MXPA00011775A - Un metodo y aparato para extrusion de productos de retencion de agua de expansion tal como particulas de alimento o aglomerados de sustancias alimenticias - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a la extrusión de aglomerados de sustancias alimenticias y productos pertinentes del consumidor, los productos extruidos se someten a expansión como resultado de la ebullición de su contenido de agua cuando los productos, después de que se exponen a una alta presión de extrusión y a una temperatura correspondiente alta, se descargan a la atmósfera a través de las boquillas de extrusión. Esta expansión se busca directamente, pero esdeseable que sea capaz de controlarla, lo que es difícil por el ajuste de los parámetros de proceso ordinarios. Con la invención se ha encontraddo que la expansión que se origina se puede controlar de una manera altamente constante, es decir, al llevar a cabo la extrusión en una cámara cerrada en la cual se establece una sobrepresión de unos pocos bares con relación a al presión atmósferica y que se puede regular. Los productos de extrusión se pueden descargar continuamente de esta cámara, o se descargan de manera intermitente en porciones. La sobrepresión modera el desarrollo momentáneo de vapor en el producto extruído y al producto se le da tiempo para estabilizarse entes que se descargue a la presión atmosférica, de modo que el desarrollo adicional subsecuente de vapor tiene influencia en la estructura del producto solo a un grado menor.

Description

UN MÉTODO Y APARATO PARA EXTRUSIÓN DE PRODUCTOS DE RETENCIÓN DE AGUA DE EXPANSIÓN TAL COMO PARTÍCULAS DE ALIMENTO O AGLOMERADOS DE SUBSTANCIAS ALIMENTICIAS Esta invención se refiere a un método de extrusión de producto como se especifica en la cláusula introductoria de la reivindicación 1. En unión con la elaboración de productos extruidos, es esencial que las dimensiones fisicas del producto extruido se mantengan constantes a las dimensiones deseadas. Esto aplica en la producción de productos no expandidos "sólidos" donde se desea evitar la expansión especialmente en la producción de productos expandidos donde las dimensiones del producto son mayores que la(s) abertura (s) de la boquilla, donde se aspira a lograr un incremento especifico en la dimensión con relación a la dimensión de la boquilla. El problema se presenta por si mismo principalmente en la elaboración de productos expandidos donde la expansión se tiene normalmente como meta a fin de asegurar características especificas, tal como viscosidad (alimentos de peces), características de hundimiento (específicamente baja velocidad de hundimiento de alimentos de peces), características de absorción de líquidos (alimentos de peces), características de hundimiento (específicamente baja velocidad de hundimiento de alimentos de peces), características de absorción de líquidos (alimentos de peces, alimentos de mascotas, substancias alimenticias), baja densidad especifica, constante (alimento para mascotas, bocadillos, productos de desayuno), encrespadura constante (alimentos de peces, alimentos de mascotas, substancias alimenticias), forma física constante (todos los productos) . El aseguramiento de la constancia/controlabilidad mencionados anteriormente mencionados anteriormente de la expansión ocasiona grandes problemas con todos sistemas de extrusión. El grado de expansión del producto extruido en la planta de extrusión depende de condiciones tal como: Composiciones de materias primas. Características /calidad de materias primas. Parámetros del proceso de extrusión: * Dosificación de los ingredientes individuales : Mezclado de harina. Líquidos . Vapor.

