CN101263838B - 用于生产和分配液态或半液态消费食品的机器和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于生产和分配液态和半液态消费食品的机器，这样的消费食品诸如冰淇淋、搅打奶酪、酸奶等，该机器包括：用于消费食品的基本产品的容器或箱体(3)；用于基本产品的馈送和处理回路(4)，它包括馈送泵(8)；位于馈送和处理回路(4)的输出端处的分配装置(11)；以及用于在生产/分配过程中检查产品的细菌接种量的装置(18)；控制和调节测量细菌接种量的各步骤的电子控制单元(20)。

Description

用于生产和分配液态或半液态消费食品的机器和方法

技术领域

本发明涉及一种用于生产和分配液态或半液态消费食品的机器。

本发明可用于牛奶-奶制品部门系统中，更一般地来说用于食品工业加工系统。

本发明尤其(尽管不限制本发明概念的范围)涉及用于生产和分配碎冰饮料、果汁冰水、冰淇淋、软冰淇淋、乳酪、酸奶等的机器以及用于生产和保存冰淇淋、乳酪、沙司、汤的混合物以及一般混合物等的机器。

背景技术

众所周知，上述类型的机器包括：用于基本产品的容器，基本产品包括例如液体乳酪、冰淇淋、果汁等的产品的混合物；馈送电路，沿着该电路有各个装置，包括制冷装置，用于基本产品的处理和加工，且在其输出端有分配装置，该装置由设计成能够收集成品的喷嘴或旋塞(搅打乳酪、冰淇淋、碎冰饮料等)构成。

部分地由于它们所处理的产品是很容易腐烂的，因此这些机器要进行频繁的检修和维护工作以确保在整个馈送循环维持极好的卫生状况。

具体地说，用于专业使用的上述机器的主要问题是关于存在有基于牛奶的混合物，且随后需要清洗和消毒机器以防止微生物繁殖。

目前，以预定间隔进行预防性维护程序，根据机器的特点，维护频率从每天进行到每周进行两次。例如，没有一体式热处理装置的机器必须每72小时消毒一次，而对于自动巴氏灭菌机器间隔是每两周一次。

对此，本申请人的欧洲专利申请EP1716760涉及装备有洗涤装置的用于生产和分配液态和半液态消费食品的机器，用于以交替的步骤将液态或蒸汽状态的流体流引入馈送和处理回路，以使回路能够清洗和消毒。中央处理单元控制和调节各洗涤和消毒步骤。

无论机器是否必须被拆卸以进行清洁或具有一体式和自动消毒装置，所进行的所有的操作都是预防性的并不能确保全部产品的卫生。

在机器运行过程中、或者甚至在人工清洁过程中所发生的意外事件会使机器的部件暴露而被微生物污染，并随后污染所加工的产品。

尽管有评估微生物细菌种群的细胞团块的方法，所述方法需要进行试验分析、成本高、时间很长、且应用于例如奶制品部门时只能进行抽查。

此外，由于没有任何预备分析就进行预防性维护程序，可能它们在不是真正需要时进行，因此浪费时间和资金。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种能够克服上述缺点的用于生产和分配液态和半液态消费食品的机器。根据本发明，通过用于生产和配置液态和半液态消费食品的机器和方法来实现该目的，在本文的一项或多项权利要求中描述了其特征。

附图说明

参照上述目的，在以下权利要求书中清楚地描述了本发明的技术特征，且参照附图，在以下详细说明书中其优点会显现出来，附图仅以示例方式示出了提出的本发明的较佳实施例，而不限制本发明概念的范围，在附图中：

