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Querverweis auf verwandte Anmeldungen
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der vorläufigen
US-Patentanmeldung Nr. 62/532.689 , eingereicht am 14. Juli 2017, deren Offenbarung nun ausdrücklich durch Verweis in diese Anmeldung aufgenommen wird.
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Gebiet der Offenbarung
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Die vorliegende Offenbarung betrifft im allgemeinen Verfahren und Systeme zur Herstellung von Speiseeis und im besonderen Verfahren und Systeme zur Verfestigung von Speiseeismischung zur Herstellung von Speiseeis.
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Hintergrund
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Traditionell wird Speiseeis hergestellt, indem Speiseeismischung in einen von Eis umgebenen Behälter gegeben wird. Der Behälter wird regelmäßig gedreht, um die Speiseeismischung zu kühlen, bis die Speiseeismischung erstarrt, um Speiseeis zu bilden. Die Speiseeismischung kann z.B. Sahne, Zucker und Milch neben anderen Zutaten enthalten.
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Einige kommerzielle Verfahren zur Herstellung von Speiseeis beinhalten einen Schabewärmetauscher zur Kühlung der Speiseeismischung. Schabewärmetauscher beinhalten einen Zylinder, der einen internen Speicherbereich definiert, und eine rotierende Wellenbaugruppe, die sich im internen Speicherbereich des Zylinders befindet. Die Speiseeismischung wird in den internen Speicherbereich gegeben und der Zylinder wird gekühlt. Die Speiseeismischung, die die gekühlte Zylinderwand berührt, kühlt ab und erstarrt, um Speiseeis zu bilden. Die rotierende Wellenbaugruppe enthält eine Vielzahl von Klingen, die das erstarrte Speiseeis von der gekühlten Zylinderwand abschaben, damit sich mehr flüssige Speiseeismischung in Richtung der gekühlten Zylinderwand bewegen kann, um sich zu verfestigen. Der Zylinder wird so lange gekühlt und die Speiseeismischung wird so lange geschabt, bis die gesamte Speiseeismischung zu Speiseeis erstarrt ist.
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Übersicht
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Ein System zur Herstellung von Speiseeis gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Gefrierer und eine Ausgabeeinrichtung. Der Gefrierer ist dazu eingerichtet, flüssige Speiseeismischung zu verfestigen, um Speiseeis zu bilden. Die Ausgabeeinrichtung ist dazu eingerichtet, das Speiseeis aus dem System zur Herstellung von Speiseeis auszugeben.
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In beispielhaften Ausgestaltungen stellt der in dem offenbarten System enthaltene Gefrierer Mittel zur Zugabe von komprimiertem Stickstoff zu flüssiger Speiseeismischung und zum Schlagen des Stickstoffs in die flüssige Speiseeismischung bereit, um die Speiseeismischung zu kühlen/verfestigen und das entstehende feste Speiseeis zu schütteln. Mit anderen Worten gefriert der komprimierte Stickstoff die flüssige Speiseeismischung und wird beim Gefrieren in das Speiseeis gemischt, um dem verfestigten Speiseeis Volumen zu verleihen.
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In beispielhaften Ausgestaltungen wird die Menge des komprimierten Stickstoffs basierend auf der Temperatur/ dem Druck des Stickstoffs und der Menge der flüssigen Speiseeismischung, die in festes Speiseeis umgewandelt wird, gesteuert. Durch die Steuerung des der flüssigen Speiseeismischung zugegebenen Stickstoffs kann die Temperatur des entstehenden festen Speiseeises und die Menge des im Speiseeis aufgenommenen Stickstoffs vorgegeben werden. Dadurch wird das Volumen an Speiseeis, die aus einem bestimmten Volumen der Speiseeismischung hergestellt wird (manchmal auch als Überlauf bezeichnet), gesteuert.
