PL189053B1 - Sposób i układ do ciągłego wytwarzania gumy do żucia - Google Patents

Abstract

1. Sposób ciaglego wytwarzania gumy do zucia, w którym na podstawie wprowadzonych do operacyjnego komputera sprzegajacego parametrów roboczych, w spo­ sób ciagly wprowadza sie do mieszalnika skladniki po­ trzebne do wytwarzania gumy do zucia i nieprzerwanie miesza sie te skladniki w mieszalniku, przy czym wpro­ wadzaniem oraz mieszaniem wprowadzanych do mieszal­ nika skladników steruje sie automatycznie, znamienny tym, ze monitoruje sie za pomoca operacyjnego kompute­ ra sprzegajacego wlasnosci skladników 1 przekazuje sie sygnal wskazujacy te wlasnosci do programowalnego sterownika a sterownikiem podajnika skladników steruje sie szybkosc wprowadzania skladników do mieszalnika, zas sygnal wskazujacy te szybkosc doprowadza sie do sterownika programowalnego. 9. Uklad do ciaglego wytwarzania gumy do zucia, za­ wierajacy operacyjny komputer sprzegajacy do wprowa­ dzenia parametrów roboczych do sterownika programo­ walnego polaczonego poprzez sterowniki z podajnikami skladników gumy do zucia, z mieszalnikiem tych skladni­ ków i ze sterownikiem wytlaczarki, znamienny tym, ze do sterownika programowalnego (316) jest dolaczony ste­ rownik (330) temperatury podajnika z czujnikiem (331) monitorowania temperatury skladników oraz sterownik napelniania leja zsypowego (334) z czujnikiem (339) monitorowania szybkosci wprowadzania skladników. FIG. 9 PL PL PL

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób i układ do ciągłego wytwarzania gumy do żucia

Konwencjonalnie, bazę gumy do żucia i produkt w postaci gumy do żucia wytwarza się w oddzielnych mieszalnikach, stosując różne technologie mieszania i często odbywa się to w różnych wytwórniach. Powodem tego jest fakt, ze optymalne warunki wytwarzania bazy gumy do żucia i wytwarzania gumy do żucia z bazy i innych składników, takich jak środki

189 053 słodzące i zapachowe, są tak różne, ze niepraktyczne jest łączenie obydwu tych czynności Z jednej strony, wytwarzanie bazy gumy do żucia wymaga intensywnego mieszania rozdrabniającego (często o dużych siłach ścinania) składników trudnych do wymieszania, takich jak: elastomery, wypełniacze, plastyfikatory elastomerów, emulgatory/zmiękczacze bazy i czasami wosk, co zazwyczaj wymaga długiego czasu mieszania. Natomiast, wytwarzanie gumy do żucia wymaga połączenia bazy gumy z innymi składnikami, takimi jak: zmiękczacze produktu, słodziki masowe, słodziki intensywne i środki zapachowe, za pomocą krótszego mieszania rozprowadzającego (zwykle o niewielkich siłach ścinania).

Aby poprawić efektywność wytwarzania bazy gumy do żucia i produktu w postaci gumy do żucia potrzebne jest opracowanie sposobu ciągłego wytwarzania bazy gumy do żucia i gotowego produktu w postaci gumy do żucia.

W opisie patentowym US 5 612 071 jest ujawniony sposób ciągłego wytwarzania gumy do żucia o polepszonym odbiorze smakowitości. Sposób polega na mieszaniu elastomeru z wypełniaczem w pojedynczym mieszalniku ciągłym o dużej wydajności, i na ciągłym wprowadzaniu do mieszalnika słodzika, zapachu i innych składników potrzebnych do wytwarzania gumy do żucia oraz na nieprzerwanym mieszaniu tych składników w mieszalniku ciągłym Ilość dodawanego zapachu jest znacznie mniejsza niż w przypadku stosowania mieszalnika okresowego, a intensywność zapachu otrzymanego produktu gumy do żucia jest porównywalna do takiej samej kompozycji gumy do żucia wytworzonej w mieszalniku okresowym

Z opisu patentowego US 4 555 407 jest znany sposób ciągłego wytwarzania gumy do żucia w postaci szerokich, cienkich sztabek, z których formuje się płytki i wstęgi i pakuje się je w automatycznej owijarce. Sposób polega na ciągłym mieszaniu pasty gumy do żucia, wytłaczaniu jej przez dyszę zamontowaną na wylotowym końcu wytłaczarki, schładzaniu wytłoczonej sztabki pasty gumy i przepuszczeniu jej przez dwa zestawy walców kalandra.

Sposób i układ ujawniony w opisie patentowym US 4 613 471 dotyczy ciągłego wytłaczania piankowego tworzywa sztucznego, w którym na podstawie wprowadzonych do komputera parametrów roboczych, dotyczących objętości wyrobu wytłoczonego w jednostce czasu, wprowadza się w sposób ciągły do wytłaczarki składniki potrzebne do wytworzenia piankowego tworzywa sztucznego. Przy tym, wprowadzanie do bębna wytłaczarki surowego tworzywa sztucznego i środka pieniącego, sterowanie linią wytłaczania oraz sterowanie gęstością wytłoczonego piankowego tworzywa sztucznego odbywa się automatycznie. Objętość wyrobu wytłoczonego w jednostce czasu, wyznacza się z pomiaru szybkości obrotów bębna wytłaczarki i pola przekroju poprzecznego wyrobu wytłoczonego. Przez porównanie objętości wyrobu wytłoczonego w jednostce czasu z objętością niespienionego wsadu roztopionego wprowadzonego do dyszy wytłaczarki w jednostce czasu wyznacza się gęstość wytłoczonego piankowego tworzywa sztucznego. Układ do ciągłego wytłaczania piankowego tworzywa sztucznego, ujawniony w tym opisie patentowym, zawiera komputer do wprowadzania parametrów roboczych, dotyczących objętości wyrobu wytłoczonego w jednostce czasu połączony ze sterownikiem podajników surowego tworzywa sztucznego i środka pieniącego oraz ze sterownikiem temperatury bębna wytłaczarki.

Z opisu patentowego US 4 684 488 są znane sposób i urządzenie do ciągłego wytwarzania wyrobu z mieszanego tworzywa sztucznego, o uprzednio określonym zabarwieniu. Do leja zasilającego wytłaczarki ślimakowej wprowadza się w sposób ciągły cząstki tworzyw sztucznych, koncentraty barwników i inne potrzebne dodatki oraz miesza się te składniki. Wprowadzaniem i mieszaniem tych składników steruje się automatycznie Urządzenie mierzy zabarwienie zmieszanego produktu na wyjściu wytłaczarki i porównuje to zabarwienie z zabarwieniem żądanym. Regulacja odchyłek intensywności koloru wytłoczonego produktu odbywa się przez regulację napędu urządzenia dozującego, w celu sterowanego wprowadzania składników tak, zeby zmierzone zabarwienie produktu na wyjściu wytłaczarki było takie same jak zabarwienie produktu żądanego.

Sposób ciągłego wytwarzania bazy gumy do żucia z zastosowaniem ciągu mieszalników jest ujawniony w opisach patentowym US 4 459 311. Także inne procesy ciągłego wytwarzania bazy gumy do żucia są ujawnione w opisach patentowych EPO 0 273 809 i FR 2 635 441. Wszystkie te rozwiązania dotyczą wytwarzania jedynie bazy gumy do żucia.

189 053

W opisach patentowych US 5 045 325 i US 4 555 407 zostały ujawnione ciągłe procesy wytwarzania gumy do żucia. W każdym przypadku jednak, baza gumy do żucia jest wstępnie wytwarzana oddzielnie i następnie jest dodawana w trakcie procesu wytwarzania produktu w postaci gumy do żucia.

Sposób ciągłego wytwarzania gumy do żucia, w którym na bazie wprowadzonych do operacyjnego komputera sprzęgającego parametrów roboczych, w sposób ciągły wprowadza się do mieszalnika składniki potrzebne do wytwarzania gumy do żucia i nieprzerwanie miesza się te składniki w mieszalniku, przy czym wprowadzaniem oraz mieszaniem wprowadzanych do mieszalnika składników steruje się automatycznie, według wynalazku charakteryzuje się tym, ze monitoruje się za pomocą operacyjnego komputera sprzęgającego własności składników i przekazuje się sygnał wskazujący te własności do programowalnego sterownika. Szybkością wprowadzania składników do mieszalnika steruje się za pomocą sterownika podajnika składników, zaś sygnał wskazujący tę szybkość doprowadza się do sterownika programowalnego

Błędne warunki pracy mieszalnika sygnalizuje się za pomocą wielostopniowego alarmu

Parametry robocze procesu wytwarzania gumy do żucia wyświetla się w sposób ciągły, w czasie rzeczywistym.

Zmieszane składniki wyprowadza się z mieszalnika w sposób ciągły i formuje się je w żądane kształtki gumy.

Uformowane kształtki gumy pudruje się, roluje i wstępnie nacina.

Wstępnie nacięte kształtki gumy oddziela się od siebie i owija się je.

Układ do ciągłego wytwarzania gumy do żucia, zawierający operacyjny komputer sprzęgający do wprowadzenia parametrów roboczych do sterownika programowalnego połączonego poprzez sterowniki z podajnikami składników gumy do żucia, z mieszalnikiem tych składników i ze sterownikiem wytłaczarki, według wynalazku charakteryzuje się tym, ze do sterownika programowalnego jest dołączony sterownik temperatury podajnika z czujnikiem monitorowania temperatury składników oraz sterownik napełniania leja zsypowego z czujnikiem monitorowania szybkości wprowadzania składników.

Korzystnie, z programowalnym sterownikiem ponadto jest połączona wytłaczarka formująca względnie dysza formująca zmieszane składniki wyprowadzone z wytłaczarki.

Ponadto, z programowalnym sterownikiem jest połączony opudrowywacz wstępnie uformowanych kształtek gumy do żucia.

Korzystnie, z programowalnym sterownikiem jest połączony zestaw rolek z nacinaczem do rolowania i nacinania wstępnie uformowanych kształtek gumy do żucia.

Korzystnie, z programowalnym sterownikiem jest połączona owijarka do owijania pociętych kształtek gumy do żucia.

