IT201600104977A1 - Macchina per la produzione di gelato - Google Patents
Macchina per la produzione di gelatoInfo
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Description
Titolo "Macchina per la produzione di gelato”
DESCRIZIONE
[0001] Forma l’oggetto della presente invenzione una macchina per la produzione di gelato, in particolare di gelato industriale, mediante convogliamento di una massa dolciaria (ma anche di sapore neutro o salato a seconda del gusto definito) liquida o semiliquida, l’addizione di aria alla massa dolciaria convogliata, il mescolamento ed emulsionamento della massa dolciaria con l’aria addizionata e la refrigerazione della massa dolciaria mescolata ed emulsionata ad una temperatura al di sotto di zero gradi centigradi, tipicamente a circa da -5°C a -6°C, ma anche a temperatura più bassa, ad es. -9°, se è desiderata una consistenza più rigida del gelato prodotto.
[0002] Le macchine note per la produzione di gelato industriale comprendono una struttura di supporto ed alloggiamento che accoglie un’unica linea di produzione, costituita da:
- un condotto di ingresso con una prima estremità collegabile ad una fonte contenente la massa dolciaria di partenza, ed una seconda estremità,
- una pompa d’ingresso collegata nel condotto d’ingresso,
- una camera di mescolamento e refrigerazione con un’apertura di ingresso per la massa dolciaria collegata con la seconda estremità del condotto d’ingresso e un’apertura d’uscita,
- un condotto d’uscita con una prima estremità collegata all’apertura d’uscita della camera di mescolamento e refrigerazione, ed una seconda estremità,
- una pompa d’uscita collegata nel condotto d’uscita,
- un condotto d’aria avente una prima estremità collegabile ad una fonte d’aria ed una seconda estremità collegata al condotto d’ingresso in un punto di addizione aria tra la pompa d’ingresso e la camera di mescolamento e refrigerazione,
- un circuito di raffreddamento con ciclo compressione/espansione in collegamento di scambio termico con la camera di mescolamento e refrigerazione.
[0003] Le macchine per la produzione di gelato della tecnica nota producono quindi una massa di gelato mescolato ed emulsionato con aria ad una temperatura standard di circa -5°C a -6°C. La massa di gelato deve essere successivamente ulteriormente surgelata ad una temperatura di circa –9°C o più bassa per una conservazione sicura sotto il profilo della sicurezza alimentare, e stabile sotto il profilo della forma del gelato.
[0004] Le macchine di gelato della tecnica nota sono poco versatili, sia con riferimento alla velocità di produzione in termini di chilogrammi o litri all’ora, sia in termini di temperatura di refrigerazione della massa di gelato in uscita dalla macchina.
[0005] La velocità di produzione, intesa come la portata di flusso della massa dolciaria trattata, non può essere variata in un intervallo ampio, in quanto il sistema di mescolamento all’interno della camera di mescolamento ed anche il circuito di raffreddamento sono solitamente ottimizzati per una portata predeterminata, con la conseguenza che un aumento di produzione oltre il valore standard porterebbe inevitabilmente ad un insufficiente emulsionamento e mescolamento della massa di gelato e ad un insufficiente raffreddamento con conseguente instabilità e residui liquidi nel gelato prodotto.
[0006] Dall’altro canto, le caratteristiche tecniche del circuito di raffreddamento a compressione/espansione non permette una regolazione della temperatura di raffreddamento della massa dolciaria, se non mediante un’alternanza di accensione/spegnimento che porterebbe ad un inaccettabile alternarsi di zone troppo liquide e zone troppo congelate nel gelato prodotto.
[0007] Un’ulteriore esigenza percepita nel settore della produzione di gelato industriale è quella di poter refrigerare il gelato, ancora prima dell’uscita dalla macchina, ad una temperatura più bassa della temperatura standard di -5°C/-6°C, in quanto per alcuni tipi di gelato la temperatura standard non conferisce alla massa di gelato una stabilità meccanica sufficiente per non “collassare” sotto il proprio peso nelle vaschette ancora prima del completamento del surgelamento definitivo all’interno di un magazzino o tunnel di surgelamento. Infatti, le vaschette di gelato disposte al centro del magazzino di surgelamento, e quindi più lontane dalle pareti raffreddanti, mostrano spesso un contenuto collassato o appiattito, meno appetitoso e quindi più difficile da vendere. La stessa esigenza di una refrigerazione più intensa della massa di gelato già all’interno della macchina di produzione si presenta nel caso di confezionamento del gelato in contenitori trasparenti, dove è desiderabile evitare sbavature visibili dall’esterno.
[0008] Dall’altro canto, alcune miscele di gelato devono essere arricchite di granuli di frutta, frutta secca, cereali, cioccolato o altro, applicati sulla superficie esterna di un estruso della massa di gelato e schiacciato parzialmente dentro la massa di gelato per assicurarne l’adesione. In questo caso, una refrigerazione a temperature troppo basse irrigidirebbero la massa di gelato e impedirebbe la penetrazione dei granuli aggiuntivi. In questi casi è quindi desiderabile fare uscire il gelato dalla macchina di produzione con la temperatura standard di circa -5°C/-6°C o leggermente inferiore.
[0009] Le macchine per la produzione di gelato del tipo sopra descritto non sono in grado di operare di volta in volta nelle diverse condizioni richieste e, quindi, solitamente vengono utilizzate per la produzione di un solo tipo di gelato o di diversi tipi di gelati che, tuttavia, richiedono tutti le medesime condizioni di produzione.
[0010] Lo scopo dell’invenzione è pertanto quello di fornire una macchina per la produzione di gelato, in particolare gelato industriale, avente caratteristiche tali da essere adattabile in modo versatile a differenti condizioni di produzione e differenti tipologie di gelato, in particolare con riferimento alla velocità di produzione ed alla temperatura di produzione del gelato.
