IT202100016682A1 - Macchinario per la raffinazione alimentare di tipo perfezionato - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE AVENTE PER TITOLO:
?Macchinario per la raffinazione alimentare di tipo perfezionato?.
BACKGROUND DELL'INVENZIONE.
[001] La presente Invenzione viene a svelarsi all?interno delle tecniche per la raffinazione alimentare dei semi di alcune piante quali il cacao, le arachidi, nocciole etc. In particolare il Trovato frutto della presente Invenzione perfeziona suddetta applicazione tecnica per i piccoli - medi quantitativi, evitando l?utilizzo di macchinari costosi e progettati per le grandi linee di produzione.
[002] La raffinazione messa in atto dal Trovato produce creme spalmabili alimentari ed emulsioni alimentari dalla lavorazione di una materia prima in forma di granella, ampiamente utilizzata e disponibile nell?industria alimentare.
STATO DELL'ARTE.
[003] I processi industriali per la lavorazione dei semi del cacao, delle arachidi, delle nocciole etc. sono ben noti nello Stato dell?Arte della tecnica. Una di queste lavorazioni prevede la triturazione della materia alimentare fino all?ottenimento di una granella di piccole dimensioni purificata da eventuali scorie e/o scarti ed opportunamente sanificata.
[004] Tale semilavorato viene quindi a costituire la materia prima che alimenta una serie dispositivi denominati ?Raffinatori? i quali permettono di ottenere, da suddetta materia prima, un prodotto finito nella forma di un?emulsione o crema spalmabile, a sua volta impiegabile per la produzione di alimenti vari, quali ad esempio cioccolate e creme spalmabili.
[005] I Raffinatori sono dispositivi meccanici che schiacciano la granella alimentare fino a liberare le sostanze grasse in essa contenute. Gli elementi solidi vengono frantumati e ridotti a dimensioni nell?ordine di grandezza dei micrometri (10<-6 >metri).
[006] L?acqua, le sostanze grasse e gli elementi solidi trattati dai Raffinatori formano cos? tutti insieme un?emulsione od una crema spalmabile riutilizzabile in ulteriori procedimenti per la creazione dei gi? citati prodotti alimentari.
[007] In commercio esistono varie tipologie costruttive di Raffinatori i quali pongono in essere procedure differenti per l?ottenimento del prodotto semilavorato alimentare derivato dai semi delle piante.
[008] Nella domanda di deposito 102018000005272 (IT) viene svelato un Raffinatore costituito principalmente da un disco rotante dentellato [Fig1, Prior Art (21)] inserito all?interno di due piastre fisse affacciate, dotate anch?esse di dentellatura, le quali alimentate dalla granella alimentare schiacciano opportunamente suddetta granella per l?ottenimento dell?emulsione.
[009] Il layout proposto nella domanda di deposito 102018000005272 (IT) presenta indubbiamente una grande efficacia ma anche una grande complessit? e grandi dimensioni del dispositivo, ben giustificato da un ambito di utilizzo prettamente industriale.
[010] Nella domanda di deposito 102009901754484 (IT) viene svelato un raffinatore che non utilizza dischi dentellati ed affacciati, bens? dei rulli [Fig2, Prior Art (6)] inseriti in apposite ralle comandati da un albero motore, i quali formano molteplici e ripetuti ambienti di schiacciamento per la granella alimentare.
[011] Anche il layout della domanda di deposito 102009901754484 (IT) ? ideato per la produzione di grandi quantitativi di emulsione alimentare e presenta una complicazione strutturale sempre giustificata dal particolare campo di impiego.
[012] Esistono poi in commercio del Raffinatori denominati a ?sfere? o ?biglie? (www.selmigroup.com/micron-25-spreadable-creams-ballrefiner.html - www.tecno-3.it/prodotto_3_16.html) i quali sono costituiti da un contenitore metallico contenente centinaia di sfere metalliche le quali, una volta in movimento mediante l?utilizzo di una o pi? pale meccaniche, creano la dovuta frizione per la rottura della granella alimentare e la conseguente trasformazione in crema spalmabile o emulsione della stessa.
