Установка для изготовления так называемого мягкого мороженого и способ подачи соответствующей смеси
Изобретение относится к пищевой промышленности. Установка для изготовления так называемого мягкого мороженого содержит подающий резервуар (12) для жидкой смеси (11), применимой для приготовления мягкого мороженого, группу устройств для пастеризации смеси и взбивальный барабан (50). Согласно изобретению эта группа устройств включает нагревательное устройство (20) для нагревания смеси в количестве, равном по меньшей мере одной порции продукта, устройство (30, 30') предварительного охлаждения этой нагретой смеси и накопительный резервуар (40, 40') для хранения пастеризованной смеси при постоянной температуре. Изобретение позволяет увеличить экономическую эффективность и сократить время производства. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.
Настоящее изобретение относится к установке для изготовления так называемого мягкого мороженого и способу подачи соответствующей смеси.
Мягким мороженым называют мороженое, в котором содержание воздуха составляет около 70%, но может достигать и 90%.
В машинах для изготовления мягкого мороженого процесс приготовления мороженого является прерывистым, а выдача мороженого обычно осуществляется порционно.
Такие машины содержат верхний резервуар для подачи и консервации смеси, предварительно пастеризованной с помощью других средств, не входящих в состав машины, и взбивальный барабан.
Взбивание в барабане осуществляется при температуре около -35°С, чтобы смесь заморозилась очень быстро.
В некоторых машинах для изготовления мягкого мороженого, называемых «самопастеризующими», во взбивальный барабан прерывисто подается пастеризованная смесь, находящаяся в верхнем резервуаре, служащем также для ее консервации, причем в течение дня резервуар можно пополнять новой смесью, предварительно пастеризованной другими средствами, не связанными с машиной. Такие машины имеют нагревательную систему, которая включается в конце рабочего дня для стерилизации резервуаров и барабанов с их содержимым и последующего охлаждения до температуры консервации около +4°С.
В машинах другого типа для изготовления мягкого мороженого, например в машине, описанной в ЕР 818.151 В1, одна порция смеси подается из резервуара, служащего для ее консервации, и нагревается. Затем она подается во взбивальный барабан, снабженный камерой для предварительного охлаждения этой порции, а по завершении процесса пастеризации - для ее полного охлаждения с получением мороженого,
В этих машинах второго типа решена проблема, связанная со временем, затраченным на повторную загрузку подающего резервуара, однако изготовление мягкого мороженого во взбивальном барабане находится в строгой зависимости от величины нагретой порции и времени, необходимого для выполнения этого процесса. Кроме того, если предварительное охлаждение одной порции выполняется недостаточно быстро, то могут возникнуть проблемы образования новой бактериальной нагрузки. Время, затраченное на охлаждение, помимо прочего, также увеличивает время изготовления порции мороженого. Кроме того, в описанных машинах сложно координировать работу отдельных устройств.
Целью изобретения является устранение указанных недостатков известных машин очень простым, экономичным и функциональным образом.
Другой целью изобретение является создание установки и способа подачи соответствующей смеси, в которых смесь подается во взбивальный барабан в пастеризованном виде и в заданном количестве таким образом, что бактериальная нагрузка много меньше установленных норм.
Для достижения этих целей, согласно изобретению, предложены установка для изготовления так называемого мягкого мороженого и способ подачи соответствующей смеси, охарактеризованные в прилагаемой формуле изобретения.
Конструктивные и функциональные особенности изобретения и его преимущества по сравнению с уровнем техники станут более понятны при рассмотрении приведенного ниже описания установки для изготовления так называемого мягкого мороженого, выполненной согласно инновационным принципам изобретения. В описании даны ссылки на чертежи, на которых
фиг.1 схематично изображает первый вариант выполнения предлагаемой установки для изготовления так называемого мягкого мороженого;
фиг.1А и 1В изображают установку, показанную на фиг.1, во время цикла пастеризации и цикла консервации, соответственно;
фиг.2 схематично изображает второй вариант выполнения предлагаемой установки для изготовления так называемого мягкого мороженого;
фиг.3 изображает в увеличенном масштабе и с частичным разрезом устройство предварительного охлаждения с ротором, входящее в состав установки согласно изобретению, и
фиг.4 изображает ротор, показанный на фиг.3.
