JP2006238704A - 冷菓製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷菓原料24が収容された原料タンク8と、原料タンク8と連通し冷媒により冷菓原料24が冷却されて冷菓25とされるフリーザ胴1と、フリーザ胴1内の冷菓原料24を撹拌する撹拌機2と、フリーザ胴1に冷媒を供給する冷凍サイクルとを具備してなる冷菓製造装置において、冷却運転時に撹拌機2の駆動トルクを検出し、フリーザ胴1内の冷菓25が凍結前の過冷状態にあることを検知する冷却制御部51を備えている。
【選択図】図1
Description
このとき、フリーザ胴内と大気開放されたキャブレタチューブの上端部との間においては空気の流通が可能になるので、冷菓原料の充填に伴ってフリーザ胴内の空気を排気したり、あるいは、冷菓材料とともにフリーザ胴内に空気を導入することができる。このような冷菓原料の充填及び空気の導入は、キャブレタチューブの出口側先端が液面により閉じられた時点で終了する。
また、タイマーを用いて冷凍時間の管理を行ってはいるものの、このような冷凍管理の場合には、冷却能力が過大で冷菓が凍結しても、実際に冷菓凍結が発覚するのは通常タイマーの設定時間を経過した後となる。
このような背景から、冷菓が凍結する前の過冷を確実に検出し、冷菓凍結により生じる破損等の不具合を解決することができる冷菓製造装置の開発が望まれる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷菓凍結前の過冷状態を確実に検出することができる冷菓製造装置を提供することにある。
本発明に係る冷菓製造装置は、冷菓原料が収容された原料タンクと、該原料タンクと連通し冷媒により前記冷菓原料が冷却されて冷菓とされるフリーザ胴と、前記フリーザ胴内の冷菓原料を撹拌する撹拌手段と、前記フリーザ胴に冷媒を供給する冷凍サイクルとを具備してなる冷菓製造装置において、
冷却運転時に前記撹拌手段の駆動トルクを検出し、前記フリーザ胴内の冷菓が凍結前の過冷状態にあることを検知する冷却制御手段を備えていることを特徴とするものである。
この場合、前記駆動トルクの急変が適正なトルク変化からの所定値以上の急減であり、かつ、急減後の低トルクが所定時間以上継続して略一定に維持された場合には、前記冷菓原料が適正量より不足気味で前記過冷状態になっていると判断することが好ましい。これは、フリーザ胴内の冷菓原料が適正量より若干不足気味の場合には、冷菓の過冷が始まると撹拌機の駆動トルクが急激に低下した低トルク状態が継続するという知見に基づくものである。
この場合、前記冷菓制御手段は、前記冷菓原料の適正量と比較した不足量が所定値以上であることを検出した場合、保冷運転に切り換えて告知手段を動作させることが好ましく、これにより、たとえば原料タンク内の冷菓原料が規定量以下で運転継続が困難な状況にあると判断し、保冷運転により冷菓原料の品質を維持しながらユーザーに状況を告知することができる。
図1は、冷菓製造装置の原料タンク・フリーザ胴及び冷媒配管系統(冷凍サイクル)を示す図で、1は冷菓原料24を冷却して冷菓25とするフリーザ胴、8は冷菓原料24を貯蔵するとともにフリーザ胴1に冷菓原料24を供給する原料タンクである。原料タンク8はフリーザ胴1の上方に設けられ、キャブレタチューブ9を介して連通するフリーザ胴1に冷菓原料24を供給可能とされる。原料タンク8には、適正量以上の冷菓原料24が貯蔵されていることを検出するため、図示しないフロートスイッチが設けられている。
また、冷媒の流動経路には、四方弁16、凝縮器17、膨張弁20,22が設けられている。なお、これら四方弁16、凝縮器17、膨張弁20,22、伝熱管21及びジャケット3を冷媒の流動経路となる配管で接続することにより、冷媒が状態変化を繰り返して循環する冷凍サイクルが構成される。
この冷却制御部51は、冷却運転時に電動機7の駆動トルクを検出し、フリーザ胴1内の冷菓(冷菓原料24及び冷菓25)が凍結前の過冷状態にあることを検知する機能を有している。以下の説明では、図2に示すように、インバータ制御の電動機7が撹拌機2を駆動するものとする。また、この電動機7は、インバータ制御の三相交流電動機であり、インバータ制御部60を介して交流電源70と接続されている。
