Una disposición de cuchillo para minimizar la aparición de grietas y fisuras durante el corte a alta velocidad de productos alimenticios.

Una rueda de corte para cortar rodajas de un producto (172) alimenticio,

en la que la rueda de corte tiene un cubo y comprende una pluralidad de cuchillos (150') que se extienden generalmente de manera radial desde el cubo, en la que cada cuchillo (150') tiene una superficie (170) de calibración, en la que un borde (158) de corte se mueve en un plano (P) de corte cuando se hace girar la rueda y un borde (162) de salida opuesto al borde (158) de corte, un extremo (164') terminal de la superficie (170) de calibración contigua o que intersecta el borde de cuchillo opuesto al borde (158) de corte que se extiende sustancialmente paralelo al borde (158) de corte de un cuchillo (150') contiguo y separado del borde (158) de corte del cuchillo contiguo en una dirección esencialmente perpendicular al plano (P) de corte de la rueda de corte para definir entre ellas una abertura de puerta, en la que la abertura de puerta es sustancialmente constante y define un espesor (tf) del producto alimenticio cortado en rodajas, y en la que la dimensión de la distancia entre el extremo (164') terminal de la superficie (170) de calibración y el borde (158) de corte de un cuchillo (150') contiguo, medida a lo largo de una dirección paralela a un plano (P) de corte de la rueda de corte, define una dimensión (y2) de garganta, caracterizada por que la relación (y2 / tf) de la dimensión (y2) de garganta a espesor (tf) de rodaja es de 1 a 1,7 y el extremo (164') terminal de la superficie (170) de calibración de un cuchillo (150') es movido lejos del borde (158) de corte de un cuchillo (150') contiguo y es movido lejos del borde (162) de salida opuesto al borde (158) de corte de dicho cuchillo (150'), en la que la superficie (170) de calibración y el borde (162) de salida de dicho cuchillo están unidos por una superficie (182) de bisel.

Una disposición de cuchillo para minimizar la aparición de grietas y fisuras durante el corte a alta velocidad de productos alimenticios

Antecedentes de la invención

1. Campo

La presente invención se refiere a una disposición de cuchillo para minimizar la aparición de grietas y fisuras ("feathering") en productos alimenticios, en particular patatas, durante el corte a alta velocidad de los productos.

2. Técnica relacionada

Es conocido un aparato de corte en rodajas de productos alimenticios en el que un producto alimenticio es transportado a una rueda giratoria que tiene una pluralidad de hojas de corte, de manera que el producto alimenticio es cortado en rodajas. En la industria de procesamiento de alimentos, en particular, procesamiento de patatas fritas, es de vital importancia que el producto alimenticio sea cortado en rodajas que tienen un espesor uniforme con un mínimo o nulo daño del producto alimenticio. Dicha uniformidad de espesor facilita el procesamiento posterior del producto alimenticio proporcionando una cantidad máxima de producto alimenticio usable con una cantidad mínima de residuos, y facilita una cocción, un cocinado y una fritura uniformes de los productos después de cortar los mismos.

En términos generales, los dispositivos de corte en rodajas de alimentos comprenden aquellos que tienen una rueda giratoria en la que una pluralidad de hojas se extienden entre un cubo y un borde, y el producto alimenticio es alimentado a través del plano de corte de la rueda giratoria, y aquellos que tienen un tambor en los que la circunferencia del tambor comprende una pluralidad de zapatas, donde cada zapata tiene un cuchillo de corte en la misma, en el que el borde de corte de un zapata está separado de un borde de salida de una zapata contigua para controlar los espesores del producto alimenticio cortado en rodajas. En los dispositivos de corte de tipo tambor, el producto alimenticio es alimentado al interior del tambor sobre una base giratoria y es puesto en contacto, mediante paletas u hojas sobre la base y mediante una fuerza centrífuga, con los cuchillos de corte estacionarlos, que se extienden axialmente, que sobresalen radialmente hacia el Interior del tambor. En términos generales, el control de la uniformidad del espesor de los productos alimenticios cortados en rodajas con el dispositivo de rueda giratoria requiere una coordinación precisa entre la velocidad de rotación de la rueda, la separación entre las hojas de la rueda y la velocidad de alimentación del producto alimenticio.

