ES2197181T3

ES2197181T3 - Procedimiento de fabricacion continuo de goma de mascar utilizando goma reelaborada.

Info

Publication number: ES2197181T3
Application number: ES95306438T
Authority: ES
Inventors: Joo H. Song; Christafor E. Sundstrom; David W. Record; Donald J. Townsend; Kevin B. Broderick; Philip G. Schnell
Original assignee: WM Wrigley Jr Co
Current assignee: WM Wrigley Jr Co
Priority date: 1995-09-13
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 2004-01-01
Anticipated expiration: 2015-09-13
Also published as: DE69530584T2; DE69530584D1; DK0763331T3; EP0763331B1; EP0763331A1

Abstract

SE PRESENTA UN METODO PARA PRODUCIR DE FORMA CONTINUA UNA COMPOSICION DE GOMA DE MASCAR QUE COMPRENDE LOS PASOS DE AÑADIR DE FORMA CONTINUA INGREDIENTES FRESCOS DE GOMA DE MASCAR AL INTERIOR DE UNA MEZCLADOR CONTINUA; EXPONER LOS INGREDIENTES FRESCOS DE GOMA DE MASCAR A UNA MEZCLA CONTINUA DENTRO DE LA MEZCLADORA, MEDIANTE LO CUAL SE FORMA UNA COMPOSICION DE GOMA DE MASCAR; DESCARGAR DE FORMA CONTINUA LA COMPOSICION DE GOMA DE MASCAR DESDE LA MEZCLADORA CONTINUA MIENTRAS QUE LOS INGREDIENTES FRESCOS DE GOMA DE MASCAR CONTINUAN SIENDO INTRODUCIDOS Y MEZCLADOS DENTRO DE LA MEZCLADORA; Y AÑADIR UNA PARTE DE LA COMPOSICION DE GOMA DE MASCAR PREVIAMENTE PRODUCIDA A LA MEZCLADORA Y MEZCLAR LA PARTE DE GOMA DE MASCAR PREVIAMENTE PRODUCIDA CON LOS INGREDIENTES FRESCOS DE LA GOMA DE MASCAR QUE SE AÑADEN DE FORMA CONTINUA A LA MEZCLADORA Y SE MEZCLAN PARA FORMAR LA COMPOSICION DE GOMA DE MASCAR.

Description

Procedimiento de fabricación continuo de goma de mascar utilizando goma reelaborada.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación en continuo de goma de mascar que usa goma reelaborada que no requiere la fabricación separada de una goma de mascar base.

En un procedimiento convencional de fabricación de goma de mascar, para mezclar los ingredientes de la goma de mascar se usa un mezclador de cuchillas Sigma de doble brazo. Para fabricar la goma se mezclan durante 5 a 20 minutos la goma base; agentes de voluminosidad, tales como azúcar o sorbitol para goma sin azúcar; líquidos, tales como sorbitol en jarabe o líquido; ablandadores, tales como glicerina y lecitina; y saborizantes.

La masa de goma caliente, similar a una pasta, se separa del mezclador y se añade a una amasadora desde la que se impele o se lamina en una cinta o ristra que se conforma en pedacitos, nódulos, cuentas o barras. Después de enfriar, la goma en nódulos se reviste, pero las otras formas se envuelven en máquinas de envolver de alta velocidad. Durante este procedimiento, algunas gomas no son adecuadas para envolver o algunas gomas envueltas no son adecuadas para la venta. El producto de goma puede llegar a dañarse durante el amasado, enfriamiento, transferencia o envoltura, o el producto envuelto puede no que no sea empaquetado adecuadamente. Todas estas gomas se llaman gomas reelaboradas o recicladas.

Como aparece en el artículo de Karl Heinz Rent, en Food Manufacture vol. 62 (1987) nº 9 página 47.650, titulado ``Extrusion does chewing gum pass the taste test?'', en procedimientos de extrusión se han experimentado dificultades en el uso de goma de mascar reelaborada.

Sorprendentemente, se ha encontrado que en la fabricación de goma, la goma reelaborada envejecida añadida a un mezclador de goma no solo permite la eliminación del desecho, sino que también mejora la textura de la goma para la manipulación y ayuda a estabilizar la textura durante el almacenaje. La goma reelaborada envejecida, si un día ha de envejecer o durar más tiempo, tiene el efecto de mejorar la textura al hacerla ligeramente más resistente para la manipulación en laminación, enfriamiento y envoltura.

Convencionalmente, la goma de mascar base y los productos de goma de mascar se han fabricado usando mezcladores separados, diferentes tecnologías de mezcladura y, a menudo, en diferentes fábricas. Una razón para esto es que las condiciones óptimas para fabricar la goma base, y para fabricar goma de mascar a partir de goma base y otros ingredientes, tales como edulcorantes y saborizantes, son tan diferentes que se ha hecho impracticable integrar ambas labores. Por otra parte, la fabricación de goma de mascar base puede implicar la mezcladura dispersiva (a menudo con alta cortadura) de ingredientes difíciles de mezclar, tales como un elastómero, material de carga, plastificante elastómero, ablandadores/emulsionantes básicos y, a veces, cera, y típicamente requiere largos tiempos de mezcladura. Por otra parte, la fabricación de un producto de goma de mascar puede implicar la combinación de goma base con ingredientes más delicados, tales como ablandadores del producto, edulcorantes de voluminosidad, edulcorantes de alta intensidad y agentes saborizantes, que usan mezcladura distributiva (generalmente con cortadura más baja), durante periodos más cortos.

Con el fin de mejorar la eficiencia de la fabricación de la goma base y la goma producto, se tiende hacia la fabricación en continuo de bases y productos de goma de mascar. La patente de EE.UU. Nº 3.995.064, expedida a Ehrgott et al., describe la fabricación en continuo de goma base usando una secuencia de mezcladores o un único mezclador variable. La patente de EE.UU. Nº 4.459.311, expedida a DeTora et al., también describe la fabricación en continuo de goma base usando una secuencia de mezcladores. Otros procedimientos de fabricación en continuo de goma base se describen en la publicación de patente europea Nº 0.273.809 (General Foods France) y en la publicación de patente francesa Nº 2.635.441 (General Foods France).

La patente de EE.UU. Nº 5.045.325, expedida a Lesko et al., y la patente de EE.UU. Nº 4.555.407, expedida a Kramer et al., describen procedimientos para la producción en continuo de productos de goma de mascar. Sin embargo, en cada caso inicialmente se prepara la goma base y se añade sencillamente al proceso. La patente de EE.UU. Nº 4.968.511, expedida a D'Amelia et al., describe un producto de goma de mascar que contiene ciertos polímeros vinílicos que se pueden producir en un procedimiento directo de una etapa que no requiere la fabricación separada de goma base. Sin embargo, la descripción se enfoca sobre procedimientos de mezcladura por tandas, que no tienen la eficiencia y la consistencia de producto conseguidas con la mezcladura en continuo. También, los procedimientos en una sola etapa se limitan a gomas de mascar que contienen bases no convencionales que carecen de elastómeros y otros ingredientes críticos. Por otra parte, en estos procedimientos no se toman medidas para usar goma reelaborada o reciclada.

Con el fin de simplificar y minimizar el coste de fabricación de goma de mascar, en la industria de goma de mascar hay necesidad o deseo de un sistema en continuo para fabricar goma de mascar que pueda usar la goma reelaborada que, convencionalmente, se añade al mezclador por tandas de cuchillas Sigma. Incluso más beneficioso sería un procedimiento integrado de fabricación en continuo que tenga la capacidad de combinar ingredientes de goma de mascar base, otros ingredientes de goma de mascar y goma reelaborada en un único mezclador, que se puede usar para fabricar una amplia variedad de gomas de mascar.

En una realización, la presente invención proporciona un método de fabricación en continuo de goma de mascar que no requiere fabricación separada de goma de mascar base, que comprende:

(a): añadir al mezclador continuo de alta eficiencia al menos una porción de un elastómero y un material de carga, y mezclar entre sí el elastómero y el material de carga en el mezclador continuo;

(b): añadir al mezclador continuo al menos una porción de un edulcorante, al menos un saborizante y una porción de una composición de goma de mascar previamente producida, y mezclar al menos dichos edulcorante, elastómero saborizante, material de carga y composición de goma de mascar previamente producida;

(c): añadir al mezclador continuo cualquier ingrediente restante, y mezclarlo con al menos el elastómero, material de carga, edulcorante, saborizante y composición de goma previamente producida, añadidos en la etapa (b); y

(d): descargar en continuo la goma de mascar del mezclador continuo, mientras que los ingredientes de nueva aportación de la goma de mascar continúan siendo introducidos y mezclados dentro del mezclador;

en el que dicha operación de adición y mezcladura se completa totalmente en un único mezclador continuo de alta eficiencia.

