IT201800010291A1

IT201800010291A1 - Testa di miscelazione

Info

Publication number: IT201800010291A1
Application number: IT102018000010291A
Authority: IT
Inventors: Nicola Varutti; Elvis Turcato
Original assignee: Tt Italy S P A
Priority date: 2018-11-13
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2020-05-13
Also published as: WO2020100005A1

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“Testa di miscelazione”

CAMPO TECNICO

La presente invenzione si inserisce nel settore dell’industria alimentare. In particolare, l’invenzione è rivolta ad una testa di miscelazione e trova applicazione per esempio nel settore della pasticceria per ottenere creme emulsionate ed aerate. Ancora più in particolare la testa di miscelazione secondo la presente invenzione trova applicazione in apparati di miscelazione operanti in continuo.

In aggiunta, l’invenzione è rivolta ad un metodo di miscelazione attuabile in apparati di miscelazione operanti in continuo.

STATO DELLA TECNICA

Le teste di miscelazione note sono progettate per emulsionare creme e per aerarle, al fine di ottenere il peso specifico finale desiderato. Una crema viene alimentata alla testa di miscelazione, eventualmente aggiungendo ulteriori ingredienti, per essere emulsionata e aerata anche mediante introduzione di aria o altro gas, per esempio azoto. La miscelazione avviene a seguito dell’azione congiunta di un sistema rotore/statore opportunamente configurato. In particolare, mentre il rotore ruota nello statore, le rispettive serie di pale alternate generano un meato variabile entro cui transita la crema che subisce quindi un rimescolamento continuo ed una intima miscelazione dei componenti e della parte gassosa.

Come è noto, la rotazione del rotore nello statore genera calore come risultato della frizione. La Richiedente ha constatato che la generazione incontrollata di calore influenza negativamente il risultato finale, che risulta variabile in funzione delle condizioni di temperatura che si generano nella testa di miscelazione.

Sono stati messi a punto sistemi di raffreddamento in cui la testa di miscelazione viene raffreddata esternamente per esempio mediante acqua circolante in un’intercapedine esterna. Anche in questo caso la Richiedente ha constatato una variabilità non prevedibile delle caratteristiche del prodotto finale dovuta alla distribuzione non uniforme della temperatura all’interno della testa di miscelazione. In particolare, essendo il raffreddamento esterno, risulta difficile controllare la temperatura del prodotto circolante in prossimità del rotore.

Inoltre il sistema rotore/statore, in particolare le relative pale e i rispettivi meati, risultano sovradimensionate per garantire il raggiungimento di determinate temperature all’interno della camera di miscelazione, limitando l’effetto di intima miscelazione ottenibile. Infine la temperatura dell’acqua circolante nell’intercapedine deve essere mantenuta forzatamente bassa per consentire di raggiungere la necessaria temperatura in tutta la camera di miscelazione e compensare le dispersioni termiche verso l’esterno.

SOMMARIO

In questo contesto, il compito tecnico alla base del presente trovato è proporre una testa di miscelazione, in particolare per apparati di miscelazione operanti in continuo, ed un metodo di miscelazione che superino almeno alcuni degli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, uno scopo del presente trovato è quello di fornire una testa ed un metodo di miscelazione in grado di migliorare e rendere costanti le caratteristiche qualitative del prodotto finale.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di limitare le dimensioni delle pale del sistema rotore/statore e dei rispettivi meati per garantire un’intima miscelazione della crema, pur garantendo l’ottimale gestione della temperatura all’interno della camera di miscelazione.

Ancora un ulteriore scopo del presente trovato è quello di limitare le dispersioni termiche.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da una testa e da un metodo di miscelazione, comprendenti le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni. Le rivendicazioni dipendenti corrispondono a ulteriori aspetti vantaggiosi dell’invenzione.

Occorre apprezzare che questo sommario introduce una selezione di concetti in forma semplificata, i quali saranno ulteriormente sviluppati nella descrizione dettagliata di seguito riportata.

In particolare, in accordo con un primo aspetto, la presente invenzione è rivolta ad una testa di miscelazione adatta ad essere utilizzata per apparati di miscelazione operanti in continuo. La testa di miscelazione comprende un sistema rotore/statore in cui il rotore è internamente cavo e forma una camera di stabilizzazione termica in comunicazione di fluido con un condotto di mandata e con un condotto di ritorno per essere attraversata da un fluido, preferibilmente acqua.

In accordo con un secondo aspetto, la presente invenzione è rivolta ad un metodo di miscelazione attuabile in apparati di miscelazione operanti in continuo. Il metodo di miscelazione prevede di predisporre una camera di miscelazione comprendente un sistema rotore/statore e di introdurre nella camera di miscelazione una crema da miscelare, azionando in rotazione il rotore. La camera di miscelazione viene stabilizzata termicamente immettendo un fluido, preferibilmente acqua, nel rotore internamente cavo e controllandone la temperatura.

