Producción de galletas alimenticias expandidas.

Un aparato para producir galletas infladas a partir de una materia prima que contiene almidón mediante el horneado a presión y la expansión de dicha materia prima en un molde calentado que comprende un elemento de molde superior,

un elemento de molde inferior con un elemento de molde periférico móvil entre los mismos, dicho aparato que comprende además medios de conducción y expansión para dicho molde, caracterizado porque

(a) dichos elementos de molde comprenden la combinación de una placa de molde superior estacionaria que puede calentarse (1) que comprende uno o más elementos del troquel superior dirigidos hacia abajo (2), dicha placa superior que se ajusta desmontablemente y fija a un elemento del bastidor superior del bastidor del aparato, una placa del molde inferior que puede calentarse (3) que comprende uno o más elementos perforadores o del troquel dirigidos hacia arriba (4) dispuestos en un registro con dichos elementos del troquel superior, dicha placa de molde inferior que se adapta para moverse hacia arriba y hacia abajo con relación a dicha placa de molde superior, y una placa de molde intermedia opcionalmente que puede calentarse (6) de espesor predeterminado en la dimensión de altura dispuesta entre dichas placas de molde superior e inferior, que comprende uno o más agujeros del troquel (7) dispuestos en registro con dichos elementos del troquel superior (2) y elementos perforadores inferiores (4), dicha placa intermedia que se adapta para moverse hacia arriba y hacia abajo con relación a dicha placa de molde superior y dicha placa de molde inferior tal que lo mismo uno que ambos de dichos troqueles superiores y perforadores inferiores se reciben de manera deslizable en dichos agujeros del troquel para así definir cavidades del molde en los mismos; y

(b) dichos medios de conducción se conectan directamente solo a dicho molde inferior o placa perforadora (3) y comprenden al menos una unidad de pistón del cilindro hidráulica (10) montada directamente debajo de dicha placa del molde, dicho pistón que tiene un vástago de accionamiento (9') conectado con un miembro portador (5,9) de dicha placa perforadora inferior, de manera que el vástago de accionamiento del pistón y el eje del miembro portador se disponen verticalmente en línea; y

(c) en donde dicha unidad cilindro pistón (10) comprende cámaras interiores escalonadas de volumen diferente, adaptadas para la salida de aceite diferencial y para mover el pistón en la dirección hacia abajo a una velocidad sustancialmente más alta que en la dirección hacia arriba.

Producción de galletas alimenticias expandidas

La presente invención se refiere a la producción de alimentos inflados del tipo de galletas expandidas de forma y dimensiones deseadas que pueden obtenerse horneando a presión una materia prima de cereal, mezclas de cereales y otras materias primas alimenticias las cuales todas contienen una cantidad adecuada de almidón expandióle. La materia prima puede incluir granos enteros, granos aplastados o partidos, material previamente tratado tal como granos al vapor o pregelatinizados, incluso granos molidos y mezclas de los mismos en forma de gránulos que comprenden un constituyente gelatinoso o de almidón deseado seleccionado a partir de maíz, trigo, arroz, cebada, soya, papa, etc.

Hornear a presión y expandir una materia prima alimenticia que contiene almidón dentro de galletas infladas, pasteles, minipasteles y aperitivos similares, lo cual se lleva a cabo usualmente entre los troqueles calentados de un molde que puede cerrarse, se ha vuelto una tecnología estándar en el campo de fabricar productos nutricionales que promueven la salud de bajo contenido en grasa con cantidades apropiadas de proteína y carbohidratos.

Los procesos y aparatos de producción para las galletas infladas se describen en numerosas publicaciones de patentes tales como por ejemplo US-A-4328741, US-A-4667588, US-A-4734289, US-A-488818, US-A-512677, US-A-5376395, US-A-5467693, US-A-556221, US-A-57551 52, EP-A-36731, WO-A-88/797, EP-A-49931, EP-A-1 25764 etc.

Cada uno de dichos documentos enseña diseños de aparatos específicos y/o variaciones del proceso para mejorar aspectos particulares de la fabricación de galletas infladas.

