JP2019513006A - 低温製品又は冷凍製品を調製するためのデバイス及び方法 - Google Patents
低温製品又は冷凍製品を調製するためのデバイス及び方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019513006A JP2019513006A JP2018544340A JP2018544340A JP2019513006A JP 2019513006 A JP2019513006 A JP 2019513006A JP 2018544340 A JP2018544340 A JP 2018544340A JP 2018544340 A JP2018544340 A JP 2018544340A JP 2019513006 A JP2019513006 A JP 2019513006A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- product
- fluid
- processing chamber
- processing
- preparing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23G—COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF
- A23G9/00—Frozen sweets, e.g. ice confectionery, ice-cream; Mixtures therefor
- A23G9/04—Production of frozen sweets, e.g. ice-cream
- A23G9/08—Batch production
- A23G9/12—Batch production using means for stirring the contents in a non-moving container
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23G—COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF
- A23G9/00—Frozen sweets, e.g. ice confectionery, ice-cream; Mixtures therefor
- A23G9/04—Production of frozen sweets, e.g. ice-cream
- A23G9/22—Details, component parts or accessories of apparatus insofar as not peculiar to a single one of the preceding groups
- A23G9/224—Agitators or scrapers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23G—COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF
- A23G9/00—Frozen sweets, e.g. ice confectionery, ice-cream; Mixtures therefor
- A23G9/44—Frozen sweets, e.g. ice confectionery, ice-cream; Mixtures therefor characterised by shape, structure or physical form
- A23G9/46—Aerated, foamed, cellular or porous products
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Confectionery (AREA)
- Food-Manufacturing Devices (AREA)
Abstract
本発明は、冷却又は冷凍及び/又は泡立ち製品を調製するためのデバイス10に関する。デバイスは、製品入口20であって、周囲温度での特定の量の流体が任意選択的に空気も伴って特定の流量でデバイスに入る(この流量はデバイスにより調製される製品の種類に依存する)、製品入口と、流体が中を通って流れ処理される処理チャンバ108と、処理チャンバ内で回転可能であり、処理チャンバ内を流れる流体をクエット流効果により混合する及び/又はかき取りする及び/又は泡立てる少なくとも1つの処理要素100、200、300と、ある冷却電力を与える、少なくとも部分的に流体に接する処理チャンバを少なくとも部分的に冷却する冷却要素60とを備える。本発明は更に、前記デバイスを使用して低温製品又は冷凍製品及び/又は泡立ち製品を調製するための方法に関する。【選択図】図9
Description
本発明は、アイスクリーム、ホイップヨーグルト等などの、含気させることもできる冷却又は冷凍菓子を調製するためのデバイスに関する。デバイスは、周囲温度でデバイスに入る原料流体から出発した高品質の製品を提供することができるコンパクトで高速なシステムである。本発明は更に、このような低温製品又は冷凍製品を調製するための方法に関する。
現在、アイスクリームなどの冷却菓子又は冷凍菓子の大部分の消費は、既に調製されて冷却又は冷凍され、後の消費のためにその状態が維持されている製品に関するものである。このような製品が家庭での消費を目的としている場合、いくつかの欠点がある。欠点は、例えば、製品を冷却又は冷凍状態に維持するために製品を迅速に家に運ぶ必要がある、製品を冷凍庫で保存する必要がある、及び標準的な冷凍庫の容量を考えると限られた数のフレーバーしか入手できないなどである。更に、そのような製品の口当たりは、どちらかといえば固く、できたての菓子とはまったく異なる。
家庭での消費を目的とするか業務、店舗等での使用を目的とするかを問わず、今日利用可能な解決策は、冷却菓子又はアイスクリームマシンを用いて新鮮な菓子製品を製造することである。これにより、得られる製品の食感はより満足なものとなるが、既知のマシンによる調製手順にはいくつかの欠点がある。
