BR112014018813B1

BR112014018813B1 - método de dispensação de confeito congelado e aparelho para dispensação de confeito congelado

Info

Publication number: BR112014018813B1
Application number: BR112014018813-0A
Authority: BR
Inventors: Tommaso D'Agostino
Original assignee: Unilever Nv
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2021-01-12
Also published as: WO2013124193A1; BR112014018813A2; EP2817256B1; AU2013224258B2; US9504267B2; CA2863825C; CA2863825A1; AU2013224258A1; ES2576329T3; EA026186B1; MX2014009415A; CN104114477A; EA201491553A1; EP2817256A1; BR112014018813A8; MX348396B; US20150335042A1; CN104114477B

Abstract

MÉTODO DE DISPENSAÇÃO DE CONFEITO CONGELADO E APARELHO PARA DISPENSAÇÃO DE CONFEITO CONGELADO. Método de dispensação de confeito congelado é provido compreendendo: provisão de uma câmara isolante refrigerada, que aloja pelo menos um recipiente, contendo um confeito congelado a uma temperatura de -12°C ou menos sendo que pelo menos um recipiente apresenta uma saída que é fechada por uma válvula de fechamento automático; sendo que o recipiente compreende saco flexível contendo o confeito congelado localizado dentro de uma garrafa; pressurização a gás na região dentro da garrafa e fora do saco flexível, aplicando assim pressão ao confeito congelado de forma que a válvula abra e o confeito congelado seja forçado para fora do recipiente através da saída; liberação da pressão de forma que a válvula feche. É também provido um aparelho.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] Esta invenção refere-se a um método e aparelho para dispensar confeitos congelados tais como sorvete expresso.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Sorvete expresso é normalmente dispensado no ponto de venda de uma máquina de sorvete expresso, i.e. um trocador de calor de superfície raspada pressurizada semi-contínua na qual uma mistura pré- embalada é congelada e aerada. Ele é tipicamente dispensado sob temperaturas de -4 a -8°C, por exemplo em um cone, e em seguida é imediatamente consumido. Ele é apreciado por muitos consumidores devido à sua textura, que é mais macia do que de sorvete servido por escavação de um recipiente mantido em um armário frigorífico em torno de -18°C. Máquinas de sorvete expresso apresentam um número de desvantagens: elas são grandes e caras, exigem treinamento para serem operadas, consomem energia considerável, não produzem qualidade de produto consistente se usadas por um período de tempo e são inconvenientes para o operador para desmontagem e limpeza. Cada máquina também pode oferecer somente um tipo de produto (por exemplo sabor/sorvete/sorbet etc.) em um tempo - cilindros congeladores separados são necessários para diferentes produtos.

[003] Recentemente, sistemas dispensadores de sorvete expresso foram desenvolvidos nos quais sorvete pré-embalado é fornecido de um recipiente através de um aparelho dispensador. O documento patentário US 2006 / 255066 descreve um aparelho dispensador contendo um dispositivo de deslocamento de pressão que força o alimento (tal como sorvete expresso) para fora de seu recipiente. O recipiente fica localizado dentro de uma câmara que mantém o sorvete a uma temperatura específica entre -6 e -24°C. Um pistão é usado para empurrar o sorvete para fora do recipiente através de uma válvula de fechamento automático.

[004] Todavia, existe a necessidade de um Sistema aperfeiçoado para dispensação de sorvete expresso. Mais particularmente, tal Sistema melhorado deve permitir uma dispensação de boa qualidade consistente independente: • da temperatura do sorvete que, mesmo em armários bem controlados pode variar de -16°C e -21°C, acarretando variações de viscosidade muito grandes; • da composição/sabor do sorvete que novamente acarreta alterações reológicas significativas, mesmo sob temperatura constante.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[005] Desenvolvemos agora um método e aparelho que sana os problemas de dispensadores anteriores. Correspondentemente, em um primeiro aspecto, a presente invenção provê um método para dispensação de um confeito congelado sendo que o método compreende: • provisão de uma câmara isolante, refrigerada que aloja pelo menos um recipiente, contendo um confeito congelado a uma temperatura de - 12°C ou menos; sendo que pelo menos um recipiente apresenta uma saída que é fechada por uma válvula de fechamento automático; sendo que o recipiente compreende um saco flexível contendo o confeito congelado localizado dentro de uma garrafa; • pressurização a gás na região dentro da garrafa e for a do saco flexível aplicando assim pressão ao confeito congelado de forma que a válvula abre e o confeito congelado é forçado para fora do recipiente através da saída; • liberação da pressão de forma que a válvula se feche. sendo que a pressão aplicada ao confeito congelado é variada através do operador durante a dispensação.