La Richiedente ritiene che l’immissione di un fluido all’interno del rotore consenta di migliorare e rendere riproducibili le caratteristiche qualitative del prodotto finale, riducendo inoltre le dimensioni di quelle parti che fungono da scambiatore termico così da consentire un’ottimale emulsione e aerazione ed evitando al contempo le dispersioni termiche.

In uno o più degli aspetti indicati, la presente invenzione può comprendere una o più delle seguenti caratteristiche.

La testa di miscelazione comprende un involucro esterno che circonda una camera di miscelazione. La camera di miscelazione si sviluppa lungo un asse e presenta almeno una porzione di lavorazione, preferibilmente una porzione di ingresso, la porzione di lavorazione ed una porzione di uscita distribuite lungo l’asse.

Il rotore è disposto all’interno della porzione di lavorazione. Il rotore presenta una pluralità di porzioni anulari rotoriche di miscelazione distribuite assialmente in corrispondenza di una superficie radialmente esterna del rotore. Ciascuna porzione anulare rotorica di miscelazione comprende una pluralità di pale rotoriche distribuite circonferenzialmente attorno all’asse ed estendentisi in direzione centrifuga dalla superficie radialmente esterna del rotore.

Lo statore, solidale all’involucro esterno, presenta conformazione anulare attorno all’asse e avvolge il rotore in posizione radialmente esterna almeno in corrispondenza della porzione di lavorazione della camera di miscelazione. Lo statore presenta una pluralità di porzioni anulari statoriche di miscelazione disposte alternate alle porzioni anulari rotoriche di miscelazione ed ingrananti con esse. Ciascuna porzione anulare statorica di miscelazione comprende una pluralità di pale statoriche distribuite circonferenzialmente attorno all’asse ed estendentisi in direzione centripeta da una superficie radialmente interna dello statore.

Preferibilmente è prevista un’unità di controllo comprendente sistemi di raffreddamento/riscaldamento per mantenere una temperatura controllata, preferibilmente costante, del fluido immesso nella camera di stabilizzazione termica.

Preferibilmente l’albero rotante comprende almeno uno fra il condotto di mandata ed il condotto di ritorno. Il condotto di mandata si estende da un ingresso del fluido ad una prima sezione di collegamento disposta in corrispondenza della camera di stabilizzazione termica. Il condotto di ritorno si estende da una seconda sezione di collegamento disposta in corrispondenza della camera di stabilizzazione termica ad un’uscita del fluido.

La Richiedente ritiene che prevedere almeno uno fra il condotto di mandata ed il condotto di ritorno all’interno dell’albero rotante consenta di semplificare la realizzazione ed il funzionamento della testa di miscelazione.

Preferibilmente l’albero rotante si estende all’interno del rotore in modo da realizzare la camera di stabilizzazione termica avente forma anulare attorno all’albero rotante così da irrobustire la struttura del rotore e semplificare l’immissione e l’emissione del fluido in e dalla camera di stabilizzazione termica.

Preferibilmente la testa di miscelazione comprende almeno una fra una camera anulare di mandata ed una camera anulare di ritorno. La camera anulare di mandata è disposta attorno all’albero rotante in corrispondenza dell’ingresso del fluido ed è collegabile ad un impianto di alimentazione del fluido. La camera anulare di ritorno è disposta attorno all’albero rotante in corrispondenza dell’uscita del fluido ed è collegabile ad un impianto di recupero del fluido.

La Richiedente ritiene che prevedere una camera anulare di mandata e/o una camera anulare di ritorno limiti i rischi di perdite e trafelamenti.

Preferibilmente l’albero rotante è realizzato mediante almeno due componenti coassiali, inseriti uno dentro l’altro, in cui uno o entrambi i componenti sono sagomati in modo da realizzare il condotto di mandata e/o il condotto di ritorno. Ancora più preferibilmente l’albero rotante comprende un elemento tubolare che si estende lungo l’asse della camera di miscelazione e un corpo allungato disposto all’interno dell’elemento tubolare. L’elemento tubolare e/o il corpo allungato sono sagomati in modo da realizzare il condotto di mandata e/o il condotto di ritorno.

La Richiedente ritiene che prevedere una struttura bicomponente dell’albero rotante consenta di semplificare la realizzazione ed il montaggio della testa di miscelazione.

Preferibilmente l’albero rotante comprende elementi di testa disposti in posizioni assialmente opposte e configurati per bloccare il corpo allungato all’interno dell’elemento tubolare.

Tale previsione consente di semplificare il montaggio, garantire il corretto posizionamento dei componenti dell’albero rotante ed il loro mantenimento in posizione anche durante la rotazione del rotore.

Preferibilmente il corpo allungato presenta una scanalatura di mandata configurata per realizzare almeno una porzione del condotto di mandata. Ancora più preferibilmente la scanalatura di mandata è parallela all’asse della camera di miscelazione.

