Устройство для закрученного экструдированного пищевого продукта - RU2571653C2

Чертежи

Показать все 12 чертежа(ей)

Описание

Область техники

Настоящее изобретение относится к экструдированным продуктам и, в частности, к обработке потока продукта из экструдера для достижения требуемой формы.

Уровень техники

Экструдеры используют при приготовлении различных продуктов, включая пищевые продукты, такие как готовые к употреблению зерновые продукты. Экструдеры, такие как экструдеры с пропариванием, могут оказаться желательными, поскольку в этом случае одна машина за короткое время может производить большие количества заварного теста. Эти экструдеры с пропариванием могут быть использованы для приготовления экструдатов заварного теста, которые затем могут быть формованы в отдельные зерновые продукты или изделия в виде снеков. Формование этих продуктов может предусматривать поднятие теста продуктов для образования конечных поднятых готовых к употреблению зерновых продуктов. Согласно другому варианту возможности экструдера и характеристики заварного теста на основе зерновых продуктов таковы, что тесто поднимается сразу же при экструдировании и нарезается на отдельные поднятые продукты в головке экструдера.

Сущность изобретения

Таким образом, настоящее изобретение относится к устройству и способу получения, по существу, спирального формованного пищевого продукта. Устройство содержит матрицу, содержащую несколько отверстий, расположенных по кругу относительно центра. Кроме того, устройство содержит по меньшей мере один отрезающий нож, расположенный для вращения относительно центра и при вращении периодически проходящий полностью поперек каждого из отверстий. Кроме того, устройство содержит несколько нарезающих ножей, расположенных для отдельного вращения вокруг одного из нескольких отверстий. Дополнительно, эти несколько нарезающих ножей расположены для непрерывного прохождения менее чем полностью поперек одного отверстия. Кроме того, устройство содержит планетарный соединительный механизм, предназначенный для обеспечения возвратно-вращательного движения между по меньшей мере одним отрезающим ножом и несколькими нарезающими ножами.

Кроме того, настоящее изобретение относится к формовочному узлу для получения отдельного спирального пищевого продукта. Формовочный узел содержит головку, содержащую по меньшей мере одно отверстие, центрированное на оси отверстия. Это по меньшей мере одно отверстие проходит до выхода отверстия, а также обеспечивает перемещение потока пищевой массы через отверстие и из выхода отверстия. Формовочный инструмент содержит по меньшей мере один нарезающий нож, расположенный, по меньшей мере, над частью выхода отверстия для нарезания потока пищевой массы на несколько частей пищевой массы. Соединительный механизм входит в зацепление с формовочным инструментом для обеспечения вращения нарезающего ножа для скручивания нескольких частей пищевой массы в спиральный поток пищевой массы. Нарезающий нож одновременно нарезает и скручивает поток пищевой массы для создания спирального потока пищевой массы. Обжимное устройство используют для резки спирального потока пищевой массы на отдельные спиральные пищевые продукты.

Краткое описание чертежей

Применения настоящего изобретения станут очевидными специалистам в данной области техники после прочтения последующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи,

где на фиг.1 представлен схематический вид примерного рабочего варианта осуществления настоящего изобретения;

на фиг.2 представлен вид в разрезе формовочного узла, содержащего формовочный инструмент в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг.3 представлен вид слева ножа формовочного инструмента в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг.4 представлен вид спереди ножа, показанного на фиг.3;

на фиг.5 представлен первый вид в перспективном изображении примерного формовочного узла, у которого опорная плита формовочного инструмента удалена;

на фиг.6 представлен второй вид в перспективе примерного формовочного узла с опорной плитой формовочного инструмента;

на фиг.7 представлен вид в разрезе формовочного узла, содержащего формовочный инструмент в соответствии со вторым примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг.8 представлен вид в перспективе нарезающего ножа в соответствии со вторым примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг.9 представлен вид в перспективе нарезающего ножа в соответствии со вторым примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг.10 представлен первый вид в перспективе второго примерного формовочного узла, у которого опорная плита формовочного инструмента удалена;

на фиг.11 представлен второй вид в перспективе второго примерного формовочного узла с опорной плитой формовочного инструмента;

на фиг.12 представлен схематический вид второго примерного рабочего варианта осуществления настоящего изобретения;

на фиг.13 представлен частичный вид в перспективе второго примерного формовочного узла, на котором показан спиральный поток пищевой массы, подаваемой в обжимное устройство.

