ES2221927T3 - Fabricacion total de goma de mascar utilizando mezclamiento en continuo de alta eficacia. - Google Patents

Abstract

SE SUMINISTRA UN METODO PARA LA MANUFACTURA DE GOMA DE MASCAR SOBRE UNA BASE CONTINUA. EL METODO UTILIZA UNA MEZCLADORA CONTINUA DE ALTA EFICIENCIA QUE ESTA CONFIGURADA PARA LA MANUFACTURA TOTAL DE UNA AMPLIA VARIEDAD DE PRODUCTOS DE GOMA DE MASCAR E INCLUYE AL MENOS UNA ABERTURA DE SUMINISTRO DE INGREDIENTES QUE ESTAN AGRANDADA

Description

Fabricación total de goma de mascar utilizando mezclamiento en continuo de alta eficacia.

Este invento se refiere a un procedimiento para la fabricación total de base de chicle y chicle usando un único mezclador en continuo de alta eficacia que incluye puertos de inyección líquida que comprenden al menos una clavija inyectora.

Convencionalmente, la base de chicle y el producto de chicle se han fabricado usando mezcladores separados, diferentes tecnologías de mezcla y, a menudo, en diferentes fábricas. Una razón para esto es que las condiciones óptimas para fabricar base de chicle, y para fabricar chicle a partir de base de chicle y otros ingredientes tales como edulcorantes y agentes saporíferos, son tan diferentes que ha sido poco práctico integrar ambas tareas. La fabricación de base de chicle, por un lado, implica la mezcla dispersiva (a menudo de alta cizalladura) de ingredientes difíciles de mezclar tal como elastómero, relleno, plastificador de elastómero, ablandadores de la base/emulsionantes y, algunas veces cera, y necesita típicamente largos tiempos de mezcla. La fabricación de producto de chicle, por otro lado, implica combinar la base de chicle con ingredientes más delicados tales como ablandadores de producto, edulcorantes al por mayor, edulcorantes de alta intensidad y agentes aromatizantes, usando mezcla distributiva (generalmente de menor cizalladura), durante periodos más cortos.

Para mejorar la eficacia de la fabricación de base de chicle y producto de chicle, ha habido una tendencia hacia la fabricación en continuo de gomas base y productos de chicle. La Patente de EE.UU. 3.995.064, expedida a Ehrgott et al., describe la fabricación en continuo de base de chicle usando una secuencia de mezcladores o un único mezclador variable. La Patente de EE.UU. 4.459.311, expedida a DeTora et al., describe también la fabricación de base de chicle usando una secuencia de mezcladores. Otros procedimientos de fabricación de base de chicle en continuo se describen en la Publicación Europea núm. 0.273.809 (General Foods France) en el artículo titulado Extrusion: "does chewing gum pass the taste test?" Food Manufacture Vol. 62 (1987), suplemento núm. 9, página 47650, y en la Publicación Francesa núm. 2.635.441 (General Foods France).

La Patente de EE.UU. 5.045.325, expedida a Lesko et al., y la Patente de EE.UU. 4.555.407, expedida a Kramer et al., describen procedimientos para la producción en continuo de productos de chicle. En cada caso, sin embargo, la base de chicle se prepara inicialmente de manera separada y se añade sencillamente en el procedimiento. La Patente de EE.UU. 4.968.511, expedida a D'Amelia et al., describe un producto de chicle que contiene ciertos polímeros de vinilo que pueden producirse en un procedimiento directo de una etapa sin necesitar la fabricación separada de base de chicle. Sin embargo, la descripción se enfoca en procedimientos de mezcla en discontinuo que no tienen la eficacia y consistencia de producto alcanzada con la mezcla en continuo. Además, los procedimientos de etapa única están limitados a chicles que contienen bases no convencionales que carecen de elastómeros y otros ingredientes críticos.

Para simplificar y minimizar el coste de fabricación de chicle, se necesita o desea en la industria del chicle un procedimiento de fabricación en continuo integrado que tenga la capacidad de combinar los ingredientes de la base de chicle y otros ingredientes de chicle en un único mezclador, que puede usarse para fabricar una amplia variedad de chicles.

Según el presente invento, se proporciona un método para fabricar chicle usando un mezclador en continuo de alta eficacia que comprende las etapas de:

proporcionar un mezclador en continuo de paletas y clavijas de alta eficacia que incluye puertos de inyección líquida que comprenden al menos una clavija inyectora con una abertura al mezclador a través de la que puede fluir uno o más ingredientes a una velocidad predeterminada al mezclador,

en el que está optimizada la caudal del uno o más ingredientes a través de al menos una clavija antes de producir chicle:

eliminando cualquier mecanismo operativo de dentro de al menos una clavija, y/o aumentando el tamaño de la abertura de al menos una clavija, tal que haya un aumento de área de la sección transversal de la abertura;

añadiendo ingredientes de base de chicle al mezclador;

añadiendo al menos un agente saporífero y al menos un edulcorante al mezclador; y

en el que al menos uno de los ingredientes se añade a través de al menos una clavija que tiene el área de la sección transversal aumentada.

Conforme al presente invento, se optimizan al menos ciertas aberturas de clavijas inyectoras de alimentación de ingredientes de un mezclador de alta eficacia. A este respecto, al menos ciertas aberturas de clavijas inyectoras de alimentación de ingredientes se optimizan para permitir: usarse bombas menores; añadirse fluidos de mayor viscosidad; alimentarse menor temperatura de ingredientes al mezclador; y/o un mayor rendimiento de los ingredientes.

Para este fin, en una realización, el presente invento proporciona un método para fabricar chicle usando un mezclador en continuo de paletas y clavijas de alta eficacia que comprende las etapas de: proporcionar un mezclador en continuo de paletas y clavijas de alta eficacia que incluye clavijas inyectoras de ingrediente que tienen aberturas en cada extremo de la clavija; ampliar al menos una de las aberturas de una de las clavijas inyectoras de ingrediente; añadir ingredientes de base de chicle al mezclador; añadir agente saporífero y edulcorante al mezclador; y en el que al menos uno de los ingredientes se añade a través de la abertura ampliada.

En una realización preferida del método, la base de chicle se añade como base de chicle acabada al mezclador.

En una realización preferida del presente invento, la abertura se amplia lo suficiente para dejar añadirse el ingrediente sin que se caliente el ingrediente.

En una realización preferida adicional del presente invento, se fabrica chicle sin necesitar la fabricación separada de una base de chicle, que comprende a) añadir al menos un elastómero y relleno en un mezclador en continuo de alta eficacia; y b) añadir al menos un edulcorante y al menos un agente aromatizante en el elastómero y relleno al mezclador en continuo.

Conforme al presente invento, se usa un mezclador de paletas y clavijas en continuo de alta eficacia. Un mezclador en continuo de alta eficacia es uno que es capaz de proporcionar una mezcla minuciosa en una distancia o longitud relativamente corta del mezclador. Esta distancia se expresa como una relación de la longitud de una región activa particular del tornillo mezclador, que está compuesto de elementos mezcladores, dividido por el diámetro máximo de la barra del mezclador en esta región activa.

En una realización preferida, el método del invento puede comprender realizar las siguientes etapas de mezcla en un único mezclador en continuo:

a) añadir y mezclar minuciosamente al menos una parte de los ingredientes de la base de chicle (elastómero, plastificador de elastómero, relleno, etc.) en un mezclador en continuo, usando un L/D de no más que aproximadamente 25;

b) añadir al menos una parte de los restantes (no de la base) ingredientes de chicle (edulcorantes, agentes saporíferos, ablandadores, etc.), y mezclar minuciosamente estos ingredientes con la base de chicle en el mismo mezclador, usando un L/D de no más que aproximadamente 15; y

c) completar suficientemente la adición entera y la operación de mezcla en el mismo mezclador, así que los ingredientes existen como una masa de chicle sustancialmente homogénea, usando un L/D total de no más que aproximadamente 40.

Se prefiere que los ingredientes de la base de chicle se añadan y mezclen completamente corriente arriba a partir de los ingredientes de chicle restantes, y que los ingredientes restantes se añadan completamente corriente abajo mezclando con la base de chicle ya mezclada. Sin embargo, el invento también incluye aquellas variaciones en las que una parte de los ingredientes de base de chicle pueden añadirse corriente abajo con o después de algunos de los ingredientes restantes, y/o en el que una parte de los ingredientes restantes (no de la base) se añaden corriente arriba con o antes de algunos de los ingredientes de la base. En una realización, se forma una masa de producto de chicle sustancialmente homogéneo en un único mezclador en continuo, usando un L/D de no más que aproximadamente 40, sin necesitar un mezclador separado para fabricar la base de chicle.

Con lo precedente en la mente, en una realización, es una ventaja del invento proporcionar un método en continuo para fabricar chicle que no necesite una fabricación separada de base de chicle.

Es una ventaja de una realización del invento proporcionar un método para fabricar chicle usando un extrusor que tiene aberturas de clavija inyectora maximizadas.

Es una ventaja de una realización del invento proporcionar un método para fabricar chicle usando un extrusor que permita usar bombas menores para alimentar ingredientes en el extrusor.

Es una ventaja de una realización del invento proporcionar un método para fabricar chicle que permita alimentar fluidos de alta viscosidad a través de los puertos de inyección líquida al mezclador.

Es una ventaja de una realización del presente invento proporcionar un método que permita alimentar ingredientes a menores temperaturas al mezclador.

Es una ventaja del invento permitir alcanzarse rendimientos mayores de ingredientes.

Es una ventaja de una realización del invento, proporcionar un método en continuo para hacer chicle que logre cada etapa esencial de mezcla usando un único mezclador.

Es una ventaja de una realización del invento proporcionar un método en continuo para hacer chicle que necesita menos equipamiento, menos inversión de capital, y menos trabajo que los métodos convencionales de fabricación.

Es una ventaja de una realización del invento proporcionar un método de fabricación en continuo que produce chicle que tiene mayor consistencia de producto, menor degradación térmica, menor historia térmica, y menor contaminación que el chicle producido usando procedimientos convencionales que necesitan tiempos más largos de fabricación y más etapas de fabricación.

Las precedentes y otras características y ventajas del invento llegarán a ser evidentes además a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas ahora, entendidas en conjunto con los ejemplos y dibujos acompañantes. La descripción detallada, ejemplos y dibujos intentan ser meramente ilustrativos más que limitantes, estando definido el alcance del invento por las reivindicaciones añadidas y equivalentes de las mismas.

