УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВЗРЫВОМ ПРОДУКТОВ ИЗ ЗЕРНОВОГО СЫРЬЯ Российский патент 1997 года по МПК A23L1/18 A23P1/14 

Изобретение относится к обработке пищевых продуктов, а именно, к переработке зерна и зерновых смесей в вафли, сухари, крекеры за одну операцию без какой-либо дополнительной обработки.

Известны устройства и способы для получения взорванных зерен (авт. св. N 1630762, кл. A 23 L 1/18 с приоритетом от 07.02.89; авт.св. N 1630763, кл. A 23 L 1/18 с приоритетом от 27.03.89; патент США N 4844937 с приоритетом от 22.03.88, НКИ 426/559), содержащие устройство загрузки зерна в герметичную камеру нагрева, в которой по достижении определенной температуры и давления из зерна высвобождается влага. При открывании камеры нагрева влага преобразуется в пар, разрывая зерно и выбрасывая его наружу. Далее загружается следующая порция зерна.

Недостатком этих устройств является ограниченная возможность изготовления взорванных зерен только россыпью.

Известны устройство и способ приготовления из взорванных зерен продуктов типа вафель, сухарей и т. п. (Великобритания N 2052240 с прототипом от 06.06.79, кл. A 21 B 5/02; патент Бельгии N 1000927, кл. A 23 P с приоритетом от 16.05.89, выбранном авторами за прототип). Устройство содержит верхнюю и нижнюю подвижные нагреваемые матрицы, образующие параллельные плоскости готового продукта, размещенные коаксиально с подвижным ограничителем боковой поверхности готового продукта. Матрицы и ограничитель образуют камеру спекания. Зерно подается в камеру спекания загрузочным устройством, содержащим бункер и дозатор, состоящий из горизонтально подвижных клещевого захвата и поддона с автономными приводами. Работа устройства осуществляется следующим образом. Из бункера зерно поступает в дозатор и подается в область камеры спекания. Затем поддон отводится, и зерно просыпается на нижнюю матрицу, размыкается клещевой захват, и также отводится из области камеры спекания. Далее перемещаются верхняя матрица и ограничитель, прижимая зерно, которое нагревается до заданной температуры. Затем матрицы быстро разводятся на высоту готового продукта, зерно при этом разрывается, вспучивается и спекается, заполняя пространство. Готовый продукт выгружается толкателем, размещенным на поддоне дозатора.

Известное устройство не гарантирует постоянно высокое качество готового продукта из-за получения в отдельных случаях изделий неправильной геометрической формы с вкраплениями неразорвавшихся зерен. Это вызвано следующими факторами. Не нагревается боковая поверхность спекания, что приводит к замедленному парообразованию внутри зерен, расположенных у периферии камеры спекания. Загрузка зерна на нижнюю матрицу при поднятом ограничителе производится не равномерно по всей плоскости нижней матрицы, а горкой с естественным откосом, что вызывает неравномерность сжатия зерен матрицами. При обратном ходе дозатора раскрытые клещи могут прихватывать рассыпавшееся зерно, растаскивая его по плоскости нижней матрицы, и даже сбрасывать зерно с этой плоскости, усугубляя неравномерность распределения зерен по плоскости нижней матрицы и нарушая постоянство дозы зерна.

Кроме того, при замене одного вида зерна другим приходится проводить сложную и длительную регулировку устройства, чтобы по возможности уменьшить влияние вышеперечисленных факторов на качество готового продукта (например, рис отличается от пшена и формой, и размерами, и способностью сцепления зерен друг с другом).

Цель изобретения повышение качества готового продукта и упрощение обслуживания устройства.

Цель достигается тем, что в устройстве для приготовления взрывом продуктов из зернового сырья, содержащем верхнюю и нижнюю нагреваемые матрицы, размещенные внутри ограничители, образующие камеру спекания, и загрузочное устройство, выполненное в виде шибера, установленного на поддоне, ограничитель с размещенными внутри нагревательными элементами, над которыми закреплен поддон с окном, совмещенным с камерой спекания, установлен неподвижно, а шибер снабжен сменной дозирующей вставкой, при этом зерно подают шибером с ускорением 0,01-0,05 g и сбрасывают в камеру спекания с высоты 5-10-кратной толщины зерна.

Неподвижное крепление ограничителя и поддона, установка в ограничителе нагревательных элементов в совокупности с заданными условиями проведения работ: ускорением перемещения зерна и высотой сбрасывания зерна в камеру спекания гарантирует оптимальное размещение зерен как в центре, так и на периферии камеры спекания, т.е. исключает образование горки с откосом, создает равные условия сжатия и нагрева для каждого зерна, что обеспечивает правильную геометрическую форму готового продукта и разрыв спекание каждого зерна. Наличие сменной дозирующей вставки для каждого вида зерна в сочетании с установкой нижней матрицы на определенном расстоянии от верхней плоскости поддона, определяющем высоту сбрасывания зерна в камеру спекания, упрощает регулировку устройства при замене вида зерна.

При подаче зерна в камеру спекания с ускорением менее 0,01 g и сбрасывании его с высоты менее 5-кратной толщины зерна не исключается образование горки зерен, следовательно, неравенство условий сжатия, нагрева, спекания зерен. Верхние пределы условий работы: ускорения подачи зерна более 0,05 g и высота сбрасывания зерна более 10-кратной толщины зерна - отграничиваются требованиями к компактности устройства и динамическим нагрузкам силовых элементов привода.

На фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 исходное положение элементов устройства; на фиг. 4 положение элементов при загрузке зерна в камеру спекания; на фиг. 5 положение элементов при сжатии и нагреве зерна; на фиг.6 положение элементов при вспучивании зерна; на фиг. 7 положение элементов при раскрытии камеры спекания; на фиг. 8 положение элементов при выгрузке готового продукта и загрузке новой дозы зерна в камеру спекания.

Устройство (каждая из двух позиций) содержит камеру 1 спекания, образованную верхней 2 (фиг. 1), нижней 3 матрицами и ограничителем 4, в которых установлены нагревательные элементы 5 (фиг. 1,2), и загрузочное устройство, в состав которого входят бункер 6 и шибер 7, установленный на неподвижном поддоне 8. Матрицы 2 и 3 смонтированы на колонках 9 несущей станины 10 с возможностью перемещения, а ограничитель 4 закреплен на колоннах 9 неподвижно. Вверху колонны 9 замыкаются блоком 11 приводов 12 верхних матриц 2, а внизу базовой плитой 13 станины. Таким образом, усилие прессования замыкается между плитой 13 и блоком 11. В нише станины 10 расположены привод 14 нижней матрицы 2, привод давления 15 и модуль управления 16.

Автоматический цикл работы установки обеспечивается конечными выключателями 17-21, а также реле времени (на схеме не показано).

Противоположно загрузочному устройству установлен лоток 22 выгрузки и тара 23 для готового продукта.

В шибере 7 загрузочного устройства установлена дозирующая вставка 24, в поддоне 8 выполнено окно 25, совмещенное с камерой спекания, и призматические направляющие 26 для перемещения шибера 7, связанного с приводом 27.

Устройство работает следующим образом.

В бункер 6 (фиг. 1,3) загружают зерно. Включаются нагреватели 5. Температура матриц 2, 3 и ограничителя 4 доводится до заданной. Включают модуль управления 16. Исходное положение устройства показано на фиг. 3. Затем привод 27 перемещает шибер 7 с порцией зерна в дозирующей вставке 24, создавая ускорение 0,01-0,05 g в зону камеры 1 спекания (фиг. 4). Дозирующая вставка 24 совмещается с окном 25 поддона 8. За счет сил инерции, возникающих при движении зерна, и, падая с высоты 5-10-кратной толщины зерна в камеру 1 спекания, зерно распределяется равномерно по плоскости нижней камеры 3. В это время шибер 7 включает конечный выключатель 17 (фиг. 1), который подает команду на отвод шибера 7 в исходное положение. При совмещении дозирующей вставки 24 с бункером 6 происходит загрузка новой порции зерна (фиг. 5), а шибер 7 включает конечный выключатель 18 (фиг. 1), который подает команду посредством модуля управления 16 на привод 12 верхней матрицы 2. Матрица 2 опускается в камеру 1 спекания (фиг. 5), включается привод 15 давления, происходит спекание зерен под давлением. По истечении определенного времени, заданного реле времени, подается команда посредством модуля 16 на привод 12 матрицы 2, которая быстро поднимается вверх на высоту готового продукта (фиг. 6). Это расстояние задается положением конечного выключателя 19 (фиг. 1), который отключает привод 12. При быстром подъеме матрицы 2 вверх в камере 1 спекания сбрасывается давление, зерно разрывается под давлением пара, образовавшегося внутри зерна при нагреве и сжатии. Происходит расширение и спекание продукта. После некоторой выдержки реле времени подает команду на привод 12. Матрица 2 поднимается вверх и включает конечный выключатель 20 (фиг. 1), который подает команду на привод 14 нижней матрицы 3. Матрица 3 поднимается вверх (фиг. 7), выталкивая готовый продукт из камеры 1 спекания. В верхнем положении матрица 3 включает конечный выключатель 21, который подает команду на привод 27, шибер 7 с новой порцией зерна перемещается в зону камеры 1 спекания и своим передним торцом сбрасывает готовый продукт по лотку 22 в тару 23 (фиг. 8). Цикл работы повторяется.

Предлагаемые устройство и способ приготовления взрывом продуктов из зернового сырья гарантируют постоянство высокого качества готовых продуктов.

Использование: приготовление взрывом продуктов из зернового сырья. Сущность изобретения: устройство содержит камеру спекания, образованную верхней и нижней матрицами, размещенными соосно с охватывающим их неподвижно ограничителем. На ограничителе закреплен поддон с окном и призматическими направляющими для перемещения по ним шибера с дозирующей вставкой, в состав которого входит бункер зернового сырья. Матрицы и ограничитель снабжены нагревателями. Способ включает сбрасывание зерна в камеру спекания с высоты 5-10-кратной толщине зерна с ускорением 0,01-0,05 g, нагрев и сдавливание зерна матрицами, вспучивание и спекание зерна при быстром разведении матриц и выгрузку готового продукта. 2 с. п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство для приготовления взрывом продуктов из зернового сырья, содержащее верхнюю и нижнюю нагреваемые матрицы, размещенные внутри ограничителя, образующие камеру спекания, и загрузочное устройство, выполненное в виде шибера, установленного на поддоне, отличающееся тем, что ограничитель с размещенными внутри нагревательными элементами, над которым закреплен поддон с окном, совмещенным с камерой спекания, установлен неподвижно, а шибер снабжен сменной дозирующей вставкой. 2. Способ приготовления взрывом продуктов из зернового сырья, включающий подачу дозы зерна в камеру спекания, нагрев и сдавливание зерна матрицами, вспучивание зерен при быстром разведении матриц на высоту готового продукта, отличающийся тем, что зерно подают с ускорением 0,01 0,05 g и сбрасывают в камеру питания с высоты 5 10-кратной толщине зерна.