ES2851025T3 - Aparato para refinar cacao - Google Patents

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Abstract

Aparato para refinar cacao, que comprende: - un disco (2), que rota alrededor de un eje de rotación (I), que está dotado, en ambos de sus lados opuestos, de una pluralidad de dientes; y - un par de placas (4, 6) fijas opuestas entre sí, entre las que está situado dicho disco (2) rotatorio, estando enfrentada cada placa a un lado correspondiente de dicho disco (2) y estando dotada de una pluralidad de dientes configurados para actuar conjuntamente con la pluralidad de dientes de dicho lado correspondiente de dicho disco rotatorio; estando caracterizado dicho aparato porque: - cada lado de dicho disco (2) comprende un canal (21), que se extiende a lo largo de un perfil cerrado alrededor de dicho eje de rotación (I) y está delimitado por dos superficies (22, 23) cónicas enfrentadas, definidas por generatrices respectivas que se cortan entre sí y por un eje de revolución correspondiente a dicho eje de rotación (I); - en dichas primeras superficies (22, 23) cónicas se obtienen primeras series (22B, 23B) circulares de dientes que tienen bordes (101) cortantes orientados en una dirección transversal con respecto a los perfiles circulares seguidos por las series de dientes respectivas; - cada placa (4, 6) comprende un canal (41, 61), que se extiende a lo largo de un perfil cerrado alrededor de dicho eje de rotación (I), enfrentado a dicho canal (21) de dicho lado correspondiente de dicho disco (2), y está delimitado por dos superficies (42, 43, 62, 63) cónicas enfrentadas, definidas por generatrices respectivas que se cortan entre sí y por un eje de revolución correspondiente a dicho eje de rotación (I); y - en dichas segundas superficies (42, 43, 62, 63) cónicas se obtienen segundas series (42B, 43B, 62B, 63B) circulares de dientes, que están diseñadas para actuar conjuntamente con dichas primeras series (22B, 23B) de dientes y tienen bordes (101) cortantes orientados en una dirección transversal con respecto a los perfiles circulares seguidos por las series de dientes respectivas.

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato para refinar cacao
La presente invención se refiere a un aparato para refinar cacao, del tipo que comprende:
- un disco que rota alrededor de un eje de rotación, que está dotado en ambos de sus lados opuestos de una pluralidad de dientes; y
- un par de placas fijas y opuestas, entre las que está situado dicho disco rotatorio, estando enfrentada cada placa a un lado correspondiente de dicho disco y estando dotada de una pluralidad de dientes configurados para actuar conjuntamente con la pluralidad de dientes del lado correspondiente de dicho disco rotatorio.
Un aparato de refinado del tipo mencionado anteriormente se describe, por ejemplo, en el documento n.° GB191100752 A.
El objeto de la presente invención es proporcionar un aparato del tipo en cuestión que se mejorará tanto desde el punto de vista del funcionamiento como desde el punto de vista constructivo.
El objeto anterior se logra mediante un aparato de refinado según la reivindicación 1.
Las reivindicaciones especificadas a continuación en el presente documento forman una parte integrante de la enseñanza técnica proporcionada en el presente documento.
Características y ventajas adicionales de la invención se revelarán claramente a partir de la siguiente descripción, con referencia a los dibujos adjuntos, que se proporcionan meramente a modo de ejemplo no limitativo y en los que: - la figura 1 ilustra una realización preferida del aparato de refinado descrito en el presente documento, según una vista en perspectiva;
- la figura 2 es una vista en despiece ordenado del aparato de la figura 1 ;
- la figura 3 representa de una manera esquemática el funcionamiento del aparato de la figura 1;
- la figura 4 es una vista en despiece ordenado de la unidad de procesamiento de cacao del aparato de la figura 1; - la figura 5 ilustra el detalle A mencionado en la figura 4; y
- la figura 6 es una vista en sección transversal de un detalle de la unidad de procesamiento ilustrada en la figura 4.
En la siguiente descripción, se ilustran diversos detalles específicos dirigidos a permitir una comprensión en profundidad de las realizaciones. Las realizaciones pueden proporcionarse sin uno o más de los detalles específicos, o con otros métodos, componentes o materiales, etc. En otros casos, las estructuras, materiales u operaciones conocidos no se ilustran o describen en detalle, de modo que no se compliquen diversos aspectos de la realización. Las referencias usadas en el presente documento se proporcionan meramente por motivos de conveniencia y, por tanto, no definen la esfera de protección o el alcance de las realizaciones.
