ES2839023T3 - Método para tratamiento de masas y emulsiones alimentarias - Google Patents

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Abstract

Método para tratamiento de masas y emulsiones alimentarias, que comprende agitar una masa o emulsión en el interior de un recipiente (1) mediante un agitador rotativo dotado de unas palas y/o cuchillas (2) unidas a un eje (3) conectado a un motor de agitación, comprendiendo unas fases de agitación seguidas de unas fases de parada, intermitentes, en donde comprende controlar el accionamiento del motor en función de la posición de las citadas palas y/o cuchillas (2), para que: - el eje (3) portador de las citadas palas y/o cuchillas (2) describa en cada una de las fases de agitación un ángulo de giro de amplitud predeterminada, inferior o igual a 720 grados (dos vueltas completas), y - las fases conjuntas de agitación y parada se producen entre 1 y 5 veces por segundo, produciendo la actuación de dichas palas y/o cuchillas (2) un golpeteo reiterativo de la masa o emulsión durante el tratamiento, en cada fase de agitación, y minimizando la cantidad de masa proyectada contra la pared del recipiente (1) por fuerza centrífuga.

Description

DESCRIPCIÓN
Método para tratamiento de masas y emulsiones alimentarias
Campo de la técnica
La presente invención hace referencia a un método para tratamiento de masas y emulsiones alimentarias que comprende agitar una masa o emulsión durante un cierto tiempo, en el interior de un recipiente utilizando un agitador dotado de unas palas y/o cuchillas unidas a un eje rotatorio conectado a un motor de agitación, tal como un motor eléctrico, con o sin calentamiento de la masa/emulsión.
El método de la invención es aplicable en particular al tratamiento mediante el equipo indicado, de masas altamente viscosas y pegajosas, tales como por ejemplo las utilizadas en la preparación del merengue francés (clara de huevo con azúcar), masas para las cuales el motor eléctrico sufre considerablemente al girar las palas y/o cuchillas en el seno de la masa, y en donde la proyección de dicha masa contra la pared interior del recipiente debe minimizarse para evitar que quede adherida a dicha pared y no regrese a la zona de tratamiento quedando sin tratar o tratada insuficientemente.
Antecedentes de la invención
Por la patente JP-A-04148635 se conoce un método para preparar una masa de pan mezclando las materias primas de la masa (harina de trigo, levadura, sal, azúcar y mantequilla) y llevándose a cabo el proceso de mezcla haciendo girar y parar de forma intermitente unos medios de agitación.
En la EP-B1-0966909 se describe una máquina de cocina para preparación de masa de levadura y similares con un recipiente batidor y un accionamiento giratorio para un mecanismo batidor en el que se aborda el problema de las condiciones de elevadas cargas y sobrecalentamientos a que se ve sometido un motor de accionamiento, tal como un motor eléctrico, para la elaboración de las citadas masas, por ejemplo para preparar masa para pan. En esta patente se proponen a tal efecto unas fases de paralización o paradas del motor eléctrico que son preferiblemente tres veces más largas que las fases de activación del citado motor eléctrico para batido de la masa, de forma que la masa a batir pueda reposar y el motor eléctrico durante estas fases de paralización pueda recuperarse del calentamiento, siendo sometido además dicho motor eléctrico durante dichas paradas a una refrigeración activa por medio de un ventilador de refrigeración.
El documento de patente US-A-4541573 describe un procesador de alimentos que comprende un motor para hacer girar un rotor, una memoria de solo lectura y una parte de entrada de clave. En la memoria de solo lectura, se almacenan por adelantado una pluralidad de datos de procesamiento. Cada uno de los datos de procesamiento incluye una pluralidad de grupos de datos que consisten en datos de velocidad para determinar la velocidad de rotación del motor y datos de tiempo para determinar el tiempo de funcionamiento del motor. Mediante la operación de la parte de entrada de clave, se selecciona un dato de procesamiento arbitrario de la pluralidad de datos de procesamiento y los grupos de datos incluidos en los datos de procesamiento seleccionados se emiten sucesivamente desde la memoria de sólo lectura. Según estos grupos de datos, el funcionamiento del motor se controla para que los alimentos se procesen automáticamente.
