JP2019198323A - 液状または半液状の食品製品を製造するための機械 - Google Patents

Abstract

【課題】原料組成に従って処理サイクルを容易かつ効果的に最適化することを可能にする、液状又は半液状の食品製品を製造するための機械の提供。【解決手段】液状又は半液状の食品製品を製造するための機械であって、フレーム２、製品処理ユニット３、及び処理ユニット３を駆動するための制御ユニット３５を備える機械。処理ユニット３は、ブラシレスギアモータ１１によってその中心軸５ａを中心に回転するように設定され、内部に製品処理チャンバ６を画定する第１の容器５を備える。機械は、チャンバ６内にへら２５を備えた攪拌機７と、攪拌機７を移動させる運動ユニット２６とを備える。運動ユニット２６は、２つの別個の線形アクチュエータ２７、２８を介して、第１の容器５の底部に向かう及びそこから離れる方向の第１の運動と、第１の容器の内壁に向かう及びそこから離れる方向の、第１の運動とは独立した第２の運動とをへら２５に与える。【選択図】図３

Description

本発明は、食品製品（好ましくは液状または半液状）、特にアイスクリーム（ジェラート、シャーベット、ソフトアイスクリームなど）、ベーカリーおよび菓子類（カスタードおよびチョコレートクリームなど）またはケイタリング（セイボリースープなど）の分野の食品製品を製造するための機械に関する。

以下では、説明の便宜上および一般性を失うことなく、アイスクリームの分野について言及するが、そこでは非常に短い時間に顧客の要求を満たすことができる様々な種類および味で少量の職人製品を製造することができる必要性が強く感じられている。

この必要性は、伝統に根ざした最先端のツールを提供し、伝統的な職人業のものと同様の結果を得ることができるという観点で、様々な製品をその原料の観点から交互に製造することを意図した単純で多用途の機械の設計を含む。

したがって、特に強く感じられる第一の必要性は、原料組成に従っておよび／または製造される製品の種類（ジェラート、シャーベット、ソフトアイスクリームなど）に従って原料を処理するための特定のサイクルを設定することを可能にする機械に対する必要性である。

同時に、この業界で感じられるもう１つの必要性は、容易で低コストの保守と高品質のアイスクリーム製造の保証とを両立することができる機械に対する必要性である。

本発明は、原料組成に従って、すなわち製造される製品に従って処理サイクルを容易かつ効果的に最適化することを可能にする液状または半液状の食品製品を製造するための機械を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、容易で低コストの保守を可能にし、かつ、製造される製品の品質および食品の安全性を保証することができる液状または半液状の食品製品を製造するための機械を提供することである。

本発明によれば、これらの目的は、液状または半液状の食品製品を製造するための、添付の特許請求の範囲の１つまたは複数に記載されている技術的特徴を含む機械によって達成される。

本発明の技術的特徴および利点は、好ましい非限定的な実施形態を示す添付の図面を参照しながら、以下の詳細な説明からより明らかになろう。
本発明に係る液状または半液状の食品製品を製造するための機械を示す。 図１の機械のサーマルユニットを概略的に示す図である。 図１の機械の構成部品の一部を部分的に断面図で、かつ部分的に概略的に示す。 明瞭さのために一部の部品が切り取られている図１の機械の詳細を示す。 明瞭さのために一部の部品が切り取られている図１の機械の上部を示す。 動作位置における図１の機械の詳細を示している。 動作位置における図１の機械の詳細を示している。

図１の数字１は、全体として、高温と低温の両方で提供される液状または半液状の食品製品を製造するための機械を示す。

より具体的には、機械１は、アイスクリーム業界に関するジェラート、シャーベット、ソフトアイスクリームなど、ベーカリーと菓子類業界に関するカスタードクリーム、チョコレートクリームなど、ケイタリング業界に関するセイボリースープなどを製造することができる。

機械１はフレーム２を含み、フレーム２上に製品を処理するためのユニット３が取り付けられ、フレーム２は熱力学的サイクルに基づくサーマルユニット４を収容する（図２）。

より詳細に見ると、サーマルユニット４は、換気口を備えた平行六面体形状のガード２ａに囲まれたフレーム２の底部に収容されている。

図３により詳細に示されているように、処理ユニット３は、その内部に製品処理チャンバ６を画定する第１の容器５と、使用時に少なくとも部分的にチャンバ６内に取り付けられる攪拌機７と、その内部に第１の容器５を収容するための収容チャンバ９を画定する第２の容器８と、を備える。

