DK176299B1 - Et apparat til overskæring af en ekstruderet lavtemperatur ismasse samt anvendelse heraf - Google Patents

Description

i DK 176299 B1

Et apparat til overskæring af en ekstruderet lavtemperatur ismasse samt

ANVENDELSE HERAF

Den foreliggende opfindelse angår et apparat samt en fremgangsmåde til 5 overskæring af en ekstruderet masse af spiseis, der bliver ekstruderet ud af en dyse, hvilket apparat omfatter skæremidler, der umiddelbart ud for dysen opskærer den ekstruderede ismasse i produktstykker, der falder ned på en modtageindretning for videre forarbejdning.

10 Baggrund

Ved produktion af ispinde eller andre spiselige isprodukter af en iskremmasse er det almindeligt at ekstrudere en iskrem med høj viskositet ud af en dyse, hvor den udhængende ismasse med et forudbestemt tidsinterval skæres af og modtages på en 15 transportør for videre håndtering. Dysen er formet i henhold til den udformning isproduktet skal have.

Der kendes i den forbindelse en indretning til overskæring, hvor en metaltråd føres gennem den udhængende ismasse, hvorved den udhængende portion adskilles fra den 20 del af ismassen, der er på vej ud åf dysen. Denne metaltråd er typisk en varmetråd, således at gennemføringen gennem ismassen af tråden foregår hurtigt og nemt.

Imidlertid egner denne overskæring sig ikke til overskæring af en ismasse med faste ingredienser, såsom nødder, bær eller lignende, idet tråden ikke udviser en skærende 25 æg, ligesom ingredienserne ikke kan overskæres ved gennemsmeltning.

Alternativt kendes en indretning, hvor' en roterende kniv overskærer ismassen.

Herved kan den relativ faste ismasse skæres over også hvis den indeholder faste ingredienser, såsom bær, nødder eller lignende.

30 2 DK 176299 B1

Imidlertid bevirker denne overskæring, at den afskårne portion af iskrem påvirkes med en sideværts orienteret bevægelsesimpuls, som gør at portionen ikke nødvendigvis falder ned på den underliggende transportør. Dette gør den videre håndtering og forarbejdning af portionerne vanskelig, idet de afleveres på den 5 underliggende transportør i et uordnet og ikke forudsigeligt mønster. Dette har vist sig en hindring i forbindelse med automatisering af produktionen af sådanne iskremprodukter.

Desuden kendes fra WO 2004/012519 en indretning, hvor den ekstruderede ismasse 10 overskæres af to knive med modsatrettede skæreretninger. Herved påvirkes den udhængende ismasse med to modsatrettede bevægelsesimpulser, således at den afskårne portion falder i det væsentlige lige ned på den underliggende transportør.

Kort beskrivelse af opfindelsen 15

Opfindelsen angår et apparat, og en fremgangsmåde af den tidligere nævnte art, hvor skæremidleme omfatter en aflang klinge, hvor den del, der under drift har kontakt med ismassen, i det væsentlige har en større elektrisk modstand per længdeenhed i længderetningen end de dele, der ikke har kontakt med ismassen, samt midler til at 20 opvarme klingen under drift ved at påtrykke en elektrisk spændingsforskel over dens længderetning således, at variationen af klingens elektriske modstand bevirker, at den elektriske effekt, der afsættes per længdeenhed af klingen gennemsnitlig er væsentlig større i den del, der under drift har kontakt med ismassen end i de dele, der ikke har kontakt med ismassen.

