QUINTANILLA ÁLVAREZ, Juan Andrés (Saint Denis # 1157, Col. Cumbres San AgustínMonterre, Nuevo León ., 64346, MX)
CHÁVEZ VÁLDEZ, Daniel David (Calle Uman # 732, Col. Balcones de AnáhuacSan Nicolás de los Garz, Nuevo León ., 66412, MX)
QUINTANILLA ÁLVAREZ, Juan Andrés (Saint Denis # 1157, Col. Cumbres San AgustínMonterre, Nuevo León ., 64346, MX)
| REIVINDICACIONES Un aparato para elaborar bolas o madejas de queso de pasta hilada, caracterizado por comprender: un canal de alimentación para suministrar una tira de pasta hilada de queso; una tolva guía conectada por su base mayor a dicho canal de alimentación y que por su base menor alinea verticalmente la tira de pasta hilada de queso alimentada por el canal de alimentación; una pinza de enrollado conectada al eje de un primer motor en posición horizontal, en donde dicha pinza de enrollado tiene un ojal alineado verticalmente con la base menor de dicha tolva guía y que por dicho ojal se engancha un extremo de dicha tira de pasta hilada de queso; y un soporte-eje montado sobre una base conectado por un extremo a dicho primer motor en posición horizontal y por otro extremo está conectado al eje de un segundo motor en posición vertical, tal que dicho segundo motor proporciona a dicho soporte-eje un movimiento angular de vaivén sobre su eje de rotación vertical de entre 0o a 360°; en donde dicha tira de pasta hilada de queso, a medida que es alimentada por la tolva guía, es hecha bola o madeja mediante los movimientos angulares combinados de dicha pinza y dicho soporte-eje. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado porque dicho canal de alimentación tiene un tramo horizontal cuyo extremo libre hace una curvatura vertical conectándose a dicha tolva guía. 3. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye un primer sensor de posición y un motor de rodillos entre dicha tolva y el canal de alimentación, en donde dicho primer sensor de posición percibe la presencia del extremo de la tira de pasta hilada de queso entrando a la base mayor de dicha tolva guía, generando una señal para activar el arranque del motor de rodillos cuyos rodillos controlan la tensión y empuje de la tira de pasta de hilada de queso siendo alimentada. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye una cuchilla montada de manera cercana a la base menor de dicha tolva guía, en donde dicha cuchilla está conectada a un servo-mecanismo para cortar la tira de pasta hilada de queso siendo alimentada, bajo la determinación de que la bola o madeja de queso ha sido terminada. El aparato de la reivindicaciones 3 y 4, caracterizado porque dicha tolva guía, dicho primer sensor de posición, dicho motor de rodillos y dicha cuchilla están montados en una estructura sujeta al émbolo de un pistón de avance, en donde el pistón de avance es accionado por la señal de primer sensor de posición al momento de percibir la entrada a la tolva guía del extremo de la tira de pasta hilado de queso, provocando que la estructura y todo los elementos sujetos a ella avancen en dirección vertical con el fin de acercar el extremo de la tira de pasta hilado de queso a la pinza de enrollado. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado porque dicho ojal de dicha pinza de enrollado incluye una cuchilla. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye al menos un segundo sensor de posición alineado horizontalmente con el ojal de dicha pinza de enrollado y colocando en el extremo libre de un brazo en forma de arco conectado al cuerpo de dicho primer motor, en donde dicho segundo sensor de posición percibe la presencia del extremo de dicha tira de pasta hilada de queso entrando a dicho ojal de la pinza de enrollado y activa a dicho primer motor y a dicho segundo motor. 8. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado porque dicho primer motor tiene un ángulo de inclinación de -45° a 45° respecto de la horizontal. 9. