ITMI20090838A1 - Vasca cilindrica perfezionata per il trattamento termico di una miscela alimentare in genere e macchina per la produzione di miscele alimentari provvista di questa vasca cilindrica - Google Patents

Description

“VASCA CILINDRICA PERFEZIONATA PER IL TRATTAMENTO TERMICO DI UNA MISCELA ALIMENTARE IN GENERE E MACCHINA PER LA PRODUZIONE DI MISCELE ALIMENTARI PROVVISTA DI QUESTA VASCA CILINDRICAâ€

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La presente invenzione concerne una vasca cilindrica, adatta per realizzare il trattamento termico di una miscela alimentare in genere. L'invenzione si estende anche alle macchine per la produzione di miscele alimentari, provviste di questa vasca cilindrica.

Il campo dell’invenzione à ̈ quello delle macchine per la lavorazione di miscele alimentari (quali gelato, creme pasticcere, cioccolata, prodotti per gastronomia e simili), sottoposte a trattamento termico singolo o combinato (ad esempio raffreddamento nel caso del gelato, riscaldamento e raffreddamento per la crema pasticcera) all'interno di una vasca cilindrica (nel seguito denominata "cilindro") provvista di un opportuno agitatore o mescolatore girevole assialmente. Il controllo della temperatura di questa miscela à ̈ inoltre effettuato per mezzo di adatti sistemi di raffreddamento/riscaldamento, solitamente costituiti da un serpentino collocato sulla superficie esterna di questo cilindro.

Allo scopo di determinare il valore della temperatura raggiunta dalla miscela dell’alimento all’interno del cilindro, quest’ultimo comprende un sensore di temperatura che, per ragioni costruttive, à ̈ tradizionalmente collocato in corrispondenza della parete verticale posteriore che forma il fondo del cilindro medesimo, il più delle volte disposto orizzontalmente (con asse orizzontale). L’inconveniente di una siffatta tecnica nota à ̈ principalmente rappresentato dall’azione del mescolatore il quale, ruotando, spinge la massa dell’alimento verso la parte anteriore del cilindro. In tal caso, e soprattutto nella lavorazione di quantità ridotte dell’alimento il sensore, collocato sulla parete posteriore del cilindro, resta scoperto, ovvero non entra in contatto con la miscela, falsando in tal modo sensibilmente la lettura del livello termico raggiunto da quest'ultima.

Costituisce lo scopo principale della presente invenzione quello di fornire un nuovo cilindro per il trattamento termico di una miscela alimentare che, in rapporto alle tradizionali realizzazioni del settore, sia provvisto di mezzi in grado di assicurare una lettura del reale livello termico raggiunto da questa miscela.

E' un ulteriore scopo dell'invenzione quello di fornire un cilindro del tipo anzidetto, il quale sia in grado di rilevare la temperatura della miscela dell'alimento, indipendentemente sia dalla consistenza (più o meno fluida) di quest'ultima, sia dalla quantità di miscela presente all'interno del cilindro.

Costituisce un altro scopo dell'invenzione quello di fornire un cilindro del tipo citato, la cui struttura non individui un ostacolo al regolare processo di trattamento termico della miscela, pur offrendo il dato reale istantaneo della temperatura assunta da quest'ultima all'interno di questo cilindro.

Questi ed altri scopi sono raggiunti con la vasca cilindrica e con la macchina per la produzione di miscele alimentari secondo le rivendicazioni rispettivamente 1 e 8. Dei preferiti modi di realizzare l’invenzione risultano dalle restanti rivendicazioni.

In rapporto alle tradizionali macchine per la lavorazione di miscele alimentari quella secondo l’invenzione offre il vantaggio che, grazie alla collocazione del sensore sul coperchio del cilindro (ovvero sulla sezione di scarico della miscela dell’alimento), la medesima macchina assicura il costante contatto tra il sensore e la miscela alimentare, così da permettere di leggere il valore di temperatura reale, ovvero la temperatura effettivamente raggiunta dall’alimento medesimo all’interno del cilindro. Questo risultato à ̈ in particolare garantito anche in presenza di quantità ridotte di miscela alimentare che, nelle macchine tradizionali di questo tipo, lascerebbero invece inevitabilmente scoperto, dal prodotto, il sensore posto sul retro del cilindro.