[0011] Questi ed altri scopi vengono raggiunti mediante una macchina per la produzione di gelato, comprendente:
- una struttura di supporto ed alloggiamento che accoglie una prima linea di produzione ed una seconda linea di produzione, in cui la prima linea di produzione comprende: - un primo condotto di ingresso con una prima estremità collegabile ad una fonte contenente una massa dolciaria di partenza, ed una seconda estremità,
- una prima pompa d’ingresso collegata nel primo condotto d’ingresso,
- una prima camera di mescolamento e refrigerazione con un’apertura di ingresso per la massa dolciaria, collegata con la seconda estremità del primo condotto d’ingresso, e un’apertura d’uscita,
- un primo condotto d’uscita con una prima estremità collegata all’apertura d’uscita della prima camera di mescolamento e refrigerazione, ed una seconda estremità, - una prima pompa d’uscita collegata nel primo condotto d’uscita,
- un primo condotto d’aria avente una prima estremità collegabile ad una fonte d’aria ed una seconda estremità collegata al primo condotto d’ingresso in un primo punto di addizione aria tra la prima pompa d’ingresso e la prima camera di mescolamento e refrigerazione,
- un primo circuito di raffreddamento con ciclo compressione/espansione in collegamento di scambio termico con la prima camera di mescolamento e refrigerazione,
in cui la seconda linea di produzione comprende:
- un secondo condotto di ingresso con una prima estremità collegabile ad una fonte contenente una massa dolciaria di partenza, ed una seconda estremità,
- una seconda pompa d’ingresso collegata nel secondo condotto d’ingresso,
- una seconda camera di mescolamento e refrigerazione con un’apertura di ingresso per la massa dolciaria, collegata con la seconda estremità del secondo condotto d’ingresso, e un’apertura d’uscita,
- un secondo condotto d’uscita con una prima estremità collegata all’apertura d’uscita della seconda camera di mescolamento e refrigerazione, ed una seconda estremità, - una seconda pompa d’uscita collegata nel secondo condotto d’uscita,
- un secondo condotto d’aria avente una prima estremità collegabile ad una fonte d’aria ed una seconda estremità collegata al secondo condotto d’ingresso in un secondo punto di addizione aria tra la seconda pompa d’ingresso e la seconda camera di mescolamento e refrigerazione,
- un secondo circuito di raffreddamento con ciclo compressione/espansione in collegamento di scambio termico con la seconda camera di mescolamento e refrigerazione,
in cui la macchina comprende inoltre un condotto ausiliario configurato per poter selettivamente collegare il primo condotto d’uscita in comunicazione con il secondo condotto d’ingresso o con l’apertura d’ingresso della prima camera di mescolamento e refrigerazione e scollegarli tra loro, in modo tale che:
- a condotto ausiliario in configurazione scollegata, la prima e la seconda linea di produzione processano flussi di gelato indipendentemente l’una dall’altra, e
- a condotto ausiliario in configurazione collegata, la prima e la seconda linea di produzione sono poste in serie e processano insieme un solo flusso di gelato.
[0012] Una macchina così configurata permette di variare in modo versatile le condizioni di produzione, in particolare la velocità di produzione, la temperatura di refrigerazione, e il numero di stringhe di gelato.
[0013] Oltre al minor costo di una sola macchina secondo l’invenzione rispetto ad una pluralità di macchine della tecnica nota, l’integrazione di una pluralità di linee di produzione in una sola macchina, vale a dire in una sola struttura di supporto ed alloggiamento, ed in modo collegabile e scollegabile tra loro, permette un notevole risparmio di spazio (le macchine della tecnica nota non possono essere impilate l’una sopra l’altra) ed interconnessioni tra le linee di produzione fino ad oggi impossibili.
[0014] Per meglio comprendere l’invenzione ed apprezzarne i vantaggi, verranno di seguito descritte alcune sue forme di realizzazione esemplificative e non limitative, facendo riferimento alle figure allegate, in cui:
[0015] la figura 1 è una vista in prospettiva di una macchina per la produzione di gelato in accordo con una forma di realizzazione dell’invenzione;
[0016] la figura 2 è una vista frontale della macchina in figura 1;
[0017] la figura 3 è una vista posteriore della macchina in figura 1;
[0018] la figura 4 è una vista in sezione secondo il piano di sezione IV-IV in figura 3;
[0019] le figure 5 e 6 sono viste in sezione di una camera di mescolamento e refrigerazione secondo una forma di realizzazione;
[0020] la figura 7 è una vista in sezione di una camera di mescolamento e refrigerazione configurata con un battitore (“dasher”) ausiliario senza barra eccentrica e con un coperchio d’uscita ausiliario per una massa di gelato refrigerata a temperatura molto bassa;
[0021] la figura 8 è una rappresentazione schematica della macchina con le due linee di produzione scollegate ed indipendenti tra loro;
[0022] la figura 9 è una rappresentazione schematica della macchina con le due linee di produzione collegate in serie mediante un condotto ausiliario;
[0023] la figura 10 è una rappresentazione schematica della macchina con le due linee di produzione collegate in serie mediante un condotto ausiliario e con un coperchio d’uscita ausiliario applicato ad una seconda camera di mescolamento e refrigerazione.
