(12) OPIS PATENTOWY (19) PL. (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/E P95/04607

Transkrypt

1 RZECZPO SPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (21) Numer zgłoszenia: ( 2 2) Data zgłoszenia: (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/E P95/04607 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: ,WO96/19924, PCT Gazette nr 30/96 (11) (13) B1 (5 1) IntCl6: A23G 9/20 A23G 3/02 A23G 9/28 (54) Sposób dozowania napowietrzonego zestawu składników, zwłaszcza lodowego materiału cukierniczego (30) Pierwszeństwo: ,EP, (73) Uprawniony z patentu: UNILEVER N.V., Rotterdam, NL (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 23/97 (72) Twórcy wynalazku: Donald R. Biggs, Sharnbrook, GB Gary N. Binley, Kettering, GB Vijay A. Sawant, Wellingborough, GB Anthony B. Ward, Rushden, GB (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 05/00 (74) Pełnomocnik: Ludwicka Izabella, PATPOL Spółka z o.o. PL B1 (57) 1. Sposób dozowania napowietrzonego zestawu składników, zwłaszcza lodowego materiału cukierniczego, znamienny tym, że wprowadza się zestaw składników pod ciśnieniem na jeden koniec ciągu elementów objętościowych utworzonych w pompie zębatej, posiadającej korzystnie drogi ujścia powietrza między tymi elementami objętościowymi i przesuwa się ciąg elementów objętościowych do punktu dozowania.

2 Sposób dozowania napowietrzonego zestawu składników, zwłaszcza lodowego materiału cukierniczego Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób dozowania napowietrzonego zestawu składników, zwłaszcza lodowego materiału cukierniczego, znamienny tym, że wprowadza się zestaw składników pod ciśnieniem na jeden koniec ciągu elementów objętościowych utworzonych w pompie zębatej, posiadającej korzystnie drogi ujścia powietrza między tymi elementami objętościowymi i przesuwa się ciąg elementów objętościowych do punktu dozowania. 2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że pojedyncze porcje materiału dozuje się z zastosowaniem przyrywanego ruchu ciągu elementów objętościowych. 3. Sposób, według zastrz. 2, znamienny tym, że ciąg elementów objętościowych napędza się za pomocą silnika skokowego. 4. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że napowietrzony zestaw składników stanowi lodowy materiał cukierniczy o przyroście objętości w przedziale 50% do 200% objętości wyjściowej. 5. Sposób dozowania napowietrzonego zestawu składników, zwłaszcza lodowego materiału cukierniczego, do form o zróżnicowanym kształcie i/lub form o kształcie otwartej muszli, znamienny tym, że wprowadza się zestaw składników pod ciśnieniem na jeden koniec ciągu elementów objętościowych utworzonych w pompie zębatej, posiadającej korzystnie drogi ujścia między tymi elementami objętościowymi i przesuwa się ciąg elementów objętościowych do punktu dozowania pozostającego w zależności od kontrolowanego ruchu napełniania góra - dół. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób dozowania napowietrzonego zestawu składników, zwłaszcza lodowego materiału cukierniczego, w którym napowietrzony zestaw składników doprowadza się w postaci powtarzalnych objętości tychże składników, na ciągłą podstawę. Dozowanie powtarzalnych objętości napowietrzonego materiału stwarza pewne trudności, ponieważ istnieje możliwość, że materiał taki może podczas obsługi zostać odkształcony oraz zmienić objętość. Te problemy są skutkiem napowietrzania, w postaci pęcherzyków, które powodują zmianę objętości materiału przy poddaniu małym, nawet miejscowym zmianom ciśnienia. Problem ten szczególnie dotyczy zamrożonych lodowych wyrobów cukierniczych, ponieważ takie zestawy składników są napowietrzone i stanowią złożone struktury zawierające tłuszcze lub ich odpowiedniki oraz wodę w połączeniu z produktami stałymi na bazie mleka. Takie wyroby cukiernicze, do których zaliczają się lody, mleczne napoje lodowe, mrożone jogurty oraz mrożone kremy, wymagają uważanej obsługi przy niskich temperaturach, to znaczy poniżej 0 C, w celu zachowania ich struktury. Napowietrzona czekolada jest innym przykładem materiału, który zmienia objętość pod wpływem ciśnienia. Ponadto, zmiana ciśnienia i związana z tym zmiana objętości, zależą często od różnej lepkości. Napowietrzony materiał wykazuje różne natężenia przepływu, gdy poddany zostanie ciśnieniu. Szybkość działania linii produkcyjnych wymaga szybkiego i dokładnego dozowania materiałów cukierniczych. W dokumencie nr WO 94/19963 ujawniono sposób dozowania powtarzalnych ilości napowietrzonego odkształcalnego zestawu składników, na przykład lodów, poprzez wprowadzenie części napowietrzonego zestawu składników pod ciśnieniem do elementu objętościowego, a następnie dozowanie tej porcji ze wspomnianego elementu po doprowadzeniu jej do ciśnienia otoczenia. Proces ten wykorzystuje pompę tłokową. Główną wadą pomp tłokowych wykorzystywanych jako napełniacze dekompresyjne, jest okres czasu niezbędnego dla ukończenia etapu dekompresji

