ITRM20130197A1 - Unità compatta di lavorazione della carne, con coltelli di macinazione e sminuzzamento elasticamente cedevoli. - Google Patents

Description

“UNITÀ COMPATTA DI LAVORAZIONE DELLA CARNE, CON COLTELLI DI MACINAZIONE E SMINUZZAMENTO ELASTICAMENTE CEDEVOLIâ€

DESCRIZIONE

Settore della tecnica

La presente invenzione si riferisce al settore della lavorazione di una sostanza alimentare che si presenta nella forma di una massa da macinare più o meno continua, e più precisamente essa riguarda un complesso o unità da montare su una macchina di alimentazione di pezzi di carne che formano una massa più o meno continua e che vengono alimentati da una coclea posta a monte dell’unità secondo la presente invenzione. In particolare la massa continua di sostanza alimentare potrebbe essere la carne (ad esempio carne di maiale) per produrre un insaccato (ad esempio la mortadella). A monte dell’unità secondo la presente invenzione vi potrebbe essere uno sgrossatore utilizzato per rendere più uniforme la carne prima di raggiungere l’unità di macinazione e sminuzzamento secondo la presente invenzione.

Tecnica nota

Sono noti nella tecnica sistemi per sminuzzare ossia triturare le sostanze alimentari e in particolare la carne.

Tale trattamento della carne (ad esempio del maiale) viene effettuato in linee di lavorazione installate in ambienti sterili a temperatura controllata (solitamente circa 16 gradi centigradi). I pezzi di carne (aventi una temperatura di circa -4°C) passano attraverso delle unità che ne riducono progressivamente le dimensioni, sminuzzandoli e formando una massa via via più omogenea; in particolare detti pezzi di carne attraversano dapprima degli sgrossatori per poi raggiungere un’unità finale, come quella oggetto della presente invenzione.

Tale unità può essere di vario tipo.

Normalmente, come unità di sminuzzamento si utilizza un pacco di dischi circolari forati e stazionari, i quali si alternano nell’unità stessa con dei coltelli radiali, i quali, raschiando la superficie dei dischi forati producono sulla carne (spinta da mezzi opportuni quali una coclea o altro) un effetto di taglio a ghigliottina. La carne, o un’altra sostanza alimentare da sminuzzare, viene triturata in particelle sempre più piccole secondo le dimensioni decrescenti dei fori presenti nei diversi dischi circolari forati dell’unità di lavorazione.

Tuttavia, diversi sono gli inconvenienti attribuibili a questo tipo di unità di macinazione:

- l’unità di macinazione ha una caduta (gradiente) di carico notevole e non costante attraverso i dischi, specialmente in virtù del fatto che i dischi con fori piccoli hanno una superficie complessiva dei fori (area totale di passaggio della sostanza alimentare) nettamente inferiore a quella dei dischi con fori di diametro grande (anche se meno numerosi), per cui essendo il diametro dei dischi circolari piani sostanzialmente identico per tutti i dischi, lo sforzo necessario per fare passare la carne attraverso i dischi non à ̈ lo stesso bensì tende ad aumentare verso l’uscita dell’unità di macinazione; da ciò discende che viene assorbita più potenza per lavorare la carne;

- l’unità di macinazione potrebbe essere resa più compatta; ciò à ̈ importante in quanto essa costituisce preferibilmente un “modulo†da montare sull’uscita del macchinario della linea di lavorazione della carne che comprende una o più tramogge di caricamento, i canali di alimentazione, e gli sgrossatori, oltre alle coclee che alimentano la carne stessa verso l’uscita (dove à ̈ situata l’unità finale di macinazione); un modulo più compatto sarebbe effettivamente più facile da manipolare, trasportare, smontare e rimontare, al termine della produzione giornaliera, per conservarlo in frigorifero a bassa temperatura, onde evitare le necessarie operazioni di smontaggio dei singoli componenti e di pulitura atte ad impedire la proliferazione batterica nella carne residua che rimane attaccata; ciò sarebbe infatti inammissibile poiché durante il successivo turno di lavoro i batteri si mescolerebbero alla carne fresca prodotta;

