УСТАНОВКА ДЛЯ РАСФАСОВКИ ПАСТООБРАЗНЫХ ЗАМОРОЖЕННЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 1999 года по МПК A23G9/08 B65B3/32 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к оборудованию для расфасовки пастообразного замороженного пищевого продукта, например, мороженого или других замороженных, полузамороженных или охлажденных кондитерских изделий или других продуктов в специальные порционные емкости, например стаканчики.

Известны расфасовочные установки для пастообразных замороженных пищевых продуктов, преимущественно, мороженого (см. а.с. SU N 218198, 610507, МКИ: A 23 G 9/08 от 17.05.68 и от 15.06.78).

Установка по а.с. 218198 содержит расходную емкость для пастообразного пищевого продукта, например мороженого, сообщающийся с названной емкостью дозатор в виде корпуса с плунжерным цилиндром, имеющим механизм привода циклического действия, регулятор порционной подачи продукта из емкости в дозатор, при этом названный регулятор выполнен в виде связанного с плунжерным цилиндром кривошипно-шатунного механизма с регулируемой длиной шатуна посредством маховика. Установка содержит также устройство подачи порционных емкостей (стаканчиков) в зону расфасовки под выпускные окна дозатора. Технологический режим работы установки осуществляется при периодическом заполнении расходной емкости пастообразным замороженным пищевым продуктом, что приводит к нарушению санитарно-гигиенических норм при расфасовке и к ухудшению физико-механического состояния замороженного продукта. При периодическом заполнении расходной емкости нарушается равномерность заполнения продукта по объемной плотности, что приводит к образованию в порции расфасованного продукта пустот (раковин), ухудшающих потребительские свойства продукта. Описанное выше конструктивное выполнение регулятора порционной подачи пищевого продукта из расходной емкости в дозатор повышает энергоемкость установки, ухудшает эксплуатационные показатели и усложняет конструкцию в целом.

Установка по а.с. 610507 расходную емкость, которая через впускной патрубок сообщается с устройством приготовления пастообразного замороженного продукта, дозатор в виде корпуса с плунжерным цилиндром, имеющим привод циклического действия, регулятор порции продукта в дозаторе, при этом цилиндр и корпус дозатора имеют сквозные полости, впускная и выпускная последнего из которых соосны и сообщаются соответственно с выпускным патрубком расходной емкости и выпускным патрубком дозатора, расположенным в зоне расфасовки. Установка имеет также компенсатор постоянного давления продукта в виде подпружиненного поршня встроенного в расходную емкость, а регулятор порции выполнен в виде поршня, встроенного в плунжерный цилиндр.

Установка по а.с. 610507, в отличии от ранее описанной, имеет расходную емкость с впускным патрубком, сообщающимся с устройством приготовления пастообразного замороженного продукта, например фризером, что улучшает санитарно-гигиенические нормы при расфасовке, а наличие в расходной емкости компенсатора постоянного давления улучшает качественные показатели расфасованного продукта при дозированной его выдаче в емкости заполнения. Регулятор порционной подачи продукта из емкости в дозатор конструктивно проще по сравнению с регулятором аналогичного назначения в установке по а.с. 218198.

Однако установка для расфасовки замороженных пищевых продуктов по а.с. 610507 имеет следующие недостатки:
наличие в полости расходной емкости компенсатора постоянного давления и выполнение регулятора порционной подачи в виде поршня регулирующего объем заполнения полости плунжерного цилиндра усложняют конструкцию установки, при этом увеличивается и энергоемкость установки вследствие привода поршня регулятора;
конструктивные особенности дозатора, плунжерный цилиндр которого оснащен поршнем-регулятором, уменьшают производительность расфасовки, т.к. объем продукта расфасовки ограничен объемом одной полости дозатора;
наличие в полости расходной емкости подпружиненного поршня-компенсатора давления продукта приводит к увеличению температуры стенок емкости, что ухудшает качественные параметры замороженного продукта при расфасовке.