* Enfriamiento/calentamiento de gusanos /forros . * Velocidad de rotación del transportador de gusano . 5 Configuración del transportador de gusano del extrusor . Configuración de la boquilla del extrusor. Estado de desgaste de las partes del proceso . 10 Especialmente, las variaciones en la materia prima y el estado de desgaste del transportador de gusano del extrusor y los forros ocasionan variaciones en la producción que son difíciles de predecir. 15 Dependiendo de las condiciones que llevan a las variaciones del producto, pueden ser particularmente dificil asegurar (via un control y regulari zación automática de proceso, o de manera manual), que los productos determinados correspondan a las especificaciones de producto con tolerancia razonable. Durante el proceso de extrusión, los productos tal como aquellos descritos anteriormente que contienen materias primas de almidón como consecuencia de una temperatura de proceso de 100- A?*MrifataWMÍ^Jk^,^^h¿M^^Jk 200°C, una humedad de 10-35% de H20 y una presión de 2-80 bar en el gusano de extrusor, típicamente se gelatinizará y convertirá a una forma tipo liquida plástica/elástica. En su paso a través del arreglo de boquillas del extrusor, el producto se moverá desde la presión del proceso (2-80 bar) a presión atmosférica, a la cual normalmente toma lugar el corte del producto en la longitud deseada. La calda en la presión a través de la placa de la boquilla y el contenido de energía del producto dará por resultado una evaporación momentánea de una parte del contenido de agua del producto en la abertura de las boquillas del extrusor. La evaporación de agua forma bolsas de vapor en la masa plástica /elástica , por lo cual se expande el producto. La calda en la temperatura ocasionada por la evaporación momentánea da por resultado un endurecimiento del producto en una forma física y permanentemente firme. Normalmente se detiene a la expansión del producto, cuando la evaporación presión de vapor en las bolsas de vapor logra un equilibrio con relación a la elasticidad de la masa, y/o el desarrollo adicional de la calda de vapor como una consecuencia del consumo de energía comprendida en la evaporación, dando por resultado una calda en la temperatura a una temperatura que corresponde al punto de ebullición de la masa y/o cuando todas las paredes en las bolsas de vapor explotan como una consecuencia de la presión de vapor interna, y la presión en las bolsas se normaliza de este modo, por lo cual desaparece la fuerza de impulsión para la expansión adicional.

LA INVENCIÓN Se caracteriza para todos los sistemas de extrusión conocidos y para la producción de substancias alimenticias, alimentos o similares que la boquilla y el sistema de corte del proceso de extrusión operen bajo presión constante; normalmente presión atmosférica posiblemente ligera sub-presión; creada por sistemas de aspiración asociados o sistemas de transporte neumáticos. Para superar o reducir al mínimo los problemas de control de expansión especificados anteriormente se ha encontrado' por la presente invención que la extrusión con ventaja se puede efectuar en una cámara de presión en el lado de salida de la placa de boquilla, en el cual se forma el producto, se corta y se estabiliza a una forma permanente (grado de expansión) antes de que se descargue a presión atmosférica. Por la regulación de la temperatura de trabajo de la cámara de presión es posible regular el punto de ebullición para la masa en la boca del arreglo de boquilla, por lo cual se puede controlar el desarrollo del vapor ocasionado por la extrusión. Se proporciona una posibilidad correspondiente para controlar la fuerza de impulsión que ocasiona la expansión del producto . De acuerdo con la invención, el nuevo método será capaz de ser usado para la optimización del grado de expansión y la estructura capilar en productos de todos los tipos conocidos de extrusores (gusano individual, doble gusano, extrusores secos, extrusores de cocción con/sin preacondicionamiento ) . La invención hará posible usar materias primas en el proceso de extrusión que hasta la fecha se han evitado debido a los problemas de control relacionados con las materias primas. Esta situación da por resultado necesidades más pequeñas para (dependencia de) recursos escasos / ingredientes costosos, y la posibilidad a un mayor grado de componer recipientes (composiciones de materia prima) en una base de evaluación nut ricional /eos t o , con menos consideración que se ponga al desempeño del recipiente /mat er ias primas desde el punto de vista de expresión. De acuerdo con la invención, el método hará posible incrementar la capacidad de ios extrusores que se montan con este equipo, puesto que la capacidad explotable, práctica de muchas plantas se restringe hoy en dia por el limite de cont rolabilidad de la forma física del producto. La invención, que se refiere a un método y una planta completa y un agregado para construir en extrusores existentes, se ilustra en el dibujo, que es una vista esquemática de una modalidad de ejemplo de la invención. A la izquierda se muestra un extrusor 2 con un embudo o conducto 4 de suministro para el material que se va a formar en el producto granular, deseado, y con un gusano 6 de extrusor para transportar el material hacia una unidad 8 de boquilla con canales 10 de boquilla a través de los cuales se prensa el material en forma de cadena. De una manera completamente similar como un picador de ^i¡I?j U ^ i? ? ¡¿?. carne, enfrente de la unidad 8 de boquilla se proporciona una cuchilla giratoria 12 que se impulsa por un rotor 14, el resultado que es que las cadenas se cortan