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In beispielhaften Ausgestaltungen ist der Gefrierer ein Stickstoff-Gefrierer, der eine Stickstoffquelle und eine volumetrische Steuerung enthält. Die volumetrische Steuerung ist dazu eingerichtet, den komprimierten Stickstoff, der der flüssigen Speiseeismischung zugegeben wird, zu dosieren, um Speiseeis mit gewünschter Temperatur und Überlauf zu erhalten. In beispielhaften Ausgestaltungen gefriert der komprimierte Stickstoff die flüssige Speiseeismischung so, dass Gewicht, Kosten und Komplexität eines typischen Gefrierers, wie z. B. eines Schabewärmetauschers, in dem System zur Herstellung von Speiseeis entfallen können. Dies kann kleinere Systeme zur Herstellung von Speiseeis ermöglichen, die in einem Restaurant aufgestellt werden können, um auf Abruf frisches Premium-Eis mit konstantem Überlauf zu servieren.
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In beispielhaften Ausgestaltungen enthält der Stickstoff-Gefrierer außerdem einen Mischer, der dazu eingerichtet ist, den komprimierten Stickstoff in die flüssige Speiseeismischung zu schlagen, so dass das Speiseeis ein Gesamtvolumen hat, das größer ist als das Volumen der flüssigen Speiseeismischung. Das Volumen des komprimierten Stickstoffs und der flüssigen Speiseeismischung wird gemessen, so dass die vorbestimmte Menge an Stickstoff in die Mischung geschlagen wird, um Speiseeis mit einem gewünschten Überlauf mit relativ kleinen Kristallen zu bilden, um dem Speiseeis hochwertigen Geschmack und Gefühl zu verleihen.
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Diese und andere Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung der beispielhaften Ausgestaltungen deutlicher hervorgehen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische und schematische Darstellung eines Systems zur Herstellung von Speiseeis in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung, die zeigt, dass sich das System zur Herstellung von Speiseeis in einem Restaurant befindet und dazu eingerichtet ist, vor Ort frisches Speiseeis zu produzieren, und die schematisch zeigt, dass das System zur Herstellung von Speiseeis einen Vorbehandler, einen Stickstoff-Gefrierer und eine Ausgabeeinrichtung umfasst;
- 2 ist eine schematische Darstellung des Systems zur Herstellung von Speiseeis aus 1, die zeigt, dass der Vorbehandler eine Unterdruckquelle, die dazu eingerichtet ist, einen Unterdruck an ein vorbestimmtes Volumen der flüssigen Speiseeismischung anzulegen, und einen Kühler enthält, der dazu eingerichtet ist, die Speiseeismischung zu kühlen; die zeigt, dass der Stickstoff-Gefrierer eine Stickstoffquelle, eine volumetrische Steuerung, die dazu eingerichtet ist, ein vorbestimmtes Volumen an Stickstoff zu der Speiseeismischung zuzugeben, und einen Mischer enthält, der dazu eingerichtet ist, den Stickstoff in die Speiseeismischung zu schlagen und die Speiseeismischung zu verfestigen, um Speiseeis mit einem gewünschten Überlauf zu bilden; und die zeigt, dass die Ausgabeeinrichtung eine Pumpe und ein Ventil enthält, die zur Ausgabe des Speiseeises eingerichtet sind; und
- 3 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung von Speiseeis in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung, das Verfahren beinhaltend das Bereitstellen eines vorbestimmten Volumens an Speiseeismischung, optional das Anlegen eines Unterdrucks an die Speiseeismischung, das Kühlen der Speiseeismischung, das Zugeben eines vorbestimmten Volumens an komprimiertem Stickstoff zu der Speiseeismischung, das Mischen des Stickstoffs in die Speiseeismischung, das Ausgeben des Speiseeises und, optional, das Zugeben von Einschlüssen wie z.B. Schokoladenstückchen zu dem Speiseeis.
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Detaillierte Beschreibung der Figuren
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Um das Verständnis für die Grundsätze der Offenbarung zu fördern, wird nun auf eine Reihe von beispielhaften Ausgestaltungen in den Zeichnungen Bezug genommen, und es wird eine spezifische Sprache zur Beschreibung derselben verwendet.
