Изобретение относится к способу и устройству для придания формы эластичным материалам, таким как хлебное тесто, и более конкретно к способу и устройству для производства непрерывных полос хлебного теста.
В способе производства хлеба, принадлежащем к предшествующему уровню техники, в первоначальном процессе большая масса теста, изготавливаемая перемешиванием муки, воды и т. д. миксером, измеряется и разделяется на маленькие кусочки. Каждый кусочек имеет вес, равный весу конечного продукта. Иногда конечный продукт очень маленький. В этом процессе много неудобств доставляет тот факт, что очень маленькие кусочки теста должны быть образованы в начале, из-за этого процесс изготовления хлеба часто усложняется, при этом ошибки в весе продуктов велики, замедляется рост эффективности процесса, а размер продуктов может меняться в ограниченных пределах.
В предшествующем уровне техники также был разработан способ производства хлеба, в котором сначала формируются полосы теста ленточной формы, а затем они делятся на кусочки, имеющие размер кусков хлеба. Тем не менее из-за свойств самого теста, а именно гельной структуры клейковины и высокой эластичности, появляющейся в результате такого строения, было сложно изготовить непрерывную ленту хлебного теста, части которого имели бы однородный вес. Следовательно, такая лента хлебного теста обычно изготавливается многократным пропусканием хлебного теста между парой валиков, и таким образом эластичное хлебное тесто насильственно перемещается, и гельная структура разрушается.
Этот способ производства хлебного теста, относящийся к предшествующему уровню техники, представляет собой пластическую формовку, в которой валики вызывают многократное приложение силы к хлебному тесту. Этот способ не пригоден для производства традиционного хлеба высокого качества, сравнимого с хлебом ручной выпечки. Таким образом, как уже упоминалось выше, в предшествующем уровне техники чаще всего после перемешивания ингредиентов хлебное тесто сначала делится на маленькие круглые кусочки. Кусочки теста затем длительное время выдерживается для восстановления первоначальной гельной структуры протеина. Этот эффект должен стимулироваться веществом-окислителем, который должен быть добавлен в тесто заранее. Затем тесто формируется и печется.
В патенте США N 4629110 описан аппарат для вытягивания теста, состоящий из множества конвейеров, каждый из которых движется с различной скоростью, последовательно разнесенных друг от друга. Он имеет в своем составе валиковый механизм, состоящий из множества валиков, которые могут свободно вращаться вокруг своих осей и которые составляют прямую линию, и которые разнесены на некоторое расстояние и расположены над конвейером. Тем не менее в этих устройствах, относящихся к предшествующему уровню техники, тесто однородно растягивалось, а валиковый механизм имел очень сложное строение, требующее высоких производственных, эксплуатационных и ремонтных расходов. Поэтому было разработано простое устройство для растяжения теста, устойчивое в работе и требующее низкие производственные затраты.
Соответственно одной из целей изобретения является разработка способа и устройства для производства непрерывной ленты хлебного теста без разрушения его гельной структуры посредством представления тесту возможности растягиваться в пределах его природной эластичности.
Другой целью изобретения является разработка способа и устройства для постоянной и непрерывной подачи лентообразной полосы хлебного теста для производства изделий из теста. Следующей целью изобретения является разработка способа и устройства для производства полосы теста, применимого для эффективного производства изделий из теста.
В соответствии с этими другими целями в изобретении предложены усовершенствованный способ и устройство для производства непрерывной лентообразной полосы хлебного теста. Одной отличительной особенностью изобретения является способ, состоящий из ступени подачи хлебного теста вниз вертикальными конвейерами, укрепленными по обе стороны желоба для теста, состоящего из входа, тела желоба и выхода, и из контроля площади поперечного сечения выхода так, чтобы количество хлебного теста, выгружаемое с выхода, соответствовало подаче хлебного теста, проходящего вниз через тело желоба.
Другой отличительной особенностью изобретения является разработка устройства, состоящего из желоба для теста, вертикальных конвейеров, укрепленных на противоположных сторонах желоба, выхода, расположенного в нижней части желоба и состоящего из пространства между парой разгрузочных валиков, расположенных друг напротив друга и вращающихся так, чтобы передавать вниз хлебное тесто, проходящее между ними, в котором контролируются площадь поперечного сечения выхода и окружная скорость разгрузочных валиков.
