ITMI980943A1 - Procedimento e dispositivo per la premacinazione di materiale dolciario - Google Patents
Procedimento e dispositivo per la premacinazione di materiale dolciarioInfo
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Description
della posizione relativa dei cilindri retroazionato con la misura della distanza tra i cilindri. (Figura 3)
Descrizione del trovato
Il trovato si riferisce ad un procedimento e ad un dispositivo per la premacinazione di materiale dolciario, come ad esempio il cioccolato.
La premacinazione o la preraffinazione del materiale dolciario avviene mediante la riduzione granulometrica delle particelle costituenti la massa di materiale. Questa operazione viene eseguita tra due cilindri rotanti. Un primo cilindro è osciliabile in modo comandato rispetto ad un secondo cilindro supportato in posizione fissa.
E' noto che negli impianti per la produzione di materiale dolciario sono previste delle preraffinatrici disposte tra i mescolatori e le raffinatrici finali.
Queste preraffinatrici permettono di ridurre le dimensioni delle particelle di materiale dolciario a valori accettabili per le raffinatrici finali. In particolare, le preraffinatrici, grazie alla riduzione della granulometria, permettono di ottenere una massa di materiale dolciario presentante una uniforme pastosità e quindi una uniforme consistenza.
Infatti, è noto che una indesiderata variazione della consistenza della massa dolciaria preraffinata altera il corretto funzionamento delle raffinatrici finali.
Attualmente, la variazione della consistenza del materiale dolciario nel procedimento di raffinazione è valutata analizzando la qualità del prodotto già raffinato. Queste variazioni di consistenza vengono compensate variando la distanza tra i cilindri della preraffinatrice o fessura di macinazione. In questo modo, aumentando o diminuendo la granulometria della massa dolciaria, si ottiene una riduzione o un aumento dell'entità della superficie tra le particelle di materiale dolciario che ripartisce differentemente il grasso presente nella massa e quindi riduce o aumenta la consistenza.
Attualmente, per eseguire un'affidabile regolazione della consistenza si ricorre all'utilizzo di personale esperto in grado di valutare la qualità del prodotto finale uscente dalle raffinatrici. Questo personale dall'analisi della qualità del prodotto uscente stabilisce la corretta regolazione da impostare sulla preraffinatrice.
Questo modo di operare, basato sull'osservazione del prodotto finale uscente dalla raffinatrice, presenta l'inconveniente di intervenire solo dopo che è avvenuta parte della raffinazione e quindi con notevole ritardo. Scopo della presente invenzione è quello di ovviare agli inconvenienti dello stato della tecnica ed in particolare fornire un procedimento ed un dispositivo per premacinare il materiale dolciario in grado di mantenere costante la consistenza del materiale.
Lo scopo del trovato viene raggiunto grazie ad un procedimento per premacinare del materiale dolciario, in cui è prevista la riduzione granulometrica delle particelle del materiale tra due cilindri, caratterizzato dal fatto che si misura il carico o la forza di divaricamento presente tra i due cilindri, che si confronta la forza di divaricamento misurata con un valore di forza di divaricamento di riferimento definendo una variazione di forza, che si definisce sulla base della variazione di forza di divaricamento la distanza desiderata tra i cilindri che permette di regolare la posizione relativa dei cilindri retroazionando con la misura della distanza tra i cilindri.
Nelle preraffinatrici il materiale dolciario viene macinato tra cilindri presentanti una prefissata distanza o fessura di macinazione e delle velocità di rotazione meccanicamente fissate. Per questo motivo mantenere la consistenza del materiale dolciario costante vuole dire mantenere costante il carico tra i cilindri.
Se dal mescolatore viene alimentato alla preraffinatrice del materiale presentante una variazione di consistenza della massa dolciaria, variazione legata ad esempio al variare del contenuto in grasso del prodotto ed alle variazioni naturali del sistema di dosaggio del mescolatore o delle caratteristiche delle materie prime impiegate, si determina una variazione del carico o forza di divaricamento prodotto dal materiale dolciario che passa tra i cilindri.
