CN101120715B - 用于生产冰冻充气产品的工艺方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于生产冰冻充气产品的工艺方法，所述工艺方法包括以下步骤：提供两个成形元件，在每个成形元件的表面上设置至少一个开口腔，提供用于向所述开口腔装填温度高于成形元件温度的冰冻充气材料的装填装置，用具有在10％-130％之间的膨胀率的冰冻充气材料装填两个腔，其中每个成形元件上设置一个腔，允许冰冻充气材料向其腔的外部产生膨胀，且相对于彼此移动所述两个腔，从而使得一个腔内的冰冻充气材料压在另一个腔内的冰冻充气材料上面，将棒置于所述两个已进行装填的腔之间。

Description

用于生产冰冻充气产品的工艺方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于生产冰冻充气产品的工艺方法和设备。特别是，本发明涉及定形产品例如带棒冰淇淋的生产。

背景技术

带棒冰淇淋产品已为公众所知几十年了。带棒冰淇淋产品一般是采用以下工艺方法生产出来的，所述工艺方法为：挤出冰淇淋原料块并垂直将其切断，然后把棒插入产品中从而生产出带棒冰淇淋，然后例如可以在所述带棒冰淇淋上包涂一层巧克力，然后将所得产品装入独立包装中。

该基本技术不能生产具有复杂形状的产品，这是因为该工艺技术依赖于对挤出的原料块进行垂直切割。

已经提出了许多其它技术，其中冰淇淋被注入到由两个半模构成的模具中，然后引入所述棒并使产品脱模(Margolis)。

所有这些技术都依赖于首先生产出冰淇淋产品，然后将棒加入到其中。这样就会导致不得不使用强力把所述棒引入到冰淇淋中，而该冰淇淋例如可能会含有内含物(巧克力块、杏仁等...)。当所述棒碰到内含物时可能会导致产生明显的结构破损。

更近一段时间内，提出了一种用于生产冰冻充气产品的工艺方法，所述工艺方法包括以下步骤：

(a)提供两个单独的成形元件，

(b)在每个成形元件的表面上设置至少一个开口腔，

(c)提供用于向所述开口腔装填冰冻充气材料的装填装置，

(d)用冰冻充气材料装填两个腔，其中每个成形元件上设置一个腔，

其中

a.在所述腔中的至少一个腔中装填具有在30％-130％之间的膨胀率的冰冻充气产品，

b.然后，该产品可以向其腔的外部产生膨胀，

c.然后，所述两个腔相对于彼此进行移动且一个腔内的冰冻充气产品压在另一个腔内的冰冻充气产品上面。

该后面的一种工艺方法具有许多优点，该工艺方法特别是能够以非常高的生产率生产具有复杂形状的产品(实际三维产品)。尽管如此，采用这种工艺方法得到的产品或是不带棒，或是在所述产品已从模具中取出后再在该产品中加入棒，这样再一次会导致产生前面提到的一些问题，并且特别是在冰淇淋中含有内含物时，难以在冰淇淋中加入棒。

试验与定义

冰冻充气产品的意思是如在ICE CREAM-第四版-WS Arbuckle-Chapman & Hall-第297-312页中所述的冰冻甜点。

辊子温度：

辊子温度是使用位于表面下面5毫米位置处的电阻式测温探头而测量得到的。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种用于生产冰冻充气产品的工艺方法，所述工艺方法包括以下步骤：

(a)提供两个成形元件，所述成形元件是一对具有平行轴线的辊子，

(b)在每个辊子的表面上设置多个开口腔，

(c)提供用于向所述腔装填温度高于成形元件温度的冰冻充气材料的装填装置，

(d)用具有在10％-130％之间的膨胀率的冰冻充气材料装填两个腔，其中每个成形元件上设置一个腔，

(e)允许冰冻充气材料向其腔的外部产生膨胀，

(f)使所述辊子对向旋转，从而使得所述两个成形元件上的相应的腔彼此相对设置并且第一辊子的腔内的冰冻充气材料压在第二辊子的相对腔内的冰冻充气材料上面，

(g)其特征在于，

●一对相应的腔中的每个腔与辊子的边缘相联接，在每个腔与辊子的边缘之间设置有沟槽，在步骤(f)中，所述沟槽适于面对所述相应的腔的沟槽，

●封闭装置在装填装置装填相应腔时封闭所述沟槽，且

●在步骤(d)之后且在步骤(f)之前将棒置于所述两个已进行装填的腔之间，在步骤(f)中将所述棒安放在由相应腔的相应沟槽限定出的空间内。

优选地，所述冰冻充气材料的膨胀率大于50％，更优选地大于80％。

优选地，使用液氮冷却所述成形元件的温度且如果所述成形元件是由不锈钢制成的话，所述成形元件的温度低于-80℃，更优选低于-100℃，再优选低于-130℃。

优选地，在被装填进入腔中时，冰冻充气产品的温度在-3℃与-20℃之间，优选在-7℃与-15℃之间，更优选在-9℃与-13℃之间。

更优选地，带棒冰冻充气产品在进行步骤(f)之后保持与所述辊子中的一个辊子相接触。这样就允许在辊子与冰淇淋产品之间进行进一步的热交换，从而导致冰冻充气产品进一步冷却，由此增大了冰冻充气产品的硬挺度和硬度以及其在后续步骤如包涂和包装中的加工性能。