continuamente en la formación 5 de los aglomerados que pueden caer simplemente hacia abajo en un arreglo de transporte o recolección, adecuado. De acuerdo con la invención, opuesto al extremo de distribución de la unidad 8 de boquilla está un elemento de caja 16 y se conecta con el borde de la unidad de boquilla de una manera hermética, y que también tiene un manguito 18 de ajuste hermético para el árbol de impulsión del motor 14. el elemento de caja 16 tiene una parte del fondo en la forma de una rueda 20 de compuerta giratoria con huecos 22 de compuerta, ya que también existe de este modo un sello de cierre hermético del elemento de caja, que de aqui se extiende hacia abajo como un canal de descarga 24 para el material, que por rotación de los huecos 22 de compuerta se hace dejar la parte de caja 16. La parte de caja 16 constituye una cámara de presión en la cual, como una consecuencia de la emisión de vapor desde el material que deja la unidad 8 de boquilla, se acumula ya una cierta BHÜMIMI=ÍÍÍIHÍÍ ^_¿__ sobrepresión, que se puede controlar al desfogar a través de una válvula 28 de regulación de presión y monitorear posiblemente via un transductor 30 de presión. El suministro de presión separado puede tomar lugar via una válvula 31 para el aire o vapor comprimido, por ejemplo en una fase de inicio. Se adsorberá posible condensado por el producto de aglomerado, del cual se remueve por secado subsecuente, normal del producto. El vapor de escape de la válvula 28 se puede utilizar para varios procesos de calentamiento. La presión incrementada debe servir solo o predominantemente para el propósito de aumentar el punto de ebullición del contenido de agua del producto durante la fase en la cual deja la unidad 8 de boquilla y precisamente con este objeto en mente normalmente será realístico y adecuado de operar dentro de un intervalo de presión de aproximadamente ^-6 bar. Por debajo de la rueda de compuerta, o en principio aún por arriba, se puede colocar un dispositivo tomador de muestra 32 que permite que se efectúe un control continuo del producto, incluyendo con respecto a su peso especifico como una función de su grado de expansión. Naturalmente, también ha sido posible en la técnica conocida poder ser capaz de efectuar una supervisión correspondiente con la posibilidad elacionada de ajuste de ciertos parámetros del proceso enfrente de la unidad 8 de boquilla, pero con la invención, es posible trabajar con un parámetro adicional y extremadamente importante, es decir, la presión en la cámara 16. de manera precisa este parámetro será capaz de ser controlado con un minimo de diferencia de tiempo entre un requerimiento de regulación determinado y la ejecución de la regulación relacionada . Será obvio que la invención no se limita a la modalidad mostrada, ya que por ejemplo se puede hacer uso de una cámara de presión 16 relativamente grande en la cual se puede acumular un lote en material de descarga, que luego se puede remover sin el uso de ninguna forma especial de compuerta de descarga, pero posiblemente durante una breve detención del extrusor 2, 6. El método de acuerdo con la invención se puede basar en el trabajo de un proceso dado que se lleva a cabo con parámetros de ajuste manuales, asociados, que también incluyen la presión en la cámara 16, pero el trabajo también se puede llevar ^x a cabo de forma natural con otros varios grados de control automático determinados por una elección dada del producto. Se apreciará que en este sistema de control un cambio detectado de presión o 5 temperatura en la cámara de presión dará cuenta de un parámetro de control de activación muy rápida. Se debe mencionar que se puede proporcionar un medio dentro de la cámara 16 para impedir que los aglomerados descendentes se empaquen conjuntamente en el fondo, es decir, de modo que se les dé mejor tiempo para estabilizarse en el estado libre después de su formación, por ejemplo, al deslizarlos en capas delgadas a lo largo de un sistema de placas inclinadas. 15 Se ha encontrado que normalmente será completamente suficiente si la cámara de presión se diseña para operar a presión máxima de 6 bar, es decir, rara vez será aconsejable construirla para resistir presiones aún mayores. Sin embargo, se entenderá que la invención, en principio, no se limita directamente a ninguna presión máxima particular . Hasta que se ha alcanzado una alta experiencia, será aconsejable arreglar las corridas de prueba a fin de determinar una presión ¡m?? M operacional deseable en la cámara de presión para cada nuevo producto, justo como es usual para determinar los otros parámetros pertinentes de esta manera para tener como meta propiedades especificas de los productos . Como un ejemplo, se deseó determinar la capacidad de hundimiento de aglomerados de alimento para pez basados en una cierta fórmula de trigo de 22 % extruido a través de agujeros de 3.15 mm en placa de boquilla. Un menor número de aglomerados bajo diferentes contrapresiones se produjeron y cerca de 25 aglomerados de cada grupo se midieron, se pesaron a granel y se probaron para las características de flotación. Se señalan los resultados siguientes:

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método para extruir productos que por el calor asociado al proceso se expanden por la ebullición interna de agua por la liberación de presión después del paso del producto a través de las boquillas de extrusión, caracterizado en efectuar la extrusión en una cámara cerrada y mantener en la misma una presión controlada para controlar de manera efectiva la temperatura de la ebullición interna, esta presión que es preferentemente 1/2-6 bar.
