ES2925543T3 - Separador de materiales blandos con ajuste de velocidad dependiente del nivel de llenado y procedimiento para operar dicho separador de materiales blandos - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un separador de material blando (1) que tiene: un tambor perforado (2) que está perforado en la cara circunferencial; una banda de presión (3), que se guía a lo largo de una sección circunferencial (19) del tambor perforado (2) y se puede operar junto con el tambor perforado (2); y una zona de alimentación (7), desde la cual se extrae una mezcla de sustancias (14) compuesta por componentes de sustancias (12, 13) de diferentes consistencias entre el tambor perforado (2) y la banda de presión (3) para separar los componentes de sustancias (12, 13). La invención también se refiere a un método para operar un separador de material blando (1) de este tipo. Para la optimización en términos de desgaste y consumo de energía sin ninguna o sin pérdidas significativas en la efectividad del dispositivo, se proporciona un sistema de detección (9) para determinar cuantitativamente el nivel de llenado de la zona de alimentación (7) y un aparato de control (10).) que está conectado al sistema de detección (9) se proporciona para ajustar la velocidad del tambor perforado (2) y la banda de presión (3) en función del nivel de llenado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Separador de materiales blandos con ajuste de velocidad dependiente del nivel de llenado y procedimiento para operar dicho separador de materiales blandos

La invención se refiere a un separador de materiales blandos según el concepto general de la reivindicación 1, así como a un procedimiento para operar dicho separador de materiales blandos.

Un separador de materiales blandos es un dispositivo para la división y separación de una mezcla de sustancias constituida por porciones de sustancia de diferente consistencia. Los separadores de materiales blandos se utilizan, por ejemplo, para el procesamiento de productos de diferente resistencia, fluidez o blandura, en particular en el procesamiento de productos alimenticios, como por ejemplo productos cárnicos. De este modo, con los separadores de materiales blandos se pueden colar y limpiar de tendones diferentes tipos de carne para la producción de lo que se conoce como carne separada mecánicamente. Los separadores de materiales blandos también son adecuados para la producción de farsa de pescado sin piel y sin espinas, para la producción de jugos o pulpas de frutas y verduras y también son adecuados para la producción de puré de tubérculos, como por ejemplo de patatas. Los campos de aplicación de los separadores de materiales blandos se extienden incluso a la industria del reciclaje, por ejemplo para la extracción de ingredientes de envases viejos.

Un separador de materiales blandos presenta típicamente un tambor formado esencialmente en simetría rotacional y perforado circunferencialmente, que está formado para operar alrededor de su eje de rotación. En una sección que discurre tangencialmente a la pared periférica del tambor perforado se posiciona una cinta trituradora sin fin. El tambor perforado y la cinta trituradora se pueden operar mediante un accionamiento. Los movimientos del tambor perforado y de la cinta trituradora suelen estar coordinados de tal forma que en el área de su superposición tangencial se produce un movimiento circunferencial en el mismo sentido, preferentemente sincrónico.

En una zona de alimentación previa a la superposición y delimitada lateralmente, el tambor perforado y la cinta trituradora convergen en la dirección de alimentación, de modo que una mezcla de sustancias allí introducida se alimenta entre el tambor perforado y la cinta trituradora con la cinta trituradora en marcha y el tambor perforado en marcha y se presiona contra la pared periférica perforada del tambor perforado. En este caso, al menos una de las porciones de sustancia entra en el interior del tambor perforado a través de la perforación de la pared periférica y de este modo se separa de las otras porciones de sustancia. Según la aplicación, la perforación del tambor perforado está formada de tal manera que la pared periférica del tambor perforado sea permeable a al menos una porción de sustancia de una consistencia determinada bajo la presión ejercida por la cinta trituradora. Frecuentemente, el tambor perforado también se denomina tambor hueco, la cinta trituradora se denomina cinta de presión y, por lo tanto, el separador de materiales blandos se denomina "separador de tipo de tambor hueco-cinta de presión" o también "dispositivo separador de cinta de presión".

Usualmente, la cinta de presión está bajo una presión predeterminada, es decir, bajo una tensión previa, directamente en la pared periférica del tambor perforado para garantizar una fuerza de presión suficientemente grande cuando la mezcla de sustancias pasa entre la pared periférica y la cinta de presión. La presión de contacto se transfiere a la cinta de presión por medio de un cilindro de presión pretensado contra el tambor perforado. En determinadas aplicaciones, por ejemplo en la producción de puré de patatas, el posicionamiento de la cinta trituradora frente al tambor perforado también se puede efectuar de forma que quede una ranura mínima la pared periférica del tambor perforado y la cinta trituradora, de modo que la cinta trituradora ejerza una presión hacia el tambor perforado solo cuando la ranura se ha llenado al menos parcialmente por la cantidad de sustancia conducida a través.

Las propias cintas trituradoras están constituidas al menos en parte o están recubiertas con un material flexible en el lado orientado hacia el tambor perforado. Esto sirve para que las porciones de sustancia que no entran en el tambor perforado se hundan temporalmente en la cinta trituradora elástica, más blanda en relación con el tambor perforado. Por ejemplo, durante la generación de carne separada mecánicamente, los huesos, es decir, las porciones menos blandas en su consistencia, se presionan en la cinta trituradora elástica, de modo que se evita un desmenuzado demasiado fuerte de las partes óseas debido a una carga de presión excesiva, en particular las astillas de hueso y cartílago en la carne.

La elaboración, o bien la separación de las sustancias más blandas y/o más fluidas y/o menos sólidas de las otras porciones de sustancia tiene lugar en la zona de elaboración del separador de materiales blandos formada por la superposición del tambor perforado y la cinta trituradora. Las porciones de sustancia que quedan en el exterior de la pared periférica del tambor perforado se retiran del tambor perforado. o bien de la cinta trituradora, por medio de un dispositivo de limpieza en una zona de emisión.