La Fig. 1 es una vista en perspectiva explotada parcial de un mezclador de alta eficacia Buss que ilustra una barra de mezcla y una colocación de tornillo de mezcla.

La Fig. 2A es una vista en perspectiva de un elemento en el tornillo usado en el lado corriente arriba de un montaje de anillo de restricción, en la configuración de mezclador de alta eficacia.

La Fig. 2B es una vista en perspectiva de un elemento en el tornillo usado en el lado corriente abajo del montaje de anillo de restricción en la configuración del mezclador de alta eficacia.

La Fig. 2C es una vista en perspectiva de un montaje del anillo de restricción usado en la configuración del mezclador de alta eficacia.

La Fig. 3 es una vista en perspectiva que muestra el posicionamiento relativo de los elementos de las Figuras 2A, 2B y 2C en la configuración del mezclador de alta eficacia.

La Fig. 4 es una vista en perspectiva de un elemento de tornillo de mezcla de baja cizalladura usado en la configuración del mezclador de alta eficacia.

La Fig. 5 es una vista en perspectiva de un elemento de tornillo de mezcla de alta cizalladura usado en la configuración del mezclador de alta eficacia.

La Fig. 6 es una vista en perspectiva de un elemento de clavija de barra usado en la configuración del mezclador de alta eficacia.

La Fig. 7 es un diagrama esquemático de una colocación de clavijas de barra del mezclador y puertos de alimentación del ingrediente.

La Fig. 8 es un diagrama esquemático de una configuración del tornillo del mezclador.

El presente invento proporciona métodos para la fabricación de chicle. En una realización, el presente invento permite usar para la fabricación total del chicle, un único mezclador de alta eficacia en continuo, sin necesitar la fabricación separada de la base de chicle.

Los métodos del presente invento se realizan ventajosamente usando un mezclador en continuo cuyo tornillo de mezcla está compuesto ante todo de elementos de mezcla organizados de modo preciso con solo una fracción menor de elementos de transporte sencillo. El mezclador usado en el presente invento es un mezclador de paletas y clavijas como se ejemplifica en la Fig. 1. Un mezclador de paletas y clavijas usa una combinación de paletas mezcladoras rotatorias configuradas selectivamente y clavillas de barra estacionaria para proporcionar una mezcla eficaz en una distancia relativamente corta. Un mezclador de paletas y clavijas disponible comercialmente es el amasador Buss, fabricado por Buss AG en Suiza, y disponible por Buss America, localizado en Bloomingdale, Illinois.

En mezcladores en continuo de alta eficacia, los ingredientes líquidos pueden alimentarse usando bombas gravimétricas o volumétricas en los grandes puertos de alimentación y/o menores puertos de inyección líquida. Los puertos de inyección y puertos de alimentación permiten alimentar ingredientes al mezclador donde puede componerse en un producto, por ejemplo, chicle. Sin embargo, se ha encontrado en la fabricación de chicle que debido al tamaño de la abertura de la boquilla de la abertura de la clavija inyectora, los ingredientes no pueden alimentarse de manera eficaz en el extrusor.

Si las aberturas de alimentación son demasiado pequeñas, se acumulará presión excesiva dentro del sistema. Los ingredientes se alimentarán entonces a una velocidad no adecuada. Esto provocará además que se sobrecargue la bomba. Por otro lado, si las aberturas son demasiado grandes, se ha encontrado que habrá un periodo de alimentación inconsistente. Esto puede dar por resultado también un atasco.

Se ha descubierto que maximizando las aberturas de las clavijas inyectoras de las boquillas de los puertos de inyección líquida, pueden utilizarse bombas más pequeñas para inyectar los ingredientes a su través. Adicionalmente, conforme al presente invento, ajustando las aberturas de estas boquillas de clavijas inyectoras, pueden usarse fluidos de mayor viscosidad, pueden usarse menores temperaturas de ingredientes y/o pueden alcanzarse mayores rendimientos. A este respecto, las aberturas ampliadas permiten alimentar dichos ingredientes a su través.

Conforme al presente invento, se optimizan las aberturas de clavija. Estas aberturas están ampliadas en comparación con las aberturas patrón. Como se usa aquí, el término "aberturas patrón" se refiere al tamaño de una abertura de puerto en un mezclador en continuo que está disponible comercialmente a partir de la fecha de presentación de esta Solicitud de Patente por Buss America. Preferiblemente, la abertura está ampliada en al menos 5%, de una "abertura patrón" posicionada de forma equivalente. En una realización preferida, la abertura está ampliada en al menos 10% de la abertura patrón. Y lo más preferiblemente, la abertura está ampliada en 20% de la abertura patrón.

Un método para ajustar el tamaño a las aberturas de la clavija inyectora es usar un taladro eléctrico de alta velocidad. Para este fin, la clavija inyectora se elimina del extrusor y la abertura se taladra gradualmente hasta que se alcanza el diámetro deseado de la abertura. Es importante ajustar el tamaño a la clavija apropiadamente por la eliminación excesiva del metal dentro de la clavija puede dar por resultado el fallo de la clavija. Debe anotarse que algunos extrusores, las clavijas inyectoras normalmente tienen un mecanismo operativo dentro de ellas para evitar que la clavija se atasque. Este mecanismo debe eliminarse de la clavija para crear velocidades de alimentación deseadas y ajustar el tamaño de la abertura.

En el caso de boquillas de alimentación, que pueden usarse para añadir volúmenes mayores de líquido a puertos de adición de ingredientes mayores, las aberturas de la boquilla pueden ajustarse el tamaño eliminando la boquilla de inyección existente y uniendo una boquilla mayor.

Para determinar el tamaño óptimo de las aberturas, las aberturas del puerto de adición de ingrediente se amplían hasta que la bomba, que está bombeando los ingredientes, mantiene una presión normal de operación o velocidad deseada. O, las aberturas se amplían hasta que se alcanza la velocidad deseada del producto.

Se sabe en la adición de ingredientes a un mezclador que los ingredientes pueden calentarse. Los ingredientes calientes pueden compensar un orificio demasiado pequeño. Sin embargo, el calor puede dañar los ingredientes sensibles y dar por resultado un producto indeseable.

Por lo tanto, puede ser deseable no calentar al menos ciertos ingredientes. Además, minimizando la temperatura de los ingredientes individuales o mezclas de ingredientes puede disminuir la temperatura interna de mezcla. Esto puede usarse para evitar la degradación de ingredientes sensibles. Esto también disminuye la temperatura del producto de chicle que abandona el extrusor, lo que protege además los ingredientes de la degradación. Maximizando las aberturas de alimentación de ingredientes, los ingredientes más fríos pueden añadirse al mezclador.

Conforme al presente invento, puede añadirse un número de ingredientes líquidos a través de estas aberturas de clavija inyectora que se optimizan. Estos ingredientes incluyen: jarabe de maíz, hidrolisatos de jarabe hidrogenado; agentes saporíferos; glicerina; suspensiones líquidas de edulcorantes o edulcorantes de alta densidad; ácidos; poliisobutileno de bajo peso molecular; disoluciones de sorbitol o líquidos de alditoles líquidos; grasas; aceites; lípidos; ceras; y cualquier otro ingrediente líquido o combinaciones de ingredientes.

Adicionalmente, el presente invento permite usar bombas más pequeñas para alimentar los ingredientes en el extrusor a través de las aberturas. Para este fin, los ingredientes pueden bombearse en el extrusor usando una bomba de pistón, bomba de engranaje, o bomba de diafragma.

Una bomba de pistón trabaja tirando dentro de su cilindro y sacando así los ingredientes líquidos en el cilindro. El pistón se presiona entonces hacia el cilindro presionando los ingredientes hacia delante a través de la clavija y dentro del extrusor. Se ha encontrado que se prefiere que el agente saporífero se bombee con una bomba de pistón a temperatura ambiente o más frío. El caucho de bajo peso molecular, tal como poliisobutileno y jarabes, se ha encontrado, se bombean preferiblemente con bombas de engranaje a 121ºC (250ºF) y 38ºC (100ºF) respectivamente.

Una bomba de engranaje trabaja asegurando el ingrediente con los dientes del engranaje. La bomba presiona entonces el ingrediente hacia adelante mientras el engranaje vuelve. Un ejemplo de una bomba de engranaje es la bomba de engranaje MAAG Thermoinox®. Se ha encontrado que un caucho de bajo peso molecular, tal como poliisobutileno y jarabes, se bombean preferiblemente con bombas de engranaje a 121ºC (250ºF) y 38ºC (100ºF), respectivamente.

Las bombas de diafragma trabajan de manera similar a la bomba de pistón. Sin embargo, en la bomba de diafragma, hay un lámina plana de plástico que mueve de acá para allá en vez del pistón moviendo el ingrediente en el extrusor. También se ha encontrado que preferiblemente las grasas se bombean usando una bomba de diafragma a 108ºC (225ºF).

En referencia a la Fig. 1, el mezclador de paletas y clavijas 100 incluye un único tornillo mezclador 120 que gira dentro de una barra 140 que, durante el uso, está generalmente cerrada y rodea completamente al tornillo mezclador 120. El tornillo mezclador 120 incluye un eje 122 generalmente cilíndrico y tres hileras de paletas de mezcla 124 ordenadas en posiciones espaciadas de manera uniforme alrededor del eje de tornillo 122 (sólo con dos de las hileras estando visibles en la Fig. 1). Las paletas de mezcla 124 sobresalen de forma radial hacia fuera del eje 122, con cada una pareciéndose la paleta de un hacha.

La barra de mezcla 140 incluye un alojamiento interno de la barra 142 que es generalmente cilíndrico cuando la barra 140 está cerrada alrededor de tornillo 120 durante la operación del mezclador 100. Se ordenaron tres filas de clavijas estacionarias 144 en posiciones espaciadas de manera uniforme alrededor del eje del tornillo 142, y sobresale hacia adentro de forma radial desde el alojamiento de la barra 142. Las clavijas 144 tienen generalmente forma cilíndrica, y pueden tener extremos 146 redondeados o biselados.

El tornillo de mezcla 120 con paletas 124, rota dentro de la barra 140 y se conduce por un motor de velocidad variable (no mostrado). Durante la rotación, el tornillo de mezcla 120 se mueve también hacia atrás y adelante en una dirección axial, creando una combinación de mezcla rotacional y axial que es altamente eficaz. Durante la mezcla, las paletas de mezcla 124 pasan continuamente entre las clavijas estacionarias 144, sin embargo las paletas y las clavijas nunca se tocan unas a otras. Además, los bordes radiales 126 de las paletas 124 nunca tocan la superficie interna de la barra 142, y los extremos 146 de las clavijas 144 nunca tocan el eje del tornillo de mezcla 122.

