NO780911L - Ekstruderingsdyse. - Google Patents

Abstract

Ekstruderingsmunnstykke

Description

Oppfinnelsen angår et ekstruderingsmunnstykke sær-

lig men ikke.utelukkende bestemt for utrusting av en konti-nuerlig fremstilling av/produkter på bånd v/ed hjelp av/fremgangsmåten oppvarming •- ekstrudering - ekspansjon.

Det er kjent ekstruderingsutstyr som virkelig an-vendes for utførelse av/ denne fremgangsmåte. Det omfatter vanligvis en matesilo utstyrt med et blandeapp arat og en doseringspumpe som fører inn blandingen av/ bestanddelene i en varme-kappe utstyrt med en innretning med en eller to roterende skruer som ender i ett eller flere munnstykker som utmerker seg v/ed den form man ønsker å tilføre det ferdige produkt.

I disse utstyr ov/erfører trykket til det deigaktige produkt iektetruderens skruer ytterligere forsterket v/ed hjelp av/ den progressive reduksjon av/ skruens stigning fra innfør-ingen au blandingen av/ bestanddelene til dens utløp, tilført, det deigaktige materiale skjøv/et v/ed hjelp av skruen eller skruene i det kammer som befinner seg mellom, de koniske spisser av skruene og platen foran ekst.ruderen, en dreiende bevegelse slik at den ved utløpet fra ekstrudermunnstykket leder til en relativt uordnet fordeling av deigen over hele dens tverrsnitt.

Derfor i det tilfelle hvor det ekstruderte produkt' må,være fremstilt i båndform ved ekstrudering gjennom en sliss,, konstaterer man en svekning av de ytterste sidepartier av sistnevnte såvel som uregelmessigheter i den flate som fore-^ ligger etter avkjøling og skader både utseendet av det ferdige produkt og oppnåelsen av tilfredsstillende forpakning på grunn av manglende planitet hos de flate stykker som fås etter avskjæring av båndet.

Mange ekstrudere omfatter i en posisjon mellom spissen au ekstruder skruen og kammeret som befinner seg foran munnstykket, et perforert element som spiller rollen som blåsedysep!ate og som har til oppgave' å øke virkningen av skjærpåkjenning og mottrykk. Slike blåsedyseplater er f.eks. beskrevet i US patenter 2 543 679, 3 018 807, 3- 054 677, 3 248 848, 3 462 277, såvel som i britisk patent 1 213 455. Perforeringene i disse blåsedyseplater er'enten fordelt over heie platens overflate eller anbragt regelmessig langs en eller flere konsentriske sirkler, eller anbragt på linje med hverandre. Disse plater anvendt alene tillater allikvel ikke oppnåelsen au en fullkommen utjevning av deigens hastighet, det er alltid nødvendig for å komme frem til dette resultat .

å modifisere utformningen enten av . trykkammeret foran blåse-dyseplaten eller av kammeret som befinner seg mellom denne plate og ekstrud.eringsmunnsty.kket.

En innretning som er beskrevet i fransk patent

1 250 844, tillater utjevning av strømmen av deigformet materiale ved hjelp av plan-konkave eller plan-konuekse perforerte linser. På grunn au selve konkaviteten eller konueksiteten au den kompenserings innretning som er beskreuet i patentet, har perforeringene forskjellige lengder alt etter deres posisjon i forhold til skruens akse og de staver av deig.som går gjennom hver av disse, perforeringer utgjør således forskjellige fyllingstap.

Foreliggende oppfinnelse har til oppgave å skaffe

et ekstruderingsmunnstykke som ouenfor ekstruderirigsdysen om-, fatter et gitter anbragt i en mellomstilling i det fremre kammer mellom spissen av ekstruderingsskruen og trykkutjevnings-kammere t.

En jevn lineær hastighet ouer hele tuerrsnittet au munnstykket er sikret ued anbringelsen au gitteret som omfatter, symmetrisk anordnet i forhold til det midtre plan ■ for ekstruderingsmunnstykket, to rekker kanaler, med alle akser parallelle, alle anbragt med samme austand fra akse.n for munnstykket og anordnet ifølge to motsatte sirkelbuer med samme diameter.