Подробное описание изобретения

Рассмотрим фиг.1. Согласно одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения пищевую массу 10 перемещают через экструдер 12 в формовочный узел 14 и превращают в спиралевидный пищевой продукт 15. Пищевую массу 10 обрабатывают одним или несколькими шнеками в экструдере 12. Пищевую массу 10 подвергают относительно высокому давлению, в результате чего вода в пищевой массе 10 перегревается. Рецептура пищевой массы 10 может быть составлена так, что полученный в результате отдельный пищевой продукт 15 представляет собой изделие в виде снека или зерновой продукт, или любой другой вид съедобного продукта.

Рассмотрим фиг.2. Согласно этому примерному варианту осуществления формовочного инструмента формовочный узел 14 содержит каналообразующую матричную плиту 16, взаимодействующую с экструдером 12 и образующую один или несколько выходных каналов 18. Выпуск 20 экструдера 12 расположен на поверхности 22 каналообразующей матричной плиты 16. Пищевая масса 10, все еще под высоким давлением, протекает по поверхности 22 в один или несколько выходных каналов 18. Пищевая масса 10 движется по каналу 24 между выпуском 20 экструдера 12 и выходным каналом 18. Канал 24 может быть образован плоской поверхностью 22 и канавкой, выполненной в экструдере 12, или плоской поверхностью экструдера 12 и канавкой на поверхности 22, или дополнительной пластиной, помещенной между экструдером 12 и каналообразующей матричной плитой 16.

Формовочный узел 14 содержит матрицу, содержащую по меньшей мере одно отверстие 28, отцентрированное на оси 40 отверстия. Это по меньшей мере одно отверстие 28 проходит к выходу 32 отверстия, а также обеспечивает перемещение потока пищевой массы 10 через отверстие 28 и из выхода 32 отверстия. Хотя матрица может содержать лишь одно отверстие 28, матрица может содержать и несколько отверстий 28, расположенных вокруг оси 60 шпинделя, причем каждое из нескольких отверстий 28 отцентрировано на соответствующей оси 40 отверстия.

Согласно этому примерному варианту осуществления настоящего изобретения формовочный узел 14 содержит опорную плиту 26 формовочного инструмента, прилегающую к каналообразующей матричной плите 16. Плиты 16, 26 образуют отверстия 28, 30, совпадающие и сообщающиеся между собой для образования выходного канала 18. Для повышения давления пищевой массы 10 отверстие 30 плиты 26 перед выходом 32 выходного канала 18 сужается относительно отверстия 28.

Согласно одному альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения перед выходом 32 в пищевую массу 10 могут быть добавлены один или несколько красителей для изменения визуального внешнего вида готового пищевого продукта 15. Кроме того, один или несколько субпотоков пищевой массы 10 могут быть объединены для изменения вкуса, внешнего вида и/или структуры готового пищевого продукта 15. Согласно этому примерному варианту осуществления настоящего изобретения в выходном канале 18 размещена вставка 34 для обеспечения добавок двух разных красителей, причем первый краситель добавляют на внешнюю сторону пищевого продукта, только что появившегося из выхода 32, а второй краситель на внутреннюю сторону пищевого продукта, только что появившегося из выхода 32. Вставка 34 содержит осевую часть 35, отцентрированную и проходящую по оси 40 отверстия или оси 40 выходного канала 18.

При использовании вставки 34 результирующий поток пищевой массы 10 включает в себя первую пищевую массу, окруженную второй пищевой массой, когда поток пищевой массы 10 выходит из выхода 32 отверстия. Первая и вторая пищевые массы отличаются друг от друга по меньшей мере одним из следующего: цвет, вкус и структура. Если используют две пищевые массы, для подачи второй пищевой массы во вставку 34 может быть использован второй экструдер 12a. Второй экструдер 12a может содержать выпуск 20a, через который осуществляют подачу второй пищевой массы во вставку 34. Вторая пищевая масса движется по каналу 24a между выпуском 20a экструдера 12a и вставкой 34.