Tal como se mencionó anteriormente, el aparato descrito en el presente documento funciona para refinar cacao y más precisamente la masa de cacao crudo que se obtiene después de prensar los granos de cacao tostados.
El procedimiento de refinado prevé una reducción adicional del tamaño de los granos contenidos en la masa cruda con el fin de obtener una masa sustancialmente fluida que contiene gránulos que tienen un tamaño preferiblemente menor de 80 pm.
El procedimiento anterior se realiza básicamente mediante medios de molienda, que pueden ser de diversos tipos. Por ejemplo, se conoce el uso de molinos de bolas y aparatos de disco rotatorio, tal como el aparato descrito en el documento GB191100752A mencionado anteriormente.
En este tipo de procedimientos mecánicos, la duración de procedimiento representa un parámetro crítico, ya que las tensiones mecánicas a las que se somete el cacao pueden provocar una alteración de sus características organolépticas como resultado del aumento de temperatura y de las reacciones químicas que estas tensiones pueden inducir.
En este contexto, el aparato de refinado descrito en el presente documento está predispuesto para llevar a cabo un procedimiento de refinado que será sustancialmente más rápido que los procedimientos llevados a cabo por los aparatos conocidos hasta ahora.
Tal como se anticipó anteriormente, como la solución conocida del documento GB191100752A, el aparato descrito en el presente documento comprende (véanse los dibujos adjuntos):
- un disco 2 que rota alrededor de un eje de rotación, que está dotado, en ambos de sus lados opuestos, de una pluralidad de dientes; y
- un par de placas 4, 6 fijas opuestas, entre las que está situado el disco 2 rotatorio.
Cada placa está enfrentada a un lado correspondiente del disco 2 y está dotada de una pluralidad de dientes configurados para actuar conjuntamente con la pluralidad de dientes del lado correspondiente del disco 2.
El aparato descrito en el presente documento se diferencia de la solución conocida del documento GB191100752A al caracterizarse porque:
- cada lado del disco 2 comprende un canal 21, que se extiende a lo largo de un perfil cerrado alrededor del eje de rotación I y está delimitado por dos superficies 22, 23 cónicas enfrentadas entre sí, definidas por generatrices respectivas que se cortan entre sí y por un eje de revolución correspondiente al eje de rotación I;
- en las superficies 22, 23 cónicas se obtienen series 22B, 23B circulares de dientes respectivas, que tienen bordes cortantes orientados en una dirección transversal con respecto al perfil circular seguido por las series de dientes mencionadas anteriormente;
- las placas 4, 6 comprenden canales 41, 61 respectivos correspondientes a los canales 21 del disco 2, que se extienden a lo largo de perfiles cerrados alrededor del eje de rotación I, enfrentados a los canales 21 del disco 2, y cada uno está delimitado por dos superficies 42, 43, y 62, 63 cónicas enfrentadas entre sí, respectivamente, definidas por generatrices respectivas que se cortan entre sí y por un eje de revolución correspondiente al eje de rotación I; y
- en las superficies 42, 43 y 62, 63 cónicas se obtienen series 42B, 43B, y 62B, 63B circulares de dientes respectivas, que están diseñadas para actuar conjuntamente con las series 22B, 23B de dientes correspondientes y tienen bordes cortantes orientados en una dirección transversal con respecto al perfil circular seguido por las series de dientes mencionadas anteriormente.
En diversas realizaciones preferidas, tal como en la ilustrada, los canales mencionados anteriormente tienen todos una parte 102 inferior, que también se extiende a lo largo de un perfil cerrado alrededor del eje de rotación I y separa las dos superficies cónicas del canal.
Con referencia a la figura 3, cada canal 21 del disco 2 forma, junto con el canal 41 ó 61 enfrentado al mismo, una cámara C anular en la que se introduce el cacao que va a procesarse.
En diversas realizaciones preferidas, tal como en la ilustrada, las placas 4 y 6 tienen una o más aberturas 4A, 6A para la introducción de cacao desde el exterior en la cámara C, que se abren sobre la parte inferior del canal respectivo.
En diversas realizaciones preferidas, tal como en la ilustrada, dentro de una misma placa, las aberturas designadas por 4A y 6A se obtienen en posiciones diametralmente opuestas con respecto al eje de rotación I para obtener una distribución uniforme de cacao a lo largo de la cámara C.
