JP2023534158A - 冷凍菓子用機械および熱伝達とともに混合するための装置 - Google Patents

冷凍菓子用機械および熱伝達とともに混合するための装置 Download PDF

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Abstract

冷凍流体混合分注装置が開示される。本装置は、液体を受け入れる空洞を囲む可撓性壁パッケージを含み、液体は、空気と混合され、装置内で冷却されて、関連する冷凍スラリーを形成する。

Description

[0001]本願は、２０２０年６月２５日出願の米国仮特許出願第６３／０４３，９３５号、および２０２０年１２月２３日出願の米国仮特許出願第６３／１２９，８１２号の優先権の利益を主張し、それらの開示全体を参照により本明細書に援用する。
[0002]本件出願人が所有する２０２０年２月４日出願の同時係属特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０１６６２８の開示全体を参照により本明細書に援用する。ＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０１６６２８の発明に対する追加の用途を本明細書に開示する。
[0003]改良された冷凍流体混合分注装置が提供される。
[0004]本装置の好ましい実施形態は、関連する液体を受け入れる空洞を囲む可撓性壁パッケージを含む。本パッケージは、空洞と連通し、関連する液体を受け入れるように構成された入口と、空洞と連通し、入口に対して間隔を置いて配置された出口とを含む。出口は、関連する冷凍スラリーを分注するように構成される。組立体は、空気を関連する液体と混合し、（ｉ）パッケージ空洞内の関連する液体との熱伝達のために可撓性パッケージの外面に動作可能に係合する少なくとも１つの冷却板を含む圧延板式熱交換器（ＲＰＨＥ：ｒｏｌｌｅｄ ｐｌａｔｅ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）、または（ｉｉ）空洞内に受け入れた関連する液体と混合された気泡のサイズを小さくするためのホモジナイザ、のうちの１つを含むことが好ましい。出口にある分注ノズルは、冷凍スラリーを分注するように構成される。
[0005]生じ得る着霜を制限する断熱密閉容器は、可撓性壁パッケージおよびＲＰＨＥを受け入れるような寸法である。
[0006]本装置は、密閉容器内の水分を回収し、回収された水分を冷却板より低い温度に冷却し、それによって冷却板の霜の凝縮を防止するために霜回収器を含んでもよい。
[0007]霜回収器は、（ｉ）回収された水分を保持するための親水性コーティング、（ｉｉ）水分を吸収するための吸水材料、（ｉｉｉ）乾燥剤、または（ｉｖ）容器に導入された空気から水分を除去するための除湿器、のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
[0008]分注ノズルは出口に設けられてもよく、少なくとも分注ノズルを殺菌するための消毒組立体が設けられてもよい。消毒組立体は、電磁放射消毒ユニット（ＵＶ光源）を含んでもよい。消毒組立体は、可撓性壁パッケージを殺菌するように構成されてもよい。
[0009]消毒組立体は、ノズルを消毒するために気体、蒸気、液体、または熱のうちの少なくとも１つを使用する殺菌システムを含んでもよい。好ましい実施形態では、消毒組立体は、ノズルを消毒するために過酸化水素蒸気発生器およびオゾン発生器のうちの１つを含む。あるいは、消毒組立体は、ノズルを洗浄するために液体洗浄剤を供給する消毒ユニットを含む。消毒ユニットは、ノズルを可撓性壁パッケージの空洞に接続する分注チューブ内に液体洗浄剤を向けるように構成され、液体洗浄剤を除去するための排出通路。
[0010]ＲＰＨＥは、可撓性壁パッケージを受け入れるように構成された少なくとも１つの支持部材を含んでもよい。第１の支持部材は、ＲＰＨＥの冷却板と動作可能に係合するための高熱伝導率を有する材料で構成されてもよく、第２の支持部材は、ＲＰＨＥのローラによって引き起こされる引張荷重に耐えるような引張強度を有する材料から構成されてもよい。
[0011]可撓性裏当て部材が、パッケージに構造的支持を与え、その破裂を防止するために、可撓性壁パッケージとＲＰＨＥのローラとの間に配置されてもよく、好ましい構成では、可撓性裏当て部材は、裏当て部材を加熱または冷却するための構成部品を含む。
[0012]ホモジナイザは、関連する液体に気泡を導入するための加圧空気源とミキサとを含むことが好ましい。
[0013]別の実施形態では、少なくとも第１および第２の別個の冷凍用バッグに、関連する液体が交互に充填され、関連する冷凍された液体がそこから交互に分注される。
[0014]本装置は、ノズルから粘り気のある冷凍スラリーを分注するための支払いを受け付けるために販売時点情報管理システムをさらに含んでもよい。
