ITMI20081214A1 - Macchina per la produzione e l'erogazione di prodotti di consumo alimentari liquidi o semiliquidi - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

Macchina per la produzione e l’erogazione di prodotti di consumo alimentari liquidi o semiliquidi.

Il presente trovato concerne una macchina per la produzione e l’erogazione di prodotti di consumo alimentari liquidi o semiliquidi. La presente invenzione si riferisce in particolare, senza per questo perdere in generalità, a macchine per la produzione e l’erogazione di granite, sorbetti, gelati, gelati-soft, panna, cioccolato, yogurt e simili, e a macchine per produrre e conservare miscele per gelato, cioccolato, creme, salse, minestre e impasti in genere e simili.

Secondo quanto noto, tali macchine comprendono una vasca di contenimento di un prodotto liquido di base, ed un circuito di trattamento del prodotto di base, per ottenere il suddetto prodotto di consumo alimentare. Quest’ultimo può essere poi erogato, per mezzo di opportuni erogatori e/o conservato in una vasca di conservazione. II circuito di trattamento può comprendere, a seconda della tipologia di macchina considerata, mezzi di trattamento termico, per raffreddare o riscaldare il prodotto, un cilindro di mantecazione, per mantenere il prodotto ad un certo grado di viscosità, mezzi di miscelazione per miscelare il prodotto di base con un prodotto ausiliario, come per esempio un condimento, ecc.

In generale, le macchine sono provviste di una pluralità di attuatori, asserviti ad un’unità di controllo, in modo che vengano svolte le varie fasi di lavorazione del prodotto di base secondo un programma preimpostato.

Le macchine note sono generalmente provviste di un riparo, che consente agli operatori addetti di accedere alla camera di mantecazione dove, per esempio, mantecato un gelato.

Può capitare che il riparo venga aperto mentre la macchina sta funzionando, ovvero mentre l'agitatore che si trova all’interno della camera di mantecazione sta ruotando attorno al proprio asse.

La macchina può essere provvista di un sistema di controllo che, a fronte dell'apertura del riparo durante il funzionamento della macchina stessa, provvede a disattivare il motore dedicato alla movimentazione dell'agitatore, così da impedire (o almeno ridurre il rischio di) infortuni all'operatore.

Tuttavia va rilevato che, nonostante la presenza di tale sistema di sicurezza, a causa dell’inerzia associata alla massa del sistema in rotazione, non è possibile ottenere un arresto dell'agitatore in tempi ragionevolmente rapidi, ed il rischio di infortunio per l'operatore non risulta trascurabile.

Un ulteriore inconvenierite caratteristico delle macchine di tipo noto consiste nel fatto che, sulla superficie interna della camera di mantecazione, tende a formarsi uno strato di ghiaccio, dovuto alla presenza, in corrispondenza della superficie esterna, dell’evaporatore del circuito frigorifero.

La formazione di ghiaccio, oltre a penalizzare lo scambio termico, tende ad ostacolare il corretto funzionamento dell’agitatore e, pertanto, influisce negativamente sulla qualità del prodotto alimentare ottenuto. Sono attualmente disponibili degli elementi raschiatori per rimuovere lo strato di ghiaccio, montati sul profilo esterno dell'agitatore.

Tali elementi tuttavia non sono in grado di operare in maniera efficiente e non consentono una completa rimozione del ghiaccio che tende a formarsi all'interno del mantecatore.

Un altro svantaggio delle macchine in accordo con lo stato dell’arte emerge considerando che, talvolta, al centro dell'agitatore, si forma un blocco di gelato omogeneo e compatto, che non consente di ottenere una tessitura corretta e, quindi, condiziona negativamente sia le caratteristiche organolettiche del prodotto che il tempo necessario per concludere la preparazione del prodotto; talvolta tale blocco di prodotto non consente di portare a termine la mantecazione del gelato, aumentando contestualmente i consumi energetici dell'attuatore dedicato alla movimentazione dell'agitatore stesso.

La rimozione di tale blocco di gelato risulta attualmente assai complessa e penalizzante in termini di tempo, nel senso che occorre sospendere il processo, riportare allo stato liquido la miscela per gelato e ripartire con un nuovo ciclo di mantecazione.

