BG67603B1 - Формоващо гнездо - Google Patents

Description

(54) ФОРМОВАЩО ГНЕЗДО

Област на приложение

Изобретението се отнася до формоващо гнездо на формовъчна и изпичаща машина за производство на ядливи, биоразградими съдове за топли и студени напитки и храни, което ще намери приложение в хранителновкусовата промишленост.

Предшестващо състояние на техниката

Известна е линия за производство на ядливи биоразградими съдове за топли и студени напитки и храни. (WO 2019/119075). Линията е съставена от блок за управление, свързан с установени последователно и съединени с транспортна лента замесваща машина, дозираща машина, формоваща и изпичаща машина, охладителен тунел, етикираща и пакетираща машина.

Формоващата и изпичаща машина е съставена от поне едно формоващо звено, включващо едно или повече формоващи гнезда. Всяко формоващо гнездо е съставено от тяло, в което разглобяемо е монтирана матрица с нагревател. В матрицата подвижно е установен кух поансон, при което между матрицата и поансона е образувана междина с предварително избрана широчина. В кухината на поансона е установен нагревател.

Поансонът завършва с фланец, разположен извън формоващото гнездо, като по периферията на фланеца са изработени отвори. Около поансона, под фланеца подвижно е установен събуващ елемент с формата на шайба с изработени отвори по периферията му, съвпадащи с отворите, изработени във фланеца. В периферните отвори на фланеца и на свалящия (събуващия) елемент са монтирани линейни водачи.

При работа с известното решение се изисква използването на прецизна дозираща машина, измерваща точното количество тесто, подавано към всяко едно формоващо гнездо, а също и поставянето на тестото, което обикновено е със сферична форма, в центъра на дъното на всяко формоващо гнездо. Дори и незначително отклонение от теглото и от мястото на поставяне на тестото във формоващото гнездо води до нежелан, значителен брак на продукцията. Това се дължи на факта, че след притискане на тестото във формоващото гнездо с помощта на поансона по периферията на продуктите (в случая чашки) се получават вълнообразни незапълнени участъци или участъци с различна плътност. В случая се получава значителна зона на технологичен отпадък. Самата зона на формиране на технологичния отпадък е извън зоната на матрицата.

В крайна сметка това води до значителен брак, загуба на време за отстраняване на брака и оскъпяване на продукцията.

Техническа същност на изобретението

Задача на изобретението е да се създаде формоващо гнездо на формоваща и изпичаща машина, с чиято помощ да се повиши производителността на труда и намали брака при производството на ядливи, биоразградими съдове за топли и студени напитки и храни.

Тази задача е решена чрез формоващо гнездо за формоваща и изпичаща машина, което е съставено от тяло, в което е монтирана матрица, в която подвижно е установен поансон.

Съгласно изобретението между поансона и матрицата са установени един или повече формоващи елементи, над и/или които е образувана зона за технологичен отпадък.

В поансона е оформен отвор, в който е установен нагревател. Също така може в кухина, оформена в тялото, в което е установена матрицата да е монтиран и друг нагревател.

Съгласно едно вариантно изпълнение формоващия елемент представлява цял или съставен от две дъги конусовиден или цилиндричен пръстен.

При това изпълнение долният ръб на формоващия елемент може да е скосен или оформен под определен ъгъл спрямо тялото на формоващия елемент.

При друго вариантно изпълнение формоващия елемент представлява цял или съставен от две дъги конусовиден или цилиндричен зъб. И при този вариант формоващия елемент може да бъде скосен.

Формоващите елементи могат да бъдат захванати към външната повърхност на поансона и/или към вътрешната повърхност на матрицата.

При следващо вариантно изпълнение формоващите елементи са оформени по вътрешната повърхност на матрицата и/или по външната повърхност на поансона, като едно цяло с тях.

С цел облекчено отделяне на продукта, матрицата на формоващото гнездо може да бъде разделна, съставена от минимум две симетрични части.

Матрицата и поансонът са с формата на обърнати пресечени конуси.

Минимум две формоващи гнезда могат да бъдат обединени и да образуват едно формоващо звено, като формоващите гнезда са разположени на обща носеща плоча, фланците на поансоните на формоващите гнезда са монтирани на обща горна плоча, а свалящите елементи са обединени и монтирани в обща подвижна сваляща плоча. Към общата носещата плоча и общата горна плоча е предвиден заключващ механизъм.

С посочените конструкции на формоващи звена, зоната на технологичния отпадък се формира над формоващите елементи, но е вътре в самите формоващи гнезда, като технологичният отпадък се образува под контролирано налягане.

С помощта на тези конструкции се повишава качеството на продуктите, които се получават с равномерна плътност и хомогенност на стените и дъната им. Това води до тяхната повишена издръжливост при употреба особено при горещи напитки.

