<Desc/Clms Page number 1>
Ten name van : DE RIDDER Luc B etreffende : Apparaat voor het vervaardigen van produkten op basis van gepofte graangewassen, in het bijzonder gepofte rijst Voorgestelde benaming : UITVINDINGSOCTROOI
<Desc/Clms Page number 2>
'APPARAAT VOOR HET VERVAARDIGEN VAN PRODUKTEN OP BASIS VAN GEPOFTE GRAANGEWASSEN, IN HET BIJZONDER GEPOFTE RIJST-
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een apparaat voor het vervaardigen van produkten op basis van gepofte graangewassen, in het bijzonder rijst, bestaande uit verwarmde schijven die een afgesloten matrijs vormen, waarin ingebrachte granen exploderen, zodat de gepofte granen, na expansie, de vorm van de afgesloten ruimte van de matrijs aannemen.
Ze vindt haar belangrijkste toepassing in het vervaardigen van dieetwaren. Ze rust op het bekend Oosters procédé waarbij het bakken onder druk van pure of gemengde graangewassen onder bruske expansie van de graankorrels gebeurt.
Door Belgisch octrooi nr. 799316 is een inrichting bekend voor het vervaardigen van eetwaren op basis van gepofte graangewassen en bekomen produkten. De inrichting omvat een bakvorm bestaande uit een holle matrijs, samenwerkend met een stempel die zoals een zuiger heen en weer in een cilinder glijdt, en een nok alsook geleidingsmiddelen om gedurende de baktijd een kracht uit te oefenen op de matrijs zodat de druk binnen de matrijs ongeveer 15 bar bedraagt.
Het uitstek aan de omtrekking van de nok wordt door een inkeping gevolgd, waarvan de vorm een plotselinge verwijdering van de stempel en van de matrijs veroorzaakt, zonder dat de gietvorm opengaat, om een expansie van de gebakken produkten mogelijk te maken.
<Desc/Clms Page number 3>
Ondanks het feit, dat middelen voorzien worden om de heen en weer bewegende matrijs en de nok van het aandrijfmechanisme gedeeltelijk los te maken, wordt een belangrijke slijtage op de nok en de geleidingsmiddelen waargenomen, zelf na een korte inbedrijfname zodat de vervaardigde produkten niet meer aan de voorgeschreven eisen beantwoorden, omwille van het feit dat de gewenste expansie niet meer op nauwkeurige wijze verloopt.
In Belgisch octrooi nr. 868361 wordt een inrichting beschreven voor het vervaardigen van volkomen gelijke produkten op basis van gepofte graangewassen, die geen nok noch geleidingsorgaan inschakelt.
De inrichting omvat een onbeweegbare holle matrijs, die als een omgekipt recipiënt aan het geraamte van de machine vastgehecht is, een stempel die als een zuiger heen en weer de matrijs opent en sluit, een cilinder die de stempel aandrijft, een graangewassendoseerinrichting en een afvoerinrichting van de gebakken produkten op basis van gepofte graangewassen.
Dit toestel heeft het nadeel dat het op een omslachtige mechanische konstruktie rust. De mechanische delen van de machine zijn blootgesteld aan veel slijtage. Onvermoeibaar veroorzaakt de explosie van de granen in elke cyclus een oorverdovend lawaai.
Bovendien blijft de machine beperkt in haar mogelijkheden omdat een regeling van de expansie van de granen niet mogelijk wordt gemaakt.
Onderhavige uitvinding beoogt deze nadelen te verhelpen. Ze stelt zich als doel de slijtagevastheid van de mechanische delen te verhogen, zodat verschillende
<Desc/Clms Page number 4>
produkten met één en dezelfde machine vervaardigd kunnen worden.
