CN102726590A - 用于制造和分配半流体和/或半固体产品的机器 - Google Patents

Abstract

一种用于制造和分配半流体和/或半固体食品的机器，包括：配置有用于加工基础产品和空气的混合物的筒体(4)的工作单元(3)、设置在筒体(4)周围的热交换流体流动腔体(5)、分配龙头(6)以及处理并将热交换流体送入流动腔体(5)的装置(7)，配置有：用于容纳基础产品的软质容器(8)；蠕动泵(13)，以将基础产品从容器(8)经由供应导管(10)输送到加工筒体(4)，沿该供应导管设置有用于检测送入筒体(4)的混合物的压力的第一传感器(35)；该传感器(35)向控制和驱动单元(25)发送代表混合物压力的信号，该控制和驱动单元调节蠕动泵(13)的运行，从而调节泵的输出压力。

Description

用于制造和分配半流体和/或半固体产品的机器

技术领域

本发明涉及一种用于制造和分配半流体和/或半固体食品的机器，例如，软冰淇淋等。

更特别的，本发明涉及用于制造冰淇淋的机器，其中，用于制造冰淇淋的基础产品被包含在软塑料材质的封闭容器中，该封闭容器装在纸板盒中，并且通常以术语“盒中袋”为人所知。

背景技术

这种用于制造和分配冰淇淋的机器包括机架，在机架顶部安装有用于制造和分配冰淇淋的操作单元。

该操作单元包括通常被称为混合和冷冻单元的冷却筒体，在冷却筒体内部加工基础产品。当产品准备好后，可经由分配龙头分配，该分配龙头通常安装在机架前部。

这些机器还包括吸入泵，该吸入泵将基础产品从封闭的容器经由吸入管送入混合和冷冻筒体。

更特别的，该泵——通常为机械齿轮泵——吸入空气和基础产品的混合物，并将其在预定的、预先调整的压力下送入筒体。

为了将混合物送入筒体所处的压力保持在正确水平，现有技术教导使用旁路阀，该旁路阀设置在齿轮泵的下游，当混合物的压力超过阀额定值时，该旁通阀打开，并且通过将产品例如送入回收桶而绕开该筒体。

在另一个用于将空气和产品混合物送入筒体所处的压力保持在正确水平的先进技术解决方案中，在筒体的基板上放置压力传感器。然而，这个解决方法是不利的，因为它可能引起精度、清理以及由此产生的消毒的问题。齿轮泵也有这种类型的问题，因为它们很难进行清洁和消毒。

这些机器的另一个缺点是由于基础产品包括极易腐烂的奶基混合物，该奶基混合物利于微生物和细菌的生长，尤其是在与基础产品直接接触的部分处。

例如，吸入管连接到封闭容器的末端通常具有用于刺穿容器自身的针或尖端。在移除空的容器并更换一个新的容器时，该针与空气接触，为细菌生长创造可能的地点，这也会有污染新容器中的基础产品的风险。

