ES2830180T3 - Método de formado para piezas de masa y aparato de formado para las mismas - Google Patents
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Abstract
Un método para formar piezas de masa alimenticia, comprendiendo: un paso de extrusión para extruir continuamente la masa alimenticia hacia abajo a través de una boquilla (11); un paso de corte para cortar la masa alimenticia en piezas de masa alimenticia a lo largo de una dirección radial de la masa alimenticia extruida moviendo una cuchilla de corte (24) hacia adelante; un paso de caída para dejar que las piezas de masa alimenticia caigan mientras que las piezas de masa alimenticia están moviéndose a lo largo de la dirección del movimiento de la cuchilla de corte; y un paso de situación para situar las piezas de masa alimenticia sobre un transportador (13), que está dispuesto debajo de la boquilla y se mueve en el sentido en que la cuchilla de corte se mueve hacia adelante.
Description
DESCRIPCIÓN
Método de formado para piezas de masa y aparato de formado para las mismas
Campo de las Invenciones
Las invenciones se refieren a un método para formar piezas de masa alimenticia y un aparato para formarlas cortando la masa alimenticia extruida a través de una boquilla. Particularmente, están relacionadas con el método para formar las piezas de masa alimenticia y el aparato para formarlas que puede formar constantemente piezas de masa alimenticia sin deformarlas, cuando las piezas de masa alimenticia son cortadas de la masa alimenticia extruida hacia abajo.
Antecedentes de las invenciones
Convencionalmente, en el campo de la fabricación de alimentos, tales como las galletas, los dulces de fantasía que tienen configuraciones geométricas o formas de caras de animales son fabricados mediante el uso de una pluralidad de masa, materiales o colores que difieren entre sí, y se propone un aparato para extruir dicha masa alimenticia. Un molde de extrusión descrito en el documento de la patente 1 incluye al menos un primer molde de extrusión para extruir una primera masa alimenticia y un segundo molde de extrusión para extruir una segunda masa alimenticia, que es dispuesta por el lado exterior del primer molde de extrusión con un intervalo predeterminado, y extruye continuamente la masa alimenticia para galletas que tienen la forma de una cara de animal en una sección transversal horizontal, de un orificio para extruir la masa alimenticia.
Además, un aparato de corte descrito en el documento de la patente 2 usa un aparato para incrustar un material de relleno, tal como mermelada de judías, y la patente del documento 2 describe un aparato para cortar un material alimenticio extruido continuamente a través de una boquilla en piezas del material alimenticio que tienen una forma delgada similar a un disco. Este aparato de corte incluye un aparato de extrusión para extruir continuamente el material alimenticio a través de la boquilla con un eje de guía en el centro de un orificio de boquilla y un dispositivo de corte con una pluralidad de miembros de obturación. El dispositivo de corte tiene una pluralidad de miembros de obturación, que pueden girar libremente. El dispositivo de corte introduce el material alimenticio en una zona de corte creada por los miembros de obturación, y corta el material alimenticio en piezas de material alimenticio que tienen forma de disco girando cada uno de los miembros de obturación y cerrando la zona de corte. A continuación, los miembros de obturación son movidos hacia abajo a lo largo del eje de guía, y ponen las piezas del material alimenticio con forma de disco sobre una cinta transportadora.
El documento de la patente 3 describe un aparato para cortar piezas de un alimento extruido con un troquel de extrusión y una cuchilla vibratoria ultrasónicamente movible en un camino de corte desde una iniciación con un filo por encima del extruido hasta una completación con el filo por debajo de la cara del extruido y paralelo a la cara del troquel, que está inclinado respecto a un transportador para las piezas. El transportador se mueve horizontalmente en un sentido contrario al componente horizontal del movimiento de la cuchilla.
Técnica Anterior
Documentos de patente
Documento de la patente 1: Patente japonesa abierta
Publicación N° H9 - 75057
Documento de la patente 2: Patente japonesa abierta
Publicación N2 H7 - 255356
Documento de la patente 3: US 2010/0285187 A1
Compendio de las Invenciones
Problemas a ser resueltos por las Invenciones
La masa de galletas extruida del molde de extrusión descrito en el documento de la patente 1 es transportada por un cinta transportadora dispuesta bajo el molde de extrusión, y es cortada en piezas de masa de galletas mediante una cuchilla de corte que se mueve hacia arriba y hacia abajo. Sin embargo, dado que la masa de galletas continuamente extruida se deforma alrededor de la zona que entra en contacto con la cinta transportadora cuando la masa de galletas es puesta sobre la cinta transportadora, existe el problema de que las piezas de masa alimenticia no pueden ser creadas con una forma correspondiente a la forma del orificio para extruir la masa alimenticia del molde de extrusión. Además, existe otro problema por el que una deformación, como una torcedura, se produce cuando la masa alimenticia es cortada en piezas delgadas.
En el aparato de corte para cortar el material alimenticio descrito en el documento de la patente 2, dado que se forma un hueco en el centro de cada una de las piezas cortadas del material alimenticio debido al eje de guía, existe el problema de que se degrada la calidad de los productos finales.
Además, el documento de la patente 2 describe que la adherencia entre los miembros de obturación y el material alimenticio es eliminada moviendo los miembros de obturación para abrir la zona de corte. Sin embargo, cuando el material alimenticio es cortado en piezas delgadas, las piezas cortadas del material alimenticio pueden deformarse debido a la adherencia entre el material alimenticio y los miembros de obturación movidos para cerrar la zona de corte. Además, las piezas delgadas cortadas del material alimenticio resultan arrancadas debido a la adhesión a los miembros de obturación movidos para abrir la zona de corte. Además, los problemas, tales como la dispersión o la deformación debidas a caídas defectuosas, tales como ondulaciones o inversiones, se producen cuando las piezas delgadas cortadas del material alimenticio son dejadas caer sobre el transportador.