処理チャンバ６と収容チャンバ９は共に略円筒形である。

容器５は、ガード２ａ内でフレーム２に固定して取り付けられている容器８内に同軸にかつ取り外し可能に収容されている。

また、容器５は、容器８内に回転可能に収容されており、ブラシレスモータ（ギアモータ）１１の駆動シャフト１０ａによってその中心軸５ａを中心に回転駆動される。

シャフト１０ａは、容器５の底部からその装填縁部を越えて軸５ａに沿って延びる容器５の中央ロッド１０ｂと軸方向に一列に並んで連結されている。

シャフト１０ａとロッド１０ｂとの間の連結は、好ましくはクイックディスコネクトタイプ（ｑｕｉｃｋ ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ ｔｙｐｅ）の連結部材１２によって固定される。

容器５、シャフト１０ａ及びロッド１０ｂに共通の回転軸５ａは垂直方向に配置されている。

ギアモータ１１はフレーム２の上部に取り付けられ、補助的なキャップ形状のガード２ｂ内に囲まれている。

使用時、すなわち容器５が容器８の内側に収容されると、熱交換流体を含む間隙１５が容器５の外壁１３と容器８の内壁１４との間に画定される。

必須ではないが好ましくは、熱交換流体はグリコールまたはグリコール混合物である。

容器５の外壁１３には、スパイラルチャネル１６（図２）が設けられており、その目的は、熱交換流体から処理チャンバ６への熱伝達を改善することである。

あるいは、容器５の底部には、熱交換を改善する乱流状態を生じさせることを目的とする１つまたは複数のブレードが設けられている。

言い換えれば、一態様によれば、１つまたは複数のブレードは、（容器５と８との間の）熱交換流体内に熱交換を改善することができる乱流状態を生成するために、容器５と一体的に回転駆動される（必須ではないが、好ましくは容器５に結合される）。

実際には、容器５がギアモータ１１によって回転させられると、チャネル１６は間隙１５内の熱交換流体に螺旋状の撹拌運動を与え、それによって熱交換効率を高める。

熱交換流体は、容器８の内壁１４を介してサーマルユニット４によって冷却または加熱され、容器８の内壁１４は、サーマルユニット４の流体コイル１７によって冷却または加熱される。

コイル１７は、必須ではないが、好ましくは容器８の側壁に埋め込まれたスパイラルチャネルによって画定され、熱交換流体によって横断される（図２）。

したがって、容器５内の製品の冷却または加熱は、２つの流体、すなわち間隙１５内の液体バス（ｌｉｑｕｉｄ ｂａｔｈ）を構成する（第１の）熱交換流体（グリコール）、および容器８の壁を介して第１の熱交換流体と熱交換する（第２の）熱交換流体によって達成されることに留意されたい。

コイル１７の他に、サーマルユニット４は、好ましくは、圧縮機１８、熱交換器１９、および熱交換流体の圧力を低下させるための減圧要素２０を備える。

サーマルユニット４はまた、熱交換流体が圧縮機１８とコイル１７との間を循環して熱力学的な高温ガスサイクルを生成することを可能にするように設計されたバイパス分岐２１を備える。

このサイクルでは、熱交換流体が圧縮機１８内で加熱されてコイル１７に熱を伝達し、それによって間隙１５内に含まれる熱交換流体、したがって容器５の処理チャンバ６内に含まれる製品を加熱する。

サーマルユニット４は、１つまたは複数の弁を備え、例えば、圧縮機１８の出口を以下のＡ）、Ｂ）にそれぞれ交互に接続するように構成されたスイッチ２２をさらに含むことができる。
Ａ）バイパス分岐２１（および、したがってコイル１７の入口）。
Ｂ）熱交換器１９および減圧要素２０によって影響を受ける分岐２３。

したがって、Ａ構成では、熱交換流体（グリコール）を、したがって処理中の製品を加熱することを可能にするために高温ガス熱力学サイクルが実行され、Ｂ構成では、熱力学冷凍サイクルが実行され、その間、コイル１７内の熱交換流体が膨張し、この場合、コイル１７は蒸発器として作用し、したがって容器５内の製品を冷却することを可能にする。