[0015]貯蔵部バッグは、可撓性壁パッケージと流体連通してもよく、逆止弁は、貯蔵部バッグと可撓性壁パッケージとを接続するチューブの外面と動作可能に関連してもよい。
[0016]好ましい逆止弁は、ベースと、可動足部と、足部がチューブの方へ、またはチューブから離れるように移動することができるように足部をベースに接続するアームとを含み、また、逆止弁の位置を検知する検出器を含んでもよい。
[0017]空気清浄機が、空気バッグに導入される空気を消毒するために含まれてもよい。好ましい空気清浄機は、（ｉ）フィルター、または（ｉｉ）可撓性壁パッケージの空洞につながる光透過性チューブ／通路を照射するＵＶ光源、または（ｉｉｉ）関連する流体の温度を消毒するのに十分な温度に上げるように構成された加熱要素、のうちの少なくとも１つを含む。
[0018]好ましい構成では、冷却板は、金属シートまたは厚い金属箔である。冷却板は、入口内の関連する流体が冷凍されるのを防止するために空洞への入口を選択的に加熱するための加熱要素を含む延長部を含んでもよい。
[0019]ＲＰＨＥは、熱伝達を強化するために冷却板に流体チャネルを含んでもよい。流体チャネルは、冷却流体を可撓性壁パッケージのローラ側の方へ向けることが好ましい。
[0020]可撓性壁パッケージを受け入れるような寸法の容器は、（ｉ）関連する洗浄液を導くスプレーノズル、（ｉｉ）加熱要素、（ｉｉｉ）ＵＶ光、および（ｉｖ）空洞内への殺菌剤、のうちの少なくとも１つを有する洗浄システムを含んでもよい。
[0021]検知要素を含む温度監視システムが、可撓性壁パッケージの温度を検出するために組立体に含まれてもよい。検知要素は、可撓性壁パッケージ内の圧力を検知するために使用されるメカノクロミック材料を含んでもよい。さらに、可撓性壁パッケージの温度をより正確に測定するために、検知要素を冷却板から熱的に隔離する断熱体が含まれてもよい。
[0022]力センサが、空洞内の関連する液体の相対的な出来具合を監視するために使用されてもよく、力センサは、力が所定の閾値を超えた場合、ローラ動作を停止させるようにＲＰＨＥのローラに動作可能に関連する。力センサは、ロードセル、歪みゲージ、圧電センサ、および変位トランスデューサのうちの少なくとも１つを含んで、可撓性壁パッケージを支持するガイドレールに作用する力を直接または間接的に測定することができることが好ましい。
[0023]さらに、ローラと可撓性壁パッケージとの間の十分な接触圧力を確実にするために、ＲＰＨＥのローラを冷却板に押し付ける付勢部材が設けられてもよい。
[0024]別の実施形態では、ＲＰＨＥのローラは、空洞内の関連する流体の混練および冷凍時に、転がり抵抗および可撓性壁パッケージへの応力を低減する連続したループベルトである。連続したループベルトは、薄い金属または金属メッシュなどの熱伝導体から作られてもよい。
[0025]１つの変形例の冷却板は、ＲＰＨＥのローラと冷却板との間の可撓性壁パッケージの接触圧力を高めるために曲率を有する。
[0026]他の実施形態では、少なくとも１つの可動ローラは、可撓性壁パッケージの表面部分に動作可能に係合し、可動ローラは、可撓性壁パッケージの幅の一部分のみにわたって延在する。
[0027]さらに、同じ出願の発明に対する改良もまた本明細書に開示される。この例示的な実施形態は、アイスクリーム、スムージー、シャーベット、ジェラート、ヨーグルト、ダイキリ、マルガリータなどの菓子を冷凍させて分注するための装置、システム、および方法に関する。これは、そのような菓子を製造するための食用混合物を収容する、低コストの使い捨てパッケージ、典型的に可撓性パッケージまたはバッグともに特定の用途を見出し、特にこれらを参照して説明する。しかしながら、この例示的な実施形態はまた、他の同様の用途にも適用可能であることが理解されよう。いくつかの用途では、バッグ内の混合物は、食用混合物以外のものである。例えば、この混合物は生理食塩水であり得る。この冷凍菓子用機械は、生理食塩水スラッシュを作るために使用することができる。生理食塩水は、無菌状態で可撓性パッケージ内に保管および処理することができる。このようにして、無菌の生理食塩水スラッシュを作ることができる。無菌の生理食塩水スラッシュは、組織の損傷を限定するために心臓血管、腎臓、泌尿器、および他の医療処置において使用される。
[0028]本発明は、外科用スラッシュを製造する既存の方法を超える多くの利点を有する。現在最も一般的な外科用スラッシュの製造方法は、冷蔵された無菌の容器に生理食塩水を充填することである。この機械を設置するプロセスは面倒で、スラッシュを冷凍させるまで約４５分かかり、一方、生理食塩水は手術室内の解放空気に曝され、スラッシュが汚染される可能性が増す。