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado porque dicho soporte-eje tiene una forma de "L" que incluye un brazo vertical y un brazo horizontal, en donde el extremo libre del brazo vertical sujeta a dicho primer motor y el extremo libre del brazo horizontal está conectado perpendicularmente al eje de un segundo motor. 10. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye un expulsor retráctil que incluye una placa curva con un orificio central para dejar libre el paso al eje de dicho primer motor y a la pinza de enrollado, en donde la placa curva a su vez está conectada por sus extremos a émbolos de uno o más pluralidad de pistones cuyos cilindros a su vez están colocados y sujetos alrededor del primer motor. 11. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye una o más celdas de carga por debajo de dicha base para medir el peso de la bola o madeja siendo elaborada. 12. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye una cubierta sujeta a dicho soporte-eje. 13. El aparato de la reivindicación 1, caracterizado porque la pasta hilada de queso siendo alimentada es seleccionada de un grupo que consiste de queso Oaxaca, queso Mozzarella, queso Provolone, queso Caciocavallo, queso Asadero, queso Quaje y combinaciones. 14. Un proceso para elaborar bolas o madejas de queso de pasta hilada, caracterizado por comprender los pasos de: alimentar verticalmente una tira de pasta hilada de queso; enganchar por un extremo a dicha tira de pasta hilada de queso mediante una pinza; y mover a la pinza con un movimiento angular sobre su eje de rotación horizontal y al mismo tiempo con un movimiento angular de vaivén sobre su eje de rotación vertical de entre 0o a 360° hasta formar una bola o madeja con la tira de pasta hilada de queso. 15. El proceso de la reivindicación 14, caracterizado porque el paso de alimentar verticalmente una tira de pasta hilada de queso comprende el paso de controlar la tensión de alimentación de la tira de asta hilada de queso mediante la fórmula: en donde: Tv es la tensión que variará, T es la tensión ajustada, D es el diámetro de la bola o madeja de queso, y h es la altura que se tiene desde el canal alimentación donde se encuentra la tira de pasta de hilada de queso hasta la pinza de enrollado. . El proceso de la reivindicación 14, caracterizado porque además incluye los pasos de: medir el peso de la bola o madeja de queso siendo formada; y cortar la tira de pasta hilada de queso siendo alimentada, bajo la determinación de que un peso de la bola o madeja de queso ha sido alcanzado. 17. El proceso de la reivindicación 16, caracterizado porque además incluye el paso de expulsar de la pinza de enrollado la bola o madeja de queso de pasta hilada una vez terminada. 18. El proceso de la reivindicación 14, caracterizado porque la pasta hilada de queso siendo alimentada es seleccionada de un grupo que consiste de queso Oaxaca, queso Mozzarella, queso Provolone, queso Caciocavallo, queso Asadero, queso Quaje y combinaciones. |
PASTA HILADA
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
Esta invención está relacionada generalmente a aparatos y procesos para elaborar quesos, en particular se refiere a un aparato y proceso para elaborar bolas o madejas de queso de pasta hilada a partir de una tira de pasta de hilada de queso que se engancha a una pinza con un movimiento angular sobre su eje de rotación horizontal y al mismo tiempo con un movimiento angular de vaivén sobre su eje de rotación vertical.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En la actualidad, el queso Oaxaca, Mozzarella, Provolone, Caciocavallo, Asadero y Quaje pertenecen al grupo de los quesos de pasta hilada debido a que durante su elaboración la cuajada, previamente acidificada, se somete a un amasado con agua caliente que permite plastificarla y estirarla; de tal forma que pueda formar bandas, a su vez constituidas por estructuras un tanto alineadas que se pueden separar como "hilos".
