Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA, PROCESSO E APARELHO PARA A PRODUÇÃO CONTÍNUA DE PEDA- ÇOS DE MATERIAL DE GOMA COM ENCHIMENTO LÍQUIDO".
CAMPO TÉCNICO A presente invenção refere-se a um processo, sistema e apare- lho para a formação de produtos de goma revestidos e com enchimento cen- tral, particularmente, para a formação contínua de pedaços individuais de goma com enchimento líquido a partir de um cordão ou filamento contínuo, que podem ser depois revestidos com um material de casca dura.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Goma com enchimento líquido ou central e outros produtos de confeitaria são de demanda popular hoje em dia. Esses produtos têm uma parte externa sólida e um centro macio ou do tipo de líquido. A parte externa pode ser goma de mascar ou chicle de bola de algum tipo, enquanto que a parte central líquida pode ser um material aromatizado, tendo, tipicamente, uma consistência similar à de xarope. Há também produtos tendo um núcleo de goma de mascar ou chicle de bola com uma casca dura de açúcar ou desprovida de açúcar na parte externa. Esses produtos incluem, por exemplo, Chiclets®, Clorets® e Dentyne-lce®. Ambos os produtos de goma com enchimento líquido e reves- tidos são de demanda popular e comercialmente bem-sucedidos hoje em dia. Há vários mecanismos e sistemas conhecidos atualmente para a formação de goma com enchimento líquido, produtos de goma revestidos e outros produtos de confeitaria. Um desses sistemas é conhecido, por exem- plo, da patente U.S. 3.857.963 de Graff et al.
Devido às dificuldades nos processos de fabricação, os produtos de goma trifásicos, tendo uma parte central com enchimento líquido, uma segunda camada de material de goma de mascar ou chicle de bola e uma casca ou revestimento externo duro, não foram introduzidos ou aceitos am- plamente. Problemas significativos estão presentes em relação à manuten- ção da parte central com enchimento líquido intacta, sem vazamento e pro- porcíonando superfícies acabadas comercialmente aceitáveis nos produtos revestidos finais.
Um dos problemas em particular com os produtos de goma do tipo pélete revestida é que eles têm uma tendência de grudar entre si duran- te o revolvimento e o revestimento, criando um grande percentual de produ- tos comerciais de refugo ou inaceitáveis. Freqüentemente, dois ou mais pro- dutos se unem entre si durante o processo de revestimento, ou os produtos inicialmente unidos e depois separados, têm ainda irregularidades superfici- ais insatisfatórias. Há uma necessidade para a produção de produtos de goma com enchimento liquido trifásico com cascas revestidas duras, em uma maneira mais eficiente e comercialmente aceitável.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO É um objetivo da presente invenção proporcionar um processo, sistema e aparelho aperfeiçoados para a produção de produtos de goma com enchimento central revestidos. É também um objetivo da presente in- venção proporcionar um sistema aperfeiçoado para a produção contínua de pedaços ou péletes de produtos de goma com enchimento central de um cordão ou filamento contínuo de material de goma, e depois cobrindo os pé- letes com um revestimento duro com açúcar ou desprovido de açúcar. É um outro objetivo da presente invenção proporcionar um me- canismo de formação de tabletes em alta velocidade, que produz produtos de goma com enchimento central do tipo pélete, que podem ser revestidos de uma maneira mais eficiente e comercialmente satisfatória.
Esses e outros objetivos são satisfeitos pelos aparelho, sistema e processo para a formação de goma únicos e inventivos de acordo com a presente invenção. A presente invenção revela um sistema para a produção contí- nua de pedaços revestidos de material de goma com enchimento líquido, compreende uma extrusora e um mecanismo de enchimento central para produzir continuamente um cordão de material de goma com enchimento central. Um mecanismo de resfriamento para resfriamento dos pedaços for- mados de material de goma com enchimento central. Um mecanismo forma- dor de tabletes tendo um primeiro elemento de corrente rotativo com uma pluralidade de elementos de ranhura de matriz no mesmo e um segundo mecanismo de corrente tendo uma segunda pluralidade de ranhuras de ma- triz no mesmo, as ditas primeira e segunda pluralidade dos elementos de ranhuras de matriz sendo posicionadas para se unirem de modo a formar cavidades de matrizes para formação de pedaços individuais de material de goma do tipo tablete. Um mecanismo de revestimento para aplicar um reves- timento duro nos pedaços formados do material de goma. Cada um dos ditos elementos de ranhuras tem superfícies configurações curvas, nas quais os pedaços de material de goma com enchimento líquido são formados tendo configurações externas curvas e não-planas.