具体的には、全ての原材料を予め混合する必要があること、そうしたマシンの容量が、通常、同じフレーバー1人前の5回分以上に相当すること、及び必要な時間が約30分である(例えばアイスクリームの場合)ことである。更には、調製のために必要とされる原材料は、その調製マシンの多数の部分(例えば、撹拌器、タンク、又は注出機)に接することになり、それらの全ての部分を洗浄しなければならない。他の代替案では、標準的な冷凍庫における冷却又は冷凍段階の前に、周囲温度で調製することを示す。したがって、これら代替案も、時間がかかり、洗浄作業を必要とする。
また、これらの既知のマシンは非常に嵩張り、長い調製時間を要する。また、1人前より多くを一度に調製しなければならない(バッチ調製として知られる)。したがって、冷却又は冷凍菓子をバッチで調製する既知のマシンには、記載したとおり、いくつかの制限があり。例えば、処理されるべき量を予め調製する必要があり、また、最終製品は(例えば、フレーバーによる)層分布ができない均質なものに限定される。したがって、特に、よりコンパクトで、高品質で安定した泡立てにより高度に含気される混合物を製造することができ、1人前を提供することができ、特に後の洗浄を必要としないマシン及びシステムを使用することで、冷却菓子又は冷凍菓子の調製の利便性を向上させることに対する要求がある。
したがって、本発明は、これらのニーズに対処し、従来技術の欠点を克服し、周囲温度の流体原料製品から出発したアイスクリーム又は低温製品又は泡立ち製品を導出するインライン及びオンデマンドシステムを提供するデバイスを提供することを目的とする。
第1の態様によれば、本発明は、冷却又は冷凍及び/又は泡立ち製品を調製するためのデバイスに関し、デバイスは、製品入口であって、製品入口を通って、周囲温度での特定の量の流体が任意選択的に空気も伴って特定の流量でデバイスに入り、この流量は、デバイスにより調製される製品の種類に依存する、製品入口と、流体が中を通って流れ処理される処理チャンバであって、流体の流れのための容量を画定する処理チャンバと、処理チャンバ内で回転可能であり、処理チャンバ内を流れる流体をクエット流効果により混合する及び/又はかき取りする及び/又は泡立てるように構成された少なくとも1つの処理要素と、特定の冷却電力を与える、少なくとも部分的に流体に接する処理チャンバを少なくとも部分的に冷却するように構成された冷却要素と、
を備える。
を備える。
第1の実施形態によるデバイスのデバイス処理要素は、典型的には、単一の回転可能要素を備え、この単一の回転可能要素は、要素が回転したときに処理チャンバ内の流体を泡立たせる1つ又は複数のかき混ぜ手段を備え、要素は、要素が回転したときに処理チャンバの壁から製品をかき取ることを可能にする1つ又は複数のかき取り手段を更に備える。
かき取り手段は弾性手段に取り付けられ、処理チャンバの内壁に適切に接触させることが好ましい。典型的には、処理要素の回転速度は、デバイス内で調製される製品の種類及び/又はその泡立ちレベルの関数として計算される。
第2の実施形態によれば、デバイスの処理要素は泡立て要素と別個のかき取り要素とを備え、両要素は、処理チャンバ内において同じ若しくは異なる回転速度及び/又は回転方向で回転可能である。泡立て要素並びにかき取り要素の回転速度及び/又は回転方向は、デバイス内で調製される製品の種類及び/又はその泡立ちレベルに応じて計算される。
典型的には、本発明のデバイスにおいては、処理チャンバに入る流体の流量は、流体が処理チャンバを出る前に、冷却要素により与えられる冷却電力が流体を所望の温度に冷却することを可能にするように計算される。好ましくは、低温製品又はチルド製品を調製するための処理要素の回転速度は1〜10rpmの範囲内である。アイスクリーム製品又は泡立ち製品又は含気製品を調製するための処理要素の回転速度は典型的には1000〜3000rpmの範囲内である。処理チャンバは、低温製品又は冷凍製品及び/又は泡立ち製品が連続的に導出されるように、製品入口と製品出口とを好ましくは接続している。
流体が通過する処理チャンバの長さは、流体の流れに接する内部冷却面を画定する冷却要素に典型的には一致する。
本発明によれば、処理要素は、円筒状の処理チャンバ内に同心状に配置された、円筒状の処理チャンバ内で回転する筒として好ましくは構成されており、円筒状の処理チャンバと筒との間に、流体が流れ処理される、厚さを持つ間隙を形成している。筒同士の間に形成された間隙は、0.1mm〜10mmである厚さ(t)を有する。
典型的には、本発明によれば、デバイスは、カプセルなどのカートリッジとして構成された容器に接続可能であり、容器には、製品入口を通じてデバイス内に供給される周囲温度の流体が貯蔵される。好ましくは、容器は識別手段を備え、識別手段は、当該デバイス内で低温製品又は冷凍製品及び/又は泡立ち製品の調製を可能にするプロセスパラメータを含む。プロセスパラメータは、典型的には、生成される製品の種類、導出される製品の温度、処理チャンバ内の流体の流量、処理要素の回転速度、処理チャンバに取り込む空気比率のうちの1つ又は組み合わせである。
デバイスは、動作しているとき、水平又は垂直のいずれかに配置されるように典型的には構成されている。
更に第2の態様によれば、本発明は、記載したようなデバイスを用いて低温製品又は冷凍製品及び/又は泡立ち製品を調製するための方法に関し、方法は、
流体が製品出口を通じて導出される前に、流体を、デバイス内における特定の滞留時間を流体に与えるように定められた特定の流量で、製品入口を通じてデバイスの処理チャンバ内に導入するステップと、
作製される製品の種類に応じて、任意選択的に、製品入口を通じて導入される流体に空気を加えるステップと、
作製される製品の種類に応じて、処理要素を特定の速度で回転させるステップと、
処理要素の回転と同時に、冷却要素を作動させて、少なくとも部分的に、流体と接する処理チャンバを冷却するステップと、
を含む。
流体が製品出口を通じて導出される前に、流体を、デバイス内における特定の滞留時間を流体に与えるように定められた特定の流量で、製品入口を通じてデバイスの処理チャンバ内に導入するステップと、
作製される製品の種類に応じて、任意選択的に、製品入口を通じて導入される流体に空気を加えるステップと、
作製される製品の種類に応じて、処理要素を特定の速度で回転させるステップと、
処理要素の回転と同時に、冷却要素を作動させて、少なくとも部分的に、流体と接する処理チャンバを冷却するステップと、
を含む。
