IT201900009762A1 - Agitatore di una macchina per la produzione di prodotti liquidi o semiliquidi e macchina comprendente detto agitatore. - Google Patents

Agitatore di una macchina per la produzione di prodotti liquidi o semiliquidi e macchina comprendente detto agitatore. Download PDF

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Andrea Cocchi
Roberto Lazzarini
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Description

DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
AGITATORE DI UNA MACCHINA PER LA PRODUZIONE DI PRODOTTI LIQUIDI O SEMILIQUIDI E MACCHINA COMPRENDENTE DETTO AGITATORE.
Il trovato ha per oggetto un agitatore di una macchina per la produzione di prodotti liquidi o semiliquidi.
In particolare, nel corso della presente descrizione, a titolo esemplificativo e non limitativo, si farà riferimento a macchine per la produzione e l’erogazione di gelato.
Queste tipologie di macchine presentano, quale elemento costituente il cuore della macchina stessa, un cilindro denominato nel settore specifico come elemento o cilindro mantecatore.
Di fatto quest’ultimo è configurato proprio nella forma di un cilindro in metallo, all’esterno del quale (o distribuiti all’interno del suo spessore) si trovano dei mezzi di raffreddamento la cui funzione consiste nel diminuire la temperatura all’interno dello stesso cilindro al fine di raffreddare un prodotto base fino a realizzare il prodotto finito (gelato).
All’interno del cilindro, la macchina è dotata di un agitatore motorizzato il quale non solo miscela continuamente il prodotto base in modo da rendere quanto più omogeneo possibile il gelato finito, ma al contempo realizza l’avanzamento del gelato finito verso un ugello di erogazione.
Un problema presente in tali macchine, dal momento che la parete interna del mantecatore è quella soggetta al maggiore effetto del raffreddamento, è quello relativo alla formazione di uno strato di ghiaccio o di prodotto base congelato sulla parete interna del cilindro mantecatore.
Questo fenomeno deve essere evitato e per far ciò l’elemento agitatore deve essere conformato in modo da mantenere il prodotto-gelato ben distaccato dalla parete interna del cilindro mantecatore. Quanto sopra contribuisce al mantenimento del prodotto-gelato ad una temperatura e consistenza ideale affinché lo stesso, in fase di espulsione dal cilindro per l’utilizzo finale sia nelle condizioni ideali per il consumo, cremoso e senza micro cristalli.
Infatti, affinché il gelato risulti cremoso e con una struttura ottimale, il processo di mantecazione deve consentire di ottenere cristalli di piccole dimensioni.
L’elemento agitatore è di norma configurato come un corpo a più pale (o rebbi) distribuite a definire, in rotazione, una superficie cilindrica prossima alla corrispondente superficie cilindrica interna del cilindro mantecatore. La lunghezza delle pale approssima la lunghezza interna del cilindro mantecatore.
Ciascuna pala è altresì provvista di elementi denominati “raschiatori”, che congiuntamente alla rotazione dell’agitatore stesso, realizzano un’azione di raschiatura continua della parete interna del cilindro mantecatore, in modo da evitare la formazione dello strato di ghiaccio.
Questi raschiatori sono realizzati nella forma di appendici associate alle pale e mobili radialmente rispetto alla superficie interna del cilindro mantecatore.
La movimentazione dei raschiatori è vincolata per il tramite di elementi a molla che tendono a mantenere costantemente l’appendice raschiante in appoggio e contatto con la superficie interna del cilindro mantecatore. Ciascuna appendice raschiante è conformata, in corrispondenza della superficie di contatto, nella forma di una lama al fine di sortire il massimo effetto raschiante ed evitare, in tal modo, la formazione di ghiaccio, come sopra descritto.
Un inconveniente di tale soluzione consiste nel fatto che la sostituzione di una lama raschiante usurata con una nuova si rivela particolarmente laboriosa e dispendiosa in termini di tempo.
Un altro inconveniente è dato dal costo del componente, nel senso che, una volta che la lama perde il proprio effetto raschiante, è necessario provvedere alla sostituzione dell’intera appendice raschiante o, al limite, ove possibile, riaffilare la lama stessa.
