<Desc/Clms Page number 1>
"Werkwijze en inrichting voor de berelding van onder druk gebakken en geëxpandeerde voedlngsprodukten-
De ultvinding heeft betrekking op de produktie van voedlngswaren zoals koeken, beschulten, wafels en dergelijke die bereid worden door korrelvormige substanties op basis van granen, rijst, en soortgelijke zetmeelhoudende granulaten of mengsels van deze grondstoffen onder druk te verwarmen en te bakken en aanslultend te laten expanderen.
Meer bepaald is de uitvinding gericht op een verbeterde
EMI1.1
werkwljze en inrichting voor de vervaardiging van koeken of "crackers"ult een op zlehzelf bekende werkwlJze. geexpandeerde granen, waarbljdat men een bepaalde hoeveelheid granen in een verwarmde bakvorm brengt, de granen hierin samenperst en onder druk een welbepaalde tijd laat bakken, en vervolgens de greanmass8 onderwerpt aan een gedwongen expansie tot een bepaalde dikte door de wanden van de bakvorimkamer, waartussen de graanmassa samengedrukt wordt, plots over een bepaalde efstand van elkaar te verwijderen zonder dat de bakvorm geopend wordt.
Bekende inrichtingen om genoemde werkwijze ult te voeren bestaan in hoofdzask uit een voedlngsinrichting, een bakvorm samengesteld ult twee vormelementen die ten optichte van
EMI1.2
elksat kunnen heen en weer bewegen en aarvan minstens eenvormelement voorzien is van een verwarmingselement, alsook sandrijfmiddelen voor gewoonlijk één van de bakvormelementen en voor de voedingsinrichting.
Een in de praktijk frequent aangewende lnrichting is gewoonlijk ultgerust met een bakvorm bestaande ult een holle, verwarmde matrljs en een stempel die met de matrljshrlte samenwerkt waarbij de stempel op en neer verschuifbaar is tussen twee ulterste posities, respektlevelljk een initiële (laagste) stand waarbij de stempel zich buiten de matrljsholte bevindt en de bakvorm volledig geopend is zodat een hoeveelheid granen in de vorm (of tussen stempel en matrijs) kan toegevoerd worden,
en een bovenste ulterste stand daarbij da stempel volledig in de matrijsholte is geschoven en de graanmassa tussen het bovenvlak van de stempel
<Desc/Clms Page number 2>
en de wand van de verwarmde matrijskamer wordt samengeperst, verhit en onder druk gebakken wordt. Om de gewenste expansie te realiseren is een derde stand van de stempel voorzlen waarbij de bakvorm nog gesloten is, gelegen tussen de twee genoemde ulterste standen en waarln de stempel, bij zijn terugkeer ult de bovenste uiterste stand naar de laagste initlële stand, kortstondig opgehouden wordt, hetgeen de expansie van de samengeperste graanmassa over een welbopaalde afstand mogelijk maakt.
Deze expansle gaat meestal gepaard met een bruuske verwijdering von de stempel uit zijn perspositle naar genoemde intermedialre expanslestand.
Meer In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een Inrichting en werkwijze voor de berelding van geexpandeerde rijstkoeken en rlJstwafels waarblj de uitvinding zieh tot opgave heeft gesteld bepaalde nadelen verbonden aan het gebruik van bestaande inrichtingen en werkwijzen, die niet zelden te kampen hebben met uiteenlopende problemen zoals sleet, technische storingen en kwalitatieve schommelingen, effectief te ellmlneren alsook deze machines efflclënter te laten werken In economlsch en energetisch opzicht.
Volgens de uitvinding wordt deze opgave verrassender- wijze eenvoudig en doeltreffend gerealiseerd door een inrichting te voorzien van een bijzonder hydraulisch aandrijfsysteem of van een hydraulische - mechanische aandrijving waarin aanslag- of stopmiddelen en contactelementen zljn geintegreerd die zodanig samenwerken met de aandrijving dat de beweging van een verschulfbaar vormelement (gewoonlijk de stempel) hetzlj rechtstreeks of via een hiermee verbonden overbrengingsorgaan, nauwkeurlger en meer vloelend gestuurd wordt en dat een welbepaalde gewenste expansle op een constante en controleerbare wljze verloopt.
De bekende inrichtingen om gebakken en geëxpandeerde produkten ult granen of rijst te berelden kunnen uitgerust zijn met aandrijf- en overbrengingsmiddelen van verschillende aard. Bovendlen kunnen de aangewende aanslagmiddelen en de toegepaste werkwljzen om de stempel in een expansiepositie te brengen en te stoppen, van zeer uiteenlopend concept zijn.
<Desc/Clms Page number 3>
Oe aandrijving cm een van beide vormelementen te bevelen kan bijvoorbeeld van het mechanische, pneumatische of hydraulische type zijn, of een combinatie hiervan. De aangewende aanslagmiddelen kunnen vast of beweegbaar zijn, de beweegbare aanslagen op verschil lende manieren gestuurd.
Voor zover bekend geeft geen van de tot dusver gebruikte Inrichtingen en toegepaste werkwijzen voor de
EMI3.1
berelding van onder druk gebakken en geexpandeerde graankoeken volledige bevrediging. Vaak voorkomende mechanische en technische problemen zijn bijvoorbeeld te snelle slijtage, vroegtijdige breuk door schokbelasting of vervorming door overbelasting van vitale componenten, produktlestorlngen door ontregellngsgevoellge onderdelen, aan de matrijs klevende koeken, overmatige trllllngen en lawaal, wlsselvalllge (explosieve) expansie, verloop van de ingestelde machineparameters, enz.
