IT201800005272A1 - Apparato per la raffinazione del cacao - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:

“Apparato per la raffinazione del cacao”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un apparato per la raffinazione del cacao, del tipo comprendente:

- un disco rotante attorno ad un asse di rotazione, che è dotato, su entrambi i suoi lati opposti, di una pluralità di denti;

- una coppia di piastre fisse e contrapposte, fra cui è posizionato detto disco rotante, ciascuna piastra essendo affacciata ad un lato corrispondente di detto disco ed essendo dotata di una pluralità di denti configurati per cooperare con la pluralità del lato corrispondente di detto disco rotante.

Un apparato di raffinazione del tipo indicato è ad esempio descritto nel documento GB191100752 A.

La presente invenzione si propone di realizzare un apparato del tipo in questione che risulti migliorato sia dal punto di vista del funzionamento sia dal punto di vista costruttivo.

Tale scopo è ottenuto tramite un apparato di raffinazione secondo la rivendicazione 1.

Le rivendicazioni fornite nel seguito fanno parte integrante dell'insegnamento tecnico qui somministrato.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

- la figura 1 rappresenta una forma di attuazione preferita dell'apparato di raffinazione qui descritto, secondo una vista prospettica;

- la figura 2 rappresenta una vista in esploso dell'apparato di figura 1;

- la figura 3 rappresenta in maniera schematica il funzionamento dell'apparato di figura 1;

- la figura 4 rappresenta una vista in esploso dell'unità di lavorazione del cacao dell'apparato di figura 1;

- la figura 5 rappresenta il dettaglio A indicato in figura 4;

- la figura 6 rappresenta una vista in sezione di un particolare dell'unità di lavorazione illustrata in figura 4.

Nella seguente descrizione sono illustrati vari dettagli specifici finalizzati ad una approfondita comprensione delle forme di attuazione. Le forme di attuazione possono essere realizzate senza uno o più dei dettagli specifici, o con altri metodi, componenti o materiali ecc. In altri casi, strutture materiali o operazioni noti non sono mostrati o descritti in dettaglio per evitare di rendere oscuri vari aspetti della forma di attuazione.

I riferimenti qui utilizzati sono soltanto per comodità e non definiscono dunque l'ambito di tutela o la portata delle forme di attuazione.

Come indicato sopra, l'apparato qui descritto opera per raffinare cacao e più precisamente la massa di cacao grezza che è ottenuta a seguito di spremitura delle fave di cacao tostate.

Il processo di raffinazione prevede di ridurre ulteriormente le dimensioni dei grani contenuti nella massa grezza, al fine di ottenere una massa sostanzialmente liquida contenente granuli con dimensioni al di sotto preferibilmente di 80 micron.

Tale lavorazione viene realizzata essenzialmente da mezzi di macinazione, che possono essere di vario tipo.

Ad esempio, è noto l'impiego di mulini a sfere o biglie, e di apparati con disco rotante come l’apparato descritto nel documento GB191100752A sopra indicato.

In questo tipo di lavorazioni meccaniche, la durata del processo rappresenta un parametro critico dal momento che le sollecitazioni meccaniche cui il cacao viene sottoposto possono determinare un'alterazione delle sue caratteristiche organolettiche, per effetto dell'aumento di temperatura e delle reazioni chimiche che tali sollecitazioni sono in grado di indurre.

In tale contesto, l'apparato di raffinazione qui descritto è predisposto per eseguire un processo di raffinazione che risulti sostanzialmente più veloce rispetto ai processi realizzati dagli apparati ad oggi noti.

Come anticipato sopra, analogamente alla soluzione nota di GB191100752A, l'apparato qui descritto comprende (si vedano le figure):

- un disco 2 rotante attorno ad un asse di rotazione, che è dotato, su entrambi i suoi lati opposti, di una pluralità di denti;

- una coppia di piastre fisse 4, 6 contrapposte, fra cui è posizionato il disco rotante 2.

Ciascuna piastra è affacciata ad un lato corrispondente del disco 2 ed è dotata di una pluralità di denti configurati per cooperare con la pluralità di denti del lato corrispondente del disco 2.

