EA002248B1 - Система непрерывной переработки резиновой основы с охлаждающими башнями - Google Patents

Abstract

Изобретена система для автоматического охлаждения и дальнейшей переработки материалов основы жевательной резинки. Горячий, расплавленный материал основы жевательной резинки помещают в лотки с пленочным или порошковым покрытием (30), лотки захватывают промышленным роботом (40) и помещают в пару спиральных охлаждающих башен (44), где расплавленный материал охлаждается и затвердевает. Тот же самый или второй промышленный робот захватывает лотки с охлажденным материалом резиновой основы и транспортирует их к конечной площадке подмостий и переработки. Лотки с охлажденным материалом резиновой основы помещают на транспортерную систему или на поддоны для дальнейшей погрузки и переработки.

Description

Изобретение нацелено на улучшенную систему для непрерывной переработки основы жевательной резинки.

Сущность изобретения

Типично, что композиция жевательной резинки включает долю водорастворимого наполнителя, долю водонерастворимой основы жевательной резинки и долю типичных водонерастворимых ароматизирующих и вкусовых агентов. Водонерастворимая основа жевательной резинки, как правило, содержит эластомеры, растворители эластомеров, пластификаторы, воски, эмульгаторы и неорганические наполнители. Водорастворимая доля вместе с долей ароматизирующих и вкусовых агентов рассеивается за период времени жевания. Доля резиновой основы сохраняется во рту в течение всего процесса жевания.

Основу жевательной резинки так же, как и сам продукт, жевательную резинку, обычно производят методом дозировки, хотя могут быть использованы и непрерывные экструдеры. При методе дозировки обычно применяют смесители периодического действия с сигма лопаточками. Однако переработка с дозировкой имеет тенденцию высоких трудовых затрат и дает жевательные резинки с разной консистенцией.

После того как резиновая основа сформирована, к расплавленной массе добавляют эмульгаторы, такие как лецитин, умягчители, такие как глицерин или масло Вессона, кукурузную патоку и наполнители, такие как сахара и спирты сахаров. Потом добавляют ароматизирующие и вкусовые вещества, такие как ароматические масла и/или ароматизаторы, которые сушатся при распылении, а также подслащивающие вещества, при этом перемешивание продолжают до достижения гомогенной массы. После этого масса жевательной резинки охлаждается, а затем прокатывается, подрубается и упаковывается в конечный продукт.

Применение непрерывных экструдеров для изготовления основы жевательной резинки и конечного продукта жевательной резинки было разработано для упрощения и уменьшения затрат времени, требуемых для производства продуктов на основе резины и жевательной резинки. Процессы с непрерывной экструзией также понижают стоимость конечных продуктов и производят основу жевательной резинки и конечные резиновые продукты более однородного и консистентного качества.

Применение непрерывных экструдеров для получения конечного продукта жевательной резинки описано Иедабу и сотр. в патенте И.8. № 5135760, Ьекко и сотр. в патенте И.8. № 5045325 и Кгатег и сотр. в патенте И.8. № 4555407. Применение непрерывных экструдеров для производства основы жевательной резинки было описано, например, 8опд и сотр. в двух патентах И.8. № 5419919 и И.8. № 5486366.

Процессы непрерывного получения резиновой основы и основы жевательной резинки, являющиеся объектом изобретения этих патентов, как правило, предусматривают применение непрерывных экструдеров, таких как двухчервячный экструдер. Эти экструдеры могут быть со вращением червяков в одном направлении или в противоположных направлениях, с зацеплением или тангенциальные, в зависимости от требований и целей используемой системы. Типично эти экструдеры имеют несколько разных питательных вводов, через которые вводятся ингредиенты. Удлиненный червячный механизм внутри бочонков экструдера оснащен различными типами элементов. Непрерывные экструдеры, которые могут быть использованы для получения основы жевательной резинки или конечного продукта жевательной резинки, или обоих, включают экструдеры, изготовленные фирмами 1араи 81ее1 ^огкк, ΡνίδΙπχΐχ. ХУегпег & РДе1бегег Согр., \УТ8. Ви88 МГд. Сотр., Тодит апб Вакег Регкшз.

После того как резиновая основа получена способом дозировки или на непрерывном экструдере, расплавленную резиновую основу обычно заливают в лотки с пленочным или порошковым покрытием, которые затем отставляют в сторону для охлаждения. После охлаждения плиты или блоки резиновой основы отставляют в сторону или упаковывают в коробки для дальнейшего использования в процессах производства разных жевательных резинок. Хорошо известно, что продукт резиновой основы может быть использован для разных конечных резиновых продуктов, в зависимости от конечного состава жевательной резинки.

