BR112019008077B1 - Máquina para fazer sorvete - Google Patents

Abstract

É descrita uma máquina para fazer sorvete (1) compreendendo uma primeira linha de produção (3) e uma segunda linha de produção (4), tendo uma bomba de entrada (304), uma câmara de mistura e resfriamento (305), uma bomba de saída (311) conectada em série, bem como um circuito de resfriamento (316) de troca de calor em conexão com a câmara de mistura e resfriamento (305), respectivamente, em que um conduto auxiliar (5) seletivamente conecta / desconecta a bomba de saída (311) da primeira linha de produção (3) a / de uma entrada da câmara de mistura e resfriamento (405) da segunda linha de produção (4), de modo a ser capaz de processar dois fluxos de massa de confeitaria independentemente entre si, ou um único fluxo de massa de confeitaria por meio de ambas as linhas de produção (3, 4).

Description

DESCRIÇÃO

[001] A presente invenção se refere a uma máquina para fabricar sorvete, em particular sorvetes industriais, que movimenta uma massa de confeitaria líquida ou semilíquida (que pode ser uma massa neutra ou salgada, de acordo com o sabor definido), adiciona ar à massa de confeitaria movida, mistura e emulsiona a massa de confeitaria com o ar nela adicionado, e resfria a massa de confeitaria misturada e emulsionada a uma temperatura abaixo de zero graus centígrados, tipicamente cerca de -5 °C a -6 °C, mas também a temperaturas mais baixas, por exemplo -9 °C, se for desejada uma consistência mais rígida do sorvete produzido.

[002] As máquinas conhecidas para fazer sorvetes industriais compreendem uma estrutura de suporte e alojamento que acomoda uma única linha de produção, consistindo em: - Um conduto de entrada tendo uma primeira extremidade, conectável a uma fonte contendo uma massa de confeitaria inicial, e uma segunda extremidade; - Uma bomba de entrada conectada ao conduto de entrada; - Uma câmara de mistura e resfriamento tendo uma abertura de entrada para a massa de confeitaria, conectada à segunda extremidade do conduto de entrada, e uma abertura de saída; - Um conduto de saída tendo uma primeira extremidade, conectada à abertura de saída da câmara de mistura e resfriamento, e uma segunda extremidade; - Uma bomba de saída conectada ao conduto de saída; - Um conduto de ar tendo uma primeira extremidade conectável a uma fonte de ar, e uma segunda extremidade conectada ao conduto de entrada em um ponto de fornecimento de ar, entre a bomba de entrada e a câmara de mistura e resfriamento; - Um circuito de resfriamento tendo um ciclo de troca de calor por compressão/expansão, em conexão com a câmara de mistura e resfriamento.

[003] As máquinas para fazer sorvete do estado da técnica anterior produzem assim uma massa misturada de sorvete emulsionada com ar a uma temperatura padrão de aproximadamente -5 °C a -6 °C. A massa de sorvete deve ser sucessivamente congelada a uma temperatura de cerca de -9 °C ou inferior, para que haja uma conservação segura do ponto de vista da segurança alimentar e estável em termos do perfil do formato do sorvete.

[004] As máquinas de sorvete do estado da técnica anterior não são muito versáteis, tanto com referência à velocidade de produção, em termos de quilogramas ou litros por hora, como em termos da temperatura de resfriamento da massa de sorvete que sai da máquina.

[005] A velocidade de produção, ou seja, a taxa de fluxo da massa de confeitaria processada, não pode ser variada em uma faixa ampla, porque o sistema de mistura dentro da câmara de mistura, e também o circuito de resfriamento, são geralmente otimizados para uma determinada taxa de fluxo, com a consequência de que o aumento da produção além do valor padrão levaria inevitavelmente a uma emulsificação e mistura insuficientes da massa de sorvete, e também a um resfriamento insuficiente, com uma consequente instabilidade e resíduos líquidos no sorvete produzido.

[006] Por outro lado, as características técnicas do circuito de resfriamento por compressão / expansão não permitem ajustar a temperatura de resfriamento da massa de confeitaria, a menos que o circuito seja ligado / desligado alternadamente, o que levaria a uma alternância inaceitável de zonas excessivamente líquidas e excessivamente congeladas no sorvete produzido.

[007] Uma outra necessidade sentida no setor de produção industrial de sorvetes é a de poder resfriar o sorvete, mesmo antes de sair da máquina, a uma temperatura abaixo da temperatura padrão de -5 °C / -6 °C, porque, para alguns tipos de sorvete, a temperatura padrão não confere uma estabilidade mecânica suficiente à massa do sorvete para evitar que ele "murche" sob seu próprio peso nos recipientes, mesmo antes de completar o congelamento definitivo dentro de uma geladeira ou túnel para congelamento. De fato, os sorvetes colocados nas prateleiras dispostas no meio da geladeira, e assim mais afastados das paredes de resfriamento, frequentemente parecem murchos ou achatados, sendo menos tentadores e consequentemente mais difíceis de vender. Surge então a própria necessidade de um resfriamento mais intenso da massa de sorvete já dentro da máquina de produção, se o sorvete for embalado em recipientes transparentes, porque é desejável evitar porções murchas / achatadas visíveis pelo lado de fora dos recipientes.

[008] Por outro lado, algumas misturas de sorvete devem ser enriquecidas com grânulos de frutas, nozes, cereais, chocolate ou similares, aplicados sobre a superfície externa de um extrudado da massa de sorvete, e parcialmente empurrados para dentro da massa de sorvete para garantir sua adesão. Neste caso, o resfriamento a uma temperatura excessivamente baixa endureceria a massa de sorvete e evitaria a penetração desses grânulos adicionais. Nesses casos, é portanto desejável deixar o sorvete sair da máquina de produção a uma temperatura padrão de cerca de -5 °C / -6 °C ou ligeiramente inferior.