На фиг. 1 схематически изображен вид спереди в разрезе варианта конструкции устройства для производства лентообразной полосы хлебного теста, являющегося предметом изобретения; на фиг. 2 схематически изображено частичное поперечное сечение устройства, изображенного на фиг. 1. Объяснены функции каждого элемента устройства; на фиг. 3 схематически изображена блок-диаграмма, объясняющая функциональную систему устройства.
На фиг. 1 желоб 101 принимает, загружает и передает хлебное тесто 1, которое перемещено миксером (не показано). Желоб состоит из входа 2 и коробкообразного тела 18, простирающегося вниз от входа, и пары разгрузочных валиков 3, ограничивающих между собой выход 19. Вход 2 имеет широкое отверстие для приема теста и суженную нижнюю часть, связанную с коробкообразным телом 18 желоба. Тело 18 имеет прямоугольное поперечное сечение. Оно ограничено передней стенкой, задней стенкой и двумя боковыми стенками. Каждая из двух боковых стенок образована вертикальным конвейером 4.
Каждый вертикальный конвейер состоит из конвейерного ремня, намотанного вокруг двух валиков, один из которых работает от привода мотора 8 (фиг. 3). Другой валик может вращаться свободно. Внутренний пролет каждого конвейера сконструирован так, чтобы он двигался вниз, как показано стрелками, с одинаковой скоростью.
Скорость вертикальных конвейеров 4 регулируется посредством установки приводного (пускового) механизма. Скорость выбирается таким образом, чтобы тесто в теле 18 желоба спускалось со скоростью, практически равной скорости вертикальных конвейеров.
С нижнего конца тела 18 расположена друг против друга пара разгрузочных валиков 3. Они вращаются навстречу друг другу. Промежуток между валиками образует выход 19 для теста. Расстояние между разгрузочными валиками 3 может регулироваться горизонтальным перемещением одного или обоих роликов, как будет объяснено ниже в связи с фиг. 3.
Внизу от выхода 19 расположен наклонный конвейер 6, состоящий из ремня, намотанного на ролики 20, 21 и 22. Ролик 21 помещен непосредственно снизу от выхода 19 и образует пролет для ремня вместе с роликом 22 так, что ремень образует наклонный проход для теста, стекающего из выхода 19. Ролик 20 работает от привода мотора (не показано), а два других ролика могут свободно вращаться.
Передающий конвейер 7 установлен под наклонным конвейером 6. Передающий конвейер 7 состоит из конвейерного ремня, намотанного на два валика 23 и 24 и имеет очень длинный верхний пролет. Валик 23 работает от привода мотора 10 (фиг. 3), а другой валик 24 может вращаться свободно. На нисходящей части передающего конвейера 7 расположены различные формовочные устройства, включающие разделитель 15 для деления полосы теста 5 и наматывающего средства 16. Разделитель 15 представляет собой вертикальный резак с лезвием на нижнем конце, приспособленный совершать вертикальные возвратно-поступательные движения для разрезания полосы теста 5 на передающем конвейере 7. Наматывающее средство 16 состоит из металлической полосы в форме зубчатой цепи, подвешенной на горизонтальном барьере, установленном поперечно над передающим конвейером 7.
Датчик скорости V установлен под одним из валиков 3 для измерения скорости f полосы теста, проходящего через промежуток между разгрузочными валиками 3. Датчик веса G укреплен на раме (не показано) под верхним пролетом передающего конвейера 7 в точке начала ниспадания наклонного конвейера 6. Он непрерывно измеряет вес g лентообразного листа теста 5, проходящего через него, так, что величина единицы продукции в единицу времени может быть измерена на основе измерения скорости d.
На фиг. 2 схематически показаны позиционные и функциональные связи между элементами, из которых состоит устройство. Если обозначить площадь поперечного сечения пространства, образованного между расположенными друг напротив друга конвейерами 4, как D, площадь поперечного сечения пространства, образованного между двумя установленными друг напротив друга разгрузочными валиками 3, как F, разность между площадями поперечных сечений D и F как S, скорость вертикального конвейера 4 как а, окружную скорость разгрузочных валиков 3 как b и скорость течения полосы теста, которая измеряется сразу после того, как оно проходит через разгрузочные ролики 3, как f, согласно проекту устройство должно так функционировать, чтобы выполнялось следующее уравнение:
Da/Fb= К, где К - константа.