3 oraz konieczność stosowania trójpozycyjnego zaworu przy wylocie cylindra, to znaczy przewidującego pozycję obciążenia, dekompresji oraz dostarczania. Tak długi okres cyklu jest nie do zaakceptowania przy większości zastosowań handlowych. Sposób według wynalazku stosowany jest do dozowania napowietrzonego zestawu składników, zwłaszcza lodowego materiału cukierniczego. Sposób ten charakteryzuje się tym, że wprowadza się zestaw składników pod ciśnieniem na jeden koniec ciągu elementów objętościowych utworzonych w pompie zębatej, posiadającej korzystnie drogi ujścia powietrza między tymi elementami objętościowymi i przesuwa się ciąg elementów objętościowych do punktu dozowania. Korzystnym jest, że pojedyncze porcje materiału dozuje się z zastosowaniem przyrywanego ruchu ciągu elementów objętościowych. Ciąg elementów objętościowych napędza się za pomocą silnika skokowego. Napowietrzony zestaw składników stanowi lodowy materiał cukierniczy o przyroście objętości w przedziale 50% do 200% objętości wyjściowej. W odmiennym rozwiązaniu sposób dozowania napowietrzonego zestawu składników, zwłaszcza lodowego materiału cukierniczego, do form o zróżnicowanym kształcie i/lub form o kształcie otwartej muszli, charakteryzującej się tym, że wprowadza się zestaw składników pod ciśnieniem na jeden koniec ciągu elementów objętościowych utworzonych w pompie zębatej, posiadającej korzystnie drogi ujścia między tymi elementami objętościowymi i przesuwa się ciąg elementów objętościowych do punktu dozowania pozostającego w zależności od kontrolowanego ruchu napełniania góra - dół. Dozowanie napowietrzonych materiałów cukierniczych, zgodnie z wynalazkiem, przeprowadza się poprzez sprężenie materiału pod ciśnieniem do określonej objętości, przy czym pęcherzyki zostają zredukowane do objętości, która skutecznie usuwa błędy w odmierzaniu porcji. Istotnym dla wynalazku jest fakt zastosowania pompy zębatej do dozowania powtarzalnych ilości napowietrzonego odkształcalnego zestawu składników. Inne pompy, takie jak pompa perystaltyczna, nie zapewniają odprowadzania określonych ilości napowietrzonego odkształcalnego zestawu składników z wymaganą dokładnością. Pompa zębata dostarcza dokładne dozy poprzez odmierzanie małej ustalonej objętości reprezentowanej przez przestrzeń wnękową pomiędzy zębami koła zębatego pompy, przy wysokim ciśnieniu, kiedy to powietrze jest sprężone i zabiera stosunkowo małą ilość odmierzonej objętości. Zazwyczaj stosowane są dwa koła zębate, jedno napędzające drugie, gdyż daje to mniej lub bardziej pulsacyjny swobodny przepływ. Ciśnienie jest rozpraszane, gdy odmierzona objętość przechodzi od wysokiego do niskiego ciśnienia, przy czym niskie ciśnienie jest równe ciśnieniu atmosferycznemu w normalnych warunkach. Ponieważ odmierzona objętość przy wysokim ciśnieniu jest bardzo dokładnie kontrolowana, dostarczana jest powtarzalna dokładna doza zestawu składników. Przesuwanie ciągu elementów objętościowych od wejściowego obszaru o zwiększonym ciśnieniu do punktu dozowania, który znajduje się w atmosferycznym ciśnieniu otoczenia w warunkach normalnych, może prowadzić do degradacji struktury produktu. Spowodowane jest to nagłym spadkiem ciśnienia w punkcie dozowania. Pożądane jest więc przewidzenie dróg ujścia pomiędzy elementami objętościowymi, dla zapewnienia zmiany ciśnienia pomiędzy poszczególnymi elementami objętościowymi. Przy pracy linii produkcyjnej wykonującej serie produktów, ruch ciągu elementów objętościowych może być przerywany, dla dozowania pojedynczych objętości. Obecność ciągu elementów objętościowych umożliwia dokładne dozowanie jednakowych objętości napowietrzonego produktu. Końcowa objętość jest sumą dużej liczby małych objętości, a dokładność, to znaczy precyzja sposobu, zależy od względnie małej wielkości elementów objętościowych składających się na ciąg. Ciąg o mniejszych elementach objętościowych zwiększa liczbę dróg ujścia pomiędzy wysokociśnieniowym wejściem i niskociśnieniowym punktem dozowania. Stosunek dozowania 0,7 (objętość w ciągu) do 30 (objętość dozowana) jest satysfakcjonujący, przy czym stosunek 1:30 daje akceptowalną dokładność dlatego rodzaju produktów. Jednakże, stosunek ten powinien korzystnie wynosić ponad 50.

