Installation pour la production industrielle des glaces alimentaires
La présente invention concerne une installation pour la production industrielle des glaces alimentaires.
Les installations conventionnelles pour produire en grande quantité et avec continuité des glaces alimentaires sont constituées par une cuve dans laquelle on homogénéise un mélange de matières grasses, d'essences et d'eau dit appareil ou mix , par une chambre de malaxage et réfrigération du mix (congélateur) et par une pompe qui envoie le mix de la cuve au congélateur après l'avoir additionné avec de l'air. Pour obtenir le mélange air-mix, la pompe a une portée plus grande que celle consentie par le conduit d'amenée du mix, de façon que de l'air est aspiré de l'extérieur, mélangé au mix et retenu par celui-ci par le malaxage et le refroidissement qui ont lieu dans le congélateur.
L'adjonction d'air doit donner au mix malaxé et refroidi une apparence pâteuse, moelleuse et un volume plus grand que celui du mix originaire (on appelle développement ou overrun de la glace le quotient entre le volume de la glace produite et celui du mix originaire).
La glace produite est ensuite conservée à une température d'environ - 35o C jusqu'à son envoi dans le commerce.
Les installations conventionnelles présentent des inconvénients. Tout d'abord le développement est petit étant donné qu'il est fonction de la portée de la pompe, portée qui est nécessairement limitée; en outre, le développement n'est pas constant car il est lié à la viscosité du mix qui est variable. Il s'ensuit qu'il est difficile de donner à la glace le moelleux désiré et d'avoir une glace de qualité toujours uniforme.
Un second inconvénient consiste en ce que l'air introduit dynamiquement a tendance, avec le temps, à abandonner la glace produite diminuant désavantageusement pendant le stockage son moelleux et son degré de développement .
Un autre inconvénient consiste en ce que le mélange a tendance à s'oxyder en présence de l'air avec détérioration de la qualité de la glace.
Un autre inconvénient encore consiste dans l'utilisation d'air qui est extrait du milieu et qui donc, malgré toutes les précautions possibles, n'est jamais totalement exempt de bactéries.
Et, inconvénient majeur, l'air additionné dynamiquement ne se lie pas avec le mix et ne forme pas un mélange véritable et stable, ce qui empêche l'obtention d'une glace uniformément et suffisamment molle.
Suivant la présente invention on peut pallier ces inconvénients avec une installation constituée par une cuve d'homogénéisation du mix et un congélateur relié à la cuve par un circuit qui comprend un tuyau et une pompe, et caractérisée en ce que dans le circuit entre la pompe et le congélateur se situent un régulateur de pression, un régulateur de débit et un mélangeur constitué par un récipient hermétiquement fermé, relié à une source de gaz comprimé sous pression, dans lequel est disposé un conduit principal ouvert en bas et relié en haut au tuyau d'extraction du mélange mixgaz et un conduit secondaire qui met en communication la partie supérieure du récipient avec le conduit principal,
de façon que dans le récipient (2) il y ait une poche (24) supérieure de gaz et une couche (23) inférieure de mix soumis à une pression qui provoque par voie statique un mélange gaz-mix et qui pousse celle-ci dans le conduit principal (9) où elle aspire, à travers le conduit secondaire (10), du gaz en provenance de la poche (24) supérieure, avec enrichissement ultérieur en gaz du mix, le mélange enrichi étant enfin transféré du conduit principal au congélateur qui débite avec continuité la glace.
Avec l'installation selon l'invention, on obtient un mélange stable dans lequel le gaz est mélangé au mix à niveau colloïdal. On ne risque donc pas que la glace produite se dégonfle pendant le stockage. Le développement obtenu est très élevé et se maintient dans le temps.
On utilise de préférence comme gaz de l'azote ou de l'anhydride carbonique. Il en résulte qu'il n'y a pas d'oxygène dans la glace produite: il n'y a donc pas possibilité d'oxydation et la qualité du produit se maintient dans le temps. Le risque de pollution est fortement diminué car l'azote et l'anhydride carbonique sont des gaz qui ne consentent pas la vie à nombre de bactéries.
