冰淇淋部門製造液體和半液體產品的機器和方法與流程

2023-06-08 10:55:16

本發明涉及冰淇淋部門製造液體和半液體產品(義大利膠凝冰糕、果汁冰糕、軟冰淇淋等)的機器和方法

背景技術：

正如已知，該部門內強烈感覺到的一種需求是能夠非常快地製造小部分的冰淇淋型產品，並符合於顧客的個別要求。

事實上，顧客通常要求能夠得到按照其規格要求當場製造出的冰淇淋。

以RDL Srl名義提出的專利文獻WO2015/092637描述了一種用於製備個別部分的冰淇淋的機器，該機器裝備有混合和冷卻單元以及用於加載囊體的單元。

特別被機器製造商強烈感覺到的一種需要是，讓機器能夠以非常小量(單一部分)的方式製造冰淇淋部門的液體和半液體產品，且該機器特別地簡單和可靠。

所討論的特別被該部門強烈感覺到的另一種需要是，該機器允許減小產品遭到汙染的風險，因此提高食品的安全性。

技術實現要素：

本發明的目標是提供製造冰淇淋部門的產品、特別是冰淇淋的機器和方法，其滿足上述的需求，具體來說，機器和方法允許基於顧客在現場表達的要求特別容易地製造出小量的冰淇淋。

本發明的另一目標是提供冰淇淋部門製造液體和半液體產品的機器和方法，其允許減小產品被汙染的風險。

本發明的另一目標是提供冰淇淋部門製造液體和半液體產品的機器和方法，其構成對已知類型產品的有效替代。

根據本發明，通過冰淇淋部門製造液體和半液體產品的機器和方法來實現該目標，所述機器和方法包括一個或多個附後權利要求中所闡述的技術特徵。

附圖說明

參照附圖，附圖圖示了本發明優選的非限制性的示例實施例，本發明的技術特徵參照上述的目標在以下的權利要求書中清晰地進行描述，且從下面的詳細描述中會明白其優點，附圖中：

-圖1是根據本發明的機器的示意圖；

-圖2是根據本發明的機器的示意立體圖；

-圖3至6示出各個細節，它們顯示用於加載和處理囊體的裝置並形成本發明機器的一部分。

具體實施方式

參照附圖，附圖標記1表示冰淇淋部門製造液體和/或半液體產品(即，諸如手工制的義大利膠凝冰糕、果汁冰糕、軟冰淇淋等的產品)的機器。

應該注意的是，該機器較佳地設計成冰淇淋部門製造冷凍產品。

較佳地，機器1是設計成製作冰淇淋(最好是手工制的義大利膠凝冰糕)的冰淇淋機。

在本發明的文章中，術語「冰淇淋」用來意指一種食品的製備，其基於奶製品或奶的衍生製品，並將水果、香料或其它成分添加到其中而獲得不同的口味。

機器1包括：

-形成處理腔室4的處理容器3；

-安裝在處理容器4內部的攪拌器5(未示出且在附圖中示意地表示)；

-熱處理系統13(用於冷卻)，其設置有與處理容器3相關聯的至少一個熱交換器15，用於熱交換；

-用於接納和處理含有基礎製備物P(用來製作冰淇淋部門的產品，尤其是冰淇淋)的囊體201的裝置(或單元)9(下文中也稱作為分配組件100)， 其適於將基礎製備物P擠壓出囊體201之外(通過壓縮囊體201，使得囊體201的側壁294變形)並將其釋放到處理容器4內。