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Ein System zur Herstellung von Speiseeis 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung ist in 1 und 2 dargestellt. Das System zur Herstellung von Speiseeis 10 ist dazu eingerichtet, einer flüssigen Speiseeismischung 18 komprimierten Stickstoff 28 zuzugeben, um verfestigtes Speiseeis 22 mit einem frischen und hochwertigen Geschmack und Gefühl zu bilden. In einigen Ausgestaltungen enthält das System zur Herstellung von Speiseeis 10 Mittel zur Zugabe eines vorbestimmten Volumens komprimierten Stickstoffs zu einem vorbestimmten Volumen flüssiger Speiseeismischung 18 und Schlagen des vorbestimmten Volumens komprimierten Stickstoffs in das vorbestimmte Volumen flüssiger Speiseeismischung 18, um die Speiseeismischung 18 zu verfestigen und festes Speiseeis 22 zu bilden. Ein Verfahren 200 zur Herstellung von Speiseeis gemäß der vorliegenden Offenbarung ist in 3 dargestellt. Das System zur Herstellung von Speiseeis 10 und das Verfahren zur Herstellung von Speiseeis 200 können in einer Fabrikanlage zur Massenproduktion von Speiseeis 22 oder in einem Restaurant, wie z.B. einem Coffee-Shop, verwendet werden, um frisch hergestelltes Speiseeis 22 auf Abruf zu liefern, wie in 1 vorgeschlagen.
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Der komprimierte Stickstoff 28 wird der Speiseeismischung 18, jeweils in einer vorbestimmten Menge, zugegeben, um die Speiseeismischung 18 ohne den Einsatz von herkömmlichen Gefrierern wie z.B. Schabewärmetauschern zu gefrieren. Dadurch können Größe, Gewicht, Komplexität und Kosten eines herkömmlichen Gefrierers aus dem System zur Herstellung von Speiseeis 10 entfernt werden. Zusätzlich kann das mit dem komprimierten Stickstoff 28 gebildete Speiseeis 22 relativ kleinere Eiskristalle haben, die dem Speiseeis eine bessere Qualität verleihen können im Vergleich zu dem mit herkömmlichen Gefrierern gebildeten Speiseeis. Zum Beispiel kann das Speiseeis 22 einen besseren Geschmack und ein besseres Gefühl aufweisen.
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Der komprimierte Stickstoff 28 wirkt weiter als Überlaufmittel, um das Volumen der Speiseeismischung zu erhöhen. Dadurch kann der komprimierte Stickstoff einen Teil oder die gesamte Luft ersetzen, die herkömmlich zur Vergrößerung des Volumens der Speiseeismischung verwendet wird. Überlauf ist die prozentuale Volumenvergrößerung des Speiseeises, das aus einem bestimmten Volumen Speiseeismischung hergestellt wird. Als Beispiel: 2 Gallonen Speiseeis, die aus 1 Gallone Speiseeismischung hergestellt werden, hat einen Überlauf von 100 Prozent.
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Das System zur Herstellung von Speiseeis 10 beinhaltet einen Vorbehandler 12, einen Stickstoff-Gefrierer 14 und eine Ausgabeeinrichtung 16, wie in den 1 und 2 dargestellt. Der Vorbehandler 12 nimmt die flüssige Speiseeismischung 18 auf und kühlt sie. Der Stickstoff-Gefrierer 14 gibt der gekühlten Speiseeismischung 18 den komprimierten Stickstoff zu und mischt den Stickstoff in die Speiseeismischung 18, um Speiseeis 22 zu bilden. Die Ausgabeeinrichtung 16 ist zur Ausgabe des Speiseeises 22 aus dem System zur Herstellung von Speiseeis 10 in einen Behälter eingerichtet. In einigen Ausgestaltungen wird die Speiseeismischung 18 zunächst als Trockenmischung bereitgestellt und der Trockenmischung wird eine Flüssigkeit wie z. B. Wasser oder Milch zugegeben, um die flüssige Speiseeismischung 18 bereitzustellen.