- nella parte centrale dei dischi si ha meno passaggio di carne in quanto chiaramente i vari bracci portacoltelli convergono verso il mozzo, inoltre si hanno meno fori centralmente sui dischi stessi; oltre a ciò, nella zona centrale la velocità lineare di rotazione dei coltelli à ̈ minore; tutto ciò porta ad una disomogeneità di passaggio della carne, ad una minore lubrificazione al centro del disco, e quindi ad una bombatura progressiva del disco che sfregando - con l’andar del tempo contro i coltelli - dà luogo a delle microsaldature; il distacco successivo di queste microsaldature provoca l’aggiunta involontaria e dannosa di microparticelle metalliche nella sostanza alimentare da macinare/sminuzzare; quindi, il carico non à ̈ ben distribuito non solo tra i vari dischi forati, ma anche tra le varie zone di uno stesso disco forato.

Nel brevetto US 7,389,954 B1 (rilasciato a Marcello Quadrana in data 24 giugno 2008) diversi problemi tra quelli menzionati sono stati risolti brillantemente adottando un tipo completamente diverso di unità di macinazione, rispetto a quello con dischi piani forati e passaggio lineare/assiale della carne. La presente invenzione prende spunto da questa soluzione del brevetto US citato, ma risolve un altro problema tecnico che non era affatto stato preso in considerazione da quella soluzione. Il brevetto US 7,389,954 B1 deve comunque considerarsi incorporato nella presente descrizione per qualsiasi riferimento e precisazione utile al lettore.

Effettivamente, anche in questa soluzione della tecnica nota, descritta nel brevetto statunitense citato, potrebbe presentarsi il problema delle microsaldature dovute allo sfregamento, al grippaggio, e al calore di attrito (sotto l’effetto della notevole pressione della carne) delle lame dei coltelli (8) contro i mezzi di vagliatura (6), i quali costituiscono dei fori (10) distribuiti su un elemento cilindrico (6) o approssimativamente conico (6) [questi numeri tra parentesi sono quelli del brevetto US 7,389,954 B1].

Scopo della presente invenzione à ̈ l’introduzione di particolari coltelli (elementi a lama) che consentono di porre un rimedio ai problemi delle microsaldature senza tuttavia rinunciare ai vantaggi apportati dalla nuova tecnologia del brevetto US 7,389,954 B1, ossia una maggior compattezza dell’unità di macinazione, una maggiore efficienza energetica (rapporto tra quantità di prodotto ed energia assorbita), e una distribuzione uniforme del carico (e quindi già una riduzione dell’incidenza di guasti e problemi alla linea di produzione).

Breve descrizione dei disegni

La presente invenzione verrà ora descritta a titolo puramente esemplificativo con riferimento a sue realizzazioni particolari mostrate nei disegni, in cui:

FIGURA 1 à ̈ metà sezione assiale C-C (cfr. Fig. 3) dell’unità di macinazione di forma cilindrica della presente invenzione;

FIGURA 2 mostra in maniera molto schematica il concetto inventivo alla base della presente invenzione;

FIGURA 3 à ̈ una vista laterale dell’unità di macinazione di forma cilindrica della presente invenzione;

FIGURE 4A e 4B sono sezioni trasversali A-A e B-B rispettivamente, eseguite in posizioni assiali diverse e riferite alla realizzazione di Fig. 3 della macchina della presente invenzione;

FIGURA 5 mostra una seconda unità (ora conica) di macinazione secondo la presente invenzione, flangiata e accoppiata a flangia ad una parte tubolare del macchinario di alimentazione della carne (già sgrossata) o di un'altra sostanza alimentare da triturare;

FIGURE 6A, 6B e 6C sono delle viste in sezione trasversale nei piani B-B, C-C e D-D di Fig. 5, eseguite in diverse posizioni assiali dell’unità conica di macinazione secondo la seconda realizzazione dell’invenzione;

FIGURA 7 Ã ̈ una vista in parte laterale, in parte in sezione, e con strappi, per fare intravedere i vari elementi forati anulari del mezzo di vagliatura stazionario (a fori di diametro progressivamente decrescente); si noti che i coltelli non sono stati disegnati in questa figura 7 solo per semplificare il disegno.

