PT1745704E - Dispositivo para fabricar um produto granular por extrusão e corte - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO PARA FABRICAR UM PRODUTO GRANULAR POR EXTRUSÃO E CORTE" A presente invenção refere-se a um dispositivo para fabricar um produto granular por extrusão e corte. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um tal dispositivo que permite aumentar o débito de produção de produto granular em relação aos dispositivos da técnica anterior.

Tais dispositivos são utilizáveis, nomeadamente, para fabricar produtos constituídos por grãos, tais como os obtidos pela utilização do processo descrito na patente CH 600802, que se refere à fabricação de produtos alimentares desidratados. De acordo com este processo, realiza-se a extrusão através de uma fieira de uma matéria alimentar em forma de pó ou de pasta no interior de um recinto onde predomina uma pressão inferior à atmosférica. Formam-se, assim, muitos canudos que se cortam em grãos à saida dos bicos de extrusão da fieira com o auxílio de uma cabeça de corte rotativa dotada, geralmente, com três navalhas que formam, cada uma, um mesmo ângulo de corte com a face de saída da fieira. A extrusão realiza-se, de um modo preferido, no interior de um recinto sob vácuo, o que permite obter, a uma temperatura moderada, um textura expandida do produto graças a uma brusca eliminação de uma parte da água sob a forma de vapor e dos gases inicialmente contidos na massa a extrudir. Ao efectuar o corte muito próximo dos bicos de extrusão, os pedaços cortados continuam a inchar e podem assim 1 obter-se grãos de forma esferoidal ou ovoide, por exemplo. Os grãos obtidos possuem todos, aproximadamente, as mesmas formas e as mesmas dimensões, sem partículas grossas ou finas. Assim, obtém-se uma granulometria muito mais uniforme que ao utilizar os dispositivos onde os canudos extrudidos são triturados depois de terem endurecido.

Salienta-se que as aplicações destes dispositivos não se limitam à fabricação de produtos alimentares, mas podem estender-se a produtos granulares de qualquer natureza, desde que a extrusão e o corte sejam efectuados sob vácuo ou à pressão atmosférica. 0 documento FR-A-2782465 divulga um tal dispositivo de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

Para satisfazer a procura crescente dos clientes por estes produtos em grãos, a requerente procurou aumentar a cadência de fabricação. Para fazer isto, a requerente aumentou a velocidade de extrusão, bem como o número de bicos de extrusão. Contudo, a requerente verificou que com estas medidas simples, os grãos ejectados depois de corte tinham a tendência de se aglomerar uns contra os outros, em cachos ou cadeias, que dificilmente se podiam dissociar, o que, por um lado, perturbava a circulação posterior dos grãos na instalação e conduzia a uma diminuição do rendimento da instalação, em vez do aumento procurado e, por outro lado, afectava a forma e o aspecto dos grãos extrudidos. A presente invenção tem por objectivo remediar os inconvenientes acima mencionados bem como outros, ao fornecer ainda um dispositivo para fabricar um produto granular por extrusão e corte que permite atingir débitos de produção de produtos claramente mais elevados que os dispositivos da técnica anterior. 2 A invenção tem, igualmente, por objectivo, fornecer um tal dispositivo que seja de concepção simples, económica e fácil de utilizar.

Para este efeito, a invenção refere-se a um dispositivo para fabricar um produto granular por extrusão e corte de acordo com a reivindicação 1 da patente. A requerente constatou, de facto, que o fenómeno de aglomeração dos grãos no interior do recinto para o interior do qual eles são projectados depois de corte, resulta do facto da densidade de grãos no volume para o qual eles são ejectados ser muito grande e por este volume ser definido pela geometria das lâminas. A requerente propõe, assim, remediar este inconveniente ao montar as lâminas das navalhas da cabeça de corte de modo a que os grãos cortados sejam projectados e distribuídos para muitas regiões do recinto e não se concentrem numa única região como era o caso dos dispositivos da técnica anterior. Pode assim utilizar-se o volume do recinto no interior do qual os grãos cortados são ejectados de modo óptimo, o que permite aumentar as cadências de produção sem ocasionar a formação de cachos de grãos no interior do recinto. Assim, esta montagem limita inclusivamente elimina, os riscos de bloqueio posteriores da instalação de produção devido a estes cachos.