-图1和2是根据本发明的用于生产和分配液态和半液态消费食品的机器的两实施例的示意性框图；

-图3和4是根据本发明制造的两机器的立体示意图，其中一些部件被剖切，另一些部件被分解开；

-图5是图3的细节的放大剖视图；

-图6是根据本发明制造的另一机器的立体示意图，一些部件被剖切，另一些部件用虚线表示；

-图7是根据本发明制造的另一类型的机器的侧视示意图，一些部件被剖切，另一些用虚线表示；

-图8是根据本发明制造的另一机器的立体图；

-图9是图8的机器的俯视图，其中一些部件呈剖视图；

-图10是图8的机器的侧视图，其中一些部件呈剖视图；

-图11是可应用于先前图中示出的机器的构件的剖视图；

具体实施方式

参见图1、2和3，标号1表示用于生产和分配液态或半液态消费食品的整个机器，尤其是乳酪搅打机器。机器1(还如图3所示)具有底部2，该底部2基本上具有平行六面体的形状，该底部容纳用于保持消费食品(在该情况下认为是液体乳酪)的基本产品的箱体3。

标号4表示整个乳酪馈送和处理回路。回路4包括将箱体3连接到快速联接和释放接头6的第一管道5、将接头6连接到泵8的第二管道7，泵8具有电动机9，该泵用于将基本产品馈送到处理装置，该装置整体标以10并在其输出端处与分配装置11相配合。

如图5所示，处理装置10包括乳化均化器芯12，该芯12由具有基本上水平轴线的管状构件13构成，其中圆柱形本体14同轴地插入其中，圆柱形本体在其外表面上具有多个突起部15，这在贸易专家中被称为“迷宫(labyrinth)”。

因此在管状构件13的内表面和圆柱形本体14之间形成通道用于由泵8馈送的液体乳酪。这些突起部15较佳地被定位成沿着该通道形成迂回路径，该路径具有增加液体乳酪中油脂微粒碰撞的效果，导致对空气的吸收，由此搅打乳酪。

管状构件13的端部设置在盒状本体16内，该盒状本体16固定到底部2的外部。所述盒状本体支承在其下方，且在其自由端处，由喷嘴17构成的分配装置11连接到管状构件13的自由端。

用于检查消费食品的细菌接种量(bacterial load)的装置18也是机器1的部件。所述检查装置18包括至少一个传感器19，该传感器19连接到电子控制单元20并能够探测产品细菌接种量的大小。因此，传感器19可以可操作地与消费食品和/或基本产品配合，且根据图1所示的实施例，可安装在箱体3内或在馈送和处理回路4中。

具体地说，图1示出了位于乳化均化器芯12内的一个传感器19以及位于液体乳酪箱体13中的一个传感器19。但是，传感器19也可位于馈送和处理回路4的不同位置，例如在第一或第二连接管5、7中。

根据图2和3所示的另一实施例，用于检查细菌接种量的装置18包括与箱体3和馈送和处理回路4分开的分析腔21。

腔21通过相应的管道22与容器或箱体3和/或馈送和处理回路4流体连通，管道22如有必要可装有阀23和相应的泵24。管道22与阀23和泵24一起形成被设计成用来抽取预定量的基本产品和/或消费食品并将其放入或使其穿过腔21的装置。

在图2和3所示的实施例中，传感器19安装在分析腔21内并还由电子控制单元20控制。

传感器19较佳地是阻抗型，即是说，它测量与任何存在的细菌浓度相关的阻抗值。

根据第一类型的过程，单次阻抗测量直接与所存在的细菌接种量相关。所述第一类型的过程提供直接结果并较佳地与直接设置在箱体3和/或馈送和处理回路4中的传感器19(图1)一起使用。

或者，根据第二类型的过程，一个接一个地进行两次或多次阻抗测量以得到以时间为函数的阻抗曲线，有可能参考对细菌接种量值的曲线的趋势。细菌增加的速度部分取决于细菌的初始浓度。因此第二过程基于对微生物繁殖产生的产品的电特性的变化的测量。

所述第二类型的过程较佳地用于处理与其余的产品“分离(beside)”产品样品，即是说，从回路4抽取并引入分析腔21的预定量的产品(图2和3)。

为了加速细菌复制和减少分析次数，分析腔21较佳地装备有加热装置26(仅示意性地示出)，该加热装置将上述预定的量加热到预定温度“T”，大约在约20℃至38℃之间并较佳地在约34℃至约38℃之间。

