JP2019528679A - 自由流動性冷凍サプリメント製品の調製及び貯蔵 - Google Patents
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Abstract
本発明は、自由流動性冷凍サプリメント製品を調製及び貯蔵する方法であって、凍結のためのサプリメント混合物を調製するステップと、前記サプリメント混合物を凍結チャンバ内に滴下するステップと、当該滴下された前記サプリメント混合物を凍結させて凍結ビーズとするステップと、前記凍結ビーズをコンベヤベルトによって前記凍結チャンバ外に輸送するステップと、を含む。
Description
本発明は、概して冷凍サプリメント製品(frozen supplementary products)の分野に関する。本発明は、特に、自由流動性(free-flowing)冷凍サプリメント製品を調製する独特の方法に関する。当該自由流動性冷凍サプリメント製品は、例えば、菓子、アイスクリーム、ヨーグルト、プロバイオティクス等の細菌培養物、医薬品その他のものである。
冷凍のアイスクリーム及びヨーグルトの販売は、近年飛躍的に成長してきた。この成長は、主に大規模な広告及びマスマーケティングの取り組みによって達成された。特に、酪農協同組合らはアイスクリームやヨーグルトを健康食品として推奨してきた。また、新規で発展途上のアイスクリームパーラーの多くのフランチャイズ店は、市場における地位を確立するために積極的な宣伝広告を行ってきた。
しかしながら、当該販売の上昇傾向が現代の競争市場において継続されるべきであるならば、目の肥えた消費者を惹き付けるために、より洗練された製品が開発されるべきであることは明らかである。従って、そのような製品の必要性が特定される。
本発明の実施形態は、自由流動性冷凍サプリメント製品を調製及び貯蔵する方法に関し、当該方法は、凍結のためのサプリメント混合物を調製するステップと、当該食物の混合物を凍結チャンバ内に滴下するステップと、滴下された当該食物の混合物を凍結させて凍結ビーズとするステップと、当該凍結ビーズをコンベヤベルトによって当該凍結チャンバ外に輸送するステップと、を含む。
本発明の他の実施形態は、低温で凍結されたサプリメント製品のビーズを製造するための装置を含む。当該装置は、低温液体を収容する凍結チャンバと、供給源からの液体混合物を受けるように配置されて適合され、当該凍結チャンバを覆う少なくとも1つの供給受け皿と、当該凍結チャンバの底部に位置するコンベヤベルトを含むコンベヤベルトアセンブリと、を含む。当該受け皿は、複数のオリフィスを有し、当該液体混合物のサイズの揃った液滴が当該供給受け皿から排出され、当該液滴は重力によって下方にある凍結チャンバに輸送されて凍結ビーズを形成する。
本発明の他の実施形態は、低温処理装置向けの輸送アセンブリを含む。当該輸送アセンブリは、凍結製品を取込端(intake end)から排出端にあるシュート(chute)まで輸送するためのチャネルを形成する細長いハウジングを含む。当該細長いハウジングは、低温処理装置からの凍結製品を受け入れるように構成されている。また、当該輸送アセンブリは、当該凍結製品が前記取込端から前記排出端まで移動するために前記細長いハウジング内に配置されたコンベヤベルトと、前記コンベヤベルトを回転させるように構成された駆動モータアセンブリと、前記細長いハウジングの前記取込端に近接して配置された開閉可能な洗浄ドレインラインと、を含む。
低温で凍結させたビーズを製造するための従来の方法及び装置は、当該ビーズをチャンバ―底部の低温液体冷媒から攪拌器へ、攪拌器から包装容器へ輸送するためのオーガー(auger)を含む。しかしながら、オーガーによるビーズの輸送において、周囲のチューブの外壁に衝突してビーズのいくらかは粉砕される。粉砕されたビーズは、最終製品に望まれるサイズよりも小さくなり得る。従って、包装される前に攪拌器を用いて分離されなければならない。このように、ビーズを粉砕することなくビーズを輸送して、攪拌器を用いて当該ビーズを分離する必要がなくなることが望ましい。
本願において、「約(about)」という用語は、表示されている最小の桁の±1を意味する。例えば、「約1.00」は、1.00±0.01を示す。
用語「およそ(around)」は、単位又はパーセンテージの記述に用いられる場合、その単位の±1以内又はパーセンテージのポイントの±1以内を意味する。
用語「近接した(proximate)」は、一連の多数の対象物のうちの1つの対象物に関してある要素の位置の記述に用いられる場合、当該要素が、当該1つの対象物に他の対象物よりも近い位置にあることを示す。
本願において、「実質的に(substantially)」とは、角度に関して用いられて1度以内であることを意味する。例えば、実質的に平面であるとは、平面配向が反時計回りに1度以内でありかつ時計回りに1度以内であることを意味する。
本願において、「実質的に(substantially)」とは、形状に関して用いられて、言及された形状及び当該言及された形状の均等の範囲に含まれる他の形状のものを製造する際の製造上の公差を意味する。
本願において用いられる「実質的に同様(substantially similar)」は、参照された構造及びこれに加えて開示された付加的な構造の少なくとも各々の特性を有することを意味する。当該付加的な構造が矛盾する場合には、参照することによって本願に含まれる構造に当該付加的な構造が優先される。
本明細書において用いられる「自由流動性(free-flowing)」とは、広義の用語であり、製品が単一のビーズとして流れることができ、例えば注入されている間に、互いに凝集又は接着することが無いか又は少ないことを含む。従って、一定期間の貯蔵の後でも、接着は僅かであり、容器への軽いタップによって当該ビーズは引き離されて当該ビーズに自由流動性がもたらされる。略球形の形状は、自由流動性で注入し得る製品をもたらすことを補助する。当該ビーズ状の製品は、自由流動性を有して簡単に注ぐことができることが望まれるであろう。