Adicionalmente se han hecho varias propuestas para hacer el sabor, la textura y la forma de las galletas infladas más sensibles a las preferencias del consumidor. Sin embargo, la tecnología convencional con frecuencia falla en producir un producto consistente a una economía aceptable y la maquinaria conocida no es capaz en su mayor parte de producir galletas de grado de expansión ampliamente variable y formas o texturas base que difieren demasiado.

El presente inventor, tras examinar las diferentes formas de procesamiento de galletas de la técnica anterior, llegó a la conclusión de que los métodos y dispositivos existentes de importancia comercial todavía tenían espacio para la mejora del control w.r.t. y efectividad del ciclo de horneado expansión, en particular su ajuste y ajuste fino de acuerdo con el tipo de producto requerido. El objetivo de un mejor control de expansión es generalmente la provisión de un método de producción más confiable en términos de calidad de la galleta, rendimiento y productividad de la maquinaria. Sin embargo, los productos de galletas especiales y más recientes se consideran que involucran ciclos de horneado expansión adaptables y más estrechamente controlados, los cuales no se pueden realizar con la tecnología estándar o al menos no en condiciones óptimas. Por lo tanto, existe una necesidad para proporcionar métodos y aparatos de producción que tienen la habilidad y la flexibilidad para producir, de una forma consistente, bastantes requerimientos diferentes de galletas infladas en términos de forma, densidad y composiciones a base de cereal o almidón. De esta forma las preferencias especiales del consumidor respecto a las combinaciones deseadas de las propiedades de las galletas (que incluyen crujiente, sabor, densidad, estabilidad de forma, textura etc.) podrían desarrollarse e incorporarse dentro de calidades de galletas particulares diferentes.

Para lograr esta meta existe aparentemente una necesidad para mejoras de aparatos adicionales e innovaciones de procesos adecuadas, las cuales hasta ahora no se han abordado o sugerido en la técnica anterior.

En relación con esto, la patente US-A-512677 describe un sistema de accionamiento mejorado que comprende un mecanismo de palanca accionado por un gato hidráulico que tiene su eje de accionamiento dispuesto en una posición casi horizontal al lado del miembro de palanca. Dicho documento describe además un molde de tres partes con un troquel superior fijo y un troquel de anillo móvil.

El documento US-A-5376395 de Pels se dirige a un sistema de horneado expansión mediante el uso de un anillo de molde fijo que recibe en las entradas del molde opuestas un troquel superior móvil y un troquel inferior móvil, de esta manera que permite un alivio de presión de la cavidad del molde como una etapa de preexpansión. Los troqueles se arreglan en una alineación vertical de su eje soporte y vástago de accionamiento sin especificar el sistema de accionamiento.

El documento EP-A-125764 de Quaker describe un proceso para fabricar galletas de baja densidad que hace uso de la tecnología de horneado a presión estándar. El documento de Quaker muestra la alineación vertical del eje soporte y el vástago de accionamiento para los troqueles superior e inferior respectivos, lo cual es usual en aparatos con molde central fijo y troqueles superior e inferior de accionamiento neumático.

La técnica anterior, sin embargo, no dice nada sobre (concreto) accionamientos hidráulicos para aparatos como se describe en los documentos de Pels y Quaker mencionados anteriormente. De hecho, los accionamientos hidráulicos "directos" se consideraron comúnmente inadecuados por dos razones principales: por un lado un riesgo intrínseco de

deterioro del aceite hidráulico y posibles contaminaciones del aceite, lo cual es totalmente inaceptable en la industria de alimentos, y por otro lado el hecho y convicción de que los cilindros hidráulicos son normalmente muy lentos para acomodar las velocidades de expansión muy altas (tipo explosión) en materiales de cereales que se inflan.

La presente invención evita el posible problema de contaminación de aceite mediante la proporción de un solo accionamiento hidráulico y mediante la disposición de este debajo de la cavidad del molde que contiene el alimento

granular.

El objetivo de la presente invención es evitar los inconvenientes de los dispositivos y procesos de la técnica anterior en la producción de galletas expandidas. Un objetivo adicional de la invención es mejorar la productividad y flexibilidad de la tecnología de fabricación de galletas que existe y hacer la maquinaria menos engorrosa y más confiable.