-與處理容器3相關聯的用來注入稀釋液體(最好是水)的裝置12，用來將稀釋液體注入到處理容器3內。

較佳地，該機器還包括服務裝置6(用來提供成品)，在處理容器4處運行，將(完成的)產品輸送到處理腔室4的外面。

應該注意的是，攪拌器5適於被驅動而轉動，以允許基礎產品(從囊體輸送到處理腔室4)與處理腔室4內部的稀釋液體混合。

較佳地，機器1包括致動器17(驅動馬達)以驅動攪拌器5轉動。

較佳地，處理容器3的尺寸應是這樣：允許容器將成品(例如，冰淇淋)的一部分保持在50g和400g之間，較佳地在75g和200g之間。

較佳地，容器3的形狀為圓柱形。

較佳地，呈圓柱形的容器3具有垂直的軸線。

較佳地，容器3的直徑在50和100mm之間。

更為較佳地，容器3的(軸向)長度在80和250mm之間。

較佳地，容器3的容積在157,000mm3和1,962,500mm3之間。

應該注意的是，機器1較佳地適於處理產品的單一部分。

參照囊體201，應該注意的是，囊體201可含有一種或多種液體，或一種或多種粉末，或顆粒或凝膠，為冰淇淋型產品形成基礎的製備物。

應該注意的是，用於接納和處理囊體201的裝置9較佳地定位在容器3上方，即，在處理腔室4的上方。

根據另一方面，用於注入稀釋液體的裝置12被構造成運送水或水基混合物，以使基礎製備物在囊體內與水或水基混合物相稀釋。

替代地，用於注入稀釋液體的裝置12被構造成運送奶或奶基混合物，以使基礎製備物在囊體內與奶或奶基混合物相稀釋。

更一般地講，用於注入稀釋液體的裝置12適於運送稀釋液體或兩種或更多種不同類型液體的混合物。

較佳地，注入裝置12還包括用於容納稀釋液體的儲罐16。

注入裝置12較佳地還包括運送泵(未示出)，用於將稀釋液體從容納稀 釋液體的儲罐16運送到遞送/稀釋點(那裡，稀釋液體被遞送並與基礎製備物混合)。

應該注意的是，用於注入稀釋液體的裝置12有利地與處理腔室4相關聯，即，與容器3相關聯。

更精確地說，用於注入稀釋液體的裝置12將稀釋液體釋放入容器3。

此外，根據另一方面，用於注入稀釋液體的裝置12可包括連接到水源(未示出)的導管。

根據該方面，注入裝置12較佳地包括一個或多個閥，這些閥可打開或關閉以形成與水源的連通或斷開連通。

根據該方面，將稀釋液體(直接)遞送到處理腔室4內：因此，注入裝置12被構造成將稀釋液體遞送到處理腔室4內。

較佳地，熱交換器15在圓柱形容器3的壁上纏繞有盤管。

較佳地，處理容器3設置有門(在底部處)，用於清洗和/或從處理腔室4中取出產品。

在處理容器3內部執行混合和同時的冷熱處理的步驟，以轉換基礎製備物，與稀釋液體相稀釋，從而轉換為成品(例如，冰淇淋型產品)。

應該注意的是，該步驟是極其快速的(在分鐘的量級上，較佳地小於180s)。

應該注意的是，在攪拌和同時的熱處理步驟期間，基礎製備物P(與稀釋液體相稀釋)在-15℃和-2℃之間的溫度下進行熱處理。

因此，冷卻裝置13被構造成將容器3內部的基礎製備物P(與稀釋液體相稀釋)冷卻到-15℃和-2℃之間的溫度，更佳地是在-13℃和-3℃之間的溫度。

控制和驅動單元10因此被構造成以這樣的方式調節冷卻系統13，即，能使混合物在容器3內部進行處理而被冷卻到-15℃和-2℃之間範圍的溫度，更佳地是在-13℃和-3℃之間範圍的溫度。