En la presente invención se propone un método según la reivindicación 1 para tratamiento de masas y emulsiones de distinta naturaleza, en particular unas masas y emulsiones altamente viscosas y pegajosas en las que debe garantizarse que todos los ingredientes o la totalidad de la masa sufra un golpeteo eficaz por parte de los elementos activos sobre la misma (palas y/o cuchillas) y evitar que una parte considerable de la materia formativa de la masa, bajo tratamiento, quede adherida a las paredes del recipiente, y por ello sin tratar, operando a tal efecto mediante unas etapas de giro de solamente una o varias fracciones de vuelta, interrumpidas por unos períodos de parada de duración predeterminada, en general inferior al tiempo de giro, y operando en cualquier caso a unas bajas velocidades, es decir con una velocidad promedio de las palas y/o cuchillas del orden de 5 y 80 rpm. Con ello se consigue minimizar la citada proyección de la masa contra las paredes y se garantiza que la totalidad de la masa sufra un golpeteo de las palas y/o cuchillas durante el tratamiento
Exposición de la invención
Para resolver el problema explicado y permitir el tratamiento de masas y emulsiones altamente viscosas y pegajosas mediante un agitador rotativo dotado de unas palas y/o cuchillas unidas a un eje conectado a un motor eléctrico de agitación se propone esencialmente un control del citado motor eléctrico en función de la posición de las citadas palas y/o cuchillas y no por tiempo, y además se opera con unas fases de interrupción de los giros cada uno de os cuales son, en general de solamente una o varias fracciones de vuelta.
El método citado se implementa mediante un agitador dotado de unas palas y/o cuchillas unidas a un eje rotatorio conectado a un motor eléctrico de agitación, y comprende unas fases de agitación seguidas de unas fases de parada, intermitentes. De acuerdo con la propuesta de esta invención dicho método en una forma característica comprende controlar el accionamiento del motor en función de la posición angular de las citadas palas y/o cuchillas rotatorias, para que:
- el eje portador de las citadas palas y/o cuchillas describa en cada una de las fases de agitación un ángulo de giro de amplitud predeterminada, ventajosamente inferior o igual a 720 grados (dos vueltas completas), y
- las fases conjuntas de agitación y parada se producen entre 1 y 5 veces por segundo, y preferentemente entre 1 y 2 veces por segundo,
produciendo la actuación de dichas palas y/o cuchillas un golpeteo reiterativo de toda la masa o emulsión durante el tratamiento, en cada fase de agitación, y minimizando la cantidad de masa proyectada contra la pared del recipiente por fuerza centrífuga, al apenas completar el eje portador de las palas y/o cuchillas en general una o dos vueltas. Así aunque un giro superior a dos vueltas se contempla como posible de acuerdo con los principios de esta invención, se estima que el método ya puede o permite conseguir un tratamiento eficaz de dichas masas y emulsiones altamente viscosas y pegajosas únicamente con una o más fracciones de giro sin llegar a completar un giro completo o con un giro y una o más fracciones de giro sin llegar a completar dos vueltas. Es decir para aplicar un tratamiento de la masa o emulsión, de acuerdo con una realización preferida del método propuesto la amplitud del ángulo de giro en cada fase de agitación es seleccionado entre unos valores que comprenden una fracción de vuelta completa, o una vuelta completa más una fracción de vuelta.
La duración de la fase de parada será en general un valor predeterminado, prefijado, que puede ser variable y que en general será inferior al tiempo de giro de las palas y/o cuchillas, y este valor en general si se controla por tiempo, es decir una vez fijado, o fijado un perfil de tiempos de parada a lo largo de las fases, se almacena en un circuito de control.
En cualquier caso el método, a diferencia de las propuestas de los antecedentes citados, aplicados a otro tipo de masas, se implementa siempre a bajas velocidades de modo que la velocidad promedio de las palas y/o cuchillas estará comprendida entre 5 y 80 rpm, y ventajosamente entre 5 y 40 rpm.
En un ejemplo preferido de ejecución el control del accionamiento del motor se realiza mediante un sensor de posición angular (por ejemplo una sonda Hall) que detecta la posición de un elemento (por ejemplo un imán con una pareja de polos o con varias parejas de polos equiespaciadas angularmente) perceptible por dicho sensor el cual está vinculado a un eje rotatorio (por ejemplo el eje del motor) u otro eje de la cadena cinemática hasta el eje portador de las palas yo cuchillas a instancias de la actuación de dicho motor. Se utiliza además un circuito de control que proporciona una regulación de la potencia del motor eléctrico en un rango del 0% al 100 % durante dicha fase de agitación, en respuesta a las señales recibidas del citado sensor de posición angular.
De esta manera la duración de las fases de agitación viene determinada por la posición detectada por dicho sensor de posición angular del elemento perceptivo por el sensor, vinculado al eje rotatorio.