[0024] Con riferimento alle figure, una macchina per la produzione di gelato è complessivamente indicata con il riferimento 1 e comprende:
- una struttura di supporto ed alloggiamento 2 che accoglie una prima linea di produzione 3 ed una seconda linea di produzione 4, in cui la prima linea di produzione 3 comprende:
- un primo condotto di ingresso 301 con una prima estremità 302 collegabile ad una fonte contenente una massa dolciaria di partenza (non illustrata), ed una seconda estremità 303,
- una prima pompa d’ingresso 304 collegata nel primo condotto d’ingresso 301, - una prima camera di mescolamento e refrigerazione 305 con un’apertura di ingresso 306 per la massa dolciaria, collegata con la seconda estremità 303 del primo condotto d’ingresso 301, e un’apertura d’uscita 307 per l’uscita del gelato,
- un primo condotto d’uscita 308 con una prima estremità 309 collegata all’apertura d’uscita 307 della prima camera di mescolamento e refrigerazione 305, ed una seconda estremità 310,
- una prima pompa d’uscita 311 collegata nel primo condotto d’uscita 308,
- un primo condotto d’aria 312 avente una prima estremità 313 collegabile ad una fonte d’aria (non illustrata), ad esempio una pompa d’aria a bordo macchina o esterna, ed una seconda estremità 314 collegata al primo condotto d’ingresso 301 in un primo punto di addizione aria 315 tra la prima pompa d’ingresso 304 e la prima camera di mescolamento e refrigerazione 305,
- un primo circuito di raffreddamento 316 con ciclo compressione/espansione in collegamento di scambio termico con la prima camera di mescolamento e refrigerazione 305,
in cui la seconda linea di produzione 4 comprende:
- un secondo condotto di ingresso 401 con una prima estremità 402 collegabile ad una fonte contenente una massa dolciaria di partenza (non illustrata), ed una seconda estremità 403,
- una seconda pompa d’ingresso 404 collegata nel secondo condotto d’ingresso 401, - una seconda camera di mescolamento e refrigerazione 405 con un’apertura di ingresso 406 per la massa dolciaria, collegata con la seconda estremità 402 del secondo condotto d’ingresso 401, e un’apertura d’uscita 407,
- un secondo condotto d’uscita 408 con una prima estremità 409 collegata all’apertura d’uscita 407 della seconda camera di mescolamento e refrigerazione 405, ed una seconda estremità 410,
- una seconda pompa d’uscita 411 collegata nel secondo condotto d’uscita 408, - un secondo condotto d’aria 412 avente una prima estremità 413 collegabile ad una fonte d’aria (non illustrata), ad esempio una pompa d’aria a bordo macchina o esterna, ed una seconda estremità 414 collegata al secondo condotto d’ingresso 401 in un secondo punto di addizione aria 415 tra la seconda pompa d’ingresso 404 e la seconda camera di mescolamento e refrigerazione 405,
- un secondo circuito di raffreddamento 416 con ciclo compressione/espansione in collegamento di scambio termico con la seconda camera di mescolamento e refrigerazione 405,
in cui la macchina 1 comprende inoltre un condotto ausiliario 5 configurato per poter selettivamente collegare il primo condotto d’uscita 308 in comunicazione con il secondo condotto d’ingresso 401 o con l’apertura d’ingresso 406 della seconda camera di mescolamento e refrigerazione 405 e scollegarli tra loro, in modo tale che: - a condotto ausiliario 5 in configurazione scollegata (figura 8), la prima e la seconda linea di produzione 3, 4 processano flussi di massa dolciaria/gelato indipendentemente l’una dall’altra, e
- a condotto ausiliario 5 in configurazione collegata (figure 9, 10), la prima e la seconda linea di produzione 3, 4 sono poste in serie e processano insieme un solo flusso di massa dolciaria/gelato.
[0025] A condotto ausiliario 5 disinserito e con la prima 3 e la seconda linea di produzione 4 attivate, la macchina 1 può produrre ad esempio due flussi indipendenti di gelati uguali o differenti ad una velocità di ad esempio 700 – 1000 Kg al minuto ciascuno e con una temperatura di, ad esempio, -5°C a -6°C. Se desiderato, i due flussi di gelato possono essere successivamente combinati.
[0026] A condotto ausiliario 5 disinserito e con una sola delle due linee di produzione 3, 4 attivata, la macchina può produrre ad esempio un solo flusso di gelato ad una velocità di, ad esempio, 700 – 1000 litri all’ora, e con una temperatura d’uscita di, ad esempio, -5°C a -6°C.
[0027] A condotto ausiliario 5 inserito e con entrambe le linee di produzione 3, 4 attivate, la macchina 1 può produrre un solo flusso di gelato ad una velocità doppia, ad esempio 1400–2000 litri all’ora, e con una temperatura di, ad esempio, -5°C a -6°C. La velocità di produzione raddoppiata è resa possibile dall’azione delle due camere di mescolamento e di refrigerazione 305, 405 e dall’azione dei due circuiti di raffreddamento 316, 416 in serie su un unico flusso di massa dolciaria. In questo caso non viene alimentato un secondo flusso separato di massa dolciaria nel secondo condotto di ingresso 401 e la prima pompa d’ingresso 304 può convogliare a doppia velocità, mentre la seconda pompa d’ingresso 404 può rimanere disattivata.
[0028] Produrre gelato mediante una sola linea di produzione a velocità raddoppiata è preferibile rispetto alla produzione in parallelo mediante due linee di produzione più lente, in quanto, unendo due flussi di gelato, non si ottiene mai la stessa omogeneità e lo stessa aspetto estetico di un flusso di gelato processato insieme in una sola linea.