El propósito de las invenciones es proporcionar el método para formar las piezas de masa alimenticia y el aparato para formarlas que puede cortar la masa alimenticia extruida continuamente a través de la boquilla a lo largo de la forma del orificio de la boquilla en piezas delgadas sin causar los problemas explicados anteriormente, y que además puede disponer de forma estable las piezas delgadas sobre el transportador sin causarles deformación.
Medios para resolver los problemas
Las invenciones han sido concebidas para resolver los problemas explicados anteriormente y es un método, definido en la reivindicación 1, para formar piezas de masa alimenticia, que comprende:
un paso de extrusión para extruir continuamente la masa alimenticia hacia abajo a través de una boquilla;
un paso de corte para cortar la masa alimenticia en piezas de masa alimenticia a lo largo de una dirección radial de la masa alimenticia extruida moviendo una cuchilla de corte hacia adelante;
un paso de caída para dejar que caigan las piezas de masa alimenticia mientras las piezas son movidas a lo largo del sentido de movimiento de la cuchilla de corte; y
un paso de situación para situar las piezas de masa alimenticia sobre un transportador, que está dispuesto debajo de la boquilla y se mueve en el sentido en el que la cuchilla de corte se mueve hacia adelante.
Además, las invenciones incluyen la característica, en donde la vibración ultrasónica es aplicada a la cuchilla de corte para cortar la masa alimenticia, en el paso de corte.
Además, las invenciones incluyen la característica, en donde la amplitud de la vibración ultrasónica de la cuchilla de corte varía entre 60 pm y 120 pm, en el paso de corte.
Además, las invenciones incluyen la característica, en donde la cuchilla de corte corta la masa de los alimentos con una distancia inferior a 1 mm desde la boquilla.
Además, las invenciones incluyen la característica, en donde es aplicado un agente antiadhesivo a la cuchilla de corte para cortar la masa alimenticia.
Además, las invenciones incluyen la característica, en donde el agente antiadhesivo es aplicado a la cuchilla de corte después de que la cuchilla de corte corta la masa alimenticia múltiples veces.
Las invenciones incluyen además un aparato, definido en la reivindicación 7, para formar piezas de masa alimenticia, que comprende:
un dispositivo de extrusión y un dispositivo de corte, en donde el dispositivo de extrusión comprende una boquilla para extruir continuamente la masa alimenticia hacia abajo, y
el dispositivo de corte comprende una cuchilla de corte para cortar la masa alimenticia en piezas de masa alimenticia; un mecanismo de movimiento para mover la cuchilla de corte hacia adelante desde una posición inicial, después para mover la cuchilla de corte hacia abajo, y después para devolver la cuchilla de corte a la posición inicial; y
un transportador, que está dispuesto por debajo de la boquilla y se mueve en el sentido en el que la cuchilla de corte se mueve hacia adelante, en donde la cuchilla de corte está configurada para proporcionar piezas de masa alimenticia con un movimiento en el sentido del movimiento de la cuchilla de corte.
Además, las invenciones incluyen la característica, en donde la cuchilla de corte es un cúter de vibración ultrasónica. Además, las invenciones incluyen la característica, en donde una amplitud del cúter de vibración ultrasónica varía entre 60 pm y 120 pm.
Además, las invenciones incluyen la característica, en donde la cuchilla de corte avanza con una distancia inferior a 1 mm desde la boquilla.
Las invenciones incluyen la característica, en donde el aparato comprende además un dispositivo de aplicación para aplicar un agente antiadhesivo a la cuchilla de corte.
Además, las invenciones incluyen la característica, en donde el mecanismo de movimiento para mover la cuchilla de corte comprende un mecanismo de movimiento hacia atrás y hacia adelante, que está conectado a un eje giratorio, para mover la cuchilla de corte hacia atrás y hacia adelante y un mecanismo de subida y bajada, que está conectado al eje giratorio, para subir y bajar la cuchilla de corte.
Las invenciones incluyen la característica, en donde el aparato comprende además un sistema de control para controlar el movimiento de la cuchilla de corte mediante el control de una velocidad angular del eje giratorio.
Las invenciones incluyen la característica, en donde el aparato comprende además un sistema de control para conducir intermitentemente la cuchilla de corte repitiendo una revolución intermitente del eje giratorio de manera que la revolución del eje giratorio es detenida durante un tiempo predeterminado después de que el eje giratorio efectúa una revolución.
Las invenciones incluyen la característica, en donde el aparato comprende además un sistema de control para conducir la cuchilla de corte de una manera que el tiempo para mover la cuchilla de corte hacia adelante difiere del tiempo para mover la cuchilla de corte hacia atrás cambiando la velocidad angular del eje giratorio durante la que el eje giratorio efectúa una revolución.
Las invenciones incluyen la característica, en donde el aparato comprende además:
un mecanismo de fijación para combinar el dispositivo de extrusión y el dispositivo de corte;
un dispositivo de detección para detectar que el dispositivo de extrusión y el dispositivo de corte están combinados; y
un sistema de control para accionar el dispositivo de extrusión y el dispositivo de corte cuando el dispositivo de detección transmite una señal de detección.
Efectos de las invenciones
Según las invenciones, la masa alimenticia extruida continuamente a través de la boquilla puede ser cortada en piezas de masa alimenticia que tienen la forma correspondiente a la forma del orificio de la boquilla sin causar deformación. Además, las piezas cortadas de la masa alimenticia pueden ser dispuestas sobre el transportador sin causar deformación. Por tanto, los problemas convencionales pueden ser resueltos.
