PL247685B1

PL247685B1 - Układ formujący do wykonywania aerordzeni produktów spożywczych, zwłaszcza czekolady lub wyrobów cukierniczych, urządzenie go zawierające oraz sposób wytwarzania aerordzeni

Info

Publication number: PL247685B1
Application number: PL443734A
Authority: PL
Inventors: Jacek Bułka; Janusz Magiera
Original assignee: Maspex Food Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2023-02-10
Filing date: 2023-02-10
Publication date: 2025-08-18
Also published as: PL443734A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest układ formujący do wykonywania aerordzeni produktów spożywczych, zwłaszcza czekolady lub wyrobów cukierniczych, połączony rurociągiem z urządzeniem nagazowującym i posiadający zespół dwóch przeciwbieżnych, obracających się walców formujących, których zewnętrzne powierzchnie walcowe mają wiele gniazd tworzących regularny i powtarzający się wzór, charakteryzujący się tym, że zespół dwóch walców formujących (1) jest połączony z nadciśnieniowym dystrybutorem (13) oraz jest umieszczony w komorze nadciśnieniowej (14) wyposażonej w komorowy układ utrzymywania nadciśnienia; przy czym wspomniany rurociąg stanowi czwarty ogrzewany rurociąg (10.2.) do prowadzenia nagazowanej mieszanki spożywczej, zwłaszcza czekoladowej, z urządzenia nagazowującego (8) do nadciśnieniowego dystrybutora (13), który to czwarty ogrzewany rurociąg (10.2.) jest wyposażony w pierwsze urządzenie do utrzymywania nadciśnienia (11) w postaci zbiornika składającego się z pierwszej elastycznej membrany oraz pierwszej komory ciśnienia połączony ze źródłem gazu, natomiast nadciśnieniowy dystrybutor (13) jest wyposażony w drugie urządzenie do utrzymywania nadciśnienia (12) w postaci zbiornika składającego się z drugiej elastycznej membrany oraz drugiej komory ciśnienia połączonego ze źródłem gazu. Kolejnym przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie do wykonywania aerordzeni produktów spożywczych, zwłaszcza czekolady lub wyrobów cukierniczych, składające się z połączonych rurociągami: zespołu urządzeń mieszających, zespołu młyna kulowego, zbiornika magazynowego, układu dozowania gazu oraz układu formującego aerordzenie, charakteryzujące się tym, że posiada układ formujący aerordzenie, stanowi układ formujący. Kolejnym przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania aerordzeni produktów spożywczych, zwłaszcza czekolady lub wyrobów cukierniczych, w którym podaje się nagazowany materiał wyjściowy do układu formującego urządzenia.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ formujący do wykonywania aerordzeni produktów spożywczych, zwłaszcza czekolady lub wyrobów cukierniczych, urządzenie go zawierające oraz sposób wytwarzania aerordzeni.

W gamie produktów cukierniczych jakie dostępne są na rynku, znaczące miejsce zajmują draże (cukierki) wykonane w formie wewnętrznego rdzenia, zazwyczaj czekoladowego, pokrytego warstwą (lub kilkoma warstwami) polewy zazwyczaj z cukru lub czekolady, zawierającej także substancje barwiące i funkcjonalne.

Podstawowym składnikiem przedmiotowych draży jest, jak wspomniano, wewnętrzny rdzeń uformowany z czekolady lub innej substancji dającej się formować i trwale zachowywać kształt tak, by możliwym było jego pokrycie warstwami zewnętrznych powłok.

Produkcja rdzenia prowadzona jest przy zastosowaniu walców formujących. Na przykład z polskiego patentu PL239667 B1 znane są walce formujące do wykonywania rdzeni produktów spożywczych, zwłaszcza czekolady lub wyrobów cukierniczych, posiadające zewnętrzną powierzchnię walcową z wieloma drążonymi gniazdami tworzącymi regularny i powtarzający się wzór. Przy czym, powierzchnia walcowa pokryta jest gniazdami, których krawędzie tworzą na płaszczyźnie siatkę składającą się z wielokątów przystających, przy czym suma miar kątów pomiędzy bokami stykających się wielokątów, które posiadają wspólny wierzchołek wynosi 360°. Gniazda mogą mieć kształt trójkąta, kwadratu, sześciokąta, ośmiokąta. Korzystnie narożniki utworzone przez łączące się krawędzie każdego z gniazd są zaokrąglone.

Z europejskiego dokumentu EP1064851 B1 znany jest sposób i urządzenie do formowania i szybkiego schładzania produktu spożywczego, korzystnie produktu cukierniczego. Produkt spożywczy, mający zdolność zestalania się, osadza się kolejno w formach, uszeregowanych w rzędach na chłodzonym walcu, gdzie produkt spożywczy, przynajmniej częściowo, zestala się, a następnie przekręca się walec po to, by przemieścić szereg form z produktem spożywczym i zetknąć z pasem przenośnika pasowego zaraz po osadzeniu i na tyle szybko, żeby zapobiec zniekształceniu powierzchni produktu spożywczego od strony zewnętrznej, kiedy formy odchodzą od położenia poziomego, po czym oddziela się przynajmniej częściowo zestalony produktu spożywczego od form i pozostawia go na pasie przenośnika pasowego. W drugim wykonaniu osadza się produkt spożywczy, mający zdolność zestalania się, kolejno w formach, uszeregowanych w rzędach na chłodzonym walcu, gdzie na formy podczas osadzania jest opuszczana chłodzona płyta, przez co produkt spożywczy, przynajmniej częściowo, zestala się, po czym przekręca się chłodzony walec, a następnie oddziela się przynajmniej częściowo zestalony produkt spożywczego od form.

Z kolei europejski patent EP0776608 B1 ujawnia proces formowania wytłaczanego materiału cukierniczego zawierającego tłuszcz, który obejmuje podawanie materiału cukierniczego zawierającego tłuszcz do urządzenia wytłaczającego i wywieranie nacisku na materiał cukierniczy zawierający tłuszcz w postaci stałej lub półstałej, nieuprzywilejowanej lub nieupłynnionej, przed zwężeniem przepływu, przy czym temperatura, ciśnienie, współczynnik skurczu i szybkość wytłaczania są takie, że materiał cukierniczy zawierający tłuszcz jest wytłaczany izotermicznie i pozostaje w postaci stałej lub półstałej, nieuprzywilejowanej lub nieupłynnionej, i który wykazuje tymczasową elastyczność lub plastyczność, charakteryzujący się tym, że podczas gdy wytłaczany produkt wykazuje tymczasową elastyczność, wytłaczany produkt jest prasowany, odkształcany do pożądanego kształtu poprzez przechodzenie między końcówkami pary przeciwnie obracających się walców, lub formowany ciśnieniowo poprzez umieszczenie odmierzonej ilości wytłaczanego stałego produktu w zagłębieniu narzędzia do formowania ciśnieniowego, zamknięcie narzędzia pod ciśnieniem w celu ściśnięcia wytłaczanego stałego produktu do kształtu zagłębienia określonego przez górną i dolną połowę narzędzia do formowania ciśnieniowego, a następnie otwarcie formy w celu uwolnienia uformowanego produktu. Korzystnie wytłaczany produkt stały jest odkształcany przez przechodzenie pomiędzy wypustami pary przeciwbieżnych walców zaopatrzonych w odpowiednie wgłębienia powierzchniowe w celu utworzenia wgłębienia, aby plastycznie uformować wytłaczany produkt do kształtu zgodnego z kształtem wgłębień powierzchniowych i uwolnić uformowany produkt z sutków pary walców.