Descrizione particolareggiata dell’invenzione

Con riferimento alla Fig. 1 e alla Fig. 3, l’unità 100 della presente invenzione, in questa particolare attuazione, comprende una camicia esterna sostanzialmente cilindrica e stazionaria 1, recante sulla sua superficie interna una pluralità di rientranze anulari convesse 2, tra loro separate da costolature anulari 3, il numero di tali rientranze anulari 2 e di tali costolature anulari 3 della camicia esterna 1 potendo variare a seconda delle circostanze, ossia secondo gli stadi di lavorazione richiesti (natura della sostanza alimentare, ecc.). Le rientranze anulari 2 non formano spigoli vivi, ossia hanno una curvatura che varia dolcemente senza singolarità, in modo da favorire il passaggio della sostanza alimentare che passa attraverso lo spazio definito da tali rientranze 2. Inserito nella camicia 1 vi à ̈ un corpo rotante di taglio e spinta 4 che potrebbe anche essere composto da singoli elementi 4a, 4b, 4c, 4d, ecc., tra loro uniti in modo solidale per poter ruotare all’unisono assieme a rispettive lame 6a, 6b, 6c, 6d, ecc., le quali sono rigidamente collegate al corpo rotante di spinta. Quindi, il corpo rotante di taglio e di spinta 4 ruota attorno all’asse geometrico “X-X†, cfr. Fig. 3, durante il funzionamento dell’unità, mentre un mezzo cilindrico stazionario di vagliatura 7 si estende lungo l’intera camicia esterna 1 ed à ̈ fissato internamente a quest’ultima (preferibilmente in modo amovibile), ed in ogni caso à ̈ stazionario. Per la precisione, l’elemento di vagliatura 7 à ̈ direttamente a contatto con le costolature anulari 3 nei rispettivi punti visibili in Fig. 1. L’elemento di vagliatura 7 costituisce un corpo tubolare ovvero cilindrico, ad esempio in acciaio alimentare come sostanzialmente tutta l’unità 100 oggetto della presente invenzione. La sezione C-C di Fig. 1 costituisce ovviamente solo metà della sezione eseguita nell’omonimo piano di Fig. 3; in altri termini, essa deve intendersi duplicata/ specchiata simmetricamente sotto l’asse X-X di Fig. 1. Sull’elemento di vagliatura 7 sono previste diverse zone a collare circolare 8, tra loro separate da asole 10, ciascuna zona a collare circolare 8 avendo una pluralità di fori 9 inclinati, per favorire il passaggio della carne. Per l’esattezza, in ciascuna rispettiva posizione assiale dell’unità 100, diverse asole 10 sono equamente distribuite in cerchio sull’elemento di vagliatura 7, tutt’attorno al corpo rotante di taglio e spinta 4. Analogamente, diverse lame curve 6a (o 6b, o 6c, o 6d) sono disposte tutt’attorno al corpo rotante di spinta 4 e sono ad esso solidali entro cavità o gole anulari 11, nella rispettiva posizione assiale dell’unità di sminuzzamento 100. Ciò si evince ad esempio dalle figure 4A e 4B, in sezione trasversale, in cui per comodità solo alcune delle lame 6a (o 6b) sono state indicate espressamente dai loro riferimenti numerici 6a (o 6b).

Quanto precede costituisce in sostanza la tecnica nota del brevetto statunitense sopra citato, e per ulteriori chiarimenti si rimanda alla relativa descrizione.