[0029] A condotto ausiliario 5 collegato e con entrambe le linee di produzione 3, 4 attivate, la macchina 1 può produrre ad esempio un solo flusso di gelato ad una velocità normale, ad esempio 700–1000 litri/ora e con una temperatura più bassa, ad esempio -9°C a -10°C. Ciò è reso possibile dall’azione dei due circuiti di raffreddamento 316, 416 in serie su un unico flusso di massa dolciaria. Anche in questo caso non viene alimentato un secondo flusso separato di massa dolciaria nel secondo condotto di ingresso 401 e la prima pompa d’ingresso 304 può convogliare a velocità normale, mentre la seconda pompa d’ingresso 404 può rimanere disattivata.
[0030] Secondo una forma di realizzazione, il condotto ausiliario 5 è collegato in modo permanente (ma preferibilmente comunque smontabile) sia con il primo condotto d’uscita 308 sia con il secondo condotto d’ingresso 401 o con l’apertura d’ingresso 406 della seconda camera di mescolamento e refrigerazione 405. In questo caso possono essere previste valvole di selezione 501, 502 per l’inserimento in comunicazione di fluido ed il disinserimento del condotto ausiliario 5 tra il primo condotto d’uscita 308 ed il secondo condotto d’ingresso 401 o l’apertura d’ingresso 406 della seconda camera di mescolamento e refrigerazione 405.
[0031] Una prima valvola di selezione 501 è posta tra il primo condotto d’uscita 308 e il condotto ausiliario 5 e azionabile per:
[0032] - aprire la comunicazione tra il primo condotto d’uscita 308 e il condotto ausiliario 5 e, possibilmente, chiudere il primo condotto d’uscita 308 verso o alla sua seconda estremità 310 per evitare fuoriuscite indesiderate,
[0033] - interrompere la comunicazione tra il primo condotto d’uscita 308 e il condotto ausiliario 5 e, possibilmente, aprire il primo condotto d’uscita 308 verso o alla sua seconda estremità 310 per permettere l’uscita della massa di gelato prodotta nella prima linea di produzione 3.
[0034] Una seconda valvola di selezione 502 è posta tra il condotto ausiliario 5 e il secondo condotto d’ingresso 401 o l’apertura d’ingresso 406 della seconda camera di mescolamento e refrigerazione 405 e azionabile per:
[0035] - aprire la comunicazione tra il condotto ausiliario 5 e il secondo condotto d’ingresso 401 (o l’apertura d’ingresso 406) e, possibilmente, chiudere il secondo condotto d’ingresso 401 verso o alla sua prima estremità 402 per evitare fuoriuscite o aspirazioni indesiderate,
[0036] - interrompere la comunicazione tra il condotto ausiliario 5 e il secondo condotto d’ingresso 401 (o l’apertura d’ingresso 406) e, possibilmente, aprire il secondo condotto d’ingresso 401 verso o alla sua prima estremità 402 per permettere l’ingresso della massa dolciaria di partenza per la seconda linea di produzione 4.
[0037] Secondo un’ulteriore forma di realizzazione, il condotto ausiliario 5 è collegabile in modo amovibile, ad esempio senza l’impiego di attrezzi, ad es. tramite ganasce di accoppiamento, sia con il primo condotto d’uscita 308 sia con il secondo condotto d’ingresso 401 (o con l’apertura d’ingresso 406). Ad esempio, il condotto ausiliario 5 può essere removibilmente meccanicamente attaccabile (e in questo modo fluidicamente allacciabile) ad un’apertura di mandata della prima pompa d’uscita 311 e all’apertura d’ingresso 406 della seconda camera di mescolamento e refrigerazione 405. Con la medesima operazione di “inserimento” del condotto ausiliario 5, una porzione d’estremità del primo condotto d’uscita 308 viene staccata e fluidicamente separata dall’apertura di mandata della prima pompa d’uscita 311 e il secondo condotto d’ingresso 401 viene staccato e fluidicamente separato dall’apertura d’ingresso 406 della seconda camera di mescolamento e refrigerazione 405.
[0038] A prima vista, questa operazione chiaramente manuale e non comandata mediante valvole può sembrare artigianale e poco elaborata, ma essa è frutto di un’ottimizzazione molto spinta e di una minimizzazione dei tempi di riconfigurazione della macchina. Infatti, questa forma di realizzazione tiene conto del fatto che, ad ogni cambio prodotto, tutte le tubature della macchina devono essere comunque lavate e l’interno dei componenti con pezzi meccanici in movimento (camere di mescolamento, pompe) viene solitamente sottoposto a ispezione visuale per identificare eventuali danni e evitare la presenza di corpi estranei nel prodotto alimentare. La soluzione con un inserimento/disinserimento meccanico dell’intero condotto ausiliario 5 (predisposto come accessorio permanente della macchina 1) ovvia alla necessità di lavaggio e di ispezione di valvole di selezione 501, 502 aggiuntive. Preferibilmente, il condotto ausiliario è un tubo rigido di forma adatta per inserirsi in uno spazio libero dell’alloggiamento 2, senza richiedere spostamenti di altri componenti della macchina 1 non direttamente coinvolti nelle operazioni di collegamento/scollegamento.
[0039] Vantaggiosamente, il condotto ausiliario 5 è collegato al primo condotto d’uscita 308 in un punto a valle della prima pompa d’uscita 311, in modo tale da poter sfruttare la prima pompa d’uscita 311 - già dimensionata e configurata per convogliare una massa di gelato refrigerato e quindi di consistenza pastosa o semirigida - per il convogliamento della massa di gelato semiprocessata dalla prima linea di produzione 3 alla seconda linea di produzione 4.
[0040] Con ulteriore vantaggio, il condotto ausiliario 5 è collegato al secondo condotto d’ingresso 401 a valle della seconda pompa d’ingresso 404, e possibilmente a valle del secondo punto di addizione aria 415, o direttamente all’apertura d’ingresso 406 o ad un’ulteriore apertura d’ingresso della prima camera di mescolamento e refrigerazione 405.