Un mezclador continuo de alta eficiencia es aquel que es capaz de proporcionar una mezcladura completa en una distancia o longitud del mezclador relativamente corta. Esta distancia (aquí abreviadamente como ``L'') se expresa como una relación de la longitud de una particular región activa del tornillo mezclador, que se compone de elementos mezcladores, dividida por el diámetro máximo (aquí abreviadamente como ``D'') del tambor mezclador en esta región activa. Un método preferido de la invención comprende realizar las siguientes etapas de mezcladura en un mezclador continuo:

(a): añadir y mezclar completamente en un mezclador continuo al menos una porción de ingredientes de goma de mascar base (elastómero, plastificante elastómero, material de carga, etc.), usando una L/D de no más que aproximadamente 25;

(b): añadir al menos una porción de los restantes (no básicos) ingredientes de goma de mascar (edulcorantes, saborizantes, ablandadores, goma reelaborada, etc.) y mezclar cuidadosamente en el mismo mezclador estos ingredientes con la goma base, usando una L/D de no más que aproximadamente 15; y

(c): completar suficientemente en el mismo mezclador la operación completa de adición y mezcladura, para que los ingredientes sean como una masa de goma de mascar sustancialmente homogénea, usando una L/D total de no más que aproximadamente 40.

Se prefiere que los ingredientes de goma de mascar base se añadan y mezclen completamente aguas arriba de los restantes ingredientes de goma de mascar, y que los restantes ingredientes y la goma reelaborada se añadan completamente aguas abajo, para mezclarlos con la goma base ya mezclada. Lo más preferiblemente, la goma reelaborada se añade al mismo tiempo que el edulcorante de voluminosidad. Sin embargo, la invención también incluye aquellas variaciones en las que se puede añadir aguas abajo una porción de los ingredientes ingredientes de la goma base, con o después de algunos de los restantes ingredientes, y/o en las que una porción de los ingredientes restantes (no básicos) se añaden aguas arriba, con o antes de algunos de los ingredientes básicos.

La invención tiene la ventaja de que la goma de mascar se puede fabricar eficientemente sobre una base continua. La goma reelaborada o reciclada se puede utilizar y no necesita ser desechada, tanto si es goma inservible de las operaciones de empaquetado posteriores, como goma sobrante. En un procedimiento preferido, la fabricación completa de goma base y de goma, que usa la goma reelaborada, también se realiza en un mezclador. Esto reduce la inversión de capital en equipos y, también, los costes de mano de obra, en comparación con los procedimientos convencionales de fabricación de goma. En el procedimiento preferido, hay una mayor consistencia de producto, menor historia térmica y, por ello, menor degradación térmica, y menor contaminación, que con la goma de mascar fabricada con procedimientos convencionales.

Inesperadamente, se ha descubierto también que la adición de goma reelaborada reduce la temperatura de la goma fabricada en el mezclador continuo. Esto aumenta además la ventaja de una degradación térmica menor.

Lo precedente y otras ventajas de la invención se pondrán de relieve después a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas actualmente, leída en conjunción con los ejemplos y dibujos que se acompañan.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista parcial en despiece ordenado de un mezclador Buss de alta eficiencia, preferido, usado para practicar el método preferido de la invención, que representa una disposición de un tambor mezclador y un tornillo mezclador.

La Figura 2A es una vista en perspectiva de un elemento de tornillo usado en el lado de aguas arriba de un conjunto de un anillo de restricción, en una configuración preferida de un mezclador de alta eficiencia.

La Figura 2B es una vista en perspectiva de un elemento de tornillo usado en el lado de aguas abajo del conjunto de un anillo de restricción, en una configuración preferida de un mezclador de alta eficiencia.

La Figura 2C es una vista en perspectiva de un conjunto de un anillo de restricción, en una configuración preferida de un mezclador de alta eficiencia.

La Figura 3 es una vista en perspectiva que muestra el posicionado relativo de los elementos de las Figuras 2A, 2B y 2C, en una configuración preferida de un mezclador de alta eficiencia.

La Figura 4 es una vista en perspectiva de un elemento de tornillo mezclador de baja cortadura usado en una configuración preferida de un mezclador de alta eficiencia.

La Figura 5 es una vista en perspectiva de un elemento de tornillo mezclador de alta cortadura usado en una configuración preferida de un mezclador de alta eficiencia.

La Figura 6 es una vista en perspectiva de un elemento de diente de tambor usado en una configuración preferida de un mezclador de alta eficiencia.

La Figura 7 es un diagrama esquemático de una disposición preferida de dientes de un tambor mezclador y accesos para alimentación de ingredientes, usados para practicar una realización de la invención.

La Figura 8 es un diagrama esquemático de una configuración preferida de tornillo mezclador, usada en conjunción con la Figura 7.

La Figura 9 es un diagrama esquemático de una disposición relativa del equipo usado para practicar una realización preferida de la invención.

La Figura 10 es un diagrama esquemático de una configuración preferida de tornillo mezclador, usada en la disposición de la Figura 9.

Descripción detallada de los dibujos y realizaciones preferidas actualmente

Como se usa aquí, la expresión ``goma de mascar'' también incluye chicle de globo y similares. Todos los porcentajes son porcentajes en peso, salvo que se especifique otra cosa.

Debido a que la realización preferida de la invención usa un mezclador de alta eficiencia conocido como mezclador de cuchillas y dientes, y utiliza la fabricación en un mezclador de la goma base así como de la composición de goma de mascar, se comentará primero la fabricación total de goma de mascar, usando un único mezclador continuo de alta eficiencia, sin requerir la fabricación separada de goma de mascar base. La fabricación total de goma de mascar usando un mezclador continuo se describe, posteriormente, en la patente de EE.UU. Nº 5543160, presentada el 22 de diciembre de 1964. La solicitud anterior se incorpora aquí como referencia.

El método de la presente invención se puede realizar ventajosamente usando un mezclador continuo cuyo tornillo mezclador esté compuesto principalmente por elementos mezcladores dispuestos con precisión, con solamente una fracción menor de elementos de transporte simples. Un mezclador preferido es un mezclador de cuchillas y dientes ejemplarizado en la Figura 1. Un mezclador de cuchillas y dientes usa una combinación de cuchillas mezcladoras rotativas configuradas selectivamente y dientes de tambor estacionarios, para proporcionar una mezcladura eficiente en una distancia relativamente corta. Un mezclador de cuchillas y dientes comercialmente disponible es la amasadora Buss, fabricada en Suiza por Buss AG, y disponible en Buss America, situada en Bloomingdale, Illinois.

Con referencia a la Figura 1, un mezclador 100 de cuchillas y dientes preferido actualmente incluye un único tornillo mezclador 120 que gira dentro de un tambor 140 que, durante el uso, generalmente está cerrado y rodea completamente al tornillo mezclador 120. El tornillo mezclador 120 incluye un eje 122 generalmente cilíndrico y tres filas de cuchillas mezcladoras 124 dispuestas en situaciones espaciadas uniformemente alrededor del eje 122 del tornillo (siendo visibles en la Figura 1 solamente dos de las filas). Las cuchillas mezcladoras 124 sobresalen radialmente hacia afuera del eje 122, con lo que cada una parece la cuchilla de un eje.

El tambor mezclador 140 incluye un alojamiento interno 142 del tambor que, generalmente, es cilíndrico cuando el tambor 140 está cerrado alrededor del tornillo 120, durante la operación del mezclador 100. En situaciones espaciadas uniformemente alrededor del eje 122 del tornillo están dispuestas tres filas de dientes estacionarios 144, y sobresalen radialmente hacia adentro del alojamiento 142 del tambor. Los dientes 144 generalmente tienen forma cilíndrica, y pueden tener extremos 146 redondeados o biselados.