[009] As máquinas para fazer sorvete do tipo acima descrito não podem operar caso a caso nas diversas condições de operação necessárias, e, por conseguinte, são normalmente utilizadas apenas para a produção de um único tipo de sorvete, ou de diferentes tipos de sorvete os quais, em todos os casos, exigem as mesmas condições de produção. Os documentos WO2008/120250A1, US4316490A e EP1507976A1 descrevem máquinas para fazer sorvete contidas no estado da técnica, que possuem unidades idênticas para a produção de sorvetes em paralelo.

[010] Por conseguinte, o objetivo da presente invenção é prover uma máquina para fazer sorvete, em particular sorvete industrial, tendo características que fazem com que ela seja adaptável de maneira versátil a várias condições de produção e a diferentes tipos de sorvete, em particular com referência à velocidade de produção e à temperatura de produção de sorvete.

[011] Estes e outros objetivos são alcançados por meio de uma máquina para fazer sorvete compreendendo: - Uma estrutura de suporte e alojamento que acomoda uma primeira linha de produção e uma segunda linha de produção, com a primeira linha de produção compreendendo: - Um primeiro conduto de entrada tendo uma primeira extremidade, conectável a uma fonte contendo uma massa de confeitaria inicial, e uma segunda extremidade; - Uma primeira bomba de entrada conectada ao primeiro conduto de entrada; - Uma primeira câmara de mistura e resfriamento, tendo uma abertura de entrada para a massa de confeitaria, conectada à segunda extremidade do primeiro conduto de entrada, e uma abertura de saída; - Um primeiro conduto de saída tendo uma primeira extremidade, conectada à abertura de saída da primeira câmara de mistura e resfriamento, e uma segunda extremidade; - Uma primeira bomba de saída conectada ao primeiro conduto de saída; - Um primeiro conduto de ar tendo uma primeira extremidade conectável a uma fonte de ar, e uma segunda extremidade conectada ao primeiro conduto de entrada, em um primeiro ponto de fornecimento de ar entre a primeira bomba de entrada e a primeira câmara de mistura e resfriamento; - Um primeiro circuito de resfriamento tendo um ciclo de troca de calor por compressão/expansão, em conexão com a primeira câmara de mistura e resfriamento; em que a segunda linha de produção compreende: - Um segundo conduto de entrada tendo uma primeira extremidade, conectável a uma fonte contendo uma massa de confeitaria inicial, e uma segunda extremidade; - Uma segunda bomba de entrada conectada ao segundo conduto de entrada; - Uma segunda câmara de mistura e resfriamento, tendo uma abertura de entrada para a massa de confeitaria, conectada à segunda extremidade do segundo conduto de entrada, e uma abertura de saída; - Um segundo conduto de saída tendo uma primeira extremidade, conectada à abertura de saída da segunda câmara de mistura e resfriamento, e uma segunda extremidade; - Uma segunda bomba de saída conectada ao segundo conduto de saída; - Um segundo conduto de ar tendo uma primeira extremidade conectável a uma fonte de ar, e uma segunda extremidade conectada ao segundo conduto de entrada, em um segundo ponto de fornecimento de ar entre a segunda bomba de entrada e a segunda câmara de mistura e resfriamento; - Um segundo circuito de resfriamento tendo um ciclo de troca de calor por compressão/expansão, em conexão com a segunda câmara de mistura e resfriamento; em que a máquina compreende ainda um conduto auxiliar, configurado para permitir a conexão do primeiro conduto de saída em comunicação seletiva com o segundo conduto de entrada ou com a abertura de entrada da primeira câmara de mistura e resfriamento, e configurado para desconectá-los entre si, de maneira a que: - Com o conduto auxiliar na configuração desconectada, a primeira e segunda linhas de produção processem fluxos de sorvete independentemente uma da outra; e - Com o conduto auxiliar na configuração conectada, a primeira e segunda linhas de produção fiquem dispostas em série e processem juntas um único fluxo de sorvete.

[012] Uma máquina assim configurada permite variar as condições de produção, em particular a velocidade de produção, a temperatura de resfriamento e o número de “cordões” de sorvete, de uma maneira versátil.

[013] Além do custo mais baixo de uma única máquina em relação a uma pluralidade de máquinas do estado da arte anterior, integrando uma pluralidade de linhas de produção em uma única máquina, isto é, em uma única estrutura de suporte e alojamento, e de uma maneira mutuamente conectável e desconectável, a máquina do presente invento permite uma considerável economia de espaço (as máquinas do estado da técnica anterior não podem ser empilhadas umas sobre as outras) e interconexões entre linhas de produção que até agora eram impossíveis.

[014] De modo a compreender melhor a invenção e apreciar as suas vantagens, alguns exemplos não limitativos de formas de incorporação serão descritos abaixo com referência às figuras anexas, onde: - A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma máquina para fazer sorvete de acordo com uma forma de incorporação da invenção; - A figura 2 é uma vista frontal da máquina na figura 1; - A figura 3 é uma vista traseira da máquina na figura 1; - A figura 4 é uma vista em corte tomada ao longo do plano de corte IV-IV na figura 3; - As figuras 5 e 6 são vistas em corte de uma câmara de mistura e resfriamento de acordo com uma forma de incorporação; - A figura 7 é uma vista em corte de uma câmara de mistura e resfriamento configurada com um batedor auxiliar, sem barra excêntrica e tendo uma tampa de saída auxiliar para uma massa de sorvete resfriada a uma temperatura muito baixa; - A figura 8 mostra esquematicamente a máquina tendo duas linhas de produção independentes e mutuamente desconectadas; - A figura 9 mostra esquematicamente a máquina tendo duas linhas de produção conectadas em série por meio de um conduto auxiliar; - A figura 10 é uma vista esquemática da máquina tendo as duas linhas de produção conectadas em série por meio de um conduto auxiliar e uma tampa de saída auxiliar aplicada a uma segunda câmara de mistura e resfriamento.