Kwalitatieve problemen behelzen onder meer produktie bulten tolerantie, mislukte voortbrengsels (afval), fluctuaties In dikte en structuur (ultzicht, brokkelig- held). Verder kunnen bepaalde inrichtingen overgecomplleeetd zljn In constructief opzicht of moeilijk instelbaar met betrekking tot aandrijving en sturing, of nadelig qua energieverbruik, of een te geringe produktivitelt bezitten.
Een inrichting van het mechanische type 1s bekend ult het Belgisch octrool nr. 799. 316. Deze inriehting omvat een vaste matrijs en een vertikaal verschuifbare stempel waarvan de beweging mechanisch gestuurd wordt door een aangedreven nok met aangepast omtreksproflel waarover een geleldingsorgaan, verbonden met de stempelstang, wordt bewogen. HierbiJ fungeert de nok ook als aanslagelement. Dergelijke inrichting 15 mechanisch vrlj ingewikkeld en bovendlen onderhevig aan slijtage van vitale componenten (nok- profiel) waardoor de produktie vroegtijdig gaat afwljken van de vereiste kwallteitsnormen.
Een verbeterde inrichting van het mechanische type met aangedreven nok 1s bekend uit het Britse octrooi GB-A-2165437. Hierbij wordt een drieledige bakvorm gebruikt waarvan bovenste en onderste deel beweegbaar zljn tegenover een vast middenstuk dat als ringvormige matrijs fungeert. De slijtage van de nok is hier
<Desc/Clms Page number 4>
betrekkelijk gering doordat de expansie veel minder bruusk is en via verplaatsing van het bovenste vormelement gereallseerd wordt.
Niettemin ls de inrichting mechanische vrij ingewikkeld waarbij het complexe nokwiel (dat meerdere funkties te vervullen heeft) een delicate schakel blljft en gemakkelijk ontregeld Is.
Een Inrichting met pneumatische aandrijving en mechanische overbrenging (geleldingsarm bestaande ult 2 scharnierende stargen), 15 bekend ult het Europees octrooi EP-006575. Deze inrich- ting, die op zichzelf bekende vormelementen (verwarmde matrijs met naar beneden gerichte opening en een hiermee samenwerkende beweegbare stempel), aandrijf- en overbrengingselemenhten bevat, is gekenmerkt door een onafhankelljke, beweegbare, pneumatisch geactloneerde aanslag die op het gewenste moment In de baan van de teruggeslagen stempel of het hiermee verbonden scharnierende over brengingsorgaan gebracht wordt waardoor de expansie gereallseerd wordt In een vergrendelde positie van de stempel (waarbij de vljzel geen druk uitoefent op de vorm).
Deze Inrichting vergt echter een dure, omslachtige constructie. Tevens ls ze onderhevlg aan zware stootkrachten (mechanische kontakt aanslag/scharniererm) waardoor de expanslepositle niet constant blljft.
Een Variante of verdere ontwikkeling hiervan betreft een Inrichting zoals beschreven In het Belgisch octrooi BE-886. 895, waarblj een vaste aanslag gebruikt wordt In comblnatle met een pneumatisch-mechanische aandrijving van de vormelementen. Het gebrulk van meerdere pneumatische cyllnders leldt evenwel tot een hoog energleverbrulk. Bovendien zijn pneumatische componenten gevoe- elger aan storingen (cfr. lekken, luchtdichtingen, ventielen, Hier kunnen geringe koersafwljkingen de gewenste precleze expansie
EMI4.1
derhalve sterk doen varleren.
Een Inrichting met aandrljvlng/sturlng van het hydropneumatisch type (zonder mechanische overbrengingsmiddelen) is beschreven in het Belgisch octrooi nr. 902. 360. Een dergelljke inrich- ting vertoont het nadeel dat ze vrij ingewikkeld en omslachtlg ls (3 clllnders van verschillend type, talrijke ventielen en perslei dingen, zowel hydraulische als pneumatische, om het geheel te doen
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
samenwerken). Dergelijke sturingen zijn niet goedkoop en evenmln éénvoudig In de bedlening en afregeling wat bij storingen tot aan- zienlijke produktiviteitsverliezen kan leiden.
Ult het Belgisch octrooi nr. 904. 631 is een Inrichting bekend die met een hydraulisch-mechanische aandrijving 1s ultgerust bestaande uit een arbeldscl1Inder en een tweestang1ge scharnierende arm. Dit type van aandrijving, dat overlgens ult op zieh bekende elementen bestaat, ls vergelijkbaar met de aandrijving beschreven In Europees octrooi EP-006575. Een verbetering volgens BE-904631 ls de vergrendeling van een gekende overbrengingsarm (knikelleboog met 2 scharnierende stangen) en de hiermee verbonden stempel in de persstand waarbij de knikelleboog over zijn dood punt tegen een vaste aanslag 1s geduwd.