因而，这些机器要进行经常检查和预防性的维护以保证沿整个供给流程的良好卫生条件。

这些需要与上面提到的现有技术类型的泵的拆卸难度直接相关。

然而，这种类型的维护操作不能保证全部产品卫生条件。

虽然存在评估细菌菌落细胞量的方法，但这些方法涉及到实验室试验、高成本以及时间的延长，仅在随机的试验中被用于例如奶制品工业中。

发明内容

因而，本发明的一个目的在于提供一种用于制造和分配半流体和/或半固体食品的机器，该机器克服了上面参照现有技术机器提到的缺点。

指出的技术用途和指定的目的基本上由包含一个或多个相关权利要求的技术特征的机器实现。

附图说明

本发明更多的特征和优点在下面的详细说明中更加清楚，参考用于制造和分配半流体和/或半固体食品的机器的优选的、非限制性的实施例，在相应的附图中示出，其中：

图1是本发明的机器的示意图；

图2是图1机器的细节放大示意图；

图3是根据第二实施例的图2细节的示意图；

图4a、4b、4c、4d是图3的细节的四个变型的放大示意图；

图5是根据第三实施例的图2细节的放大示意图；

图6是根据第三实施例的图2细节的示意图；

图7是图2细节的第三实施例的变型的示意图。

具体实施方式

如图1所示，数字1在全文中代表用于生产和分配半流体和/或半固体食品的机器，该机器包括机架2，该机架2支撑用于加工至少基础产品和空气的至少一种混合物的操作单元3，以制造和分配产品。操作单元3包括用于混合物的加工筒体或混合和冷冻筒体4、环绕在筒体4周围的热交换流体流动腔体5、分配龙头6和处理并将热交换流体送入流动腔体5的装置7，该装置7具有用于热交换流体的入口7a和出口7b。

该机器还包括柔性或软质容器8，该容器容纳基础产品并被容纳在硬质容器9内部。软质容器8和硬质容器9组成的组件通常以术语“盒中袋”为人所知。

用于将基础产品运送到加工筒体的供应导管10将软质容器8与混合和冷冻筒体4连接起来。供应导管10包括第一部分、第二部分和第三部分，分别以10a、10c、10b标注，利用可分离的连接器彼此相连。更特别的，第一部分10a连接到软质容器8，而第二部分10c连接到筒体4。

第一部分10a在其连接到软质容器的一端具有用于将容器8刺穿的装置12。有利地，这些刺穿装置包括针或尖端12，该针或尖端适于刺穿容器8以允许基础产品流入供应管10。

机器1还包括连接到供应管的蠕动泵13，其设计成将基础产品从容器8传送到加工筒体4。

蠕动泵13可以像欧洲专利公报EP2098729所图解和说明的那样制成，该专利是以与本发明相同的申请人的名义申请的，并且通过援引结合入本发明。如图2所示，蠕动泵13包括主壳体11以及可滑动地连接到主壳体11的邻接壳体11a。柔软材质的软管14放置在主壳体11和邻接壳体11a之间。软管14允许流体从吸入部分14a泵送到输送部分14b。蠕动泵13还包括可旋转地连接到主壳体11的转子15，其安装有多个辊子30。转子15围绕其自身的旋转轴线旋转，每个辊子30成角度地彼此等间隔地分布。

设置成由驱动装置旋转的转子15示意性地表示为块31，该转子使辊子30遵循圆形轨迹，该轨迹对观看图1和图2的某人来说可以是顺时针或逆时针的。转子15(在从软质容器8中吸取的情况下，转子顺时针旋转)以这样一种方式旋转地驱动辊子30，即，将管子14的各个闭塞从吸入部分14a平移到输送部分14b。这样，容纳在软管14的两个连续闭塞之间的液体的一部分从吸入部分14a传送到输送部分14b。

通常而言，在混合和冷冻筒体4内部有螺旋搅拌器(在图中未示出)，其将基础产品和容纳在同一筒体4中的空气相混合。

有利地，在基础产品到达混合和冷冻筒体4之前可将空气加入基础产品。这样，可以控制混合物的基础产品/空气的比例。

如图1和2所示，通过将空气压缩机32的出口连接到蠕动泵13的入口和/或直接连接到供应管10的第二部分10c可以进给空气，供应管设置在蠕动泵13的输出端和筒体4之间。

这样，由压缩机32产生的加压空气流的一小部分经由压缩机32的输出33直接输送入供应管10的第二部分10c，或者经由同一压缩机32的输出34输送到蠕动泵13的软管14，以便产生送入混合和冷冻筒体4的混合物。

在可替代的实施例中，基础产品和空气通过至少一个文氏管36的作用进行混合。

更特别地，如图3所示，根据泵13送出的基础产品的流动，引导蠕动泵13在供应管10的第二部分10c处的输出端，或者泵13在管10的第一部分10a处的输入端可以连接到文氏管36。