[0041] Ciò permette di convogliare la massa di gelato semiprocessata con minore resistenza di flusso e, preferibilmente, l’utilizzo di un condotto ausiliario 5 con area di sezione di flusso maggiore dell’area di sezione di flusso del secondo condotto d’ingresso 401.
[0042] La macchina 1 comprende un sistema di controllo 6 elettrico o elettronico in collegamento di segnale con un primo sensore di flusso 317 disposto al/nel primo condotto d’ingresso 301, preferibilmente a valle della prima pompa d’ingresso 304 – per controllare la reale portata di massa dolciaria pompata - e possibilmente a monte del primo punto di addizione aria 315 – per poter controllare l’adduzione dell’aria alla massa dolciaria di partenza in funzione della portata misurata mediante il primo sensore di flusso 317.
[0043] Analogamente, sistema di controllo 6 è in collegamento di segnale con un secondo sensore di flusso 417 disposto al/nel secondo condotto d’ingresso 401, preferibilmente a valle della seconda pompa d’ingresso 404 – per controllare la reale portata di massa dolciaria pompata - e possibilmente a monte del secondo punto di addizione aria 415 – per poter controllare l’adduzione dell’aria alla massa dolciaria di partenza in funzione della portata misurata mediante il secondo sensore di flusso 417.
[0044] Il sistema di controllo 6 comanda selettivamente e indipendentemente le pompe di ingresso prima 304 e seconda 404, le pompe di uscita prima 311 e seconda 411, sistemi di agitazione o mescolamento primo 318 e secondo 418 delle camere di mescolamento prima 305 e seconda 405 e i circuiti di raffreddamento a compressione/espansione primo 316 e secondo 316.
[0045] Il sistema di controllo 6 può essere inoltre in collegamento di segnale con ed adatto a comandare mezzi di regolazione del flusso d’aria nel condotto d’aria primo 312 e secondo 412, ad esempio prime e seconde valvole di regolazione aria 322, 422 o prime e seconde pompe d’aria (non illustrate).
[0046] In particolare, il sistema di controllo 6 è configurato per:
[0047] – selettivamente ed individualmente attivare e disattivare e regolare la portata delle pompe di ingresso prima 304 e seconda 404, e/o
[0048] - selettivamente ed individualmente attivare e disattivare e regolare la portata delle pompe di uscita prima 311 e seconda 411, e/o
[0049] - selettivamente ed individualmente attivare e disattivare e regolare la velocità di movimento dei sistemi di agitazione o mescolamento primo 318 e secondo 418 delle camere di mescolamento prima 305 e seconda 405, e/o
[0050] - selettivamente ed individualmente attivare e disattivare i circuiti di raffreddamento primo 316 e secondo 316, e/o
[0051] – selettivamente ed individualmente regolare l’intensità dello scambio termico tra i circuiti di raffreddamento primo 316 e secondo 316 e le camere di mescolamento prima 305 e seconda 405, e/o
[0052] – selettivamente ed individualmente interrompere e consentire il flusso d’aria in ciascuno dei condotti d’aria primo 312 e secondo 412, e/o
[0053] - selettivamente ed individualmente interrompere e consentire il flusso d’aria in ciascuno dei condotti d’aria primo 312 e secondo 412.
[0054] Per l’impostazione dei parametri di regolazione, il sistema di controllo 6 comprende un’interfaccia utente 23, ad es. un display con tastiera a bordo macchina, o un collegamento cablato o wireless o mediante connettore USB, per un collegamento con un computer remoto (non illustrato).
[0055] Le prime e seconde pompe di ingresso 304, 404 comprendono preferibilmente pompe volumetriche “a lobi” comprendenti una camera sagomata, al cui interno ruotano, su assi possibilmente paralleli, ed in modo sincrono due rotori a lobi.
[0056] I mezzi per la regolazione del flusso d’aria nei condotti d’aria 312, 412 comprendono preferibilmente una valvola pneumatica 322, 422 di intercettazione e/o di regolazione, almeno un filtro di purificazione, preferibilmente a tre stadi con filtratura fine, carboni attivi, e purificatore in teflon sterilizzabile. A monte del condotto d’aria 312, 412 (ad esempio a monte della valvola 322, 422 e/o degli eventuali filtri può essere posto un compressore deumidificatore. Per il rilevamento della portata o della velocità di flusso dell’aria nei condotti d’aria 312, 412 possono essere previsti misuratori di flusso, vantaggiosamente cosiddetti misuratori di portata massica che lavorano secondo il principio dell’anemometro (a filo caldo) e misurano il flusso di massa o portata volumetrica standard, indipendentemente dalla pressione e dalla temperatura. I misuratori di flusso dell’aria interagiscono con le valvole di intercettazione 322, 422 in modo tale da regolare la portata d’aria secondo il valore impostato nel sistema di controllo 6.
[0057] I sensori di flusso 317, 417 nei condotti di ingresso 301, 401 comprendono preferibilmente un misuratore di portata magnetico;
[0058] Le camere di mescolamento e refrigerazione 305, 405 comprendono preferibilmente un cilindro esterno 7 in acciaio, possibilmente avvolto da uno strato esterno 8 in materiale termoisolante, ed un cilindro interno 9 in acciaio posizionato all’interno del cilindro esterno 7. Il cilindro interno 9 delimita internamente un canale di passaggio per la massa dolciaria.
[0059] Tra il cilindro esterno 7 ed il cilindro interno 9 è formato un interstizio anulare 10 per il passaggio del fluido refrigerante del circuito di raffreddamento 316, 416, preferibilmente in controcorrente alla direzione di convogliamento della massa dolciaria. La parete del cilindro interno 9 forma la superficie di scambio termico per la refrigerazione della massa dolciaria.