本願において「サプリメント(supplementary)」とは、「食物の(alimentary)」、「食べられる(comestible)」、「薬剤の(pharmaceutical)」、及び「プロバイオティクスの(probiotic)」の少なくとも1つを意味する。
本願において「サニタリーローラ(sanitary roller)」とは、遮蔽されたローラか又は開放されたローラのいずれかを意味する。遮蔽されたサニタリーローラは、ローラに液体が浸入することを防止し、及び/又は制限する機構を含み得る。例えば、遮蔽されたサニタリーローラは、回帰性の、ロータリー式の、又は周期的に振動する1つ又は複数の密封機構を含み得る。代表的な密封機構の例は、O−リング、ダブルO−リング、X−リング、スクエアリング、及び/又はU−カップを含み得る。さらに、各々のシールは、対応する溝に配置され得、当該シールはローラ及び/又はハウジングとの接触を維持する。開放されたサニタリーローラは、当該ローラに液体を通過させる開口部を含み得る。開放されたローラは、液体を当該ローラに通すことによる容易な洗浄をもたらし得る。
この開示の目的のため、「及び(and)」及び「又は(or)」は、「及び」及び「又は」が使用される場合毎に、いずれか広い開示を提供する方の語が接続語として又は離接的に理解され得る。
この開示の目的のため、単数形で記載された構造は、単一の構造に限定されない。当該構造は、特に述べられていなくとも、開示された構造が複数ある場合も含み得る。
以下の詳細な説明は、添付の図面と関連して、本発明の様々な実施形態を記述することを意図するものであり、本発明が唯一の実施形態で実施され得ることを表わすものではない。当該詳細な説明は、本発明の全体的な理解のために特定の詳細な事項を含む。しかしながら、本発明はこれらの特定の詳細な事項無しでも実施され得ることは、当業者にとって明白である。ある場合には、本発明の概念が不明瞭となることを避けるために、周知の構造及び部品がブロック図の形式で示される。
図1は、本発明の原理に従って、自由流動性の、凍結サプリメント製品を調製するための装置10の断面図である。この装置10は、この目的で設計された1つのタイプの装置の単なる例として開示されていると認識されるべきである。当然、自由流動性の、凍結サプリメント製品を製造する本発明の方法に従って、他の設計が用いられてもよい。
示されるように、装置10は内壁14及び外壁16を有する凍結チャンバ12を含み得る。いくつかの実施形態において、強度及び耐腐食性の両方をもたらすために、内壁14及び外壁16のいずれもがステンレス・スチールで構成されていてもよい。しかしながら、内壁14及び外壁16は、凍結チャンバ12の完全な構造を保持しつつ極低温度に耐えるに十分な様々な材料を含み得る。断熱構造18の厚い層は、壁14及び16を通じたチャンバ12の内側と周囲の環境との間の熱移動を低減することによって凍結チャンバの効率を向上するために、壁14及び16の間に設けられ得る。いくつかの実施形態では、断熱構造18は、繊維ガラス等の断熱材を含み得る。他の実施形態は、壁14及び16の間の真空を含む断熱構造18を含む。
当該チャンバ12は、供給ライン22を通じて冷媒源20から冷媒が直接加えられることによって冷やされ得る。液体窒素を含む様々な冷媒が利用され得る。液体窒素は、容易に入手可能であり、比較的安価でありかつ比較的食製品に対して不活性である。また、液体窒素は、製品の比較的急速な凍結をもたらすために十分に低温である。そのようなものとして、本発明による自由流動性のサプリメント製品の製造において、特に液体窒素が適用される。
凍結チャンバの温度及び冷媒の液面は、周知のサーモスタット等の温度制御手段24を用いることによって規定の範囲内に維持され得る。より詳細には、温度制御手段24は、熱電対26に接続されている。熱電対26は、チャンバ内の温度を検知するために、選択された高さで、例えば、当該チャンバ底部から4から18インチ上の高さで、凍結チャンバ12内に伸長して位置決めされ得る。例えば、冷媒として液体窒素が用いられる場合、当該サーモスタットは、チャンバ12内の温度を熱電対26において約−184℃(−300°F)から約―195℃(−320°F)の間に保つように設定され得る。チャンバ12の底部から4〜18インチといった熱電対26の位置決めは、サプリメント混合物の液滴を急速に凍結させるために必要な冷媒の貯留槽をもたらし得る。冷媒が極低温であることは、製品が凍結する際の当該製品における氷の結晶の形成を制限し得る。有利なことに、形成される氷の結晶の全体的なサイズが減少することで、結果として凍結された製品は、濃厚で滑らかな質感を有し得、全体的な風味がより良好となり得る。
例えば、チャンバ12内の熱電対26における温度が設定された制御範囲(例えば、−300°Fから−320°F)よりも上昇した場合、液体の冷媒の液面が当該熱電対よりも下方に低下したことを示し得る。温度制御手段24の動作の結果、バルブ27が開かれてもよく、これによって冷媒源20から配管22を通じてチャンバ12に液体窒素が供給されてもよい。チャンバ12内の液体冷媒の液面が熱電対26の位置に達して熱電対26に接触すると、当該製品を凍結させるための液体冷媒の所望の液面が再現され、バルブ27は閉じられてもよい。
当然、温度又は液面を制御する代替のシステムが用いられてもよい。例えば、多数の熱電対26がチャンバ12内の様々な高さに配置されてもよい。維持されるべき所望の液体冷媒の液面における熱電対26は、上述したように選択されて利用され得る。他の代替において、ミネソタ・バレー・エンジニアリング社(Minnesota Valley Engineering, Inc)によって製造及び販売されるCRYO-MED(登録商標)(Model LL-450)等の液体窒素液面コントローラが利用され得る。