25

Herved kan der opnås overskæring af en ismasse, hvor der i den del af skæremidlet, der har kontakt med ismassen, udvikles mere varme per længdeenhed end i de dele, som ikke har kontakt med ismassen. Dette bevirker, at der i praksis i den del af skæremidlet, der har kontakt med isriiassen, kan udvikles relativt mere varme end for 30 et skæremiddel med en ikonstant elektrisk modstand per længdeenhed i længderetningen, uden at de dele af skæremidlet, der ikke har kontakt med ismassen, 3 DK 176299 B1 opnår en uhensigtsmæssig høj temperatur, som medfører fastbrænding af dele af ismassen, som under produktion tilfældigt rammer disse dele af skæremidlet. Sådan fastbrænding kan blandt andet medføre tilsmudsning af de afskårne produktstykker eller portioner ved afskalning af de fastbrændte dele under drift, og fastbrændingeme 5 udgør i det hele taget et hygiejnisk og driftsmæssigt problem.

Den øgede temperatur af · klingen bevirker dels, at der opnås en æstetisk bedre fremtræden af de afskårne produkt'stykker, idet snittet kan gøres mere glat end med et tilsvarende apparat med en elektrisk opvarmet metaltråd med homogen elektrisk 10 modstand, og dels er det muligt at anvende apparatet ifølge den foreliggende opfindelse til at overskære ismasser med en lavere temperatur, fx mellem minus 6 °C og minus 20 °C, såsom mellem minus 10 °C og minus 18 °C, og fortrinsvis mellem minus 12 °C og minus 15 °C. Fordelen ved at ekstrudere ismasse med en lavere temperatur end de normale temperaturer, som ligger nogle få grader under ismassens 15 frysepunkt er, at man derved kan undgå efterfølgende at skulle sende produkterne gennem en nedkølingstunnel for at opnå lagertemperaturen omkring minus 18 °C før produkterne transporteres til slutlagring. Yderligere undgås dannelsen af større iskrystaller i produkterne, hvilket sker under en sådan efterfølgende nedkølingsprocedure eller hærdning, og sådanne iskrystaller giver en forringelse af 20 smagsoplevelsen af produkterne. Produkter, der på den nævnte måde ekstruderes af en lavtemperaturismasse kan således fremstilles med et meget lavt fedtindhold uden en negativ påvirkning på forbrugerens smagsoplevelse af produktet. Den foreliggende opfindelse er dermed et vigtigt bidrag til, at der i praksis kan fremstilles spiseisprodukter af en ekstruderet ismasse med en lav temperatur.

25

Apparatet ifølge den foreliggende opfindelse er også særdeles velegnet til anvendelse på en ekstruderer ismasse, som indeholder faste bestanddele, såsom bær, nødder, chokoladestykker og/eller frugtstykkér, idet klingen kan fremstilles som et mekanisk stærkere og mere holdbart skæremiddel end en opvarmet metaltråd.

30 S . · · 4 DK 176299 B1

For at opnå den føromtalte effekt af opfindelsen i det mest fordelagtige omfang har s det vist sig, at klingen fortrinsvis bør have en elektrisk modstand per længdeenhed af den del af klingen, der under drift har kontakt med ismassen, som i gennemsnit udgør mere end 150 %, fortrinsvis mere end 200 % og mest foretrukket mere end 250 % af 5 den gennemsnitlige modstand per længdeenhed af de dele af klingen, der ikke har kontakt med ismassen.

I den foretrukne udførselsform af opfindelsen udgøres klingen af en tynd og aflang plade, hvor den del, der under drift har kontakt med ismassen, i det væsentlige har et 10 mindre tværsnitsareal end de dele, der ikke har kontakt med ismassen. Derved udnyttes det faktum, at den elektriske modstand per længdeenhed og dermed varmeudviklingen er omvendt proportional med tværsnitsarealet. En tilsvarende effekt kunne opnås ved at fremstille klingens dele af materialer med forskellige resistiviteter.

15 I en foretrukket udførselsform af opfindelsen er pladens tykkelse i ismassens ekstruderingsretning i det væsentlige konstant over klingens længde, således at klingen kan fremstilles af et plademateriale af en ensartet tykkelse og elektriske egenskaber, fx ved udstansning eller ved udskæring.