如图4a所示，文氏管36在其沿基础产品的流动方向发散的发散部分36a处具有至少一个空气流入口37。

该入口优选设置在文氏管36的发散部分36a处。

在基础产品膨胀期间，发散部分36a内产生负压，以将空气经由入口37吸入管36。

这样，在基础产品在发散部分36a处膨胀期间，空气可以混入基础产品中，以便更平稳地将混合物送入筒体4。同样，空气是从外部大气直接吸入、天然的且不用使用额外的空气供应装置。

空气也可通过利用上面提到的压缩机32经由入口37的连接送入管36中。

在这种情况下，经由将入口37连接到压缩机32的管34b，受压的空气可以送入文氏管36中，从而在基础产品和空气混合过程中改进混合物的均匀效果。

尤其参考图4b至4d，依据基础产品通过文氏管的流动速率和基础产品与空气之间混合所需的程度，文氏管36可有不同的形状。

更特别的，在图4b中，根据基础产品的流动，空气被送入管36的收缩部分36b；在图4c中，空气被送入到具有恒定截面的延伸段36c，该延伸段位于收缩部分36b和发散部分36a之间；在图4d中，空气在收缩部分36b和发散部分36a的连接点处被送入。

在另一个实施例中，混合是使用至少一个水电气动升降机38完成的。

这些设备也以“空气升降机”为人所知，根据图5所示的一个已知的实施例，包括：第一管39，其第一端39a浸入吸入流体或材料中；以及第二管40，其在第一端39a处连接到第一管39，以便将空气流送入第一管39。

提升吸入流体的操作原则基本上是相对于第一管39外部的流体，降低第一管39内部的流体自身的比重。

有利的，该原则不仅使提升吸入流体的主要功能成为可能，也使得将第一管39中的吸入流体与经由第二管40送入的空气混合成为可能。因而，为了本发明的目的，可以利用升降机38在筒体4的输入端获得基础产品和空气的混合物，具有额外的、改善其经由供应管10流入的优点。

升降机38安装在蠕动泵13的下游、在供应管10的第二部分10c处(图6)。可替代的，升降机38安装在蠕动泵38的上游、在供应管10的第一部分10a处(图7)。更特别的，第二管40经由管34c连接到压缩机32。

有利的，为了控制蠕动泵13将空气-基础产品混合物送入筒体4所处的压力，机器1包含第一压力传感器35，其沿着第二管部分10c设置。传感器35安装在管部分10c的外部，其由柔软材质制成。这样，传感器35可以测量流过供应管10的空气-基础产品混合物的压力，并且向控制和驱动单元25传送代表测量到的压力值的信号S3，该控制和驱动单元以这样一种方式处理该信号，即，以检查压力值相对于预设值是否恰当。

如果压力值不在预定范围内，单元25会依次直接向蠕动泵13传送第一信号S4，更准确地，向其驱动装置31传送第一信号S4，以调节转子15的旋转速度。同时，该单元25可以向压缩机32传送第二信号S5，以调节直接送入泵13或者管10的第二部分10c的空气流，以便调节混合物中包含的空气量。

以同样的方式，在可替代的实施例中，第二信号S5在文氏管36连接到压缩机32时调节送入文氏管36的发散部分36b的空气流，或者调节经由升降机38自身的第二管40送入升降机38的第一管39的空气流。

简而言之，形成了反馈控制系统，该系统可以调节送入筒体4的混合物中的压力和空气量。

应当注意的是，安装在外部的压力传感器35可容易地接近，以进行常规的维修，清洁和消毒也不困难。

用于处理和送给热交换流体的装置7示意性地由虚线画成的块7整体表示，该装置在第一优选实施例中包括：冷却线路17，以生成用于冷却加工筒体4内的混合物的流体；以及加热器18，以生成用于加热混合物的流体。