[015] Com referência às figuras, a máquina para fazer sorvete está indicada como um todo pelo numeral de referência 1, e compreende: - Uma estrutura de suporte e alojamento 2 que acomoda uma primeira linha de produção 3 e uma segunda linha de produção 4, com a primeira linha de produção 3 compreendendo: - Um primeiro conduto de entrada 301 tendo uma primeira extremidade 302, conectável a uma fonte contendo uma massa de confeitaria inicial (não mostrada), e uma segunda extremidade 303; - Uma primeira bomba de entrada 304 conectada ao primeiro conduto de entrada 301; - Uma primeira câmara de mistura e resfriamento 305, tendo uma abertura de entrada 306 para a massa de confeitaria, conectada à segunda extremidade 303 do primeiro conduto de entrada 301, e uma abertura de saída 307 para o sorvete; - Um primeiro conduto de saída 308 tendo uma primeira extremidade 309, conectada à abertura de saída 307 da primeira câmara de mistura e resfriamento 305, e uma segunda extremidade 310; - Uma primeira bomba de saída 311 conectada ao primeiro conduto de saída 308; - Um primeiro conduto de ar 312 tendo uma primeira extremidade 313 conectável a uma fonte de ar (não mostrada), por exemplo, uma bomba de ar externa ou incorporada à máquina, e uma segunda extremidade 314 conectada ao primeiro conduto de entrada 301, em um primeiro ponto de fornecimento de ar 315 entre a primeira bomba de entrada 304 e a primeira câmara de mistura e resfriamento 305; - Um primeiro circuito de resfriamento 316 tendo um ciclo de troca de calor por compressão/expansão, em conexão com a primeira câmara de mistura e resfriamento 305;

[016] Com a segunda linha de produção 4 compreendendo: - Um segundo conduto de entrada 401 tendo uma primeira extremidade 402, conectável a uma fonte contendo uma massa de confeitaria inicial (não mostrada), e uma segunda extremidade 403; - Uma segunda bomba de entrada 404 conectada ao segundo conduto de entrada 401; - Uma segunda câmara de mistura e resfriamento 405, tendo uma abertura de entrada 406 para a massa de confeitaria, conectada à segunda extremidade 402 do segundo conduto de entrada 401, e uma abertura de saída 407; - Um segundo conduto de saída 408 tendo uma primeira extremidade 409, conectada à abertura de saída 407 da segunda câmara de mistura e resfriamento 405, e uma segunda extremidade 410; - Uma segunda bomba de saída 411 conectada ao segundo conduto de saída 408; - Um segundo conduto de ar 412 tendo uma primeira extremidade 413 conectável a uma fonte de ar (não mostrada), por exemplo, uma bomba de ar externa ou incorporada à máquina, e uma segunda extremidade 414 conectada ao segundo conduto de entrada 401, em um segundo ponto de fornecimento de ar 415 entre a segunda bomba de entrada 404 e a segunda câmara de mistura e resfriamento 405; - Um segundo circuito de resfriamento 416 tendo um ciclo de troca de calor por compressão/expansão, em conexão com a segunda câmara de mistura e resfriamento 405;

[017] Com a máquina 1 compreendendo ainda um conduto auxiliar 5, configurado para conectar seletivamente o primeiro conduto de saída 308 em comunicação com o segundo conduto de entrada 401 ou com a abertura de entrada 406 da segunda câmara de mistura e resfriamento 405, e configurado para desconectá-los entre si, de maneira a que: - Com o conduto auxiliar 5 na configuração desconectada (figura 8), a primeira e segunda linhas de produção 3, 4 processem fluxos de sorvete / massa de confeitaria independentemente uma da outra; e - Com o conduto auxiliar 5 na configuração conectada (figuras 9 e 10), a primeira e segunda linhas de produção 3, 4 fiquem dispostas em série e processem juntas um único fluxo de sorvete / massa de confeitaria.

[018] Com o conduto auxiliar 5 desconectado e com a primeira e segunda linhas de produção 3, 4 ativadas, a máquina 1 pode produzir, por exemplo, dois fluxos independentes do mesmo sorvete ou de diferentes sorvetes a uma velocidade, por exemplo, de 700 a 1.000 kg por minuto para cada linha, a uma temperatura, por exemplo, de -5 °C a -6 °C. Se desejado, os dois fluxos de sorvete podem ser sucessivamente combinados.

[019] Com o conduto auxiliar 5 desconectado e com apenas uma das duas linhas de produção 3, 4 ativadas, a máquina pode produzir, por exemplo, um fluxo único de sorvete a uma velocidade, por exemplo, de 700 a 1.000 litros por hora, a uma temperatura de saída, por exemplo, de -5 °C a -6 °C.

[020] Com o conduto auxiliar 5 conectado e com ambas as linhas de produção 3, 4 ativadas, a máquina 1 pode produzir um fluxo de sorvete único em velocidade duplicada, por exemplo a 1.400 a 2.000 litros por hora, a uma temperatura de saída, por exemplo, de -5 °C a -6 °C. A velocidade de produção duplicada é tornada possível pela ação das duas câmaras de mistura e resfriamento 305, 405 e pela ação dos dois circuitos de resfriamento 316, 416 em série, em um único fluxo de massa de confeitaria. Neste caso, nenhum segundo fluxo separado de massa de confeitaria é alimentado ao segundo conduto de entrada 401, e a primeira bomba de entrada 304 pode movimentar a massa em velocidade duplicada, enquanto a segunda bomba de entrada 404 pode permanecer inativa.