ベント29は、凍結チャンバ12の頂部近傍の壁14及び16の中に備えられ得る。これらのベント29は、チャンバ12から上昇する気体窒素の開放をもたらし得る。また、これらのベント29は、チャンバ内の圧力の上昇又は頂部近傍で温度が低下し過ぎて滴下システムが徐々に凍結することを防止し得る。この排気装置は、ダンパーによって制御され得る出口管を通じて通気することによって、手動で制御され得る。或いは、当該排気された気体は、排気ファンを使用することによって真空下で収集され得る。当該低温の気体は、低温の気体が利用され得る、貯蔵スペースや梱包装置等の当該プロセスの他のパーツに送られ得る。
本発明の方法の第1のステップは、凍結するためのサプリメント混合物を調製するためのものであり得る。いくつかの実施形態において、当該混合物は、乳製品ベースであってもよく、クリーム、ミルク、バター、及び/又は卵等の成分を含み得る。付加的な成分は、砂糖、果物エキス又は他のバニラエッセンス等の香料成分を含み得る。しかしながら、実施形態は、凍結した菓子のビーズ等を形成するために、プロバイオティックの配合物、薬剤の配合物、非乳製品ベースの配合物を含む。
混合物の調製後は、当該混合物を凍結チャンバ12の中にゆっくり滴下するステップである。これはいくつかの方法によって達成され得る。例えば、図1に示すように、混合物Cは、供給容器30から、凍結チャンバ12の上端部に亘って配置された受け皿32を含む滴下システムへ汲み上げられ得る。より詳細には、当該混合物はポンプ31によってチューブ33を介して汲み上げられ得、当該受け皿の頂部のインレット35を通じて輸送される。インレット35は、空気中から当該混合物に落下する残渣のちりやほこりを防止するために当該受け皿を閉じる。受け皿32の底部は、一連のアパーチャ34を含み得る。当該アパーチャを介して、混合物が凍結チャンバ12に滴下される。当該アパーチャは、約0.3175cm(0.125インチ)から0.794cm(0.3125インチ)の間の直径を有し得、凍結してビーズとするための当該混合物の所望のサイズの液滴を提供する。当然、当該液滴のサイズ及び流速は、当該孔のサイズだけでなく、当該混合物の厚み及び場合によっては当該受け皿の厚みによっても決定され得る。
混合物の複数の液滴Dが凍結チャンバ内で上から下に落ちると、当該複数の液滴Dは、チャンバ12底部の液体窒素プールPから急速に気化した低温の窒素ガスに接触する。液体窒素の−162℃(−260°F)から−195℃(−320°F)という範囲の温度の結果、混合物の液滴の急速な凍結が起こる。生成された複数の小さいビーズBは、比較的小さい氷晶のみを含み得る。当該ビーズBは、なめらかな球状の外観を有し得る。
ビーズBを収集するためのコンベヤベルトアセンブリ50は、細長いハウジング36の取込端において、チャンバ12の底部内に伸長し得る。コンベヤベルトアセンブリ50は、ハウジング36内のコンベヤベルト38を含み得る。コンベヤベルト38は、ハウジング36の取込端からシュート40を含む排出端まで伸長し得る。図のように、コンベヤベルト38は、水平面に対して約55°から約60°の範囲の運搬角度102で位置決めされ得る。図に示すように、コンベヤベルト38は、ハウジング36に対して実質的に平行であり得る。水平面は、装置10の縦方向に垂直な面を指す。また、装置10が地面に垂直な位置にある場合に、当該水平面は地面に平行であり得る。本発明の実施形態は、当該水平面から約50°の角度、及び当該水平面から45°の角度を含み得る。コンベヤベルト38は、重力に逆らってチャンバ12の底部からシュート40を通過してビーズBを移動させる輸送構造(図1において図示せず)を含み得る。
コンベヤベルト38が回転されると、当該ビーズBは、コンベヤベルト38上及び/又は輸送構造上を、動きを示す矢印Eの方向に引き上げられ得る。しかし、液体冷媒は、凍結チャンバ12から引き上げられる必要はなく、液体窒素はドレインされてプールPに戻される。
コンベヤベルト38は、低温の環境下であっても曲がる弾性の材料からなる。例えば、当該材料にはゴム及び連結された金属構造が含まれる。実施形態は連結された金属構造を有する。当該金属の連結の間の小さい孔は、複数のビーズBから低温液体をろ過してチャンバ12に戻すために用いられ得る。
複数のビーズBは、コンベヤベルト38の頂部に到達すると、シュート40によって
ふるい42の上に堆積される。ふるい42は、周知の攪拌装置44に接続され得る。この攪拌装置44は、ふるい42上の複数のビーズBを振動させ得る。従って、例えば約2mmか又はそれ以上の直径を有する比較的大きいビーズはふるいの表面に残り、一方でより小さいビーズ及び砕けたビーズの断片はふるいを通り抜けて収集皿46に落下し得ることで、複数のビーズBの移動が起こり得る。皿46に収集された物質は、上述のように受け皿32に追加されて混合物Cと共に混合されることで融解されて再処理され得る。
ふるい42の上に堆積される。ふるい42は、周知の攪拌装置44に接続され得る。この攪拌装置44は、ふるい42上の複数のビーズBを振動させ得る。従って、例えば約2mmか又はそれ以上の直径を有する比較的大きいビーズはふるいの表面に残り、一方でより小さいビーズ及び砕けたビーズの断片はふるいを通り抜けて収集皿46に落下し得ることで、複数のビーズBの移動が起こり得る。皿46に収集された物質は、上述のように受け皿32に追加されて混合物Cと共に混合されることで融解されて再処理され得る。
適当なサイズのビーズ(例えば直径2mm以上)は、ふるいから溢れて排出シュート48に流れ得、容器(図示せず)の中に堆積され得る。この容器は、複数のビーズの間又は当該複数のビーズの表面に残留した窒素冷媒の残渣を気化させるために、実質的に1−10分間、開いた状態で保持され得る。その後、当該容器は密封されて貯蔵のために冷凍庫内に置かれる。
複数のビーズBが保管中に互いに接着することを防止して自由流動性の性質を維持するために、当該複数のビーズBは、かなり低い温度に維持され得る。より詳細には、当該複数のビーズBが約30時間以上の間保管される場合、当該複数のビーズBは、少なくとも−28.9℃(−20°F)程度の低い温度で冷凍庫内で保管されるべきである。好ましくは、当該複数のビーズは−1.1℃(−30°F)と−40℃(−40°F)との間の温度で保管される。
