ITMI20082041A1 - Dispositivo e metodo per produrre paste alimentari - Google Patents
Dispositivo e metodo per produrre paste alimentariInfo
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Description
Descrizione di un brevetto di invenzione
DESCRIZIONE
Campo dell’invenzione
La presente invenzione riguarda un dispositivo e un metodo per produrre paste alimentari, per esempio estrudendo e stampando impasti di acqua e farina non lievitati. In particolare l'invenzione può essere utilizzata per produrre paste alimentari ripiene quali per esempio ravioli e tortelli.
Stato della tecnica
Nella produzione industriale di certi tipi di pasta è attualmente noto tagliare o formare la pasta alimentare, intesa come impasto di farina e acqua non lievitato, tramite uno stampo rotativo a partire da un nastro o cordone continuo.
Figura 1 mostra un esempio di tali stampi rotativi, di tipo noto e indicato con il riferimento complessivo 1: tale stampo serve a tranciare delle lasagne partendo da un nastro continuo di pasta che avanza sul nastro trasportatore 3.
Lo stampo 1 è provvisto di un rullo 5 montato in modo da poter ruotare su se stesso attorno a un asse di rotazione orizzontale AT. Il tamburo è provvisto, sulla sua parte esterna, di nervature a spigolo vivo 7 per fustellare la pasta nel formato desiderato, e di espulsori 9 per distaccare la pasta dopo che è stata fustellata. Gli espulsori 9, formati da barrette scorrevoli radialmente, si rendono necessari perché la pasta dopo il taglio rimane generalmente attaccata al rullo 5 anziché al nastro 3.
Un primo scopo della presente invenzione è fornire uno stampo rotativo per tranciare e/o formare della pasta,che risulti migliorativo rispetto agli stampi rotativi di tipo noto, e in particolare possa essere realizzato con una costruzione meccanicamente più semplice.
E' inoltre attualmente noto utilizzare delle presse o pompe a vite per spingere paste alimentari plastiche verso una testa di estrusione, dove la vite utilizzata ruota dentro a una camera cilindrica, forma più spire e fa avanzare l'impasto dentro la camera cilindrica lungo la direzione dell'asse di rotazione della vite stessa. Questo tipo di pompa a vite viene indicato, per brevità e convenzionalmente, “pompa con vite a coclea”. Le prestazioni di questo tipo di pompe a vite sono abbastanza soddisfacenti quando l'impasto di acqua e farina da pompare è relativamente asciutto, mentre peggiorano all'aumentare del contenuto di umidità dell'impasto, cioè tanto più quanto più l'impasto è “bagnato”. L'autore della presente invenzione ha inoltre osservato che le cosiddette pompe con vite a coclea esercitano eccessive sollecitazioni meccaniche sull'impasto da pompare, in particolare “snervandolo” e deteriorandolo eccessivamente, tanto più quanto più l'impasto contiene granuli o grumi di grosse dimensioni.
Un secondo scopo della presente invenzione è pertanto fornire un dispositivo per pompare e estrudere impasti alimentari plastici, sollecitando meccanicamente e deteriorando in misura minore tali impasti rispetto alle pompe con vite a coclea di tipo noto.
Sommario dell’invenzione
Tale primo scopo viene conseguito, in un primo aspetto della presente invenzione, con un dispositivo per produrre paste alimentari avente le caratteristiche secondo la rivendicazione 1.
In una forma di realizzazione particolare dell'invenzione, il dispositivo è predisposto per lavorare una massa di pasta alimentare sostanzialmente plastica a base di farina e acqua, per esempio non lievitata.
In una forma di realizzazione particolare dell'invenzione, il dispositivo comprende un nastro trasportatore o altro tipo di trasportatore continuo su cui è ricavata la superficie di appoggio pasta.
Il suddetto secondo scopo viene conseguito, in un secondo aspetto della presente invenzione, con un dispositivo per produrre paste alimentari avente le caratteristiche secondo la rivendicazione 8.