更特部地，冷却线路17的输入端和输出端分别连接到流体腔5的输入端和输出端。同样应用到加热器的输入端和输出端。

已知类型的冷却系统17通常包括马达驱动的压缩机、冷凝器、蒸发器和冷却流体在其中流动的管系统。

另一方面，加热器18可以包括锅炉和相关的线路，加热流体在线路中流动。有利地，加热流体可以包括空气或水。

机器1还包括用于清洁和消毒机器1本身与基础产品或混合物直接接触的设备和部件的装置19。

这些装置被设计为清洁和消除基础产品和/或混合物留在部件内部的所有残渣。例如，在开始另一个生产循环之前，混合和冷冻筒体4内的产品残渣必须被去除。

同样，供应导管或管10内遗留的任何产品一旦与空气接触就会变质，从而污染下一批产品。

因为这个原因，使用由消毒装置19生产和分配的消毒流体清洗不同部件是有用的。优选地，流体可以包括具有高水分含量的蒸汽，因为蒸汽容易生产，且很容易就能使其流过所有管道，同时高含水量使其能够彻底、恰当地清洁，尤其是混合和冷冻筒体4，避免在残余的产品中形成允许蒸汽逃逸的通道，从而妨碍其清洁作用。

可代替的是，温和的、低发泡的清洁剂也可用作消毒流体。

这些消毒装置，在图中以块19示意性地代表，包括消毒流体生成器20和消毒腔体21。

消毒流体生成器20包括生成蒸汽的锅炉，因为它是已知的类型，因而没有示出或详细说明。

消毒腔体21基本上是用于容纳将要消毒的部件的腔体，从它延伸出将消毒流体输送到相关部件的管子。尤其是，腔体21适宜容纳用于刺穿软质容器8的装置12。

更特别地，当由于软质容器中容纳的基础产品用完而更换软质容器8时，供应管10与容器脱离，刺穿装置12也与其一起脱离。然而，为了避免与空气接触，简单地说，避免引起细菌生长，管10、尤其是刺穿装置12放置在消毒腔体21内。

因为腔体与生成器20直接连接，其充满了消毒流体，即，该流体在优选实施例中是蒸汽。刺穿装置12、以及其所配置的针与高温下的蒸汽接触，从而被消毒，因为可能生长出的任何细菌均被消灭。刺穿装置和针可有利地停留在消毒腔体内，直到它们可以被装配入新的软质容器。另一个有利方面是刺穿装置与消毒流体保持接触一段预定长度的时间，因而保证恰当的消毒。

消毒装置19主要用来清洁混合和冷冻筒体4以及泵13。

通过使由锅炉20产生的蒸汽沿管10流动或者通过使用次级管，可以容易地对泵进行消毒。结果，消毒装置和尤其是腔体21包括由22和23标注的输送管，从而可以清洁和消毒所有想要清洗和消毒的部件。例如，可以使用诸管中的一个连接消毒腔体和分配龙头，从而可以在需要时消毒后者。此外，如果只需要消毒管10，不需要允许流体流入筒体4，就可以使用管23，因为其同时通向管部分10a部分和管部分10b，还直接通入蠕动泵13的软管14。

该机器还配置有第二传感器24，用于控制送入加工筒体4的基础产品的流动速率。

传感器24优选地安装在供应管10的第一部分10a上，并允许测量同一管中的基础产品或混合物的流动速率。

传感器24有利地为流动速率传感器。可替代地，其可以是压力传感器。如果使用流动速率传感器，其安装在导管内部。

另一方面，如果使用压力传感器，其安装在导管外部。然而，更特别地，压力传感器必须安装在由软性材料制成的导管延伸段。

导管或管10由硬质材料或软质材料或者由两者制成。有利地，如果使用压力传感器，可以便利地为导管提供由软性材质制成的、长度足够优化传感器操作的延伸段。

传感器24测量流体的流动速率，并生成代表该测量到的流动速率的输出信号S1。

然后，该信号被传送到控制和驱动单元25，该控制和驱动单元以这样一种方式处理该信号，即，检查压力值是否适合正确的操作。更特别地，基于信号S1的信息内容，通过调节蠕动泵13和压缩机32来调整基础产品的流动速率。

