CN104114477B - 用于分配冰冻甜食的方法和设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于分配冰冻甜食的方法，所述方法包括：提供冷藏的绝缘腔室，其容纳包含在‑12℃或以下的温度下的冰冻甜食的至少一个容器；其中，所述至少一个容器具有由自关闭阀关闭的出口；其中，该容器包括包含位于瓶内部的冰冻甜食的柔性袋；将瓶内部和柔性袋外部的区域中的气体加压，从而将压力施加到冰冻甜食，使得阀打开并且冰冻甜食通过出口被迫动离开容器；释放压力，使得阀关闭。还提供了一种设备。

Description

用于分配冰冻甜食的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于分配诸如软冰淇淋的冰冻甜食的方法和设备。

背景技术

软冰淇淋通常在销售点从软冰淇淋机(即，半连续的、加压的刮板式热交换器，预包装的混合物在其中被冰冻和充气)分配。软冰淇淋通常在–4至–8℃的温度下分配到例如锥形杯中，并且然后被立即消费。它由于其纹理而被许多消费者所喜欢，它的纹理比通过从在约-18℃下保存在冷柜中的容器铲取而获得的冰淇淋的纹理更柔软。软冰淇淋机具有许多缺点：它们庞大且昂贵，需要培训以操作，消耗相当多的能量，在使用一段时间时不提供一致的产品质量，并且不方便操作者拆卸和清洁。每台机器也可每次仅提供一种类型的产品(例如，调味剂/冰淇淋/冰沙等)–需要用于不同产品的单独的桶式冰冻机。

近年来，已开发出用于分配软冰淇淋的系统，其中预包装的冰淇淋由分配设备从容器递送。US 2006/255066公开了一种包含压力置换装置的分配设备，该装置将食物(例如，软冰淇淋)挤出其容器。容器位于腔室内，该腔室将冰淇淋保持在-6和-24℃之间的指定温度下。柱塞用来通过自关闭阀将冰淇淋推出容器。

然而，仍然存在对用于分配软冰淇淋的改进的系统的需求。更具体地讲，这种改进的系统必须允许一致的良好的分配质量，而无关于：

.冰淇淋的温度，即使是控制良好的冷柜，冰淇淋温度也会在-16℃和-21℃之间的范围内变化，导致巨大的粘度变化，

.冰淇淋的组成/风味，其同样导致显著的流变变化，甚至在恒温下。

发明内容

我们现在已开发出解决此前的分配器的问题的方法和设备。因此，在第一方面，本发明提供了一种用于分配冰冻甜食的方法，该方法包括：

·提供冷藏的绝缘腔室，该腔室容纳包含在-12℃或以下的温度下的冰冻甜食的至少一个容器；其中，该至少一个容器具有由自关闭阀关闭的出口；其中，该容器包括包含位于瓶内部的冰冻甜食的柔性袋；