Un autre avantage de l'installation selon l'invention consiste en ce qu'elle permet d'obtenir en quantité industrielle du sorbet et de la glace à l'eau en utilisant un mélange de sirop, d'essences et d'eau, sans matières grasses. Une telle production est presque impossible avec les installations conventionnelles dans lesquelles il est nécessaire qu'il y ait des matières grasses pour retenir l'air que l'on additionne.
Les dessins annexés représentent à titre d'exemple une forme d'exécution de l'installation selon l'invention.
Dans les dessins:
la fig. 1 représente en vue schématique, partiellement en perspective, l'installation pour la production de glaces alimentaires;
la fig. 2 représente en coupe verticale le récipient de formation du mélange;
la fig. 3 représente ce récipient dans une variante d'exécution, et
la fig. 4 le représente en coupe horizontale suivant la ligne de la fig. 2, IV-IV.
Comme on le voit sur les figures, I'installation pour la production en quantité industrielle de glaces alimentaires comprend une cuve 3 d'homogénéisation et de pasteurisation du mix, un congélateur 21 avec un conduit 22 qui débite la glace avec continuité, et une pompe 4 qui est mise en communication avec la cuve 3 par un tuyau 19, pompe qui sert à envoyer le mix au congélateur 21.
La cuve 3, le congélateur 21 et la pompe 4 constituent les composants de toute installation conventionnelle; dans ces installations, on additionne de l'air au mix dans la pompe 4 qui se trouve en communication directe avec le congélateur 21 par l'entremise d'un tuyau.
Dans l'installation suivant l'invention entre le congélateur 21 et la pompe 4 est intercalé un mélangeur constitué par un récipient 2 qui présente une ouverture supérieure fermée hermétiquement par un couvercle 15 dans lequel est vissé au centre un corps 8. Le récipient 2 est muni en bas d'une ouverture 17 d'entrée en communication avec la pompe 4 par l'entremise d'un régulateur de pression 5, suivi d'un régulateur de débit 6 et par une soupape de non-retour 16.
Le corps central 8 (cf. fig. 2 et 4) est constitué par un bloc 28 de forme cylindrique qui descend dans le récipient 2 presque jusqu'au fond immergé dans le mix 23 qui entre par l'ouverture 17. Le bloc 28 est transpercé verticalement sur toute sa longueur par un conduit principal 9 et, pour une partie seulement de sa longueur, par un conduit secondaire vertical 10 parallèle au conduit 9. Le conduit 10 communique en bas avec le conduit 9 par une ouverture 12 et il est mis en communication en haut avec l'espace intérieur du récipient 2 par une ouverture calibrée 13. Une soupape 7 de non-retour introduite dans le conduit 10 empêche un reflux depuis le conduit 9.
Le bloc 28 est entouré dans sa partie supérieure par un bloc annulaire 27, avec interposition d'un joint d'étanchéité 26 pour le maintien de la pression interne dans le récipient 2. Le bloc 27 est vissé dans le couvercle 15 et est troué en correspondance d'un tube externe 18 d'amenée de gaz. Entre les deux blocs 27 et 28 on laisse un espacement annulaire 1 1 en communication avec le tube 18 et avec la poche de gaz 24 qui se forme en haut dans le récipient 2.
Dans une forme d'exécution modifiée (cf. fig. 3) du récipient 2, une paroi de séparation horizontale 14 est disposée entre le mix 23 et la poche de gaz 24.
Une bouteille 1, source de gaz comprimé, est reliée au corps central 8 par le tuyau 18 par l'entremise d'une soupape de non-retour 29.
Un tuyau 20 relie le corps central 8 au congélateur 21.
Pour faciliter l'entretien et le nettoyage, tous les composants de l'installation sont indépendants et connectés entre eux par des soupapes doubles 25. Le récipient 2 peut être ouvert sans difficulté en dévissant le couvercle 15' (fig. 3) ou enlevant le couvercle 15 (fig. 2).
On peut extraire la paroi 14 (fig. 3) qui est retenue contre le corps 8 et les parois du récipient 2 uniquement par des joints d'étanchéité.
Le fonctionnement est le suivant:
Le mix homogénéisé et pasteurisé de la cuve 3 est envoyé par la pompe 4 au régulateur de pression 5 et de débit 6 et de là au récipient 2. A ce même récipient est amené le gaz sous pression qui provient de la bouteille 1. Le mix forme une couche 23 dans la partie inférieure du récipient 2, tandis que le gaz se dispose dans une poche 24 supérieure.
