Пристрій для виготовлення харчового екструдованого продукту

Пристрій для виготовлення харчового екструдованого продукту, що містить корпус, завантажувальний бункер з дозатором, прес-екструдер, а також матрицю, в якій послідовно виконані діафрагма з отвором, щілинна діафрагма і фільєра з крізним прямокутним отвором, який може бути виконаний горизонтально або вертикально витягнутим, причому у фільєрі можуть бути передбачені шліцьові пази для установки ділильних ножів, призна 3 40333 4 Прямокутні плоскі хлібці одержують тільки з ми ножами, призначеними для поперечного діленмуки. При цьому багато цінних речовин, що місня продукту. тяться в цілісному зерні, втрачаються вже при поЗгідно цьому ж винаходу, спосіб виготовлення мелі муки, окислюються на повітрі. Смак таких харчового екструдованого продукту включає завахлібців залишає бажати кращого і потрібне повернтаження зернової суміші, її перемішування, похневе нанесення різних смакових домішок, що мел і екструзію, формування готового продукту, підтверджується також тим, що відомі способи при цьому в процесі екструзії зернову суміш виотримання харчового екструдованого продукту тримують в порожнинах матриці протягом часу, стосуються тільки змішування зерна із смаковими обумовленого часом заповнення цих порожнин, ароматичними компонентами або нанесення попри цьому за допомогою перехідної діафрагми верхневого шару смакових домішок на харчовий потік продукту вирівнюють в стрічку з прямокутним екструдований продукт. А це означає, що зернова перетином, рівномірно перерозподіляючи тиск за сировина в кінцевому продукті не доведена до всією площею потоку продукту, зернову суміш доготовності, придатного до споживання. пікають, впливаючи на неї тиском, потім видавлюНаприклад: ють через щілинну діафрагму з подальшим підриВідомий спосіб виробництва зернових продукванням зернової суміші, яка набуває м'якої тів, що включає внесення синтетичного замінника консистенції і заповнює отвір філь'єри з прямокутцукру в роздрібнюване зерно і екструдування зерним перетином, в якій формують готовий продукт у на при t° маси 200-250°С з отриманням готового вигляді плоскої стрічки, яку, у свою чергу, ділять за продукту вологістю 4,5-9% [див. патент Росії допомогою ділильних ножів, встановлених на ба№2134521 з класу А23L1/10 опублікований рабанах натягувані, на окремі хлібці прямокутної 20.08.1999 року]. форми. Відомий також спосіб виробництва екструдоОсновним суттєвим недоліком відомого приваного продукту з висівок хлібних злаків, що пестрою для отримання харчового екструдованого редбачає їх змішування із смаковими та/або аропродукту є складність і недосконалість конструкції матичними компонентами і водою, взятими в його матриці - основного вузла, в якому безпосекількості, що забезпечує вологість екструдованої редньо готується і формується харчовий продукт. суміші 14-15%. Екструзію ведуть із швидкістю виНаявність цього недоліку пояснюється наступним. ходу екструдату вологістю 5-7% 100-180мм/хв Конструкція матриці починається з жорна, в якому, [див. патент Росії №2145176 з класу А23L1/18 взагалі, немає необхідності, оскільки помел зерноопублікований 08.07.1999 року]. вої суміші до необхідної фракції повністю відбуваКрім того, відомий спосіб приготування харчоється в корпусі шнека. Помел зернової суміші саме вого екстудірованного продукту, згідно якому на за допомогою шнека, власне кажучи, є однією з екструдований продукт наносять смакову домішку основних функцій останнього. І якщо в корпусі - суміш фруктового соку і гідронізата шроту, облішнека не відбувається повного помелу зернової пихи, узятих в співвідношенні 3-5: 1мас.