Los aparatos de corte de tipo de tambor controlan con precisión el espesor del producto alimenticio cortado en rodajas, pero no pueden alcanzar el alto volumen de salida deseado sin la posibilidad de dañar el producto alimenticio. El volumen de salida de estos dispositivos está limitado por la velocidad de rotación de la base, que debe ser limitada para prevenir posibles daños al producto alimenticio por el contacto con las paletas u hojas de la base. Otro inconveniente asociado con este tipo de aparato de corte en rodajas se refiere a la orientación de los productos alimenticios alargados. Frecuentemente, es deseable cortar en rodajas un producto alimenticio alargado perpendicular al eje longitudinal del producto alimenticio alargado o formando un ángulo oblicuo con respecto al mismo. Sin embargo, es extremadamente difícil orientar apropiadamente los productos alimenticios alargados, que pueden tener dimensiones variables, tanto longitudinal como lateralmente, en el aparato de corte en rodajas de tipo de tambor con el fin de cortar en rodajas el producto alimenticio en la orientación deseada.

Las ruedas de corte típicas conocidas se ¡lustran en las Figuras 1 y 2. Un primer tipo de rueda conocida ¡lustrada en la Figura 1 comprende un cubo 1, alrededor del cual hay dispuesto, de manera concéntrica, un borde 12, en el que el cubo y el borde están interconectados por una pluralidad de cuchillos 14. Cada uno de los cuchillos 14 tiene un borde 16 de corte orientado en la dirección de rotación de la rueda, Indicada por la flecha 18. La anchura W de cada uno de los cuchillos 14 de corte es relativamente pequeña, formando de esta manera un espacio 2 que se extiende radialmente entre un borde de salida de un cuchillo y el borde de corte del cuchillo contiguo, que tiene grandes dimensiones en una dirección circunferencial. No solo es el espacio 2 entre los cuchillos relativamente grande, sino que la dimensión circunferencial de este espacio 2 es mayor en una posición contigua al borde que en una posición contigua al cubo.

Un segundo tipo de rueda de corte conocida se ilustra en la Figura 2, en la que el cubo 1 y el borde 12 son similares a los de la rueda de corte descrita anteriormente, pero los cuchillos 22 de corte tienen una anchura W mayor. Una vez más, cada uno de los cuchillos 22 tiene un borde 24 de corte orientado en la dirección de rotación, ¡lustrada por la flecha 26. Aunque el espacio 28 radial entre el borde de corte de un cuchillo y un borde de salida de un cuchillo contiguo es algo menor que en la rueda de corte conocida, descrita anteriormente, las dimensiones circunferenciales del espacio 28 varían en gran medida entre el borde y el cubo.

Típicamente, el producto alimenticio es transportado a través del plano de corte de la rueda de corte a una velocidad constante y la rueda de corte se hace girar también a una velocidad constante. Las dimensiones circunferenciales variables de los espacios 2 y 28 radiales entre los cuchillos 14 y 24 contiguos hacen que sea difícil conseguir un alto nivel deseado de uniformidad en el espesor del producto alimenticio cortado en rodajas.

Todavía otros cuchillos de la técnica anterior para cortar en rodajas productos alimenticios en una máquina

giratoria de corte en rodajas se ilustran en las Figuras 3-7, en la que los elementos 3 de hoja de cuchillo formados

con una forma triangular o cuchillos que comprenden soportes 48 triangulares que soportan elementos 5 de hoja se usan para mantener un hueco radial constante entre los cuchillos contiguos montados en una rueda de corte.