Natomiast ze zgłoszenia PL442281 A1 znany jest termostabilny, probiotyczny szczep Lactobacillus plantarum PL8, który może być stosowany w wyrobach czekoladowych. Szczep L. plantarum PL8 został wyizolowany z przewodu pokarmowego zdrowego dziecka i zdeponowany w Polskiej Kolekcji

Mikroorganizmów w Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk pod numerem B/00372. Szczep L. plantarum PL8 ma geny trxB, trxD, mrsB, purK kodujące właściwości antyoksydacyjne, geny hisE, hisD odpowiedzialne za wiązanie metali, geny eno, ppl umożliwiające wiązanie do powierzchni komórek, ma geny ruvA ruvB, uvrC, lexA clpC, clpB_1, clpB_2, grpE odpowiedzialne za odporność na stres w tym wysoką temperaturę, geny kodujące syntezę witamin: ryboflawiny (ribD_1, ribD_2, ribE, ribF_1, ribF_2, ribT), pirodyksyny (serC), darniny (thiM, thiD, thil) oraz karoteinodów i kwasu foliowego (folB, folK, folP). Ujawniony szczep doskonale znosi warunki przemysłowe hodowli tj. niskie pH, podwyższoną temperaturę i wilgotność oraz warunki tlenowe. Ujawniony szczep L. plantarum PL8 wykazuje wysoki stopień adherencji do ludzkiej linii tkankowej nabłonka jelitowego (Caco-2) dzięki czemu może blokować adherencję innych bakterii i grzybów chorobotwórczych, wykazuje dużą oporność na niskie pH i działanie sztucznego soku żołądkowego o pH 1,2. Szczep ten po upływie 30 min. redukował swoją populację średnio o 1 log zachowując żywotność na poziomie 1x106, co może świadczyć o jego doskonałym przystosowaniu do niesprzyjających warunków panującym w trakcie pasażu przez żołądek i dwunastnicę, co jest warunkiem niezbędnym dla probiotyków działających w ludzkim przewodzie pokarmowym. Podobnie ujawniony szczep wykazywał oporność na sole żółci zachowując dobry wzrost nawet w stężeniu 20 g/l soli żółci. Ponadto L. plantarum PL8 wykazuje wysoką skuteczność wobec patogennych bakterii (Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella enteritidis, Campylobacter fetus) będących najczęstszymi czynnikami etiologicznymi zakażeń bakteryjnych przewodu pokarmowego, a zatem może być wykorzystany jako składnik czynny suplementów diety przeznaczonych do zapobiegania takim zakażeniom i do poprawiania składu zaburzonej mikrobioty jelitowej poprzez hamowanie populacji tych patogennych bakterii dla człowieka i zwiększanie populacji bakterii stanowiących podstawowe składniki prawidłowej mikrobioty jelita. Ujawniony szczep wykazuje wysoką przeżywalność w warunkach produkcyjnych (m.in. podwyższonej temperaturze, warunkach tlenowych czy podwyższonej wilgotności) stąd może zostać wykorzystany jako probiotyczny składnik funkcjonalny w różnych środkach spożywczych.

Celem wynalazku jest zapewnienie sposobu i środków do dostarczania nagazowanej mieszanki do zespołu walców formujących i wykonanie rdzeni w taki sposób, aby wtłoczony do mieszanki wyjściowej gaz został zamknięty w formie mikropęcherzyków w gotowym rdzeniu i nie został w procesie ich formowania usunięty na zewnątrz.

Istotą wynalazku jest układ formujący do wykonywania aerordzeni produktów spożywczych, zwłaszcza czekolady lub wyrobów cukierniczych, połączony rurociągiem z urządzeniem nagazowującym i posiadający zespół dwóch przeciwbieżnych obracających się walców formujących, których zewnętrzne powierzchnie walcowe mają wiele gniazd tworzących regularny i powtarzający się wzór, charakteryzujący się tym, że zespół dwóch walców formujących jest połączony z nadciśnieniowym dystrybutorem oraz jest umieszczony w komorze nadciśnieniowej wyposażonej w komorowy układ utrzymywania nadciśnienia; przy czym wspomniany rurociąg stanowi czwarty ogrzewany rurociąg do prowadzenia nagazowanej mieszanki spożywczej, zwłaszcza czekoladowej, z urządzenia nagazowującego do nadciśnieniowego dystrybutora, który to czwarty ogrzewany rurociąg jest wyposażony pierwsze urządzenie do utrzymywania nadciśnienia w postaci zbiornika składającego się z pierwszej elastycznej membrany oraz pierwszej komory ciśnienia połączony ze źródłem gazu, natomiast nadciśnieniowy dystrybutor jest wyposażony w drugie urządzenie do utrzymywania nadciśnienia w postaci zbiornika składającego się z drugiej elastycznej membrany oraz drugiej komory ciśnienia połączonego ze źródłem gazu.

Korzystnie pierwsze i drugie urządzenie do utrzymywana nadciśnienia są podłączone do wspólnego źródła gazu.

Korzystnie w strefie połączenia krawędzi komory z obracającymi się walcami formującymi zlokalizowane jest podwójne uszczelnienie z uszczelniającego materiału odpornego na niskie temperatury.

Korzystnie długość obwodowa każdej z krawędzi styku nadciśnieniowego dystrybutora i powierzchni każdego z dwóch współpracujących ze sobą walców formujących stanowi >20% obwodu walca formującego.

Korzystnie średnica walca formującego wynosi od 200 mm do 600 mm, a jego długość wynosi od 200 mm do 1000 mm.

Korzystnie krawędzie styku nadciśnieniowego dystrybutora oraz walców formujących są wykonane z trudnościeralnego i niemetalowego tworzywa poślizgowego wybranego z grupy obejmującej teflon, ertalon, ceramiczne materiały uszczelniające.

Korzystnie krawędzie obwodowe styku nadciśnieniowego dystrybutora przylegają do walców formujących na skrajnej powierzchni bez gniazd formujących.

Kolejną istotą wynalazku jest urządzenie do wykonywania aerordzeni produktów spożywczych, zwłaszcza czekolady lub wyrobów cukierniczych, składające się z połączonych rurociągami: zespołu urządzeń mieszających, zespołu młyna kulowego, zbiornika magazynowego, układu dozowania gazu oraz układu formującego aerordzenie, charakteryzujące się tym, że układ formujący aerordzenie stanowi układ formujący według wynalazku.

Kolejną istotą wynalazku jest sposób wytwarzania aerordzeni produktów spożywczych, zwłaszcza czekolady lub wyrobów cukierniczych, w którym podaje się nagazowany materiał wyjściowy do układu formującego urządzenia według wynalazku, charakteryzujący się tym, że obejmuje następujące etapy:

a) zasypywanie składników mieszanki spożywczej, zwłaszcza czekoladowej lub cukierniczej, do układu zasypu połączonego pierwszym układem rurociągów ze zbiornikiem recepturowym zespołu urządzeń mieszających, w którym mieszanka spożywcza jest wstępnie mieszana zasadniczo przez 40-60 min. w temperaturze wynoszącej zasadniczo 37-42°C;

b) transport mieszanki pierwszym ogrzewanym rurociągiem do młyna kulowego, w którym jest ona następnie rozdrabniania w przepływie, trwającym zasadniczo 40-90 min w temperaturze wynoszącej zasadniczo 46-52°C;

c) transport rozdrobnionej mieszanki drugim ogrzewanym rurociągiem do zbiornika magazynowego, w którym jest ona następnie przetrzymywana w temperaturze wynoszącej zasadniczo 40-50°C do 2 dni;

d) transport mieszanki poprzez trzeci ogrzewany rurociąg ze zbiornika magazynowego do urządzenia nagazowującego, w którym mieszanka jest następnie nagazowywana w temperaturze wynoszącej zasadniczo 35-50°C;

e) transport nagazowanej mieszanki ze zbiornika magazynowego do nadciśnieniowego dystrybutora poprzez czwarty ogrzewany rurociąg z pierwszym urządzeniem do utrzymywania nadciśnienia, które utrzymuje nagazowanie transportowanej mieszanki;

f) dystrybucja mieszanki wzdłuż walców formujących wyposażonych w komorę ciśnieniową za pomocą nadciśnieniowego dystrybutora wyposażonego w drugie urządzenie do utrzymywania nadciśnienia;

g) formowanie aerordzeni w zespole walców formujących w temperaturze od -25 do -9°C;

h) podawanie uformowanych aerordzeni na przepływowy tunel chłodniczy.

Korzystnie w etapie a) do mieszanki dodawany jest prebiotyk.

Korzystnie dodawanym w etapie a) prebiotykiem jest oligosacharyd.

Korzystnie w etapie c) dodawany jest probiotyk w postaci termostabilnego szczepu L. plantarum.

Korzystnie dodawanym w etapie c) szczepem jest Lactobacillus plantarum PL8, zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów w Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk pod numerem B/00372.

Korzystnie w etapie b) ciśnienie mieszanki na wlocie do młyna kulowego wynosi 0,28-0,96 Ba.

Korzystnie w etapie d) lepkość nagazowywanej mieszanki jest utrzymywana w zakresie 10-25 Pas.