In una forma di realizzazione particolare dell'invenzione, il dispositivo comprende almeno una base sulla quale sono montate le almeno due pompe a lobi.
In un terzo aspetto della presente invenzione, il suddetto secondo scopo viene conseguito con un metodo per produrre paste alimentari avente le caratteristiche secondo la rivendicazione 14.
I vantaggi conseguibili con la presente invenzione risulteranno più evidenti, al tecnico del settore, dalla seguente descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione particolare a carattere non limitativo, dato con riferimento alle seguenti figure schematiche.
Lista delle Figure
Figura 1 mostra una vista prospettica di uno stampo rotativo per paste alimentari secondo lo stato della tecnica;
Figura 2 mostra una vista prospettica di un dispositivo per produrre paste alimentari secondo una forma di realizzazione particolare della presente invenzione;
le Figure 3 e 4 mostrano rispettivamente una prima e una seconda vista prospettica dello stampo rotativo del dispositivo di Figura 2;
Figura 5 mostra una vista di una delle pompe a lobi del dispositivo di Figura 2, secondo la direzione degli assi di rotazione dei relativi rotori;
Figura 6 mostra una vista prospettica delle due pompe a lobi, parzialmente aperte, del dispositivo di Figura 2;
Figura 7 mostra una vista laterale dei due rotori di una delle pompe a lobi del dispositivo di Figura 2;
Figura 8 mostra una vista prospettica, parzialmente in sezione, di un cordone coestruso prodotto dalla testa di estrusione del dispositivo di Figura 2. Descrizione dettagliata
Le Figure 2-5 mostrano una macchina per la produzione industriale di paste ripiene secondo una forma di realizzazione particolare della presente invenzione. Tale macchina, indicata con il riferimento complessivo 20, comprende una base 22, realizzata per esempio in metallo, sulla quale sono fissati un gruppo di caricamento ed estrusione 24 e un gruppo di formatura 26.
La macchina di coestrusione 20 è inoltre provvista di un quadro comandi 30 che permette di accendere, spegnere e gestire il funzionamento della macchina. Nella forma di realizzazione qui descritta, il gruppo di caricamento ed estrusione 24 comprende una coppia di tramogge 26A, 26B, ciascuna delle quali alimenta una rispettiva pompa di estrusione indicata rispettivamente come 28A, 28B. La tramoggia 26A e la pompa 28A sono predisposte per accogliere e portare alla testa di estrusione 32 un primo impasto, mentre la tramoggia 26B e la pompa 28B sono predisposte per accogliere e portare alla testa di estrusione 32, un secondo impasto; la prima 28A e la seconda pompa 28B alimentano la testa di estrusione 32 in parallelo, tramite opportuni condotti 29A, 29B.
Nella presente descrizione per “primo impasto” si intende convenzionalmente una prima massa di pasta alimentare sostanzialmente plastica destinata a formare l'esterno del nastro o cordone estruso, per esempio un impasto non lievitato di farina e acqua opportunamente denso, mentre per “secondo impasto” si intende convenzionalmente una seconda massa di pasta alimentare sostanzialmente plastica destinata a formare l'interno del nastro o cordone estruso -per esempio un impasto a base di carne macinata e/o verdure. I due suddetti impasti spinti dalle pompe 28A e 28B vengono portati, tramite i condotti 29A, 29B, a una testa di estrusione 32, di tipo in se noto, la quale estrude e depone sul nastro trasportatore 34 un nastro o cordone tubolare esterno P1 formato dal primo impasto e contenente al suo interno un secondo nastro o cordone P2 formato dal secondo impasto (Figura 8); il nastro o cordone estruso dalla testa 32 nella presente domanda viene indicato convenzionalmente come “nastro o cordone coestruso”.
Il nastro trasportatore 34 porta il nastro o cordone coestruso verso uno stampo rotativo 36, predisposto per formare e/o tranciare il nastro o cordone stesso premendolo contro il nastro trasportatore 34 stesso (Figure 2, 3).