Установка для расфасовки пастообразных замороженных пищевых продуктов по а.с. 610507 по совокупности конструктивных признаков и их взаимосвязи наиболее близка к заявляемому изобретению и выбрана в качестве его прототипа.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, относится к созданию высокопроизводительной установки для расфасовки пастообразных замороженных пищевых продуктов, имеющей низкую энергоемкость при конструктивной простоте и качественном состоянии замороженного продукта при расфасовке.

Поставленная техническая задача в заявляемом изобретении решается следующим образом:
в установке для расфасовки пастообразных замороженных пищевых продуктов, содержащей расходную емкость, которая через впускной патрубок сообщается с устройством приготовления пастообразного продукта, дозатор в виде корпуса с плунжерным цилиндром, имеющим привод циклического действия, регулятор порции продукта в дозатор, цилиндр и корпус которого имеют сквозные полости, впускная и выпускная последнего из которых соосны и сообщаются соответственно с выпускным патрубком расходной емкости и выпускным патрубком дозатора, расположенным в зоне расфасовки, согласно изобретения, предлагается выполнение расходной емкости в виде резервуара, имеющего форму тора, вдоль одного из прямолинейных участков которого расположен ряд шагово-смещенных выпускных патрубков, при этом корпус и плунжерный цилиндр дозатора выполнены с соответствующим рядом полостей, а регулятор порционной подачи расположен в выпускных патрубках расходной емкости и выполнен в виде элементов регулирования проходного сечения названных патрубков.

Согласно изобретения, предложено выполнение элемента регулирования проходного сечения выпускного патрубка расходной емкости в виде дросселя.

Согласно изобретения, дозатор имеет выпускные патрубки с экструдерами.

Согласно изобретения, механизм привода циклического действия плунжерного цилиндра дозатора кинематически или электрически связан с устройством подачи в зону расфасовки порционных емкостей для заполнения продукта.

Согласно изобретения, толщина <Δ> резервуара и диаметр его полости имеют соотношение Δ/D = 1/25-1/65.
Выполнение полости расходной емкости в виде резервуара, имеющего форму тора, обеспечивает технический результат сохранения в названной полости, сообщающейся с устройством приготовления пастообразного пищевого продукта, постоянного давления и температуры последнего, что сохраняет качественные характеристики продукта при расфасовке, а шагово-смещенные вдоль прямолинейного участка тора выпускные патрубки этой емкости одновременно повышают количество выхода продукта из емкости, при этом расположение регулятора порционной подачи в каждом выпускном патрубке расходной емкости и выполнение названного регулятора в виде элемента регулирования проходного сечения указанного патрубка позволило упростить конструкцию дозатора и установки в целом.

Установка для расфасовки пастообразных замороженных пищевых продуктов поясняется чертежами, где на:
фиг. 1 показан общий вид установки, а на фиг. 2 - фрагмент выпускного патрубка расходной емкости.

Установка для расфасовки пастообразного пищевого продукта содержит расходную емкость 1, полость которой через впускной патрубок 2 сообщается с устройством приготовления продукта, например фризером (не показан). Расходная емкость 1 выполнена в виде резервуара, преимущественно, тонкостенного, имеющего форму тора, на одном из прямолинейных участков которого расположен ряд выпускных патрубков 3, смещенных относительно друг друга в направлении продольной оси этого участка на шаг "t". Выпускные патрубки 3 емкости 1 сообщаются с впускными сквозными полостями 4 корпуса 5 дозатора 6. Корпус 5 дозатора имеет также выпускные сквозные полости, сообщающиеся с выпускными патрубками 7, оснащенными экструдерами (для профилирования формы пищевого пастообразного продукта при расфасовке). Впускные и выпускные полости корпуса 5 соосны между собой. В полости корпуса 5 расположен плунжерный цилиндр 8, имеющий сквозные полости 9, последовательно расположенные вдоль продольной оси цилиндра с шаговым смещением "t" соответствующим расположению выпускных патрубков 3 и сообщающихся с ними выпускных полостей корпуса 5 дозатора. Плунжерный цилиндр имеет механизм привода циклического действия, обеспечивающий работу цилиндра в режиме периодического перекрытия сквозных полостей корпуса дозатора, соответственно впускных и выпускных. Названный механизм привода может быть выполнен, например, в виде пневмоцилиндра 10, преимущественно, возвратно-поступательного действия (стрелка A, фиг. 1) или названный пневмоцилиндр может входить в состав поворотного устройства (фиг. 1). Выпускные патрубки 3 емкости 1 имеют регулятор порции продукта, который выполнен в виде элементов регулирования проходного сечения названных патрубков, при этом названные элементы, выполнены, преимущественно, в виде дросселей 11.

