Электромагнитное устройство для измельчения и перемешивания продуктов шоколадного производства

 

Использование: для измельчения и перемешивания продуктов шоколадного производства. Сущность: устройство включает емкость из неферромагнитного материала в форме кольца с загрузочным и разгрузочным патрубками, размещенный в емкости ротор из ферроэласта в форме винтовой спирали, концы которой соединены с приводом. В емкости также размещены ферромагнитные измельчающие элементы цилиндрической формы, размер которых уменьшается в направлении перемещения обрабатываемого продукта. Снаружи емкости установлены постоянные электромагниты С-образной формы, каждый из которых через обмотку управления соединен с коммутатором для переключения полярности и увеличения силы тока от первого электромагнита до последнего. 2 ил.

Электромагнитное устройство относится к пищевой промышленности, в частности к кондитерской ее отрасли, может быть использовано при приготовлении шоколадных масс.

Известна установка для приготовления шоколадных масс [1] которая содержит шариковую мельницу, насос с трубопроводом, резервуар исходной массы, дополнительный насос с регулируемым приводом, ультразвуковой вибратор с генератором ультразвуковых колебаний, приемник колебаний с пьезоэлектрическим элементом, электромагниты постоянного тока, смонтированные на наружной стороне корпуса мельницы и расположенные диаметрально со смещением один относительно другого на 90^о, системы автоматического регулирования частоты вращения валов мельницы и системы автоматического управления работой электромагнитов, причем каждая система содержит установленные усилитель сигнала, фазовый дискриминатор и блок управления, а усилители сигналов обеих систем соединены параллельно с блоком контроля дисперсного состава смеси через блок сравнения. При этом размольные шарообразные элементы выполнены из ферромагнитного материала.

В качестве прототипа выбрано электромеханическое устройство для обработки шоколадных масс [2] содержащее цилиндрическую емкость, 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 магнит, 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.

Задача, решаемая предлагаемым устройством, -увеличение интенсификации процесса измельчения, повышение качества готового продукта за счет его получения с ровным гранулированным составом в оптимальном диапазоне дисперсности.

Для решения этой задачи, в отличие от известного электромеханического устройства для обработки шоколадных масс, содержащего емкость с загрузочным и разгрузочным патрубками, размещенный в емкости ротор, соединенный с приводом, и измельчающие ферромагнитные элементы, размер которых уменьшается в направлении движения обрабатываемого продукта, и постоянный электромагнит с обмоткой управления, в предлагаемом техническом решении дополнительно установлены постоянные электромагниты, выполненные аналогично основному, каждый из электромагнитов имеет С-образную форму, установлен снаружи емкости и через обмотку управления соединены с коммутатором для переключения полярности и увеличения силы тока от первого электромагнита до последнего, емкость выполнена из неферромагнитного материала в форме кольца, а ротор из ферроэласта в виде винтовой спирали, причем с приводом соединены концы спирали, а измельчающие элементы имеют цилиндрическую форму.

На фиг.1 схематично представлено электромагнитное устройство для измельчения и перемешивания продуктов шоколадного производства; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Устройство содержит кольцевую емкость 1, выполненную из неферромагнитного материала. Внутри емкости 1 установлен ротор 2 в виде винтовой спирали из ферроэласта. Ферроэласт обладает электромагнитными свойствами и под действием электромагнитного поля изменяет толщину и геометрическую форму. Концы спирали соединены с приводом. Электромагниты 3 с обмотками управления 4 выполнены С-образной формы и установлены последовательно с внешней стороны емкости 1. Обмотки управления 4 электромагнитов 3 соединены с коммутатором (на фиг. 1 не указан). Коммутатор представляет собой электронную схему для регулирования силы тока в обмотках управления и поочередного переключения полярности. Коммутатор может быть выполнен, например, на специальных бесконтактных устройствах тиристорах. Внутри емкости 1 находятся ферромагнитные измельчающие элементы 5, выполненные цилиндрической формы. Емкость 1 имеет патрубки ввода 6 и вывода 7 продукта.

Устройство работает следующим образом.

