Nguyên lý đùn đồng thời (co-extrusion): vỏ bao nhân ra liệu liên tục như thế nào
Đùn thành “dải” trước, rồi mới cắt thành “viên”
Bao nhân thủ công là có miếng vỏ trước rồi đặt nhân lên. Máy bao nhân làm ngược lại: đùn vỏ và nhân cùng lúc thành một dải liên tục “giữa là nhân, ngoài là vỏ”, rồi cắt và khép miệng từng đoạn. Nửa đầu gọi là đùn đồng thời (co-extrusion), nửa sau là cắt, xem Cắt kiểu màn trập và khép miệng.
Thuật ngữ đùn đồng thời cũng rất phổ biến trong sản xuất ống nhựa và vỏ dây điện, nguyên lý tương tự: hai loại vật liệu cùng đi qua một khuôn nhiều lớp, ra ngoài là cấu trúc lớp này bọc lớp kia. Cái khó với thực phẩm là bột, nhân đậu, nhân thịt đều là vật liệu mềm, vừa dính vừa đàn hồi; quá trình đùn phải ổn định mà không được làm hỏng nguyên liệu.
Vòi đùn đồng tâm hai lớp trông như thế nào
Bằng sáng chế Mỹ US6408899B2 mà RHEON nộp năm 2000 (người phát minh có cả nhà sáng lập Torahiko Hayashi (林虎彥)) mô tả cấu trúc này rất rõ: vòi đùn chia làm hai phần, phía trong là vòi đùn trong ra nhân, phía ngoài là rãnh vỏ bao quanh nó, hai phần đồng tâm. Nhân đi xuống từ tâm, vỏ được đùn ra theo vòng tròn từ bốn phía, gặp nhau ở miệng ra, tạo thành dải hai lớp “vỏ bao lấy nhân”.
Tạp chí khoa học phổ thông Mỹ Popular Science khi phỏng vấn RHEON cũng giải thích rất dễ hiểu: vòng ngoài quyết định độ dày của vỏ, vòi đùn ở giữa quyết định lượng nhân. Đổi đường kính vòi đùn thì kích thước sản phẩm và độ dày vỏ cũng thay đổi theo.
Cấp liệu vỏ và nhân riêng biệt có lợi gì
Trong cùng bằng sáng chế đó, vỏ và nhân mỗi loại có một hệ thống cấp liệu độc lập: một cặp trục vít nằm ngang quay ngược chiều đẩy nguyên liệu về bơm định lượng (bơm cánh gạt), bơm cánh gạt lại đưa nguyên liệu vào vòi đùn theo thể tích cố định. Hai hệ thống cấp liệu do hai động cơ độc lập điều khiển, mang lại một số lợi ích thực tế:
- Chỉnh được tỷ lệ vỏ/nhân: cấp vỏ nhanh, cấp nhân chậm thì vỏ dày; ngược lại thì vỏ mỏng. Đây là lý do máy bao nhân có thể chỉnh từ 1:0 (chỉ có vỏ) đến 0:1 (chỉ có nhân), xem Cách chỉnh tỷ lệ bao nhân.
- Hai loại nguyên liệu không lẫn vào nhau: bằng sáng chế nhấn mạnh một trong những điểm thiết kế chính là không để vỏ và nhân bị nhào lẫn trong quá trình cấp liệu.
- Phù hợp với đặc tính từng nguyên liệu: bột cần đẩy nhẹ nhàng, không làm hỏng gluten; nhân đậu hay nhân thịt cần định lượng ổn định. Cấp liệu riêng thì chỉnh riêng được; dòng máy bánh màn thầu kiểu Trung Hoa của RHEON thậm chí còn chỉnh riêng được tỷ lệ cấp liệu của hai đoạn “xi lanh chứa liệu” và “bộ chỉnh dòng”.
- Trọng lượng ổn định hơn: bơm định lượng mỗi vòng quay đưa ra thể tích cố định, chỉ cần nguyên liệu được nạp đầy thì trọng lượng từng viên sẽ ổn định, xem Kiểm soát trọng lượng.
Vì sao đường ống nguyên liệu phải “ngắn và to”
Cùng bằng sáng chế đó còn đề cập: đường ống nối được làm to hơn, ngắn hơn để nguyên liệu khi đi qua ít bị tổn hại. Vật liệu mềm bị ép, ma sát trong đường ống dài và hẹp càng lâu thì cấu trúc bột càng dễ bị phá vỡ, nhân cũng có thể chảy nước hoặc biến dạng. Máy bao nhân tốt sẽ rút ngắn tối đa khoảng cách giữa phễu nạp liệu, bơm và vòi đùn.
Sau khi đùn đồng thời thì chuyện gì xảy ra
Dải hai lớp rời vòi đùn thì ngay bên dưới là màn trập. Khi màn trập khép lại, nó “thắt” đứt dải liệu và gom vỏ vào tâm, che kín vết cắt; băng tải bên dưới đồng thời nâng lên đỡ đáy thành phẩm, rồi hạ xuống cùng màn trập. Một lần mở – khép là xong một viên. Các bằng sáng chế US6709256B2, US8359973B2 của RHEON đều mô tả việc điều khiển đồng bộ giữa màn trập và bàn đỡ ở công đoạn này.
Những biến thể mà đùn đồng thời làm được
Vì vỏ và nhân chỉ gặp nhau ở vòi đùn, chỉ cần đổi vòi đùn hoặc thêm đường cấp liệu là tạo ra thêm nhiều kiểu:
- Thêm ống liệu thứ ba để làm hai lớp nhân hoặc “trong nhân có sốt”, xem Bao nhân ba lớp.
- Không cắt, cho dải liệu ra liên tục để làm thanh kẹp nhân, sản phẩm dạng cuộn, xem Ba kiểu hình dạng.
- Đổi vòi đùn đặc biệt để làm hai màu hoặc có hoa văn.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: Máy làm thế nào để vỏ bao được nhân?
Đáp: Vỏ và nhân được cấp liệu riêng, gặp nhau ở vòi đùn đồng tâm hai lớp, đùn ra dải liên tục “nhân ở giữa, vỏ ở ngoài”, rồi màn trập cắt và khép miệng.
Hỏi: Vòi đùn đồng tâm hai lớp là gì?
Đáp: Ở giữa là một vòi đùn trong ra nhân, bao quanh là một rãnh vòng ra vỏ, hai phần đồng trục; tại miệng ra hai dòng nguyên liệu hợp thành một dải có nhân.
Hỏi: Cấp liệu vỏ và nhân riêng có lợi gì?
Đáp: Tỷ lệ chỉnh được độc lập, hai loại nguyên liệu không lẫn vào nhau, có thể chỉnh cách đẩy theo đặc tính từng nguyên liệu, trọng lượng cũng ổn định hơn.
Hỏi: Đổi kích thước sản phẩm có phải thay vòi đùn không?
Đáp: Cách làm thường gặp là chỉnh lượng cấp liệu và nhịp màn trập, khi kích thước chênh lệch nhiều mới thay vòi đùn; thực tế tùy thiết kế từng dòng máy, xin gọi 06-257-4644 để được tư vấn.