Todavía otros ejemplos de cuchillos de la técnica anterior adecuados para su uso en ruedas de corte se ¡lustran en las Figuras 1-19, en las que hay provista una superficie 7 de calibración en el lado de un cuchillo de corte orientado hacia el producto alimenticio sin cortar para controlar la uniformidad de las rodajas cortadas por el cuchillo. Para una descripción más completa de los cuchillos de corte de la técnica anterior descritos anteriormente, puede hacerse referencia a la patente US N° 5.992.284 concedida el 3 de Noviembre de 1999 y asignada al titular de la presente solicitud.

Aunque los cuchillos de la técnica anterior que incorporan superficies de calibración tal como se describe en la

patente N° 5.992.284 y se ¡lustra en las Figuras 9-19, que se describirán más detalladamente más adelante,

producen rodajas de producto alimenticio que tienen espesores altamente uniformes y precisos, se observó que ciertos productos alimenticios de núcleo duro, tales como patatas destinadas a su uso en la producción de productos alimenticios tales como patatas fritas o patatas fritas al estilo francés, contenían grietas o fisuras a lo largo de la superficie de la rodaja cortada orientada hacia el borde de corte del cuchillo de corte en rodajas, un fenómeno denominado "feathering" en la industria de reducción de productos alimenticios.

El documento WO 1/41983, que puede considerarse como la técnica anterior más cercana, describe otro ejemplo de la técnica anterior en el que se proporciona un elemento saliente inclinado en el extremo de una cinta transportadora de alimentos inmediatamente delante de una rueda de corte giratoria que tiene hojas que se extienden radialmente en la misma que están provistas de superficies de calibración inclinadas orientadas en la dirección del producto alimenticio que se desplaza hacia delante a ser cortado. Los bordes de corte de los cuchillos están situados contiguos a los bordes de salida de las superficies de calibración.

Sumario de la invención

La presente invención se basa en el descubrimiento de que la aparición de grietas y fisuras en los productos alimenticios de núcleo duro, tales como las patatas cortadas en cortadoras giratorias o de tambor que usan superficies de calibración, puede ser minimizada y prácticamente eliminada controlando la relación entre la dimensión de la garganta de corte y el espesor de rodaja, en el que la dimensión de la garganta de corte es la distancia entre el borde terminal de una superficie de calibración de un cuchillo de ataque y el borde de corte de un cuchillo de salida en una máquina de corte en rodajas giratoria,... [Seguir leyendo]

1. Una rueda de corte para cortar rodajas de un producto (172) alimenticio, en la que la rueda de corte tiene un cubo y comprende una pluralidad de cuchillos (15) que se extienden generalmente de manera radial desde el cubo, en la que cada cuchillo (15) tiene una superficie (17) de calibración, en la que un borde (158) de corte se mueve en un plano (P) de corte cuando se hace girar la rueda y un borde (162) de salida opuesto al borde (158) de corte, un extremo (164) terminal de la superficie (17) de calibración contigua o que ¡ntersecta el borde de cuchillo opuesto al borde (158) de corte que se extiende sustancialmente paralelo al borde (158) de corte de un cuchillo (15) contiguo y separado del borde (158) de corte del cuchillo contiguo en una dirección esencialmente perpendicular al plano (P) de corte de la rueda de corte para definir entre ellas una abertura de puerta, en la que la abertura de puerta es sustancialmente constante y define un espesor (tf) del producto alimenticio cortado en rodajas, y en la que la dimensión de la distancia entre el extremo (164) terminal de la superficie (17) de calibración y el borde (158) de corte de un cuchillo (15) contiguo, medida a lo largo de una dirección paralela a un plano (P) de corte de la rueda de corte, define una dimensión (y2) de garganta, caracterizada por que la relación (y2 / tf) de la dimensión (y2) de garganta a espesor (tf) de rodaja es de 1 a 1,7 y el extremo (164) terminal de la superficie (17) de calibración de un cuchillo (15) es movido lejos del borde (158) de corte de un cuchillo (15) contiguo y es movido lejos del borde (162) de salida opuesto al borde (158) de corte de dicho cuchillo (15), en la que la superficie (17) de calibración y el borde (162) de salida de dicho cuchillo están unidos por una superficie (182) de bisel.