[0029]従来の冷凍菓子用機械の図である。 [0030]圧延板式熱交換器（ＲＰＨＥ）の斜視図である。 [0031]霜制御方法の実施形態の図である。 [0032]消毒ユニットの実施形態の図である。 [0033]ノズルホルダに埋め込まれたＵＶ光源の図である。 [0034]ノズル領域を消毒するためにオゾンが使用される実施形態の図である。 [0035]消毒ユニット１０の実施形態の図である。 [0036]ＲＰＨＥの実施形態の図である。 [0037]冷凍用バッグの実施形態の図である。 [0038]ホモジナイザの図である。 [0039]図１１Ａは図９と同様の実施形態の図である。図１１Ｂはベンチュリの図である。 [0040]冷凍用バッグに放射しているＵＶ光源の図である。 [0041]食用混合物を冷凍して分注するための代替構成の図である。 [0042]冷凍用バッグとローラとの間に可撓性裏当て部材を使用する実施形態の図である。 [0043]販売時点情報管理システムの追加の図である。 [0044]冷凍菓子用機械のバッグシステムの実施形態の図である。 [0045]チューブの外面に作用する逆止弁の使用の図である。 [0046]空気清浄機の概略図である。 [0047]図１９Ａ及び図１９Ｂは空気清浄機の図である。 [0048]図２０Ａ～図２０Ｃは、ガイドレールが冷却板に取り付けられた実施形態の図である。 [0049]液体混合物が冷凍用バッグの入口チューブ内で冷凍することおよび／または詰まることを防止する特徴を有する冷却板の実施形態の図である。 [0050]システム性能を高めるために使用される流れチャネルを有する第１の冷却板および第２の冷却板の図である。 [0051]冷凍菓子用機械用の洗浄システムの実施形態の図である。 [0052]温度検知要素を組み込んだバッグシステムの図である。 [0053]センサが埋め込まれた冷却板の実施形態の図である。 [0054]力センサが冷凍用バッグの取付点に使用された実施形態の図である。 [0055]図２７Ａ～図２７Ｃは、ガイドレールとローラの実施形態の図である。 [0056]図２８Ａは、上部支持体および下部支持体を有するガイドレールの図である。図２８Ｂは、可撓性部材を有する支持体の図である。図２８Ｃは、ガイドレールの長さに沿って埋め込まれた力センサを有するガイドレールの図である。 [0057]混練ローラ組立体が、トレッド面を支持する転がり支持体を有する実施形態の図である。 [0058]バッグローラを、またはローラコンベヤの追加の支持部材によって示す図である。 [0059]充填するための大きな開口部を有する貯蔵部バッグの図である。 充填するための大きな開口部を有する貯蔵部バッグの図である。 充填するための大きな開口部を有する貯蔵部バッグの図である。 [0060]上から見たとき、冷却板が曲率を有する実施形態の図である。 [0061]側面から見たとき、凸状の曲線を有する冷却板の図である。 [0062]液体または半固体の塗料を混合して分注するためのＲＰＨＥの適応例の図である。
[0063]従来の冷凍菓子用機械に使用されているかき取り式表面熱交換器（ＳＳＨＥ：ｓｃｒａｐｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）を図１に示す。本発明は、ＳＳＨＥを図２に示す本発明の圧延板式熱交換器（ＲＰＨＥ）に置き換える。ＳＳＨＥは冷凍菓子用機械以外の多くの用途で使用されている。用途としては、食品、製薬、および化学産業に存在する。ＳＳＨＥは、熱伝達プロセス中にある程度の混合が必要なとき、プロセス流体に粘り気があるとき、結晶化が起こるとき、または、その他、従来の熱交換器では効果的に使用することができないときに使用される。ＳＳＨＥは、プロセス流体または材料を加熱または冷却するために使用することができ、このプロセス流体または材料は食用混合物の場合があるが、非食用の流体、スラリー、またはＳＳＨＥを通って流れるようになされることができる他の材料もあり得る。ＲＰＨＥ（図２）はまた、現在ＳＳＨＥが使用されている用途の冷凍菓子用機械とは独立して使用することができる。
[0064]ＲＰＨＥの動作のいくつかの実施形態は、ＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０１６６２８に詳述されている。ＲＰＨＥは、多くの用途においてＳＳＨＥを超える利点がある。例えば、製薬用途では、熱伝達プロセス中に製品の無菌状態を維持することが必要である。ＳＳＨＥは、定期的に洗浄および殺菌する必要のある部品が多い。これにより、プロセスにコストとリスクが加わる。ＲＰＨＥを同じプロセスに使用されるとき、製品は無菌の可撓性パッケージに収められ、このパッケージは、プロセス作業が完了したときに取り外して廃棄することができる。