La estructura mecánica de los separadores de materiales blandos conocidos ya presenta buenas propiedades de desgaste y eficiencia en funcionamiento continuo y bajo carga elevada. Sin embargo, en cualquier caso se debe evitar un funcionamiento en seco, es decir, una operación sin mezcla de sustancias, ya que esto provoca un desgaste especialmente elevado, especialmente en la cita trituradora, pero también en otros componentes. También velocidades de cinta trituradora innecesariamente elevadas tienen un efecto negativo en la vida útil de la máquina debido a un desgaste de componentes acrecentado. A este respecto, a veces se producen aumentos de temperatura elevados debido a las tensiones que se producen entre el tambor perforado y la cinta trituradora. Bajo ciertas circunstancias es necesario enfriar el cilindro de presión o refrigerar la mezcla de sustancias antes del paso por el separador de materiales blandos en tal medida que la mezcla de sustancias elimine calor del separador de materiales blandos y aun así permanezca por debajo de los límites de temperatura prescritos en caso dado.

Por lo tanto, por el estado de la técnica se conocen medidas para evitar un funcionamiento en seco del separador de materiales blandos y para adaptar la velocidad de elaboración al suministro del producto, o bien al suministro del producto a la velocidad de elaboración.

El documento DE 196 37 640 A1 describe un sistema de supervisión que, mediante un sensor de temperatura, supervisa si un producto a elaborar se alimenta a la zona de alimentación. El sensor de temperatura registra la radiación de calor de la cinta trituradora en la zona de alimentación y está formado para la detección de una interrupción de la radiación de calor a lo largo de una línea de visión. La radiación de calor en la línea de visión del sensor siempre se interrumpe cuando una pieza del producto a elaborar que cae en la zona de alimentación cruza la línea de visión del sensor de temperatura. De este modo se puede supervisar si se efectúa actualmente un suministro de producto en la zona de alimentación. Si la radiación térmica se interrumpe permanentemente a lo largo de la línea de visión del sensor de temperatura, el sistema parte de que el producto a elaborar se retiene en la zona de alimentación y, por lo tanto, se ha acumulado. Para evitar un sobrellenado de la zona de alimentación, el accionamiento del dispositivo de carga anterior a la zona de alimentación se detiene automáticamente. A su vez, si permanentemente está presente una señal de temperatura de la cinta trituradora, el sistema parte de que actualmente no se efectúa un suministro de producto. El accionamiento de la cinta trituradora y del tambor perforado se desconecta entonces automáticamente para evitar un funcionamiento en seco.

El documento EP 0375 876 B1 enseña un método similar, en el que un sensor táctil óptico, o bien acústico, debe detectar un producto que cruza o bloquea la línea de visión del sensor para parar o activar la cinta trituradora y el tambor perforado, o bien un dispositivo de suministro según sea necesario. El documento EP 0375 876 B1 también enseña a adaptar automáticamente la velocidad de elaboración al suministro del producto, o bien adaptar el suministro del producto a la velocidad de elaboración. Sin embargo, este método para la optimización de la utilización ha demostrado ser poco fiable e inadecuado. Por lo tanto, fue descartado hace décadas y no se volvió a retomar. Por lo tanto, la velocidad de elaboración de los separadores de materiales blandos que se utilizan hoy en día debe ser ajustada manualmente y adaptada en caso necesario por un operador de máquina debidamente capacitado y experimentado. En la práctica, los separadores de materiales blandos se operan generalmente con la máxima velocidad de elaboración. Las adaptaciones a un suministro de material fluctuante se realizan en todo caso mediante desconexión automática del suministro de producto, o bien del separador de materiales blandos. Sin embargo, los separadores de materiales blandos, que pueden desconectarse y conectarse automáticamente para la protección frente al funcionamiento en seco o el sobrellenado, tienen la desventaja de que los procesos de conexión frecuentes favorecen mucho el desgaste, consumen mucha energía, son inviables desde el punto de vista técnico del procedimiento y, por lo tanto, deben evitarse en lo posible. Los separadores de materiales blandos están diseñados generalmente para la cantidad máxima de producto que se espera por unidad de tiempo, es decir, para una alta velocidad de elaboración, y se ajustan manualmente a estas, lo que conduce a una respuesta relativamente frecuente del dispositivo de desconexión automático para la protección frente al funcionamiento en seco y, por lo tanto, de los componentes en peligro de desgaste. Cada proceso de desconexión y arranque está sujeto a un mayor desgaste en comparación con el funcionamiento continuo, a consumo de energía acrecentado y, por lo tanto, también a una mayor entrada de calor en el entorno refrigerado de la elaboración de alimentos que consume mucha energía.

El documento DE 2548 980 B1 describe una máquina de colado, que tiene un tambor colador, una cinta de presión que envuelve parte de su circunferencia, y una tolva de carga 21 dispuesta sobre el punto de alimentación de la cinta de presión con el tambor colador.

Partiendo de las desventajas descritas anteriormente, la invención se basa en la tarea de proponer un separador de materiales blandos mejorado que, con respecto a su desgaste y consumo de energía, no tenga pérdidas significativas en el rendimiento de elaboración.

Esta tarea se soluciona con un separador de materiales blandos según la reivindicación 1 y un procedimiento según la reivindicación 15.

Según la invención, un separador de materiales blandos está provisto de un tambor perforado circunferencialmente, así como de una cinta trituradora guiada a lo largo de una sección periférica del tambor perforado. La cinta trituradora se puede operar junto con el tambor perforado. El separador de componentes blandos presenta una zona de alimentación, desde la cual se alimenta una mezcla de sustancias constituidas por porciones de sustancia de diferente consistencia entre el tambor perforado y la cinta trituradora para la división y la separación de las porciones de sustancia contenidas en ella. La invención se caracteriza por un sistema de detección para la determinación cuantitativa del estado de llenado de la zona de alimentación y un dispositivo de control conectado al sistema de detección para la adaptación de la velocidad del tambor perforado y la cinta trituradora en función del nivel de llenado.