A nivel internacional, el Mozzarella es el queso de pasta hilada más conocido; aunque en Europa también gozan de fama el Provolone y el Caciocavallo. En México, si bien se conoce el Mozzarella tipo americano (diferente al original, italiano, en varios aspectos), y cuya demanda parece incrementarse sensiblemente, el queso más conocido de esta familia es, sin duda, el Oaxaca. No obstante, en el país existen otros quesos de pasta-hilada, como el Asadero, el Guaje (elaborado en la Huasteca Potosina) y el Queso Trenzado, de Veracruz El queso Oaxaca guarda grandes semejanzas con el Mozzarella italiano, por su forma y proceso general, sobre todo cuando ambos se fabrican artesanalmente. Esto a pesar de que el queso italiano desde antaño se elabora con leche de búfala, y el mexicano con leche de vaca (curiosamente, la leche de cabra no es adecuada para elaborarlo, ya que la pasta no "hila" porque no tiene capacidad suficiente de estiramiento, y se rompe).
La textura característica de los quesos de pasta hilada puede explicarse, por el rearreglo estructural que las moléculas de caseína sufren al someterse la pasta a calentamiento y trabajo mecánico. Este, desarrollado durante el amasado, y el ascenso de temperatura por el aporte de agua caliente, provocaría la desnaturalización de parte de las moléculas de caseína, alterando su conformación β- placa y a-hélice.
La continuación de la acción mecánica, y el estiramiento al que se somete la pasta en un sentido (dirección) espacial, orientarían y "alinearían" a las proteínas, cual si fueran agregados de "hilos". Entre moléculas contiguas de proteínas alineadas se establecerían enlaces químicos de distinta naturaleza (por ejemplo, por puentes de hidrógeno) que las mantendrían unidas.
Asimismo, la grasa butírica, ya en la pasta amasada e hilada, se distribuiría en
"columnas" largas, siguiendo la orientación de los arreglos de las fibras caseínicas. La grasa estaría flotando, también, en "microcisternas" de suero y, de alguna forma, funcionaría como un lubricante durante la alineación de las fibras de caseína durante el trabajo mecánico del amasado e hilado.
Sin embargo, en la actualidad para dar un acabado de bola o madeja a estos tipos de queso se realiza un proceso meramente artesanal que consiste en arrollar manualmente una tira de pasta hilada de queso a manera de bola o madeja. Es por tanto necesario ofrecer un aparato para elaborar bolas o madejas de queso a partir de una tira de pasta de queso hilada siendo alimentada. OBJETO DE LA INVENCIÓN
En vista de lo anteriormente descrito y con el propósito de dar solución a las limitantes encontradas, es objeto de la invención ofrecer un aparato para elaborar bolas o madejas de queso de pasta hilada, el aparato está formado por: un canal de alimentación superior para suministrar una tira de pasta hilada de queso; una tolva guía conectada por su base mayor al canal de alimentación y que por su base menor alinea verticalmente la tira de pasta hilada de queso alimentada por el canal de alimentación; una pinza de enrollado conectada al eje de un primer motor en posición horizontal, tal que la pinza de enrollado tiene un ojal alineado verticalmente con la base menor de la tolva guía y que por el ojal se engancha un extremo de la tira de pasta hilada de queso; y un soporte-eje montado sobre una base conectado por un extremo al primer motor en posición horizontal y por otro extremo está conectado al eje de un segundo motor en posición vertical, tal que el segundo motor proporciona al soporte-eje un movimiento angular de vaivén sobre su eje de rotación vertical de entre 0 o a 360°; en donde la tira de pasta hilada de queso, a medida que es alimentada por la tolva, es hecha bola o madeja mediante los movimientos angulares combinados de la pinza y el soporte-eje.
Es también objeto de la invención ofrecer un proceso para elaborar bolas o madejas de queso de pasta hilada, proceso cuenta con los pasos de: alimentar verticalmente una tira de pasta hilada de queso por una tolva; enganchar por un extremo la tira de pasta hilada de queso mediante una pinza; y mover a la pinza con un movimiento angular sobre su eje de rotación horizontal y al mismo tiempo con un movimiento angular de vaivén sobre su eje de rotación vertical de entre 0 o a 360° hasta formar una bola o madeja con la hebra de una pasta hilada de queso.
