Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia maslopodobnego produktu o niskiej zawartoici tluszczu oraz urzadzenie do wytwarzania maslopo¬ dobnego produktu o niskiej zawartosci tluszczu.Znane jest okreslanie elektrycznej przewodnosci smietanki w cylindrze bijaka maselnicy o pracy ciaglej. Podawana przy tyim zaleznosc przewod¬ nosci wlasciwej smietanki od stopnia obróbki, wy¬ nika z doprowadzenia powietrza do smietanki.Doprowadzenie powietrza do smietanki jest zja¬ wiskiem ubocznym intensywnej przeróbki- mecha¬ nicznej. Udzial powietrza w przerabianym mate¬ riale, który w niektórych urzadzeniach jest tak duzy, ze przerabiany material spienia sie — nie oznacza jednak procesu przemiany w strukturze przerabianego materialu.Istnieje teoria, która przypisuje doprowadzaniu powietrza do smietanki pewne znaczenie dla pro¬ cesu tworzenia sie masla. Teoria ta znana pod na¬ zwa teorii masla spienionego, jest sluszna nie w calym zakresie. Istnieja -sposoby wytarzania ma¬ sla, które przebiegaja bez doprowadzenia powie¬ trza. Przeprowadzany pomiar nie pozwala jednak na okreslenie procesu przemiany to jest procesu tworzenia sie masla.Znany jest takze sposób produkcji maslopo¬ dobnego produktu mlecznego w maszynie, w któ¬ rej wstepnie obrabiana smietanka jest jedno¬ czesnie chlodzona. Wstepna obróbka polega przy tym w pierwszym rzedzie na podgrzewaniu smie¬ tanki p przed przerabianiem. Podgrzewanie jednak prze¬ ciwdziala w zasadzie dojrzewaniu. Maszyna do przerobu (smietanki' ma oprócz tego skomplikcH s wana budowe, bowiem zawiera kilka cylindrów usytuowanych w tuJer, które nalezy wprowadzic w ruch obrotowy. Taki uklad roboczy jest bardzo skomplikowany. Szybkosc przepustowa przerabia¬ nego produktu jest wzglednie niska co obniza wjr- io dajnodc maszyny. Sposób pracy maszyny sprawia, ze jej sprawnosc jest mala. Maszyna musi byc dodatkowo wyposazona w chlodnice. Maszyne ta¬ ka stosuje sie do wytwarzania tylko jednego pro¬ duktu.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania maslopodobnego produktu o malej zawartosci tluszczu, który nie ma wad sposobów znanych ze stanu techniki.Dalszym celem wynalazku }est opracowanie konstrukcji urzadzenia do wytwarzania maslopo¬ dobnego produktu o male} zawartosci tluszczu.Podstawowe zadanie wynalazku polega na tym, aby iprzez (pomiar, korzystnie, elektrycznej prze¬ wodnosci wlasciwej emulsji tluszczu w wodzie, kontrolowac w sposób ciagly proces obróbki, w konkretnym obszarze urzadzenia przetwórczego i pocrzez zastosowanie urzadzen sterujacych i re¬ gulujacych zagwarantowac niezmienna strukture produktu opuszczajacego urzadzenie przetwórcze.Cel wynalazku zostal osiagniety przez ta, le do 1S 1149413 przetwarzanej emulsji tluszczowej w wodzie, do¬ starcza sie mechanicznie tyle energii na jednostke objetosci, ze zositaje osiagniety wstepny stopien przemiany faz i powstanie zwiazana z tym odreb¬ na struktura posrednia, po czym przerywa sie do¬ starczanie energii a .powstaly stabilny produkt do¬ prowadza sie do dalszego zuzycia bez dodatkowej obróbki.Dopóki nie nastapi zadna zmiana w strukturze przetwarzanej emulsja- tluszczu w wodzie prze¬ wodnosc wlasciwa zmienia sie tylko nieznacznie skutkiem wnikania powietrza. Bezposrednio przed wystapieniem zmiany fazy emulsje tluszczu w wodzie przyjmuje odrebna, strukture posrednia, podprowadzi jdo naglego spadku elektrycznej prze¬ wodnosci wlasciwej. Ta odrebna struktura posred¬ nia jest produktem stabilnym, wykazuje maslo- POdobne wlasnosci i nie wydziela plynu. Produkt wykazuje podobna zawartosc tluszczu, co emulsja tluszczu w wodzie, jest wiec wzglednie ubogi w tluszcz* i wskutek tego o malej wartosci kalo¬ rycznej.Przy dalszym doprowadzaniu energii mechanicz¬ nej dochodzi1 do .przejscia struktury w warstwie wodnej w ziarnista