En un ejemplo de realización el citado motor utilizado para proporcionar un movimiento rotatorio de las palas y/o cuchillas de agitación es un motor eléctrico alimentado con corriente alterna, y el citado control se realiza mediante un circuito de control que integra un dispositivo semiconductor de la familia de los TRIAC.
Alternativamente dicho motor utilizado para proporcionar un movimiento rotatorio de las palas y/o cuchillas de agitación es un motor eléctrico alimentado con corriente continua, y para el citado control se utiliza un circuito de control que integra un dispositivo semiconductor de la familia de los transistores de potencia.
Asimismo, en un posible ejemplo de realización se ha previsto que la duración de las fases de parada resulte ajustada en función de la corriente consumida por el motor eléctrico, en una cualquiera de las dos implementaciones de control anteriormente referidas.
El método se puede implementar con diversas variantes de manera que:
• en todas las fases de agitación la amplitud del ángulo de giro de las palas y/o cuchillas es de un valor común, y la duración de las fases de parada es común o variable;
• en todas las fases de agitación la amplitud del ángulo de giro de las palas y/o cuchillas es variable, y la duración de las fases de parada es común o variable.
El método de tratamiento de la masa o emulsión alimentaria explicado es plenamente compatible con proporcionar un calentamiento de dicha masa mediante unos medios de calentamiento de al menos una porción del fondo del recipiente, durante una etapa del tratamiento o durante la totalidad del mismo.
Breve descripción de los dibujos
Las anteriores y otras características y ventajas de la invención se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de unos ejemplos de realización aportados con carácter meramente ilustrativo y no limitativo, con referencia a los dibujos que la acompañan, en los que:
La Fig. 1 ilustra mediante una gráfica (eje Y tensiones/voltaje aplicado al motor, y eje X tiempo) una implementación posible de una estrategia de control del giro del eje rotatorio portador de las palas y/o cuchillas de un dispositivo agitador, conforme a los principios expuestos de la invención, en donde:
- Vtch indica la señal (pulsos en escalón) de respuesta en tensión de un sensor, tal como una sonda Hall en relación a un imán (con una pareja de polos o más parejas de polos) calado en el citado eje, o en un eje de la cadena cinemática entre el eje del motor
- y el eje portador de las citadas palas y/o cuchillas, y
- VM-¡nd¡ca la tensión / voltaje en forma de corriente alterna aplicada al motor,
La Fig. 2 es equivalente a la anterior, si bien en este caso, la señal Vtch de respuesta en tensión del sensor comprende dos pulsos. La zona indicada mediante un círculo III se ha representado ampliada en la Fig. 3.
En la Fig. 3, se muestra (zona rayada en la curva Vm) la potencia transmitida al motor como consecuencia de la estrategia propuesta de control del giro del eje portador de las palas y/o cuchillas, en respuesta a la señal proporcionada por el sensor, en relación con la Fig. 2, es decir es una ampliación de la curva de tensión marcada en el círculo III de dicha Fig. 2.
Las figuras 4 y 5 son equivalentes a las Figs. 1 y 2, si bien comportando unos distintos valores de energía transferida al motor eléctricos en cada fase de activación (agitación de la masa o emulsión) del motor, en función de la señal de respuesta en tensión del sensor (3 o más pulsos).
Por último en la Fig. 6 se ha mostrado un ejemplo de un dispositivo para agitación de una masa o emulsión con indicación de unos medios de accionamiento en giro de unas palas y de los medios de control empleados para implementar el método de la invención.
Descripción detallada de unos ejemplos de realización
Haciendo referencia a la Fig. 6, en la misma se ha ilustrado un recipiente 1, previsto para contener una masa o emulsión, en el fondo del cual existen unas palas de agitación que están unidas a un eje 3 que tiene calada una polea 4, conducida, que mediante una correa de transmisión 5, recibe un par de giro desde el eje 6 (que tiene calada una polea motriz) de un motor eléctrico 7. En un extremo libre del citado eje 6 del motor eléctrico 7 se halla vinculado un imán 8. El citado imán puede incluir un par de polos como en el ejemplo señalado con la letra A de la Fig. 6 o bien cuatro (letra B), 6 (letra C) u ocho polos (letra D), de manera que mediante un sensor 9 tal como una sonda Hall sea posible detectar una fracción de vuelta de una amplitud de 180 grados, 90 grados, 60 grados o 45 grados según sea el imán utilizado.