El tornillo mezclador 120 con cuchillas 124 gira dentro del tambor 140 y es movido por un motor 201 de velocidad variable (Figura 9). Durante la rotación, el tornillo mezclador 120 también se mueve hacia adelante y hacia atrás en una dirección axial, lo que crea una combinación de mezcladura rotacional y axial que es altamente eficiente. Durante la mezcladura, las cuchillas mezcladoras 124 pasan continuamente entre los dientes estacionarios 144, a pesar de todo las cuchillas y los dientes nunca se tocan entre sí. También, los bordes radiales 126 de las cuchillas 124 nunca tocan la superficie interna 142 del tambor, y los extremos 146 de los dientes 144 nunca tocan el eje 122 del tornillo mezclador.

Las Figuras 2-6 representan varios elementos de tornillo que se pueden usar para configurar para un uso óptimo el tornillo mezclador 120. Las Figuras 2A y 2B representan elementos de tornillo 20 y 21, que se usan en conjunción con un conjunto de anillo de restricción. Cada uno de los elementos de tornillo 20 y 21 incluye una superficie externa 22 cilíndrica, una pluralidad de cuchillas 24 que se proyectan hacia afuera de la superficie 22, y una abertura interna 26 con una ranura 28 para recibir y engranar un eje (no se muestra) de un tornillo mezclador. El segundo elemento de tornillo 21 es, aproximadamente, el doble de largo que el primer elemento de tornillo 20.

La Figura 2C representa un conjunto de anillo de restricción 30 usado para crear una contrapresión en situaciones seleccionadas a lo largo del tornillo mezclador 120. El conjunto de anillo de restricción 30 incluye dos mitades 37 y 39 montadas en el alojamiento 142 del tambor, mitades que se engranan durante el uso para formar un anillo cerrado. El conjunto de anillo de restricción 30 incluye un aro externo 32 circular, un anillo interno 34 cortado oblicuamente según se muestra, y una abertura 36 en el anillo interno que recibe, pero no toca, los elementos de tornillo 20 y 21 montados en el eje del tornillo. Las aberturas de montaje 35 en la superficie 32 de ambas mitades del conjunto de anillo de restricción 30 se usan para montar las mitades al alojamiento 142 del tambor.

La Figura 3 representa la relación, durante la operación, entre el conjunto de anillo de restricción 30 y los elementos de tornillo 20 y 21. Cuando el tornillo mezclador 120 gira dentro del tambor 140, y se mueve alternativamente según el eje, las holguras entre los elementos de tornillo 20 y 21 y el anillo interno 34 proporcionan los medios primarios de paso de material desde un lado al otro del conjunto de anillo de restricción 30. El elemento de tornillo 20 del lado de aguas arriba del conjunto de anillo de restricción incluye una cuchilla 27 modificada que permite la holgura del anillo interno 34. Generalmente, el otro elemento de tornillo 21 se pone aguas abajo del conjunto de anillo de restricción 30, y tiene una hoja extrema (no visible) que se mueve muy cerca y limpia por frotamiento la superficie opuesta del anillo interno 34.

Las holguras entre las superficies externas 22 de los elementos de tornillo 20 y 21 y el anillo interno 34 del conjunto de anillo de restricción 30, que pueden variar y preferiblemente son del orden de 1-5 mm, determinan en una amplia extensión el aumento de presión que se producirá en la región de aguas arriba del conjunto de anillo de restricción 30 durante la operación del mezclador 100. Se debe advertir que el elemento de tornillo de aguas arriba 20 tiene una L/D de aproximadamente 1/3, y el elemento de tornillo de aguas abajo 21 tiene una L/D de aproximadamente 2/3, dando como resultado para los elementos de tornillo una L/D total de aproximadamente 1,0. El conjunto de anillo de restricción 30 tiene una L/D más pequeña, de aproximadamente 0,45, que coincide con la L/D de los elementos de tornillo 20 y 21, que se engranan uno en otro pero no tocan el conjunto de anillo de restricción.

Las Figuras 4 y 5 representan los elementos mezcladores o ``amasadores'' que realizan la mayoría del trabajo de mezcladura. La diferencia primaria entre el elemento mezclador 40 de cortadura más baja de la Figura 4, y el elemento mezclador 50 de cortadura más alta de la Figura 5, es el tamaño de las cuchillas mezcladoras que se proyectan hacia afuera de los elementos mezcladores. En la Figura 5, las cuchillas mezcladoras 54 de cortadura más alta que se proyectan hacia afuera desde la superficie 52 son más anchas y más gruesas que las cuchillas mezcladoras 44 de cortadura más baja que se proyectan hacia afuera de la superficie 42 en la Figura 4. Para cada uno de los elementos mezcladores 40 y 50, las cuchillas mezcladoras están dispuestas en tres filas espaciadas circunferencialmente, según se explicó antes con respecto a la Figura 1. El uso de cuchillas mezcladoras 54 más gruesas en la Figura 5 significa que hay menos distancia axial entre las cuchillas y también menos holgura entre las cuchillas 54 y los dientes estacionarios 144, ya que el tornillo 120 gira y se mueve alternativamente según el eje (Figura 1). Esta reducción de la holgura intrínsecamente provoca una cortadura más alta en la proximidad de los elementos mezcladores 50.

La Figura 6 representa un diente estacionario 144 único separado del tambor 140. El diente 144 incluye una base roscada 145 que permite la fijación en situaciones seleccionadas a lo largo del eje interno 142 del tambor. También es posible configurar algunos de los dientes 144 como accesos para inyección de líquidos, proporcionándoles aberturas con el centro hueco.

La Figura 7 es una vista esquemática que muestra una configuración del tambor preferida, que incluye una disposición preferida de dientes de tambor 144. La Figura 8 es una vista esquemática correspondiente, que representa una configuración preferida de tornillo mezclador. El mezclador 200, cuya configuración preferida se representa en las Figuras 7 y 8, tiene una L/D de mezcladura activa global de aproximadamente 19.

El mezclador 200 incluye una zona de alimentación inicial 210 y cinco zonas de mezcladura 220, 230, 240, 250 y 260. Las zonas 210, 230, 240, 250 y 260 incluyen cinco posibles accesos amplios de alimentación 212, 232, 242, 252 y 262, respectivamente, que se pueden usar para añadir al mezclador 200 los ingredientes principales (por ejemplo, sólidos). Las zonas 240 y 260 también están configuradas con accesos más pequeños de inyección de líquidos 241, 243, 253, 261, 263, 264, 265, 266, 267 y 268, que se usan para añadir ingredientes líquidos. Los accesos para inyección de líquidos 241, 243, 253, 261, 263, 264, 265, 266, 267 y 268, incluyen dientes de tambor 144 especiales formados con centros huecos, según se explicó antes. Como tales, las posiciones de los accesos más pequeños para inyección de líquidos se pueden cambiar fácilmente. También, durante una operación particular de fabricación de goma no se necesitan usar todos los accesos para inyección. En ese caso, se usarán dientes de tambor normales en la situación marcada en la Figura 7 como acceso para inyección de líquidos. Para medir las temperaturas del producto dentro del mezclador, también se pueden usar sensores de temperatura sobre algunos dientes de tambor 144.

Con referencia a la Figura 7, preferiblemente los dientes de tambor 144 están presentes en la mayoría o en todas las situaciones disponibles, y en las tres filas, como se muestra.

Con referencia a la Figura 8, se representa esquemáticamente como sigue una configuración preferida del tornillo mezclador 120 para algunos productos de goma de mascar. La zona 210, que es la zona inicial de alimentación, está configurada con una L/D de aproximadamente 1-1/3 con elementos de baja cortadura, tal como el elemento 40 que se muestra en la Figura 4. La L/D de la zona inicial de alimentación 210 no se cuenta como parte del activo global de mezcladura L/D de 19, comentado antes, porque su propósito es principalmente transportar ingredientes a las zonas de mezcladura.

La primera zona de mezcladura 220 está configurada, de izquierda a derecha (Figura 8), con dos elementos mezcladores 40 de baja cortadura (Figura 4) seguidos con dos elementos 50 de alta cortadura (Figura 5). Los dos elementos mezcladores de baja cortadura contribuyen a la L/D de mezcladura con aproximadamente 1-1/3, y los dos elementos mezcladores de alta cortadura contribuyen a la L/D de mezcladura con aproximadamente 1-1/3. La zona 220 tiene una L/D de mezcladura total de aproximadamente 3,0, incluyendo la parte final cubierta por un conjunto de anillo de restricción 30 de 57 mm, con elementos de tornillo 20 y 21 cooperantes (no designados separadamente en la Figura 8).

