УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫПЕЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ
DEVICE FOR PRODUCTION OF BAKED PRODUCTS

Изобретение относится к устройству для изготовления выпечных изделий, в частности, съедобных хрустящих вафель или мягких вафель, при этом предусматривается по меньшей мере одна подовая плита, предпочтительно перемещаемая через пекарную камеру во время выпекания, площадь пода которой может нагреваться до температуры выпекания.
В частности, такими устройствами являются печи для выпекания вафель. Печи для выпекания вафель, имеющие циркулирующие вафельницы, известны давно для промышленного изготовления вафель любого вида. Более того, также уже известно, что можно измерять и регулировать температуру печи, чтобы добиться хорошего процесса выпекания. Однако в настоящее время измерения температуры всегда производят только опосредованно инфракрасными тепловыми датчиками, которые расположены в пекарной камере и измеряют температуру, например, на задней стороне подовой плиты. Недостатком является большая сила инерции системы, и такое измерение температуры не предоставляет информацию о профиле распределения температуры во время процесса выпекания в подовой плите и, конечно, на площади пода.
Измерение давления, которое появляется в закрытых вафельницах, до сих пор не производилось совсем в промышленных процессах выпекания и не использовалось для управления процессом выпекания. Это применимо, в частности, к вафельницам, которые направляются через пекарную камеру печи, при этом кабельная сеть как в стационарных пекарных печах невозможна.
Процесс выпекания может быть изменен или нарушен многими факторами, приводящими к неправильным процессам выпекания и повышенному износу. Например, состав теста может изменяться по отношению к содержанию воды или качеству муки или другим составным компонентам теста. Более того, в результате загрязнения, например, через прилипшие остатки выпечки, можно обнаружить многократные инъекции на подовых плитах с тем результатом, что не только выпечное изделие становится непригодным, но также могут сломаться подовая плита и механические компоненты каретки вафельницы.
До сих пор многие из этих нарушений процесса выпекания можно было определить только после процесса выпекания по недоброкачественным изделиям с тем результатом, что, в частности, в случае быстроработающих духовок наблюдается значительный износ.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является устранение упомянутых недостатков путем выполнения измерений во время процесса выпекания измерением давления и/или температуры непосредственно в подовой плите и как можно ближе к площади пода, и тем самым иметь возможность управления параметрами выпекания своевременно. В случае отклонения заданного значения оператор духовки должен регулировать параметры, такие как температура, количество теста, рецептура и скорость движения ленты, например, измеряемыми данными. Более того, таким образом можно устранить загрязнения, эффекты износа и двойные инъекции. Целью также является полностью автоматическое управление духовкой измеренными параметрами.
Устройство согласно изобретению предназначено для использования во всех духовках, в которых регулирование с использованием параметров температуры и давления является уместным. В частности, такими печами являются печи для изготовления хрустящих плоских вафель, вафельных изделий, имеющих трехмерную форму, плоских выпечных изделий, которые имеют трехмерную форму в нагретом состоянии после процесса выпекания, а также мягких вафель. Промышленный технический рабочий режим таких духовок осуществляется циркулирующими вафельницами, которые расположены в ряд, при этом каждая вафельница содержит верхнюю и нижнюю подовую плиту, и вафельницы открываются для приема теста, перемещаются через пекарную камеру после закрывания и после выпекания изделия открываются снова для выемки выпеченного изделия, затем вафельницы чистят и снова подают на станцию накладывания теста. Такое состояние техники уже описано, например, в AT 378470 В1 и в подобном документе US 4438685.
Изобретение решает сформулированную задачу тем, что предусмотрена по меньшей мере одна подовая плита, площадь пода которой можно нагревать до температуры выпекания, при этом подовая плита имеет сенсорное устройство для детектирования температуры подовой плиты и/или давления, действующего на площадь пода подовой плиты во время процесса выпекания. Сенсорное устройство содержит по меньшей мере один датчик. Датчик предпочтительно расположен в отверстии для приема датчика в подовой плите, чтобы головка датчика находилась в площади пода или располагалась в непосредственной близости к площади пода. Отверстие для приема датчика выполнено с возможностью продолжения от задней стороны подовой плиты до измерительного сектора в непосредственной близости к площади пода, при этом площадь пода и измерительный сектор находятся в постоянном движении.