Como dito a invenção inclui um sistema de extrusão, dimensio- namento, formação de péletes e revestimento, que produz produtos de goma do tipo pélete com enchimento central revestidos em uma maneira mais rá- pida, mais eficiente e mais econômica. O sistema de formação de goma inclui uma extrusora e um sis- tema com enchimento central, que proporcionam um cordão ou filamento com enchimento central de material de goma de mascar ou chicle de bola. O cordão de material é dimensionado em um mecanismo dimensionador de cordão e depois relaxado em uma mesa de formação, para suprir um cordão tendo tamanho e forma de seção transversal desejados a um mecanismo de formação. O cordão de material dimensionado é introduzido em um aparelho de formação de tabletes de alta velocidade com dois conjuntos de correntes rotativas. As correntes incluem elementos de ranhura de matriz de união, que formam conjuntamente as cavidades da matriz da forma de pélete dese- jada. As matrizes e os péletes resultantes têm curvaturas significativas nas superfícies superior e inferior.
Os pedaços formados de material de goma com enchimento lí- quido são depois transportados para um túnel de resfriamento, no qual são revolvidos e resfriados a uma temperatura adequada para o revestimento.
Depois, os péletes condicionados são revolvidos e revestidos em um túnel ou mecanismo de revestimento, que aplica um revestimento duro de açúcar ou desprovido de açúcar multicamada. As superfícies curvas nos péletes impedem que eles grudem entre si no mecanismo de revestimento.
Com a presente invenção, os pedaços de material de goma com enchimento líquido são formados de uma maneira mais rápida e mais efici- ente. A invenção também revela um processo para a produção contí- nua de pedaços revestidos de material de goma do tipo de tablete com en- chimento liquido, compreendendo as etapas de: suprimento de um cordão de material de goma com enchimento líquido; dimensionamento do dito cordão de material de goma com en- chimento líquido; alimentação do dito cordão de material de goma com enchimen- to líquido no mecanismo de formação de tabletes; formação de pedaços individuais de material do goma com en- chimento líquido do dito cordão de material de goma no dito mecanismo de formação de tabletes, os ditos pedaços individuais de material de goma ten- do superfícies externas não-planas e curvas; resfriamento dos ditos pedaços formados de material de goma; e revestimento dos ditos pedaços individuais de material de goma com um revestimento duro.
Por fim a invenção revela um aparelho para a produção contínua de pedaços de material de goma com enchimento líquido de um cordão de material de goma com enchimento líquido, compreendendo um mecanismo de formação de tabletes do tipo de corrente, o dito mecanismo de formação de tabletes compreendendo um primeiro mecanismo de corrente rotativo, tendo uma primeira pluralidade de elementos de ranhura de matriz abertos no mesmo, e um segundo mecanismo de corrente rotativo, tendo uma se- gunda pluralidade de elementos de ranhura de matriz abertos no mesmo, as ditas primeira e segunda pluralidade de elementos de ranhura de matriz a- bertos formando cavidades de matriz fechadas (60) para cortar o dito cordão de material de goma e formando péletes individuais de material de goma com enchimento líquido. Os ditos elementos de ranhura de matriz abertos apresentar configurações não-planas e curvas, de modo que os ditos péletes individuais formados de material de goma com enchimento líquido têm confi- gurações externas não-planas e curvas, sendo convexa em relação ao pri- meiro e segundo plano ortogonal e côncava com relação a um terceiro plano mutuamente ortogonal com relação ao primeiro e segundo plano.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 ilustra, esquematicamente, um sistema de formação contínua de goma com enchimento líquido, de acordo com a presente inven- ção. A Figura 1A ilustra um sistema de revestimento para uso como parte dos presentes sistema e processo da invenção.