2. 2. Un método según la reivindicación 1, por lo cual una sobrepresión en la cámara de presión se controla principalmente por una salida controlada de vapor que se origina de los productos extruidos.
3. 3. Un método según la reivindicación 1, por lo cual la extrusión se efectúa continuamente y los productos se descargan corrientemente por medio de un arreglo de compuerta o de manera alternativa, la extrusión se efectúa de manera discontinua y los productos se descargan a forma de lotes a partir de la cámara de presión.
4. 4. La planta de extrusión, especialmente para la fabricación de estos productos, que por el calor asociado al proceso se expanden por la ebullición interna del agua por la liberación de presión después del paso del producto a través de las boquillas de extrusión, por ejemplo, alimentos o substancias alimenticias, ya que la planta comprende una unidad de boquillas medio para presionar el material del producto a través de las boquillas, caracterizada en que en el lado de descarga de la unidad de boquilla, existe una cámara cerrada para la recepción temporal de los productos dirigidos desde la unidad de boquilla, la cámara cerrada se conecta con un medio de regulación de presión para mantener una presión ajustable, deseable en esta cámara.
5. 5. La planta según la reivindicación 4, caracterizada en que el medio de regulación de presión comprende principalmente una válvula de escape controlada para la moderación de la acumulación de presión que se ocasiona ya por la emisión de vapor desde el producto extruido.
6. 6. La planta según la reivindicación 5, caracterizada en que el medio de regulación de presión comprende adicionalmente una válvula de control de presión para el suministro de aire comprimido a la cámara de presión.
7. 7. La planta según la rei indicación 4, caracterizada en que el medio de regulación de presión se arregla para mantener una presión de 1/2-6 bar en la cámara de presión.
8. 8. La planta según la reivindicación 4, caracterizada en que la cámara cerrada se arregla para la operación continua, ya que se proporciona con un arreglo de compuerta para la descarga continua de los productos extruidos.
9. 9. La planta según la reivindicación 4, caracterizada en que la cámara cerrada se arregla para la operación intermitente, es decir, para la descarga sucesiva de una porción acumulada, grande de productos extruidos por abertura simple a la atmós fera .
10. 10. Unidad para acumulación de una planta de extrusión, caracterizada en que comprende una parte de cámara para montar de una manera de ajuste cerrado en el lado de descarga del equipo de boquilla en la formación de una planta de acuerdo con la reivindicación 4, la parte de planta que comprende una válvula de escape para el vapor y un medio para dar salida a los productos desde la mi sma . RESUMEN DE LA INVENCIÓN En la extrusión de aglomerados de sustancias alimenticias y productos pertinentes del consumidor, los productos extruidos se someten a expansión como resultado de la ebullición de su contenido de agua cuando los productos, después de que se exponen a una alta presión de extrusión y a una temperatura correspondientemen e alta, se descargan a la atmósfera a través de las boquillas de extrusión. Esta expansión se busca directamente, pero es deseable que sea capaz de controlarla, lo que es dificil por el ajuste de los parámetros de proceso ordinarios. Con la invención se ha encontrado que la expansión que se origina se puede controlar de una manera altamente constante, es decir, al llevar a cabo la extrusión en una cámara cerrada en la cual se establece una sobrepresión de unos pocos bares con relación a la presión atmosférica y que se puede regular. Los productos de extrusión se pueden descargar continuamente de esta cámara, o se descargan de manera intermitente en porciones. La sobrepresión modera el desarrollo momentáneo de vapor en el producto extruido y al producto se le da tiempo para estabilizarse entes que se descargue a la presión atmosférica, de modo que el desarrollo adicional, subsecuente de vapor tiene influencia en la estructura del producto solo a un grado menor.