Preferibilmente il corpo allungato presenta una scanalatura di ritorno configurata per realizzare almeno una porzione del condotto di ritorno. Ancora più preferibilmente la scanalatura di ritorno è parallela all’asse. Preferibilmente la scanalatura di mandata e la scanalatura di ritorno sono disposte in posizioni angolari differenti attorno all’asse della camera di miscelazione, ancora più preferibilmente in posizioni diametralmente opposte.

La realizzazione mediante scanalature, preferibilmente diametralmente opposte, consente una lavorazione veloce e precisa operata su superfici esterne facilmente raggiungibili e posizionabili rispetto all’utensile ed inoltre assicura la corretta distinzione strutturale e funzionale fra i due condotti.

Preferibilmente l’elemento tubolare presenta un primo foro passante di mandata ed un secondo foro passante di mandata. Il primo foro passante di mandata sfocia nella scanalatura di mandata in posizione tale da realizzare l’ingresso del fluido. Il secondo foro passante di mandata sfocia nella scanalatura di mandata in posizione tale da realizzare la prima sezione di collegamento.

Preferibilmente l’elemento tubolare presenta un primo foro passante di ritorno ed un secondo foro passante di ritorno. Il primo foro passante di ritorno sfocia nella scanalatura di ritorno in posizione tale da realizzare l’uscita del fluido. Il secondo foro passante di ritorno sfocia nella scanalatura di ritorno in posizione tale da realizzare la seconda sezione di collegamento.

Preferibilmente il primo foro passante di mandata ed il primo foro passante di ritorno sono sfalsati lungo l’asse della camera di miscelazione.

Preferibilmente il secondo foro passante di mandata ed il secondo foro passante di ritorno sono sfalsati lungo l’asse della camera di miscelazione. Preferibilmente l’involucro esterno presenta un’intercapedine disposta almeno parzialmente attorno alla porzione di lavorazione della camera di miscelazione. La Richiedente ritiene che operando un controllo di temperatura sia esterno che interno si possa rendere più uniforme la temperatura all’interno della camera di miscelazione, e quindi migliorare ulteriormente le proprietà del prodotto finale, e si possa ridurre gli ingombri in particolare delle pale rotoriche e statoriche che fungono da scambiatori di calore migliorando al contempo la qualità dell’emulsione e dell’aerazione della crema.

Preferibilmente due porzioni anulari statoriche di miscelazione assialmente successive sono disposte ad una distanza assiale reciproca compresa fra 9 mm e 11 mm, ancora più preferibilmente pari a 10 mm.

Preferibilmente ogni porzione anulare statorica di miscelazione presenta un’estensione assiale compresa fra 5 mm e 7 mm, ancora più preferibilmente pari a 6 mm.

Preferibilmente due pale statoriche successive attorno all’asse sono disposte ad una distanza angolare reciproca compresa fra 8° e 10°, ancora più preferibilmente pari a 9°.

Preferibilmente una pala statorica presenta estensione radiale compresa fra 24 mm e 26 mm, ancora più preferibilmente pari a 25 mm.

Preferibilmente due porzioni anulari rotoriche di miscelazione assialmente successive sono disposte ad una distanza assiale reciproca compresa fra 9 mm e 11 mm, ancora più preferibilmente pari a 10 mm.

Preferibilmente ogni porzione anulare rotorica di miscelazione presenta un’estensione assiale compresa fra 5 mm e 7 mm, ancora più preferibilmente pari a 6 mm.

Preferibilmente due pale rotoriche successive attorno all’asse sono disposte ad una distanza angolare reciproca compresa fra 8° e 10°, ancora più preferibilmente pari a 9°.

Preferibilmente una pala rotorica presenta estensione radiale compresa fra 27 mm e 27,50 mm, ancora più preferibilmente pari a 27,25 mm.

Preferibilmente quando una pala rotorica è allineata assialmente con una pala statorica si genera un meato fra rotore e statore avente spessore sia assiale che radiale compreso fra 1,5 mm e 2,5 mm, ancora più preferibilmente pari a 2 mm.

Le pale statoriche e rotoriche presentano dimensioni ridotte e sono avvicinate fra loro rendendone possibile un’ampia utilizzazione e un’ottimale dispersione degli ingredienti liquidi ed aeriformi.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di una testa di miscelazione.

Tale descrizione verrà esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, nei quali: - la figura 1 illustra schematicamente una vista laterale parzialmente sezionata di una testa di miscelazione;

- la figura 2 illustra schematicamente una vista in sezione della testa di miscelazione secondo la traccia II-II di figura 1;

- la figura 3 illustra una vista in sezione longitudinale di una possibile forma di realizzazione di una testa di miscelazione;

- la figura 4 illustra una vista prospettica di un elemento facente parte della testa di miscelazione di figura 3;

- la figura 5 illustra un dettaglio ingrandito di un elemento facente parte della testa di miscelazione di figura 3;

- la figura 6 illustra un dettaglio ingrandito di un elemento facente parte della testa di miscelazione di figura 3;

- la figura 7 illustra un dettaglio ingrandito della testa di miscelazione di figura 3;

- la figura 8 illustra un dettaglio ingrandito di una vista in sezione trasversale secondo la traccia VIII-VIII di figura 3.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

La presente invenzione è diretta ad una testa di miscelazione.