鉴于所述两个辊子能够以恒定转速进行工作，已经发现以可变转速进行工作是有利的。已特别注意到：在向所述腔中进行装填时，如果辊子停转或者至少显著减速，那么就能够大大改进对所述腔的装填效果。因此，所述两个辊子以可变转速进行工作。优选地，在装填装置位于该辊子的腔的上方时，辊子的转速达到其最小值；在装填装置位于两个腔之间时，辊子的转速达到其最大值。更优选地，在装填装置位于腔的上方时，辊子停止。

再优选地，在两个装填腔彼此面对时，两个辊子的转速达到最小值。在最优选的实施例中，在两个装填腔彼此面对且每个装填装置位于每个辊子的腔的上方的同时，两个辊子的转速达到最小值。

本发明的第二目的在于提供一种用于运行根据本发明所述的工艺方法的设备，所述设备包括：

●两个单独的成形元件，所述成形元件是一对具有平行轴线的辊子，其中每个辊子在其表面上具有多个开口腔，

●用于向所述腔装填冰冻充气材料的装填装置，

●用于使所述一对辊子对向旋转，从而使得所述两个成形元件上的相应的腔彼此相对设置并且第一辊子的腔内的冰冻充气材料压在第二辊子的相对腔内的冰冻充气材料上面的装置，

其特征在于，

●一对相应的腔中的每个腔与辊子的边缘相联接，在每个腔与辊子的边缘之间设置有沟槽，

●在所述工艺方法的步骤(f)中一对相应的腔中的一个腔的沟槽适于面对所述相应的腔的沟槽，所述设备进一步包括：

●适于在装填装置装填相应沟槽时封闭所述沟槽的封闭装置，

●棒安放装置，设置所述棒安放装置，

◇从而在所述工艺方法的步骤(g)中将棒安放在所述两个装填腔之间，并且

◇从而在所述工艺方法的步骤(f)中将所述棒安放在由相应腔的相应沟槽限定出的空间内。

附图说明

下面结合附图对本发明进行进一步地描述，在所述附图中：

图1示出了根据本发明的设备的示意图；

图2示出了根据本发明的设备中的辊子的一部分的详图；和

图3示出了根据本发明的设备的局部视图。

具体实施方式

如附图中所示，所述设备包括一对平行的辊子1和2，所述辊子具有被限定在其外圆柱面上面的模腔3。设置用于将冰冻充气产品供应进入到第一辊子1的模腔3中的第一装填装置。设置用于将冰冻充气产品供应进入到第二辊子2的模腔3中的第二装填装置。第一装填装置和第二装填装置可彼此独立，另一种可选方式是且如图1中所示，可以存在具有两个输出口的单一一个装填装置4，每个辊子对应一个输出口。未在图中示出的马达装置被布置用于使所述两个辊子对向旋转，从而使所述两个表面朝向彼此进行移动并且使第一辊子的腔内的冰冻充气产品压在第二辊子的腔内的冰冻充气产品上面。

适于对向旋转的所述两个辊子被设置以彼此接触。术语“彼此接触”的意思是间隙小于0.1毫米。必须通过循环合适的冷冻流体例如液氮而对所述辊子进行制冷，以便在工作过程中使得采用位于表面下面5毫米位置处的内部探头而测量得到的温度低于-100℃。

所述两个装填装置中的每一个有利地包括被装配在极接近于辊子的圆柱形表面处且在运行中间隙小于1毫米的歧管。

所述两个辊子例如可由铝或者不锈钢制成并且可使用涂层对所述表面进行处理从而提高硬度(例如铬涂层)。模腔的形状符合脱模性能的一般规则。优选地，在模腔开口的高度上，模腔壁不是大致垂直的。因此，这样就允许冰冻充气产品能够产生更好的膨胀且具有更佳的脱模性能。

如图2所示，在每个辊子1和2的表面上存在较浅的沟槽6，所述沟槽将每个腔3与辊子边缘联接在一起。这些沟槽适于容纳冰淇淋棒。

图中并未示出的封闭装置适于在装填装置装填腔时封闭所述沟槽，以便防止在装填过程中发生泄漏。封闭装置可呈现多种形式，最简单且优选的形式是位于装填装置侧面上的唇部，在所述装填装置面对腔并且进行装填时，所述唇部阻断位于所述辊子边缘的所述沟槽的端部。

在如图1所示的优选实施例中，两根棒7和8被载体9保持住。载体滑动配合进入到带齿的定时轮10中，所述定时轮使所述棒对准一个辊子的顶面。所述棒追随所述模腔，而直至装填好后脱去模腔。在经过装填管嘴4之后，推入载体9，从而使得所述棒当前位于一个模腔的顶部上面。随后位于一对面对的腔(每个辊子上一个)中的两个产品半件在辊子夹持点处会合。利用定时轮10保持产品压靠在一个辊子上面，从而从所述产品的一个侧面上提取出更多的热量，由此确保带棒产品具有更好的硬挺度，以便对其进行进一步地加工处理。