Способы переработки продуктов резиновой основы включают стадии по заполнению основы в лотки, транспортировке лотков на охлаждающую станцию, охлаждению горячего материала резиновой основы в лотках и переработки охлажденных пластин резиновой основы, и требуют трудовых и временных затрат. Обычно требуется несколько часов для достаточного охлаждения продукта резиновой основы, прежде чем можно будет обращаться с ним или его перерабатывать.

Главной целью данного изобретения является создание улучшенного способа и системы для получения, охлаждения и переработки продуктов резиновой основы. Другой целью данного изобретения является обеспечение улучшенных устройств и способов для охлаждения продукта резиновой основы, для того чтобы облегчить усовершенствованную конечную переработку.

Однако есть еще одна цель у данного изобретения, состоящая в обеспечении охлаждающим устройством для непрерывного охлаждения основы жевательной резинки и устройством для непрерывного автоматического перемещения ее от одной стадии к другой.

Эти и другие цели, выгоды и преимущества данного изобретения охватываются последующим описанием предпочтительного воплощения изобретения.

Краткое описание изобретения

Данное изобретение представляют собой усовершенствованную установку, способ и систему для переработки и охлаждения продуктов резиновой основы. Продукт резиновой основы, который получают предпочтительно при непрерывном экструзионном процессе, заполняют в лотки с пленочным или порошковым покрытием, помещаемые затем в автоматическую охлаждающую установку. Охлаждающая установка состоит из пары охлаждающих башен со спиральными транспортерами. После прохождения через эту установку на противоположном ее конце выходит охлажденный продукт резиновой основы. Затем охлажденный продукт резиновой основы автоматически устанавливают на подходящий транспортер или поддон таким образом, что он готов для дальнейшей переработки в процессе производства жевательной резинки.

Предпочтительно используют один или несколько программируемых роботов для автоматического размещения на исходной позиции лотков для заполнения, перемещения лотков с жидким продуктом жевательной резинки в спиральные охлаждающие башни, удаления охлажденного продукта из охлаждающей установки и укладывания отвержденного продукта для последующей обработки.

Другие выгоды, свойства и преимущества данного изобретения станут очевидными, исходя из последующего описания изобретения, из рассмотрения сопровождающих чертежей и из формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 приведена схематическая диаграмма автоматической системы переработки и охлаждения в соответствии с данным изобретением.

На фиг. 1А показан альтернативный вариант воплощения части системы, приведенной на фиг. 1.

На фиг. 2 приведен схематический вид сверху автоматической системы переработки и охлаждения в соответствии с данным изобретением.

На фиг. 3 приведена схема последовательности переработки материала при предпочтительном воплощении изобретения.

На фиг. 4 приведена схематическая диаграмма механизма для покрытия лотков пленками.

Лучший вариант(ы) воплощения изобретения

Данное изобретение особенно пригодно для переработки основы жевательной резинки, которая используется для получения конечных продуктов жевательной резинки. Вообще, данное изобретение предусматривает устройство, способ и систему для перемещения, охлаждения и дальнейшей переработки расплавленного продукта резиновой основы для того, чтобы облегчить его использование для получения конечного продукта жевательной резинки. В этом смысле должно быть понятно, что данное изобретение может быть использовано для перемещения, охлаждения и дальнейшей переработки продуктов резиновой основы, независимо от того, получена ли резиновая основа при процессе непрерывной экструзии, при общепринятом процессе дозировки или любым другим общепринятым способом.

При предпочтительном воплощении данного изобретения в изобретении используется процесс с непрерывной экструзией для получения основы жевательной резинки. В частности, при использовании в процессе непрерывного производства резиновой основы данное изобретение облегчает перемещение, охлаждение и дальнейшую переработку резиновой основы немедленно после экструзии из экструдера.

Схематические изображения системы, соответствующей данному изобретению, показаны на фиг. 1 и 2, где на фиг. 1 приведен общий вид сбоку, а на фиг. 2 - общий вид сверху. На фиг. 1А показан альтернативный вариант воплощения части системы. На фиг. 3 приведена схема последовательности ключевых стадий при предпочтительном воплощении изобретения, а на фиг. 4 показана система для покрытия лотков пленкой. На фигурах общая система обозначена номером 10.