Scopo del presente trovato è pertanto quello di fornire una macchina per la produzione e l’erogazione di prodotti di consumo alimentari liquidi o semiliquidi, che consenta di aumentare la sicurezza per gli operatori addetti al controllo ed alla manutenzione della macchina stessa, particolarmente nel caso in cui dovesse essere tentato un accesso all’interno del mantecatore durante il funzionamento della macchina. Un altro scopo dell’invenzione è mettere a disposizione una macchina per la produzione e l’erogazione di prodotti di consumo alimentari liquidi o semiliquidi in cui vengano migliorate l’efficienza e la qualità della rimozione degli strati di ghiaccio che tendono a formarsi sulla parete interna del mantecatore.

Un ulteriore scopo del trovato è fornire una macchina per la produzione e l’erogazione di prodotti di consumo alimentari liquidi o semiliquidi in cui, nel caso di produzione di gelati o simili, sia possibile disimpegnare e rimuovere in maniera semplice e rapida gli accumuli di prodotto che tendono a formarsi in corrispondenza della parte centrale dell’agitatore. In accordo con l’invenzione, tali scopi vengono raggiunto da una macchina per la produzione e l’erogazione di prodotti di consumo alimentari liquidi o semiliquidi comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle rivendicazioni annesse.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate, ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresenta una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa.

In particolare:

- la figura 1 illustra uno schema a blocchi della macchina in accordo con il presente trovato;

- la figura 2 mostra schematicamente un dispositivo facente parte della macchina di figura 1;

- la figura 3a mostra schematicamente una vista laterale in sezione di una forma di realizzazione alternativa di altro dispositivo facente parte della macchina di figura 1

- la figura 3b mostra schematicamente un’ulteriore variante realizzativa dell’invenzione, con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre.

Conformemente ai disegni allegati, con 1 è stata complessivamente indicata una macchina in accordo con il presente trovato.

La macchina 1 comprende innanzitutto una vasca di contenimento 2 di un prodotto liquido di base.

Il prodotto liquido di base può essere, a titolo puramente esemplificativo, panna liquida, una miscela di prodotti per gelato, per shake, per granita oppure uno sciroppo; in generale, il prodotto liquido di base può essere qualunque prodotto liquido impiegato per la produzione di un prodotto alimentare finito liquido o semiliquido.

Il prodotto alimentare finito può essere, a titolo puramente esemplificativo, granita, sorbetto, gelato, gelato-soft, panna, yogurt, yougurt-gelato miscela per gelato, cioccolato, crema, salsa, minestra, impasto in genere e simili.

Il prodotto finito può essere anche un frappò di gelato o shake; con il termine “frappò di gelato” o “shake” si intende definire un qualsiasi prodotto alimentare congelato o semifreddo di gusto neutro, definito anche come gelato neutro, frullato insieme ad uno sciroppo di condimento del gusto desiderato ed eventualmente presentante l'aggiunta di parti morbide di polpa di frutta o solide come semi e simili.

Si noti che la citata vasca di contenimento 2, a seconda delle esigenze e della tipologia di macchina in cui è impiegata, può presentare in uso uno sviluppo prevalente in direzione orizzontale o verticale; la vasca 2 può altresì essere costituita da una struttura scatolare avente almeno un lato aperto, oppure può essere costituita da una struttura scatolare sostanzialmente “chiusa”.

Per ottenere il prodotto finale a partire dal prodotto di base, la macchina 1 comprende un circuito di trattamento 10.

Il circuito di trattamento 10 a sua volta può comprendere mezzi di trattamento termico 11 , per raffreddare/riscaldare il prodotto di base e/o il prodotto finito; i mezzi di trattamento termico 11 possono anche essere predisposti a mantenere il prodotto di base e/o il prodotto finito ad una prefissata temperatura.

Il circuito di trattamento 10 può comprendere un dispositivo erogatore oppure un estrusore montatore, particolarmente nel caso in cui il prodotto finito sia costituito da panna montata.

Il circuito di trattamento 10 può comprendere un’unità 19 di raffreddamento e mescolazione, per mescolare il prodotto e mantenerlo (o far raggiungere allo stesso) ad una determinata temperatura.

Ad esempio, l’unità 19 di raffreddamento e mescolazione può comprendere un dispositivo di mantecazione o mantecatore 12, particolarmente nel caso in cui il prodotto finito sia costituito da gelato.

II circuito di trattamento 10 può comprendere un'unità di miscelazione, particolarmente nel caso in cui il prodotto finale sia costituito da frappò di gelato o shake.

La macchina 1 comprende inoltre mezzi di erogazione 30, opportunamente predisposti per consentire un'erogazione del prodotto finito, e preferibilmente collegati a valle del circuito di trattamento 10, ed in particolare a valle del mantecatore 12.