Om de stempel en het overbrengingsmiddel te ontgrendelen, zodanig dat de samengeperste graanmassa kan ex panderen, is op het verlengde van de aandrljfstang (die met de knlkelleboog geleidend 15 verbonden) een tweede regelbare aanslag voorzien die bij de omgekeerde beweglng van de aandrijving de knikelleboog meetrekt en uit zljn vergrendelde positie brengt. Tevens 1s op deze aanslag een veerelement voorzlen dat dient als versnel lings- of lanceermiddel.
Nadelig bij deze inrichting is de mecha nische vergrendeling, in het bijzonder de noodzaak om de knikelle-
EMI5.2
boog, die door de hoge druk van de bakvorm vast vergrendeld staat, terug over zijn dood punt te trekken, hetgeen niet enkel een hoog vermogen vergt en extra energie kost, doch tevens de gewenste ge lljkmatige expansle in het gedrang brengt. Bovendien staan het kniegewricht van het overbrengingsorgaan, de drijfstang en haar geleidingsbus, alsook de ontgrendelingsaanslag, bloot aan hoge belastingspleken en beschadiging.
Immers, de ontgrendelingsoperatie vereist dat de hoge tegendruk (druk In bakvorm) op de stempel over wonnen wordt. Deze druk neemt echter kortstondig nog toe doordat tussen de vergrendelingspositie en de vertikale stand (dood punt) van de knikelleboog de stempel nog lichtjes naar boven schulft. Alle deze elementen samen brengen mee dat hoger genoemde mechanische componenten onderhevig zljn aan vroegtijdige slijtage door wls selende overbelasting. De schoksgewijze ontgrendeling en de hierop
<Desc/Clms Page number 6>
volgende explosieve terugslag van stempel en knikelleboog zijn moellijk te kontroleren.
Verder ls de afstand tussen de ontgrendelings- aanslag en het kniestuk (die bepalend is voor het tljdstip van de ontgrendellng en dus ook van de expanse) moeilijk constant te houden waardoor de kwallteit van het geëxpandeerde produkt niet gelijkmatig blijft gedurende de produktiel.
Teneinde aan voornoemde nadelen en andere problemen een doeltreffende en duurzame oplosslng te bieden heeft de uitvinding voorzien In een verbeterde inrichting, en insgelijks een aangepaste werkwljze om met deze lnrichting ult te voeren, voor de berelding van onder druk gebakken en aanslultend geexpandeerde grannprodukten zoals bijvoorbeeld dieetkoeken op basis van rijst, waarbij een zoals hierboven beschreven gekend basisprocede en een lnrichting van het type bestaande uit een tweedellge bakvorm, samengesteld ult een naar onder gerichte verwarmde matrijsvorm en een hiermee samenwerkende stempel, uit een aandrijving om één van beide vormelementen (gewoonlijk de stempel)
volgens een welbepaalde cyclus heen en weer te schulven derwljze dat de graanmassa achtereenvolgens gevoed kan worden in de geopende bakvorm, dan verhit en samengeperst wordt, onder druk gebakken en aan een gedwongen expansie onder- worpen wordt, waarbij de verbetering hierin bestaat dat de hydrau lische aandrijving bestaat uit twee onafhankelijk regelbare In lijn geplaatste arbeidscilinders die in opeenvolgende complementaire zuigerverplaatsingen een gemeenschappelijke drijfstang bekrachtigen welke de stempel rechtstreeks of via een met de stempel verbonden overbrengingsorgaan in een vloeiende beweging naar boven schuiFt tot in de perspositie, gedurende de baktijd op de stempel en de bakvorm druk blljft ultoefenen,
welke arbeldscl11nders dan in een bepaalde volgorde omgekeerd bekrachtigd worden, waarbij de zuiger die het dichtst bij de stempel is eerst terugkeert naar zijn beginkoers en de andere zulger in de tussenstand van de gedeeltelijk teruggetrokken drijfstang niet ogenblikkelijk overneemt zodat de drijf- stang kortstondig opgehouden worden vooraleer ze naar haar ultgangspositie bij het begin van de produktlecyclus terugkeert, en dat de drijfstang een stootblok bezit dat enkel in de opwaartse verschui-
<Desc/Clms Page number 7>
vingsbeweging de stempel kan aandrijven doordat genoemd stootblok niet vast verbonden ls met de stempelstang (of met het met de stempel verbonden overbrengingsorgaan),
en verder dat dit stootblok het aanslagelement vormt waarop de door de expansie teruggeslagen stem pel tljdelljk gestopt wordt in een tussenstand overeenstemmend met het koersbegin van de eerst teruggetrokken arbeidscilinder, waarbij de expansie van de graanmassa voltoold wordt zonder dat de aandrij- ving druk ultoefent op de matrljsvorm die dan nog niet geopend is, en dat vervolgens de omgekeerde verplaatsing van de andere arbelds cilinder de drijfstang en stempel terugtrekt naar hun initiële cycluspositle waarbij de bakvorm volledig geopend ls.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een lnrlch tJng volgens de uitvinding bezlt deze Lnrichtlng een gecombi neerd hydraulisch-mechanisch aandrljfsysteem om de stempel op en neer te doen bewegen, waarblj enkel de opwaartse verschulving van de stempel 1s aangedreven. Het hydraulisch gedeelte bestaat ult twee in elkaars verlengde liggende arbeldscilinders die een gemeenschappelijke drijfstang bekrachtigen op een welbepaalde comple mentaire wijze zoals hierboven beschreven.