[0060] All’interno del cilindro interno 9 è posizionato un agitatore 11 o agitatoreraschiatore (il cosiddetto “dasher”) azionabile in rotazione intorno all’asse longitudinale 12 della camera 305, 405, ad es. mediante un motore elettrico 13 disposto esternamente al cilindro esterno 7 e collegato con l’agitatore 11 tramite un albero di trasmissione. L’agitatore 11 può comprendere un cilindro cavo 24 con una pluralità di fori di passaggio e/o una barra eccentrica 25 possibilmente posizionata all’interno del cilindro forato 24, nonché una o più lame di raschiamento 26 sporgenti dal cilindro forato 24 verso la superficie interna del cilindro interno 9 e che raschiano il gelato che si forma sulla superficie interna del cilindro interno 9, creando così la massa di gelato prodotta.
[0061] Il cilindro interno 9 è chiuso, sul lato d’ingresso della massa dolciaria, mediante un coperchio d’ingresso 16 e, sul lato d’uscita della massa dolciaria, mediante un coperchio d’uscita 17. I coperchi d’ingresso 16 formano le rispettive aperture d’ingresso 306, 406 per la massa dolciaria e i coperchi d’uscita 17 formano le aperture d’uscita 307, 407 per il gelato. Entrambi i coperchi d’ingresso 16 e d’uscita 17 formano sedi per il supporto girevole dell’agitatore 11 intorno all’asse longitudinale 12.
[0062] Secondo una forma di realizzazione (figura 7), la macchina 1 può comprendere un coperchio d’uscita ausiliario 18 amovibilmente accoppiabile alla seconda camera di mescolamento e refrigerazione 405, in sostituzione del secondo coperchio d’uscita 17 (anch’esso amovibile), e che forma un’apertura d’uscita ausiliaria 19 di sezione maggiore della seconda apertura d’uscita 407 e, preferibilmente, una bocca d’uscita convergente, ad es. troncoconica, e concentrica con l’asse longitudinale 12, per facilitare l’uscita del gelato più rigido nel caso di refrigerazione ad una temperatura molto bassa, ad es. da -9°C a – 10°C.
[0063] La macchina 1 può inoltre comprendere un agitatore ausiliario 21 (figura 7) amovibilmente inseribile nella seconda camera di mescolamento e refrigerazione 405, in sostituzione del secondo agitatore 11 (anch’esso amovibile), e che è privo di barra eccentrica 25 per facilitare il passaggio del gelato già pre-processato e pre-raffreddato dalla prima linea di produzione 3 e che quindi non richiede necessariamente un emulsionamento aggiuntivo, ma soltanto un moderato mescolamento finalizzato ad uno scambio termico (raffreddamento) efficiente.
[0064] I circuiti di raffreddamento primo 316 e secondo 416 comprendono preferibilmente circuiti cosiddetti a compressione e espansione, comprendenti ciascuno un compressore 319, 419 che comprime un gas refrigerante la cui temperatura aumenta per la riduzione del suo volume, uno scambiatore di calore o condensatore esterno 320, 420 posto a valle del compressore 319, 419 e all’interno del quale il gas refrigerante compresso perde calore e, possibilmente, condensa da fase gassosa a fase liquida, un evaporatore 321, 421 posto a valle del condensatore 320, 420, e nel quale il gas refrigerante viene fatto espandere e evaporare, e quindi raffreddare, con la minima entropia possibile, ad esempio attraverso una valvola di laminazione, ed infine uno scambiatore di calore interno alla camera di mescolamento e refrigerazione 305, 405, costituito ad es. dall’interstizio anulare 10 nel quale il gas refrigerante cede il freddo alla massa dolciaria e da cui ritorna al compressore 319, 419 per iniziare un nuovo ciclo.
[0065] Preferibilmente, almeno i due compressori 319, 419 ed i due condensatori 320, 420 dei due circuiti di raffreddamento 316, 416 sono posizionati l’uno accanto all’altro in una regione inferiore della struttura di supporto 2, e si estendono tutti almeno parzialmente al di sotto di entrambe le camere di mescolamento e refrigerazione 305, 405 (figure 2, 3).
[0066] Ciò permette un risparmio di spazio, un abbassamento del baricentro dell’intera macchina 1 ed un posizionamento dei rispettivi collegamenti a tenuta sotto pressione, in modo raggruppato ed avvicinato.
[0067] Le camere di mescolamento e refrigerazione prima 305 e seconda 405 sono posizionate una sopra l’altra e, preferibilmente, i loro assi longitudinali 12 giacciono in un medesimo piano verticale.
[0068] Analogamente, anche le pompe d’uscita prima 311 e seconda 411 sono posizionate una sopra l’altra e, preferibilmente, tra loro verticalmente allineate.
[0069] Inoltre, le pompe d’uscita prima 311 e seconda 411 sono posizionate entrambe al di sopra dei due compressori 319, 419 e dei due condensatori 320, 420 dei due circuiti di raffreddamento 316, 416, orizzontalmente distanziate dalle due camere di mescolamento e refrigerazione prima 305 e seconda 405 e verticalmente alternate o intervallate ad esse (figure 1, 2, 3).
[0070] Le pompe d’ingresso prima 304 e seconda 404 sono invece posizionate entrambe nella regione inferiore della macchina 1 e si estendono entrambe almeno parzialmente al di sotto di entrambe le camere di mescolamento e refrigerazione 305, 405 (figure 1, 2), preferibilmente in un medesimo piano orizzontale con i due compressori 319, 419 e/o con i due condensatori 320, 420 dei due circuiti di raffreddamento 316, 416. Preferibilmente, le pompe d’ingresso prima 304 e seconda 404 sono disposte in un medesimo piano orizzontale. Infine, i componenti di controllo ed alimentazione elettrica 22 (componenti elettrici di potenza) della macchina 1 sono preferibilmente alloggiate in un vano separato 14 formato nella struttura di supporto e alloggiamento 2.