I mezzi di erogazione 30 possono essere costituiti, per esempio, da ugelli o rubinetti; i mezzi di erogazione 30 possono essere regolati manualmente, oppure regolati da opportuni mezzi di comando elettronici cooperanti con un sensore atto a rilevare la quantità di prodotto finito erogata, così da determinare l'istante in cui i mezzi erogatori devono essere automaticamente disattivati.

La macchina 1 comprende inoltre uno o più sensori 50 per rilevare uno o più parametri operativi P della macchina 1 stessa.

Tali parametri operativi P possono essere, a titolo puramente esemplificativo, temperature (del prodotto di base, del prodotto finito, del circuito di trattamento termico o di specifiche zone all'interno della macchina 1), pressioni (all'interno di condotti o contenitori in cui i vari prodotti possono trovarsi), livelli o quantità (di prodotti presenti all'interno della macchina o erogati tramite i mezzi erogatori), correnti e/o tensioni (rappresentative dei vari circuiti e dispositivi elettrici/elettronici presenti nella macchina 1 , quali per esempio gli attuatori a cui si farà riferimento più avanti), campi magnetici misurati in grandezze di intensità e polarità, velocità di movimentazione di prodotti all'interno della macchina o di parti in movimento della macchina stessa, caratteristiche fisiche del prodotto di base e/o del prodotto finito (p.e. consistenza), variabili di stato dei vari organi, interruttori, attuatori presenti nella macchina 1 , ecc. I parametri P possono essere utilizzati, per esempio dall'unità di controllo 60 che verrà meglio descritta in seguito, per gestire e regolare il funzionamento della macchina 1.

La macchina 1 comprende uno o più attuatori 40, attivi sul prodotto di base, sul prodotto finito, e/o su parti della macchina 1 stessa.

Preferibilmente, gli attuatori 40 fanno parte del suddetto circuito di trattamento 10, o sono associati allo stesso.

Va notato che nel presente contesto, per attuatori si intendono tutti quei dispositivi o organi che agiscono sul prodotto di base, sul prodotto finito, su eventuali prodotti intermedi per variarne una qualsiasi caratteristica fisica o meccanica, statica o dinamica; nel presente contesto gli attuatori potranno altresì comprendere qualunque dispositivo o organo in grado di operare attivamente su un qualsiasi componente della macchina 1. A titolo meramente esemplificativo, potranno essere attuatori i dispositivi atti a far avanzare il prodotto di base lungo il circuito di trattamento, i dispositivi predisposti alla mantecazione del prodotto finito o alla miscelazione di due o più prodotti di base o intermedi, i dispositivi atti a trattare termicamente i prodotti presenti nella macchina 1, per aumentarne, diminuirne o stabilizzarne la temperatura, i dispositivi automatici di erogazione del prodotto finito, i dispositivi (come ad esempio una pompa ad ingranaggi) per pressurizzare con aria la miscela liquida costituente il prodotto di base per il cosiddetto gelato-soft, al fine di conferire al prodotto finito una cremosità più o meno accentuata, ecc. In particolare, almeno uno di detti attuatori 40 è dedicato alla movimentazione in rotazione di un agitatore 13 facente parte delia citata unità 19 di raffreddamento e mescolazione.

L’agitatore 13 può essere per esempio montato all'interno della camera di mantecazione 12a di un mantecatore 12.

Un una diversa forma di realizzazione, l’agitatore 13 può essere montato all’esterno di una struttura cilindrica 18a prevista in un granitore 18. Con specifico riferimento alla produzione di gelati, il mantecatore 12 ha il compito di mantenere cremoso il prodotto anche a fronte di una significativa riduzione della temperatura dello stesso; più in particolare, in funzione della velocità di rotazione dell'agitatore 13 è possibile combinare il prodotto con diverse quantità di aria, ottenendo corrispondentemente prodotti finiti a diversa cremosità.

Vantaggiosamente, l’attuatore 40 è un motore brushless 41.

II motore brushless 41 (schematicamente illustrato in figura 2) è provvisto di uno statore 42, sostanzialmente solidale alla struttura della macchina 1, e di un rotore 43, movimentabile in rotazione rispetto allo statore 42.

In figura 2 è schematicamente rappresentato un motore brushless in cui lo statore 42 si trova in posizione radialmente esterna rispetto al rotore 43; tale struttura può essere vantaggiosamente impiegata nella forma di realizzazione dell’invenzione mostrata in figura 3a.