Dal canto suo il descritto posizionamento frontale del sensore, direttamente sul coperchio che chiude il corpo del cilindro, offre il vantaggio di isolare tale sensore rispetto al circuito di raffreddamento/ riscaldamento, altrimenti capace di alterarne la funzionalità. Allo stesso tempo, il descritto posizionamento del sensore frontale non compromette la resa di tale circuito nella zona anteriore del cilindro.

Questi ed altri scopi, vantaggi e caratteristiche risultano dalla descrizione che segue di un preferito modo di realizzare il cilindro e la macchina dell’invenzione illustrati, a titolo di esempio non limitativo, nelle figure delle allegate tavole di disegni. In esse:

- le figure 1 e 2 illustrano in sezione longitudinale un cilindro di tipo noto per il trattamento termico di una miscela alimentare, nelle condizioni di cilindro rispettivamente pieno e parzialmente vuoto;

- la figura 3 illustra in sezione longitudinale un primo esempio di realizzazione del cilindro secondo l’invenzione;

- la figura 4 illustra il cilindro di figura 3 in vista sezionata in pianta;

- le figure 4A e 4B illustrano il particolare A di figura 4, rispettivamente con coperchio chiuso e con coperchio aperto;

- la figura 5 illustra in prospettiva il cilindro dell’invenzione con coperchio in posizione aperta;

- la figura 6 illustra uno spaccato in vista dal basso del cilindro di figura 5;

- la figura 6A illustra il particolare A di figura 6;

- la figura 7 illustra in vista frontale il cilindro dell’invenzione con coperchio in posizione chiusa;

- la figura 8 illustra il particolare del montaggio del sensore sul cilindro delle figure precedenti;

- le figure 9 e 10 illustrano una variante del cilindro dell’invenzione, nelle condizioni di cilindro rispettivamente pieno e parzialmente vuoto; e

- le figure 11 e 12 illustrano i grafici temperatura/tempo della massa alimentare trattata nei cilindri delle figure rispettivamente 9 (cilindro pieno) e 10 (cilindro parzialmente vuoto).

Il cilindro dell'invenzione, indicato complessivamente con 1 in figura 1, à ̈ del tipo tradizionale, in cui un sensore di temperatura o sonda 2 à ̈ collocato sulla parete posteriore o fondo 3 del medesimo cilindro 1. Quest'ultimo à ̈ inoltre equipaggiato, sulla sua superficie esterna, con un serpentino 5 di circolazione per un mezzo raffreddante o riscaldante. Il medesimo cilindro 1 à ̈ inoltre completato da un anello frontale 11 di chiusura sul citato serpentino 5, da un agitatore o mescolatore interno 6 girevole assialmente, nonché da un coperchio frontale o flangia 7.

Nel cilindro 1 di figura 1 à ̈ raccolta una quantità massima (generalmente corrispondente a metà volume del cilindro 1) di prodotto alimentare 8, in quello di figura 2 una quantità minima. Come si può osservare, nella condizione illustrata in figura 1 il sensore 2 di temperatura à ̈ immerso nell’alimento 8, mentre in quella illustrata in figura 2 il citato sensore à ̈ completamente scoperto, falsando di conseguenza la temperatura letta dallo stesso (in quanto temperatura dell’aria e non del prodotto alimentare trattato nel cilindro 1). Pertanto il citato prodotto alimentare, all’uscita dal cilindro di figura 2, non si trova nelle condizioni di lavorazione finale, corrispondenti a quelle desiderate per il suo consumo (stabilità, cremosità, spatolabilità, ecc).

Allo scopo di superare questo inconveniente il cilindro dell’invenzione, come illustrato in figura 3, prevede l’impiego di un sensore di temperatura 9 che à ̈ caratteristicamente collocato nella posizione anteriore del medesimo cilindro 1. In particolare, il citato sensore 9 à ̈ disposto in corrispondenza del coperchio frontale 7 che chiude questo cilindro.