Se debe entender por determinación cuantitativa del estado de llenado el cálculo de una magnitud de medición que depende de cuánta mezcla de sustancias se encuentra en la zona de alimentación. Dependiendo de esta magnitud de medición, el dispositivo de control ajusta la velocidad del tambor perforado y la cinta trituradora mediante control de su accionamiento. Debido a la adaptación automática de la velocidad de elaboración del separador de materiales blandos a la cantidad de mezcla de sustancias alimentada en la zona de alimentación, el tambor perforado y la cinta trituradora siempre se pueden operar a la velocidad más baja posible con un rendimiento de producto esencialmente constante. La vida útil de los componentes especialmente sujetos a desgaste, como el tambor perforado y la cinta trituradora, puede aumentar notablemente de esta manera, ya que se reduce el número de procesos de parada y reconexión. De este modo también se puede producir una reducción del consumo de energía de accionamiento. La invención puede incluso hacer posible prescindir de un dispositivo de suministro separado previsto en el separador de materiales blandos y que amortigua la mezcla de sustancias, lo que simplifica la estructura del separador de materiales blandos. Incluso se posibilita prever el separador de materiales blandos, hasta el momento independiente, como elemento integral de una línea de elaboración, ya que la velocidad de elaboración del separador de materiales blandos, hasta el momento ajustada siempre de manera fija a la cantidad máxima de material a esperar, ahora se puede ajustar automáticamente a la velocidad de suministro de la mezcla de sustancias.

La determinación del estado de llenado se efectúa preferentemente sin contacto. Esta configuración tiene la ventaja de que no se requieren piezas móviles para el cálculo del nivel de llenado. De este modo se simplifica la limpieza higiénica del separador de materiales blandos y se evitan fallos mecánicos en el sistema de detección. La determinación se puede realizar preferentemente de forma óptica o acústica, lo que ha demostrado ser fiable en el área de la elaboración de alimentos. En particular, la determinación se puede realizar ópticamente por medio de escaneo láser o registro por cámara o acústicamente por medio de medición ultrasónica.

En un perfeccionamiento de esta configuración, puede estar previsto que el sistema de detección presente al menos un sensor, preferiblemente un sensor óptico, acústico y/o de imagen, cuya área de detección se extienda en al menos dos, preferiblemente en tres direcciones en el espacio y esté alineada al menos en ciertas áreas con la zona de alimentación.

La ventaja especial de un sensor de este tipo radica en el hecho de que la zona de alimentación, de forma compleja debido a la entrada del tambor perforado y la cinta trituradora, puede al menos ser "supervisada" hasta cierto grado. Esto se debe a que la mezcla de sustancias introducida en la zona de alimentación a menudo está constituida por piezas individuales de forma irregular que no se distribuyen de forma independiente y uniforme en la zona de alimentación. La mezcla de sustancias se comporta como productos a granel o en piezas y puede tender a la aglomeración o la adherencia debido a las diferentes consistencias de las porciones de sustancia individuales. Esto puede conducir a una distribución desigual dentro de la zona de alimentación, que no se puede registrar o apenas se puede registrar con sensores de funcionamiento unidimensional. Un sensor bidimensional o tridimensional puede, por ejemplo, tener su rango de registro alineado con toda la anchura de la cinta trituradora y supervisar de este modo la utilización de la anchura de la cinta trituradora. De modo preferente, la velocidad del tambor perforado y de la cinta trituradora se puede hacer entonces dependiente también o únicamente de que la anchura de la cinta trituradora esté cubierta con una mezcla de sustancias o no.

La invención también se puede perfeccionar de tal manera que el sistema de detección calcule el estado de llenado por medio de al menos una medición de distancia, en la que se determina la distancia entre al menos un sensor del sistema de detección y la mezcla de sustancias ubicada en un área de detección del sistema de detección. Este tipo de determinación cuantitativa del estado de llenado ha demostrado ser especialmente adecuado. La medición de distancia se puede efectuar, por ejemplo, por medio de uno o más sensores ultrasónicos.

Según otra variante de la invención, el sistema de detección puede estar formado para la generación de una señal de medición en función del estado de llenado y para el cálculo de una señal de estado de llenado derivada de la señal de medición. En este caso, la señal de estado de llenado corresponde esencialmente a un nivel de llenado, un grado de llenado o una cantidad de llenado. En este caso, el dispositivo de control está formado para el ajuste de la velocidad del tambor perforado y la cinta trituradora en función de la señal de estado de llenado, mediante el estado de llenado.

De esta forma, el ajuste de la velocidad de trabajo del tambor perforado y de la cinta trituradora puede hacerse dependiente de diferentes valores secundarios derivados de la señal del sensor. El nivel de llenado es la altura de llenado de la mezcla de sustancias, medida desde un punto de referencia en el fondo de la zona de alimentación, por ejemplo, desde un punto de referencia en la cinta trituradora. El grado de llenado es la magnitud porcentual que indica el grado en que la zona de alimentación está llena de mezcla de sustancias en función del volumen total de la zona de alimentación. Esta magnitud de medición derivada puede ser ventajosa en particular cuando la zona de alimentación está formada como una tolva abierta hacia arriba y en la que la altura de llenado no está relacionada lineal o proporcionalmente con el grado de llenado.

Para una optimización del funcionamiento del separador de materiales blandos, también puede ser ventajoso realizar la adaptación en función del estado de llenado frente a la cantidad de la mezcla de sustancias que se encuentra realmente en la zona de alimentación. Mediante la medición y regulación, a modo de ejemplo, de la altura de llenado de la mezcla de sustancias en la cinta trituradora, también se puede optimizar la utilización de la anchura de la cinta trituradora. La mezcla de sustancias que se acumula en piezas, o bien a granel en la cinta trituradora, o bien en la zona de alimentación, se distribuye en la zona de alimentación formando un ángulo de caída natural. Con el ajuste de un ángulo de caída natural dependiente de las propiedades de la mezcla de sustancias, se puede mejorar la utilización de toda la anchura de la cinta trituradora y, por lo tanto, el rendimiento de elaboración uniforme del separador de materiales blandos.