È comunque previsto che il motore brushless 41 possa presentare una struttura in cui il rotore 43 è in una posizione radialmente esterna rispetto allo statore 42; tale struttura può essere vantaggiosamente impiegata nella forma di realizzazione dell’invenzione mostrata in figura 3b.

In alcune forme di esecuzione, l’agitatore 13 può presentare un albero di rotazione 14.

II motore brushless 41 presenta un primo asse di rotazione X1; l’agitatore 13 presenta un secondo asse di rotazione X2.

Preferibilmente il primo ed il secondo asse di rotazione X1, X2 coincidono.

Preferibilmente il motore brushless 41 è attivo sull'agitatore 13 per una movimentazione in rotazione di quest'ultimo attorno al proprio asse di rotazione X2.

Più in particolare, il motore brushless 41 è provvisto di un albero di uscita 44, sostanzialmente solidale al suddetto rotore 43: l'albero di uscita 44 del motore brushless 41 può essere direttamente collegato all'agitatore 13.

Nella forma di realizzazione preferita, l'albero di uscita 44 del motore brushless 41 e l'albero di rotazione 14 dell'agitatore 13 sono sostanzialmente coassiali.

Ancora più preferibilmente, l'albero di uscita 44 del motore brushless 41 coincide con l'albero di rotazione 14 dell'agitatore 13.

In questo caso, sull'albero di rotazione 14 dell'agitatore 13 possono essere montati uno o più magneti permanenti 43a, in modo da definire il rotore 43 del motore brushless 41.

Vantaggiosamente, in questa situazione è possibile utilizzare un medesimo cuscinetto 15 per il supporto dell’albero che definisce sia l’albero di rotazione del motore brushless 41 che l’albero di rotazione dell’agitatore 13.

Inoltre, particolarmente in virtù della connessione diretta tra il motore 41 e l’agitatore 13, è possibile ridurre sia gli ingombri all'interno della macchina 1, sia i consumi energetici, dal momento che in assenza di cinematismi di collegamento (cinghie, pulegge, ruote dentate, viti senza fine, ecc.) vengono eliminate perdite di potenza.

Inoltre, dato che il motore brushless 41 è direttamente collegato all’agitatore 13, il rapporto tra la velocità angolare del motore e la velocità angolare cell’agitatore è sostanzialmente 1:1.

Ciò comporta che il motore brushless 41 operi ad una velocità angolare decisamente minore rispetto ai motori di tipo noto (p.e. motori ad induzione), e la vita utile del motore 41 stesso viene notevolmente aumentata.

Viene altresì migliorata di molto la silenziosità della macchina 1 , soprattutto in virtù dell’assenza di trasmissioni e rimandi meccanici tra il motore 41 e l’agitatore 13.

In generale, l’applicazione di un motore brushless 41 all’agitatore 13 del mantecatore 12 consente di ottimizzare il ciclo di mantecazione in quanto, grazie alla ridotta inerzia e alla elevata dinamica, riesce a inseguire con precisione il carico.

Inoltre, il fatto di impiegare un motore brushless 41 consente di produrre motori aventi sostanzialmente il medesimo diametro, indipendentemente dalla potenza meccanica e dalla coppia che dovranno poi essere erogate.

La potenza potrà essere determinata dalla dimensione longitudinale del motore, cioè la dimensione che si sviluppa lungo la direzione sostanzialmente definita dall’asse di rotazione dell'albero di uscita del motore stesso.

La figura 3a mostra schematicamente una forma di realizzazione in cui l’unità 19 di raffreddamento comprende un mantecatore 12.

Come si può notare, il mantecatore 12 comprende una camera di mantecazione 12a, in cui è alloggiato l’agitatore 13.

Preferibilmente, l'agitatore 13 non è provvisto di un albero di rotazione; l’agitatore 13 infatti, può essere alloggiato e sostenuto all’interno della camera di mantecazione 12a (quest’ultima presentando una conformazione interna sostanzialmente cilindrica) anche senza un albero che si estenda per l’intero sviluppo longitudinale dell'agitatore 13 stesso. Il rotore 43, ed in particolare i magneti permanenti 43a, sono alloggiati all’interno della camera di mantecazione 12a, e direttamente connessi all’agitatore 13.

Lo statore 42 è invece montato all’esterno della camera di mantecazione 12a, in corrispondenza del rotore 43 e in particolare in posizione radialmente esterna rispetto a quest’ultimo.

Preferibilmente lo statore 42 presenta una struttura sostanzialmente anulare, posizionata all’esterno del rotore 43 in modo che lo statore 42 ed il rotore 43 siano sostanzialmente coassiali.