Las Figuras 2 a 6 ilustran diversos elementos del tornillo que pueden usarse para configurar el tornillo de mezcla 120 para el uso óptimo. Las Figuras 2A y 2B ilustran elementos 20 y 21 en el tornillo que se usan en conjunto con un montaje de anillo de restricción. Los elementos 20 y 21 en el tornillo incluyen cada uno una superficie externa cilíndrica 22, una pluralidad de paletas 24 proyectándose hacia fuera desde la superficie 22, y una abertura interna 26 con una cerradura 28 para recibir y enganchar un eje de tornillo de mezcla (no mostrado). El segundo elemento 21 en el tornillo es aproximadamente dos veces tan largo como el primer elemento 20 en el tornillo.

La Fig. 2C ilustra un montaje de anillo de restricción 30 usado para acumular de nuevo presión en posiciones localizadas a lo largo del tornillo de mezcla 120. El montaje de anillo de restricción 30 incluye dos mitades 37 y 39 montadas en el alojamiento de la barra 142, cuyas mitades se enganchan durante el uso para formar un anillo cerrado. El montaje de anillo de restricción 30 incluye un aro externo circular 32, un anillo interno 34 angulado como se muestra, y una abertura 36 en el anillo interno que recibe, pero no toca, los elementos 20 y 21 en el tornillo montados en el eje del tornillo. Las aberturas de montaje 35 en la superficie 32 de ambas mitades del montaje del anillo de restricción 30, se usan para montar las mitades en el alojamiento de la barra 142.

La Fig. 3 ilustra la relación entre el montaje del anillo de restricción 30 y los elementos 20 y 21 en el tornillo durante la operación. Cuando el tornillo de mezcla 120 se gira dentro de la barra 140, y se corresponde de manera axial, los espacios libres entre los elementos 20 y 21 en el tornillo y el anillo interno 34, proporcionan el medio principal de paso de material de un lado del montaje del anillo de restricción 30 al otro. El elemento 20 en el tornillo en el lado corriente arriba del montaje del anillo de restricción incluye una paleta 27 modificada que permite el espacio libre del anillo interno 34. El otro elemento 21 en el tornillo se posiciona generalmente corriente abajo del montaje del anillo de restricción 30, y tiene una paleta final (no visible) que se mueve cerca de y limpia la superficie contraria del anillo interno 34.

Los espacios libres entre las superficies externas 22 de los elementos 20 y 21 en el tornillo y el anillo interno 34 del montaje del anillo de restricción 30, que pueden variar y son preferiblemente del orden de 1 a 5 mm, determinan en una gran extensión cuanta presión acumulada se dará en la región corriente arriba del montaje del anillo de restricción 30 durante la operación del mezclador 100. Debería anotarse que el elemento 20 en el tornillo corriente arriba tiene un L/D de aproximadamente 1/3, y el elemento 21 en el tornillo corriente abajo tiene un L/D de aproximadamente 2/3, dando por resultado un L/D total de aproximadamente 1,0 para los elementos en el tornillo. El montaje del anillo de restricción 30 tiene un L/D menor de aproximadamente 0,45 que coincide con el L/D de los elementos 20 y 21 en el tornillo, que engancha uno al otro pero no tocan el montaje del anillo de restricción.

Las Figuras 4 y 5 ilustran los elementos de mezcla o "de amasado" que realizan la mayoría del trabajo de mezcla. La diferencia principal entre el elemento de mezcla de menor cizalladura 40 de la Fig. 4 y el elemento de mezcla de mayor cizalladura 50 de la Fig. 5, es el tamaño de las paletas de mezcla que proyectan hacia fuera en los elementos de mezcla. En la Fig. 5, las paletas de mezcla de mayor cizalladura 54 que proyectan hacia fuera desde la superficie 52, son mayores y más gruesas que las paletas de mezcla de menor cizalladura 44 que proyectan hacia afuera de la superficie 42 en la Fig. 4. Para cada uno de los elementos 40 y 50, las paletas de mezcla se colocan en tres filas espaciadas en forma de circunferencia, como se explica anteriormente con respecto a la Fig. 1. El uso de paletas de mezcla más gruesas 54 en la Fig. 5 significa que hay menos distancia axial entre las paletas y también menos espacio libre entre las paletas 54 y las clavijas estacionarias 144 ya que el tornillo 120 rota y se corresponde de manera axial (Fig. 1). Esta reducción en espacio libre provoca inherentemente la mayor cizalladura en la cercanía de los elementos de mezcla 50.

La Fig. 6 ilustra una única clavija estacionaria 144 separada de la barra 140. La clavija 144 incluye una base ensartada 145 que permite la unión a posiciones seleccionadas a lo largo del eje de la barra interna 142. También es posible configurar algunas de las clavijas 144 como puertos de inyección líquida proporcionándolos con aberturas del centro del hueco.

La Fig. 7 es una vista esquemática que muestra una configuración de barra preferida actualmente, incluyendo una colocación preferida actualmente de las clavijas de barra 144. La Fig. 8 es una correspondiente vista esquemática que ilustra una configuración de tornillo de mezcla preferida actualmente. El mezclador 200, cuya configuración preferida se ilustra en las Figuras 7 y 8, tiene un L/D de mezcla activa total de aproximadamente 19.

El mezclador 200 incluye una zona de alimentación inicial 210 y cinco zonas de mezcla 220, 230, 240, 250 y 260. Las zonas 210, 230, 240, 250 y 260 incluyen cinco posibles puertos grandes de alimentación 212, 232, 242, 252 y 262, respectivamente, que pueden usarse para añadir ingredientes principales (por ejemplo sólidos) al mezclador 200. Las zonas 240 y 260 están configuradas además con cinco puertos de inyección líquida más pequeños 241, 243, 261, 263 y 264 que se usan para añadir ingredientes líquidos. Los puertos de inyección líquida 241, 243, 261, 263 y 264 incluyen clavijas 144 de barra especiales formados con centros huecos, como se explica anteriormente. Como también se anota anteriormente, pueden optimizarse cada una de las aberturas de los puertos grandes de alimentación 212, 232, 242, 252 y 262 y puertos de inyección líquida pequeños 241, 243, 261, 263 y 244.

En referencia a la Fig. 7, las clavijas de barra 144 se presentan preferiblemente en la mayoría o todas las posiciones disponibles, como se muestra en las tres filas.

En referencia a la Fig. 8, una configuración preferida actualmente del tornillo de mezcla 120 para la mayoría de los productos de chicle se ilustra esquemáticamente como sigue. La zona 210, que es la zona de alimentación inicial, se configura con aproximadamente 1-1/3 L/D de elementos de baja cizalladura, tal como el elemento 40 mostrado en la Fig. 4. El L/D de la zona de alimentación inicial 210 no se cuenta como parte del L/D de mezcla activa total de 19, tratado anteriormente, porque su propósito es meramente llevar ingredientes en las zonas de mezcla.

La primera zona de mezcla 220 se configura, de izquierda a derecha (Fig. 8), con dos elementos de mezcla de baja cizalladura 40 (Fig. 4) seguidos por dos elementos de alta cizalladura 50 (Fig. 5). Los dos elementos de mezcla de baja cizalladura contribuyen aproximadamente 1-1/3 de L/D de mezcla, y los dos elementos de mezcla de alta cizalladura contribuyen aproximadamente 1-1/3 de L/D de mezcla. La zona 220 tiene un L/D de mezcla total de aproximadamente 3,0, incluyendo la parte final cubierta por un montaje de anillo de restricción 30 de 57 mm con elementos 20 y 21 cooperantes en el tornillo (no designados separadamente en la Fig. 8).

El montaje del anillo de restricción 30 con elementos 20 y 21 cooperantes en el tornillo, que abarca el final de la primera zona de mezcla 220 y el comienzo de la segunda zona de mezcla 230, tienen un L/D combinado de aproximadamente 1,0, parte del cual está en la segunda zona de mezcla 230. Luego, se configura la zona 230, de izquierda a derecha, con tres elementos de mezcla de baja cizalladura 40 y 1,5 elementos de mezcla de alta cizalladura 50. Los tres elementos de mezcla de baja cizalladura contribuyen aproximadamente 2,0 de L/D de la mezcla, y los 1,5 elementos de mezcla de alta cizalladura contribuyen aproximadamente 1,0 de L/D de la mezcla. La zona 230 tiene un L/D de mezcla total de aproximadamente 4,0.

Abarcando el final de la segunda zona de mezcla 230 y el principio de la tercera zona de mezcla 240, está un montaje de anillo de restricción 30 de 60 mm con elementos 20 y 21 cooperantes en el tornillo que tienen un L/D de aproximadamente 1,0. Luego, se configura la zona 240, de izquierda a derecha, con 4,5 elementos de mezcla de alta cizalladura 50 que contribuyen con un L/D de mezcla de aproximadamente 3,0. La zona 240 tiene un L/D de mezcla total de aproximadamente 4,0.

Abarcando el final de la tercera zona de mezcla 240 y el principio de la cuarta zona de mezcla 250 está otro montaje de anillo de restricción 30 de 60 mm con elementos en el tornillo cooperantes que tienen un L/D de aproximadamente 1,0. Entonces, el resto de la cuarta zona 250 y la quinta zona de mezcla 260 se configura con once elementos de mezcla de baja cizalladura 40 que contribuyen a un L/D de mezcla de aproximadamente 7. La zona 250 tiene un L/D de mezcla total de aproximadamente 4,0, y la zona 260 tiene un L/D de mezcla total de aproximadamente 4,0.

Antes de explicar donde se añaden los diversos ingredientes del chicle al mezclador 200 en continuo, y como se mezclan, es útil tratar la composición de chicles típicos que pueden hacerse mediante los métodos del invento. Un chicle incluye generalmente una parte de masa soluble en agua, una parte de base de chicle insoluble en agua, y uno o más agentes aromatizantes. La parte soluble en agua disipa en un periodo de tiempo durante el mascado. La parte de base de chicle se retiene en la boca durante todo el proceso de mascado.