De acordo com um modo de realização preferido da invenção, as lâminas das navalhas apresentam, cada uma, uma primeira face de frente para a face de extrusão e uma segunda face que intersecta a primeira face de modo a formar uma aresta de corte e que está inclinada em relação à referida face de extrusão, diferenciando-se cada tipo de lâmina de um outro tipo de lâmina por uma inclinação diferente da segunda face inclinada da 3 lâmina.

Assim, graças a esta montagem, melhora-se de modo simples a dispersão dos produtos extrudidos no interior do volume do recinto, na medida em que o produto extrudido é projectado sob vácuo segundo cones de projecção adequados aos ângulos respectivos das lâminas das navalhas.

De acordo com uma outra característica da invenção, duas lâminas sucessivas da cabeça de corte são de tipos diferentes.

De acordo, ainda, com uma outra caracteristica da invenção, a cabeça de corte compreende uma pluralidade de lâminas montadas aos pares, estando as lâminas de um mesmo tipo dispostas de modo diametralmente oposto em relação ao eixo de rotação da cabeça de corte, facilitando, assim, a equilibragem dinâmica da cabeça de corte.

Outras características e vantagens da invenção surgirão mais claramente a partir da descrição pormenorizada que se segue de um exemplo de realização da cabeça de corte de acordo com a invenção, sendo este exemplo dado a título meramente ilustrativo e não apenas limitativo, em ligação com os desenhos anexos nos quais: - a figura 1 é uma vista parcial simplificada em corte do dispositivo de acordo com a invenção; - a figura 2 é uma vista em perspectiva de um modo de realização com três pares de navalhas da cabeça de corte utilizada no dispositivo de acordo com a invenção; 4 - a figura 3 é uma vista de alçado e em perspectiva da cabeça de corte e da relação com a fieira de extrusão; - as figuras 4 a 6 ilustram vistas laterais da cabeça de corte representada na figura 2, que mostram, respectivamente, as três orientações das lâminas das navalhas em relação à face de extrusão, e - as figuras 7 e 8 mostram, esquematicamente, a dispersão dos produtos extrudidos segundo dois cones de projecção diferentes adequados aos ângulos respectivos das lâminas das navalhas, a partir de dois orifícios de extrusão alinhados num mesmo raio da fieira de extrusão.

Com referência aos desenhos e em particular às figuras 1 e 2, uma extrusora 1 de tipo conhecido compreende, na sua saída, pelo menos, uma fieira 2 de extrusão cujos orifícios 2a estão repartidos sobre dois círculos e desembocam numa superfície 3 plana dita face de extrusão. De frente para esta superfície 3 encontra-se uma cabeça 4 de corte rotativa dotada de navalhas 5 montadas para cortar os canudos de matéria extrudida que saem da fieira 2. A cabeça 4 de corte encontra-se no interior de uma câmara 6 montada para ser mantida com uma pressão inferior à atmosférica graças a uma bomba de vácuo (não representada). 0 recinto desta câmara está representado esquematicamente por uma parede 7 periférica e uma tremonha 8 inferior no interior da qual caem os produtos granulares fabricados pelo dispositivo descrito aqui e são recolhidos por meio de um extractor que permite manter o vácuo na câmara 6. A estanquidade entre a extrusora 1 e a parede 7 é garantida por meios não representados. 5 A cabeça 4 de corte roda, no sentido da seta F, em torno de um eixo 9 perpendicular à face 3 da extrusora. Ela está montada na extremidade de um veio 10 cuja outra extremidade está acoplada ao veio de um motor eléctrico (não representado).