或いは、複数のビーズBが30時間以内(又は、混合物によってはより短い期間である10−12時間)に消費される場合、−28.9℃(−20°F)か又はそれ以上の温度で冷凍庫内で保管され得る。しかしながら、当該複数のビーズBは、−23.3℃(−10°F)と−28.9℃(−20°F)との間の温度にされて−26.1℃(−15°F)で良い結果をもたらす。より高い温度は、当該複数のビーズが互いに接着して当該製品は独特の自由流動性の特性を失うという結果をもたらし得る。これによって消費者へのアピール力が減少する。より低い温度で提供される場合、多くの人は、当該製品を十分に楽しむには冷たすぎると感じるであろう。
図2は、図1の装置の断面図であり、本発明の原理による装置10のコンベヤベルト38をより詳細に示す。例えば、コンベヤベルト38は、1又は複数のローラである205a及び205bの周りに摩擦で取り付けられたベルト207を含み得る。ローラ205a又は205bのいずれの回転も、ベルト207の回転を駆動する。例えば、205bは駆動ローラであってもよく、205aは支持ローラであってもよい。また、ベルト38の回転は、ビーズBをチャンバ12の底部からシュート40まで運ぶ。いくつかの実施形態において、保持壁201は、ベルト207の外側からろ過距離203だけ間隔を置いて配置されている。ろ過距離203は、2mmより小さい距離であってもよく、直径が2mmか又はそれ以上の凍結ビーズは、ベルト207上に捕らえられる。いくつかの実施形態において、より小さいビーズはベルト207によってシュート40まで運ばれない。さらに、コンベヤベルト38のいくつかの実施形態は、オーガーフライトとハウジング36の外管209との間のビーズBを粉砕することを防止すること等によって、ビーズBをより小さいビーズに粉砕しない。従って、コンベヤベルトを実装するいくつかの実施形態は、2mmと同等か又はそれ以上の直径を有するビーズを、より小さい直径を有するビーズから分離するためのふるい42及び攪拌器44を必要としない。
図に示すように、ガイドレール211は、コンベヤベルトの両側面に沿って設けられ得、凍結ビーズのシュート40までの輸送を誘導する。ガイドレール211は、極低温への耐性を伴って凍結ビーズBを誘導するための十分に剛性のある任意の材料を含み得る。例えば、ある種のゴム類、ある種のポリマー類、金属類等の複合物が含まれる。
また、コンベヤベルト38及びベルト207は、運搬角度102で配置され得る。運搬角度102は、適切なサイズのビーズを輸送し、極低温液体を排出し、及び/又は不適当なサイズのビーズを除去することを補助し得る。例えば、運搬角度102は、水平に対して約55°から約60°であってもよい。
図3は、本発明の原理による図2の装置と共に用いられるメッシュコンベヤベルト300の上面図である。当該メッシュコンベヤベルト300は、スチール等の金属、プラスチック類、複合物、ゴム、布等を含み得る。図3に示すように、コンベヤベルト300は、リンク302を含み得る。当該リンク302は、ウィングヒンジ308によって接続された横木(crossbars)310を含み得る。横木310は、ウィングヒンジ308の穴の各々を通って伸長し得る。横木310は、ウィングヒンジ308の各々に回転可能に接続され得る。
また、複数のロッド312は、2つの各横木310の間に伸長し得る。複数のロッド312は、各横木310の両方と回転関係にあり得る。複数のロッド312は、ロッドギャップ314によって間隔を空けて配置され得る。ロッドギャップ314は、輸送中、コンベヤベルト300上にビーズBを保持するようなサイズであり得る。また、ロッドギャップ314は、流体を通り抜けさせ得る。いくつかの実施形態において、ロッドギャップ314は、不適当な小さいビーズを通り抜けさせ得る。従って、ロッドギャップ314は、各ロッド312の間が2mmであり得る。従って、ロッドギャップ314は、
各々のロッド312の間が2mm以下であってもよく、適切なサイズのビーズがチャンバ12からシュート40に輸送される。
各々のロッド312の間が2mm以下であってもよく、適切なサイズのビーズがチャンバ12からシュート40に輸送される。
横木310の各々の直径は、コンベヤベルト300の外表面から直角に伸長し得る。例えば、ロッドギャップ314は、コンベヤベルト300の表面がチャンバ12からシュート40まで移動する際にビーズを押すための輸送構造であり得る。コンベヤベルト300上のロッドギャップ314の数、サイズ及び面積密度(surface area population density)は、ビーズBのサイズ及びビーズBを輸送する速度を制御するために選択され得る。また、コンベヤベルト300の回転速度は、ビーズBの取り込みを操作するために変更され得る。
コンベヤベルト300のメッシュ307は、ロッド312と横木310との間の共通部分の領域を含み得る。
ガイドレール211は、ベルト300に対して実質的に平行であり得る。また、ガイドレール211は、ベルト300を基準として位置決めされ得る。例えば、ガイドレール211は、コンベヤベルト300上に凍結ビーズBが保持されるように位置決めされる。従って、ガイドレール211は、コンベヤベルト300の僅かに上方に位置決めされ得る。また、ガイドレール211は、コンベヤベルト300の幅よりも広く、僅かに離れて設置され得る。従って、ガイドスパン304は、コンベヤベルト300の外縁から最も近いガイドレール211の最も近い表面までの距離を記述し得る。ガイドレール211はビーズBがシュート40まで移動する際にコンベヤベルト300上にビーズBを保持するように構成され得るから、ガイドスパン304は、所定のサイズのビーズBがコンベヤベルト300上に保持され得るようなサイズであり得る。従って、ガイドスパン304は、非常に小さいビーズを落下させるために2mm以下であり得る。いくつかの実施形態において、ガイドスパン304は、4mm以下であり得る。ウィングヒンジ308が、適切なサイズのビーズBがウィングヒンジ308を通って落下し得るサイズである場合、ガイドスパン304は、マイナスであってもよい。