La pression du gaz se transmet au mix et le pousse dans le tuyau 20 par le conduit 9, tant que le conduit 22 débite avec continuité de la glace. Le passage du mix dans le conduit 9 a donc lieu avec continuité et son niveau est maintenu pratiquement constant dans le récipient 2 par le régulateur de débit 6. La soupape de non-retour 16 et la soupape de non-retour 7 (ou la paroi de séparation 14) constituent les organes de sécurité pour empêcher que le niveau de la couche 23 ne varie de façon indésirée.
Dans le récipient 2, la couche de mix 23 se mélange statiquement avec le gaz par effet de la pression de celui-ci. En outre, le passage du mélange mix-gaz dans le conduit 9 provoque une dépression en correspondance de l'ouverture 12, ce qui donne lieu à une aspiration de gaz dans la poche 24 à travers l'ouverture 13 et le conduit 10, gaz qui se mélange à son tour au mix en proportion constante et intimement.
Le mélange qui s'est formé est transféré au congélateur par le tuyau 20, est refroidi dans le congélateur même et débité par le tuyau 22.
La conservation a lieu avec les méthodes habituelles.
Plant for the industrial production of ice cream
The present invention relates to an installation for the industrial production of ice cream.
Conventional installations for producing ice creams in large quantities and with continuity are made up of a tank in which a mixture of fats, essences and water known as a device or mix is homogenized, by a mixing chamber and refrigeration of the mix. (freezer) and by a pump which sends the mix from the tank to the freezer after adding it with air. To obtain the air-mix mixture, the pump has a greater reach than that allowed by the mix supply duct, so that air is sucked in from the outside, mixed with the mix and retained by it. by mixing and cooling that takes place in the freezer.
The addition of air must give the mixed and cooled mix a pasty, soft appearance and a volume greater than that of the original mix (we call development or overrun of the ice cream the quotient between the volume of the ice produced and that of the mix native).
The ice cream produced is then stored at a temperature of around -35o C until it is shipped to the market.
Conventional installations have drawbacks. First of all, the development is small since it depends on the range of the pump, range which is necessarily limited; furthermore, the development is not constant because it is linked to the viscosity of the mix which is variable. It follows that it is difficult to give the ice cream the desired softness and to have ice cream of consistently uniform quality.
A second drawback consists in that the dynamically introduced air tends, over time, to give up the ice produced, which decreases disadvantageously during storage its softness and its degree of development.
Another disadvantage is that the mixture tends to oxidize in the presence of air with deterioration of the quality of the ice.
Yet another drawback consists in the use of air which is extracted from the medium and which therefore, despite all possible precautions, is never completely free from bacteria.
And, a major drawback, the dynamically added air does not bond with the mix and does not form a true and stable mixture, which prevents obtaining a uniformly and sufficiently soft ice cream.
According to the present invention these drawbacks can be overcome with an installation constituted by a tank for homogenization of the mix and a freezer connected to the tank by a circuit which comprises a pipe and a pump, and characterized in that in the circuit between the pump and the freezer are located a pressure regulator, a flow regulator and a mixer consisting of a hermetically closed container, connected to a source of compressed gas under pressure, in which is arranged a main duct open at the bottom and connected at the top to the pipe for extracting the mixgas mixture and a secondary pipe which places the upper part of the receptacle in communication with the main pipe,
so that in the container (2) there is an upper pocket (24) of gas and a lower layer (23) of the mix subjected to a pressure which statically causes a gas-mix mixture and which pushes it into the main duct (9) where it sucks, through the secondary duct (10), gas coming from the upper pocket (24), with subsequent enrichment in gas of the mix, the enriched mixture being finally transferred from the main duct to the freezer which continuously cuts the ice.
With the installation according to the invention, a stable mixture is obtained in which the gas is mixed with the mix at colloidal level. There is therefore no risk that the ice produced will deflate during storage. The development obtained is very high and is maintained over time.
Nitrogen or carbon dioxide is preferably used as gas. As a result, there is no oxygen in the ice produced: there is therefore no possibility of oxidation and the quality of the product is maintained over time. The risk of pollution is greatly reduced because nitrogen and carbon dioxide are gases which do not consent to life for many bacteria.