應該注意的是，冷卻裝置13較佳地包括壓縮機和含有熱交換器流體的液壓迴路(壓縮機連接到該液壓迴路)。

與容器3相關聯的熱交換器15被構造成允許在熱交換器流體和容器3內部的基礎製備物P(與稀釋液體相稀釋)之間進行熱交換。

應該注意的是，在正常使用過程中進行冷卻時，與容器3相關聯的熱交換器15用作為蒸發器。

較佳地，冷卻裝置(系統)13包括未示出的另一交換器(冷凝器)。

較佳地，冷卻裝置13被構造成根據熱力學循環、較佳地是蒸汽壓縮循環運行。

參照囊體201，應該注意的是，囊體201具有頂壁208(或稱作覆蓋元件)、底壁203(或稱作基部壁)以及將頂壁連接到底壁的側壁204。

下面更詳細地描述囊體201。

這些壁包圍了內部空間或內腔205，內部空間或內腔205含有形成基礎製備物P的一個或多個基礎產品。

如圖1中所示，機器1包括用於基礎液體的儲罐16，以及將儲罐16連接到注入裝置12的連接導管14。

參照服務裝置6(用於提供成品)，應該注意的是，該裝置可手動地或自動地運行。

應該注意的是，機器1使用囊體201有利地允許在非常短時間內製作非常小量的冰淇淋(按照顧客的規格要求和口味)。

此外，參照本發明的優點，應該強調的是，機器1避免需要搬運食品，因此基本上使得汙染的風險減到最小。

因此，可以保證尤其高質量的食品。

此外，根據本發明的機器可以特別快和容易的方式進行清洗(使用現場清洗程序)。

此外，本發明的機器1具有特別減小的佔地面積，這意味著商場地面空間可以最優化。

本發明機器1的優點還包括減少對環境的影響和減少維護保養要求。

下面更加詳細地描述分配組件100：從該描述中可推斷出本發明的某些優點。

圖3示出分配組件100，通過分配組件，容納在囊體201內的食物製備物P被分配，並用來製作冰淇淋(圖4)。

例如，分配組件100是屬於專利申請MO2013A000295中所描述的類型， 該專利申請是以Sarong Scocietàper Azioni的名義發表的。

分配組件100包括基部102，其支承多個立柱103，這些立柱在底部處固定到基部102，並在頂部處固定到固定元件104，固定元件104例如呈盤形。

分配組件100還包括分配單元106，分配單元106構造成藉助於注入裝置(未示出)將加壓流體F(例如，空氣)注入到囊體201內，並壓縮該囊體以使食品P被擠壓出囊體201之外。

注入裝置較佳地包括加壓流體源。

分配單元106安裝在隔間109上方，該隔間109設計成容納抽屜元件101(更一般地說，該抽屜元件限定囊體加載元件101)，抽屜元件配備有外殼112，該殼體設計成保持容納待分配的產品P的可壓縮的、可擠壓的囊體201，例如，產品呈粉末、液體或糊狀的形式)。

通過讓抽屜元件101在設置在隔間109內的引導件110上滑動，抽屜元件101可被插入到隔間109內，或從其中抽出。

在隔間109的底部上有開口111，產品P通過該開口111被送到冰淇淋製作機的混合和冷卻裝置(即，送到容器3)。

分配單元106固定到支承元件105，該支承元件105可滑動地聯接到立柱103。

分配單元106連接到螺紋軸108，致動器107驅動該螺紋軸108旋轉，並沿著平行於立柱103的方向，即，垂直方向滑動，以這種方式使得分配單元106連同支承元件105一起沿著立柱103上下移動。

換句話說，分配單元106由導向螺母和螺杆機構或裝置驅動。

當分配單元106向下移動時，其壓縮抽屜元件101的外殼112內部的囊體201，導致食品製備物P被擠壓出囊體201之外，並通過孔111遞送到混合和冷卻裝置。

對於分配單元106的構造細節，讀者參考上述的專利申請MO2013A000295。

囊體201包括殼體202，其包括基部壁203和限定用於容納食品製備物P的內腔205的側壁204，以及呈從側壁204延伸的凸緣形式的邊緣206。

側壁204沿著預定的順從線219、220可變形，以允許殼體202沿著橫向 於基部壁203的方向A被壓縮。

囊體的側壁204包括第一區域204a、第二區域204b和第三區域204c，第一區域204a與帶凸緣的邊緣206連續並設置有第一組的第一順從線219，第二區域204b與第一區域204a連續並設置有第二組的第二順從線220，第三區域204c從第二區域204b延伸到基部壁203，並可任選地設置有第三組的第三順從線(未示出)。

第一順從線219、第二順從線220以及可任選的第三順從線彼此平行，並平行於囊體201的基部壁203，以允許殼體202沿著橫向於基部壁203的方向被壓縮。

基部壁203包括出口開口207，以讓食品製備物P到達囊體201之外。

囊體201還包括覆蓋元件208和關閉元件209，覆蓋元件208固定到帶凸緣的邊緣206，以便隔絕地密封內腔205，關閉元件209以至少部分可拆卸的方式固定到基部壁203，以便隔絕地密封出口開口207。