Ze betreft een apparaat voor het vervaardigen van produkten op basis van gepofte graangewassen, in het bijzonder rijst, bestaande uit verwarmde schijven die een afgesloten matrijs vormen, waarin de explosie van de granen gebeurt, zodat de gepofte granen, na expansie, de vorm van de ruimte aannemen met het kenmerk dat de matrijs door drie delen gevormd wordt, namelijk een stilstaande ringplaat en twee verwarmingsschijven, een onderste en een bovenste, die los van elkaar zijn en die zich in tegenovergestelde richtingen op en neer bewegen in bovengenoemde ringplaat, waarbij de onderste verwarmingsschijf drie verschillende posities inneemt waarbij de midden positie in de ringplaat een opvangkuipje vormt waarin een vooraf te bepalen hoeveelheid graankorreltjes valt,
terwijl de bovenste verwarmingsschijf naar beneden gaat en met de onderste verwarmingsschijf de ring aan beide zijden afsluit, zodat een ruimte tussen beide verwarmingsschijven gevormd wordt waarin de granen die aan een drukregelaar tussen 0 en 180 kg/cm2 en hoge temperaturen gedurende twee tot tien seconden onderworpen wordt, exploderen en de vorm aannemen van de ruimte waarin ze gevangen zitten, de bovenste verwarmingsschijf keert naar haar bovenste stand en onmiddellijk hierna de onderste verwarmingsschijf, zodat de koek van gepofte granen verwijderd wordt, de verwarmingsschijven gereinigd worden en verse granen op de onderste schijf neergelegd worden, waarna deze terug naar beneden gaat en de cyclus zich kan herhalen.
Volgens een bijzonderheid van de uitvinding worden de verwarmingsschijven hydraulisch aangedreven
<Desc/Clms Page number 5>
door cilinders welke voorzien zijn van een dubbele set dichtingsringen met tussenin een ruimte om lekkages te voorkomen.
In een bijzondere uitvoeringsvorm wordt de bovenste verwarmingsschijf bestuurd door middel van een ventiel dat op beide zijden bekrachtigbaar is en tussen dit ventiel en de cilinders bevindt zich een voorgestuurd terugslagventiel bestemd om te beletten dat de bovenste schijf bij de druk die de onderste schijf ontwikkeld, naar boven wordt afgesloten.
De ringplaat is bij voorkeur rondom uitgeboord om warmteoverdracht zoveel mogelijk te vermijden.
Deze nieuwe bakmachine biedt de volgende voordelen :
Door het feit dat de ruimte waarbinnen de expansie gebeurt uit drie afzonderlijke onderdelen opgebouwd is kunnen er geen koeken blijven in kleven of aanbakken, daar de doseerinrichting steeds alles reinigt en er samen met de onderste op en neergaande verwarmingsschijf voor zorgt dat de granen netjes in een holte vallen en op deze manier geen verlies van materiaal mogelijk is. Een tweede belangrijk voordeel is de flexibiliteit waardoor er verschillende kwaliteiten van gepofte graanprodukten kunnen verkregen worden, dit door een nauwkeurige instelling van de temperatuur, de traploos regelbare druk en de nauwkeurige instelbare baktijd. Ook zeer lichte produkten zijn te verkrijgen.
Een voorbeeld : door gelijktijdig met het naar beneden gaan van de onderste verwarmingsschijf na het bakken, de bovenste verwarmingsschijf, die afzonderlijk regelbaar ten opzichte van de onderste verwar-
<Desc/Clms Page number 6>
mingsschijf is, naar omhoog te doen gaan zal men een zéér dik en licht produkt bekomen.
De machine biedt verder een grote aanpasbaarheid van het eindgewicht van de wafel aan, zodat per verpakkingseenheid overgewicht geëlimineerd kan worden ;
De machine wordt verder gekentekend door het feit dat zij steeds precies dezelfde produkten geeft, en in vergelijking met andere bestaande systemen véél minder lawaai maakt.
De machine werkt met grote snelheid. Een produkt op basis van gepofte granen kan verkregen worden tussen 5 à 90 seconden wat een spoed betekent van 6 tot 12 afgewerkte produkten per minuut.
De machine onderscheidt zich ook door een minimaal energieverbruik in vergelijking met de reeds bestaande systemen. Het energieverbruik varieert per pak van 100 gr. gepofte granen (samengesteld uit 14 koeken van 7,14 gr. ) van min. 24 watt tot max. 127 watt naargelang het vereiste produkt, bij voorkeur 42 tot 62 Watt.
De machine laat toe verschillende granen te poffen.
De voeding van de machine gebeurt door middel van een eenvoudige en regelbare doseerinrichting.
Hierdoor is het mogelijk dat er géén produkt verloren wordt bij het werken van de machine. Ook is het gewicht van de toevoer instelbaar. Verbranden van het produkt of kleven aan de vormen is volledig uitgesloten,
<Desc/Clms Page number 7>
wat niet het geval is bij de bestaande machines. Met deze machine kunnen uiteraard alle mogelijke vormen verwezenlijkt worden, zoals rond, vierkant, rechthoekig, groot formaat, kleine koekjes, dun, dik, licht en zwaar.