Definicje:

W rozumieniu wynalazku „aerordzeń” - nagazowany gazem obojętnym (np. CO2) lub sprężonym powietrzem półprodukt w procesie aerodraży, który stanowi wewnętrzny rdzeń uformowany z czekolady lub innej substancji dającej się formować i trwale zachowywać kształt tak, by możliwym było jego pokrycie warstwami zewnętrznych powłok.

W rozumieniu wynalazku „aerodraże” stanowią aerordzenie powlekane powłokami zewnętrznymi.

W rozumieniu wynalazku „uszczelniający materiał odporny na niskie temperatury” oznacza materiał zachowujący funkcje uszczelniające co najmniej w zakresie temperatur pracy zespołu walców formujących układu formującego według wynalazku, korzystnie zachowujący elastyczność do -30°C.

W rozumieniu wynalazku określenie „zasadniczo” oznacza dopuszczalne odchylenie od wskazanego parametru o jedną jednostkę czasu (±1 min.) czy temperatury (±1°C).

Wynalazek dostarcza następujących korzyści:

• przedmiotowy układ formujący, urządzenie i sposób zapewniają wytworzenie aerordzeni o niższym ciężarze objętościowym produktu;

• przedmiotowy układ formujący, urządzenie i sposób zapewniają wytworzenie produktu zapewniającego lepsze doznania konsumpcyjne, zwłaszcza przy spożywaniu produktu w niższych temperaturach - aerodraże zawierające aerordzenie wytworzone sposobem według wynalazku rozgryza się łatwiej z uwagi na obecność mikropęcherzyków gazowych w objętości wewnętrznego rdzenia);

• zastosowanie gazów obojętnych (nie posiadających właściwości utleniających) w procesie nagazowania rdzenia pozwala na lepszą konserwację produktu niejako „od środka”, co w przypadku produktów zawierających tłuszcze - a takim jest np. czekolada, ma znaczenie szczególne w ograniczeniu procesów utleniania, co może mieć wpływ na wydłużenie okresu przydatności produktu do spożycia;

• mieszanka do wytwarzania aerordzeni jest dostarczana na walce formujące w taki sposób, aby wtłoczony do mieszanki gaz został w niej zamknięty w formie mikropęcherzyków w gotowym aerordzeniu i nie został w procesie ich formowania usunięty na zewnątrz;

• zaopatrzenie układu według wynalazku w urządzenia do utrzymywania nadciśnienia zabezpiecza nagazowaną mieszankę podczas transportu przed ucieczką gazu;

• wyposażenie walców formujących w komorę nadciśnieniową z komorowym układem utrzymywania nadciśnienia dodatkowo zabezpiecza gaz zawarty w mieszance przed ewakuacją na zewnątrz w samym procesie formowania aerordzeni pomiędzy walcami formującymi.

Wynalazek przedstawiono w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 schematycznie przedstawia układ formujący według wynalazku podłączone do układu dozowania gazu; fig. 2 schematycznie przedstawia przykładowy zestaw walców formujących; fig. 3 schematycznie przedstawia przykładowe kształty aerordzeni uformowanych na walcach według fig. 2; fig. 4 schematycznie przedstawia urządzenie według wynalazku zawierające układ formujący według wynalazku; fig. 5 schematycznie przedstawia zespół urządzeń dozująco - mieszających urządzenia według wynalazku z fig. 4; fig. 6 schematycznie przedstawia młyn kulowy urządzenia według wynalazku z fig. 4; fig. 7 schematycznie przedstawia układ według wynalazku inkorporowany w urządzenie według wynalazku z fig. 4; fig. 8 schematycznie przedstawia zespół urządzeń do pokrywania aerordzeni powłokami zewnętrznymi; fig. 9 schematycznie przedstawia proces produkcji aerodraży realizowane za pomocą linii produkcyjnej wyposażonej w urządzenie według wynalazku.

Przykład 1

Układ formujący U do wykonywania aerordzeni produktów spożywczych, zwłaszcza czekolady lub wyrobów cukierniczych według wynalazku przedstawiono na fig. 1-2, na którym 1 oznacza walec formujący; 2 oznacza gniazdo; 3 oznacza aerordzeń; 4 oznacza płynną mieszankę, w szczególności mieszankę czekoladową; 5 oznacza zespół urządzeń mieszających; 5.1. oznacza zbiornik buforowy oleju; 5.2. oznacza pierwszy układ rurociągów; 5.3. oznacza zawór kierunkowy; 5.4. oznacza wciągarkę łańcuchową; 5.5. oznacza układ zasypu; 5.6. oznacza zbiornik recepturowy; 5.7. oznacza mieszadła skrobakowe; 5.8. oznacza mieszadła miksujące; 5.9. oznacza układ automatycznego odpylania; 5.10. oznacza pierwszy ogrzewany rurociąg; 5.11. oznacza ślimak podający; 5.12. oznacza zawory pracujące; 6 oznacza zespół młyna kulowego; 6.1. oznacza młyn kulowy; 6.2. oznacza rurowy schładzacz; 6.3. oznacza pierwszą pompę; 6.4. oznacza drugą pompę; 6.5. oznacza drugi ogrzewany rurociąg; 7 oznacza zbiornik magazynowy; 8 oznacza urządzenie nagazowujące; 9 oznacza pierwszy zbiornik z gazem; 10.1. oznacza trzeci ogrzewany rurociąg; 10.2. oznacza czwarty ogrzewany rurociąg; 11 oznacza pierwsze urządzenie do utrzymywania nadciśnienia; 11.1. oznacza pierwszą elastyczną membranę; 11.2 oznacza pierwszą komorę ciśnienia; 11.3. oznacza drugi zbiornik z gazem; 12 oznacza drugie urządzenie do utrzymywania nadciśnienia; 12.1. oznacza drugą elastyczną membranę; 12.2. oznacza drugą komorę ciśnienia; 13 oznacza nadciśnieniowy dystrybutor czekolady; 14 oznacza komorę nadciśnieniową zespołu walców formujących; 15 oznacza ko morowy układ utrzymywania nadciśnienia; 16 oznacza tunel chłodniczy; 17 oznacza wykalibrowany aerordzeń.

Układ formujący U według wynalazku składa się z nadciśnieniowego dystrybutora 13 dystrybuującego mieszankę 4 do zespołu dwóch przeciwbieżnych obracających się walców formujących 1, których zewnętrzne powierzchnie walcowe mają wiele gniazd 2 tworzących regularny i powtarzający się wzór.

Przy czym, zestaw walców formujących 1 zawiera dwa walce formujące 1 stykające się ze sobą zewnętrznymi powierzchniami walcowymi, obracających się przeciwbieżnie, z wydrążonymi na obwodzie każdego z nich gniazdami 2 o kształcie takim, że po ich połączeniu dwóch gniazd z obracających się walców powstaje kształt produkowanego aerordzenia 3. Gniazda wykonane 2 na powierzchni obydwu walców formujących 1 łączą się ze sobą na całej długości linii styku walców formujących 1, wypełniając się jednocześnie pompowaną od góry płynną mieszankę 4 (np. nagazowaną czekoladę lub inną podobną substancję), która następnie zastyga i w uformowanej postaci wychodzi z pomiędzy obracających się walców formujących 1. Temperatura zewnętrzna walców formujących 1 jest regulowana i może wynosić, w zależności od rodzaju substancji z jakiej formowane są aerordzenie, albo poniżej zera albo powyżej. Przykładowe kształty aerordzeni 3 przedstawiono na fig. 3.

Zespół dwóch walców formujących 1 jest połączony z nadciśnieniowym dystrybutorem 13 oraz jest umieszczony w komorze nadciśnieniowej 14 wyposażonej w komorowy układ utrzymywania nadciśnienia 15. Przy czym, w strefie połączenia krawędzi komory 14 z obracającymi się walcami formującymi 1 zlokalizowane jest podwójne uszczelnienie z uszczelniającego materiału odpornego na niskie temperatury. W tym przykładzie wykonania jako materiał uszczelniający zastosowano teflon, natomiast można również zastosować inne materiały (np. ertalon czy ceramiczne materiały uszczelniające).