Según una configuración ventajosa, los valores de velocidad fijos asignados a determinados estados de llenado pueden almacenarse en el dispositivo de control. El dispositivo de control, que en este caso tiene una estructura sencilla, puede entonces controlar el accionamiento del tambor perforado y la cinta trituradora correspondientemente al estado de llenado calculado a la velocidad predeterminada para ello. Tal estructura del circuito de control permite el uso de tecnología de accionamiento simple y sin embargo realiza un control casi proporcional.

El dispositivo de control presenta preferiblemente un elemento de control continuo que regula la velocidad en función del estado de llenado, por ejemplo proporcional al estado de llenado, de la zona de alimentación. Esto tiene la ventaja de que un control continuo permite un aumento y una disminución uniforme de la velocidad, de modo que la modificación de la velocidad se puede efectuar de una manera particularmente respetuosa con el material.

En un perfeccionamiento de esta idea, el dispositivo de control puede estar formado adicionalmente con al menos un elemento de control integrador y/o diferenciador. Por un lado, esto mejora el comportamiento de respuesta en el caso de uso de un elemento de control diferenciador. El separador de materiales blandos puede así reaccionar más rápidamente a un suministro cambiante de mezcla de materiales. Mediante el uso de un elemento de control integrador, que puede generar una rampa de tiempo de la señal de mando que depende de la diferencia de regulación, se puede mejorar la precisión de la regulación del estado de llenado y la respuesta del accionamiento respetuosa con el material.

Según una configuración ventajosa, el tambor perforado y la cinta perforadora se pueden operar mediante un accionamiento y el dispositivo de control puede estar integrado en el accionamiento. Esto tiene la ventaja de que el sistema de detección se puede conectar directamente al accionamiento, lo que simplifica la estructura del separador de materiales blandos. En este caso, el dispositivo de control puede estar integrado, por ejemplo, en un convertidor de frecuencia del accionamiento, siendo el propio convertidor de frecuencia parte de un motor eléctrico o estando diseñado como un componente conectado al motor eléctrico del accionamiento.

De manera preferida, el dispositivo de control puede estar formado para la adaptación de la velocidad del tambor perforado y la cinta trituradora por debajo de un valor máximo y/o por encima de un valor mínimo. Puede ser útil la determinación de un valor máximo para permitir una adaptación a la velocidad de los procesos posteriores del separador de materiales blandos. La determinación de una velocidad mínima puede servir para la optimización del comportamiento de alimentación de la mezcla de sustancias en la zona de alimentación, ya que no debe ser inferior a una velocidad mínima de alimentación para obtener una alimentación fiable de sustancias en la zona de elaboración en el caso de mezclas de sustancias de determinadas composiciones.

En este caso, los medios de introducción para el ajuste del valor máximo y/o mínimo de la velocidad del tambor perforado y la cinta trituradora, que permiten al usuario un ajuste de la velocidad durante la operación, pueden estar previstos preferiblemente en el separador de materiales blandos.

Además de la adaptación de la velocidad del tambor perforado y la cinta trituradora al estado de llenado de la zona de alimentación, el dispositivo de control puede estar formado para la parada completa del tambor perforado y la cinta trituradora cuando el estado de llenado cae por debajo de un nivel mínimo predeterminado. Mediante esta medida de seguridad adicional se puede evitar con seguridad un funcionamiento en seco si se produce una interrupción permanente del suministro de la mezcla de sustancias o si la determinación cuantitativa del estado de llenado es incorrecta.

En un perfeccionamiento de esta variante, el sistema de detección puede presentar al menos un sensor para la determinación cuantitativa del estado de llenado de la zona de alimentación y al menos un sensor para detectar cuando el nivel cae por debajo de un estado de llenado mínimo y/o supera un estado de llenado máximo. Esta medida de seguridad adicional puede evitar un funcionamiento en seco, por ejemplo si la determinación cuantitativa del estado de llenado es incorrecta. También puede evitar un sobrellenado de la zona de alimentación y, por lo tanto, un bloqueo del separador de materiales blandos cuando se excede un estado de llenado máximo. Para evitar un funcionamiento en seco, el tambor perforado y la cinta trituradora se detienen en función de la señal del sensor. Para evitar un sobrellenado, se puede detener un dispositivo de suministro debido a la señal del sensor.

Alternativa o adicionalmente, la invención puede complementarse estando formado el dispositivo de control para la emisión de una señal de control en el caso de detección de un sobrellenado de la zona de alimentación, para ralentizar o detener un dispositivo de suministro previo al separador de materiales blandos. Mediante una medida de seguridad de este tipo se puede evitar eficazmente o al menos reducir la probabilidad de un sobrellenado y, por lo tanto, un fallo a largo plazo del separador de materiales blandos debido a una avería.

El procedimiento según la invención para operar un separador de materiales blandos se caracteriza porque la velocidad del tambor perforado y de la cinta trituradora se adapta al estado de llenado de la zona de alimentación, en particular se regula en función del estado de llenado de la zona de alimentación. De esta forma, el separador de materiales blandos siempre se opera a una velocidad óptima, es decir, en un punto de funcionamiento óptimo.

Otras configuraciones del procedimiento según la invención resultan análogamente a las configuraciones ventajosas del dispositivo según la invención.

Presentación de la invención

Otros objetivos, ventajas, características y posibilidades de aplicación de la presente invención resultan de la siguiente descripción de un ejemplo de realización por medio del dibujo. En este caso, todas las características descritas y/o representadas gráficamente forman el objeto de la presente invención por sí mismas o en cualquier combinación razonable, incluso independientemente de su resumen en las reivindicaciones o su referencia posterior.

