ITMI950095A1 - Macchina per il trattamento termico di miscela di gelato - Google Patents

Abstract

Viene prevista una macchina per il trattamento termico di miscela di gelato comprendente almeno un recipiente di scambio termico per detta miscela impegnato internamente da un agitatore, ed una canalizzazione avvolgente almeno parzialmente detto recipiente e predisposta per un fluido refrigerante presentante in sospensione un liquido lubrificante, la canalizzazione comprendendo una pluralità di camere adiacenti comunicanti tra loro tramite aperture per il flusso del fluido refrigerante da un imbocco ad una uscita, e tramite micropassaggi predisposti in zone di accumulo del lubrificante ad atti a permettere il flusso dello stesso sostanzialmente per capillarità da detto imbocco a detta uscita.

Description

MACCHINA PER IL TRATTAMENTO TERMICO DI MISCELA DI GELATO

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto una macchina per il trattamento termico di miscela di gelato, in particolare del tipo in grado d1 operare almeno il raffreddamento della miscela di gelato.

Come ? noto,attualmente esistono vari tipi di macchine in grado di operare in modo programmabile sulla miscela di gelato, realizzando la stessa miscela, inserendo in essa prefissate quantit? di gas, e mescolando e "impastando" la stessa, nonch? operando trattamenti termici di pastorizzazione, raffreddamento, indurimento ed erogazione.

Queste macchine possono adempiere a pi? funzioni od anche a singoli compiti nella preparazione di gelato.

Tra le varie dette operazioni, ? particolarmente importante la fase di trattamento termico nella quale si esegue il raffreddamento ed il ri mescolamento finale della miscela di gelato. Questa fase determina Infatti la temperatura, la durezza e la pastosit? del prodotto finale, vale a dire 1n larga misura la qualit? del gelato prodotto.

La detta fase ? Importante anche perch? richiede un tempo notevole che incide sulla quantit?, sul costo e sulla prontezza di produzione, speeie a livello dei piccoli produttori.

?' pertanto necessario che i mezzi di raffreddamento che operano sulla miscela di gelato siano il pi? possibile efficienti e funzionali.

Attualmente la miscela di gelato ? predisposta, per il detto raffreddamento finale, in un recipiente di scambio termico che internamente presenta un agitatore adeguatamente sagomato ed esternamente ? almeno in parte circondato da fluido refrigerante.

Lo scambio termico che si realizza tra il fluido refrigerante ed il recipiente deve pertanto avere il massimo rendimento termodinamico possibile per soddisfare la detta esigenza dimassima efficienza e funzionalit? dei mezzi di raffreddamento.

Tuttavia esistono alcune necessit? pratiche del circuito frigorifero nel quale il fluido refrigerante ? inserito che limitano sensibilmente il detto rendimento termodinamico.

Infatti il fluido refrigerante,ad esempio freon, viene immesso Intorno al recipiente di scambio termico allo stato prevalentemente liquido, viene convogliato in una canalizzazione avvolgente il recipiente in modo che assorba calore fino a diventare in massima parte gassoso, e quindi viene convogliato verso un compressore.

Come normalmente accade nei circuiti frigoriferi, il compressore manda il fluido refrigerante almeno ad un condensatore dove lo stesso esce raffreddato ed allo stato prevalentemente liquido, per essere nuovamente immesso nella canalizzazione circondante il recipiente di scambio termico.

Il compressore ? pertanto un elemento necessario del circuito frigorifero e lo stesso per funzionare correttamente richiede la presenza, in sospensione nel fluido refrigerante, di un olio lubrificante.

Quest'olio lubrificante ostacola lo scambio termico del fluido refrigerante con il detto recipiente.

Ci? non solo per le propriet? fisiche del lubrificante, diverse da quelle del refrigerante,ma anche e soprattutto per il fatto che quest'olio tende a separarsi dal fluido refrigerante e ad accumularsi nella canalizzazione che circonda i recipiente.

Infatti il fluido refrigerante subisce un sensibile calo di velocit? in questa canalizzazione e ci? favorisce la separazione dell'olio in sospensione.

L'accumulo di olio crea uno strato gradualmente crescente che Imbratta la detta canalizzazione ed ostacola lo scambio termico tra fluido refrigerante e recipiente.

Non solo: per il detto accumulo diminuisce la quantit? d' olio In sospensione nel fluido refrigerante e pertanto quando lo stesso si reinserisce nel compressore si pu? verificare anche un danneggiamento dello stesso, con arresto di tutta la macchina.

Va rilevato poi che, al fine di ottenere un efficace scambio termico, ? importante anche la struttura della detta canalizzazione per il fluido refrigerante.