20 1 en foretrukket udførselsform af opfindelsen er pladens tykkelse mellem 0,25 mm og 2 mm, idet det foretrækkes at tykkelsen er mellem 0,4 mm og 1,5 mm.

I den foretrukne udførselsform af opfindelsen er mindst den eller de af pladens 25 kanter, som under drift vender i skæréretningen og som kommer i kontakt med ismassen, af en tilspidsende form. Hermed vil afskæringen af den udhængende ismasse blive mere glat og det afskårne produktstykke vil fremtræde æstetisk mere tiltalende med mere glat overflade og skarpt afskårne kanter. I en mere foretrukken udførelsesform er begge klingens kanter af tilspidsende form. Når bagkanten er 30 tilspidsende slipper klingen det afskårne produktstykke med en mere glat og skarp form, og klingen kan endvidere anvendes til skæring i begge retninger.

5 DK 176299 B1 I den foretrukne udførselsform af opfindelsen er den indrettet til at overskære den ekstruderede ismasse med en frekvens, der ligger mellem 80 og 200 gange per minut, fortrinsvis mellem 100 og 150 gange per minut.

5 I en foretrukket udførselsform af opfindelsen er midlerne til at påtrykke klingen en elektrisk spændingsforskel over dens længderetning indrettet til at variere spændingen under drift i takt med frekvensen, hvormed den ekstruderede ismasse skæres af klingen, således at klingen opvarmes i forbindelse med, at den overskærer 10 ismassen, og at spændingen sænkes eller afbrydes når klingen ikke er i kontakt med ismassen, for derved at undgå en unødig temperaturstigning af klingen med deraf følgende risiko for fastbrænding af ismasse på klingen.

Klingen er fortrinsvis fremstillet af rustfast stål, idet dette materiale er prisbilligt, 15 stærkt og holdbart samt har gode egenskaber med hensyn til hygiejne, men andre materialer med høj resistivitet, såsom kulstof eller caltan kunne alternativt anvendes alene eller i kombination med hinanden eller andre materialer, såsom rustfast stål.

Klingens tværsnitsform i den del, som under drift kommer i kontakt med ismassen, er 20 i en fordelagtig udførelsesform af en langstrakt udformning, således at længden af klingen i skæreretningen er mindst dobbelt så stor som tykkelsen i ekstruderingsretningen, idet den fortrinsvis er mindst tre gange så stor. Længden i skæreretningen kan for tykke klinger være langt større, fx fem eller ti gange så stor.

25 Skæremidleme omfatter i en særlig udførelsesform to af de nævnte klinger, hvor midlerne til at bevæge skæremidleme er indrettet til at bevæge de to klinger til afskæring af den ekstruderede ismasse fra hver sin modsatrettet side og i forskudte planer, som er parallelle med dysens udmunding og dermed står i det væsentlige vinkelret på ismassens ekstruderingsretning, for således at udføre en afklipning af 30 produktstykkeme. For denne udførelsesform er det en fordel at de to klingers kanter i skæreretningen mødes med en indbyrdes vinkel i deres bevægelsesplan mellem 0° og 6 DK 176299 B1 45°, fortrinsvis mellem 5° og 30°, således at de to kanter under klippeprocessen kun passerer hinanden i ét punkt ad gangen med mindre risiko for, at de støder ind i hinanden. Der skal desuden anvendes mindre kraft til at drive klingerne mod hinanden, når der kun klippes i ét punkt ad gangen.