[021] A produção de sorvete por meio de uma única linha de produção em velocidade duplicada é preferível em relação à produção em paralelo por meio de duas linhas de produção mais lentas, porque a mesma homogeneidade e a mesma aparência do sorvete processado em uma única linha nunca é obtido juntando-se os dois fluxos de sorvete usando as duas linhas.

[022] Com o conduto auxiliar 5 conectado e com ambas as linhas de produção 3, 4 ativadas, a máquina 1 pode produzir, por exemplo, um único fluxo de sorvete a uma velocidade normal, por exemplo de 700 a 1.000 litros / hora, e a uma temperatura mais baixa, por exemplo de -9 °C a -10 °C. Isto é possível graças à ação dos dois circuitos de resfriamento 316, 416 em série em um único fluxo de massa de confeitaria. Também neste caso, um segundo fluxo separado de massa de confeitaria não é alimentado ao segundo conduto de entrada 401, e a primeira bomba de entrada 304 pode movimentar a massa em velocidade normal, enquanto a segunda bomba de entrada 404 pode permanecer inativa.

[023] De acordo com uma forma de incorporação, o conduto auxiliar 5 pode ser permanentemente (porém, de preferência removivelmente, em todos os casos) conectado ao primeiro conduto de saída 308 e ao segundo conduto de entrada 401, ou à abertura de entrada 406 da segunda câmara de mistura e resfriamento 405. Neste caso, válvulas de seleção 501, 502 podem ser providas para colocarem em comunicação, e também desconectarem, o conduto auxiliar 5 entre o primeiro conduto de saída 308 e o segundo conduto de entrada 401, ou a abertura de entrada 406 da segunda câmara de mistura e resfriamento 405.

[024] Uma primeira válvula de seleção 501 está colocada entre o primeiro conduto de saída 308 e o conduto auxiliar 5, e pode ser acionada para: - Abrir a comunicação entre o primeiro conduto de saída 308 e o conduto auxiliar 5 e, possivelmente, fechar o primeiro conduto de saída 308 em direção à, ou na, sua segunda extremidade 310, para evitar vazamentos indesejados; - Interromper a comunicação entre o primeiro conduto de saída 308 e o conduto auxiliar 5 e, possivelmente, abrir o primeiro conduto de saída 308 em direção à, ou na, sua segunda extremidade 310, para permitir que a massa de sorvete produzida na primeira linha de produção 3 saia.

[025] Uma segunda válvula de seleção 502 está colocada entre o conduto auxiliar 5 e o segundo conduto de entrada 401, ou a abertura de entrada 406 da segunda câmara de mistura e resfriamento 405, podendo ser acionada para: - Abrir a comunicação entre o conduto auxiliar 5 e o segundo conduto de entrada 401 (ou a abertura de entrada 406) e, possivelmente, fechar o segundo conduto de entrada 401 em direção à, ou na, sua primeira extremidade 402, para impedir vazamentos ou ingestões indesejados; - Interromper a comunicação entre o conduto auxiliar 5 e o segundo conduto de entrada 401 (ou a abertura de entrada 406) e, possivelmente, abrir o segundo conduto de entrada 401 em direção à, ou na, sua primeira extremidade 402, para permitir a entrada da massa de confeitaria inicial na segunda linha de produção 4.

[026] De acordo com uma outra forma de incorporação, o conduto auxiliar 5 pode ser conectado removivelmente, por exemplo, sem o uso de ferramentas, por exemplo através de mandíbulas de acoplamento, tanto ao primeiro conduto de saída 308 como ao segundo conduto de entrada 401 (ou à abertura de entrada 406). Por exemplo, o conduto auxiliar 5 pode ser mecanicamente e removivelmente acoplado (sendo deste modo conectável) a uma abertura de saída da primeira bomba de saída 311 e à abertura de entrada 406 da segunda câmara de mistura e resfriamento 405. Com a mesma operação de “inserção” do conduto auxiliar 5, uma porção de extremidade do primeiro conduto de saída 308 é desconectada e fluidicamente separada da abertura de saída da primeira bomba de saída 311, e o segundo conduto de entrada 401 é desconectado e fluidicamente separado da abertura de entrada 406 da segunda câmara de mistura e resfriamento 405.

[027] À primeira vista, esta operação obviamente manual não controlada por válvulas pode parecer artesanal e não muito sofisticada, porém, pelo contrário, ela resulta em uma enorme otimização e minimização do tempo de configuração da máquina. Na verdade, esta forma de incorporação leva em conta o fato de que, em todos os casos, a cada mudança de produto, todos os tubos da máquina devem ser lavados, e o interior dos componentes tendo peças mecânicas móveis (câmaras de mistura, bombas) é normalmente submetido a uma inspeção para identificar qualquer dano e evitar a presença de corpos estranhos no produto alimentício. A solução usando conexão/desconexão mecânica do conduto auxiliar 5 inteiro (provido como um acessório permanente da máquina 1) evita a necessidade de lavar e inspecionar as válvulas de seleção adicionais 501, 502. De preferência, o conduto auxiliar é um tubo rígido tendo um formato adequado para encaixar-se em um espaço livre do alojamento 2, sem requerer a movimentação de outros componentes da máquina 1 que não estejam diretamente envolvidos nas operações de conexão / desconexão.