Вышеизложенное основано на том наблюдении, что когда постоянная сила, действующая на хлебное тесто, подаваемое через тело желоба, всегда совпадает с постоянной силой, действующей на хлебное тесто, выгружаемое через разгрузочные валики, гельная структура теста не разрушается, и это условие может в основном выполняться, когда постоянное количество теста, спускающееся по телу желоба, пропорционально количеству теста, выходящему через разгрузочные валики, как показано в вышеупомянутом уравнении, при условии если отношение между b и f заключено в определенные рамки, которые зависят от природы загружаемого теста.
Такое ограничение величины отношения между b и f вызвано необходимостью избежания образования завихрения, вызванного сопротивлением теста, вокруг нижней части вертикальных конвейеров движущей силе, создаваемой нисходящими вертикальными конвейерами, вызванной разницей между D и F, которая является причиной образования турбулентного течения.
В устройстве, описанном в изобретении, разница S между D и F умышленно сделана функцией, требующей постоянной разгрузки точно разделенного хлебного теста. Экспериментально доказано, что даже если F меньше, чем D, гельная структура разгружаемого теста остается ненарушенной до тех пор, пока выполняется вышеупомянутое уравнение, и оно равно b, или f находится в таком соотношении с b, которое исключает образование турбулентного потока.
Рамки этого соотношения изменяются в широких пределах в зависимости от консистенции теста, отношения скорости a к скорости b, и отношения площади F к площади D и т. д.
В устройстве, описанном в изобретении, тесто течет свободно до тех пор, пока внутреннее напряжение - прочность геля остается постоянной. Нарезание теста в листы осуществляется путем предоставления тесту возможности двигаться свободно, подчиняясь эластичной природе геля, так, чтобы можно было получать высококачественные продукты, постоянно выгружаемые из устройства, без нарушения свойств теста, таких например, как вязкоупругость.
Поскольку фактором, нарушающим гельную структуру, является поперечное усилие, и это усилие вызвано избыточной разницей между скоростью потоков между частями теста и скоростью вихрей, образующихся внутри теста при его течении, способ и устройство, являющиеся предметом изобретения, предназначены уменьшить такое поперечное усилие.
В способе, являющемся предметом изобретения, пара вертикальных конвейеров 4, укрепленных по обе стороны тела желоба, заставляют тесто 1 двигаться вниз так, что между нисходящим движением поверхностей теста 1, обращенных к внутренней поверхности тела 18 желоба и центральной частью теста 1, не возникало никакой разницы скоростей. Промежуток между парой валиков 3, установленной на нижнем конце желоба, устанавливается в зависимости от гельной прочности теста, так что возникновение поперечного усилия вокруг выхода контролируется, и когда промежуток между валиками отрегулирован, окружная скорость вращения валиков 3 одновременно установлена так, чтобы автоматически выполнялось следующее равенство:
Da/Fb= K .
Таким образом, благодаря такому механизму работы, описанному в изобретении, исключается образование вихря вокруг выхода у разгрузочных валиков, так что появляется возможность выгружать постоянное количество разделенного на полосы теста.
На фиг. 1 и 2 скорость движения наклонного конвейера 6 обозначена с, а скорость передающего конвейера 7 - d. Они практически равны скорости f теста, выходящего с валиков 3.
На фиг. 3 показано, что скорость вращения всех моторов, приводящих в движение конвейеры и разгрузочные валики, контролируется компьютером 25. Нижний валик одного из вертикальных конвейеров приводится в движение мотором 8. Роликовая (зубчатая) цепь намотана вокруг цепного колеса, расположенного на валу валика для сообщения валику пускового усилия. Нижний валик другого конвейера сходным образом связан с другим соединением зубчатого колеса и зубчатой цепи, так что последняя движется через валик первого конвейера. Разгрузочные валики 3 приводятся в движение мотором 9. Валики подвижно соединены с мотором 9 горизонтальным валом, выходящим из мотора. На валу имеются червяки, находящиеся в зацеплении с червячным колесом, укрепленным на конце каждого разгрузочного валика 3. Передающий конвейер 7 соединен с мотором 10 с помощью узла, состоящего из цепи и цепного колеса. Инверторы 28, 29 и 30 для регулирования скорости каждого мотора установлены между моторами 8, 9 и 10 и компьютером 25. Компьютер 25 всегда определяет оптимальные мгновенные скорости каждого мотора на основании информации об окружной скорости вращения валиков 3 b. Эта информация выводится из скорости мотора 9, от привода которого работают валики 3, переданной через линии питания, соединяющие мотор 9 и компьютер 25 через инвертер 29, скорости разгрузки теста f, снятой с датчика V, и промежутка на выходе 19, который получается с помощью счетчика 31, установленного возле основания мотора 9. Информация о промежутке получается за счет устанавливающей промежуток ручки 11, которая установлена на конце вала, проходящего через концевые пластины, укрепленные на каждом разгрузочном валике 3. Когда ручка 11 приведена в действие, промежуток устанавливается таким образом, что вращение ручки по часовой стрелке вызывает расхождение валиков, и вращение против часовой стрелки приближает валики друг к другу. На фиг. изображена ручка, управляемая вручную, но она может быть и автоматически управляема на основе компьютерных расчетов. Индикатор 12 промежутка, измеритель 13 окружной скорости разгрузочного валика и измеритель 14 скорости теста показывают аналогичные значения для визуальных наблюдений.