Zaletą stosowania sposobu i układu do ciągłego wytwarzania gumy do żucia według wynalazku jest to, że łączenie składników bazy gumy do żucia i innych jej składników odbywa się w pojedynczym mieszalniku o wysokiej intensywności mieszania, który może być stosowany do szerokiej gamy gum do żucia. Nie jest potrzebny oddzielny mieszalnik do wytwarzania bazy gumy do żucia.

Produkcja gumy do żucia i/lub bazy gumy do żucia odbywa się w sposób ciągły i w wysokim stopniu zautomatyzowany, przy minimalnej interwencji ludzi lub bez takiej interwencji. Koszty wytwarzania gumy do żucia sposobem według wynalazku są zminimalizowane, ponieważ wymaga on znacznie mniejszego nakładu pracy niż konwencjonalne sposoby wytwarzania.

Guma do żucia wytworzona sposobem według wynalazku ma lepszą konsystencję, jest mniej zdegradowana termicznie i ma mniej zanieczyszczeń niz gumy do żucia wytwarzane metodami konwencjonalnymi, stosującymi okresowe mieszania, które wymagają dłuzszych czasów wytwarzania oraz więcej etapów wytwarzania.

Wytwarzanie gumy do żucia sposobem według wynalazku w sposób istotny zmniejsza ilość odpadów, zmniejsza ilość zarówno błędów produkcyjnych jak i rozrzut produkcyjny

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wysoko wydajny trzpieniowo-łopatkowy mieszalnik Buss'a, w widoku perspektywicznym częściowo rozłozonym, ilustrującym bęben mieszalnika ze ślimakiem

189 053 mieszającym, stosowany do wytwarzania gumy sposobem według wynalazku, fig. 2A - element łopatkowy osadzany na wale ślimaka od strony wylotowej mieszalnika, w widoku perspektywicznym, fig. 2B - element łopatkowy osadzany na wale ślimaka, od strony wlotowej mieszalnika, w widoku perspektywicznym, fig. 2C - pierścień ograniczający mieszalnika, w widoku perspektywicznym, fig. 3 - usytuowanie elementów z figur 2A, 2B i 2C względem siebie, w widoku perspektywicznymi fig. 4 - element łopatkowy o niskiej sile ścinania wysoko wydajnego mieszalnika, w widoku perspektywicznym, fig. 5 - element łopatkowy mieszający 0 wysokiej sile ścinania wysoko wydajnego mieszalnika, w widoku perspektywicznym, fig. 6 - trzpień bębna mieszającego wysoko wydajnego mieszalnika, w widoku perspektywicznym, fig. 7 - zalecane ustawienie trzpieni w bębnie mieszalnika i otworów doprowadzających składniki gumy, przedstawione schematycznie, fig. 8 - zalecana konfiguracja elementów ślimaka mieszającego, przedstawiona schematycznie, fig. 9 - układ do ciągłego automatycznego wytwarzania gumy do żucia, w schemacie blokowym, zaś fig. 10 przedstawia układ do ciągłego automatycznego wytwarzania gumy do żucia, zawierający także elementy do przeprowadzania czynności procesu wytwarzania gumy do żucia po wymieszaniu składników, na schemacie blokowym.

Proces wytwarzania gumy do żucia, według wynalazku, jest zautomatyzowany i polega na sterowaniu ciągłym mieszaniem bazy gumy i połączonej bazy gumy z innymi składnikami gumy do żucia, w jednym mieszalniku o wysokiej intensywności mieszania. Wynalazek obejmuje także sterowanie operacjami, które odbywają się po wyjściu gumy do żucia z mieszalnika, tj. sterowanie wytwarzaniem arkuszy, pudrowaniem, nacinaniem i owijaniem.

Proces wytwarzania bazy gumy do żucia przebiega w sposób następujący Elastomer, wypełniacz i przynajmniej część rozpuszczalnika elastomeru wprowadza się przez pierwszy duzy otwór dozowania 212 mieszalnika 200 w strefie zasilania 210 i poddaje się je bardzo intensywnemu mieszaniu rozpraszającemu w pierwszej strefie mieszania 220. Cala zawartość mieszalnika jest przesuwana w kierunku strzałki 122. Rozpuszczalnik elastomeru (jeśli jest) i polioctan winylu wprowadza się przez drugi duzy otwór dozowania 232 mieszalnika 200 w drugiej strefie mieszania 230, gdzie składniki poddawane są silniejszemu mieszaniu rozprowadzającemu.

Tłuszcze, oleje, woski (jeśli są stosowane), emulgatory oraz, opcjonalnie barwniki i antyutleniacze, wprowadza się przez otwory wtryskowe 241 i 243 trzeciej strefy mieszania 240, gdzie składniki poddawane są mieszaniu rozprowadzającemu, przy czym są one przesuwane w kierunku strzałki 122. W tym miejscu wytwarzanie bazy gumy powinno być zakończone i powinna ona opuścić trzecią strefę mieszania 240 jako zasadniczo jednorodna, pozbawiona bryłek mieszanina o jednolitej barwie.

Czwarta strefa mieszania 250 służy przede wszystkim do chłodzenia bazy gumy, chociaż mogą tu być wprowadzane drugorzędne składniki. Następnie, w celu wytworzenia końcowego produktu gumy do żucia, w piątej strefie mieszania 260 wprowadza się syrop skrobiowy, inne masowe słodziki cukrowe, intensywne słodziki oraz środki zapachowe i składniki te poddaje się mieszaniu rozprowadzającemu. Jeśli guma do żucia ma być pozbawiona cukru, syrop skrobiowy można zastąpić uwodornionym hydrolizatem skrobi albo roztworem sorbitolu a cukier można zastąpić sproszkowanymi alditolami.

Korzystnie, glicerynę wprowadza się przez pierwszy otwór wtryskowy 261 w piątej strefie mieszania 260. Składniki stałe (masowe słodziki, kapsułkowane wysokowydajne słodziki itd.) wprowadza się do piątego dużego otworu dozowania 262. Syropy (syrop skrobiowy, uwodornione hydrolizaty skrobi, roztwór sorbitolu itd.) wprowadza się do następnego otworu wtryskowego 263, a substancje zapachowe wprowadza się do ostatniego otworu wtryskowego 264. Substancje zapachowe mogą być alternatywnie wprowadzane do otworów wtryskowych 261 i 263 aby ułatwić plastyfikowanie bazy gumy, dzięki czemu zmniejszy się temperatura i moment skręcający ślimaka. Mozę to pozwolić na pracę mieszalnika na wyzszych obrotach i zwiększyć jego wydajność

Składniki gumy miesza się az do uzyskania jednorodnej masy, która wychodzi z mieszalnika w postaci ciągłego pasma albo „liny”. Ciągłe pasmo albo linę układa się na ruchomym przenośniku i transportuje się ją do stanowiska formowania, gdzie guma jest kształto6

189 053 wana do żądanej postaci. Odbywa się to przez prasowanie w arkusze, zarysowanie i cięcie na pałeczki.

Ponieważ cały proces wytwarzania gumy do żucia odbywa się w jednym mieszalniku o działaniu ciągłym, mniejszy jest rozrzut wytworzonego produktu. Produkt me jest zanieczyszczony, jest bardziej trwały, ponieważ proces jego wytwarzania jest uproszczony mechanicznie i termicznie.

Do wytwarzania gumy do żucia sposobem według wynalazku stosuje się mieszalnik o działaniu ciągłym, którego ślimak mieszający składa się, przede wszystkim, z precyzyjnie ustawionych elementów mieszających z tylko niewielką ilością prostych elementów transportujących.

Zalecanym mieszalnikiem jest mieszalnik trzpieniowo-łopatkowy pokazany przykładowo na fig. 1, zawierający zestaw szczególnie ukształtowanych obracających się elementów łopatkowych oraz trzpieni umieszczonych nieruchomo w bębnie. Taki mieszalnik zapewnia efektywne mieszanie na stosunkowo krótkim odcinku. Takim mieszalnikiem jest np. mieszalnik Buss'a, wytwarzany przez firmę Buss AG w Szwajcarii i w firmie Buss America z siedzibą w Bloomingdale, Illinois.

Mieszalnik trzpieniowo-łopatkowy 100 zawiera pojedynczy ślimak mieszający 120 obracający się wewnątrz bębna 140, który w czasie pracy jest zamknięty i całkowicie otacza ślimak mieszający 120. Ślimak mieszający 120 ma cylindryczny wał 122 i trzy rzędy łopatek mieszających 124, usytuowanych w równych odstępach na obwodzie wału 122 (na fig. 1 są widoczne tylko dwa rzędy). Łopatki mieszające 124 wystają promieniowo z wału 122 ślimaka mieszającego 120, a każda z nich ma kształt zblizony do ostrza siekiery.

Bęben 140 mieszalnika 100 ma wewnętrzny płaszcz 142, który, podczas pracy mieszalnika 100 po zamknięciu bębna 140, ma kształt cylindra. Trzy rzędy trzpieni 144 są zamocowane trwale w płaszczu 142 i wystają promieniowo z płaszcza 142 w kierunku wału 122 ślimaka 120. Są one usytuowane w równych odstępach na obwodzie płaszcza 142. Trzpienie 144 mają kształt walców o zaokrąglonych lub stożkowych końcówkach 146.

Ślimak mieszający 120 z łopatkami mieszającymi 124 obracający się wewnątrz bębna 140 jest napędzany przez silnik (niewidoczny) o zmiennej szybkości obrotów. Podczas obracania się, ślimak mieszający 120 porusza się także do przodu i do tyłu, w kierunku osiowym, co daje bardzo skuteczny efekt mieszania. Podczas mieszania, łopatki mieszające 124 ciągle przesuwają się między nieruchomymi trzpieniami 144, ale nigdy wzajemnie się nie dotykają Także zaokrąglone brzegi 126 łopatek mieszających 124 nigdy nie dotykają wewnętrznej powierzchni płaszcza 142 bębna 140, a końcówki 146 trzpieni 144 nigdy nie dotykają powierzchni wału 122 ślimaka 120.

Figury 2-6 przedstawiają różne elementy łopatkowe osadzane na wale 122 ślimaka mieszającego 120 w różnych konfiguracjach dla uzyskania optymalnych warunków mieszania.