emulsje wody w tluszczu.Cel wynalazku zostal osiagniety równiez przez to, ze elektroda porównawcza jest usytuowana na poczatku a elektrojda pomiarowa na koncu toru przerobu d sa polaczone tale, ze zmiana skokowa elektrycznej przewodnosci wlasciwej przy zmianie struktury produktu obrabianego, zwlaszcza, przy przejsciu emulsji "tluszczu w wodzie w odrebna strukture posrednia, wystepuje zmiana napiecia wyjsciowego mostka Wheatson'a. Mostek pomiaro¬ wy jest utworzony ze stalych rezystorów, elektro¬ dy pomiarowej i elektrody porównawczej korzyst¬ nie polaczonych z ukladem elektronicznym steru¬ jacym nastawnikami .parametrów ruchu maszyny.Jezeli do emulsji tluszczu w wodzie znajduja¬ cej sie w maszynie, doprowadzi sie mniej energii na jednostke objetosci niz wymaga tego utworze¬ nie struktury posredniej to napiecie na przekatnej mostka pomiarowego jest stosunkowo niskie.Zmiana parametrów ruchu maszyny powoduje wzrost doplywu przerabianej mieszaniny az do wystepowania odrebnej struktury posredniej, przy czym zmienia sie opornosc elektryczna elektirody pomiarowej, powodujac nagly wzrost napiecia wyjsciowego mostka pomiarowego. Wartosci na¬ piec wyjsciowych mostka moga byc wykorzystane do sterowania maszyny w ten sposób, ze przy przekroczeniu ustawionej górnej ustalonej war¬ tosci, zostaje nadany sygnal na jednym kanale przez napiecie wyjsciowe elektrody pomiarowej, przy przekroczeniu dolnej ustalonej wartosci zo¬ staje nadany sygnal na drugim kanale i ze pomie¬ dzy obydwu ustailonymi wartosciami, wskutek tego istnieje pewien obszar, wewnatrz którego napiecie wyjsciowe mostka pomiarowego nie wywoluje zad¬ nego sygnalu sterujacego, tak ze dla pewnej wiel¬ kosci napiecia wyjsciowego mostka pomiarowego wewnatrz tego obszaru nastawniki maszyny nie ^sa sterowane.Sposób wedlug wynalazku ma w stosunku do znanych sposobów te zalete, ze na podstawie po- 4 miaru przewodnosci wlasciwej podczas procesu przemiany emulsji tluszczu w wodzie w inna strukture, umozliwia przy niewielkioh nakladach finansowych w kazdej znanej maszynie o pracy 5 ciaglej wytwarzanie maslopodoibnego produktu lub masla z emulsji o malej wanitosci tluszczu i przez to niskokalorycznej.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 10 przedstawia cylinder bijaka maselnicy w prze¬ kroju, fig. 2 — schemat przebiegu zmian elek¬ trycznej przewodnosci wlasciwej.W cylindrze bijaka znanej maselnicy o pracy ciaglej, skladajacej sie z cylindra 1 i -bijaka 2 jest js usytuowana elektroda pomiarowa 4 przy wyjsciu z cylindra 1 i elektroda porównawcza 3 przy wejsciu do cylindra 1. Elektrody te sa polaczone ze stalymi rezystorami 5, tworzac mostek pomia¬ rowy sterujacy parametrami ruchu maszyny po- 20 przez zespól regulujacy 6.Obydwie elektrody sa usytuowane w sciankach cylindra tak, ze nie zaklócaja przebiegu pracy.Fig, 2 przedstawia wykres elektrycznej przewod¬ nosci wlasciwej w ciagu calego procesu wytwarza- 25 nia masla. Do cylindra 1 bijaka wprowadza sie emulsje tluszczu w wodzie, a poprzez ruch. bijaka 2 dostarcza sie energie mechaniczna. Przy tym zachodzi w czasie przetwarzania przemiana emul¬ sji tluszczu w wodzie w odrebna strukture po- 30 srednia. Jezeli doprowadza sie mechanicznie ener¬ gie w stopniu nie wystarczajacym do spowodowa¬ nia przemiany emulsji tluszczu w wodzie w odtebna strukture posrednia, to na przekatnej mostka wystepuja tylko male zmiany napiecia 35 wyjsciowego mostka pomiarowego, wywolane przez wnikanie do smietanki pecherzyków powie¬ trza.Przy powiekszaniu ilosci doprowadzanej energii na jednostke objetosci, np. przez zmniejszenie 41 zdolnosci przepustowej przy stalej ilosci obrotów bijaka, otrzymuje sie przedstawiony na fig. 2 przebieg krzywej.Na odcinku A krzywej nie zachodzi zadna zmiana struktury emulsji tluszczu w wodzie. Za- 45 czyna sie ona w punkcie Pi r konczy w punkcie P2. Obejmuje ona wiec odcinek B krzywej. Od¬ cinek C krzywej przedstawia obszar odrebnej struktury, odpowiadajacy wytworzeniu stabilnego produktu maslopodobnego. 