм, а ширина - 0,2.
На фиг. 2 представлена фотография тестовой ленты, полученной с использованием валика, имеющего тонкие протяженные углубления, над которыми расположены участки гладкой цилиндрической поверхности одинакового радиуса. Технологически проще изготовить валик с углублениями, а с точки зрения достижения технического результата предпочтительнее использовать валик с выступами.
Реализована ПМ может быть следующим образом.
Раскатка должна включать пару установленных напротив друг друга валиков, которые могут быть связаны с общим приводом.
Валики могут быть установлены в общем корпусе, при этом они должны быть посажены на валы, обеспечивающие их вращение.
Если средние диаметры валиков одинаковы, то они могут вращаться навстречу друг другу с одинаковой скоростью (линейная скорость рабочих поверхностей валиков должна быть примерно одинакова).
Один из валиков может иметь гладкую цилиндрическую поверхность, соответствующую прямому круговому цилиндру.
Если диаметры валиков различны, то гладкую цилиндрическую поверхность должен иметь валик большего диаметра.
Рабочая поверхность характеризуется длиной, определяющей среднюю ширину тестовой ленты.
Рабочие поверхности валиков должны иметь одинаковую длину.
Валики должны быть расположены так, чтобы их геометрические оси оказались параллельны.
В процессе работы раскатки геометрические оси валиков должны быть стационарны (должны сохранять свое положение в пространстве постоянным) с тем, чтобы постоянной оставалась средняя величина зазора между рабочими поверхностями валиков.
При регулировке раскатки валики могут сдвигать и раздвигать.
При этом раскатка должна включать валик, рабочая поверхность которого выполнена рельефной.
На ней должен быть изготовлен визуально воспринимаемый узор.
Соответствующий узор будет отпечатан рельефным валиком на тестовой ленте.
Такой узор выше назван макрошероховатостью - на рабочей поверхности рельефного валика должны иметься протяженные выступающие и углубленные части.
Такие части должны следовать с выраженной периодичностью.
Соответствующий шаг должен быть относительно малым по сравнению с длиной рабочей поверхности валиков (он должен быть, например, в 10 раз меньше указанной длины).
Рабочая поверхность рельефного валика может включать участки, являющиеся частью гладкой цилиндрической поверхности, ось которой совпадает с осью вращения валика, тогда как радиус кривизны большинства таких участков может быть одинаков.
Опытным путем установлено, что для проявления указанного технического результата при использовании традиционного пельменного теста необходимо, чтобы выступающие части рабочей поверхности рельефного валика возвышались над углубленными более чем на 0,25 мм, а ширина объектов, определяющих наличие у рабочей поверхности макрошероховатости превосходила 0,2 мм.
Очевидно, что в подавляющем большинстве случаев выступающие части рабочей поверхности рельефного валика должны возвышаются над углубленными не более чем на 0,5t, где t - толщина тестовой ленты, а ширина объектов, определяющих наличие у рабочей поверхности макрошероховатости не должна превосходить D, где D - наибольшее расстояние между краями гнезда ячейки барабана.
Выступы и впадины на тестовой ленте выполняют своего рода армирующую функцию, предупреждая разбухание теста в период, когда оно вышло из зазора между валиками до начала формовки конечного изделия, что призвано снизить неконтролируемую вариабельность толщины тестовой ленты.
Из фиг. видно, что тестовая лента с узором становится как бы фрагментированной. Толщина маленького фрагмента изменяется в меньшей степени, нежели толщина пласта теста.
Тестовые ленты движутся от финишных раскаток к барабанам со скоростью порядка 3 км/ч.
При этом характерное расстояние от зазоров между валиками до барабанов составляет примерно 300 мм.
Таким образом время, в течение которого должен проявиться заявленный эффект составляет порядка 0,4 с.
Негативные последствия вариабельности толщин тестовых лент связаны с тем, что патрубок, из которого подают начинку конечного изделия, располагают максимально близко к лентам. Если толщина лент сильно меняется, то сильно меняется и характер растекания начинки, а также ее дрейфа в направлении торцов барабанов - туда, где образуются отходы тестовых лент.
В результате начинка попадает на отходы, что не позволяет обеспечить их повторное использование.
Появляются изделия с недостаточным количеством начинки - брак.
Тестовая лента цепляется за патрубок и закусывается им, что требует перезапуска станка.
ПМ не имеет смысла использовать в станках, в которых установлена как минимум шестистадийная раскатка, т.е. имеется как минимум 12 пар валиков, поскольку последняя позволяет получить на своем выходе калиброванную ленту без внутренних напряжений.
Рельефный валик может быть изготовлен, например, фрезерованием на пятикоординатном станке с ЧПУ или при помощи накатки.
Допускается слесарная и «сварочная» доработка традиционного валика с рабочей цилиндрической поверхностью.