El conjunto 30 de anillo de restricción con elementos de tornillo 20 y 21 cooperantes, que fluctúa entre el final de la primera zona de mezcladura 220 y el comienzo de la segunda zona de mezcladura 230, tiene una L/D combinada de aproximadamente 1,0, parte de la cual está en la segunda zona 230 de mezcladura. Luego, se configura la zona 230, de izquierda a derecha, con tres elementos mezcladores 40 de baja cortadura y 1,5 elementos mezcladores 50 de alta cortadura. Los tres elementos de baja cortadura contribuyen a la L/D de mezcladura con aproximadamente 2,0, y los 1,5 elementos mezcladores de alta cortadura contribuyen a la L/D de mezcladura con aproximadamente 1,0. La zona 230 tiene una L/D de mezcladura total de aproximadamente 4,0.

Fluctuando entre el final de la segunda zona de mezcladura 230 y el comienzo de la tercera zona de mezcladura 240 hay un conjunto de anillo de restricción 30 de 60 mm con elementos de tornillo 20 y 21 cooperantes que tienen una L/D de aproximadamente 1,0. Luego, se configura la zona 240, de izquierda a derecha, con 4,5 elementos mezcladores 50 de alta cortadura que contribuyen con una L/D de mezcladura de aproximadamente 3,0. La zona 240 también tiene una L/D de mezcladura total de aproximadamente 4,0.

Fluctuando entre el final de la tercera zona de mezcladura 240 y el comienzo de la cuarta zona de mezcladura 250 hay otro conjunto de anillo de restricción 30 de 60 mm con elementos de tornillo cooperantes que tiene una L/D de aproximadamente 1,0. Luego, el resto de la cuarta zona de mezcladura 250 y la quinta zona de mezcladura 260 se configuran con once elementos mezcladores 40 de baja cortadura que contribuyen a la L/D de mezcladura con aproximadamente 7?. La zona 250 tiene una L/D de mezcladura total de aproximadamente 4,0, y la zona 260 una L/D de mezcladura total de aproximadamente 4,0.

Antes de explicar donde se añaden los diversos ingredientes de goma de mascar al mezclador continuo 200, y cómo se mezclan, es útil comentar la composición de las gomas de mascar típicas que se pueden fabricar usando el método de la invención. Generalmente, una goma de mascar incluye una porción de voluminosidad soluble en agua, una porción de goma de mascar base insoluble en agua, y uno o más agentes saborizantes. La porción soluble en agua se disipa en un cierto periodo de tiempo durante la masticación. La porción de goma base se retiene en la boca a través del proceso de masticación.

Generalmente, la goma base insoluble incluye elastómeros, plastificantes (resinas) elastómeros, grasas, aceites, ceras, ablandadores y materiales inorgánicos de carga. Los elastómeros pueden incluir poli(isobutileno), copolímero de isobutileno-isopreno, copolímero de estireno y butadieno y latices naturales, tales como chicle. Las resinas pueden incluir poli(acetato de vinilo) y resinas terpénicas. El poli(acetato de vinilo) de bajo peso molecular es una resina preferida. Las grasas y aceites pueden incluir grasas animales tales como manteca de cerdo y sebo, aceites vegetales tales como aceites de soja y de algodón, aceites vegetales hidrogenados y parcialmente hidrogenados, y mantequilla de cacao. Las ceras usadas comúnmente incluyen ceras del petróleo tales como parafina y cera microcristalina, ceras naturales tales como cera de abejas, candelia, carnauba y cera polietílénica.

Típicamente, la goma base también incluye un componente de carga tal como carbonato cálcico, carbonato magnésico, talco, fosfato dicálcico y similares; ablandadores, que incluyen monoestearato de glicerol y triacetato de glicerol; e ingredientes opcionales tales como antioxidantes, colorantes y emulsionantes. La goma base constituye 5 a 95% en peso de la composición de goma de mascar, más típicamente 10 a 50% en peso de la goma de mascar, y más comúnmente 20 a 30% en peso de la goma de mascar.

La porción de la goma de mascar soluble en agua puede incluir ablandadores, edulcorantes de voluminosidad, edulcorantes de alta intensidad, agentes saborizantes y sus combinaciones. Los ablandadores se añaden a la goma de mascar con el fin de optimizar la masticabilidad y sensación gustativa de la goma. Los ablandadores, que también son conocidos como plastificantes o agentes plastificantes, generalmente constituyen 0,5 a 15% en peso de la goma de mascar. Los ablandadores pueden incluir glicerina, lecitina, y sus combinaciones. Como agentes ablandadores y aglutinantes en goma de mascar también se pueden usar soluciones edulcorantes acuosas, tales como las que contienen sorbitol, hidrolisatos de almidón hidrogenados, jarabe de maíz y sus combinaciones.

Los edulcorantes de voluminosidad constituyen 5 a 95% en peso de la goma de mascar, más típicamente 20 a 80% en peso de la goma de mascar y más comúnmente 30 a 60% en peso de la goma de mascar. Los edulcorantes de voluminosidad pueden incluir tanto edulcorantes y componentes azucarados como sin azúcar. Los edulcorantes azucarados pueden incluir un sacárido que contiene componentes que incluyen, pero no se limitan a ello, sacarosa, dextrosa, maltosa, dextrina, azúcar invertido seco, fructosa, levulosa, galactosa, sólidos de jarabe de maíz, y similares, solos o en combinación. Los edulcorantes sin azúcar incluyen componentes con características edulcorantes, pero están desprovistos de los azúcares conocidos comúnmente. Los edulcorantes sin azúcar incluyen, pero no se limitan a ello, alcoholes azúcares tales como sorbitol, manitol, xilitol, hidrolisatos de almidón hidrogenados, maltitol, y similares, solos o en combinación.

Los edulcorantes de alta intensidad también pueden estar presentes y, comúnmente, se usan con edulcorantes sin azúcar. Cuando se usan edulcorantes de alta intensidad, típicamente constituyen 0,001 a 5% en peso de la goma de mascar, preferiblemente 0,01 a 1% en peso de la goma de mascar. Típicamente, los edulcorantes de alta intensidad son al menos 20 veces más dulces que la sacarosa. Estos pueden incluir, pero no se limitan a ello, sucralosa, aspartama, sales de acesulfama, alitama, sacarina y sus sales, ácido ciclámico y sus sales, glicirrizina, dihidrocalconas, taumatin, monellin, y similares, solos o en combinación.

En gomas de mascar se pueden usar las combinaciones de edulcorantes azucarados y/o sin azúcar. En la goma de mascar el edulcorante también puede funcionar por completo o en parte, como un agente de voluminosidad soluble en agua. Adicionalmente, el ablandador puede proporcionar dulzor adicional, tal como con soluciones acuosas de azúcar o alditol.

Generalmente, el saborizante debe estar presente en la goma de mascar en una cantidad dentro del intervalo de 0,1 a 15% en peso de la goma de mascar, preferiblemente 0,2 a 5% en peso de la goma de mascar, lo más preferiblemente 0,5 a 3% en peso de la goma de mascar. Los agentes saborizantes pueden incluir aceites esenciales, saborizantes sintéticos o sus mezclas, que incluyen, pero no se limitan a ello, aceites derivados de plantas y frutos tales como aceites cítricos, esencias frutales, aceite de menta, aceite de menta verde, otros aceites de menta, aceite de clavo, aceite de gualteria, anís y similares. En el ingrediente saborizante de la invención también se pueden usar agentes saborizantes y componentes artificiales. Los agentes saborizantes naturales y artificiales se pueden combinar de cualquier modo sensorialmente aceptable.

En la goma de mascar también se pueden incluir ingredientes opcionales, tales como colorantes, emulsionantes, agentes farmacéuticos y agentes saborizantes adicionales.

Para el tratamiento en continuo, se necesita añadir goma reelaborada para llegar a formar parte del producto de goma terminado. En este caso, el producto de goma que no es adecuado para laminación, enfriamiento o envoltura, debido a problemas de tratamiento aguas abajo, necesita que se reelabore y se añada al extrusor de fabricación de goma en continuo. La cantidad de goma reelaborada puede ser 5 a 50% de la fórmula total, preferiblemente 10 a 30% y lo más preferiblemente 10 a 20% de la fórmula total. Preferiblemente, la goma reelaborada se añadirá a una velocidad constante. Sin embargo, debido a que su composición será con preferencia exactamente la misma que la composición del producto de goma final, no es necesario que la goma reelaborada se añada a una velocidad constante.