サーマルユニット４は、任意選択的であるバイパス分岐２１およびスイッチ２２を含んでも含まなくてもよいことに留意されたい。

前記攪拌機７は、従動ロッド２４と、従動ロッド２４の下端に固定されたへら２５とを備えている。

従動ロッド２４は、その中心軸２４ａが軸５ａから所定の距離Ｄに配置された状態で、シャフト１０ａとロッド１０ｂとからなるアセンブリと平行に延びている。

へら２５は、従動ロッド２４の下端から偏心して延びている。

ロッド２４の上端は、互いに独立した２つの運動、具体的には容器５の底部に向かう方向および容器５の底部から離れる方向への第１の運動、ならびに容器５の内壁に向かう方向および当該内壁から離れる方向への第２の運動をへら２５に与える運動ユニット２６に連結される。

第１の運動は、軸２４ａに沿った従動ロッド２４の並進によって与えられる垂直方向の直線運動である。

第２の運動は、軸２４ａを中心とする従動ロッド２４の振動によって与えられる偏心振動運動である。

従動ロッド２４の軸２４ａに沿った並進は、運動ユニット２６の第１の線形アクチュエータ２７によって与えられる。

好ましくは、軸２４ａに沿った従動ロッド２４の並進は、第１の線形アクチュエータ２７によって直接与えられ、その駆動端は、従動ロッド２４の上端を押圧するボールジョイントを有する。

第１の線形アクチュエータ２７は、ギアモータ１１の近傍のガード２ｂ内に収容されている。

軸２４ａを中心とする従動ロッド２４の振動は、運動ユニット２６の第２の線形アクチュエータ２８によって与えられる。

第２の線形アクチュエータ２８もガード２ｂに収容されている。

好ましくは、図４により詳細に示されるように、軸２４ａを中心とする従動ロッド２４の振動は、クランクトランスミッション２９を介して第２の線形アクチュエータ２８によって与えられる。

トランスミッション２９は、従動ロッド２４と一体のクランク３０と、一方の側で第２の線形アクチュエータ２８の駆動端にヒンジ状に連結され、他方の側でヒンジ３２を介してクランク３０にヒンジ状に連結されたコネクティングロッド３１とを備える。

ヒンジ３２はロッド３３と一体に取り付けられ、それに沿ってクランク３０が軸２４ａと平行に摺動状（ｓｌｉｄｅｒ−ｌｉｋｅ ｆａｓｈｉｏｎ）に移動することができる。

より具体的には、ロッド３３は平坦であり、ロッド３３に沿って摺動するクランク３０の端部は平坦な摺動路３４を有する。

第２の線形アクチュエータ２８によって付与されるへら２５の運動は、この業界の用語では「リフト」および「スプレッド」として知られている。

実際には、へら２５が容器５の内壁に対してとる位置に応じて、処理されている製品を壁から削り取る（「リフト」機能）またはそれを広げる（「スプレッド」機能）ことができる。

へら２５の２つの独立した運動と同じく独立して制御される容器５の回転速度のおかげで、多くの異なる製品プロセスを得ることが可能である。

例えば、アイスクリームからなる製品の「ハーフサイズ（ｈａｌｆ ｌｏａｄ）」として知られるサイクルでは、へら５の垂直方向の運動は容器５の底部に制限されてもよい。

一方、スラッシュ飲料からなる製品を処理するためのサイクルでは、乳化を避けるために「リフト」工程中に容器５の角速度を遅くすることができ、「スプレッド」工程中に容器５の角速度を上昇させることができ、これによって遠心加速度が容器５の内壁に製品を「広げ」、したがって熱交換を増大させる。

ギアモータ１１および線形アクチュエータ２７および２８は、図３にブロックとして概略的に表されている制御ユニット３５によって制御される。

好ましくは、制御ユニット３５はガード２ｂ内に収容されている。

制御ユニット３５は、図示していないが、サーマルユニット４も制御することが好ましい。

好ましくは、制御ユニットは、複数の「レシピ」に従って、すなわち処理される製品の種類に従って、ギアモータ１１および線形アクチュエータ２７および２８を制御する。

本発明のさらなる有利な態様によれば、図３に示すように、間隙１５は、二方向ポンプ３８が取り付けられているダクト３７を介して補助タンク３６と連通している。

このようにして、容器５を迅速かつ経済的に（例えば、１つのアイスクリームフレーバーから別のフレーバーに切り替える場合に）洗浄し、熱交換流体（グリコール）の熱慣性により洗浄水が凍結するのを防ぐことができる。