Непрерывный экструдер 12 используют для получения продукта резиновой основы 14, который недолго хранят в накопительном баке 16. Жидкий продукт резиновой основы перекачивают с помощью насоса 20 через трубопровод 18 в поднятый бак 22. После этого материал перекачивают насосом 26 через трубопровод 24 на станцию заливки лотков, которая всегда обозначена номером 28. Материал резиновой основы 14 помещают в лотки с пленочным или порошковым покрытием 30, находящиеся на платформе 32.

При обычных процессах получения резиновой основы стандартными покрытиями для лотков являются порошковые материалы, такие как тальк, или покрытия лотков пластиковыми материалами, для того чтобы предотвратить прилипание расплавленного материала резиновой основы к лотку при ударе по нему, которое препятствует или затрудняет извлечение материала из лотков после затвердевания. В соответствии с предпочтительным воплощением данного изобретения лотки покрывают листами пластикового материала или, что более предпочтительно, пластиковые покрытия осуществляют питательным механизмом 140 и автоматически помещают в лотки с помощью промышленного робота. Это обсуждено более детально ниже в связи с фиг. 4.

Промышленный робот 40 автоматически захватывает отдельные лотки с материалом резиновой основы 30 или по одному, или парами и перемещает их к началу транспортерного механизма 42, который транспортирует лотки вовнутрь и через спиральное охлаждающее устройство 44.

В связи с этим, и как лучше показано на фиг. 2, робот 40 выполняет ряд операций 46, которые позволяют его вращающейся руке 48 захватывать лотки 30 с платформы 32 на станции В и передвигать их к началу транспортера 42 на станции С. Рука 48 имеет на конце захватный механизм 50, который позволяет роботу захватывать рукой и поднимать один или несколько лотков 30. Как показано на фиг. 1, робот 40 находится в процессе поднимания лотка 30' на станции В. Положение руки робота также показано штриховыми линиями под номерами 48' и 50' в положении размещения лотка 30' в начале транспортерного механизма 42 на станции С.

Также, в соответствии с данным изобретением пустые лотки перемещают в результате ряда операций 46 робота 40. Пустые лотки 52 показаны на станции А на фиг. 2 и устанавливаются на платформе или столе 54. Таким образом, при применении робот 40 поднимает пустые лотки 52 на станции А с платформы 54, перемещает их на позицию на станции В или на платформу или стол 32, где лотки заполняют материалом резиновой основы 14, а затем перемещает лотки на станцию С, где их помещают в начале транспортерного механизма 42 для вхождения в спиральное охлаждающее устройство 44.

Как указано выше, хотя на фигурах и указан непрерывный экструдер 12 для производства основы жевательной резинки 14, также понятно, что основа жевательной резинки может быть получена и при обычном процессе с дозировкой. При процессе с дозировкой расплавленный материал резиновой основы заливают в поднятый бак 22, а затем перекачивают насосом 26 в отдельные лотки 30 для охлаждения.

В соответствии с данным изобретением предпочтительно используют два спиральных охладителя 44 и 46 (фиг. 1). Как показано, охладители оснащены транспортерными механизмами спиральной формы 45 и 47, соответственно, которые транспортируют лотки 30 с материалом резиновой основы через башни 44 и 46, пока жидкая резиновая основа не остынет.

Спиральные ленточные охлаждающие башни этого типа можно приобрести у фирмы Т.1. \У1Шс Со. Обычно эти установки имеют ширину 20-30 футов и высоту в несколько этажей. Температуру внутри спиральных охладителей 44 и 46 предпочтительно поддерживают приблизительно на уровне от 30 до 60°Е, для того чтобы быстро охладить материал 14. Два спиральных транспортера 45 и 47 расположены смежно один с другим так, что материал резиновой основы перемещают вверх на первом спиральном транспортере 45 до верхней части второго транспортера (в точке Д), а затем перемещают вниз на втором спиральном транспортере 47, где лотки выходят в конце транспортерного механизма 60 для дальнейшей обработки. Это показано в виде станции Е на фигурах.

Когда лотки 30 выходят из спирального охладителя 46, материал резиновой основы находится в твердом состоянии. Время для прохождения лотка 30 с жидким материалом резиновой основы через спиральные охладители 44 и 46, то есть прохождения от точки С до точки Е, составляет приблизительно от 1 до 4 ч.

После того как охлажденный материал резиновой основы сходит со спирального транспортера 47 на станции Е, его автоматически обрабатывает второй промышленный робот 70. У робота 70 существует дуга или область операций 72. Робот 70 оснащен вращающейся рукой 74 и ручным ударяющим или захватывающим механизмом 76 на одном конце.