Descripción breve de los dibujos
La Figura 1 muestra una visión por delante ilustrativa de un aparato para formar piezas de masa alimenticia de una realización de las invenciones.
La Figura 2 muestra una visión en planta ilustrativa de una parte principal de un aparato para formar piezas de masa alimenticia de una realización de las invenciones.
La Figura 3 es una visión ilustrativa que muestra las operaciones de un aparato para formar piezas de masa alimenticia de una realización de las invenciones.
La Figura 4 es una fotografía que muestra un ejemplo de un modo con defecto de corte "(a) desplazamiento de materiales sólidos", en las pruebas de evaluación de corte.
La Figura 5 es una fotografía que muestra un ejemplo de un modo con defecto de corte "(b) materiales sólidos agrietados", en las pruebas de evaluación de corte.
La Figura 6 es una fotografía que muestra un ejemplo de un modo con defecto de corte "(c) deformación de una forma de una pieza de masa alimenticia", en las pruebas de evaluación de corte.
Descripción detallada de las realizaciones
A continuación se explica un aparato para formar piezas de masa alimenticia 1 haciendo referencia a la Figuras 1 - 3. En esta realización, se explica el aparato 1 que es usado para cortar la masa alimenticia D que consiste en la primera masa alimenticia D1 y la segunda masa alimenticia D2 en piezas delgadas de masa alimenticia P. El aparato para formar las piezas de masa alimenticia 1 comprende un dispositivo de extrusión 3 para extruir la masa alimenticia D, un dispositivo de corte 5, y un sistema de control 8 para controlar los movimientos de cada uno de estos dispositivos. El dispositivo de extrusión 3 comprende una estructura de base 7. Un dispositivo de suministro 9 para suministrar la primera y la segunda masas alimenticias D1 y D2 está dispuesto en la superficie superior de la estructura de base 7,
una boquilla de combinación 11 se encuentra en la superficie delantera superior de la superficie de la base 7, y un transportador 13 está dispuesto en la superficie delantera inferior de la estructura de base 7.
El dispositivo de suministro 9 comprende un primer dispositivo de suministro 9A para suministrar la primera masa alimenticia D1 y un segundo dispositivo de suministro 9B para suministrar la segunda masa alimenticia D2. La boquilla de combinación 11 está conectada al primer dispositivo de alimentación 9A y al segundo dispositivo de suministro 9B, y extruye continuamente la masa alimenticia en capas D, en donde la primera masa alimenticia D1 incrusta el exterior de la segunda masa alimenticia D2.
Una boquilla interior 16 para extruir la segunda masa alimenticia D2 y una boquilla 15 dispuesta alrededor de la boquilla interior 16 con un espacio predeterminado están dispuestas en la parte inferior de la boquilla de combinación 11. La boquilla 15 extruye la masa alimenticia en capas D. Un orificio de boquilla 15A de la boquilla 15 tiene partes cóncavas y convexas en una vista plana en su superficie exterior.
El transportador 13 es una cinta transportadora, que tiene una cinta transportadora sin fin 17 y transporta las piezas de masa alimenticia P en la dirección del movimiento Y girando la cinta transportadora sin fin 17. La superficie inferior 15B de la boquilla 15 y la superficie de transportador 13A de la cinta transportadora 13 están dispuestas en paralelo entre sí.
El dispositivo de corte 5 comprende un cúter de vibración ultrasónica 19, un mecanismo de movimiento 21, y un montaje de base 23. El cúter de vibración ultrasónica 19 comprende una cuchilla de corte 24 y un vibrador 25, que corresponden a una bocina de vibración ultrasónica, formando una unidad. El mecanismo de movimiento 21 mueve el cúter de vibración ultrasónica 19, y está fijado al montaje de base 23.
El mecanismo de movimiento 21 comprende un mecanismo de movimiento de retroceso y avance 27 para mover el cúter de vibración ultrasónica 19 hacia atrás y hacia adelante y un mecanismo de subida y bajada 29 para subir y bajar el cúter ultrasónico-vibratorio 19. El mecanismo de retroceso y avance 27 y el mecanismo de subida y bajada 29 son accionados sincronizadamente por un motor de accionamiento 30. El mecanismo de movimiento hacia atrás y hacia adelante 27 comprende un eje giratorio 31, un carril de guía 33, un brazo de manivela 35, una junta 36, y una plataforma móvil 37. El extremo proximal del carril de guía 33 está giratoriamente soportado por el eje giratorio 31. El eje longitudinal del carril de guía 33 se extiende en la dirección del movimiento Y según se ve desde arriba. La plataforma móvil 37 está dispuesta en el carril de guía 33 para que pueda moverse en vaivén. Además, el eje giratorio 31 comprende un mecanismo de manivela, en donde el extremo proximal del brazo de manivela 35 está soportado por el eje giratorio 31, y el otro extremo del brazo de manivela 35 y la plataforma móvil 37 están conectados por medio de la junta 36. Por tanto, la plataforma móvil 37 es movida en vaivén sobre el carril de guía 33 girando el eje giratorio 31, y el cúter de vibración ultrasónica 19 montado en la plataforma móvil 37 se mueve hacia atrás y hacia adelante.
El mecanismo de subida y bajada 29 comprende el eje giratorio 31, una placa de leva 39, un brazo oscilante 41, y una junta 43. La placa de leva 39 está soportada por el eje giratorio 31. Una superficie de leva curvada, desde la que varía la distancia desde ella hasta el centro del eje giratorio 31, está formada en la periferia de la placa de leva 39..El centro del brazo oscilante 41 está giratoriamente soportado por el montaje de la base 23, y un seguidor de leva 45 está fijado a un extremo del brazo oscilante 41. La periferia del seguidor de leva 45 hace contacto con la periferia de la placa de leva 39. Además, el otro extremo del brazo oscilante 41 y el carril de guía 33 están conectados entre sí por la junta 43. Por tanto, el carril de guía 33 varía girando el eje giratorio 31 de manera que el extremo proximal del carril de guía 33 se convierte en un punto de pivotamiento, y el cúter de vibración ultrasónica 19 montado en la plataforma móvil 37 es subido y bajado.