DESCRIPCIÓN BREVE DE LAS FIGURAS Los detalles característicos de la invención se describen en los siguientes párrafos en conjunto con las figuras que lo acompañan, los cuales son con el propósito de definir al invento pero sin limitar el alcance de éste.
Figura 1 ilustra una vista en perspectiva de un aparato para elaborar bolas o madejas de queso de pasta hilada conforme a la invención.
Figura 2 ilustra una vista a detalle del sistema de control de alimentación del aparato para elaborar bolas o madejas de queso de pasta hilada conforme a la invención.
Figura 3 ilustra una vista lateral del sistema de arrollamiento del aparato para elaborar bolas o madejas de queso de pasta hilada conforme a la invención.
Figura 4 ilustra una vista lateral del aparato para elaborar bolas o madejas de queso de pasta hilada conforme a la invención.
Figura 5 ilustra una vista en perspectiva de una pinza de enrollado del aparato para elaborar bolas o madejas de queso de pasta hilada conforme a la invención.
Figura 6 ilustra una diagrama representativo para determinar el ángulo Θ de la tensión de la tira de pasta hilada de queso siendo alimentada al aparato para elaborar bolas o madejas de queso de pasta hilada conforme a la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
En las Figuras 1 a 5 se ilustra un aparato 10 para elaborar bolas o madejas de queso de pasta hilada de acuerdo a la invención. El aparato 10 está formado por un canal de alimentación 20, una tolva guía 30, un primer sensor de posición 40, un motor de rodillos 50, un pistón de avance 60, una cuchilla 70, una pinza de enrollado 80, un primer motor 90, un segundo sensor de posición 100, un expulsor 110, una base 120, un segundo motor 130, un soporte-eje 140, una o más celdas de carga 150 y una cubierta 160. Ei canal de alimentación 20 está elaborada de acero inoxidable en forma de canal de sección transversal curvo y está montado sobre una estructura (no mostrada) sobre la parte superior de dicho aparato 10. El canal de alimentación 20 tiene un tramo horizontal 23 cuyo extremo libre 26 hace una curvatura vertical conectándose a la tolva guía 30. Por el canal de alimentación 20 se suministra al aparato 10 una tira de pasta hilada de queso que se va desplazando continua y lentamente sobra su superficie.
La tolva guía 30 está elaborada de acero inoxidable y está conectada por su base mayor 33 al extremo libre 26 del canal de alimentación 20 y por su base menor 36 sale orientada y alineada verticalmente la tira de pasta hilada de queso alimentada por el canal de alimentación 20.
Entre la tolva guía 30 y el extremo libre del canal de alimentación 20 se encuentra conectado el primer sensor de posición 40 del tipo final de carrera, capacitivo, inductivo, fotoeléctrico, infrarrojo, o combinación de ellos, de tal manera que el primer sensor de posición 40 percibe la presencia del extremo de la tira de pasta hilada de queso entrando a la base mayor 33 de la tolva guía 30, generando una señal que activa el arranque del motor de rodillos 50 cuyos rodillos sujetan la tira de pasta hilada de queso siendo alimentada por el canal de alimentación 20. El motor de rodillos 50 empuja mediante sus rodillos 55 a la tira de pasta hilada de queso provocando que ésta tenga un avance y velocidad controlada de alimentación.
La cuchilla 70 está hecha de acero inoxidable y está montada de manera cercana a la base menor 36 de la tolva guía 30. La cuchilla 70 sirve para cortar la tira de pasta hilada de queso siendo alimentada, bajo la determinación de que la bola o madeja de queso ha sido terminada. La cuchilla 70 está conectada a un servo- mecanismo 180 del tipo pistón, bien sea hidráulico o neumático, que es activado por una señal una vez que se ha determinado que la bola o madeja de queso ha sido terminada. La tolva guía 30, el primer sensor de posición 40, el motor de rodillos 50 y la cuchilla 70 están montados en una estructura 190 sujeta al émbolo del pistón de avance 60. El pistón de avance 60 es accionado por la señal de primer sensor de posición 40 al momento de percibir la entrada a la tolva guía 30 del extremo de la tira de pasta hilado de queso, provocando que la estructura 190 y todo los elementos sujetos a ella avancen en dirección vertical con el fin de acercar el extremo de la tira de pasta hilado de queso a la pinza de enrollado 80. Una vez que la bola o madeja de queso ha sido terminada, el émbolo del pistón de avance 60 se retrae junto con la estructura 190 a su posición original. El pistón de avance 60 es del tipo hidráulico o neumático controlado en cuanto a su carrera y velocidad de avance a través de un Controlador Lógico Programable (PLC).