好ましくは、処理要素の回転速度及び/又は回転方向は、調製される製品に応じて、低温製品又はチルド製品を調製するための1〜10rpmの範囲内の低速から、アイスクリーム製品又は泡立ち製品又は含気製品を調製するための1000〜3000rpmの範囲内の高速まで変化する。
本発明の方法においては、含気製品が所望される場合、処理チャンバに空気が典型的には導入される。
別の態様によれば、本発明は、低温製品又は冷凍製品及び/又は泡立ち製品を調製するための、前述のようなデバイスの使用に関する。
本発明の更なる特徴、利点及び目的は、以下の本発明の非限定的実施形態の詳細な説明を添付の図面と併せて読めば、当業者には明らかになるはずである。
第1の態様によれば、本発明は、含気させることもできる低温製品又は冷凍製品を調製するためのデバイス10に関する。本発明のデバイス10には、周囲温度の原料流体製品、典型的には液体及び任意選択的に空気も製品入口20を通じて供給され、この流体及びおそらくは空気から、デバイス10によって最終含気製品又は低温製品又は冷凍製品が製造される。デバイス10によって調製される典型的な製品は、例えば、アイスクリーム又はホイップヨーグルトである。デバイス10はインラインで機能し、製品入口20から来る周囲温度の原料流体から出発し、所望のように、要求に応じて新たに調製される1人前の含気製品又は低温製品又は冷凍製品を必要なときに提供する。
デバイス10は泡立て要素100とかき取り要素200とを備え、泡立て要素100とかき取り要素200は、1つの単一要素で構成され得る(図7〜図9に示される本発明の第2の実施形態による)、又は2つの異なる要素で構成され得る(図1〜図6に示される本発明の第1の実施形態による)。
ここで図1又は図4を参照すると、例えば、本発明のデバイス10は、泡立て要素100と別個のかき取り要素200とを備える。典型的には、泡立て要素100は、図4に示すように筒として構成されており、泡立ちは、更により詳細に説明するように、デバイス10に入る空気と流体の混合におけるクエット流効果により起こる。泡立ちのない出口製品が望まれる場合には、製品入口20を通じて空気が導入されない(したがって、流体のみがデバイスに入る)ことも可能であるとともに、本発明の範囲内に含まれる。図示していない場合であっても、本発明のデバイスにより泡立ちレベルを更に制御することができるように、空気の進入(デバイスに入る流体に供給される空気の比率)を制御することができる。
処理される製品(製品入口20を通じてデバイス10に入る)は処理チャンバ108を通って流れる。この処理チャンバは、冷却面104と泡立て要素100の外面とにより範囲が定められて形成されている。この処理チャンバ108内における製品の循環により(更に泡立て要素100及びかき取り要素200の回転下で)、製品は冷却され、処理され、空気が更に導入されるとおそらくは泡立てられる。処理チャンバ108の長さL及びチャンバ厚さtが、実際には、デバイス内を流れる製品が、製品が周囲温度で製品入口20を通じてデバイスに入ったときから、既に調製された製品が製品出口30を通じてデバイスを出るまでたどる経路を決定する(事実、処理チャンバ108の長さL及びチャンバ厚さtは流量及び滞留時間を決定する)。流量及び滞留時間は製品が出口で導出される温度と製品の泡立ちレベルにも影響を及ぼす。特に、処理チャンバ108の厚さt及びその長さL(処理チャンバ108の容量)は、製品が従うクエット流効果(特に、製品にかかるせん断応力)に関係し、これが製品の泡立ちレベルを決定する。
かき取り要素200は図4に示されるように典型的には構成されており、例えば、泡立て要素100の外面に配置されている、好ましくは金属製、典型的にはステンレス鋼製の1つ以上の(典型的には2つの)スクレーパを備える。このかき取り要素により、冷却面104に付着したままの冷凍製品をかき取り、均質な製品混合物を調製することができる。
本発明のデバイスのこの第1の実施形態によれば、泡立て要素100は泡立てモータ71によって回転され、かき取り要素200は別のかき取りモータ72によって回転される。2つの異なるモータを有することにより、各要素、即ち、かき取り要素200及び泡立て要素100の回転速度をそれぞれ独立制御することができ、所望により、例えばより高度の泡立ち等を有する異なる製品混合物を調製するために、かき取り要素200及び泡立て要素100それぞれの回転方向も変更することができる。
例えば、図4に示すように、本発明のデバイス10は蒸発器60(熱交換器)を更に備える。蒸発器60は、冷媒流体が流れる、典型的にはコイル又は蛇行形態の冷却路103を備える。形成された冷却面104は、製品が製品入口20から、調製後の製品が導出される製品出口30へと移動する間、製品が面104に接すると製品を冷却する。図5及び図6は、泡立て要素100の離れた側に典型的には配置された、本発明の第1の実施形態によるデバイス10の冷媒入口40及び冷媒出口50の好適な配置構成を示す。
製品入口部20を通じてデバイス10に入る流体は、外部収容手段(図示せず)から来ることができる、又は例えば、デバイス10の外部から差し込まれたカプセル若しくは密閉容器から来ることができる。この後者の場合(カプセル型容器)では、典型的にはピストンである外部排出手段(図示せず)が好ましくは提供され、これら手段は容器の容積内で変位し、容器からその内容物を排出することができる。
好ましくは、処理チャンバ108のチャンバ厚さtは、0.1mm〜10mmの範囲内である。これらの好適な処理チャンバ厚さtの値により、最適な泡特性を実現することができる。処理チャンバ108で泡立てを行うために、本発明のデバイスは、少なくとも部分的に処理チャンバ108を通るクエット流によって、製品入口20を通じて来る流体と空気との混合物を送ることによって得られる高せん断エネルギーにより与えられる泡立てエネルギーを基にしている。混合物中に高いせん断応力を生成し、適切な泡立てを可能にするために、処理チャンバ108の幅又は間隙は非常に小さいままであることが重要である。
クエット流とは、2つの平行平板間の空間内の粘性流体の層流を意味する。クエット流の基本原理を図10a及び図10bに示す。図10aでは、可動二次元境界板が静止二次元境界板に対して特定の速度uで動く。2つの境界板の間には、流体が存在する。可動境界板が動くことで、流体が動く。2つの境界の条件が、流体の動きを定義する。静止境界板では直接、静止境界板の摩擦力により、流体は全く動かない。このため、速度uはゼロである。可動境界板では直接、摩擦により、流体は可動境界板の速度uで動く。
