PT101023B

PT101023B - Maquina para o vazamento doseado de produtos fluidos

Info

Publication number: PT101023B
Application number: PT101023A
Authority: PT
Inventors: Massimo Sanino
Original assignee: Soremartec Sa
Priority date: 1991-10-30
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1999-08-31
Also published as: US5273188A; SG44016A1; IE76122B1; EP0539646A1; ES2091902T3; CN1072897A; CN1036386C; JPH06194206A; PT101023A; DK0539646T3; DE69121570T2; IE922776A1; ATE141685T1; EP0539646B1; MC2320A1; GR3021248T3; DE69121570D1

Description

"MAQUINA PARA 0 VAZAMENTO DOSEADO DE PRODUTOS FLUIDOS" A presente invenção refere-se a máquinas para o v£ zamento doseado de produtos fluidos ou "fluentes" (por exemplo produtos líquidos, cremosos ou pastosos).

As máquinas deste tipo (correntemente conhecidas como máquinas "de vazamento" e ou máquinas "doseadoras") são largamente usadas em vários sectores da indústria e, em particular, na indústria da alimentação, para ò vazamento de quantidades medidas de produtos líquidos, cremosos ou pastosos, tais como, por exemplo, recheios, produtos de enchi- \ mento ou guarnições para produtos alimentares, tais como produtos de ;çonf e i tar i a . '·. A maioria das máquinas de enchimento/dosseadoras da técnica :anterior proporciona cilindros, para utilização na medição e na distribuição.

Os êmbolos, que podem deslocar-se de maneira substancialmente estanque nos cilindros, podem realizar um primeiro passeio de deslizamento no interior dos ci 1 indros.respectivos , durante o qual cada êmbolo introduz ou admite uma certa quantidade do produto no cilindro, e um passeio de distribuição ou descarga, que é usualmente efectuado no sentido oposto ao do passeio de carga, e durante o qual o êmbolo expele do cilindro, usualmente através de um injector na sua extremidade, uma quantidade medida de material previamente carregado no interior do cilindro. -2- -2-

Oescreve-se uma solução deste tipo, por exemplo, na patente de invenção norte-americana N9 4 787 534.

Um outro tipo de máquina doseadora muito difundido utiliza uma conduta de distribuição múltipla. Neste caso, o produto a vazar é enviado para uma conduta múltipla de distribuição, num fluxo substancialmente contínuo (isto é, em condições dinâmicas), derivando-se a partir dessa condjj ta múltipla de distribuição várias condutas de alimentação ou injectores, usualmente controlados por estruturas de . válvulas ou de torneiras, que podem ser movidas alternadamente para posições de abertura ou de fecho, de modo a de£ carregar quantidades medidas do produto da conduta múltipla de distribuição.

Ambas as soluções descritas atrás têm-se mostrado pouco satisfatórias na prática, quando o produto a distribuir é um produto arejado, isto é um produto contendo uma certa quantidade de substâncias gasosas ou aeriformes nele retidas. É o caso, por exemplo, da chamada mistura para me rengues que é usada na indústria da alimentação (em particular na indústria de doçaria) e que é preparada batendo claras de ovos e açúcar para se obter uma espuma, usualme£ te com a adição de aromas. Uma massa de mistura para merengues tem um peso específico da ordem dos 0,5 - 0,6, com binada com uma compressibi1idade mecânica elástica intrínseca devida â presença do ar retido no interior da mistura.

Outros produtos arejados usados correntemente na -3- / indústria da alimentação são, por exemplo, as natas batidas, a maionese, a mistura para pão-de-ló, etc. 0 vazamento de produtos arejados por máquinas com êmbolos do tipo descrito atrás tem o inconveniente de, pre cisament devido â grande quantidade de ar no produto, pode^ rem surgir condições nas quais a máquina tem muita dificuj_ dade, quer na carga do produto (por exemplo, pode carregar uma quantidade menor do que a pretendida em consequência da introdução de uma grande quantidade de ar), quer na di_s tribuição do produto (que tende a fazer-se por esguichos, de modo que o produto distribuído fica repartido de maneira não uni forme ).

No caso das máquinas com conduta de distribuição múltipla, além destes problemas, é também difícil assegurar que o produto distribuído o seja igualmente pelos vários injectores doseadores; isso deve-se - principalmente - à diferença dos trajectos que o fluxo do produto tem de seguir para chegar aos injectores.

Estes problemas significam, entre outras coisas, que existe uma grande dificuldade no doseamento preciso da quantidade do produto fornecido durante cada operação de vazamento.