Durante il funzionamento, ossia la rotazione attorno all’asse X-X del corpo rotante di taglio e spinta 4, la carne (o in generale una sostanza alimentare da sminuzzare) attraversa da destra verso sinistra (in Fig. 1) l’unità di macinazione 100, percorrendo un percorso a zigzag, specificatamente:

- essa raggiunge anzitutto (spinta da una coclea del macchinario) la cavità anulare 11 situata più a destra in Fig. 1;

- poi passa attraverso i fori inclinati 9 di dimensioni più grandi, essendo spinta dalle lame 6d;

- poi, dopo l’ingresso nella prima rientranza anulare 2 essa attraversa le asole 10 (verso “il basso†in Fig.1);

- quindi essa raggiunge la successiva cavità anulare 11;

- quindi, spinta dalle lame successive 6c, essa attraversa i prossimi fori inclinati 9 (in generale più piccoli dei primi) raggiungendo la rientranza anulare 2 successiva della camicia esterna 1;

- ecc. ecc. sino a fuoriuscire dall’unità 100 attraverso (ad es.) l’apertura radiale 13.

Si nota che l’inclinazione dei fori 9 à ̈ tale da favorire il passaggio della carne sotto la spinta della coclea del macchinario posto a monte (non mostrato) e delle lame (opportunamente sagomate) del corpo rotante di taglio e spinta 4.

Si noti che la coclea potrebbe anche non essere solidale al corpo rotante di spinta 4; in questo caso, i due componenti ruoterebbero in modo indipendente e la loro velocità potrebbe essere controllata in maniera indipendente. Ad esempio, l’elemento 12 di Fig. 3 potrebbe servire da albero di rotazione (movimentato da motore autonomo) del corpo rotante di taglio e spinta 4, il quale sarebbe allora disaccoppiato dalla coclea (non mostrata) di alimentazione della sostanza alimentare.

Infine la sostanza alimentare viene prelevata da un’uscita dell’unità 100, ad esempio dall’apertura radiale indicata con 13 in Fig. 1.

Tutto ciò costituisce, in sostanza, parte della tecnica nota (brevetto statunitense citato), e non riguarda propriamente la presente invenzione.

Ora, secondo la presente invenzione, facendo riferimento alla figura molto schematica 2, una generica lama curva “6i†disposta in una generica cavità anulare 11 presenta un’incisione longitudinale 14. Tale incisione longitudinale 14 si estende nella direzione di estensione della lama 6i, la quale - come sempre - si estende tra due rispettive costolature 3’ del corpo rotante di spinta 4; nel disegno viene mostrata solo una porzione di lama 6i e una parte dell’incisione 14, le linee tratteggiate 15 e 16 indicando che la lama 6i si estende in realtà da un capo all’altro della gola anulare 11.

L’incisione 14 “sottrae†una determinata distanza/misura al normale spessore della lama 6i, e quindi la lama 6i diviene elasticamente cedevole. Il bordo superiore 17 della lama 6i à ̈ a contatto strisciante con la rispettiva zona a collare circolare 8 (non mostrata in Fig. 2) recante i fori inclinati 9 di passaggio della sostanza alimentare.

Inoltre, secondo la presente invenzione, preferibilmente un materiale come il silicone o simili, riempie l’incisione longitudinale 14 in modo tale da impedire depositi (incrostazioni) di sostanza alimentare, che con l’andar del tempo vanificherebbero l’effetto di cedevolezza elastica della lama 6i dovuto all’incisione longitudinale 14.

Secondo la presente invenzione, preferibilmente tutte le lame 6a, 6b, 6c, 6d sono elasticamente cedevoli.

Ciò consente alle lame di evitare il grippaggio e le conseguenti microsaldature sulle zone a collare 8 forate, contro le quali le lame stesse strisciano per tagliare “a ghigliottina†la carne o simili, sminuzzandola.

L’effetto di pressione esercitato dalla carne incontrerà così maggior difficoltà nel provocare il grippaggio delle lame contro l’elemento di vagliatura 7, poiché le lame 6 stesse sono elasticamente cedevoli.

Altri sistemi potrebbero essere adottati per ottenere la cedevolezza elastica delle lame 6, ad esempio montandole direttamente tramite mezzi elasticamente cedevoli sul corpo rotante 4.