[028] Vantajosamente, o conduto auxiliar 5 está conectado ao primeiro conduto de saída 308 em um ponto a jusante da primeira bomba de saída 311, de modo a ser capaz de explorar a primeira bomba de saída 311 - já dimensionada e configurada para movimentar uma massa de sorvete resfriado e, portanto, tendo consistência cremosa ou semi-rígida - para mover a massa de sorvete semiprocessada, vinda primeira linha de produção 3, em direção à segunda linha de produção 4.

[029] Mais vantajosamente, o conduto auxiliar 5 está conectado ao segundo conduto de entrada 401 a jusante da segunda bomba de entrada 404, e possivelmente a jusante do segundo ponto de adição de ar 415, ou diretamente à abertura de entrada 406, ou a uma outra abertura de entrada da primeira câmara de mistura e resfriamento 405.

[030] Isto permite movimentar a massa de sorvete semiprocessada com menor resistência ao fluxo e, preferivelmente, utilizando um conduto auxiliar 5 tendo uma área de seção de fluxo maior do que a área de seção de fluxo do segundo conduto de entrada 401.

[031] A máquina 1 compreende um sistema de controle elétrico ou eletrônico 6 em conexão elétrica com um primeiro sensor de fluxo 317 disposto no primeiro conduto de entrada 301, de preferência a jusante da primeira bomba de entrada 304, para controlar a taxa de fluxo real da massa de confeitaria bombeada, e, possivelmente, a montante do primeiro ponto de fornecimento de ar 315, de modo a ser capaz de controlar o fornecimento de ar para a massa de confeitaria inicial em função da taxa de fluxo medida pelo primeiro sensor de fluxo 317.

[032] Da mesma forma, o sistema de controle 6 está em conexão elétrica com um segundo sensor de fluxo 417 disposto no segundo conduto de entrada 401, de preferência a jusante da segunda bomba de entrada 404, para controlar taxa de fluxo real da massa de confeitaria bombeada, e, possivelmente, a montante do segundo ponto de fornecimento de ar 415, de modo a ser capaz de controlar o fornecimento de ar para a massa de confeitaria inicial em função da taxa de fluxo medida pelo segundo sensor de fluxo 417.

[033] O sistema de controle 6 controla seletivamente e independentemente a primeira e segunda bombas de entrada 304, 404, a primeira e segunda bombas de saída 311, 411, os primeiro e segundo sistemas de agitação ou mistura 318, 418 das primeira e segunda câmaras de mistura 305, 405, e o primeiro e segundo circuitos de resfriamento por compressão / expansão 316, 416.

[034] Além disso, o sistema de controle 6 pode estar em conexão elétrica com, e adaptado para controlar, meios de ajuste de fluxo de ar no primeiro e segundo condutos de ar 312, 412, como por exemplo primeira e segunda válvulas de ajuste de ar 322, 422, ou primeira e segunda bombas de ar (não mostradas).

[035] Em particular, o sistema de controle 6 está configurado para: - Ativar, desativar e ajustar, seletivamente e individualmente, a taxa de fluxo da primeira e segunda bombas de entrada 304, 404; e / ou - Ativar, desativar e ajustar, seletivamente e individualmente, a taxa de fluxo da primeira e segunda bombas de saída 311, 411; e / ou - Ativar, desativar e ajustar, seletivamente e individualmente, a velocidade de movimentação do primeiro e segundo sistemas de agitação ou mistura 318, 418 da primeira e segunda câmaras de mistura 305, 405; e / ou - Ativar e desativar, seletivamente e individualmente, os primeiros e segundos circuitos de resfriamento 316, 416; e / ou - Ajustar seletivamente e individualmente a intensidade da troca de calor entre os primeiro e segundo circuitos de resfriamento 316, 416 e as primeira e segunda câmaras de mistura 305, 405; e / ou - Interromper e permitir, seletivamente e individualmente, o fluxo de ar em cada um do primeiro e segundo condutos de ar 312, 412; e / ou - Interromper e permitir, seletivamente e individualmente, o fluxo de ar em cada um do primeiro e segundo condutos de ar 312, 412.

[036] Para definir os parâmetros de ajuste, o sistema de controle 6 compreende uma interface de usuário 23, por exemplo, um monitor de vídeo com teclado incorporado à máquina, ou uma conexão por ou sem fio, ou por meio de um conector de USB, para conexão com um computador remoto (não mostrado).

[037] A primeira e segunda bombas de entrada 304, 404 compreendem, de preferência, bombas volumétricas (de lóbulo) compreendendo uma câmara conformada, na qual dois rotores em formato de lóbulo giram de maneira sincronizada em eixos preferivelmente paralelos.

[038] Os meios de ajuste de fluxo de ar nos condutos de ar 312, 412 compreendem preferencialmente uma intercepção pneumática (liga / desliga) e / ou uma válvula de ajuste 322, 422, pelo menos um filtro, de preferência um filtro de purificação de três estágios com filtragem fina, carbono ativado e purificador de Teflon esterilizável. Um compressor desumidificador pode ficar disposto a montante do conduto de ar 312, 412 (por exemplo, a montante da válvula 322, 422 e / ou dos possíveis filtros). Medidores de fluxo, os assim chamados medidores de fluxo de massa, que vantajosamente funcionam de acordo com o princípio do anemômetro (fio quente) e medem o fluxo de massa ou a taxa de fluxo volumétrica padrão independentemente da pressão e da temperatura, podem ser utilizados para determinar a taxa de fluxo ou a velocidade do fluxo de ar nos condutos de ar 312, 412. Os medidores de fluxo de ar interagem com as válvulas de intercepção 322, 422 de modo a que a taxa de fluxo de ar seja ajustada de acordo com o valor definido no sistema de controle 6.