Альтернативно, отверстие приема датчика может проникать от задней стороны подовой плиты сквозь подовую плиту, при этом головка датчика с мембраной датчика находится в площади пода и профилирована подобным образом.
Измерительный сектор отверстия для приема датчика может иметь штамп, выступающий к головке датчика или мембране датчика для передачи измеряемых значений, действующих в измерительном секторе. Альтернативно мембраны датчика могут иметь штамп, выступающий к измерительному сектору. Измерительный сектор может иметь толщину стенки, например, приблизительно, от 1 до 3 мм.
Отверстие для приема датчика может быть выполнено в виде глухого отверстия, выступающего в подовую плиту, и датчик вместе с корпусом может иметь цилиндрическую форму и крепиться в подовой плите кольцевым пружинным элементом. Более того, датчик является пассивным чувствительным к температуре-давлению элементом, который можно предпочтительно исследовать электромагнитным полем, который на задней стороне имеет сенсорную антенну для передачи энергии и информации. Сенсорная антенна является Н-образной антенной. Пластина отражателя расположена под сенсорной антенной, которая крепится к корпусу датчика или валу.
Одно или более считывающих устройств предназначено для датчика, которые вырабатывают и обрабатывают электромагнитное поле. Датчик выполнен с возможностью передачи информации, касающейся давления, температуры и характеристики идентификационных признаков датчика. Подовая плита также может иметь множество датчиков. Подовая плита может быть частью вафельниц, циркулирующих в духовке, каждая из которых содержит нижнюю и верхнюю подовую плиту, при этом вафельницы в закрытом положении, загруженные тестом, перемещаются через пекарную камеру. Сенсорное устройство может состоять из одного или более датчиков на верхней и/или нижней подовой плите. По меньшей мере одна из вафельниц, циркулирующих в духовке, снабжена по меньшей мере одним сенсорным устройством. Множество или все вафельницы духовки могут быть снабжены сенсорным устройством. В духовке предпочтительно предусмотрено устройство индикации положения, отображающее положение каждой вафельницы и ее подовых плит, снабженных сенсорным устройством, чтобы распределять каждое измеренное значение, считываемое считывающим устройством, для конкретной подовой плиты и вафельницы и ее положение в духовке. Одно или множество считывающих устройств последовательно предусмотрены в пекарной камере, и последовательно считываемые измеренные значения и идентификационные признаки сенсорных устройств подовой плиты (подовых плит) посылаются на устройство обработки. Предпочтительно ПАВ датчики, основанные на кристаллах с пьезоэлектрической подложкой, используются в качестве датчиков. Более того, устройством предпочтительно является духовка для изготовления выпечных изделий, которые формируются в вафельнице между двумя последовательно расположенными подовыми плитами, при этом духовка имеет корпус, снабженный наружной теплоизоляцией, и предусмотрены вафельницы, циркулирующие в духовке, которые расположены на орбите, продолжающейся через пекарную камеру духовки, и которые перемещаются устройством перемещения духовки по орбите через духовку, при этом в корпусе духовки на части орбиты вафельниц, расположенной снаружи пекарной камеры, последовательно расположены устройство для открывания вафельниц, разгрузочная станция для выпечных изделий, загрузочная станция для загрузки вафельниц и устройство для закрывания вафельниц в направлении перемещения вафельниц, и при этом предусмотрено контролирующее устройство, встроенное в духовку, которое контролирует работу духовки и процесс выпекания, происходящий в вафельницах, который снабжен:
(a) сенсорным устройством, которое содержит по меньшей мере один датчик, расположенный на вафельнице, который контролирует процесс выпекания, происходящий в вафельницах, который выполнен в виде пассивного датчика, который может быть исследован электромагнитным полем,
(b) передающим и принимающим устройством, которое неподвижно расположено в духовке и содержит по меньшей мере одно считывающее устройство, расположенное на орбите цепи вафельниц, которое связано с датчиком сенсорного устройства через электромагнитное поле, и
(c) устройством обработки, которое обрабатывает сигналы, поступающие от датчика через считывающее устройство, и вырабатывает контрольные сигналы.