[013] I Raffinatori a sfere, tuttavia, presentano lo svantaggio della contaminazione alimentare dovuta all?usura meccanica delle sfere metalliche, usura che crea una polvere metallica diluita all?interno del prodotto lavorato.
[014] Ci? rende frequente la sostituzione delle sfere all?interno della macchina; inoltre anche questo layout di Raffinatore ? orientato e appetibile solo per le grandi catene di produzione.
[015] Scopo della presente Invenzione ? quindi la progettazione di un Raffinatore per semi alimentari dotato di un layout semplificato e di piccole - medie dimensioni, utilizzabile in ambiti non dedicati alle grandi produzioni industriali e che presenti vantaggi e peculiarit? tali da renderne l?uso vantaggioso. RIASSUNTO DELL'INVENZIONE.
[016] Il Trovato frutto della presente Invenzione ? costituito da un corpo macchina che implementa un contenitore cilindrico fissato orizzontalmente.
[017] Sulla superficie interna del contenitore cilindrico operano per attrito dei gruppi di rulli ruotanti secondo una forza programmabile da uno o pi? elementi di spinta elastica a molla, i quali sono solidali alla rotazione impressa da un albero rotante centrale connesso ad uno o pi? segmenti meccanici di giunzione tra i gruppi di rulli ed il suddetto albero ruotante centrale.
DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE.
[018] La descrizione delle varie forme di realizzazione della presente invenzione ? qui svelata a scopo illustrativo e non intende essere del tutto esaustiva o limitata alla forma di realizzazione ivi descritta. Inoltre, tutte le possibili modifiche di natura ovvia dell?invenzione e del suo campo di applicazione messe in atto da persone esperte nel settore, non limitano i termini di protezione della patente stessa.
[019] La tavola dei Disegni viene integrata nella documentazione di questa applicazione allo scopo di esemplificare le caratteristiche del trovato, anche evidenziando varianti nell?applicazione ivi descritta; nella fattispecie svela:
<? >la Fig1, in cui ? visibile la Prior Art 102018000005272 (IT),
? la Fig2, in cui ? visibile la Prior Art 102009901754484 (IT),
? la Fig3, in cui ? visibile la camera di lavorazione cilindrica frutto della presente Invenzione,
? la Fig4, in cui ? visibile l?albero ruotante frutto della presente Invenzione,
? la Fig5, in cui ? visibile l?elemento costituito dai segmenti distanziati di 120?,
? la Fig6, in cui sono visibili le molle elastiche di spinta frutto della presente Invenzione, ? la Fig7, in cui ? visibile il gruppo di rulli ruotanti frutto della presente Invenzione, ? la Fig8, in cui ? visibile una vista laterale della camera di lavorazione cilindrica frutto della presente Invenzione,
? la Fig9, in cui sono visibili le pale di raschiamento frutto della presente Invenzione, ? la Fig10, in cui sono visibili le pale di raschiamento montate sull?albero rotante frutto della presente Invenzione,
? la Fig11, in cui ? evidenziata l?area delle superfici lavorate dalle pale raschiatrici frutto della presente Invenzione,
? la Fig12, in cui ? visibile una vista d?insieme anteriore, laterale e posteriore del Trovato frutto della presente Invenzione,
? la Fig13, in cui ? visibile il meccanismo che consente di inclinare il trovato frutto della presente Invenzione.
[020] I parametri del peso, lunghezza e pressione della presente Descrizione sono conformi al Sistema Internazionale di Unit? di Misura (S.I.)
[021] Secondo la forma di realizzazione dell?Invenzione la camera di lavorazione della granella ? costituita da un cilindro metallico posto nella macchina in posizione orizzontale [Fig3(30)], quindi parallelo al piano di appoggio della macchina frutto della presente Invenzione.
[022] Le dimensioni della camera di lavorazione cilindrica possono variare in base all?applicazione desiderata in un range variabile dai 20cm ai 50 cm di diametro, preferibilmente 35cm [Fig3(31)] ed una lunghezza tra i 10 ed i 35 cm, preferibilmente 20 cm [Fig3(32)].