[006] Preferivelmente, o confeito congelado é sorvete.

[007] Preferivelmente o Sistema de refrigeração é capaz de manter a câmara e seus conteúdos a uma temperatura abaixo de -15°C. Mais preferivelmente a extremidade externa do bico injetor é mantida a uma temperatura abaixo de -13°C quando a tampa está em sua posição fechada.

[008] Preferivelmente, a válvula de fechamento automático é uma válvula de fenda feita de um material resiliente.

[009] Em um Segundo aspecto, a presente invenção provê um aparelho para dispensação de um confeito congelado, sendo que o aparelho compreende: • Uma câmara isolante refrigerada que aloja pelo menos um recipiente, adequado para conter um confeito congelado a uma temperatura de -12°C ou menos; • Pelo menos um recipiente compreendendo um saco flexível para conter o confeito congelado localizado dentro de uma garrafa com uma saída que é fechada por uma válvula de fechamento automático; • Meios para pressurização a gás na região dentro da garrafa e fora do saco flexível aplicando assim pressão ao confeito congelado de forma que a válvula abra e o confeito congelado é forçado para fora do recipiente através da saída, sendo que o meio de aplicação de pressão ao confeito congelado permite que o operador varie a pressão aplicada durante a dispensação.

[010] Preferivelmente o sistema de refrigeração é capaz de manter a câmara e seus conteúdos a uma temperatura abaixo de -15°C.

[011] Preferivelmente a válvula de fechamento automático é uma válvula de fenda feita de um material resiliente.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[012] A presente invenção será agora descrita com referência às figuras em que:

[013] A figura 1 mostra um aparelho de acordo com a invenção. O aparelho 1 compreende uma câmara isolante 2, que aloja um ou mais recipientes 3 de um confeito congelado tal como sorvete. Na concretização mostrada na figura 1 existem dois tais recipientes. Um sistema de refrigeração 8 refrigera a câmara e seus conteúdos a uma temperatura de -12°C ou menos. O sistema de refrigeração é tipicamente um Sistema convencional desse tipo, com um compressor, serpentinas de refrigeração e um ventilador para circulação do ar refrigerado. O sistema de refrigeração é projetado para permitir que o fluxo de ar circule em torno do recipiente na câmara isolante, a fim de manter o sorvete na temperatura correta (por exemplo -18°C). O aparelho também compreende meios de aplicação de pressão ao confeito congelado impelindo assim o confeito congelado do recipiente (não mostrada na figura 1).

[014] A câmara isolante 2 é uma câmara com paredes isolantes que preferivelmente compreendem um material isolante térmico com uma condutividade térmica na faixa de 0,5 a 50 mWm-1K-1. Tipicamente, o recipiente apresenta 6 lados (de topo, de fundo, frontal, traseiro, esquerdo e direito), com faces arredondadas, bordas e cantos, embora sejam possíveis outros formatos e configurações. Os lados de topo e de fundo podem ser inclinados. As paredes isolantes podem ser construídas a partir de um material isolante abrigado entre folhas de um material tal como fibra de vidro, metal ou plástico. O material isolante pode ser, por exemplo, um estrutura de espuma de célula fechada tal como poliestireno expandido; espuma de borracha, tal como isolamento de borracha nitrila elastomérica (que apresenta uma condutividade térmica de aproximadamente 30 mW m-1K-1); espumas rígidas tais como poliuretano; um material fibroso tal como fibra de vidro; um vácuo selado dentro de um recipiente de dupla parede; ou painéis isolados a vácuo que são tipicamente feitos de uma espuma de célula aberta ou estrutura granular que é envelopada e hermeticamente selada em um filme impermeável a gás sob pressão muito baixa. Esses painéis apresentam uma condutividade térmica de aproximadamente 5 a 10 mW m-1K-1. Materiais isolantes diferentes podem ser usados para construir várias diferentes partes do recipiente. As paredes são usualmente 5 - 50mm de espessura, tipicamente aproximadamente de 25 a 50mm.