Il posizionamento del sensore 9 direttamente sul cilindro 1, a ridosso dell’area di questo occupata dalle spire del serpentino 5, potrebbe compromettere il delicato equilibrio del sistema di trattamento termico della miscela dell'alimento 8. Se infatti tale posizionamento fosse realizzato per eliminazione di un certo numero di queste spire, si diminuirebbe sensibilmente l'effetto del trattamento termico proprio nella zona più critica del cilindro, ovvero quella corrispondente alla sezione di scarico del prodotto. Dal canto suo la funzionalità del sensore, collocato direttamente tra le spire del serpentino, sarebbe inevitabilmente compromessa dal forte gradiente termico al quale lo stesso sensore risulterebbe inevitabilmente sottoposto durante il funzionamento della macchina.

Di qui la scelta dell'inventore, il quale ha alloggiato il sensore frontale 9 non sul corpo del cilindro 1, fissandolo direttamente su quest'ultimo, bensì in corrispondenza del suo coperchio frontale 7.

Come meglio à ̈ illustrato in figura 8, il sensore 9 à ̈ alloggiato all’interno di una sede 10 del coperchio 7 del cilindro 1, in modo che la sua parte sensibile (20 figura 5), a coperchio 7 chiuso sul cilindro 1, si trovi in contatto con l'alimento 8. Il medesimo sensore 9 à ̈ poi bloccato in questa sede per mezzo di una vite 11 che permette, se necessario, la facile sostituzione del citato sensore, senza creare interferenze con altri componenti.

Dei conduttori 12, stampati nel materiale plastico della flangia 7 e connessi al sensore 9 in corrispondenza di rispettive sedi cave, predisposte sul cappuccio metallico di quest'ultimo, provvedono invece a realizzare il collegamento elettrico a scatto, o a strisciamento, tra questo sensore 9 e il rispettivo contatto fisso 13 montato sul corpo del cilindro 1, nella corrispondente posizione di chiusura del coperchio 7. Dei cavi 14 sono quindi previsti per la trasmissione del segnale di temperatura dal contatto 13 alla centralina che controlla le funzioni della macchina (non rappresentata).

Vantaggiosamente à ̈ stato inoltre scoperto, secondo l'invenzione, che il sensore 9, quando collocato in un punto qualsiasi che appartiene alla semi-porzione inferiore 7a del coperchio 7 (figura 8), fornisce lo stesso livello di precisione sul rilevamento della temperatura del prodotto alimentare 8 lavorato nel cilindro 1.

Nella forma di realizzazione illustrata, il collegamento del sensore 9 alla centralina della macchina à ̈ dunque ripristinato con la chiusura del coperchio 7 sul cilindro 1, per impegno a scatto dei conduttori 12 sul rispettivo contatto 13 montato su questo cilindro.

Come risulta dalla figura 3, la flangia anteriore 7 che chiude il cilindro 1 comprende sia una tramoggia 16 di carico degli ingredienti, alternativa o aggiuntiva rispetto ad un condotto posteriore 15 di alimentazione del prodotto da lavorare, sia un’apertura 17 di scarico del prodotto finito, controllata da uno sportellino 18 (vedi anche figure 6 a 8).

Nella variante delle figure 9 e 10, il cilindro dell’invenzione à ̈ provvisto sia del sensore di temperatura posteriore 2, sia di quello anteriore 9.

Nell’uso, il cilindro 1 può essere alimentato con una quantità di prodotto alimentare 8, per esempio attraverso il citato condotto 15 che sbocca sul fondo del medesimo cilindro 1. Siffatta quantità può essere variabile tra una condizione di pieno carico (corrispondente a metà capacità teorica del detto cilindro) ed una di carico parziale (equivalente a meno di un quarto della capacità teorica del medesimo cilindro 1).

Nella condizione di cilindro 1 a pieno carico (fig.