As Figuras 2, 2A e 2B ilustram o material de goma e os produtos em várias partes durante o processo. A Figura 3 ilustra um mecanismo para a formação de péletes do tipo corrente, para uso com a presente invenção. A Figura 4 é uma vista ampliada de uma parte do mecanismo de formação de corrente, como mostrado na Figura 3. A Figura 5 é uma vista ampliada de uma matriz de formação u- sada com a presente invenção.
As Figuras 6A, 6B e 6C ilustram vistas de topo, lateral e de ex- tremidade, respectivamente, de um produto de material de goma do tipo pé- lete com enchimento central, produzido de acordo com a presente invenção.
MELHORÍES) MODO(S) PARA REALIZAR A INVENÇÃO A Figura 1 é um diagrama esquemático ilustrando o método, o sistema e o aparelho de acordo com a presente invenção. O sistema mos- trado na Figura 1 é referido geralmente pelo número de referência 10. O sis- tema 10 inclui uma máquina extrusora 12, um mecanismo de enchimento central 14, um mecanismo dimensionador de cordão 16, uma mesa de rela- xação de cordão 18, um mecanismo de rolo de alimentação 20, um meca- nismo formador de pélete ou tablete 22, um mecanismo de transporte 24, um túnel ou mecanismo de resfriamento 26 e um recipiente de coleta 28. A máquina de extrusão 12 pode ser de qualquer tipo convencio- nal e inclui um mecanismo de enchimento de líquido 14. O mecanismo de enchimento de liquido é utilizado para inserir uma corrente de material líqui- do no centro do material de goma 15, na medida em que está sendo forma- do e extrudado pela máquina de extrusão. Os mecanismos para goma com enchimento central e outros produtos de confeitaria são conhecidos na téc- nica e nenhuma descrição adicional é aqui necessária.
Como mostrado na Figura 2, o material de goma 15 é extrudado em um cordão ou filamento contínuo tendo uma seção transversal geralmen- te circular. O material de goma 15 inclui um núcleo interno 30 de um material líquido ou em forma de geléia, bem como um núcleo externo 32 de um mate- rial de goma de mascar ou chicle de bola. Nesse aspecto, os produtos de goma centrais ou com enchimento líquido são aromatizados e têm, tipica- mente, uma consistência líquida ou em forma de xarope. O material de goma com enchimento central é formado em tabletes ou péletes individuais 80, como mostrado na seção transversal na Figura 2A, pelo mecanismo de for- mação 22. Uma casca dura multicamada 85 é subsequentemente aplicada a cada um dos tabletes 80, como mostrado na seção transversal na Figura 2B. O revestimento é aplicado de uma maneira convencional, tal como em um túnel ou mecanismo de revestimento 100, como mostrado na Figura 1A. O cordão de material de goma 15 é transportado para o meca- nismo de dimensionamento de cordão 16 de qualquer maneira usual. Se o mecanismo de extrusão 12 é posicionado imediatamente adjacente ao me- canismo dimensionador de cordão, o filamento do cordão 15 pode ser sim- plesmente inserido diretamente nos rolos de formação (como mostrado). Um mecanismo transportador convencional (não-mostrado) também pode ser utilizado. O mecanismo dimensionador de cordão 16 inclui uma série de pares de elementos de rolos em forma de polia 40. Os pares de elementos de rolos 40 são posicionados verticalmente com um rolo na parte de topo do outro. Na concretização mostrada na Figura 1, sete conjuntos de elementos de rolos 40 são proporcionados, embora deva-se entender que um número diferente de elementos de rolos podem ser proporcionados, como desejado.