Дополнительные признаки изобретения можно установить из формулы изобретения, последующего описания и чертежей.
Изобретение подробно разъясняется ниже со ссылкой на чертежи.
Фиг.1 - косая проекция двух закрытых подовых плит, которые предназначены друг другу.
Фиг.2 - разрез по линии II-II Фиг.1.
Фиг.3 - косая проекция вафельницы согласно изобретению.
Фиг.4 - вырез поперечного разреза по линии IV-IV Фиг.3.
Фиг.5-7 - различные варианты расположения датчиков в подовых плитах.
Фиг.8 и 9 - косая проекция и вид в разрезе примерного варианта вафельницы, при этом подовые плиты не являются самонесущими, а установлены в несущей конструкции.
Фиг.10а, b - внутренний вид половины подовой плиты для литых трехмерных вафельных изделий, и разрезы через центральную матрицу при закрытой форме.
Фиг.11 и 12 - два вида сбоку духовок, в которых подовые плиты согласно изобретению можно использовать с соответствующим считывающим устройством и устройством обработки.
Фиг.13 и 14 - схематичные альтернативные детали.
На Фиг.1-3 показаны подовые плиты согласно изобретению, основная конструкция которых соответствует состоянию техники. В представленном варианте показана верхняя подовая плита 1 и нижняя подовая плита 2, причем эти плиты содержат самонесущие подовые плиты, которые не требуют несущей конструкции. В показанном закрытом положении две подовые плиты прилегают друг к другу на площадях пода до такой степени, чтобы между площадями пода оставался только требуемый зазор 4 для теста, подлежащего выпеканию. Площади пода можно снабдить рифлями, по сути, известным способом изготовления плоских вафель или мягких вафель. Эти рифли не показаны на Фиг.1-3.
Как показано в разрезе на Фиг.2, верхняя подовая плита имеет сенсорное устройство 5 в виде отдельного датчика 6. Датчик 6 расположен в отверстии 7 для приема датчика в подовой плите, причем в этом примерном варианте датчик с головкой 8 датчика продолжается непосредственно к площади 3 пода подовой плиты 1.
На Фиг.2 также можно увидеть, что отверстие 7 для приема датчика является преимущественно перпендикулярным к площади 3 пода, и отверстие для приема датчика продолжается от задней части 9 подовой плиты в подовую плиту.
Как будет впоследствии объяснено с дополнительными подробностями со ссылкой на Фиг.4, датчик с головкой 8 датчика продолжается непосредственно к площади 3 пода, при этом тонкий слой материала подовой плиты остается между площадью 3 пода и головкой датчика или мембраной датчика, которая заканчивает головку датчика. Тонкий участок подовой плиты назван впоследствии измерительным сектором 10. На другом конце датчика 6 расположена сенсорная антенна 11, которая согласно Фиг.1 выполнена в виде Н-образной антенны. Блок-схемы на этих фигурах являются чисто схематичными.
На Фиг.3 показан пример конкретного расположения подовых плит 1 и 2 в вафельнице. Вафельницу можно открыть известным способом и снова закрыть поворотом верхней вафельницы 1 вокруг шарнира 12 вафельницы. Вафельница с роликами 13 образует каретку вафельницы, и множество таких кареток с вафельницами, установленных в ряд, образуют цепь вафельниц, которая направляется по орбите. Управляющий ролик 14 используется для регулирования складывания верхней подовой плиты 1.
Дополнительные подробности о рабочем режиме таких устройств для выпекания можно почерпнуть, например, из известного уровня техники, упомянутого в начале, и, в частности, на это делается ссылка.