Nadciśnieniowy dystrybutor 13 jest połączony czwartym ogrzewanym rurociągiem 10.2. z urządzeniem nagazowującym 8. Przy czym, wspomniany czwarty ogrzewany rurociąg 10.2. jest wyposażony w pierwsze urządzenie do utrzymywania nadciśnienia 11 w postaci zbiornika składającego się z pierwszej elastycznej membrany 11.1. oraz pierwszej komory ciśnienia 11.2. połączony ze źródłem gazu, natomiast nadciśnieniowy dozownik 13 jest wyposażony w drugie urządzenie do utrzymywania nadciśnienia 12 w postaci zbiornika składającego się z drugiej elastycznej membrany 12.1. oraz drugiej komory ciśnienia 12.2. połączonego ze źródłem gazu.

Przy czym, mieszanka 4 jest transportowana czwartym ogrzewanym rurociągiem 10.2. w taki sposób, że wypełniony jest nią cały przekrój rurociągu, wymagany poziom nadciśnienia w rurociągu utrzymywany jest przez pierwsze urządzenie do utrzymywania nadciśnienia 11 gazu obojętnego (np. CO2), do komory dystrybutora 13 zlokalizowanego ponad walcami formującymi 1, wyposażonej także w system kontroli i regulacji nadciśnienia w postaci drugiego urządzenia do utrzymywania nadciśnienia 12. Przy czym komplet walców 1 znajduje się w komorze nadciśnieniowej 14 także z niezależnym systemem kontroli nadciśnienia w postaci układu utrzymywania nadciśnienia 15, który może być w postaci butli z gazem obojętnym, w przypadku produktów wrażliwych na utleniania i temperaturę (jak np. czekolada), albo w postaci pracującej pompy tłoczącej, sprężającej do odpowiedniego ciśnienia powietrze i wtłaczające je do komory 14 po wcześniejszym schłodzeniu tak sprężonego powietrza przy pomocy dedykowanego układu chłodzenia powietrza. W tym przykładzie wykonania zastosowano butlę z gazem obojętnym.

Przy czym, komorę nadciśnieniową 14 zastosowano ze względu na ryzyko, że w wyniku zgniotu mieszanki 4 pomiędzy walcami formującymi 1 część gazu zawarta w nagazowanej mieszance 4 zostanie z niej usunięta. To właśnie dla ograniczenia takiego zjawiska zastosowano komorę nadciśnieniową 14 w której zamknięto komplet urządzeń kluczowych z punktu widzenia procesu formowania rdzenia: tzn. dystrybutor 13 w szczególności strefę jego połączenia z walcami formującymi 1 oraz walce formujące 1.

Układ utrzymywania nadciśnienia 15, który może być w postaci butli z gazem obojętnym, w przypadku produktów wrażliwych na utleniania i temperaturę (jak np. czekolada), albo w postaci pracującej pompy tłoczącej, sprężającej do odpowiedniego ciśnienia powietrze i wtłaczające je do komory 14 po wcześniejszym schłodzeniu tak sprężonego powietrza przy pomocy dedykowanego układu chłodzenia powietrza. W tym przykładzie wykonania zastosowano butlę z gazem obojętnym.

W tym przykładzie wykonania pierwsze i drugie urządzenie do utrzymywana nadciśnienia 11, 12 są podłączone do wspólnego źródła gazu, którym jest drugi zbiornik z gazem 11.3. w postaci butli z gazem obojętnym (np. CO2). Natomiast wspominana butla może być również wypełniona sprężonym powietrzem.

W tym przykładzie wykonania długość obwodowa każdej z krawędzi styku nadciśnieniowego dystrybutora 13 i powierzchni każdego z dwóch współpracujących ze sobą walców formujących 1 stanowi 20% obwodu walca formującego. Ponadto w tym przykładzie wykonania średnica walca formującego 1 wynosi 200 mm, a jego długość 1000 mm.

W tym przykładzie krawędzie obwodowe styku nadciśnieniowego dystrybutora 13 przylegają do walców formujących 1 na skrajnej powierzchni bez gniazd formujących 2. Ponadto krawędzie styku nadciśnieniowego dystrybutora 13 oraz walców formujących 1 są wykonane z trudnościeralnego i niemetalowego tworzywa poślizgowego, którym może być np. ertalon (albo np. teflon).

Przykład 2

Urządzenie wykonywania aerordzeni według wynalazku przestawiono schematycznie na fig. 4. Urządzenie składa się z połączonych rurociągami podzespołów obejmujących: zespół urządzeń mieszających 5 (Fig. 5), zespół młyna kulowego 6 (Fig. 6), zbiornika magazynowego 7 (Fig. 4), urządzenia nagazowującego 8 (Fig. 4) oraz układu formującego aerordzenie U według wynalazku (Fig. 1, Fig. 4, Fig. 7), pod którym zlokalizowany jest podajnik przepływowego tunelu chłodniczego 16.

Zadaniem przedstawionego na fig. 5 zespołu urządzeń mieszających 5 jest przygotowanie mieszanki produktowej tak, by nadawała się ona do rozdrobnienia i homogenizacji w zespole młyna kulowego 6. W skład zespołu urządzeń mieszających 5 wchodzą:

• zbiornik buforowy oleju 5.1., za pośrednictwem, którego dostarczany jest tłuszcz / olej do jednego z dwóch zbiorników recepturowych 5.6., poprzez pierwszy układ rurociągów 5.2. i zaworów kierunkowych 5.3.;

• zbiorniki recepturowe (tj. mieszalniki) 5.6., z których każdy wyposażony jest w odpowiednie elementy mieszające, stosownie do rodzaju wytwarzanej mieszanki, płaszcz grzewczo chłodzący oraz warstwę izolacji zewnętrznej. Przy czym, rodzaj zastosowanych mieszadeł zależny jest od rodzaju przygotowywanej mieszanki ich dobór leży w ramach rutynowych działań znawcy w dziedzinie. Np. mogą być to albo wolnoobrotowe mieszadła tzw. „skrobakowe” 5.7. w formie zgarniaczy o kształcie prostoliniowym lub spiralnym, poruszające się obwodowo wzdłuż wewnętrznych ścian zbiornika 5.1. lub szybkoobrotowe mieszadła miksujące 5.8. obracające się w dolnej części zbiornika 5.6. w masie przygotowywanej mieszanki. Konstrukcja mieszadeł 5.8. zapewnia intensywny przepływ mieszanki oraz wytworzenie bardzo dużych sił ścinających, pozwalających na wstępne rozdrobnienie składników i dobierana jest stosownie do rodzaju przygotowywanej mieszanki. Temperatura czynnika w płaszczu grzewczo - chłodzącym ustalana jest stosownie do wymagań przygotowywanej mieszanki i może ona zawierać się w przedziale zasadniczo od 7-55°C. W przypadku czekolady wynosi ona zasadniczo 40-55°C. Czynnikiem grzewczym jest np. woda.

• układ zasypu składników proszkowych 5.5., stanowiących komponenty mieszanki (takich jak np. cukier, kakao, skrobia, glukoza, substancje funkcjonalne - np. prebiotyki, itp.) Zasyp składników może odbywać się ręcznie (z worków lub pojemników) lub z tzw. worków big-bag, podwieszanych na ręcznych lub automatycznych wciągarkach łańcuchowych 5.4.. Bezpośrednie podawanie składników proszkowych do mieszalnika 5.6. realizowane jest za pomocą ślimaka podającego 5.11.. Dla ograniczenia zapylenia przy zasypie składników proszkowych układ zasypu 5.5. wyposażony jest w układ automatycznego odpylania 5.9. uruchamiany automatycznie po otwarciu klapy zasypowej. Odmierzanie odpowiednich ilości poszczególnych komponentów proszkowych może odbywać się albo poprzez wcześniejsze ich odważenie albo w przypadku składników dostarczanych w workach big-bag, za pomocą wciągarki łańcuchowej 5.4. wyposażonej w wagę. Możliwym jest także posadowienie zbiorników recepturowych 5.6. na układach ważących sprzężonych z układem zasypu składników proszkowych 5.5., w szczególności ze ślimakiem podającym 5.11. w taki sposób, że podawanie składników ustaje, gdy waga zawartości w mieszalniku osiąga wymaganą wartość, jednak ta metoda nie jest zalecana z uwagi na niewielką dokładność dozowania. Dla zachowania ciągłości podawania mieszanki do zespołu młyna kulowego 6 zespół urządzeń mieszających 5 wyposażony jest w dwa zbiorniki recepturowe 5.6. z dedykowanym osprzętem, pracujące naprzemiennie. Przygotowana mieszanka w mieszalnikach 5.6. transportowana jest pierwszym ogrzewanym rurociągiem 5.10. poprzez odpowiednio pracujące zawory 5.12. i pierwszą pompę 6.3. (jak wskazano na Fig. 5-6).