Estos y otros objetivos se logran por la presente invención mediante la proposición de la combinación de un molde de tres partes, el cual es parte de un desarrollo anterior por el presente inventor, y de un accionador de aparato y concepto de control de proceso novedoso, diseñado para ser capaz de proporcionar una activación de accionamiento directa y permitir una respuesta de expansión rápida, cuya expansión es además ajustable a una extensión variable precisa.

Este concepto permite la producción económica de un amplio rango de productos de aperitivos inflados "personalizados", mientras que retiene para cada producto la consistencia requerida en forma y calidad junto con las propiedades especiales deseadas incorporadas.

Además, la operación de la máquina permanece simple mientras que el aparato compacto mismo permite flexibilidad y no obstante producción en serie de diferentes tipos de productos expandidos, y esto en circunstancias de fiabilidad técnica alta y competitividad económica.

En consecuencia la invención propone un aparato de inflado que comprende un molde que puede calentarse formado por la combinación de un elemento de troquel superior que puede calentarse, un troquel de anillo o elemento de troquel periférico y un elemento de troquel inferior que puede calentarse, cuyos elementos de troquel se conectan operativamente para así definir de forma cooperativa en los mismos un molde de horneado a presión y una cámara de expansión, las mejoras en donde el troquel superior es un elemento estacionario que forma un soporte de presión y/o medios de guía de recepción para el troquel de anillo, ambos el troquel superior y el troquel de anillo que definen una cavidad del molde que se abre en el extremo en la dirección hacia abajo, dicho troquel de anillo o elemento anular que puede moverse verticalmente en una dirección hacia arriba y en una dirección hacia abajo lejos del troquel superior estacionario, y en donde el elemento de troquel inferior es un perforador que puede calentarse soportado y accionado directamente por un gato hidráulico montado verticalmente en línea con dicho perforador móvil, y en donde dicho gato hidráulico comprende al menos un elemento de pistón de cilindro y medios que permiten el desplazamiento diferencial que puede controlarse de al menos dicho elemento de pistón cuando se mueve en la dirección hacia arriba con... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para producir galletas infladas a partir de una materia prima que contiene almidón mediante el horneado a presión y la expansión de dicha materia prima en un molde calentado que comprende un elemento de molde superior, un elemento de molde inferior con un elemento de molde periférico móvil entre los mismos, dicho aparato que comprende además medios de conducción y expansión para dicho molde, caracterizado porque

(a) dichos elementos de molde comprenden la combinación de una placa de molde superior estacionaria que puede calentarse (1) que comprende uno o más elementos del troquel superior dirigidos hacia abajo

(2) , dicha placa superior que se ajusta desmontablemente y fija a un elemento del bastidor superior del bastidor del aparato, una placa del molde inferior que puede calentarse (3) que comprende uno o más elementos perforadores o del troquel dirigidos hacia arriba (4) dispuestos en un registro con dichos elementos del troquel superior, dicha placa de molde inferior que se adapta para moverse hacia arriba y hacia abajo con relación a dicha placa de molde superior, y una placa de molde intermedia opcionalmente que puede calentarse (6) de espesor predeterminado en la dimensión de altura dispuesta entre dichas placas de molde superior e inferior, que comprende uno o más agujeros del troquel (7) dispuestos en registro con dichos elementos del troquel superior (2) y elementos perforadores Inferiores (4), dicha placa intermedia que se adapta para moverse hacia arriba y hacia abajo con relación a dicha placa de molde superior y dicha placa de molde inferior tal que lo mismo uno que ambos de dichos troqueles superiores y perforadores inferiores se reciben de manera deslizable en dichos agujeros del troquel para así definir cavidades del molde en los mismos; y

(b) dichos medios de conducción se conectan directamente solo a dicho molde Inferior o placa perforadora

(3) y comprenden al menos una unidad de pistón del cilindro hidráulica (1) montada directamente debajo de dicha placa del molde, dicho pistón que tiene un vástago de accionamiento (9') conectado con un miembro portador (5,9) de dicha placa perforadora inferior, de manera que el vástago de accionamiento del pistón y el eje del miembro portador se disponen verticalmente en línea; y

(c) en donde dicha unidad cilindro pistón (1) comprende cámaras interiores escalonadas de volumen diferente, adaptadas para la salida de aceite diferencial y para mover el pistón en la dirección hacia abajo a una velocidad sustancialmente más alta que en la dirección hacia arriba

2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la unidad cilindro/pistón comprende la combinación de dos elementos cilindro/pistón verticalmente alineados (1').