[015] Os recipientes 3 são recipientes “saco em garrafa”, onde o confeito congelado fica localizado em um saco flexível dentro de uma garrafa rígida. O documento patentário WO 07 / 039158 descreve este tipo de recipiente. A pressão é aplicada ao confeito congelado com o aumento da pressão do gás na região fora do saco mas dentro da garrafa. Desse modo a pressão é aplicada sobre uma superfície grande do saco que contém o confeito congelado, de forma que a força sobre o confeito congelado é substancialmente direcionada para fora do saco, que se comunica com a saída da garrafa. Isso resulta no fato de a obstrução do saco na saída ser evitada de modo que confeito congelado muito pequeno é desperdiçado ao ficar preso quando o saco se esvazia. Além disso, a pressão de ar pode ser aumentada suavemente com um alto grau de controle de forma a obter um bom fluxo em comparação à aplicação de pressão ao sorvete em um cartucho por meio de um pistão. Uma vez que o ar é compressível ele age como uma amolfada. Isso produz um excelente controle sobre a taxa de dispensação em comparação por exemplo com um sistema onde a pressão é aplicada ao confeito congelado por meio de um pistão. A pressão pode ser aplicada por exemplo utilizando-se uma fonte externa de ar comprimido tal como uma bomba e/ou tanque de expansão. Quando a pressão é liberada após dispensação de uma porção de sorvete, o saco é capaz de se expandir de volta para dentro do espaço livre na garrafa. A pressão pode ser reduzida de forma controlada ou simplesmente liberada rapidamente.

[016] Um bico injetor 4 é fixado a cada recipiente. A extremidade interna 5 do bico injetor é conectada à saída do recipiente 3 e fica localizada dentro da câmara isolante 2. A extremidade externa 6 do bico injetor fica localizada na câmara isolante. Uma tampa 7 pode se mover entre uma posição fechada, sendo que a extremidade externa do bico injetor fica encerrada entre a tampa e o lado de fora da câmara, e uma posição aberta que permite o acesso à extremidade externa do bico injetor. Na figura 1 a tampa é mostrada na posição fechada, encerrando assim uma região em torno da extremidade externa do bico injetor. A tampa 7 é projetada para minimizar o ingresso de calor para dentro desta região. Preferivelmente, o lado de dentro da tampa compreende uma camada de material isolante e apresenta uma gaxeta (por exemplo feito de silicone) que veda a tampa em relação ao lado externo da câmara quando a tampa está na posição fechada e portanto impede o fluxo de ar para dentro da região encerrada em torno da extremidade do bico injetor, mantendo-o assim frio.

[017] Preferivelmente, a válvula de fechamento automático é formada de uma válvula de fenda, i.e. um pedaço de material resiliente (tal como borracha de silicone) que apresenta duas ou mais fendas que se cruzam. A natureza resiliente do material faz com que a pressão limite seja necessária para abrir as fendas permitindo que o confeito congelado circular para fora. Uma vez que a pressão é retornada ao ambiente, a válvula fecha automaticamente. Desse modo, a válvula forma um ventrículo que abre sob a pressão do confeito congelado empurrando-o quando a pressão é exercida pelo gás dentro da garrafa no confeito congelado dentro do saco flexível. De modo semelhante, a válvula fecha e corta a corrente de confeito congelado quando a pressão é liberada. Tais válvulas de fenda de fechamento automático são bastante conhecidas (vide por exemplo o documento patentário EP 0545678 e documento patentário WO 97/05055 entre muitos outros). Elas foram utilizadas por exemplo em recipientes esprimíveis para maionese ou catchup de tomate. Porém, essas apresentam tipicamente uma saída de mais de 5mm de diâmetro. Na presente invenção, a válvula de fenda é para uma abertura grande como de 2 a 4 cm de diâmetro.