Что касается расположения датчика 6 с сенсорной антенной 11, следует также отметить, что эта антенна и пластина 15 ее отражателя должны находиться как можно ближе к подовой плите, однако, не ограничивая функциональность антенны. Сенсорная антенна также может находиться в небольшом углублении подовой плиты или ребрах подовой плиты.
На Фиг.4 показан примерный вариант расположения датчика 6 в подовой плите.
Датчик вставлен в отверстие 7 для приема датчика и удерживается кольцевым пружинным элементом 30, причем это отверстие для приема датчика выполнено в виде ступенчатого глухого отверстия. Датчик содержит головку 8, которая закрывается мембраной 16 датчика по направлению к низу.
Отверстие 7 для приема датчика продолжается совсем близко к площади 3 пода подовой плиты, причем измерительный сектор 10 находится между площадью пода и мембраной 16 датчика, которая является достаточно тонкой, чтобы быстро передавать соотношения температуры и давления на площади 3 пода на головку 8 датчика.
Что касается контакта и передачи параметров между измерительным сектором 10 и мембраной 16 датчика, предусмотрен штамп 17, который в настоящем примерном варианте выполнен в виде небольшого продолжения измерительного сектора 10, которое продолжается в направлении мембраны 16 датчика.
Специалистам в данной области техники должно быть очевидно альтернативно предусмотреть штамп 17 как часть мембраны 16 датчика и позволить штампу действовать вниз по направлению к измерительному сектору, как показано на Фиг.13.
Толщина стенки измерительного сектора 10 указана позицией 18 и на практике составляет от 0,5 до 5 мм, предпочтительно, от 1 до 3 мм. Толщина стенки измерительного сектора 10 зависит от материала подовой плиты и чувствительности датчика. Существенно то, что температуру и давление можно определить датчиком за достаточное время и в достаточной мере.
Измерительный сектор содержит участок поверхности, который приблизительно указан стрелкой 29.
Полость 19 предусмотрена в головке 8 датчика для действительного измерительного компонента датчика, в частности, пьезокристалла на подложке, причем конструкция измерительного сенсорного устройства, расположенного внутри датчика, является отдельным изобретением и подробно не показана. Существенно то, что параметры температуры и давления, передаваемые через измерительный сектор 10, или один из этих параметров можно передавать с соответствующей точностью в качестве сигнала на сенсорную антенну 11.
Над головкой 8 датчика расположен изоляционный вал, продольное продолжение которого превышает толщину подовой плиты. Пластина 15 отражателя находится на изоляционном валу 20. На Фиг. не показан электрический провод, который продолжается внутри датчика от головки 8 датчика до антенны 11, и, естественно, должен выдерживать высокие температуры духовки.
Фиг.5 предназначена лишь для иллюстрации того, что датчик 6 может быть расположен не только в верхней подовой плите 1, но также в нижней подовой плите 2. Подобно, на Фиг.6 показана связка датчиков или в нижней, и/или в верхней подовой плите, в настоящем примере связка трех датчиков в верхней подовой плите в качестве сенсорного устройства. На Фиг.7 показано расположение соответственно одного датчика в нижней и верхней подовой плите.
На Фиг.8 и 9 показано расположение датчика 6 в другом варианте вафельниц, причем подовые плиты не выполнены самонесущими, а установлены в несущей конструкции 21, 22. Такую основную конструкцию подовой плиты можно почерпнуть из предшествующего уровня техники, и не требуется дополнительного разъяснения, поскольку как таковой тип сборки подовых плит не является существенным для изобретения в настоящем случае. Специалист в данной области техники также понимает, что показанная каретка вафельницы содержит подовую плиту без блокировки, как есть, например, для изготовления мягких вафель или для изготовления выпеченных лепешек с целью последующего формирования вафельных рожков. Однако, таким же образом, датчик также можно предусмотреть для кареток вафельниц без блокировки.
Несущая конструкция указана в виде верхней несущей конструкции 21 и нижней несущей конструкции 22. Датчик 6 находится в отверстии 7 для приема датчика в верхней подовой плите 1. Датчик продолжается вверх настолько, чтобы быть защищенным несущей конструкцией 21, а действие сенсорной антенны 11 не уменьшалось.