また、インバータ制御部60で算出されたトルク値は、撹拌機2の駆動トルクとして制御部50の冷却制御部51に入力される。冷却制御部51では、入力された駆動トルクのトルク値に基づいて、以下に説明する制御を行う。
なお、撹拌機2がインバータ制御の電動機7により駆動されることにより、駆動トルクを高精度に検出することができる。
以後この冷却運転の停止、起動を繰り返すことによって冷菓25が所定の固さになるよう制御する。また、適切な固さについては、たとえば冷菓がソフトクリームである場合とシェークである場合とでは異なるので、適宜選択切換スイッチを設けるなどして切換可能にしておく。
なお、原料タンク8内の冷却制御については、上述したフリーザ胴1の冷却運転制御とは切り離し、冷菓原料24が10℃以下になるよう維持する。
こうして冷菓25が取出されると、冷菓原料24及び空気がフリーザ胴1側へ補給され、その分だけ原料タンク8内の冷菓原料24の液面が低下する。従って、フリーザ胴1内には、原料タンク8及び大気からキャブレタチューブ9を経て、冷菓原料24及び空気が補給される。
加熱殺菌運転時、圧縮機15から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、図1に破線矢印で示すように、四方弁16から冷媒管34に導入される。この後、冷媒ガスは2つの流路に分岐し、一方は伝熱管21を流過する過程で原料タンク8内の冷菓原料24を加熱するとともに凝縮液化し、その後、冷媒管35aに介装されている膨張弁20で絞られることにより断熱膨張する。他方はジャケット3内に入り、ここでフリーザ胴1内の冷菓原料24及び冷菓25を加熱殺菌するとともに凝縮液化し、その後、冷媒管35bに介装されている膨張弁22で絞られることにより断熱膨張する。これら膨張弁20及び膨張弁22を流過した冷媒は合流して凝縮器17に入り、ここで伝熱管18内を流過する冷却水から吸熱することによって蒸発気化し、その後四方弁16を経て圧縮機15に吸込まれる。
正常な冷却運転では、冷却運転開始から時間の経過とともに撹拌機2の駆動トルク(電動機トルク)がある適正な上昇カーブをもって上昇する。図示の例では、電動機トルクが所定時間内に点Aまで上昇すると冷菓が正常に製造されて完成したと判断され、仕込み運転が停止されて冷却維持運転に切り換えられる。このため、正常な冷却運転では、電動機トルクの変化はある範囲内の上昇カーブを持って上昇することとなる。なお、この場合のトルク変化は、比較的小さな上下変動を繰り返しながら上昇するものであるから、たとえば移動平均を算出することにより全体的なトルク変化の傾向を得ることができる。
最初に、駆動トルクの急変が適正なトルク変化から所定値以上急減した場合について説明する。このような駆動トルクの急減は、急減後の低トルクが所定時間以上継続して略一定に維持されたことを確認した場合に、冷菓原料24が適正量より不足気味で過冷状態になっていると判断することができる。すなわち、図3の点Bまで正常に電動機トルクが上昇し、電動機トルク値が所定値ΔR1以上の急激な低下をして略一定の値が所定時間Δt1以上継続した場合には、フリーザ胴1内の冷菓原料24が適正量より若干不足気味で過冷状態になっていると判断される。この判断は、冷菓25の過冷が始まると、撹拌機2の駆動トルクが急激に低下した低トルク状態が継続するという知見に基づいている。
すなわち、所定時間内に過冷状態が解消されないことは、正常な冷却運転を実施できない何らかの異常があると判断できるので、その旨を適当な告知手段によりユーザーの運転管理者に告知して点検等の対処を促すとともに、保冷運転により冷菓原料24の品質を維持しながら装置の破損等最悪の事態を回避することができる。なお、この場合の適当な告知手段としては、ブザーや音声等の聴覚による告知、ランプ点灯・点滅や表示板への表示等の視覚による告知、及びこれらの組み合わせなどがある。
そして、解凍再生運転においては、解凍運転完了後、再度冷却運転を再開するが、再開後の所定時間内に再度上述した過冷状態を検知すると、今度は保冷運転に切り換えて告知手段を動作させる。すなわち、所定時間内に部分凍結が解消されないことは、正常な冷却運転をできない何らかの異常があると判断できるので、異常がある旨を適当な告知手段により運転管理者に告知して点検等の対処を促すとともに、保冷運転により冷菓原料24の品質を維持しながら装置の破損等最悪の事態を回避することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