Zadaniem przedstawionego na Fig. 6 zespołu młyna kulowego 6 jest finalne rozdrobnienie i ujednorodnienie mieszanki 4 (np. mieszanki czekoladowej, lub innej) do właściwej frakcji. Do młyna kulowego 6.1. mieszanka dostarczana jest ze zbiorników recepturowych 5.6. pierwszym ogrzewanym rurociągiem 5.10., wyposażonym w płaszcz grzewczy zasilany np. wodą o odpowiedniej temperaturze dla zapobieżenia zastyganiu transportowanego produktu, za pomocą pierwszej pompy 6.3. przystosowanej do transportu substancji gęstych i gorących. Temperatura w rurociągu utrzymywana jest na wymaganym poziomie stosownie do rodzaju transportowanego produktu. W tym przykładzie wykonania transportowaną mieszankę stanowi czekolada. Dla czekolady wynosi ww. temperatura od 40-55°C. Mieszanka podawana jest do komory roboczej młyna kulowego 6.1. wyposażonej w płaszcz chłodzący, w której elementami roboczymi są rotor stalowy umieszczony na obrotowej osi oraz ładunek kulek stalowych. Dopuszczalne jest stosowanie kulek o średnicy od 4-12 mm. Średnica zastosowanych kulek uzależniona jest od rodzaju produktu oraz oczekiwanego rozdrobnienia mieszanki np. czekoladowej.

Dostarczana do młyna kulowego 6.1. mieszanka np. czekoladowa przepompowywana jest przez masę kulek wprawianych w młynie kulowym 6.1. w ruch obrotowy za pomocą rotora na obrotowej osi i na skutek zgniatającego oddziaływania powierzchni ruchomych kulek stalowych ulega wymaganemu rozdrobnieniu. Prędkość przepływu mieszanki przez pokłady kulek regulowana jest za pomocą pompy 6.3., prędkości i częstotliwości pracy rotora w komorze roboczej młyna kulowego 6.1. oraz drugiej pompy 6.4.. Poziom rozdrobnienia produktu uzależniony jest od prędkości przepływu mieszanki przez komorę roboczą młyna kulowego 6.1., odporności składników na zgniatanie i granulacji wyjściowej komponentów. W przypadku czekolady można przyjąć, że możliwym do osiągnięcia jest poziom rozdrobnienia na poziomie 35-60 mikronów przy jednokrotnym przejściu produktu przez młyn kulowy 6.1.. Podczas procesu rozdrabniania temperatura produktu znacząco wzrasta. Dlatego, po wyjściu z młyna kulowego 6.1. rozdrobniona mieszanka (np. mieszanka czekoladowa) poddawana jest intensywnemu chłodzeniu w rurowym schładzaczu 6.2. do temperatury 45-50°C w zależności od jej rodzaju. Po przejściu przez schładzacz 6.2. kierowana jest za pomocą drugiej pompy 6.4. do zbiornika magazynowego 7, wyposażonego w mieszadło skrobakowe, w którym temperatura gromadzonej czekolady stabilizowana jest za pomocą wodnego płaszcza grzewczego i wynosi od 40-50°C. W zbiorniku magazynowym 7 mieszanka może przebywać do 2 dni. Tam również do mieszanki może być dodawany kolejny dodatek funkcjonalny, np. termostabilny szczep probiotyczny (np. L. plantarum).

Ze zbiornika magazynowego 7 czekolada transportowana jest za pomocą trzeciego ogrzewanego rurociągu 10.1. wyposażonego w grzewczy płaszcz wodny do urządzenia nagazowującego 8 (Fig. 1 i 4), w którym następuje intensywne wymieszanie gazu obojętnego (np. CO2 lub N2 lub mieszanka tych gazów) dostarczonego z pierwszego zbiornika gazu 9 (np. butli) z dostarczanym ze zbiornika 7 produktem np. mieszanką czekoladową.

W tym przykładzie wykonania przebieg procesu nagazowania mieszanki czekoladowej w urządzeniu 8 (tzw. „temperówce”) odbywa się w sposób ciągły w przepływie, w trakcie którego prowadzone są następujące operacje:

• korekta temperatury mieszanki czekoladowej do wymaganej wartości;

• intensywne mieszanie mieszanki czekoladowej za pomocą szybkoobrotowego rotora w komorze miksującej temperówki 8;

• podawanie gazu w trybie ciągłym w wymaganej ilości i pod wymaganym ciśnieniem w trakcie intensywnego mieszania;

• schładzanie mieszanki czekoladowej po podaniu gazu i wyjściu mieszanki czekoladowej z komory miksującej do temperatury pozwalającej na podniesienie lepkości nagazowywanego produktu do takiej wartości, by niemożliwą była ucieczka pęcherzyków gazu z produktu;

• transport nagazowanej mieszanki 4, np. mieszanki czekoladowej, czwartym ogrzewanym rurociągiem 10.2. (Fig. 7) z płaszczem grzewczym do układu formującego U według przykładu 1.

Przepompowanie nagazowanej mieszanki 4 z urządzenia nagazowującego 8 czwartym ogrzewanym rurociągiem 10.2. do nadciśnieniowego dystrybutora 13, strumieniem wypełniającym cały przekrój czwartego ogrzewanego rurociągu 10.2., wyposażonych dodatkowo w urządzenie do utrzymywania w nich odpowiednio wysokiego nadciśnienia ewakuacje gazu na zewnątrz - tj. pierwsze urządzenie do utrzymywania nadciśnienia 11.

Urządzenie do utrzymywania nadciśnienia 11 wykonane jest w formie zbiornika podłączonego z butlą z gazem obojętnym np. dwutlenkiem węgla 11.3. (lub także ze sprężonym powietrzem), wyposażonego w pierwszą elastyczną membranę 11.1. zabezpieczającą przedostawaniu się transportowanej rurociągami mieszanki 4 (np. mieszanki czekoladowej) do przewodów doprowadzających gaz z butli 11.3. i jednocześnie mogącą, poprzez nadciśnienie w pierwszej komorze ciśnienia 11.2. oddziaływać na mieszankę 4 transportowaną czwartym ogrzewanym rurociągiem 10.2.. W tejże komorze panuje ciśnienie, dzięki oddziaływaniu poprzez pierwszą elastyczną membranę 11.1. gazu podawanego z butli

11.3., na tyle wysokie, że niemożliwym jest ewakuacja pęcherzyków gazu z nagazowanej mieszanki 4 nawet w przypadku spadku lepkości wywołanego wzrostem temperatury transportowanego produktu (tj. mieszanki 4).

Identyczną rolę pełni drugie urządzenie do utrzymywania nadciśnienia 12, wyposażone także w drugą elastyczną membranę 12.1. i drugą komorę ciśnienia 12.2., podłączone z nadciśnieniowym dystrybutorem 13.

Dodatkowo, pierwsza komora ciśnienia 11.2. pełni rolę rezerwuaru transportowanej mieszanki 4, np. czekoladowej, gwarantującego pełne wypełnienie rurociągu produktem podczas jego transportu, co eliminuje ryzyko wyjścia gazu z produktu do pustek (kawern) w rurociągu niewypełnionym transportowanym produktem.

Dystrybucja mieszanki 4 (np. czekoladowej) wzdłuż walców formujących 1 odbywa się za pomocą nadciśnieniowego dystrybutora 13, wyposażonego w drugie urządzenie do utrzymywania nadciśnienia 12 gazu obojętnego.

W tym przykładzie wykonania wspominane drugie urządzenie do utrzymywania nadciśnienia 12 w dystrybutorze 13, który odpowiada za równomierne rozprowadzenie nagazowanej mieszanki 4 wzdłuż całej długości walców formujących 1, wykonane jest w formie zbiornika podłączonego z drugim zbiornikiem z gazem 11.3. - np. butlą z gazem obojętnym np. dwutlenkiem węgla (lub także ze sprężonym powietrzem), wyposażonego w drugą elastyczną membranę 12.1. zabezpieczającą przedostawaniu się mieszanki 4 do przewodów doprowadzających gaz z butli 11.3. i jednocześnie mogącą, poprzez nadciśnienie w drugiej komorze ciśnienia 12.2. oddziaływać na mieszankę 4 w dystrybutorze 13. W tejże komorze panuje ciśnienie, dzięki oddziaływaniu poprzez drugą elastyczną membranę 12.1. gazu podawanego z butli 11.3., na tyle wysokie, że niemożliwym jest ewakuacja pęcherzyków gazu z nagazowanej mieszanki 4 nawet w przypadku spadku lepkości wywołanego wzrostem temperatury transportowanej mieszanki 4 oraz niecałkowitego wypełnienia mieszanką 4 dystrybutora 13.