На выходе 32 пищевая масса 10 выходит из состояния высокого давления. Формовочный узел 14 расположен рядом с выходом 32 и содержит формовочный инструмент 36 на выходе 32 для придания спиральной или винтовой формы пищевой массе 10, выходящей из выхода 32. Формовочный инструмент 36 согласно этому примерному варианту осуществления настоящего изобретения содержит нож 38, проходящий, по меньшей мере, частично поперек выхода 32. Формовочный инструмент 36 вращается вокруг оси 40 отверстия или центральной оси 40 выхода 32, когда пищевая масса 10 выходит из выхода 32.

Согласно этому примерному варианту осуществления настоящего изобретения нож 38 проходит полпути поперек выхода 32. Свободный или консольный конец 42 ножа 38 (показанный на фиг.3 и 4) находится в канавке 44 осевой части 35 для того, чтобы уменьшить вероятность отклонения ножа 38. Канавка 44 является кольцевой и проходит вокруг оси 40. Примерный нож 38 содержит вырез 46, форма которого выполнена соответствующей форме дна канавки 44. Согласно одному возможному альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения нож мог бы проходить полностью поперек выхода 32 в отличие от ножа 38, проходящего поперек выхода 32 частично.

Согласно одному альтернативному варианту осуществления формовочный инструмент 36 содержит по меньшей мере один нарезающий нож 38, расположенный, по меньшей мере, над частью выхода 32 отверстия для нарезания потока пищевой массы 10 на несколько частей пищевой массы. Нарезающий нож 38 одновременно нарезает и закручивает поток пищевой массы 10 для того, чтобы создать спиральный поток пищевой массы 11, выходящий из выхода 32 отверстия. Нарезающий нож 38 характеризуется толщиной t_b, проходящей аксиально по оси 40 отверстия, для нарезания потока пищевой массы 10 на несколько частей пищевой массы, когда поток пищевой массы 10 выходит из выхода 32 отверстия. Толщина нарезающего ножа 38 позволяет нарезающему ножу 38 одновременно нарезать и закручивать поток пищевой массы 10 в спиральный поток пищевой массы 11, выходящий из выхода 32 отверстия. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления нарезающий нож 38 нарезает поток пищевой массы 10 на несколько частей пищевой массы равного размера. Хотя может быть использован и один нарезающий нож 38, как показано на фиг.8, также могут быть использованы несколько нарезающих ножей 38, как показано на фиг.9.

Как показано на фиг.8 и 9, формовочный инструмент 36 может содержать пластинчатую часть 62 кольцевой формы, содержащую наружную периферийную поверхность 66 пластины и внутреннюю периферийную поверхность 68 пластины. Хотя согласно этому примерному варианту осуществления пластинчатая часть 66 характеризуется кольцевой формой, пластинчатая часть 66 может быть любой формы, известной в данной области. Внутренняя периферийная поверхность 68 пластины ограничивает отверстие 70 пластины, лежащее поверх выхода 32 отверстия. Поток пищевой массы 10 подают из выхода 32 отверстия и через отверстие 70 пластины. Пластинчатая часть 62 может содержать по меньшей мере одну опорную часть 64, проходящую наружу от наружной периферии 66 пластины. Опорная часть 64 содержит посадочное отверстие 72, в которое может входить крепежный механизм, такой как палец или винт, для прикрепления пластинчатой части 62 к формовочному узлу 14. Согласно этому предпочтительному варианту осуществления пластинчатая часть 62 прикреплена к сателлитной шестерне 48, причем во время работы пластинчатая часть 62 вращается вместе с сателлитной шестерней 48.

Как показано на фиг.8, нарезающий нож 38 проходит поперек отверстия 70 пластины, причем толщина t_b ножа проходит в аксиальном направлении по оси 40 отверстия для нарезания подаваемого в аксиальном направлении потока пищевой массы 10 на несколько частей пищевой массы. Следует отметить, что несколько частей пищевой массы получают из одного жгута потока пищевой массы 10, нарезаемого нарезающим ножом 38, когда поток пищевой массы 10 подают через нарезающий нож 38. Согласно этому предпочтительному варианту осуществления несколько частей пищевой массы характеризуются одинаковым размером.