De inrichting heeft een veel nauwkeuriger werking dan alle tot nu toe bestaande modellen en laat toe een volledige expansie te behouden van elke graankorrel die zich in de machine bevonden heeft. Dit resultaat is een produkt met uitstekende organoleptische eigenschappen.
Andere bijzonderheden van de uitvinding worden onderlijnd in de nauwkeurige beschrijving van de bijgevoegde tekeningen die schematisch en niet beperkend één mogelijke verwezenlijking van de machine voor het vervaardigen van produkten op basis van gepofte graangewassen volgens de uitvinding voorstellen.
In deze tekeningen zijn : - figuur 1 een zijaanzicht van een machine voor het vervaardigen van produkten op basis van gepofte graangewassen ; figuren 2 en 3, zijaanzichten gelijk aan figuur 1 van de machine afgebeeld in figuur 1, in verschillende werkposities ; - figuur 4 een vooraanzicht op grote schaal van de machine afgebeeld in figuur 1, en
EMI7.1
figuren 5, 6 en 7, zichten in perspectief van de machines in de werkposities afgebeeld in figuren 1, 2 en 3, en
<Desc/Clms Page number 8>
figuur 8 een vooraanzicht van een machine uitgerust met een hydraulisch systeem.
In al deze figuren duiden dezelfde verwijzingstekens identieke of gelijkaardige elementen aan.
Het apparaat voor het vervaardigen van produkten op basis van gepofte graangewassen, in het bijzonder gepofte rijst, getoond in figuur 1 en aangeduid in zijn geheel door verwijzingscijfer l, omvat een matrijs 2 welke uit drie delen bestaat, namelijk een stilstaande ringplaat 3 en twee los van elkaar bewegende en verwarmde schijven 4,5 die zich kunnen op een neer bewegen naar gewenste posities in de bovengenoemde ringplaat 3 met een opening 6 welke een tiende millimeter groter is dan de schijven 4,5 zelf.
De voeding van het apparaat 1 gebeurt door middel van een doseerinrichting 7. Deze laatste omvat een schuifplaat 8 die een vooraf te bepalen hoeveelheid graan vanuit een voorraadsrecipiënt 9 in een schuifbakje 10 laat vallen. Het schuifbakje 10 wordt aangedreven van links naar rechts en omgekeerd door een hydraulische cilinder 11 (figuur 1).
Als het schuifbakje 10 gevuld wordt, bevinden zich de verwarmingsschijven 4 en 5 op hun hoogste stand.
Daarbij staat de onderste verwarmingsschijf 4 gelijk met het bovenste deel van de ringplaat 3.
Voor het schuifbakje 10 staat een schraapplaat 12 die exact past tussen verwarmingsplaten 13,14 bevestigd aan de verwarmingsschijven 4,5.
<Desc/Clms Page number 9>
Door verplaatsing van de doseerinrichting 7 naar voor worden beide verwarmingsplaten 13,14 gereinigd. Het schuifbakje 10 schuift mee en stopt als het zich in het middelpunt van de verwarmingsplaat 13 bevindt die aan de verwarmingsschijf 4 bevestigd is. Alvorens het schuifbakje 10 het middelpunt van deze verwarmingsplaat 13 bereikt, gaat er onderaan een schuifklep 15 open door het feit dat deze klep 15, op een bepaald moment tegengehouden wordt door een buffetje 16. Zodra de schuifklep 15 volledig open is gaat de verwarmingsschijf 4,15 mm naar beneden in de ringplaat 3, welke een dikte heeft van 2 cm. Op deze manier valt al het gedoseerde graan in de opening 6 van de ringplaat 3 die een kuipje vormt en zodra dit kuipje gevuld is zakt de onderste verwarmingsschijf 4 terug in zijn achteruitgetrokken stand (figuur 2).
De bovenste verwarmingsklep gaat ook naar beneden zodanig dat de verwarmingsplaat 13 hieraan bevestigd, 3 mm in de ringplaat 3 schuift. Op hetzelfde ogenblik dat de bovenste verwarmingsschijf 5 in zijn laagste stand is, stuurt de cilinder de onderste verwarmingsplaat 4 naar omhoog en drukt de granen tussen beide platen met een
EMI9.1
2 druk regelbaar tussen 0 en 180 De granen worden onder traploos regelbare druk gebakken (figuur 3). De baktijd is instelbaar per één tiende seconde en tussen 0 en 99 seconden. Het varieert meestal tussen de twee à tien seconden. Tijdens het bakken zorgt de doseerinrichting 7 voor het hervullen van het schuifbakje.