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In der beispielhaften Ausgestaltung enthält der Vorbehandler 12 eine Unterdruckquelle 24 und einen Kühler 26, wie in 2 dargestellt. Die Speiseeismischung 18 wird im Vorbehandler aufgenommen und die Unterdruckquelle 24 legt an die Speiseeismischung 18 ein Vakuum an, um die Speiseeismischung 18 zu veranlassen, sich leichter mit dem komprimierten Stickstoff 28 zu vermischen. Der Kühler 26 ist dazu eingerichtet, die Speiseeismischung 18 auf eine Temperatur oberhalb der Gefriertemperatur der Speiseeismischung 18 zu kühlen. In einigen Ausgestaltungen kühlt der Kühler 26 das Speiseeis auf zwischen etwa 27 Grad und etwa 34 Grad Fahrenheit. In der beispielhaften Ausgestaltung kühlt der Kühler 26 die Speiseeismischung 18 auf etwa 30 bis etwa 32 Grad Fahrenheit. Die Unterdruckquelle 24 ist optional, so dass in einigen Ausgestaltungen die Unterdruckquelle 24 weggelassen wird.
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Der Stickstoff-Gefrierer 14 enthält eine Stickstoffquelle 28, eine volumetrische Steuerung 30 und einen Mischer 32, wie in 2 dargestellt. Nachdem die flüssige Speiseeismischung 18 gekühlt ist, gibt die volumetrische Steuerung 30 einem vorbestimmten Volumen der flüssigen Speiseeismischung 18 ein vorbestimmtes Volumen komprimierten Stickstoffs aus der Stickstoffquelle 28 zu, wie in 2 dargestellt. Der Mischer 32 schlägt den Stickstoff in die Speiseeismischung 18.
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Der Stickstoff kühlt die Speiseeismischung 18 und verfestigt die Speiseeismischung 18, um Speiseeis 22 zu bilden. In einigen Ausgestaltungen wird das Speiseeis 22 bei etwa 26 Grad Fahrenheit gebildet und ausgegeben. Das Speiseeis 22 hat relativ kleine Eiskristalle im Vergleich zu Speiseeis, das durch herkömmliche Gefrierer gebildet wird. Das Speiseeis 22 hat einen Überlauf, der zumindest teilweise auf den vorbestimmten Volumina an komprimiertem Stickstoff und Speiseeismischung 18 basiert.
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Herkömmlich wird Luft in Speiseeismischung geschlagen. In der beispielhaften Ausgestaltung ersetzt der in die Speiseeismischung 18 geschlagene Stickstoff einen Teil oder die gesamte Luft, die herkömmlich in die Speiseeismischung 18 geschlagen wird. In einigen Ausgestaltungen wird der Unterdruck an den Stickstoff-Gefrierer 14 angelegt. Dadurch steht nur wenig bis gar keine Luft zum Schlagen in die Speiseeismischung 18 zur Verfügung und der Stickstoff ist im Wesentlichen das einzige Gas, das in die Speiseeismischung 18 geschlagen wird.
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In einigen Ausgestaltungen enthält der Mischer 32 einen Belüfter. In einigen Ausgestaltungen werden Luft und Stickstoff durch den Belüfter in die Speiseeismischung 18 geschlagen. In einigen Ausgestaltungen schlägt der Belüfter nur den Stickstoff in die Speiseeismischung 18. In einigen Ausgestaltungen enthält der Mischer 32 einen Belüfter der Marke Mondomix.