Поскольку пластинчатая часть 62 и нарезающий нож 38, расположенные в отверстии 70 пластины, вращаются, происходит скручивание нескольких частей пищевой массы в спиральный поток пищевой массы 11. При использовании нескольких нарезающих ножей 38, как показано на фиг.9, нарезающие ножи 38 могут быть разнесенными на равное расстояние по внутренней периферийной поверхности 68 пластины пластинчатой части 62 для нарезания потока пищевой массы 10 на несколько частей пищевой массы равного размера. Согласно этому альтернативному варианту осуществления несколько нарезающих ножей 38 пересекаются или взаимодействуют друг с другом в центре отверстия 70 пластины.

Формовочный инструмент 36 прикреплен к сателлитной шестерне 48. Формовочный инструмент 36 прикреплен к шестерне 48 с возможностью снятия так, чтобы при необходимости в этом формовочный инструмент 36 можно было заменить. Этот примерный формовочный инструмент 36 вращается вокруг оси 40 за счет взаимодействия между сателлитной шестерней 48, основной или солнечной шестерней 50, шпинделем 52 и электродвигателем 54 (показанным на фиг.5). Электродвигатель 54 вращает шпиндель 52. Шпиндель 52 и солнечная шестерня 50 соединены для одновременного вращения вокруг оси 60 или оси 60 шпинделя. Солнечная шестерня 50 и сателлитная шестерня 48 находятся в зацеплении для возвратно-вращательного движения относительно друг друга. Кроме того, солнечная шестерня 50 и сателлитная шестерня 48 могут находиться в зацеплении для любого вращательного движения относительно друг друга.

Пластины 16 и 26 содержат несколько выходных каналов, подобных выходному каналу 18, причем выходные каналы расположены вокруг оси 60.

Компоновка и действие формовочного инструмента 36 приводят в результате к тому, что после формовочного инструмента 36 пищевая масса 10 закручивается, скручивается в спираль и/или характеризуется винтообразной формой. Частота вращения формовочного инструмента 36 вокруг оси 40 может варьировать с тем, чтобы варьировать степень закручивания. Другими словами, варьированием частоты вращения формовочного инструмента 36 можно варьировать относительную плотность спирали. Кроме того, чтобы варьировать степень закручивания, в сочетании с варьированием частоты вращения формовочного инструмента 36 можно варьировать скорость, с какой пищевая масса 10 выходит из выхода 32.

Формовочный узел 14 этого примерного варианта осуществления настоящего изобретения содержит резак 56, предназначенный для разделения потока пищевой массы 10 на отдельные пищевые изделия 15. Резак 56 может содержать один или несколько ножей 58, вращающихся вокруг оси 60. Ось 60 согласно этому примерному варианту осуществления настоящего изобретения представляет собой центральную ось экструдера 12, причем она отстоит от оси 40 и параллельна ей. Резак 56 закреплен относительно шестерни 50 и шпинделя 52 для одновременного вращения. Частота вращения резака 56 вокруг оси 60 может быть изменена относительно частоты вращения формовочного инструмента 36 путем изменения числа зубьев или передаточного числа шестерен 48 и 50.

Для того чтобы разделить отдельные спиральные пищевые продукты 15 из потока пищевой массы 10, в дополнение к резаку 56 может быть использовано обжимное устройство 74. Обжимное устройство 74 может быть использовано для того, чтобы разделить спиральный поток пищевой массы 11 на отдельные спиральные пищевые продукты 15. То есть обжимное устройство 74 защипывает и нарезает спиральный поток пищевой массы 11 в отдельный спиральный пищевой продукт 15. Согласно этому примерному варианту осуществления обжимное устройство 74 находится на расстоянии от формовочного инструмента. Обжимное устройство отделено и отличается от формовочного узла 14.

Согласно этому примерному варианту осуществления обжимное устройство 74 содержит по меньшей мере один приемный канал 76, сообщающийся с выходом 32 отверстия 28. Приемный канал 76 принимает спиральный поток пищевой массы 11 из формовочного инструмента 36 для того, чтобы разделять, защипывать или нарезать спиральный поток пищевой массы 11 на отдельные спиральные пищевые продукты 15.