Questa struttura ? relativamente complessa e costosa da realizzare in quanto deve convogliare il detto fluido su percorsi il pi? possibile tortuosi ed estesi ed in quanto devono essere previste dilatazioni termiche nettamente differenziate a seconda della posizione dei vari organi rispetto al recipiente di scambio termico, da una parte, e rispetto all'ambiente esterno al circuito frigorifero, a temperatura ambiente, dall'altra parte.

E' Infine Importante, per uno scambio termico efficace a livello di tutta la massa d1 miscela di gelato 1n fase d1 indurimento, che 11 detto agitatore o mescolatore o raschiatore, previsto per rimescolare la miscela di gelato all'Interno del recipiente, possa operare con sufficiente energia senza determinare una forte usura del recipiente stesso.

L'agitatore agisce infatti sulla superficie di scambio termico del recipiente tramite dei coltelli raschiatoi,al fine d1 rimuovere totalmente gli strati di bordo gi? Induriti.

Per ottenere pareti resistenti all'usura del coltelli raschiatoi, 1 recipienti attualmente noti sono in molti casi realizzati in acciai speciali.

Questi acciai appaiono necessari e tuttavia gli stessi non sempre sono pienamente compatibili con tutte le norme di Igiene, ad esempio per 11 loro contenuto In cromo e per 11 fatto di richiedere operazioni d1 lavaggio con prodotti altamente inquinanti.

In questa situazione 11 compito tecnico posto alla base della presente Invenzione ? ideare una macchina per 11 trattamento termico d1 miscela d1 gelato in grado d1 ovviare sostanzialmente agli inconvenienti citati.

Nell?ambito di detto compito tecnico ? un importante scopo dell'Invenzione ideare una macchina nella quale l'olio lubrificante 1n sospensione nel fluido refrigerante non determini una Importante riduzione del rendimento termodinamico della macchina, pur salvaguardando le necessit? di lubrificazione del compressore per il fluido refrigerante. Un altro importante scopo dell'invenzione ? ideare una macchina nella quale la canalizzazione del fluido refrigerante sia eseguita in modo ottimale, in relazione alle esigenze di scambio termico, di compatibilit? con le dilatazioni termiche che si verificano, e di deflusso dell'olio lubrificante.

Un ulteriore scopo ? mettere a disposizione una macchina nella quale il recipiente di scambio termico abbia massima resistenza all'usura e permetta pertanto azioni energiche da parte dei detti coltelli raschiatoi , pur garantendo la massima compatibilit? dei materiali Impiegati con le esigenze di non inquinamento degli alimenti.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da una macchina per il trattamento termico di miscela di gelato che comprende una o pi? delle nuove soluzioni tecniche in seguito descritte e/o illustrate.

Viene ora riportata, a titolo d1 esempio indicativo e non limitativo, la descrizione di una esecuzione preferita di una macchina secondo l'invenzione, Illustrata negli uniti disegni, nei quali:

la figura 1 mostra in sezione e nel suo insieme la porzione della macchina secondo l'invenzione adibita al trattamento termico della miscela di gelato;

la figura 2 evidenzia un elemento della figura 1; e

la figura 3 evidenzia un particolare della figura 1.

Con riferimento alle figure citate, la macchina secondo l?invenzione presenta, all'interno di una intelaiatura ed a fianco d1 organi vari non riguardanti la presente invenzione, un gruppo termico i comprendente un recipiente 2 di scambio termico ed una canalizzazione 3 avvolgente almeno parzialmente il recipiente 2 e connessa ad circuito frigorifero, di per s? noto.

In dettaglio, il recipiente 2 di scambio termico ? previsto per contenere una determinata quantit? di miscela di gelato da raffreddare e indurire, ed alloggia Internamente un agitatore, di per s? noto, che rimuove e rimescola la miscela di gelato.

Il recipiente 2 ? sostanzialmente cilindrico e vantaggiosamente ? realizzato in acciaio rivestito, almeno al suo interno, da uno strato 2a di titanio.

Il detto acciaio pu? essere ad esempio anche del tipo AISI 304, con scarsa resistenza all'usura prolungata dovuta all?azione del detto agitatore, munito 1n modo noto di coltelli raschienti che costantemente percorrono la parete Interna del cilindro.

La canalizzazione 3 ? tubolare e coassiale al recipiente 2 cilindrico e presenta un imbocco 4 Iniziale ed una uscita 5 terminale.

L'imbocco 4 ? posto in una zona alta della canalizzazione 3 e l'uscita 5 ? Invece rivolta verso il basso.

Tra l'imbocco 4 e l'uscita 5 viene convogliato un fluido refrigerante 6, ad esemplo freon, derivato dal circuito frigorifero e avente 1n sospensione un liquido lubrificante 7, ad esempio olio lubrificante. Questo liquido lubrificante 7 in sospensione ? necessario in particolare per il buon funzionamento del compressore che nel detto circuito frigorifero convoglia il refrigerante.