Embora esta dificuldade seja tolerável quando a quantidade do produto fornecido durante cada operação de vazamento for muito grande, na prática é inuItrapassáve l quando se pretender distribuir quantidades medidas muito

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3 pequenas (por exemplo da ordem de 1/2 cm ) de um produto arejado com um peso específico baixo (0,5-0,6, no caso da mistura para merengues, ou mesmo valores mais baixos, por exemplo 0,3). 0 objecto da presente invenção consiste em proporcionar uma .máquina para o vazamento doseado de produtos fluidos que possa resolver completamente todos os problemas e dificuldades atrás descritos, em particular relativ_a mente ao vazamento de produtos arejados.

Segundo a presente invenção, atinge-se este objec-tivo com uma máquina com as características específicas descritas nas reivindicações anexas.

Descreve-se agora a presente invenção, apenas a t_£ tulo de exemplo não limitativo, com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam: A fig. 1, uma vista em alçado de frente de uma máquina formada segundo a presente invenção, com algumas peças cortadas, para maior clareza da ilustração; e A fig. 2, um corte feito pela linha (11 -11) da fig. 1.

Nos desenhos, indica-se com a referência (1) uma máquina para o vazamento doseado de produtos fluidos ou "fluentes", tais como produtos arejados, por exemplo mistura para merengues.

Como é conhecido, este produto é feito com claras de ovos, que são batidas para formar uma espuma, possível- mente com adição de açúcar e aromas, tais como chocolate, etc. Depois de um aquecimento posterior, por exemplo num forno, a mistura para merengues, devido ao endurecimento das claras de ovos, dá origem a um produto arejado conhecj_ do por merengue que é compacto mas ao mesmo tempo muito l£ ve, podendo ser usado quer para produzir peças de doçaria cobertas com natas, natas batidas ou similares, quer como recheios para produtos de doçaria recheados.

Os produtos arejados como a mistura para merengues, natas batidas, maionese, etc., são usualmente produzidos à escala industrial utilizando os chamados dispositivos tur-bomisturadores, um dos quais está ilustrado de uma maneira geral na fig. 1, com a referência (2).

Um turbomisturador é constituído essencialmente por um corpo de estator, geralmente cilíndrico, com nervuras ou apêndices análogos que se projectam radialmente para o interior da cavidade do estator. Um rotor, que pode rodar no interior do estator, tem lâminas que, em consequência da sua rotação induzida pelo movimento do rotor (naturalmente ao longo de trajectórias que não interferem com as nervuras do estator), têm uma forte acção batedora dos ingredientes da mistura para merengues que são admitidos na câmara do rotor, provindo de um depósito (V). A batedora para obter uma espuma é usualmente facilitada pela sopragem de ar para o in_ terior da cavidade do turbomisturador.

Tudo isto se faz de acordo com critérios amplamente conhecidos-, que não precisam de ser descritos em pormenor aqui, nem são relevantes para os fins do entendimento da presente invenção. 0 produto arejado (neste caso a mistura para mereji gue) preparada no turbomisturador (2) é fornecida através de um tubo (3) para um depósito de recolha (4), no qual se recolhe uma certa quantidade de mistura (M) para merengues. A velocidade com que funciona o turbomisturador (2) [ na prática, a velocidade com que a mistura para merengues passa pelo tubo (3) 3 é regulada de uma maneira consistente com o volume do depósito (4), de modo que o depósito (4), que está vedado na parte superior por uma tampa (5),nunca fique completamente cheio com a mistura para merengues.

Na prática, a mistura para merengues (M) apenas ocupa a parte inferior do depósito (4), deixando vazia a sua parte superior, que fica assim cheia com uma massa aeriforme (tipicamente ar). A parte superior do depósito (4) comunica com um regulador de pressão (6) (por exemplo, um dispositivo com uma câmara pneumática fechada, sob pressão), ligado a uma bomba^J) (usualmente uma bomba pneumática) que é operada intermitentemente em função do sinal detectado fornecido por um sensor barométrico (8), que é sensível à pressão da massa aeriforme na parte superior do depósito (4).

Em particular, a unidade de regulação da pressão (6,7,8) é ajustada de modo a manter a massa aeriforme que se encontra acima do nível da superfície livre da massa de mistura para merengues (M) do depósito (4), a uma pres^ são relativa da ordem de 2 a 3 N/m^ (0,2 - 0,3 atmosferas) L uma pressão absoluta de 12 a 13 N/m2 1(1 ,2 - 1,3 atmos- . feras) . A parte inferior do depósito (4), que tem em geral a forma de funil ou de calha (ver, em particular, a vista em corte na fig. 2), tem uma ou mais aberturas (9) para fornecer o produto (M) através de injectores de alimentação respectivos (10), que estão situados por baixo das aberturas (9), tendo usualmente a forma de funil, com a interposição de dispositivos de válvula (11) para controlar a descarga. As válvulas têm usualmente a forma de válvulas com obturadores rotativos, do tipo designado correntemente por obturadores cilíndricos machos.