La goma reelaborada se puede añadir con el azúcar en polvo o el agente de voluminosidad en polvo, después de que la base se ha premezclado o preablandado. La goma reelaborada se puede calentar para preablandarla o, preferiblemente, se puede añadir a temperatura ambiente. Si la base está demasiado caliente por el tratamiento o refusión, para enfriar la masa se puede añadir la goma reelaborada antes que el agente de voluminosidad en polvo.

En las realizaciones preferidas de la invención, la goma base y el producto de goma de mascar último se fabrican en continuo en el mismo mezclador. Generalmente, la porción de goma base se fabrica usando una L/D de mezcladura de aproximadamente 25 o menor, preferiblemente de aproximadamente 20 o menor, lo más preferiblemente de aproximadamente 15 o menor. Luego, los ingredientes de goma de mascar restantes, incluida la goma reelaborada, se combinan con la goma base para fabricar un producto de goma de mascar usando una L/D de mezcladura de aproximadamente 15 o menor, preferiblemente de aproximadamente 10 o menor, lo más preferiblemente de aproximadamente 5 o menor. La mezcladura de los ingredientes de goma base y los ingredientes de goma de mascar restantes se puede producir en diferentes partes del mismo mezclador o se puede solapar.

Cuando se usa el mezclador de cuchillas y dientes preferido, que tiene la configuración descrita antes, la goma de mascar total se puede fabricar usando una L/D de mezcladura de aproximadamente 19. La goma base se puede fabricar usando una L/D de aproximadamente 15 o menor, y los restantes ingredientes de la goma se pueden combinar con la goma base usando una L/D posterior de aproximadamente 5 o menor.

Como se describió antes, para el extrusor BUSS la goma reelaborada se puede añadir al acceso de alimentación 252 o al acceso de alimentación 262. El acceso 262 es donde se añaden los agentes de voluminosidad en polvo. Es preferible añadir la goma reelaborada en el acceso 262, ya que se pueden añadir cantidades más altas de goma reelaborada a unas rpm más bajas. También, el añadir goma reelaborada en el acceso 262 parece crear más capacidad de enfriamiento que cuando se añade en el acceso 252.

Con el fin de realizar la fabricación total de goma de mascar usando el mezclador de cuchillas y dientes 200 preferido (Figura 1), es ventajoso mantener las rpm del tornillo mezclador 120 por debajo de aproximadamente 150, preferiblemente por debajo de aproximadamente 100. También, preferiblemente la temperatura del mezclador se optimiza para que la goma base esté a aproximadamente 54ºC (130ºF) o menos, cuando inicialmente se encuentra con los otros ingredientes de goma de mascar, y el producto de goma de mascar esté a aproximadamente 54ºC (130ºF) o menos, [preferiblemente 52ºC (125ºF) o menos] cuando sale del mezclador. Esta optimización de temperatura se puede realizar, en parte, mediante calentar y/o enfriar con agua, selectivamente, las secciones del tambor que rodean las zonas de mezcladura 220, 230, 240, 250 y 260 (Figura 7).

Con el fin de fabricar la goma base, se puede seguir el siguiente procedimiento. El elastómero, material de carga, y al menos alguno de los disolventes elastómeros se añaden al primer acceso amplio de alimentación 212 en la zona de alimentación 210 del mezclador 200, y se someten a mezcladura altamente dispersiva en la primera zona de mezcladura 220, mientras que se transportan en la dirección de la flecha 122, El disolvente elastómero restante (si hay) y el poli(acetato de vinilo) se añaden al segundo acceso de alimentación amplio 232 en la segunda zona de mezcladura 230, y los ingredientes se someten a más mezcladura distributiva en el resto de la zona de mezcladura 230.

En la tercera zona de mezcladura 240, en los accesos de inyección de líquidos 241 y 243 se añaden grasas, aceites, ceras (si se usan), emulsionantes y, opcionalmente, colorantes y antioxidantes, y los ingredientes se someten a mezcladura distributiva en la zona de mezcladura 240, mientras que se transportan en la dirección de la flecha 122. En este punto, la fabricación de goma base debe estar completada, y la goma base debe dejar la tercera zona de mezcladura 240 como un compuesto sustancialmente homogéneo, sin grumos, con un color uniforme.

La cuarta zona de mezcladura 250 se usa principalmente para enfriar la goma base, aunque se puede realizar una adición de ingredientes secundarios. Luego, para fabricar el producto final de goma de mascar, en la quinta zona de mezcladura 260 se puede añadir glicerina, jarabe de maíz, otros edulcorantes azucarados para carga, goma reelaborada, edulcorantes de alta intensidad y saborizantes, y los ingredientes se someten a mezcladura distributiva. Si el producto de goma no ha de tener azúcar, el hidrolizado de almidón hidrogenado o la solución de sorbitol pueden sustituir al jarabe de maíz, y los alditoles en polvo pueden sustituir a los azúcares.

La glicerina se puede añadir en el primer acceso 261 de inyección de líquidos en la quinta zona de mezcladura 260. Los ingredientes sólidos (edulcorantes de voluminosidad, edulcorantes encapsulados de alta intensidad, etc.) se añaden en el acceso de alimentación amplio 262. Los jarabes (jarabe de maíz, hidrolizado de almidón hidrogenado, solución de sorbitol, etc.) se añaden en el siguiente acceso 263 de inyección de líquidos, y los saborizantes se añaden en el acceso 264 de inyección de líquidos final. Alternativamente, los saborizantes se pueden añadir en los accesos 261 y 263 con el fin de ayudar a plastificar la goma base, reduciendo, de ese modo, en el tornillo la temperatura y el momento de torsión. Esto puede permitir operar el mezclador a rpm y capacidad más altas.

Los ingredientes de la goma se componen en una masa homogénea que se descarga del mezclador como una corriente continua o ``ristra''. La corriente continua o ristra se puede depositar sobre un transportador móvil y llevarse a una estación de conformado, donde la goma se configura en la forma deseada, tal como estampación en láminas, rayado, y cortado en barras. Puesto que el procedimiento completo de fabricación de goma se integra en un único mezclador continuo, hay menos variación en el producto, y el producto es más limpio y más estable debido a sus historias mecánica y térmica simplificadas.

Comprobación de la idoneidad de un mezclador continuo

El siguiente ensayo preliminar se puede emplear para determinar si un mezclador continuo particular, con una configuración particular, cumple las exigencias de un mezclador de alta eficiencia adecuado para practicar el método preferido de la invención.

Una mezcla seca de 35,7% de goma butílica (copolímero de 98,5% de isobutileno-1,5% de isopreno, con un peso molecular de 120.000-150.000, fabricado por Polysar, Ltd. de Sarnia, Ontario, Canadá, como POLYSAR Butyl 101-3); 35,7% de carbonato cálcico (VICRON 15-15 de Pfizer, Inc., New York, New York); 14,3% de resina politerpénica (ZONAREZ 90 de Arizona Chemical Company de Panama City, Florida) y 14,3% de una segunda resina politerpénica (ZONAREZ 7125 de Arizona Chemical Company) se alimenta al mezclador continuo en cuestión equipado con la configuración de mezclador a ensayar. El perfil de temperatura se optimiza para la mezcladura mejor, y se somete a la restricción de que la temperatura de salida de la mezcla no exceda de 170ºC (y preferiblemente permanezca por debajo de 160ºC) para evitar la degradación térmica. Con el fin de calificarlo como un mezclador de alta eficiencia adecuado, el mezclador debe producir un compuesto sustancialmente homogéneo, sin grumos, con un color lechoso uniforme en una L/D de no más que aproximadamente 10, preferiblemente una L/D de no más que aproximadamente 7, más preferiblemente una L/D de no más que aproximadamente 5.

Para comprobar cuidadosamente los grumos, el compuesto de caucho terminado se puede estirar y observar visualmente, o comprimir en una prensa hidráulica y observarlo, o fundir sobre una placa caliente, o fabricar una goma base terminada que luego se ensaya para grumos usando métodos convencionales.

