Электромеханическое устройство для обработки шоколадных масс Советский патент 1992 года по МПК A23G1/18 

Изобретение относится к пищевой промышленности, к производству шоколадных масс, в частности к устройствам для дополнительной обработки жидких и полужидких шоколадных масс для повышения их качества, вкуса и аромата.

Известно устройство для приготовления шоколадных масс, включающее шаровую мельницу, выполненную в виде вертикального рабочего цилиндра с рубашкой, на внешней поверхности которого расположены постоянные магниты, помещенные в рабочем цилиндре шариковой мельницы, вал с горизонтальными дисками и шариковые тела, насос с трубопроводом подачи массы и загрузочное и разгрузочное приспособления.

Недостатком такого устройства является то, что магнитное поле, создаваемое постоянными магнитами, оказывает воздействие только на шариковые тела, находящиеся в непосредственной близости от внутренней стенки рабочего цилиндра, что не исключает совместного гругтового движения шариков и снижает интенсивность перемешивания шариковых тел, в результате чего снижается количество и сила их соударений, а это приводит к снижению производительности устройства.

Известно устройство, включающее шариковую мельницу, выполненную в виде вертикального рабочего цилиндра с рубашкой, на внешней поверхности которого расположены постоянные магниты, помещенные в рабочем цилиндре шариковой мельницы, вал с горизонтальными дисками и шариковые тела, 1 /3 часть которых выполнена из неферромагнитного материала, насос с трубопроводом подачи массы, загрузочное и разгрузочное приспособления, вал с горизонтальными дисками установлен эксцентрично относительно оси рабочего цилиндра с эксцентриситетом е 4,85, где S - отношение внутреннего диаметра рабочего цилиндра к диаметру горизонтальных дисков, на поверхности горизонтальных дисков выполнены углубления, в которых укреплены постоянные магниты.

Недостаток указанного устройства обусловлен тем, что из-за отсутствия возможности регулирования магнитного поля (величины индукции в рабочем цилиндре), создаваемого постоянными магнитами, исключается возможность управления степенью воздействия измельчающих элементов на обрабатываемый продукт, что, в свою очередь, не позволяет подчинить работу устройства технологическим требованиям обработки и приводит к получению

готового продукта с нестабильной дисперсностью.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является электроме- ханическое устройство для обработки шоколадных масс, включающее электропривод, емкость с перегородками для разделения обрабатываемой массы с загрузочным и разгрузочным патрубками, измельчающие

0 элементы в виде ферромагнитных цилиндрических стержней и два постоянных электромагнита с регулирующими токовыми обмотками управления. Один из электромагнитов размещен внутри емкости, смон5 тирован с возможностью вращательного движения и имеет на наружной поверхности зубцы. Другой электромагнит укреплен неподвижно снаружи емкости.

Однако в известном устройстве, в каче0 стве размольных элементов использованы ферромагнитные цилиндрические стержни одинакового размера по всей длине рабочей камеры, что снижает эффективность процесса диспергирования по мере уменьше5 ния размера частиц твердой фазы шоколадной массы при ее движении от загрузочного к разгрузочному патрубку.

При работе устройства переориентация ферромагнитных размольных элементов в

0 пространственных построениях осуществляется в средней части рабочей камеры, где и располагается зона интенсивного ударно- истирающего силового взаимодействия между размольными элементами и обраба5 тываемым продуктом. В непосредственной близости к цилиндрическим поверхностям, образующим рабочую камеру, организуются зоны неподвижного силового взаимодействия между размольными элементами и

0 этими поверхностями, что снижает интенсивность обработки продукта (его измельчение и разрушение структуры) по всему объему емкости и уменьшает производительность устройства,

5 Выполнение электромагнита, расположенного внутри рабочей камеры, цилиндрической формы ограничивает интенсивность процессов измельчения и перемешивания шоколадной массы в процессе ее обработ0 киЦель изобретения-улучшение качества

обработки массы путем постадийного механического воздействия.