Dette gitter som nærmere bestemt spiller en rolle som diffusor .eller spreder, er anbragt etter trykkammeret og foran trykkutjevningskammeret. Den oppfyller to bestemte oppgav/er: - for det første avbryter den en rotasjonsbevegelse tilført det deigformede produkt ved hjelp av ekstruderingsskruen og omgjør denne til en lineær bevegelse med forskyv-ning mot åpningen eller åpningene i munnstykket, - for det annet og på grunn av anbringelsen av kanalene, alle anbragt på samme sirkel, er den lineære hastighet som tilføres deigstrålene som går gjennom disse kanaler som alle befinner se.g i soner med likt trykk, konstant. Disse deigstråler blir etter deres gjennomgang gjennom kanalene spleiset sammen igjen innbyrdes i kammeret som er. anbragt etter spredergitteret for å gi en homogen deigbane som etter ekstrudering fører til at man oppnår et jevnt produkt.

For å unngå tilstedeværelsen av en sone hvor pro-duktet stagnerer i trykk.u t jevningskammeret , omfatter gitteret med fordel en sentral kanal anbragt i aksen for ekstruderingsmunnstykket.

I det tilfelle hvor det er anbragt to munnstykker ved enden av hver skrue, er de to rekker av akseparallelle kanaler alle anbragt med samme avstand til aksen fra symmetriplanet for de to munnstykker og. er anbragt symmetrisk i forhold til dette symmetriplan.

Som følge av denne anordning kan den sentrale åpning i spredergitteret- som har til formål å unngå at det deigformede produkt stagnerer, føre til at en tilstopping av munnstykket unngås fordi det bak senter for spredergitteret danner seg en død sone uten deigformet produkt, og følgelig oppstår fare for at deigen skal stagnere.

Man får således ved ekstruderens utgang et ihnover-bøyd bånd med jevn tykkelse over hele sitt tverrsnitt, som det ikke er nødvendig å fordele ved hjelp av et kjegleformet metallstykke slik dette vanligvis er tilfelle ved kjente eks-truderingsapp arater,' og særlig når disse omfatter et ring-formet munnstykke eller et munnstykke med form av en ring-

sektor.,

Ekstruderingsmunnstykket eller -munnstykkene som befinner seg nedenfor gitteret har fordelaktigst form au en eller flere slisser.

I det spesielle tilfelle med munnstykker med slisse-form får man takket uære spredergitteret ifølge oppfinnelsen et innoverbøyd bånd uteri langsgående spor eller uregelmessig--heter på overflaten. For å sikre en jevn tykkelse for.dette bånd over hele dets tverrsnitt er det fordelaktig å anvende munnstykker i form av slisser med utvidelser på sidene...Man unngår således belastningstap og fors-inkelse av deigen ved to ender av munnstykket, hvilket ville føre til at det ekstruderte produkt ville bli tynnere ved kantene.

Ekstruderingsmunnsty.kkene kan likeledes ha en halv-sirkulær form, en korsform, rombeform eller annen. form.

De elementer som danner ekstruderingsmunnstykket, er i blokkform, dannet i ett eneste stykke eller satt sammen ved sve ising.

Ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er. ekstruderingsmunnstykket dannet av to adskilte, symmetriske elementer, satt sammen ved hjelp av en hylse og løsbare feste-beslag.

Denne anordning letter i høy grad rengjøringen av' munnstykket og spesielt av delene i munnstykket.

Gitteret inntar en ubevegelig stilling i ekstruderingsmunnstykket, men det er ikke en fast del av samme, hvortil det er festet løsbart ved hjelp av klemmer.

Ekstruderingsmunnstykket ifølge oppfinnelsen er fordelaktigst komplettert nedenfor dysen,med en eller flere bend-stenger som er regulerbare og kan løftes dm en eller flere akser.

Denne løfthare stang som befinner seg på siden av anordningen for oppvarming av tørketunnellen, gjør det mulig å bearbeide det ekstruderte bånd ved å løfte dets sidekanter og således bidra til fullkommen jevnhet av det produkt som fås etter stekingen. De løftbarespennstenger er fortrinnsvis anbragt som skillevegg, den ene over den andre.