Por debajo de la base menor 36 de la tolva guía 30 se encuentra la pinza de enrollado 80, la cual está conectada horizontal mente por un extremo 81 al eje del primer motor 90 colocado en posición horizontal. La pinza de enrollado 80 está formada por una barra de acero inoxidable cuyo extremo libre 82 tiene un ojal 83 en su parte central y que a su vez el centro del ojal 83 está alineado verticalmente con la base menor 36 de la tolva guía 30. El ojal 83 está definido por paredes interiores 84 en donde al menos una de ellas, preferentemente la pared que queda opuesta al extremo 81 de la pinza de enrollado 80 que se conecta al eje del primer motor 50, tiene forma de cuchilla 85.
La pinza de enrollado 80 tiene un movimiento giratorio sobre su eje horizontal a favor o en contra de las manecillas del reloj (representado este movimiento en la Figura 1 por la flecha sólida curva), y este movimiento es producido por el primer motor 90 al cual está conectado. El primer motor 90 puede estar formador por un motor eléctrico o por un motor eléctrico conectado a una caja reductora, en donde el motor eléctrico es alimentado por corriente alterna o directa. Preferentemente, el primer motor 90 es un servomotor con carcasa y eje de acero inoxidable controlado a través de PLC para controlar la velocidad de giro de su eje y su torque. El primer motor 90 está montado de manera horizontal sobre un extremo del soporte-eje 140 que a su vez le permite ajustar un ángulo de inclinación β de -45° a 45° respecto de la horizontal.
El hecho de que el primer motor 90 se pueda colocar en una posición horizontal, con un ángulo de inclinación β variable de entre de -45° a 45° respecto de la horizontal, le permite al aparato 10 formar bolas o madejas de queso que van desde formas substancialmente esféricas hasta formas ovaladas o de lados chatos.
El segundo sensor de posición 100 está alineado horizontalmente con el ojal 83 de la pinza de enrollado 80 y está colocando en el extremo libre de un brazo 190 en forma de arco conectado a la cubierta del primer motor 90. El segundo sensor de posición 100 puede ser un sensor del tipo final de carrera, capacitivo, inductivo, fotoeléctrico, infrarrojo, o combinación de ellos, de tal manera que el segundo sensor de posición 100 percibe la presencia del extremo de la tira de pasta hilada de queso entrando al ojal 83 de la pinza de enrollado 80 para producir el arranque del primer motor 90 y por ende el giro de la pinza de enrollado 80 provocando que el extremo de la tira de pasta hilada de queso que entro al ojal 83 se enganche e iniciar el arrollamiento de ésta.