Поставленная цель достигается тем, что е в электромеханическом устройстве для обработки шоколадных масс, содержащем цилиндрическую емкость для обработки шоколадной массы, 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 электромагнит, 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.

На фиг.1 показана конструкция устройства; на фйг.2 - разрез А-А на фиг. 1.

Электромеханическое устройство для обработки шоколадных масс содержит электропривод (не показан), вертикально расположенную двухступенчатую цилиндрическую емкость 1, измельчающие элементы 2, стальной ротор 3 со смонтированными на нем лопастями 4 прямоугольной формы, выполненными из ферромагнитного мате- риала, и стенку (постоянный электромагнит)

5с регулируемой секционированной токовой обмоткой 6 управления.

Цилиндрическая емкость 1 разделена на две ступени решетками 7, выполненными из нержавеющей стали. Между решетками 7 размещены измельчающие элементы .2, изготовленные в виде ферромагнитных шаров. При этом диаметр шаров уменьшается в ступенях емкости 1 сверху вниз по ходу движения обрабатываемого продукта, в отверстия в решетках 7 меньше диаметра шаров.

Ротор 3 проходит в рабочую камеру через подшипниковые щиты 8 и соединен с приводным электродвигателем через муфту 9. Лопасти 4 смонтированы на роторе 3 со смещением одна относительно другой в ступенях емкости 1 на 90°.

Стенка (постоянный электромагнит) 5 жестко укреплена на стойке 10. Стенка 5 составлена из отдельных элементов - стержней 11, выполненных или в форме прямоугольных параллелепипедов, или в виде прямоугольных стержней с трапеце- идальным сечением. По концам стержней имеются шипы 12 для обеспечения сборки стенки 5 в единое целое в подшипниковых щитах 8. Между стержнями 11 установлены прокладки 13 для герметизации рабо- чей емкости 1. В средней части стержней имеются пазы 14, в которых размещены витки секционированной токовой обмотки

6управления, соединенные последовательно и согласно.

Загрузка и выгрузка шоколадной массы осуществляют через загрузочный 15 и разгрузочный 16 патрубки1выполненные в подшипниковых щитах 8.

Устройство работает следующим образом.

Шоколадная масса насосом через трубопровод и загрузочный патрубок 15 непрерывным потоком подается в первую ступень рабочей емкости.

Приводится во вращение ротор 3, на котором смонтированы лопасти 4. Одновременно подается питание на секционированную обмотку 6 управления.

Под действием электромагнитных сил измельчающие элементы 2, притягиваясь и слепляясь друг с другом и поверхностями электромагнита 5 и лопасти 4, организуются в пространственные построения 17, ориентированные прямолинейно по направлению силовых линий постоянного по знаку электромагнитного поля. (При неподвижном роторе 3 пространственные построения 17 из измельчающих элементов 2 осуществляют жесткую механическую связь между поверхностями электромагнита 5 и лопасти 4. Обработка продукта в данном случае не осуществляется.)

При вращении ротора 3 пространственные построения 17, стремясь под действие электромагнитных сил сохранить первоначальное положение, искривляются (деформируются - сжимаются или растягиваются в зависимости от их положения относительно торцовых концов лопасти 4) и частично разрушаются.

Непрерывное интенсивное разрушение пространственных построений осуществляется при их встречном ударе с торцовыми частями лопасти 4. При этом под действием электромагнитных сил измельчающие элементы 2 мгновенно организуются в новые пространственные построения 17. Этот процесс разрушения и образования пространственных построений из измельчающих элементов осуществляется мгновенно и непрерывно и сопровождается интенсивным энергонапряженным ударно-истирающим силовым взаимодействием как между измельчающими элементами 2 по всему объему рабочей камеры 1, так и между этими элементами и поверхностями лопасти 4.