Lo stampo rotativo 36 comprende un rullo formatore 38 montato in modo da poter ruotare su se stesso attorno a un asse di rotazione AT', per esempio orizzontale. Il rullo formatore 38 è inoltre provvisto di:
-opportune sporgenze di taglio 40, 42 predisposte per tranciare in pezzi il nastro o cordone coestruso; e
-opportuni incavi 44 per dare ai pezzi tranciati la forma desiderata;
nella forma di realizzazione delle Figure 3, 4 le sporgenze di taglio 40, 42 e gli incavi 44 sono conformati in modo da tranciare e allo stesso tempo formare dei tortelli; inoltre le sporgenze di taglio 40 hanno la forma di creste relativamente sottili e taglienti, mentre le sporgenze di taglio 42 hanno una sommità sostanzialmente piatta.
Con l'espressione “superficie di appoggio pasta “ nella presente descrizione si intende la superficie del nastro trasportatore 34 destinata a venire a contatto e sostenere la massa di pasta alimentare mentre viene tranciata e/o formata dal rullo formatore 38.
Secondo un aspetto dell'invenzione, la superficie di appoggio pasta del nastro trasportatore 34 è tale da appiccicarsi di più al primo impasto, rispetto alla superficie del rullo formatore 38. In questo modo il nastro o cordone coestruso, dopo essere stata tranciata e/o formata dallo stampo rotativo 36, rimane spontaneamente attaccata al nastro trasportatore 34 senza bisogno di espulsori meccanici -quali per esempio gli espulsori meccanici 9 dello stampo di Figura 1- o altri accorgimenti, quali per esempio getti di aria, per distaccare la pasta dal rullo 38.
Per evitare l'adesione della pasta al rullo 38, vantaggiosamente la superficie esterna del rullo formatore 38 può essere rivestita di una opportuna sostanza antiaderente quale per esempio il teflon o altri opportuni polimeri fluorurati, politetrafluoroetilene (PTFE), perfluoroalcossi, etilene-propilene fluoruro (FEP), polietilentetrafluoroetilene (ETFE), polivinilfluoruro (PVF), polietileneclorotrifluoroetilene (ECTFE), polivinilidene fluoruro (PVDF), policlorotrifluoroetilene (PVDF), perfluoropolietere (PFPE) mentre la superficie di appoggio pasta del nastro trasportatore 34 vantaggiosamente è priva del suddetto rivestimento. Vantaggiosamente è possibile adottare un nastro trasportatore particolarmente in grado di appiccicarsi al primo impasto; un simile nastro è commercializzato per esempio dalla società Forbo-Siegling con il nome commerciale di Transilon E3/2 U0/U2 e ha una superficie di trasporto -cioè la superficie di appoggio pasta- a base e/o impregnata di uretano di peso molecolare e grado di polimerizzazione opportuni.
Chiaramente le forze di adesione del primo impasto al nastro trasportatore 34 saranno tali da permettere di scaricare con relativa facilità dal nastro 34 l'impasto tranciato e/o formato, per esempio facendolo cadere su un altro nastro trasportatore o in un recipiente di raccolta.
Grazie agli insegnamenti precedenti il rullo formatore 38 può essere realizzato in un unico pezzo di materiale metallico o plastico, con una costruzione meccanicamente molto più semplice rispetto per esempio al rullo 5 di Figura 1.
Vantaggiosamente le pompe di estrusione 28A, 28B sono pompe volumetriche a lobi, come mostrato più in dettaglio nelle Figure 5-7:
ciascuna pompa a lobi 28A, 28B è provvista di una camera interna di pompaggio 46 e di due o più rotori 48 affiancati almeno a due a due tra loro e alloggiati nella camera interna di pompaggio 46.