Un bien conocido dispositivo de pulverización 49 usado como dispositivo de aplicación para aplicar un agente antiadhesivo 48 está dispuesto en una placa superior 47 del montaje de la base 23. El dispositivo de pulverización 49 pulveriza un agente antiadhesivo 51, tal como alcohol o agua, hacia la superficie de la hoja superior 24B de la cuchilla de corte 24, que incluye su filo de la cuchilla 24A, durante un tiempo predeterminado. El agente antiadhesivo 51 puede ser pulverizado cada vez después de que la cuchilla de corte 24 corta la masa alimenticia D o en cualquier momento después de múltiples cortes. Dado que un líquido fácil de vaporizar, como el alcohol, tiene un alto efecto de enfriamiento sobre la cuchilla de corte 24, es eficaz utilizar un líquido tal como el agente antiadhesivo 51, cuando el cúter de vibración ultrasónica que produce calor es usado como cuchilla de corte 24.
Un mecanismo de fijación 53 para combinar y ensamblar el dispositivo de extrusión 3 y el dispositivo de corte 5 está dispuesto en una parte distal de la placa superior 47 de la base de montaje 23. El mecanismo de fijación 53 apresa la boquilla de combinación 11, tiene una placa 55 fijada a la placa superior 47 en un lado y una placa de fijación 57 en el otro lado, y está fijado a la boquilla de combinación 11 mediante un tornillo 59.
Un dispositivo de detección 61 para detectar que el dispositivo de extrusión 3 y el dispositivo de corte 5 están combinados está dispuesto en el dispositivo de extrusión 3 y el dispositivo de corte 5. Un dispositivo de detección bien conocido 61, tal como un tipo de detector o un tipo de interruptor, puede ser usado. Por ejemplo, en el caso de que el dispositivo de detección sea un tipo de interruptor de imán, un imán puede estar fijado al montaje de base 23 del dispositivo de corte 5, y un interruptor puede estar fijado a la posición dentro de la estructura de base 7 del dispositivo de extrusión 3, cuya posición se corresponde con el imán. Cuando el dispositivo de corte 5 está combinado con el
dispositivo de extrusión 3, ya que el dispositivo de detección 61 transmite una señal de detección al sistema de control 8, y el dispositivo de detección 61 está en estado de detección, el sistema de control 8 controla el aparato 1 (el dispositivo de extrusión 3 y el dispositivo de corte 5) para permitir que sea accionado. Por el contrario, cuando el dispositivo de extrusión 3 y el dispositivo de corte 5 están separados entre sí, ya que el dispositivo de detección 61 no está en estado de detección, el sistema de control 8 puede detener cada dispositivo. Por tanto, resulta beneficioso para mayor seguridad.
A continuación, se explican los procesos para formar las piezas de masa alimenticia P cortando la masa alimenticia D. En la siguiente explicación, la posición de la cuchilla de corte 24 que se muestra en la Figura 3(A) está definida como posición inicial. En la posición inicial, el filo de la cuchilla 24A de la cuchilla de corte 24 está situado en la posición más elevada y aguas arriba en la dirección del movimiento Y. El filo de la cuchilla de corte 24 tiene un ángulo afilado, y la superficie superior de la cuchilla 24B y la superficie inferior de la hoja 24C están dispuestas de manera que el lado aguas arriba de ellas es inferior al lado aguas abajo de ellas. Mientras que la placa de leva 39 gira 180 grados desde la posición inicial, el filo de la cuchilla 24A se mantiene en la posición más levantada, y el cúter de vibración ultrasónica 19 se mueve horizontalmente a la posición más aguas abajo (véase la Figura 3(B)) a lo largo de la dirección del movimiento Y.
La distancia entre el filo de la cuchilla 24A y una superficie inferior 15B de la boquilla 15 se establece en menos de 1 mm, y preferiblemente, se establece entre 0,3 - 0,5 mm. El filo de la cuchilla 24A se mueve hacia adelante en la dirección del movimiento Y desde aguas arriba hasta aguas abajo de la zona en la que cae la masa alimenticia D, y la masa alimenticia D es cortada en piezas de masa alimenticia P.
Si la distancia entre el filo de la cuchilla 24A y la superficie inferior 15B de la boquilla 15 es mayor de 1 mm, ya que la masa alimenticia es impulsada hacia el exterior de la boquilla 15, la masa alimenticia no puede ser cortada en piezas que tienen la forma correspondiente a la forma del orificio de la boquilla. Además, si la distancia entre el filo de la cuchilla 24A y la superficie inferior 15B de la boquilla 15 es demasiado corta, ya que el filo de la cuchilla 24A y la superficie inferior 15B de la boquilla 15 pueden chocar entre sí, el filo de la cuchilla 24A puede resultar dañado. Las piezas de masa alimenticia P caen mientras son movidas en la dirección del movimiento Y por el impulso generado por el movimiento de la cuchilla de corte 24, y son situadas sobre la superficie del transportador 13A, que se mueve a una velocidad predeterminada en la dirección en la que la cuchilla de corte 24 se mueve hacia adelante. Dado que la pieza de masa alimenticia P es cortada desde el lado de aguas arriba, la parte cortada cuelga primero hacia abajo, y por tanto, tiende a que la pieza de masa alimenticia P esté inclinada, y la parte de aguas arriba de la pieza de masa alimenticia P llegue más bajo que la parte de aguas abajo de ella. Sin embargo, dado que la pieza de masa alimenticia P recibe el impulso en la dirección horizontal, que es generado por la cuchilla de corte 24 cuando la pieza de masa alimenticia P es cortada de la masa alimenticia D, la inclinación de la pieza de masa alimenticia P es corregida mediante un movimiento que la parte de aguas abajo de la pieza de masa alimenticia P ejerce tirando de la parte de aguas arriba de ella, y además, impidiendo que la pieza de masa alimenticia P se deforme, tal como con un doblamiento. Además, dado que la pieza de masa alimenticia P no cae inmediatamente por debajo del orificio de la boquilla 15A, como en el estado de la técnica anterior, sino que cae mientras se mueve en la dirección horizontal, se impide que la pieza de masa alimenticia se deforme cuando la pieza de masa alimenticia P es situada sobre la superficie de la cinta transportadora 13A moviéndose en la misma dirección que la del movimiento de la pieza.