Na fig. 2A i fig. 2B są przedstawione pierwszy element śrubowy 20 i drugi element śrubowy 21, stosowane w odpowiedniej konfiguracji z pierścieniem ograniczającym 30. Każdy element śrubowy 20 i 21 ma walcową zewnętrzną powierzchnię 22, z której wystają na zewnątrz łopatki 24, oraz przelotowy otwór 26 z rowkiem klinowym 28 umożliwiającym mocowanie elementu śrubowego 20 i 21 na wale 122 ślimaka mieszającego 120 (nie pokazano) Drugi element śrubowy 21 jest około dwa razy dłuzszy niz pierwszy element śrubowy 20.

Figura 2C przedstawia pierścień ograniczający 30 stosowany do wytwarzania ciśnienia zasysania w wybranych miejscach ślimaka mieszającego 120. Pierścień ograniczający 30 składa się z dwóch połówek 37 i 39 montowanych do płaszcza 142 bębna 140, które to połówki 37 i 39 podczas pracy mieszalnika 100 tworzą zamknięty pierścień. Pierścień ograniczający 30 ma okrągłą obręcz zewnętrzną 32, pierścień wewnętrzny 34 nachylony ukośnie do obręczy 32 oraz otwór 36 w pierścieniu wewnętrznym 34, w którym mieszczą się, lecz nie dotykają go, elementy śrubowe 20 i 21 zamontowane na wale 122 ślimaka mieszającego 120. Na obu połówkach obręczy 32 pierścienia ograniczającego 30 znajdują się otwory montażowe 35 do mocowania połówek 37 i 39 pierścienia ograniczającego 30 do płaszcza 142 bębna 140 mieszalnika 100.

Figura 3 przedstawia wzajemne usytuowanie pierścienia ograniczającego 30 i elementów śrubowych 20 i 21 podczas pracy mieszalnika 100. Gdy ślimak mieszający 120 obraca się

189 053 wewnątrz bębna 140 i porusza się ruchem posuwisto-zwrotnym wzdłuz osi, luzy między elementami śrubowymi 20 i 21 a wewnętrznym pierścieniem 34 umożliwiają przesuwanie materiału z jednej strony pierścienia ograniczającego 30 na drugą. Pierwszy element śrubowy 20, znajdujący się od strony wlotowej pierścienia ograniczającego 30, ma zmodyfikowaną łopatkę 27 umożliwiającą luz w stosunku do pierścienia wewnętrznego 34. Drugi element śrubowy 21, zwykle umieszczany od strony wylotowej pierścienia ograniczającego 30, ma czołową łopatkę (niewidoczną), która porusza się bez luzu w stosunku do pierścienia wewnętrznego 34 i wyciera jego przeciwległą powierzchnię.

Luzy między zewnętrzną powierzchnią 22 elementów śrubowych 20 i 21 a pierścieniem wewnętrznym 34 pierścienia ograniczającego 30 mogą się zmieniać, korzystnie w granicach 1-5 mm. Wyznaczają one wielkość wzrostu ciśnienia jaki nastąpi w obszarze pierścienia ograniczającego 30, od strony wlotowej, podczas pracy mieszalnika 100. Należy zauwazyć, ze stosunek długości do średnicy L/D wlotowego elementu śrubowego 20 wynosi około 1/3, a wylotowego elementu śrubowego 21 - około 2/3. Dla obu elementów śrubowych L/D wynosi, zatem, około 1,0. Stosunek długości do średnicy L/D pierścienia ograniczającego 30 jest mniejszy i wynosi około 0,45, co jest zgodne z L/D elementów śrubowych 20 i 21, które obracają się nie dotykając pierścienia ograniczającego 30.

Figury 4 i 5 przedstawiają elementy mieszające lub „ugniatające”, które wykonują zasadniczą pracę mieszania. Element mieszający 40 o mniejszym ścinaniu (fig. 4) różni się od elementu mieszającego 50 o większym ścinaniu (fig. 5) rozmiarami łopatek mieszających Łopatka mieszająca 54 o większym ścinaniu z fig. 5, wystająca na zewnątrz z powierzchni 52 elementu mieszającego 50 jest dłuzsza i grubsza niz łopatka mieszająca 44 o mniejszym ścinaniu z fig. 4, wystająca na zewnątrz z powierzchni 42 elementu mieszającego 40. Na obwodzie każdego z elementów mieszających 40 i 50 są umieszczone trzy rzędy łopatek mieszających 44 i 54, odpowiednio, usytuowanych w równych odstępach. Zastosowanie grubszej łopatki mieszającej 54 (fig. 5) oznacza mniejszą odległość osiową między łopatkami i mniejszy luz między łopatkami 54 a nieruchomymi trzpieniami 144 (fig. 1) podczas obrotu i ruchu posuwisto-zwrotnego ślimaka 120. To zmniejszenie luzu oczywiście powoduje większe siły ścinania w obszarze elementów mieszających 50.

Figura 6 przedstawia pojedynczy nieruchomy trzpień 144 wyjęty z bębna 140. Trzpień 144 ma nagwintowaną podstawę 145, umożliwiającą zamontowanie go w określonym miejscu wzdłuz wewnętrznego płaszcza 142 bębna 140. Jest także możliwe wykorzystanie kilku trzpieni 144 jako otworów do wtrysku cieczy, jeśli będą one miały wydrążone otwory osiowe przelotowe.

Figura 7 przedstawia schematycznie zalecane ustawienie trzpieni 144 w bębnie 140 mieszalnika 200 i otworów doprowadzających składniki gumy.

Figura 8 przedstawia schematycznie zalecaną konfigurację elementów ślimaka mieszającego 120 w mieszalniku 200, odpowiadającą ustawieniu trzpieni 144 i otworów z fig. 7.

Mieszalnik 200, którego zalecana konfiguracja jest przedstawiona na fig. 7 i 8, ma całkowity współczynnik czynnego mieszania L/D około 19.

Mieszalnik 200 zawiera wstępną strefę zasalania 210 i pięć stref mieszania 220, 230, 240, 250 i 260. Strefy 210, 230, 240, 250 i 260 mają pięć możliwie dużych otworów dozowania 212, 232, 242, 252 i 262, odpowiednio, które służą do dodawania głównych (np. stałych) składników gumy do mieszalnika 200 Strefy mieszania 240 i 260 mają ponadto pięć mniejszych otworów wtryskowych 241, 243, 261, 263 i 264, do wtryskiwania składników ciekłych. Otwory wtryskowe 241, 243, 261, 263 i 264 znajdują się w specjalnych trzpieniach 144 mających wydrążone otwory przelotowe.

Jak przedstawiono na fig. 7, trzpienie obudowy 144 korzystnie są umieszczone w większości lub we wszystkich dostępnych miejscach, w trzech rzędach.

Przedstawiony na fig 8 układ ślimaka mieszającego 120 jest zalecany do większości produktów, stanowiących gumę do żucia. Wstępna strefa zasilania 210, składa się z elementów o niskim ścinaniu, których L/D wynosi około 1-1/3, takich jak element mieszający 40 pokazany na fig. 4. Współczynnik L/D wstępnej strefy zasilania 210 nie wlicza się do całkowitego L/D strefy aktywnego mieszania wynoszącego 19, ponieważ zadaniem wstępnej strefy zasilania 210 jest tylko wprowadzanie składników do stref mieszania.

189 053

Pierwsza strefa mieszania 220 zestawiona jest (od lewej do prawej na fig 8) z dwóch elementów mieszających 40 o niskim ścinaniu (fig. 4) oraz z dwóch elementów mieszających 50 dużym ścinaniu (fig. 5) Dwa elementy mieszające 40 o niskim ścinaniu wnoszą L/D równy około 1-1/3 i dwa elementy mieszające 50 o dużym ścinaniu wnoszą L/D równy około 1-1/3 mieszania. Strefa mieszania 220 ma łącznie L/D około 3,0, włączając w to część czołową zajmującą 57 mm pierścienia ograniczającego 30 współpracującego z elementami śrubowymi 20, 21 (nie pokazanymi na fig. 8).

Pierścień ograniczający 30 wraz ze współpracującymi elementami śrubowymi 20 i 21 obejmuje koniec pierwszej strefy mieszania 220 i początek drugiej strefy mieszania 230 i ma łącznie L/D około 1,0, przy czym część jego przypada na drugą strefę mieszania 230. Druga strefa mieszania 230 jest zestawiona (od lewej do prawej na fig. 8), z trzech elementów mieszających 40 o niskim ścinaniu i półtora elementu mieszającego 50 o wysokim ścinaniu. Trzy elementy mieszające o niskim ścinaniu wnoszą L/D około 2,0, a 1,5 elementu mieszającego 50 o wysokim ścinaniu wnosi L/D około 1,0. Druga strefa mieszania 230 wnosi łącznie L/D około 4,0.

Elementem zwierającym koniec drugiej strefy mieszania 230 i początek trzeciej strefy mieszania 240 jest 60 mm pierścienia ograniczającego 30 ze współpracującymi elementami śrubowymi 20 i 21 mającymi L/D około 1,0. Trzecia strefa mieszania 240 jest dalej zestawiona (od lewej do prawej na fig. 8) z 4,5 elementów mieszających 50 o wysokim ścinaniu wnosząc L/D około 3,0. Trzecia strefa mieszania 240 wnosi ogółem L/D około 4,0

Elementem zawierającym koniec trzeciej strefy mieszania 240 i początek czwartej strefy mieszania 250 jest kolejne 60 mm pierścienia ograniczającego 30 ze współpracującymi elementami śrubowymi 20 i 21 mającymi L/D około 1,0. W końcu, pozostałe czwarta strefa mieszania 250 i piąta strefa mieszania 260 są zestawione z jedenastu elementów mieszających 40 0 niskim ścinaniu, wnosząc L/D około 7 1/3. Czwarta strefa mieszania 250 wnosi ogółem L/D około 4,0 i piąta strefa mieszania 260 wnosi także ogółem L/D około 4,0,

Przed wyjaśnieniem działania ciągłego mieszalnika 200 zostaną omówione kompozycje typowych gum do żucia, które mogą być wytwarzane sposobem według wynalazku.