·将瓶内部和柔性袋外部的区域中的气体加压，从而将压力施加到冰冻甜食，使得阀打开并且冰冻甜食通过出口被迫动离开容器；

·释放压力，从而使阀关闭，

其中，施加到冰冻甜食的压力由操作者在分配期间改变。

优选地，冰冻甜食为冰淇淋。

优选地，冷藏系统能够将腔室及其内容物保持到-15℃以下的温度。更优选地，当帽处于其关闭位置时，喷嘴的外端被保持在-13℃以下的温度。

优选地，自关闭阀是由弹性材料制成的狭口阀。

在第二方面，本发明提供了一种用于分配冰冻甜食的设备，该设备包括：

·冷藏的绝缘腔室，该腔室容纳至少一个容器，该容器适合包含在-12℃或以下的温度下的冰冻甜食；

·该至少一个容器包括用于包含位于瓶内部的冰冻甜食的柔性袋，具有由自关闭阀关闭的出口；

·装置，其用于将瓶内部和柔性袋外部的区域中的气体加压，从而将压力施加到冰冻甜食，使得阀打开并且冰冻甜食通过出口被迫动离开容器；

其中，用于将压力施加到冰冻甜食的装置允许操作者在分配期间改变所施加的压力。

优选地，冷藏系统能够将腔室及其内容物保持到-15℃以下的温度。

优选地，自关闭阀是由弹性材料制成的狭口阀。

附图说明

现在将参照附图描述本发明，在附图中：

图1示出根据本发明的设备；

图2a是当在可变压力下分配时的压力曲线的例子；

图2b是示出了当利用图2a的曲线分配时的挤出质量的视图；

图3-8是示出了当在不同的恒定压力下分配时的挤出质量的视图；

图9a是当在可变压力下分配时的压力曲线的另一例子；

图9b是示出了当利用图9a的曲线分配时的挤出质量的视图；以及

图10-12是示出了当在不同的恒定压力下分配时的挤出质量的视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的设备。设备1包括绝缘腔室2，其容纳诸如冰淇淋的冰冻甜食的一个或多个容器3。在图1所示实施例中，存在两个这样的容器。冷藏系统8将腔室及其内容物冷却到-12℃或以下的温度。冷藏系统通常为常规的这种系统，其具有压缩机、冷却盘管和用于使冷却的空气循环的风扇。冷藏系统被设计成允许冷空气在绝缘腔室中的容器周围流动，以便将冰淇淋保持在正确的温度(例如，-18℃)。该设备还包括用于将压力施加到冰冻甜食、从而从容器挤出冰冻甜食的装置(图1中未示出)。

绝缘腔室2是具有绝缘壁的腔室，该绝缘壁优选地包括具有在0.5至 50mWm^-1K^-1的范围内的热导率的热绝缘材料。通常，容器具有6个侧面(顶侧、底侧、前侧、后侧、左侧和右侧)，且具有倒圆的面、边缘和拐角，但可以是其它形状和构型。顶侧和底侧可以是倾斜的。绝缘壁可由包封在诸如玻璃纤维、金属或塑料的材料的片材之间的绝缘材料构成。绝缘材料可以是例如：闭孔泡沫结构，例如，膨胀聚苯乙烯；泡沫橡胶，例如，弹性体丁腈橡胶绝缘物 (其具有大约30mW m^-1K^-1的热导率)；刚性泡沫，例如，聚氨酯；纤维材料，例如，玻璃纤维；真空密封在双层壁容器内；或真空绝缘的面板，其通常由开孔泡沫或粒状结构制成，粒状结构在非常低的压力下封装和气密封在不透气膜内。这些面板具有大约5至10mW m^-1K^-1的热导率。不同的绝缘材料可用来构造容器的不同部分。壁通常为5–50mm厚，典型地约25至50mm。

容器3是“瓶中袋”容器，其中冰冻甜食位于刚性瓶内部的柔性袋中。 WO 07/039158描述了这种类型的容器。通过增加袋外部但在瓶内部的区域中的气体的压力而将压力施加到冰冻甜食。这样，压力被施加在包含冰冻甜食的袋的大的表面积上，从而使冰冻甜食上的力被基本上朝袋的出口导向，该出口与瓶的出口连通。这具有避免在出口中袋的张开的效应，从而通过在袋排空时变得被截留而浪费非常少的冰冻甜食。此外，相比借助于活塞将压力施加到储盒中的冰淇淋，空气压力可以较高程度的控制缓慢地增加，以便获得良好的流动。由于空气为可压缩的，它起到衬垫的作用。相比例如其中压力借助于活塞施加到冰冻甜食的系统，这提供了对分配速率的非常好的控制。压力可以例如通过使用诸如泵和/或缓冲罐的外部压缩空气源来施加。当压力在分配冰淇淋的一部分之后被释放时，袋能够膨胀回到瓶内部的自由空间中。压力可以以受控方式减小或简单地迅速释放。

喷嘴4附接到每个容器。喷嘴的内端5连接到容器3的出口并且位于绝缘腔室2内部。喷嘴的外端6位于绝缘腔室的外部。帽7可在关闭位置和打开位置之间移动，在关闭位置中，喷嘴的外端封闭在帽和腔室的外部之间，打开位置允许从外部进出喷嘴的外端。在图1中，帽显示处于关闭位置，由此封闭喷嘴外端周围的区域。帽7被设计成使进入该区域中的热量最小化。优选地，帽的内部包括一层绝缘材料，并且具有垫圈(例如由硅树脂制成)，当帽处于关闭位置时，垫圈将帽相对于腔室的外部密封，并且因此防止空气流入喷嘴端部周围的封闭区域中，从而使其保持寒冷。

优选地，自关闭阀由狭口阀形成，即，具有彼此相交的两个或更多个的狭缝的一块弹性材料(例如，硅橡胶)。该材料的回弹性质的结果是，需要阈值压力来打开狭缝，以允许冰冻甜食流出。一旦压力恢复到环境压力，阀就以自密封方式自行关闭。因此，阀形成间室，当压力由瓶内部的气体施加在柔性袋内部的冰冻甜食上时，该间室在推压它的冰冻甜食的压力下打开。类似地，当压力被释放时，阀关闭并切断冰冻甜食的料流。这样的自关闭狭口阀是熟知的(参见例如EP 0545678和WO 97/05055以及其它文献)。它们已例如在用于蛋黄酱或番茄酱的可挤压容器中使用。然而，这些阀通常具有直径不超过5mm的出口。在本发明中，狭口阀用于例如直径2至4cm的较大的孔口。