いくつかの実施形態において、ガイドレールは、メッシュ307の上方に位置決めされ得る。従って、メッシュ207の外側から各ガイドレール211の外側までの距離を記述するメッシュガイドスパン305は、ガイドレール211がメッシュ307の外側の境界よりも内側に位置決めされる場合に、2mm以下、又はマイナスであり得る。
ガイドレール211は、支柱306に取り付けられ得る。支柱306は、周囲を取り囲むハウジング36の内側面に取り付けられ得る。追加の実施形態において、支柱306へのガイドレール211の取り付けは、例えばピン、クリップ、又は他の取り付け機構によって取り外され得る。この支柱306の取り付け機構は、ハウジング36の内側に沿って走る恒久的なアンカーレールを含み得る。当該アンカーレールは、コンベヤベルト300の側部に近接して平行であり得る。また、当該アンカーレールは、コンベヤベルト300の全長にわたって続き得る。当該アンカーレールは、着脱可能なガイドレール211の雄実(male groove)が挿入される長さ方向の雌実(female groove)を含み得る。これによって、ビーズBをコンベヤベルト300に沿って誘導する動作のためにガイドレール211が位置決めされる。代替の実施形態において、ハウジングの全長の一部に沿って走り、支柱306に取り付けられてガイドレール211を受容する雌のアンカーレールを含む。
ロッドギャップ314は、コンベヤベルト300における凹部を含み得る。いくつかの実施形態においてロッドギャップ214は、コンベヤベルト300を貫通して極低温液体からビーズBをろ過する孔を含み得る。また、洗浄液体がロッドギャップ214を通過してもよい。
図4Aは、本発明の原理による図3のコンベヤベルト300の切開側面図である。保持壁401は、全ての点において保持壁201と同様であり得る。保持壁401は、保持壁201と同様に間隔を置いて配置され得る。従って、ろ過距離403はろ過距離203と同様であり得る。また、ギャップ407は、横木310が保持壁を通る際の、横木310の各々の頂部との間の距離であり得る。ギャップ407は、液体を通過させる寸法とされ得る。また、ギャップ407は、非常に小さいビーズを通過させ得る。
ロッドギャップ314の寸法及び形状によって、ビーズBの選択が起こる。例えば、約10mm以上の直径を有するビーズBは、10mm以上の寸法のロッドギャップ314によって選択され得る。また、約4mm以上の直径を有するビーズBは、4mm以下の寸法のロッドギャップ314によって選択され得る。さらに、約2mm以上の直径を有するビーズBは、2mmの寸法のロッドギャップ314によって選択され得る。より小さい直径のビーズは、当該より小さい直径のビーズの直径よりも大きいロッドギャップ314を通過し得る。
リンクスパン409は、各々の横木310の間の距離を表わし得る。リンクスパン409は、ビーズBの取り込み密度を調節するような寸法とされ得る。例えば、大きすぎる寸法のリンクスパン409は、ビーズBが集まって下方の横木310を超えて落下するため、取り込み密度を最大化し得ない。しかし、小さい寸法のリンクスパン409は、不要な横木310を含むことによって、メッシュ307の輸送面積を減少させ得る(横木310が、ビーズBが横木310上に直接置かれないように構成される場合、輸送のためのコンベヤベルトの有効な面積が減少する)。リンクスパン409は横木310の直径に応じて予め定められ得る。
横木310は、ベルト300の表面から直角に、横木高さ411で伸長し得る。横木高さは、コンベヤベルト300が動いた際にビーズBを押させるように、予め定められ得る。例えば、横木高さ411は、対応するビーズBの直径よりも大きくてもよい。しかし、横木高さ411は、コンベヤベルトの角度102に応じて、対応するビーズBの直径の8分の1程度に小さくてもよい。より小さい横木高さを使用することで、コンベヤベルト300の輸送面積が増加し得る。
コンベヤベルトのメッシュ307、ロッドギャップ314、ろ過距離403、ギャップ407、保持壁401、及び/又は横木高さ411の構成に基づいて、所定のサイズのビーズBは、凍結ビーズBから移送され得る。例えば、2.0mmの直径のビーズが移送され得る。いくつかの実施形態において、2.0mmから10.0mmの直径を有するビーズは、残りのビーズから移送され得る。
図4Bは、本発明の原理による図3のコンベヤベルト300の側面図である。具体的には、3つのリンク302の相互作用が示されている。横木310の各々は、各々のウィングヒンジ308を通って伸長している。ウィングヒンジ308は、コンベヤベルト300の表面のガイド高さ405から直角に伸長し得る。このガイド高さ405は、コンベヤベルトメッシュ307上で適当なサイズのビーズBを保持するために十分な高さであり得る。例えば、ガイド高さ405は、対応するビーズBの直径の少なくとも8分の1であり得る。ガイド高さ408は、対応するビーズBの直径よりも大きくてもよい。
図5は、本発明の原理による図2の装置と共に使用される代替のコンベヤベルト500の側面図である。コンベヤベルト500は、例えばクリート(cleats)505のような輸送構造を含み得る。クリート505は、コンベヤベルト500上のビーズBを輸送する際にロッド312及び横木310を補助し得る。従って、クリート500は、ビーズBをチャンバ12からシュート40まで輸送するための任意の輸送構造であり得る。例えば、クリート505は、コンベヤベルト500の幅に亘り得る。クリート505は、横木301又はロッド312から直角に伸長し得る。クリート505は、コンベヤベルト500の幅に亘り得、かつ、コンベヤベルト500の外縁から直角に伸長し得る。また、クリート505は、コンベヤベルト500に沿って、所定の間隔511を置いて離れて設けられ得る。クリート505は、高さ509及び厚さ507を有し得る。高さ509及び間隔511は、ベルト速度と共に、ビーズBの生成速度又はビーズBの所望の輸送速度に関連付けられ得る。いくつかの実施形態において、間隔511の寸法と共に、クリート505の寸法によって、ビーズBの選択が起こる。