También, lo más preferiblemente el mezclador tiene suficiente longitud para completar la fabricación de la goma base, y del producto de goma de mascar, en un mezclador único, usando una L/D de mezcladura total de no más que aproximadamente 40. Cualquier mezclador que cumpla estas exigencias cae dentro de la definición de mezclador de alta eficiencia adecuado para practicar el método preferido de la invención.

Para los ejemplos siguientes, se dispusieron, como se muestra en las Figuras 7 y 9, varios tanques calentados, alimentadores y un mezclador BUSS de cuchillas y dientes con un diámetro de tornillo mezclador de 100 mm, y se usó para fabricar una composición de goma de mascar con sabor a canela. El mezclador 200 se dispuso con cinco zonas de mezcladura que tienen una L/D de mezcladura total de 19, y una zona de transporte inicial que tiene una L/D de 1-1/3. Al final del mezclador no se usó una hilera, salvo que se indique otra cosa, y la mezcla producto salió como una ristra continua.

Los ingredientes líquidos se alimentaron usando bombas volumétricas desde los tanques 272, 276, 277 y 278 en los accesos amplios 212 y los accesos de inyección de líquidos más pequeños. Las bombas se dimensionaron apropiadamente y se ajustaron para conseguir las velocidades de alimentación deseadas.

Los ingredientes secos se añadieron usando alimentadores de tornillo gravimétricos 271, 273, 274 y 275 en los accesos amplios de adición 212, 232 y 262. De nuevo, los alimentadores se dimensionaron apropiadamente y se ajustaron para conseguir las velocidades de alimentación deseadas.

El control de la temperatura se realizó mediante fluidos circulantes a través de camisas que rodean cada zona del tambor mezclador y dentro del tornillo mezclador. Se usó refrigeración con agua donde las temperaturas no excedían de 93,3ºC (200ºF), y se usó refrigeración con aceite a temperaturas más altas. Donde se deseó refrigeración con agua, se usó agua corriente [típicamente a aproximadamente 13,9ºC (57ºF)] sin enfriamiento adicional.

Se registraron las temperaturas, tanto para el fluido como para la mezcla de ingredientes. Las temperaturas del fluido se fijaron para cada zona de mezcladura del tambor (que corresponden con las zonas 220, 230, 240, 250 y 260 en las Figuras 7 y 8), y se presentan a continuación como Z1, Z2, Z3, Z4 y Z5, respectivamente. También se fijaron las temperaturas de fluido para el tornillo mezclador 120.

Las temperaturas de mezcladura reales se registraron mediante los sensores de temperatura 281, 282, 283, 284, 285 y 286 (Figura 7). Estos sensores se situaron cerca del final de aguas abajo de las zonas de mezcladura 220, 230, 240 y 250, y en dos lugares de la zona de mezcladura 260. Estas temperaturas de mezcladura se presentan a continuación como T1, T2, T3, T4, T5 y T6, respectivamente. Las temperaturas de mezcladura reales están influidas por las temperaturas del fluido circulante, las propiedades de intercambio de calor de la mezcla y del tambor circundante, y el calentamiento mecánico del procedimiento de mezcladura, y difieren a menudo de las temperaturas fijadas debido a los factores adicionales.

Todos los ingredientes se añadieron al mezclador continuo a temperatura ambiente [aproximadamente 25ºC (77ºF)] salvo que se advierta otra cosa.

El tornillo se configuró como sigue (Figura 10):

En la primera sección del tambor, se montaron en el eje del tornillo cuatro elementos de baja cortadura y luego dos de alta cortadura, que tienen una L/D total de 4. Fluctuando entre el final de la sección primera y el comienzo de la segunda había un anillo de restricción de 57 mm que, junto con su soporte, tenía una L/D de 1.

En la sección segunda, se montaron tres elementos de baja cortadura y luego 1½ de alta cortadura, que tienen una L/D total de 3. Fluctuando entre el final de la sección segunda y el comienzo de la tercera había un anillo de restricción de 60 mm (L/D 1).

En la sección tercera, se montaron 4½ elementos de alta cortadura (L/D 3).

Entre las secciones tercera y cuarta fluctuaba un anillo de restricción de 60 mm (L/D 1).

La sección cuarta, se montó con seis elementos de baja cortadura (L/D 4), el último de los cuales se prolongaba en la sección quinta.

La sección quinta, se montó con cinco elementos de baja cortadura, uno adyacente al acceso de adición de ingredientes, que tiene una L/D total de 3½. La longitud total del tornillo fue una L/D de 20.

Ejemplo comparativo A - (sin reciclaje)

Se prepararon varias composiciones premezcladas para simplificar el procedimiento de mezcladura.

Mezcla de caucho

Se molieron tres partes de caucho butílico con una parte de carbonato cálcico. 32,785% de la mezcla molida se mezcló en seco con 51,322% de carbonato cálcico y 15,893% de éster de glicerol de colofonia hidrogenado.

Mezcla de poli(acetato de vinilo)

48,421% de PAcV de bajo peso molecular se mezcló en seco con 11,849% de éster de glicerol de colofonia polimerizado y 39,730% de éster de glicerol de colofonia hidrogenado.

Mezcla de grasas

Se fundieron y mezclaron los siguientes ingredientes:

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 7,992% \+ Aceite de soja hidrogenado\cr  13,712% \+ Aceite de
algodón hidrogenado\cr  12,199% \+ Monoestearato de glicerol\cr 
37,070% \+ Cera parafínica\cr  28,852% \+ Cera microcristalina\cr 
0,175% \+
BHT\cr}

Mezcla de jarabe de maíz/glicerina

Se calentó y se mezcló 93,710% de jarabe de maíz de 45,5º Baumé con 6,290% de glicerina.

Mezcla de azúcar/colorante

10% de suspensión de glicerina de laca roja se mezcló con 90% de azúcar, en un mezclador Hobart. El producto resultante fue un polvo húmedo que se pudo alimentar al extrusor con un alimentador volumétrico de dos hélices.

Los accesos de alimentación para el mezclador se representan en las Figuras 7 y 9. En el primer acceso 212 se añadió la mezcla de caucho [9,94 kg/h (21,90 lb/hr)] desde el alimentador 271 y poli(isobutileno) fundido [1,68 kg/h (3,70 lb/hr)] desde el tanque 272.

En el segundo acceso 232 se añadió la mezcla de poli(acetato de vinilo) a 7,17 kg/h (15,8 lb/hr) desde el alimentador 273. La mezcla de grasas fundida se inyectó en porciones iguales a través de dos dientes de inyección 241 y 243, en la sección 240 a una velocidad total de 7,7 kg/h (17,0 lb/hr).

La mezcla calentada de jarabe de maíz/glicerina se inyectó desde el tanque 277 a través del diente 261 situado al comienzo de la sección 260, a una velocidad de 22,6 kg/h (49,80 lb/hr).

El azúcar se añadió en el acceso 262 a una velocidad de 81,1 kg/h (178,8 lb/hr) junto con la mezcla de azúcar/colorante a 4,0 kg/h (8,80 lb/hr).

Finalmente, se inyectó saborizante de canela desde el tanque 278 a través del diente 264 cerca del final de la sección 260, a una velocidad de 1,9 kg/h (4,20 lb/hr).

Esto produjo una producción total de aproximadamente 136,1 g/h (300 lb/hr) desde el extrusor.

Las temperaturas de las zonas (Z1-Z5) se fijaron en 176ºC (350ºF), 176ºC (350ºF), 66ºC (150ºF), 13ºC (55ºF) y 13ºC (55ºF). El tornillo se calentó a 66ºC (150ºF).

Con estas velocidades de alimentación, la goma de canela tenía la siguiente fórmula:

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+\hfil#\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 \+ %\cr  Base \+ 19,46\cr  Azúcar \+ 62,24\cr  Jarabe de maíz de
45,5º Baumé \+ 15,57\cr  Glicerina \+ 1,05\cr  Colorante \+ 0,29\cr 
Saborizante \+ 1,31\cr  \+
100,00\cr}

En el Ejemplo comparativo A y en los Ejemplos 1 a 3, con el fin de evitar la retención de azúcar en el quinto acceso de entrada, fue necesario operar el tornillo a 70 rpm. La goma terminada salió a 50ºC (122ºF). Tanto la velocidad del tornillo como la temperatura de salida se consideraron excesivas.