Genoemde hydraulische drijfstang vormt een drle-stangenstelsel met een tweestangig scharnierend overbrengingsorgaan (knikelleboog) waarmee het een glijdende verbinding vormt (schuifverbinding) waartegen het stoot
EMI7.1
blok van de drijfstang aandrukt die In de aandrljfrichting (dit wil zeggen bij opwaartse verschuiving van de stempel Om de matrijsvorm te sluiten en de graanmassa samen te persen) de tweestangige scharnierarm vanutt diens diepst geploolde stand naar boven duwt en de scharnierende stangen in vertikale stelling brengt, doch bij de omgekeerde richting zieh vrij kan terugtrekken doorheen deze schulf verbinding zonder dat de knikelleboog meegetrokken wordt.
De tweestangige scharnierarm Is via het bovenste uiteinde van de bovenste stang scharnlerend verbonden neet de vertlkaal geleide stempelstang, terwijl de onderste stang rond een vaste as (bevestigd aan het frame der Inrichting) draalt. Het kniegewricht waarrond de 2 scharnierende stangen draaien Is het voorkeurdragende deel van de knikelleboog waardoor de sebuifverbinding met de hydraulische
<Desc/Clms Page number 8>
drijfstang wordt tot stand gebracht.
Hiertoe 1s hat kniestuk ultge- werkt als een blok met boring en geleidingsbus waardoor het ulteln ! de van de aandrijfstang van de arbeldscilinders over een voldoende lengte doorschlet zodanig dat bij snelle terugtrekking van de drijfstang de schuifverbinding niet verbroken wordt (d. w. z. om het vrije terugglijden van de knikelleboog ult zijn opgerichte naar zijn geplooide stand te verzekeren).
Gedurende de aandrijfbeweging, waarbij de twee arbelds cilinders in twee weliswaar gescheiden, doch vloelend in elkaar overgaande zulgerkoersen de drijfstang verplaatsen, worden knikelleboog en de hiermee verbonden stempel naar boven gedrukt, en wel zodanig dat de knikelleboog in een vertikale stand wordt
EMI8.1
gebracht die niet over het dode punt van de scharnierstangen gaat als de stempel zieh in zijn bovenste perspositie bevindt. In deze niet vergrendelde stand die kenmerkend is voor de aandrljvlng volgens de ultvinding, wordt de knikelleboog gedurende de duur van de baktljd aangedrukt door de aandrijving. De dichtste arbeidscilin- der trekt zieh dan met de drijfstang en haar stootblok snel terug tot in zijn lnitlele stand corresponderende met een gewenste expansiestand van de stempel.
Bij deze beweging blljft de niet vergrendelde knikelleboog zeer korte tljd In een vertikale positie achter tot hij samen met de stempel, die geen tegendruk meer ondervindt van de aandrijving doch die anderzijds naar beneden wordt ge drukt door de expanslekracht van de samengedrukte gassen (gevormd bij het verhitten en bakken onder druk van de graanmassa), naar beneden slaat. Hlerblj vormt het stootblok der aandrijfstang, gedeeltelijk teruggetrokken In een gewenste tijdelijke tussenstand vooraleer de andere arbeldscilinder In omgekeerde richting bekrachtigd wordt, het aanslagmiddel waartegen de knikelleboog terugslaat en waardoor de stempel kortstondig in een expansieposi- tie wordt opgehouden waarbij de graanmassa zieh tot een opgelegd volume en dikte bij een nog gesloten tnatrijsvorn) kan expanderen.
Vervolgens keert dan ook de verste arbeidscl11nder terug naar : ijn beglnstand van waar de produktiecyclus gestart werd (bakvorm volle dig geopend, afvoer van het geëxpandeerde produkt en nieuwe voeding
<Desc/Clms Page number 9>
zodat de cyclus kan herbeginnen).
Volgens de uitvinding is de Inrichting verder voorzien van aangepaste contactmlddelen waarvan de functie hierin bestaat dat ze de verplaatsing stoppen van de arbeidscilinder die de stempel in een optimale perspositie brengt overeenstemmend met een gewenste verticale stand van de knikelleboog, die instelbaar is binnen bepaalde grenzen door afregeling van genoemde contact- mlddelen. Een voorkeurdragende uitvoaringsvorm voor deze contactmiddelen bestaat uit de comblnatie van een schakelelement (micro switch) bevestigd op een hiervoor geschlkte plaats op het frame der inrichtingen,
en een contactelement bevestigd op één van de stangen van de bewegende knlkelleboog dat bij aandrukklng van genoemd schakelelement de aandrijving van de tweede arbeidscilinder stopzet. De preciese positie en afstand tussen beide elementen is fijn regelbaar door voorziening van aangepaste bevestigingen hiervoor.
Dit additioneel kenmerk van een inrichting volgens de uitvinding bewerkstelligt dat de knikelleboog niet overgedrukt wordt en verder dat de expansie binnen zekere grenzen regelbaar is door precieze posltlonerlng van de knlkelleboog In een controleerbare vertikale stand waardoor naar wens de terugslag van de stempel van explosleve (met klop) naar relatlef zachte expansie kan gevarieerd worden volgens de relatieve defazering (afhankelijk van de betrekkelljke stabllltelt van de knlkelleboog In zljn vertikale stand) tussen de terugtrekbeweglng van de drljfstang en de terugslag van de stempel.