単純なモデルでは、流体の速度uは、静止境界板から測定した方向yに直線的に増加する。これにより、流体にせん断応力τが生じる。せん断応力τは、2つの境界板間の距離、流体の粘度、移動境界板の絶対速度に依存する。流体中のせん断応力は、本発明のデバイスにおいて使用されるような、泡立てエネルギーとして使用することができるせん断エネルギーをもたらす。
本発明のデバイスは、先に記載したように、冷凍又は冷却され、更に含気され得る又は含気され得ない異なるタイプの最終製品を提供することができる。典型的には、導出される製品は、アイスクリーム、冷却液体又はチルド液体及び泡立ち液体である。
異なる製品を得るために考慮すべきいくつかの入力パラメータがある。
処理チャンバ108の容量(長さL及び厚さt)、デバイス10のこれら値は固定されており、製品の冷却温度及び製品の泡立ちレベルに影響する。
製品入口20に入る、流体とともに導入される又は導入されない空気、及び導入される空気の比率。これは製品を泡立たせるか泡立たせないかに直接関係し、泡立たせる場合は、泡立ちレベルに関係する。
製品の泡立ちレベル及び最終的に得られる製品の種類に直接影響を及ぼす、泡立て要素100及びかき取り要素200の回転速度及び回転方向。
本発明の装置10では固定されている、冷媒入口40を通じて導入される冷媒流体の温度。
製品入口20を通じて導入される流体(任意選択的に空気とともに)の流量。これは可変であり、デバイス内で調製される製品に依存する。典型的には、冷却電力が一定であれば、流量が高くなるほど(導入される流体の温度は周囲温度であり、同じままである)処理チャンバ内における製品の滞留時間が少なくなるため、供給される製品の温度は高くなる)。
冷却液体又はチルド液体を調製する場合、空気は流体とともに製品入口20を通じて導入されず、泡立て要素100は、典型的には1rpm〜10rpmの範囲内である低速で回転し、流体を均一に混合し、冷却することを可能にする。処理チャンバ108内における熱交換により、冷却面104は、流体が製品出口30を通って導出される前に、流体を5℃〜0℃を含む最終温度まで冷却する。かき取り要素200は、流体混合物内に冷熱を均一に分配するために、冷却面104の内壁上の製品を流体混合物全体中へと剥がすのを助ける。
泡立ち製品(チルド可能なもの又はチルド可能でないもの)を調製する場合、空気が流体とともに製品入口20を通じて導入され、泡立て要素100が、典型的には1000rpm〜3000rpmを含む高速で回転する。低温製品又はチルド製品を所望する場合、蒸発器60が冷却面104の温度に作用し、泡立ち流体が製品出口30を通じて導出される前に、泡立ち流体を、典型的には5℃〜0℃を含む温度に冷却する。泡立て要素100の高い速度は、流体混合物を適切に混合し、泡立たせることを目的とし、流体泡を破壊し、混合物中に空気を取り入れ、混合物の含気を助ける。
本発明のデバイスでアイスクリームを調製する場合、空気が流体とともに製品入口20を通じて導入され、泡立て要素100が、典型的には1000rpm〜3000rpmを含む高速で回転する。蒸発器60は冷却面104の温度に作用し、泡立ち流体が製品出口30を通じて導出される前に、泡立ち流体を、典型的には−0℃(図12を参照)〜−5℃〜−10℃の温度に冷却する。かき取り要素200は、冷却面104の内壁に付着した冷凍混合物を混合物に取り込んでアイスクリームを製造するためにかき取りする必要がある。更に、泡立て要素100の高い回転速度により混合物は含気される。
ここで図11を参照すると、本発明によるデバイス内に続く、処理チャンバ108の一端(製品入口20に接続している)から、製品出口30に接続している処理チャンバ108の他端までの、冷却含気製品の理論エネルギー経路が模式的に示されている。流体は、典型的には20℃〜25℃を含む周囲温度で処理チャンバに入り、その後、冷却面104に接して冷却された後、泡立て要素100及びかき取り要素200の回転により混合物中に分配される。流体と空気との混合物の効果的な泡立て(空気が流体とともに製品入口部20に入る場合)は、図11のグラフに示されるように、5℃〜0℃を含む温度で起こる。
エネルギーバランス、すなわち処理チャンバ内部の流体の温度差に関連する熱エネルギーは、次式によって与えられる。
ここで、
Cpは、特定の材料に応じた熱容量、
mは、製品又は原材料の質量、
及び
dTは、温度差(dT=T最終−T初期)である。
ここで、
Cpは、特定の材料に応じた熱容量、
mは、製品又は原材料の質量、
及び
dTは、温度差(dT=T最終−T初期)である。
この式は、製品出口飲料出口における、周囲温度から典型的には0℃〜5℃を含む低温T1への、処理チャンバ内の製品の温度の変化に連動する熱エネルギー移動を与える。
ここで図12を参照すると、本発明によるデバイス内に続く、処理チャンバ108の一端(製品入口20に接続している)から、製品出口30に接続している処理チャンバ108の他端までの、作製される冷凍含気製品の理論エネルギー経路が模式的に示されている。流体は、典型的には20℃〜25℃を含む周囲温度で処理チャンバに入り、その後、処理チャンバの経路の約30%〜35%において+0℃の温度に冷却される(事実、図12に示されるように、有効な泡立ては、経路の約5%〜10%において、典型的には5℃〜+0℃で起こる)。エネルギーバランス、すなわち、処理チャンバの全経路の30%〜35%を移動した後の処理チャンバ内部の製品の、周囲温度から低温T1(+0℃)への温度変化に関連する熱エネルギーは次式によって与えられる。
ここで、
Cpは、特定の材料に応じた熱容量、
mは、製品又は原材料の質量、
及び
dTは、温度差(dT=T最終−T初期)である。
ここで、
Cpは、特定の材料に応じた熱容量、
mは、製品又は原材料の質量、
及び
dTは、温度差(dT=T最終−T初期)である。
その後、この製品は液体から固体に相変化し、その温度を0℃に維持する(つまり、+0℃から−0℃に変化)。図12に示されるように、製品の総質量の約50%が固体に相変化し、処理チャンバの総経路の約50%〜60%を移動したと推定される。
この相変化に関連する熱エネルギーは、次式により与えられる。
ここで、
Lfは、材料に応じた潜熱
及び
mは、製品又は原材料の質量
ここで、
Lfは、材料に応じた潜熱
及び
mは、製品又は原材料の質量