En este caso, muestran:

Figura 1 una vista lateral esquemática de un separador de materiales blandos según la invención y

Figura 2 una vista en corte esquemática a lo largo de la línea de corte A-A según la figura 1.

Para mejorar la legibilidad, los componentes que son iguales o tienen el mismo efecto están provistos de símbolos de referencia en las figuras del dibujo representadas a continuación basado en una realización.

Las Fig. 1 y 2 muestran el dispositivo según la invención en forma de un separador de materiales blandos 1 para la separación de una mezcla de sustancias 14 con porciones de sustancia 12, 13 de diferente consistencia, por ejemplo carne, que debe separarse de huesos, cartílagos o tendones. El separador de materiales blandos presenta un tambor perforado 2 en simetría rotacional. En el presente ejemplo de realización, el tambor perforado 2 tiene forma cilíndrica y está perforado en su pared periférica 15 por una multiplicidad de aberturas 16 previstas en el mismo. El tambor perforado 2 se mantiene dentro de una carrocería de la máquina 28 y está montado de manera giratoria alrededor de su eje de simetría 17. El tambor perforado 2 se puede operar alrededor del eje de simetría 17 por medio de un accionamiento 11. El accionamiento 11 está conectado operativamente al tambor perforado 2 por medio de un dispositivo de acoplamiento 26.

El dispositivo presenta además una cinta trituradora sin fin 3, que está constituida al menos en parte en un material elástico. Se entiende por material elástico un material que es más flexible que el material del tambor perforado 2, por ejemplo constituido por acero. Por ejemplo, el material elástico puede ser caucho, poliuretano o una goma sintética, es decir, un caucho sintético, como por ejemplo EPDM. Alternativamente, una cinta trituradora fija 3, por ejemplo constituida por acero, también puede estar provista de una capa elástica, no mostrada aquí, hecha de uno de los materiales elásticos descritos anteriormente. La cinta trituradora 3 se puede producir sin costuras como cinta sin fin o se puede generar a partir de una sección de cinta unida en sus extremos.

La cinta trituradora 3 se conduce sobre una guía de rodillos, que en el presente caso presenta un cilindro de presión 4 refrigerado en determinadas variantes de realización, así como un par de rodillos 5. La guía de rodillos está diseñada de tal manera que una parte de la cinta trituradora 3 se guía tangencialmente a lo largo de una sección de la pared periférica 15 del tambor perforado 2. Esta área se denomina a continuación zona de elaboración, o bien superposición 19. La cinta trituradora 3 se puede guiar en el área de la superposición 19 adyacente a la pared periférica 15 o a una distancia de la misma. En cualquier caso, la cinta trituradora 3 se somete a una presión, o bien a una tensión previa elástica por medio del cilindro de presión 4, de tal manera que está en contacto directo permanentemente con el tambor perforado 2 bajo tensión previa o solo cuando una mezcla de sustancias 14 pasa a través del área de elaboración se ejerce una tensión previa sobre la mezcla de sustancias y, por lo tanto, indirectamente sobre el tambor perforado 2. La tensión previa contra el tambor perforado 2 puede desarrollarse y ajustarse, por ejemplo, por medio de una unidad hidráulica 30 conectada a la suspensión del cilindro de presión 4.

Los rodillos del par de rodillos 5 y el cilindro de presión 4 están conectados operativamente al accionamiento 11 para impulsar la cinta trituradora 3 por medio del dispositivo de acoplamiento 26, por ejemplo una transmisión por cadena, y están simultáneamente sincronizados con el tambor perforado 2. La cinta trituradora 3 se arrastra sobre la guía de rodillos bajo tensión previa, de modo que los movimientos de accionamiento 36 transmitidos al par de rodillos 5 y al cilindro de presión 4 por medio del dispositivo de acoplamiento 26 se transmiten a la cinta trituradora 3 esencialmente sin deslizamiento. La sincronización del tambor perforado 2, así como de la cinta trituradora, 3 se efectúa de tal manera que el área de la superposición 19 pasa esencialmente sin una velocidad relativa entre la cinta trituradora 3 y el tambor perforado 2 en su dirección circunferencial. El tambor perforado 2 y la cinta trituradora 3 realizan un movimiento circunferencial común 20 alrededor del eje de simetría 17 del tambor perforado 2 en la zona de la superposición 19.

Lateralmente al tambor perforado 2 y a la cinta trituradora 3 están previstos límites 6, que guían lateralmente la cinta trituradora 3 y delimitan lateralmente la zona de elaboración, es decir, el área de la superposición 19, así como una zona de alimentación 7 previa a la zona de elaboración. La zona de alimentación 7 está formada por la cinta trituradora 3 que discurre tangencialmente sobre el tambor perforado 2 en una dirección de alimentación 18, así como por los límites laterales 6.

La mezcla de sustancias 14 a procesar se suministra a la zona de alimentación 7 a través de una tolva de entrada 8 dispuesta espacialmente por encima de la zona de alimentación 7. Delante de la tolva de entrada 8 está dispuesto un dispositivo de suministro 24. El dispositivo de suministro 24 puede ser parte del separador de materiales blandos 1.

En el caso de uso del separador de materiales blandos 1 en una línea de elaboración, el dispositivo de suministro 24 es una máquina separada, previa al separador de materiales blandos 1, que está dispuesta espacialmente al lado o encima del separador de materiales blandos 1 y desde la cual la mezcla de sustancias 14 a suministrar cae en la zona de alimentación 7. El dispositivo de suministro 24 puede estar formado, por ejemplo, como abastecimiento de silo, cinta de suministro o suministro manual.