L'apparato qui descritto si caratterizza rispetto alla soluzione nota dal documento GB191100752A, per il fatto che:

- ciascun lato del disco 2 comprende un canale 21 che si estende lungo un profilo chiuso attorno all'asse di rotazione I, e che è delimitato da due superfici coniche reciprocamente affacciate 22, 23, definite da rispettive generatrici intersecanti fra loro e da un asse di rivoluzione corrispondente all'asse di rotazione I;

- sulle superfici coniche 22, 23 sono ricavate rispettive serie circolari di denti 22B, 23B, che presentano bordi di taglio orientati trasversalmente rispetto al contorno circolare seguito da tali serie,

- le piastre 4, 6 comprendono rispettivi canali 41, 61 corrispondenti ai canali 21 del disco 2, che si estendono lungo profili chiusi attorno all'asse di rotazione I, affacciati ai canali 21 del disco 2, e che sono delimitati, ciascuno, da due superfici coniche reciprocamente affacciate 42, 43, e 62, 63, rispettivamente, definite da rispettive generatrici intersecanti fra loro e da un asse di rivoluzione corrispondente all'asse di rotazione I, e - sulle superfici coniche 42, 43 e 62, 63 sono ricavate rispettive serie circolari di denti 42B, 43B, e 62B, 63B, che sono destinate a cooperare con le serie corrispondenti dei denti 22B, 23B, e che presentano bordi di taglio orientati trasversalmente rispetto al contorno circolare seguito da tali serie.

In varie forme di attuazione preferite, così come in quella illustrata, i canali menzionati presentano tutti un fondo 102 che si estende anch'esso lungo un profilo chiuso attorno all'asse di rotazione I, e che separa le due superfici coniche del canale.

Con riferimento alla figura 3, ciascun canale 21 del disco 2 forma insieme al canale 41 o 61 ad esso affacciato, una camera C anulare entro cui viene immesso il cacao da lavorare.

In varie forme di attuazione preferite, così come in quella illustrata, le piastre 4 e 6 presentano una o più aperture 4A, 6A per l'introduzione dal lato esterno, del cacao nella camera C, che sfociano sul fondo del rispettivo canale.

In varie forme di attuazione preferite, così come in quella illustrata, nell'ambito della medesima piastra, le aperture indicate 4A e 6A sono ricavate in posizioni diametralmente opposte rispetto all'asse di rotazione I, in modo da ottenere una distribuzione uniforme del cacao lungo la camera C.

Inoltre, lo stesso disco 2 presenta una o più aperture passanti 2A, che sfociano sul fondo dei due canali 21 e sono atte a mettere in reciproca comunicazione le due camere C sui due lati opposti del disco 2.

Grazie a tale configurazione, le due camere C risultano ad una medesima pressione e le sollecitazioni sul disco 2 risultano pertanto bilanciate.

Sempre allo scopo di ottenere un bilanciamento delle sollecitazioni sul disco 2, le aperture 4A e 6A per l'introduzione del cacao nelle camere C, si trovano in posizioni angolari corrispondenti.

Nella forma realizzativa illustrata le piastre 4 e 6 presentano, ciascuna, una coppia di rispettive aperture 4A, 6A che si trovano nelle posizioni angolari di 0° e 180°.

Fra i bordi contrapposti rispettivamente del disco 2 e delle piastre 4 e 6, che delimitano lateralmente i rispettivi canali 21, 41 e 61, vengono definite fessure anulari U, di dimensioni predeterminate, per l’uscita del cacao dalle camere C.

La larghezza di tali fessure determina evidentemente il grado di raffinazione del cacao, dal momento che solo granuli di dimensioni inferiori potranno fuoriuscire dalle suddette camere C.

Con riferimento ora ai denti ricavati sul disco 2 e sulle piastre 4 e 5, questi presentano bordi di taglio 101 che non sono contenuti nel piano radiale delle superfici coniche su cui tali denti sono ricavati, ma sono orientati trasversalmente a tale piano, in particolare i denti di due serie destinate a cooperare sono diversamente orientati in modo che per un medesimo piano radiale il bordo di taglio del singolo dente di una serie e il bordo di taglio del singolo dente dell'altra serie risultino reciprocamente disposti secondo una configurazione a X.

Tale configurazione dei denti determina, per effetto della rotazione relativa fra il disco 2 e le piastre 4 e 5, un'azione di taglio sul cacao da parte delle singole coppie di denti cooperanti fra loro, che si svolge lungo i bordi di taglio dei due denti in maniera progressiva.

In varie forme di attuazione preferite, così come in quella illustrata, le serie di denti in questione – 22B, 23B, 42B, 43B, 62B, 63B - sono il risultato di una lavorazione di fresatura eseguita sulle superfici coniche, con cui vengono ricavate corrispondenti serie di scanalature - indicate coi riferimenti 22A, 23A, 42A, 43A, 62A, 63A - che si susseguono per l'intera estensione perimetrale delle superfici coniche e che delimitano due a due i singoli denti.

I bordi di taglio 101 dei denti sono definiti dalle linee di intersezione fra le superfici coniche e le pareti laterali di tali scanalature.

In modo conforme a quanto detto sopra, in varie forme di attuazione preferite, così come in quella illustrata, le scanalature in questione non sono contenute nel piano radiale delle superfici coniche su cui sono ricavate, ma sono orientate trasversalmente a tale piano. Inoltre, le scanalature di due serie che definiscono serie di denti destinate a cooperare, sono diversamente orientate in modo che i denti da queste definiti si presentino secondo la reciproca disposizione a X sopra indicata.