Механизм привода циклического действия, например, пневмоцилиндр 10 электрически или кинематически связан с устройством подачи порционных емкостей 12 в зону расфасовки, расположенной под экструдерами выпускных патрубков 7. В электрическую связь пневмоцилиндра 10 с устройством подачи порционных емкостей под заполняемый пастообразный пищевой продукт могут быть включены, например, микропроцессор 13, датчик 14 и электропневмоклапан 15. При ином конструктивном выполнении механизма привода циклического действия могут быть использованы и другие варианты кинематической или электрической связи его с устройством подачи порционных емкостей в зону расфасовки установки (не показано). Выбор конструктивных параметров резервуара, преимущественно, тонкостенного зависит от давления пастообразного продукта, прочностных характеристик материала из которого изготавливается данный резервуар, при этом толщина <Δ> стенок торового резервуара и диаметр "D" полости этой торовой поверхности, преимущественно, имеют соотношение Δ/D = 1/25-1/65, что соответствует известным условиям расчета объемных напряжений для тонкостенных резервуаров (см. кн. Н. М. Беляев Сопротивление материалов. М.: Наука, 1976, с. 100). Указанное соотношение оптимально обеспечивает прочностные параметры тонкостенного резервуара и равномерность распределения температуры замороженного продукта по всему рабочему объему. При соотношении Δ/D < 1/25 уменьшается диаметр резервуара, а следовательно, его рабочий обьем, что снижает производительность установки, а при соотнощении Δ/D > 1/65 затрудняется подбор материала для резервуара по прочностным параметрам, ухудшаются также условия по сохранению стабильности температурного режима продукта на входе его в емкость и на выходе вследствие увеличения теплового воздействия окружающей среды на стенки резервуара и соответственно на названный продукт. Впускной патрубок 2, посредством которого расходная емкость сообщается с устройством приготовления пастообразного продукта, например, фризером размещают, преимущественно, на прямолинейном участке торовой поверхности емкости, противоположном участку этой поверхности, в зоне которого расположены выпускные патрубки 3.

Установка работает следующим образом.