5

Kort beskrivelse af tegningerne I det følgende er opfindelsen nærmere beskrevet under henvisning til tegningerne, hvor 10

Fig. 1 viser et skematisk sidebillede af en indretning til overskæring af en ekstruderet ismasse ifølge opfindelsen med én klinge i en inaktiv position; 15 Fig. 2 viser indretningen ifølge Fig. 1 med klingen i eri fremskudt position;

Fig. 3 viser et skematisk sidebillede af en anden indretning til overskæring af en ekstruderet ismasse ifølge opfindelsen med to klinger i en inaktiv position; 20

Fig. 4 viser indretningen ifølge Fig. 1 med klingen i en fremskudt position;

Fig. 3 viser et skematisk sidebillede af en indretning til overskæring af en ekstruderet ismasse ifølge opfindelsen med to klinger i inaktive 25 positioner;

Fig. 5A viser en foretrukken udførelsesform af klingen som set i ismassens ekstruderingsretning; .· 30 Fig. 5B viser et tværsnitsbillede af klingen vist i Fig. 5A, og 7 DK 176299 B1

Fig. 6 viser i perspektiv klingen og midler til at bevæge klingen, hvor klingen er i en fremskudt position, samt et delvist tværsnitsbillede af ekstruderingsdysen.

5 Detaljeret beskrivelse af udførselsformer I figur 1 og 2 er vist en indretning til overskæring af en ekstruderet ismasse 2 ifølge en foretrukken udførelse af opfindelsen. En ismasse 2 formgives ved ekstrudering ud af en dyse 1, der udviser et rørstykke med en forudbestemt tværsnitsform. Ismassen 10 2, der har en høj viskositet og en temperatur mellem minus 12 °C og minus 15 °C, trykkes ud af dysen 1 med en i det væsentlige konstant flowhastighed F. Umiddelbart ud for udmundingen af dysen 1 er der arrangeret en overskæringsindretning 3, der omfatter en klinge 4, som bevæger sig i et fortrinsvist ortogonalt plan i forhold til ismassen 2’ flowretning eller ekstruderingsretningen. I figur 1 er klingen 4 vist i sin 15 inaktive position, og i figur 2 den vist i sin fremskudte position. Som vist i figurerne kan der i ismassen 2 være faste ingredienser 7 i form af f.eks. bær, nødder, chokoladestykker og/eller frugtstykker, hvilket er ønskeligt i forhold til produktion af varianter af isprodukter. Ved at ismåssen 2 kontinuert ekstruderes ud af dysen 1 med en i det væsentlige konstant flowhastighed F, vil tykkelsen af de afskårne stykker 6 20 blive ensartet og afstanden på transportøren T blive i det væsentlige ens, hvis indretningen 3 aktiveres med en konstant frekvens. Denne frekvens på typisk 100-150 gange per minut kan fortrinsvis indstilles i forhold til det aktuelle produkt, der skal produceres på apparaturet. Klingen 4 har en skærpet æg 4’.

25 I figur 3 og 4 er vist en anden indretning til overskæring af en ekstruderet ismasse ifølge en anden foretrukken udførsel af opfindelsen. Umiddelbart ud for udmundingen af dysen 1 er der arrangeret en overskæringsindretning 3, der omfatter to modstående klinger 4 og 5, som bevæger sig i fortrinsvise ortogonale og forskudte planer i forhold til ismassens flowretning. Sammen udfører klingerne 4 og 5 således 30 en slags overklipning af den udhængende iskrem fra dysen 1. Den anden klinge 5 har ligeledes en skærpet æg 5’. ' ' 8 DK 176299 B1

Indretningerne vist i figurerne omfatter endvidere midler (ikke vist) til at påtrykke klingen 4 eller klingerne 4, 5 en elektrisk spænding til opvarmning heraf, hvor spændingen reguleres i takt med overskæringscyklussen, således at klingen 4 eller 5 klingerne 4, 5 kun opvarmes lige før og mens den er i kontakt med ismassen 2 for således at undgå en utilsigtet opvarmning af klingen 4 eller klingerne 4, 5.