所述加热对所处理的基于牛奶的产品(搅打乳酪、冰淇淋、碎冰饮料等)是有必要的，这些产品在生产过程中通常保持在较低温度以确保将其保存。

根据第二过程的另一实施例，使预定的量穿过分析腔21内的通道，在这里发生细菌的浓缩。随后对积聚在这里的细菌接种量进行阻抗测量。

但是，在上述所有情况下，由传感器19探测的阻抗的变化通过电子控制单元20被转换成细菌接种量值。

实践中，在正常机器1生产循环中，用于检查细菌接种量的装置18以预定的时间间隔自动启动，例如使用作为电子控制单元20的一部分的用户界面来设置，以及在输出处提供值“C”，该值表示容纳在箱体3和/或回路4中的产品中或从箱体3或回路4抽取的产品的样品中存在的细菌接种量。所述值“C”可例如通过图形界面与使用者通信和/或被送到机器中央控制单元，该单元暂停生产，且如果必要的话开始机器清洗循环。

更具体地说，探测到的值“C”在控制单元中与预设参考值“R”或参考范围“ΔR”比较。如果探测到的值“C”超过预设值或落到预设参考范围“ΔR”以外，则控制单元发出警报信号，以警告使用者，和/或自动开始对馈送和处理回路4、和/或箱体3、和/或分配装置11的清洗循环。

进行检查后，将容纳在分析腔21中的产品量从其排出。然后腔21较佳地被消毒以消除积聚在那里的任何细菌并使腔21为新的测量做好准备。

为了该目的，仅在图2中示意地示出的消毒装置26a可操作地连接到分析腔21。

这些消毒装置26a允许将蒸汽和/或清洗液引入腔21，并例如是本申请人的欧洲专利申请EP1 716 760所描述的类型，本文引用其全部以提供完整的说明。

用于清洗馈送和处理回路4的装置还较佳地是机器1的部件。为了简化起见，所述装置仅在图1中示出并整体标以27，该装置是例如上述专利申请EP1 716 760中描述的类型。

清洗装置27包括用于将清洗液引入回路的装置28。流体引入装置28包括用于连接到清洗流体源的装置29并包括泵装置30，该泵装置30通过阀装置31在输入处连接到馈送管道32，用于容纳在箱体33并包括水和/或消毒液的清洗液。或者，可以有连接阀装置21与总水管(示意性地用箭头35表示)的管道34。流体引入装置还包括用于水和/或消毒液体的加热或沸腾装置36、以及第一管道37和第二管道38，第一管道37和第二管道38分别将加热装置36在接头6处与第一出口位置39和在管状构件13的输入处与出口位置40连接。

清洗装置27具有控制装置41，该控制装置41包括中央处理单元42，该中央处理单元42包括定时装置43和用于加热装置36的温度调节装置44。

从键盘45来控制中央处理单元42，操作者用键盘45输入数据，且中央处理单元42在输出处连接到阀装置31、泵装置30、加热装置36、沿第一管道37设置的阀46、沿第二管道38设置的阀47以及沿管道5设置的另一阀48、并最终连接到电动机9。

控制用于检查细菌接种量的装置18的电子控制单元20也可操作地连接到清洗装置27，以根据用于检查细菌接种量的装置18所进行的分析自动地控制清洗。例如，机器1中央控制单元较佳地整合电子控制单元20和中央处理单元42。

图4示出了用于生产冰淇淋的机器1，它与图3所示的机器1不同之处在于馈送和处理回路4包括“搅打和冷冻”单元49，该单元包括连接到制冷单元并容纳搅拌器的冷冻缸体，该缸体是已知的类型且因此未示出。在缸体的前部有用于分配冰淇淋的旋塞50。