Foreliggende oppfinnelse vil bedre forstås ut fra følgende beskrivelse under henvisning til de skjematiske teg-ninger, hvor fig. 1 er et.skjematisk riss av en produksjons-kjede utstyrt med ekstruderingsdysen og spennstangen ifølge oppfinnelsen og særlig innrettet for fremstilling av ristet brød eller brødskiver ifølge fremgangsmåten baking - ekstrudering - ekspansjon, fig. 2 er et lengdesnitt av en utførelse, av munnstykket ifølge oppfinnelsen tilpasset for. ekstruder-nesen, fig. 3 er. et- oppriss sett i pilens A retning på fig. 2, fig. 4 er et oppriss sett i pilens B retning på fig. 2, fig. 5, 6 og 7 viser en annen utførelse av ekstruderingsmunnstykket ifølge oppfinnelsen, fig. 8 er et lengdesnitt av et ekstruderingsmunnstykke ifølge oppfinnelsen i det tilfelle hvor to dyser er anbragt for enden av hver skrue, fig.

9 er et oppriss fra baksiden etter pilen C på fig. 8, fig.

10 er et frontriss sett i pilens D retning på, fig. 8, fig.

11 er et skjematisk lengdesnitt av nesen p-å ekstruder utstyrt med to munnstykker i samsvar med det som er vist på fig. 8, og fig. 12 er et diagram som viser trykket av deigstrømmen i avhengighet av avstanden fra senter..

Produksjonskjeden vist på fig. 1 er av klassisk type som omfatter en porsjoneringsskrue 2, en ekstruder- 3 av typen med to skruer, hvor minst av de to skruer er utstyrt medet ekstrudefingsmunnstykke ifølge oppfinnelsen og betegnet med 4, to løftbare spennstenger 5 og 6 ifølge oppfinnelsen, en tørketunnel 8, et.par lamineringsvalser 9, en avskjærings-innretning med roterende kniv 12, en steketunnel 13,. og f o r - pakningsinnretninger 14 av kjent type og ikke vist i detalj på tegningen.

Fig. 2, 3 og 4 viser detaljert et ekstruderingsmunnstykke. 4 ifølge oppfinnelsen tilpasset til ekstruderens .

3 nese. Munnstykket omfatter ovenfor ekstruderingsdysene 15

en gitterspreder 16 anbragt midt i de forreste kammer mellom'spissen av en av skruene 17 i ekstruderen 3 og trykkutjev.-ningskammeret 18.

Dette gitter 16 omfatter symmetrisk anordnet i forhold til dysens 15 midtre plan to rekker kanaler 20, hvis akser alle er parallelle og som alle befinner seg i samme avstand fra dysens 15 akse langs sirkelbuer vist på fig. 4.

Gitteret 15 omfatter dessuten en sentral, kanal 19 anbragt i dysens 15 akse.

Fig. 8, 9, 10 og. 11 viser detaljert ekstruderingsmunnstykket 25 som kan tilpasses nesen på en ekstruder i det tilfelle hvor to dyser er anbragt for enden av hver skrue.

Dette munnstykke omfatter ovenfor de to ekstruder-ingsdyser 25 og 27 en gitterspreder 29 anbragt i det fremre kammer eller kompresjonskammeret 30 mellom spissen av en av de to skruer 28 og trykkutjevningskammeret 31. Denne gitterspreder 29 omfatter, symmetrisk anordnet i forhold til symmetriplanet for de to dyser 25 og 27, to rekker kanaler 32 hvis akser alle er parallelle og som alle befinner seg i samme avstand fra aksen for symmetriplanet for de to dyser, langs sirkelbuer som uist på fig. 9..

Dette.gitter omfatter ikke noen sentral kanal anbragt i aksen for symmetriplanet for de to dyser til forskjell fra gitteret vist på fig. 2, 3 og 4.

I det munnstykke som er vist på tegningene er i virkeligheten tilstedeværelsen av. den sentrale kanal gjort nødvendig for å unngå at det foran den eneste dyse dannes en sone med stillstand i trykkutjevningskammeret og for å unngå-som følge derav en eventuell tilstopping av dysen ved en opp-samling av det deigformede produkt. I munnstykket beskrevet på fig. 8, 9, 10 og 11 er derimot enden av hver skrue i ekstruderen utstyrt med minst to dyser og det danner seg (fig. 11) i trykkutjevningskamrene 31a, 31b ved midten av gitter-sprederne 29a - 29b to dødsoner 33a, 33b hvor det ikke kan oppstå noen stagnering av det deigformede materiale.

I den på fig. 2, 3 og 4 viste utførelse danner de deler som utgjør ekstruderingsmunnstykket en blokk som- kan være i ett stykke eller sammensatt ved sveising.