加壓流體F(例如，空氣)可通過噴嘴210注入到內腔205內，該噴嘴210固定到覆蓋元件208。

噴嘴210包括第一中空部分213，其定位成接納用於注射流體F的裝置，並包括多個用於將流體F從注射裝置饋送到內腔205的開口213a。

注射裝置通過噴嘴210的第一端211插入第一部分213。

噴嘴210還包括第二部分214，該第二部分包括第二端212，其延伸通過出口開口207，並包括具有恆定橫截面的第一管狀伸展部214a以及相對於第一伸展部214a成形的第二伸展部214b，還端接有外凸緣215，其外圍地包圍第二端212，並在囊體201處於第一非變形構造K時(圖4)，關閉出口開口207。

噴嘴210的外凸緣215構造成向外推壓關閉元件209，以在囊體201被壓縮而從第一構造K過渡到第二變形構造J時(圖3)打開囊體201。

噴嘴210的第二伸展部214b被製成：當囊體201進一步被壓縮並從第二構造J過渡到第三進一步變形構造E時(圖6)，該第二延伸部214b從囊體201的基部壁203突伸。此外，噴嘴210的第二伸展部214b呈發散的形狀，以這種方式，當囊體201處於構造J或第三構造E時，隨著食品製備物P被加 壓流體擠壓到出口開口207之外，發散的形狀向外引導食品製備物P。

為了從囊體201分配食品製備物P並將其輸送到混合和冷卻裝置，將囊體201插入到分配組件100的抽屜101的外殼112內，然後又將抽屜101插入位於分配單元106下方的隔間109內。

在將其中有囊體201的抽屜101插入到隔間109內之後，起動致動器107以向下移動分配單元106直到注入裝置刺破覆蓋元件208並被接納在噴嘴210的第一部分213內。隨著其繼續向下移動，分配單元106開始擠壓囊體201的殼體202。

在擠壓殼體202的第一步驟中，噴嘴210滑動到出口開口207內，而外凸緣215向外推動關閉元件209，以這種方式至少部分地拆卸開關閉元件209自身。

同時，由於第一順從線219的緣故，側壁204在第一區域204a處被壓縮，第一順從線219移動靠近在一起。這樣，因為囊體201從第一非變形構造K過渡到第二受壓縮構造J，如圖5所示，殼體202的體積減小。

噴嘴210從基部壁203突伸有限的量，環形開口216形成在基部壁203和噴嘴210的第二部分214之間，以讓食品製備物P開始流出囊體201。

在第一擠壓步驟中，環形開口216的尺寸減小並脫開關閉元件209，即使部分地脫開，也會將內腔205放置成通過環形開口216與外部大氣連通。

在第一擠壓步驟期間，注射裝置開始將加壓流體F注入到內腔205內，以便幫助產品P從囊體201離開。

如果產品P是粉末狀產品，則流體F是壓縮空氣，在產品P傳送到混合和冷卻單元(腔室4)時，壓縮空氣與產品P相混合，以便於冰淇淋的製備。

在擠壓殼體202的第二步驟中，當囊體201被進一步壓縮時，噴嘴210的第二部分214的整個第二伸展部214b突伸越過囊體201的基部壁203。

由於第二順從線220的緣故，側壁204在第二區域204b處被壓縮。

這樣，如圖6中所示，殼體202的體積進一步減小，因為囊體201從第二構造J過渡到第三和最後的壓縮構造E，其中，囊體201進一步變形，且其體積處於其最小值。

在第二擠壓步驟期間，注入裝置繼續注入流體F而完成產品P分配到混 合和冷卻裝置。

當產品P的分配完成時，分配單元106向上移回到其開始位置，以使抽屜101可從隔間109中抽出，通過簡單地將抽屜倒過來就可除去用過的囊體201。

根據另一方面，更一般地說，用於接納和處理囊體201的單元9包括用於加載囊體201的座部112和裝備有至少一個與囊體201的上壁208接觸的元件的分配單元106，該至少一個元件在間距開的位置和接觸及壓縮位置之間可移動，在間距開的位置中，其與囊體201間隔開，而在接觸及壓縮位置中，其壓縮囊體的上壁208。