Os elementos de rolos 40 são posicionados em um elemento de suporte 42 e a velocidade dos elementos de rolos é controlada por um painel de contro- le 44.
Os elementos de rolo 40 "dimensionam" o cordão ou filamento de material de goma 15, de modo que ele deixa a série de rolos com tama- nho e forma da seção transversal determinados, o que permite a entrada na máquina de formação de tabletes e de formação de péletes de goma com tamanho e peso particulares. Nesse aspecto, a série de elementos de rolos 40 reduz o diâmetro ou o tamanho do cordão de material extrudado 15, de uma seção transversal inicial de vários centímetros (polegadas) em diâmetro para uma seção transversal da ordem de 2,54 - 3,81 centímetros (1 -1 1/2 polegada) em diâmetro. O cordão de material é depois passado ao longo de uma mesa de relaxação 18. A mesa 18 tem uma série de sensores (não-mostrados), que medem a posição do cordão relaxado e ajustam, conseqüentemente, a velocidade do mecanismo de formação 22. Se os sensores indicam que a velocidade do cordão pela mesa é muito lenta, de modo que ocorre forma- ção de barriga, então a velocidade do mecanismo de formação é aumenta- da. Por outro lado, se os sensores indicam que a velocidade do cordão pela mesas é muito rápida, de modo que o cordão pode ficar esticado, então a velocidade do mecanismo de formação é diminuída. A função da mesa de relaxação 18 é, desse modo, para garantir que o cordão dimensionado de material mantém um tamanho e um diâmetro consistentes e uniformes. Des- sa maneira, tabletes de goma dimensionados uniformemente no mecanismo formador de tabletes vão ser produzidos. O cordão de material é depois alimentado a um mecanismo de rolo de alimentação 20, que define ainda os tamanhos e forma da seção transversal necessários do cordão de material para a formação de tabletes ou péletes e também ajuda a puxar o cordão de material e alimentá-lo às ranhuras da matriz. 0 mecanismo formador de tabletes 22 é posicionado em um e- lemento de mesa 50 ou em uma outra estrutura de suporte e inclui um par de elementos de matriz de corrente rotativos 52 e 54. Os elementos de ma- triz de corrente 52 e 54 são mecanismos de corrente sem-fim e ambos giram na mesma velocidade, por meio de um mecanismo de motor e engrenagens adequado (não-mostrado). Em particular, os mecanismos de corrente 52 e 54 são acionados por uma pluralidade de elementos de roda dentada 56A, 56B e 56C, como mostrado mais particularmente na Figura 4.
Cada um dos mecanismos de corrente 52 e 54 inclui uma plura- lidade de elementos de ranhura de matriz curvos abertos 53 e 55, respecti- vamente. Esses são mostrados em particular nas Figuras 4 e 5. Como mos- trado nos desenhos, os elementos de ranhura de matriz abertos 53 e 55 se unem de modo a formar cavidades de matriz 60, nas quais os pequenos pe- daços de material de goma (também conhecidos como péletes ou tabletes) são formados.
Os flanges de união 57 e 58 nos mecanismos de corrente 52 e 54, respectivamente, que são posicionados entre os elementos de ranhura de matriz abertos 53 e 55, encontram e fazem contato entre cada uma das cavidades das matrizes 60. Os flanges de união 57 e 58 cortam e vedam o cordão de material de goma com enchimento líquido naqueles pontos e for- mam pedaços de material de goma na cavidade da matriz 60. Nesse aspec- to, à medida que o cordão de material de goma é inserido nos elementos de corrente 52 e 54, convergem (para a esquerda como mostrado nas Figuras 3 - 5), o material de goma é formado em pedaços individuais posicionados na cavidade da matriz 60. Depois, quando os mecanismos de corrente 52 e 54 divergem, como indicado pelo número de referência 70 na Figura 4, os pe- daços formados de material de goma vão seguir o elemento de corrente infe- rior 54 e cair no elemento de calha 72 e no elemento transportador 24.