Como se muestra en el presente caso, el dispositivo de suministro 24 también puede presentar un dispositivo transportador 27, por ejemplo, un tornillo transportador, por medio del cual la mezcla de sustancias 14 se suministra desde un recipiente previo a la tolva de entrada 8 y, por lo tanto, a la zona de alimentación 7. El dispositivo de suministro 24 presenta un accionamiento 23 para operar el dispositivo transportador 27. El accionamiento 23 y el dispositivo transportador 27 están conectados operativamente entre sí por medio de un dispositivo de acoplamiento 37.

En una carcasa 29 de la carrocería de la máquina 28 está dispuesto un sensor 25 de un sistema de detección 9 que, según la invención, detecta el estado de llenado cuantitativo, o bien el volumen llenado, el nivel de llenado o el grado de llenado en la zona de alimentación 7.

Un sensor 32 adicional opcional del sistema de detección 9 puede servir para la supervisión puramente cualitativa de la zona de alimentación 7 para determinar si se alimenta una mezcla de sustancias 14. El sensor 32 puede ser, por ejemplo, una célula fotoeléctrica de reflexión que puede detectar la presencia de objetos a lo largo de su línea de visión 34. El sistema de detección 9 está en comunicación con su sensor 25 y el sensor 32, en caso dado presente adicionalmente, por medio de un cable de sensor 38 con un dispositivo de control 10. Una presencia permanente de objetos a lo largo de la línea de visión 34 del sensor 32 indica un sobrellenado de la zona de alimentación 7, es decir, el rebasamiento de un estado de llenado máximo. Una ausencia permanente de objetos a lo largo de la línea de visión 34 del sensor 32 indica un funcionamiento en vacío de la zona de alimentación 7 y, por tanto, que el estado de llenado cae por debajo de un nivel mínimo.

Por medio del sensor 25, el sistema de detección 9 determina preferiblemente de forma continua el valor real del nivel de llenado de la mezcla de sustancias 14 ubicada en la zona de alimentación 7 y transmite un valor medido correspondiente o un valor de estado de llenado derivado del valor medido al dispositivo de control 10. Por ejemplo, la medición se lleva a cabo mediante una medición ultrasónica del sensor 25 para la determinación de la distancia más corta entre la mezcla de sustancias 14 y el sensor 25 dentro de su rango de detección 22.

Como se desprende de las líneas de abanico 33 que se muestran en las Fig. 1 y 2, el área de detección 22 del sensor 25 se extiende a lo largo de la línea de abanico 33, así como en forma aproximadamente cónica o de lóbulo en la dirección de la cinta trituradora 3, es decir, en tres direcciones en el espacio. En particular, el área de detección 22 del sensor 25 puede orientarse dentro de la zona de alimentación a un área de la cinta trituradora 3 inmediatamente antes del inicio de la superposición 19, por ejemplo, a un área de aproximadamente 0 a 40 cm partiendo del inicio de la superposición 19 y en dirección opuesta a la dirección de alimentación 18.

El dispositivo de control 10 puede estar conectado a un control lógico programable o estar formado por este. El dispositivo de control 10 compara el valor real medido del estado de llenado con un valor nominal predeterminado y regula la velocidad del accionamiento 11, con el que está conectado a través de un cable de control 39, en función del estado de llenado y/o en función de la diferencia de regulación entre el valor nominal y el valor real.

Con la detección de un rebasamiento del valor máximo del estado de llenado por medio del sensor 25 y, en caso dado, del sensor 32, es decir en el caso de sobrellenado inminente o presente, el dispositivo de control 10 puede emitir una señal especial, mediante la cual se puede parar excepcionalmente el accionamiento 23 del dispositivo de suministro 24 o el suministro previo para evitar un sobrellenado. Para ello, el dispositivo de control 10 también se puede conectar adicionalmente al accionamiento 23 a través de un cable de control, que no se muestra en el presente caso. Si el estado de llenado cae por debajo de un valor mínimo medido por el sensor 25 y, en caso dado, el sensor 32, el dispositivo de control 10 puede parar el accionamiento 11 del separador de materiales blandos 1 para evitar un funcionamiento en seco del tambor perforado 2 y la cinta trituradora 3.

El procedimiento de procesamiento llevado a cabo con el separador de materiales blandos 1 prevé la elaboración de una mezcla de sustancias 14 con porciones de sustancia 12, 13 de diferente consistencia de tal manera que las porciones de sustancia 12 con una primera consistencia se separen de las porciones de sustancia 13 con una segunda consistencia. Por ejemplo, la carne residual se puede separar de huesos, cartílagos o tendones.

La consistencia de la mezcla de sustancias 14 puede afectar a la resistencia del tejido a separar, su dureza, fluidez o similares. Por ejemplo, en un proceso de extracción de tendones, la resistencia de los tendones contenidos dentro de la carne es mayor que la resistencia de la carne que rodea los tendones. En la producción de carne separada mecánicamente de carcasas de aves o en la producción de farsa de pescado mediante separación de porciones de piel y hueso, por ejemplo se puede hablar de una diferente dureza o blandura de las porciones de sustancia individuales 12, 13. En la generación de jugos de frutas o pulpas de frutas, la consistencia de las porciones de sustancia individuales 12, 13 puede describirse mediante las diferentes propiedades de fluidez de las porciones de frutas.

La mezcla de sustancias 14 con ambas porciones de sustancia 12, 13 de diferente consistencia se identifica en las Fig. 1 y 2 de tal manera que la primera porción de sustancia 12 con la primera consistencia se representa mediante un sombreado puntiforme y la segunda porción de sustancia 13 con la segunda consistencia se representa mediante un sombreado lineal oblicuo.

Como puede verse en las Fig. 1 y 2, la mezcla de sustancias 14 inicialmente preparada en la tolva de entrada 8 presenta tanto las porciones de sustancia 12 de la primera consistencia como también las porciones de sustancia 13 de la segunda consistencia. Desde la tolva de entrada 8, la mezcla de sustancias 14 cae en la zona de alimentación 7 y allí sobre la cinta trituradora 3.