В расходную емкость 1, например, из фризера, обеспечивающего приготовление пастообразного мороженого, через впускной патрубок 3 подается под давлением названный продукт. Выполнение расходной емкости в виде резервуара по форме тора задает форму поперечного сечения полости указанной емкости в виде круга, что обеспечивает равномерное распределение давления продукта по объему полости резервуара, что обеспечивает пастообразному продукту постоянную объемную плотность, а также заданные технические характеристики по температуре заморозки, что, улучшает процесс сохранения температуры продукта на входе и выходе его из расходной емкости. Через ряд последовательно расположенных с шаговым смещением выпускных патрубков 3 емкости 1 пастообразный замороженный продукт поступает в соответствующий ряд впускных полостей корпуса 5 дозатора 6 и в соответствующие полости его плунжерного цилиндра при положении последнего в режиме совмещения продольных осей впускных полостей корпуса дозатора с полостями его плунжерного цилиндра, что, в частности, обеспечивается возвратно-поступательным движением этого цилиндра с цикличностью заданной микропроцессором 13, электрически связанного с электропневмоклапаном 15 и датчиком 14, взаимодействующим с устройством подачи порционных емкостей в зону расфасовки, совпадающей с расположением экструдеров выпускных патрубков корпуса дозатора, подача пастообразного пищевого продукта из которых осуществляется из полостей плунжерного цилиндра при положении последнего соответствующего перекрытию плунжерным цилиндром впускных полостей корпуса дозатора. Порционный объем пастообразного замороженного пищевого продукта, проходящий под его давлением в полости плунжерного цилиндра и далее в зону расфасовки в порционные емкости, задается конструктивными параметрами проходных сечений выпускных патрубков емкости 1, наличие дросселей 11 в которых позволяет корректировать (регулировать) поток замороженного продукта из емкости 1 в выпускные патрубки корпуса дозатора и соответственно в порционные емкости 12. Таким образом благодаря выполнению расходной емкости в виде резервуара по форме тора внутреннее давление потока пастообразного продукта, поступающего через впускной патрубок из устройства приготовления, например из фризера равномерно распределяется по объему тора с сохранением температурных характеристик продукта по заморозке на входе и выходе его, что улучшает качественные характеристики продукта при расфасовке. Благодаря описанной геометрии резервуара увеличивается рабочая зона последнего для расположения в ней выпускных патрубков, сообщающихся с дозатором, что привело к созданию установки с многоканальным дозатором, повысилась производительность установки. В целом при указанном конструктивном исполнении расходной емкости и расположении порционного регулятора в каждом выпускном патрубке этой емкости [с возможностью изменения проходного сечения названных патрубков] конструкция установки значительно упрощается, уменьшается количество конструктивных узлов, снижается энергоемкость, а также обеспечиваются санитарно-гигиенические условия по расфасовке пищевых продуктов.

Изобретение предназначено для использования в пищевой промышленности при расфасовке пастообразного пищевого продукта. Установка содержит расходную емкость, сообщенную с устройством приготовления пастообразного продукта, выполненную в виде тора с рядом шагово-смещенных выпускных патрубков вдоль одного из прямолинейных участков, дозатор в виде корпуса с плунжерным цилиндром, выполненные с соответствующим рядом сквозных полостей, и регулятор порционной подачи, расположенный в выпускных патрубках расходной емкости. Плунжерный цилиндр имеет механизм привода циклического действия для работы цилиндра в режиме периодического перекрытия сквозных полостей корпуса дозатора. При указанном конструктивном исполнении расходной емкости и расположении порционного регулятора в каждом выпускном патрубке этой емкости с возможностью изменения проходного сечения названных патрубков конструкция установки значительно упрощается, уменьшается количество конструктивных узлов, снижается энергоемкость, а также обеспечиваются санитарно-гигиенические условия по расфасовке пищевых продуктов. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка для расфасовки пастообразных замороженных пищевых продуктов, содержащая расходную емкость, которая через впускной патрубок сообщается с устройством приготовления пастообразного продукта, дозатор в виде корпуса с плунжерным цилиндром, имеющим привод циклического действия, регулятор порции продукта в дозаторе, при этом цилиндр и корпус дозатора имеют сквозные полости, впускная и выпускная последнего из которых соосны и сообщаются соответственно с выпускным патрубком расходной емкости и выпускным патрубком дозатора, расположенным в зоне расфасовки, отличающаяся тем, что расходная емкость выполнена в виде резервуара, имеющего форму тора, вдоль одного из прямолинейных участков которого расположен ряд шагово-смещенных выпускных патрубков, при этом корпус и плунжерный цилиндр дозатора выполнены с соответствующим рядом сквозных полостей, а регулятор порционной подачи расположен в выпускных патрубках расходной емкости и выполнен в виде элементов регулирования проходного сечения названных патрубков. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что элемент регулирования проходного сечения выпускного патрубка расходной емкости выполнен в виде дросселя. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что дозатор имеет выпускные патрубки с экструдерами. 4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что механизм привода циклического действия плунжерного цилиндра дозатора кинематически или электрически связан с устройством подачи в зону расфасовки порционных емкостей для заполнения продукта. 5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что толщина Δ стенок резервуара и диаметр его полости имеют соотношение Δ/D = 1/25-1/65.