最終的に、製品が製品出口30を通じてアイスクリーム製品として導出されるまで、製品が移動する処理チャンバの経路の残り5%〜10%によって、製品がその温度を−0℃から約−5℃まで更に低下させる。エネルギーバランス、すなわち、処理チャンバのこの経路内部の流体の温度差に関連する熱エネルギーは、次式により与えられる。
ここで、
Cpは、特定の材料に応じた熱容量
mは、製品又は原材料の質量
及び
dTは、温度差(dT=T最終−T初期)
ここで、
Cpは、特定の材料に応じた熱容量
mは、製品又は原材料の質量
及び
dTは、温度差(dT=T最終−T初期)
上記式は、処理チャンバ内の製品の、冷凍製品の最終導出温度である−0℃から−5℃への温度変化に関連する熱エネルギー移動を与える。流体と空気との混合物の効果的な泡立て(空気が流体とともに製品入口20を通じて導入される場合)は、図12のグラフに示されるように、5℃〜+0℃を含む温度で起こる。
上記は全て、泡立て要素とかき取り要素とが1つの単一要素として構成されている(泡立て及びかき取り要素300(図7〜図9に示されるような)と称される)本発明の第2の実施形態によるデバイス10にも有効である。
本発明のデバイス10の第2の実施形態を示す図7〜図9に示すように、この実施形態では、泡立て要素とかき取り要素の両方は1つの単一要素で構成されている、いわゆる泡立て及びかき取り要素300(例えば、図9を参照)である。好ましくは、この要素300は、筒形を有して構成されており、要素300の外側に配置されている、製品入口20から来る流体と空気との混合物の泡立てを助けるためのかき混ぜ要素又は泡立て用エンボス加工102を典型的には備える。更に、泡立て及びかき取り要素300は、1つ以上のかき取り部品、典型的にはスクレーパ201を備えている。これらのスクレーパは、かき取られるべき冷却面104の内壁にこれらのスクレーパが完全に接触することを可能にする弾性要素(典型的にはバネ等)に典型的には取り付けられている。
好ましくは、かき混ぜ要素又は泡立て用エンボス加工102は、流体の流れを製品の出口、すなわち製品出口30へと導くことを可能とする螺旋形状で、泡立て及びかき取り要素300の表面の外側に配置されている。
記載の構成により、要素300は、処理チャンバ108内で動く(回転する)ことができ、(泡立て用エンボス加工102によって)泡立たせることができ、同時に(スクレーパ201によって)かき取りすることができるように構成されている。
本発明のこの第2の実施形態では、例えば図9に示すように、1つのモータ、すなわち泡立て及びかき取りモータ73のみを必要とすることは明らかである。この単一モータは要素300を回転することができ、要素300の回転によって、処理チャンバ108内における製品の泡立て及びかき取りの両方を行う。
本発明によれば、デバイス10の異なる構成において、1つ若しくは2つ(若しくは更により多くの)冷媒入口(40、40’)又は冷媒出口(50、50’)が可能である。
本発明による(2つの可能な実施形態のいずれかの)デバイスが従う主原理は、調製が望まれる製品の量から出発することで、この周囲温度の流体製品が別の製品(冷却のみ又は冷凍、更に泡立たせる可能性がある)へと出発する変化に必要な総熱エネルギーバランスが既知であるということである。更に、冷却を行う蒸発器60のパワーは既知であり、流体がたどる経路の総容量も既知である。このため、この容量(特定の滞留時間の間)において、製品はエネルギー移動を経て、所望の冷却及びおそらくは相変化を実現する必要がある。このエネルギー除去は蒸発器60によって行われる。
したがって、特定の製品(冷凍又はチルド液体)を得るために、既知の情報(製品の種類及び蒸発器60が供給可能なパワー)から出発し、本発明のデバイスにおいて調整されるのは処理チャンバ108を通る製品の流量であり、すなわち、処理チャンバに送られる製品の滞留時間である。処理チャンバ108内におけるこの滞留時間は、特定の条件の既知の製品から出発して、所望の最終製品を提供しなければならない。最終製品の他の特性は、泡立て要素100及びかき取り要素200の回転速度(又は泡立て及びかき取り要素300の回転速度)(アイスクリーム及び泡立ち製品では高速、冷却液体又はチルド液体では低速)と、また、流体とともに(製品入口20を通じて)処理チャンバに導入される空気の比率とによって与えられる。
典型的には、本発明のデバイスはインラインで動作し、特定の所望の量の流体を、最終製品へと、製品出口30を通じて導出される冷凍製品、チルド製品及びおそらくは泡立ち製品として提供する。
既に記載したように、製品入口部20を通じてデバイス10に入る流体は、外部収容手段(図示せず)から来ることができる、又は例えば、デバイス10の外部から差し込まれたカプセル若しくは密閉容器から来ることができる。この後者の場合(カプセル型容器)では、容器は識別手段を好ましくは備え、識別手段は、とりわけ、デバイス内で生成される製品の種類、導出される製品の温度、デバイスにおける処理時間、及びデバイスの処理要素(泡立て、かき取り要素)の回転速度などの、低温製品又は冷凍製品及びおそらく更には含気製品を調製するために使用されるパラメータに関する情報を有する。典型的には、このため、デバイスはプロセッサを備える。プロセッサは、識別手段の情報を読み取り、製品調製プロセス中に、必要なパラメータを実行するように構成されている。
添付の全ての図形において(第1及び第2の実施形態両方の)デバイス10が水平配置構成で示されている場合でも、デバイスは、水平姿勢又は垂直姿勢のいずれかで動作することができる。
第2の態様によれば、本発明は更に、上で述べたようなデバイス内で、含気させることもできる低温製品又は冷凍製品を調製するための方法に関する。本発明の方法は、
製品入口20を通じてデバイス10の処理チャンバ108に流体を導出するステップであって、流体は特定の流量で導出される、ステップと、
製造される製品の種類(含気される又は含気されない)に応じて、おそらくは、製品入口20を通じて導入される流体にも空気を加えるステップと、
製造される製品の種類に応じて、処理要素(処理要素とは、本発明の第2の実施形態による、1つの要素として構成された泡立て及びかき取り要素300、又は本発明のデバイスの第1の実施形態による、2つの別個の要素として構成された泡立て要素100及びかき取り要素200のいずれかであると理解すべきである)を特定の速度で回転させるステップと、