Een belangrijk voordeel 1s dat de expansie gelijkmatlg blijft gedurende lange produktlecycli door het zelfregelend karakter van de"in-proces" controle.
Een verder verbeteringsaspect volgens de uitvinding betreft de bevestiging van de matrijs die vast verankerd 1s op een plateau dat zelf fijn regelbaar is in de hoogte. In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de inrichting is dit plateau verschulfbaar opgehangen langs twee of meer vertikale assen van het frame, die door aangepaste vertikale boringen In het plateau gevoerd zljn met voldoende speling, en die voorzien zijn van aangepaste bevestigingselementen van het type moer en bout met groot draagvlak
<Desc/Clms Page number 10>
en regelbare hoogte waardoor het plateau langs genoemde assen kan verschoven worden.
Deze constructie biedt niet alleen een bijkomende regelmogelljkheid voor de Inrichting, doch maakt het tevens mogelijk bepaalde storingsfaktoren (bv. verschillende thermische uitzetting volgens omgevingstemperatuur, verschil tussen inloopstand en regimestand van de Inrichting...) op doeltreffende wijze uit te schakelen.
Een bijkomend verbeteringsaspect van de Inrichting betreft de voorziening van een matrijs die een ultduwelement bevat, meer In het bijzonder een in de bovenwand van de matrijskamer verzonken aangebracht element van trapezoidale of konische vorm (klep of stempeltje) dat pneumatisch wordt bekrachtlgd In de uitduw - en terugtrekr1cht1ng, en dat het geëxpandeerde produkt op het gepaste moment volledig ult de matrijsholte duwt en na terugkeer naar zljn verzonken posltie In de aangepaste boring van de matrijs- wand deze doorboorde wand hermetisch afslult.
Volgens een ander aspect van de uitvinding 1s de drijfstang aan haar ulteinde dat heen en weer schuift In de geleldingsbus door het kniestuk van de scharnierarm voorzien van een uit wisselbaar versterkingselement In de vorm van een huls, zoals een gehard stalen buis, waarvan de ene kant verschroefd 15 met het stootblok van de drljfstang en de andere kant met een schroefbaar verbindingsmiddel op het uiteinde van de drijfstang gemonteerd Is. Dlt uitwisselbaar buisvormig versterklngselement vormt de eigen lijke schuifvorblnding van de drijfstang met de knikelleboog en neemt de grootste belastingspleken en wrijvlngskrachten op.
Hlerdoor wordt de drijfstang die een geheel vormt met de dure hydraulische aandrijving, beschermd tegen vroegtljdige slijtage en wordt vermeden dat de produktie langdurig wordt stilgelegd door een tijdrovende vervanging.
Om een beter inzicht te bekomen in de kenmerken en voordelen van de uitvinding worden hierna enkele ultvoeringsvormen van de inrichting, inkluslef de werking ervan, als voorbeelden zonder beperkend karakter beschreven, met verwijzing naar volgende tekeningen :
<Desc/Clms Page number 11>
Figuur 1 geeft een algemeen beeld van een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.
Figuur 2 is een meer gedetailleerde weergave van de inrichting in figuur 1, waarbij deze zieh in een expansiestand be vindt.
Figuur 3 toont een uitvoeringsvorm van de matrijs waarin een pneumatisch bediend ultduwelement voorzien is.
Figuur 4'illustreert het In de hoogte verstelbare plateau waarop de matrijs bevestigd is.
Figuur 5 geeft het schuivend gedeelte van de hydraulische drijfstang weer dat voorzien 1s van een versterklngsmiddel.
Figuur 6 Is een schematische weergave van enkele belang-
EMI11.1
rijke aandrijfspos1t1es bij de uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding-
Figour 1 en 2 illustreren een inrichting voor de bereiding van geëxpandeerde graankoeken die een tweedellge bakvorm 1 omvat, een voedingsinrichting 2 en een aandrIJfsysteetB 3. Genoemde bakvorm bestaat ult een matrljs 4 en een op en neer verschulfbare stempel 5 die via de stempelstang 6 scharnierend verbonden is met een overbrengingsmiddel 16 in de vorm van een scharnierende knikelleboog.
De matrljs 4 is bevestigd op een plateau 7 dat in de hoogte verstelbaar i5 door de voorziening van dragende ophang-en bevestigingsmiddelen 9, geleid en verschuifbaar langs de vaste assen 6 van het frame door middel van regelbouten/moeren 9'. Het aandrljfsysteem 3 bestaat ult twee In lijn geplaatste arbeldscilinders 11 en 12 die gemeenschappelljke drijfstang 14 aandrijven welke aan zijn ene uiteinde scharniert rond een vaste es 13 bevestigd aan het frame der inrichting.
Langs de aandrijfzijde is drijfstang 14 uitgerust met een stootblok 15 dat tegen de knikelleboog 16 aan drukt en deze naar boven duwt samen met de stempel 5 bij de aan- drijfbeweging en gedurende de perscyclus. De hydraulische drijfstang 14 duwt de geplooide knikelleboog 16 (bij welke stand stempel 5 zieh volledig buiten de matrijsvorm 4 bevindt) naar boven waarbij de scharnierende stangen 17 en 18 naar een vertikale positie worden opgericht. De bovenste stang 17 heeft een scharnierverbinding 19
<Desc/Clms Page number 12>
met de stempelstang 6 en de onderste stang draalt rond een vaste as 21 bevestigd aan het machineframe.