Vantaggiosamente, la parete laterale cilindrica del mantecatore 12a è realizzata in un materiale che consente l’interazione elettromagnetica tra il rotore 43 e lo statore 42, e quindi un corretto funzionamento del motore brushless 41.

La soluzione schematicamente illustrata in figura 3 consente di ottenere particolare vantaggi in termini di ingombro, dal momento che lungo la direzione di sviluppo longitudinale X2 dell’agitatore 13 i vari elementi presentati risultano estremamente compatti.

Inoltre, in virtù dell’assenza di una connessione meccanica tra statore 42 e rotore 43, nonché grazie all’assenza di un albero di rotazione faconte parte dell’agitatore 13, è possibile evitare di praticare fori sulla parete di base 12b della camera di mantecazione 12a, evitando quindi l’impiego di elementi di tenuta e prevenendo eventuali trafiiamenti di prodotto.

È chiaro quindi che una soluzione di questo tipo risulti semplificata rispetto alle strutture note, e consenta di ridurre i costi di realizzazione della macchina 1.

La figura 3b mostra una variante realizzativa dell’invenzione, applicata ad una macchina 1 per la produzione di granite.

In questo caso l’unità 19 di raffreddamento e mescolazione è parte di un granitore 18.

Preferibilmente, il granitore 18 è provvisto di una struttura sostanzialmente cilindrica 18a, nella quale è alloggiato almeno lo statore 42 del motore brushless 41.

Preferibilmente, all’interno della struttura cilindrica 18a sono alloggiati anche i mezzi di trattamento termico 11 , ed in particolare almeno parte del circuito frigorigeno 11a che verrà meglio descritto in seguito Vantaggiosamente, all’interno della struttura cilindrica 18a è alloggiato almeno uno scambiatore di calore o evaporatore 11 d facente parte del suddetto circuito frigorigeno 11a.

All’esterno della struttura cilindrica 18a è rotabilmente montato il rotore 43.

In particolare, i magneti permanenti 43a del rotore 43 sono montati in posizione radialmente esterna ed assialmente corrispondente allo statore 42.

Il rotore 43 è connesso, e preferibilmente sostanzialmente solidale all’agitatore 13, così da movimentare quest’ultimo in rotazione in virtù dell’interazione elettromagnetica con lo statore 42.

Vantaggiosamente, la struttura cilindrica 18a è realizzata in un materiale che consente l’interazione elettromagnetica tra lo statore 42, montato internamente, ed il rotore 43, montato esternamente.

La struttura fin qui descritta è preferibilmente alloggiata in un corpo scatolare 18b di contenimento, in cui può trovarsi il prodotto (la granita) che viene mescolato e mantenuto alla corretta temperatura dall'unità 19 di raffreddamento e mescolazione.

Preferibilmente, il rotore 43 non è provvisto di un albero di rotazione; il rotore 43 infatti può essere sostenuto da ed in condizione di strisciamento con la superficie esterna della struttura cilindrica 18a e/o la superficie interna del corpo scatolare 19.

Preferibilmente, la macchina 1 coitiprende inoltre un'unità di controllo 60 elettronica, attiva almeno sui suddetti uno o più attuatori 40 per regolarne il funzionamento.

In pratica, l'unità di controllo 60 può essere una scheda elettronica di controllo di tipo noto, opportunamente predisposta per far funzionare la macchina 1 secondo un programma preimpostato e per ottenere, quindi, il prodotto finito a partire da uno o più prodotti di base.

Vantaggiosamente, l'unità di controllo regola il funzionamento degli attuatori 40, ed in particolare del motore brushless 41, in funzione di correnti e/o tensioni assorbite dagli stessi.

Viene implementata in questo modo una tecnica di controllo di tipo "sensorless", in cui gli attuatori 40, ed in particolare il motore brushless 41 , sono controllati senza l'ausilio di dispositivi di rilevamento quali, per esempio, resolvers.

Appare evidente come si ottenga, di conseguenza, una macchina di costituzione più semplice ed economica rispetto a quelle messe a disposizione dallo stato dell'arte.

La tecnica di controllo “sensorless" può essere utilizzata in alternativa o in combinazione con i menzionati sensori 50, a seconda delle esigenze di ciascun caso specifico.

In particolare, la tecnica “sensorless” può essere vantaggiosamente utilizzata per rilevare parametri di funzionamento del motore brushless 41 , mentre uno o più sensori 50 possono essere impiegati per rilevare parametri P relativi ad altri attuatori, dispositivi o elementi della macchina 1.