I fianchi dei rotori 48 formano una pluralità di denti radiali 50 e di rientranze laterali che separano i denti radiali l'uno dall'altro; i rotori 48 sono predisposti per ruotare in direzioni contrapposte nella camera interna di pompaggio 46. Inoltre, come mostrato in Figura 5, almeno in alcune fasi della rotazione dei rotori 48, almeno un dente radiale di un rotore 48 si impegna con un altro rotore 48 entrando in almeno una rientranza laterale dell'altro rotore 48.
Vantaggiosamente le sezioni dei denti radiali 50, trasversali all'asse di rotazione (Rrot1, Rrot 2) del relativo rotore 48 hanno un profilo esterno sostanzialmente arrotondato e a forma di lobo; vantaggiosamente tali sezioni presentano raggi di curvatura minimi RCmin maggiori di o uguali a un decimo dell'altezza HD del relativo dente radiale 50. Preferibilmente i suddetti raggi di curvatura minimi Rcmin sono maggiori di o uguali a un settimo, e ancor più preferibilmente maggiori o uguali a un sesto, dell'altezza HD del relativo dente radiale 50.
Preferibilmente, come nella forma di realizzazione di Figura 5, i denti radiali 50 sono elicoidali. Preferibilmente gli elicoidi dei denti 50 hanno un'inclinazione massima 㬠, rispetto al relativo asse Rrot1, Rrot2, compresa tra 35° e 55° tali (Figura 7); nella forma di realizzazione raffigurata l'angolo 㬠 è di circa 45°.
I due o più rotori 48 definiscono nella camera interna di pompaggio 46 una zona a bassa pressione 47 e una zona ad alta pressione 49 situata a valle della zona a bassa pressione 47. I rotori 48 sono predisposti per trasferire una massa di pasta alimentare sostanzialmente plastica dalla zona a bassa pressione 47 alla zona ad alta pressione 49 prevalentemente in direzioni trasversali agli assi di rotazione dei rotori 48.
Preferibilmente gli assi di rotazione Rrot1, Rrot2 sono tra loro paralleli.
L'autore della presente invenzione ha infatti riscontrato che l'azione meccanica di una pompa a lobi del tipo precedentemente descritto snerva e deteriora di meno il prodotto alimentare pompato rispetto ad altri tipi di pompe, quali per esempio pompe volumetriche con ingranaggi o rotori a spigoli vivi; tale vantaggio delle pompe a lobi si manifesta in particolare quando il prodotto alimentare è l'impasto non lievitato e relativamente asciutto di acqua e farina, che successivamente forma il suddetto primo impasto. Vantaggiosamente il numero dei denti a lobo 50 di ciascun rotore è relativamente basso, cioè inferiore a dieci; più preferibilmente il numero di denti a lobo di ciascun rotore è compreso tra due e sette lobi, e ancor più preferibilmente compreso tra due e cinque: il basso numero di denti contribuisce a sollecitare meccanicamente in misura minore l'impasto pompato, in particolare impasti di farina e acqua con granuli o misture di carni tritate.Il fatto di usare una pompa volumetrica consente di pompare meglio impasti ad alto contenuto di umidità.
Vantaggiosamente entrambe le pompe di estrusione 28A, 28B sono montate sulla stessa base 22 su cui è montata la testa di estrusione 32, in modo da facilitare la movimentazione della macchina nello stabilimento produttivo e ridurre al minimo il percorso che gli impasti pompati devono compiere attraverso opportuni condotti, per passare dalle pompe 28A, 28B alla testa di estrusione 32.
Vantaggiosamente lo sviluppo lineare di tale percorso è sostanzialmente uguale o inferiore a due metri, e più preferibilmente è sostanzialmente uguale o inferiore a 1,5 metri.
La riduzione del suddetto percorso comporta svariati vantaggi, come la riduzione della potenza assorbita dalla macchina e un minore deterioramento degli impasti alimentari durante la lavorazione. Sempre allo scopo di ridurre il suddetto percorso, vantaggiosamente le camere interne delle due pompe di estrusione 28A, 28B sono disposte a una distanza minima DC non maggiore di 1 metro.