结果，控制和驱动单元25连接到驱动装置31，该驱动装置基于传感器24传送给它的实时流动速率值来控制转子15的旋转速度。同样，通过调整压缩机32，单元25调节进入泵13的软管14或者直接进入管10的空气压力。此外，如果传感器24为单元25提供与混合物的流动速率相关的信息，单元25也可以调节基础产品和混合物之间的比例。更特别地，单元25通过控制马达驱动的压缩机，也可以控制被送入管10的空气量，藉此有利地控制被送入混合和冷冻筒体4的混合物。

机器1也包括检测筒体4内部的混合物所包含的细菌量的设备26。

如上所述，机器1及其部件(尤其是加工筒体4)的清洁遵循基于周期性维护表的预防性操作计划。

因为周期性维护表自身并不是细菌的存在会被恰当地减少或消除的保证，按惯例，应当基于混合物样本评估细菌数量，同样也是周期性的。然而，这些样本以花费大的、耗时长的分析方法为基础。

因而，提供带有用于检测混合物中细菌数量(可能是连续检测)的设备26的机器是有利的。

设备26是已知类型的，并且是以与本发明相同的申请人的名义申请的现有意大利专利号为BO2010A000233的目的，该专利通过援引结合入本发明，因而在此不详细予以描述。

设备26包括分别连接到筒体4的第一端和第二端的入口和出口。

通常而言，这种类型的设备通过分析流过它们的产品而提供对细菌数量的分析。因为这个原因，在示出的优选实施例中，该设备经由两个导管28和29连接到加工筒体。

更特别的，导管28进给从筒体4抽取的混合物样本，并且包括混合物吸入泵E。该泵(优选地是连续操作)抽取一小部分混合物，并将其送入设备的分析腔体(图中未示出)。

这在分析腔体中产生混合物流，该混合物流被分析，然后被驱使流出设备，并再次进入筒体。

设备26收集关于混合物的细菌数量的信息，并根据该信息生成信号S2，该信号传送给控制和驱动单元25。

优选地，信号S2限定表示混合物中的细菌量的第一参数。单元25将第一参数与基于被认为可接受的细菌数量的第二预定的安全参数进行比较，并根据比较的结果调节用于进给热交换流体的装置。

如果第一参数比第二安全参数大，单元25驱动进给装置7的加热器18，以便对加工筒体4内部的混合物进行加热，以便通过巴氏消毒该混合物而减小混合物中的细菌数量。

另一方面，如果第一参数小于第二安全参数，单元25驱动冷却线路17以这样一种方式冷却混合物，即，混合和冷冻混合物以进行生产。

有利地，检测设备26可借助连接导管27连接到消毒装置19，尤其是连接到消毒腔体21。更特别地，控制和驱动单元25通过向消毒装置19传送命令也控制设备26的清洁，该消毒装置相应地经由连接导管27向设备26输送消毒流体。

Claims (22)

1.一种用于制造和分配半流体和/或半固体的机器，包括：工作单元(3)，配置有用于加工基础产品和空气的混合物的筒体(4)；热交换流体流动腔体(5)，设置在筒体(4)周围；分配龙头(6)；以及用于处理并将热交换流体送入流动腔体(5)的装置(7)，其特征在于：包括用于容纳基础产品的软质容器(8)；将基础产品和空气的混合物供应到加工筒体(4)的导管(10)；连接到供应导管(10)并设计成将基础产品从容器(8)传送到加工筒体(4)的蠕动泵(13)；至少一个沿供应导管(10)定位在蠕动泵(13)下游的第一压力传感器(35)，设计成向控制和驱动单元(25)发送代表混合物送入加工筒体(4)所处压力的信号(S3)；该单元(25)将至少一个信号作为输出以调节蠕动泵(13)。

2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于：包括用于产生压力下的空气流的装置，所述装置连接到蠕动泵(13)的输入端和/或输出端。

3.根据权利要求1所述的机器，其特征在于：包括至少一个文氏管(36)，该文氏管位于蠕动泵(13)的输入端和/或输出端；管(36)具有至少一个用于从外部进给空气的入口(37)。