Per esempio, un sensore 50 può essere associato per rilevare la condizione di apertura/chiusura di uno sportello 16 di accesso al mantecatore 12

L’unità di controllo 60 è operativamente associata a tale sensore 50 ed al motore brushless 41 cosi che, se lo sportello 16 viene aperto mentre la macchina 1 è in funzione, ed in particolare mentre il motore brushless 41 sta movimentando l’agitatore 13, il motore 41 stesso viene disattivato, per minimizzare il rischio di infortuni all’operatore che ha aperto lo sportello 16.

Vantaggiosamente, visto che il rotore 43 del motore brushless è leggero e presenta quindi un’inerzia molto bassa, è possibile fermare il motore 41 in tempi più rapidi di un’ordine di grandezza rispetto alle macchine note, minimizzando così i suddetti rischi di infortunio.

Un ulteriore aspetto vantaggioso legato all’utilizzo del motore brushless 41 è relativo al fatto che talvolta, soprattutto durante la produzione di gelati o simili, nella parte centrale dell’agitatore (cioè la parte assialmente più vicina all’albero di rotazione dell’agitatore stesso) si forma un accumulo di prodotto particolarmente compatto, che appesantisce l’agitatore e ne rallenta la movimentazione.

Grazie all’utilizzo del motore brushless 41 è possibile incrementare la velocità e/o invertire in tempi molto brevi il verso di rotazione dell’agitatore 13, in modo da consentire in maniera semplice e sostanzialmente immediata un distacco del prodotto accumulato, che può quindi continuare ad essere oggetto dell’operazione di mantecazione in condizioni ottimali.

Come sopra accennato, il circuito di trattamento 10 può comprendere mezzi di trattamento termico 11 , attivi sul prodotto di base e/o sul prodotto alimentare per regolarne la temperatura.

Più in particolare, i mezzi di trattamento termico 11 possono essere costituiti da un circuito frigorigeno 11 a, in cui circola un fluido refrigerante.

Il circuito frigorigeno 11a è preferibilmente provvisto dei seguenti elementi:

- un compressore 11 b, che ha il compito di mantenere nel circuito frigorigeno 11 a la corretta pressione per consentire la circolazione dei fluido refrigerante;

- un condensatore o gas cooler 11 c, che ha il compito di estrarre dal fluido refrigerante il calore che serve affinché il fluido stesso condensi; - uno scambiatore di calore o evaporatore 11d, utilizzato per “produrre freddo” e raffreddare quindi il prodotto di base, il prodotto finito e/o prodotti intermedi.

L’evaporatore 11 d è vantaggiosamente associato al mantecatore 12, così che il prodotto alimentare venga mantenuto ad una temperatura sufficientemente bassa durante la fase di mantecazione.

Preferibilmente, l’evaporatore 11 d, o un evaporatore ausiliario facente comunque parte del circuito frigorigeno 11 a, è associato al motore brushless 41 , ed in particolare allo statore 42, per un raffreddamento di quest’ultimo.

A titolo esemplificativo, può essere prevista una serpentina 11 e, collegaia o facente parte del circuito frigorigeno 11 a, che avvolge almeno parzialmente all’esterno il motore 41.

In questo modo, è possibile ridurre le dimensioni del motore (in particolare delle parti in rame e ferro) e/o aumentare la coppia erogabile dal motore stesso.

Inoltre, utilizzando il fluido frigorigeno per il raffreddamento del motore brushless 41 , risulta possibile fare evaporare completamente (surriscaldare) eventuali residui liquidi rimasti nella linea di aspirazione, riducendo quindi il trascinamento di refrigerante liquido che potrebbe danneggiare il compressore.

Si noti che l'utilizzo del fluido frigorigeno per il raffreddamento del motore può essere previsto anche per attuatori che non siano motori brushless, ma altre tipologie di motori elettrici.

Inoltre, grazie al raffreddamento dello statore 42 tramite il citato fluido frigorigeno, è possibile integrare i dispositivi di potenza del driver nello statore 42 stesso.

In altre parole, per la regolazione del funzionamento e dell’alimentazione del motore 41, è preferibile utilizzare uno o più dispositivi elettronici 70 di potenza; questi ultimi, in combinazione con circuiti elettronici di controllo a bassa potenza, costituiscono il cosiddetto “driver” del motore.