Le piastre 4 e 6 sono collegate insieme tramite organi di serraggio di tipo convenzionale in combinazione con mezzi elastici che agiscono spingendo una delle due piastre contro l'altra.

In varie forme di attuazione preferite, così come in quella illustrata, tali organi di serraggio comprendono una serie di viti 72 che attraversano aperture corrispondenti 4B, 6B delle piastre 4 e 6, sulle cui estremità sono posizionate molle a tazza 74 che vengono chiuse a pacco contro la piastra 6 da rispettivi dadi 76 avvitati alle stesse estremità delle viti. Chiaramente, le molle a tazza indicate possono essere sostituite da elementi elastici di altro tipo, ad esempio molle elicoidali.

I mezzi sopra indicati permettono di regolare la distanza fra le piastre 4 e 6 e il disco 2 e dunque la larghezza delle fessure U sopra indicate, che, come si è detto, determinano il grado di raffinazione del cacao. Inoltre, il precarico imposto ai mezzi elastici indicati determina la pressione massima che può stabilirsi all'interno delle camere C.

Peraltro, i mezzi elastici indicati consentono alle due piastre 4 e 6 di allontanarsi per far defluire eventuali corpi estranei che dovessero raggiungere le camere C, evitando così l'inceppamento del disco 2.

In forme di attuazione alternative è anche possibile prevedere anelli distanziatori montati sulle viti 72, al posto dei mezzi elastici sopra indicati.

Ritornando alla figura 2, il disco 2 presenta un mozzo centrale 25 collegato alla porzione circolare periferica tramite bracci 26. Il mozzo centrale 25 è dotato di una apertura 25A con profilo poligonale, preferibilmente quadrato, attraverso cui il disco 2 viene montato sull'estremità di profilo corrispondente di un albero 78, che è orientato lungo l'asse di rotazione I e attraversa un'apertura centrale ricavata nella piastra 4. Tale albero è azionato in rotazione da un moto riduttore 79.

Con riferimento ora all’alimentazione del cacao al gruppo di macinazione descritto, l'apparato comprende una tramoggia 82 entro cui viene riversato il cacao da lavorare, al di sotto della quale è disposto un gruppo pompa o motopompa 83 che alimenta un sistema di condotti predisposto per portare il cacao alle aperture 4A e 6A distribuendolo in parti uguali fra le due camere C.

In particolare, tale sistema comprende uno o più collettori 84 da cui dipartono tubi 86 di uguale lunghezza che si collegano due a due a coppie di aperture 4a e 6A che si trovano in posizioni esattamente opposte sulle piastre 4 e 6.

Nella forma realizzativa illustrata i collettori 84 sono due, uno per ciascuna delle coppie di aperture opposte 4A e 6A ricavate nelle piastre 4 e 6.

Come visto sopra, attraverso tali aperture 4A e 6A il cacao raggiunge le camere C.

Con riferimento ora al funzionamento dell'apparato, il cacao nella tramoggia 82 si porta per gravità all’interno della motopompa 83 e per mezzo di questa viene mandato ai collettori 84, e da qui alle aperture 4A e 6A.

Il cacao viene iniettato attraverso tali aperture all'interno delle camere C, in una posizione di mezzeria rispetto alla larghezza della singola camera lungo la direzione radiale.

La rotazione relativa fra il disco 2 e le piastre 4 e 6 spinge il cacao verso i due lati opposti delle camere C e determina un'azione di schiacciamento e taglio da parte delle serie di denti sul cacao, che viene così ridotto di dimensioni.

I granuli di cacao che hanno raggiunto una dimensione inferiore alla larghezza delle fessure U definite fra il disco 2 e le piastre 4 e 6, fuoriescono attraverso di queste dalle camere C, sia verso l’interno che verso l’esterno del disco, e si raccolgono per gravità all'interno di un contenitore (non visibile) posto al di sotto dell'unità di macinazione. Peraltro, il cacao che fuoriesce dalle fessure costituisce un velo lubrificante che diminuisce gli attriti fra il disco 2 e le piastre 4 e 6.

Si noti che il cacao viene portato alle dimensioni predefinite rapidamente, grazie all'intensa azione di macinazione eseguita dalle serie di denti sopradescritte, per cui esso rimane all'interno delle camere C per un tempo molto breve (nell’ordine di qualche secondo), che è sostanzialmente inferiore al tempo necessario invece nelle macchine della tecnica nota descritte all'inizio (nell’ordine di circa un’ora ).