Con riferimento alle figure, con 1 è stata complessivamente indicata una testa di miscelazione, preferibilmente adatta ad apparati di miscelazione operanti in continuo.

Gli altri riferimenti numerici si riferiscono a caratteristiche tecniche dell’invenzione che, fatte salve diverse indicazioni o palesi incompatibilità strutturali, il tecnico esperto del ramo saprà applicare a tutte le varianti realizzative descritte.

Eventuali modifiche o varianti che, alla luce della descrizione, risultassero evidenti alla persona esperta del settore devono considerarsi rientranti nell’ambito di tutela stabilito dalla presente invenzione, secondo considerazioni di equivalenza tecnica.

La testa di miscelazione 1 comprende un involucro esterno 2 circondante almeno una camera di miscelazione 3.

La camera di miscelazione 3 si sviluppa lungo un asse “X”. Come per esempio illustrato in figura 3, la camera di miscelazione 3 presenta una porzione di ingresso 3a, una porzione di lavorazione 3b ed una porzione di uscita 3c disposte in sequenza lungo l’asse “X”.

La porzione di ingresso 3a presenta preferibilmente forma rastremata, che si restringe in allontanamento dalla porzione di lavorazione 3b, ed è posta in comunicazione con l’esterno mediante un primo condotto di alimentazione 4a per esempio adatto ad essere posto in comunicazione con un sistema di alimentazione di creme e/o miscele liquide da miscelare ed un secondo condotto di alimentazione 4b adatto ad essere posto in comunicazione con un sistema di alimentazione di gas, per esempio aria o azoto. Preferibilmente il primo condotto di alimentazione 4a e il secondo condotto di alimentazione 4b si uniscono in un unico condotto di alimentazione 4 almeno in corrispondenza della porzione di ingresso 3a. Preferibilmente il condotto di alimentazione 4 è disposto radialmente rispetto all’asse “X”.

La porzione di lavorazione 3b presenta una conformazione sostanzialmente cilindrica attorno all’asse “X”.

La porzione di uscita 3c presenta preferibilmente forma rastremata, che si restringe in allontanamento dalla porzione di lavorazione 3b, ed è posta in comunicazione con l’esterno mediante un condotto di uscita 5 attraverso cui la crema emulsionata ed aerata viene inviata alle lavorazioni successive. Preferibilmente il condotto di uscita 5 è disposto coassiale all’asse “X”.

L’involucro esterno 2 presenta un’intercapedine 6 disposta almeno parzialmente attorno alla camera di miscelazione 3. Preferibilmente l’intercapedine 6 presenta forma anulare attorno all’asse “X”. Ancora più preferibilmente l’intercapedine 6 avvolge almeno la porzione di lavorazione 3b della camera di miscelazione 3. Come per esempio illustrato in figura 2 e 3, l’intercapedine 6 avvolge la porzione di lavorazione 3b e si estende ulteriormente in corrispondenza della porzione di uscita 3c. Preferibilmente l’intercapedine 6 può estendersi anche alla porzione di ingresso 3a o almeno a tratti di essa.

L’intercapedine 6 è adatta a ricevere un fluido, per esempio acqua, adatto a svolgere la funzione di stabilizzazione termica. Il fluido viene immesso ed estratto con continuità nell’intercapedine mediante un sistema di circolazione, per esempio mediante una pompa idraulica. Per controllare i parametri della miscelazione, il fluido viene immesso nell’intercapedine 6 a temperatura controllata. Preferibilmente la temperatura del fluido che viene immesso nell’intercapedine 6 è costante, minore o maggiore della temperatura raggiunta all’interno della camera di miscelazione 3. Nella maggior parte dei casi in cui il raffreddamento migliora la miscelazione, il fluido può essere mantenuto a temperatura controllata minore della temperatura raggiunta all’interno della camera di miscelazione 3. In questo modo è possibile anche contrastare la produzione di calore dovuta alla miscelazione stessa. Nei casi in cui la miscelazione è favorita dal calore, il fluido può essere mantenuto a temperatura controllata maggiore della temperatura raggiunta all’interno della camera di miscelazione 3.

Con 7 è stato indicato uno statore solidale all’involucro esterno 2 e delimitante lateralmente la porzione di lavorazione 3b della camera di miscelazione 3.

Lo statore 7 presenta conformazione anulare attorno all’asse “X” e preferibilmente definisce una parete laterale interna di delimitazione dell’intercapedine 6. In altre parole l’intercapedine 6 è disposta attorno allo statore 7 e in posizione radialmente esterna ad esso.