処理要素の回転と同時に、蒸発器60を作動させて冷却面104を冷却し、処理チャンバ108内で冷却面104に接する製品を冷却するステップと、
を含む。
製品入口20を通じてデバイス10の処理チャンバ108に流体を導出するステップであって、流体は特定の流量で導出される、ステップと、
製造される製品の種類(含気される又は含気されない)に応じて、おそらくは、製品入口20を通じて導入される流体にも空気を加えるステップと、
製造される製品の種類に応じて、処理要素(処理要素とは、本発明の第2の実施形態による、1つの要素として構成された泡立て及びかき取り要素300、又は本発明のデバイスの第1の実施形態による、2つの別個の要素として構成された泡立て要素100及びかき取り要素200のいずれかであると理解すべきである)を特定の速度で回転させるステップと、
処理要素の回転と同時に、蒸発器60を作動させて冷却面104を冷却し、処理チャンバ108内で冷却面104に接する製品を冷却するステップと、
を含む。
本発明はその好ましい実施形態を参照して説明されたが、多くの変更及び改変が、当業者によって、添付の請求項によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく行われ得る。
Claims (21)
- 低温製品又は冷凍製品及び/又は泡立ち製品を調製するためのデバイス(10)であって、
製品入口(20)であって、前記製品入口を通って、周囲温度での特定の量の流体が、任意選択的に空気も伴って特定の流量で前記デバイスに入り、前記流量は、前記デバイスにより調製される製品の種類に依存する、製品入口(20)と、
前記流体が中を通って流れ処理される処理チャンバ(108)であって、流体の流れのための容量を画定する処理チャンバ(108)と、
前記処理チャンバ(108)内で回転可能であり、前記処理チャンバ内を流れる前記流体をクエット流効果により混合する及び/又はかき取りする及び/又は泡立てるように構成された少なくとも1つの処理要素(100、200、300)と、
特定の冷却電力を与える、少なくとも部分的に前記流体に接する前記処理チャンバ(108)を少なくとも部分的に冷却するように構成された冷却要素(60)と、
を備える、デバイス(10)。 - 前記処理要素は、単一の回転可能要素(300)を備え、前記単一の回転可能要素は、前記要素(300)が回転したときに前記処理チャンバ(108)内の前記流体を泡立たせる1つ又は複数のかき混ぜ手段(102)を備え、前記要素(300)は、前記要素(300)が回転したときに前記処理チャンバ(108)の壁から製品をかき取ることを可能にする1つ又は複数のかき取り手段(201)を更に備える、請求項1に記載のデバイス(10)。
- 前記かき取り手段(201)は弾性手段に取り付けられ、前記処理チャンバ(108)の内壁に適切に接触させる、請求項2に記載のデバイス(10)。
- 前記処理要素(300)の回転速度は、前記デバイス(10)内で調製される製品の種類及び/又は前記製品の泡立ちレベルの関数として計算される、請求項1〜3のいずれか一項に記載のデバイス(10)。
- 前記処理要素は泡立て要素(100)と別個のかき取り要素(200)とを備え、両要素(100、200)は、前記処理チャンバ(108)内において同じ若しくは異なる回転速度及び/又は回転方向で回転可能である、請求項1に記載のデバイス(10)。
- 前記泡立て要素(100)並びにかき取り要素(200)の前記回転速度及び/又は前記回転方向は、前記デバイス(10)内で調製される製品の種類及び/又は前記製品の泡立ちレベルに応じて計算される、請求項5に記載のデバイス(10)。
- 前記処理チャンバ(108)に入る流体の流量は、前記流体が前記処理チャンバ(108)を出る前に、前記冷却要素(60)により与えられる前記冷却電力が前記流体を所望の温度に冷却することを可能にするように計算される、請求項1〜6のいずれか一項に記載のデバイス(10)。
- 低温製品又はチルド製品を調製するための前記処理要素(100、200、300)の回転速度は1〜10rpmの範囲内である、請求項1〜7のいずれか一項に記載のデバイス(10)。
- アイスクリーム製品又は泡立ち製品又は含気製品を調製するための前記処理要素(100、200、300)の回転速度は1000〜3000rpmの範囲内である、請求項1〜7のいずれか一項に記載のデバイス(10)。
- 前記処理チャンバ(108)は、前記低温製品又は冷凍製品及び/又は泡立ち製品が継続的に導出されるように、前記製品入口(20)と製品出口(30)とを接続している、請求項1〜9のいずれか一項に記載のデバイス(10)。
- 前記流体が通過する前記処理チャンバ(108)の長さは、前記流体の流れに接する内部冷却面(104)を画定する前記冷却要素(60)に一致する、請求項1〜10のいずれか一項に記載のデバイス(10)。
- 前記処理要素(100、200、300)は、円筒状の処理チャンバ内に同心状に配置された、前記円筒状の処理チャンバ(108)内で回転する筒として構成されており、前記円筒状の処理チャンバと前記筒との間に、流体が流れ処理される、厚さ(t)を持つ間隙を形成している、請求項1〜11のいずれか一項に記載のデバイス(10)。
- 前記筒同士の間に形成された前記間隙は、0.1mm〜10mmである厚さ(t)を有する、請求項12に記載のデバイス(10)。
- 前記デバイスは、カプセルなどのカートリッジとして構成された容器に接続可能であり、前記容器には、前記製品入口(20)を通じて前記デバイス(10)内に供給される周囲温度の流体が貯蔵されている、請求項1〜13のいずれか一項に記載のデバイス(10)。
- 前記デバイスは、識別手段を備える容器に接続可能であり、前記識別手段は、前記デバイス内で低温製品又は冷凍製品及び/又は泡立ち製品の調製を可能にするプロセスパラメータを含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載のデバイス(10)。
- 前記プロセスパラメータは、生成される製品の種類、導出される製品の温度、前記処理チャンバ(108)内の流体の流量、前記処理要素(100、200、300)の回転速度、前記処理チャンバ(108)に取り込む空気比率のうちの1つ又は組み合わせである、請求項15に記載のデバイス(10)。