Un ulteriore inconveniente è riscontrabile nel fatto che a volte si potrebbe avere la necessità di utilizzare lame di differenti consistenze e caratteristiche in funzione delle necessità operativa della macchina e del suo utilizzo nei mesi successivi: ancora una volta lo smontaggio della lama si rivela particolarmente complicato.
Scopo del presente trovato è quello di rendere disponibile un agitatore di una macchina per la produzione di prodotti liquidi o semiliquidi che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.
In particolare, è scopo del presente trovato mettere a disposizione un agitatore di una macchina per la produzione di prodotti liquidi o semiliquidi con il quale sia possibile intervenire sulla fase di raschiatura in modo da aumentarne sensibilmente l’efficacia, il rendimento e la durata stessa delle porzioni attive dell’elemento raschiatore.
Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di proporre un agitatore di una macchina per la produzione di prodotti liquidi o semiliquidi che permetta una semplice e facile sostituzione ed adattabilità della lama raschiante alle diverse esigenze di impiego della macchina stessa.
Detti scopi sono pienamente raggiunti dall’agitatore oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto contenuto nelle rivendicazioni sotto riportate.
Le caratteristiche innovative del trovato, unitamente ai corrispondenti vantaggi conseguiti, risulteranno maggiormente evidenziati dalla descrizione seguente di una preferita forma realizzativa, illustrata a puro titolo esemplificativo e perciò non limitativo, nelle unite tavole di disegno, in cui:
- la figura 1 illustra una forma di realizzazione dell’agitatore oggetto del presente trovato, disposto all’interno del cilindro mantecatore di una macchina per la produzione di prodotti liquidi o semiliquidi;
- la figura 2 è una vista prospettica dell’agitatore oggetto dell’invenzione; - la figura 3 è una vista prospettica di un particolare dell’agitatore secondo una prima forma di realizzazione;
- le figure 4 e 5 illustrano rispettive viste prospettiche di un particolare dell’agitatore secondo una ulteriore forma di realizzazione.
Con riferimento alla figura 1, con il numero 1 di riferimento è indicato nel suo complesso un agitatore di una macchina G per la produzione di prodotti liquidi o semiliquidi, in particolare di una macchina G per la produzione ed erogazione di gelato (ambedue, sia agitatore 1 che macchina G, oggetto della presente invenzione).
L’agitatore 1 comprende un corpo 2 rotante (illustrato in figura 2), il quale è alloggiato coassialmente all’interno di un cilindro 3 mantecatore della macchina G per ruotare attorno ad un proprio asse A centrale.
La funzione del cilindro 3 mantecatore, raffreddato in modo noto da una serpentina 4, è quella di ricevere il prodotto da raffreddare, di trasformarlo in prodotto fruibile e di mantenerlo come tale al suo interno proprio grazie alla continuità della rotazione del suddetto agitatore 1. Il verso di rotazione dell’agitatore 1 è stato indicato in figura 2 con il riferimento 1r.
L’agitatore 1 è provvisto di una pluralità di pale 5, disposte attorno al sopracitato asse A in posizione radialmente periferica e dotate ciascuna di almeno un elemento 6 di raschiatura della parete 7 cilindrica interna del cilindro 3 mantecatore.
In particolare, l’agitatore 1, secondo una forma di realizzazione, comprende una terna di pale 5 distribuite a 120° gradi attorno all’asse A.
Le pale 5 sono montate fra due stelle 8 di supporto fra loro contrapposte, da una delle quali si estende un albero 9 di rotazione, a sua volta accoppiato ad un motore M della macchina G.
Secondo quanto evidenziato nella figura 3, ciascun elemento 6 di raschiatura comprende una lama 10 ed un elemento 11 di supporto della lama 10 stessa.
L’elemento 11 di supporto è realizzato in metallo, preferibilmente in acciaio inox.
Preferibilmente, inoltre, la lama 10 è realizzata in corpo unico in materiale plastico. Ciò consente di realizzare la lama 10 in modo economico con un semplice processo di stampaggio.