実際には、ポンプ３８を使用して、間隙１５内のバスからタンク３６に熱交換流体を流体の温度（典型的には−２５℃）を変えることなく移送するが、これはエネルギー節約の点で明らかな利点である。

洗浄が終了すると、熱交換流体はタンク３６から容器８のバスに戻され、別の製造サイクルを直ちに開始することができる。

ポンプ３８およびタンク３６の使用はまた、制御ユニット３５を使用して調節可能である、同じ温度で熱交換流体を用いて容器５の（高さにおける）冷却（または加熱）を部分化することを可能にする。したがって、混合物の量を減らす（通常は半分の量（ｈａｌｆ ｌｏａｄｓ））ために有用である。

容器８内の熱交換流体バスの液面を測定するために、一連のセンサ３９が設けられ、当該一連のセンサは間隙１５内、具体的には第２の容器８の内壁１４の異なる高さに取り付けられ、制御ユニット３５に接続されている。

Claims (9)

1. 液状または半液状の食品製品を製造するための機械であって、
   − フレーム（２）と、
   − 前記フレーム（２）に取り付けられた製品処理ユニット（３）であって、その中心軸（５ａ）を中心に回転し、その内部に製品処理チャンバ（６）を画定する第１の容器（５）を備える処理ユニット（３）と、前記処理ユニット（３）を駆動するための制御ユニット（３５）と、前記処理チャンバ（６）内に取り付けられたへら（２５）を備えた攪拌機（７）と、前記攪拌機（７）を移動させるための運動ユニット（２６）とを備え、
   前記攪拌機（７）を移動させるための前記運動ユニット（２６）は、前記第１の容器（５）の底部に向かう方向および当該底部から離れる方向の第１の運動と、前記第１の容器（５）の内壁に向かう方向および当該内壁から離れる方向の第２の運動とを前記へら（２５）に与え、前記第１および第２の運動は互いに独立している、機械。
2. 前記運動ユニット（２６）が、前記制御ユニット（３５）によって駆動される第１の線形アクチュエータ（２７）および第２の線形アクチュエータ（２８）を含み、前記第１および第２の運動が、それぞれ、前記第１の線形アクチュエータ（２７）および前記第２の線形アクチュエータ（２８）によって与えられる、請求項１に記載の機械。
3. 前記第１の運動および前記第２の運動は、従動ロッド（２４）を介して前記へら（２５）に与えられ、前記へら（２５）は、前記従動ロッド（２４）の下端に固定され、そこから偏心的に延びる、請求項２に記載の機械。
4. 前記第１の運動は、前記第１の線形アクチュエータ（２７）によって与えられ、前記従動ロッド（２４）をその中心軸（２４ａ）に沿って並進させる垂直方向の直線運動である、請求項３に記載の機械。
5. 前記第２の運動は、前記第２の線形アクチュエータ（２８）によって与えられ、前記従動ロッド（２４）をその中心軸（２４ａ）を中心に振動させる偏心振動運動である、請求項３または４に記載の機械。
6. 前記第１の容器（５）は、速度が前記制御ユニット（３５）によって制御されるブラシレスギアモータ（１１）によってその中心軸（５ａ）を中心に回転駆動される、請求項１から５のいずれか１項に記載の機械。
7. 前記製品が処理されている間に前記処理ユニット（３）と関連して熱交換するサーマルユニット（４）をさらに含み、前記処理ユニット（３）は、前記フレーム（２）に固定され、その内部に前記第１の回転容器（５）を収容する収容チャンバ（９）を画定する第２の容器（８）をさらに含み、前記第１の容器（５）は、前記第２の容器（８）内に取り外し可能に収容され、その外壁（１３）と前記第２の容器（８）の内壁（１４）との間に熱交換流体バスを含む間隙（１５）を画定し、前記熱交換流体バスは、前記第２の容器（８）の前記内壁（１４）を介して前記サーマルユニット（４）と熱交換する、請求項１から６のいずれか１項に記載の機械。
8. 前記間隙（１５）が、二方向ポンプ（３８）が取り付けられているダクト（３７）を介して補助タンク（３６）と流体連通している、請求項７に記載の機械。
9. 前記間隙（１５）内、具体的には前記第２の容器（８）の前記内壁（１４）の異なる高さに取り付けられ、前記制御ユニット（３５）に接続されて、前記熱交換流体バスの液面を示す一連のセンサ（３９）を備える、 請求項８に記載の機械。

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