- 前記デバイスは、動作しているとき、水平又は垂直のいずれかに配置されるように構成されている、請求項1〜16のいずれか一項に記載のデバイス(10)。
- 請求項1〜17のいずれか一項に記載のデバイス(10)を使用して低温製品又は冷凍製品及び/若しくは泡立ち製品を調製するための方法であって、
流体が製品出口(30)を通じて導出される前に、前記流体を、前記デバイス内における特定の滞留時間を前記流体に与えるように定められた特定の流量で、前記製品入口(20)を通じて前記デバイス(10)の前記処理チャンバ(108)内に導入するステップと、
製造される製品の種類に応じて、任意選択的に、前記製品入口(20)を通じて導入される前記流体に空気を加えるステップと、
製造される製品の種類に応じて、前記処理要素(100、200、300)を特定の速度で回転させるステップと、
前記処理要素(100、200、300)の回転と同時に、前記冷却要素(60)を作動させて、少なくとも部分的に、前記流体と接する前記処理チャンバ(108)を冷却するステップと、
を含む、方法。 - 前記処理要素(100、200、300)の回転速度及び/又は回転方向は、調製される製品に応じて、低温製品又はチルド製品を調製するための1〜10rpmの範囲内の低速から、アイスクリーム製品又は泡立ち製品又は含気製品を調製するための1000〜3000rpmの範囲内の高速まで変化する、請求項18に記載の方法。
- 含気製品が所望される場合、前記処理チャンバ(108)に空気が導入される、請求項18又は19に記載の方法。
- 低温製品又は冷凍製品及び/又は泡立ち製品を調製するための請求項1〜17のいずれか一項に記載のデバイス(10)の使用。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP16159808.1 | 2016-03-11 | ||
EP16159808 | 2016-03-11 | ||
PCT/EP2017/055528 WO2017153512A1 (en) | 2016-03-11 | 2017-03-09 | Device and method for preparing cooled or frozen products |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019513006A true JP2019513006A (ja) | 2019-05-23 |
Family
ID=55527848
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018544340A Pending JP2019513006A (ja) | 2016-03-11 | 2017-03-09 | 低温製品又は冷凍製品を調製するためのデバイス及び方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210186049A1 (ja) |
EP (1) | EP3426055A1 (ja) |
JP (1) | JP2019513006A (ja) |
CN (1) | CN108697115A (ja) |
WO (1) | WO2017153512A1 (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3849332A1 (en) * | 2018-09-10 | 2021-07-21 | Société des Produits Nestlé S.A. | System and method for the preparation of a texturized non-meat food product |
CN109527181B (zh) * | 2018-12-29 | 2022-05-20 | 内蒙古蒙牛乳业(集团)股份有限公司 | 冰淇淋进料装置及冰淇淋成型装置 |
US11571006B2 (en) * | 2019-03-15 | 2023-02-07 | Marmon Foodservice Technologies, Inc. | Systems and methods for defrosting frozen carbonated beverage systems |
US20220202248A1 (en) | 2020-12-31 | 2022-06-30 | Sharkninja Operating Llc | Micro puree machine |
US12016493B2 (en) | 2020-12-31 | 2024-06-25 | Sharkninja Operating Llc | Micro puree machine |
US11154163B1 (en) | 2020-12-31 | 2021-10-26 | Sharkninja Operating Llc | Micro puree machine |
US11641978B2 (en) | 2020-12-31 | 2023-05-09 | Sharkninja Operating Llc | Micro puree machine |
USD983603S1 (en) | 2020-12-31 | 2023-04-18 | Sharkninja Operating Llc | Blade for a micro puree machine |
US11925298B2 (en) | 2020-12-31 | 2024-03-12 | Sharkninja Operating Llc | Micro puree machine |
US11871765B2 (en) | 2020-12-31 | 2024-01-16 | Sharkninja Operating Llc | Micro puree machine |
USD985331S1 (en) | 2020-12-31 | 2023-05-09 | Sharkninja Operating Llc | Housing for a micro puree machine |
US12016496B2 (en) | 2020-12-31 | 2024-06-25 | Sharkninja Operating Llc | Micro puree machine |
USD985334S1 (en) | 2020-12-31 | 2023-05-09 | Sharkninja Operating Llc | Nested bowl for a micro puree machine |