I dispositivi di potenza sono generalmente separati dallo statore, e disposti in modo da ottenere una dissipazione di calore sufficiente a consentire ai dispositivi stessi di operare correttamente, senza essere soggetti a malfunzionamenti dovuti ad eccessivi aumenti di temperatura.

Viceversa, nel contesto della presente invenzione, grazie al sopra menzionato raffreddamento dello statore 42, è possibile integrare tali dispositivi di potenza 70 all’interno dello statore 42 medesimo senza che insorgano sostanziali problemi dovuti al calore non opportunamente dissipato.

Vantaggiosamente, il motore brushless 41 può essere progettato e dimensionato in modo da presentare un "cogging" non trascurabile. In particolare il cogging del motore brushless 41 può essere pari ad almeno 20%; per esempio, il cogging del motore brushless 41 può essere pari a circa 30%.

Ciò significa che, per ciascuno “scatto”, il rotore fornisce una coppia che può essere maggiore di almeno il 20%, e per esempio maggiore del 30%, rispetto alia coppia nominale fornita dal motore in condizioni ideali,

Il fenomeno del cogging è dovuto essenzialmente al fatto che ciascun magnete 43a del rotore 43, nel corso del proprio movimento, si trova, in maniera alternata, affacciato ad un avvolgimento dello statore 42, oppure affacciato ad una porzione di statore 42 priva di avvolgimento. Più in generale, ciascun magnete 43a si trova successivamente e periodicamente affacciato a denti di statore 42 presentanti una diversa intensità e direzione del flusso magnetico.

La conseguenza di questo fenomeno è una rotazione non omogenea ed uniforme, ma viceversa “a scatti", del rotore 43.

Generalmente, nella progettazione e produzione di motori brushless, si cerca di compensare in qualche modo il fenomeno di cogging (per esempio tramite il cosiddetto "skewing" rotorico), per rendere il più possibile regolare ed uniforme la movimentazione del rotore.

Nel contesto della presente invenzione, invece, il cogging può essere vantaggiosamente sfruttato per la rimozione dello strato di ghiaccio che tende a formarsi sulla superficie interna del mantecatore 12.

Infatti, il profilo radialmente esterno dell’agitatore 13 presenta uno o più raschiatori 13a per la rimozione del ghiaccio.

Tali raschiatori 13a, realizzati per esempio in resina acetalica oppure in lega metallica rame-nichel, o altro materiale con idoneo coefficiente d’attrito e sufficientemente igienico da poter essere posto a contatto con un prodotto alimentare, sono sostanzialmente a contatto con la superficie interna del mantecatore 12 e strisciano contro la stessa, allo scopo di rimuovere le citate formazioni di ghiaccio.

Sfruttando il menzionato fenomeno di cogging, è possibile fare in modo che, ad ogni scatto, ciascun raschiatore 13a incida sulla formazione di ghiaccio in maniera più efficiente (in particolare, urtando il ghiaccio con un’energia concentrata in una minore quantità di tempo) migliorando quindi la qualità dell’attività di rimozione di tali strati di ghiaccio.

Tale risultato può essere conseguito, per esempio, mediante impiego di profili di tensioni e correnti trapezoidali anziché sinusoidali per l’alimentazione del suddetto motore brushless.

L'invenzione consegue importanti vantaggi.

Innanzitutto, la macchina in accordo con l’invenzione consente un aumento della sicurezza della sicurezza degli operatori addetti, in particolare nella circostanza in cui venga tentato un accesso all’interno del mantecatore durante il funzionamento della macchina.

Inoltre, la macchina 1 , in virtù della struttura sopra descritta e qui di seguito rivendicata, consente un’ottimizzazione del ciclo di mantecazione. Un altro vantaggio si riscontra considerando la facilità e l’efficienza con cui può essere rimosso il blocco di prodotto che si forma al centro dell'agitatore.

Un ulteriore vantaggio emerge considerando la facilità e l’efficienza con cui possono essere rimosse le formazioni di ghiaccio che tendono a crearsi sulla parete interna del mantecatore.

Inoltre, in virtù dell’impiego di motori brushless, è possibilità mantenere costante il diametro del motore, modulando la potenza meccanica erogata tramite la dimensione longitudinale dello stesso, ed in particolare dei magneti del rotore.