Os pedaços de tabletes individuais de material de goma com enchimento líquido 80 são depois transportados pelo mecanismo transporta- dor para o túnel de resfriamento 26, no qual são resfriados. Os pedaços res- friados do material de goma são depois alimentados ao recipiente de arma- zenamento 28, para condicionamento e processamento posterior. Nesse ponto, os pedaços resfriados de material de goma 80 também podem ser alimentados diretamente a um mecanismo de túnel de resfriamento, tal como um mecanismo de túnel rotativo 100.
Quer os pedaços de material de goma formado 80 sejam primei- ro armazenados ou transportados em um recipiente de armazenamento 28 ou alimentados diretamente a um túnel ou mecanismo de revestimento 100, os pedaços individuais de material de goma são submetidos a um processo de revestimento de açúcar ou desprovido de açúcar, para formar uma casca externa dura no material de goma com enchimento líquido. Os processos ou os mecanismos de revestimento desse tipo são conhecidos e não precisam de uma descrição adicional aqui. Em geral, o revestimento é aplicado em várias camadas finas de material, para formar uma superfície de qualidade acabada e revestida uniforme nos produtos de goma. O material de revesti- mento duro, que é, basicamente, compreendido de açúcar, maltitol, sorbitol ou similares, e aromatizante, é aspergido nos péletes de material de goma, na medida em que passam por um mecanismo de revestimento ou um túnel de revestimento 100 e são revolvidos e girados nele. Além disso, ar quente é circulado ou forçado no túnel ou mecanismo de revestimento, para secar cada uma das camadas sucessivas nos produtos formados.
Como mostrado na Figura 5, as superfícies superior e inferior 62 e 64, respectivamente, da cavidade 60 têm configurações curvas. Também, as superfícies 62 e 64 podem ser continuamente curvas, sem quaisquer par- tes ou áreas chatas ou planas, ou pelo menos com um mínimo de áreas cha- tas (de preferência, menos do que 10% da área superficial total de cada uma das superfícies 62 e 64). Isso se opõe às superfícies planas ou não-curvas 62A e 64A dos mecanismos de formação de tabletes e péletes convencio- nais. O produto de goma do tipo pélete formado resultante 80 é mos- trado em mais detalhes nas Figuras 6A - 6C. Nesse aspecto, uma vista em elevação de topo ou plana do tablete 80 é mostrada na Figura 6A, uma vista lateral na Figura 6B e uma vista pela extremidade na Figura 6C. Como mos- trado, as superfícies superior e inferior 82 e 84, respectivamente, do produto de goma com enchimento central formado têm configurações significativa- mente curvas.
As configurações curvas dos produtos de goma formados 80 impedem que os péletes grudem entre si, quando revestidos nas operações subseqüentes. As superfícies curvas ou não-planas 82,84, que fazem conta- to com as outras superfícies não-planas dos produtos de goma adjacentes nos mecanismos de revestimento proporcionam áreas de contato muito pe- quenas, impedindo a aderência dos péletes entre si.
Tipicamente, os péletes ou tabletes de goma formados 80 são condicionados de um dia para o outro, antes de serem revestidos. São ar- mazenados em um ambiente tendo uma baixa umidade inferior a 50 por cen- to e a uma baixa temperatura inferior a 15°C. Uma vez que os péletes de goma 80 são condicionados adequadamente, são depois introduzidos em um mecanismo de revestimento, no qual se aplica um revestimento multica- mada.
Com a presente invenção, um produto de três fases ou três ca- madas é formado, que tem um peso inferior a 2,0 gramas. As três camadas incluem uma parte central com enchimento líquido, uma camada interna de material de goma e um revestimento ou casca de confeito duro externo.
Ainda que a invenção tenha sido descrita em conjunto com uma ou mais concretizações, deve-se entender que os mecanismos e técnicas específicos, que foram descritos, são meramente ilustrativos dos princípios da invenção. Podem ser feitas várias modificações nos processos e nos apa- relhos descritos, sem que se afaste dos espírito e escopo da invenção, como definidos pelas reivindicações em anexo.