4.根据权利要求3所述的机器，其特征在于：包括用于产生压力下的空气流的装置，所述装置连接到文氏管(36)。

5.根据权利要求1所述的机器，其特征在于：包括用于产生压力下的空气流的装置，所述装置连接到至少一个液压气动升降机(38)；升降机(38)位于蠕动泵(13)的上流和/或下游。

6.根据上述任一项权利要求所述的机器，其特征在于：供应导管(10)包括第一部分(10a)、第二部分(10c)和第三部分(10b)，第二部分(10c)和第三部分(10b)通过可分离的连接器彼此连接；第一部分(10a)连接到软质容器(8)，第三部分(10b)连接到加工筒体(4)；第二部分(10c)通过蠕动泵(13)连接到第三部分(10b)。

7.根据上述任一项权利要求所述的机器，其特征在于：包括沿供应导管(10)安装的第二传感器(24)，设计成生成并向控制和驱动单元(25)传送代表基础产品的流动速率的信号(S1)；单元(25)作用在蠕动泵(13)上以调节由传感器(24)测量到的基础产品的流动速率。

8.根据上述任一项权利要求所述的机器，其特征在于：包括沿供应导管(10)安装的第二传感器(24)，设计成生成并向控制和驱动单元(25)传送代表基础产品和空气的混合物流动速率的信号(S1)；单元(25)根据由传感器(24)测量到的混合物的流动速率，对蠕动泵(13)和用于产生压力下的空气流的装置起作用，以调节混合物的流动速率。

9.根据权利要求7或8所述的机器，其特征在于：传感器(24)是流动速率传感器。

10.根据权利要求9所述的机器，其特征在于：流动速率传感器(24)安装在供应导管(10)的第一部分(10a)内部。

11.根据权利要求7或8所述的机器，其特征在于：传感器是压力传感器(35)。

12.根据权利要求11所述的机器，其特征在于：压力传感器(35)安装在供应导管(10)的第一部分(10a)的外部，位于第一部分(10a)的软质材料的延长段。

13.根据前述任一项权利要求所述的机器，其特征在于：用于处理和进给热交换流体的装置(7)包括：冷却线路(17)，以产生用于冷却加工筒体(4)内部的混合物的流体；以及加热器(18)，以产生用于加热混合物的流体。

14.根据前述任一项权利要求所述的机器，其特征在于：包括用于检测加工筒体(4)内部的混合物的细菌数量的设备(26)。

15.根据权利要求14所述的机器，其特征在于：用于检测细菌数量的设备(26)向控制和驱动单元(25)发送限定代表混合物的细菌数量的第一参数的信号；单元(25)基于第一参数和第二预定的安全参数的比较来调节用于处理和进给热交换流体的装置(7)。

16.根据权利要求15所述的机器，其特征在于：如果第一参数大于第二安全参数，单元(25)驱动加热器(18)加热加工筒体(4)内部的混合物，以便通过巴氏消毒减少混合物中的细菌数量；如果第一参数小于第二安全参数，单元(25)驱动冷却线路(17)以冷却混合物。

17.根据前述任一项权利要求所述的机器，其特征在于：包括消毒装置(19)。

18.根据权利要求17所述的机器，其特征在于：消毒装置(19)包括消毒流体生成器(20)。

19.根据权利要求18所述的机器，其特征在于：消毒装置(19)通过将消毒流体经由供应导管(10)送入加工筒体(4)以清洁加工筒体(4)。

20.根据权利要求18或19所述的机器，其特征在于：消毒装置(19)通过将消毒流体经由连接其与消毒装置(19)的导管送入设备(26)，以对用于检测细菌数量的设备(26)进行检测。

21.根据权利要求18至20任一项所述的机器，其特征在于：消毒流体包括高含水量的蒸汽。

22.根据权利要求18至20任一项所述的机器，其特征在于：消毒流体包括含有温和的、低发泡清洁剂的水。

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