50 W punkcie P8 odrebna struktura posrednia przechodzi w emulsje wody w tluszczu w warun¬ kach wystapienia cieczy, co oznacza ze tworza • sie drobiny masla. Krzywa ilustruje równiez za¬ leznosc napiecia mostka od. ilosci obrotów bijaka 55 przy stalej zdolnosci przepustowej Ol Zespól re¬ gulujacy 6 jest tak ustawiony, ze pracuje na od¬ cinku B krzywej.Sposób wytwarzania wedlug wynala-zku ma szczególne znaczenie przy produkcji maslopodob- 60 nych produktów o niskiej zawartosci tluszczu ze smietany, zwlaszcza o zawartosci tluszczu wyno¬ szacej od 40—60%. Na przyklad jako surowiec wyjsciowy nalezy stosowac smietane o zawartosci tluszczu wynoszacej 49%. Doprowadzenie odpo- 65 wiedniej ilosci energii mechanicznej do bijaka114 941 5 6 maszyny do wytwarzania masla w zaleznosci od wartosci surowca wyjsciowego powoduje skokowe przejscie do opisanej struktury posredniej. Do wlasciwosci surowca wyjsciowego naleza zawar¬ tosc tluszczu, kt6ra w tym przykladzie zostala przyjeta jako 45%, temperatura i wartosc pH.Temperatura powinna przy *tym korzystnie miescic sie w granicach od 280 K—290 K, a wartosc pH od 4,5—7. Wartosci te okreslaja w pierwszym rze¬ dzie konieczna ilosc energii na jednostke objetosci dla osiagniecia, struktury posredniej.Parametry pracy zastosowanego urzadzenia do wytwarzania masla nalezy tak nastawic, ze z chwtila osiagniecia struktury posredniej, material przerabiany opuszcza odcinek obróbki. Utworzony trwaly produkt koncowy poscada wtedy przy za¬ stosowaniu smietany o zawartosci 45% tluszczu, jako surowca wyjsciowego, taki sam procentowo sklad jak surowiec wyjsciowy, a wdec 45% tlu¬ szczu; okolo 50% wody i okolo* 5% maiy suchej.Wartosci parametrów pracy sa zalezne od zasto¬ sowanego urzadzenia do wytwarzania masla, zwla¬ szcza od rodzaju, sposobu dzialania, typu i wy¬ dajnosci. Dana. jest tylko konieczna energia na jednostke objetosci dla przerabianego surowca, która w odpowiedniej ilosci doprowadzana jest do przerabianego surowca za pomoca urzadzenia we¬ dlug wynaflazku. *¦ Punkt wyjsciowy zaproponowanego rozwiazania stanowi obserwacja i sterowanie procesu tworze¬ nia sie masla w maselnicy za pomoca pomiaru przewodnosci elektrycznej przy zastosowaniu po¬ wszechnie .znanego urzadzenia sterujacego i regu¬ lacyjnego, które steruje procesem wytwarzania masla przez doprowadzenie energii do produktu wyjsciowego. Ilosc doprowadzonej energii mecha¬ nicznej potrzebnej do przeksztalcenia jednostka objetosci smietanki w strukture posrednia jest przy tym zalezna od wlasnosci smietanki stanowia¬ cej produkt wyjsciowy. Szczególny wplyw na te wielkosc ma zawartosc tluszczu, temperatura i wartosc pH.Sposób wytwarzania maslopodoibnego produktu 0 niskiej zawartosci tluszczu jest zobrazowany na ponizszym przykladzie.Przyklad. Do cylindra maselnicy dostarczono 1 1 smietanki o zawartosci tluszczu wynoszacej 40,5% i wartosci pH 4,9. Proces prowadzono w temperaturze wynoszacej 284,5 K. Zuzycie energii potrzebnej do wytworzenia struktury posredniej wynioslo 0,36.1(W.Odchylenia od1 tych warunków powoduja inne wymagane ilosci enengii. Niezbedny wydatek energii doprowadzonej do przerabianego materialu jest zalezny od' rodzaju i konstrukcji urzadzenia, w którym jest prowad»zony ten proces. Urzadzenie wedlug wynalazku jest wiec skonstruowane tak, ze nie okresla bezposrednio wymaganej do uzys¬ kania struktury posredniej ilosci energii, dopro¬ wadzonej do przerabianego materialu, lecz za po¬ moca pomiaru okresla stan, który odpowiada wla¬ sciwemu doprowadzeniu energii, a wiec ustala kie¬ dy jest juz uzyskany zadany produkt, a nastepnie