En el frente del primer motor 90 se encuentra el expulsor 110 que es retráctil y está formado por una placa curva 111 con un orificio central 112 para dejar libre el paso al eje del motor y a la pinza de enrollado 80. La placa curva 111 a su vez está conectada por sus extremos a los émbolos de una pluralidad de pistones 112 cuyos cilindros a su vez están colocados y sujetos alrededor de la carcasa del primer motor 90. Los pistones 112 pueden ser del tipo hidráulico o neumático controlado por PLC en cuanto a su velocidad y distancia de avance de respectivo émbolo. La placa curva 111, una vez que la bola o madeja de queso ha sido terminada, avanza con ayuda de los pistones 112 con propósito de empujar a la bola o madeja de queso y liberarla de la pinza de enrollado 90 la cual a su vez con la cuchilla 85 del ojal 83 facilita la salida de la bo'a o madeja de queso. Sobre la base 120 se encuentra el soporte-eje 140, que en una realización, es una estructura en forma de "L" compuesta por un brazo vertical 141 y brazo horizontal 142, tal que el extremo libre del brazo vertical 141 sujeta la carcasa del primer motor 90 y el extremo libre del brazo horizontal 142 está conectado perpendicularmente al eje del segundo motor 130 en posición vertical, tal que el segundo motor 130 proporciona al soporte-eje 140 un movimiento angular de vaivén sobre su eje de rotación vertical con un ángulo φ de 0 o a 360° (representado este movimiento en las Figuras 1 y 4 por la doble flecha sólida curva). El segundo motor 130 puede estar formador por un motor eléctrico o por un motor eléctrico conectado a una caja reductora, en donde el motor eléctrico es alimentado por corriente alterna o directa. Preferentemente, el segundo motor 130 es un servomotor con carcasa y eje de acero inoxidable controlado a través de PLC para controlar la velocidad del movimiento angular de vaivén de su eje y su torque.
El segundo sensor de posición 100 al producir el arranque del primer motor 90 al momento percibir la presencia del extremo de la tira de pasta hilada de queso entrando al ojal 83 de la pinza de enrollado 80, simultáneamente produce el arranque del segundo motor 130 y por ende el giro del soporte-eje 140 soporte-eje 140 para iniciar el arrollamiento de la tira de pasta hilada de queso siendo alimentada a través de la tolva guía 30.
Por debajo de la base 120 se encuentran las celdas de carga 150 que pueden ser del tipo de galga semiconductora o de hilo o lámina conductora. Las celdas de carga 150 van percibiendo continuamente el peso de la bola o madeja de queso siendo elaborada y en el momento que perciben que la bola o madeja de queso ha alcanzado su peso determinado o programado, entonces genera una primera señal de paro del primer motor 90, del segundo motor 130 y del motor de rodillos 50 para dejara de arrollar y alimentar respectivamente la tira de pasta hilada de queso, a su vez genera una segunda señal para activar el servomecanismo 180 de la cuchilla 70 para cortar la tira de pasta hilada de queso siendo alimentada, una tercera señal para activar los pistones 112 del expulsor 110 para empujar a la bola o madeja de queso y liberarla de la pinza de enrollado 90 para que caiga sobre la cubierta 160, y una cuarta señal para retraer el émbolo del pistón de avance 60 junto con la estructura 190 a su posición original.
La base 120, el segundo motor 130, soporte-eje 140, las celdas de carga 150 están dentro de una cubierta 160 la cual está sujeta al extremo libre del brazo horizontal 142 del soporte-eje 140, por ende la cubierta 160 también tiene un movimiento angular de vaivén sobre su eje de rotación vertical con un ángulo φ de 0 o a 360°.
Desde un punto de vista de realización lógica, e! aparato 10 cuenta con una memoria programable que almacena el peso máximo de la bola o madeja de queso a elaborar y los parámetros de operación. A su vez el aparato 10 cuenta con un procesador electrónico en conexión con la memoria programable, con el primer sensor de posición 40, el motor de rodillos 50, el pistón de avance 60, el servomecanismo 180 de la cuchilla 70, el primer motor 90, el segundo sensor de posición 100, el segundo motor 130, los pistones 112 del expulsor 110 y con las celdas de carga 150 para coordinar, ordenar y activar a cada uno de estos elementos conforme a su adecuada operación.