En esta figura 6 se ha indicado además esquemáticamente, mediante un recuadro, un circuito de control 10, el cual implementará a partir de la señal proporcionada por el sensor un control de la energía suministrada al motor eléctrico 7, de agitación, según por ejemplo las gráficas de las figuras 1 a 5.
Si el motor eléctrico 7 de agitación está alimentado con corriente alterna, el citado control se realiza mediante un circuito de control que integra uno o más dispositivos semiconductores de la familia de los TRIAC, mientras que si dicho motor eléctrico 7 de agitación es un motor eléctrico alimentado con corriente continua, el citado control se realizará mediante un circuito de control en donde existe uno o más dispositivos semiconductores de la familia de los transistores de potencia (por Ej. transistores tipo MOSFET) El circuito o circuitos de control para proporcionar un suministro de potencia regulado utilizando TRlAcS o bien transistores de potencia no se detallará aquí por ser bien conocido para un experto en la técnica.
En las Figs. 1, 2 y 4, 5 se muestran unas gráficas en donde en la parte superior se ha representado el impulso de tensión (es este caso una señal en escalón, o impulso) generado en el sensor 9 por cada detección del imán, se ha indicado con una flecha el flanco descendente de la señal, porque es dicho flanco el que se utiliza para detener la aportación de tensión, y por ende de potencia al motor 7 de accionamiento en giro del eje 3 portador de las palas y/o cuchillas 2. Así en la Fig. 1 se detiene el motor tras un único impulso generado por una primera detección del imán 8 por el sensor 9 y dependiendo del tipo de imán 8 (A a C, por ejemplo) dicha detección corresponderá a una amplitud de giro mayor o menor, respectivamente del citado eje 3. En la Fig. 1 se observa que el tiempo de parada toFF en este ejemplo es de una duración ligeramente superior al tiempo de funcionamiento o activación del motor eléctrico 7, to N .
En el ejemplo de la Fig. 2, el motor se detiene tras la detección de dos pasos del imán 8 por delante del sensor 9, generando dos impulsos y en dicha Fig. 2 se ha indicado mediante un círculo la evolución de la curva de tensión que se ha ejemplificado ampliada en la Fig. 3, observando en la misma la transferencia de potencia (área rayada entre la curva y el eje de abscisas, indicativo del tiempo, t). En este caso al igual que en la Fig. 1 el tiempo de parada tOFF de este ejemplo es de una duración ligeramente superior al tiempo de funcionamiento o activación del motor eléctrico 7, tON.
En la Fig. 4, el motor se detiene tras el paso del imán por delante del sensor tres veces, generando tres impulsos, y en este ejemplo se observa que el tiempo de parada tOFF es de una duración sustancialmente inferior al tiempo de funcionamiento o activación del motor eléctrico 7, W
Por último en la Fig. 5 se muestra un ejemplo de realización en donde el número de veces de paso del imán por delante del sensor es superior a tres veces (ver línea horizontal fragmentada), y en este ejemplo el tiempo de parada tOFF es de una duración sustancialmente inferior al tiempo de funcionamiento o activación del motor eléctrico 7, W Tal como muestran los ejemplos indicados se observa que el método propuesto por la invención permitirá diversas implementaciones en donde los períodos de activación del motor eléctrico representados en las gráficas por las curvas de tensión delimitadas por W pueden ser de una duración común o variable (por ejemplo activando el motor tras contar un numero de pasos durante un primer ciclo y un número distinto en un segundo ciclo y ulteriores) y estar seguidos de tiempos de parada indicados por tOFF asimismo de una duración igual o variable, siendo sin embargo lo característico en cualquiera de las variantes de implementación que el control del accionamiento del motor se realiza en todos los casos en función de la posición de las citadas palas y/o cuchillas, y que la parada de las mismas ocurre tras una o más fracciones de vuelta que pueden abarcar una vuelta completa o dos vueltas en una ejecución preferida, contemplando incluso una extensión a más vueltas pero que no supongan en ningún caso la posibilidad de proyección por parte de las palas y/o cuchillas de una cantidad significativa de la masa tratada contra las paredes del recipiente.
En general el tiempo de parada tOFF será de una duración predeterminada, e incluso aunque sea variable, pudiendo estar memorizado en una memoria del circuito de control. Sin embargo la invención también contempla la posibilidad de que la duración de las fases de parada pueda ser ajustada en función de la corriente consumida por el motor. Además la operativa del método explicado implica que las citadas palas y/o cuchillas giran a bajas velocidades o a una velocidad lenta (en relación al accionamiento típico de un dispositivo agitador) de modo que su velocidad promedio está comprendida entre 5 y 80 rpm y ventajosamente entre 5 y 30 rpm.