С предлаганите конструкции на формоващи гнезда не се изисква прецизна делителна машина за определяне на точното количество тесто (количеството заготовка), както и не се изисква точно позициониране на дозата тесто в гнездото.

Като цяло предимствата на изобретението се изразяват основно в това, че се намалява технологичния брак, намалява се времето за производството и себестойността на единица продукция.

Пояснение на приложените фигури

На приложените фигури е представено примерно изпълнение на изобретението, където:

Фигура 1 - аксонометричен изглед на формоващо гнездо;

Фигура 2 - аксонометричен изглед на свалящия продукта елемент;

Фигура 3 - аксонометричен изглед на поансон;

Фигура 4 - аксонометричен изглед на разрез на формоващо гнездо с формоващ елемент, с форма на конусовиден пръстен;

Фигура 5 - изглед на зоната за технологичен отпадък;

Фигура 6 - аксонометричен изглед на разрез на формоващо гнездо с формоващ елемент, представляващ монолитна част от матрицата;

Фигура 7 - формоващо гнездо с формоващ елемент, представляващ монолитна част от свалящия елемент;

Фигура 8 - формоващо гнездо с формоващ елемент с формата на формоващ пръстен, прикрепен към матрицата;

Фигура 9 - формоващо гнездо с формоващ елемент с формата на формоващ пръстен, представляващ монолитна част от поансона;

Фигура 10 - формоващо гнездо с формоващ елемент с формата на формоващ пръстен, прикрепен към поансона;

Фигура 11 - вариантно изпълнение на формоващо гнездо с формоващ елемент, като неразделна част от поансона;

Фигура 12 - вариантно изпълнение на разделно формоващо гнездо с ограничителен елемент;

Фигура 13 - аксонометричен изглед на съставно формоващо звено и на

Фигура 14 - вариантно изпълнение на съставно формоващо звено.

Примери за изпълнение на изобретението

Примерни изпълнения на формоващи гнезда за производство на ядливи, биоразградими съдове за топли и студени напитки и храни е представено на приложените фигури.

Формоващите гнезда могат да бъдат с произволна форма - имитираща чашка за кафе, чаша за чай, купа за супа и т. н., но в настоящото изпълнение е на формоващо гнездо 1 на чаша за кафе (фиг. 1).

Всяко формоващо гнездо 1 е изградено от тяло 2, в което разглобяемо е монтирана матрица 3 с установена подвижно към нея горна формообразуваща, в случая куха част (поансон) 4.

Поансонът 4 може да завършва с фланец 5, по чиято периферия са изработени цилиндрични отвори 6. При това изпълнение около поансона 4, под фланеца 5, е установен подвижно свалящ елемент 7 с формата на шайба, по периферията на която също са изработени цилиндрични отвори 8. Свалящият елемент 7 се използва за сваляне на вече изпечената чаша за кафе от поансона 4.

В случая матрицата 3 е снабдена с фини канали 9, най-често вертикални по дължината на вътрешната околна повърхност на матрицата 3.

По вътрешната повърхност на свалящия елемент 7 може да са изработени вертикални канали 11 за отвеждане на въздуха и водните пари, образувани в процеса на формообразуване на чашите (фиг. 2).

При това изпълнение по горната плоскост на свалящия елемент 7 са изработени радиални канали 10, които са свързани с вертикалните 11.

В цилиндричните отвори 6 на фланеца 5 и в цилиндричните отвори 8 на свалящия елемент 7 са монтирани линейни водачи (непоказани на приложените фигури), осигуряващи линейното движение на свалящия елемент 7 спрямо поансона 4.

Както бе отбелязано по-горе в тялото 1 е монтирана матрицата 3, която в случая е с формата на обърнат пресечен конус. Матрицата 3 формира външната повърхност на ядливата чаша.

Каналите 9 служат за отвеждане на въздух и водни пари, които се получават в процеса на формоване и изпичане на изделието. В тялото 2, в близост до и около матрицата 3 са монтирани нагреватели за изпичане на ядливия съд. Тези нагреватели не са показани на приложените фигури.

В централната част на поансона 4, по дължина на вътрешната му кухина, е установен минимум един нагревател 12 за изпичане на ядливия съд - чаша за кафе - фигура 3.

Поансонът 4 също е с формата на обърнат пресечен конус, като странично, по външната му повърхност може да са оформени надлъжни канали 13 за отвеждане на въздуха и водните пари, образувани в процеса на формообразуване и изпичане на чашите. По външната повърхност на поансона 4 също може да са изработени и концентрични цилиндрични задържащи канали 14, които са перпендикулярни на надлъжните канали 13. Задържащите канали гарантират задържането на готовото изделие (готовата чаша за кафе) към поансона 4. Това е решение за случаите, когато това е необходимо и в частност, когато матрицата 3 не се разтваря.