[018] O método e aparelho da invenção apresenta diversas vantagens sobre sistemas anteriores. Com uma válvula de fechamento automático, a dispensação pode ser controlada por meio da pressão aplicada ao confeito congelado, e não exige qualquer controle ativo do bico injetor, por exemplo por meio de uma válvula que é aberta e fechada pelo operador para iniciar e terminar uma dispensação. Com o uso da pressão de gás variável para controlar a dispensação, obtém-se um controle extremamente preciso. Isso também possibilita uma higiene melhorada devido à válvula ser muito simples e não apresentar regiões em que o confeito congelado pode ficar preso.

[019] Além disso, descobrimos que a combinação deste tipo de válvula, da pressão de gás variável e do saco no recipiente de garrafa junto com a dispensação do sorvete a uma temperatura mais baixa do que tem sido tipicamente utilizada neste tipo de resultados de sistema em um formato de produto muito atrativo. As fendas de válvula formam sulcos no sorvete (como é conhecido na moldagem dos bicos injetores em máquinas de sorvete expresso convencionais por exemplo). Porém, devido o confeito congelado estar a uma temperatura de -12°C ou menos, ele é muito mais do tipo sólido do que o sorvete expresso normal que é dispensado em torno de -5°C. Os sulcos resultantes portanto apresentam melhor definição e não colapsam pouco depois da dispensação, como acontece com o sorvete expresso convencional. Eles também apresentam uma aparência de superfície macia atrativa. Na verdade, com o posicionamento cuidadoso do receptáculo no qual o sorvete é dispensado uma configuração convolutada / dobrada muito atrativa (por exemplo um cone) pode ser produzida nos sulcos de sorvete. O grau fino de modulação de fluxo provido pelo uso de pressão de ar para dispensar o sorvete é muito importante na dispensação de um produto com uma aparência atraente.

[020] Preferivelmente, a válvula e a área circundante são mantidas a uma temperatura abaixo de -13C°. Apesar de por razões microbiológicas deveria se esperar que a válvula fosse mantida a uma temperatura de no máximo -6°C, descobrimos também que ao mantermos o confeito congelado no recipiente adjacente à válvula a uma temperatura mais baixa do que teria sido considerado necessário, a combinação da natureza tipo sólida do sorvete e da válvula de fechamento automático impede gotejamentos de sorvete de sair. Desse modo, a válvula de fechamento automático é suficiente tanto para regular o fluxo de sorvete durante a dispensação como também para fechar o recipiente e assim impedir qualquer vazamento entre as operações de dispensação.

[021] A temperatura exigida pode ser obtida por exemplo com uma tampa que cobre a válvula e a extremidade do recipiente entre operações de dispensação. Preferivelmente o ar frio vindo da câmara que aloja o recipiente é circulado em torno da válvula no espaço encerrado pela tampa.

[022] O meio de aplicação de pressão ao confeito congelado permite que o operador varie a pressão aplicada (por exemplo a pressão aplicada é determinada pela extensão na qual uma alavanca operacional for empurrada pelo operador tal como uma “torneira de cerveja”). Isso oferece um bom controle sobre a taxa de dispensação do confeito congelado, que resulta em produtos que apresentam uma aparência atrativa.

EXEMPLOS

[023] Um sorvete (100% saldo excedente) foi preparado de acordo com a formulação na tabela abaixo, com uso de um processo convencional.

[024] O sorvete foi inserido em um saco em recipiente de garrafa (conforme descrita no documento patentário WO 07 / 039158) e armazenado a -18°C durante a noite. Ele foi dispensado em um cone com uso do método e aparelho da invenção com uma borracha de silicone com três fendas de aproximadamente 27mm de comprimento.