W celu możliwie pełnego uszczelnienia powierzchni styku krawędzi dystrybutora 13 z powierzchnią walców formujących 1 stosuje się następujące rozwiązania:

• Długość obwodowa każdej z krawędzi styku dystrybutora 13 i powierzchni każdego z dwóch współpracujących ze sobą walców formujących 1 jest nie mniejsza niż 20% obwodu walca formującego 1;

• Średnica walca formującego 1 mieści się w zakresie 200-600 mm, a w tym przykładzie wykonania wynosi np. 400 mm;

• Długość walców formujących 1 mieści się w zakresie 200-1000 mm, a w tym przykładzie wykonania wynosi np. 400 mm;

• Krawędzie styku dystrybutora 13 i walców formujących 1 wykonane są z tworzywa poślizgowego (o niskim współczynniku tarcia), trudnościeralnego, niemetalowego i dopuszczonego do kontaktu z produktami spożywczymi, w tym przykładzie wykonania zastosowano teflon, natomiast można też wykorzystać inne znane materiały (np. ertalon czy materiały ceramiczne);

• Krawędzie obwodowe (łukowe) styku dystrybutora 13 i walców formujących 1 przylegają do walców formujących 1 na skrajnej ich powierzchni na których nie są wykonane gniazda 2 formujące;

• W tym przykładzie szerokość skrajnej powierzchni walców 1 bez wyżłobionych gniazd 2 formujących wynosi ok. 20 mm.

Formowanie aerordzeni 3 w zespole walców formujących 1 wyposażonych w komorę nadciśnieniową 14, zabezpieczającą dodatkowo gaz zawarty w mieszance 4 przed ewakuacją na zewnątrz w samym procesie formowania aerordzeni pomiędzy walcami formującymi 1, za pomocą komorowego układu utrzymania nadciśnienia 15.

Przy czym, nadciśnienie w komorze nadciśnieniowej 14 wywołuje podłączony układ utrzymywania nadciśnienia 15, który może być w postaci butli z gazem obojętnym, w przypadku produktów wrażliwych na utleniania i temperaturę (jak np. czekolada), albo w postaci pracującej pompy tłoczącej, sprężającej do odpowiedniego ciśnienia powietrze i wtłaczające je do komory 14 po wcześniejszym schłodzeniu tak sprężonego powietrza przy pomocy dedykowanego układu chłodzenia powietrza. W tym przykładzie wykonania zastosowano butlę z gazem obojętnym.

Nagazowana mieszanka 4 (np. mieszanka czekoladowa), po wyjściu z dystrybutora 13 trafia pomiędzy walce formujące 1 z wydrążonymi na ich powierzchni gniazdami 2 formującymi o kształcie odpowiednim do kształtu aerordzeni 3. Przykładowe kształty aerordzeni 3 przedstawiono na fig. 3.

Przy czym, walce formujące 1 wyposażone są we wnętrzu w system kanałów w których przepływa medium o odpowiedniej temperaturze, zapewniając dzięki temu na powierzchni zewnętrznej walców 1 odpowiednią temperaturę.

Na przykład:

• dla produkcji aerordzeni 3 z czekolady wymagana temperatura wynosi od -10°C do -20°C;

• dla produkcji aerordzeni 3 z substancji o podwyższonej zawartości tłuszczu wymagana tem- peratura wynosi do -25°C.

Tak niskie temperatury są niezbędne, ponieważ formowanie aerordzeni 3 pomiędzy walcami 1 musi odbywać się w taki sposób, by uformowana w krótkotrwałym kontakcie z chłodzonymi walcami 1 powłoka aerordzenia 3 była na tyle trwała i wytrzymała, by nie mogła zostać rozerwana przez ciśnienie gazu zawarte w pęcherzykach w jego wnętrzu.

W tym przykładzie wykonania strefa połączenia krawędzi komory 14 z obracającymi się walcami formującymi 1 zawiera podwójne uszczelnienie za pomocą materiału uszczelniającego, pozostającego w stanie elastycznym także w niskich temperaturach. W tym przykładzie wykonania zastosowano teflon, natomiast można użyć innych znanych materiałów, takich jak np. ertalon czy ceramiczne materiały uszczelniające.

Schładzanie tak uformowanych rdzeni w całej ich objętości odbywa się w już w procesie długotrwałym w przepływowym tunelu chłodniczym 16 (jak wskazano na Fig. 4), podajnik, którego jest zlokalizowany poniżej walców formujących 1.

Wykalibrowane aerordzenie 17 po wyjściu z tunelu chłodniczego 16 składowane są w skrzynkach ażurowych plastikowych lub stalowych na polach odkładczych 20 w temperaturze nie wyższej niż 20°C w celu wyrównania i ustabilizowania temperatury w całej swojej objętości (na wskroś). Tak przygotowane wykalibrowane aerordzenie 17 mogą być wykorzystane do produkcji aerodraży znanymi metodami.

Przykład 3

Urządzenie jak w przykładzie 2, z tym, że średnica walców formujących 1 wynosi 200 mm, natomiast ich długość wynosi 200 mm.

Przykład 4

Urządzenie jak w przykładzie 2, z tym, że średnica walców formujących 1 wynosi 600 mm, natomiast ich długość wynosi 1000 mm.

Przykład 5

Urządzenie jak w przykładzie 2, z tym, że średnica walców formujących 1 wynosi 200 mm, natomiast ich długość wynosi 800 mm.

Przykład 6

Urządzenie jak w przykładzie 2, z tym, że średnica walców formujących 1 wynosi 600 mm, natomiast ich długość wynosi 200 mm.

Przykład 7

Urządzenie jak w przykładzie 2, z tym, że jest dodatkowo wyposażone w zespół urządzeń do pokrywania aerordzeni powłokami zewnętrznymi 18 przedstawiony na Fig. 8 i 9, gdzie: 18.1. oznacza pierwszy przenośnik kubełkowy; 18.2. oznacza bęben drażetkarski (np. suszarka obrotowa); 18.3. oznacza drugi przenośnik kubełkowy; 18.4. oznacza przenośnik wibracyjny; 18.5. oznacza zbiornik buforowy; 18.6. oznacza stację pneumatyczną; 18.7. oznacza homogenizator przepływowy; 18.8. oznacza zbiornik buforowy syropu; 18.9. oznacza drugi układ rurociągów; 18.10. oznacza aerodraże; 18.11. oznacza powietrze wpływające; 18.12. oznacza powietrze wypływające.

Wytworzenie aerodraży polega na nałożeniu powłok zewnętrznych na wykalibrowane aerordzenie 17. W tym przykładzie wykonania za tą zasadniczo jedną z najważniejszych operacji odpowiada zespół urządzeń 18 opisany poniżej :

Wykalibrowane aerordzenie 17 po wyjściu z tunelu chłodniczego 16 składowane są w skrzynkach ażurowych plastikowych lub stalowych na polach odkładczych 20 (Fig. 8-9) w temperaturze nie wyższej niż 20°C w celu wyrównania i ustabilizowania temperatury w całej swojej objętości (na wskroś). Po wyrównaniu temperatury wykalibrowanych aerodraży 17 podczas składowania na polach odkładczych 20, następuje ich załadunek do bębna drażetkarskiego 18.2. (ze względu na jego funkcję suszenia, zwanego też suszarką obrotową), za pośrednictwem pierwszego przenośnika kubełkowego 18.1., przenośnika wibracyjnego 18.4. i zbiornika buforowego 18.5.. W bębnie drażetkarskim 18.2. aerordzenie 17 poprzez wielokrotnie powtarzany cykl natrysku roztworami odpowiednich substancji i suszenia, pokrywane są cienkimi warstwami powłok zewnętrznych z wytworzeniem aerodraży 18.10..