[0071] Il posizionamento dei singoli componenti e gruppi funzionali della macchina 1 permette di mantenere i suoi ingombri ridotti e di non superare sostanzialmente l’ingombro di una paragonabile macchina per la produzione di gelato della tecnica nota con una sola linea di produzione.
[0072] Al fine di ulteriormente ridurre l’ingombro della macchina 1 si propone di configurare i circuiti di raffreddamento primo 316 e secondo 416 come circuiti di raffreddamento a compressione e espansione, utilizzando come gas refrigerante CO2, e di raffreddare lo scambiatore di calore esterno 320, 420 con acqua fredda, a temperatura molto bassa nell’intervallo da -5°C a 2°C, utilizzando acqua con aggiunta di un additivo anti-gelo, ad es. glicole, o soltanto acqua refrigerata, e alimentata alla macchina 1 mediante un collegamento 15 per acqua fredda previsto a bordo della macchina 1. In questo modo è possibile sfruttare il maggiore peso specifico e di conseguenza la maggiore capacità termica del CO2rispetto ad esempio al gas freon e, quindi, ridurre ulteriormente le dimensioni dei circuiti di raffreddamento e dell’intera macchina 1. Lo spazio per il raffreddamento dell’acqua fredda necessaria al funzionamento dei circuiti di raffreddamento a CO2, può essere facilmente trovato in zone meno affollate dello stabilimento di produzione e l’acqua fredda può essere agevolmente trasportata alla macchina 1 mediante semplici tubi flessibili.
[0073] Inoltre, il sistema di controllo 6 è configurato per permettere una regolazione selettiva della potenza refrigerante di ciascuno dei circuiti di raffreddamento 316, 416 mediante regolazione della velocità di rotazione dei (motori dei) compressori 319, 419 tramite inverter.
[0074] Ovviamente, alla macchina 1 per la produzione di gelato secondo la presente invenzione, un tecnico del settore, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare ulteriori modifiche e varianti, tutte peraltro contenute nell’ambito di protezione dell’invenzione, quale definito dalle seguenti rivendicazioni.
Claims (14)
- RIVENDICAZIONI 1. Macchina (1) per la produzione di gelato, comprendente: - una struttura di supporto ed alloggiamento (2) che accoglie una prima linea di produzione (3) ed una seconda linea di produzione (4), in cui la prima linea di produzione (3) comprende: - un primo condotto di ingresso (301) con una prima estremità (302) collegabile ad una fonte contenente una massa dolciaria di partenza, ed una seconda estremità (303), - una prima pompa d’ingresso (304) collegata nel primo condotto d’ingresso (301), - una prima camera di mescolamento e refrigerazione (305) con un’apertura di ingresso (306) per la massa dolciaria, collegata con la seconda estremità (303) del primo condotto d’ingresso (301), e un’apertura d’uscita (307) per l’uscita del gelato, - un primo condotto d’uscita (308) con una prima estremità (309) collegata all’apertura d’uscita (307) della prima camera di mescolamento e refrigerazione (305), ed una seconda estremità (310), - una prima pompa d’uscita (311) collegata nel primo condotto d’uscita (308), - un primo circuito di raffreddamento (316) in collegamento di scambio termico con la prima camera di mescolamento e refrigerazione (305), in cui la seconda linea di produzione (4) comprende: - un secondo condotto di ingresso (401) con una prima estremità (402) collegabile ad una fonte contenente una massa dolciaria di partenza, ed una seconda estremità (403), - una seconda pompa d’ingresso (404) collegata nel secondo condotto d’ingresso (401), - una seconda camera di mescolamento e refrigerazione (405) con un’apertura di ingresso (406) per la massa dolciaria, collegata con la seconda estremità (402) del secondo condotto d’ingresso (401), e un’apertura d’uscita (407), - un secondo condotto d’uscita (408) con una prima estremità (409) collegata all’apertura d’uscita (407) della seconda camera di mescolamento e refrigerazione (405), ed una seconda estremità (410), - una seconda pompa d’uscita (411) collegata nel secondo condotto d’uscita (408), - un secondo circuito di raffreddamento (416) in collegamento di scambio termico con la seconda camera di mescolamento e refrigerazione (405), in cui la macchina (1) comprende inoltre un condotto ausiliario (5) configurato per poter selettivamente collegare il primo condotto d’uscita (308) in comunicazione con il secondo condotto d’ingresso (401) o con l’apertura d’ingresso (406) della seconda camera di mescolamento e refrigerazione (405) e scollegarli tra loro, in modo tale che: - a condotto ausiliario (5) in configurazione scollegata, la prima e la seconda linea di produzione (3, 4) processano flussi di massa dolciaria indipendentemente l’una dall’altra, e - a condotto ausiliario (5) in configurazione collegata, la prima e la seconda linea di produzione (3, 4) sono poste in serie e processano insieme un solo flusso di massa dolciaria.
- 2. Macchina (1) secondo la rivendicazione 1, comprendente: - un primo condotto d’aria (312) avente una prima estremità (313) collegabile ad una fonte d’aria, ed una seconda estremità (314) collegata al primo condotto d’ingresso (301) in un primo punto di addizione aria (315) tra la prima pompa d’ingresso (304) e la prima camera di mescolamento e refrigerazione (305), - un secondo condotto d’aria (412) avente una prima estremità (413) collegabile ad una fonte d’aria, ed una seconda estremità (414) collegata al secondo condotto d’ingresso (401) in un secondo punto di addizione aria (415) tra la seconda pompa d’ingresso (404) e la seconda camera di mescolamento e refrigerazione (405).