L’elemento 11 di supporto è accoppiato alla rispettiva pala 5 preferibilmente in modo da potere essere rimosso da quest’ultima. A tale scopo, l’elemento 11 di supporto è dotato di una coppia di appendici 12 cilindriche previste per essere inserite in rispettive sedi cilindriche della pala 5, preferibilmente con interposizione di mezzi elastici, ad esempio di molle elicoidali (non illustrate) disposte attorno alla superficie esterna delle appendici 12.
L’azione delle molle consente di spingere elasticamente la lama 10 contro la superficie 7 cilindrica interna del cilindro 3 mantecatore per una operazione di raschiatura più efficace. Tale azione può essere rafforzata o sostituita da una azione elastica propria della lama 10 nel caso in cui questa sia realizzata con un materiale plastico adeguatamente elastico e flessibile. Ciascuna lama 10 presenta, da un lato, un profilo 13 raschiante, disposto a sostanziale contatto della parete 7 cilindrica interna del cilindro 3 mantecatore, e, dal lato opposto, un profilo 14 di accoppiamento al rispettivo elemento 11 di supporto, disposto lungo un bordo 15 periferico longitudinale dello stesso elemento 11 di supporto.
Nel contesto del trovato qui descritto, sopra e in quanto segue con il termine “longitudinale” si intende un orientamento nella direzione di sviluppo prevalente delle pale 5 fra le due stelle 8 di supporto.
Lungo il bordo 15 è ricavata una gola 16 longitudinale in sottosquadro all’interno della quale il profilo 14 di accoppiamento è inserito rimovibilmente con un accoppiamento di forma.
In particolare, la gola 16 presenta trasversalmente una sagoma a Z, a formare un gradino, tale da impedire al profilo 14 di accoppiamento, e quindi alla lama 10, di svincolarsi trasversalmente dalla gola 16 durante la rotazione in uso dell’agitatore 1.
Alternativamente, la gola 16 può presentare trasversalmente una sagoma a coda di rondine, sempre con la finalità di impedire al profilo 14 di accoppiamento, e quindi alla lama 10, di svincolarsi trasversalmente dalla gola 16 durante la rotazione in uso dell’agitatore 1.
Nello stesso tempo, la gola 16 presenta una apertura 17 di ingresso (laterale) attraverso la quale il profilo 14 di accoppiamento può essere fatto scorrere longitudinalmente lungo la gola 16 stessa per il suo inserimento nella gola 16 o per la sua estrazione dalla gola 16.
L’accoppiamento amovibile tra la lama 10 ed il suo elemento 11 di supporto permette quindi una facile e rapida sostituzione per scorrimento della lama 10.
Come illustrato in dettaglio in figura 5, la gola 16 è chiusa dalla parte longitudinalmente opposta alla apertura 17 di ingresso in modo da impedire che il profilo 14 di accoppiamento, e quindi la lama 10, possa svincolarsi longitudinalmente dalla gola 16 durante la rotazione in uso dell’agitatore 1. La chiusura della gola 16 solo da un lato è sufficiente allo scopo sopra indicato in quanto l’agitatore 1 ruota con un solo verso di rotazione (sopra indicato con 1r) e quindi, in accordo con tale verso di rotazione, la lama viene spinta in battuta, in uso, contro la chiusura della gola 16.
La gola 16 presenta due porzioni, fra loro comunicanti ed in sottosquadro, atte ad alloggiare la lama 10.
Corrispondentemente, la lama 10 presenta due porzioni: una prima porzione P1 atta a consentire il bloccaggio della lama stessa, mediante un sottosquadro, all’interno della gola 16 ed una seconda porzione P2 che porta il profilo raschiante 13.
Come evidente dalla figura 3, la porzione P1 si sviluppa per una lunghezza L1 maggiore della lunghezza L2 della porzione P2 (preferibilmente la porzione P1 si sviluppa per una lunghezza superiore al doppio della porzione P2).
Invece, con riferimento alla prima porzione P1, lo spessore H1 (ortogonale rispetto alla citata lunghezza L1) è inferiore al 50% di L1 (più preferibilmente inferiore ad 1/3).