In het kniegewricht 20 waar de twee stangen scharnierend verbonden zijn is een blokvormig kniestuk 23 geintegreerd met een boring om het uitetnde 22 van de drijfstang 14 te geleiden die aldus met het kniestuk 23 een schuifverbinding
EMI12.1
vormt die In één rlchtlng door het stootblok 15 aangedreven wordt.
Het drijrstanggedeelte 22 dat door het kniestuk 23 kan glljden schiet ver genoeg voorbij het stootblok 15 zodanig dat bij terugtrekking van drijfstang en stootblok na de persfaze de knikelleboog 16 die in een vertikale stand achterblljft, met zijn kniestuk 23 nog geleid wordt door het uiteinde van drljfstanggedeelte 22, en aldus langs dit gedeelte 22 kan terugschuiven tot het kniestuk opgevangen wordt door het stootblok 15 dat blj terugtrekking van de
EMI12.2
arbeidscylinder 12 ult zijn perspositle naar zijn Initiele stand, een aanslagmlddel vormt voor de teruggeslagen knikelleboog en stempel, waarbij in doze tussenstand van de stempel de graanmassa 28 kan expanderen.
Verder is de matrijs ultgerust met een uitduwelement 24.
Op de inrichting zijn ook kontaktmiddelen voorzien, respektlevelljk een met de knlkelleboog meebewegend kontaktelement 25 en een op het frame bevestigd schakelelement 26 dat door element 25 geactioneerd wordt In een gewenste vertikale stand van de knikelleboog, blj welke stand genoemd schakelelement 26 de persbeweging van arbeidscl11nder 12 stopt.
Figuur 3 toont meer In detail het ultduwelement 24 aangebracht In de bovenwand van matrijs 4. Genoemd element bestaat uit een klep- of stempelvormlg 1Ichaam 24, bij voorkeur met trapezoïdale of konische vertikale doorsnede, dat in niet bekrachtigde toestand volledig verzonken ls in de hlervoor voorziene boring In de matrijswand en deze dan hermetisch afsluit, De stang 30 van het uitduwelement wordt bekrachtigd door een dubbel werkende pneumatische cilinder 31 die het uitduwlichaam zo ver ult zijn zitting In de matrijskamer duwt tot het geëxpandeerde produkt 28 volledig uit de matrijsholte is gedrukt. Hierna wordt dit ultduwllchaam terug in zijn verzonken positie gebracht door de omgekeerde beweging van de
<Desc/Clms Page number 13>
pneumatische cilinder 31 (persleidingen 32 en 33).
Flguur 4 illustreert de bevestiging van matrijs 4 aan het in de hoogte verstelbaar plateau 7. Ten minste twee vertikale assen 8, vast verbonden met het frame der inrichting, vormen een geleiding waarlangs genoemd lateau verschuifbaar opgehangen is door middel van solide, aangepaste bevestigingsmlddelen 9, groot draagvlak 10' en fijn regelbare schroefelementen 9'.
Figour 5 toont de konstruktieve aanpasslng van het doorschletend gedeelte 22 van de hydraulische drijfstang 14. Op genoemde gedeelte van de drijfstang, dat zich ultstrekt vanaf het stootblok 15 tot het vrije uiteinde van de drijfstang, 15 een (hard.) stalen huls 27 gemonteerd welke een grotere diameter heeft dan de drljfstang en via aangepaste schroerverblndlngen enerzijds met het stootblok 14 en anderzijds met het drijfstangulteinde verbonden 15 zodat het eenvoudig en snel uitwisseltear ls. Dit vervangbare versterklngselement vormt het eigenlijke glidingscontactoppervlak met de geleidingsbus van de schulfverblndlng 23.
Hierdoor wordt niet enkel de drijfstang beschermd tegen overbelastlng en slijtage, maar wordt ook vermeden dat een tijdrovende vervanging van dit kostelijk vitaal onderdeel (drijfstang vormt een geheel met de hydraulische aandrijving) de produktie te lang onderbreekt.
Figuur 6 illustreert meer In het bijzonder hoe de verschillende delen van een inrichting met knikelleboog samenwerken bij de bereiding van geëxpandeerde graankoeken volgens de werkwijze van de uitvinding. De arbeldsc ! 11nders 11 en 12 met hun respektieve zuigers 11' en 12' worden weergegeven in 5 verschillende standen (0, 1, 2, 3 en 4) waarvan de voedingsstand l, de pers-en bakstand 3 en de expanslestand 4 1n feite overeenstemmen met de drie belang rijkste processtappen.
Stand 0 op figuur 6 Is de zogenaamde alarmstand waarbij de stempel het verst verwijderd 1s van de matrijs (dus nog een stuk verder dan In de voedingsstand 1 van de eigenlijke pradukt1ecyclus). In de alarmstand bevinden beide zulgers 11' en 12'zieh in hun verst teruggetrokken positie (d. w. z- aan het begin van hun koers). In de voedingsstand 1, waarmee de produktie
<Desc/Clms Page number 14>
cyclus start, bevindt de Stempel 5 zieh volledig bulten de matrijsholte, zodat een gewenste hoeveelheid granen op de stempel kan aangebracht worden. In deze processtand bevindt zuiger 11'van cilinder 11 zieh ongeveer halverwege zijn koers (totale koers ca. 7 à 8 cm).