En foretrukken klinge 4 er vist i Figs. 5A og 5B. Klingen 4 er laserskåret ud af en rustfast stålplade med en tykkelse på 0,5 mm og er skåret efter to cirkelslag med en 10 radius på 300 mm, således at klingen på sit smalleste sted 8 er 1,5 mm bred og 10 mm bred ved fastgørelsesdelene 9. Den del 10 af klingen 4, som er i kontakt med sidekanten af den ekstruderede ismasse 2 er ca, 3 mm bred, således at bredden af den del af klingen, som er i kontakt med ismassen 2 under drift varierer mellem 1,5 mm og 3 mm. Klingen 4’s smalleste sted 8 er vist i tværsnit i Fig. 5B med angivelse af 15 mål i mm. Det fremgår af Fig. 5B at klingen 4’s kanter 11, 12 er tilspidsende for at lette klingen 4’s gennemgang gennem ismassen 2 og give en æstetisk mere fordelagtigt fremtræden af de afskårne portionsstykker 6.

Klingen 4 kan til andre formål, fit til overskæring af ekstruderede ismasser 2 af et 20 større tværsnitsareal eller med større indhold af faste bestanddele 7 være udformet med andre mål, fx af en 1 mm tyk plade af rustfast stål, hvor klingen 4’s smalleste sted 8 er 10 mm bred og delen 10 af klingen 4, som er i kontakt med sidekanten af den ekstruderede ismasse 2, er ca. 13 mm bred, mens klingen 4 er 28 mm bred ved fastgørelsesdelene 9. Variationerne i bredden og dermed af tværsnitsarealet af 25 klingen 4 bevirker, at der i den midterste del heraf afsættes en større effekt og i de ydre dele en mindre elektrisk effekt og dermed en mindre opvarmning af klingedelene.

I figur 6 er dysen 1, klingen 4 og midler 13 til at bevæge klingen 4 vist, hvor klingen 30 4 er i en fremskudt position. Midlerne 13 har til formål at trække klingen 4 frem og tilbage gennem en hel cyklus (360°). Styremidler (ikke vist) modtager et signal med 9 DK 176299 B1 en given frekvens til hvornår en overskæring skal startes, og alt efter hvor lang tid, der er mellem disse signaler styres tykkelsen af den isskive 6, der overskæres. Der er fortrinsvis også arrangeret en signalgiver (ikke vist), som registrerer, hvornår klingen 4 er i start- eller slutposition. Dette signal anvendes til aktivering af styremidleme for 5 bremsning/tilkobling af klingen 4.

Dysens nederste del 14 udgøres af en enhed udført i et plastikmateriale og med en indbygget rørføring 15 til at lede opvarmet vand gennem til opvarmning af denne del 14, således at den ekstruderede ismasse 2 glider lettere og de afskårne 10 portionsstykker 6 far glattere lodrette flader, hvorved et fordelagtigt æstetisk udseende af stykkerne 6 opnås. Desuden bevirker udførelsen af den nederste del 14 af dysen i plastik et mindre slid på klingen 4 end udformningen af den tilsvarende del 14 i rustfast stål.

15 Ovenfor er opfindelsen beskrevet- i forhold til to udførelseseksempler. Det er imidlertid i forbindelse med opfindelsen indset, at ækvivalente udførelsesformer, såsom f.eks. andre typer af mekaniske føringer og styringer af klingen 4’s bevægelser kan tilvejebringes uden at afvige fra opfindelsens grundidé, således som angivet i de tilhørende patentkrav.

Claims (16)

1. Et apparat til overskæring af en ismasse, der bliver ekstruderet ud af en dyse, hvilket apparat omfatter skæremidler samt midler til at bevæge skæremidleme 5 umiddelbart foran dysens udmunding for at skære den ekstruderende ismasse i produktstykker, der falder ned på et modtageapparat for videre forarbejdning, kendetegnet ved, at 10 skæremidleme omfatter en aflang klinge, hvor den del, der under drift har kontakt med ismassen, i det væsentlige har en større elektrisk modstand per længdeenhed i længderetningen end de dele, der ikke har kontakt med ismassen, samt midler til at opvarme klingen under drift ved at påtrykke den en elektrisk spændingsforskel over dens længderetning således, at variationen af klingens elektriske modstand bevirker, 15 at den elektriske effekt, der afsættes per længdeenhed af klingen gennemsnitlig er væsentlig større i den del, der under drift har kontakt med ismassen end i de dele, der ikke har kontakt med ismassen.