La base de chicle insoluble incluye generalmente elastómeros, plastificadores de elastómeros (resinas), grasas, aceites, ceras, ablandadores y rellenos inorgánicos. Los elastómeros pueden incluir poliisobutileno, copolimero de isobutileno-isopreno, copolimero de estireno-butadieno y gomas naturales tales como chicle. Las resinas pueden incluir resinas de acetato de polivinilo y terpeno. El acetato de polivinilo de bajo peso molecular es una resina preferida. Las grasas y los aceites pueden incluir grasas animales tales como manteca de cerdo y sebo, aceites vegetales tales como aceites de soja y algodón, aceites vegetales hidrogenados y parcialmente hidrogenados, y mantequilla de cacao. Ceras usadas normalmente incluyen ceras de petróleo tales como parafina y cera microcristalina, ceras naturales tales como cera de abejas, candelia, carnauba y cera de polietileno.

La base de chicle típicamente incluye un componente de relleno tal como carbonato cálcico, carbonato de magnesio, talco fosfato dicálcico y similares; ablandadores, que incluyen monoestearato de glicerol y triacetato de glicerol; e ingredientes opcionales tales como antioxidantes, color y emulsificadores. La base de chicle constituye de 5 a 95% en peso de la composición del chicle, más típicamente de 10 a 50% en peso del chicle, y lo más comúnmente 20 a 30% en peso del chicle.

La parte soluble en agua del chicle puede incluir ablandadores, edulcorantes al por mayor, edulcorantes de alta intensidad, agentes aromatizantes y combinaciones de los mismos. Se añaden los ablandadores al chicle para optimizar la capacidad de mascado y la sensación en la boca del chicle. Los ablandadores, que también se conocen como plastificadores o agentes plastificantes, constituyen generalmente del 0,5 al 15% en peso del chicle. Los ablandadores pueden incluir glicerina, lecitina, y combinaciones de las mismas. Las disoluciones acuosas edulcorantes tales como las que contienen sorbitol, hidrolisatos de almidón hidrogenados, jarabe de maíz y combinaciones de los mismos, pueden usarse también como ablandadores y agentes ligantes en chicle.

Los edulcorantes al por mayor constituyen del 5 al 95% en peso del chicle, más típicamente del 20 al 80% en peso del chicle y lo más comúnmente del 30 al 60% en peso del chicle. Los edulcorantes al por mayor pueden incluir tanto edulcorantes como componentes con o sin azúcar. Los edulcorantes con azúcar pueden incluir componentes que contienen sacáridos que incluyen pero no están limitados a la sacarosa, dextrosa, maltosa, dextrina, azúcar de inversión seca, fructosa, levulosa, galactosa, sólidos de jarabe de maíz, y similares, solos o combinados. Los edulcorantes sin azúcar incluyen componentes con características edulcorantes, pero están desprovistos de los azúcares conocidos comúnmente. Los edulcorantes sin azúcar incluyen pero no están limitados a alcoholes de azúcares tales como sorbitol, manitol, xilitol, hidrolisatos de almidón hidrogenados, maltitol, y similares, solos o combinados.

Los edulcorantes de alta intensidad pueden estar también presentes y se usan comúnmente con edulcorantes sin azúcar. Cuando se usan, los edulcorantes de alta intensidad constituyen típicamente de 0,001 al 5% en peso del chicle, preferiblemente del 0,01 al 1% en peso del chicle. Típicamente, los edulcorantes de alta intensidad son al menos 20 veces más dulces que la sacarosa. Estos pueden incluir pero no están limitados a sucralosa, aspartama, sales de acesulfama, alitama, sacarina y sus sales, ácido ciclámico y sus sales, glicirrizina, dihidrochalcones, taumatina, monelina y similares, solos o combinados.

Pueden usarse combinaciones de edulcorantes con y/o sin azúcar en chicles. El edulcorante puede funcionar también en el chicle totalmente o en parte, como un agente de masa soluble en agua. Adicionalmente, el ablandador puede proporcionar dulzor adicional tal como con disoluciones acuosas de azúcar o alditol.

El agente saporífero puede estar presente generalmente en el chicle en una cantidad dentro del intervalo de 0,1 a 15% en peso del chicle, preferiblemente de 0,2 a 5% en peso del chicle, lo más preferiblemente de 0,5 a 3% en peso del chicle. Los agentes aromatizantes pueden incluir aceites esenciales, agentes saporíferos sintéticos o mezclas de los mismos que incluyen pero no están limitados a aceites derivados de plantas y frutas tal como aceites cítricos, esencias de frutas, aceite de hierbabuena, aceite de menta verde, otros aceites de menta, aceite de clavo, aceite de hierba de invierno, anís y similares. Agentes y componentes aromatizantes artificiales también pueden usarse en el ingrediente aromático del invento. Los agentes aromatizantes naturales y artificiales pueden combinarse en cualquier manera sensorialmente aceptable.

También pueden incluirse ingredientes opcionales tales como colores, emulsionantes, agentes farmacéuticos y agentes aromatizantes adicionales en el chicle.

De acuerdo con una realización del invento, la base de chicle y el producto de chicle último se hacen de manera continua en el mismo mezclador. Generalmente, la parte de base de chicle se hace usando un L/D de mezcla de aproximadamente 25 o menor, preferiblemente aproximadamente 20 o menor, lo más preferiblemente aproximadamente 15 o menor. Después, los ingredientes restantes de chicle se combinan con la base de chicle para hacer un producto de chicle usando un L/D de mezcla de aproximadamente 15 o menor, preferiblemente aproximadamente 10 o menor, lo más preferiblemente aproximadamente 5 o menor. La mezcla de los ingredientes de base de chicle y los ingredientes restantes de chicle pueden darse en diferentes partes del mismo mezclador o pueden traslaparse, mientras se alcance la mezcla usando un L/D de aproximadamente 40 o menor, preferiblemente aproximadamente 30 o menor, lo más preferiblemente aproximadamente 20 o menor.

Cuando se usa un mezclador de paletas y clavijas preferido, que tiene la configuración preferida descrita anteriormente, el chicle total puede hacerse usando un L/D de mezcla de aproximadamente 19. La base de chicle puede hacerse usando un L/D de aproximadamente 15 o menor, y los restantes ingredientes del chicle pueden combinarse con la base de chicle usando un L/D adicional de aproximadamente 5 o menor.

Para lograr la fabricación del chicle total usando el mezclador de paletas y clavijas 200 preferido, es ventajoso mantener las rpm del tornillo de mezcla 120 a menos de aproximadamente 150, preferiblemente menos de aproximadamente 100. También, la temperatura del mezclador se optimiza preferiblemente, así que la base de chicle está a aproximadamente 54ºC (130ºF) o menor cuando se encuentra inicialmente con los otros ingredientes del chicle, y el producto de chicle está a aproximadamente 54ºC (130ºF) o menor (preferiblemente 52ºC (125ºF) o menor) cuando abandona del mezclador. Esta temperatura de optimización puede alcanzarse, en parte, calentando selectivamente y/o enfriando con agua las secciones de la barra que rodean las zonas de mezcla 220, 230, 240, 250 y 260. Sin embargo, conforme al presente invento, la optimización de la temperatura puede alcanzarse además añadiendo ingredientes más fríos para enfriar el mezclador.

Para fabricar la base de chicle, puede seguirse el siguiente procedimiento preferido. Se añaden el elastómero, relleno y al menos algún disolvente del elastómero al primer gran puerto de alimentación 212 en la zona de alimentación 210 del mezclador 200, y se someten a mezcla altamente dispersiva en la primera zona de mezcla 220 mientas se lleva en la dirección de la flecha 122. Se añaden el disolvente de elastómero restante (si hay) y acetato de polivinilo al segundo gran puerto de alimentación 232 en la segunda zona de mezcla 230, y los ingredientes se someten a una mezcla más distributiva en el resto de la zona de mezcla 230.

Las grasas, aceites, ceras (si hay), emulsionantes y, opcionalmente, colores y antioxidantes, se añaden a los puertos de inyección líquida 241 y 243 en la tercera zona de mezcla 240, y los ingredientes se someten a mezcla distributiva en la zona de mezcla 240 mientras se llevan en la dirección de la flecha 122. Como se anota anteriormente, conforme al presente invento, las grasas pueden bombearse usando una bomba de diafragma. En este punto, la fabricación de base de chicle debería completarse, y la base de chicle debería abandonar la tercera zona de mezcla 240 como un compuesto libre de trozos, sustancialmente homogéneo, con un color uniforme.

La cuarta zona de mezcla 250 se usa principalmente para enfriar la base de chicle, aunque puede lograrse la adición de ingredientes menores. Entonces, para fabricar el producto final de chicle, pueden añadirse glicerina, jarabe de maíz, otros edulcorantes de azúcar al por mayor, edulcorantes de alta intensidad y agentes saporíferos, a la quinta zona de mezcla 260, y los ingredientes se someten a mezcla distributiva. Si el producto de chicle va a ser sin azúcar, el hidrolisato de almidón o la disolución de sorbitol pueden sustituirse por el jarabe de maíz y los alditoles en polvo pueden sustituirse por los azúcares.

Preferiblemente, se añade glicerina al primer puerto de inyección líquida 261 en la quinta zona de mezcla 260. Los ingredientes sólidos (edulcorantes al por mayor, edulcorantes de alta intensidad encapsulados, etc.), se añaden al gran puerto de alimentación 262. Los jarabes (jarabe de maíz, hidrolisato de almidón hidrogenado, disolución de sorbitol, etc.) se añaden al siguiente puerto de inyección líquida 263, y los agentes saporíferos se añaden al puerto final de inyección líquida 264. Los agentes saporíferos pueden añadirse alternativamente a los puertos 261 y 263 para ayudar a plastificar la base de chicle, reduciendo así la temperatura y el torque en el tornillo. Esto permitiría marchar al mezclador a mayor rpm y rendimiento. Como se anota anteriormente, conforme al presente invento, el agente saporífero puede añadirse usando una bomba de pistón y los jarabes añadirse usando una bomba de engranaje.

Los ingredientes del chicle se combinan en una masa homogénea que se descarga del mezclador como una corriente continua o "cuerda". La corriente continua o cuerda puede depositarse en un transportador móvil y llevarse a una estación de formación, donde el chicle se da forma en la forma deseada tal como presionándolo en láminas, marcando y cortando en barras. Porque el procedimiento entero de fabricación de chicle se integra en un único mezclador en continuo, hay menos variación en el producto, y el producto es más limpio y más estable debido a sus historias mecánica y térmica simplificadas.

Un amplio intervalo de cambios y modificaciones a las realizaciones preferidas del invento serán evidentes a los expertos en la técnica. Las realizaciones preferidas anteriores, y los ejemplos que siguen, son meramente ilustrativos del invento y no deberían construirse como imposición de limitaciones en el invento. Por ejemplo, pueden usarse diferentes equipos de mezcla en continuo y diferentes configuraciones del mezclador sin apartarse del invento mientras la preparación de la base de chicle y el producto de chicle se logren en un único mezclador en continuo usando un L/D de mezcla de no más que aproximadamente 40.