[023] Secondo la forma di realizzazione dell?Invenzione al centro della camera di lavorazione cilindrica viene posto un albero di rotazione [Fig4(40)(41)] comandato da un motore esterno alla suddetta camera. L?albero di rotazione presenta degli opportuni alloggiamenti [Fig4(42)] sui quali verr? predisposto uno o pi? segmenti meccanici di giunzione al gruppo dei rulli ruotanti.
[024] Secondo la forma di realizzazione dell?Invenzione vengono quindi posti dei segmenti meccanici di giunzione [Fig5(50)] costituiti da gruppi di tre segmenti meccanici [Fig5 (51)(52)(53)] vuoti e distanziati tra loro di un angolo di 120? [Fig5(54)] uniti in un?estremit? ad un albero cilindrico cavo centrale [Fig5(55)] predisposto per essere inserito sull?albero di rotazione all?interno della camera di lavorazione cilindrica [Fig5(56)].
[025] Secondo la forma di realizzazione dell?Invenzione all?interno di ognuno dei tre segmenti meccanici di giunzione vuoti viene inserito un dispositivo elastico di spinta costituito da una molla meccanica [Fig6(60)]. Suddetto elemento elastico di spinta produrr? l?adeguata forza sul gruppo di rulli ruotanti verso la superficie interna della camera di lavorazione cilindrica, allo scopo di schiacciare e frantumare la granella alimentare frapposta tra suddetti rulli ruotanti e parete interna della camera di lavorazione cilindrica.
[026] Secondo la forma di realizzazione dell?Invenzione ognuno dei segmenti meccanici di giunzione vuoti predisposti con la molla meccanica ? capace di ospitare al proprio interno un perno terminale [Fig7(70)], in modo tale da formare una giunzione scorrevole lungo una direzione assiale; la molla meccanica, frapposta tra segmento e perno, pu? cos? esercitare la propria spinta verso l?esterno.
[027] Il perno terminale interseca con un ulteriore segmento fissato ortogonalmente rispetto all?asse del suddetto perno [Fig7(71)], alle cui estremit? laterali [Fig7(72)(73)] vengono montati due o pi? rulli ruotanti [Fig7(74)(75)] mediante l?utilizzo di apposite boccole antifrizione [Fig7(76)]. La distanza tra il centro dell?albero di rotazione e la superficie esterna dei rulli ruotanti ? tale da comprimere le molle meccaniche elastiche quando inseriti all?interno della camera di lavorazione cilindrica.
[028] In [Fig8] viene svelata una vista laterale della camera di lavorazione cilindrica [Fig8(81)] completa dei segmenti di giunzione meccanica e di tre gruppi di rulli ruotanti distanziati tra di loro di 120?[Fig8(80)].
[029] La granella alimentare sottoposta al processo di schiacciamento dei rulli ruotanti rilascia il proprio contenuto di grassi all?interno della camera di lavorazione cilindrica; tuttavia la crema spalmabile che si viene cos? a formare tender? in parte a rimanere adesa alle pareti laterali della suddetta camera cilindrica di lavorazione, ovvero quelle aree di superfici della camera non lavorate dai rulli ruotanti, rendendo impossibile quindi una corretta lavorazione di tutto l?ingrediente contenuto in suddetta camera.
[030] Secondo la forma di realizzazione dell?Invenzione, allo scopo di rimescolare convenientemente la crema spalmabile, vengono quindi applicate due o pi? pale di raschiamento per le pareti laterali anteriori e posteriori della camera cilindrica di lavorazione [Fig9(90)(91)], solidali all?albero cilindrico cavo centrale dal quale prelevano opportunamente il moto rotatorio mediante dei segmenti realizzati con materiale sintetico o metallico. Opzionalmente suddette pale possono essere solidali all?albero di rotazione. L?adeguata pressione verso le pareti laterali della suddetta camera cilindrica di lavorazione viene esercitata da opportune molle di spinta [Fig9(92)] montate tra le pale di raschiamento ed albero di rotazione.
[031] La [Fig10] mostra una vista laterale della camera di lavorazione cilindrica dove ? possibile notare la presenza della pale di raschiamento [Fig10(101)(102)] solidali all?albero cilindrico cavo centrale [Fig10(102)].