In accordo con una possibile forma di realizzazione, lo statore 7 presenta una pluralità di porzioni anulari statoriche di miscelazione 8 distribuite lungo l’asse “X” in corrispondenza di una superficie radialmente interna dello statore 7. Ciascuna porzione anulare statorica di miscelazione 8 comprende una pluralità di pale statoriche 9 (figura 6) distribuite circonferenzialmente attorno all’asse “X” e che si estendono in direzione centripeta dalla superficie radialmente interna dello statore 7. Preferibilmente ogni pala statorica 9 presenta una conformazione radiale. Preferibilmente due porzioni anulari statoriche di miscelazione 8 successive lungo l’asse “X” sono disposte ad una distanza assiale reciproca D1 compresa fra 9 mm e 11 mm, preferibilmente pari a 10 mm (figura 6).

Preferibilmente ogni porzione anulare statorica di miscelazione 8, ossia ogni pala statorica 9, presenta un’estensione assiale L1 compresa fra 5 mm e 7 mm, preferibilmente pari a 6 mm (figura 6).

Preferibilmente due pale statoriche 9 successive attorno all’asse “X” sono disposte ad una distanza angolare reciproca β1 compresa fra 8° e 10°, preferibilmente pari a 9° (figura 8).

Preferibilmente una pala statorica 9 presenta estensione radiale R1 compresa fra 24 mm e 26 mm, preferibilmente pari a 25 mm (figura 6). Con 10 è stato indicato un rotore disposto all’interno della porzione di lavorazione 3b della camera di miscelazione 3 e rotante attorno ad un asse di rotazione coincidente con l’asse “X” della camera di miscelazione 3.

Il rotore 10 presenta conformazione cilindrica attorno all’asse “X” ed è avvolto dallo statore 7 disposto in posizione radialmente esterna rispetto ad esso in corrispondenza della porzione di lavorazione 3b della camera di miscelazione 3.

In accordo con una possibile forma di realizzazione, il rotore 10 presenta una pluralità di porzioni anulari rotoriche di miscelazione 11 distribuite lungo l’asse “X” in corrispondenza di una superficie radialmente esterna del rotore 10.

Ciascuna porzione anulare statorica di miscelazione 11 comprende una pluralità di pale rotoriche 12 (figura 8) distribuite circonferenzialmente attorno all’asse “X” e che si estendono in direzione centrifuga dalla superficie radialmente esterna del rotore 10. Preferibilmente ogni pala rotorica 12 presenta una conformazione radiale.

Preferibilmente due porzioni anulari rotoriche di miscelazione 11 successive lungo l’asse “X” sono disposte ad una distanza assiale reciproca D2 compresa fra 9 mm e 11 mm, preferibilmente pari a 10 mm (figura 5).

Preferibilmente ogni porzione anulare rotorica di miscelazione 11, ossia ogni pala rotorica 12, presenta un’estensione assiale L2 compresa fra 5 mm e 7 mm, preferibilmente pari a 6 mm (figura 5).

Preferibilmente due pale rotoriche 12 successive attorno all’asse “X” sono disposte ad una distanza angolare reciproca β2 compresa fra 8° e 10°, preferibilmente pari a 9° (figura 8).

Preferibilmente una pala rotorica 12 presenta estensione radiale R2 compresa fra 27 mm e 27,50 mm, preferibilmente pari a 27,25 mm (figura 5).

Le porzioni anulari rotoriche di miscelazione 11 sono disposte alternate alle porzioni anulari statoriche di miscelazione 8 lungo l’asse “X” ed ingrananti con esse. Quando una pala rotorica 12 è allineata assialmente con una pala statorica 9 si genera un meato “M” fra rotore 10 e statore 7 (figura 7) avente spessore sia assiale che radiale compreso fra 1,5 mm e 2,5 mm, preferibilmente pari a 2 mm.

Il rotore 10 è montato su un albero rotante 13, anch’esso disposto con asse di rotazione coincidente con l’asse “X” della camera di miscelazione 3.

L’albero rotante 13 può essere montato su cuscinetti 14 alloggiati in un supporto 15 preferibilmente realizzato come appendice dell’involucro esterno 2.

Vantaggiosamente il rotore 10 è internamente cavo e forma una camera di stabilizzazione termica 16 in comunicazione di fluido con un condotto di mandata 17 ed un condotto di ritorno 20 per essere attraversata da un fluido, preferibilmente acqua. Il fluido viene immesso ed estratto con continuità nella camera di stabilizzazione termica 16 mediante un sistema di circolazione, per esempio mediante una pompa idraulica.

Preferibilmente l’albero rotante 13 si estende lungo l’asse “X” almeno parzialmente all’interno del rotore 10, per esempio inserendosi in una prima apertura di testa 10a disposta in corrispondenza di una estremità assiale del rotore stesso. In questo modo si ottiene una camera di stabilizzazione termica 16 avente forma almeno parzialmente anulare attorno all’albero rotante 13.