Ejemplo 1 Probando la conveniencia de un mezclador en continuo

La siguiente prueba preliminar puede emplearse para determinar si un mezclador en continuo particular con una configuración particular encuentra los requisitos de un mezclador de alta eficacia adecuado para practicar el método del invento.

Una mezcla seca de 35,7% de caucho de butilo (copolimero 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 butilo 101-3); 35,7% de carbonato cálcico (VICRON 15-15 de Pfizer, Inc., Nueva York, Nueva York); 14,3% de resina de politerpeno (ZONAREZ 90 de Arizona Chemical Company de la Ciudad de Panamá, Florida) y 14,3% de una segunda resina de politerpeno (ZONAREZ 7125 de Arizona Chemical Company) se alimenta al mezclador en continuo en cuestión, equipado con la configuración de mezclador a probar. El perfil de temperatura se optimiza para la mejor mezcla, sometida a la restricción de que la temperatura de salida de la mezcla no exceda 170ºC (y permanece preferiblemente por debajo de 160ºC) para evitar la degradación térmica. Para cualificarlo como un mezclador de alta eficacia adecuado, el mezclador debería producir un compuesto libre de trozos, sustancialmente homogéneo, con un color lechoso uniforme en no más que aproximadamente L/D 10, preferiblemente no más que aproximadamente L/D 7, lo más preferiblemente no más que aproximadamente L/D 5.

Para controlar minuciosamente los trozos, el compuesto de caucho terminado puede estirarse y observarse visualmente, o comprimirse en una prensa hidráulica y observarse, o fundirse en una placa caliente, o hacerse en una base de chicle acabada que se prueba después para los trozos usando métodos convencionales.

Además, el mezclador debe tener suficiente longitud para completar la fabricación de la base de chicle, y del producto de chicle, en un único mezclador, usando un L/D de mezcla total de no más que aproximadamente 40. Cualquier mezclador que encuentre estos requisitos entra dentro de la definición de un mezclador de alta eficacia adecuado para practicar el método del invento.

Ejemplos 2-11

Fabricación de chicle en continuo

Los siguientes ejemplos marcharon usando un amasador Buss con un diámetro de tornillo mezclador de 100 mm, configurado de la manera preferida descrita anteriormente (a menos que se indique otra cosa), con cinco zonas de mezcla, un L/D de mezcla total de 19, y un L/D de transporte inicial de 1-1/3. No se uso troquel al final del mezclador, a menos que se indique otra cosa, y la mezcla de producto salió como una cuerda en continuo. Cada ejemplo se diseñó con velocidades de alimentación para dar producto de chicle a la velocidad de 135 kg (300 libras) por hora.

Los ingredientes líquidos se alimentaron usando bombas volumétricas en los grandes puertos de alimentación y/o más pequeños puertos de inyección líquida, situados generalmente como se describe anteriormente, a menos que se indique otra cosa. Las bombas se ajustaron de tamaño y ajustaron apropiadamente para alcanzar las velocidades de alimentación deseadas.

Los ingredientes secos se añadieron usando alimentadores gravimétricos de tornillo en los grandes puertos de adición posicionados como se describe anteriormente. De nuevo, los alimentadores se ajustaron de tamaño y ajustaron apropiadamente para alcanzar las velocidades de alimentación deseadas.

El control de temperatura se logró circulando fluidos a través de camisas que rodean cada zona de la barra de mezcla y dentro del tornillo de mezcla. Se uso enfriamiento con agua donde las temperaturas no excedían 93ºC (200ºF) y se usó enfriamiento con aceite a temperaturas mayores. Donde se deseaba el enfriamiento con agua, se usó agua del grifo (típicamente a aproximadamente 14ºC (57ºF)) sin enfriamiento adicional.

Las temperaturas se grabaron tanto para el fluido como para la mezcla de ingredientes. Las temperaturas del fluido se fijaron para cada zona de mezcla de la barra (correspondiendo a zonas 220, 230, 240, 250 y 260 en las Figuras 7 y 8), y se presentan posteriormente como Z1, Z2, Z3, Z4 y Z5, respectivamente. Las temperaturas de fluido se fijaron además para el tornillo de mezcla 120, y se presentan posteriormente como S1.

Se grabaron las temperaturas actuales de mezcla cerca del final de la corriente abajo de las zonas de mezcla 220, 230, 240 y 250; cerca del centro de la zona de mezcla 260; y cerca del final de la zona de mezcla 260. Estas temperaturas de mezcla se presentan posteriormente como T1, T2, T3, T4, T5 y T6, respectivamente. Las temperaturas actuales de mezcla están influenciadas por las temperaturas del fluido circulante, las propiedades de intercambio de calor de la mezcla y la barra circundante, y el calentamiento mecánico por el procedimiento de mezcla, y a menudo difiere de las temperaturas fijadas debido a los factores adicionales.

Todos los ingredientes se añadieron al mezclador en continuo a temperatura ambiente (aproximadamente 25ºC (77ºF)) a menos que se anote otra cosa.

Ejemplo 2

Este ejemplo ilustra la preparación de un chicle sin azúcar aromatizado con menta verde. Una mezcla de 24,2% de resina de terpeno, 29,7% de caucho de butilo molido espolvoreado (75% de caucho con 25% de carbonato cálcico molido fino como una ayuda antibloqueo) y 46,1% de carbonato cálcico molido fino se alimentó a 11,34 kg (25 lb)/h en el primer gran puerto de alimentación (puerto 212 en las Figuras 7 y 8). Se añadió también poliisobutileno de bajo peso molecular (peso molecular = 12.000), precalentado a 100ºC, a 2,9 kg (6,3 lb)/h en este puerto.

Se añadió acetato de polivinilo molido de bajo peso molecular a 6,03 kg (13,3 lb)/h en el segundo gran puerto de alimentación (puerto 232 en las Figuras 7 y 8).

Se inyectó una mezcla de grasas, precalentada a 83ºC, en los puertos de inyección líquida en la tercera zona de mezcla (puertos 241 y 243 en la Fig. 7), a una velocidad total de 8, 35 kg (18,4 lb)/h, con el 50% de la mezcla alimentándose a través de cada puerto. La mezcla de grasa incluyó 30,4% de aceite de soja hidrogenado, 35,4% de aceite de algodón hidrogenado, 13,6% de aceite de soja parcialmente hidrogenado, 18,6% de monoestearato de glicerol, 1,7% de polvo de cacao, y 0,2% de BHT.

La glicerina se inyectó en el primer puerto de inyección líquida en la quinta zona de mezcla (puerto 261 en la Fig. 7) a 1,77 kg (3,9 lb)/h. Una mezcla de 1,1% de sorbitol y 98,9% de azúcar se añadió en el gran puerto de alimentación en la quinta zona de mezcla (puerto 262 en la Fig. 7) a 84,26 kg (185,7 lb)/h. Se añadió jarabe de maíz, precalentado a 44ºC, en el segundo puerto de inyección líquida en la quinta zona de mezcla (puerto 263 en la Fig. 7) a 20,1 kg (44,4 lb)/h. Se añadió agente saporífero de menta verde en el tercer puerto de inyección líquida en la quinta zona de mezcla (puerto 264 en la Fig. 7) a 1,36 kg (3,0 lb)/h.

Las temperaturas de zona Z1-Z5 se fijaron a 177ºC (350ºF), 177ºC (350ºF), 66ºC (150ºF), 14ºC (57ºF) y 14ºC (57ºF) respectivamente. La temperatura del tornillo de mezcla S1 se fijó a 49ºC (120ºF). Las temperaturas de mezcla T1-T6 se midieron a estado estable como 113ºC (235ºF), 98ºC (209ºF), 81ºC (177ºF), 38,5ºC (101ºF), y 38ºC (100ºF) y fluctuó ligeramente durante el proceso. La rotación del tornillo fue de 80 rpm.

El producto de chicle abandonó el mezclador a 49ºC (120ºF). El producto fue comparable al producido mediante procesado convencional en discontinuo a escala piloto. El chicle fue ligeramente gomoso pero no fueron visibles trozos de base.

Ejemplo 3

Este ejemplo ilustra la preparación de un chicle sin azúcar añadido aromatizado con hierbabuena. Se añadió una mezcla seca de 57% de caucho de butilo molido espolvoreado (75% de caucho, 25% de carbonato cálcico) y 43% de carbonato cálcico molido fino al primer gran puerto de alimentación 212 (Fig. 7), a 6,3 kg (13,9 lb)/h. Se añadió también poliisobutileno fundido (precalentado a 100ºC) al puerto 212 a 4,3 kg (9,5 lb)/h.

Se añadió acetato de polivinilo molido de bajo peso molecular al puerto 232 a 5,4 kg (13,0 lb)/h.

Una mezcla de grasas (precalentada a 82ºC) se bombeó 50/50 en los puertos 241 y 243 a una velocidad total de 10,7 kg (23,6 lb)/h. La mezcla de grasas incluyó 33,6% de aceite de algodón hidrogenado, 33,6% de aceite de soja hidrogenado, 24,9% de aceite de soja parcialmente hidrogenado, 6,6% de monoestearato de glicerol, 1,3% de polvo de cacao y 0,1% de BHT. La glicerina se añadió al puerto 261 a 0,95 kg (2,1 lb)/h. Una mezcla de 98,6% de azúcar y 1,4% de sorbitol se añadió al puerto 262 a 88,9 kg (196 lb)/h. Se añadió jarabe de maíz (precalentado a 40ºC) al puerto 263 a 18,1 kg (39,9 lb)/h. Se añadió agente saporífero de hierbabuena al puerto 264 a 0,95 kg (2,1 lb)/h.

Las temperaturas de zona (Z1-Z5) se fijaron a 177ºC (350ºF), 177ºC (350ºF), 149ºC (300ºF), 16ºC (60ºF) y 16ºC (60ºF), respectivamente. La temperatura del tornillo (S1) se fijó a 93ºC (200ºF). Las temperaturas de mezcla (T1-T6) se midieron como 147ºC (297ºF), 109ºC (228ºF), 126ºC (258ºF), 50ºC (122ºF), 37ºC (98ºF) y 41ºC (106ºF), respectivamente. La rotación del tornillo fue de 85 rpm.

El producto de chicle abandonó el mezclador a 48ºC (119ºF). El producto final estaba libre de trozos pero estaba seco y le faltaba fuerza tensora. Estos defectos se atribuyeron a la fórmula más que al procesado.