本发明的方法和设备相比先前的系统具有若干优点。通过具有自关闭阀，分配可借助于施加到冰冻甜食的压力来控制，并且不需要喷嘴的任何主动控制，例如，借助于由操作者打开和关闭以开始和结束分配的阀。通过使用可变的气体压力来控制分配，实现非常精确的控制。它还提供改善的卫生，因为阀非常简单并且不具有其中冰冻甜食可能变得被截留的区域。

此外，我们已发现，这种类型的阀、可变气体压力和“瓶中袋”容器的组合与在比这类系统中此前通常使用的更低的温度下分配冰淇淋一起导致非常有吸引力的产品形状。阀狭缝在冰淇淋中形成槽(就像已知与例如常规软冰淇淋机上的成形喷嘴有关那样)。然而，因为冰冻甜食处于-12℃或以下的温度，它远比在约-5℃分配的正常软冰更像固体。所产生的槽因此具有更清晰的轮廓，并且不像常规的软冰淇淋所发生的那样在分配之后很快坍塌。它们也具有吸引人的、平滑的、无光泽表面外观。事实上，通过小心定位冰淇淋要分配到的贮器 (例如，锥形杯)，可以在冰淇淋槽中产生非常吸引人的折叠的/褶皱状构型。通过使用空气压力来分配冰淇淋而提供的流动调节的精细度在递送具有吸引人的外观的产品方面非常重要。

优选地，阀和周围区域被保持在-13℃以下的温度。然而，由于微生物原因，期望的是，阀应被保持在不高于-6℃的温度。我们已进一步发现，通过将冰冻甜食在比认为必要的温度更低的温度下保持在阀附近的容器中，冰淇淋的固体状性质和自关闭阀的组合防止冰淇淋的滴落物泄漏。因此，自关闭阀自身足以既在分配期间调控冰淇淋的流动，又关闭容器并且因此防止分配操作之间的任何泄漏。

所需温度可例如通过具有在分配操作之间覆盖阀和容器的端部的帽来实现。优选地，来自容纳容器的腔室的冷空气在由帽封闭的空间中围绕阀循环。

用于将压力施加到冰冻甜食的装置允许操作者改变施加的压力(例如，所施加的压力取决于操作杆像“啤酒龙头”那样被操作者拉动的程度)。这提供了对冰冻甜食的分配速率的良好控制，这导致具有吸引人的外观的产品。

示例

使用常规工艺根据下表中的配方制备冰淇淋(100％溢出)。

成分	重量％
		脱脂奶粉	4.15
乳清蛋白浓缩物30％	2.76
		蔗糖	2
一水右旋糖	19.4
		葡萄糖浆LF9 63DE，78％干物质	10
椰子油	8
		乳化剂HP60	0.4
刺槐豆胶	0.25
		香草香精	0.03
水	至100

冰淇淋被填充到瓶中袋容器(如在WO 07/039158中所描述的)中并在-18℃下储存过夜。使用具有硅橡胶阀的本发明的设备和方法将冰淇淋分配到锥形杯中，硅橡胶阀具有长度约27mm的三个狭缝。

作为比较，冰淇淋也被填充到直径大约100mm的圆柱形容器中。该容器在配有相同的硅橡胶狭口阀的一端处具有出口。通过用活塞施加压力而将冰淇淋从容器通过狭口阀分配到锥形杯中。因此，该分配系统类似于US 2006/255066中所公开的那样。据发现，即时可以改变施加到活塞的压力，也难以控制冰淇淋的流动。对于活塞来说，不可能以与空气压力系统所能实现的相同的控制度来调节流动。所分配的冰淇淋在图3中示出。该冰淇淋的吸引力远低于图2b中所示冰淇淋。特别地，槽/折叠要不规则得多，并且该冰淇淋不具有尖顶。

在上文各个部分中引用的本发明的实施例的各种特征适当时经必要的变更适用于其它部分。因此，在一部分中指定的特征可以在适当时与其它部分中指定的特征结合。对于相关领域的技术人员显而易见的用于实现本发明的所述模式的各种修改旨在属于所附权利要求的范围内。