实例1

生产出的冰淇淋的成分如下(重量百分比)：

9.0％的植物油

4.6％的玉米糖浆

0.4％的乳化剂

0.3％的稳定剂

0.1％的色素

14.1％的蔗糖

7.8％的脱脂奶粉

2.7％的乳清粉

0.1％的香味剂

60.9％的水

膨胀率：65％

温度：-10.8℃

所述辊子的温度为-170℃且所述辊子具有单一一路腔。所述辊子以82个产品/分钟的速度进行运转，间歇时间为350毫秒。每一对腔的容积为85毫升。

该产品半件牢固地粘附在一起并且牢固地粘附到棒上面。通过所述棒保持所述产品并且用手猛烈上下振动30秒未能使所述产品脱落。

实例2

在该实例中，所述腔中装填有：

如实例1中的重量百分比为70％的冰淇淋

重量百分比为15％的焦糖调味剂

重量百分比为15％的坚果

该冰淇淋的膨胀率为76％且温度为-11.7℃。

调味剂配方：

12.8％的脱脂奶粉

28.6％的蔗糖

29.4％的玉米糖浆

11.6％的植物油

0.5％的稳定剂

17.1％的水

温度：16.5℃

调节调味剂流速从而获得相对于冰淇淋的正确的重量比并且通过同一装填管嘴与冰淇淋一起共挤出。

坚果：

平均直径为6毫米的包涂巧克力的杏仁被送入且与冷滚压机上游的冰淇淋相混合。

所述辊子的温度为-170℃且所述辊子具有单一一路腔。所述辊子以80个产品/分钟的速度进行运转，间歇时间为375毫秒。每一对腔的容积为85毫升。

该产品半件良好地粘附在一起并且良好地粘附到棒上面。当所述棒垂直地保持住所述产品时(棒处于最高位置)，所有产品被保持在所述棒上至少一分钟。

Claims (4)

1.一种用于生产冰冻充气产品的工艺方法，所述工艺方法包括以下步骤：

(a) 提供两个成形元件，所述成形元件是一对具有平行轴线的辊子(1,2)，

(b) 在每个辊子的表面上设置多个开口腔(3)，

(c) 提供单一一个用于向所述腔(3)装填温度高于成形元件温度的冰冻充气材料的装填装置（4），所述装填装置（4）具有两个输出口，每个 辊子对应一个输出口，

(d) 用具有在10%-130%之间的膨胀率的冰冻充气材料装填两个腔（3），其中每个成形元件上设置一个腔，

(e) 允许冰冻充气材料向其腔（3）的外部产生膨胀，

(f) 使所述辊子（1，2）对向旋转，从而使得所述两个成形元件上的相应的腔（3）彼此相对设置并且第一辊子的腔内的冰冻充气材料压在第二辊子的相对腔内的冰冻充气材料上面，

其特征在于，

● 一对相应的腔中的每个腔（3）与辊子的边缘相联接，在每个腔与辊子的边缘之间设置有沟槽（6），在步骤(f)中，所述沟槽适于面对所述相应的腔的沟槽，

● 封闭装置在装填装置（4）装填相应腔时封闭所述沟槽（6），且

● 利用载体（9）保持住棒（7），在步骤(d)之后且在步骤(f)之前，在经过所述装填装置之后，推入所述载体（9），使得所述棒（7）位于所述开口腔之一的顶部上面，且然后在步骤(f)中位于由相应腔（3）的相应沟槽（6）限定出的空间内。

2.根据权利要求1所述的工艺方法，其中使用液氮冷却所述成形元件的温度且所述成形元件的温度低于-80℃。

3.根据权利要求1所述的工艺方法，其中带棒冰冻充气产品在进行步骤(f) 之后保持与所述辊子中的一个辊子相接触。

4.一种用于运行根据权利要求1-3中任一项所述的工艺方法的设备，所述设备包括：

● 两个单独的成形元件，所述成形元件是一对具有平行轴线的辊子（1，2），其中每个辊子在其表面上具有多个开口腔（3），

● 用于向所述腔（3）装填冰冻充气材料的装填装置（4），

● 用于使所述辊子（1，2）对向旋转，从而使得所述两个成形元件上的相应的腔（3）彼此相对设置并且第一辊子的腔内的冰冻充气材料压在第二辊子的相对腔内的冰冻充气材料上面的装置，

其特征在于，

● 一对相应的腔中的每个腔（3）与辊子的边缘相联接，在每个腔与辊子的边缘之间设置有沟槽（6），

● 在所述工艺方法的步骤(f)中，一对相应的腔中的一个腔的沟槽（6）适于面对所述相应的腔的沟槽，所述设备进一步包括：

● 适于在装填装置（4）装填相应腔（3）时封闭所述沟槽（6）的封闭装置，

● 棒安放装置，设置所述棒安放装置，

      ◇ 从而将棒（7）安放在所述两个装填腔（3）之间，并且

      ◇ 从而在所述工艺方法的步骤(f)中将所述棒（7）安放在由相应腔（3）的相应沟槽（6）限定出的空间内。

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