2. Rueda de corte según la reivindicación 1, caracterizada por que dicho cuchillo (15) Incluye una zona (155a) plana que se extiende a lo largo de su borde (158) de corte orientado alejándose de la superficie (17) de calibración y un único bisel (154) primario solo a lo largo del borde (158) de corte orientado hacia el lado del cuchillo que incluye la superficie (17) de calibración, en el que un bisel afilado final a lo largo del borde (158) de corte en el lado de dicho borde (158) de corte incluye dicho bisel (154) primario, y un bisel (16) afilado posteriora lo largo del borde (158) de corte opuesto a dicho lado que incluye el bisel (154) primarlo; en la que dicho bisel (154) primario está inclinado 8,5° con relación al plano principal del cuchillo y en el que cada uno de entre dicho bisel afilado final y dicho bisel (16) afilado posterior se extiende 12-13° con relación al plano principal; y además en el que dicho cuchillo (15) comprende un elemento de lámina de acero endurecido con un alto contenido de carbono que mide ,4 mm (,15 pulgadas) de espesor, y en la que dicho bisel primarlo es de 2-2,5 mm (,8- ,1 pulgadas) de anchura desde el borde (158) de corte a una intersección del bisel con una superficie exterior de cuchillo no biselada.

3. Rueda de corte según la reivindicación 1 o 2, en la que dicho borde (162) de cuchillo opuesto al borde (158) de corte se extiende en un plano transversal que ¡ntersecta el cuchillo, y en la que dicho extremo (164) terminal de la superficie (17) de calibración ¡ntersecta una parte omitida de una unión (164) teórica entre dicho borde (162) de cuchillo y una superficie (17) de calibración completamente extendida a dicho plano transversal.

4. Rueda de corte según la reivindicación 1, en la que dicho cuchillo (15) comprende un conjunto de un soporte (148), un elemento (15) de cuchillo, una abrazadera (152) y al menos un elemento (156) de sujeción, en el que el elemento (15) de cuchillo es sujetado contra una superficie (149) de soporte arqueada cóncava de dicho soporte (148) debajo de la abrazadera (152) que es empujada contra el elemento (15) de cuchillo por el al menos un elemento (156) de sujeción, en el que dicho borde (158) de corte situado en el extremo distal de dicho elemento (15) de cuchillo en un extremo terminal de una extensión de cuchillo del elemento de cuchillo que se extiende distalmente más allá de un borde (188) de ataque terminal del soporte (148), y en el que dicho borde (188) de ataque terminal de dicho soporte (148) comprende un punto de apoyo contra el cual es empujado el elemento (15) de cuchillo por la abrazadera (152) tras el apriete de dicho al menos un elemento (156) de sujeción contra el elemento (15) de cuchillo, en el que el borde (158) de corte de dicho elemento de cuchillo se mueve en dirección opuesta al movimiento del elemento (15) de cuchillo situado debajo de dicho al menos un elemento de sujeción tras un movimiento de apriete de dicho al menos un elemento (156) de sujeción, y en el que el rango de movimiento de dicho borde (158) de corte con relación al plano (P) de corte es de al menos ,15 mm (,6 pulgadas).

5. Rueda de corte según la reivindicación 2, en la que dicho bisel (154) primario define una superficie de bisel que está orientada de manera sustancialmente tangente a dicho plano (P) de corte.

6. Rueda de corte según la reivindicación 2, que Incluye muescas (193) circulares discretas separadas longitudinalmente en dicha superficie (194) de calibración dispuesta a lo largo de dicho extremo terminal de la superficie (194) de calibración.