冰淇淋接着在恒定的压力下和在可变的压力下分配。

可变压力：

在分配期间压力变化。压力水平被记录。

恒定压力：

压力被设定到设定点。

温度受控的冷柜被设定为将瓶在-16和-20℃之间的温度下适应至少48小时。

在用插入冰淇淋中的校准的温度探针测试之前测试瓶温度。

为所有这些测试使用2012个硅柔性阀和瓶。

在-16℃下的实验

可变压力：

在该温度下，冰淇淋非常软。可变压力(如图2a中所描绘的)确保良好的控制和挤出质量，如图2b所示。

恒定压力(示例)：

在该温度下，冰淇淋非常软。当设定到2Bar时，存在较差的控制。流速太快，并且不可能获得优质的挤出物(如图3所示)。

当设定到1.8Bar时，还存在较差的控制。流速仍太快，不可能获得优质的挤出物(如图4所示)，即使较少部分变得非常流畅并且坍塌。

当设定到1.6Bar时，仍存在较差的控制。流速仍非常快，存在微小的流动控制改善，但仍明显不可接受(图5)。

当设定到1.4Bar时，仍存在较差的控制。流速仍非常快，存在微小的流动控制改善，但仍明显不可接受(图6)。

当设定到1.2Bar时，仍存在较差的控制。流速有点快，质量提高，但仍不是最佳的挤出物质量(图7)。

仅当控制压力设定到0.8Bar时，流速更好，并且挤出物变好(图8)。

在-20℃下的实验

可变压力：

在该温度下，冰淇淋要硬得多。同样，可变压力(图9a)允许操作者自然地找到最佳压力并且调节该压力，以便提供可能最佳的挤出物(图9b)。

恒定压力：

在0.8Bar的压力下，流速太慢。甚至通过侧向移动锥形杯，也不可能形成令人满意的挤出物。显然，挤出物不可接受(图10)。

当压力增加到1.2Bar时，变得有可能获得更好的挤出物(图11)。

在1.4Bar下，获得优质的产品。

当压力增加到1.8Bar时，流速变得太快，并且操作者不能使用恒定压力分配外观良好的部分(图12)。

结果讨论和结论：

从所提供的数据可明显看出，在挤出期间保持恒定压力而不将压力预设在准确的最佳范围内产生非常差的结果，而在这些温度下分配冰淇淋的最佳压力是非常有限的范围。

当压力被设定得太高时，恒定压力将较差地分配，因为流速将太快。如果产品太冷并且压力设定得太低，那么流速将太慢。操作者在热的气候下较差的感受和冷柜门的频繁打开会使情况变得甚至更糟。

较差的挤出物源自在温暖的温度/低冰淇淋粘度下太快的流速。在寒冷的温度和高粘度下，冰淇淋在较低压力下分配得太慢，这也不允许良好的流动和良好的挤出物。

在分配期间可变的压力解决了这个问题。

Claims (10)

1.一种用于分配冰冻甜食的方法，所述方法包括：

提供冷藏的绝缘腔室，所述冷藏的绝缘腔室容纳至少一个容器，所述至少一个容器包含在-12℃或以下的温度下的冰冻甜食；其中，所述至少一个容器具有由自关闭阀关闭的出口；其中，所述容器包括柔性袋，所述柔性袋包含位于瓶内部的所述冰冻甜食；

将在所述瓶内部和所述柔性袋外部的区域中的气体加压，由此将气体压力施加到所述冰冻甜食，使得所述阀打开并且所述冰冻甜食通过所述出口迫动离开所述容器；

释放所述气体压力，从而使所述阀关闭，

其中，施加到所述冰冻甜食的所述气体压力在分配期间由操作者改变。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述冰冻甜食为冰淇淋。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，冷藏系统能够将所述腔室和其内容物保持到-15℃以下的温度。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，冷藏系统能够将所述腔室和其内容物保持到-15℃以下的温度。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，当帽处于其关闭位置时，喷嘴的外端保持在-13℃以下的温度。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，当帽处于其关闭位置时，喷嘴的外端保持在-13℃以下的温度。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中，所述自关闭阀是由弹性材料制成的狭口阀。

8.一种用于分配冰冻甜食的设备，所述设备包括：

冷藏的绝缘腔室，所述冷藏的绝缘腔室容纳至少一个容器，所述至少一个容器适合包含在-12℃或以下的温度下的冰冻甜食；

所述至少一个容器包括柔性袋，所述柔性袋用于包含位于瓶内部的所述冰冻甜食，具有由自关闭阀关闭的出口；

装置，其用于将在所述瓶内部和所述柔性袋外部的区域中的气体加压，从而将气体压力施加到所述冰冻甜食，使得所述阀打开并且所述冰冻甜食通过所述出口迫动离开所述容器；

其中，用于将气体压力施加到所述冰冻甜食的所述装置允许操作者在分配期间改变所施加的气体压力。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，冷藏系统能够将所述腔室和其内容物保持到-15℃以下的温度。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的设备，其中，所述自关闭阀是由弹性材料制成的狭口阀。