Шоколадная масса, находящаяся в рабочей камере 1 в промежутках между измельчающими элементами 2, подвергается различным деформациям: удару, сжатию, истиранию, сдвигу по всему объему рабочей камеры, что интенсифицирует процессы ее обработки (измельчение дисперсной фазы, перемешивание и разрушение структуры).

Смонтированные на роторе 3 лопасти 4 способствуют увеличению зон внутри рабочей камеры 1, в которых осуществляется обработка продукта, что позволяет увеличить производительность устройства.

Прошедшая обработку в первой ступени рабочей емкости 1 шоколадная масса под действием сил тяжести через решетки 7, имеющие размеры отверстий меньше размеров измельчающих элементов 2, попадает во вторую ступень, где подвергается аналогичному механическому воздействию. При этом измельчающие элементы 2 второй ступени рабочей емкости выполнены меньшего диаметра. Уменьшение размера измельчающих элементов 2 в направлении движения шоколадной массы позволяет получить значительную тонину помола и сократить количество фракций твердой фазы шоколадных масс размером более 30 мкм, наличие которых отрицательно ВЛИЯРТ на вкусовые достоинства готового шоколада и ухудшает его качество. Решетки 7 предназначены для удержания измельчающих элементов 2 в зоне действия магнитного поля и в секциях рабочей камеры 1.

Смещение лопастей А в ступенях рабочей камеры 1 способствует интенсификации процесса перемешивания шоколадных масс, обеспечивая деформацию траектории движения потока частиц измельчаемого продукта.

Эффективное перемешивание и разрушение структуры шоколадных масс приводит к снижению ее эффективной вязкости, что обеспечивает экономию дорогостоящего жирового компонента (какао-масла), необходимого для обеспечения стандартизированной текучести шоколада на стадии его формирования.

Величина индукции в емкости 1, имеющая линейную зависимость (до достижения состояния насыщения ферромагнитных материалов устройства) от величины тока в обмотке управления, определяет степень усилий, с которыми измельчающие элементы 2 взаимодействуют между собой, поверхностями лопасти 4 и электромагнита 5, а следовательно, и степень воздействия на обрабатываемый продукт.

Регулирование величины индукции в рабочей камере 1 осуществляется просто и надежно, легко подлежит автоматизации,

что позволяет подчинить работу устройства технологическим требованиям обработки продукта.

Предлагаемая конструкция корпуса (постоянного электромагнита) 5 позволяет упростить изготовление устройства (особенно на большие емкости рабочей камеры 1; получить экономию меди, идущей на изготовление обмотки 6 управления, а также снизить металлоемкость устройства.

Формул а изо бретени я

Электромеханическое устройство для обработки шоколадных масс, содержащее

цилиндрическую емкость для обработки шоколадной массы, ротор, постоянный электромагнит, загрузочный и разгрузочный патрубки и измельчающие ферромагнитные элементы, расположенные внутри емкости,

отличающееся тем, что, с целью улучшения качества обработки массы за счет постадийного механического воздействия, емкость для обработки массы расположена вертикально и стенка ее образована из

нескольких элементов, составляющих постоянный электромагнит, 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.

Использование: обработка шоколадных изделий, позволяющая улучшить качество массы за счет постадийного механического воздействия. Сущность изобретения: электромеханическое устройство содержит цилиндрическую емкость 1 для обработки шоколадной массы, стенки которой образуют постоянный электромагнит, ротор 3, на котором установлены прямоугольные лопасти 4 для дополнительной обработки массы, причем лопасть в нижней части емкости перпендикулярна лопасти в верхней части. Сверху и снизу цилиндрической емкости расположены соответственно загрузочный 15 и разгрузочный 16 патрубки. В средней части емкости установлена решетка 7 из неферромагнитного материала. Измельчающие ферромагнитные элементы выполнены в форме шариков в верхней части емкости большего диаметра, чем в нижней. 2 ил. (Л С