Gli esempi di realizzazione precedentemente descritti sono suscettibili di diverse modifiche e variazioni pur senza fuoriuscire dall’ambito di protezione della presente invenzione. Per esempio, il nastro trasportatore 34 può essere sostituito più in generale da una superficie di appoggio pasta predisposta per sostenere la massa di pasta alimentare mentre viene tranciata e/o formata dal rullo formatore 38. I summenzionati raggi di curvatura minimi Rcmin possono essere realizzati non solo con superfici curvilinee, più o meno levigate, ma anche con una successione di sfaccettature.
Gli esempi ed elenchi di possibili varianti della presente domanda sono da intendersi come elenchi non esaustivi.
Claims (15)
- RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per produrre paste alimentari, comprendente: -un rullo formatore (38) i cui fianchi sono predisposti per tranciare e/o formare una massa di pasta alimentare sostanzialmente plastica; -una superficie di appoggio pasta (34) predisposta per venire a contatto e sostenere la massa di pasta alimentare mentre viene tranciata e/o formata dal rullo formatore (38); dove la superficie esterna dei fianchi del rullo formatore (38) è realizzata in un materiale che tende ad appiccicarsi alla massa di pasta alimentare sostanzialmente plastica, di meno di quanto non tenda ad appiccicarsi alla superficie di appoggio pasta (34).
- 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, dove il rullo formatore (38) è montato in modo da poter ruotare su se stesso durante la lavorazione.
- 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, dove i fianchi del rullo formatore (38) sono realizzati o rivestiti in un materiale antiaderente, mentre la superficie di appoggio pasta (34) non è rivestita di tale materiale antiaderente.
- 4. Dispositivo secondo una o più rivendicazioni precedenti, dove il materiale aderente è a base di una sostanza scelta dal seguente gruppo: polimeri fluorurati, politetrafluoroetilene (PTFE), perfluoroalcossi, etilene-propilene fluoruro (FEP), polietilentetrafluoroetilene (ETFE), polivinilfluoruro (PVF), polietileneclorotrifluoroetilene (ECTFE), polivinilidene fluoruro (PVDF), policlorotrifluoroetilene (PVDF), perfluoropolietere (PFPE).
- 5. Dispositivo secondo una o più rivendicazioni precedenti, dove la superficie di appoggio pasta (34) è realizzata in o rivestita e/o impregnata con uretano mentre i fianchi del rullo formatore (38) non lo sono.
- 6. Dispositivo secondo una o più rivendicazioni precedenti, dove il rullo formatore (38) è privo di espulsori meccanici (9) o fluidici, quali per esempio getti di aria compressa o altro fluido, predisposti per distaccare la massa di pasta alimentare sostanzialmente plastica dal rullo (38) stesso.
- 7. Dispositivo secondo una o più rivendicazioni precedenti, dove il rullo formatore (38) è formato sostanzialmente da un unico pezzo o un unico blocco solidale, sostanzialmente privo di componenti in movimento durante il funzionamento della macchina.
- 8. Dispositivo per produrre paste alimentari, comprendente: -uno o più condotti (29A, 29B), predisposti per contenere e permettere il passaggio di una massa di pasta alimentare sostanzialmente plastica; -una o più pompe a lobi (28A, 28B), collegate fluidicamente all'uno o più condotti (29A, 29B) e predisposte per far avanzare lungo di essi la massa di pasta alimentare sostanzialmente plastica, dove ciascuna pompa a lobi (28A, 28B) è provvista di una camera interna di pompaggio (46) e di due o più rotori (48) affiancati almeno a due a due tra loro e alloggiati nella camera interna di pompaggio (46), e dove: -i fianchi dei rotori (48) formano una pluralità di denti radiali (50) e di rientranze laterali che separano i denti radiali l'uno dall'altro; -i rotori (48) sono predisposti per ruotare in direzioni contrapposte nella camera interna di pompaggio (46); -durante la rotazione dei rotori (48), almeno un dente radiale di un rotore (48) si impegna con un altro rotore (48) entrando in almeno una rientranza laterale dell'altro rotore (48); -le sezioni dei denti radiali (50), trasversali all'asse di rotazione (Rrot1, Rrot2) del relativo rotore (48), hanno un profilo esterno sostanzialmente arrotondato e a forma di lobo.