Фиг.1 изображает первый вариант выполнения установки для изготовления так называемого мягкого мороженого, обозначенной в целом цифровой позицией 10. Согласно изобретению установка содержит охлаждаемый резервуар 12 для подачи жидкой смеси 11, применимой для приготовления мягкого мороженого, группу устройств для пастеризации смеси в количестве, равном по меньшей мере одной порции продукта, и взбивальный барабан 50 для взбивания продукта. Группа устройств для пастеризации смеси включает нагревательное устройство 20, устройство 30 предварительного охлаждения и резервуар 40 для накопления и хранения пастеризованной смеси.
Подающий резервуар 12 снабжен охлаждающей системой 13 (показана схематично), которая поддерживает постоянную, относительно низкую положительную температуру смеси 11, равную, например, около +4°С.
Резервуар 12 также снабжен индикатором или датчиком 14 уровня, позволяющим автоматически определять, когда резервуар 12 нужно наполнять новой смесью 11.
Смесь 11 откачивается из резервуара 12 насосом 15 и подается по первой трубе 16 в нагревательное устройство 20.
Нагревательное устройство 20 согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения содержит микроволновой генератор для быстрого нагрева (в течение несколько секунд) смеси в количестве, по меньшей мере равном порции продукта, от температуры около +4°С до температуры около +85°С.
Это количество смеси, нагретой в нагревательном устройстве 20, подается по второй трубе 17 в устройство 30 предварительного охлаждения для окончания процесса пастеризации, где температура смеси снова понижается примерно до +4°С или по меньшей мере становится ниже +8°С.
Устройство 30 предварительного охлаждения представляет собой теплообменник для жидких пищевых смесей и может быть выполнено согласно различным известным конструкциям, например таким как пластинчатый теплообменник или лопастная мешалка.
В предпочтительном варианте установки для изготовления так называемого мягкого мороженого устройство 30 представляет собой теплообменник, содержащий цилиндрическую камеру 31, окруженную теплообменным средством 32, и цилиндрический ротор 33, наружный диаметр которого по существу равен внутреннему диаметру цилиндрической камеры 31. На наружной поверхности ротора выполнена винтовая выемка или канавка 34.
Как показано на фиг.4, винтовая канавка 34 ротора 33 имеет в каждой точке прямоугольное сечение, благодаря чему в цилиндрической камере 31 создается спиральный поток жидкости, имеющий прямоугольное сечение, у которого одна из двух длинных сторон находится в непосредственном контакте со стенкой камеры 31 для осуществления теплообмена.
Теплообменное средство 32 состоит из испарителя, содержащего змеевик для хладагента, окруженный изолирующей стенкой, как показано на фиг.3.
Спиральный поток жидкости имеет непосредственный контакт с испарителем 32, температура поверхности которого не больше температуры замерзания жидкости, что позволяет избежать образования льда в канавке 34 ротора 33.
Во всяком случае, вращение ротора 33 обеспечивает проталкивание замороженной жидкости к выходной трубе 35 и дробление льда, который может образоваться в камере.
Винтовая канавка 34 может быть выполнена, например, в виде винтовой спирали с малым шагом на цилиндре из бронзы, пригодной для использования с пищевыми продуктами, или из другого совместимого с пищевыми продуктами материала, причем цилиндр может быть полым или сплошным в зависимости от конкретных требований.
Размер канавки 34 выбирают в зависимости от требуемой скорости потока и от скорости вращения ротора 33 таким образом, чтобы избежать канализированного гидравлического движения, когда жидкостью заполняется только часть ротора 33, а остальная его часть заполняется воздухом.
Длину и диаметр ротора 33 выбирают исходя из желательной производительности установки, причем эти две переменные непосредственно связаны с поверхностью теплообмена.
На одном конце ротора 33 имеется приводной вал 36, снабженный уплотнительным кольцом 37, образующим вращающееся уплотнение цилиндрической камеры 31.
На противоположном конце ротор 33 имеет упорную поверхность 38 для контакта с закрывающим фланцем 39 цилиндрической камеры 31, снабженным уплотнительными прокладками 37'.
На первом конце цилиндрической камеры 31, в ее верхней части, расположена входная труба 17 для ввода жидкой смеси в теплообменник 30, а на противоположном конце цилиндрической камеры 31 в ее нижней части расположена выходная труба 35.
Жидкая пищевая смесь, поступившая в теплообменник 30 по первой трубе 17, циркулирует в пространстве между ротором 33 и цилиндрической камерой 31, где происходит теплообмен. В винтовой канавке 34 жидкая смесь принимает спиральную конфигурацию с прямоугольным поперечным сечением и имеет большую поверхность теплообмена.