[0065]冷凍菓子用機械などとともに、ＲＰＨＥが冷却のために使用されるとき、冷却板、冷凍用バッグ、および他の構成部品の表面が、周囲の空気の露点以下に冷却され得る。その結果、これらの表面に結露または霜が生じる。これは一般的には望ましくない。着霜の可能性を制限する１つの方法は、ＲＰＨＥを断熱キャビネット３１などの密閉容器内に収容することである。これにより、発生し得る着霜量が制限される。しかしながら、水分を含んだ空気３４は依然としてキャビネット内に留まる。図３は、霜制御方法の実施形態を示す。ここでは、霜回収器３２が、ＲＰＨＥ３３が入っている空間の水分を優先的に回収するために使用される。霜回収器３２は、冷却板温度よりも低い温度で動作することができる。冷却板は、明白には示されていないＲＰＨＥ３３の一構成部品である。これにより、霜が霜回収器に付着して、空気の含水量が低下する。霜回収器の温度は冷却板の温度より低いので、空気の露点は冷却板またはＲＰＨＥ３３の構成部品の温度より低くなり、冷却板の結露または着霜を防ぐ。霜回収器はまた、冷却板より前に冷却することができ、その結果、冷却板が冷却される前に空気から水分が除去される。先に述べたように、霜回収器は冷却板より低い温度で動作させることができ、これはいくつかの望ましい効果を有するが、これは厳密には必要ではない。霜回収器３２は、冷却板の温度以上で動作させることができる。例えば、ＲＰＨＥと霜回収器とが同じ速度で同じ温度まで冷却された場合、着霜は両方の構成部品に生じ得るが、冷却板に生じ得る着霜量は減少する。霜回収器は、親水性構成部品をコーティングとして、表面への取付け、または他の手段で組み入れることができる。表面は、霜回収器の温度が上がっても水を保持しやすい。水を吸収するために、ポリアクリル酸ナトリウムなどの吸水材も使用することができる。水を回収し、キャビネットから取り出すための手段も用いることができる。別の選択肢としては、乾燥剤を使用して空気から水分を吸収することである。これは機械が動作していないとき、または積極的に冷却しているときに行うことができる。乾燥剤は再生するために取り出すことができる、またはその場で再生することができる。例えば、組み込まれた加熱要素を使用して乾燥剤を加熱し、再生して再利用することができる。典型的には、再生は、ＲＰＨＥの冷却がオフサイクルのときに行われる。別の選択肢は、空気を断熱キャビネット３１内に入れる前に、または入れるときに、霜回収器または他の手段を用いてまず空気を除湿することであり、その結果、乾燥した空気あるいは低湿度の空気だけがキャビネット内に残る。
[0066]製品を分注するためには、分注ノズルを微生物汚染源に曝す必要がある。これは、周囲の空気、あるいは誰かがノズルまたはノズル領域に触れることから生じ得る。分注ノズルを消毒、殺菌、および／またはその他の洗浄をするための手段は、汚染の機会を制限するのに有益である。図４は、適切な強度および波長の電磁放射（例えば、光）５０を使用して微生物汚染を低減または除去する消毒ユニットの実施形態を示す。２００ｎｍから３００ｎｍの範囲の波長を有する紫外線（ＵＶ：ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）放射を利用する殺菌システムは、当技術分野で知られている。ＵＶ光源５０または他の適切な放射線源は、分注機構のノズル端部５１を照射するように配置される。図に示すように、光源は、消毒プロセスが行われているときに使用されるカバー５３に取り付けられている。当技術分野で知られている任意の手段を使用して、ＵＶ光源５０に電力を供給することができる。ＵＶ光源はまた、取外し可能なカバーを必要としない方法で取り付けることができる。図５では、ＵＶ光源５０は、ＵＶ光に対して少なくとも部分的に透明なノズルホルダ５４に埋め込まれている。これにより、放射線は分注ノズルの表面に到達することができる。ＵＶ光源５０は主にノズルに作用するように示されているが、他の外部または内部システム構成部品を消毒するように修正することができる。例えば、分注ハンドル５６を消毒するために使用することができる。ＵＶまたは他の殺菌放射線はまた、冷凍用バッグ、および特に混合物がＵＶ光に対して透明であるとき、冷凍用バッグ内の混合物、例えば生理食塩水を消毒するために使用することができる。これは、外科用生理食塩水スラッシュの用途に有益である。図１２は、冷凍用バッグ１２２に放射しているＵＶ光源１２１を示す。
[0067]また、気体、蒸気、液体、熱、または当技術分野で知られている他の手段を利用した殺菌システムを使用してノズルの消毒することができる。例えば、過酸化水素の蒸気を、ノズルを消毒するために使用することができる。オゾンもまた、優れた殺菌特性を有する。オゾンを使用してノズルを消毒する利点は、当技術分野で知られているオゾン発生器を使用して周囲の空気からオゾンを発生させることができることである。必要とするオゾンを発生させるために必要なのは電力だけである。図６は、オゾンを使用してノズル領域を消毒する実施形態を示す。オゾン発生器６０は、ノズルカバーに取り付けられる。オゾン発生器によって発生させられたオゾンは、ポート６２を通ってノズル領域６３またはその周りを流れる。