% [див. суміші, то це говорить лише, або про неправильавторське свідоцтво СРСР №1738227 з класу ний вибір розмірів шнека, зокрема, його довжини, А23L1/18 опубліковане 07.06.1992 року]. або про надмірний його знос. Тобто, якщо в приОсновним недоліком всіх наведених вище строї використаний правильно підібраний шнек, то способів є те, що вони не забезпечують можливов ніякому додатковому жорні немає необхідності. сті змішування під час одного завантаження різних Його введення в матрицю лише ускладнює і обвазернових культур з різною величиною і твердістю жнює її конструкцію і підкреслює невміння виробзерен. ника підібрати правильно шнек - широко поширену Найбільш близьким за своєю суттю і ефекту, деталь в машинобудуванні. Але це не єдиний нета який приймається за прототип, є пристрій і сподолік першої деталі в конструкції матриці. Мова сіб для виготовлення харчового екструдованого йдеться про те, що на робочій поверхні жорна є продукту, описаний в [патенті Росії №2223682 з всього лише один центральний круглий отвір, прикласу А23Р1/12, А23L1/18, 1/10 опублікований значений для проходу подрібненої зернової суміші 20.02.2004 року.]. у всередину матриці. Саме з-за круглої форми Згідно цьому винаходу, пристрій для виготовцього єдиного вхідного отвору виникає технологічлення харчового екструдованого продукту, містить на необхідність в подальшому розширенні потоку корпус, завантажувальний бункер з вібродозатозернової суміші до розмірів, відповідних діаметру ром і натягувач, а також матрицю, в якій послідовматриці, який, у свою чергу, визначається розміно виконані жорно з центральним круглим отвором рами екструдованого харчового продукту. Для цієї і перехідною вирівнюючою порожниною, перехідна мети в жорні виконана вирівнююча порожнина, яку діафрагма з отвором, а також адаптивна порожнизернова суміш, після виходу з центрального отвона з щілинною діафрагмою і філь'єра з крізним ру, заповнює, щоб розмір (ширина) потоку зернопрямокутним отвором, який може бути виконане вої суміші відповідав діаметру матриці. Наявність горизонтально або вертикально витягнутим, привирівнюючої порожнини, у свою чергу, приводить чому у філь'єрі можуть бути передбачені шліцьові до значного збільшення довжини (або товщини) пази для установки ділильних ножів, призначених жорна, що, в цілому, приводить до збільшення для ділення продукту по подовжній осі, а на корпурозмірів матриці, до збільшення її ваги і металу, сі матриці можуть бути встановлені термодатчики що йде на її виготовлення. Наявність адаптивної для автоматизації процесу управління, а в натягупорожнини, причому значних розмірів, де відбувавані барабани можуть бути забезпечені ділильниється допікання зернової суміші, говорить лише про конструктивних недостатньому розігріву зер 5 40333 6 новій суміші, що і приводить до необхідності ввеДругим істотним недоліком відомого способу дення в конструкції матриці вказаної адаптивної виготовлення харчового екструдованого продукту порожнини, де продукт доводиться до готовності. є те, що він не гарантує отримання безперервної Розміри, зокрема, довжина, цієї деталі з адаптивстрічки готового харчового продукту з однаковими ною порожниною, досягає практично половини властивостями по його довжині із-за неможливості довжини матриці, що також збільшує її вагу, розміточного дозування подачі початкової сировини в ри, витрату металу, і приводить до ускладнення корпус екструдера пресу внаслідок недосконалості всієї конструкції. Завершує конструкцію матриці конструкції дозатора, про яких мовилося вище. філь'єра з крізним прямокутним отвором. Оскільки В основу корисної моделі поставлене завданрозміри цієї деталі, зокрема, її діаметр, співпаданя спрощення конструкції пристрою з одночасним ють з діаметром решти деталей, вона є масивною підвищенням продуктивності і якості харчового і саме ця обставина є її недоліком. Із-за значної екструдованого продукту за рахунок забезпечення товщини металу, що оточує прямокутний отвір, точності і надійності дозованої подачі зернової істотно погіршуються умови відведення тепла від суміші в пристрій і зменшення ваги