Предпочтительные роботы для применения в данном изобретении можно приобрести у разных производителей, например, у фирмы Еапис. В соответствии с данным изобретением возможно также использование одного робота для выполнения операций обоих роботов 40 и 70.

Робот 70 захватывает один или два лотка 30 с охлажденным и отвердевшим материалом резиновой основы и перемещает их на площадку подмостий А, где устанавливает их на платформу или стол 54. Присасывающиеся колпаки (не показаны) на конце руки 74 присасываются к отвердевшим блокам материала резиновой основы и извлекают их из лотков. Затем робот 70 перемещает блоки 79 на площадку подмостий Е, где укладывает их на поддоны 80, которые расположены на транспортерном механизме 82. Затем пустые лотки с платформы 54 робот 40 перемещает на площадку подмостий В, откуда их повторно используют.

Поддоны 80 сдвигают на исходную позицию. Механизм подмостий поддонов 84 подает поддоны на транспортерный механизм 82. После того, как поддоны заполнят определенным числом блоков 79 охлажденного материала резиновой основы, поддоны перемещают вдоль транспортерного механизма 82 на второй механизм транспортировки и подмостий 86. После того, как заполненные поддоны достигнут конца 88 транспортерного и обрабатывающего механизма 86, поддоны снимают для дальнейшей переработки с помощью подъемного механизма 90 и или их помещают на склад, или подвергают дальнейшей переработке в конечный продукт жевательную резинку.

Альтернативное воплощение для операций с индивидуальными блоками 79 охлажденного материала резиновой основы показано на фиг. 1А. При этом воплощении блоки охлажденного материала резиновой основы просто помещают на транспортер 100 с помощью робота 70, где блоки сразу обрабатывают и удаляют поотдельности для дальнейшего использования. В этом случае охлажденные блоки резиновой основы сразу направляют на участок конечной переработки жевательной резинки и размещают в смесителях дозировочного типа или заново нагревают и расплавляют и используют в непрерывном процессе получения жевательной резинки.

В общем случае, процесс, соответствующий данному изобретению, включает систему по производству резиновой основы или устройство (или непрерывный экструдер, или смеситель дозировочного типа), площадку для заполнения лотков, один или несколько промышленных роботов, одну или несколько охлаждающих башен для охлаждения и отверждения жидкого материала резиновой основы и площадку конечной обработки и хранения. Один из промышленных роботов используют для перемещения лотков с горячим материалом резиновой основы ко входу в первую спиральную башню, а второй промышленный робот используют для перемещения охлажденных лотков с материалом резиновой основы от выхода спирального транспортера к конечной площадке подмостий. На конечной площадке подмостий лотки с охлажденным материалом резиновой основы оказываются доступными для обработки разными путями, такими как помещение их по отдельности на конвейер, или погрузка на поддоны для последующей обработки с помощью подъемников или других машин.

Схема последовательности переработки материала, приведенная на фиг. 3, показывает ключевые свойства предпочтительного воплощения изобретения. Материал резиновой основы сперва экструдируют 110 и транспортируют 112 в поднятый бак (22). Лотки (30), которые устанавливают в исходную позицию 114 на загрузочной платформе (32), предпочтительно с помощью промышленного робота, и покрывают листами пластикового материала 116, заполняют 118 жидким материалом резиновой основы. Заполненные лотки помещают 120 с помощью робота в охлаждающий механизм и дают охладиться 122. Лотки, выходящие из охлаждающего механизма, с затвердевшим материалом резиновой основы перемещают 124 с помощью промышленного робота. Затем робот отделяет 126 блоки отвердевшего материала резиновой основы от лотков и укладывает 128 блоки на поддон, который ранее был выдвинут на подходящую позицию 130. Заполненные поддоны затем складируют 132 так, чтобы позднее материал резиновой основы было легко использовать при производстве конечного резинового продукта.

На фиг. 4 показан питательный механизм 140 для снабжения листами пластикового материала для покрытия пустых лотков. Пластиковый покровный материал находится на двух рулонах 142 и 144 материала и расположен на двух осях 143 и 145, соответственно. Материал 142 и 144 подают к механизму для разрезания 146, который нарезает материал рулонов на отдельные листы 142' и 144'. Затем пустые лотки 30 устанавливают в определенную позицию на платформе или столе 32 и покрывают пластиковыми листами 142' и 144'. В этом смысле листы можно сталкивать с рулонов материала вручную или с помощью робота 40. После того, как лотки покрыты листами пластикового материала, их заполняют материалом резиновой основы. Под действием веса материала листы покрытия принимают форму лотков.