在所述实施例中，分析腔21通过管道22与搅打和冷冻单元49和/或与箱体3流体连通，且如果有阀23和泵24的话，还通过阀23和泵24连通。

或者，分析腔21可设置在箱体3中，并连接到箱体内壁上，且是图11中所示的类型，并在下文进行描述。

图6示出了用于生产、巴氏法灭菌、保存用于充装和涂抹的奶酪、用于巧克力的有色混合物、果酱、一般混合物、冰淇淋的混合物、沙司和类似产品的机器1。

在该情况下，馈送和处理回路4包括箱体3，箱体3具有垂直轴线3a，由盖51关闭并容纳设计成用来搅拌产品的搅拌器52。在机器1的前面有用于从箱体3分配产品的旋塞53。箱体3装备有间接加热装置(是已知的类型且未示出)以及制冷系统(也未示出)，所述间接加热装置能产生高烹调温度，而所述制冷系统使加工的产品能够在生产循环的终止处保存在机器中。

在所述实施例中，分析腔21设置在箱体3内，如下文参照图1 1所述的那样。

图7示出了用于生产冰淇淋的混合物和类似产品并对其进行巴氏法灭菌的另一机器1。

在该情况下，馈送和处理回路4包括箱体54，该箱体54具有垂直轴线55并在旋塞处由透明盖56关闭。

在其底部57，箱体54具有皮碗泵(cup pump)，整体标以58，它容纳在基本圆筒形的隔箱59中，围绕隔箱59有热-冷热交换回路60，该回路是已知的类型并示意性地用虚线示出。泵58具有设计成用来搅拌产品的搅拌器，该搅拌器具有叶片61。在机器的前部有用于从箱体54分配产品的旋塞62。

在所述实施例中，分析腔21设置在箱体3内，如下文参照图11所述的那样。

图8、9和10示出了用于生产冰淇淋的另一机器1。机器1包括底部2，底部2基本上具有平行六面体的形状，其顶部支承用于容纳液体混合物形式的基本产品的箱体3，该基本产品被处理以得到冰淇淋。连接到箱体3的是制冷系统的回路63，制冷系统用于将混合物保持在预定温度，具体是约4℃。在箱体3下方，底部3支承水平搅打和冷冻缸体64(是已知类型)，通过齿轮泵65将混合物馈送到该缸体64，齿轮泵65设置在箱体3处并通过吸取管道66与箱体连通，吸取管道66用于从箱体3抽取混合物并通过传输管道67将其送到搅打和冷冻缸体6的输入处68。

在缸体64内部有用于被处理的产品的混合叶片69，叶片69被变速电动机单元70驱动而围绕其轴线旋转，并可推动产品并将其推入安装在搅打和冷冻汽缸64输出前壁上、并形成上述分配装置11的分配旋塞71。

应当注意，泵65、吸取管道66、传输管道67和缸体64总体形成用于上述混合物的馈送和处理回路4。

根据该实施例，分析腔21与分配装置11流体连通以从该装置吸取预定的量。

具体地说，分析腔21由安装在机器1的前表面上的盒状本体72界定，靠近分配旋塞71并通过管道22连接到旋塞71(图9)。由盒状本体72支承的传感器19设置在腔21的内部。分析腔21还装备有上述加热装置26(未示出)。

图11示出了盒状本体72的替代性实施例，该盒状本体72界定分析腔21。盒状本体72可例如应用于图3和6中示出的每个机器1的箱体3的内壁3a，以及应用于图7中机器的箱体54的内壁。

分析腔21包括制在盒状本体72内并由电加热元件围绕的圆柱形管道，电加热元件形成加热装置26。

传感器19穿过盒状本体72的壁插入管道21并垂直于管道21的轴线“X”延伸。

管道21具有与容纳盒状本体72的箱体3流体连通的相对端21a。

管道21的两端21a可通过可移动壁73关闭，该可移动壁在所示的具体情况中包括相应活塞，当由适当的致动器(未示出)给出命令时，活塞通过沿着垂直于管道21的纵向轴线“X”的方向滑动而移动。

不考虑具体实施例，如果盒状本体72和分析腔21插入箱体3，则所检查量的产品没有被排掉，而是在经受巴氏法杀菌处理之后放回箱体3。为了该目的，加热装置26或适当使用附加加热装置可将仍在分析腔21中的所述量的产品加热到足以进行所述巴氏法杀菌的值(该值本身已知并通常为70-80℃)。