Proces suszenia tak nanoszonych powłok zewnętrznych w bębnie drażetkarskim 18.2. odbywa się poprzez intensywny przepływ dużej ilości powietrza 18.11. i 18.12. na wskroś przez masę znajdującego się w bębnie 18.2. aerodrażami 18.10. w przestrzeniach pomiędzy poszczególnymi załadowanymi pojedynczymi aerodażami 18.10.. Powietrze do procesu suszenia wdmuchiwane jest do bębna 18.2., obracającego się podczas całego procesu, przez otwory wykonane w jego powierzchni. Obracający się wzdłuż osi wzdłużnej bęben drażetkarski 18.2. powoduje intensywne przemieszczanie się aerodraży 18.10. w swoim wnętrzu, zwiększając w sposób znaczący intensywność kontaktu przepływającego powietrza z powierzchnią aerodraży 18.10., zwiększając tym samym skuteczność suszenia nanoszonych wielokrotnie powłok (ewakuację wilgoci z natryskiwanych warstw zewnętrznych). Ilość nanoszonych warstw zewnętrznych oraz ich charakter można dostosować do indywidualnych potrzeb. Na przykład natryskiwane warstwy zewnętrzne mogą mieć charakter funkcjonalny (dodatki smakowe, odżywcze, zdrowotne, lecznicze, warstwy ochronne itp.) lub dekoracyjny (kolory, warstwy nabłyszczające, warstwy strukturalne, warstwy fluorescencyjne itp.). Mogą być wykonywane poprzez natrysk roztworów wykonywanych na bazie wody, alkoholu lub innych rozpuszczalników spożywczych.

Ponieważ podczas jednego cyklu w bębnie drażetkarskim możliwym jest wykonanie tylko jednego rodzaju aerodraży, w szczególności aerodraży w jednym kolorze.

Proces drażowania, polegający na pokrywaniu aerordzeni warstwami zewnętrznymi w bębnach

18.2. jest długotrwały i może trwać, w zależności od wymagań dla produktu, od 4 do 20 godzin. Jednak dla większości produktów ten czas zawiera się w przedziale od 9 do 16 godzin.

Przy czym przygotowanie substancji do natrysku odbywa się poprzez:

• zestawienie składników podawanych albo za pomocą stacji pneumatycznych 18.6.; dla komponentów magazynowanych w silosach albo ręcznie;

• rozpuszczenie ich w wodzie lub innym rozpuszczalniku i homogenizację mieszanki w szybkoobrotowym homogenizatorze przepływowym 18.7.;

• podanie przygotowanej mieszanki za pośrednictwem zbiornika buforowego syropu 18.8. i drugiego układu rurociągów 18.9. do układu natryskowego;

• natrysk aerordzeni w bębnie 18.2. poprzez układ pompowy i zespół dysz natryskowych rozlokowanych we wnętrzu na całej jego długości, bezpośrednio ponad powierzchnią natryskiwanych aerordzeni.

Powietrze używane jako medium suszące w bębnach drażetkarskich 18.2. przygotowywane jest w odpowiednich urządzeniach peryferyjnych, będących integralną funkcjonalną częścią bębnów drażetkarskich. Przygotowanie powietrza do użycia podczas procesu suszenia w bębnie 18.2. polega na jego filtrowaniu, podgrzewaniu lub schłodzeniu, a także na jego osuszeniu bądź nawilżeniu, stosownie do potrzeb procesu technologicznego. Powietrze suszące, po przejściu przez warstwy suszonego produktu (tj. aerodraże 18.10.), ewakuowane jest na zewnątrz po uprzednim przefiltrowaniu z cząstek pylistych.

Po zakończeniu procesu, za pomocą drugiego przenośnika kubełkowego 18.3., aerodraże 18.10. wysypywane są do pojemników lub skrzynek transportowych i układane na paletach na polu odkładczym dla aerodraży 21.

Następnie aerodraże 18.10. są transportowane do zespołu urządzeń do mieszania draży 19 (Fig. 9). Po zakończonym procesie mieszania (miksowania) aerodraży 18.10. w zespole urządzeń do mieszania 19 znajduje się kolejne pole odkładcze dla wymieszanych draży przeznaczonych do finalnego pakowania w różne opakowania finalne stosownie do oczekiwań klientów.

Przykład 8

W tym przykładzie wykonania sposób wytwarzania aerordzeni według wynalazku jest prowadzony w urządzeniu według przykładu 2 i dotyczy wytwarzania aerordzeni czekoladowych. Sposób obejmuje następujące etapy:

Etap a) zasypywanie składników mieszanki spożywczej, zwłaszcza czekoladowej lub cukierniczej, do układu zasypu 5.5. połączonego pierwszym układem rurociągów 5.2. ze zbiornikiem recepturowym 5.6. zespołu urządzeń mieszających 5, w którym mieszanka spożywcza jest wstępnie mieszana przez 40 min. w temperaturze 42°C;

Etap b) transport mieszanki pierwszym ogrzewanym rurociągiem 5.1. do młyna kulowego 6.1., w którym jest ona następnie rozdrabniania w przepływie trwającym zasadniczo 40 min w temperaturze 52°C, a ciśnienie mieszanki na wlocie do młyna kulowego 6.1. wynosi 0,96 Ba;

Etap c) transport rozdrobnionej mieszanki drugim ogrzewanym rurociągiem 6.5. do zbiornika magazynowego 7, w którym jest ona następnie przetrzymywana w temperaturze 50°C przez 2 dni;

Etap d) transport mieszanki poprzez trzeci ogrzewany rurociąg 10.1. ze zbiornika magazynowego 7 do urządzenia nagazowującego 8, w którym mieszanka jest następnie nagazowywana w temperaturze 35°C, a jej lepkość wynosi 10 Pas;

Etap e) transport nagazowanej mieszanki 4 ze zbiornika magazynowego 7 do nadciśnieniowego dystrybutora 13 poprzez czwarty ogrzewany rurociąg 10.2. z pierwszym urządzeniem do utrzymywania nadciśnienia 11, które utrzymuje nagazowanie transportowanej mieszanki;

Etap f) dystrybucja mieszanki wzdłuż walców formujących 1 wyposażonych w komorę ciśnieniową 14 za pomocą nadciśnieniowego dystrybutora 13 wyposażonego w drugie urządzenie do utrzymywania nadciśnienia 12;

Etap g) formowanie aerordzeni 3 w zespole walców formujących 1 w temperaturze -9°C;

Etap h) podawanie uformowanych aerordzeni 3 na podajnik przepływowego tunelu chłodniczego 16.

Przykład 9

Sposób jak w przykładzie 8, z tym, że w etapie a) wstępne mieszanie prowadzono przez 60 min. w temperaturze 37°C; w etapie b) rozdrobnienie mieszanki prowadzono w przepływie trwającym 90 minut w temperaturze 46°C, a ciśnienie mieszanki na wlocie do młyna kulkowego wynosi 0,28 Ba; w etapie c) mieszanka jest przetrzymywana w zbiorniku magazynowym 7 przez 1,5 godziny w temperaturze 40°C; w etapie d) nagazowanie mieszanki jest prowadzone w temperaturze 50°C, a jej lepkość wynosi 25 Pas; w etapie g) formowanie aerordzeni 3 jest prowadzone w temperaturze - 14°C.

Przykład 10

Sposób jak w przykładzie 8, z tym, że mieszanka stanowi mieszankę wysokotłuszczową (np. mieszankę o sumarycznej, wynikowej, zawartości tłuszczu uwzględniającej także tłuszcz autonomiczny, dostarczany w innych niż tłuszcz komponentach, na poziomie od 35-40%), a formowanie aerordzeni na walcach formujących 1 jest prowadzone w temperaturze - 25°C.

Przykład 11

Sposób jak w przykładzie 8, z tym że w etapie a) do mieszanki dodawany jest prebiotyk, którym jest oligosacharyd, natomiast w etapie c) dodawany jest probiotyk w postaci termostabilnego szczepu L. plantarum (np. Lactobacillus plantarum PL8, zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów w Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk pod numerem B/00372).