Wanneer de baktijd voorbij is gaat de onderste verwarmingsschuif 4 terug naar beneden. Door het opwarmen gebeurt de explosie der granen. Aangezien de granen gevangen zitten binnen een bepaalde ruimte 17, gevormd door de ringplaat 3 met hierin de verwarmingsplaten 13 en 14 nemen de gepofte granen de vorm aan van de ruimte 17 waarin ze zich bevinden. Na het exploderen van de
<Desc/Clms Page number 10>
granen in de gevormde ruimte gaat de bovenste verwarmingsschijf 5 terug naar zijn bovenste stand en onmiddellijk hiermee de onderste verwarmingsschijf zodanig dat de doseerinrichting 2 terug naar voor kan komen, de koek van gepofte granen verwijderen, de verwarmingsplaten reinigen en verse granen kan neerleggen op de verwarmingsplaat 13, waarna deze terug naar beneden gaat en de cyclus zich kan herhalen.
Zoals afgebeeld in figuur 8, is een hydraulische groep 18 gebouwd onderaan de machine, alsook een motor 19 met aangebouwde pomp 20 welke in de olie steekt.
Op dit reservoir 21 zijn verschillende ventielen 20, 4" en 5"gemonteerd welke de cilinders 2', 4' en 5'van de doseerinrichting 7 en verwarmingsschijven 4,5 bedienen, zodat zich geen lekkages kunnen voordoen. De ventielen voor de bediening van de doseerinrichting en de verwarmingsschijf 4 zijn ventielen welke langs een kant bekrachtigd worden, dit om veelvuldig schakelen te voorkomen, het ventiel voor de bediening van de laatste verwarmingsschijf 5 is op beide zijden bekrachtigbaar, tussen dit ventiel van de verwarmingsschijf 5 en de cilinder 5'bevindt zich een voorgestuurd terugslagventiel dat moet beletten dat de cilinder 5'bij de druk die de cilinder 4'ontwikkelt omhoog zou gaan. Om het bruske vooruitschieten van de doseerinrichting 2 tegen te gaan werd hier een debietregelaar voorzien.
Verder bevindt zich op het oliereservoir 20 ook een accumulator welke de stoten moet helpen opvangen en eveneens een reserve van druk zal helpen opbouwen. De terugkerende olie wordt via een filter van 25 microns terug in het oliereservoir gebracht. De groep is beveiligd door middel van een
<Desc/Clms Page number 11>
drukbegrenzer tot 180 bar en een thermische beveiliging op de motor 19. De groep is voorzien van een manometer gevuld met glycerine en voorzien van een afsluitkraantje zodat de manometer afzonderlijk kan vervangen worden. De cilinders van de onderste en bovenste verwarmingsschijven hebben een slaglengte van ongeveer 40 mm en zijn voorzien met dichtingen in vitton. De ringplaat 3 is rondom uitgeboord om warmteoverdracht zoveel mogelijk te vermijden.
De verwarmingsplaten 13,14 zijn opgebouwd uit een ronde, vierkante of rechthoekige draagplaat van 18 mm dikte met daarop een dekplaat met een dikte van 10 mm. Deze beide platen zijn aan elkaar bevestigt door middel van 4 bouten. Tussen deze platen bevindt zich een platte weerstand 24 van 370 watt welke met zijn aansluitdraden langs de plaat 13,14 naar buitenkomt. Er wordt eveneens een sonde 25 voor het meten van de temperatuur wordt in elke plaat 13,14 ingebouwd. De verwarmingsplaten 13,14 zijn aan de cilinders 4', 5'bevestigd op de volgende wijze : de stang van elke cilinder 4', 5' is voorzien van een binnendraad M18 met aan de linker en rechter zijde een inbusboutje. De diepte in de stang is 15 mm.