Con il procedimento proposto, alla variazione del carico presente tra i cilindri viene valutata la nuova entità della fessura di macinazione che permette di conservare inalterata la consistenza del materiale dolciario e sulla base di questa distanza viene regolata la posizione relativa tra i cilindri di laminazione. Variando la fessura di macinazione si varia la granulometria delle particelle della massa dolciaria con una conseguente variazione della superficie specifica sviluppata dalla fase solida su cui può distribuirsi il contenuto in grasso che riporta la consistenza della massa ai valori desiderati.
Per definire la distanza desiderata tra i cilindri di laminazione, si varia la distanza misurata tra i cilindri con successivi incrementi o decrementi di valore preimpostato sino ad ottenere una forza di divaricamento dei cilindri pari al valore di forza di divaricamento di riferimento.
Per regolare la posizione del primo cilindro oscillabile relativamente al secondo cilindro supportato in posizione fissa, si misura la distanza tra i cilindri di laminazione, si confronta la distanza misurata con la distanza desiderata, si definisce una variazione di distanza che costituisce il riferimento per la regolazione del movimento di posizionamento relativo dei cilindri.
Per permettere il monitoraggio continuo dell'andamento del procedimento di preraffinazione del materiale dolciario, si visualizza l'entità della forza di divaricamento misurata tra i cilindri e si visualizza l'entità della distanza misurata tra i cilindri.
Il dispositivo per premacinare il materiale dolciario che realizza il procedimento oggetto del trovato presenta un primo cilindro oscillabile in modo comandato rispetto ad un secondo cilindro supportato in posizione fissa ed è caratterizzato dal fatto che tra il primo ed il secondo cilindro è previsto un dispositivo comandabile di regolazione retroazionata della posizione del primo cilindro rispetto al secondo cilindro che tra il primo ed il secondo cilindro è presente un trasduttore di forza di divaricamento, che il trasduttore di forza di divaricamento è operativamente collegato ad un dispositivo di comando e di controllo e che il dispositivo di comando e di controllo è operativamente collegato al dispositivo di regolazione retroazionata della posizione relativa dei cilindri.
Per comandare e controllare il dispositivo di regolazione retroazionato della posizione relativa dei cilindri in modo automatico, il dispositivo di comando e di controllo presenta un ingresso collegato operativamente ad una unità di confronto del carico tra i cilindri a cui è collegato operativamente un dispositivo del segnale preimpostato della forza di divaricamento di riferimento, l'unità di confronto è operativamente collegata ad un microprocessore collegato operativamente in uscita ad una seconda unità di confronto della distanza tra i cilindri, la seconda unità di confronto è collegata operativamente ad un regolatore. Per movimentare con precisione il primo cilindro, il dispositivo comandato di regolazione retroazionata della posizione relativa dei cilindri presenta un azionamento operativamente collegato ad un motoriduttore, la cassa del motoriduttore è collegata con uno snodo ad una estensione del supporto del secondo cilindro, il motoriduttore è collegato operativamente ad un albero a vite, l'albero a vite è impegnato in una chiocciola e la chioccola è collegata ad uno snodo presente su un'estensione del supporto del primo cilindro.
Per misurare il carico o la forza di divaricamento presente tra i due cilindri, una cella di carico è presente tra la chiocciola e lo snodo dell'estensione del supporto del primo cilindro.
Per misurare la posizione del primo cilindro oscillabile, un encoder è calettato all'estremità libera dell'albero a vite.
Per permettere la visualizzazione dei segnali corrispondenti alle grandezze misurate, le entrate del dispositivo di comando e di controllo sono operativamente collegate ad un display.
Per movimentare la chiocciola sotto carico con precisione riducendo l'effetto di saltellamento dovuto all'attrito con l'albero a vite, il motoriduttore è operativamente collegato ad una vite a ricircolo di sfere.