Another advantage of the installation according to the invention consists in that it makes it possible to obtain sorbet and water ice in industrial quantities using a mixture of syrup, essences and water, without fat. Such production is almost impossible with conventional installations in which it is necessary that there be fat to retain the air that is added.
The accompanying drawings show by way of example one embodiment of the installation according to the invention.
In the drawings:
fig. 1 is a schematic view, partially in perspective, of the installation for the production of ice cream;
fig. 2 shows in vertical section the container for forming the mixture;
fig. 3 shows this container in an alternative embodiment, and
fig. 4 shows it in horizontal section along the line of FIG. 2, IV-IV.
As can be seen in the figures, the installation for the industrial production of ice cream comprises a tank 3 for homogenization and pasteurization of the mix, a freezer 21 with a duct 22 which delivers the ice cream with continuity, and a pump. 4 which is put in communication with the tank 3 by a pipe 19, pump which serves to send the mix to the freezer 21.
The tank 3, the freezer 21 and the pump 4 constitute the components of any conventional installation; in these installations, air is added to the mix in the pump 4 which is in direct communication with the freezer 21 via a pipe.
In the installation according to the invention between the freezer 21 and the pump 4 is interposed a mixer consisting of a container 2 which has an upper opening hermetically sealed by a cover 15 in which a body 8 is screwed in the center. The container 2 is provided at the bottom with an inlet opening 17 in communication with the pump 4 via a pressure regulator 5, followed by a flow regulator 6 and by a non-return valve 16.
The central body 8 (see fig. 2 and 4) consists of a block 28 of cylindrical shape which descends into the container 2 almost to the bottom immersed in the mix 23 which enters through the opening 17. The block 28 is pierced vertically over its entire length by a main duct 9 and, for only part of its length, by a vertical secondary duct 10 parallel to the duct 9. The duct 10 communicates at the bottom with the duct 9 via an opening 12 and it is placed in communication at the top with the interior space of the container 2 by a calibrated opening 13. A non-return valve 7 introduced into the duct 10 prevents a backflow from the duct 9.
The block 28 is surrounded in its upper part by an annular block 27, with the interposition of a seal 26 for maintaining the internal pressure in the container 2. The block 27 is screwed into the cover 15 and has a hole in it. correspondence of an external gas supply tube 18. Between the two blocks 27 and 28, an annular space 11 is left in communication with the tube 18 and with the gas pocket 24 which forms at the top in the container 2.
In a modified embodiment (see fig. 3) of the container 2, a horizontal separation wall 14 is arranged between the mix 23 and the gas pocket 24.
A bottle 1, a source of compressed gas, is connected to the central body 8 by the pipe 18 through a non-return valve 29.
A pipe 20 connects the central body 8 to the freezer 21.
To facilitate maintenance and cleaning, all the components of the installation are independent and interconnected by double valves 25. The container 2 can be opened without difficulty by unscrewing the cover 15 '(fig. 3) or removing the cover 15 (fig. 2).
It is possible to extract the wall 14 (FIG. 3) which is retained against the body 8 and the walls of the container 2 only by seals.
The operation is as follows:
The homogenized and pasteurized mix from tank 3 is sent by pump 4 to pressure regulator 5 and flow rate 6 and from there to container 2. To this same container is brought the pressurized gas which comes from bottle 1. The mix forms a layer 23 in the lower part of the container 2, while the gas is placed in an upper pocket 24.
The gas pressure is transmitted to the mix and pushes it into the pipe 20 through the pipe 9, as long as the pipe 22 continuously delivers ice. The passage of the mix in the duct 9 therefore takes place with continuity and its level is maintained practically constant in the receptacle 2 by the flow regulator 6. The non-return valve 16 and the non-return valve 7 (or the wall separation 14) constitute the safety members to prevent the level of the layer 23 from varying undesirably.
In the container 2, the layer of mix 23 mixes statically with the gas by the effect of the pressure thereof. In addition, the passage of the mix-gas mixture in the pipe 9 causes a depression in correspondence of the opening 12, which gives rise to a suction of gas in the pocket 24 through the opening 13 and the pipe 10, gas which in turn mixes with the mix in constant proportion and intimately.
The resulting mixture is transferred to the freezer through pipe 20, is cooled in the freezer itself and discharged through pipe 22.
The conservation takes place with the usual methods.