Ancora più preferibilmente l’albero rotante 13 attraversa assialmente tutto il rotore 10, estendendosi fra estremità assialmente opposte del rotore stesso, per esempio a partire dalla prima apertura di testa 10a e preferibilmente fino ad inserirsi in una seconda apertura di testa 10b disposta in corrispondenza dell’estremità assiale opposta del rotore. In questo modo si ottiene una camera di stabilizzazione termica 16 avente forma anulare attorno all’albero rotante 13.

Per controllare i parametri della miscelazione, il fluido viene immesso nella camera di stabilizzazione termica 16 a temperatura controllata. Preferibilmente la temperatura del fluido che viene immesso nella camera di stabilizzazione termica 16 è costante, minore o maggiore della temperatura raggiunta all’interno della camera di miscelazione 3. Nella maggior parte dei casi in cui il raffreddamento migliora la miscelazione, il fluido può essere mantenuto a temperatura controllata minore della temperatura raggiunta all’interno della camera di miscelazione 3. In questo modo è possibile anche contrastare la produzione di calore dovuta alla miscelazione stessa. Nei casi in cui la miscelazione è favorita dal calore, il fluido può essere mantenuto a temperatura controllata maggiore della temperatura raggiunta all’interno della camera di miscelazione 3.

Il fluido immesso nell’intercapedine 6 e/o quello immesso nella camera di stabilizzazione termica 16 sono gestiti da una unità di controllo “C” comprendente opportuni sistemi di raffreddamento/riscaldamento per mantenere una temperatura controllata, preferibilmente costante.

Preferibilmente l’albero rotante 13 comprende almeno uno fra il condotto di mandata 17 ed il condotto di ritorno 20. Il condotto di mandata si estende da un ingresso del fluido 18 ad una prima sezione di collegamento 19 disposta in corrispondenza della camera di stabilizzazione termica 16 ed il condotto di ritorno 20 si estende da una seconda sezione di collegamento 21 disposta in corrispondenza della camera di stabilizzazione termica 16 ad un’uscita del fluido 22.

L’ingresso del fluido 18 e l’uscita del fluido 22 sono preferibilmente sfalsate lungo l’asse “X”.

La prima sezione di collegamento 19 e la seconda sezione di collegamento 21 sono preferibilmente sfalsate lungo l’asse “X”. Ancora più preferibilmente, la prima sezione di collegamento 19 e la seconda sezione di collegamento 21 sono disposte in corrispondenza di estremità assialmente opposte del rotore 10.

Come per esempio illustrato in figura 3, con 23 è stata indicata una camera anulare di mandata disposta attorno all’albero rotante 13 in corrispondenza dell’ingresso del fluido 18 e collegabile ad un impianto di alimentazione del fluido mediante un ingresso esterno 24.

Con 25 è stata indicata una camera anulare di ritorno disposta attorno all’albero rotante 13 in corrispondenza dell’uscita del fluido 22 e collegabile ad un impianto di recupero del fluido mediante un’uscita esterna 26.

Preferibilmente la camera anulare di mandata e la camera anulare di ritorno sono definite all’interno del supporto 15, per esempio mediante almeno una boccola 27. In questo caso opportuni passaggi ricavati nel supporto 15 ed eventualmente nella/e boccola/e 27 definiscono l’ingresso esterno 24 e l’uscita esterna 26.

In accordo con una possibile forma di realizzazione, per esempio illustrata in figura 3, la camera anulare di mandata e la camera anulare di ritorno sono ricavate in un’unica boccola 27 mediante guarnizioni 28. In alternativa posso essere previste due boccole distinte.

In accordo con una possibile forma di realizzazione, di cui i disegni allegati costituiscono un esempio non limitativo, l’albero rotante 13 comprende un elemento tubolare 13a che si estende lungo l’asse “X” e un corpo allungato 13b, preferibilmente cilindrico, disposto all’interno dell’elemento tubolare 13a (figura 3).

L’albero rotante 13 è preferibilmente realizzato in acciaio, preferibilmente AISI304, AISI316 o DUPLEX, e il corpo allungato 13b è preferibilmente realizzato in materiale plastico, come ad esempio polietilene ad alta densità.

Per bloccare il corpo allungato 13b all’interno dell’elemento tubolare 13a possono essere utilizzati elementi di testa 29a, 29b disposti in posizione assialmente opposte dell’albero rotante 13. Preferibilmente i due elementi di testa 29a, 29b ed il corpo allungato 13b sono conformati per realizzare un accoppiamento di forma configurato per impedire la rotazione del corpo allungato 13b all’interno dell’elemento tubolare 13a. Per esempio almeno una estremità di testa del corpo allungato 13b, preferibilmente entrambe le estremità, presenta un intaglio trasversale 30 adatto a ricevere un rispettivo dente trasversale 31 di uno degli elementi di testa 29a, 29b.