На фигура 4 е представено формоващо гнездо 1 с установен свободно в горната му част, по-специално в зоната на технологичния отпадък 16, формоващ елемент 15. В случая формоващият елемент 15 представлява цял или съставен от две дъги конусовиден пръстен, монтиран между поансона 4 и матрицата 3.

Формоващият елемент 15 намалява значително разстоянието (хлабината) между поансона 4 и матрицата 3 в зоната на технологичния отпадък 16. При притискането на тестото между матрицата 3 и поансона 4, тестото постепенно и равномерно изпълва хлабината между тях благодарение на формоващия елемент 15. (фиг. 5) Намаляването на хлабината между матрицата 3 и поансона 4 оказва благоприятно влияние върху плътността на готовата продукция.

Получава се чаша с плътен, хомогенен състав на стените й и с намален технологичен отпадък. Друго предимство е, че могат да се използват не толкова прецизни теглителни и дозиращи устройства за заготовките. Не е необходимо и да се съблюдава и поставянето на тестото точно в центъра на дъното на матрицата 3.

Вариантно изпълнение на формоващото гнездо 1 е показано на фигура 6. В случая формоващият елемент 15 е монолитна част от матрицата 3.

При двата варианта, представени на фигура 4 и фигура 5, долният ръб на формоващия елемент 15 е скосен или оформен под определен ъгъл спрямо тялото на самия формоващ елемент 15.

Формоващият елемент 15 може да представлява и част от свалящия елемент 7, както е представено на фигура 7.

На следващата фигура 8 е представено формоващо гнездо 1 с формоващ елемент 15 с формата на пръстен, който е закрепен към матрицата 3 или представлява неделима част от нея - изработен е в матрицата 3. В случая над формоващия елемент 15, между поансона 4 и матрицата 3, е формирана зоната за технологичен отпадък 16.

Съответно на фигура 9 е представено формоващо гнездо 1 с формоващ елемент 15 с формата на конусовиден формоващ зъб 17, представляващ монолитна част от поансона 4.

Формоващият елемент 15, под формата на пръстен, може да бъде прикрепен към поансона 4, както е показано на фигура 10, но формоващият елемент 15 може да бъде и неразделна част от поансона 4 - фигура 11.

Формоващият елемент 15 може да бъде и с друга форма - например формоващ зъб (ръб) 17 и др. Формоващият зъб 17 може да бъде и скосен.

Формоващите елементи 15 могат да се монтират на различни места по височината на поансона 4 и матрицата 3 в зависимост от желания размер на изделието - размера на чашката.

За да се осигури безпроблемното отделяне на готовата чаша от формоващото гнездо 1, последното може да се направи от две или повече симетрични части, които се разтварят след изпичане на чашката (фиг. 12).

Както е видно от приложените фигури, при някои варианти на изобретението отпада необходимостта от свалящия елемент 7, което опростява и намалява стойността на конструкцията.

Формоващите гнезда 1 могат да бъдат обединени във формоващо звено 18 с различен на брой и различни по вид и форма гнезда 1, оформящи при работа с тях отделни съдове с еднаква или различна форма - фигура 13.

Гнездата 1 могат да бъдат отделени едно от друго и едновременно с това да бъдат групирани по няколко в обща носеща плоча 19, така че да се получи общо формоващо звено 18. Когато няколко формоващи гнезда 1 са обединени в общо формоващо звено 18, то и горните цилиндрични части на гнездата 1 - фланците 5 на поансоните 4 - са обединени в обща горна плоча 20, а свалящите елементи 7 са обединени в обща подвижна сваляща плоча 21.

В този случай системата може да бъде снабдена със заключващ механизъм 22, представляващ например скоба (но може да бъде и под друга форма), гарантиращ неподвижността на горната плоча 20 спрямо носещата плоча 19 по време на процеса на изпичане.

На следващата фигура 14 е представено вариантно изпълнение на формоващо звено, при което не се използват свалящи звена 7 и съответно липсва общата подвижна носеща плоча 21.

Всички елементи на формоващите звена и съответните им формоващи гнезда са изработена от метал, подходящ за допир с храни - например алуминий, неръждаема стомана, чугун или други материали, които притежават необходимите качества.

Принцип на действие

След замесване и отпочиване на тестото, то се подава към събирателен бункер на дозираща машина. Тестото се разделя на дози, всяка една с тегло отговарящо на вида на продукта, който ще бъде изготвен - чаши за кафе в конкретния случай.