En la fig. 6 se han ilustrado además unos medios de calentamiento 11, por inducción del recipiente en el que se está realizando el tratamiento de la masa o emulsión, si bien el método es aplicable tanto con calentamiento como sin él y en particular también intercalando fases de calentamiento de duración predeterminada, combinadas con las fases de giro de amplitud controlada y de parada de las palas y/o cuchillas.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. - Método para tratamiento de masas y emulsiones alimentarias, que comprende agitar una masa o emulsión en el interior de un recipiente (1) mediante un agitador rotativo dotado de unas palas y/o cuchillas (2) unidas a un eje (3) conectado a un motor de agitación, comprendiendo unas fases de agitación seguidas de unas fases de parada, intermitentes, en donde comprende controlar el accionamiento del motor en función de la posición de las citadas palas y/o cuchillas (2), para que:
- el eje (3) portador de las citadas palas y/o cuchillas (2) describa en cada una de las fases de agitación un ángulo de giro de amplitud predeterminada, inferior o igual a 720 grados (dos vueltas completas), y
- las fases conjuntas de agitación y parada se producen entre 1 y 5 veces por segundo,
produciendo la actuación de dichas palas y/o cuchillas (2) un golpeteo reiterativo de la masa o emulsión durante el tratamiento, en cada fase de agitación, y minimizando la cantidad de masa proyectada contra la pared del recipiente (1) por fuerza centrífuga.
2. - Método según la reivindicación 1, en donde la amplitud del ángulo de giro en cada fase de agitación es seleccionado entre unos valores que comprenden una fracción de vuelta completa, o una vuelta completa más una fracción de vuelta.
3. - Método según la reivindicación 1, en donde dicho motor es un motor eléctrico (7) y dicho control del accionamiento del motor se realiza mediante un sensor de posición angular (9) que detecta la posición de un elemento (8) perceptible por el sensor (9), vinculado a un eje rotatorio (6) a instancias de la actuación de dicho motor, y un circuito de control (10) que proporciona una regulación de la potencia del motor eléctrico (7) en un rango del 0% al 100 % durante dicha fase de agitación en respuesta a las señales recibidas por el citado sensor de posición angular (9).
4. Método según la reivindicación 1, en donde la duración de las fases de agitación viene determinada por la posición detectada por dicho sensor de posición angular (9) del elemento (8) perceptivo por el sensor, vinculado al eje (6).
5. Método según la reivindicación 1, en donde la velocidad promedio de las palas y/o cuchillas (2) está comprendida entre 5 y 80 rpm.
6. - Método según la reivindicación 1, en donde en todas las fases de agitación la amplitud del ángulo de giro de las palas y/o cuchillas (2) es común.
7. - Método según la reivindicación 1, en donde en todas las fases de agitación la amplitud del ángulo de giro de las palas y/o cuchillas (2) es común y la duración de las fases de parada también es común.
8. - Método según la reivindicación 1, en donde en todas las fases de agitación la amplitud del ángulo de giro de las palas y/o cuchillas (2) es común y la duración de las fases de parada es variable.
9. - Método según la reivindicación 1, en donde en todas las fases de agitación la amplitud del ángulo de giro de las palas y/o cuchillas (2) es variable y la duración de las fases de parada es común.
10. - Método según la reivindicación 1, en donde en todas las fases de agitación la amplitud del ángulo de giro de las palas y/o cuchillas (2) es variable y la duración de las fases de parada también es variable.
11. - Método según la reivindicación 1, en donde dicho motor de agitación es un motor eléctrico (7) alimentado con corriente alterna, y el citado control se realiza mediante un circuito de control que integra un dispositivo semiconductor de la familia de los TRIAC.
12. - Método según la reivindicación 1, en donde dicho motor de agitación es un motor eléctrico (7) alimentado con corriente continua, y el citado control se realiza mediante un circuito de control (10) que integra un dispositivo semiconductor de la familia de los transistores de potencia.
13. - Método según la reivindicación 1, en donde la duración de las fases de parada es ajustada en función de la corriente consumida por el motor.
14. - Método según la reivindicación 1, en donde durante el tratamiento de la masa o emulsión alimentaria se proporciona un calentamiento de la misma mediante unos medios de calentamiento (11) de al menos una porción del fondo del recipiente (1).
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