El funcionamiento del aparato para elaborar bolas o madejas de queso de pasta hilada de acuerdo a la invención opera de la siguiente manera :
Una tira de pasta hilada de queso es colocada sobre el canal de alimentación 20. En el momento en el que el primer sensor de posición 40 colocado en la parte inferior de la canal de alimentación 20 detecte la presencia de la tira de pasta hilada de queso, éste genera una señal para activar el motor de los rodillos 50 que permite una avance continuo a través de la tolva guía 30 de la tira de pasta hilada de queso manteniéndola a una tensión constante.
Después de una cierta cantidad de avances de la tira de pasta hilada de queso, se activa el pistón de avance 60 para que comience a bajar lentamente la estructura 190 y sus elementos conectados hacia la pinza de enrollado 80. Cuando el segundo sensor de posición 100 detecte que el extremo de la tira de pasta hilada de queso ya está colocado dentro del ojal 85 de la pinza de enrollado 80, generan una señal para activar el primer motor 90 comenzando el arrollamiento de la tira de pasta hilada de queso. De igual manera se activa simultáneamente el segundo motor 130 para que comience su movimiento angular de vaivén sobre su eje de rotación vertical dentro de un rango de entre 0 o a 360°. Este movimiento angular de vaivén provoca que la tira de pasta hilada de queso conforme es arrollada por el primer motor 70 vaya adquiriendo la forma de una bola o madeja
En cuanto el primer motor 70 empiece a funcionar, se deberá desactivar el pistón avance 60 para quela estructura 190 y demás elementos conectados a ella suban a su posición original.
Las celdas de carga 150 están midiendo continuamente el peso de la bola o madeja de queso siendo formada. Estas celdas de carga 150 debe de estar calibradas correctamente, tomando en cuenta el peso de todos los elementos del aparato 10 que actúan directamente sobre de ella, la fuerza de la tensión producida por la tira de pasta hilada de queso y el peso de la bola o madeja de queso siendo formada en la pinza de enrollado 80. Por lo tanto aplicando la siguiente ecuación se podrá definir el peso definitivo con el que se activara la celda de carga 150 para indicar que la bola o madeja de queso tiene el peso necesario.
Mc = K + w - T [ 1 ]
En donde:
Me es la medición de peso percibida por la celda conforme avanza el arrollamiento de la bola o madeja de queso.
K es una constante que indica el peso fijo que se tiene sobre la celda de carga, w es el peso de la bola o madeja de queso;
T es la tensión ejercida por la tira de pasta de hilada de queso durante su alimentación a la pinza de enrollado. Una vez que la celda de carga 150 se activa, genera una serie de señales para detener el primer motor 70 y el segundo motor 130, así como el motor de rodillos 50 que controla la de tensión, el empuje y avance de la tira de pasta de hilada de queso. Si la celda de carga 150 sigue activada, y el primer motor 70 y segundo motor 130 se han detenido, entonces se activará el pistón de avance 60 que permite a la cuchilla 70 bajar hasta por encima de la pinza de enrollado 80.
Con la utilización de sensores de avance 190, se sabe si el pistón de avance 60 de la cuchilla 70 se encuentra ya completamente en su posición final, si es así, se accionará el servomecanismo 180 para que su vástago salga completamente y permita que la chuchilla 70 corte la tira de pasta de hilada de queso. Si el sensor del servomecanismo 180 indica que ya termino su recorrido, entonces debe de contraerse de nuevo.
Cuando la cuchilla 70 haya terminado su proceso de corte se desactivará el servomecanismo 180, para que éste regrese a su posición inicial.
En el momento en que el sistema de corte comience a subir, se activarán los pistones 112 del expulsor 110 que ayuda a expulsar la bola o madeja queso formada. Los pistones 112 del expulsor 110 deben actuar de forma rápida expulsando la bola o madeja queso que se encuentra en la pinza de enrollado 80, por lo tanto una vez que termine su recorrido deberán de regresar a su posición original.
Si los pistones 112 del expulsor 110 ya se encuentran en reposo, el pistón de movimiento de la cuchilla 70 también se encuentra desactivado, y la celda de carga 150 deja de indicar que tiene el peso adecuado, entonces activarán de nuevo el motor de rodillos 50 para controlar la tensión y empuje de la tira de pasta de hilada de queso para comenzar de nuevo el proceso.