[039] Os sensores de fluxo 317, 417 nos condutos de entrada 301, 401 compreendem, de preferência, um medidor magnético de taxa de fluxo.

[040] As câmaras de mistura e resfriamento 305, 405 compreendem preferencialmente um cilindro externo 7 feito de aço, possivelmente envolvido em uma camada externa 8 feita de um material isolador de calor, e um cilindro interno 9 feito de aço posicionado dentro do cilindro externo 7. O cilindro interno 9 delimita internamente um canal de passagem para a massa de confeitaria.

[041] Um espaço anelar 10 é formado entre o cilindro externo 7 e o cilindro interno 9 para a passagem do fluido de resfriamento do circuito de resfriamento 316, 416, de preferência em contrafluxo em relação à direção de movimentação da massa de confeitaria. A parede do cilindro interno 9 forma a superfície de troca de calor para refrigerar a massa de confeitaria.

[042] Um agitador 11, ou agitador-raspador (o assim chamado “batedor”) fica disposto dentro do cilindro interno 9, tal agitador 11 ou agitador-raspador podendo ser acionado em rotação em torno do eixo longitudinal 12 da câmara 305, 405, por exemplo, por meio de um motor elétrico 13 disposto no exterior do cilindro 7 e conectado ao agitador 11 por meio de um eixo de transmissão. O agitador 11 pode compreender um cilindro oco 24 tendo uma pluralidade de orifícios passantes e / ou uma barra excêntrica 25, possivelmente posicionada dentro do cilindro perfurado 24, bem como uma ou mais lâminas de raspagem 26 projetando-se a partir do cilindro perfurado 24 em direção à superfície interna do cilindro interno 9, que raspam o sorvete que é formado na superfície interna do cilindro interno 9, criando assim a massa de sorvete produzida.

[043] O cilindro interno 9 é fechado, no lado de entrada da massa de confeitaria, por uma tampa de entrada 16, e, no lado de saída da massa de confeitaria, por uma tampa de saída 17. As tampas de entrada 16 formam as respectivas aberturas de entrada 306, 406 para a massa de confeitaria, e as tampas de saída 17 formam as aberturas de saída 307, 407 para o sorvete. Ambas as tampas de entrada e saída 16 e 17 formam assentos que suportam rotativamente o agitador 11 em torno do eixo longitudinal 12.

[044] De acordo com uma forma de incorporação (figura 7), a máquina 1 pode compreender uma tampa de saída auxiliar 18 que pode ser removivelmente acoplada à segunda câmara de resfriamento e mistura 405, em vez da segunda tampa de saída 17 (também removível), formando uma abertura de saída auxiliar 19 tendo uma seção maior do que a segunda abertura de saída 407 e, preferivelmente, um bocal de saída convergente, por exemplo, troncocônico, concêntrico com um eixo longitudinal 12, de modo a facilitar a saída de sorvete mais endurecido em caso de resfriamento a uma temperatura muito baixa, por exemplo de -9 °C a -10 °C.

[045] A máquina 1 também pode compreender um agitador auxiliar 21 (figura 7), que pode ser removivelmente inserido na segunda câmara de mistura e resfriamento 405, em vez do segundo agitador 11 (também removível), sem possuir nenhuma barra excêntrica 25, para facilitar a passagem do sorvete já pré-processado e pré-resfriado vindo da primeira linha de produção 3, não requerendo assim necessariamente nenhuma emulsificação adicional, mas apenas uma mistura moderada destinada a uma troca de calor mais eficiente (resfriamento).

[046] Os primeiro e segundo circuitos de resfriamento 316, 416 compreendem preferivelmente os chamados circuitos de compressão e expansão, cada um compreendendo um compressor 319, 419 que comprime um gás refrigerante, cuja temperatura aumenta como resultado da redução do seu volume, um trocador de calor ou condensador externo 320, 420, disposto a jusante do compressor 319, 419 e dentro do qual o gás refrigerante comprimido perde calor e possivelmente sofre condensação da fase gasosa para a fase líquida, um evaporador 321, 421, disposto a jusante do condensador 320, 420 e no qual o gás refrigerante é forçado a se expandir e evaporar, provocando assim um resfriamento com a mínima entropia possível, por exemplo por meio de uma válvula de laminação, e finalmente um trocador de calor dentro da câmara de resfriamento e mistura 305, 405, formado por exemplo pelo espaço anular 10 pelo qual o gás refrigerante transfere frio para a massa de confeitaria e dela retorna para o compressor 319, 419 para iniciar um novo ciclo.

[047] De preferência, pelo menos os dois compressores 319, 419 e os dois condensadores 320, 420 dos dois circuitos de resfriamento 316, 416 ficam posicionados lado a lado em uma região inferior da estrutura de suporte 2, e todos estendem-se pelo menos parcialmente ao longo de ambas as câmaras de mistura e resfriamento 305, 405 (figuras 2, 3).

[048] Isto permite economizar espaço, abaixar o centro de gravidade de toda a máquina 1, e posicionar as respectivas conexões pressurizadas e vedadas de uma maneira mais próxima, agrupadas.

[049] A primeira e segunda câmaras de mistura e resfriamento 305, 405 ficam posicionadas uma acima da outra, e preferencialmente seus eixos longitudinais 12 ficam dispostos em um mesmo plano vertical.

[050] Do mesmo modo, a primeira e segunda bombas de saída 311, 411 ficam posicionadas uma sobre a outra e preferivelmente alinhadas verticalmente entre si.