przerywa doprowadzenie energii.W maselnicach o pracy nieciaglej proces prze¬ róbki jeist przerywany natychmiast wtedy, gdy urzadzenie wedlug wynalazku- zasygnalizuje za¬ gniecie zadanego stanu.W maselnicach o pracy ciaglej, na przyklajd dzia¬ lajacych zgodnie z zasada, dr. Fritz'a doprowadzo¬ na' energia jest okreslana przec stosunek miedzy iloscia materialu przerabianego, w urzadzeniu na jednostke czasu a liczba obrotów hijaka. Równiez tutaj jest doprowadzana regulowana dlosc energii, odpowiednio do wartosci pomiarowej, która repre¬ zentuje stan produktu koncowego. Bezposredni obwód regulacji moze sterowac iHoscia energii na jednostke czasu lub liczba obrotów tak, ze uzysttea sie zadany produkt strukture posrednia.Proces tworzenia, grudek masla przez doprowa¬ dzenie energii mechanicznej, jak na przyklad we wszystkich znanych urzadzeniach do wytwarzania masla przebiega tak, ze doprowadzenie mniejszej ilóscii' energii na jednostke olbjetosci przerabianego materialu wywoluje mikroprocesy miedzy kulkami tluszczu, jednak nie prowadzi do zadnej zmiany struktury podstawowej. Jezeli osiagnie sie okres¬ lona ilosc energii na jednostke objetosci, która za¬ lezy od konsystencji, produktu wyjsciowego, zmie¬ nila sie struktura podstawowa- Nr'e osiaga sie przy tym jednak innej postaci emulsji, a wiec emulsji, wody w tluszczu, lecz najpierw uzyskuje sie sto¬ pien posredni strukture posrednia. Szczególnymi wlasnosciami tej struktury posrednliej sa stabil¬ nosc, zdolnosc wiazania cale} zawartosci wody produktu wyjsciowego, zdolnosc tworzenia sóe produktu. Poprzez dalsze mechaniczne doprowa¬ dzanie energii struktura ta posredoia przspfcodzi" w inna postac emuOsji, a wiec w wodnista faze ziarnistej emulsji wody w tiuszczu.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania) maslopodobnego produk¬ tu o na&Juefl zawartosci tluszczu, znamienny tym, ze do przetwarzanej emulsji' tluszczu w wodzie dostarcza sie mechanicznie tyle energii na jed¬ nostke objetoscd, ze zostaje osiagnety wstepny sto¬ pien przemiany faz i powstanie zwiazanej z tym odrebnej struktury posredniej, po czym przerywa sae dostarczanie energii, a powstaly stabilny pro¬ dukt doprowadza, sie do dalsaego zuzycia bez do¬ datkowej obrólbk. 2. Urzadzenie do wytwarzania maslopodobnego produktu o niskiej zawartosoi tluszczu, zawieraja¬ ce cylinder z bijakiem oraz elektrode porównaw¬ cza i elektrode pomiarowa zamocowane do cylindra, znamienne tym, ze elektroda porównawcza (3) jest usytuowana na poczatku a elektroda pomiarowa (4) na koncu toru przerobu mechanicznego pro¬ duktu obrabianego i sa polaczone tak, iz zmiany, skokowe elektrycznej przewodnosci wlasciwej przy zmianie struktury produktu obrabianego, zwlaszcza przy przejsciu emulsji- tluszczu w wo¬ dzie w odrebna strukture posrednia wystepuje zmiana napiecia wyjsciowego mostka Wheatson^ 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym/ ze mostek pomiarowy utworzony ze stalych rezy- 10 15 20 25 36 35 40 45 50 06114 941 storów (5 elektrody pomiarowej} <4) i elektrody porównawczej (3) jest korzystnie polaczony z urza¬ dzeniem elektronicznym^ do sterowania nastawni¬ ków parametrów mich-u maszyny, które przy prze¬ kroczeniu ustawionej., okreslonej wartosci, górnej napiecia wyjsciowego mostka pomiarowego (6) steruje sygnalem jednego kanaiu regulacyjmego, a prtey przekroczeniu ustawionej okreslonej wartosci dolnej, steruje sygnalem, drugiego kanalu, przy czyim pomiedzy ustalonymi wartosciami istnieje obszar, wewnatrz którego napnecie wyjsciowe mostka pomiarowego (6) nie wywoluje zadnego sy¬ gnalu sterujacego i w tym zakresie napiecia wyj¬ sciowego mostka pomiarowego (6) nastawniki nie sa sterowane. , .Fig. 1 u "2 l __ i "" r \ __f-j4 i iii jlu— ^ *ap Fig. 2 PZGraf. Koszalin D-517 90 egz. A-4 Cena 100 zl PL