[0068]図７は、液体洗浄剤を使用してノズル領域の微生物汚染を低減または除去する消毒ユニット１０の実施形態を示す。液体は、ノズル領域を洗浄およびまたは消毒することができる任意の適切な液体または溶液とすることができる。例えば、水ベースの消毒液、または単なるお湯を使用することができる。洗浄サイクル中、ヒンジ付きカバー１１がノズル領域１２を覆って閉じられ、洗浄液ノズル１３が、洗浄液が分注ノズル１４の方に向けられるように分注ノズル１４の近傍に配置される。流体通路１５は、洗浄液ノズルと流体連通している。所望の動作に応じて、いくらかの洗浄液が分注チューブ１６にある距離押し込められてもよい。洗浄液を排出するための手段（図示せず）をシステムに組み込むことができる。洗浄システムは、所望により、冷凍菓子用機械から取外し可能にすることができる。洗浄システムは、手動または自動で動作させることができる。洗浄液は、単独で、あるいは他の手動または自動の洗浄方法と併せて使用することができる。
[0069]図８は、細長い分注チューブを有する冷凍用バッグ７１を有するＲＰＨＥ７０の実施形態を示す。細長い分注チューブは、無菌の生理食塩水スラッシュを医療処置に必要なところに直接、便利にもポンプで送ることができる外科用スラッシュ機械に対する特定の用途を有する。現在、医療関係者は、ボウルまたは他の容器からスラッシュをすくって、患者のところに持って行き、必要なところに手で置いている。
[0070]図９は、ＲＰＨＥで使用される冷凍用バッグ８０またはその他の可撓性パッケージの実施形態を示す。冷凍用バッグ８０は、ＲＰＨＥ内で冷凍用バッグを支持するための取付点である上部支持部材８１および下部支持部材８２を有する。バッグ本体８３には食用混合物が入る。典型的にはプラスチックフィルムから作られたノズル８４がバッグ本体に取り付けられる。プラスチック継手などの移行構成部品８５が、ノズルをバッグ本体８３に付けるために使用されてもよい。ノズルは多くの形態であってもよく、１つまたは複数の部分から構成され、そのすべてまたはいくつかは、使い捨て、または再利用可能であってもよい。さらに、ノズルは、理想的にフィットするように調整することができるように余分の長さを有して作られ、最初に密閉された端部を開くことができる、または外部の汚染物質から汚染される可能性の少なそうな新しいノズル端部を露出させることができる。冷凍用バッグ８０の様々な部品は、所望の性能特性を達成するために、様々な材料から作られてもよいし、様々な構成技術を使用してもよい。例えば、支持部材８１、８２および付随する支持構造８６は、高い引張強度を有するプラスチックフィルムまたは他の材料から構成されてもよい。これにより、冷凍用バッグ８０はＲＰＨＥローラによって引き起こされる引張荷重に耐えることができる。バッグ本体の冷却板側８７は、理想的には熱伝導率の高い材料から作られ、一方、冷凍用バッグのローラ側（図８のバッグのバッグ側（見えない））は、理想的にはバッグの表面に作用するローラの応力に耐えることができる丈夫な材料から構成される。
[0071]図１０は、ＲＰＨＥのローラがオーバーランを生成する要件を低減または除去するように、ホモジナイザ９１を使用して食用混合物と空気を予め均質化する実施形態９０を示す。空気源（例えば、圧縮機）は、３方向継手９５において食用混合物と混合される。この箇所では、気泡は比較的大きく、したがって、液体の食用混合物とは十分混合された状態ではない。混合物はホモジナイザ９１に入り、ここで気泡は積極的に混合され、その結果、その平均サイズは、液体から容易に分離しない程度にまで小さくされる。例えば、気泡の大きさは２５ミクロン程度の場合がある。次いで、均質化された混合物は、冷凍用バッグ９２に流入し、そこで冷凍が起こる。これは、ＲＰＨＥにおいて生じるオーバーランを生成する作業を緩和する利点を有する。ホモジナイザ９１は、当技術分野で知られている様々な技術であり得る。例えば、超音波トランスデューサは、混合に影響を与えるために使用することができる。高速回転または振動する混合刃も使用することができる。
[0072]図１１Ａは、図９の実施形態と同様の実施形態を示す。この場合、ホモジナイザは３方弁９５に取って代わっている。この場合のホモジナイザ１０１は、図１１Ｂに示すようなベンチュリ１１０とすることができる。液体混合物は、入口側１１２からベンチュリ１１０に入る。流速は、のど部１１３において増大して静圧を下げ、その結果、空気がポート１１１から吸い込まれる。ベンチュリのど部１１３におけるポートの大きさと混合物の高い速度とにより、気泡は液体の食用混合物と十分混合される。
[0073]図１３は、冷凍用バッグ内で冷凍混合物と液体混合物とを別々に保つという課題を排除しながら処理量を最大化する、食用混合物を冷凍して分注するための代替構成を示す。貯蔵部バッグ１２１には、第１の冷凍用バッグ１２２または第２の冷凍用バッグ１２３に供給することができる食用混合物が入っている。弁１２４は、冷凍用バッグへの食用混合物の流れを選択的に制御するために使用される。冷凍用バッグは、ＲＰＨＥの一部を構成する１つまたは複数の冷却板と接触している。動作中、食用混合物と圧縮機１２５の空気とは、第１の冷凍用バッグ１２２に供給される。混合物は、先に開示した任意の態様でＲＰＨＥを使用して冷凍される。混合物が適切に冷凍されると、必要なときに弁１２６から分注することができる。望むときに、食用混合物と空気とは、第２の冷凍用バッグ１２３に供給することができる。これは、第１の冷凍用バッグ１２２と同時に行うことができる、または別のときに行うことができる。