Para lograr saber cuál es la tensión óptima para arrollar una tira de pasta de hilada de queso en forma de bola o madeja de queso, se deberán de realizar pruebas variando las velocidades del motor de rodillos 50, y del sistema de arrollamiento, o bien, se pueden integrar variadores de velocidad para ajustar el par del motor de rodillos 50 y con esto obtener una velocidad ideal produciendo una tensión adecuada para poder arrollar una tira de pasta de hilada de queso. Se puede utilizar una señal de salida de la celda de carga 150 para que le vaya indicando el incremento de tamaño y peso de la bola o madeja de queso, y de acuerdo a esa señal, el variador pueda ajustar la velocidad y proporcione una tensión adecuada para la tira de pasta de hilada de queso.
Como se pretende que el peso que indique la celda de carga 150 esté relacionado con la tensión que debe de ir ajustando el variador de velocidad conforme aumente el peso, significa que el diámetro de la bola o madeja de queso también se ira incrementando. Entonces se puede realizar una relación de diámetro respecto al peso, aplicando la siguiente ecuación :
En donde:
Me es la medición de peso percibida por la celda conforme avanza el arrollamiento de la bola o madeja de queso.
K es una constante que indica el peso fijo que se tiene sobre la celda de carga. D es el diámetro de la bola o madeja de queso.
T es la tensión ejercida por la tira de pasta de hilada de queso durante su alimentación a la pinza de enrollado.
h es la altura que se tiene desde el canal alimentación donde se encuentra la tira de pasta de hilada de queso hasta la pinza de enrollado.
Sustituyendo el valor del diámetro se calcula ia lectura que la celda de carga 150 debe de indicar, o viceversa.
Se llega a esta fórmula a partir de la ecuación [1], en donde se pone en función del diámetro el peso de la bola o madeja de queso (w), sustituyendo a w de la siguiente forma :
w = mg [3]
Y sustituyendo la masa (m) con la siguiente fó m = Vp [4]
Se tiene:
En donde:
w es el peso de la bola o madeja de queso.
g es la gravedad (9.81 m/s 2 ).
D es el diámetro de la bola o madeja de queso.
p es la densidad del queso (1.05 kg/m 3 ).
V es el volumen de la bola o madeja de queso.
Para obtener el peso en relación al diámetro, se sustituye los valores conocidos, como se muestra a continuación:
El valor que toma T en la ecuación [2], es tomando en cuenta que conforme aumente el diámetro de la bola o madeja de queso la tensión variará, y el ángulo respecto al centro del arrollamiento cambiará. Se toma como referencia Figura 6, y las funciones trigonométricas para llegar al valor de T.
Utilizando funciones trigonométricas se llega a lo siguiente:
Tv = TsenO [7]
Para obtener el ángulo Θ:
f u \
6> = tan [8]
Se llega a :
En donde:
Tv es la tensión que variará. T es la tensión ajustada.
D es el diámetro de la bola o madeja de queso.
h es la altura que se tiene desde el canal alimentación donde se encuentra la tira de pasta de hilada de queso hasta la pinza de enrollado.
Mediante la calibración correcta de la celda de carga 150 se obtendrá el peso correcto de la bola o madeja de queso al final del proceso.
En base a las realizaciones descritas anteriormente, se contempla que las modificaciones a estas realizaciones descritas, así como las realizaciones alternativas serán consideradas evidentes para una persona experta en el arte de la técnica bajo la presente descripción. Es por lo tanto, contemplado que las reivindicaciones abarcan dichas realizaciones alternativas que estén dentro del alcance del presente invento o sus equivalentes.
Next Patent: PROCESSES FOR INCREASING THE FERMENTATIVE CAPACITY OF NON-SACCHAROMYCES YEASTS