2. Et apparat ifølge krav· 1, hvor den elektriske modstand per længdeenhed af den del 20 af klingen, der under drift har kontakt med ismassen, i gennemsnit udgør mere end 150%, fortrinsvis mere end 200 % og mest foretrukket mere end 250 % af den gennemsnitlige modstand per længdeenhed af de dele af klingen, der ikke har kontakt med ismassen.

3. Et apparat ifølge krav 1 eller 2, hvor klingen udgøres af en tynd og aflang plade, hvor den del, der under drift har kontakt med ismassen, i det væsentlige har et mindre tværsnitsareal end de dele, der ikke har kontakt med ismassen.

4. Et apparat ifølge krav 3, hvor pladens tykkelse i ismassens ekstruderingsretning i 30 det væsentlige er konstant over klingens længde. DK 176299 B1

5. Et apparat ifølge krav 4, hvor pladens tykkelse er mellem 0,25 mm og 2 mm, idet det foretrækkes at tykkelsen er mellem 0,4 mm og 1,5 mm.

6. Et apparat ifølge krav 4 eller 5, hvor mindst den eller de af pladens kanter, som 5 under drift vender i skæreretningen; og som kommer i kontakt med ismassen, er af en tilspidsende form.

7. Et apparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, som er indrettet til at overskære den ekstruderede ismasse med en frekvens, der ligger mellem 80 og 200 10 gange per minut, fortrinsvis mellem 100 og 150 gange per minut.

8. Et apparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, hvor midlerne til at påtrykke klingen en elektrisk spændingsforskel over dens længderetning er indrettet til at variere spændingen under drift i takt med frekvensen, hvormed den 15 ekstruderede ismasse skæres af klingen.

9. Et apparat ifølge krav 1 kendetegnet ved, at klingen er fremstillet af rustfri stål.

10. Et apparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, hvor klingens 20 tværsnitsform i den del, som under drift kommer i kontakt med ismassen, er af en langstrakt udformning, således at længden i skæreretningen er mindst dobbelt så stor som tykkelsen i ekstruderingsretningen, fortrinsvis mindst tre gange så stor.

11. Et apparat ifølge krav 10, hvor begge klingens kanter i den del, som under drift 25 kommer i kontakt med ismassen, er af tilspidsende form.

12. Et apparat ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, hvor skæremidleme omfatter to af de nævnte klinger, og hvor midlerne til at bevæge skæremidleme er indrettet til at bevæge de to klinger til afskæring af den ekstruderede ismasse fra 30 modstående sider og i forskudte planer. i DK 176299 B1

13. Et apparat ifølge krav 12, hvor midlerne til at bevæge skæremidleme er indrettet til at bevæge de to klinger således, at klingernes kanter i skæreretningen mødes med en indbyrdes vinkel i deres bevægelsesplan mellem 0° og 45°, fortrinsvis mellem 5° og 30°. 5

14. Anvendelse af apparat ifølge et hvilket som helst af kravene 1 to 13 til overskæring af en ekstruderet ismasse.

15. Anvendelse ifølge krav 14, hvor den ekstruderede ismasse har en temperatur 10 mellem minus 6 °C og minus 20 °C, såsom mellem minus 10 °C og minus 18 °C, og fortrinsvis mellem minus 12 °C og minus 15 °C.

16. Anvendelse ifølge krav 14 eller 15, hvor den ekstruderede ismasse indeholder faste bestanddele, såsom bær, nødder, chokoladestykker og/eller frugtstykker. 15