In una forma realizzativa alternativa illustrata in figura 4, la porzione P1 assume una conformazione più compatta e meno allungata rispetto alla conformazione assunta nella forma di realizzazione della figura 3.
In particolare, come si può evincere dalla figura 4, in tale forma realizzativa la porzione P1 si sviluppa per una lunghezza L3 sostanzialmente uguale alla lunghezza L4 della porzione P2 (preferibilmente la porzione P1 si sviluppa per una lunghezza L3 compresa fra 80% e il 120% della lunghezza L4 della porzione P2).
Sempre in riferimento alla porzione P1, lo spessore H2 (ortogonale rispetto alla lunghezza L3 della porzione P1) è superiore alla lunghezza L3 (più preferibilmente superiore al 150% della lunghezza L3).
Preferibilmente, la lama 10 è realizzata in materiale plastico.
Ancora più preferibilmente, la lama 10 è realizzata in poliossimetilene, altresì noto come resina acetalica, oppure in polivinilidenfluoruro, altresì noto come PVDF.
Vantaggiosamente, in questo modo, la lama 10 è soggetta ad usura mentre viene a preservarsi la parete interna (metallica) del contenitore (cilindro 3 mantecatore) su cui la lama 10 è in riscontro.
Si osservi che un vantaggio della presente invenzione consiste nel fatto che la lama 10, quando usurata, può essere facilmente rimossa dal proprio elemento 11 di supporto e sostituita con una nuova lama 10.
Resta poi definita, secondo la presente invenzione ed indicata con G in figura 1, una macchina per la produzione di prodotti liquidi o semiliquidi, in particolare una macchina G per la produzione ed erogazione di gelato. Detta macchina G comprende un contenitore C di un prodotto liquido e/o semiliquido di base.
Secondo un prima forma di realizzazione, detto contenitore C è costituito da almeno una vasca ricavata all’interno della macchina G.
Secondo una forma di realizzazione preferita, detto contenitore C è definito dal cilindro 3 mantecatore.
Secondo un ulteriore forma di realizzazione, illustrata nella figura 1, la macchina 1 comprende un ulteriore contenitore C1, operativamente connesso al cilindro 3 mantecatore e configurato per trattenere il prodotto liquido e/o semiliquido di base prima di trasferirlo nel contenitore C.
Preferibilmente, detto prodotto liquido e/o semiliquido di base comprende, in proporzione variabile, almeno uno dei seguenti prodotti: latte, zucchero, uova, grassi vegetali, oli vegetali, aromi, addensanti, stabilizzanti ed emulsionanti.
Preferibilmente, detto cilindro 3 mantecatore possiede forma cilindrica e comprende una parete 7 cilindrica interna, configurata per delimitare il volume del cilindro 3 mantecatore stesso.
Il cilindro 3 mantecatore è configurato per trasformare detto prodotto liquido e/o semiliquido di base, trasferito dal contenitore C nel cilindro 3 mantecatore stesso, in un prodotto liquido o semiliquido, preferibilmente del tipo gelato.
In una forma realizzativa, detto cilindro 3 mantecatore è disposto all’interno della macchina G con un proprio asse di sviluppo longitudinale parallelo (orizzontale) ad un piano di supporto della macchina G stessa.
In una forma di realizzazione alternativa, detto cilindro 3 mantecatore è disposto all’interno della macchina G con il proprio asse di sviluppo longitudinale inclinato (preferibilmente verticali) rispetto al piano di supporto della macchina G stessa.
La macchina G comprende, inoltre, l’agitatore 1 disposto all’interno del cilindro 3 mantecatore (tale agitatore 1 è del tipo già descritto in precedenza).
Vantaggiosamente, l’asse A centrale dell’agitatore 1 coincide con l’asse di sviluppo longitudinale del cilindro 3 mantecatore.
Sempre secondo quanto illustrato in figura 1, la macchina G comprende un motore M configurato per mettere in rotazione detto agitatore 1 all’interno di detto cilindro 3 mantecatore.