Además, el propio disco 2 tiene una o más aberturas 2A pasantes, que se abren sobre la parte inferior de los dos canales 21 y están diseñadas para poner en comunicación las dos cámaras C entre sí en los dos lados opuestos del disco 2.
Gracias a esta configuración, las dos cámaras C están a la misma presión, y, por consiguiente, las tensiones sobre el disco 2 están equilibradas.
Una vez más, con el fin de obtener un equilibrio de las tensiones sobre el disco 2, las aberturas 4A y 6A para la introducción de cacao en las cámaras C están ubicadas en posiciones angulares correspondientes.
En la realización ilustrada, cada una de las placas 4 y 6 tiene un par de aberturas 4A, 6A respectivas que están ubicadas en las posiciones angulares correspondientes a 0° y 180°.
Definidas entre los bordes opuestos, respectivamente, del disco 2 y de las placas 4 y 6, que delimitan lateralmente los canales 21, 41 y 61 respectivos, hay hendiduras U anulares, de dimensiones preestablecidas, para la salida de cacao de las cámaras C.
La anchura de las hendiduras mencionadas anteriormente determina de manera evidente el grado de refinado del cacao, dado que sólo gránulos de tamaño más pequeño pueden salir de las cámaras C mencionadas anteriormente. Con referencia ahora a los dientes realizados en el disco 2 y en las placas 4 y 5, estos tienen bordes 101 cortantes que no están contenidos en el plano radial de las superficies cónicas en las que se proporcionan los dientes, sino que están orientados en una dirección transversal al plano mencionado anteriormente; en particular, los dientes de dos series que van a actuar conjuntamente entre sí están orientados de manera diferente de modo que, en un mismo plano radial, el borde cortante del diente individual de una serie y el borde cortante del diente individual de la otra serie se dispondrán uno con respecto al otro según una configuración en cruz.
La configuración mencionada anteriormente de los dientes ejerce, como resultado de la rotación relativa entre el disco 2 y las placas 4 y 5, una acción de cizalladura sobre el cacao mediante los pares de dientes individuales que actúan conjuntamente entre sí que se desarrolla a lo largo de los bordes cortantes de los dos dientes de una manera progresiva.
En diversas realizaciones preferidas, tal como en la ilustrada, las series de dientes en cuestión (22B, 23B, 42B, 43B, 62B, 63B) son el resultado de una operación de fresado llevada a cabo en las superficies cónicas, mediante lo cual se obtienen series de ranuras correspondientes (designadas por las referencias 22A, 23A, 42A, 43A, 62A, 63A) que siguen una a la otra por toda la extensión perimetral de las superficies cónicas y que delimitan los dientes individuales de dos en dos.
Los bordes 101 cortantes de los dientes están definidos por las líneas de intersección entre las superficies cónicas y las paredes laterales de las ranuras mencionadas anteriormente.
En línea con lo que se ha comentado anteriormente, en diversas realizaciones preferidas, tal como en la ilustrada, las ranuras en cuestión no están contenidas en el plano radial de las superficies cónicas en las que se obtienen, sino que están orientadas en una dirección transversal al plano mencionado anteriormente. Además, las ranuras de dos series que definen series de dientes que deben actuar conjuntamente entre sí, están orientadas de manera diferente de modo que los dientes definidos por las dos series se presentan según la disposición mutua similar a una cruz mencionada anteriormente.
Las placas 4 y 6 están conectadas entre sí por medio de elementos de sujeción de un tipo convencional en combinación con medios elásticos que actúan empujando una de las dos placas contra la otra.
En diversas realizaciones preferidas, tal como en la ilustrada, estos elementos de sujeción comprenden una serie de tornillos 72 que pasan a través de aberturas 4B, 6B correspondientes realizadas en las placas 4 y 6, en cuyos extremos se sitúan arandelas 74 Belleville que se colocan contra la placa 6 mediante tuercas 76 respectivas atornilladas en los propios extremos de los tornillos. Claramente, las arandelas Belleville mencionadas pueden sustituirse por elementos elásticos de algún otro tipo, por ejemplo, resortes helicoidales.
Los medios mencionados anteriormente permiten la regulación de la distancia entre las placas 4 y 6 y el disco 2 y, por tanto, la anchura de las hendiduras U mencionadas anteriormente que, tal como se ha comentado, determinan el grado de refinado del cacao. Además, la precarga impuesta sobre los medios elásticos mencionados determina la presión máxima que puede establecerse dentro de las cámaras C.