[032] La [Fig11] evidenza maggiormente l?area delle pareti laterali della camera cilindrica di lavorazione in cui pu? verificarsi l?accumulo della crema spalmabile, ovvero quella non lavorata dai rulli ruotanti, quindi la porzione di area anteriore [Fig11(110)] e quella posteriore [Fig11(111)].
[033] Secondo la forma di realizzazione dell?Invenzione per facilitare la produzione di un?emulsione o della crema spalmabile, dallo schiacciamento della granella, la camera cilindrica di lavorazione ? avvolta da un elemento resistivo elettrico che all?occorrenza pu? aumentare la temperatura all?interno della suddetta camera durante un ciclo di lavorazione. Tale aumento della temperatura da quella ambientale ? particolarmente necessario nei primi istanti di lavorazione; un eccessivo livello della temperatura della crema spalmabile dovuta ai processi di attrito durante il ciclo di lavoro, tuttavia, ? scongiurato dal rapporto di dimensioni del Trovato frutto della presente Invenzione, dimensioni che consentono un adeguata dissipazione del calore eccessivo. Per facilitare ci?, inoltre, sono presenti adeguate aperture per la circolazione nell?aria nello chassis esterno del Trovato.
[034] La granella alimentare viene inserita nella camera di lavorazione cilindrica attraverso un?apertura superiore collegata ad una tramoggia conica rimuovibile [Fig12(121)], la quale consente di sversare comodamente la materia alimentare da lavorare.
[035] Secondo la forma di realizzazione dell?Invenzione la camera di lavorazione cilindrica ? ospitata all?interno di uno chassis a forma di parallelepipedo [Fig12(120)] in modo che lo sviluppo della sua lunghezza sia parallelo al piano di lavoro; i rulli ruotanti vengono quindi a lavorare con un movimento di rotazione perpendicolare al piano di lavoro lungo la circonferenza della suddetta camera.
[036] La parete anteriore della camera di lavorazione cilindrica ? apribile dall?utente mediante un coperchio [Fig12(122)] sul quale ? alloggiata inferiormente un?apertura [Fig12(124)] facente capo ad un rubinetto [Fig12(124)], dal quale ? possibile far fluire la crema spalmabile preparata dal ciclo di lavorazione del Trovato. Tale apertura permette sia le operazioni di manutenzione del trovato sia le attivit? di pulizia e mantenimento del medesimo. Inoltre il coperchio della parete anteriore della camera di lavorazione presenta al centro un alloggio per l?appoggio dell?albero di rotazione.
[037] La parete posteriore della camera di lavorazione cilindrica ? chiusa e predisposta con una perforazione centrale ed una boccola per la presenza dell?albero di rotazione sul quale vengono agganciati i segmenti meccanici di giunzione, i perni terminali con i rispettivi gruppi di rulli ruotanti. La superficie della parete anteriore apribile e la superficie della parete posteriore della camera di lavorazione cilindrica sono lavorate dalle pale di raschiamento. In [Fig12] sono inoltre visibili le aperture laterali [Fig12(125)] e posteriori [Fig12(126)] che consentono la giusta aerazione e gestione della temperatura del Trovato durante il ciclo di lavoro, come enunciato nel capitolo [033].
[038] Secondo la forma di realizzazione dell?Invenzione la forza motrice necessaria per la movimentazione rotatoria dell?albero centrale ? data da un motore elettrico alloggiato esternamente e dotato di un circuito di controllo logico gestito da microprocessore, tale da poter variare a piacimento la velocit? di rotazione in base ai requisiti di lavorazione impostati dall?utente.
[039] Il circuito logico predisposto secondo la forma di realizzazione dell?Invenzione controlla anche alcuni parametri di funzionamento del Trovato, come la temperatura della camera di lavorazione cilindrica attraverso il collegamento ad uno o pi? sensori di temperatura, la gestione della resistenza elettrica, oltre ai tempi di lavorazione della granella alimentare. Il sistema di gestione logico ? fornito di un?interfaccia per il data entry da parte dell?utente, anche di tipo touch.