Vanaf de voedingsstand (l) begint de opwaartse verschui- ving van de stempel door eerst zulger 12'van de arbeldscilinder 12 naar zljn koerselnde te verplaatsen, waardoor een tussenstand (2) doorlopen wordt welke vloelend overgaat In de pers-en bakstand (3) door zulger 11'van de arbeidscilinder 11 van zijn mlddenposltle naar zijn einde koers te verplaatsen waarbij de knlkelleboog in vertikale niet vergrendelde regelbare positie wordt gebracht. Het precieze koerseinde van zuiger 11'wordt In een voorkeurdragende ultvoeringsvorm bepaald door de instelling van hogergenoemde
EMI14.1
kontaktelementen (zie 25 en 26 in fig. 1 en 2).
In deze perspositie blljven knikelleboog en stempel aangedrukt door de hydraulische aandrijving gedurende de ganse baktljd die van minder dan ongeveer 1, 5 tot meer dan ongeveer 6 sekonden kan bedragen volgens de gebruikte grondstof. Indien rijstkoeken worden vervaardigd varieert
EMI14.2
de baktijd van 2, tot 6 sekonden, bij voorkeur 3 à sekonden. Na beëindiging van het bakproces onder druk wordt zulger 12'van arbeidscilinder 12 naar zljn koersbegln teruggeschoven (zie expansiestand 4 In flguur 6) waarblj de drljfstang zieh terugtrekt naar een
5tussenstand waarin het stootblok van de drijfstang een aanslag-en tljdelijk stopelement vormt voor de teruggeslagen stempel en de hiermee verbonden knikelleboog.
Immers, de stempel die geen tegendruk meer krijgt van de aandrijving, en enkel in zijn persstand wordt tegengehouden door de knlkelleboog In een niet-stabiele vertikale stand, staat bloot aan een aanzienlijke neerwaarts gerichte kracht van de hoge gasdruk ontwikkeld door de gecomprimeerde graan massa op hoge temperatuur In de matrijsvorm. Deze kracht uItgeoefend door de stempel, brengt de knikelleboog, die niet vergrendeld is en dus enkel in de richting van de teruggetrokken aandrijving kan terugschuiven, uit evenwicht waarbij ogenblikkelijk beide verbonden componenten terugslaan tot de knikelleboog gestopt wordt door het stootblok van de drijfstang (positie 4 in fig. 6).
<Desc/Clms Page number 15>
Hierbij is de stempel bv.
12 à 15 mm teruggeschoven, (volgens de Instelling), waarbij de graanmassa over een gelijkaardige dikte expandeert. Hierna richt de eerste arbeldscilinder zieh verder terug naar zijn initiële middenpositie, waarbij de inrichting opnieuw in een stand (1) terecht komt waarbij de cyclus, na afvoer van het geexpandeerde produkt, kan herbeginnen.
Vervolgens wordt een voordelige werkwljze beschreven om onder druk gebakken en aanslultend geëxpandeerde voedlngsprodukten op basis van granen, rijst en soortgelijke granulaten te bereiden door aanwending van een Inrichting volgens de uitvinding zoals hierboven beschreven.
Een gedoseerde hoeveelheid van een gewenste korrellge' grondstof (rijst, granen of mengsels daarvan die desgevallend ook toevoegstoffen zoals zout, andere smaakgevers en ingredlgnten zoals sesamzaad en dgl. kunnen bevatten) wordt aangebracht tussen de stempel en de verwarmde matrijs van de volledig geopende bakvorm, In het bijzonder op de stempel wanneer de matrljsholte zieh boven de stempel bevindt. De matrljs is opgewarmd tot een temperatuur tussen 200 en 300 graden C, bij voorkeur tussen 260 en 280 graden C en optimaal van 265 tot 275 graden C voor de berelding van rijstkoeken.
De stempel met de hoeveelheld grondstof wordt dan naar boven geschoven In de matrijsholte, waardoor de bakvorm afgesloten wordt, en verder naar boven bewogen derwljze dat de graanmassa samengeperst en opgewarmd wordt tussen het stempeloppervlak en de bovenwand van de matr1jsholte die zieh dan op een geringe afstand van elkaar bevinden en een hermetisch afgesloten pers -en bakkamer vormen. Genoemde afstand In de eigenlijke bakfase onder druk kan
EMI15.1
varieren van ongeveer lmm tot ongeveer 0, meestal tussen 0, en imam,O, 2mm, afhankelijk van de gewenste druk en expansie voor een bepaalde hoeveelheid korrels van een geselecteerde grondstof.
Bij rijstkorrels bv. bedraagt de persafstand bij voorkeur ongeveer 0,3mm, terwiji de baktemperatuur ingestald wordt bij een optimale temperatuur tussen 265 en 275 graden C.