保持壁501は、複数のビーズBが、コンベヤベルト500及びクリート505の間隙への重力の作用によって、ビーズBが誘導されるように配置され得る。保持壁501は、クリート505が保持壁501の下を通過する際の、各々のクリート505の頂部の保持距離503以内に位置決めされ得る。当該保持距離は、所望の最も小さいビーズの直径(例えば、2mmよりも小さい直径)よりも小さい距離であり得る。
いくつかの実施形態において、クリート505は、例えばゴム、金属、及び/又は複合物等の極低温の条件下で耐性のある固体の材料で構成され得る。他の実施形態のクリート505はメッシュ構造を含み、当該クリート505は極低温液体からビーズBをろ過する。クリート505は、コンベヤベルト500から直角に、かつ、ガイドレール211の間に伸長し得る。これによって、コンベヤベルト500上のビーズBは、2つのクリート500と2つのガイドレール211との間のスペースに閉じ込められる。
コンベヤベルト500のコンベヤベルトメッシュ、対応するロッドギャップ、保持距離503、保持壁501の構成、及び/又はクリート高さ509等のクリート505の構成に基づいて、所定のサイズのビーズBは、凍結ビーズBから移動され得る。例えば、2.0mmの直径のビーズが移動され得る。いくつかの実施形態において、2.0mmから10.0mmの直径を有するビーズは、残りのビーズから移動され得る。
図6は、本発明の原理によるコンベヤベルトアセンブリ600の側面を示す図である。いくつかの実施形態において、コンベヤベルトアセンブリ600は、コンベヤベルトアセンブリ50と実質的に同様であり得る。
コンベヤベルトアセンブリ600は、ローラ205bと回転可能に接続されたモータ602を含み得る。当該回転可能な接続は、例えばロータリーアセンブリ612を介した接続である。従って、ローラ205bは、モータ602によって回転可能に駆動され得る。例えば、モータ602は、ローラ205bの周りのベルト604を回転させ得る。ローラ205bは、モータ602と共通の軸608を共用し得る。よって、回転ベルト38は、ローラ205a等の支持ローラ205の回転を駆動し得る。ローラ205b及びサポートローラ205、205aは、摩擦による適合を介してベルト38に回転可能に接続され得る。サポートローラ205は、サポートローラ205aと実質的に同様であり得る。
コンベヤベルトアセンブリ600は、取込口(intake)616を含み得る。取込口616がビーズBを受容して、ベルト38は当該ビーズをシュート40まで輸送し得る。取込口616は、重力の作用によってチャンバ12から取込口616に供給される凍結ビーズB等の物質を受容し得る。
コンベヤベルトアセンブリ600は、釣鐘状のハブ(bell hub)604を含み得る。釣鐘状のハブ604は、水、洗剤及び/又は消毒剤等の洗浄液を受け入れるためのコネクタを含み得る。コンベヤベルトアセンブリ600は、その場洗浄(clean-in-place)アセンブリであり得る。「その場洗浄アセンブリ」及び「その場洗浄構造」は、水、石鹸、洗剤、消毒剤等の洗浄液をその場洗浄コンベヤベルトアセンブリ600に送り込むことによって、コンベヤベルトアセンブリ600を装置10から除去すること無しに、コンベヤベルトアセンブリ600が洗浄され得ることを意味する。洗浄液は、ハウジング636内の構造の各々を洗浄し得る。アセンブリ600が洗浄される際に、液体は取込端618に流れ得る。当該液体は、排液ライン(図7に関して説明される)を介して取込端618から放出され得る。
図7は、本発明の原理によるコンベヤベルトアセンブリ600の取込端618を示す図である。図に示すように、軸706は、図6に示した水平角ではなく、ドレイン708に対して垂直角で描かれている。従って、軸706は、ローラ205aに回転可能に係合されており、軸706が回転する際にベルト38が回転する。
取込端618は、カバー712に接続され得る。例えば、取込端618とカバー712とは、摩擦によって適合していてもよく、ボルト704で接続されているか又は他の態様で接続されていてもよい。例えば、カバー712はドーム702を含み得、不適当なサイズの粒子及び/又はその他の破片(debris)が収容され得る。ドレインライン708は、不適当なサイズの粒子、破片、洗浄液及び/又は他の廃棄物を除去するために使用され得る。例えば、キャップ710はドレインライン708上に配置され得、液体窒素、ビーズ等のいかなる収容物も、動作中には排出されない。しかし、洗浄のために一時的に動作が終了されてもよい。ドレインライン708は、水、石鹸、リンス液及び/又は消毒液で取込端618をすすぐためのホースに接続され得る。或いは、水、石鹸、リンス液及び/又は消毒液は、シュート40及び/又は釣鐘状のハブ604を介してコンベヤベルトアセンブリ600に注入され得る。
コンベヤベルトアセンブリ600が物質を運搬する動作中である場合に、例えばドレインキャップ710をドレインライン708に、しっかりと着脱可能に取り付けることによって、ドレインライン708は閉じた状態であり得る。1つの実施形態において、ドレインキャップ710は、衛生トリクランプフィッティング(sanitary Tri-Clamp fitting)を伴って、ドレインライン708に着脱可能に取り付けられ得る。例えば、トリクランプのフェルールP/N L14AM7がドレインライン708に使用され得る。この実施形態において、ドレインキャップ710は、トリクランプの一体のキャップP/N 16AMPである。トリクランプのガスケットP/N 40MP−UWは、ドレインライン708とドレインキャップ710との間に挿入される。トリクランプのシングルピンの頑丈なクランプP/N 13MHHMは、ドレインキャップ710をドレイン708に着脱可能に固定する。
図8は、コンベヤベルトアセンブリ600の取込端618を示す他の図である。この実施形態は、固体材料からなるサニタリーローラ205aを含む。いくつかの実施形態において、全てのローラ205、205a、及び205bがサニタリーローラを構成する。サニタリーローラ205aは、ハウジング636の一方の側から他方の側へ伸長し得る。軸は図示されておらず、図10に関してより詳細に説明される。サニタリーローラ205aは、ハウジング636とサニタリーローラ205aとの交点において、1つ又は複数のO−リング801によって保護され得る。また、支持ローラ205は、サニタリー支持ローラ205aを含み得る。