Almeno l’elemento di testa 29a associato al rotore 10 comprende un cappuccio 32 che si attesta contro la superficie di testa del rotore 10, esternamente ad esso.

Preferibilmente l’elemento tubolare 13a e/o il corpo allungato 13b sono sagomati in modo da realizzare il condotto di mandata 17 e/o il condotto di ritorno 20.

In accordo con un possibile esempio, il corpo allungato 13b può presentare una scanalatura di mandata 33, preferibilmente parallela all’asse “X”, e configurata per realizzare almeno una porzione del condotto di mandata 17. In questo caso l’elemento tubolare 13b può presentare un primo foro passante di mandata 34a, sfociante nella scanalatura di mandata 33 in posizione tale da realizzare l’ingresso del fluido 18. In aggiunta o in alternativa l’elemento tubolare 13b può presentare un secondo foro passante di mandata 34b, sfociante nella scanalatura di mandata 33 in posizione tale da realizzare la prima sezione di collegamento 19.

Preferibilmente la camera anulare di mandata 23, se presente, è disposta attorno all’elemento tubolare 13a in corrispondenza del primo foro passante di mandata 34a.

In accordo con un possibile esempio, il corpo allungato 13b può presentare una scanalatura di ritorno 35, preferibilmente parallela all’asse “X”, e configurata per realizzare almeno una porzione del condotto di ritorno 20. In questo caso l’elemento tubolare 13b può presentare un primo foro passante di ritorno 36a, sfociante nella scanalatura di ritorno 35 in posizione tale da realizzare l’uscita del fluido 22. In aggiunta o in alternativa l’elemento tubolare 13b può presentare un secondo foro passante di ritorno 36b, sfociante nella scanalatura di ritorno 35 in posizione tale da realizzare la seconda sezione di collegamento 21.

Preferibilmente la camera anulare di ritorno 25, se presente, è disposta attorno all’elemento tubolare 13a in corrispondenza del primo foro passante di ritorno 36a.

Nel caso in cui siano previsti entrambi, il primo foro passante di mandata 34a ed il primo foro passante di ritorno 36a sono preferibilmente sfalsati lungo l’asse “X” così da sfalsare l’ingresso del fluido 18 e l’uscita del fluido 22.

Nel caso in cui siano previsti entrambi, il secondo foro passante di mandata 34b ed il secondo foro passante di ritorno 36b sono preferibilmente sfalsati lungo l’asse “X” così da sfalsare la prima sezione di collegamento 19 e la seconda sezione di collegamento 21. Ancora più preferibilmente il secondo foro passante di mandata 34b ed il secondo foro passante di ritorno 36b sono disposti in corrispondenza di estremità assialmente opposte del rotore 10.

Nel caso in cui siano presenti entrambe, la scanalatura di mandata 33 e la scanalatura di ritorno 35 sono disposte in posizioni angolari differenti attorno all’asse “X”, preferibilmente in posizioni diametralmente opposte. La testa di miscelazione 1 consente di emulsionare efficientemente in un ambiente a temperatura controllata e ideale per il processo garantendo risultati costanti e ripetibili.

In uso la testa di miscelazione 1 consente di attuare un metodo di miscelazione in cui la crema da miscelare viene introdotta nella camera di miscelazione 3 ed il rotore 10 viene azionato in rotazione. Durante la miscelazione la camera di miscelazione 3 viene stabilizzata termicamente immettendo un fluido, preferibilmente acqua, nel rotore 10 internamente cavo. La temperatura del fluido è controllata ed è mantenuta preferibilmente costante.

Preferibilmente il fluido viene immesso ed estratto con continuità sia nel rotore 10 che nell’intercapedine 6, azionando il relativo sistema di circolazione che può essere in comune.

La miscelazione avviene in continuo, emulsionando ed aerando la crema a seguito dell’interazione rotore/statore ed eventualmente introducendo ulteriormente un gas, per esempio azoto, nella porzione di ingresso della camera di miscelazione. La crema miscelata procede quindi in uscita dalla camera di miscelazione.