En un procedimiento por tandas convencional, se fabricó un producto con la misma fórmula que la usada en el Ejemplo comparativo A y se conformó en nódulos para usar como goma reelaborada o reciclada en los ejemplos siguientes. Los Ejemplos comparativos B-E usaron la misma fórmula que el Ejemplo comparativo A. Los Ejemplos 1-8 también usaron la misma fórmula que el Ejemplo comparativo A, pero con diferentes niveles de adición de goma reciclada. La goma reciclada se añadió usando un alimentador vibratorio para la goma reciclada nodulizada, y se añadió en el acceso de alimentación 252 o en el acceso de alimentación 262.

Ejemplo 1

En el acceso 262 se añadió 10% de goma reciclada a 15,0 kg/h (33 lb/hr), dando una producción de 151,1 kg/h (333 lb/hr) y una temperatura del producto de 49ºC (120ºF).

Ejemplo 2

En el acceso 262 se añadió 20% de goma reciclada a 34,0 kg/h (75 lb/hr), dando una producción de 170,1 kg/h (375 lb/hr) y una temperatura del producto de 48ºC (118ºF).

Ejemplo 3

En el acceso 262 se añadió 30% de goma reciclada a 58 kg/h (128 lb/hr), dando una producción de 194 kg/h (428 lb/hr) y una temperatura del producto de 47ºC (116ºF). Se advierte la reducción de la temperatura del producto de 49ºC (121ºF) a 47ºC (116ºF).

Ejemplo 4

En el acceso 262 se añadió 39% de goma reciclada a 86 kg/h (190 lb/hr), dando una producción de 222 kg/h (490 lb/hr). La velocidad del mezclador se aumentó a 85 rpm para realizar la producción más alta, y la temperatura del producto se aumentó a 48ºC (118ºF).

Ejemplo comparativo B

No se añadió goma reciclada, pero la temperatura del producto en la descarga fue 54ºC (129ºF) para una velocidad del mezclador de 85 rpm, comparado con una temperatura de 48ºC (118ºF) con 39% de reciclado añadido en el Ejemplo 4.

Ejemplo 5

En el acceso 262 se añadió 49% de goma reciclada a 129 kg/h (285 lb/hr), y las rpm se aumentaron a 100. La producción fue 265 kg/h (585 lb/hr) y la temperatura del producto fue 52ºC (125ºF).

Ejemplo comparativo C

No se añadió goma reciclada. Con una producción de 136 kg/h (300 lb/hr) a una velocidad del mezclador de 100 rpm, la temperatura de descarga del producto fue 56ºC (132ºF), comparado con 52ºC (125ºF) con 49% de goma reciclada en el Ejemplo 5.

Ejemplo 6

En el acceso 252 se añadió 10% de goma reciclada a 15 kg/h (33 lb/hr), dando una producción de 151 kg/h (333 lb/hr). La velocidad del mezclador fue 70 rpm y la temperatura del producto a la descarga fue 52ºC (125ºF). El aumento de la temperatura a la descarga puede deberse a un tiempo de mezcladura en el mezclador más largo.

Ejemplo 7

En el acceso 252 se añadió 30% de goma reciclada a 58 kg/h (128 lb/hr), para dar una producción de 194 kg/h (428 lb/hr) usando una velocidad de mezclador de 80 rpm. La temperatura de descarga del producto fue 53ºC (128ºF).

Ejemplo comparativo D

No se añadió goma reciclada. La velocidad del mezclador fue 80 rpm. La temperatura de descarga del producto fue 53ºC (128ºF).

Ejemplo 8

En el acceso 252 se añadió 40% de goma reciclada a 91 kg/h (200 lb/hr), dando una producción de 227 kg/h (500 lb/hr). La velocidad se aumentó a 90 rpm y la temperatura de descarga del producto fue 54ºC (130ºF).

Ejemplo comparativo E

No se añadió goma reciclada y la producción fue 137,7 kg/h (300 lb/hr) a una velocidad del mezclador de 90 rpm. La temperatura del producto a la descarga fue 56ºC (132ºF).

Ejemplo comparativo F

Este ejemplo, más los siguientes ejemplos de la invención 9-13, usó la misma configuración de tornillo extrusor que los otros ejemplos, excepto que en la tercera sección se usaron 2½ elementos de baja cortadura y 2 elementos de alta cortadura, en lugar de 4½ elementos de alta cortadura. También, se fabricó una goma de mascar azucarada aromatizada con menta que tiene la siguiente fórmula:

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+\hfil#\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 \+ %\cr  Base \+ 20,0\cr  Azúcar \+ 57,3\cr  Monohidrato de
dextrosa \+ 10,4\cr  Jarabe de maíz de 43º Baumé \+ 10,0\cr 
Saborizante de menta \+ 0,9\cr  Lecitina \+ 0,1\cr  Glicerina \+
1,3\cr  \+
100,0\cr}

En el primer acceso amplio 212 (Figura 7) se añadió una mezcla de 24,4% de caucho butílico molido pulverizado (75% de caucho, 25% de carbonato cálcico), 18,0% de resina terpénica de bajo peso molecular, 18,3% de resina terpénica de alto peso molecular y 39,4% de carbonato cálcico molido fino, a 12,5 kg/h (27,6 lb/hr).

En el segundo acceso amplio 232 se añadió una mezcla de 11,1% de poli(acetato de vinilo) de peso molecular alto y 88,9% de poli(acetato de vinilo) de peso molecular bajo, a 6,5 kg/h (14,4 lb/hr). También se añadió en este acceso poli(isobutileno) (precalentado a 100ºC), a 1,6 kg/h (3,5 lb/hr).

En los accesos 241 y 243 se añadió una mezcla de grasas (83ºC) en cantidades iguales, a una velocidad total de 6,6 kg/h (14,5 lb/hr). Esta mezcla de grasas incluía 31,9% de aceite de algodón hidrogenado, 18,7% de aceite de soja hidrogenado, 13,2% de aceite de algodón parcialmente hidrogenado, 19,8% de monoestearato de glicerol, 13,7% de lecitina de soja, 2,5% de polvo de cacao y 0,2% de BHT.

En el acceso 261 se inyectó glicerina a 1,77 kg/h (3,9 lb/hr). En el acceso 262, se añadió una mezcla de 84,6% de sacarosa y 15,4% de monohidrato de dextrosa, a 92,2 Kg/h (203,1 lb/hr). En el acceso 263 se inyectó jarabe de maíz (40ºC) a 13,6 kg/h (30,0 lb/hr). En el acceso 264 se inyectó una mezcla de 90% de saborizante de menta y 10% de lecitina de soja, a 1,4 kg/h (3,0 lb/hr).

Las temperaturas de las zonas (Z1-Z5) se fijaron en 176ºC (350ºF), 176ºC (350ºF), 38ºC (100ºF), 10ºC (50ºF) y 10ºC (50ºF), respectivamente, y la temperatura del tornillo se fijó en 38ºC (100ºF). Las temperaturas de mezcla (T1-T6) se midieron como 150ºC (302ºF), 128ºC (262ºF), 69ºC (156ºF), 41ºC (106ºF), 38ºC (100ºF) y 43ºC (109ºF), respectivamente. La velocidad de rotación del tornillo se fijó en 55 rpm.

El producto salió del mezclador a 49ºC (120ºF). El producto terminado tenía unas buenas características de mascado y no había evidencia de grumos de goma.

En un procedimiento por tandas convencional, se fabricó un producto de la misma fórmula que el Ejemplo comparativo F, y se laminó en barras. Luego, las barras se usaron como goma reelaborada en los Ejemplos 9-13 siguientes.

Ejemplo 9

En el acceso 252 se añadió 33% de barras macizas de goma reelaborada a 45,4 kg/h (100 lb/hr), después de reducir la entrada de ingredientes de nueva aportación a 91 kg/h (200 lb/hr). La temperatura del producto fue 49-52ºC.

Ejemplo 10

Se añadió 33% de barras macizas de goma reelaborada a 45,4 kg/h (100 lb/hr) con 91 kg/h (200 lb/hr) de ingredientes de nueva aportación, para dar una producción total de 136 kg/h (300 lb/hr). La temperatura del producto fue 49-51ºC.

Ejemplo 11

Después de reducir la entrada de ingredientes de nueva aportación a 68 kg/h (150 lb/hr), en el acceso 252 se añadieron 68 kg/h (150 lb/hr) de barras macizas de goma reelaborada. La temperatura del producto fue 49-51ºC.