Guma do żucia zwykle zawiera część rozpuszczalną w wodzie, część bazową gumy do żucia, nierozpuszczalną w wodzie, oraz jeden lub więcej środków zapachowych. Część rozpuszczalna w wodzie rozprasza się w ciągu pewnego okresu żucia. Część bazowa gumy pozostaje w ustach przez cały proces żucia.

Nierozpuszczalna baza gumy zwykle zawiera elastomery, plastyfikatory elastomerów (żywice), tłuszcze, oleje, woski, zmiękczacze i wypełniacze nieorganiczne. Elastomery mogą zawierać poliizobutylen, kopolimer izobutylen-izopren, kopolimer styren-butadien i lateks naturalny, taki jak chickle. Żywice mogą zawierać polioctan winylu i żywice terpenowe. Zalecaną żywicą jest polioctan winylu o niskim ciężarze cząsteczkowym. Tłuszcze i oleje mogą zawierać tłuszcze zwierzęce takie jak łój wołowy i smalec, oleje roślinne takie jak olej sojowy i olej z nasion bawełny, uwodornione i częściowo uwodornione oleje roślinne i masło kakaowe. Zwykle stosowane woski zawierają woski naftowe, takie jak wosk parafinowy i wosk mikrokrystaliczny, woski naturalne jak wosk pszczeli, wosk kandelila, wosk karnauba i wosk polietylenowy

Baza gumy zwykle także zawiera składnik wypełniający, taki jak węglan wapnia, węglan magnezu, talk, fosforan dwuwapniowy i podobne; zmiękczacze zawierające monostearynian gliceryny i trioctan gliceryny; oraz opcjonalnie składniki, takie jak antyutleniacze, barwniki i emulgatory. Baza gumy stanowi między 5-95% wagowych gumy do żucia, korzystnie 10-50% wagowych gumy do żucia, a najczęściej 20-30% wagowych gumy do żucia.

Rozpuszczalna w wodzie część gumy do żucia może zawierać zmiękczacze, masowe środki słodzące, słodziki wysokowydajne, substancje smakowo-zapachowe i ich kombinacje Zmiękczacze dodaje się do gumy do żucia w celu zwiększenia zdolności do żucia i przyjemnego wrażenia w ustach. Zmiękczacze, znane także pod nazwą plastyfikatorów, lub czynników plastyfikujących, stanowią zwykle 0,5-15% wagowych gumy do żucia Zmiękczacze mogą zawierać glicerynę, lecytynę i ich kombinacje. Wodne roztwory środków słodzących, takie jak środki zawierające sorbit, uwodornione produkty hydrolizy skrobi, syrop skrobiowy i ich

189 053 kombinacje, mogą także być stosowane jako zmiękczacze i czynniki wiążące w gumach do żucia.

Masowe środki słodzące stanowią między 5-95% wagowych gumy do żucia, bardziej typowo 20-80% wagowych gumy do żucia a najczęściej 30-60% wagowych gumy do żucia Masowe środki słodzące mogą zawierać zarówno cukier jak i słodziki bezcukrowe i komponenty. Słodziki cukrowe mogą zawierać komponenty zawierające sacharydy zawierające sacharozę, dekstrozę, maltozę, dekstryny, suchy cukier inwertowany, fruktozę, lewulozę, galaktozę, stały syrop skrobiowy i podobne, stosowane oddzielnie lub w kombinacjach. Bezcukrowe środki słodzące zawierają środki o słodkim smaku, ale pozbawione są zwykłych znanych cukrów. Bezcukrowe środki słodzące zawierają alkohole cukrowe takie, jak sorbit, mannit, ksylitol, uwodornione hydrolizaty skrobi, maltit, itp., oddzielnie lub w kombinacji ze sobą

Można stosować także słodziki wysokowydajne, ale zwykle stosuje się je z bezcukrowymi środkami słodzącymi. Słodziki wysokowydajne stanowią zwykle około 0,001-5% wagowych gumy do żucia, korzystnie 0,01-1% wagowych gumy do żucia. Zwykle, słodziki wysokowydajne są przynajmniej 20 razy słodsze niz sacharoza. Mogą one zawierać dulcynę, aspartam, sole acesulfamu, alitam, sacharynę i jej sole, lukrecje, dihydrochalkony, taumatyn, monellinę itp., oddzielnie lub w kombinacji.

W gumie do żucia można łączyć cukier i środki słodzące bezcukrowe Słodzik może funkcjonować w gumie do żucia jako rozpuszczalny w wodzie środek spęczniający, w całości lub w jej części. Ponadto, zmiękczacz może zapewniać słodycz, podobnie jak rozwodniony cukier lub roztwory alditolu.

Czynniki smakowo-zapachowe powinny zwykle znajdować się w gumie do żucia w ilościach około 0,1-15% wagowych gumy do żucia, korzystnie w ilościach około 0,2-5%, a najbardziej korzystnie 0,5-3% wagowych gumy do żucia. Czynniki smakowo-zapachowe mogą zawierać olejki eteryczne, zapachy syntetyczne lub ich mieszaniny zawierające olejki pochodzące z roślin i owoców, takie jak olejek cytrynowy, esencja owocowa, olejek mięty pieprzowej, olejek mięty zielonej, inne olejki miętowe, olejek goździkowy, olejek strzęślowy, anyżek i podobne W zestawie czynników smakowo-zapachowych mogą się także znajdować sztuczne czynniki smakowo-zapachowe oraz komponenty. Naturalne i sztuczne czynniki smakowozapachowe mogą być zestawiane w dowolny smakowo akceptowalny sposób.

W skład gumy do żucia mogą także wchodzić dodatkowe składniki, takie jak, barwniki, emulgatory, środki farmaceutyczne i zapachowe.

Zgodnie z wynalazkiem baza gumy i końcowy produkt w postaci gumy do żucia wykonywane są w sposób ciągły w tym samym mieszalniku. Zwykle, część stanowiąca bazę gumy do żucia jest wytwarzana z zastosowaniem L/D około 25 lub mniej, korzystnie około 20 lub mniej, a najbardziej korzystnie około 15 lub mniej. Następnie, z bazą gumy łączy się pozostałe składniki gumy do żucia z zastosowaniem L/D około 15 lub mniejszym, korzystnie około 10 lub mniejszym a najbardziej korzystnie około 5 lub mniej. Mieszanie składników bazy gumy i pozostałych składników gumy do żucia może odbywać się w różnych częściach tego samego mieszalnika lub może zachodzić na siebie, az do uzyskania całkowitego wymieszania, z zastosowaniem L/D około 40 lub mniejszym, korzystnie około 30 lub mniejszym a najbardziej korzystnie około 20 lub mniejszym.

Przy wykorzystaniu zalecanego mieszalnika trzpieniowo-łopatkowego, o zalecanej konfiguracji opisanej powyżej, gumę do żucia wykonuje się przy L/D wynoszącym około 19 Przy czym, bazę gumy do żucia wykonuje się przy L/D wynoszącym około 15 lub mniej, a pozostałe składniki gumy miesza się z bazą przy L/D wynoszącym około 5 lub mniej.

Podczas wytwarzania gumy do żucia w mieszalniku trzpieniowo-łopatkowym 200 obroty ślimaka mieszającego 120 należy utrzymywać na poziomie mniejszym niz 150 obrotów/min, korzystnie mniejszym niz 100 obrotów/min. Optymalna temperatura bazy gumy przy zetknięciu z innymi składnikami gumy do żucia powinna wynosić około 54°C lub mniej, a optymalna temperatura gotowej gumy do żucia wychodzącej z mieszalnika 100 powinna także wynosić 54°C lub mniej (korzystnie 52°C lub mniej). Optymalizację temperatury osiąga się częściowo przez selektywne ogrzewanie i/lub chłodzenie wodą poszczególnych sekcji bębna 140, otaczających kolejne strefy mieszania 220, 230, 240, 250 i 260

189 053

Opisany powyżej korzystny przykład realizacji wynalazku nie powinien być uznawany jako ograniczenie wynalazku. Na przykład, może być stosowane odmienne wyposażenie mieszalnika do ciągłego mieszania i różne konfiguracje mieszalnika. Istotne jest to, że wytwarzanie bazy gumy do żucia i produktu końcowego w postaci gumy do żucia odbywa się w sposób ciągły w jednym ciągłym mieszalniku, przy L/D nie większym niż około 40.

Przykład 1. Badanie przydatności mieszalnika ciągłego.

W celu określenia, czy konkretny mieszalnik ciągły o szczególnej konfiguracji spełnia wymagania bardzo wydajnego mieszalnika nadającego się do realizacji sposobu według wynalazku stosuje się następujący test wstępny.

Suchą mieszaninę: 35,7% gumy butylowej (kopolimer 98,5% izobutylenu i 1,5% izoprenu, o ciężarze cząsteczkowym 120000-150000, wytwarzany przez firmę Polysar Ltd w Sarnia, Ontario Kanada jako Polysar Butyl 101-3); 35,7% węglanu wapnia (Vicron 15-15 z firmy Pfizer Inc. Nowy Jork, Nowy Jork); 14,3% żywicy politerpenowej (Zonarez 90 z firmy Arizona Chemical Company, z Panama City, Floryda) i 14,3% drugiej żywicy politerpenowej (Zonarez 7125 z firmy Arizona Chemical Company), wprowadza się do mieszalnika ciągłego o wyposażeniu odpowiadającym konfiguracji mieszalnika poddawanego badaniu. Parametry temperaturowe optymalizuje się dla najlepszego wymieszania, pod warunkiem, zeby temperatura wyjściowa mieszaniny nie przewyższała 170°C (a korzystnie była niższa niz 160°C) aby zapobiec degradacji termicznej. Aby mieszalnik uznać za odpowiednio wysokowydajny, powinien on wytwarzać zasadniczo jednorodną mieszaninę bez grudek, o jednolitej mlecznej barwie, przy L/D nie większym niz około 10, korzystnie nie większym niz około 7, a najlepiej nie większym niż około 5.

W celu dokładnego sprawdzenia obecności grudek, ostatecznie wymieszaną gumę można rozciągnąć i sprawdzić wizualnie lub ścisnąć w prasie hydraulicznej i obserwować, lub stopić na gorącej płytce. Można też przetworzoną do postaci gotowej bazy gumy testować na obecność grudek konwencjonalnymi metodami.