Mientras que la placa de leva 39 gira 90 grados más (270 grados desde el punto inicial), el filo de la cuchilla 24A alcanzado en la posición extrema aguas abajo se mueve hacia atrás a la posición por debajo de la boquilla 15 mientras desciende hasta la posición más baja (véanse las Figuras 3 (C) y (D)). La velocidad de bajada del filo de la cuchilla 24A es establecida a la velocidad más rápida que la velocidad con la que la masa alimenticia D es extruida desde el orificio de la boquilla 15A. Mientras que la placa de leva 39 gira 90 grados más (360 grados desde el punto inicial), el filo de la cuchilla 24A movido a la posición más baja asciende a la posición más alta, es movido a la posición de aguas arriba y vuelve a la posición inicial. Cuando la cuchilla de corte 24 vuelve a la posición inicial, está configurada de manera que la cuchilla de corte 24 no hace contacto con la masa alimenticia D. Cuando el cúter de vibración ultrasónica 19 vuelve a la posición inicial, el agente antiadhesivo 51 es pulverizado desde el dispositivo de pulverización 49 contra la superficie superior de la cuchilla 24B de la cuchilla de corte 24 durante un tiempo predeterminado.
Repitiendo la serie de operaciones, la masa alimenticia D es cortada continuamente en piezas de masa alimenticia P con la forma correspondiente a la forma del orificio de la boquilla 15A y de esta manera es formada una pluralidad de piezas de masa alimenticia P.
En esta realización, las operaciones desde que la cuchilla de corte 24 se mueve desde la posición inicial hasta cuando la cuchilla de corte 24 vuelve a la posición inicial y está lista para comenzar de nuevo se definen como un ciclo. La cuchilla de corte 24 se mueve según el ángulo de giro del eje giratorio 31 del mecanismo de movimiento 21, y la velocidad de movimiento de la cuchilla de corte 24 es cambiada según la velocidad angular del eje giratorio 31. Cuando se establece el número de piezas de masa alimenticia P cortadas por unidad de tiempo, se determina el tiempo requerido para un ciclo.
El eje giratorio 31 puede ser hecho girar continuamente y a una velocidad angular constante. Dichas operaciones de la cuchilla de corte 24 se denominan como un "funcionamiento continuo". En este funcionamiento continuo, la velocidad angular del eje giratorio 31 es controlada para que corresponda a un aumento o disminución del número de piezas
cortadas de la masa alimenticia P. Es decir, si el número de piezas cortadas de la masa alimenticia P aumenta o disminuye, la velocidad para mover la cuchilla de corte 24 hacia adelante aumenta o disminuye consecuentemente.
Además, el giro del eje giratorio 31 puede ser controlado de varias maneras correspondientes a cambios de propiedades físicas, espesores de corte, etc., de la masa alimenticia D. Por ejemplo, el eje giratorio 31 puede ser controlado para proporcionar un tiempo dentro del ciclo que la cuchilla de corte 24 espera para iniciar su acción en la posición inicial. En dicho caso, el funcionamiento de la cuchilla de corte 24 se denomina un "funcionamiento intermitente". En este funcionamiento intermitente, si se cambia el número de piezas cortadas de la masa alimenticia P, se puede fijar el tiempo de movimiento de la cuchilla de corte 24, y la velocidad de la cuchilla de corte 24 cuando avanza puede ser mantenida a una velocidad constante. Por ejemplo, durante el funcionamiento continuo, si el número de cortes es reducido relativamente, la velocidad de la cuchilla de corte 24 moviéndose hacia adelante es reducida. Por tanto, la masa alimenticia D extruida de la boquilla 15 se estanca por la cuchilla de corte 24. Para impedir que la masa alimenticia D se estanque, la cuchilla de corte 24 es accionada para que no disminuya la velocidad de la cuchilla de corte 24 moviéndose hacia adelante, y el movimiento de la cuchilla de corte 24 puede ser controlado para proporcionar un tiempo dentro del ciclo en que la cuchilla de corte 24 no se mueve y espera para iniciar su acción en la posición inicial.
A continuación se explica un ejemplo para controlar la cuchilla de corte 24 durante el funcionamiento intermitente por medio del sistema de control 8.
El tiempo de funcionamiento de la cuchilla de corte 24 se establece en 1 segundo. En este ajuste, el número de corte corresponde a 60 piezas de masa alimenticia P por minuto durante el funcionamiento continuo. Durante el funcionamiento intermitente, si el número de corte se establece en 30 piezas de masa alimenticia P, el tiempo de espera de la cuchilla de corte 24 pasa a ser 1 segundo, ya que el tiempo de un ciclo se convierte en 2 segundos.