Ejemplo 12

En el acceso 262 se añadió 67% de barras macizas de goma reelaborada a 136 kg/h (300 lb/hr), con 68 kg/h (150 lb/hr) de ingredientes de nueva aportación. La temperatura del producto fue 49-50ºC.

Ejemplo 13

En el acceso 252 se añadió 67% de barras macizas de goma reelaborada a 136 kg/h (300 lb/hr), con 68 kg/h (150 lb/hr) de ingredientes de nueva aportación. La temperatura del producto fue 51-54ºC.

Los ejemplos precedentes muestran cómo se puede usar goma reelaborada o reciclada en un procedimiento de fabricación de goma en continuo. Se cree que el uso de goma reelaborada proporcionará las mismas ventajas a los procedimientos y productos de fabricación de goma en continuo que a los procedimientos y productos de fabricación por tandas.

También, se encontró que la adición de goma reelaborada tenía el efecto sorprendente de reducir la temperatura de la goma producida en una base continua. También, como se muestra al comparar los Ejemplos 4 y 8, el punto de adición de la goma reelaborada tenía un efecto sorprendente. En ambos ejemplos, se añadió aproximadamente 40% de goma reelaborada, y las velocidades del mezclador fueron aproximadamente las mismas. Sin embargo, cuando se añadió goma reelaborada en el acceso 252, la goma tenía una temperatura a la salida de 54ºC (130ºF), mientras que cuando se añadió en el acceso 262, la temperatura fue mucho más baja, aproximadamente 48ºC (118ºF). Esta temperatura de salida más baja es mejor debido a que a temperaturas de salida más altas se pierden más componentes saborizantes volátiles y la goma parece secarse más rápidamente.

Se debe apreciar que los métodos de la presente invención son capaces de ser incorporados en forma de una variedad de realizaciones, solamente unas pocas de las cuales se han representado y descrito antes. La invención se puede realizar en otras formas sin apartarse de su espíritu o características esenciales. Se apreciará que la adición de algunos ingredientes, etapas de proceso, materiales o componentes distintos, no incluidos específicamente, tendrá un impacto adverso sobre la presente invención. Por lo tanto, el mejor modo de la invención puede excluir ingredientes, etapas de proceso, materiales o componentes distintos a los listados antes para inclusión o uso en la invención. Sin embargo, las realizaciones descritas se han de considerar bajo todos los aspectos solamente como ilustrativas y no restrictivas, y el alcance de la invención es indicado, por lo tanto, por las reivindicaciones anexas antes que por la descripción precedente. Todos los cambios que estén dentro del significado e intervalo de equivalencia de las reivindicaciones han de incluirse dentro de su alcance.

Claims

1. Un método de fabricación en continuo de goma de mascar que no requiere una fabricación separada de goma de mascar base, que comprende:

(a): añadir al menos un elastómero y un material de carga a un mezclador continuo de alta eficiencia, y mezclar entre sí el elastómero y el material de carga en el mezclador continuo;

(b): añadir al mezclador continuo al menos un ingrediente seleccionado del grupo consistente en grasas, aceites, ceras y plastificantes elastómeros, y mezclar dicho ingrediente con el elastómero y el material de carga en el mezclador continuo;

(c): añadir al mezclador continuo al menos un edulcorante, al menos un saborizante y una porción de una composición de goma de mascar previamente producida, y mezclar dichos saborizante, edulcorante y composición de goma de mascar previamente producida con los restantes ingredientes, para formar una goma de mascar; y

en el que el método se realiza usando un único mezclador continuo de alta eficiencia.

2. Un método según la reivindicación 1, en el que al menos el edulcorante, el agente saborizante, el elastómero, el material de carga y la composición de goma de mascar previamente producida se someten a mezcladura distributiva en el mezclador continuo para formar goma de mascar.

3. Un método según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que se añaden los ingredientes de goma a una velocidad constante.

4. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la porción de la composición de goma de mascar previamente producida añadida al mezclador es 5 a 50% de la composición de goma de mascar que se produce.

5. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la porción de la composición de goma de mascar previamente producida añadida al mezclador es 10 a 30% de la composición de goma de mascar que se produce.

6. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la porción de la composición de goma de mascar previamente producida añadida al mezclador es 15 a 20% de la composición de goma de mascar que se produce.

7. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la composición de goma de mascar previamente producida se ha enfriado a temperatura ambiente.

8. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la composición de goma de mascar previamente producida está en forma de barras que se han envuelto y desenvuelto.

9. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la composición de goma de mascar previamente producida está en forma de goma formada durante una operación de conformación de un trozo de goma.

10. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que al menos un elastómero y al menos un edulcorante/agente de voluminosidad se añaden al mezclador continuo en dos entradas de alimentación separadas espacialmente.

11. Un método según la reivindicación 10, en el que la composición de goma de mascar previamente producida se añade al mezclador en una entrada de alimentación intermedia entre la entrada de alimentación del elastómero y la entrada de alimentación del edulcorante/agente de voluminosidad.

12. Un método según la reivindicación 11, en el que la composición de goma de mascar previamente producida se añade al mezclador continuo en la misma entrada de alimentación que se añade el edulcorante/agente de voluminosidad.

13. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que todos los ingredientes requeridos para fabricar una goma de mascar base son amasados para formar una goma de mascar base dentro del mezclador.

14. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el elastómero y el material de carga se mezclan entre sí, antes de cualquier trituración sustancial del elastómero.

15. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que las etapas (a) a (c) se realizan usando una relación de longitud de mezcladura a diámetro de no más que 40.

16. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que las etapas (a) a (c) se realizan usando una relación de longitud de mezcladura a diámetro de no más que 30.

17. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que las etapas (a) y (b) se realizan usando una relación de longitud de mezcladura a diámetro de no más que 25.

18. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que la adición de una composición de goma de mascar previamente producida da como resultado una reducción de la temperatura a la que se descarga la composición de goma de mascar.

19. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en el que al menos un elastómero se selecciona del grupo consistente en poli(isobutileno), copolímero de isobutileno-isopreno, copolímero de estireno y butadieno, latices y sus mezclas.

20. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en el que se añade al menos un elastómero plastificante seleccionado del grupo consistente en poli(acetatos de vinilo), resinas terpénicas y sus mezclas.

21. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, en el que al menos un material de carga se selecciona del grupo consistente en carbonato cálcico, carbonato magnésico, talco, fosfato dicálcico y sus mezclas.

22. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, en el que se añade al menos un edulcorante azucarado seleccionado del grupo consistente en sacarosa, dextrosa, maltosa, dextrina, azúcar invertida seca, fructosa, levulosa, galactosa, sólidos de jarabe de maíz y sus mezclas.

23. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, en el que se añade al menos un edulcorante sin azúcar seleccionado del grupo consistente en alcoholes azúcares, edulcorantes de alta intensidad y sus combinaciones.

24. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23, en el que se añade al menos un agente saborizante seleccionado del grupo consistente en aceite cítrico, esencias frutales, aceite de menta, aceite de menta verde, otros aceites de menta, aceite de clavo, aceite de gualteria, anises y sus mezclas.

25. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, en el que el mezclador continuo comprende un equipo de una pieza.

26. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25, en el que el mezclador continuo comprende un mezclador de cuchillas y dientes.

27. Un método según la reivindicación 26, en el que el mezclador de cuchillas y dientes comprende las zonas de mezcladura primera, segunda, tercera, cuarta, y quinta.

28. Un método según la reivindicación 27, en el que las etapas (a) y (b) se realizan sustancialmente antes de la quinta zona de mezcladura.

29. Un método según las reivindicaciones 27 o 28, en el que la etapa (c) se realiza sustancialmente después de la tercera zona de mezcladura.

30. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 27 a 29, en el que la composición de goma de mascar previamente producida se añade y se mezcla dentro de la quinta zona de mezcladura.

31. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 26 a 30, en el que las cuchillas están montadas en un mezclador de tornillo que gira a menos que 150 rpm.

32. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 26 a 30, en el que el mezclador de tornillo gira a menos que 100 rpm.

33. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 32, en el que el mezclador incluye uno o más puntos de restricción antes de la etapa (c).

34. Un método según la reivindicación 33, en el que se crean uno o más puntos de restricción mediante uno o más anillos de restricción.

35. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 34, en el que la goma base es insoluble en agua.