Ponadto, mieszalnik musi być dostatecznie długi, aby w jednym mieszalniku można było wytworzyć bazę gumy i produkt końcowy w postaci gumy do żucia, przy czym całkowity L/D nie powinien być większy niż około 40. Dowolny mieszalnik, który spełnia te wymagania stanowi wysoko wydajny mieszalnik odpowiedni do realizacji sposobu według wynalazku

Przykłady 2-6. Ciągłe wytwarzanie gumy do żucia.

W przykładach wytwarzania gumy do żucia zastosowano mieszalnik Buss'a o średnicy ślimaka mieszającego 120 równej 100 mm, skonfigurowany w opisany powyżej sposób (chyba, ze wskazano inną konfigurację), o pięciu strefach mieszania 220, 230, 240, 250 i 260, 0 całkowitym L/D mieszania równym 19, przy L/D wstępnej strefy zasilania 210 równym 1-1/3. Nie stosowano dyszy na końcu mieszalnika 100 (chyba, ze wskazano inaczej), a mieszanina produktu wychodziła w postaci ciągłej liny. Każdy przykład był przewidziany do takiej szybkości zasilania, aby wydajność produktu w postaci gumy do żucia wynosiła 150 kilogramów na godzinę.

Ciekłe składniki wprowadzano stosując pompy dozujące do dużych otworów dozowania 212, 232, 242, 252 i 262 i/lub do małych otworów wtryskowych 241, 243, 261, 263 i 264 usytuowanych jak to opisano powyżej, (chyba, ze wskazano inaczej). Wielkości pomp dobierano 1 nastawiano je tak, aby uzyskać żądane szybkości dozowania.

Suche składniki wprowadzano do dużych otworów dozujących, stosując grawimetryczne podajniki ślimakowe. Także wielkości podajników dobierano i ustawiano je tak, aby uzyskać żądane szybkości dozowania.

Sterowanie temperaturą realizowano za pomocą cieczy cyrkulujących w płaszczu 142 otaczającym każdą strefę bębna 140 mieszalnika 100 i wewnątrz ślimaka mieszającego 120. Stosowano chłodzenie wodą, gdy temperatura nie przekraczała 93°C lub olejem chłodniczym, gdy temperatura była wyzsza. Do chłodzenie wodą stosowano wodę wodociągową (zwykle około 14°C) bez dodatkowego wychładzania.

Temperaturę rejestrowano zarówno dla cieczy jak i dla składników mieszaniny Temperatury cieczy ustawiano dla każdej strefy bębna 140 mieszalnika 100 (odpowiadającej strefom mieszania 220, 230, 240, 250 i 260 na fig. 7 i 8) i rejestrowano je jako Zl, Z2, Z3, Z4 i Z5,

189 053 odpowiednio. Temperatury cieczy ustawiano także na ślimaku mieszającym 120 i rejestrowano je poniżej, jako SI

Temperatury chwilowe mieszaniny rejestrowano blisko końca wylotowego stref mieszania 220, 230, 240 i 250; blisko środka strefy mieszania 260 i blisko końca strefy mieszania 260. Te temperatury zostały zarejestrowane poniżej jako Tl, T2, T3, T4, T5 i T6, odpowiednio. Na temperatury chwilowe mieszaniny mają wpływ temperatury cyrkulującej cieczy, parametry wymiany ciepła między mieszaniną i otaczającym bębnem oraz ciepło pochodzące od samego procesu mieszania, i często różnią się one od ustawionego zestawu temperatur

Wszystkie składniki są dodawane do mieszalnika ciągłego w pokojowej temperaturze (około 25°C), chyba, że wskazano inaczej.

Przykład 2

Przykład ilustruje wytwarzanie cukrowej gumy balonowej w kostkach. W tym przykładzie, konfiguracja mieszalnika różniła się nieco od zalecanej, przewidzianej do stosowania w przykładach 2-6. W szczególności, na końcu mieszalnika zainstalowano okrągłą, wydrążoną dyszę 30 mm.

Do pierwszego dużego otworu dozowania 212 (fig. 7) wprowadzano mieszaninę 68,9% polioctanu winylu o dużym ciężarze cząsteczkowym i 31,1% zmielonego talku, w ilości 17 kg/godz.

Poliizobutylen (ogrzany do 100°C) był także wprowadzany do otworu dozowania 212 w ilości 2 kg/godz. Dalej, wzdłuz przepływu, w pierwszej strefie mieszania 220, wtryskiwano acetylowany monoglicerynian w ilości 1,8 kg/godz. przez otwór wtryskowy (wydrążony w trzpieniu bębna), nie pokazany na fig. 7.

Do drugiego dużego otworu dozowania 232 wprowadzano dodatkowy poliizobutylen (ogrzany do 100°C), w ilości 2 kg/godz i ester glicerynowy częściowo uwodornionej kalafonii, w ilości 6,3 kg/godz. Do otworu wtryskowego 241 dodawano mieszaninę 43,6% monostearynianu gliceryny, 55,9% trójacetyny i 0,5% butylohydroksytoluenu.

Glicerynę wtryskiwano przez otwór wtryskowy 261 w ilości 1 kg/godz. Do dużego otworu dozowania 262 wprowadzano mieszaninę 98,4% sacharozy i 1,6% kwasu cytrynowego, w ilości 80 kg/godz. Syrop skrobiowy (ogrzany do 40°C) wtryskiwano w ilości 27 kg/godz. przez otwór wtryskowy 263, a mieszaninę 60% olejku zapachowego cytrynowolimetowego i 40% lecytyny sojowej wtryskiwano do otworu wtryskowego 264 w ilości

1,5 kg/godz.

Temperatury strefowe Z1-Z5, ustawiono ostatecznie na 227°C, 227°C, 71 °C, 16°C i 16°C, odpowiednio. Temperatura ślimaka SI była ustawiona ostatecznie na 27°C Zmierzone temperatury mieszaniny T1-T6 wynosiły 87°C, 80°C, 72°C, 36°C, 42°C i 44°C, odpowiednio. Obroty ślimaka wynosiły 55 obr/min.

Na początku produkt wychodził z mieszalnika przy temperaturze 60°C i wykazywał znaki stresu cieplnego. Temperatury strefowe Z1 i Z2 zredukowano o 6°C każdą, a temperaturę ślimaka SI podniesiono o 12°C, do wartości wskazanej wyżej. Spowodowało to obniżenie wyjściowej temperatury produktu do 50°C, a jakość produktu widocznie się poprawiła.

Produkt wykazywał doskonałą konsystencję, zapach i zdolność do tworzenia balonów podczas żucia. Nie zauwazono widocznych grudek.

Przykład 3

Przykład ilustruje wytwarzanie bezcukrowej gumy o zapachu mięty zielonej. Do otworu dozowania 212 (fig. 7) wprowadzono mieszaninę 42,1% drobno zmielonego węglanu wapnia. 18,9% estru glicerynowego kalafonii ekstrakcyjnej, 16,7% estru glicerynowego częściowo uwodornionej kalafonii ekstrakcyjnej, 17,0% zmielonej gumy butylowej i 5,3% opudrowanej (25:75) gumy butadienowo-styrenowej (75% gumy, 25% węglanu wapnia), w ilości 18 kg/godz.

Do otworu dozowania 232 dodawano niskocząsteczkowy polioctan winylu, w ilości 6 kg/godz i poliizobutylen (ogrzany do 100°C), w ilości 3,3 kg/godzinę.

Do otworów wtryskowych 241 i 243, w proporcji 50/50, wtryskiwano mieszaninę tłuszczów (ogrzaną do 82°C) w ilości 9 kg/godz. Mieszanina tłuszczów składała się z 35,7% uwodornionego oleju z nasion bawełny, 30,7% uwodornionego oleju sojowego, 20,6% częściowo

189 053 uwodornionego oleju sojowego, 12,8% monostearynianu gliceryny i 0,3% butylohydroksytoluenu.

Inaczej niż w poprzednich przykładach, glicerynę wtryskiwano w ilości 11 kg/godz do czwartej strefy mieszania 250 (fig. 7) przez otwór wtryskowy (nie pokazany). Wspólnie odparowaną mieszaninę uwodornionego hydrolizatu skrobi i gliceryny (przy 40°C) wtryskiwano następnie do czwartej strefy mieszania 250 przez inny otwór wtryskowy (nie pokazany). Wspólnie odparowana mieszanina zawierała 67,5% stałego uwodornionego hydrolizatu skrobi, 25% gliceryny i 7,5% wody.

W piątej strefie mieszania 260 do otworu dozowania 262 wprowadzono mieszaninę 84,8% sorbitu, 14,8% mannitu i 0,4% aspattamu w pottac i kapsułek , w llości 77 kg/godz . Do otworu wtryskowego 264, usytuowanego dalej wzdłuż przemieszczania się materiału, wtryskiwana była mieszanina 94,1% olejku zapachowego mięty zielonej i 5,9% lecytyny, w ilości 2,4 kg/godz. Temperatury strefowe Z1-Z5 ustawiono na 204°C, 204°C, 66°C, 17°C i 17°C, odpowiednio. Temperaturę ślimaka S1 ustawiono na 19°C. Zmierzone temperatury mieszaniny T1-T6 wynosiły 153°C, 133°C, 94°C, 48°C, 39°C i 47°C, odpowiednio. Ilość obrotów ślimaka wynosiła 69 obr/min.

Guma do żucia wychodziła z mieszalnika przy temperaturze 47°C. Produkt miał dobry wygląd, bez plam sorbitu i bryłek gumy. Guma była lekko wilgotna w dotyku, klejąca i puszysta (mała gęstość). Jakość jej była zadawalająca. Podczas żucia, guma wydawała się początkowo miękka, ale twardniała w trakcie żucia.

Przykład 4

Przykład ilustruje wytwarzanie bezcukrowej gumy, o zapachu mięty zielonej, w kostkach do powlekania. Do otworu dozowania 212 (fig. 7) wprowadzono mieszaninę 28,6% opudrowanej zmielonej gumy butylowej (75% gumy, 25% węglanu wapnia), 27,4% żywic terpenowych o wysokim ciężarze cząsteczkowym, 26,9% żywic terpenowych o niskim ciężarze cząsteczkowym i 17,1% węglanu wapnia, w ilości 20 kg/godz.