Per compensare eventuali urti prodotti dalla laminazione del materiale dolciario tra i cilindri, un dispositivo elastico è presente tra la chiocciola ed il trasduttore di forza di divaricamento.
Per permettere di regolare la rigidezza del dispositivo elastico, un dispositivo comandabile a cilindro-pistone idraulico è presente tra la chiocciola e il trasduttore di forza di divaricamento.
In una differente forma realizzativa del trovato, per evitare danneggiamenti a cilindri in caso di urto prodotto dalla laminazione, tra il dispositivo comandabile di regolazione retroazionata della posizione e il supporto del primo cilindro è interposto un dispositivo di sovraccarico munito di una spina dimensionata per un carico di rottura predefinito.
L'oggetto, concepito secondo la presente invenzione, sarà in seguito descritto più dettagliatamente ed illustrato mediante una forma di esecuzione data solo a titolo di esempio nei disegni allegati nei quali:
la figura 1 illustra, in vista laterale, una preraffinatrice;
la figura 2 rappresenta, schematicamente e parzialmente in sezione, un dettaglio dei cilindri di laminazione ed i dispositivi di regolazione automatica della macinazione; la figura 3 illustra, mediante uno schema a blocchi, le diverse fasi del procedimento oggetto del trovato.
Il dispositivo per la premacinazione del materiale dolciario è di costruzione e di funzionamento noto, per cui nel seguito verranno descritte soltanto le parti nuove ed essenziali per la comprensione dell'invenzione.
Dalla figura 1 è possibile rilevare un dispositivo per premacinare del materiale dolciario o preraffinatrice, complessivamente indicata con 1.
La preraffinatrice 1 comprende dei cilindri 2, 3 di laminazione supportati da una struttura 4 scatolare.
Superiormente ai cilindri 2, 3 di laminazione è presente un dispositivo 5 di convogllamento del materiale dolciario o di alimentazione.
Inferiormente ai cilindri 2, 3 di laminazione è presente un dispositivo 6 di fuoriuscita e convogllamento del materiale preraffinato a successive stazioni di raffinazione finale (non illustrate).
Un azionamento 7 per la rotazione dei cilindri 2, 3 è collegato operativamente con i cilindri 2, 3 di laminazione.
Le diverse parti 2, 3, 5, 6, 7 della preraffinatrice l sono operativamente collegate ad un dispositivo di comando e controllo 8 presente, ad esempio, lateralmente alla struttura 4 della preraffinatrice 1.
Dalla figura 2 è possibile rilevare come il primo cilindro 2 di laminazione sia supportato osciliabile su un perno 10 alla struttura 4 scatolare della preraffinatrice 1.
Il secondo cilindro 3 di laminazione è supportato fisso alla struttura 4 scatolare della preraffinatrice 1.
Mediante leve 11, 12 solidali ai supporti 13, 14, i cilindri di laminazione 2, 3 sono operativamente collegati ad un dispositivo comandabile di regolazione retroazionata della posizione del primo cilindro 2 oscillabile rispetto al secondo cilindro 3 fisso, complessivamente indicato con 15.
Nella figura 2 viene rappresentato uno solo dei dispositivi 15 comandabili di regolazioni retroazionata della posizione del primo cilindro 2.
Preferibilmente, i dispositivi 15 comandabili di regolazione retroazionata dalla posizione del primo cilindro 2 sono due ed agiscono su entrambi i supporti 13, presenti alle estremità del primo cilindro 2.
Il dispositivo 15 comandabile di regolazione retroazionata della posizione del primo cilindro 2 presenta un motoriduttore 16 la cui cassa è solidale ad una leva 12 estendentesi dal supporto 14 del secondo cilindro 3.
Il motoriduttore 16 è preferibilmente operativamente collegato ad un albero a vite 17, come ad esempio una vite a ricircolo di sfere. L'albero 17 guida la traslazione di una chiocciola 18 operativamente collegata ad una leva 11 estendentesi dal supporto 13 del primo cilindro 2.