破片は、コンベヤベルトアセンブリ600によって運搬された物質から落下し得、軸706及びローラ205aの周辺に体積する。いくつかの実施形態は、テフロン(登録商標)等の複合材料からなるローラ205a及び軸706の一体構造を含む。さらに、軸706及びローラ205、205a、及び205bの両側にガスケット801が配置され得る。ガスケット801は、ローラ205、205a、及び205bのベアリング又は他の回転機構を密封し得、破片がベアリングに入り込むことが防止される。ガスケットは例えば、O−リング又は他のガスケットを含み、テフロン(登録商標)、ゴム、シリコーン、金属等の複合物を含み得る。例えば、ローラ205a、205b、符号のない支持ローラ、及び他の図示しないローラ等のローラの外側に配置されたO−リングガスケットを伴うテフロン(登録商標)の軸706は、当該ローラを清潔で使用可能な状態でありかつ洗浄し易い状態に保ち得る。
いくつかの実施形態において、コンベヤベルトアセンブリ600は、分解することなく簡単に洗浄され得る。コンベヤベルトアセンブリを洗浄するために、ドレインライン710が開けられ得、洗浄及びすすぎ液並びに消毒薬がシュート40及び/又は取込口616を通ってハウジング636に入り得る。或いは、コンベヤベルトアセンブリ600の出口端にノズルが設けられ得、洗浄及びすすぎ液を受容する。当該洗浄及びすすぎ液並びに消毒薬は、ベルト38及びローラ205、205a、及び205bに接触して、複数のローラ205bの軸706の間を自由に通過して下方に流れ得、ドレインライン708から流れ出る。当該洗浄液及び消毒液がつくり出す当該流動或いは流体の流れの力は、取込端618からの破片を効果的に除去し得、コンベヤベルトアセンブリ600が分解無しに洗浄されることを可能とする。取込端618の内部の観察を可能とするためにカバー712の取り外しが必要となる場合、軸706が優先的にハウジング636に取り付けられ、コンベヤベルト38を不安定化させること無くカバー712の取り外しが可能となる。
図9は、洗浄の拡張機能を含む図1の装置を示す図である。図に示すように、洗浄拡張部905は、装置10のチャンバ12内に伸長し得る。装置10は、その場洗浄の構成を含み得、装置10を分解することなく、洗浄液が装置10に送り込まれ得る。洗浄拡張部905は、1つ又は複数のスプレーボール903a及び903bを含み得る。また、スプレーボール903a及び903bの各々は、孔の集合909を夫々含み得る。孔909の各々は、洗浄拡張部905を介して取込口(intake)901と流体連通している。この態様において、装置10の内部を洗浄するために、洗浄液は洗浄拡張部905に送り込まれ得、スプレーボール903a及び903bの孔909の各々を通り得る。いくつかの実施形態において、洗浄液は水を含み得る。また、洗浄液は、1又は複数の洗剤を含み得る。
いくつかの実施形態において、第1のスプレーボール903aは、滴下受け皿32の上方に配置され得、水及び/又は洗剤は洗浄の間、滴下受け皿32の上に噴霧されてアパーチャ34を通過する。頂部907は、スプレーボール903aを囲み得、水及び/又は洗剤がスプレーボール903aから噴霧された際に当該水及び/又は洗剤収容される。また、第2のスプレーボール903bは、チャンバ12内に伸長し得る。これらの実施形態において、水及び/又は洗剤は、滴下受け皿の下面及びチャンバ12の壁14に噴霧され得る。当然、当該装置の内部(例えば、チャンバ12)は、洗浄のために、極低温よりも高い温度に温められ得る。
インレット35は再配置され得るが、インレット35は、受け皿32を介して滴下されるように、当該混合物を装置10に導入させる。従って、洗浄拡張部905は、混合物を装置10の外へ追い出す。例えば、定期的な洗浄及び/又は香味料の変更の間の洗浄が行われる。
図10は、本発明の原理による図1の装置のローラとハウジングとの相互作用の例を示す部分立体分解図である。O−リング溝1003は、O−リング1001が内側に適合するように、ハウジング36の内部に形成され得る。いくつかの実施形態において、この適合は、当該O−リング溝から液体が入り込むことを防ぎかつ液体が軸706に到達することを防ぐ。いくつかの実施形態において、軸706はローラ205aよりも小さい直径を有し、O−リング1001にぴったり合う。従って、ローラ205aの1つの側面は、O−リング1001に摩擦力で適合し得、軸706が保護される。
上述の記載は、説明及び描写の目的で提供された。当該記載は、網羅的に述べること及び開示された形式そのものに発明を限定することを意図するものではない。上記の説明を踏まえて、明白な変更又は変形が可能である。実施形態は、発明の最良な説明及び実際的な応用を提供して、当業者が検討される特定の使用に適した様々な実施形態で様々な変形を伴って発明を利用できるようにするために選択されて記載されたものである。そのような全ての変更及び変形は、適正に、合法的に、公正に権利を与えられる広さで解釈された場合に、添付の請求項によって決定される本願発明の範囲内にある。
本発明の概念を採用することによる多くの利益が記述された。特に、本発明の方法は、独特の、自由流動性の冷凍サプリメント製品の調製、貯蔵及び提供を可能とする。当該製品は急速冷凍されるため、より滑らかでよりクリーミーなものとなり得、こくのある風味をもたらす。有利なことに、その結果生じる製品は、何か特別なものを欲する今日の目の肥えた消費者に訴える確実な洗練を有し得る。
