RU2043727C1

RU2043727C1 - Device for crushing and mixing chocolate products

Info

Publication number: RU2043727C1
Application number: RU93025336A
Authority: RU
Inventors: М.М. Беззубцева
Original assignee: Санкт-Петербургский технологический институт холодильной промышленности
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1993-04-27
Publication date: 1995-09-20

Abstract

FIELD: food industry. SUBSTANCE: device has a ring-shaped container fabricated from some non-ferromagnetic material. The container is provided with loading and unloading branch pipes. In the container there is a ferroelastic spiral-shaped rotor with its ends linked to the device drive. The container also has cylindrical ferromagnetic crushing tools decreasing in size in the product movement direction. Outside the container there are C-shaped direct current magnets, each connected to a switchboard for changing the polarity and increasing current from the first to the last magnet. EFFECT: higher efficiency. 2 dwg

Description

Электромагнитное устройство относится к пищевой промышленности, в частности к кондитерской ее отрасли, может быть использовано при приготовлении шоколадных масс. An electromagnetic device relates to the food industry, in particular to its confectionery industry, can be used in the preparation of chocolate masses.

Известна установка для приготовления шоколадных масс [1] которая содержит шариковую мельницу, насос с трубопроводом, резервуар исходной массы, дополнительный насос с регулируемым приводом, ультразвуковой вибратор с генератором ультразвуковых колебаний, приемник колебаний с пьезоэлектрическим элементом, электромагниты постоянного тока, смонтированные на наружной стороне корпуса мельницы и расположенные диаметрально со смещением один относительно другого на 90^о, системы автоматического регулирования частоты вращения валов мельницы и системы автоматического управления работой электромагнитов, причем каждая система содержит установленные усилитель сигнала, фазовый дискриминатор и блок управления, а усилители сигналов обеих систем соединены параллельно с блоком контроля дисперсного состава смеси через блок сравнения. При этом размольные шарообразные элементы выполнены из ферромагнитного материала.A known installation for the preparation of chocolate masses [1] which contains a ball mill, a pump with a pipeline, an initial mass reservoir, an additional pump with an adjustable drive, an ultrasonic vibrator with an ultrasonic oscillation generator, an oscillation receiver with a piezoelectric element, DC electromagnets mounted on the outside of the housing mills and located diametrically offset from each other by 90 ^° , automatic control systems for the rotation speed of the mill shafts and systems for the automatic control of the operation of electromagnets, each system containing an installed signal amplifier, phase discriminator, and control unit, and the signal amplifiers of both systems are connected in parallel with the control unit for the dispersed composition of the mixture through a comparison unit. At the same time, grinding spherical elements are made of ferromagnetic material.

В качестве прототипа выбрано электромеханическое устройство для обработки шоколадных масс [2] содержащее цилиндрическую емкость, ротор, постоянный электромагнит, загрузочный и разгрузочный патрубки и измельчающие ферромагнитные элементы, расположенные внутри емкости. Емкость для обработки массы расположена вертикально и стенка ее образована из нескольких элементов, составляющих постоянный магнит, а в средней части емкости установлена решетка из неферромагнитного материала. На роторе установлены прямоугольные лопасти для дополнительной обработки массы, причем лопасть в нижней части емкости перпендикулярна лопасти в верхней части, а измельчающие ферромагнитные элементы выполнены в форме шариков в верхней части емкости большего диаметра, чем в нижней. An electromechanical device for processing chocolate masses [2] was selected as a prototype. It contains a cylindrical container, a rotor, a permanent electromagnet, loading and unloading nozzles, and grinding ferromagnetic elements located inside the container. The tank for processing the mass is located vertically and its wall is formed of several elements that make up the permanent magnet, and in the middle part of the tank there is a grating made of non-ferromagnetic material. Rectangular blades are installed on the rotor for additional mass treatment, the blade in the lower part of the tank being perpendicular to the blade in the upper part, and grinding ferromagnetic elements made in the form of balls in the upper part of the larger diameter tank than in the lower one.

Задача, решаемая предлагаемым устройством, -увеличение интенсификации процесса измельчения, повышение качества готового продукта за счет его получения с ровным гранулированным составом в оптимальном диапазоне дисперсности. The problem solved by the proposed device is to increase the intensification of the grinding process, improving the quality of the finished product due to its production with an even granular composition in the optimal dispersion range.