В кольцевую емкость 1 через патрубок ввода 6 поступает исходный продукт, например шоколадная масса или какао-тертое при включенном двигателе и подаче питания в обмотки управления. В магнитопроводах магнитодвижущие силы (м.д. с), создаваемые обмотками управления 4 по обе стороны емкости 1 между полюсами, складываются и магнитное поле замыкается через ферромагнитные элементы 5, обеспечивая их полное промагничивание. Ферромагнитные элементы 5, выполненные в форме цилиндров, притягиваясь и сцепляясь между собой поверхностями спирали и полюсами магнитопровода, образуют пространственные построения, которые непрерывно разрушаются за счет деформации винтовой спирали 2 и разности скоростей между неподвижной поверхностью емкости 1 и вращающейся и деформирующейся поверхностью спирали 2. Это обеспечивает механическую связь между рабочими органами устройства, которая проявляется в виде ударных, истирающих и сдвиговых силовых воздействий по частицам обрабатываемого продукта. Кроме того, спираль 2 под действием магнитного поля изменяет свою геометрическую форму, что также способствует разрушению структур и дополнительному силовому воздействию на продукт. Перемешивая продукт, спираль создает турбулентность его потоков в емкости 1. При прохождении через кольцевую емкость 1 готовый продукт выходит через патрубок 7. При изменении полярности цилиндрические измельчающие элементы 5 совершают поворот на 180^о, что усиливает ударное воздействие на продукт и перемешивает последний. Выполнение емкости из немагнитного материала, а электромагнитов 3 С-образной формы, охватывающих полюсными наконечниками емкость с внешней стороны позволяет: создать требуемое условиями работы устройства направление силовых линий магнитного поля; избежать наличия потоков рассеяния вдоль стенок емкости; создать радиальное магнитное поле в объеме обработки, что способствует промагничиванию всей массы ферромагнитного заполнителя и позволяет создать равномерное распределение силового воздействия со стороны рабочих органов аппарата по частицам обрабатываемого продукта, исключая при этом наличие застойных зон.

Выполнение емкости кольцевой формы с расположенной по ее оси винтовой спирали из ферроэласта способствует введению дополнительного фактора механического возмущения, разрушения и организации структурных построений из ферромагнитных размольных тел за счет изменения в процессе работы расстояния между витками спирали при ее вращении. За счет создания турбулентности потоков осуществляется эффективное перемешивание продукта по всему объему емкости.

В результате повышения интенсивности разрушения структурных построений увеличивается количество производственных контактов между размольными элементами и твердой фазой обрабатываемого продукта, что интенсифицирует процесс диспергирования и в совокупности с уменьшением размера рабочих элементов по ходу движения продукта позволяет получить более тонкий помол в оптимальном, требуемом технологией обработки диапазона дисперсности. Выполнение емкости кольцевой формы также позволяет наиболее просто расположить ее между полюсами наконечников электромагнитов, уменьшает габариты устройства и позволяет производить обработку продукта в тонком слое, что интенсифицирует механические процессы измельчения и перемешивания, улучшая качество продуктов.

Оптимальные электромагнитные режимы работы устройства устанавливаются в зависимости от технологических требований, при этом регулирование силовых характеристик магнитного поля (за счет применения постоянного по знаку электрического тока) осуществляется просто, надежно, с минимальными затратами мощности на управление (10-20 Вт). Это позволяет создать надежно работающие, эффективные автоматизированные линии производства под заданные масштабы промышленной переработки сырья в готовую продукцию.

Предлагаемое устройство просто в изготовлении, не требует больших капитальных затрат и найдет широкое применение для измельчения других подобных продуктов.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ПРОДУКТОВ ШОКОЛАДНОГО ПРОИЗВОДСТВА, включающее емкость с загрузочным и разгрузочным патрубками, размещенные в емкости ротор, соединенный с приводом, и измельчающие ферромагнитные элементы, размер которых уменьшается в направлении перемещения обрабатываемого продукта, и постоянный электромагнит с обмоткой управления, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными аналогичными основному постоянными электромагнитами, каждый из электромагнитов имеет С-образную форму, установлен снаружи емкости и через обмотку управления соединен с коммутатором для переключения полярности и увеличения силы тока от первого электромагнита до последнего, емкость выполнена из неферромагнитного материала в форме кольца, а ротор из ферроэласта в форме винтовой спирали, причем с приводом соединены концы спирали, а измельчающие элементы имеют цилиндрическую форму.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2