4 Szczególnie korzystnym jest, gdy kilka jednostek dozowania dostarcza dozy z pojedynczego zestawu rozgałęźnego. Różnice w wyposażeniu nie m ają wpływu na objętość dozowaną z każdej jednostki, ponieważ ta objętość napowietrzonego materiału w rozszerzalnej objętości jest niezależna od dostarczania z zestawu rozgałęźnego. Szybkość dozowania jest stosunkowo duża i możliwa do zastosowania w standardowych liniach produkcyjnych, ponieważ normalny cykl dozowania nie wymaga ruchu postępowo zwrotnego. Pozostawanie resztek produktu dozowanego jest redukowane przez wykorzystanie krótkiej zmiany kierunku ciągu elementów objętościowych w celu umożliwienia ich odessania. Pompa zębata zapewnia łatwo przystosowującą się, ale dokładną kontrolę szybkości przepływu, ponieważ prędkość obrotowa pompy jest ściśle kontrolowana dla ustalenia wymaganego poziomu prędkości doprowadzania. Łącznie z kontrolowanym ruchem napełniania góra - dół, pompa zębata jest korzystna do stosowania w celu wypełniania form o różnorodnym kształcie i/lub form o kształcie otwartej muszli (na przykład typu Taco Shell). Pompa zębata może być także napędzana w odwrotnym kierunku, dla uniknięcia kapania pomiędzy dozami, a w ten sposób unikając konieczności zastosowania zaworu zamykającego. Przedmiot wynalazku zostanie objaśniony na podstawie przykładu zastosowania urządzenia do przeprowadzania sposobu według wynalazku, przedstawionego na rysunku, w przekroju poprzecznym. Pompa zębata zawiera obudowę 1 zaopatrzoną w dyszę wejściową 2 oraz kanał wyjściowy 3. Wewnątrz obudowy 1 usytuowane są współpracujące ze sobą koła zębate 4,5. S ą one napędzane w przeciwnych kierunkach, zaznaczonych na rysunkach przez strzałki, przy zastosowaniu standardowych środków, które nie zostały pokazane. Korzystnie, środki te stanowi silnik skokowy. W trybie eksploatacji urządzenia, lody przy temperaturze -6 C o przyroście objętości 100% dozuje się z kanału 3 za pomocą obracających się kół. Gdy zęby przesuwają się mijając cylindryczne powierzchnie 7 w obudowie 1, tworzy się ciąg elementów objętościowych 6. Lody przy ciśnieniu pomiarowym 6 bar dostarcza się poprzez dyszę 2 i przenosi w elementach objętościowych 6 w każdym kole zębatym do kanału 3. W okresie czasu pomiędzy wprowadzeniem ciągu elementów objętościowych, a opuszczaniem go przez poszczególne elementy objętościowe kompozycji, zmniejsza się ciśnienie poszczególnych porcji lodów względem ciśnienia otoczenia. Ta redukcja występuje, ponieważ szpara pomiędzy zębami i powierzchnią 7 umożliwia uchodzenie nadmiaru powietrza, co zmniejsza ciśnienie. Jeżeli koła zębate są obracane w sposób ciągły, z kanału 3 jest dostarczany strumień lodowy przy ciśnieniu otoczenia. Przy zastosowaniu silnika skokowego lub innych środków zapewniających przerywany napęd, dozowane są zasadniczo stałe objętości lodów. Zasadniczo dokładność systemu jest uzależniona od rozmiaru poszczególnych objętości, to znaczy, że w przypadku kół zębatych o większym rozstawie zębów dozowanie staje się mniej dokładne. Prędkość dozowania według sposobu jest łatwo zmieniana i uzyskuje się 50 skoków, to znaczy dozowań, na minutę. Przerywanie pracy pompy nie musi być nagłe, a wyraźne okresy przyspieszenia/zwolnienia zmniejszają zużycie pompy. Umożliwia to także uzyskanie szybszej pracy pompy. W opisanym przykładzie wykonania koła zębate miały średnicę 41 mm, szerokość 20 mm, z objętością między zębami koła wynoszącą 0,7 ml. Stosowano je do przygotowania lodów (przyrost objętości 100%) o objętości 30 ml na ciągłej linii produkcyjnej.

5

6 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.