- 3. Macchina (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il condotto ausiliario (5) è collegabile in modo amovibile, in particolare tramite ganasce di accoppiamento, sia con il primo condotto d’uscita (308) sia con il secondo condotto d’ingresso (401) o con l’apertura d’ingresso (406) della seconda camera di mescolamento e refrigerazione (405).
- 4. Macchina (1) secondo la rivendicazione 3, in cui il condotto ausiliario (5) è removibilmente meccanicamente attaccabile, e in questo modo fluidicamente allacciabile, ad un’apertura di mandata della prima pompa d’uscita (311) e all’apertura d’ingresso (406) della seconda camera di mescolamento e refrigerazione (405), in cui: - una porzione d’estremità del primo condotto d’uscita (308) è meccanicamente staccabile, e in questo modo fluidicamente separabile, dall’apertura di mandata della prima pompa d’uscita (311), - il secondo condotto d’ingresso (401) è meccanicamente staccabile, e in questo modo fluidicamente separabile, dall’apertura d’ingresso (406) della seconda camera di mescolamento e refrigerazione (405).
- 5. Macchina (1) secondo la rivendicazione 4, in cui il condotto ausiliario è un tubo rigido di forma adatta per inserirsi in uno spazio libero dell’alloggiamento (2), senza richiedere spostamenti di altri componenti della macchina (1) non direttamente coinvolti nelle operazioni di collegamento/scollegamento delle linee di produzione 3, 4, tra loro.
- 6. Macchina (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, comprendente valvole di selezione (501, 502) per l’inserimento in comunicazione di fluido ed il disinserimento del condotto ausiliario (5) tra il primo condotto d’uscita (308) ed il secondo condotto d’ingresso (401) o l’apertura d’ingresso (406) della seconda camera di mescolamento e refrigerazione (405).
- 7. Macchina (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il condotto ausiliario (5) è collegato al primo condotto d’uscita (308) in un punto a valle della prima pompa d’uscita (311).
- 8. Macchina (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un primo sensore di flusso (317) disposto al primo condotto d’ingresso (301) e un secondo sensore di flusso (417) disposto al secondo condotto d’ingresso (401).
- 9. Macchina (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un sistema di controllo (6) che comanda selettivamente e indipendentemente le pompe di ingresso prima (304) e seconda (404), le pompe di uscita prima (311) e seconda (411), sistemi di agitazione o mescolamento primo (318) e secondo (418) delle camere di mescolamento prima (305) e seconda (405) e i circuiti di raffreddamento a compressione/espansione primo (316) e secondo (316).
- 10. Macchina (1) secondo la rivendicazione 9, in cui il sistema di controllo (6) regola un flusso d’aria nei condotti d’aria primo (312) e secondo (412).
- 11. Macchina (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un coperchio d’uscita ausiliario 18 amovibilmente accoppiabile alla seconda camera di mescolamento e refrigerazione (405), in sostituzione di un secondo coperchio d’uscita (17) amovibile e formante l’apertura d’uscita (407) della seconda camera di mescolamento e refrigerazione (405), in cui detto coperchio d’uscita ausiliario (18) forma un’apertura d’uscita ausiliaria (19) di sezione maggiore di detta apertura d’uscita (407) del secondo coperchio d’uscita (17).
- 12. Macchina (1) secondo la rivendicazione 11, in cui detto coperchio d’uscita ausiliario (18) forma una bocca d’uscita convergente, in particolare troncoconica, e concentrica con un asse longitudinale (12) della seconda camera di mescolamento e refrigerazione (405), per facilitare l’uscita del gelato più rigido nel caso di refrigerazione ad una temperatura molto bassa.
- 13. Macchina (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui i circuiti di raffreddamento primo (316) e secondo (416) sono circuiti di raffreddamento a compressione e espansione, con CO2come gas refrigerante, e con uno scambiatore di calore esterno (320, 420) raffreddato mediante acqua fredda alimentata alla macchina (1) mediante un collegamento (15) a bordo della macchina (1).
- 14. Macchina (1) per la produzione di gelato, comprendente: - una struttura di supporto ed alloggiamento (2) che accoglie una prima linea di produzione (3) ed una seconda linea di produzione (4), in cui: - la prima linea di produzione (3) comprende una prima pompa d’ingresso (304), una prima camera di mescolamento e refrigerazione (305), una prima pompa d’uscita (311) collegati in serie, nonché un primo circuito di raffreddamento (316) in collegamento di scambio termico con la prima camera di mescolamento e refrigerazione (305), - la seconda linea di produzione (4) comprende una seconda pompa d’ingresso (404), una seconda camera di mescolamento e refrigerazione (405), una seconda pompa d’uscita (411) collegati in serie, nonché un secondo circuito di raffreddamento (416) in collegamento di scambio termico con la seconda camera di mescolamento e refrigerazione (405), in cui la macchina (1) comprende inoltre un condotto ausiliario (5) configurato per selettivamente collegare e scollegare la prima pompa d’uscita (311) con un ingresso della seconda camera di mescolamento e refrigerazione (405), in modo tale che: - a condotto ausiliario (5) in configurazione scollegata, la prima e la seconda linea di produzione (3, 4) processano flussi di massa dolciaria indipendentemente l’una dall’altra, e - a condotto ausiliario (5) in configurazione collegata, la prima e la seconda linea di produzione (3, 4) sono poste in serie e processano insieme un solo flusso di massa dolciaria.
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