2 撹拌機(撹拌手段)
7 電動機
8 原料タンク
15 圧縮機
16 四方弁
24 冷菓原料
25 冷菓
50 制御部
51 冷却制御部(冷却制御手段)
Claims (9)
- 冷菓原料が収容された原料タンクと、該原料タンクと連通し冷媒により前記冷菓原料が冷却されて冷菓とされるフリーザ胴と、前記フリーザ胴内の冷菓原料を撹拌する撹拌手段と、前記フリーザ胴に冷媒を供給する冷凍サイクルとを具備してなる冷菓製造装置において、
冷却運転時に前記撹拌手段の駆動トルクを検出し、前記フリーザ胴内の冷菓が凍結前の過冷状態にあることを検知する冷却制御手段を備えていることを特徴とする冷菓製造装置。 - 前記冷却制御手段は、前記駆動トルクの急変を検出した場合に前記過冷状態にあると判断することを特徴とする請求項1に記載の冷菓製造装置。
- 前記駆動トルクの急変が適正なトルク変化からの所定値以上の急減であり、かつ、急減後の低トルクが所定時間以上継続して略一定に維持された場合には、前記冷菓原料が適正量より不足気味で前記過冷状態になっていると判断することを特徴とする請求項2に記載の冷菓製造装置。
- 前記駆動トルクの急変が適正なトルク変化から冷菓完成時の適正トルクを超える急増であり、かつ、急増後の高トルクが所定時間以上継続して略一定に維持された場合には、過冷により冷菓の部分凍結が生じたと判断することを特徴とする請求項2に記載の冷菓製造装置。
- 前記冷却制御手段は、前記過冷状態または前記部分凍結を検知して解凍再生運転に切り換えることを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の冷菓製造装置。
- 前記冷菓制御手段は、前記解凍再生運転において、解凍運転完了後に前記冷却運転を再開し、所定時間内に前記過冷状態を再度検知した場合は、保冷運転に切り換えて告知手段を動作させることを特徴とする請求項5に記載の冷菓製造装置。
- 前記冷菓制御手段は、前記駆動トルクの変化が冷菓完成時の適正トルクより小さな値で所定時間以上維持された場合には、前記冷菓原料の適正量と比較した不足量が所定値以上であると判断することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の冷菓製造装置。
- 前記冷菓制御手段は、前記冷菓原料の適正量と比較した不足量が所定値以上であることを検出した場合、保冷運転に切り換えて告知手段を動作させることを特徴とする請求項7に記載の冷菓製造装置。
- 前記撹拌手段がインバータ制御の電動機により駆動されることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の冷菓製造装置。
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WO2019000610A1 (zh) * | 2017-06-28 | 2019-01-03 | 广州市广绅电器制造有限公司 | 双节流预冷保鲜冰淇淋机冷控装置及冷控方法及冰淇淋机 |
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2005
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WO2019000610A1 (zh) * | 2017-06-28 | 2019-01-03 | 广州市广绅电器制造有限公司 | 双节流预冷保鲜冰淇淋机冷控装置及冷控方法及冰淇淋机 |
US11369125B2 (en) | 2017-06-28 | 2022-06-28 | Guangzhou Guangshen Electric Produce Co., Ltd | Pre-cooling and freshness-preserving cooling control device employing dual throttling systems for ice-cream machine, cooling control method, and ice-cream machine |
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