Por otro lado, los medios elásticos mencionados anteriormente permiten que las dos placas 4 y 6 se alejen una de la otra para permitir que cualquier posible cuerpo extraño que llegue a las cámaras C fluya hacia fuera, impidiendo de ese modo el atasco del disco 2.
En realizaciones alternativas, también es posible proporcionar anillos espaciadores montados en los tornillos 72, en lugar de los medios elásticos mencionados anteriormente.
Volviendo a la figura 2, el disco 2 tiene un buje 25 central conectado a la parte circular periférica por medio de brazos 26. El buje 25 central está dotado de una abertura 25A que tiene un perfil poligonal, preferiblemente cuadrado, a través de la cual se monta el disco 2 en el extremo de un árbol 78, que tiene un perfil correspondiente, que está orientado a lo largo del eje de rotación I y pasa a través de una abertura central proporcionada en la placa 4. Este árbol se acciona durante la rotación por un motorreductor 79.
Con referencia ahora al suministro de cacao al conjunto de molienda descrito, el aparato comprende una tolva 82 en la que se vierte el cacao que va a procesarse, por debajo de la cual está colocada una bomba o conjunto 83 de bomba accionado por motor, que suministra a un sistema de conductos predispuesto para transportar el cacao a las aberturas 4A y 6A, distribuyéndolo en partes iguales entre las dos cámaras C.
En particular, el sistema anterior comprende uno o más tubos 84 colectores desde los que se ramifican tubos 86 de igual longitud que se conectan de dos en dos a pares de aberturas 4A y 6A que están ubicadas en posiciones exactamente opuestas en las placas 4 y 6.
En la realización ilustrada, los tubos 84 colectores son dos en número, uno para cada uno de los pares opuestos de aberturas 4A y 6A proporcionados en las placas 4 y 6.
Tal como se ha observado anteriormente, el cacao llega a las cámaras C a través de las aberturas 4A y 6A mencionadas anteriormente.
Con referencia ahora al funcionamiento del aparato, el cacao presente en la tolva 82 cae por gravedad al interior de la bomba 83 accionada por motor y, por medio de la misma se envía a los tubos 84 colectores, y desde allí a las aberturas 4A y 6A.
El cacao se inyecta a través de estas aberturas al interior de las cámaras C, en una posición central con respecto a la anchura de la cámara individual en la dirección radial.
La rotación relativa entre el disco 2 y las placas 4 y 6 empuja el cacao hacia los dos lados opuestos de las cámaras C y produce una acción de prensado y cizalladura mediante las series de dientes sobre el cacao, que de ese modo se reduce a un tamaño de grano más fino.
Los gránulos de cacao que han alcanzado un tamaño más pequeño que la anchura de las hendiduras U definidas entre el disco 2 y las placas 4 y 6, salen de las cámaras C a través de las hendiduras mencionadas anteriormente, tanto hacia el interior como hacia el exterior del disco, y se recogen por gravedad en un recipiente (no visible) colocado por debajo de la unidad de molienda. Por otro lado, el cacao que sale de las hendiduras constituye una película lubricante que reduce la fricción entre el disco 2 y las placas 4 y 6.
Debe observarse que el cacao se lleva rápidamente al tamaño predefinido gracias a la intensa acción de molienda ejercida por las series de dientes descritas anteriormente, de modo que permanece en el interior de las cámaras C durante un tiempo muy corto (en el plazo de unos pocos segundos), que es sustancialmente menor que el tiempo necesario, en cambio, para las máquinas de la técnica anterior descritas al inicio (aproximadamente de una hora). Naturalmente, sin perjuicio del principio de la invención, los detalles de construcción y las realizaciones pueden variar, incluso significativamente, con respecto a lo que se ha ilustrado en el presente documento meramente a modo de ejemplo no limitativo, sin apartarse de ese modo del alcance de la invención, tal como se define mediante las reivindicaciones adjuntas.