3. Un aparato de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, que comprende medios para ajustar y controlar un volumen de expansión para dicho producto horneado a presión dentro de dicho molde que puede calentarse.

4. Un aparato de acuerdo con las reivindicaciones 1 a la 3, que comprende medios para controlar la velocidad de retracción de dicho pistón del cilindro respecto a dicha placa perforadora inferior (4) con relación a la velocidad de expansión de dicho producto horneado a presión.

5. Un aparato de acuerdo con las reivindicaciones 1 a la 4, en donde al menos una de dicha unidad cilindro pistón comprende un puerto de aceite superior (21) y un puerto de aceite inferior (22), y dos líneas de aceite respectivas que conectan dichos puertos de aceite alternativamente a una fuente de aceite a alta presión y a un depósito de retorno de aceite de un sistema de potencia hidráulico del aparato, dichas dos líneas de aceite que pasan a través de una unidad de válvula capaz de conmutar simultáneamente las líneas de aceite alternativamente a una conexión de alimentación de aceita (bomba) a alta presión y a una conexión de retorno de aceite (depósito).

6. Un aparato de acuerdo con las reivindicaciones 1-5, que comprende medios de control y dirección que actúan sobre un sistema de potencia hidráulico (11,16,17) conectado con dicha unidad de cilindro pistón (1) y sobre medios de activación (8) para dicho periférico (6), de esta manera que permite el movimiento y posicionamiento independiente, que incluye sostener y/o presionar temporalmente, el perforador inferior (4) y el molde periférico (6) con relación a la placa del molde superior fijo (1) y uno al otro, en donde el cilindro pistón se desplaza en una dirección deseada sobre una longitud de golpe predeterminada mediante el flujo de aceite bajo presión que actúa selectivamente sobre cualquier lado de dicho pistón, dicho flujo de aceite a presión que se entrega desde dicho sistema de potencia hidráulica mediante la activación y posicionamiento selectivo de la válvula de múltiples posiciones, a través de la cual pasan una primera línea de alimentación de aceite hacia una cámara superior del cilindro pistón y una segunda línea de flujo de aceite de retorno desde una cámara inferior del cilindro pistón, dichas dos líneas de flujo de aceite que conmutan selectivamente a la alimentación de aceite a presión y/o al flujo de retorno de acuerdo con la posición de control de dicha válvula de múltiples posiciones.

7. Un método para fabricar galletas alimenticias infladas de textura y forma deseada mediante el uso de un aparato como se define en las reivindicaciones 1 a la 6, dicho método que comprende las etapas de: alimentar un cantidad dada de materia prima que contiene almidón en una cavidad del molde formada por el perforador

calentado y el molde periférico, comprimir y hornear el material mediante el movimiento del perforador y el molde periférico hacia arriba contra la placa del molde superior calentada que incluye sujetar el perforador bajo presión por medio del cilindro pistón inferior, llevar a cabo opcionalmente al menos una expansión parcial intermedia mediante la liberación del perforador hacia abajo por una cantidad de tiempo pequeña deseada seguida por al menos una recompresión mediante el movimiento del perforador hacia arriba, expandir el material horneado a presión a una extensión deseada mediante retirar rápidamente el perforador sobre una distancia dada dentro de la cavidad del molde y mantener el perforador un tiempo corto deseado en esta posición, opclonalmente recomprimir ligeramente la galleta expandida para su Igualación de espesor, mover el perforador y el molde periférico hacia abajo para así abrir completamente la cavidad del molde y hacer a la galleta expandida descansar libre sobre la superficie superior del perforador, y descargar la galleta expandida del perforador.

8. Un método para fabricar galleta alimenticia inflada de acuerdo con la reivindicación 7, que tiene la forma de un minipastel con superficies cóncavas o convexas, opcionalmente que incluye hoyuelos gruesos.

9. Un método para fabricar galleta alimenticia inflada de acuerdo con la reivindicación 7, que tiene la forma de una rodaja fina o de forma doblada tridimensionalmente irregular de espesor constante o variable.