Aan de verwarmingsplaten 13,14 is op zijn beurt een draadstuk van M18 met een hoogte van 14 mm bevestigd, zodanig dat deze er volledig in past en de cilinderstang niet op de draad drukt maar op de plaat. Het geheel wordt extra verzekerd door het aanschroeven van de inbusbouten, waardoor de verwarmingsplaat 13 niet kan loskomen van de cilinderstang. De cilinders 4'en 5'zijn gemonteerd op de platen 20 cm x 40 cm x 15 mm. Dit gebeurt door middel van een frontlens aan deze
EMI11.1
cilinders 4'en van 8 gaten die passen in de platen. De kop van de cilinders 4'en 5'is uitge- freesd in de platen zodat een speling niet mogelijk is. Dit verzekert dat de verwarmingsplaten 13,14 steeds
<Desc/Clms Page number 12>
goed in de ringplaat 3 schuiven.
De verwarmingsplaten 12,14 en de ringplaat 3 zijn aan elkaar gemonteerd door middel van draadstangen van 20 mm. Deze wijze van monteren geeft de mogelijkheid een steeds korrekte afstelling te maken. Aangezien het vulsysteem steeds op dezelfde hoogte staat als ringplaat 3 zal dit tot gevolg hebben dat het monteren zeer eenvoudig kan gebeuren.
Het geheel is gemonteerd op een chassis waarbinnen alle onderdelen plaats vinden. Het elektronische gedeelte staat bovenop de machine in een aparte kast en kan door eenvoudig afkoppelen vervangen worden bij defekt zodat tijdverlies vermeden wordt.
De ringplaat heeft een dikte van 2 cm zodat als de onderste verwarmingsschijf volledig zakt, hij nog steeds 5 mm in deze ringplaat steekt. Dit maakt dat als de bovenste verwarmingsschijf naar beneden staat en op dit ogenblik 3 mm in de ringplaat zit, de ruimte waarin de granen expanderen 12 mm hoog is met een respectievelijk ronde vorm van 94 mm diameter of een vierkant van 82,5 mm x 82,5 mm, of een rechthoek van 130 mm x 52,5 mm.
Er moet eveneens op gewezen worden dat door het geheel van deze konstruktie en werkingsprincipes het niet nodig is granen vooraf te bevochtigen.
De machine wordt opgestart door op de startknop te drukken. Hierdoor wordt de verwarming eerst geactiveerd en eens deze zijn ingestelde temperatuur bereikt heeft zal de motor beginnen draaien welke er voor zal zorgen dat alle akties hierboven beschreven uitgevoerd zullen worden door middel van de op drukgebrachte olie. Wanneer meerdere bovencilinders 5'of ondercilinders 4'naast elkaar gemonteerd zijn, worden
<Desc/Clms Page number 13>
zij alsnog door een groep aangedreven. Om al deze cilinders echter gelijktijdig hun werk te laten verrichten wordt er gebruik gemaakt van een oliesplitser welke eenzelfde hoeveelheid olie in iedere cilinder brengt zodat bij verschillende cilinders op rij deze allemaal dezelfde afstand afleggen.
Om nu te controleren of elke cilinder wel degelijk zijn opdracht uitgevoerd heeft, die vanuit het computergedeelte bevolen wordt, wordt de positie van enkele machinegedeelten gedetecteerd door middel van fijngevoelige naderingsschakelaars die de computer verwittigen dat hij verdere handelingen mag laten verrichten. Bij een niet werken van een bepaalde cilinder zal de machine zichzelf hierdoor automatisch uitschakelen en zullen er dus geen slechte produkten uitkomen tot de oorzaak hiervan opgespoord is. Zo ook zal bij een te hoge of te lage temperatuur, welke gedetecteerd wordt door een PT100 sonde de machine zichzelf uitschakelen, zo ook bij het eventueel breken van deze opmeetsonde. De baktijd is apart in het geheugen te drukken naar de keus van de gebruiker, evenals de hoeveelheid graan die gewenst is.
De druk is vooraan de machine traploos instelbaar en vergrendeld tot max 180 bar. De onderste verwarmingsschijf is ten opzichte van de bovenste verwarmingsschijf regelbaar in drie vooraf in het geheugen gebrachte standen welke door een keuzeschakelaar uit het geheugen gehaald worden. Dit maakt het mogelijk op elk willekeurig ogenblik dit produkt te bekomen wat gewenst is door de operator.
Het is duidelijk dat de uitvinding geenszins uitsluitend tot de bovenvermelde uitvoeringsvorm beperkt is en dat talrijke wijzigingen in de schikking en de samenstelling van elementen die in haar vervaardiging optreden, kunnen gevoerd worden.