Quindi, la presente invenzione non à ̈ limitata alla specifica realizzazione di Fig. 2 bensì si estende a qualsiasi tipo di lama 6 dotata di mezzi che la rendano elasticamente cedevole alle eventuali bombature del mezzo di vagliatura stazionario 7, limitando così lo sfregamento (e le conseguenti microsaldature del metallo) tra questi componenti 6 e 7 in rotazione relativa.

Per quanto riguarda le figure 5, 6 e 7 esse si riferiscono ad un’unità di macinazione o sminuzzamento 100’ di forma sostanzialmente conica.

Una realizzazione simile à ̈ compresa anche nel brevetto statunitense sopra citato. In questo caso la parte tubolare finale 18 del macchinario di alimentazione della sostanza alimentare à ̈ accoppiabile, tramite una flangia 19b, alla flangia 19a dell’unità troncoconica 100’ della seconda realizzazione della presente invenzione. L’albero 12 costituisce come al solito un organo di rotazione e centratura del corpo rotante di taglio e spinta 4 all’interno della camicia esterna 1. Come si evince dalla Fig. 7, i diametri dei fori 9 di vagliatura vanno progressivamente diminuendo nella direzione della freccia F (direzione di passaggio della carne o simili), da una zona a collare 8 a quella successiva. Questa soluzione ha i seguenti vantaggi, rispetto alla precedente:

- le asole 10 garantiscono un passaggio praticamente rettilineo (assiale) della sostanza alimentare tra i vari stadi di sminuzzamento, riducendo così lo sforzo impiegato e quindi la potenza (aumento dell’efficienza);

- l’aumento progressivo del raggio della circonferenza delle zone forate a collare 8 nella direzione della freccia F fa sì che l’area totale dei fori 9 aumenti (rispetto alla prima realizzazione di Fig. 1), poiché aumenta il loro numero; ciò consente di limitare le dimensioni assiali dell’unità 100’ rispetto all’unità 100, tenuto conto anche del fatto che al diminuire dei diametri dei fori 9 si riduce anche la “superficie attraversabile†, nonostante il loro maggior numero (vedi sopra).

Nel complesso, questi due vantaggi garantiscono che si abbia un carico costante lungo il percorso di sminuzzamento dell’unità di macinazione 100’ (evitando così i picchi di carico), pur limitando le dimensioni assiali della stessa unità. Ciò si traduce in una minore potenza necessaria per la lavorazione e in una riduzione del numero di riparazioni da effettuare, poiché la carne (o altro) scorre più regolarmente attraverso l’unità di macinazione.

Secondo la presente invenzione, inoltre, le lame 6 dei coltelli striscianti contro le zone forate a collare 8, saranno elasticamente cedevoli, come nella prima realizzazione, e ciò eviterà (o in ogni caso ridurrà) il numero delle cosiddette microsaldature, secondo cui la pressione della carne sulle lame, oltre alle eventuali bombature locali che si sono formate durante il funzionamento nelle zone 8 del mezzo di vagliatura 7, provoca il grippaggio e la saldatura delle lame 6 sul vaglio 7 e il successivo distacco di particelle metalliche che vanno a mescolarsi con il prodotto finito (= sostanza alimentare sminuzzata).