Il trovato così concepito è suscettibile di evidente applicazione industriale; può essere altresì oggetto di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; tutti i dettagli possono essere sostituiti, inoltre, da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1 . Macchina per la produzione e l’erogazione di prodotti di consumo alimentari liquidi o semiliquidi, comprendente: - una vasca (2) di contenimento di un prodotto liquido di base; - un circuito di trattamento (10) di detto prodotto liquido di base, per ottenere un prodotto alimentare liquido o semiliquido; - mezzi di erogazione (30) per erogare detto prodotto alimentare; - uno o più attuatori (40) attivi su detto prodotto di base, su detto prodotto alimentare e/o su parti di detta macchina (1); caratterizzata dal fatto che almeno uno di detti uno o più attuatori (40) comprende un motore brushless (41).
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che detto circuito di trattamento (10) comprende un’unità (19) di raffreddamento e mescolazione provvista di almeno un agitatore (13), detto motore brushless (41) essendo attivo su detto agitatore (13) per una movimentazione in rotazione di quest’ultimo.
3. 3. Macchina secondo la rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che detto motore brushless (41) presenta un primo asse di rotazione (X1), e detto agitatore (13) presenta un secondo asse di rotazione (X2), detti primo e secondo asse di rotazione (X1, X2) essendo sostanzialmente coincidenti.
4. 4. Macchina secondo la rivendicazione 2 o 3 caratterizzata dal fatto che detto motore brushless (41) comprende un albero di uscita (44) e detto agitatore (13) presenta un albero di rotazione (14), detto albero di uscita (44) essendo direttamente collegato a detto agitatore (13), in modo che detto albero di uscita (44) e detto agitatore (13) siano sostanzialmente coassiali.
5. 5. Macchina secondo la rivendicazione 2 o 3 caratterizzata dal fatto che detto motore brushless comprende: - uno statore (42); - un rotore (43), provvisto di uno o più magneti permanenti (43a) detti uno o più magneti permanenti (43a) essendo montati su detto agitatore (13).
6. 6. Macchina secondo la rivendicazione 5 caratterizzata dal fatto che detti uno i più magneti permanenti (43a) sono montati sull’albero di rotazione (14) di detto agitatore (13).
7. 7. Macchina secondo la rivendicazione 5 caratterizzata dal fatto che detto agitatore (13) non presenta un albero di rotazione. <3.
8. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 7 caratterizzata dal fatto che detta unità di raffreddamento e mescolazione (19) è un mantecatore (12).
9. 9. Macchina secondo la rivendicazione 8 in cui detto mantecatore (12) comprende una camera di mantecazione (12a), in cui sono alloggiati detto agitatore (13) e detti magneti permanenti (43a), detto statore (42) essendo montato esternamente a detta camera di mantecazione (12a).
10. 10. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 7 caratterizzata dal fatto che detta unità (19) di raffreddamento e mescolazione è inclusa in un granitore (18) facente parte di detta macchina (1).
11. 11. Macchina secondo la rivendicazione 10 caratterizzata dai fatto che detto granitore (18) comprende una struttura cilindrica (18a), in cui è alloggiato almeno detto statore (42), detto rotore (43) essendo montato esternamente a detta struttura cilindrica (18a) e connesso a detto agitatore (13) per movimentare quest’ultimo in rotazione intorno a detta struttura cilindrica (18a).
12. 12. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente inoltre un’unità di controllo (60) attiva almeno su detti uno o più attuatori (40) per regolarne il funzionamento.
13. 13. Macchina secondo la rivendicazione 12 in cui detta unità di controllo (60) regola il funzionamento di detti uno o più attuatori (40) in funzione di correnti e/o tensioni assorbite dagli stessi.
14. 14. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto circuito di trattamento (10) comprende mezzi di trattamento termico (11) attivi su detto prodotto di base e/o su detto prodotto alimentare.
15. 15. Macchina secondo la rivendicazione 14 i cui detti mezzi di trattamento termico (11) sono associati ad almeno uno di detti uno o più attuatori (40) per raffreddare almeno parzialmente almeno uno di detti uno o più attuatori (40).
16. 16. Macchina secondo la rivendicazione 15 in cui: - detto motore brushless (41) comprende uno statore (42) ed un rotore (43); - detti mezzi di trattamento termico (11) sono associati a detto motore brushless (41) per raffreddare detto statore (42).
17. 17. Macchina secondo la rivendicazione 16 in cui uno o più dispositivi di potenza (70), adatti alla regolazione di detto motore brushless (41), sono integrati in detto statore (42).
18. 18. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto motore brushless (41 ) presenta un cogging maggiore del 20%.
19. 19. Uso di un motore brushless (41) in una macchina (1) per la produzione e l’erogazione di prodotti di consumo alimentari liquidi o semiliquidi.