В устройстве 30 предварительного охлаждения температура продукта быстро понижается примерно до +4°С, так что происходит термоудар, позволяющий полностью избежать опасного послепастеризационного температурного диапазона +40°С - +20°С, в котором могут появиться уничтоженные ранее бактерии.
После выхода из устройства 30 предварительного охлаждения пастеризованная смесь поступает по выходной трубе 35 в накопительный резервуар 40, который может вмещать количество пастеризованной смеси, равное одной или нескольким порциям продукта, для последующей подачи во взбивальный барабан 50.
Накопительный резервуар 40 содержит систему 41 регулировки температуры (показана схематично), которая поддерживает постоянную температуру пастеризованной смеси, равную примерно +4°С, и индикатор 42 уровня, расположенные в воздухонепроницаемом металлическом контейнере 60.
Из накопительного резервуара 40 пастеризованная смесь, имеющая постоянную температуру около +4°С, перемещается по трубе 44 во взбивальный барабан 50 с помощью насоса 43, например шестеренчатого, который также выполняет функцию управления так называемым "переполнением" смеси, т.е. функцию регулировки процентного содержания воздуха в мягком мороженом, которое, как правило, составляет 70-90%.
Взбивальный барабан 50 имеет известную конструкцию и содержит взбивальную камеру 51, в которой расположена мешалка 52 с множеством поворотных лопастей 53. Взбивальная камера 51 окружена охлаждающей системой 54 (показана схематично), которая поддерживает в ней температуру около -35°С, а также устройством 55 выдачи мягкого мороженого.
Установка для изготовления мягкого мороженого содержит обратный контур 18 между нагревательным устройством 20 и резервуаром 12, соединенный через трехходовой клапан 19, установленный на соединительной трубе 17 между нагревательным устройством 20 и устройством 30 предварительного охлаждения. На фиг.1А трехходовой клапан 19 изображен в положении, когда обратный контур отключен и может выполняться нормальный цикл пастеризации смеси, как схематично показано стрелками.
Когда клапан 19 находится в положении, показанном на фиг.1В, обратный контур 18 используется для рециркуляции продукта во время переходного режима при нагревании, а также для выполнения цикла очистки части установки, которая не доступна для осмотра, водой, нагретой до +95°С.
Кроме того, во время простоя установки обратный контур 18 используется для выполнения цикла консервации и поддержания всех деталей, даже внутри нагревательного устройства 20, при безопасной температуре ниже 8°С, чтобы избежать бактериального загрязнения.
На фиг.1В также схематично показано стрелками, что при задействованном обратном контуре 18 в барабане 50 может взбиваться пастеризованная смесь, поступившая в него из накопительного резервуара 40, где она хранится.
Воздухонепроницаемый металлический контейнер 60, схематично показанный на чертежах штрихпунктирной линией, имеет отверстие, снабженное воздушным фильтром (не показан). В контейнере находятся нагревательное устройство 20, устройство 30 предварительного охлаждения и накопительный резервуар 40 для пастеризованной смеси. Контейнер не только предотвращает непосредственный контакт с окружающей средой, но и препятствует проникновению микроволн от нагревательного устройства 20 и в особенности от микроволнового генератора наружу.
На фиг.2 представлен второй вариант выполнения установки 10' для изготовления так называемого мягкого мороженого, где в группе устройств для пастеризации смеси в количестве, равном по меньшей мере одной порции продукта, устройство 30' предварительного охлаждения и накопительный резервуар 40' объединены в один узел.
На фиг.2 в качестве примера, не ограничивающего изобретение, показано, что резервуар 40' имеет цилиндрический корпус 45', закрытый сбоку фланцем 46'. Выход 35' устройства 30' предварительного охлаждения находится непосредственно в стенке накопительного резервуара 40', в котором расположен насос 43' для подачи смеси во взбивальный барабан 50.
Резервуар 40' также снабжен системой 41' регулировки температуры и индикатором 42' уровня, полностью аналогичными описанным в рассмотренном выше варианте.
Остальные элементы установки 10' тоже соответствуют элементам, указанным при описании первого варианта выполнения установки 10 для изготовления мягкого мороженого.
В выполненной согласно изобретению установке 10 или 10' смесь, применимая для приготовления мягкого мороженого, в частности в количестве, равном по меньшей мере одной порции продукта, подается из охлаждаемого резервуара 12, в котором она хранится при температуре около +4°С, в микроволновое нагревательное устройство 20, где она быстро нагревается до температуры около +85°С. Это количество нагретой смеси подается в устройство 30 предварительного охлаждения, где смесь быстро охлаждается до температуры около +4°С. Затем пастеризованная смесь хранится в резервуаре 40 при по существу постоянной температуре +4°С и подается во взбивальный барабан 50 в количестве, необходимом для приготовления порции продукта.