第２の冷凍用バッグ１２３内の食用混合物は同様に冷凍される。弁１２７は、第２の冷凍用バッグから分注するために使用される。分注は、第１の冷凍用バッグ１２２から行われる。第１の冷凍用バッグが部分的または完全に中身がなくなると、第１の冷凍用バッグが再び充填されている間、第２の冷凍用バッグから分注が行われ、その結果、このサイクルを繰り返すことができる。分注は、機械の内部プロセスが外部に明らかにならないように、共通のノズルから行うことができる。冷凍用バッグは任意の数使用することができる。図示の２つの冷凍用バッグは、例示的な場合を表す。この実施形態は、ＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０１６６２８に開示された複数の味の実施形態と同様である。この場合、単一の貯蔵部バッグを使用して、製品を複数の冷凍用バッグに供給する。
[0074]図１４は、冷凍用バッグとローラとの間に可撓性裏当て部材を使用する実施形態１３０を示す。可撓性裏当ては、１つまたは複数の有益な機能を提供する。可撓性裏当ては、食用混合物を充填したときにその形状を保持するように、バッグの全体的な構造支持を与えることができる。冷凍用バッグ１３２内の圧力は、食用混合物が冷凍して粘り気が出たときに特に高い。可撓性裏当ては、応力を可撓性裏当てが担うように冷凍用バッグを支持し、これにより冷凍用バッグの破裂が防止される。可撓性裏当ては、背面冷却板（図示せず）または同様の支持片から必要とされる支持を低減または除去することができる。理想的には、可撓性部材は、リップストップナイロンまたは金属メッシュのような耐久性のある材料から作ることができる。これは、冷凍用バッグに使用されるプラスチックフィルムよりも丈夫な、ローラが接触する表面を提供する。これにより、冷凍用バッグ１３２は損傷から保護され、冷凍用バッグを安価な材料で作ることができる。これは、冷凍用バッグが使い捨てであるように意図されているので有益である。可撓性裏当ては、冷凍プロセスを補助するための冷却手段を含むことができる。これは、可撓性裏当てに一体化された冷却チャネルであり得る。冷却チャネルは、冷却流体を循環させるために使用される。可撓性裏当ては、気化冷却をもたらすために、または熱接触を改善するために、適切な冷凍点および蒸気圧を有する流体（例えば、エチルアルコール）で濡らすことができる。可撓性裏当ては、可撓性熱電冷却要素または冷却に影響を与えるために当技術分野で知られている他の手段を組み込むことができる。加熱が望まれる用途では、可撓性裏当てを加熱するために、当技術分野で知られている任意の方法を使用することができ、例えば、電気抵抗加熱を使用することができる。可撓性裏当て１３１はまた、カバー、バッグ、または同様の構造とすることができる。可撓性裏当て１３１は、冷凍用バッグおよび／または冷却板を完全にまたは部分的に覆うことができる。可撓性裏当て１３１は、冷却板に取り付けることができる、または冷却板に取り付けることなく支持され得る。可撓性裏当て１３１はまた、ローラが可撓性裏当てと冷凍用バッグとの間にあるように、後部冷却板（図示せず）と同様の態様で配置することができる。図１３では、分注チューブ１３３は冷却板１３４を貫通する。便利のよいように、冷却板、またはＲＰＨＥに関係する他の構造は、分注に適応するためにポートまたは孔を有することができる。
[0075]図１５を参照すると、冷凍菓子用機械１４０は、販売時点情報管理システム１４１を追加して自動販売に適合することができる。これは、当技術分野で知られている任意の販売時点情報管理技術であり、現金、クレジットカード、または電子決済を受け入れるようにすることができる。販売用途に使用するとき、冷凍用バッグおよび／または貯蔵部バッグを交換する間に必要な時間を短縮することが有益である。ＲＰＨＥ１４３での自動装填を容易にするために、複数の冷凍用バッグ１４２が接続されているシステムが示されている。ＲＰＨＥに入るそれぞれの新しい冷凍用バッグに自動的に接続することができるリザーバ１４４が示されている。冷凍用バッグには、任意選択で、食用混合物を予め充填することができ、したがって、貯蔵部バッグの必要性を除去することができる。システムはまた、同様に複数の貯蔵部バッグを組み込むことができる。図１６は、ロールに取り付けられた冷凍用バッグ１５１の実施形態を示す。新しい冷凍用バッグ１５２はロールから出され、ＲＰＨＥに入る。次いで、使用済みの冷凍用バッグは、使用済み冷凍用バッグのロール１５４に巻き取られる。