і кількості деекструдованого харчового продукту. В результаті талей в матриці шляхом зміни принципу дозування цього, для охолоджування (підсушування) продукі конструктивної зміни деталей матриці, що забезту, довжину філь'єри необхідно значно збільшувапечує поєднання виконуваних ними функцій. ти. Але в цьому випадку невиправдано зростає Рішення поставленої задачі досягається тим, загальна довжина матриці і її вага, що є недоліщо в пристрої для виготовлення харчового екструком, якого можна було б уникнути, якби інтенсифідованого продукту, який містить корпус, завантакувати умови тепловідводу. Таким чином, із-за жувальний бункер з дозатором прес-екструдер, а недосконалості деталей, що входять в конструкцію також матрицю, в якій послідовно виконані діафраматриці, розміри, вага і вартість останній зростагма з отвором, щілинна діафрагма і філь'єра з кріють і ускладнюється її обслуговування. зним прямокутним отвором, який може бути викоДругим недоліком відомого пристрою для отнаний горизонтально або вертикально витягнутим, римання харчового екструдованого продукту є причому у філь'єрі можуть бути передбачені шлівикористання в конструкції вібродозатора для рецьові пази для установки ділильних ножів, признагулювання подачі зернової суміші в корпус екстручених для ділення продукту по подовжній осі, а на дера пресу. Сутність цього недоліку пояснюється корпусі матриці можуть бути встановлені термоданаступним. Для отримання ефекту вибуху зернової тчики для автоматизації процесу управління, згідсуміші, її заздалегідь зволожують, ще до завантано пропозиції, дозатор виконаний у вигляді додатження в бункер, витримуючи у вологому середокового шнека з плавно регульованим обертанням, вищі певний час, необхідний для насичення зерен розташованим між вихідним отвором завантажувологою. Але вологе зерно має властивість склевального бункера і вхідним отвором в корпус екстюватися в грудки. При вібродозуванні не завжди рудера пресу, а також, в матриці послідовно розвдається повністю зруйнувати зернові грудки, які, в ташовані розігріваюча шайба, в якій виконано першу чергу зриваються цілими і у такому вигляді щілинне або галтелеподібне або інший щілинопопотрапляють в корпус прес-екструдора. Тому видібний отвір з краями, що розширюються, щілинна користовуваний принцип дозування подачі зернодіафрагма і філь'єра з крізним прямокутним отвового середовища (вібрація), взагалі, не може заром, яка конструктивно виконана у вигляді шайби, безпечити точне дозування, отже, не що примикає до щілинної діафрагми, і пов'язаного представляється надалі одержати зернову суміш і, з нею тонкостінного патрубка, що виконує функцію як наслідок, харчовий екструдований продукт, з формуючого продукт прямокутного каналу. однаковими властивостями по його довжині, або Рішення поставленої задачі досягається також для однорідності структури і споживчих властивосі тим, що в способі виготовлення харчового ексттей харчового продукту необхідно використовуварудованого продукту, який включає завантаження ти додаткове локальне регулювання, яке, позернової суміші, її перемішування, помел і екструперше, не передбачене в даній конструкції призію, формування готового продукту, при цьому строю, і, по-друге, технологічно складно здійснити, розмолоту суміш вирівнюють в стрічку, рівномірно оскільки утворення грудок зернової суміші, їх розперерозподіляючи тиск за всією площею потоку мірів, і час попадання в корпус екструдера пресу, продукту, потім видавлюють через щілинну діафне передбачено і не піддається прогнозуванню. рагму з подальшим підриванням зернової суміші Основним недоліком відомого способу виготона початковій ділянці філь'єри, яка набуває м'якої влення харчового екструдованого продукту є низьконсистенції і заповнює отвір філь'єри з прямокутка його продуктивність, яка обумовлена необхідніним перетином, в якій формують готовий