Из изложенного видно, что предлагаемые установка для изготовления так называемого мягкого мороженого и способ подачи соответствующей смеси имеют преимущества и обеспечивают достижение целей, указанных в вводной части описания.
Конфигурация установки для изготовления мягкого мороженого может отличаться от примеров, изображенных на чертежах, а также могут отличаться и материалы.
Объем защиты изобретения определяется прилагаемой формулой.
1. Установка для изготовления так называемого мягкого мороженого, содержащая охлаждаемый подающий резервуар (12) для жидкой смеси (11), применимой для приготовления мягкого мороженого, группу устройств для пастеризации смеси и взбивальный барабан (50), отличающаяся тем, что группа устройств для пастеризации смеси включает нагревательное устройство (20) для нагревания смеси в количестве, равном по меньшей мере одной порции продукта, устройство (30, 30') предварительного охлаждения указанного количества нагретой смеси и накопительный резервуар (40, 40') для хранения пастеризованной смеси при постоянной температуре.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что нагревательное устройство (20), устройство (30) предварительного охлаждения и накопительный резервуар (40) соединены последовательно между указанными резервуаром (12) и взбивальным барабаном (50).
3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что указанные устройства соединены трубами (16, 17, 35, 44).
4. Установка по п.2, отличающаяся тем, что нагревательное устройство (20) соединено соответствующими трубами (16, 17) с резервуаром (12) и устройством (30') предварительного охлаждения, выполненным за одно целое с накопительным резервуаром (40'), причем с выхода (35') устройства (30') предварительного охлаждения смесь подается непосредственно в накопительный резервуар (40').
5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что нагревательное устройство (20) содержит микроволновой генератор для быстрого нагревания смеси (в течение нескольких секунд).
6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство (30) предварительного охлаждения представляет собой теплообменник с большой поверхностью теплообмена для жидких пищевых смесей.
7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что накопительный резервуар (40, 40'), который может вмещать множество порций продукта, содержит систему (41, 41') регулировки температуры.
8. Установка по п.7, отличающаяся тем, что накопительный резервуар (40, 40') содержит насос (43, 43') для подачи требуемого количества смеси во взбивальный барабан (50) для получения порции мягкого мороженого.
9. Установка по п.7, отличающаяся тем, что накопительный резервуар (40') имеет цилиндрический корпус (45'), закрытый сбоку фланцем (46').
10. Установка по п.1, отличающаяся тем, что между нагревательным устройством (20) и резервуаром (12) имеется возвратный контур (18), соединенный через трехходовой клапан (19) на соединительной трубе (17) между нагревательным устройством (20) и устройством (30, 30') предварительного охлаждения.
11. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит металлический контейнер (60) для размещения нагревательного устройства (20), устройства (30, 30') предварительного охлаждения и накопительного резервуара (40, 40') для пастеризованной смеси.
12. Установка по п.6, отличающаяся тем, что устройство (30) предварительного охлаждения содержит цилиндрическую камеру (31), теплообменное средство (32) и цилиндрический ротор (33), наружный диаметр которого по существу равен внутреннему диаметру цилиндрической камеры (31), причем на наружной поверхности ротора (33) выполнена винтовая выемка или канавка (34).
13. Установка по п.12, отличающаяся тем, что теплообменное средство (32) содержит змеевик для хладагента.
14. Установка по п.12, отличающаяся тем, что винтовая канавка (34) имеет прямоугольное сечение.
15. Установка по п.12, отличающаяся тем, что ротор (33) выполнен из бронзы.
16. Способ подачи смеси (11), применимой для приготовления мягкого мороженого, во взбивальный барабан (50) установки для изготовления мягкого мороженого, отличающийся тем, что смесь в количестве, равном по меньшей мере одной порции мороженого, подают из охлаждаемого резервуара (12) при температуре около +4°С сначала в нагревательное устройство (20) для быстрого нагрева до температуры около +85°С и затем в устройство (30, 30') предварительного охлаждения для быстрого охлаждения до температуры около +4°С, причем это количество пастеризованной смеси хранят при постоянной температуре, равной примерно +4°С, в накопительном резервуаре (40, 40'), который может вмещать количество смеси, равное множеству порций продукта, а из указанного резервуара (40, 40') пастеризованную смесь в количестве, требуемом для приготовления порции продукта, подают насосом (43, 43') во взбивальный барабан (50).