Come evidente dalle figure 1 e 3, la canalizzazione 3 comprende al suo interno una pluralit? di camere 8 adiacenti realizzanti settori consecutivi della canalizzazione 3 separati tra loro mediante diaframmi 9, sostanzialmente discoidali.Le camere 8 sono poste in comunicazione tra loro, per il flusso del fluido refrigerante, da aperture 10 ricavate nei diaframmi 9.

Si rileva che le aperture 10 sono sfalsate tra loro 1n modo atto a costringere 11 fluido refrigerante ad Impegnare totalmente ciascuna camera 8, prima di passare alla successiva.

Vantaggiosamente, 1 diaframmi 9 presentano bordi interni 11 solidali al recipiente 2, cui si impegnano per inserimento forzato, e bordi esterni 12 inseriti in sedi 13 della canalizzazione 3.

Vantaggiosamente, secondo l'invenzione,nella canalizzazione 3 esistono micropassaggi 14, predisposti in zone di accumulo del liquido lubrificante 7, atti a permettere il flusso dello stesso lubrificante tra rimbocco 4 e l'uscita 5.

Questi micropassaggi 14 sono sostanzialmente a labirinto e permettono il flusso di detto liquido lubrificante per capillarit?.Nel caso illustrato sono ricavati in zone di contiguit? tra 1 diaframmi 9 e la canalizzazione 3 e pi? precisamente tra le sedi 13 e detti bordi esterni 12 dei diaframmi 9. Infatti micropassaggi 14 sono realizzati dall'inserimento dei diaframmi 9 nelle sedi 13 con una luce o gioco preferibilmente uguale o inferiore al decimo di millimetro.

Tutte le figure evidenziano poi che la canalizzazione 3 ? realizzata da una pluralit? di fasce anulari 15 saldate consecutivamente tra loro e che le sedi 13 sono poste alle estremit? da saldare delle fasce 15. In pratica ciascuna fascia anulare 15 intermedia presenta due porzioni 13a delle sedi 131n corrispondenza delle sue sponde opposte da saldare,mentre le fasce anulari terminali, connesse all'Imbocco 4 e all'uscita 5,presentano una sola porzione 13a ed un incavo 16a.

Quest'ultimo s1 Impegna con una delle flange di estremit? 16 che chiudono la canalizzazione 3 e che sono dotate di mezzi di impegno vari con le restanti parti della macchina.

Il funzionamento della macchina, sopra descritta in senso prevalentemente strutturale, ? il seguente.

Il fluido refrigerante 6 viene immesso nell?imbocco 4 e fatto circolare in ciascuna camera 8 fino alle aperture 10, per il passaggio d1 camera 1n camera. Cosi facendo il fluido 6 assorbe calore e passa da sostanzialmente liquido a sostanzialmente gassoso e varia anche la sua velocit? di convogllamento.

In questa situazione il liquido lubrificante 7 in sospensione nel refrigerante tende a separarsi dallo stesso refrigerante e ad accumularsi sul fondo delle camere 8.

Se non rimosso il lubrificante si accumula e si diffonde nelle camere 8 fino ad ostacolare sensibilmente l'azione del fluido refrigerante. Inoltre la quantit? di lubrificante rimasta in sospensione nel refrigerante si impoverisce notevolmente, compromettendo cosi il buon funzionamento del compressore dell'impianto frigorifero cui il refrigerante ? inviato, dopo aver percorso la canalizzazione 3.

I micropassaggl 14 rimediano a questa situazione 1n quanto permettono un avanzamento di camera 1n camera del lubrificante 7 separatosi, fino all'uscita 5, dove rientra nel flusso del refrigerante 6 e viene convogliato verso il detto compressore.

Si rileva che i micropassaggl 14, per la loro posizione, sono sempre presenti sul fondo della canalizzazione 3 e che gli stessi, per la loro esiguit? non interferiscono con il flusso del refrigerante.

Inoltre il lubrificante tende spontaneamente ad occludere 1 micropassaggl ed a fluire per capillarit? lungo gli stessi.

Per di pi?, data la spinta del flusso di refrigerante in direzione dell'uscita 5, il lubrificante si sposta necessariamente nella stessa direzione e opportunamente fuoriesce per caduta dall'uscita 5.