На Фиг.10 показан схематически внутренний вид половины матрицы для изготовления литых вафельных рожков, причем датчик 6 вставляется в одно из углублений в матрице, причем для датчика 6 предусматривается собственная площадь пода, на которой можно измерить давление и/или температуру подобным образом. На Фиг.10b показано сечение через центральную матрицу в закрытом виде.
На Фиг.11 схематично показан общий вид всего устройства для выпекания. После разгрузочной-загрузочной станции 24, подовые плиты, снабженные датчиком или датчиками, перемещаются в пекарную камеру 25 духовки. В начальном секторе пекарной камеры расположено считывающее устройство радиоантенны, которое испускает электромагнитное поле в направлении датчиков вафельниц, перемещающихся мимо. В результате параметров измерения датчиков электромагнитное поле изменяется характеристическим образом, что может быть обработано считывающим устройством 26. Считывающее устройство подает сигналы через кабельную сеть 27 антенны на устройство 28 обработки, которое, например, содержит дисплей для оператора устройства для выпекания, при этом дисплей может выдавать предупредительные сообщения в случае изменений параметров выпекания. Однако устройство обработки может обеспечивать независимое регулирование параметров выпекания.
Точное расположение считывающих устройств или большинства считывающих устройств в секторе процесса выпекания может быть произвольным и выбранным по обстоятельствам. Например, на Фиг.12 в начальной части пекарной камеры показана связка шести считывающих устройств 26 и, в дополнение, шести дополнительных считывающих устройств в возвращающейся части цепи вафельниц. Это для того, чтобы показать, что имеется бесчисленное количество возможных связок. Следовательно, можно прослеживать весь ход процесса каждой подовой плиты и осуществлять оптимизацию процесса выпекания.
На Фиг.12 также схематично показано устройство 31 индикации положения, которое отображает положение, в котором находится цепь вафельниц. Таким образом, возможно точное распределение измеряемых данных, посылаемых считывающими устройствами 26 на подовые плиты, и их положение в духовке.
На Фиг.13 схематично показано альтернативное расположение датчика в отверстии 7 для приема датчика. Штамп 17, который несет ответственность за передачу измеренных величин на головку 8 датчика, является фиксированным компонентом мембраны 16 датчика и выступает вниз к измерительному сектору 10 подовой плиты. Рифли 33 площади 3 пода не прерываются, поскольку измерительный сектор 10 постоянно составляет единое целое с подовой плитой 1.
На Фиг.14 показана другая альтернатива конфигурации измерительного устройства. Отверстие 7 для приема датчика продолжается по сектору 32 с уменьшенным диаметром в площадь 3 пода, чтобы имело место непрерывное отверстие. Штамп 17 продолжается от мембраны 16 датчика через сектор 32 до площади 13 пода. Если точка замера штампа 17 не должна быть визуально идентифицирована, штамп 17 также можно снабдить рифлями.
СПИСОК ПОЗИЦИЙ
1 Верхняя подовая плита
2 Нижняя подовая плита
3 Площадь пода
4 Зазор
5 Сенсорное устройство
6 Датчик
7 Отверстие для приема датчика
8 Головка датчика
9 Задняя часть подовой плиты
10 Измерительный сектор
11 Сенсорная антенна
12 Шарнир вафельницы
13 Ролики
14 Управляющий ролик
15 Пластина отражателя
16 Мембрана датчика
17 Штамп
18 Стрелка
19 Полость
20 Изоляционный вал
21 Верхняя несущая конструкция
22 Нижняя несущая конструкция
23 Углубление матрицы
24 Раздаточная-загрузочная станция
25 Пекарная камера
26 Радиоантенна, считывающее устройство
27 Кабельная сеть антенны
28 Устройство обработки
29 Стрелка
30 Кольцевой пружинный элемент
31 Устройство индикации положения
32 Сектор
33 Рифли