Do otworu dozowania 232 wprowadzano polioctan winylu o niskim cięzarze cząsteczkowym, w ilości 11,5 kg/godz i poliizobutylen (ogrzany do 100°C), w ilości 0,8 kg/godzinę

Do otworów wtryskowych 241 i 243 wtryskiwano w stosunku 50/50 kompozycję tłuszczów (ogrzanych do 82°C), w ilości 10 kg/godz. Kompozycja tłuszczów składała się z 22,6% uwodornionego oleju z nasion bawełny, 21,0% uwodornionego oleju sojowego, 21,0% częściowo uwodornionego oleju sojowego, 19,9% monoglicerynianu gliceryny, 15,4% giiceryny i 0,2% butylohydroksytoluenu.

70%-towy roztwór sorbitu był wtryskiwany do czwartej strefy mieszania 250 (fig. 7), w ilości 8 kg/godz., przez otwór wtryskowy (nie pokazany).

Do ostatniego dużego otworu dozowania 262 wprowadzano mieszaninę 65,8% sorbitu, 17,9% strącanego węglanu wapnia i 16,3% mannitu, w ilości 85 kg/godzinę, Mieszaninę 71,4% olejku zapachowego mięty zielonej i 28,6% lecytyny sojowej wtryskiwano do ostatniego otworu wtryskowego 264, w ilości 4 kg/godz.

Temperatury strefowe Z1-Z5, ustawiono na wartości 204°C, 204°C, 66°C, 16°C i 16°C. odpowiednio. Temperatura ślimaka S1 była ustawiona na 18°C Zmierzone temperatury mieszaniny T1-T6 wynosiły 157°C, 138°C, 84°C, 40°C, 43°C i 47°C, odpowiednio. Obroty ślimaka ustawiono na 61 obr/min

Wychodząca z mieszalnika guma do żucia miała temperaturę 53°C. Wygląd produktu był dobry, bez plam sorbitu i bez bryłek gumy. Jednakże, wstępnie gumę do żucia określano jako szorstką i grudkowatą.

Przykład 5

Przykład ilustruje wytwarzanie cukrowej gumy o zapachu mięty zielonej. Do pierwszego dużego otworu dozowania 212 (fig. 7 i 8) wprowadzono mieszaninę 27,4% opudrowanej zmielonej gumy butylowej (75% gumy, 25% węglanu wapnia), 14,1% żywic terpenowych, o niższej temperaturze topnienia równej 85°C, 14,4% żywic terpenowych, o wyższej temperaturze topnienia równej 125°C i 44,1% węglanu wapnia, w ilości 11,5 kg/godz

Do drugiego dużego otworu dozowania 232 wprowadzono mieszaninę 73,5% polioctanu winylu, o niskim ciężarze cząsteczkowym, 72% polioctanu winylu, o wysokim ciężarze cząsteczkowym, 8,6% żywic terpenowych, o niższej temperaturze topnienia i 8,7% żywce

189 053 terpenowych, o wyzszej temperaturze topnienia, w ilości 8 kg/godz. Do tego otworu także był wprowadzany poliizobutylen, w ilości 1,6 kg/godz.

W trzeciej strefie mieszania 240, do otworów wtryskowych 241 i 243 wtryskiwano kompozycję tłuszczów podgrzaną do temperatury 83°C, w ilości 6,6 kg/godzinę, przy czym przez każdy otwór wprowadzano 50% mieszaniny. Kompozycja tłuszczów składała się z 0,2% butylohydroksytoluenu, 2,5% sproszkowanego kakao, 31,9% uwodornionego oleju z nasion bawełny, 19,8% monoglicerynianu gliceryny, 18,7% uwodornionego oleju sojowego, 13,7% lecytyny i 13,2% częściowo uwodornionego oleju z nasion bawełny.

Mieszaninę 84,6% cukru i 15,4% jednowodzianu dekstryny wtryskiwano do dużego otworu dozowania 262 w piątej strefie mieszania 260, w ilości 140 kg/godz. Do pierwszego otworu wtryskowego 261 w piątej strefie mieszania 260 wprowadzano glicerynę, w ilości 1,7 kg/godz. Syrop kukurydziany, ogrzany do 44°C, wprowadzano do drugiego otworu wtryskowego 263, w piątej strefie mieszania 260, w ilości 13,6 kg/godz. Mieszaninę 90,0% olejku zapachowego mięty pieprzowej i 10,0% lecytyny wtryskiwano do trzeciego otworu wtryskowego 264 w piątej strefie mieszania 260, w ilości 1,4 kg/godz.

Temperatury strefowe Z1-Z5 ustawiono na wartości 177°C, 177°C, 43°C, -4°C i -4°C, odpowiednio. Temperatura ślimaka SI była ustawiona na 38°C. Zmierzone temperatury mieszalnika T1-T6 wynosiły podczas stałej pracy 160°C, 138°C, 73°C, 50°C, 41°C i 39°C, odpowiednio. Obroty ślimaka wynosiły 63 obr/min, a produkt wychodzący z mieszalnika miał temperaturę 11-12°C.

Produkt w postaci cukrowej gumy do żucia o smaku mięty pieprzowej był miękki, zgodnie z załozeniem i miał zadawalającąjakość.

Przykład 6

Przykład ten ilustruje wytwarzanie bezcukrowej, klejącej gumy balonowej. W tym przykładzie, konfiguracja ślimaka mieszającego 120 różni się od pokazanej na fig. 8 i stosowanej w poprzednich przykładach. Strefa zasilania 210 i strefy mieszania 220, 250 i 260 zostały zasadniczo skonfigurowane jak poprzednio. W drugiej strefie mieszania 230, trzy elementy mieszające o niskim ścinaniu 40 pozostały także niezmienione.

Zostały natomiast usunięte: półtora elementu mieszającego o wysokim ścinaniu 50 w drugiej strefie mieszania 230, pierścień ograniczający 30 obejmujący drugą strefę mieszania 230 i trzecią strefę mieszania 240, cała trzecia strefa mieszania 240 i pierścień ograniczający 30 obejmujący trzecią strefę mieszania 240 i czwartą strefę mieszania 250. Trzy elementy mieszające o wysokim ścinaniu 50 (o łącznym L/D równym 2,0) umieszczono w drugiej strefie mieszania 230 i rozciągnięto na trzecią strefę mieszania 240. Dwa i pół elementu mieszającego o niskim ścinaniu 40 (o łącznym L/D wynoszącym 1 i 2/3) umieszczono dalej w trzeciej strefie mieszania 240 Następnie umieszczono trzy i pół elementu mieszającego o wysokim ścinaniu 50 (o łącznym L/D równym 2 i 1/3) i rozciągnięto az do czwartej strefy mieszania 250. Jedenaście elementów o niskim ścinaniu 40 w czwartej strefie mieszania 250 i w piątej strefie mieszania 260 pozostało niezmienionych.

Do dużego otworu dozowania 212 (fig. 7) wprowadzono mieszaninę 53,3% polioctanu winylu o wysokim cięzarze cząsteczkowym, 31,0% talku, 12,2% estru glicerynowego kalafonii ekstrakcyjnej i 3,5% opudrowanej zmielonej (25.75) gumy butadienowo-styrenowej (75% gumy, 25% węglanu wapnia), w ilości 25 kg/godz. Poliizobutylen (ogrzany do 100°C) wpompowano do tego samego otworu, w ilości 4,4 kg/godz.

Ester glicerynowy częściowo uwodornionej kalafonii ekstrakcyjnej, w ilości 7,2 kg/godz, i trójacetynę, w ilości 2,1 kg/godz, dodawano do dużego otworu dozowania 232 w drugiej strefie mieszania 230.

Do otworów wtryskowych 241 i 243 w trzeciej strefie mieszania 240 wtryskiwano mieszaninę tłuszczów/wosków (ogrzanych do 82°C) w proporcji 50/50 i w całkowitej ilości

6,5 kg/godz. Mieszanina tłuszczów składała się z 50,3% monostearymanu gliceryny, 49,4% parafiny (t.t.= 57°C) i 0,3% butylohydroksytoluenu

Rozcieńczoną glicerynę wtryskiwano do czwartej strefy mieszania 250, w ilości 13,7 kg/godz. przez otwór wtryskowy (nie pokazany). Roztwór zawierał 87% gliceryny i 13% wody.

Do otworu dozowania 262 w piątej strefie mieszania 260 dodawano mieszaninę 84,0% sorbitu, 12,7% mannitu, 1,1% kwasu fumarowego, 0,2% aspartamu, 0,4% aspartamu w posta14

189 053 ci kapsułek, 0,7% kwasu adypinowego i 0,9% kwasu cytrynowego, w ilości 75 kg/godz. Mieszaninę 51,6% środka zapachowego do balonowej gumy do żucia i 48,4% lecytyny sojowej wtryskiwano do otworu wtryskowego 264 w piątej strefie mieszania 260, w ilości

4,5 kg/godz.

Temperatury strefowe Z1-Z5 ustawiono na wartości 177°C, 177°C, 38°C, 18°C i 18°C, odpowiednio. Temperaturę ślimaka SI ustawiono na wartość 38°C. Zmierzone temperatury mieszaniny T1-T6 wynosiły 141°C, 127°C, 73°C, 42°C, 40°C i 44°C, odpowiednio Obroty ślimaka wynosiły 75 obr/min

Wychodząca z mieszalnika guma do żucia miała temperaturę 48°C. Końcowy produkt miał dobry wygląd i nie zawierał grudek w bazie. Zapach i tekstura podczas żucia były bardzo dobre. Łatwo też udawało się dmuchać balony z gumy.