Mediante un meccanismo di trasmissione non illustrato, il motore M, una volta azionato, movimenta l’agitatore 1 che, ruotando attorno al suo asse A centrale, agita il prodotto liquido e/o semiliquido di base all’interno del cilindro 3 mantecatore e raschia, attraverso l’almeno un elemento 6 di raschiatura la parete 7 cilindrica interna.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il motore M è del tipo elettrico, preferibilmente del tipo brushless.
Vantaggiosamente, l’utilizzo di un motore M di tipo brushless permette di contenere l’ingombro del motore M stesso e consente di lavorare in condizioni di rendimento ottimali.
La macchina G comprende, in aggiunta, un impianto termico T operativamente collegato al cilindro 3 mantecatore.
L’impianto termico T è configurato per scambiare calore tra detto cilindro 3 mantecatore e un ambiente esterno E.
In particolare, il compito dell’impianto termico T è quello di raffreddare l’ambiente e il prodotto liquido e/o semiliquido di base all’interno del cilindro 3 mantecatore e cedere il calore estratto a detto ambiente esterno E così da mantenere fruibile il prodotto liquido o semiliquido finale.
Preferibilmente, l’impianto termico T comprende una serpentina 4, avvolta attorno al cilindro 3 mantecatore e percorsa da un fluido termovettore. Tale serpentina 4 costituisce anche il primo scambiatore di calore dell’impianto termico, quello in cui il calore viene prelevato dell’interno del cilindro 3 mantecatore.
Vantaggiosamente, l’utilizzo della serpentina 4 permette di ottimizzare la superficie di scambio di calore e di ottimizzare il processo di raffreddamento dell’ambiente all’interno del cilindro 3 mantecatore.
Preferibilmente, l’impianto termico T comprende un compressore K, una valvola di espansione V ed un secondo scambiatore di calore S configurati per controllare la pressione del liquido refrigerante o gas refrigerante in circolo nell’impianto termico T e cedere calore all’ambiente esterno E. Sempre secondo quanto illustrato in figura 1, la macchina G comprende un gruppo erogatore X, operativamente collegato con il cilindro 3 mantecatore. Detto gruppo erogatore X è configurato per prelevare dal cilindro 3 mantecatore il prodotto liquido o semiliquido lavorato.
Preferibilmente, detto gruppo erogatore X comprende una leva collegata ad una valvola (entrambi non illustrati) per permette la fuoriuscita del prodotto liquido o semiliquido lavorato dal cilindro 3 mantecatore.
Sempre preferibilmente, il gruppo erogatore X comprende un ugello, non illustrato, configurato per espellere il prodotto liquido o semiliquido lavorato dalla macchina G, il quale viene eventualmente raccolto in un contenitore da un utente.
Preferibilmente, poi, la macchina G comprende un’unità U computerizzata di controllo, operativamente connessa a detto motore M e detto impianto termico T.
Detta unità U computerizzata di controllo è configurata per pilotare detto motore M per regolare la velocità di rotazione dell’agitatore 1 all’interno del cilindro 3 mantecatore.
Vantaggiosamente, variando la velocità di rotazione dell’agitatore 1, è possibile controllare le proprietà del prodotto liquido o semiliquido, ad esempio la quantità di aria inglobata e la consistenza del prodotto finito. L’unità U computerizzata di controllo è configurata per pilotare l’impianto termico T per controllare lo scambio di calore tra la serpentina 4 e il cilindro 3 mantecatore.
Vantaggiosamente, controllando l’operato dell’impianto termico, è possibile evitare che si solidifichino porzioni di prodotto liquido o semiliquido all’interno del cilindro 3 mantecatore a causa della temperatura eccessivamente bassa al suo interno.
La macchina G comprende, inoltre, un pannello P di comando operativamente connesso all’unità U computerizzata di controllo.
Tale pannello P di comando è configurato per permettere l’interazione della macchina G con un utente.
Preferibilmente, il pannello P di comando comprende un display configurato per visualizzare parametri funzionali della macchina, quali ad esempio la temperatura all’interno del cilindro 3 mantecatore.