- 9. Dispositivo secondo una o più rivendicazioni da 1 a 7, comprendente: -uno o più condotti (29A, 29B), predisposti per contenere e permettere il passaggio di una massa di pasta alimentare sostanzialmente plastica; -una o più pompe a lobi (28A, 28B), collegate fluidicamente all'uno o più condotti (29A, 29B) e predisposte per far avanzare lungo di essi la massa di pasta alimentare sostanzialmente plastica, dove ciascuna pompa a lobi (28A, 28B) è provvista di una camera interna di pompaggio (46) e di due o più rotori (48) affiancati almeno a due a due tra loro e alloggiati nella camera interna di pompaggio (46), e dove: -i fianchi dei rotori (48) formano una pluralità di denti radiali (50) e di rientranze laterali che separano i denti radiali l'uno dall'altro; -i rotori (48) sono predisposti per ruotare in direzioni contrapposte nella camera interna di pompaggio (46); -durante la rotazione dei rotori (48), almeno un dente radiale di un rotore (48) si impegna con un altro rotore (48) entrando in almeno una rientranza laterale dell'altro rotore (48); -le sezioni dei denti radiali (50), trasversali all'asse di rotazione (Rrot1, Rrot2) del relativo rotore (48), hanno un profilo esterno sostanzialmente arrotondato e a forma di lobo.
- 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 8 o 9, dove i due o più rotori (48) definiscono nella camera interna di pompaggio (46) una zona a bassa pressione (47) e una zona ad alta pressione (49) situata a valle della zona a bassa pressione (47), e i due o più rotori (48) sono predisposti per trasferire una massa di pasta alimentare sostanzialmente plastica dalla zona a bassa pressione (47) alla zona ad alta pressione (49) prevalentemente in direzioni trasversali agli assi di rotazione dei due o più rotori (48).
- 11. Dispositivo secondo una o più rivendicazioni da 8 a 10, comprendente almeno due pompe a lobi (28A, 28B).
- 12. Dispositivo secondo una o più rivendicazioni da 8 a 11, comprendente una testa di estrusione (32) predisposta per estrudere la pasta alimentare sostanzialmente plastica spinta da almeno una delle pompe a lobi (28A, 28B) formando un nastro o cordone.
- 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 12, comprendente uno o più condotti (29A, 29B) attraverso i quali la pasta alimentare sostanzialmente plastica proveniente da almeno una delle pompe a lobi (28A, 28B) può raggiungere la testa di estrusione (32) con un percorso il cui sviluppo lineare è sostanzialmente minore o uguale a 2 metri, preferibilmente minore o uguale a 1,5 metri, e ancor più preferibilmente minore o uguale a 1 metro.
- 14. Metodo per produrre paste alimentari, comprendente l'operazione di far avanzare una massa di pasta alimentare sostanzialmente plastica lungo uno o più condotti (29A, 29B) tramite una o più pompe a lobi (28A, 28B), ciascuna delle quali ha le caratteristiche secondo una o più rivendicazioni da 8 a 13.
- 15. Metodo secondo la rivendicazione 14, comprendente le seguenti operazioni: far avanzare una prima massa di pasta alimentare sostanzialmente plastica lungo un primo condotto (29A) tramite una prima pompa a lobi (28A); far avanzare una seconda massa di pasta alimentare sostanzialmente plastica lungo un secondo condotto (29B) tramite una seconda pompa a lobi (28B); coestrudere tramite una testa di estrusione (32) la prima e la seconda massa di pasta alimentare, in modo da formare un nastro o cordone estruso dove la prima massa di pasta alimentare forma un involucro esterno (P1) contenente la seconda massa di pasta alimentare (P2).
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