Na forma de realização actualmente preferida, o de_ pósito (4) é geralmente alongado, de modo que pode dispor-fse por cima de um transportador horizontal (T), tal como um tapete ou uma correia contínuos accionados por uma unidade de accionamento (M). 0 depósito (4) está geralmente orientado transversa Imente em relação à direcção de trans_ porte do transportador (T).

Com referência à vista representada na fig. 1, a direcção de transporte do transportador é perpendicular ao plano do desenho, ficando portanto o depósito genericamente alongado (4) alinhado com o plano da folha. -8- -8-

Nesta forma de realização, as aberturas (9) ficam assim dispostas numa f iada recti l ínea que, visto que se es_ tende substancialmente ao longo do depósito (4), fica disposta perpendicu 1armente à direcção de transporte do trans portador subjacente (I). Os injectores de alimentação (10) estão dispostos de uma maneira análoga e os dispositivos de válvula (11) podem portanto incluir um único obturador cilíndrico macho, comum a todas as válvulas e que é constj_ tuído por um veio (12) com furos diametrais (13) correspondentes a pares análogos de aberturas (9) e injectores (10). 0 veio (12) é montado de maneira estanque, de modo a poder rodar em torno do seu próprio eixo num corpo de válvula (14) que, na prática, é constituído por um invólucro tubular montado por baixo do depósito (4), no alinhamento das aberturas (9).

Pelo menos uma extremidade do veio (12) está ligada a uma componente de accionamento (15). Este componente, constituído, por exemplo, por um motor eléctrico associado a uma unidade redutora, pode rodar o veio (12) entre: - uma posição de descarga (representada a cheio nas fig. 1 e 2), na qual cada um dos furos diametrais (13) está exactamente alinhado com uma abertura respectiva (9) Qque comunica com a cavidade do invólucro tubular (14) através de uma abertura correspondente (9a) no invólucro (14) ~\ e com o injector de distribuição subjacente (10), de modo que o produto (M) (mistura de merengues) pode ser descarregado do depósito (4), e - uma posição de fecho (representada esquematicamente a tracejado apenas na fig. 2), na qual os furos (13) estão em posições aproximadamente perpendiculares âs posições de descarga, de modo a fechar as aberturas (9) e (9a), impedindo assim que o produto (M) saia do depósito (4).

Entre a superfície interior do invólucro tubular (14) e a superfície exterior do veio (12), pelo menos nas duas extremidades do veio (12), há de preferência elementos de vedação (16), constituídos, por exemplo, por vedações tubulares. 0 vazamento doseado da massa (M) do depósito (4) pa ra o transportador ·. subjacente (T) tem assim lugar como co£ sequênca da rotação do veio (12) £ pelo motor (15) J entre a posição aberta e a posição de fecho atrás descritas.

Em particular, a quantidade de produto arejado (M) distribuído em qualquer instante particular dependerá Q se se mantiverem constantes outros factores, tais como as se£ ções transversais das aberturas (9) e (9a), dos furos (13) e dos injectores (10) 7 da duração do intervalo de tempo em que se mantém o veio (12) na posição de abertura. A requerente verificou que a solução funcional des crita permite vazar produtos arejados tais como, por exemplo, mistura para merengues, em quantidades medidas com uma precisão extrema, embora o peso específico do produto dis- - 1 0- tribuído seja muito baixo (por exemplo da ordem de 0,3), sendo extremamente pequenas as quantidades medidas que po-

O dem obter-se, por exemplo da ordem de 1/2 cm .

Em particular, verificou-se que, com a utilização da solução segundo a presente invenção, não se verifica ne nhum dos problemas encontrados com a alimentação de produtos arejados por máquinas de vazamento/doseadoras da técnica anterior (quer as do tipo de êmbolos, quer das com condutas de distribuição múltiplas), nos.injectores (10) ou nas aberturas de descarga Qas aberturas (9, 9a) e os furos (13)3-

Sem querer estabelecer uma ligação com qualquer teoria específica a este respeito, parece que este resultado pode atribuir-se principalmente ào facto.de, na máquina se gundo a presente invenção, a massa do produto arejado (M) a fornecer, ser mantida, de uma maneira substanciaimente . contínua e estática, sob uma pressão relativa moderada Q2 -- 3 N/m (0,2 - 0,3 atmosferas relativas) 3> sem as fases alternadas de admissão e compressão, típicas das máquinas doseadoras de êmbolo, sob a acção da câmara de pressão fo£ mada na parte superior do depósito (4); isso é muito pouco provável que se verifique, por outro lado, nas máquinas com conduta de distribuição múltipla, na qual o produto a distribuir se mantém em condições de pressão dinâmica pela a£ ção de bombagem do dispositivo que fornece o produto para a conduta de distribuição múltipla (tipicamente o turbo-misturador), com variações contínuas do nível de pressão e das condições, devido à abertura e ao fecho dos injectores de descarga e com perdas de pressão que variam em função dos trajectos diferentes que a massa do produto tem de seguir para chegar aos vários injectores de descarga.