Vantaggiosamente, la chiocciola 18 è collegata alla leva 11 mediante uno snodo 19.
Interposta tra lo snodo 19 e la chiocciola 11 è presente un trasduttore di forza 20 di divaricamento.
Preferibilmente, interposta tra lo snodo 19 e la chiocciola 18 è presente una cella di carico.
Interposta tra il trasduttore di forza 20 di divaricamento e la chiocciola 18, è presente un dispositivo elastico 21 in grado di assorbire gli eventuali urti che si realizzano tra i due cilindri 2, 3 di laminazione al passaggio del materiale dolciario (non illustrato).
Preferibilmente, il dispositivo elastico 21 è costituito da un sistema cilindro-pistone idraulico la cui pressione di alimentazione è opportunamente controllata.
In una differente forma realizzativa del trovato, tra il trasduttore di forza 20 di divaricamento e la chiocciola 18 è presente un dispositivo di sovraccarico munito di una spina dimensionata per un carico di rottura predefinito. Solidale ad una estremità della vite 17 a ricircolo di sfere è presente un trasduttore di posizione 22.
Ad esempio, calettato ad una estremità della vite 17 a ricircolo di sfere è presente un encoder.
L'encoder rileva la rotazione della vite 17 a ricircolo di sfere e genera di conseguenza un segnale proporzionale alla posizione relativa della chiocciola 18 che a sua volta è proporzionale alla posizione del primo cilindro 2 di laminazione.
La posizione del primo cilindro 2 di laminazione rispetto al secondo cilindro 3 fisso determina l'ampiezza 23 della fessura di macinazione.
I trasduttori di forza 20 di divaricamento ed i trasduttori di posizione 22 sono operativamente collegati agli ingressi di un dispositivo di comando e di controllo 25.
II dispositivo di comando e di controllo 25 condiziona e converte i segnali provenienti dai trasduttori di forza 20 di divaricamento e di posizione 22 per una successiva elaborazione (ad esempio di tipo digitale).
Preferibilmente, il dispositivo di comando e di controllo presenta dei display 26, 27 per la visualizzazione numerica dei segnali provenienti dai trasduttori 20, 22.
Vantaggiosamente, il dispositivo di comando e di controllo 25 è operativamente collegato ad una tastiera 28 e un video 29 per la rappresentazione dello stato di funzionamento dei dispositivi ed il monitoraggio della preraffinatrice 1, l'impostazione dei dati desiderati e la programmazione del dispositivo di comando e di controllo 25.
Il dispositivo di comando e di controllo 25 in uscita è operativamente collegato ad un azionamento 30.
L'azionamento 30 è operativamente collegato al motoriduttore 16.
Mediante la figura 3 verrà ora descritto il procedimento oggetto del trovato ed il funzionamento del dispositivo di premacinazione.
A causa del passaggio del materiale dolciario 35 nella fessura di macinazione presente tra i cilindri 2, 3 di laminazione, si esercita una forza F di divaricamento o di repulsione tra i cilindri 2, 3.
La forza F di divaricamento, sollecitante il cilindro 2 oscillabile, viene rilevata dal trasduttore di forza 20 di divaricamento che genera un segnale 36.
Il segnale 36 proporzionale alla forza F di divaricamento viene acquisito dal dispositivo di comando e di controllo 25 per essere condizionato e convertito ad esempio in un segnale digitale.
Vantaggiosamente, per permettere agli operatori della macchina preraffinatrice di controllare il corretto funzionamento del dispositivo, il segnale 36 proporzionale alla forza F di divaricamento è inviato ad un display 26. Il segnale 36 proporzionale alla forza F di divaricamento viene confrontato 37 con un segnale FR proporzionale ad un valore di forza di divaricamento di riferimento desiderato tra i cilindri 2, 3 di laminazione.
Dal confronto 37 si definisce un segnale proporzionale alla variazione di forza AF di divaricamento.