Работа устройства, являющегося предметом изобретения, теперь будет объяснена со ссылкой на фиг. 1 и 3. Хлебное тесто подается сначала на вход 2 и затем в коробкообразное тело. Когда вертикальный конвейер 4 начинает двигаться вниз, как показано стрелками b, и валики 3 начинают вращаться, как показано стрелками b, лентообразная полоса теста 5 выходит из выхода 19. Выгруженное лентообразное хлебное тесто передается наклонным конвейером 6 на передающий конвейер 7. Полоса теста затем разрезается разделителем 15, скатывается наматывающим средством 16 и подается на последующую станцию.
Когда тесто покидает валик 3, скорость течения теста f и окружная скорость b вращения разгрузочных валиков 3 сравниваются компьютером 25. Когда отношение между ними не укладывается в стандартные рамки, ручка 11 приводится в действие, чтобы установить промежуток таким, чтобы отношение укладывалось в установленные пределы. Если ручка 11 приведена в действие, то площадь поперечного сечения F выхода и окружная скорость вращения валиков b автоматически устанавливаются компьютером 25 так, чтобы выполнялось равенство
Da/Fb= K .
Установление происходит таким образом, что когда ручка 11 приведена в действие, информация от компьютера (счетчика) 31 загружается в компьютер, и затем компьютер вызывает запуск инвертера 29. Он контролирует мотор 9 так, чтобы согласно о поступающей в промежутке информации регулировать скорость вращения разгрузочных валиков 3.
Датчик веса G, установленный на передающем конвейере 7, измеряет вес готовой полосы теста 5. Информация о весе загружается в компьютер через выходной индикатор 26, чтобы одновременно запустить инверторы 28, 29 и 30, чтобы скорости вращения моторов, приводящих в движение вертикальные конвейеры 4, разгрузочные валики 3 и передающие конвейеры, соответственно были отрегулированы так, чтобы на основании заранее определенных коэффициентов преобразования автоматически устанавливать постоянное количество производимых полос теста в течение всего времени работы устройства. Количество производимых полос теста измеряется выходным индикатором 26.
Как объяснено выше, обеспечивая работу вертикальных загрузочных конвейеров и разгрузочных валиков так, что количество подаваемого хлебного теста практически совпадает с количеством выгружаемого теста, и контролируя промежуток между разгрузочными валиками так, что скорость разгрузок совпадает с окружной скоростью вращения разгрузочных валиков, способ и устройство, являющиеся предметами изобретения, позволяют производить лентообразные полосы хлебного теста стабильно высокого качества, не разрушая при этом гельную структуру теста.
Использование: изобретение относится к хлебопекарной промышленности, а именно к способу и устройству для производства непрерывной лентообразной полосы хлебного теста. Сущность изобретения: желоб для теста образован двумя вертикальными конвейерами и имеет вход и выход, образованный парой расположенных один напротив другого тесторазгрузочных валиков. Тесто подается из бункера, проходит по телу желоба и раскатывается валками, установленными с возможностью изменения расстояния между ними и их окружной скорости. 4 с. п. ф-лы, 3 ил.
= K, ,
где D - площадь поперечного сечения, ограниченная вертикальными конвейерами;
a - скорость нисходящего движения вертикальных конвейеров;
F - площадь поперечного сечения, ограниченная тесторазгрузочными валиками;
b - окружная скорость вращения разгрузочных валиков;
K - константа.