[025] Conforme comparação, o sorvete foi introduzido em um recipiente cilíndrico de aproximadamente 100mm de diâmetro. O recipiente apresentava uma saída em uma extremidade equipada com uma válvula de fenda de silicone igual. O sorvete foi dispensado de dentro do recipiente através da válvula de fenda e em um cone mediante aplicação de pressão com um pistão. Desse modo, esse sistema de dispensação é similar àquele descrito no documento patentário US 2006 / 255066. Verificou-se ser difícil controlar o fluxo do sorvete, mesmo que a pressão aplicada ao pistão pudesse ser variada. Com o pistão não foi possível modular o fluxo com o mesmo grau de controle como poderia ser feito com o sistema de pressão de ar. O sorvete dispensado é mostrado na figura 3. O sorvete é muito menos atraente do que aquele mostrado na figura 2. Particularmente os sulcos / dobras são muito menos regulares e o sorvete e o sorvete não apresenta um pico.

[026] As várias características das concretizações da presente invenção referidas em seções individuais se aplicam conforme necessário a outras seções mutatis mutandis. Consequentemente características especificadas em uma seção podem ser combinadas com características especificadas em outras seções conforme apropriado. Várias modificações dos modos descritos para realização da invenção que são patentes ao versado na técnica nos campos de interesse são concebidas para estarem dentro do escopo das reivindicações a seguir.

[027] O sorvete foi em seguida dispensado sob pressão constante e sob pressão variável. PRESSÃO VARIÁVEL:

[028] A pressão foi variada durante a dispensação. O nível de pressão foi registrado. PRESSÃO CONSTANTE:

[029] A pressão foi ajustada para um ponto estabelecido.

[030] Cabines de temperatura controlada foram ajustadas para tempera por pelo menos 48 horas garrafas na temperatura de -16 e -20°C.

[031] A temperatura de garrafa foi testada antes do teste com uma amostra de temperatura calibrada inserida no sorvete.

[032] Válvula flexível de silicone 2012 e garrafas foram usadas para todos esses testes.

[033] Testes a -16 °C.

PRESSÃO VARIÁVEL:

[034] Nesta temperatura o sorvete é muito macio. Pressão variável (conforme traçado na figura 2.a) assegura bom controle e qualidade de extrusão conforme mostrado na figura 2.b

PRESSÃO CONSTANTE (EXEMPLOS):

[035] Nesta temperatura o sorvete é muito macio. Existe pouco controle quando o ajuste é para 2 Bar. O fluxo é muito rápido e não é possível obter extrusão de qualidade (conforme mostrado na figura 3)

[036] Existe portanto pouco controle quando o ajuste é para 1,8 Bar. O fluxo é ainda muito rápido, não é possível obter qualidade de extrusão (conforme mostrado na figura 4). Mesmo porção menor se torna muito fluida e colapsa.

[037] Existe ainda pouco controle quando o ajuste é para 1,6 Bar. O fluxo é muito rápido existe melhora de controle de fluxo marginal mas ainda evidentemente inaceitável (figura 5).

[038] Existe ainda pouco controle quando o ajuste é para 1,4 Bar. O fluxo é ainda muito rápido, existe melhora do controle de fluxo marginal mas ainda evidentemente inaceitável (Figura 6).

[039] Existe ainda pouco controle quando ajustado para 1,2 Bar. O fluxo é um pouco rápido, a qualidade melhora mas ainda sem excelente qualidade de extrusão (Figura 7).

[040] Existe controle somente quando a pressão é ajustada para 0,8 Bar com velocidade de fluxo melhor e a extrusão é boa (Figura 8).

[041] Testes a -20 °C PRESSÃO VARIÁVEL:

[042] Nesta temperatura o sorvete é muito mais duro. Novamente, a pressão variável (Figura 9a) permite que o operador naturalmente encontre a pressão ideal e para modulá-la para o fornecimento a melhor extrusão possível (Figura 9b).