продукт у стю витримки зернової суміші у вирівнюючій і вигляді плоскої стрічки, яку, у свою чергу, ділять за адаптивній порожнинах матриці протягом часу, допомогою відрізного пристрою на окремі смуги обумовленого часом заповнення цих порожнин, а мірної довжини, згідно пропозиції, температуру також наявністю окремої операції вирівнювання розігрівання зернової суміші регулюють за допопотоку зернової суміші у стрічку за допомогою пемогою розігріваючої шайби, шляхом зміни опору рехідної діафрагми, і необхідністю допікання зерпереміщення зернової суміші від шнека екструденової суміші до готовності в адаптивній порожнині. ра пресу в матрицю, а формування експандироНаявність перерахованих технологічних недоліків ванного харчового продукту здійснюють в умовах обумовлена недосконалістю конструкції матриці інтенсивного тепловідводу, який забезпечується пристрої, про які говорилося вище. тонкостінністю конструкцією патрубка філь'єри. 7 40333 8 Використання у якості дозуючого пристрою Подальша сутність запропонованого технічнододаткового шнека з регульованою швидкістю го рішення пояснюється спільно з принципом рообертання дозволяє забезпечити ідеальне дозуботи пристрою для виготовлення харчового екствання зернової суміші незалежно від злипання її в рудованого продукту. грудки, оскільки вони всі обов'язково будуть повніЗернова суміш засипається в бункер 2, звідки стю зруйновані шнеком, що обертається, ще до через дозуючий шнек 4, прокидається в корпус подання зернової суміші в корпус екструдера преекструдера пресу 5, де за допомогою шнека пересу. мелюється і одночасно подається до матриці 6. Оскільки помел зернової суміші повністю відТут зернова суміш додатково перемішується, ущібувається в прес-екструдорі, жорен, який викорисльнюється і розігрівається під час стиснення. Потовується в матриці за прототипом, доцільно замітім розігріта до заданої температури зернова сунити шайбою розігрівання, за допомогою якої міш потрапляє в щілинний отвір 10 і, далі, по ходу змінюють температуру зернової суміші шляхом руху, поступає в щілинний отвір 12 щілинної діафзміни опору в зоні між шнеком і матрицею за рахурагми 11,з якої зернова суміш видавлюється у фінок зміни ширини цієї зони. Для проходу зернової ль'єру 13. Спресована і розігріта зернова суміш, в суміші в матрицю, в розігріваючій шайбі виконаний якій волога перетворилася на пару, що знаходитьщілиноподібний отвір будь-якої конфігурації, зася в неї під високим тиском, потрапляє у отвір 14 вдяки якому розігріваюча шайба виконує одночасфіль'єри 13, яке значно більше щілинного отвору но функцію щілинної діафрагми, що розподіляє 12 щілинної діафрагми 11, опиняється в зоні дії зернову суміш по ширині матриці. Зміна (полегатмосферного тиску, внаслідок чого зернова суміш шення) конструкції філь'єри, зокрема, зменшення експандирує за рахунок інтенсивного виходу пари її масивності досягається за рахунок того, що пряз розігрітої зернової суміші. Після цього, в початмокутний канал утворений патрубком із заданими ковій ділянці патрубка 15 із зернової суміші утворозмірами отвору, що дозволяє інтенсифікувати рюється єдина маса м'якої консистенції, яка заповідведення тепла від готового продукту і, саме так, внює повністю горизонтально орієнтований отвір прискорити його охолодження і твердіння і, у на14 прямокутного перетину, розподіляючись там слідок, зменшити загальну довжину технологічного рівномірно без утворення порожнини по кутах. При тракту виготовлення екструдованого харчового цьому, експандирована зернова суміш, продовжупродукту. ючи переміщатися уздовж патрубка 15, швидко Сутність корисної моделі пояснюється ілюстохолоджується і твердне до стану готового продуративним матеріалом, на якому зображено настукту. пне: Фіг.1 - загальний вид пристрою для виготовЗ філь'єри 13 виходить готовий продукт у вилення харчового екструдованого продукту; Фіг.2 