I micropassaggl 14 sono agevolmente ottenuti, secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, mediante l'inserimento con piccolo gioco del bordo esterno 12 dei diaframmi 9 nelle sedi 13 e questo posizionamento ottiene anche di non bloccare ad entrambe le estremit? 1 diaframmi 9 e d1 lasciare liberi gli stessi e tutto il gruppo 1 nelle dilatazioni termiche, dato che le stesse sono diverse sull'esterno e sull'interno. Secondo ancora un altro aspetto dell'Invenzione, la realizzazione della canalizzazione 3 con tutte le caratteristiche prima esposte ? Immediatamente ottenibile con montaggio e saldatura progressiva delle fasce anulari 15 e con contemporaneo montaggio dei diaframmi 9.

Infine, l'utilizzazione d1 un acciaio quale 11 detto AISI 304 permette di evitare qualunque pericolo di Inquinamento,mentre 1 pericoli d1 usura per l'azione delle lame raschienti sono superati con il rivestimento in titanio.

L'invenzione realizza un nuovo procedimento di canalizzazione di un fluido refrigerante, avente In sospensione un liquido lubrificante, che forma anch?esso parte Integrante del presente brevetto.

Secondo questo procedimento si prevede di convogliare separatamente e contemporaneamente, in una stessa direzione, il fluido refrigerante e la parte del liquido lubrificante che si separa dal fluido.

In particolare il liquido lubrificante che si ? separato viene convogliato con micropassaggl posizionati in zone di accumulo d1 detto liquido e complessivamente svlluppantisl nella stessa direzione di detto fluido.

L'avanzamento del liquido lubrificante che si ? separato viene ottenuto anche per capillarit?, tramite un adatto dimensionamento dei detti micropassaggl.

L'invenzione ? suscettibile do numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto Inventivo.

Tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti e nella pratica attuazione del trovato materiali, le forme e le dimensioni possono essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Macchina per il trattamento termico di miscela di gelato, comprendente almeno un recipiente di scambio termico per detta miscela impegnato internamente da un agitatore, ed una canalizzazione avvolgente almeno parzialmente detto recipiente,avente un Imbocco iniziale ed una uscita terminale, ed atta a convogliare un fluido refrigerante presentante 1n sospensione un liquido lubrificante,caratterizzata dal fatto che detta canalizzazione comprende una pluralit? di camere comunicanti tra loro tramite aperture per detto refrigerante e tramite micropassaggi posti in zone di accumulo di detto lubrificante ed atti a permettere 11 flusso dello stesso tra detti imbocco e uscita.
2. 2) Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui detti micropassaggi presentano direzioni di sviluppo sostanzialmente a labirinto e permettono il flusso di detto liquido lubrificante per capillarit?.
3. 3) Macchina secondo una o pi? delle rivendicazione precedenti, 1n particolare la 1, in cui detta canalizzazione ? sostanzialmente tubolare e dette camere sono settori consecutivi di detta canalizzazione tubolare separati tra loro da diaframmi, ed in cui detti mlcropassaggl sono ricavati 1n corrispondenza di zone di contiguit? tra detti diaframmi e detta canalizzazione tubolare.
4. 4) Macchina secondo una o pi? delle riv. precedenti, In particolare la 1, in cui detto recipiente ? sostanzialmente cilindrico, detta canalizzazione ? tubolare ed avvolgente detto recipiente cilindrico, e dette camere sono settori consecutivi di detta canalizzazione tubolare separati tra loro da diaframmi, ed in cui detti diaframmi presentano bordi Interni solidali a detto recipiente cilindrico e bordi esterni alloggiati in sedi ricavate in detta canalizzazione tubolare.
5. 5) Macchina secondo una o pi? delle riv.precedenti, in particolare la 4, in cui in cui detta canalizzazione ? realizzata da una pluralit? di fasce anulari saldate tra loro e presentanti ciascuna almeno una porzione di una detta sede ad una estremit? da saldare.
6. 6) Macchina secondo una o pi? delle riv.precedenti, 1n particolare la 4, in cui detti micropassaggi sono ricavati tra dette sedi e detti bordi esterni e sono realizzati da un inserimento con gioco di detti diaframmi in dette sedi.
7. 7) Macchina secondo una o pi? delle r1v.precedenti, in particolare la 1, in cui detto recipiente ? in acciaio rivestito in titanio.
8. 8) Procedimento di canalizzazione d1 un fluido refrigerante avente in sospensione un liquido lubrificante, caratterizzato dal fatto di consistere nel convogliare separatamente detto fluido e la parte di detto liquido lubrificante che s1 separa dal detto fluido, detto liquido lubrificante che si ? separato essendo convogliato con micropassaggi sviluppantisi nella stessa direzione di detto fluido.
9. 9) Procedimento secondo la r1v. 8, in cui detto liquido lubrificante che si separa viene fatto avanzare per capillarit?.
10. 10) Macchina e procedimento caratterizzati dal fatto di comprende una o pi? delle nuove soluzioni tecniche descritte o Illustrate.