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Aparato para refinar cacao, que comprende:
    - un disco (2), que rota alrededor de un eje de rotación (I), que está dotado, en ambos de sus lados opuestos, de una pluralidad de dientes; y
    - un par de placas (4, 6) fijas opuestas entre sí, entre las que está situado dicho disco (2) rotatorio, estando enfrentada cada placa a un lado correspondiente de dicho disco (2) y estando dotada de una pluralidad de dientes configurados para actuar conjuntamente con la pluralidad de dientes de dicho lado correspondiente de dicho disco rotatorio;
    estando caracterizado dicho aparato porque:
    - cada lado de dicho disco (2) comprende un canal (21), que se extiende a lo largo de un perfil cerrado alrededor de dicho eje de rotación (I) y está delimitado por dos superficies (22, 23) cónicas enfrentadas, definidas por generatrices respectivas que se cortan entre sí y por un eje de revolución correspondiente a dicho eje de rotación (I);
    - en dichas primeras superficies (22, 23) cónicas se obtienen primeras series (22B, 23B) circulares de dientes que tienen bordes (101) cortantes orientados en una dirección transversal con respecto a los perfiles circulares seguidos por las series de dientes respectivas;
    - cada placa (4, 6) comprende un canal (41, 61), que se extiende a lo largo de un perfil cerrado alrededor de dicho eje de rotación (I), enfrentado a dicho canal (21) de dicho lado correspondiente de dicho disco (2), y está delimitado por dos superficies (42, 43, 62, 63) cónicas enfrentadas, definidas por generatrices respectivas que se cortan entre sí y por un eje de revolución correspondiente a dicho eje de rotación (I); y - en dichas segundas superficies (42, 43, 62, 63) cónicas se obtienen segundas series (42B, 43B, 62B, 63B) circulares de dientes, que están diseñadas para actuar conjuntamente con dichas primeras series (22B, 23B) de dientes y tienen bordes (101) cortantes orientados en una dirección transversal con respecto a los perfiles circulares seguidos por las series de dientes respectivas.
  2. 2. Aparato según la reivindicación 1, en el que los bordes (101) cortantes de los dientes de dichas series no están contenidos en un plano radial correspondiente de las superficies cónicas en las que se obtienen, sino que están orientados en una dirección transversal a dicho plano, y en el que los dientes de dos series de dientes diseñados para actuar conjuntamente están orientados de manera diferente de modo que en un mismo plano radial el borde cortante de un diente de una serie y el borde cortante de un diente de la otra serie se dispondrán uno con respecto al otro según una configuración en cruz.
  3. 3. Aparato según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dichas series (22B, 23B, 42B, 43B, 62B, 63B) de dientes son el resultado de una operación de fresado llevada a cabo en dichas superficies (22, 23, 42, 43, 62, 63) cónicas, mediante lo cual se obtienen series (22A, 23A, 42A, 43A, 62A, 63A) de ranuras correspondientes que siguen una a la otra por toda la extensión perimetral de dichas superficies cónicas y que delimitan los dientes individuales de dos en dos.
  4. 4. Aparato según la reivindicación 3, en el que dichos bordes cortantes de dichos dientes están definidos por los bordes de intersección entre dichas superficies (22, 23, 42, 43, 62, 63) cónicas y las paredes laterales de dichas ranuras (22A, 23A, 42A, 43A, 62A, 63A).
  5. 5. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada canal (21) de dicho disco y dicho canal (41, 61) correspondiente de dicha placa forman una cámara (C) anular, teniendo dicha placa una o más aberturas (4A, 6A) para la introducción de cacao en de dicha cámara (C) anular que están dispuestas en una posición entre las superficies (42, 43, 62, 63) cónicas que delimitan dicho canal, y en el que los bordes opuestos de dicho disco (2) y de dicha placa (4, 6), que delimitan lateralmente dichos canales (21, 41, 61), constituyen una hendidura (U) anular, de dimensiones preestablecidas, para la salida de cacao de dicha cámara.
  6. 6. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que en cada lado de dicho disco (2) se obtiene dicho canal (21) en una parte periférica de dicho disco.
  7. 7. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada canal (21,41,61) tiene una parte (102) inferior circular, que se extiende alrededor de dicho eje de rotación (I) y separa las superficies cónicas que definen dicho canal (22, 23, 42, 43, 62, 63).
  8. 8. Aparato según la reivindicación 7, en el que dicho disco tiene una o más aberturas (2A) pasantes, que se abren sobre cada lado de dicho disco, en dicha parte inferior del canal respectivo, para poner en comunicación los dos lados opuestos de dicho disco.
  9. 9. Aparato según la reivindicación 7, en el que el canal (41, 61) de cada placa (4, 6) tiene en dicha parte inferior una o más aberturas (4A, 6A) para la introducción de cacao en dicho canal.
  10. 10. Aparato según la reivindicación 9, en el que en cada placa (4, 6) dichas aberturas (4A, 6A) están dispuestas en posiciones diametralmente opuestas, y en el que dichas aberturas (4A, 6A) están dispuestas en posiciones correspondientes entre una placa y la otra.
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