Además, el eje giratorio 31 puede ser controlado para variar su velocidad angular dentro de un ciclo. En dicho caso, el funcionamiento de la cuchilla de corte 24 se denomina de "funcionamiento variable". Durante este funcionamiento variable, si se cambia el número de cortes de las piezas cortadas de la masa alimenticia P, la velocidad de movimiento de la cuchilla de corte 24 puede ser mantenida a una velocidad constante, y la cuchilla de corte 24 puede ser devuelta a la posición inicial dentro del tiempo restante del ciclo único. Por ejemplo, cuando es cortada la masa alimenticia D que contiene materiales partículados o la pieza delgada de la masa alimenticia P es cortada, existe una velocidad óptima de corte. Cuando el número de cortes es aumentado durante el funcionamiento continuo, ya que la velocidad de corte es aumentada proporcionalmente, los materiales partículados no pueden ser cortados, o se puede causar el problema de que la pieza delgada de la masa alimenticia P quede dañada.
Durante este funcionamiento variable, la masa alimenticia D puede ser cortada a la velocidad de corte óptima.
A continuación, se explica un ejemplo para controlar la cuchilla de corte 24 durante el funcionamiento variable mediante el sistema de control 8.
Se supone que el tiempo óptimo de la cuchilla de corte 24 avanzando para cortar la masa alimenticia D es 1 segundo. Durante el funcionamiento variable, si el tiempo de la cuchilla de corte 24 avanzando es 1 segundo, el tiempo de la cuchilla de corte 24 moviéndose hacia atrás pasa a ser 1 segundo. Por tanto, el número de cortes pasa a ser 30 piezas de masa alimenticia P por minuto.
Durante este funcionamiento variable, si el número de corte se establece en 45 piezas de masa alimenticia P por minuto, ya que el tiempo de un ciclo pasa a ser 1,5 segundos, la velocidad angular del eje giratorio 31 es controlada de manera que aumenta y de manera que el tiempo de la cuchilla de corte 24 moviéndose hacia atrás pasa a ser 0,5 segundos.
Según se ha explicado anteriormente, al controlar el movimiento de la cuchilla de corte 24, las piezas de masa alimenticia P pueden ser formadas de manera estable sin causar deformación.
La explicación del aparato para formar piezas de masa alimenticia 1 según la realización de las invenciones ha sido indicada en su mayor parte anteriormente.
Sin embargo, las invenciones no se limitan a lo anteriormente explicado, y las invenciones definidas en las reivindicaciones pueden ser modificadas de varias maneras. Por ejemplo, aunque se explica que la masa alimenticia D tiene una forma sólida y similar a una barra, la masa alimenticia D puede tener una forma hueca, y se pueden formar piezas de masa alimenticia con forma de anillo, como una rosquilla. Además, aunque se explica que el dispositivo de corte 5 comprende el cúter de vibración ultrasónica 19, el dispositivo de corte 5 puede comprender el cúter, al que se le aplican vibraciones periódicas y minúsculas o no se le aplica ninguna vibración. Según las propiedades físicas de la masa alimenticia D a ser cortada, el cúter adecuado puede ser seleccionado según la eficiencia económica.
Además, se explica que la superficie del transportador 13A del transportador 13, donde las piezas de masa alimenticia P se dejan caer y son situadas es horizontal. Sin embargo, no está limitada a lo anterior, y la superficie de la cinta transportadora 13a puede estar inclinada de manera que tenga una pendiente ascendente hacia aguas abajo desde aguas arriba en la dirección del movimiento Y. Según se ha explicado anteriormente, dado que las piezas cortadas de
la masa alimenticia P tienden a estar inclinadas para que tengan una pendiente descendente hacia aguas arriba, se puede evitar que las piezas de masa alimenticia P se deformen porque la superficie del transportador 13A tiene la pendiente correspondiente a la de las piezas de masa alimenticia P.
Además, se explica que el bien conocido dispositivo de pulverización 49 es usado como dispositivo de aplicación para aplicar el agente antiadhesivo 48. Sin embargo, no está limitado a la pulverización del agente antiadhesivo 51, y el revestimiento puede ser aplicado mediante el uso de un cepillo, etc. En lo anteriormente expuesto, se explica que el agente antiadhesivo 51 es pulverizado después de cada vez que la cuchilla de corte 24 vuelve a la posición inicial, sin embargo, la frecuencia de pulverización del agente antiadhesivo 51 puede ser ajustada adecuadamente.
A continuación, en el método para formar piezas de masa alimenticia y el aparato para formar piezas de masa alimenticia 1, se explican los resultados de las pruebas de evaluación para cortar la masa alimenticia D usando el cúter de vibración ultrasónica 19 como cuchilla de corte 24.
La masa de galletas, la masa de polvorones y la masa de galletas de chocolate fueron usadas como masa alimenticia D en las pruebas de evaluación. En cuanto a cada una de las masas, se utilizan cinco tipos de masa, específicamente, masa que no contiene material sólido (material partículado) y masa que contiene materiales sólidos (materiales partículados), es decir, partículas de almendra (con tamaño máximo de 7 mm), almendras cortadas en lonchas (con tamaño máximo de 15 mm), nueces machacadas (con tamaño máximo de 12 mm) y partículas de nuez de macadamia (con tamaño máximo de 15 mm). En estas pruebas de evaluación, fue usada masa multicapa como masa alimenticia D.
El cúter de vibración ultrasónica 19 usado en las pruebas de evaluación cortó la masa alimenticia D mediante la cuchilla de corte 24, a la que se aplicó una vibración ultrasónica de 20 KHz en la dirección en la que es cortada la masa alimenticia D. Una amplitud del cúter de vibración ultrasónica 19 fue establecida como un parámetro que cambia de 10 pm a 180 pm, en la realización de las pruebas de evaluación para cortar la masa alimenticia D.