La mezcla de sustancias 14 se acumula en la zona de alimentación 7 y se alimenta por el movimiento de alimentación 18 que se produce en el tambor perforado 2 y la cinta trituradora 3 en el área de la superposición 19, es decir, en la zona de elaboración, donde la cinta trituradora 3 ejerce una presión de contacto sobre la mezcla de sustancias 14 en la dirección de la pared periférica 15 del tambor perforado 2.

Bajo la influencia de la fuerza de presión, las porciones de sustancia 12 de la mezcla de sustancias 14 se separan de las porciones de sustancia 13 y entran a través de aberturas periféricas 16 en el espacio interior 31 del tambor 2 perforado. Por el contrario, las porciones de sustancia 13 de la segunda consistencia permanecen entre la pared periférica 15 y la cinta trituradora 3, hundiéndose estas porciones al menos parcialmente en las áreas elásticas de la cinta trituradora 3 y, por lo tanto, protegiéndose estas de una aplicación de fuerza excesiva por parte de la fuerza de presión. Esto sirve principalmente para evitar una liberación de sustancias no deseadas de estas porciones de material 13 y para impedir que estas pasen a las porciones de material 12 en el espacio interior 31 del tambor perforado 2. Por ejemplo, en el procesamiento de carcasas de pollo, puede ser importante no triturar demasiado los huesos de pollo que se encuentran entre la cinta trituradora 3 y el tambor perforado 2, de modo que la porción de carne que pasa al espacio interior 31 del tambor perforado 2 solo pueda absorber una cantidad limitada de calcio de los huesos de pollo triturados.

Después de pasar por la zona de elaboración, las porciones de sustancia 13 de la mezcla de sustancias 14 que no se han separado se recogen en un dispositivo de descarga 21. El dispositivo de descarga 21 también puede ser un recipiente que debe cambiarse regularmente.

Al comienzo del proceso, el tambor perforado 2 es accionado junto con la cinta trituradora 3 a una velocidad inicial predeterminada, a la que se alimenta y se procesa la mezcla de sustancias 14 presente en la zona de alimentación 7. La velocidad inicial puede ser una velocidad mínima ajustable con un medio de introducción 35, que se requiere para una alimentación segura de la mezcla de sustancias 14 desde la zona de alimentación 7 a la zona de elaboración, es decir, la superposición 19. La configuración de una velocidad mínima también asegura que, si se suspende el suministro de la mezcla de sustancias 14, la zona de alimentación 7 se vacía antes de que el tambor perforado 2 y la cinta trituradora 3 se detengan automáticamente para la protección frente al funcionamiento en seco.

El sensor 25 del sistema de detección 9 dispuesto espacialmente por encima de la zona de alimentación 7 determina el estado de llenado de la zona de alimentación 7. Tan pronto como el estado de llenado aumenta o disminuye, la velocidad de elaboración del tambor perforado 2 y de la cinta trituradora 3 se aumenta o se disminuye de modo que se busca un estado de llenado constante en la zona de alimentación 7. De este modo se efectúa una adaptación automática de la velocidad de elaboración a la cantidad de mezcla de sustancias 14 que se encuentra en la zona de alimentación 7. La búsqueda de un nivel de llenado predeterminado puede garantizar, por ejemplo, que la mezcla de sustancias 14 que se alimenta a la zona de elaboración se pueda alimentar de manera fiable si sobre la cinta trituradora 3 siempre descansa suficiente material situado por encima con su fuerza por peso. Se pueden predeterminar diferentes alturas de llenado, o bien niveles de llenado, por ejemplo, para diferentes tipos de mezcla de sustancias 14.

En la búsqueda de un estado de llenado predeterminado, la zona de alimentación 7 también sirve automáticamente como amortiguador de material, que puede compensar temporalmente interrupciones en el suministro de mezcla de sustancias 14 a la zona de alimentación 7 y evitar una parada del accionamiento 11.

El algoritmo en el dispositivo de control 10 que motiva la adaptación de velocidad puede basarse, por ejemplo, en el hecho de que a cada valor de estado de llenado se asigne de manera fija un valor de velocidad determinado. Esto también es realizable con dispositivos de control muy simples. Los valores asignados pueden incluso compensar las no linealidades dadas en el dispositivo, por ejemplo, una forma geométrica irregular de la zona de alimentación 7, para llegar a un resultado de regulación satisfactorio.

Alternativamente, el dispositivo de control 10 también se puede formar de tal manera que se efectúe una regulación constante con cálculo continuo de una diferencia de regulación del valor real medido del estado de llenado y el valor nominal predeterminado y la velocidad del accionamiento se reajuste constantemente a la búsqueda del nivel de llenado predeterminado. Esto puede servir por un lado para poder reaccionar rápidamente a estados de llenado muy cambiantes, o bien para diseñar la regulación de accionamiento tan lentamente que se eviten procesos de aceleración o frenado intensivos en desgaste. También con una regulación constante del tambor perforado 2 y la cinta trituradora 3 en función del estado de llenado, puede estar prevista una velocidad mínima a la que se operan al menos el tambor perforado 2 y la cinta trituradora 3 para vaciar de manera fiable la zona de alimentación 7 antes de la desconexión para la protección frente al funcionamiento en seco.

La regulación continua puede estar formada, por ejemplo, como regulador proporcional simple, pero también como regulador con elemento de regulación integrador y/o elemento de control diferenciador adicional, es decir, como un denominado regulador PID.

El sistema de detección 9 se puede realizar como medición ultrasónica, que determina el punto máximo de la mezcla de sustancias 14 acumulada en la zona de alimentación 7. Alternativamente, sin embargo, también se puede usar un sensor óptico, por ejemplo un sensor láser o una cámara, que están, o bien está orientado hacia la zona de alimentación 7 y puede deducir el estado de llenado real en base a la detección de subunidades individuales de la mezcla de sustancias También es concebible una medición por radar.