Il segnale proporzionale alla variazione di forza AF di divaricamento è inviato ad un microprocessore di calcolo 38.
Il microprocessore di calcolo 38 definisce i parametri del processo di preraffinazione dolciaria nel modo che verrà descritto in dettaglio nel seguito.
Il processo di raffinazione dolciaria prevede una stretta relazione tra i parametri meccanici del dispositivo di raffinazione e la consistenza della massa dolciaria.
In particolare:
dove con (d) è indicata la distanza tra i cilindri 2, 3 o fessura di macinazione, con (V) la velocità periferica dei cilindri 2, 3 interessati nella preraffinazione, con ( η) la consistenza o la viscosità dell'ammasso dolciario, con (F) è indicato il carico tra i cilindri 2, 3 di laminazione e con (C) una costante di proporzionalità.
In una forma realizzativa del trovato, il microprocessore di calcolo 38, sulla base della variazione di forza AF di divaricamento, definisce una variazione di distanza tra i cilindri 2, 3 di laminazione aggiungendo o togliendo un prefissato valore all'attuale distanza dei cilindri di laminazione.
La variazione a gradini di valori di entità prefissata prosegue sino a che non viene rilevato un valore di forza di divaricamento dei cilindri di laminazione pari al valore di forza di riferimento FR.
In una differente forma realizzativa del trovato, fornendo al microprocessore di calcolo 38 i segnali proporzionali alla consistenza η, alla velocità VI del primo cilindro 2, alla velocità V2 del secondo cilindro 3, (le velocità VI, V2 dei cilindri 2, 3 sono dei valori preimpostati), si definisce la distanza (d) desiderata tra i cilindri 2, 3 che permette di ottenere la voluta consistenza (?j) del materiale dolciario.
Contemporaneamente con il trasduttore di posizione 22 si misura l'effettiva distanza tra il primo cilindro 2 oscillatile ed il secondo cilindro 3 fisso.
Il trasduttore di posizione 22 genera un segnale (dm) proporzionale alla distanza misurata tra i cilindri 2, 3. Il segnale (dm) proporzionale alla distanza misurata viene acquisito dal dispositivo di comando e di controllo 25 dove viene condizionato e convertito ad esempio in un segnale digitale.
Vantaggiosamente, per permettere il monitoraggio del procedimento, il segnale (dm) proporzionale alla distanza tra i cilindri 2, 3 è inviato ad un display 27.
Il segnale (dm) proporzionale alla distanza misurata tra i cilindri 2, 3 viene confrontato 40 con la distanza desiderata (d) tra i cilindri 2, 3 definendo un segnale 41 di riferimento per i dispositivi 15 comandabili di regolazione retroazionata della posizione del primo cilindro 2 oscillabile.
Il segnale 41 di riferimento è inviato ad un regolatore (R) che pilota l'azionamento 30 del motoriduttore 16.
Il motoriduttore 16 movimenta il primo cilindro 2 oscillabile per portarlo alla distanza desiderata dal secondo cilindro 3 fisso.
Claims (15)
- Rivendicazioni 1. Procedimento per la premacinazione di materiale dolciario, in cui avviene la riduzione granulometrica delle particelle del materiale tra due cilindri (2, 3), caratterizzato dal fatto che comprende le fasi: a) misurazione della forza di divaricamento (F) presente tra i due cilindri (2, 3); b) confronto (37) della forza (F) di divaricamento misurata con un valore di forza (FR) di divaricamento di riferimento stabilendo un valore di variazione di forza (AF) di divaricamento, c) definizione (38) della distanza (d) desiderata tra i cilindri (2, 3) sulla base del valore di variazione di forza (AF) di divaricamento; d) regolazione (R) in base alla distanza (d) desiderata, della posizione relativa dei cilindri (2, 3); e) retroazione della regolazione (R) con la misura della distanza tra i cilindri (2, 3).