Em funcionamento, o motor faz rodar o veio 10 e a cabeça 4 de corte com uma velocidade regulável, que pode ir, por exemplo, até 5000 rotações por minuto. O produto pastoso extrudido a quente pela extrusora 1 forma, à saída de cada orifício 2a da fieira 2, um canudo 8 que é imediatamente cortado às rodelas pelas navalhas 5 (figura 3) . Como o produto extrudido contém vapor de água e, eventualmente, outros gases, como se explicou mais acima, as rodelas incham no interior da câmara 6 sob vácuo e solidificam sob a forma de grãos que caem para dentro da tremonha 8. Pode ajustar-se a dimensão, a forma e a cadência de fabricação dos grãos, regulando, nomeadamente, a velocidade da extrusora 1, a velocidade do motor, a pressão no interior da câmara 6.

Uma forma de execução da cabeça 4 de corte rotativa está representada nas figuras 2 e 3. Ela compreende, essencialmente, um suporte 11 circular sobre o qual estão fixas várias navalhas 5 que se estendem radialmente em direcção do exterior do perímetro do suporte 11. Cada uma destas navalhas 5, 5', 5" é composta por uma lâmina 12, 12', 12" cortante que possui uma secção de forma sensivelmente trapezoidal montada tangencialmente no referido suporte 11 e fixa àquele por intermédio de um braço 13, 13', 13" intercalado num alojamento apropriado do suporte 11 circular e por uma placa 14 de aperto perfurada por dois furos para o seu aparafusamento ou rebitagem sobre o suporte 11 circular. Como se pode observar pelo exame das figuras 2 e 3, cada uma das lâminas 12, 12', 12" das 6 navalhas 5, 5', 5" apresenta duas faces, respectivamente 12a, 12'a, 12"a, e 12b, 12'b, 12"b, estando a primeira destas faces 12a, 12'a, 12"a, de frente para a face 3 de extrusão, ao passo que a segunda face 12b, 12'b, 12"b que intersecta a primeira face 12a, 12'a, 12"a, de modo a formar uma aresta 12c, 12'c, 12"c, cortante está inclinada em relação à referida face 3 de extrusão com um ângulo al, a2, a3 (fiquras 4, 5 e 6). As navalhas 5, 5', 5" serão realizadas, tipicamente, em aço temperado ou em qualquer outro material adequado para realizar ferramentas de corte, como, por exemplo, em cerâmica.

De acordo com uma variante, poderá evidentemente prever-se, realizar o suporte circular 11 numa única peça com as navalhas 5, 5', 5".

Numa variante de execução simplificada não representada, a cabeça 4 de corte compreende apenas duas navalhas 5 de um modo preferido, montadas de modo diametralmente oposto sobre cada suporte 11 circular, sendo estas duas navalhas 5 de tipos diferentes o que, no sentido da invenção, significa que a inclinação da sequnda face 12b da primeira navalha em relação à face 3 de extrusão é diferente da inclinação da segunda face da navalha oposta. Como as duas navalhas não são estritamente idênticas, compreender-se-á que uma tal montagem deve ser equilibrada por meio de uma calibragem para garantir a equilibragem dinâmica da cabeça 4 de corte. Isto é tanto mais necessário quanto as velocidades de rotação da cabeça 4 de corte sejam elevadas, e devido ao mínimo desequilíbrio danificar o veio 12 e os meios de accionamento. 7

No exemplo representado na figura 2, a cabeça 4 de corte compreende seis navalhas 5, 5', 5" espaçadas regularmente, sendo duas navalhas 5, 5'; 5', 5"; 5", 5 sucessivas de tipos diferentes, isto é, a inclinação em relação à face 3 de extrusão da segunda face 12b de uma navalha 5 dada, é diferente da inclinação da segunda face 12'b da navalha seguinte 5'. De um modo preferido, e como sobressai da figura 2, emparelham-se as navalhas 5, 5', 5" aos pares. Por outras palavras, duas navalhas 5 de um mesmo tipo, isto é, cuja inclinação das segundas faces 12b, das lâminas 12 em relação à face 3 de extrusão é a mesma, estão dispostas de modo diametralmente oposto em relação ao eixo de rotação da cabeça 4 de corte. 0 ângulo de inclinação al, a2, a3 da segunda face de cada lâmina em relação à superfície da face de extrusão é escolhida entre 15° e 75°. Sabendo-se que da escolha do ângulo depende, igualmente, a qualidade do corte, bem como a possibilidade de afiar as lâminas, escolher-se-ão ângulos compreendidos, de um modo preferido, entre 30° e 60°.