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno variare, anche in modo significativo, rispetto a quanto qui illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione, così come definito dalle rivendicazioni annesse.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato per la raffinazione del cacao, comprendente: - un disco (2) rotante attorno ad un asse di rotazione (I), che è dotato, su entrambi i suoi lati opposti, di una pluralità di denti; - una coppia di piastre (4, 6) fisse e reciprocamente contrapposte, fra cui è posizionato detto disco rotante (2), ciascuna piastra essendo affacciata ad un lato corrispondente di detto disco (2) ed essendo dotata di una pluralità di denti configurati per cooperare con la pluralità di denti di detto lato corrispondente di detto disco rotante; detto apparato essendo caratterizzato dal fatto che - ciascun lato di detto disco (2) comprende un canale (21) che si estende lungo un profilo chiuso attorno a detto asse di rotazione (I) e che è delimitato da due superfici coniche affacciate (22, 23), definite da rispettive generatrici intersecanti fra loro e da un asse di rivoluzione corrispondente a detto asse di rotazione (I); in cui su dette prime superfici coniche (22, 23) sono ricavate prime serie circolari di denti (22B, 23B) che presentano bordi di taglio (101) orientati trasversalmente rispetto ai contorni circolari seguiti dalle rispettive serie, - ciascuna piastra (4, 6) comprende un canale (41, 61) che si estende lungo un profilo chiuso attorno a detto asse di rotazione (I), affacciato a detto canale (21) di detto lato corrispondente di detto disco (2), e che è delimitato da due superfici coniche affacciate (42, 43, 62, 63), definite da rispettive generatrici intersecanti fra loro e da un asse di rivoluzione corrispondente a detto asse di rotazione (I), - su dette seconde superfici coniche (42, 43, 62, 63) sono ricavate seconde serie circolari di denti (42B, 43B, 62B, 63B) che sono destinate a cooperare con dette prime serie di denti (22B, 23B) e che presentano bordi di taglio (101) orientati trasversalmente rispetto ai contorni circolari seguiti dalle rispettive serie.
2. 2. Apparato secondo la rivendicazione 1, in cui i bordi di taglio (101) dei denti di dette serie non sono contenuti in un piano radiale corrispondente delle superfici coniche su cui sono ricavate, ma sono orientati trasversalmente a tale piano, e in cui i denti di due serie di denti destinate a cooperare sono diversamente orientati in modo che per un medesimo piano radiale il bordo di taglio di un dente di una serie e il bordo di taglio di un dente dell’altra serie risultino reciprocamente disposti secondo una configurazione a X.
3. 3. Apparato secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui dette serie di denti (22B, 23B, 42B, 43B, 62B, 63B) sono il risultato di una lavorazione di fresatura eseguita su dette superfici coniche (22, 23, 42, 43, 62, 63), con cui vengono ricavate corrispondenti serie di scanalature (22A, 23A, 42A, 43A, 62A, 63A) che si susseguono per l'intera estensione perimetrale di dette superfici coniche e che delimitano due a due i singoli denti.
4. 4. Apparato secondo la rivendicazione 3, in cui detti bordi di taglio di detti denti sono definiti dai bordi di intersezione fra dette superfici coniche (22, 23, 42, 43, 62, 63) e le pareti laterali di dette scanalature (22A, 23A, 42A, 43A, 62A, 63A).
5. 5. Apparato secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui ciascun canale (21) di detto disco e detto canale (41, 61) corrispondente di detta piastra formano una camera anulare (C), detta piastra presentando una o più aperture (4A, 6A) per l’introduzione del cacao in detta camera anulare (C) che sono disposte in una posizione fra le superfici coniche (42, 43, 62, 63) che delimitano detto canale, e in cui i bordi contrapposti di detto disco (2) e di detta piastra (4, 6), che delimitano lateralmente detti canali (21, 41, 61), costituiscono una fessura anulare (U), di dimensioni predeterminate, per l’uscita del cacao da detta camera.
6. 6. Apparato secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui su ciascun lato di detto disco (2), detto canale (21) è ricavato in una parte periferica di detto disco.
7. 7. Apparato secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui ciascun canale (21, 41, 61) presenta un fondo circolare (102) che si estende attorno a detto asse di rotazione (I) e separa le superfici coniche che definiscono detto canale (22, 23, 42, 43, 62, 63).
8. 8. Apparato secondo la rivendicazione 7, in cui detto disco presenta una o più aperture passanti (2A), che sfociano su ciascun lato di detto disco, su detto fondo del rispettivo canale, per mettere in comunicazione i due lati opposti di detto disco.
9. 9. Apparato secondo la rivendicazione 7, in cui il canale (41, 61) di ciascuna piastra (4, 6) presenta su detto fondo una o più aperture (4A, 6A) per l’introduzione del cacao in detto canale.
10. 10. Apparato secondo la rivendicazione 9, in cui in ciascuna piastra (4, 6) dette aperture (4A, 6A) sono disposte in posizioni diametralmente opposte, e in cui fra una piastra e l’altra dette aperture (4A, 6A) sono disposte in posizioni corrispondenti.