Lista oznaczeń:

- walec formujący

- gniazdo

- aerordzeń

- płynna mieszanka

- zespół urządzeń mieszających

5.1. - zbiornik buforowy oleju

5.2. - pierwszy układ rurociągów

5.3. - zawór kierunkowy

5.4. - wciągarka łańcuchowa

5.5. - układ zasypu

5.6. - zbiornik recepturowy

5.7. - mieszadła skrobakowe

5.8. - mieszadła miksujące

5.9. - układ automatycznego odpylania

5.10. - pierwszy ogrzewany rurociąg

5.11. - ślimak podający

5.12. - zawory pracujące . - zespół młyna kulowego

6.1. - młyn kulowy

6.2. - rurowy schładzacz

6.3.	- pierwsza pompa
6.4.	- druga pompa
6.5.	- drugi ogrzewany rurociąg
7.	- zbiornik magazynowy
8.	- urządzenie nagazowujące
9.	- pierwszy zbiornik z gazem
U	- układ formujący według wynalazku
10.1.	- trzeci ogrzewany rurociąg
10.2.	- czwarty ogrzewany rurociąg
11.	- pierwsze urządzenie do utrzymywania nadciśnienia
11.1.	- pierwsza elastyczna membrana
11.2.	- pierwsza komora ciśnienia
11.3.	- drugi zbiornik z gazem
12.	- drugie urządzenie do utrzymywania nadciśnienia
12.1.	- druga elastyczna membrana
12.2.	- druga komora ciśnienia
13.	- nadciśnieniowy dystrybutor czekolady
14.	- komora nadciśnieniową zespołu walców formujących
15.	- komorowy układ utrzymywania nadciśnienia
16.	- tunel chłodniczy
17.	- wykalibrowany aerordzeń
18.	- zespół urządzeń do pokrywania aerordzeni powłokami zewnętrznymi
18.1.	- pierwszy przenośnik kubełkowy
18.2.	- bęben drażetkarski/suszarka obrotowa
18.3.	- drugi przenośnik kubełkowy
18.4.	- przenośnik wibracyjny
18.5.	- zbiornik buforowy
18.6.	- stacja pneumatyczna
18.7.	- homogenizator przepływowy
18.8.	- zbiornik buforowy syropu
18.9.	- drugi układ rurociągów
18.10.	- aerodraże
18.11.	- powietrze wpływające
18.12.	- powietrze wypływające
19.	- zespół urządzeń do pakowania aerodraży
20.	- pola odkładacze aerordzeni
21.	- pole odkładacze dla aerodraży

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ formujący do wykonywania aerordzeni produktów spożywczych, zwłaszcza czekolady lub wyrobów cukierniczych, połączony rurociągiem z urządzeniem nagazowującym i posiadający zespół dwóch przeciwbieżnych obracających się walców formujących, których zewnętrzne powierzchnie walcowe mają wiele gniazd tworzących regularny i powtarzający się wzór, znamienny tym, że zespół dwóch walców formujących (1) jest połączony z nadciśnieniowym dystrybutorem (13) oraz jest umieszczony w komorze nadciśnieniowej (14) wyposażonej w komorowy układ utrzymywania nadciśnienia (15); przy czym wspomniany rurociąg stanowi czwarty ogrzewany rurociąg (10.2.) do prowadzenia nagazowanej mieszanki spożywczej, zwłaszcza czekoladowej, z urządzenia nagazowującego (8) do nadciśnieniowego dozownika (13), który to czwarty ogrzewany rurociąg (10.2.) jest wyposażony pierwsze urządzenie do utrzymywania nadciśnienia (11) w postaci zbiornika składającego się z pierwszej elastycznej membrany (11.1.) oraz pierwszej komory ciśnienia (11.2.) połączony ze źródłem gazu, natomiast nadciśnieniowy dozownik (13) jest wyposażony w drugie urządzenie do utrzymywania nadciśnienia (12) w postaci zbiornika składającego się z drugiej elastycznej membrany (12.1.) oraz drugiej komory ciśnienia (12.2.) połączonego ze źródłem gazu.
2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsze i drugie urządzenie do utrzymywana nadciśnienia (11, 12) są podłączone do wspólnego źródła gazu.
3. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w strefie połączenia krawędzi komory (14) z obracającymi się walcami formującymi (1) zlokalizowane jest podwójne uszczelnienie z uszczelniającego materiału odpornego na niskie temperatury.
4. Układ według dowolnego z poprzednich zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że długość obwodowa każdej z krawędzi styku nadciśnieniowego dystrybutora (13) i powierzchni każdego z dwóch współpracujących ze sobą walców formujących (1) stanowi >20% obwodu walca formującego (1).
5. Układ według dowolnego z poprzednich zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że średnica walca formującego (1) wynosi od 200 mm do 600 mm, a jego długość wynosi od 200 do 1000 mm.
6. Układ według dowolnego z poprzednich zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że krawędzie styku nadciśnieniowego dystrybutora (13) oraz walców formujących (1) są wykonane z trudnościeralnego i niemetalowego tworzywa poślizgowego wybranego z grupy obejmującej: teflon, ertalon, materiały ceramiczne.
7. Układ według dowolnego z poprzednich zastrz. od 1 do 6, znamienny tym, że krawędzie obwodowe styku nadciśnieniowego dystrybutora (13) przylegają do walców formujących (1) na skrajnej powierzchni bez gniazd formujących (2).
8. Urządzenie do wykonywania aerordzeni produktów spożywczych, zwłaszcza czekolady lub wyrobów cukierniczych, składające się z połączonych rurociągami: zespołu urządzeń mieszających, zespołu młyna kulowego, zbiornika magazynowego, układu dozowania gazu oraz układu formującego aerordzenie, znamienne tym, że posiada układ formujący aerordzenie stanowi układ formujący (U) według dowolnego z poprzednich zastrz. od 1 do 7.
9. Sposób wytwarzania aerordzeni produktów spożywczych, zwłaszcza czekolady lub wyrobów cukierniczych, w którym podaje się nagazowany materiał wyjściowy do układu formującego urządzenia według zastrz. 8, znamienny tym, że obejmuje następujące etapy:

a) zasypywanie składników mieszanki spożywczej, zwłaszcza czekoladowej lub cukierniczej, do układu zasypu (5.5.) połączonego pierwszym układem rurociągów (5.2.) ze zbiornikiem recepturowym (5.6.) zespołu urządzeń mieszających (5), w którym mieszanka spożywcza jest wstępnie mieszana zasadniczo przez 40-60 min. w temperaturze wynoszącej zasadniczo 37-42°C;

b) transport mieszanki pierwszym ogrzewanym rurociągiem (5.1.) do młyna kulowego (6.1.), w którym jest ona następnie rozdrabniania w przepływie, trwającym zasadniczo 40-90 min w temperaturze wynoszącej zasadniczo 46-52°C;

c) transport rozdrobnionej mieszanki drugim ogrzewanym rurociągiem (6.5.) do zbiornika magazynowego (7), w którym jest ona następnie przetrzymywana w temperaturze wynoszącej zasadniczo 40-50°C do 2 dni;

d) transport mieszanki poprzez trzeci ogrzewany rurociąg (10.1.) ze zbiornika magazynowego (7) do urządzenia nagazowującego (8), w którym mieszanka jest następnie nagazowywana w temperaturze wynoszącej zasadniczo 35-50°C;

e) transport nagazowanej mieszanki ze zbiornika magazynowego (7) do nadciśnieniowego dystrybutora (13) poprzez czwarty ogrzewany rurociąg (10.2.) z pierwszym urządzeniem do utrzymywania nadciśnienia (11), które utrzymuje nagazowanie transportowanej mieszanki;

f) dystrybucja mieszanki wzdłuż walców formujących (1) wyposażonych w komorę ciśnieniową (14) za pomocą nadciśnieniowego dystrybutora (13) wyposażonego w drugie urządzenie do utrzymywania nadciśnienia (12);

g) formowanie aerordzeni (3) w zespole walców formujących (1) w temperaturze od -25 do -9°C; h) podawanie uformowanych aerordzeni (3) na przepływowy tunel chłodniczy (16).
10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że w etapie a) do mieszanki dodawany jest prebiotyk.
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że dodawanym w etapie a) prebiotykiem jest oligosacharyd.
12. Sposób według zastrz. 10 lub 11, znamienny tym, że w etapie w etapie c) dodawany jest probiotyk w postaci termostabilnego szczepu L. plantarum.

PL 247685 BI
13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że dodawanym w etapie c) szczepem jest Lactobacillus plantarum PL8, zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów w Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk pod numerem B/00372.
14. Sposób według dowolnego z poprzednich zastrz. od 9 do 13, znamienny tym, że w etapie b) ciśnienie mieszanki na wlocie do młyna kulowego (6.1.) wynosi 0,28-0,96 Ba.
15. Sposób według dowolnego z poprzednich zastrz. od 9 do 14, znamienny tym, że w etapie d) lepkość nagazowywanej mieszanki jest utrzymywana w zakresie 10-25 Pas.