Naturalmente que, mantendo-se o princípio da presente invenção, podem variar-se largamente os pormenores de construção e as formas de realização, em relação âs des. critas e ilustradas, sem que por isso nos afastemos dos ot) jectivos da presente invenção.

Claims

1 / 1. - Macuir.â para o vaaa~er.ro cossaco ce orocc.es fluidos (fluentes), caracterizada per incluir: - un depósito geralmente fechado (4) para recolher o produze (M) a vazar; - meios de alimentaçao (3) para alimentar o depósito com uma massa (M) do produto a vazar e deixando uma parte do depósito (4) vazia do produto (M); - meios áe regulaçao da pressão (6-8) para manter uma pressão gasosa substancialmente contínua e estática na par te vazia do depósito (4); e - meios de válvula (9 a 14), ligados ao depósito (4) e que podem ser comutados selectivamente (15) entre uma po siçao aberta, na qual o produto (M) pode ser descarregado do depósito (4) em quantidades doseadas através dos meios de váivu la (9 a 14), e uma posição de fecho, na qual os meios de válvula (9 a 14) impedem o produto de sair do depósito (4).

2, - Máquina de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada por os meios de alimentaçao (3) serem constituídos por um dispositivo (2) para produzir um produto arejado que deve ser vazado peia máquina (1) . /

3. - Máquina de acordo com a reivindicação 2, ca racterizada por o dispositivo (2) ser um turbomiscurador.

4. - Máquina de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizaca por os meios de regulação da pressão (6 a 8) manterem uma pressão gasosa relativa da ordem de 2 a 3 N/m2 (0,2 a 0,3 atmosferas) [uma pressão absoluta de 12 a 13 N/m2 (1,2 a 1,3 atmosferas)] na parte vazia do depósito (4).

5. - Máquina de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por o depósito (4) ter pelo menos uma abertura de saída (9) para o produto (M) a vazar, e por os meios de válvula (9 a 14) incluirem pelo menos um obturador móvel (12) com pelo menos um furo (13) que, na posição de abertura, pode ser colocado no alinhamento da aber tura (9) respectiva no depósito (4). 6. - racterizada por o lo menos um canal 7.- racterizada por o Máquina de acordo com a reivindicação 5, ca-obturador incluir um corpo rotativo com pede passagem (13). Máquina de acordo com a reivindicação 6, ca-obturador ser um corpo cilíndrico (12) com pelo menos um furo de passagem diametral (13).

tor o cepcsltc (^) ter urta a o procuto (M) a vazar e neluiren oelo menos ur obtures tos aura fiada corresoon- cicsçoes anteriores , caractenzaca fiaca ca aberturas ca saída (5) par per os meios de válvula (10 a 14) i rader comum (12) com furos (13) dis denta.

9.- Máquina de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizada per um dispositivo transportador (T) associado com a máquina poder deslocar o produto (M) fornecido pela máquina ao longo de um trajecto do movimento numa direcção predeterminada e por o depósito ter uma fiada de aberturas de saída (9) para o produto (M) a vazar, estando a fiada disposta generica mente perpendicular ao trajecto do movimento. f '

10.- Máquina de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizaca por estar associada com um dispositivo (2) para produzir mistura para merengues como produto arejado a vazar pela máquina (1).

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RESUMO "MÁQUINA PARA O VAZAMENTO DOSEADO DE PRODUTOS FLUIDOS" A mvençac rarere-se a una maquina para o vazamen-to doseaco de produtos fluidos. 0 produto a vazar, cue e tipicamente constituído por um produto arejado, tal como uma mistura para merengues ou similar, e. admitido num depósito (4) que e mantido fechado e apenas parcialmente preenchido com o produto (M) a vazar. Mantém-se uma pressão gasosa contínua, estática, relativa, na par te do depósito (4) que nao está ocupada pelo produto (M ), com um valor da ordem tipicamente 2 ou 3 N/m2 (0,2 a 0,3 atmosferas). O produto é vazado através de aberturas (9), na parte inferior do depósito (4), que estão associadas com injectores de distribuição (10) controlados por obturadores (12), de preferência do tipo cilíndrico macho. A aplicaçao preferida é para o vazamento de pe_ quenas quantidades medidas ce mistura de merengues, para a fabricaçao de merengues.