Следует признать, что устройства, способы и системы данного изобретения могут быть осуществлены в разных формах воплощения, только часть из которых была проиллюстрирована и описана выше. Изобретение может быть воплощено в других формах без отклонения от духа и охвата изобретения. Описанные воплощения изобретения следует рассматривать во всех отношениях только как иллюстративные, но не как ограничительные, и охват данного изобретения определяется скорее формулой изобретения, чем предыдущим описанием. Все изменения, которые появляются в смысле и в области эквивалентности пунктов изобретения, следует включать внутри их охвата.

Claims (12)

1. Способ переработки материалов основы жевательной резинки, состоящий из стадий получения материала резиновой основы 14 в жидком виде с помощью непрерывного экструдера 12;

заполнения жидкого материала резиновой основы 14 во множество контейнеров 30;

загрузки контейнеров 30 в охлаждающее устройство 44, 46 на время и при температуре достаточных для охлаждения и затвердевания материала резиновой основы, причем охлаждающее устройство включает пару смежных спиральных транспортерных устройств, действующих совместно один с другим, первое траспортерное устройство 45 транспортирует контейнеры вверх по спиральному пути, при этом они охлаждаются воздухом, а второе транспортерное устройство 47 транспортирует контейнеры вниз по спиральному пути, при этом они также охлаждаются воздухом, и перемещения контейнеров с охлажденным материалом резиновой основы от вышеуказанного охлаждающего устройства к площадке подмостий Е, Е.

2. Способ, согласно п.1, при котором контейнеры помещают в охлаждающее устройство с помощью роботного механизма 40.

3. Способ, согласно п.1, при котором контейнеры 30 с охлажденным материалом резиновой основы перемещают от охлаждающего устройства к площадке подмостий с помощью роботного механизма 70.

4. Способ, согласно п.1, который дополнительно включает стадию размещения контейнеров с охлажденным материалом резиновой основы на поддонах 80 на площадке подмостий.

5. Способ, согласно п.1, который дополнительно включает стадию размещения контейнеров с охлажденным материалом резиновой основы на транспортерном устройстве 60, 82 на площадке подмостий.

6. Способ, согласно п.1, который дополнительно включает стадию помещения защитных покровных листов 142', 144' в контейнеры до их заполнения жидким материалом резиновой основы.

7. Способ, согласно п.6, при котором защитный покровный материал подают автоматически, по крайней мере, одним питательным механизмом 140 для подачи листов пластикового материала.

8. Способ, согласно п.1, который дополнительно включает стадию извлечения охлажденного материала резиновой основы из контейнеров с помощью роботного механизма 70.

9. Способ, согласно п.1, при котором контейнеры включают металлические лотки и покрыты листами пластикового материала 142', 144'.

10. Способ, согласно п.8, при котором охлажденный материал резиновой основы извлекают из контейнеров с помощью вакуумного присасывания.

ϋ

40 42 44 45 47 46 60

Фиг. 1

11. Система для переработки и охлаждения материала резиновой основы, включающая непрерывный экструдер 12;

две спиральные охлаждающие башни 44, 46, расположенные рядом с экструдером, для приема и охлаждения контейнеров с жидким материалом резиновой основы 14, экструдированным из экструдера;

питательный механизм 140, размещенный рядом с экструдером или с непрерывным экструдером, для помещения защитного покровного материала 142', 144' в контейнеры 30, которые заполняют жидким материалом резиновой основы до того, как их вводят в охлаждающие башни;

пару охлаждающих башен, включающую первую охлаждающую башню 44, в которой заполненные контейнеры с материалом резиновой основы транспортируют по восходящему спиральному пути, в то время как на контейнеры и материал внутри них воздействует охлаждающий воздух, и вторую охлаждающую башню 46, в которой заполненные контейнеры с материалом резиновой основы транспортируют по нисходящему спиральному пути, при этом на контейнеры и материал внутри них воздействует охлаждающий воздух, и роботного механизма 70 для транспортировки заполненных контейнеров 30 с материалом резиновой основы от второй охлаждающей башни к последующей площадке подмостий.

12. Система, согласно п.11, в которой роботный механизм 70 удерживает контейнеры в их нормальном прямом положении и извлекает материал резиновой основы из контейнеров с помощью вакуумного присасывания.