Хотя обжимное устройство 74 может содержать один приемный канал 76, соответствующий одному выходу 32 отверстия в формовочном инструменте 36, обжимное устройство 74 согласно предпочтительному варианту осуществления содержит несколько приемных каналов 76. Если используют несколько приемных каналов 76, каждый из этих нескольких приемных каналов 76 сообщается с одним из выходов 32 нескольких отверстий 28. То есть каждый из приемных каналов 76 соответствует выходу 32 отверстия для приема спирального потока пищевой массы 11 из соответствующего отверстия 28 и разделения этого спирального потока пищевой массы 11 на отдельные спиральные пищевые продукты 15.

Согласно этому примерному варианту осуществления обжимное устройство 74 может представлять собой любое обжимное устройство или резак, известные в данной области, включая, кроме прочего, устройство для плющения зерновых продуктов.

Таким образом, между шестернями 48, 50 образован планетарный соединительный механизм для обеспечения вращения отрезающего ножа 58 и формующего ножа 38. Варианты осуществления настоящего изобретения могут содержать несколько формующих ножей 38 и несколько отрезающих ножей 58. Планетарный соединительный механизм обеспечивает компактную компоновку для нескольких пищевых потоков, выходящих из нескольких выходных каналов.

Соединительный механизм зацепляется с формовочным инструментом 36 для обеспечения вращения нарезающего ножа 38 для скручивания нескольких частей пищевой массы в спиральный поток пищевой массы 11. Соединительный механизм содержит шпиндель 52, отцентрированный на оси 60 шпинделя. Соединительный механизм находится в зацеплении как с формовочным инструментом, так и со шпинделем 52 для обеспечения вращения между формовочным инструментом и шпинделем 52 при вращении шпинделя 52. Шпиндель 52 может вращаться электродвигателем. Солнечная шестерня 50 отцентрирована на оси 60 шпинделя и может быть прикреплена к шпинделю 52 для вращения вместе со шпинделем 52 вокруг оси 60 шпинделя. Сателлитная шестерня 48 отцентрирована на оси 40 отверстия и входит в зацепление с солнечной шестерней 50 для вращения вместе с солнечной шестерней 50 и вокруг оси 40 отверстия. Если в матрице выполнены несколько отверстий 28, то используют несколько сателлитных шестерен 48. Каждый из выходов 32 отверстий содержит сателлитную шестерню 48, расположенную вокруг отверстия 28 для вращения нарезающего ножа 38, прикрепленного к ней над выходом 32 отверстия, для нарезания потока пищевой массы 10 на несколько частей пищевой массы и одновременно для вращения нескольких частей пищевой массы для образования спиральной пищевой массы 10.

Настоящее изобретение описано в соответствии с применимыми юридическими нормами; таким образом, это описание является примерным, а не ограничивающим по характеру. Специалистам в данной области могут стать очевидными изменения и модификации раскрытого варианта осуществления, попадающие в пределы объема изобретения. Соответственно, объем правовой защиты, предоставляемый настоящему изобретению, может быть определен лишь после изучения прилагаемой формулы изобретения.

Реферат

Изобретение относится к экструдированным продуктам, в частности к обработке продукта из экструдера для достижения требуемой формы. Формовочный узел (14) для получения отдельного спирального пищевого продукта содержит матрицу, ограничивающую по меньшей мере одно отверстие (28), центрированное на оси (40) отверстия. Отверстие (28) проходит до выхода (32) отверстия и обеспечивает перемещение потока пищевой массы через отверстие (28) и из выхода (32) отверстия. Формовочный инструмент (36) содержит по меньшей мере один нарезающий нож (38), расположенный, по меньшей мере, над частью выхода (32) отверстия для нарезания потока пищевой массы на несколько частей пищевой массы. Соединительный механизм находится в зацеплении с формовочным инструментом (36) для обеспечения вращения нарезающего ножа (38) для закручивания нескольких частей пищевой массы в спиральный поток пищевой массы. Нарезающий нож (38) одновременно нарезает и закручивает поток пищевой массы для того, чтобы создать спиральный поток пищевой массы. Обжимное устройство используют для разрезания спирального потока пищевой массы на отдельные спиральные пищевые продукты. Использование изобретения позволит повысить качество получаемого продукта. 20 з.п. ф-лы, 13 ил.

Формула