較佳地，注入裝置包括用於分配加壓流體並構造成建立起與囊體201的內腔205流體連接的元件，分配單元106支承加壓流體分配元件(在間距開的位置和接觸及壓縮位置之間可移動)。

根據另一方面，還限定了一種用於部分地製作冰淇淋的方法。

該方法包括如下步驟：

-製備含有基礎製備物P的囊體201；

-製備處理容器3，並使處理容器3與安裝在處理容器3內部的攪拌器5可轉動地相關聯(藉助於致動器或驅動馬達)；

-製備裝備有至少一個熱交換器15的冷卻系統13，並使熱交換器15與處理容器3相關聯，以與容器3進行熱交換從而冷卻處理容器3；

-製備囊體201，其具有上壁208(即，覆蓋元件208)、側壁204和下部基部壁203，它們形成用於容納基礎冰淇淋製備物P(較佳地呈粉末形式)的內腔205；

-製備囊體201的開口207(較佳地在基部壁203內)；

-通過壓縮使囊體201的側壁204變形，從而擠壓(變形)囊體201，由此致使基礎產品被遞送通過開口207(在基部壁203內)；

-將基礎製備物P從囊體201傳送到容器3內；

-將稀釋液體(較佳地為水)引入容器3；

-藉助於攪拌器5攪動和混合基礎製備物P和稀釋液體，同時將與稀釋液體混合的基礎製備物P冷卻到-15℃和-2℃之間的溫度，從而製作一部分成品 (冰淇淋)。

根據另一方面，該方法包括以下步驟，即：將加壓流體注入到囊體201的內腔205內，以幫助基礎製備物P通過開口207離開(並將製備物P傳送到容器3)。

應該注意的是，根據該方面，藉助於加壓流體自身，連同加壓流體一起將基礎製備物P傳送到容器3內，即，傳送到處理腔室4內(較佳地是直接傳送，也就是說，不藉助於中間管道或導管進行)。

較佳地，加壓流體是氣體(而且更優選的是空氣)。

應該注意，有利地是，藉助於加壓流體自身，連同加壓流體一起將基礎製備物P(較佳地呈粉末形式)從囊體201傳送到容器3，這樣在機器清洗、食品安全和維護保養方面具有顯著的優點。

此外，囊體可藉助於加壓流體容易地完全清空，在其內部不留下產品P的殘餘物(如果基礎製備物P是粉末的話，則尤其是這種情況)。

應該注意的是，較佳地是，根據另一方面，為了擠壓囊體201，注入加壓流體以及通過壓縮使囊體201的側壁204變形的步驟基本上是至少部分地同時發生的。

較佳地是，不供應加壓流體F直至囊體201已被打開(也就是說，將加壓流體注入到囊體201的內腔205內的步驟是在準備囊體的開口207的步驟之後)。

根據還有另一方面，將加壓流體注入到囊體201的內腔205內的步驟包括將加壓空氣注入到囊體201的內腔205內的步驟。

根據還有另一方面，製備囊體201的步驟包括在基部壁203內製作底部開口207並將噴嘴210滑動地插入到開口207內的步驟。

噴嘴210設置有第一上部中空部分213，其通過多個開口213a與囊體的內腔205連通。

根據該方面，將加壓流體注入到囊體201的內腔205內的步驟包括通過孔或開口213a將加壓流體注入到囊體201的內腔205內的步驟。

應該注意的是，更一般地說，噴嘴210在第一位置和第二位置之間可移動。

根據另一方面，在囊體201內準備開口207的步驟包括在囊體201的基部壁203內製作囊體201內的開口207的步驟。

參照另一方面(未示出)，應該注意的是，機器包括用於容器(例如，杯子)的支承，該容器適於接納成品(冰淇淋)。

應該注意的是，該支承構造成振動以使杯子內部的產品更好地分布。

應該注意的是，該支承做成在放置在填充支承自身上的杯子的同時振動，以使杯子在填充其的同時振動。

較佳地，機器包括連接到支承並適於賦予其振動的振動致動器。