[051] Além disso, a primeira e segunda bombas de saída 311, 411 ficam ambas posicionadas acima dos dois compressores 319, 419 e acima dos dois condensadores 320, 420 dos dois circuitos de resfriamento 316, 416, distanciadas horizontalmente da primeira e segunda câmaras de resfriamento 305, 405, alternando-se ou escalonando-se verticalmente com elas (figuras 1, 2, 3).

[052] A primeira e segunda bombas de entrada 304, 404 ficam ambas posicionadas na região mais baixa da máquina 1, e ambas estendem-se pelo menos parcialmente abaixo das câmaras de mistura e de resfriamento 305, 405 (figuras 1, 2), de preferência no mesmo plano horizontal com os dois compressores 319, 419 e / ou com os dois condensadores 320, 420 dos dois circuitos de resfriamento 316, 416. Preferencialmente, a primeira e segunda bombas de entrada 304, 404 ficam dispostas no mesmo plano horizontal. Finalmente, os componentes de alimentação e controle elétrico 22 (componentes elétricos) da máquina 1 ficam preferivelmente alojados em um compartimento separado 14 formado na estrutura de suporte e alojamento 2.

[053] O posicionamento dos componentes individuais e grupos funcionais da máquina 1 permite manter suas dimensões pequenas, sem exceder substancialmente as dimensões de uma máquina para fazer sorvete comparável do estado da técnica tendo uma única linha de produção.

[054] A fim de reduzir ainda mais as dimensões da máquina 1, sugere-se configurar os primeiro e segundo circuitos de resfriamento 316, 416 como circuitos de resfriamento por compressão e expansão, utilizando CO2 como gás refrigerante e resfriando o trocador de calor externo 320, 420 com água fria, a uma temperatura muito baixa na faixa de -5 °C a +2 °C, utilizando água com adição de anticongelante, como por exemplo glicol, ou utilizando apenas água gelada, alimentada à máquina 1 por meio de uma conexão de água fria 15 incorporada à máquina 1. Desta forma, é possível explorar o maior peso específico e consequentemente a maior capacidade de calor do CO2, por exemplo em relação a gás Freon, e assim reduzir ainda mais o tamanho dos circuitos de resfriamento e da máquina 1 inteira. O espaço para resfriar a água fria necessária para a operação dos circuitos de resfriamento com CO2 pode ser facilmente encontrado em áreas menos ocupadas da instalação de produção, e a água fria pode ser facilmente conduzida para a máquina 1 por meio de simples tubos flexíveis.

[055] Além do mais, o sistema de controle 6 está configurado para permitir um ajuste seletivo da potência de resfriamento dos circuitos de resfriamento 316, 416, através do ajuste da velocidade de rotação dos (motores dos) compressores 319, 419 por meio de inversores.

[056] Obviamente, um especialista na técnica pode criar outras alterações e variações na máquina para fazer sorvete 1 de acordo com o presente invento, sem fugir do escopo de proteção da invenção conforme definido nas reivindicações a seguir.

Claims (14)

1. MÁQUINA (1) para fazer sorvete, caracterizada por compreender: uma estrutura de suporte e alojamento (2) que acomoda uma primeira linha de produção (3) e uma segunda linha de produção (4), com a primeira linha de produção (3) compreendendo: - um primeiro conduto de entrada (301) tendo uma primeira extremidade (302), conectável a uma fonte contendo uma massa de confeitaria inicial, e uma segunda extremidade (303); - uma primeira bomba de entrada (304) conectada ao primeiro conduto de entrada (301); - uma primeira câmara de mistura e resfriamento (305), tendo uma abertura de entrada (306) para a massa de confeitaria, conectada à segunda extremidade (303) do primeiro conduto de entrada (301), e uma abertura de saída (307) para o sorvete; - um primeiro conduto de saída (308) tendo uma primeira extremidade (309), conectada à abertura de saída (307) da primeira câmara de mistura e resfriamento (305), e uma segunda extremidade (310); - uma primeira bomba de saída (311) conectada ao primeiro conduto de saída (308); - um primeiro circuito de resfriamento (316) de troca de calor em conexão com a primeira câmara de mistura e resfriamento (305); com a segunda linha de produção (4) compreendendo: - um segundo conduto de entrada (401) tendo uma primeira extremidade (402), conectável a uma fonte contendo uma massa de confeitaria inicial, e uma segunda extremidade (403); - uma segunda bomba de entrada (404) conectada ao segundo conduto de entrada (401); - uma segunda câmara de mistura e resfriamento (405), tendo uma abertura de entrada (406) para a massa de confeitaria, conectada à segunda extremidade (402) do segundo conduto de entrada (401), e uma abertura de saída (407); - um segundo conduto de saída (408) tendo uma primeira extremidade (409), conectada à abertura de saída (407) da segunda câmara de mistura e resfriamento (405), e uma segunda extremidade (410); - uma segunda bomba de saída (411) conectada ao segundo conduto de saída (408); - um segundo circuito de resfriamento (416) de troca de calor em conexão com a segunda câmara de mistura e resfriamento (405); com a máquina (1) compreendendo ainda um conduto auxiliar (5), configurado para conectar seletivamente o primeiro conduto de saída (308) em comunicação com o segundo conduto de entrada (401) ou com a abertura de entrada (406) da segunda câmara de mistura e resfriamento (405), e configurado para desconectá-los entre si, de maneira a que: - com o conduto auxiliar (5) na configuração desconectada, as primeira e segunda linhas de produção (3, 4) processem fluxos de massa de confeitaria independentemente uma da outra; e - com o conduto auxiliar (5) na configuração conectada, a primeira e segunda linhas de produção (3, 4) fiquem dispostas em série e processem juntas um único fluxo de massa de confeitaria.