Como representado nas figuras 4 a 6, a cabeça de corte compreende três pares de lâminas, apresentando as lâminas diametralmente opostas de cada par um ângulo de inclinação al, a2 e a3 da sua face inclinada em relação à face de extrusão, respect ivamente de al = 35° (figura 3), a2 = 40° (figura 4) e a3 = 45° (figura 5) . Uma tal montagem permite obter o objectivo procurado da invenção, isto é, melhorar a dispersão dos produtos extrudidos no interior do volume do recinto, na medida em que o produto extrudido é projectado sob vácuo no instante do corte, a partir de cada orifício de extrusão, segundo três cones de projecção adequados aos ângulos respectivos dos três pares de lâminas de navalhas que passam à frente dos orifícios. A título de exemplo, representou-se nas figuras 7 e 8 a dispersão dos produtos extrudidos, a partir de dois orifícios de extrusão alinhados sobre um mesmo raio da fieira de extrusão. Como se pode constatar, os produtos extrudidos são ejectados segundo dois cones Cl e C2 de projecção distintos que correspondem, respectivamente, ao corte destes produtos por duas lâminas que apresentam ângulos de inclinação em relação à face de extrusão diferentes. Além disso, uma tal montagem aos pares simplifica consideravelmente os problemas de equilibragem dinâmica da cabeça de corte, na medida em que os pares de lâminas de navalhas se equilibram mutuamente. É evidente que a presente invenção não está limitada ao modo de realização que se descreveu e que podem ser concebidas diversas modificações e variantes simples pelo especialista da técnica sem sair do quadro da invenção, tal como definido pelas reivindicações anexas. Em particular, pode conceber-se realizar navalhas em que as faces posteriores das lâminas apresentem todas a mesma inclinação em relação à face de extrusão, mas cujas arestas cortantes formem ângulos diferentes com os raios da cabeça de corte.

Lisboa, 5 de Abril de 2012 9

Claims (6)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para fabricar um produto granular por extrusão e corte, compreendendo uma extrusora (1) dotada com, pelo menos, uma fieira (2) de extrusão que apresenta uma face (3) de extrusão na qual desembocam orifícios (2a) de extrusão, uma cabeça (4) de corte accionada em rotação e compreendendo, pelo menos, duas lâminas (5) de navalha montadas para passarem à frente dos orifícios, caracterizado por as lâminas (12) serem, pelo menos, de dois tipos e estarem montadas para apresentarem ângulos de corte diferentes em relação à face de extrusão, de modo a projectar o referido produto granular depois de corte segundo, pelo menos, dois cones de projecção diferentes.
2. 2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que as referidas lâminas de navalha apresentam, cada uma, uma primeira face (12a) de frente para a face de extrusão e uma segunda face (12b) que intersecta a primeira face de modo a formar uma aresta de corte e que está inclinada em relação à referida face (3) de extrusão, caracterizado por cada tipo de lâmina se diferenciar de um outro tipo de lâmina por uma inclinação diferente da segunda face inclinada da lâmina.
3. 3. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por duas lâminas sucessivas da cabeça de corte serem de tipos diferentes.
4. 4. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a cabeça (4) de corte 1 compreender uma pluralidade de lâminas (12) montadas aos pares, estando as lâminas de um mesmo tipo dispostas de modo diametralmente oposto em relação ao eixo de rotação da cabeça de corte.
5. 5. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado por o ânqulo de corte para cada lâmina ser escolhido entre 15° e 75° e, de um modo preferido, entre 300 e 600 .
6. 6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a cabeça de corte compreender três pares de lâminas, apresentando as lâminas de cada par um ângulo de inclinação da sua face inclinada em relação à face de extrusão de, respectivamente, 35°, 40° e 45°. Lisboa, 5 de Abril de 2012 2