[040] La lavorazione dei semi alimentari mediante il Trovato frutto della presente Invenzione permette di produrre creme spalmabili con elementi in sospensione della dimensione nell?ordine di decine di micrometri (10-<6 >metri) senza l?impiego di macchinari ingombranti e finalizzati per grandi produzioni di stampo industriale.
[041] Secondo la forma di realizzazione dell?Invenzione i materiali costituenti i rulli ruotanti che esercitano lo schiacciamento sulla granella alimentare possono essere costruiti con differenti materiali, o rivestiti degli stessi, allo scopo di adattarsi a differenti tipologie di materia prima da lavorare; tale costruzione, o rivestimento, pu? essere realizzata con acciaio inox, pietra etc.
[042] Secondo la forma di realizzazione dell?Invenzione anche l?interno della camera di lavorazione cilindrica pu? essere rivestito dalla medesima gamma di opportuni materiali compatibili con il contatto con sostanze alimentari.
[043] Secondo la forma di realizzazione dell?Invenzione inoltre la rotazione dell?albero rotante pu? essere invertita per facilitare l?espulsione della crema spalmabile dall?apposita apertura inferiore presente sul coperchio della camera di lavorazione cilindrica. Tale rotazione inversa infatti consente alle pale raschiatrici di spingere la crema spalmabile verso l?apertura dotata di rubinetto.
[044] Secondo la forma di realizzazione dell?Invenzione, inoltre, una predisposizione meccanica tramite leva sul lato opposto a quello del coperchio della camera cilindrica di lavorazione, per inclinare il corpo macchina rispetto al piano di lavoro di un angolo massimo di 30 gradi. Tale inclinazione pu? raggiungere un angolo massimo di 45 gradi verso l?asse verticale [Fig13(130)].
APPLICAZIONI SECONDO L'IDEA DELL'INVENZIONE.
[045] L?applicazione di elezione del Trovato frutto della presente Invenzione ? quello della produzione di piccole e medie quantit? di creme spalmabili alimentari ed emulsioni alimentari ottenute dallo schiacciamento controllata di semi, ad esempio le arachidi, il cacao, i pistacchi, le noci, le nocciole etc. Il suo utilizzo pu? essere tuttavia ambito anche per l?utilizzo con altre materie prime alimentari che necessitano una lavorazione meccanica similare.
VANTAGGI DELL'INVENZIONE.
[046] Il Trovato frutto della presente Invenzione presenta i seguenti vantaggi:
i. permette di ottenere creme spalmabili alimentari ed emulsioni alimentari senza l?impiego di macchinari per grandi produzioni, ii. ? caratterizzato da un layout semplificato per una facile manutenzione ed un facile utilizzo, iii. il controllo della temperatura permette di ottenere un risultato ottimale non raggiungibile mediante altri macchinari di tipo non professionale,
DOCUMENTI DI RIFERIMENTO.
1) 102018000005272 (IT)
2) 102009901754484 (IT)
3) www.selmi-group.com/micron-25-spreadable-creamsball-refiner.html
4) www.tecno-3.it/prodotto_3_16.html
Claims (9)
1) Macchinario per la raffinazione di una materia prima costituita da semi e/o sostanze vegetali in forma di granella alimentare e per la produzione di creme spalmabili e/o emulsioni mediante frantumazione e schiacciamento della medesima materia, costituita da uno chassis metallico di forma a parallelepipedo dotato di un?apertura superiore collegata ad una tramoggia conica rimuovibile e collegata ad una camera di lavorazione della materia prima in cui:
i. la camera di lavorazione della materia prima ? realizzata in metallo con una forma cilindrica, chiusa da un lato, con un diametro compreso tra i 20cm ed i 50cm, preferibilmente 35cm, ed una lunghezza tra i 10cm ed i 35cm, preferibilmente 20cm,
ii. l?asse della lunghezza della camera di lavorazione cilindrica ? posta orizzontalmente rispetto al piano di lavoro, iii. la camera di lavorazione cilindrica ? predisposta con una resistenza elettrica ed uno o pi? sensori di temperatura.