上記の記載は、全ての当業者が本明細書に記載された様々な実施形態を実施することを可能とするために提供される。これらの実施形態に対する様々な変更は、当該当業者にとって直ちに明白となるであろう。本明細書に定義される包括的な原理は、他の実施形態にも適用され得る。従って、特許請求の範囲は、本明細書に示された実施形態に限定することを意図するものではなく、各々の請求項の文言に従う全範囲が認められることを意図するものである。特に記載が無くても、単数形で言及された要素は「唯一の」を意味するものではなく、「1つ以上」を意味するものである。この開示の全体に亘って記述された様々な実施形態の要素の構造的及び機能的に同等な全てのものであって、当業者に知られているか又はその後知られるものは、参照によって明確に本明細書に包含され、かつ、特許請求の範囲によって包囲されることを意図するものである。また、本明細書に開示されるものは、当該開示が特許請求の範囲に明確に記載されているか否かに関わらず、公衆に捧げることを意図するものではない。特許請求の範囲の要素は、当該要素が「〜のための手段」等の表現を用いて記載されていない限り、又は方法のクレームの場合における「〜ためのステップ」等の表現を用いて記載されていない限り、合衆国法典第35巻112条第6章の規定によって解釈されない。
Claims (20)
- 自由流動性冷凍サプリメント製品を調製及び貯蔵する方法であって、
凍結のためのサプリメント混合物を調製するステップと、
前記サプリメント混合物を凍結チャンバ内に滴下するステップと、
当該滴下された前記サプリメント混合物を凍結させて凍結ビーズとするステップと、
前記凍結ビーズをコンベヤベルトによって前記凍結チャンバ外に輸送するステップと、を含む調製及び貯蔵方法。 - 前記コンベヤベルトによる輸送のために、所定のサイズの前記凍結ビーズを移送するステップを含む請求項1に記載の調製及び貯蔵方法。
- 前記移送するステップにおいて、2.0mmから10.0mmの間の直径を有する凍結ビーズが選択される請求項2に記載の調製及び貯蔵方法。
- 前記移送するステップにおいて、2.0mmから4.0mmの間の直径を有する凍結ビーズが選択される請求項2に記載の調製及び貯蔵方法。
- 前記凍結ビーズから低温液体をろ過するステップを含む請求項1に記載の調製及び貯蔵方法。
- 前記コンベヤベルトから攪拌器に前記凍結ビーズを受け入れるステップと、
前記攪拌器の動作によって、所定のサイズの凍結ビーズを選択するステップと、を含む請求項1に記載の調製及び貯蔵方法。 - 前記凍結ビーズを−28.9℃以下で貯蔵するステップを含む請求項1に記載の調製及び貯蔵方法。
- 提供前の前記凍結ビーズの温度を約−23.3℃から約−28.9℃の間の温度とするステップと、
前記凍結ビーズが提供される際に自由流動性を有するように、約−23.3℃から約−28.9℃の間の温度で食用に提供するステップと、を含む請求項7に記載の調製及び貯蔵方法。 - 前記コンベヤベルトは、水平面に対して約55度から約60度の角度で配置されている請求項1に記載の調製及び貯蔵方法。
- 極低温で凍結されたサプリメント製品のビーズを製造するための装置であって、
極低温液体を収容する凍結チャンバと、
供給源からの液体混合物を受けるように配置されて適合され、前記凍結チャンバを覆う少なくとも1つの供給受け皿と、
コンベヤベルトを含むコンベヤベルトアセンブリと、を含み、
前記少なくとも1つの供給受け皿は、複数のオリフィスを有し、前記液体混合物のサイズの揃った液滴が前記少なくとも1つの供給受け皿から排出され、前記液滴は重力によって下方にある凍結チャンバに輸送されて凍結ビーズを形成し、
前記コンベヤベルトの少なくとも一部分は、前記凍結チャンバの底部に近接して配置されて、前記コンベヤベルトは凍結ビーズを前記コンベヤベルト上に受けるように配置される装置。 - 前記凍結チャンバは底部において実質的に円錐形状の部分を含み、
前記コンベヤベルトは、前記円錐形状の部分の下方に置かれて、前記コンベヤベルトは前記凍結ビーズを前記コンベヤベルトの上に受けるように位置決めされている請求項10に記載の装置。 - 前記コンベヤベルトは、前記コンベヤベルトの全体に亘って複数のロッドギャップを含み、
前記複数のロッドギャップの各々は、所定のサイズの凍結ビーズを受ける大きさ及び形状で設けられている請求項10に記載の装置。 - 前記複数のロッドギャップの各々は、2.0mmから10.0mmの間の直径を有する少なくとも1つの凍結ビーズを受ける大きさ及び形状で設けられている請求項12に記載の装置。
- 前記複数のロッドギャップの各々は、2.0mmから4.0mmの間の直径を有する少なくとも1つの凍結ビーズを受ける大きさ及び形状で設けられている請求項12に記載の装置。
- 前記コンベヤベルトは、前記コンベヤベルトの外表面に直交して伸長する1つ以上のクリートを含む請求項10に記載の装置。
- 凍結ビーズの直径の分だけ前記コンベヤベルトの外表面から離れた保持壁を含む請求項15に記載の装置。
- 上部のスプレーボールを含み、前記上部のスプレーボールは、前記少なくとも1つの供給受け皿の上に洗浄液を噴霧するように位置決めされている請求項10に記載の装置。
- 下部のスプレーボールを含み、前記下部のスプレーボールは、前記凍結チャンバの内壁に洗浄液を噴霧するように位置決めされている請求項10に記載の装置。
- 請求項10に記載の装置であって、
前記コンベヤベルトアセンブリは、その場洗浄の構成を含み、
前記その場洗浄の構成は、少なくとも1つのサニタリーローラに巻き付けられて摩擦係合されたコンベヤベルトを含み、
前記その場洗浄の構成は、前記コンベヤベルトを囲むハウジングを含み、前記ハウジングは洗浄液の取込口及び排液ラインを含む装置。 - 極低温処理装置向けの輸送アセンブリであって、
凍結ビーズを取込端から排出端のシュートまで輸送するためのチャネルを形成する細長いハウジングと、
当該凍結された製品が前記取込端から前記排出端まで移動するように前記細長いハウジング内に配置されたコンベヤベルトと、
前記コンベヤベルトを回転させるように構成された駆動モータアセンブリと、
前記細長いハウジングの前記取込端に近接して配置された開閉可能な洗浄ドレインラインと、を含み、
前記細長いハウジングの前記取込端は、前記凍結ビーズの下に位置決めされて、前記極低温処理装置から前記凍結ビーズを受け入れるように構成されている輸送アセンブリ。
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