通过仅打开端部21a和例如由图6中的搅拌器52、图7中的搅拌器61或图10中的泵65将箱体3内的产品连续混合而实现将该量的产品引入管道21并放回箱体3。根据其它实施例(既未示出也未详细描述)，所揭示的用于检查细菌接种量的装置18也可安装在其它食品工业加工系统中，诸如牛奶-奶制品部门的系统。在这种情况下，所使用的传感器19和/或分析腔21的数量、它们的位置和它们的结构取决于系统的结构以及容纳有所要检查的产品/所要检查的产品所通过的容纳箱体和/或管道的尺寸。

作为对细菌接种量的替代或附加情况，用于检查施加到所详述的机器或上述系统的细菌接种量的装置18还可被设计成用于检查所要制备的产品中存在的其它类型的污染物。

本发明实现了预定目的并产生了重要的优点。

能够直接在机器上并在机器运行过程中连续检测被处理的混合物的细菌接种量，使制备中的食品的卫生得到了保证。

此外，如果检测到细菌负载超过允许的限制，这种检测能够启动(即使没有操作员干预)机器的清洁。所述自动化不仅使机器自身更安全，而且限制了机器停机时间，优化了生产管理并节约了成本。

上述本发明易于受到工业应用的影响，并可以几种方式修改和适应而不会由此背离本发明概念的范围。此外，本发明的所有细节都可由技术同等构件代替。

Claims (33)

1.一种用于生产和分配液态和半液态消费食品的机器，包括：用于消费食品的基本产品的容器或箱体（3）、用于所述基本产品的馈送和处理回路（4）、位于所述馈送和处理回路（4）的输出端处的分配装置（11），其特征在于，所述机器还包括用于检查所述消费食品的细菌接种量的装置（18），所述检查装置（18）包括至少一个传感器（19），所述传感器（19）能够可操作地与基本产品和/或所述消费食品配合，用于检查所述细菌接种量的所述检查装置（18）还包括电子控制单元（20），用于控制所述检查，该传感器（19）连接于该电子控制单元（20）并能够探测产品的细菌接种量的大小。

2.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述至少一个传感器（19）安装在所述容器或箱体（3）中。

3.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述至少一个传感器（19）安装在所述馈送和处理回路（4）中。

4.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述检查装置（18）包括至少一个分析腔（21）、用于抽取预定量的基本产品和/或消费食品的装置（25）以及用于将所述预定量的基本产品和/或消费食品放入或使所述预定量的基本产品和/或消费食品穿过所述分析腔（21）的装置。

5.如权利要求4所述的机器，其特征在于，所述至少一个传感器（19）安装在所述分析腔（21）内。

6.如权利要求4所述的机器，其特征在于，所述分析腔（21）与所述容器或箱体（3）流体连通，用于从所述容器或箱体（3）抽取所述预定量的基本产品和/或消费食品。

7.如权利要求4所述的机器，其特征在于，所述分析腔（21）设置在所述容器或箱体（3）内。

8.如权利要求4所述的机器，其特征在于，所述机器还包括在被检查的所述量的产品从所述分析腔（21）排出后用于清洁所述分析腔（21）的装置（26a）。

9.如权利要求7所述的机器，其特征在于，所述机器包括加热装置（26），所述加热装置可操作地与所述分析腔（21）连接，用于在将所述量的产品放回所述箱体（3）之前对所检查的所述量的产品进行巴氏法杀菌。

10.如权利要求4所述的机器，其特征在于，所述分析腔（21）与所述馈送和处理回路（4）流体连通，用于从所述馈送和处理回路（4）抽取所述预定量的基本产品和/或消费食品。