[0076]図１６は、冷凍菓子用機械のバッグシステムの実施形態を示す。貯蔵部バッグ２１は、チューブ２３を介して冷凍用バッグ２２に接続する。貯蔵部バッグ２１からの液体は、ポンプ２４または他の手段を用いて冷凍用バッグ２２に供給される。本発明の逆止弁２５の実施形態が示されている。逆止弁は、液体が冷凍用バッグ２２から貯蔵部バッグ２１に逆流することを防止する。これは、冷凍用バッグ２２が貯蔵部バッグ２１より上にあるときに重力によって、または冷凍用バッグ２２内の圧力が貯蔵部バッグ２１内の圧力より高いとき起こり得る。逆止弁３０（図１７）は、チューブ２３の外面に作用する。チューブ２３は、薄いプラスチックフィルムから作られることが好ましい。このタイプのチューブはそれほど弾性がなく、内圧によってチューブを膨らませなければ平らになりがちである。しかしながら、逆止弁３０は、弾性チューブまたはゴムチューブでも機能する。逆止弁３０は、ベース３１および可動足部３２を含む。アーム３３は、足部を支持部３４に接続する。アーム３３は、足部３２がチューブ２３の方へ、またはチューブ２３から離れるように動くことができるように、支持部３４に回転可能に支持される。足部３２がチューブ２３の方へ付勢されるように、アーム３３に力が加えられる。この力は、ばね（図示せず）または当技術分野で知られている他の手段から生じることができる。チューブ２３は、ベース３１と足部３２との間で押さえ付けられる。これにより、チューブ２３内の流体の流れが妨げられる。上流チューブ端部３５内の流体圧力が下流チューブ端部３６内の圧力より十分に高いとき、足部３２はベース３１から離れるように枢動し、その結果、図示の方向への流れが可能になる。下流チューブ端部３６と上流チューブ端部３５が同程度の圧力のとき、チューブ２３はベース３１と足部３２の間で押さえ付けられたままである。下流チューブ端部３６の圧力が上流チューブ端部３５の圧力を超えると、足部３２はチューブ２３を押さえ付け続ける。これは、下流チューブ端部３６からのチューブ２３の膨張が、足部にかかる力に打ち勝つのに必要な機械的有利さを提供しないためである。これは、足部３２がチューブ２３に接触する場所に対する枢動点３７の位置によって制御される。アーム３３の移動量に対する機械的な制限、ならびに足部３２およびベース３３の形状も、逆止弁の所望の動作を達成するために使用することができる。逆止弁３０の利点は、チューブ２３の外面に作用し、したがって洗浄および消毒を必要としないことである。逆止弁３０はまた、弁の位置を検知または検出するための手段を含むことができる。逆止弁３０の位置は、チューブ２３内の圧力および／またはチューブを通る流量と相関させることができる。逆止弁３０は、冷凍用バッグに入る食用混合物ライン２３上に示されているが、バッグシステム２０の他の場所でも使用することができる。例えば、逆止弁２７は、同じタイプの弁とすることができる。逆止弁３０は、レイフラットな非弾性チューブとの使用に最適化された蠕動ポンプ４０とともに使用することができる。しかしながら、基本的な概念は、弾性チューブと使用されるときに適用される。
[0077]バッグシステム２０は、空気（または他の気体）を冷凍用バッグ２２に注入してオーバーランを達成するために、圧縮機とともに使用される空気ライン２６を含む。オーバーラン用に使用される空気は、典型的には大気であり、したがって、食用混合物に微生物汚染が持ち込まれる潜在的手段となる。図１８に概略的に示す空気清浄機５１は、空気ライン２６のある点（例えば、圧縮機５３の前または後）に設置することができる。空気清浄機は、空気が冷凍用バッグに入る前に、空気を消毒およびまたは清浄化するために使用される。空気清浄機は、濾過および／または消毒を含むことができる。当技術分野における任意の手段を使用することができるが、いくつかの方法が好ましい。例えば、図１９Ａおよび図１９Ｂは、紫外線光源がチューブ６２に紫外線を照射する空気清浄機５１を示す。チューブは、図示のように、空気の紫外線への曝露時間を増加させるために、いくつかのＵベンドをなす。この場合、チューブは、紫外線が少なくともある程度透過することができる必要がある。紫外線光源６１は、任意選択で、消毒するのに十分な温度まで空気を加熱する加熱要素と置き換えることができる。
[0078]好ましい実施形態では、冷凍用バッグ２２の表面は、本実施形態では、概ね剛性構造体である冷却板８１と接触する。この場合、可撓性であると概ね説明された冷凍用バッグ２２は、冷却板２２と接触する領域では剛性または半剛性である得る。これの１つの利点としては、冷凍用バッグの冷却板側のすべてまたは一部を、バッグのローラ側では剛性が高すぎる、または耐疲労性が不十分である場合がある高熱伝導率の薄い金属シート、厚い金属箔、または他の材料で作ることができることである。
[0079]図２０Ａは、ガイドレール９１が冷却板９２に取り付けられた実施形態９０の上面図である。ガイドレール９１は、先行開示で説明したように、混練ローラ９３を冷却板９２に近接させた状態に保つ。食用混合物（図示せず）が冷凍されると、混練ローラ９３は冷却板から離そうとするかなりの力で押される。これは、冷却板を撓ませることができ、その結果、ローラはもはや冷却板に近接した状態でなくなる。これは、システムの性能に悪影響を及ぼし得る。冷却板９２の剛性を高める、または冷却板９２に構造的支持を与える他の構成部品を加えることは、製造コストを増大させ、冷却板９３の熱質量に付け加わること（これもまた好ましくない）になり得るので、望ましくないことがある。本実施形態では、ガイドレール９１の反力の力は、冷却板９２に向けられる。これにより、冷却板９２の取付点とローラからの力との間のモーメントアームがなくなる。図２０Ｂは、ガイドレール９１が冷却板に取り付けられていないときの冷却板９２にかかる力を示す。図２０Ｃは、ガイドレール９１が冷却板に取り付けられているときの力を示す。