Для решения этой задачи, в отличие от известного электромеханического устройства для обработки шоколадных масс, содержащего емкость с загрузочным и разгрузочным патрубками, размещенный в емкости ротор, соединенный с приводом, и измельчающие ферромагнитные элементы, размер которых уменьшается в направлении движения обрабатываемого продукта, и постоянный электромагнит с обмоткой управления, в предлагаемом техническом решении дополнительно установлены постоянные электромагниты, выполненные аналогично основному, каждый из электромагнитов имеет С-образную форму, установлен снаружи емкости и через обмотку управления соединены с коммутатором для переключения полярности и увеличения силы тока от первого электромагнита до последнего, емкость выполнена из неферромагнитного материала в форме кольца, а ротор из ферроэласта в виде винтовой спирали, причем с приводом соединены концы спирали, а измельчающие элементы имеют цилиндрическую форму. To solve this problem, in contrast to the known electromechanical device for processing chocolate masses, which contains a container with loading and unloading nozzles, a rotor connected to the drive and grinding ferromagnetic elements, the size of which decreases in the direction of movement of the processed product, and a constant electromagnet are placed in the container with a control winding, in the proposed technical solution additionally installed permanent electromagnets, made similar to the main one, each of the electromagnets it has a C-shape, is installed outside the capacitance and connected through a control winding to the switch to switch polarity and increase the current strength from the first electromagnet to the last, the capacitor is made of non-ferromagnetic material in the form of a ring, and the rotor is made of ferroelast in the form of a helical spiral, and the ends of the spiral are connected by a drive, and the grinding elements have a cylindrical shape.

На фиг.1 схематично представлено электромагнитное устройство для измельчения и перемешивания продуктов шоколадного производства; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1. Figure 1 schematically shows an electromagnetic device for grinding and mixing products of chocolate production; figure 2 section aa in figure 1.

Устройство содержит кольцевую емкость 1, выполненную из неферромагнитного материала. Внутри емкости 1 установлен ротор 2 в виде винтовой спирали из ферроэласта. Ферроэласт обладает электромагнитными свойствами и под действием электромагнитного поля изменяет толщину и геометрическую форму. Концы спирали соединены с приводом. Электромагниты 3 с обмотками управления 4 выполнены С-образной формы и установлены последовательно с внешней стороны емкости 1. Обмотки управления 4 электромагнитов 3 соединены с коммутатором (на фиг. 1 не указан). Коммутатор представляет собой электронную схему для регулирования силы тока в обмотках управления и поочередного переключения полярности. Коммутатор может быть выполнен, например, на специальных бесконтактных устройствах тиристорах. Внутри емкости 1 находятся ферромагнитные измельчающие элементы 5, выполненные цилиндрической формы. Емкость 1 имеет патрубки ввода 6 и вывода 7 продукта. The device comprises an annular tank 1 made of non-ferromagnetic material. Inside the tank 1, a rotor 2 is installed in the form of a helical spiral made of ferroelast. Ferroelast has electromagnetic properties and under the influence of an electromagnetic field changes the thickness and geometric shape. The ends of the spiral are connected to the drive. The electromagnets 3 with control windings 4 are made in a C-shape and installed in series on the outside of the tank 1. The control windings 4 of the electromagnets 3 are connected to a switch (not shown in Fig. 1). The switch is an electronic circuit for regulating the current strength in the control windings and alternating polarity switching. The switch can be performed, for example, on special contactless thyristor devices. Inside the tank 1 are ferromagnetic grinding elements 5, made of a cylindrical shape. Capacity 1 has nozzles for input 6 and output 7 of the product.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В кольцевую емкость 1 через патрубок ввода 6 поступает исходный продукт, например шоколадная масса или какао-тертое при включенном двигателе и подаче питания в обмотки управления. В магнитопроводах магнитодвижущие силы (м.д. с), создаваемые обмотками управления 4 по обе стороны емкости 1 между полюсами, складываются и магнитное поле замыкается через ферромагнитные элементы 5, обеспечивая их полное промагничивание. Ферромагнитные элементы 5, выполненные в форме цилиндров, притягиваясь и сцепляясь между собой поверхностями спирали и полюсами магнитопровода, образуют пространственные построения, которые непрерывно разрушаются за счет деформации винтовой спирали 2 и разности скоростей между неподвижной поверхностью емкости 1 и вращающейся и деформирующейся поверхностью спирали 2. Это обеспечивает механическую связь между рабочими органами устройства, которая проявляется в виде ударных, истирающих и сдвиговых силовых воздействий по частицам обрабатываемого продукта. Кроме того, спираль 2 под действием магнитного поля изменяет свою геометрическую форму, что также способствует разрушению структур и дополнительному силовому воздействию на продукт. Перемешивая продукт, спираль создает турбулентность его потоков в емкости 1. При прохождении через кольцевую емкость 1 готовый продукт выходит через патрубок 7. При изменении полярности цилиндрические измельчающие элементы 5 совершают поворот на 180^о, что усиливает ударное воздействие на продукт и перемешивает последний. Выполнение емкости из немагнитного материала, а электромагнитов 3 С-образной формы, охватывающих полюсными наконечниками емкость с внешней стороны позволяет:
создать требуемое условиями работы устройства направление силовых линий магнитного поля;
избежать наличия потоков рассеяния вдоль стенок емкости;
создать радиальное магнитное поле в объеме обработки, что способствует промагничиванию всей массы ферромагнитного заполнителя и позволяет создать равномерное распределение силового воздействия со стороны рабочих органов аппарата по частицам обрабатываемого продукта, исключая при этом наличие застойных зон.The initial product, for example, chocolate mass or cocoa liquor, with the engine turned on and the power supply to the control windings, enters the annular container 1 through the inlet 6. In magnetic circuits, magnetomotive forces (ppm s) created by the control windings 4 on both sides of the capacitance 1 between the poles are added and the magnetic field is closed through the ferromagnetic elements 5, ensuring their complete magnetization. The ferromagnetic elements 5, made in the form of cylinders, being attracted and interlocked by the surfaces of the spiral and the poles of the magnetic circuit, form spatial structures that are continuously destroyed due to the deformation of the helical spiral 2 and the speed difference between the fixed surface of the tank 1 and the rotating and deforming surface of the spiral 2. This provides a mechanical connection between the working bodies of the device, which manifests itself in the form of shock, abrasion and shear force effects on the particles Tyva product. In addition, the spiral 2 under the influence of a magnetic field changes its geometric shape, which also contributes to the destruction of structures and additional force on the product. By mixing the product, the spiral creates turbulence of its flows in the container 1. When passing through the annular container 1, the finished product exits through the pipe 7. When polarity is changed, the cylindrical grinding elements 5 rotate by 180 ^° , which enhances the impact on the product and mixes the latter. The implementation of the capacitance from non-magnetic material, and electromagnets 3 C-shaped, covering the pole tips of the capacitance from the outside allows:
create the direction of the magnetic field lines required by the operating conditions of the device;
avoid the presence of scattering fluxes along the walls of the tank;
create a radial magnetic field in the processing volume, which contributes to the magnetization of the entire mass of the ferromagnetic filler and allows you to create a uniform distribution of force from the working bodies of the apparatus over the particles of the processed product, eliminating the presence of stagnant zones.