гляді тонкої плоскої стрічки прямокутного перетину матриця до пристрою, зображеного Фіг.1, подовжтовщиною від 2 до 7мм, яка, проходячи відстань ній розріз для кращого показу конструкції. до відрізного пристрою 7, остаточно підсушується і Запропонований пристрій складається з несуохолоджується і відрізним пристроєм 7 розділячої рами 1, завантажувального бункера 2, блоку ється на мірні відрізки заданої довжини. управління 3, дозуючого шнека 4, корпусу екструІстотна відмінність об'єкту корисної моделі, що дера пресу 5, матриці 6, відрізного пристрою 7 заявляється, від раніше відомих, полягає в тому, будь-якої відомої конструкції і лотка 8 для прийому що перехідна діафрагма конструктивно суміщена з готового харчового продукту. розігріваючою шайбою 9, за допомогою якої регуМатриця 6 пристрою складається з розігріваюлюється температура розігрівання зернової суміші чої шайби 9, що виконує одночасно функцію розза допомогою накидної гайки 16, яка регулює відсподільника зернової суміші по ширині матриці 6, тань між шнеком і розігріваючою шайбою 9, а для чого в ній виконаний щілиноподібний отвір 10, конструкція філь'єри 13 дозволяє прискорити пропроходячи через яке, зернова суміш відразу ж рівцес охолодження готового продукту, і в тому, що у номірно розподіляється по всій ширині матриці 6. якості дозатора використаний додатковий шнек з Зрозуміло, розміри і форма щілиноподібного отвоплавним регулюванням частоти обертання. Вказару 10 можуть бути різними: овальне, у вигляді галні відмінності, у сукупності, дозволяють принципотелей, однорядного набору декількох круглих во спростити конструкцію матриці і принципово отворів або іншої форми: лише щоб його ширина спростити технологію виробництва харчового ексвідповідала діаметру матриці, у висота була у батрудованого продукту за рахунок перерозподілу гато разів меншої його ширини. Безпосередньо за тиску і температури в матриці, внаслідок чого відрозігріваючою шайбою 9, в матриці 6 встановлена падає необхідність в додаткових порожнинах і кащілинна діафрагма 11 з щілинним отвором 12, до мерах, які обов'язкові в інших конструкціях матякої примикає філь'єра 13 з крізним горизонтально риць, а також гарантувати точне подавання витягнутим отвором 14 прямокутного перетину, зернової суміші з бункера у корпус екструдера утвореного патрубком 15 відповідного перетину. пресу. Жодний з відомих пристроїв для виробницПісля матриці 6, на відстані приблизно 0,8тва харчового екструдованого продукту не може 1,0м від неї, встановлений відрізний пристрій 7 володіти відміченими властивостями, оскільки, ізбудь-якої відомої конструкції. за їх конструктивних недоліків, необхідно викорисКрім того, на матриці 6 можуть бути встановтовувати додаткові засоби для зміни розмірів полені термодатчики будь-якої відомої конструкції току зернової суміші для заповнення матриці, а (не показані з-за загальновідомості) для автоматитакож необхідно допікати продукт до повної готовзації процесу управління виготовленням харчового ності, що говорить про їх недосконалість. продукту. 9 40333 10 До технічних переваг запропонованого технічрівання за допомогою накидної гайки, що переміного рішення, у порівнянні з прототипом, можна щає уздовж матриці розігріваючу шайбу; віднести наступне: - підвищення надійності роботи пристрої і - спрощення конструкції матриці за рахунок спрощення його обслуговування за рахунок спрозменшення кількості деталей і за рахунок поєдщення конструкції матриці. нання функцій; Економічний ефект від впровадження запро- можливість плавного регулювання процесу понованого технічного рішення, в порівнянні з вивиробництва харчового продукту за рахунок можкористанням прототипу, одержують за рахунок ливості плавного регулювання температури розігзниження вартості матриці, внаслідок зменшення в ній кількості деталей. Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601