Ancora più preferibilmente, il pannello P di comando comprende dei tasti di comando, eventualmente posizionati sul display se quest’ultimo sfrutta una tecnologia touchscreen.
Detti tasti di comando sono configurati per permette all’utente di interagire con la macchina G, preferibilmente impostando almeno un parametro funzionale della macchina G stessa.
Secondo una forma di realizzazione, la macchina G dispone di programmi memorizzati e predefiniti, che l’utente, attraverso i tasti di comando, può selezionare in base al prodotto liquido o semiliquido che intende ottenere.

Claims (9)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Un agitatore (1) di una macchina (G) per la produzione di prodotti liquidi o semiliquidi, comprendente un corpo (2) rotante, il quale è alloggiato coassialmente all’interno di un cilindro (3) mantecatore per ruotare attorno ad un proprio asse (A) centrale ed è provvisto di una pluralità di pale (5), disposte attorno al detto asse (A) in posizione radialmente periferica e dotate ciascuna di almeno un elemento (6) di raschiatura della parete (7) cilindrica interna del cilindro (3) mantecatore; in cui: - ciascun elemento (6) di raschiatura comprende una lama (10) ed un elemento (11) di supporto della lama (10) stessa; - ciascuna lama (10) presenta, da un lato, un profilo (13) raschiante, disposto a sostanziale contatto della parete (7) cilindrica interna del cilindro (3) mantecatore, e, dal lato opposto, un profilo (14) di accoppiamento al rispettivo elemento (11) di supporto, disposto lungo un bordo (15) periferico longitudinale dello stesso elemento (11) di supporto; ed in cui: - lungo detto bordo (15) è ricavata una gola (16) longitudinale in sottosquadro, all’interno della quale il profilo (14) di accoppiamento è inserito rimovibilmente con un accoppiamento di forma.
  2. 2. Agitatore (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta gola (16) presenta una apertura (17) di ingresso attraverso la quale il profilo (14) di accoppiamento può essere fatto scorrere longitudinalmente lungo la gola (16) stessa per il suo inserimento nella gola (16) o per la sua estrazione dalla gola (16).
  3. 3. Agitatore (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detta gola (16) è chiusa dalla parte longitudinalmente opposta a detta apertura (17) di ingresso.
  4. 4. Agitatore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 3, in cui detta lama (10) è realizzata in corpo unico in materiale plastico, preferibilmente elastico.
  5. 5. Agitatore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 4, in cui detto elemento (11) di supporto è realizzato in metallo, preferibilmente in acciaio inox.
  6. 6. Una macchina (G) per la produzione di prodotti liquidi o semiliquidi, comprendente: - un cilindro (3) mantecatore, operativamente connesso a detto contenitore (3) e configurato per la lavorazione del prodotto liquido e/o semiliquido di base e definente un contenitore (C) per detto prodotto liquido e/o semiliquido di base; - un agitatore (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 5, disposto internamente a detto contenitore (C); - un motore (M) configurato per mettere in rotazione detto agitatore (1) all’interno di detto cilindro (3) mantecatore; - un impianto termico (T), operativamente collegato al cilindro (3) mantecatore e configurato per scambiare calore tra detto cilindro (3) mantecatore e un ambiente esterno (E); - un gruppo erogatore (X), operativamente collegato al cilindro 3 mantecatore e configurato per prelevare detto prodotto liquido o semiliquido dal cilindro (3) mantecatore.
  7. 7. Macchina (G) secondo la rivendicazione precedente, comprendente un’unità (U) computerizzata di controllo operativamente connessa a detto motore (M) e detti impianto termico (T) per un pilotaggio.
  8. 8. Macchina (G) secondo la rivendicazione precedente, comprendente un pannello (P) di comando operativamente connesso con l’unità (U) computerizzata di controllo e configurato per permette l’interazione con un utente.
  9. 9. Macchina (G) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 6 a 8, comprendente un ulteriore contenitore (C1), operativamente collegato al contenitore (C) e configurato per contenere detto prodotto liquido e/o semiliquido di base prima di trasferirlo in detto contenitore (C).
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