Il controllo interno della temperatura preferibilmente congiuntamente al controllo esterno della temperatura consentono una distribuzione uniforme e ripetibile delle condizioni termiche all’interno della camera di miscelazione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Testa di miscelazione (1) per apparati di miscelazione operanti in continuo comprendente: un involucro esterno (2) circondante una camera di miscelazione (3) che si sviluppa lungo un asse (X) e comprendente almeno una porzione di lavorazione (3b); un rotore (10) disposto all’interno della porzione di lavorazione (3b) della camera di miscelazione (3), in cui il rotore (10) presenta una pluralità di porzioni anulari rotoriche di miscelazione (11) distribuite lungo detto asse (X) in corrispondenza di una superficie radialmente esterna del rotore (10), ciascuna porzione anulare rotorica di miscelazione (11) comprendendo una pluralità di pale rotoriche (12) distribuite circonferenzialmente attorno a detto asse (X) ed estendentisi in direzione centrifuga dalla superficie radialmente esterna del rotore (10); uno statore (7) solidale all’involucro esterno (2), presentante conformazione anulare attorno a detto asse (X) ed avvolgente il rotore (10) in posizione radialmente esterna ad esso almeno in corrispondenza della porzione di lavorazione (3b) della camera di miscelazione (3), in cui lo statore (7) presenta una pluralità di porzioni anulari statoriche di miscelazione (8) disposte alternate alle porzioni anulari rotoriche di miscelazione (11) ed ingrananti con esse, ciascuna porzione anulare statorica di miscelazione (8) comprendendo una pluralità di pale statoriche (9) distribuite circonferenzialmente attorno all’asse (X) ed estendentisi in direzione centripeta da una superficie radialmente interna dello statore (7); in cui il rotore (10) è internamente cavo e forma una camera di stabilizzazione termica (16) in comunicazione di fluido con un condotto di mandata (17) ed un condotto di ritorno (20) per essere attraversata da un fluido.
2. Testa di miscelazione secondo la rivendicazione 1, comprendente un albero rotante (13) disposto con asse di rotazione coincidente con detto asse (X), detto rotore (10) essendo montato su detto albero rotante (13), in cui detto albero rotante (13) comprende almeno uno fra il condotto di mandata (17) ed il condotto di ritorno (20), in cui detto condotto di mandata (17) si estende da un ingresso del fluido (18) ad una prima sezione di collegamento (19) disposta in corrispondenza della camera di stabilizzazione termica (16) ed in cui detto condotto di ritorno (20) si estende da una seconda sezione di collegamento (21) disposta in corrispondenza della camera di stabilizzazione termica (16) ad un’uscita del fluido (22).
3. Testa di miscelazione secondo la rivendicazione 2, in cui detto albero rotante (13) comprende un elemento tubolare (13a) che si estende lungo detto asse (X) e un corpo allungato (13b) disposto all’interno dell’elemento tubolare (13a) e in cui detto elemento tubolare (13a) e/o detto corpo allungato (13b) sono sagomati in modo da realizzare detto condotto di mandata (17) e/o detto condotto di ritorno (20).
4. Testa di miscelazione secondo la rivendicazione 3, in cui detto corpo allungato (13b) presenta una scanalatura di mandata (33), preferibilmente parallela all’asse (X), e configurata per realizzare almeno una porzione del condotto di mandata (17).
5. Testa di miscelazione secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui detto corpo allungato (13b) presenta una scanalatura di ritorno (35), preferibilmente parallela all’asse (X), e configurata per realizzare almeno una porzione del condotto di ritorno (20).
6. Testa di miscelazione secondo le rivendicazioni 4 e 5, in cui detta scanalatura di mandata (33) e detta scanalatura di ritorno (35) sono disposte in posizioni angolari differenti attorno all’asse (X), preferibilmente in posizioni diametralmente opposte.
7. Testa di miscelazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto albero rotante (13) si estende all’interno del rotore (10) in modo da realizzare detta camera di stabilizzazione termica (16) avente forma anulare attorno all’albero rotante (13).
8. Testa di miscelazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto involucro esterno (2) presenta un’intercapedine (6) disposta almeno parzialmente attorno alla porzione di lavorazione (3b) della camera di miscelazione (3) e adatta a ricevere un fluido atto a svolgere la funzione di stabilizzazione termica dall’esterno.
9. Testa di miscelazione secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente unità di controllo (C) comprendente sistemi di raffreddamento/riscaldamento per mantenere una temperatura controllata, preferibilmente costante, del fluido immesso nella camera di stabilizzazione termica (16).
10. Metodo di miscelazione attuabile in apparati di miscelazione operanti in continuo comprendente: - predisporre una camera di miscelazione (3) comprendente un sistema rotore/statore in cui il rotore (10) ruota attorno ad un asse (X) rispetto allo statore (7) e in cui una pluralità di porzioni anulari statoriche di miscelazione (8) dello statore (7) ingrana con una pluralità di porzioni anulari rotoriche di miscelazione (11) del rotore (10), ciascuna porzione anulare statorica di miscelazione (8) comprendendo una pluralità di pale statoriche (9) estendentisi in direzione centripeta da una superficie radialmente interna dello statore (7) e ciascuna porzione anulare rotorica di miscelazione (11) comprendendo una pluralità di pale rotoriche (12) estendentisi in direzione centrifuga da una superficie radialmente interna del rotore (10); - introdurre nella camera di miscelazione (3) una crema da miscelare e azionare in rotazione il rotore (10); - stabilizzare termicamente la camera di miscelazione immettendo un fluido nel rotore (10) internamente cavo e controllandone la temperatura.