9) entrambi i sensori 2 e 9 si trovano a diretto contatto con la miscela di prodotto alimentare, ovvero essi sono completamente immersi nella miscela di questo durante l’intero ciclo di lavorazione. In tale condizione, i valori di temperatura letti dai sensori 2 e 9 sono sostanzialmente sovrapponibili. Nell’esempio raffigurato, che à ̈ quello di una miscela di gelato al gusto fior di latte, la differenza di temperatura rilevata dai sensori à ̈ minima per temperature inferiori allo zero (figura 11).

In caso invece di riempimento parziale del cilindro 1(fig. 10) l’unico sensore interessato al contatto con l’alimento à ̈ quello anteriore 9, come à ̈ testimoniato dall’andamento delle curve di temperatura riportate in figura 12. In particolare, a temperature inferiori a 0°C, lo scostamento tra le curve delle temperature rilevate dai sensori 2 e 9 à ̈ molto visibile mentre, nelle condizioni di cilindro pieno, tale scostamento à ̈ praticamente nullo.

All'invenzione, come sopra descritta ed illustrata nelle allegate tavole di disegni, à ̈ possibile apportare delle modifiche, per realizzare delle varianti che tuttavia rientrano nell'ambito delle rivendicazioni che seguono. Così, per esempio, diversi potrebbero essere il numero, la disposizione e il tipo dei citati sensori all'interno del cilindro 1, restando tuttavia invariata la collocazione di almeno uno di essi sul coperchio anteriore che chiude questo cilindro.

Il cilindro dell’invenzione può inoltre essere vantaggiosamente applicato a mantecatori orizzontali, ed anche a macchine combinate per la pastorizzazione e la mantecazione di miscele alimentari (ad esempio alle macchine note in commercio con il marchio “TRITTICO†della ditta Bravo Spa).

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Vasca cilindrica per il trattamento termico di un prodotto alimentare (8), del tipo comprendente mezzi di riscaldamento e/o raffreddamento (5) del detto prodotto alimentare, nonché un mescolatore (6) alloggiato girevole assialmente al suo interno, la citata vasca (1) essendo formata da un mantello cilindrico (4) chiuso da un fondo posteriore (3) e da un coperchio frontale (7), mezzi (15,16) essendo inoltre previsti per alimentare il citato prodotto (8) all’interno della vasca (1), caratterizzata dal fatto di prevedere almeno un sensore (9) della temperatura del citato prodotto alimentare (8)contenuto all’interno della vasca (1), il detto sensore (9) essendo disposto in corrispondenza del citato coperchio frontale (7).
2. 2. Vasca secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il detto sensore (9) Ã ̈ alloggiato in una sede (10) del detto coperchio (7), con parte sensibile (20 fig.5) che, a coperchio chiuso, si trova esposta al contatto con il prodotto (8) contenuto nella vasca (1).
3. 3. Vasca secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che la detta sede (10) per il sensore (9) Ã ̈ prevista in un punto qualsiasi che appartiene alla semi-porzione inferiore (7a) del detto coperchio (7).
4. 4. Vasca secondo una delle rivendicazioni 1 a 3, caratterizzata dal fatto di prevedere inoltre dei conduttori (12) stampati nel materiale plastico della flangia 7 e adatti per realizzare il collegamento elettrico tra il citato sensore (9) ed un corrispondente contatto (13), quest'ultimo montato in posizione fissa sulla vasca (1) nella posizione di chiusura, su questa, del citato coperchio (7).
5. 5. Vasca secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che i detti conduttori (12) sono del tipo con impegno a scatto, o a strisciamento, sul citato contatto (13).
6. 6. Vasca secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di prevedere, oltre al citato sensore anteriore (9), anche un sensore di temperatura (2) collocato nella parete posteriore (3) della medesima vasca (1).
7. 7. Vasca secondo la rivendicazioni 1, caratterizzata dal fatto che la citata flangia anteriore (7) comprende sia una tramoggia (16) di carico di ingredienti, alternativa o aggiuntiva rispetto ad un condotto posteriore (15) della vasca (1) di alimentazione del prodotto da lavorare, sia un’apertura (17) di scarico del prodotto finito, controllata da uno sportellino (18).
8. 8. Macchina per la produzione di miscele alimentari, caratterizzata dal fatto di essere provvista di almeno una vasca secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.