Además, las pruebas de evaluación fueron realizadas en condiciones en las que la distancia entre la cuchilla de corte 24 y la boquilla 15 fue 1 mm, el espesor de la masa alimenticia cortada D fue 8 mm y el número de cortes por minuto fue 60.
En las pruebas de evaluación para cortar la masa alimenticia D, la capacidad de corte fue evaluada según la forma definida a continuación. Como modos con defecto, se consideraron tres modos: (a) desplazamiento de materiales sólidos, (b) rotura de materiales sólidos y (c) deformación de una forma de una pieza de masa alimenticia (incluyendo retorcer una parte de la pieza y el cambio de forma de la pieza), y se determinó un defecto leve y un defecto grave de los modos con defecto.
Los ejemplos típicos de los modos con defecto (a), (b) y (c) se muestran en las fotografías de la Figuras 4 - 6. Todos estos ejemplos mostrados en las Figuras 4 - 6 corresponden a los defectos con daños graves.
Los resultados de las pruebas de evaluación se expresan mediante el uso de marcas, © , O, A y X. Las marcas, © , O, A y X se definen de la manera siguiente.
© : No se produjo ningún defecto definido por los modos con defecto (a), (b) y (c).
O : Se produjo un defecto leve de los defectos definidos por los modos con defecto (a), (b) o (c)
A: Ocurrieron dos defectos leves de los defectos definidos por los modos con defecto (a), (b) y (c)
X: Ocurrieron uno o más defectos graves de los defectos definidos por los modos con defecto (a), (b) y (c), u ocurrieron tres defectos leves de los defectos definidos por los modos con defecto (a), (b) y (c). O está también incluido el caso en donde la masa alimenticia D no puede ser cortada debido a la rotura o sobrecalentamiento del cúter de vibración ultrasónica 19.
La Tabla 1 muestra los resultados de las pruebas de evaluación realizadas basados en las condiciones y las definiciones explicadas anteriormente. A partir de los resultados de las pruebas de evaluación, se demostró que la amplitud del cúter de vibración ultrasónica 19 tuvo un impacto crucial al cortar la masa alimenticia D o la masa alimenticia D que contiene materiales sólidos (materiales partículados). A saber, estableciendo la amplitud del cúter de vibración ultrasónica 19 a 60 pm y más, si los diversos tipos de materiales sólidos (materiales partículados) fueron mezclados con los diversos tipos de la masa alimenticia D, se produjo cualquier defecto, tal como el desplazamiento de los materiales sólidos, la rotura de los materiales sólidos, o la deformación de la forma de la pieza de masa alimenticia. De esta manera, las piezas de masa alimenticia P que tenían una superficie limpia pudieron ser cortadas continuamente, y se lograron efectos significativos.
Tabla 1
Además, se ha demostrado que si la amplitud del cúter de vibración ultrasónica 19 se establece en 160 pm, el cúter de vibración ultrasónica 19 se rompe, o es incapaz de realizar el corte continuo debido al sobrecalentamiento, y debido a estos problemas funcionales, el cúter de vibración ultrasónica 19 no puede cortar continuamente la masa alimenticia D.
Por tanto, la prueba de evaluación en donde la amplitud del cúter de vibración ultrasónica 19 fue establecida en 180 pm no fue realizada.
Anteriormente se ha explicado que el cúter de vibración ultrasónica 19 corta la masa alimenticia D mediante la cuchilla de corte 24 a la que se aplicó una vibración ultrasónica de 20 KHz en el sentido en que la masa alimenticia D es cortada; sin embargo, no está limitada a esta configuración. Por ejemplo, la dirección para añadir la vibración ultrasónica de 20 KHz puede ser establecida en la dirección girada 90 grados o 45 grados desde la dirección para cortar la masa alimenticia D mediante la cuchilla de corte 24. Además, la frecuencia de la vibración ultrasónica puede ser establecida para que sea mayor o menor de 20 KHz.
Además, anteriormente se ha explicado que la cuchilla de corte 24 corta la masa alimenticia D mediante la combinación del movimiento hacia atrás y hacia adelante del mecanismo de avance y retroceso y el movimiento de subida y bajada del mecanismo de subida y bajada. Sin embargo, no está limitada a esta configuración. Por ejemplo, la cuchilla de corte 24 puede estar fijada a un eje giratorio dispuesto en el lado de la boquilla 15 para hacer que gire la cuchilla de corte 24, y la masa alimenticia D sólo puede ser cortada mediante movimientos giratorios de la cuchilla de corte 24. Además, en la explicación anterior, no se explica la sincronización para añadir vibración ultrasónica al cúter de vibración ultrasónica 19. Sin embargo, mientras está funcionando el aparato para formar piezas de masa alimenticia 1, la vibración ultrasónica puede ser aplicada constantemente al cúter de vibración ultrasónica 19. O la vibración ultrasónica puede ser aplicada al cúter de vibración ultrasónica 19 sólo mientras que el cúter de vibración ultrasónica 19 se mueve hacia adelante o el cúter de vibración ultrasónica 19 está cortando la masa alimenticia D. Mediante la adición intermitente de vibración ultrasónica al cúter de vibración ultrasónica 19, el calor producido por el cúter de vibración ultrasónica 19 puede ser reducido, y el aparato para formar piezas de masa alimenticia 1 puede funcionar durante mucho tiempo.