11.如权利要求4所述的机器，其特征在于，所述分析腔（21）与所述分配装置（11）流体连通，用于从所述分配装置（11）抽取所述预定量的基本产品和/或消费食品。

12.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述至少一个传感器（19）是阻抗型。

13.如权利要求4所述的机器，其特征在于，所述机器还包括加热装置（26），所述加热装置可操作地连接到所述分析腔（21），用于加速细菌繁殖。

14.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述馈送和处理回路（4）包括搅打和冷冻单元（39），所述搅打和冷冻单元（39）包括连接到制冷单元并容纳有搅拌器的冷冻缸体。

15.如权利要求14所述的机器，其特征在于，所述分析腔（21）与所述搅打和冷冻单元（39）流体连通。

16.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述机器还包括用于清洗所述馈送和处理回路（4）和/或所述箱体（3）和/或所述分配装置（11）的装置（27）。

17.如权利要求16所述的机器，其特征在于，所述电子控制单元（20）还可操作地与所述清洗装置（27）连接，以根据用于检查所述细菌接种量的所述装置（18）所进行的分析来自动控制所述清洗。

18.一种用于生产和分配液态和半液态消费食品的方法，包括以下步骤：在容器或箱体（3）中制备所述消费食品的基本产品；通过馈送和处理回路（4）向消费食品分配装置（11）馈送所述基本产品；其特征在于，所述方法还包括以下步骤：在所述生产和/或分配所述消费食品的过程中检查所述消费食品的所述细菌接种量，该检查借助于检查装置（18）来进行，所述检查装置（18）包括至少一个传感器（19），所述传感器（19）能够可操作地与基本产品和/或所述消费食品配合，用于检查所述细菌接种量的所述检查装置（18）还包括电子控制单元（20），用于控制所述检查，该传感器（19）连接于该电子控制单元（20）并能够探测产品的细菌接种量的大小。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，自动进行对所述细菌接种量的检查。

20.如权利要求18或19所述的方法，其特征在于，以预定时间间隔进行所述细菌接种量的检查。

21.如权利要求18或19所述的方法，其特征在于，通过探测所述消费食品的阻抗进行所述细菌接种量的检查。

22.如权利要求18所述的方法，其特征在于，检查所述消费食品的所述细菌接种量的步骤是通过抽取预定量的基本产品和/或消费食品、将所述预定量的基本产品和/或消费食品放入分析腔（21）或使所述预定量的基本产品和/或消费食品穿过所述分析腔（21）、并探测所述预定量的基本产品和/或消费食品的所述细菌接种量来进行。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，探测所述预定量的基本产品和/或消费食品的所述细菌接种量的步骤包括以下步骤：将所述预定量的基本产品和/或消费食品加热到预定温度（T），以加速细菌繁殖。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述预定温度（T）在20℃和38℃之间。

25.权利要求23所述的方法，其特征在于，所述预定温度（T）在34℃至38℃之间。

26.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：提供指示所述细菌接种量的值（C），将所述值（C）与预设参考值（R）比较，且如果指示所述细菌接种量的所述值（C）超过所述预设值（R）则发出警报信号。

27.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：提供指示所述细菌接种量的值（C），将所述值（C）与预设参考值（R）比较，且如果指示所述细菌接种量的所述值（C）超过所述预设值（R）则自动清洗所述馈送和处理回路（4）和/或箱体（3）和/或所述分配装置（11）。

28.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：在所述分析腔（21）中对所检查的所述量的产品进行巴氏法杀菌，并将经巴氏法杀菌的所述量的产品放回到所述箱体（3）中。

29.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：将所检查的所述量的产品从所述分析腔（21）排出，然后清洁所述腔（21）。

30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，通过将蒸汽和/或清洗液引入所述分析腔（21）进行所述清洁。

31.如权利要求18所述的用于生产液态和半液态消费食品的方法，其特征在于，所述方法应用于食品工业的加工系统中。

32.如权利要求31所述的用于生产液态和半液态消费食品的方法，其特征在于，所述方法应用于牛奶-奶制品部门的系统中。

33.如权利要求1至17中任一项所述的机器，其特征在于，所述机器还包括用于检查另一类型污染物的装置（18）。

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