Выполнение емкости кольцевой формы с расположенной по ее оси винтовой спирали из ферроэласта способствует введению дополнительного фактора механического возмущения, разрушения и организации структурных построений из ферромагнитных размольных тел за счет изменения в процессе работы расстояния между витками спирали при ее вращении. За счет создания турбулентности потоков осуществляется эффективное перемешивание продукта по всему объему емкости. The performance of a ring-shaped container with a helical spiral made of ferroelast located along its axis contributes to the introduction of an additional factor of mechanical disturbance, destruction, and organization of structural structures from ferromagnetic grinding bodies due to a change in the work process between the turns of the spiral during its rotation. Due to the creation of turbulence in the flows, effective mixing of the product over the entire volume of the tank is carried out.

В результате повышения интенсивности разрушения структурных построений увеличивается количество производственных контактов между размольными элементами и твердой фазой обрабатываемого продукта, что интенсифицирует процесс диспергирования и в совокупности с уменьшением размера рабочих элементов по ходу движения продукта позволяет получить более тонкий помол в оптимальном, требуемом технологией обработки диапазона дисперсности. Выполнение емкости кольцевой формы также позволяет наиболее просто расположить ее между полюсами наконечников электромагнитов, уменьшает габариты устройства и позволяет производить обработку продукта в тонком слое, что интенсифицирует механические процессы измельчения и перемешивания, улучшая качество продуктов. As a result of the increase in the destruction rate of structural structures, the number of production contacts between the grinding elements and the solid phase of the processed product increases, which intensifies the dispersion process and, together with a decrease in the size of the working elements along the product, allows finer grinding in the optimal dispersion range processing technology required. The implementation of the capacity of the ring shape also allows you to most easily place it between the poles of the tips of the electromagnets, reduces the dimensions of the device and allows you to process the product in a thin layer, which intensifies the mechanical processes of grinding and mixing, improving the quality of the products.

Оптимальные электромагнитные режимы работы устройства устанавливаются в зависимости от технологических требований, при этом регулирование силовых характеристик магнитного поля (за счет применения постоянного по знаку электрического тока) осуществляется просто, надежно, с минимальными затратами мощности на управление (10-20 Вт). Это позволяет создать надежно работающие, эффективные автоматизированные линии производства под заданные масштабы промышленной переработки сырья в готовую продукцию. The optimal electromagnetic modes of operation of the device are established depending on technological requirements, while the regulation of the magnetic field strength characteristics (due to the use of a constant current sign) is carried out simply, reliably, with minimal control power consumption (10-20 W). This allows you to create reliable, efficient automated production lines for a given scale of industrial processing of raw materials into finished products.

Предлагаемое устройство просто в изготовлении, не требует больших капитальных затрат и найдет широкое применение для измельчения других подобных продуктов. The proposed device is simple to manufacture, does not require large capital expenditures and will be widely used for grinding other similar products.

Claims

ELECTROMAGNETIC DEVICE FOR GRINDING AND MIXING PRODUCTS OF CHOCOLATE PRODUCTION, including a container with loading and unloading nozzles, a rotor connected to the drive in the container, and grinding ferromagnetic elements whose size decreases in the direction of movement of the processed product, and a constant solenoid with that it is equipped with additional permanent electromagnets similar to the main one, each of the electromagnets has a C-shape, mounted on the outside of the tank and connected through a control winding to the switch to switch polarity and increase the current strength from the first electromagnet to the last, the tank is made of non-ferromagnetic material in the form of a ring, and the rotor is made of ferroelast in the form of a helical spiral, and the ends of the spiral are connected to the drive, while the grinding the elements are cylindrical in shape.