Explicaciones de las indicaciones
1 aparato para formar piezas de masa alimenticia
3 dispositivo de extrusión
5 dispositivo de corte
estructura de base
13 transportador
19 cúter vibratorio ultrasónico
21 mecanismo de movimiento
23 montaje de base
4 cuchilla de corte
27 mecanismo de avance y retroceso
29 mecanismo de subida y bajada
48 dispositivo de aplicación para aplicar un agente antiadhesivo
53 mecanismo de fijación
1 dispositivo de detección
D masa alimenticia
P piezas de masa alimenticia
Y dirección del movimiento
Claims (15)
1. Un método para formar piezas de masa alimenticia, comprendiendo:
un paso de extrusión para extruir continuamente la masa alimenticia hacia abajo a través de una boquilla (11);
un paso de corte para cortar la masa alimenticia en piezas de masa alimenticia a lo largo de una dirección radial de la masa alimenticia extruida moviendo una cuchilla de corte (24) hacia adelante;
un paso de caída para dejar que las piezas de masa alimenticia caigan mientras que las piezas de masa alimenticia están moviéndose a lo largo de la dirección del movimiento de la cuchilla de corte; y
un paso de situación para situar las piezas de masa alimenticia sobre un transportador (13), que está dispuesto debajo de la boquilla y se mueve en el sentido en que la cuchilla de corte se mueve hacia adelante.
2. El método para formar las piezas de masa alimenticia según la reivindicación 1, en donde la vibración ultrasónica es aplicada a la cuchilla de corte para cortar la masa alimenticia en el paso de corte.
3. El método para formar las piezas de masa alimenticia según la reivindicación 2, en donde una amplitud de la vibración ultrasónica de la cuchilla de corte varía entre 60 pm y 120 pm en el paso de corte.
4. El método para formar las piezas de masa alimenticia según una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, en donde la cuchilla de corte corta la masa alimenticia a una distancia inferior a 1 mm desde la boquilla.
5. El método para formar las piezas de masa alimenticia según una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 4, en donde un agente antiadhesivo es aplicado a la cuchilla de corte para cortar la masa alimenticia.
6. El método para formar piezas de masa alimenticia según la reivindicación 5, en donde el agente antiadhesivo es aplicado a la cuchilla de corte para cortar la masa alimenticia después de que la cuchilla de corte ha cortado la masa alimenticia múltiples veces.
7. Un aparato (1) para formar piezas de masa alimenticia, comprendiendo:
un dispositivo de extrusión (3) y un dispositivo de corte (5), en donde
el dispositivo de extrusión comprende una boquilla (11) para extruir continuamente la masa alimenticia hacia abajo, y
el dispositivo de corte (5) comprende una cuchilla de corte (24) para cortar la masa alimenticia en piezas de masa alimenticia;
un mecanismo de movimiento (21) para mover la cuchilla de corte hacia adelante desde una posición inicial, seguidamente para mover la cuchilla de corte hacia abajo, y seguidamente para devolver la cuchilla de corte a la posición inicial; y
un transportador (13), que está dispuesto por debajo de la boquilla y se mueve en la dirección en la que la cuchilla de corte se mueve hacia adelante,
en donde la cuchilla de corte (24) está configurada para proporcionar a las piezas de masa alimenticia un movimiento en la dirección del movimiento de la cuchilla de corte (24).
8. El aparato (1) para formar las piezas de masa alimenticia según la reivindicación 7, en donde la cuchilla de corte (24) es un cúter de vibración ultrasónica.
9. El aparato (1) para formar las piezas de masa alimenticia según la reivindicación 8, en donde una amplitud del cúter de vibración ultrasónica varía entre 60 pm. y 120 pm.
10. El aparato (1) para formar las piezas de masa alimenticia según una cualquiera de las reivindicaciones 7 - 9, en donde la cuchilla de corte (24) avanza a una distancia inferior a 1 mm desde la boquilla.
11. El aparato (1) para formar las piezas de masa alimenticia según una cualquiera de las reivindicaciones 7 - 10, en donde el aparato (1) comprende además un dispositivo de aplicación (48) para aplicar un agente antiadhesivo a la cuchilla de corte.
12. El aparato (1) para formar las piezas de masa alimenticia según una cualquiera de las reivindicaciones 7 - 10, en donde el mecanismo de movimiento para mover la cuchilla de corte comprende:
un mecanismo de avance hacia atrás y hacia adelante (27), que está conectado a un eje giratorio (31), para mover la cuchilla de corte hacia atrás y hacia adelante; y
un mecanismo de subida y bajada (29), que está conectado al eje giratorio, para subir y bajar la cuchilla de corte.
13. El aparato (1) para formar las piezas de masa alimenticia según la reivindicación 12,
en donde el aparato comprende además un sistema de control (8) para accionar intermitentemente la cuchilla de corte repitiendo un giro intermitente del eje giratorio de manera que el giro del eje giratorio se detenga durante un tiempo predeterminado después de que el eje giratorio efectúa una revolución.
14. El aparato (1) para formar las piezas de masa alimenticia según la reivindicación 12,
en donde el aparato comprende además un sistema de control (8) para accionar la cuchilla de corte de manera que el tiempo para mover la cuchilla de corte hacia adelante difiere del tiempo para mover la cuchilla de corte hacia atrás cambiando la velocidad angular del eje giratorio mientras el eje giratorio efectúa una revolución.
15. El aparato (1) para formar las piezas de masa alimenticia según una cualquiera de las reivindicaciones 7 - 14, comprendiendo además:
un mecanismo de fijación (53) para combinar el dispositivo de extrusión y el dispositivo de corte;
un dispositivo de detección (61) para detectar que el dispositivo de extrusión y el dispositivo de corte están combinados; y
un sistema de control (8) para accionar el dispositivo de extrusión y el dispositivo de corte cuando el dispositivo de detección transmite una señal de detección.
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