PRESSÃO CONSTANTE

[043] Na pressão de 0,8 Bar o fluxo é lento demais. Não é possível criar uma extrusão boa mesmo com movimentação do cone de lado. A extrusão não é aceitável (figura 10).

[044] Quando a pressão foi aumentada para 1,2 Bar foi possível obter uma extrusão melhor (Figura 11).

[045] Em 1,4 Bar, foi possível um produto de boa qualidade.

[046] Quando a pressão foi aumentada para 1,8 Bar, o fluxo ficou muito rápido e o operador não pôde dispensar uma porção com bom aspecto com uso da pressão constante (Figura 12).

DISCUSSÕES E CONCLUSÕES DOS RESULTADOS:

[047] Podemos verificar claramente a partir dos dados apresentados que mantendo a pressão constante durante a extrusão, sem ajustá-la previamente na faixa ideal exata obtém-se resultados muito ruins, embora a pressão ideal para dispensar o sorvete nessas temperaturas seja uma janela muito limitada.

[048] A pressão constante irá realizar uma dispensação muito baixa se a pressão for ajustada para muito alta quando o fluxo for muito rápido. Se o produto estiver muito frio e a pressão for ajustada para muito baixa então o fluxo será muito lento. O operador pouco experiente em condições climáticas quentes e com portas do armário frequentemente abertas tornará a situação ainda pior.

[049] A extrusão ruim resulta de fluxo muito rápido em temperaturas quentes / baixas viscosidades de sorvete. Em temperaturas frias e elevadas viscosidades o sorvete sai muito lentamente a pressão mais baixa isso, porém não permite um bom fluxo e boa extrusão.

[050] Uma pressão variável durante a dispensação soluciona este problema.

Claims

1. MÉTODO DE DISPENSAÇÃO DE CONFEITO CONGELADO, caracterizado pelo dito método compreender: • provisão de uma câmara isolante (2) refrigerada, que aloja pelo menos um recipiente (3), contendo um confeito congelado a uma temperatura de -12°C ou menos; em que pelo menos um recipiente (3) apresenta uma saída que é fechada por uma válvula de fechamento automático; em que o recipiente (3) compreende saco flexível contendo o confeito congelado localizado dentro de uma garrafa; • pressurização a gás na região dentro da garrafa e fora do saco flexível, aplicando assim pressão ao confeito congelado de forma que a válvula abra e o confeito congelado seja forçado para fora do recipiente (3) através da saída; • liberação da pressão de forma que a válvula feche; em que a pressão aplicada ao confeito congelado é variada pelo operador durante a dispensação.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo confeito congelado ser sorvete.

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo sistema de refrigeração (8) ser capaz de manter a câmara (2) e seus conteúdos a uma temperatura abaixo de -15°C.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela extremidade externa do bico injetor (4) ser mantida a uma temperatura abaixo de -13°C quando a tampa (7) está em sua posição fechada.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela válvula de fechamento automático ser uma válvula de fenda feita de um material resiliente.

6. APARELHO PARA DISPENSAÇÃO DE CONFEITO CONGELADO, caracterizado pelo dito aparelho (1) compreender: • uma câmara isolante (2) refrigerada, que aloja pelo menos um recipiente (3), adequado para conter um confeito congelado a uma temperatura de -12°C ou menos; • o pelo menos um recipiente (3) compreendendo um saco flexível para conter o confeito congelado localizado dentro de uma garrafa com uma saída que é fechada por uma válvula de fechamento automático; • meio de pressurização a gás na região dentro da garrafa e fora do saco flexível, aplicando assim pressão ao confeito congelado de forma que a válvula abra e o confeito congelado seja forçado para fora do recipiente (3) através da saída; • em que o meio de aplicação de pressão ao confeito congelado permite que o operador varie a pressão aplicada durante a dispensação.

7. APARELHO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo sistema de refrigeração (8) ser capaz de manter a câmara e seus conteúdos a uma temperatura abaixo de -15°C.

8. APARELHO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 7, caracterizado pela válvula de fechamento automático ser uma válvula de fenda feita de um material resiliente.