2. MÁQUINA (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender: um primeiro conduto de ar (312) tendo uma primeira extremidade (313) conectável a uma fonte de ar, e uma segunda extremidade (314) conectada ao primeiro conduto de entrada (301), em um primeiro ponto de fornecimento de ar (315) entre a primeira bomba de entrada (304) e a primeira câmara de mistura e resfriamento (305); um segundo conduto de ar (412) tendo uma primeira extremidade (413) conectável a uma fonte de ar, e uma segunda extremidade (414) conectada ao segundo conduto de entrada (401), em um segundo ponto de fornecimento de ar (415) entre a segunda bomba de entrada (404) e a segunda câmara de mistura e resfriamento (405).

3. MÁQUINA (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por o conduto auxiliar (5) ser removivelmente conectável, em particular através de mandíbulas de acoplamento, tanto ao primeiro conduto de saída (308) como ao segundo conduto de entrada (401), ou à abertura de entrada (406) da segunda câmara de mistura e resfriamento (405).

4. MÁQUINA (1), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por o conduto auxiliar (5) ser removivelmente e mecanicamente acoplável, sendo deste modo conectável, a uma abertura de saída da primeira bomba de saída (311) e à abertura de entrada (406) da segunda câmara de mistura e resfriamento (405), em que: uma porção de extremidade do primeiro conduto de saída (308) é mecanicamente removível, e deste modo separável, da abertura de saída da primeira bomba de saída (311); o segundo conduto de entrada (401) é mecanicamente removível, e deste modo separável, da abertura de entrada (406) da segunda câmara de mistura e resfriamento (405).

5. MÁQUINA (1), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por o conduto auxiliar ser um tubo rígido tendo um formato adequado para encaixar-se em um espaço livre do alojamento (2), sem requerer o movimento de outros componentes da máquina (1) não diretamente envolvidos nas operações de conexão / desconexão da primeira e segunda linhas de produção (3, 4) entre si.

6. MÁQUINA (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por compreender válvulas de seleção (501, 502) para colocarem em comunicação, e também desconectarem, o conduto auxiliar (5) entre o primeiro conduto de saída (308) e o segundo conduto de entrada (401), ou a abertura de entrada (406) da segunda câmara de mistura e resfriamento (405).

7. MÁQUINA (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o conduto auxiliar (5) estar conectado ao primeiro conduto de saída (308) em um ponto a jusante da primeira bomba de saída (311).

8. MÁQUINA (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por compreender um primeiro sensor de fluxo (317) disposto no primeiro conduto de entrada (301) e um segundo sensor de fluxo (417) disposto no segundo conduto de entrada (401).

9. MÁQUINA (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por compreender um sistema de controle (6) que controla seletivamente e independentemente a primeira (304) e segunda (404) bombas de entrada, a primeira (311) e segunda (411) bombas de saída, o primeiro (318) e segundo (418) sistemas de agitação ou mistura da primeira (305) e segunda (405) câmaras de mistura, e o primeiro (316) e segundo (416) circuitos de resfriamento por compressão / expansão.

10. MÁQUINA (1), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por o sistema de controle (6) ajustar um fluxo de ar no primeiro (312) e segundo (412) condutos de ar.

11. MÁQUINA (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por compreender uma tampa de saída auxiliar (18) que pode ser removivelmente acoplada à segunda câmara de mistura e resfriamento (405), para substituir uma segunda tampa de saída removível (17) formando a abertura de saída (407) da segunda câmara de mistura e resfriamento (405); com a dita tampa de saída auxiliar (18) formando uma abertura de saída auxiliar (19) tendo uma seção transversal maior do que a dita abertura de saída (407) da segunda tampa de saída (17).

12. MÁQUINA (1), de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por a referida tampa de saída auxiliar (18) formar um bocal de saída convergente, em particular troncocônico, concêntrico com um eixo longitudinal (12) da segunda câmara de mistura e resfriamento (405), a fim de facilitar a saída de sorvete mais endurecido no caso de resfriamento a uma temperatura muito baixa.

13. MÁQUINA (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o primeiro (316) e segundo (416) circuitos de resfriamento serem circuitos de resfriamento por compressão e expansão, utilizando CO2 como o gás de resfriamento, e com um trocador de calor externo (320, 420) resfriado por água fria alimentada à máquina (1) por meio de uma conexão (15) com a máquina (1).

14. MÁQUINA (1) para fazer sorvete, caracterizada por compreender: uma estrutura de suporte e alojamento (2) que acomoda uma primeira linha de produção (3) e uma segunda linha de produção (4), em que: - a primeira linha de produção (3) compreende uma primeira bomba de entrada (304), uma primeira câmara de mistura e resfriamento (305), uma primeira bomba de saída (311) conectada em série, bem como um primeiro circuito de resfriamento (316) de troca de calor em conexão com a primeira câmara de mistura e resfriamento (305); - a segunda linha de produção (4) compreende uma segunda bomba de entrada (404), uma segunda câmara de mistura e resfriamento (405), uma segunda bomba de saída (411) conectada em série, bem como um segundo circuito de resfriamento (416) de troca de calor em conexão com a segunda câmara de mistura e resfriamento (405); com a máquina (1) compreendendo ainda um conduto auxiliar (5) configurado para seletivamente conectar / desconectar a primeira bomba de saída (311) a / de uma entrada da segunda câmara de mistura e resfriamento (405), de modo que: com o conduto auxiliar (5) na configuração desconectada, as primeira e segunda linhas de produção (3, 4) processam fluxos de massa de confeitaria independentemente uma da outra; e com o conduto auxiliar (5) na configuração conectada, as primeira e segunda linhas de produção (3, 4) são colocadas em série e processam juntas um único fluxo de massa de confeitaria.

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