Дозираното вече тесто се поставя в гнездата на матрицата 3 на формоващата и изпичаща машина. Тя е снабдена с механична, хидравлична или пневматична задвижваща преса (непоказана на приложените фигури) и притежава необходимите гнезда, в които се формоват чашите. Самото формоващо звено 18 може да бъде с различен на брой и различен на вид и форма гнезда 1, оформящи отделните чаши.

След това всяка доза тесто се формова чрез притискане на всеки предварително загрят поансон 4 към съответната му загрята матрица 3.

Изпичането на тестото, след формоването му между двете части на гнездото 1, се осъществява при температура между 150°С и 200°С за определен период от време. За целта нагревателите на матрицата 3 и нагревателите 12 на поансона 4 са постоянно нагрети, а термо контролери следят за поддържането на желаната точна температура.

Времето за изпичане е в пряка зависимост от температурата на печене, от размера и дебелината на чашата и от желаната степен на изпичане. Обикновено времето за изпичане е около 2 - 3,5 min.

При процеса на изпичане, тестото нараства неравномерно във формата за печене и ако нямаше осигурителен елемент, след като достигне горния й ръб, излишното тесто излиза през предварително оставени отвори във формата. В предлаганата конструкция, обаче са налице много малки и фини отвори за излизане на въздуха от матрицата 3 с цел създаденото по време на печене налягане да спада бавно по време на целия процес. Отворите са толкова малки, че може да минават само въздушни и водни пари, но не и тесто. Процесът е печене под контролирано изпускане на налягането, а това от своя страна обуславя изкарването на голямо количество от въздуха от продукта и увеличаване на плътността му в пъти. При настоящата конструкция на формоващото гнездо 1 няма от къде да излиза предозираното тесто, което гарантира запълването на целия продукт и за това е налице обусловена вътрешна зона за фира, която също се формира под налягане. Формоващият елемент 15 е нужен, защото когато тестото при надигането си стигне до него, изпитва трудност да продължи по -нагоре и започва да завърта на ляво и на дясно от точката на първоначален допир с формоващия елемент 15. Едва след като се запълни цялото пространство във формата под формоващия елемент 15, излишното тесто преминава над него, обуславяйки технологичния отпадък, който отново се изпича под налягане без да напуска формата, с което се гарантира високата плътност на готовия продукт.

Както бе отбелязано нагряването на формоващите гнезда 1 и на поансоните 4 става посредством реотани, но може да се осъществи и по друг начин, например чрез газ или чрез циркулиращ през матрицата 3 предварително нагрят флуид.

Свалящият елемент 7, респективно общата сваляща плоча 20, е предназначен да избутва готовата чаша (чаши) от поансона 4. Това става като движението на свалящия елемент 7, респективно на свалящата плоча 20, се ограничава малко преди да спре движението на пресата при отварянето и след изпичането. Свалящият елемент 7 може да бъде и под формата на отделни пръстени, да е отделен елемент или да е вграден в поансона.

Свалянето на изпечените чаши при разделните матрици 3 е улеснено и от факта, че те се разделят на двете си съставни части и улесняват изпадането на изпечените чаши.

След това полученият продукт се охлажда до стайна температура в охладителен тунел и се отвежда за етикиране и опаковане в машините за етикиране и за пакетиране.

Към така получения продукт може да се прикрепи допълващ елемент - етикет, представляващ дъговидна залепваща се лента с разгъваща се дръжка, което представлява едно примерно изпълнение на продукта.

Продуктът (чашката за кафе), за удобство при използване от потребителя, може да бъде изготвен с дръжка от същото тесто.

Така приготвеният продукт представлява слабо хигроскопична, ядлива, вафлена (бисквитена) чаша или купичка. Той е предназначен за сервиране на топли и студени течности, като супи, кафе, капучино, горещ шоколад, топло и студено мляко и други храни и напитки. Продукта може да бъде изконсумиран след изпиване на напитката.

Ако не бъде консумиран, а бъде изхвърлен, така създаденият продукт е екологично безопасен и е 100% биоразградим в кратки срокове.

Claims (1)

1. Формоващо гнездо на формоваща и изпичаща машина, което е съставено от тяло (2), в което е монтирана матрица (3), в която подвижно е установен поансон (4), характеризиращо се с това, че между поансона (4) и матрицата (3) са установени един или повече формоващи елементи (15) над и/или от страни на които е образувана зона за технологичен отпадък (16). 12. Формоващо звено, съставено от формоващи гнезда (1), съгласно претенции от 1 до 11, характеризиращо се с това, че формоващите гнезда (1) са разположени на обща носеща плоча (19), като фланците (5) на поансоните (4) на формоващите гнезда (1) са монтирани на обща горна плоча (20), а свалящите елементи (7) са обединени и монтирани в обща подвижна сваляща плоча (21), при което към общата носещата плоча (19) и общата горна плоча (20) е предвиден заключващ механизъм (22).