USD1021533S1 (en) | 2022-05-09 | 2024-04-09 | Sharkninja Operating Llc | User interface for a micro puree machine |
USD1021520S1 (en) | 2022-05-09 | 2024-04-09 | Sharkninja Operating Llc | Housing for a micro puree machine |
USD1033134S1 (en) | 2022-07-05 | 2024-07-02 | Sharkninja Operating Llc | Blade for a micro puree machine |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0351476A1 (fr) * | 1988-07-22 | 1990-01-24 | Goavec S.A. Societe Dite : | Installation pour la fabrication de produits alimentaires, notamment de produits alimentaires foisonnés, tels que des crèmes glacées |
CN106455845B (zh) * | 2014-05-13 | 2020-10-27 | 雀巢产品有限公司 | 用于制备冷却发泡饮料的饮料制备设备 |
CN106455852A (zh) * | 2014-06-25 | 2017-02-22 | 雀巢产品技术援助有限公司 | 分配系统 |
-
2017
- 2017-03-09 US US16/080,706 patent/US20210186049A1/en not_active Abandoned
- 2017-03-09 JP JP2018544340A patent/JP2019513006A/ja active Pending
- 2017-03-09 EP EP17708834.1A patent/EP3426055A1/en not_active Withdrawn
- 2017-03-09 WO PCT/EP2017/055528 patent/WO2017153512A1/en active Application Filing
- 2017-03-09 CN CN201780013844.1A patent/CN108697115A/zh not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017153512A1 (en) | 2017-09-14 |
US20210186049A1 (en) | 2021-06-24 |
CN108697115A (zh) | 2018-10-23 |
EP3426055A1 (en) | 2019-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2019513006A (ja) | 低温製品又は冷凍製品を調製するためのデバイス及び方法 | |
JP2019509038A (ja) | 低温製品又は冷凍製品を調製するための装置及び方法 | |
JP6823149B2 (ja) | 空気混入した、又は泡立った質感を備える低温食品を、制御された方法で調製するためのマシン及びシステム | |
US10674742B2 (en) | System and method for making ice cream | |
US7754266B2 (en) | Apparatus for and method of making a frozen confectionery product | |
CN107624944B (zh) | 用于生产和分配诸如冰淇淋等食物产品的装置 | |
US8857197B1 (en) | Device and method for mixing viscous substances | |
CN106231916A (zh) | 螺旋状移动装置 | |
JP2018515166A (ja) | 展開可能な撹拌部材 | |
CN106455852A (zh) | 分配系统 | |
CN110248554A (zh) | 用于生产冷食品的冷却系统和器具 | |
Hartel et al. | A 100-Year Review: Milestones in the development of frozen desserts | |
KR20170007254A (ko) | 냉각 및 발포 음료의 제조를 위한 음료 제조 장치 | |
US2278340A (en) | Apparatus and process for freezing ice cream | |
EP3373781A1 (en) | Foaming device | |
JP2019517870A (ja) | 泡立て及び加熱装置及びそのような装置を組み込んだシステム | |
RU2351149C1 (ru) | Фризер для мягких сортов мороженого | |
JP6829712B2 (ja) | 低水分活性フィリングを製造するための方法及びシステム | |
WO2019175577A1 (en) | Confection chilling arrangement | |
EP3932210A1 (en) | Confection apparatus | |
US20230232859A1 (en) | Machine and method for making ice cream | |
Sofia | Chocolate-Tempering equipment and Techniques | |
JPH0662754A (ja) | 冷菓の製造方法 | |
WO2019014421A2 (en) | METHODS AND SYSTEMS FOR MAKING ICE CREAM | |
Goff et al. | Soft-Frozen Dairy Desserts |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20190614 |