iv. il lato chiuso della camera di lavorazione cilindrica presenta un?apertura centrale nella quale, mediante una boccola antifrizione, ? alloggiato un albero di rotazione [Fig4(40)],
v. un albero cilindrico cavo viene predisposto concentricamente all?albero di rotazione, vi. l?albero cilindrico cavo ? solidale ai vertici di tre segmenti vuoti distanziati di un angolo di 120? [Fig5(55)],
vii. all?interno dei tre segmenti vuoti vengono predisposti tre molle meccaniche elastiche, viii. tre perni vengono montati all?interno dei vertici dei segmenti vuoti predisposti con le molle meccaniche elastiche affinch? la molla meccanica elastica, frapposta tra segmento vuoto e perno, possa esercitare una spinta verso l?esterno,
ix. sulla testa di ogni perno [Fig7(70)] ? solidale un segmento ortogonale al perno, alle cui estremit? sono fissate due boccole antifrizione sulle quali vengono predisposti due rulli ruotanti [Fig7(74)(75)],
x. il raggio risultante dal centro dell?albero di rotazione a quello della superficie interna della camera di lavorazione cilindrica, ? tale da comprimere le molle meccaniche montate tra i segmenti vuoti ed i perni,
xi. il lato aperto della camera di lavorazione cilindrica ? chiuso da un coperchio predisposto per un alloggiamento del vertice dell?albero di rotazione,
xii. in prossimit? dei vertici dell?albero di rotazione ed all?interno della camera cilindrica, sono fissate due o pi? pale raschiatrici [Fig9(90)(91)] mediante due segmenti di materiale metallico o sintetico, spinte verso l?esterno da una o pi? molle meccaniche [Fig9(92)].
xiii. la pala raschiatrice operante vicino al coperchio della camera di lavorazione cilindrica ? predisposta affinch? un lato della suddetta pala sia tangente alla superficie del coperchio,
xiv. la pala operante sul lato chiuso della camera di lavorazione cilindrica ? predisposta affinch? suddetta pala sia tangente alla superficie del lato chiuso della camera di lavorazione cilindrica.
2) Macchinario per la raffinazione della Rivendicazione 1 in cui i rulli ruotanti sono realizzati in materiale metallico od in pietra o altro materiale di tipo sintetico purch? compatibile con impieghi alimentari.
3) Macchinario per la raffinazione della Rivendicazione 1 in cui l?interno della camera di lavorazione cilindrica e/o sulla superficie dei rulli ruotanti ? predisposto un rivestimento in pietra od in materiale sintetico purch? compatibile con impieghi alimentari.
4) Macchinario per la raffinazione della Rivendicazione 1 in cui il coperchio della camera di lavorazione cilindrica presenta un?apertura inferiore collegata ad un rubinetto.
5) Macchinario per la raffinazione della Rivendicazione 1 dotata di un motore elettrico collegato all?albero di rotazione in cui la velocit? di rotazione ? controllata dalla presenza di un circuito logico programmabile dall?utente, mediante microprocessore con un?interfaccia utente per il data-entry, anche di tipo touch.
6) Macchinario per la raffinazione della Rivendicazione 5 in cui il circuito logico sovraintende la gestione del sensore di temperatura e della resistenza elettrica presente sulla camera di lavorazione cilindrica.
7) Macchinario per la raffinazione della Rivendicazione 1 in cui la rotazione dell?albero rotante pu? essere invertita per l?espulsione della crema spalmabile dall?apposita apertura inferiore presente sul coperchio della camera di lavorazione cilindrica.
8) Macchinario per la raffinazione della Rivendicazione 1 dotato nello chassis esterno di apposite feritoie laterali per lo scambio di aria tra l?esterno e l?interno del medesimo macchinario.
9) Macchinario per la raffinazione della Rivendicazione 1 dotato di una predisposizione meccanica tramite leva sul lato opposto a quello del coperchio laterale della camera cilindrica di lavorazione, per inclinare il corpo macchina rispetto al piano di lavoro di un angolo massimo di 30 gradi [Fig13(130)].
Priority Applications (3)
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