El sensor 25 también puede estar formado de tal manera que permita una formación de imágenes bidimensionales o tridimensionales de la zona de alimentación 7, a partir de la cual se calcula el volumen de mezcla de sustancias contenida en la zona de alimentación 7.

Por lo tanto, el sistema siempre se puede operar a la velocidad más baja posible, de modo que se minimice el desgaste de la cinta trituradora 3 y otras partes. El consumo de energía del sistema se reduce igualmente con rendimiento de elaboración constante.

Lista de signos de referencia

1 Separador de materiales blandos

2 Tambor perforado

3 Cinta trituradora

4 Rodillo de presión

5 Par de rodillos

6 Limitación lateral

7 Zona de alimentación

8 Embudo de entrada

9 Sistema de detección

10 Dispositivo de control

11 Accionamiento

12 Porción de material con primera consistencia

13 Porción de material con segunda consistencia

14 Mezcla de sustancias

15 Pared periférica

16 Aberturas

17 Eje de simetría

18 Dirección de alimentación

19 Superposición

20 Movimiento circunferencial

21 Dispositivo de descarga

22 Área de detección

23 Accionamiento

24 Zona de suministro

Sensor

Dispositivo de acoplamiento

Dispositivo transportador

Carrocería de la maquina

Carcasa

Unidad hidráulica

Espacio interior

Sensor

Línea de abanico

Línea de visión

Medio de introducción

Movimiento de propulsión

Dispositivo de acoplamiento

Cable de sensor

Cable de control

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Separador de materiales blandos (1) con un tambor perforado (2), que está perforado circunferencialmente, así como con una cinta trituradora (3) guiada a lo largo de una sección circunferencial (19) del tambor perforado (2), que es operable junto con el tambor perforado (2), y con una zona de alimentación (7), desde la cual se alimenta una mezcla de sustancias (14) constituida por porciones de sustancia (12, 13) de diferente consistencia entre el tambor perforado (2) y la cinta trituradora (3) para la división y la separación de las porciones de sustancia (12, 13), caracterizado por un sistema de detección (9) para la determinación cuantitativa del estado de llenado de la zona de alimentación (7) y un dispositivo de control (10) conectado al sistema de detección (9) para la adaptación de la velocidad del tambor perforado (2) y de la cinta trituradora (3) en función del estado de llenado.

2. Separador de materiales blandos (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que el estado de llenado se determina sin contacto, de modo preferible óptica o acústicamente, en particular ópticamente mediante escaneo láser o registro de cámara o acústicamente mediante medición ultrasónica.

3. Separador de materiales blandos (1) según la reivindicación 2, caracterizado por que el sistema de detección (9) presenta al menos un sensor (25), preferiblemente un sensor óptico, acústico y/o de imagen, cuya área de detección (22) se extiende en al menos dos direcciones espaciales, preferiblemente en tres direcciones espaciales, y está orientado hacia la zona de alimentación (7), al menos por regiones.

4. Separador de materiales blandos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sistema de detección (9) determina el estado de llenado por medio de al menos una medición de distancia, que determina la distancia entre al menos un sensor (25) del sistema de detección (9) y la mezcla de sustancias (14) ubicada en un área de detección (22) del sistema de detección (9).

5. Separador de materiales blandos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sistema de detección (9) está formado para la generación de una señal de medición dependiente del estado de llenado y para el cálculo de una señal de estado de llenado derivada de la señal de medición, correspondiendo la señal de estado de llenado sustancialmente a un nivel de llenado, un grado de llenado o una cantidad de llenado y estando formado el dispositivo (10) para la adaptación de la velocidad del tambor perforado (2) y de la cinta trituradora (3) en función del estado de llenado en base a la señal de estado de llenado.

6. Separador de materiales blandos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los valores fijos de velocidad asignados a estados de llenado determinados se almacenan en el dispositivo de control (10).

7. Separador de materiales blandos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de control (10) presenta un elemento de regulación continuo, que controla la velocidad en función del estado de llenado de la zona de alimentación (7), preferiblemente de forma proporcional o integral en relación con el estado de llenado de la zona de alimentación (7).

8. Separador de materiales blandos (1) según la reivindicación 7, caracterizado por que el dispositivo de control (10) está formado adicionalmente con al menos un elemento de regulación integrador y/o diferenciador.

9. Separador de materiales blandos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tambor perforado (2) y la cinta trituradora (3) son operables mediante un accionamiento (11) y el dispositivo de control (10) está integrado en el accionamiento (11).

10. Separador de materiales blandos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de control (10) está formado para la adaptación de la velocidad del tambor perforado (2) y de la cinta trituradora (3) por debajo de un valor máximo y/o por encima de un valor mínimo.

11. Separador de materiales blandos (1) según la reivindicación 10, caracterizado por medios de introducción para el ajuste del valor máximo y/o mínimo de la velocidad del tambor perforado (2) y de la cinta trituradora (3).

12. Separador de materiales blandos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de control (10) está formado para la parada del tambor perforado (2) y la cinta trituradora (3) cuando el estado de llenado cae por debajo de un valor mínimo predeterminado.

13. Separador de materiales blandos (1) según la reivindicación 12, caracterizado por que el sistema de detección (9) presenta al menos un sensor (25) para la determinación cuantitativa del estado de llenado de la zona de alimentación (7) y al menos un sensor (32) para detectar cuando el nivel cae por debajo de un estado de llenado mínimo y/o supera un estado de llenado máximo.

14. Separador de materiales blandos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de control (10) está formado para la emisión de una señal de control en el caso de detección de un sobrellenado de la zona de alimentación (7), para ralentizar o detener un dispositivo de suministro previo al separador de materiales blandos (1).

15. Procedimiento para operar un separador de materiales blandos (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la velocidad del tambor perforado (2) y de la cinta trituradora (3) se adapta al estado de llenado de la zona de alimentación (7), en particular se regula en función del estado de llenado de la zona de alimentación (7).