Gitteret 16 inntar en fast posisjon, i munnstykket, men det er ikke i' ett stykke med dette munnstykke hvortil det er festet ved hjelp av' klemmer eller hvilke som helst andre festeorganer 21.

Ifølge en annen utførelse v/ist på fig.. 5, 6 og 7,

er munnstykket dannet av to adskilte elementer satt sammen ved hjelp av en hylse eller festeklemmer 22 som kan demon-teres. Denne utførelse begunstiger i høy grad rengjøringen av munnstykket og særlig av dysen 15. Gitteret 15 inntar den samme faste posisjon i munnstykket, men den er ikke i ett stykke med dette.

I alle utførelser er det samlede utstyr av apparatet fra blandeinnretningen frem til utløpet av ekstruderen opp-varmet ved hjelp av elektrisk induksjonsstrøm (Foucaults strøm) for å oppnå de temperaturer som egner seg for den blanding som skal ekstruderes.

De pulverformede bestanddeler av blandingen som skal ekstruderes, blandes i en blandeinnretning med.kniv (ikke vist) før de føres inn i porsjoneringsskruen 2 på ekstruderen 3, samtidig som den nødvendige vannmengde tilføres ved hjelp av en doseringspumpe (ikke vist). Blandeskiver (ikke vist) er på i og for seg kjent måte anbragt ovenfor ekstruderskruen 3. De tillater en god blanding av de pulverformede produkter .og vannet og sikrer således en homogen tilsetning av vann til alle bestanddelene i det produkt som skal ekstruderes.

Ekstrude.rskruens stigning avtar på likeledes kjent måte fra.inngangen til utløpet av apparatet for progressivt.'

å øke trykket på det produkt som skal ekstruderes. Motgående gjenger (gjenger med motsatt stigning og avskåret) av klassisk type (ikke vist) er anbragt nedenfor skruene og ovenfor det forreste kammer i ekstruderen for å unngå stagnering av produktene som viile medføre uregelmessigheter i det ekstruderte produkt.

Strømmen av deigformet materiale tvinges ved den dreiende bevegelse som det tilføres ved hjelp av skruen 17 eller ved hjelp av de to samtidig dreiende skruer 28a og 28b i ekstruderen i det rom som befinner seg mellom den aller de tappformede kjegler som danner endene av skruene og den eller de hylseformede kjegler i spredergitteret 16 eller hvert spredergitter 29a og 29b,i'det på fig. 11 'viste tilfelle ut-gjør dette rom trykkamrene 30a og 30b.

Spissene au skruene tilfører således det deigformede produkt i høyde med dette trykkammer et visst trykk,

idet kurv/ene med samme trykk er konsentriske sirkler med sen- ■ teriskrueaksen.

Diagrammet for trykket i avhengighet au austanden fra senter uist på fig. 12 bidrar til bedre forståelse au dettefenomen.

Kanalene i gitteret anordnet ued I, 3, K, L,' tar alle imot et deigformet produkt som har et trykk som ligger . omkring 150 bar. De baner som gjennomløpes au deigst.rømmene gjennom disse kanaler, er identiske og derfor er belastnings-tapene de samme for disse fire strømmer eller stråler. V/ed .11, 01, Kl og LI utsettes disse stråler for det samme trykk og har således den samme hastighet. l/ed utløpet f ra. gitterets kanaler forenes alle strålene.I, 0, K, L innbyrdes og går respektiue gjennom dysene 26a, 27a, 26b, 27b som fører til oppnåelsen au fullstendig flate bånd som ikke har huerken langsgående spor eller ujeunheter i overflaten eller "flette-, spor".

Den dreiende bevegelse som tilføres ued hjelp au skruene til deigen, er således- avbrutt og omdannet til en lineær beuegelse, idet den tilførte lineære hastighet for huer deigstråle som kommer ut au gittersprederens kanaler, er den." samme for. alle stråler.

Den spesielle anordning au dysene tillater dessuten å sikre båndet en jeun tykkelse over'hele dettes tverrsnitt. Som det uil fremgå er i uirkeligheten dysene uist på fig. 10, • slissene som danner de to dyser '26 og 27 utstyrt med utuid-elser 34 og 35 på sidene. Denne anordning gjør det mulig å unngå et bel astningstap og en forsinkelse au deigen ued de to . ender au dysen, huilket uille ha ført til en svekkelse au kantene au den ekstruderte deig.