Ejemplo 4

Este ejemplo ilustra la preparación de una goma aromatizada con hierbabuena para revestimiento de bolitas. Se alimentó una mezcla de 27,4% de resina de terpeno de alto peso molecular, 26,9% de resina de terpeno de bajo peso molecular, 28,6% de caucho de butilo molido espolvoreado (75% de caucho, 25% de carbonato cálcico) y 17,1% de carbonato cálcico molido fino en el primer gran puerto 212 (Fig. 7), a 15,2 kg (33,5 lb)/h. Se bombeó poliisobutileno fundido (100ºC) en el mismo puerto a 0,59 kg (1,3 lb)/h.

Se alimentó acetato de polivinilo de bajo peso molecular al puerto 232 a 9 kg (19,8 lb)/h.

Se añadió una mezcla de grasas (82ºC) 50/50 en los puertos 241 y 243, a una velocidad total de 7,9 kg (17,4 lb)/h. La mezcla de grasas incluyó 22,6% de aceite de algodón hidrogenado, 21,0% de aceite de soja parcialmente hidrogenado, 21,0% de aceite de soja hidrogenado, 19,9% de monoestearato de glicerol, 15,4% de lecitina y 0,2% de BHT.

Se alimentó azúcar en el puerto 262 a 71,6 kg (157,8 lb)/h. Se añadió jarabe de maíz (40ºC) al puerto 263 a 31 kg (68,4 lb)/h. Se añadió agente saporífero de menta verde al puerto 264 a 0,82 kg (1,8 lb)/h.

Las temperaturas de zona (Z1-Z5) se fijaron a 71ºC (160ºF), 71ºC (160ºF), 43ºC (110ºF), 16ºC (60ºF) y 16ºC (60ºF) respectivamente. La temperatura del tornillo (S1) se fijó a 20ºC (68ºF). Las temperaturas de mezcla (T1-T6) se midieron como 110ºC (230ºF), 102ºC (215ºF), 74ºC (166ºF), 41ºC (105ºF), 43ºC (109ºF) y 44ºC (111ºF) respectivamente. La rotación del tornillo fue de 80 rpm.

El producto de chicle abandonó el mezclador a 49ºC (121ºF). El producto era firme y cohesivo cuando se mascaba (normal para un centro de bolita). No fueron visibles trozos de base.

Ejemplo 5

Este ejemplo ilustra la preparación de un chicle con azúcar aromatizado con hierbabuena. Se añadió una mezcla de 24,4% de caucho de butilo molido espolvoreado (75% de caucho, 25% de carbonato cálcico), 18,0% de resina de terpeno de bajo peso molecular, 18,3% de resina de terpeno de alto peso molecular y 39,4% de carbonato cálcico molido fino al primer gran puerto 212 (Fig. 7) a 12,5 kg (27,6 lb)/h.

Se añadió una mezcla de 11,1% de acetato de polivinilo de alto peso molecular y 88,9% de acetato de polivinilo de bajo peso molecular en el segundo gran puerto de alimentación 232 a 6,53 kg (14,4 lb)/h. Se añadió también poliisobutileno (precalentado a 100ºC) a este puerto a 1,6 kg (3,5 lb)/h.

Se añadió una mezcla de grasas (83ºC) 50/50 en los puertos 241 y 243, a una velocidad total de 6,58 kg (14,5 lb)/h. Esta mezcla de grasas incluyó 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.

Se inyectó la glicerina en el puerto 261 a 1,77 kg (3,9 lb)/h. Una mezcla de 84,6% de sacarosa y 15,4% de monohidrato de dextrosa se añadió al puerto 262 a 92,2 kg (203,1 lb)/h. El jarabe de maíz (40ºC) se inyectó en el puerto 263 a 13,6 kg (30,0 lb)/h. Una mezcla de 90% de agente saporífero de hierbabuena y 10% de lecitina de soja se inyectó en el puerto 264 a 1,36 kg (3,0 lb)/h.

Las temperaturas de zona (Z1-Z5) se fijaron a 177ºC (350ºF), 177ºC (350ºF), 38ºC (100ºF), 16ºC (60ºF) y 16ºC (60ºF) respectivamente, y la temperatura del tornillo (S1) se fijó a 38ºC (100ºF). Las temperaturas de mezcla (T1-T6) se midieron como 153ºC (308ºF), 127ºC (261ºF), 68ºC (154ºF), 35ºC (95ºF), 34ºC (94ºF) y 41ºC (105ºF) respectivamente. La rotación del tornillo se fijó a 55 rpm.

El producto abandonó el mezclador a 53ºC (127ºF). El producto acabado tenía buenas características de mascado y no hubo pruebas de trozos de caucho.

Ejemplo 6

Este ejemplo ilustra la preparación de un chicle con azúcar aromatizado con frutas. Se añadió una mezcla de 39,3% de caucho de butilo molido espolvoreado (75% de caucho, 25% de carbonato cálcico), 39,1% de resina de terpeno de bajo peso molecular y 21,6% de carbonato cálcico molido fino al primer gran puerto de alimentación 212 (Fig. 7) a 9,35 kg (20,6 lb)/h.

Se añadió una mezcla de 33,0% de resina de terpeno de bajo peso molecular y 67,0% de acetato de polivinilo de bajo peso molecular a 11 kg (24,4 lb)/h en el segundo gran puerto de alimentación 232. Se añadió también poliisobutileno (precalentado a 100ºC) a 0,45 kg (1,0 lb)/h en el puerto 232.

Se inyectó una composición de grasa/cera (82ºC) 50/50 en los puertos de inyección líquida 241 y 243, a una velocidad total de 6,35 kg (14,0 lb)/h. La composición incluyó 29,7% de cera de parafina, 21,7% de cera microcristalina (p.f. = 77ºC (170ºF)), 5,7% de cera microcristalina (p.f. = 82ºC (180ºF)), 20,5% de monoestearato de glicerol, 8,6% de aceite de algodón hidrogenado, 11,4% de lecitina de soja, 2,1% de polvo de cacao, y 0,3% de BHT.

Se inyectó glicerina en el puerto de inyección líquida 261 a 1,5 kg (3,3 lb)/h. Se añadió una mezcla de 88,5% de sacarosa y 11,5% de monohidrato de dextrosa a 91,2 kg (201,0 lb)/h en el gran puerto 262. El jarabe de maíz (40ºC) se inyectó a 1,4 kg (3,0 lb)/h en el puerto de inyección líquida 263, y una mezcla de 88,9% de agente saporífero de frutas y 11,1% de lecitina de soja se inyectó a 1,2 kg (2,7 lb)/h en el puerto de inyección líquida 264.

Las temperaturas de zona (Z1-Z5) se fijaron a 218ºC (425ºF), 218ºC (425ºF), 93ºC (200ºF), 16ºC (61ºF) y 16ºC (61ºF) respectivamente. La temperatura del tornillo (S1) se fijó a 19ºC (66ºF). Las temperaturas de mezcla (T1-T6) se midieron a 182ºC (359ºF), 137ºC (278ºF), 85ºC (185ºF), 41ºC (105ºF), 38ºC (100ºF) y 43ºC (109ºF) respectivamente. La rotación del tornillo se fijó a 70 rpm.

El producto de chicle abandonó el mezclador a 50ºC (122ºF). El producto era muy suave mientras estaba caliente y se quedaba aparte durante el mascado. Sin embargo, esto no era atípico para este producto. Después de envejecimiento durante dos meses, el producto se mascó de nuevo y se encontró que tenía excelente textura y sabor. No fueron visibles trozos de caucho.

Ejemplo 7

Este ejemplo ilustra la preparación de un chicle de globo con trozos de azúcar. Para este ejemplo, la configuración del mezclador se varió ligeramente a partir de la configuración preferida descrita anteriormente y usada para los Ejemplos 2-6. Específicamente, se instaló un troquel de agujero redondo de 30 mm a la salida final del mezclador.

Se añadió una mezcla de 68,9% de acetato de polivinilo de alto peso molecular y 31,1% de talco molido en el primer gran puerto de alimentación 212 (Fig. 7), a 16,1 kg (35,4 lb)/h. Se añadió también poliisobutileno (precalentado a 100ºC) al puerto 212 a 1,8 kg (3,95 lb)/h. Además corriente abajo, en la primera zona de mezcla 220, se inyectó monoglicérido acetilado a 1,2 kg (2,6 lb)/h, usando un puerto de inyección líquida (clavija de barra hueca) no mostrado en la Fig. 7.

Se añadieron poliisobutileno adicional (100ºC) a 1,79 kg (3,95 lb)/h y éster de glicerol de resina de madera parcialmente hidrogenado a 7,1 kg (13,4 lb)/h en el segundo gran puerto 232. Se añadió una mezcla de 43,6% de monoestearato de glicerol, 55,9% de triacetina y 0,5% de BHT a 3 kg (6,7 lb)/h en el puerto de inyección líquida 241.

La glicerina se inyectó a 0,95 kg (2,1 lb)/h en el puerto de inyección líquida 261. Una mezcla de 98,4% de sacarosa y 1,6% de ácido cítrico se añadió a 77,3 kg (170,4 lb)/h en el gran puerto 262. Se inyectó jarabe de maíz (40ºC) a 26,5 kg (58,5 lb)/h en el puerto de inyección líquida 263, y se añadió una mezcla de 60% de agente saporífero de lima-limón y 40% de lecitina de soja a 1,4 kg (3,0 lb)/h en el puerto de inyección líquida 264.

Las temperaturas de zona (Z1-Z5) se fijaron por último a 227ºC (440ºF), 227ºC (440ºF), 71ºC (160ºF), 16 kg (61ºF) y 16ºC (61ºF) respectivamente. La temperatura del tornillo (S1) se fijó por último a 27ºC (80ºF). Las temperaturas de mezcla (T1-T6) se midieron por último como 88ºC (189ºF), 80ºC (176ºF), 72ºC (161ºF), 36ºC (97ºF), 42ºC (108ºF) y 44ºC (112ºF) respectivamente. La rotación del tornillo fue de 55 rpm.

Primero, el producto abandonó el extrusor a 60ºC (140ºF) y exhibió señales de tensión por calor. Las temperaturas de zona Z1 y Z2 se redujeron entonces en -12ºC (10ºF) cada una, y la temperatura de tornillo S1 se elevó en -7ºC (20ºF), respecto a los valores mostrados anteriormente. Esto provocó que la temperatura de salida del chicle cayera a 50ºC (122ºF), y la calidad del producto mejoró de forma acusada.