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Unità (100; 100’) di macinazione o sminuzzamento di una sostanza alimentare, in particolare della carne, comprendente una camicia esterna stazionaria (1) di forma sostanzialmente tubolare delimitante una camera interna ed accoppiabile (19a; 19b) ad un’uscita di una parte terminale (18) di un macchinario di caricamento, alimentazione e lavorazione della sostanza alimentare, l’unità (100; 100’) comprendendo inoltre una pluralità di stadi di macinazione, ognuno essendo costituito da: - una rispettiva rientranza anulare (2) formata sulla superficie interna della camicia esterna stazionaria (1) e separata da omologhe rientranze anulari (2) appartenenti agli altri stadi di macinazione; - una gola anulare (11), realizzata di fronte a ciascuna rientranza anulare (2) su un corpo rotante di spinta e di taglio (4), quest’ultimo essendo montato in detta camera interna per ruotare coassialmente rispetto a detta camicia esterna stazionaria (1), facendo avanzare la sostanza alimentare lungo un percorso di sminuzzamento; - una rispettiva zona a collare di vagliatura (8), ottenuta su un mezzo stazionario di vagliatura (7) e recante rispettivi fori passanti (9); in cui il mezzo stazionario di vagliatura (7) à ̈ frapposto tra detto corpo rotante di spinta e di taglio (4) e la camicia esterna stazionaria (1); - una pluralità di asole (10) poste lungo detto percorso di sminuzzamento e tali da creare una comunicazione diretta, sostanzialmente senza impedimenti, tra uno stadio di macinazione e quello successivo, tra un lato e l’altro del mezzo stazionario di vagliatura (7); dette asole (10) essendo formate sul mezzo stazionario di vagliatura (7) tra una zona a collare di vagliatura (8) e quella successiva; - una pluralità di lame (6; 6a o 6b o 6c o 6d), disposte tutt’attorno a detto corpo rotante di spinta e di taglio (4), e solidali a quest’ultimo all’interno della rispettiva gola anulare (11); dette lame (6; 6a o 6b o 6c o 6d) essendo sagomate, realizzate ed orientate in modo da produrre sulla sostanza alimentare un effetto di spinta e di taglio contro una superficie interna del mezzo stazionario di vagliatura (7) durante la rotazione del corpo rotante di spinta e di taglio (4); in cui i diametri dei fori passanti (9) vanno complessivamente decrescendo tra uno stadio di macinazione e quello successivo, partendo da un’entrata verso un’uscita dell’unità di macinazione (100; 100’), nella direzione definita da un asse longitudinale geometrico X-X dell’unità di macinazione lungo detto il percorso di sminuzzamento, e i fori passanti (9) essendo previsti in dette zone a collare di vagliatura (8) in numero e diametro tale da creare una gradiente di carico sostanzialmente costante tra un lato e l’altro del mezzo stazionario di vagliatura (7), nei vari stadi di macinazione; l’unità (100; 100’) di macinazione o sminuzzamento essendo caratterizzata dal fatto che le lame (6; 6a o 6b o 6c o 6d) sono elasticamente cedevoli, avendo esse un’incisione (14) che ne riduca lo spessore e/o essendo esse montate su mezzi elastici, o mezzi molleggiati, sul detto corpo rotante di spinta e di taglio (4).
2. 2. Unità (100; 100’) di macinazione o sminuzzamento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta incisione (14) si estende sostanzialmente da un lato all’altro della lama (6; 6a o 6b o 6c o 6d), lungo l’intera estensione longitudinale della lama.
3. 3. Unità (100; 100’) di macinazione o sminuzzamento, secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzata dal fatto che detta incisione (14) à ̈ riempita da un sigillante morbido, ad esempio silicone, che impedisca nel tempo il deposito e la formazione di incrostazioni di sostanza alimentare all’interno dell’incisione (14).
4. 4. Unità (100’) di macinazione o sminuzzamento, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detta camicia esterna stazionaria (1) à ̈ di forma conica.
5. 5. Unità (100’) di macinazione o sminuzzamento, secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detto mezzo stazionario di vagliatura (7) forma una pluralità di successivi cilindri cavi corrispondenti ciascuno ad una di dette zone a collare di vagliatura (8), costituenti dei gradini intercalati a zone ad inclinazione ripida in cui sono realizzate dette asole (10), in cui il diametro di detti successivi cilindri cavi aumenta nella direzione del detto percorso di sminuzzamento.
6. 6. Unità (100; 100’) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detti fori passanti (9) sono inclinati, avendo essi un orientamento nella direzione del percorso di sminuzzamento.
7. 7. Unità (100; 100’) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che la rotazione di detto corpo rotante di spinta e di taglio (4) à ̈ controllabile in modo indipendente dalla rotazione di una coclea di alimentazione della sostanza alimentare e/o dal fatto che i mezzi di centratura di detto corpo rotante di spinta e di taglio (4) all’interno della camicia esterna stazionaria (1), sono costituiti da un albero (12) scollegato da detta coclea di alimentazione della sostanza alimentare.