- 2. Procedimento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la distanza (d) desiderata viene definita variando la distanza misurata (dm) tra i cilindri (2, 3) con successivi incrementi o decrementi di valore preimpostato sino ad ottenere una forza (F) di divaricamento pari al valore della forza (FR) di divaricamento di riferimento.
- 3. Procedimento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende le fasi di misurazione della distanza (dm) tra i cilindri (2, 3); confronto (40) della distanza misurata (dm) con la distanza desiderata (d); definizione di un valore di variazione di distanza (41) che costituisce il riferimento per la regolazione del movimento di posizionamento relativo dei cilindri (2, 3).
- 4. Procedimento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende la fase di visualizzazione dell'entità della forza (F) di divaricamento misurata tra i cilindri (2, 3).
- 5. Procedimento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende la fase di visualizzazione dell'entità della distanza (dm) misurata tra i cilindri (2, 3).
- 6. Dispositivo per la preraffinazione di materiale dolciario, secondo il procedimento della rivendicazione 1, presentante un primo cilindro (2) oscillabile in modo comandato rispetto ad un secondo cilindro (3) supportato in posizione fissa, caratterizzato dal fatto che tra il primo (2) ed il secondo (3) cilindro è presente un dispositivo (15) comandabile di regolazione retroazionata della posizione del primo (2) cilindro rispetto al secondo cilindro (3) fisso, che tra il primo (2) ed il secondo (3) cilindro è presente un trasduttore di forza (20) di divaricamento, che il trasduttore di forza (20) di divaricamento è operativamente collegato ad un dispositivo di comando e di controllo (25) e che il dispositivo di comando e di controllo (25) è operativamente collegato al dispositivo (15) di regolazione retroazionata della posizione relativa dei cilindri (2, 3).
- 7. Dispositivo, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il dispositivo (25) di comando e di controllo presenta un ingresso collegato operativamente ad una unità di confronto (37) del carico tra i cilindri a cui è collegato operativamente un dispositivo del segnale preimpostato della forza di divaricamento di riferimento (FR), che l'unità di confronto (37) è operativamente collegata ad un microprocessore (38), che il microprocessore (38) è collegato operativamente ad una seconda unità di confronto (40) della distanza tra i cilindri, che la seconda unità di confronto (40) è collegata operativamente ad un regolatore (R).
- 8. Dispositivo, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il dispositivo (15) comandato di regolazione retroazionata della posizione relativa dei cilindri (2, 3) presenta un azionamento (30) operativamente collegato ad un motoriduttore (16), che la cassa del motoriduttore (16) è collegata con uno snodo ad una estensione (12) del supporto (14) del secondo cilindro (3), che il motoriduttore (16) è collegato operativamente ad un albero a vite (17), che l'albero a vite (17) è impegnato in una chiocciola (18), che la chiocciola (18) è collegata ad uno snodo (19) presente sull'estensione (11) del supporto (13) del primo cilindro (2).
- 9. Dispositivo, secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che una cella di carico è presente tra la chiocciola (18) e lo snodo (19) dell'estensione (11) del supporto (13) del primo cilindro (2).
- 10. Dispositivo, secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che un encoder è calettato all'estremità libera dell'albero a vite (17).
- 11. Dispositivo, secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che il motoriduttore (16) è operativamente collegato ad una vite a ricircolo di sfere.
- 12. Dispositivo, secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che un dispositivo elastico (21) è presente tra la chiocciola (18) ed il trasduttore di forza (20) di divaricamento.
- 13. Dispositivo, secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che un dispositivo comandabile a cilindro-pistone idraulico è presente tra la chiocciola (18) ed il trasduttore di forza (20) di divaricamento.
- 14. Dispositivo, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che le entrate del dispositivo di comando e di controllo (25) sono operativamente collegate ad un display (26, 27).
- 15. Dispositivo, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il dispositivo (25) di comando di controllo è operativamente collegato ad una tastiera (28) e ad un video (29).
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