Durante el mascado, el producto exhibió excelentes características de textura, agente saporífero y generación de globos. No fueron visibles trozos de caucho.

Ejemplo 8

Este ejemplo ilustra la preparación de un chicle sin azúcar aromatizado con menta verde. Se añadió una mezcla de 42,1% de carbonato cálcico molido fino, 18,9% de éster de glicerol de resina de madera, 16,7% de éster de glicerol de resina de madera parcialmente hidrogenado, 17,0% de caucho de butilo molido, y 5,3% de caucho de estireno-butadieno (25:75) molido espolvoreado (75% de caucho, 25% de carbonato cálcico) en el puerto 212 (Fig. 7) a 17,4 kg (38,4 lb)/h.

Se añadieron acetato de polivinilo de bajo peso molecular a 5,7 kg (12,7 lb)/h, y poliisobutileno (precalentado a 100ºC) a 3,4 kg (7,6 lb)/h, en el puerto 232.

Una mezcla de grasas (82ºC) se inyectó 50/50 en los puertos 241 y 243, a una velocidad total de 9,5 kg (20,9 lb)/h. La mezcla de grasas incluyó 35,7% de aceite de algodón hidrogenado, 30,7% de aceite de soja hidrogenado, 20,6% de aceite de soja parcialmente hidrogenado, 12,8% de monoestearato de glicerol y 0,2% de BHT.

A diferencia de los ejemplos previos, la glicerina se inyectó a 11,6 kg (25,5 lb)/h en la cuarta zona de mezcla 250 (Fig. 7) a través del puerto de inyección líquida (no se muestra). Una mezcla coevaporada de hidrolisato de almidón hidrogenado y glicerina (a 40ºC) se inyectó adicionalmente corriente abajo en la cuarta zona de mezcla 250 a través de otro puerto de inyección líquida (no se muestra). La mezcla coevaporada incluyó 67,5% de sólidos de hidrolisato de almidón hidrogenado, 25% de glicerina y 7,5% de agua.

Se añadió una mezcla de 84,8% de sorbitol, 14,8% de manitol y 0,4% de aspartama encapsulada en el puerto 262 en la quinta zona de mezcla 260, a 73,6 kg (162,3 lb)/h. Una mezcla de 94,1% de agente saporífero de menta verde y 5,9% de lecitina se inyectaron a 2,3 kg (5,1 lb)/h en el puerto 264 localizado además corriente abajo.

Las temperaturas de zona (Z1-Z5) se fijaron a 204ºC (400ºF), 204ºC (400ºF), 66ºC (150ºF), 17ºC (62ºF) y 17ºC (62ºF) respectivamente. La temperatura del tornillo (S1) se fijó a 19ºC (66ºF). Las temperaturas de mezcla (T1-T6) se midieron a 153ºC (307ºF), 133ºC (271ºF), 94ºC (202ºF), 48ºC (118ºF), 37ºC (103ºF) y 47ºC (116ºF). La rotación del tornillo de mezcla fue de 69 rpm.

El producto de chicle abandonó el mezclador a 47ºC (117ºF). El chicle tenía buena apariencia sin manchas de sorbitol o trozos de caucho. El chicle era ligeramente húmedo al tacto, pegajoso y suave (baja densidad), pero era aceptable. Durante el mascado, el chicle se consideró suave inicialmente pero se afirmó con el mascado continuado.

Ejemplo 9

Este ejemplo ilustra la preparación de un chicle de menta verde sin azúcar para usar en bolitas recubiertas. Se añadió una mezcla de 28,6% de caucho de butilo molido espolvoreado (75% de caucho, 25% de carbonato cálcico), 27,4% de resina de terpeno de alto peso molecular, 26,9% de resina de terpeno de bajo peso molecular y 17,1% de carbonato cálcico en el puerto 212 (Fig. 7) a 19 kg (41,9 lb)/h.

Se añadieron acetato de polivinilo de bajo peso molecular a 11,2 kg (24,7 lb)/h, y poliisobutileno (precalentado a 100ºC) a 0,8 kg (1,7 lb)/h, en el puerto 232.

Se inyectó una composición de grasas 50/50 (82ºC) en los puertos 241 y 243 a una velocidad total de 9,8 kg (21,7 lb)/h. La composición de grasas incluyó 22,6% de aceite de algodón hidrogenado, 21,0% de aceite de soja hidrogenado, 21,0% aceite de soja parcialmente hidrogenado, 19,9% de monoestearato de glicerol, 15,4% de glicerina y 0,2% de BHT.

Se inyectó una disolución al 70% de sorbitol en la cuarta zona de mezcla 250 (Fig. 7) a 7,9 kg (17,4 lb)/h, usando un puerto de inyección líquida de clavija de barra hueca (no se muestra).

Se añadió una mezcla de 65,8% de sorbitol, 17,9% de carbonato cálcico precipitado y 16,3% de manitol a 83,6 kg (184,2 lb)/h en el gran puerto 262 final. Una mezcla de 71,4% de agente saporífero de menta verde y 28,6% de lecitina de soja se añadieron a 3,8 kg (8,4 lb)/h en el puerto de inyección líquida 264 final.

Las temperaturas de zona (Z1-Z5) se fijaron a 204ºC (400ºF), 204ºC (400ºF), 66ºC (150ºF), 16ºC (61ºF) y 16ºC (61ºF) respectivamente. La temperatura del tornillo (S1) se fijó a 18ºC (65ºF). Las temperaturas de mezcla (T1-T6) se midieron como 157ºC (315ºF), 138ºC (280ºF), 84ºC (183ºF), 40ºC (104ºF), 43ºC (109ºF) y 47ºC (116ºF) respectivamente. La rotación del tornillo se fijó a 61 rpm.

El chicle abandonó el mezclador a 127ºF. La apariencia del producto fue buena sin manchas de sorbitol o trozos de caucho. Sin embargo, el chicle inicial se informó como que era áspero y granulado.

Ejemplo 10

Este ejemplo ilustra la preparación de un chicle con azúcar aromatizado con hierbabuena. Se alimentó una mezcla de 27,4% de caucho de butilo molido espolvoreado (75% de caucho de butilo espolvoreado con 25% de carbonato cálcico), 14,1% de resina de terpeno poco ablandado (punto de ablandamiento = 85ºC), 14,4% de resina de terpeno muy ablandado (punto de ablandamiento = 125ºC) y 44,1% de carbonato cálcico a 11,16 kg (24,6 lb)/h en el primer gran puerto de alimentación (puerto 212 en las Figuras 7 y 8).

Se alimentó una mezcla de 73,5% de acetato de polivinilo de bajo peso molecular, 9,2% de acetato de polivinilo de alto peso molecular, 8,6% de resina de terpeno poco ablandada y 8,7% de resina de terpeno muy ablandada a 7,9 kg (17,4 lb)/h en el segundo gran puerto de alimentación 232. Se añadió también poliisobutileno a 1,6 kg (3,5 lb)/h en este puerto.

Se inyectó una mezcla de grasas, precalentada a 83ºC, en los puertos de inyección líquida en la tercera zona de mezcla (puertos 241 y 243 en la Fig. 7), a una velocidad total de 6,6 kg (14,5 lb)/h, alimentándose el 50% de la mezcla a través de cada puerto. La mezcla de grasas incluyó 0,2% de BHT, 2,5% de polvo de cacao, 31,9% de aceite de algodón hidrogenado, 19,8% de monoestearato de glicerol, 18,7% de aceite de soja hidrogenado, 13,7% de lecitina, y 13,2% de aceite de algodón parcialmente hidrogenado.

Se inyectó una mezcla de 84,6% de azúcar y 15,4% de monohidrato de dextrosa a 92,2 kg (203,1 lb)/h en el gran puerto de alimentación 262 en la quinta zona de mezcla. La glicerina se añadió a 1,8 kg (3,9 lb)/h en el primer puerto de inyección líquida 261 en la quinta zona de mezcla. Se añadió jarabe de maíz, precalentado a 44ºC, a 13,6 kg (30,0 lb)/h en el segundo puerto de inyección líquida 263 en la quinta zona de mezcla. Se inyectó una mezcla de 90,0% de agente saporífero de hierbabuena y 10% de lecitina en el tercer puerto de inyección líquida 264 en la quinta zona de mezcla a 1,4 kg (3,0 lb)/h.

Las temperaturas de zona Z1-Z5 se fijaron a 177ºC (350ºF), 177ºC (350ºF), 43ºC (110ºF), -4ºC (25ºF) y -4ºC (25ºF) respectivamente. La temperatura del tornillo de mezcla S1 se fijó a 38ºC (101ºF). Las temperaturas del mezclador T1-T6 se midieron a estado estable como 160ºC (320ºF), 138ºC (280ºF), 73ºC (164ºF), 50ºC (122ºF), 41ºC (105ºF) y 40ºC (103ºF) respectivamente. La rotación del tornillo fue de 63 rpm, y el producto abandonó el mezclador a 52-53ºC.

El producto de chicle con azúcar a la hierbabuena fue deseablemente blando y aceptable en calidad.

Ejemplo 11

Este ejemplo ilustra la preparación de un chicle de globo en barra sin azúcar. Para este ejemplo, la configuración del tornillo mostrada en la Fig. 8, y usada para los ejemplos anteriores, se varió como sigue. La sección de transporte 210 y las secciones de mezcla 220, 250 y 260 se configuraron principalmente como antes. En la segunda zona de mezcla 230, los tres elementos de baja cizalladura 40 no se cambiaron tampoco.

Después, los 1-1/2 elementos de alta cizalladura 50 en la zona 230, el elemento de restricción 30 que traslapa las zonas 230 y 240, toda la zona 240, y el elemento de restricción 30 que traslapa las zonas 240 y 250, se eliminaron. Tres elementos de alta cizalladura 50 (L/D combinado = 2,0) se situaron en la zona 230 y se extendieron en la zona 240. Dos elementos y medio de baja cizalladura (L/D combinado = 1-2/3) siguieron en la zona 240. Después, tres elementos y medio de alta cizalladura 50 (L/D combinado = 2-1/3) siguieron en la zona 240 y se extendieron en la zona 250. Los once elementos de baja cizalladura 40 en zonas 250 y 260 no se cambiaron.

Para hacer el producto, se alimentó una mezcla de 53,3% de acetato de polivinilo de alto peso molecular, 31,0% de talco, 12,2% de éster de glicerol de resina de madera y 3,5% de caucho de estireno-butadieno molido espolvoreado (25:75) (75% de caucho, 25% de carbonato cálcico) en el gran puerto 212 (Fig. 7) a 24,9 kg (54,9 lb)/h. Se bombeó poliisobutileno (precalentado a 100ºC) en el mismo puerto a 4,1 kg (9,0 lb)/h.