De verschuiving van de stempel vanuit zijn voedingsstand (geopende bakvorm) naar zijn pers-en bakpositie wordt gerealiseerd
<Desc/Clms Page number 16>
door een aandrijving bestaande ult 2 arbeidscilinders en een knikelleboog die enerzijds glljdend verbonden 15 met de drijfstang van de hydraulische cilinders en anderzijds scharnierend verbonden met de Stempel. De opwaartse beweging van de Stempel wordt gerea liseerd door twee op elkaar aansluitende verplaatsingen van de hydraulische cilinders. De koers van de twee cilinders brengt de stempel tot in zin gewenste uiterste perspositie waarbij de graanmassa samengedrukt en verhit wordt.
Het elndpunt van de verplaatsing van de twee arbeldseilinders is regelbaar door lnstelling van een bepaalde cillnderkoers. Volgens de uitvinding echter wordt het gewenste eindpunt (persstand) dat volgens de belasting van de inrichting (plastische verwarming, relaxatie der mechanische componenten) na een bepaalde gebrulksduur der machine zelden optimaal blljft zoals vooraf (constant) ingesteld, In-proces (in situ) gecontroleerd door middel van twee samenwerkende
EMI16.1
contaetmiddelen (van het type mlcroswith), het ene contactelement bevestlgd op de bewegende scharnierarm en het andere vast gemonteerd op het frame van de Inrichting, die op het ogenblik dat ze mekaar contacteren de koers van de laatst verplaatste zuiger doen stoppen.
De contactelementen zljn zodanig geregeld dat genoemde arbeidscilinder stopt in een positie die overeenstemt met een gewenste optimale verticale stand van knikelleboog, die bij voorkeur gelegen is Juist voor of ongeveer op het dood punt van de knlkelleboog (quasi vertikale stand van de scharnierende stangen die dan In elkaars verlengde staan).
In deze positie wordt de graanmassa onder druk gebakken gedurende een welbepaalde tijd die circa 1, 5 tot 6 seconden kan bedragen, en bij voorkeur tussen 2, 5 en 6 seconden ligt. Gedurende het eigenlijke bakken onder druk blijft de aandrijving (via het stootblok van zijn drijfstang) druk uitoefenen op knikelleboog, \ stempel en bakvorm. Bij beëindiging van het bakproces wordt de beweging van de arbeldsc11inder 12 omgekeerd die zieh snel terug- trekt In zijn uitgangspositle (beginkoers) waardoor het stootblok van de drijfstang In een opvangpositle komt die een gewenste intermediaire expanslepositie van de stempel definieert.
Door het
<Desc/Clms Page number 17>
wegvallen van de rechtstreekse tegendruk van de arbeidscilinder, en under Invloed van de grote expansjekracht van de samengeperste gassen in de bakkamer, die een neerwaartse druk op de stempel uitoefenen, wordt de knikelleboog ult zijn labiel evenwicht (quasi vertikale stand) gebracht waarbij dan de stempel ogen blikkelljk en bruusk naar beneden wordt geworpen tot de hiermee verbonden vrij terugschuivende knikelleboog het stootblok van de teruggetrokken drijfstang treft.
In deze positie wordt de stempel kortstondig op- gehouden (de omgekeerde verplaatsing van de eerste arbeldscilinder 11 volgt niet ogenblikkelijk na terugkeer van de tweede cilinder in tegenstelling tot de aandrijfbeweging), zodat de expansie van de graanmassa voltooid wordt In het opgelegde volume tussen de oppervlak van de teruggeslagen stempel en de matrijswand (van de nog gesloten bakvorm).
Hierop volgend treedt opnieuw de eerste arbeidscil1nder in actie die In omgekeerde rlchtlng verplaatst wordt naar zijn koersmidden waarbij knikelleboog en stempel onder invloed van hun gewicht de terugtrekbeweging van cilinder en stootblok volgen tot In de initiële voedingsstand van de inrichting, waarbij de bakvorm weer volledig geopend ls. Het geexpandeerde produkt, dat ult de matrljsholte valt of hieruit geduwd wordt door mlddel van een hierboven beschreven pneumatisch bekrachtigd stempeltje voorzien In de bovenwand van de matrijs,
wordt met de dalende stempel meegenomen en tenslotte afgevoerd door een stootelement voorzien in het voedingstoestel van de inrichting, waarna de volledige cyclus wordt hernomen.
Zoals hierboven uitvoerig beschreven en verder gelllus- treerd aan de hand van fig. 6 is de werkwijze volgens de uitvinding bijzonder doeltreffend om geëxpandeerde graanprodukten zoals rijstkoeken en dergelijke van gelijkmatige kwalitelt te produceren.
Bovendien werd aangetoond dat het gebruik van een aandrijving volgens de inrichting gecombineerd met middelen voor in-proces controle, de mogelijkheid biedt om de procesparamters optimaal in te stellen volgens de specificaties van het gevraagde endprodukt, meer bepaald om, de expansiedikte, oppervlak en externe structuur, inclusief de smaak van de dieetkoeken naar wens te
<Desc/Clms Page number 18>
regelen.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeelden beschreven en in de bijgaande tekeningen weergegeven uitvoeringen. Het spreekt vanzelf dat zulke inrichting, alsmede de samenstellende delen ervan, voor de bereiding van geëxpandeerde voedingsprodukten op basis van granen volgens de beschreven werkwljze, in allerlei vormen en afmetlngen kunnen verwezenlijkt worden, Inklusief voor de hand liggende technische wijzigingen en equivalenten hlervan, zonder bulten het kader van de uitvinding te treden.