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In einigen Ausgestaltungen liegt der Überlauf zwischen etwa 20 Prozent und etwa 130 Prozent. In einigen Ausgestaltungen liegt der Überlauf zwischen etwa 20 Prozent und etwa 100 Prozent. In einigen Ausgestaltungen liegt der Überlauf zwischen etwa 20 Prozent und etwa 80 Prozent. In einigen Ausgestaltungen liegt der Überlauf zwischen etwa 20 Prozent und etwa 50 Prozent. In einigen Ausgestaltungen liegt der Überlauf zwischen etwa 50 Prozent und etwa 100 Prozent. In einigen Ausgestaltungen liegt der Überlauf zwischen etwa 50 Prozent und etwa 80 Prozent.
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In einigen Ausgestaltungen dehnt sich der komprimierte Stickstoff auf etwa das 150-fache des ursprünglichen vorbestimmten Volumens aus. Zum Beispiel kann sich 1 Unze komprimierten Stickstoffs auf 150 Unzen Stickstoff in der Speiseeismischung 18 ausdehnen. In einer Ausgestaltung werden etwa 0,853 Unzen komprimierten Stickstoffs in 1 Gallone Speiseeismischung 18 geschlagen, um 2 Gallonen Speiseeis mit einem Überlauf von 100 Prozent zu bilden.
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In einigen Ausgestaltungen enthält der komprimierte Stickstoff flüssigen Stickstoff. In einigen Ausgestaltungen enthält der komprimierte Stickstoff gasförmigen Stickstoff. In einigen Ausgestaltungen hat der komprimierte Stickstoff eine Temperatur von etwa -365 Grad Fahrenheit bis etwa -300 Grad Fahrenheit.
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Die Ausgabeeinrichtung 16 enthält eine Pumpe 34 und ein Ventil 36 wie in 2 dargestellt. Die Pumpe 34 treibt das Speiseeis 22 aus dem Stickstoff-Gefrierer in Richtung des Ventils 36 als Reaktion auf eine Benutzereingabe. Das Ventil 36 gibt das Speiseeis 22 aus dem System zur Herstellung von Speiseeis 10 in einen Behälter zur Lagerung oder zum Verzehr aus. Dem Speiseeis 22 können zusätzliche Einschlüsse, wie z.B. Schokoladenstückchen, zugegeben werden. In einigen Ausgestaltungen enthält die Pumpe 34 eine Kolbenvakuumpumpe 34. In einigen Ausgestaltungen enthält die Pumpe 34 eine Marlen International Markenpumpe. In einigen Ausgestaltungen enthält die Pumpe 34 eine Flügelzellenpumpe 34. In einigen Ausgestaltungen enthält die Pumpe 34 eine Schneckenpumpe 34.
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Das Verfahren 200 zur Herstellung von Speiseeis 22 gemäß der vorliegenden Offenbarung ist in 3 dargestellt. Das Verfahren 200 beinhaltet Schritt 202, in dem die Speiseeismischung 18 bereitgestellt wird. In einem optionalen Schritt 204 wird ein Unterdruck an die Speiseeismischung 18 angelegt. Die Speiseeismischung 18 wird in Schritt 206 auf eine Temperatur über dem Gefrierpunkt gekühlt. Nach Schritt 206 wird in einem Schritt 208 einem vorbestimmten Volumen der Speiseeismischung 18 ein vorbestimmtes Volumen komprimierten Stickstoffs zugegeben. Der Stickstoff wird in einem Schritt 210 in die Speiseeismischung 18 geschlagen, um Speiseeis zu bilden. Die Speiseeismischung 22 wird in einem Schritt 212 ausgegeben. Optional werden dem Speiseeis 22 in einem Schritt 214 Einschlüsse zugegeben. In einigen Ausgestaltungen beinhaltet das Verfahren 200 das gleichzeitige Gefrieren und Erhöhen eines Volumens der Speiseeismischung 18.
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Obwohl die Offenbarung in den vorstehenden Zeichnungen und Beschreibungen detailliert veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese als exemplarisch und nicht einschränkend zu betrachten, wobei davon auszugehen ist, dass nur beispielhafte Ausgestaltungen davon gezeigt und beschrieben wurden und dass alle Änderungen und Modifikationen, die dem Geist der Offenbarung entsprechen, geschützt werden sollen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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