Se añadieron éster de glicerol de resina de madera parcialmente hidrogenada a 6,9 kg (15,3 lb)/h, y triacetina a 2 kg (4,4 lb)/h, en el gran puerto 232 en la segunda zona de mezcla 230.

Se alimentó una mezcla de grasa/cera (a 82ºC) 50/50 en los puertos de inyección líquida 241 y 243 en la tercera zona de mezcla 240, a una velocidad total de 6,3 kg (13,9 lb)/h. La mezcla incluyó 50,3% de monoestearato de glicerol, 49,4% de parafina (p. f. = 57ºC (135ºF)) y 0,3% de BHT.

Se inyectó glicerina diluida en la cuarta zona de mezcla 250 a 12,8 kg (28,2 lb)/h usando un puerto de inyección líquida (no se muestra). La dilución fue 87% de glicerina y 13% de agua.

Se alimentó una mezcla de 84,0% de sorbitol, 12,7% de manitol, 1,1% de ácido fumárico, 0,2% de aspartama, 0,4% de aspartama encapsulada, 0,7% de ácido adípico y 0,9% de ácido cítrico en el puerto 262 en la quinta zona de mezcla 260 a 74,2 kg (165,0 lb)/h. Una mezcla de 51,6% de agente saporífero de chicle de globo y 48,4% de lecitina de soja se inyectó en el puerto 264 en la zona 260 a 4,2 kg (9,3 lb)/h.

Las temperaturas de zona (Z1-Z5) se fijaron a 177ºC (350ºF), 177ºC (350ºF), 38ºC (100ºF), 18ºC (64ºF) y 18ºC (64ºF) respectivamente. La temperatura de tornillo (S1) se fijó a 38ºC (100ºF). Las temperaturas de mezcla (T1-T6) se grabaron como 141ºC (286ºF), 127ºC (260ºF), 73ºC (163ºF), 42ºC (107ºF), 40ºC (104ºF) y 44 (112ºF) respectivamente. La rotación del tornillo fue e 75 rpm.

El chicle abandonó el mezclador a 48ºC (118ºF). El producto acabado pareció bueno y no contenía trozos de base. El agente saporífero y textura fueron muy buenos durante el mascado, como lo fueron las características de soplado de globos.

Por medio del ejemplo, y sin limitación, los Ejemplos 12-13 se dirigen a los métodos para optimizar las aberturas de adición de ingredientes del extrusor.

Ejemplo 12

Se prepararon varias composiciones premezcla para simplificar el procedimiento de mezcla.

Mezcla de caucho

Se molieron tres partes de caucho de butilo con una parte de carbonato cálcico. 35,611% de la mezcla molida se mezcló en seco con 55,746% de carbonato cálcico y 8,643% de éster de glicerol de resina hidrogenada.

Mezcla de acetato de polivinilo

43,618% de PVAc de bajo peso molecular se fundió y mezcló con 10,673% de éster de glicerol de resina polimerizada y 45,709% de éster de glicerol de resina hidrogenada.

Mezcla de grasas

Se fundieron y mezclaron los siguientes ingredientes:

7,992% de aceite de soja hidrogenado

13,712% de aceite de algodón hidrogenado

12,199% de monoestearato de glicerol

37,070% de cera de parafina

28,851% de cera microcristalina

0,176% de BHT

Mezcla de jarabe de maíz/glicerina

Se calentó y mezcló 93,713% de jarabe de maíz 45,5 Baume con 6,287% de glicerina.

Mezcla de azúcar/color

Se mezcló 10% de una suspensión en glicerina de lago rojo con 90% de azúcar en un mezclador Hobart. El producto resultante fue un polvo húmedo que podría alimentarse en el extrusor con un alimentador volumétrico de tornillo gemelo.

Se añadieron al primer puerto la mezcla de caucho (15,7 kg (34,67 lb)/h) y poliisobutileno fundido (2,6 kg (5,80 lb)/h). La abertura en la clavija inyectora que inyecta poliisobutileno es 9,53 mm (3/8 de una pulgada) de diámetro.

En el segundo puerto se añadió la mezcla de acetato de polivinilo a 11,3 kg (24,98 lb)/h.

La mezcla de grasas fundidas se inyectó en partes iguales a través de dos clavijas inyectoras con aberturas de 2 mm de diámetro, en la sección 3 a una velocidad total de 12,2 kg (26,98 lb)/h.

La mezcla de jarabe de maíz/glicerina caliente se inyectó a través de una clavija, con una abertura de 4,76 mm (3/16 de una pulgada) de diámetro, localizada al principio de la sección 5 a una velocidad de 35,8 kg (78,92 lb)/h.

Se añadió azúcar en el puerto 5 a una velocidad de 128,5 kg (283,15 lb)/h junto con la mezcla de azúcar/color a 6,3 kg (13,87 lb)/h.

Finalmente se inyectó agente saporífero de canela, a través de una abertura de 2 mm de diámetro, cerca del final de la sección 5 a una velocidad de 3 kg (6,62 lb)/h.

Esto produce un rendimiento total de aproximadamente 215,5 kg (475 lb)/h desde el extrusor.

Las temperaturas de zona (Z1-Z5) se fijaron a 177ºC (350ºC), 121ºC (250ºF), 66ºC (150ºF), 13ºC (55ºF) y 13ºC (55ºF). El tornillo se calentó a 66ºC (150ºF) y marchó a 115 rpm.

El tornillo se configuró como sigue:

En la primera sección de barra, se ajustaron cuatro elementos de baja cizalladura, después dos elementos de alta cizalladura que tenían un L/D total de 4 al eje del tornillo. Abarcando el final de la primera sección y el principio de la segunda estaba un anillo de restricción de 57 mm que, junto con su ferretería en el tornillo, tenía un L/D de 1.

En la segunda sección, se ajustaron tres elementos de baja cizalladura, después 1½ elementos de alta cizalladura que tenían un L/D total de 3. Abarcando el final de la segunda sección y el principio de la tercera estaba un anillo de restricción de 60 mm (L/D 1).

En la tercera sección se ajustaron 4½ elementos de alta cizalladura (L/D 3). Un anillo de restricción de 60 mm (L/D 1) abarca las secciones tercera y cuarta.

La cuarta sección se ajustó con cinco elementos de baja cizalladura (L/D 3) y un elemento transportador (L/D 1) que se extiende en la quinta sección.

La quinta sección se ajustó con un segundo elemento transportador que tiene un L/D de 1. Esto se siguió por 3 elementos de baja cizalladura que tienen un L/D total de 2. La longitud total del tornillo fue L/D 20.

Con esta configuración, fue necesario operar el tornillo a 125 rpm para evitar un apoyo de azúcar en el quinto puerto de entrada.

Ejemplo 13

Aunque la marcha descrita en el Ejemplo 12 era generalmente aceptable, hubo un problema menor con el azúcar incorporado como se evidenció mediante una bocanada ocasional de polvo de azúcar procedente de la descarga del extrusor. Esto se remedió mediante los siguientes cambios.

Se eliminó medio elemento de baja cizalladura en la Sección 4. Los dos elementos transportadores se movieron corriente arriba para rellenar el hueco creado por la eliminación del medio elemento. Se añadió medio elemento de baja cizalladura adicional después de los elementos transportadores para aumentar la mezcla. El punto de inyección de la mezcla de jarabe de maíz/glicerina se movió a una clavija posicionada después del puerto 5.

La velocidad del tornillo se redujo a 109 rpm. El producto final abandonó a 50ºC (122ºF).

En resumen, los ejemplos precedentes indican que el método del invento puede usarse para preparar una amplia variedad de productos de chicle de buena calidad en un mezclador en continuo. Se espera que este método ahorre tiempo de fabricación y dinero, y mejore la consistencia y calidad del producto. Debe apreciarse que el método del presente invento es capaz de incorporarse en forma de una variedad de realizaciones, sólo algunas de las cuales se han ilustrado y descrito anteriormente. El invento puede realizarse en otras formas sin apartarse de su espíritu o características esenciales. Se apreciará que la adición de otros ciertos ingredientes, etapas de procedimiento, materiales o componentes no incluidos específicamente, tendrán un impacto adverso en el presente invento. El mejor modo del invento puede excluir por lo tanto ingredientes, etapas de procedimiento, materiales o componentes distintos a los listados anteriormente por inclusión o uso en el invento. Sin embargo, las realizaciones descritas tienen que considerarse a todos los respectos, solo como ilustrativas y no restrictivas, y el alcance del invento es, por lo tanto, indicado por las reivindicaciones añadidas mejor que por la descripción precedente.

Claims (7)

1. Un método para fabricar chicle usando un mezclador en continuo de alta eficacia que comprende las etapas de:

proporcionar un mezclador en continuo de paletas y clavijas de alta eficacia que incluye puertos de inyección líquida que comprenden al menos una clavija inyectora con una abertura al mezclador a través de la que pueden fluir uno o más ingredientes a una velocidad predeterminada al mezclador,

en el que se optimiza la caudal del uno o más ingredientes a través de al menos una clavija, antes de producir chicle:

eliminando cualquier mecanismo operativo desde dentro de al menos una clavija, y/o aumentando el tamaño de la abertura de al menos una clavija, tal que haya un aumento en el área de la sección transversal de la abertura;

añadiendo ingredientes de base de chicle al mezclador;

añadiendo al menos un agente saporífero y al menos un edulcorante al mezclador; y

en el que al menos uno de los ingredientes se añade a través de al menos una clavija que tiene aumentada el área de la sección transversal.

2. Un método según la reivindicación 1, en el que el área de la sección transversal se extiende suficientemente para permitir que el ingrediente se ha añadido sin calentarlo.

3. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que al menos un ingrediente se añade al mezclador usando una bomba de pistón.

4. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos un ingrediente se añade al mezclador usando una bomba de engranaje.

5. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que al menos un ingrediente se añade al mezclador usando una bomba de diafragma.

6. Un método según la reivindicación 5, en el que la base de chicle se añade como base de chicle acabada al mezclador.

7. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el chicle se fabrica continuamente sin necesitar fabricación separada de una base de chicle, que comprende:

a) añadir al menos un elastómero y un relleno en un mezclador en continuo de alta eficacia; y

b) añadir al menos un edulcorante y al menos un agente aromatizante en el elastómero y relleno al mezclador en continuo.