Na fig. 9 i 10 został przedstawiony schematycznie układ do ciągłego wytwarzania gumy do żucia 301 sterowany automatycznie. Układ 301 zawiera operacyjny komputer sprzęgający 310 sterowany, np. przez operatora 312 lub alternatywnie przez układ pamięci 314. Operacyjny komputer sprzęgający 310 otrzymuje parametry sterowania procesem od operatora 312 i/lub z układu pamięci 314. Parametry sterowania procesem są przesyłane do sterownika programowalnego 316. Przykładowo, jako parametry sterowania procesem, do operacyjnego komputera sprzęgającego 310 wprowadza się procentowe udziały składników i przetwarza się, na przykład, w punkty ustawienia szybkości podajnika. Alternatywnie, ustawienia szybkości podajnika mogą być wprowadzane bezpośrednio przez operatora 312. Ponadto, operacyjny komputer sprzęgający 310 otrzymuje ze sterownika programowalnego 316 dane czasu rzeczywistego operacji i może dostarczać te dane operatorowi 312 za pomocą interfejsu graficznego (nie pokazanego). Operacyjny komputer sprzęgający 310 może także zachowywać dane i parametry procesu w układzie pamięci 314. Można zapewnić operatorowi 312 sprawozdanie bieżącej lub archiwalnej informacji, którą wyświetla się na ekranie 315 i/lub przesyłać do wydruku.

Sterownik programowalny 316 otrzymuje skład i parametry procesu od operacyjnego komputera sprzęgającego 310. Sterownik programowalny 316 przedstawia algorytmy sterowania i operacje logiczne i przesyła w czasie rzeczywistym instrukcje do sterowników opisanych poniżej. Ponadto, programowalny sterownik 316 może odbierać w czasie rzeczywistym dane ze sterowników i przekazywać je do operacyjnego komputera sprzęgającego 310 Alternatywnie, urządzenia mogą być bezpośrednio sterowane przez sterownik programowalny 316 Urządzeniami tymi mogą być mieszadła wsadu składników, urządzenia grzejne, napełmacze lejów samowyładowczych itp. W przykładzie realizacji, funkcje wykonywane przez wymienione sterowniki, tj. sterowanie szybkością dozowania składników, mogą być alternatywnie wykonywane przez sterownik programowalny 316. Sterownik programowalny 316 może, ponadto, zapewniać inwentaryzację i dane dotyczące potrzeb, aby utrzymać dozowanie składników na optymalnym poziomie.

Jednym z takich sterowników jest sterownik grzania/chlodzenia 318 wytłaczarki Urządzenie to otrzymuje z programowalnego sterownika 316 zarówno instrukcję startu jak i stopu oraz parametry temperaturowe stref wytłaczarki Ponadto, w czasie rzeczywistym otrzymuje się dane temperaturowe z urządzeń grzewczych/chłodzących 320 wytłaczarki, za pomocą znanych czujników 321. Sterownik grzania/chłodzenia 318 wytłaczarki włącza i wyłącza urządzenia grzewcze/chłodzące wytłaczarki 320 i/lub moduluje je, aby utrzymać temperatury rzeczywiste w określonych granicach i wprowadzić za pomocą parametrów sterujących procesem. Wreszcie, sterownik grzania/chłodzenia 318 wytłaczarki przekazuje aktualne dane temperaturowe do programowalnego sterownika 316

Innym sterownikiem stosowanym w układzie według niniejszego wynalazku jest sterownik wytłaczarki 322 Sterownik wytłaczarki 322 odbiera instrukcje startu i stopu oraz parametry dotyczące obrotów na minutę, z programowalnego sterownika 316. Sterownik wytłaczarki 322 może ponadto otrzymywać z wytłaczarki 324 przynajmniej aktualne dane dotyczące temperatury materiału, obrotów na minutę, momentu obrotowego i mocy. Silnik wytłaczarki (nie pokazany) w wytłaczarce 324 sterowany jest przez sterownik wytłaczarki 322, aby utrzymać szybkość obr/min określoną w parametrach procesu. Sterownik wytłaczarki 322

189 053 może przekazywać następnie operacyjne dane temperaturowe z wytłaczarki 324 do programowalnego sterownika 316.

Jeszcze innym sterownikiem stosowanym w układzie według niniejszego wynalazku jest sterownik podajnika składników 326. Sterownik podajnika składników 326 odbiera z programowalnego sterownika 316 instrukcje startu i stopu oraz szybkości dozowania składników Ponadto, rzeczywiste dane dotyczące ciężaru i ilości obrotów odbierane są przez sterownik podajnika składników 326 z podajnika składników 328. W efekcie, sterownik podajnika składników 326 oblicza aktualne szybkości dozowania i steruje szybkością podajnika, aby zachować szybkość dozowania w określonych granicach. Wyrównanie zmian rozrzutu ciężaru podczas powtórnego napełniania leja samowyładowczego może być także sterowane przez sterownik podajnika składników 326. Wreszcie sterownik podajnika składników 326 umożliwia przekazywanie danych z podajników składników 328 do programowalnego sterownika 316. Rodzaje składników, które mogą być dozowane obejmują wszystkie składniki wymagane do produkcji kompletnej gumy do żucia, wykończonej bazy gumy do żucia, samej gumy i/lub składników bazy gumy.

Układ do ciągłego wytwarzania gumy do żucia 301 zawiera szereg urządzeń sterujących. Pierwszym z nich jest układ pamięci 314, który stanowi nie ulotna pamięć dla informacji cyfrowej, np. na dysku lub na taśmie.

Innym urządzeniem sterującym jest urządzenie chłodzące/grzewcze wytłaczarki 320, które ogrzewa lub chłodzi strefy wytłaczarki 324. Zwykle chłodzenie odbywa się za pomocą cieczy cyrkulującej w płaszczu otaczającym wytłaczarkę 324. Natomiast, ogrzewanie może być realizowane za pomocą grzałek elektrycznych umieszczonych na ścianach wytłaczarki 324. Korzystnie jednak, do ogrzewania wytłaczarki 324 stosuje się płyn grzewczy cyrkulujący w płaszczu otaczającym bęben wytłaczarki 324.

Wytłaczarka 324 zawiera także jeden lub wiele obracających się wałów ślimakowych Alternatywnie, wały ślimakowe wytłaczarki 324 mogą poruszać się także ruchem posuwistozwrotnym, jak to opisano w nawiązaniu do fig. 1-8. Wały obracane są przez silnik i połączony z nim układ napędowy. Wytłaczarka może być wyposażona w czujniki temperatury 338, przechodzące do wewnątrz przez ściany bębna, aby zmierzyć temperatury produktu w wybranych punktach, wzdłuż osi wytłaczarki 324.

Podajnikami składników 328, w układzie według wynalazku, są podajniki zarówno dla cieczy jak i dla suchych materiałów i mają postać podajników grawimetrycznych, które transportują składniki do wytłaczarki 324. Zasilanie realizowane jest przez silnik o zmiennej szybkości obrotów, który napędza pompę lub przenośnik ślimakowy. Jednakże, mogą być stosowane także inne podajniki składników, znane w technice, takie jak wibracyjne szalki lub tacki, zawory obrotowe, masowe mierniki przepływu lub inne zawory wyładowcze o różnej postaci

Do ważenia podajników składników z zawartością mogą być zastosowane układ skalowania lub czujniki wagowe 340. Informacja taka jest wykorzystana przez sterownik podajnika składników 326 w celu utrzymania żądanej szybkości dozowania. Do sterowania napełnianiem leja stosuje się czujnik poziomu w leju 342, który także przekazuje informacje do programowalnego sterownika 316. Korzystnie jednak, napełnianiem leja steruje czujnik wagowy połączony z grawimetrycznym podajnikiem. Po wykryciu spadku wagi całkowitej, poniżej wstępnie ustawionej wartości, wskazuje on zbyt niski poziom w leju. Włącza się wtedy automatycznie urządzenie napełniające i lej napełnia się do określonego poziomu.

Innymi urządzeniami sterowania są: sterownik temperatury podajnika 330, mieszalniki podajnika składników 332 i układ powtórnego napełniania leja samowyładowczego 334

Sterownikami temperatury podajnika 330 mogą być różne urządzenia grzejne i/lub chłodnice, które utrzymują temperaturę lejów, linii dozowania, zbiorników i innych elementów podajników, w dopuszczalnym zakresie i transmitują aktualne temperatury do programowalnego sterownika 316. Takie dane są odczytywane przez odpowiednie czujniki temperatury 331, połączone ze sterownikami temperatury podajnika 330 i programowalnym sterownikiem 316.

Mieszalnikami podajnika składników 332 mogą być mieszadła i urządzenia wibracyjne, które zapobiegają zbrylaniu i blokowaniu podajników. Takie sytuacje mogą być wykrywane za pomocą odpowiednich czujników 339 połączonych z układem powtórnego napełniania

189 053 leja 334, dostarczających sygnał do programowalnego sterownika 316. Korzystnie, mieszanie i wibracja odbywa się w określonych przedziałach czasu lub przy określonym poziomie napełnienia leja wyładowczego, albo tez w oparciu o inne wykrywane warunki raczej niz przez bezpośrednie wykrycie zablokowania i uruchomienie mieszania

Układ powtórnego napełniania leja 334 składnikami jest sterowany przez programowalny sterownik 316. W tym celu do programowalnego sterownika 316 jest przesyłane potwierdzenie napełnienia i stan bieżący lub zuzycie składników.

Korzystnie, do ciągłego wytwarzania gumy do żucia układ 301 zawiera urządzenie wielopoziomowego alarmu 336. Pierwszy poziom alarmu jest alarmem informacyjnym, wskazującym niewłaściwy odczyt lub odczyt poza załozonymi granicami, natury niekrytycznej. Na przykład, niewłaściwy odczyt temperatury produktu może być podawany przez alarm informacyjny. Alarm informacyjny może być wyświetlany na monitorze, lecz nie musi być podejmowana żadna akcja przez programowalny sterownik 316. Dodatkowo, z informacją wizualną może być także podawany alarm dźwiękowy.

Drugi poziom alarmu w urządzeniu wielopoziomowego alarmu 336 to alarm ostrzegawczy o niewłaściwym odczycie lub przebiegu poza normą, który jest krytyczny dla ciągłej pracy układu 301. Alarm ostrzegawczy może wskazywać na zblizanie się alarmu krytycznego, jeśli problem nie zostanie rozwiązany w ciągu określonego czasu. Ten okres czasu może bardzo zalezeć od konkretnego układu poddanego narażeniu i/lub od stopnia odchylenia od założonych tolerancji. Wiadomość ostrzegawcza może być wyświetlana na monitorze i/lub może włączyć się sygnał dźwiękowy.