Slissen i dysen 26 f.eks. mottar de deigstråler som forlater de ti kanaler 32 anbragt i sirkelbue på den nedre

del au gittersprederen uistpå fig. '9. Som allerede nevnt, forlater disse stråler kanalene 32 med samme hastighet og for-bindes med hverandre i trykkutjevningskammeret 31 før de eks-

truderes gjennom dysen 26. I gjennomgangsøyeblikket i dysen vil alle ti stråler ha en identisk f<r>iksjonskoeffisient mot de øvre og nedre vegger av dysen. Hvis denne dyse hadde vært dannet av en jevn sliss ville derimot de to deigstråler som befant seg i ytterstillingene være utsatt dessuten for en frik-sjon mot sideveggene i dysen og der ville således oppstå et belastningstap og en forsinkelse ved de to ender.

Det er for å unngå denne ulempe at man begunstiger gjennomgangen for de to stråler sam befinner seg i ytterstillingene ved å utstyre de. to ender av hver dyse med sid er et-, tede utvidelser 34 og 35 slik at det for de to stråler i ytterstillingene sikres et større gjennomstrømningstverrsnitt enn For de øvrige stråler.

Rekkefølgen av operasjonene ved ekstruderingen er skjematiskvist på Fig. 1..Den ekstruderte deig Forlater deretter dysen 15 i Form av et bånd 24 som Fremdeles- er de.ig-Formet og buet oppover. Båndet går under stangen 6 og blir øyeblikkelig grepet av transportbåndet For tørketunnelen 8, idet spennstangen 5 som kan lø Ftes, beFinner seg i senket stilling (vist på Fig. 1 med brutte linjer). Man løfter deretter stangen 5 ved å la den svinge om aksen 6 for å føre den til en nesten vertikal stilling, og som kan varieres i avhengighet av den ønskede' spenning, hvilket igjen avhenger av plastisi-. teten i det deigformede bånd. Båndet 24 følger deretter en bane som er vist med hel trukne linjer på fig. 1.

I det tilfelle hvor man ikke anser det' nødvendig

å utsette båndet for noen som helst stramming ved utgangen fra ekstruderingsmunnstykket, kan man svinge spennstengene om aksen 7 for å føre dem til en helt horisontal stilling.

Etter gjennomgang gjennom tørketunnelen 8 går båndet mellom lamineringsvalsene 9 og blir deretter skåret over til brikker med ønsket dimensjon ved hjelp av den roterende kniv 1.2. De avskårne brikker, går deretter inn i steke tunnelen 13. Endelig blir de avkjølt på transportbåndet under virkningen av en kald luftstrøm før de pakkes og emballeres på kjentmåte.

Claims (7)

1. Ekstruderingsmunnstykke for en ekstruder med to samtidig roterende skruer, karakterisert v/ed at det omfatter et gitter som, anbragt mellom spissen av/ ekstruderskruen og trykkutjevningskammeret, er dannet av to rekker kanaler med parallelle akser, som alle befinner seg i samme avstand fra ekstrudermunnstykkets akse <p> g anbragt symmetrisk i forhold til det midtre plan for munnstykket langs, to motsatte sirkelbuer med samme diameter.

2. Munnstykke ifølge krav 1, karakterisert ved at gitteret omfatter en sentral kanal anbragt i aksen for munnstykket.

3. Munnstykke ifølge krav 1, karakterisert ved at de to rekker kanaler med parallelle akser i gitteret anbragt mellom spissen av hver ekstruderskrue. og trykkutjevningskammeret alle er anbragt med samme avstand fra symmetriplanet for de to ekstrudermunnstykker og er alle anordnet symmetrisk i forhold til det nevnte symmetriplan.

4. Munnstykke ifølge krav. 1-3, karakterisert ved at ekstruderingsdysen etter' gitteret har form' av en eller flere slisser.

5. Munnstykke ifølge et av kravene 1-3-, karakterisert ved at ekstruderingsdysen har en halvsirku-lær form, korsform eller rombeform.

6. Munnstykke ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at det er komplettert etter dysen og på siden av varmeorganet for ovnen som følger etter ekstru-deringsapparatet, ved hjelp av en eller flere spennstenger som kan løftes om en eller flere akser.

7 .. Munnstykke ifølge krav 6, karakterisert ved at de- løftbare spennstenger er anbragt over hverandre som en mellomvegg.