Trzeci poziom alarmu w urządzeniu wielopoziomowego alarmu 336 to alarm krytyczny wskazujący na błąd wymagający bezpośredniego odcięcia układu do ciągłego wytwarzania gumy do żucia Nie skorygowanie warunków wywołujących alarm ostrzegawczy w ciągu dopuszczalnego, załozonego czasu może także włączyć alarm krytyczny Automatyczne wyłączenie wytłaczarki 324 może być rozpoczęte wraz z towarzyszącą wiadomością na monitorze i/lub ostrzeżeniem dźwiękowym. Mozę być podjęte sterowanie ręczne kasujące ustawienie urządzenia za pomocą regulatora automatycznego, aby umożliwić operatorowi 312 zapobieżenie automatycznego odcięcia układu 301, jeśli jego działanie jest niewłaściwe

Powyżej opisano układ do ciągłego wytwarzania gumy do żucia w jego podstawowej postaci. Jednak dwa lub więcej urządzeń sterujących może być łączone w pojedynczą jednostkę. Na przykład, może być przewidziane jedno urządzenie sterujące do sterowania silnikiem wytłaczarki i sterowania grzaniem/chłodzeniem wytłaczarki. Podobnie sterowanie mieszadłami podajników i sterowanie temperatury podajników mogą być obsługiwane przez oddzielne urządzenia sterujące a nie bezpośrednio za pomocą programowalnego sterownika 316, jak to wyżej opisano.

Operacyjny komputer sprzęgający 310 może być stosowany jako interfejs między programowalnym sterownikiem 316 i jednym lub więcej urządzeniem sterującym, takim jak urządzenie sterujące grzaniem/chłodzeniem wytłaczarki 318, sterownikiem 322 wytłaczarki i/lub sterownikiem podajnika składników 326.

Ponadto, część lub wszystkie dane operacyjne, takie jak aktualne temperatury, aktualne szybkości dozowania itp., mogą być zapamiętane na stałych mediach i później przeglądane. Jest to pozyteczne, gdy produkt końcowy uznany został za wadliwy a przegląd danych operacyjnych może umożliwić ustalenie przyczyny błędu Zapamiętywanie takich danych może odbywać się w układzie pamięci 314, sterowanym przez operacyjny komputer sprzęgający 310 lub przez sterownik programowalny 316

Dalej stany alarmowe mogą być wykrywane przez sterowniki urządzeń i przekazywane do sterownika programowalnego 316. Alternatywnie, sterownik urządzenia może po prostu przesłać dane do sterownika programowalnego 316, które określi czy warunki alarmowe mają miejsce Podobnie, odrębny inny podukład może być stosowany w każdej aranżacji

Korzystne rozwiązanie napełnianie leja za pomocą wyposażenia automatycznego zostało opisane powyżej. W niektórych przypadkach może być wskazane ręczne napełnianie leja, sterowane przez operatora 312 za pośrednictwem operacyjnego komputera sprzęgającego 310, wymagane przy uzupełnianiu leja. Do ostrzegania operatora o potrzebie napełnienia leja mogą być zastosowane odpowiednie monitory i/lub sygnały dźwiękowe.

189 053

Sterownik podajnika składników 326 może także sterować objętościowymi urządzeniami dozującymi, dodatkowo lub zamiast opisanych podajników grawimetrycznych Ponadto, dane z urządzeń nie wymagane dla celów sterowania, dodane do danych, które są wymagane do celów sterowania, mogą być przekazywane przez jeden lub więcej sterowników urządzeń do programowalnego sterownika 316 lub mogą być przesyłane do niego bezpośrednio. Jednym z przykładów jest pomiar temperatury składnika.

Po mieszaniu, dodatkowo automatycznie przeprowadza się formowanie arkuszy i owijanie gumy do żucia. W szczególności, wytłaczarka 324 może być wyposażona w dyszę formującą gumę w sztabkę, arkusz, pręt lub inny żądany wstępny kształt gumy. Alternatywnie nie uformowany materiał wyjściowy z wytłaczarki może być przeniesiony do drugiej wytłaczarki formującej 348, która wytwarza kształtkę wstępną. Można zautomatyzować czynności na wejściach, takie jak ciśnienie i wymiary produktu wychodzącego, do sterowania temperatury i szybkości wytłaczarki, bez uwzględniania szybkości, np przenośnika, w celu sterowania wymiarami formowanego strumienia gumy. Mogą być dołożone odpowiednie czujniki 344 do odczytu poszczególnych parametrów w celu sterowania wytłaczarki formującej 348.

Po opuszczeniu wytłaczarki formującej 348 guma może być przenoszona przez urządzenie transportowe, takie jak przenośnik, lub wprowadzana bezpośrednio w zestaw rolek z nacinaczem 356. Przedtem, gumę poddaje się pudrowaniu, korzystnie odpowiednią substancją pudrującą, taką jak cukier lub mannit, w opudrowywaczu 350. Zautomatyzowany układ do ciągłego wytwarzania gumy do żucia 301 może zawierać ponadto urządzenia do optycznego lub grawimetrycznego sprawdzania wejść, wykorzystując odpowiednie czujniki wagowe 352 do regulacji podawania substancji rolowanej i/lub szybkości gumy przechodzącej przez aplikator.

Jeśli guma formowana jest na przykład w sztyfty lub tabletki, uformowany i opudrowany produkt prowadzony jest do jednego lub więcej zestawów rolek z nacinaczem 356, które zmniejszają grubość gumy do żądanej wartości końcowej. Produkt może być następnie równocześnie lub oddzielnie nacinany, w celu nadania kawałkom gumy ostatecznych wymiarów. Zautomatyzowany układ do ciągłego wytwarzania gumy do żucia 301 może być dołączony do monitora z czujnikami 358 wymiarów i temperatury produktu. Wyniki tych pomiarów służą do sterowania szybkości rolek, odległości między rolkami i temperatury.

Na koniec, po uformowaniu gumy i nacięciu do jej końcowego kształtu, przeprowadza się operację owijania w owijarce 360, w celu osłonięcia i łączenia kształtek w jednostki odpowiednie dla konsumenta i sprzedazy detalicznej oraz wysyłki. Przed owijaniem, produkt dzielony jest na określone jednostki-kształtki gumy. Zatem, przeprowadza się cięcie lub łamanie naciętego produktu, jak to pokazano na fig. 10. Operacje owijania są sterowane w sposób ciągły i automatyczny. Na przykład, sterowana jest szybkość zasilania i owijania, aby zmaksymalizować efektywność wprowadzania zmian w szybkości wytwarzania i zmian owijania Temperatury wychodzących kawałków gumy optymalizuje się przez sterowanie operacji wcześniejszych. Na owijarce 360 wykonuje się różne operacje umożliwiające wprowadzenie zmian w wytworzonej gumie i materiałach do owijania, wykrywanych przez różne rodzaje czujników 362.

W wyniku zautomatyzowanego sterowania procesem zmniejszają się znacznie koszty pracy bezpośredniej oraz odchylenia i błędy wytwarzania. Ponadto, zwiększona została elastyczność wytwarzania i zmniejszona ilość materiałów odpadowych. Bardzo dobra jest jakość uzyskanego produktu końcowego.

Claims (13)

1. Sposób ciągłego wytwarzania gumy do żucia, w którym na podstawie wprowadzonych do operacyjnego komputera sprzęgającego parametrów roboczych, w sposób ciągły wprowadza się do mieszalnika składniki potrzebne do wytwarzania gumy do żucia i nieprzerwanie miesza się te składniki w mieszalniku, przy czym wprowadzaniem oraz mieszaniem wprowadzanych do mieszalnika składników steruje się automatycznie, znamienny tym, ze monitoruje się za pomocą operacyjnego komputera sprzęgającego własności składników i przekazuje się sygnał wskazujący te własności do programowalnego sterownika a sterownikiem podajnika składników steruje się szybkość wprowadzania składników do mieszalnika, zaś sygnał wskazujący tę szybkość doprowadza się do sterownika programowalnego.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze sygnalizuje się błędne warunki pracy mieszalnika za pomocą wielostopniowego alarmu.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wyświetla się w sposób ciągły w czasie rzeczywistym parametry robocze procesu wytwarzania gumy do żucia.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze zmieszane składniki wyprowadza się z mieszalnika w sposób ciągły i formuje się je w żądane kształtki gumy.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że uformowane kształtki opudrowuje się.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, ze po opudrowaniu roluje się żądane kształtki gumy.

7 Sposób według zastrz 5, znamienny tym, ze po opudrowaniu wstępnie nacina się żądane kształtki gumy.

8. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, ze wstępnie nacięte kształtki gumy oddziela się od siebie i owija się je.

9. Układ do ciągłego wytwarzania gumy do żucia, zawierający operacyjny komputer sprzęgający do wprowadzenia parametrów roboczych do sterownika programowalnego połączonego poprzez sterowniki z podajnikami składników gumy do żucia, z mieszalnikiem tych składników i ze sterownikiem wytłaczarki, znamienny tym, ze do sterownika programowalnego (316) jest dołączony sterownik (330) temperatury podajnika z czujnikiem (331) monitorowania temperatury składników oraz sterownik napełniania leja zsypowego (334) z czujnikiem (339) monitorowania szybkości wprowadzania składników.

10. Układ według zastrz. 9, znamienny tym, ze z programowalnym sterownikiem (316) ponadto jest połączona wytłaczarka formująca (348) względnie dysza formująca zmieszane składniki wyprowadzone z wytłaczarki (324).

11. Układ według zastrz. 9, znamienny tym, ze z programowalnym sterownikiem (316) jest ponadto połączony opudrowywacz (350) wstępnie uformowanych kształtek gumy do żucia.

12. Układ według zastrz. 9, znamienny tym, że z programowalnym sterownikiem (316) jest ponadto połączony zestaw rolek z nacinaczem (356) do rolowania i nacinania wstępnie uformowanych kształtek gumy do żucia.

13. Układ według zastrz. 9, znamienny tym, ze z programowalnym sterownikiem (316) jest połączona owijarka (360) do owijania pociętych kształtek gumy do żucia.