[0080]図２１は、液体混合物が冷凍用バッグ１０２の入口チューブ１０３内で冷凍することおよび／または詰まることを防止する特徴を有する冷却板１０１の実施形態を示す。これは、例えば、液体混合物が一定期間流れていないときに起こり得る。入口チューブ１０３内の冷凍した食用混合物は、チューブを塞ぎ、必要なときに混合物を冷凍用バッグ１０２内に加えることを妨げ得る。冷却板１０１は延長部１０４を含む。延長部１０４は、任意選択で冷却されず、断熱体から作られ、かつ／または、入口チューブ１０３内の食用混合物が冷凍するのを制限または防止するように作用する加熱要素を有することができる。ローラ１０５が入口チューブ１０３を横断するとき、入口チューブ１０３はローラ１０５と延長部１０４との間で押圧される。これにより、入口チューブ１０３からすべての冷凍した食用混合物が押し出される。
[0081]図２２は、システム性能を高めるために使用される流れチャネルを有する第１の冷却板１１１および第２の冷却板１１２を示す。第２の冷却板は、冷凍用バッグのローラ側で冷凍用バッグ１１３の冷却および／または物理的支持を与える。ローラは、冷凍用バッグ１１３を第２の冷却板１１２の表面から引き離す。これは、冷凍用バッグ１１３内の食用混合物の冷却速度を低下させる傾向がある。熱伝達を高めるために、第２の冷却板１１２は、低温流体１１６のジェットを冷凍用バッグ１１３のローラ側の方へ向けるための流体通路１１５を有する。典型的には、この流体は空気であるが、任意の数の気体、液体、またはその組合せも可能である。第２の冷却板１１２は、冷凍用バッグ１１３に直接接触冷却することができる、または第２の冷却板１１２と実際に接触しないことが可能である。第２の冷却板１１２は、低温流体１１６のための冷却を与えることができる、または流体は他の手段によって冷却することができる。第１の冷却板１１１も、流体チャネル１１７を含むことができる。流体チャネル１１７は、第２の冷却板１１２の流体チャネルと同様の態様で冷却のために使用することができる。しかしながら、これらのチャネルの好ましい使用法は、負圧で動作させることである。これにより、冷凍用バッグは第１の冷却板１１１にぴったりと引き寄せられる。これは、冷凍用バッグ１１３と第１の冷却板１１１との間の熱接触抵抗を減少させる効果を有する。これにより、冷凍用バッグ１１３内の食用混合物をより迅速に冷凍させることができる。２番目の利点は、冷凍用バッグ１１３を第１の冷却板１１１の定位置に固定する助けになることである。
[0082]図２３は、冷凍菓子用機械用の洗浄システムの実施形態を示す。本装置では、食用混合物は消耗品パッケージに入っているので，機械構成部品の頻繁な洗浄は必要でない。しかしながら、洗浄が必要な場合もある。例えば、冷凍用バッグに漏れが生じた場合、または冷凍用バッグが不適切に取り付けられた場合、食用混合物が機械の中に漏れる可能性がある。冷凍菓子用機械の実施形態１２０は、スプレーノズル１２１を使用して機械内に洗浄液を噴霧する洗浄システムを含む。スプレーノズル１２１は、機械の冷凍区画１２２および／または機械の冷蔵区画１２３に配置することができる。洗浄システムは、加熱要素、紫外線、消毒剤、および当技術分野で知られている他の洗浄方法を使用することができる。
[0083]システム内の様々な場所での食用混合物の温度を知ることが望ましい。例えば、冷凍された食用混合物の温度は、いつ、混合物を分注する用意ができたかを決定するために使用することができる。図２４は、貯蔵部バッグ１３１および冷凍用バッグ１３２などのバッグシステムの構成要素に温度検知要素１３３を組み込んだバッグシステムを示す。温度検知要素は、バッグシステムの構成要素のいくつかまたはすべてに一体化する、または取り付けることができる。温度検知要素は、使い捨て、または再使用可能であり得る。温度検知要素は、当技術分野で知られている１つまたは複数の温度検知方法を使用することができる。これらは、限定するものではないが、熱電対、抵抗温度検出器、または熱変色性要素を含むことができる。熱変色性材料は、温度に応答して色を変える。熱変色性センサは、バッグシステムの構成部品の表面に取り付けることができる、またはバッグ材料自体が熱変色性層またはコーティングを含むことができる。センサは、色調または透明度（すなわち、屈温性）など、材料の色または他の特性を検出するために使用することができる。
[0084]温度検知要素に加えて、ある範囲の他のセンサタイプまたは発色性材料をバッグシステムに取り付ける、または組み込むことができる。例えば、メカノクロミック材料は、圧縮、伸張、または剪断によって色を変える。メカノクロミック材料は、冷凍用バッグ１３２内の圧力を検知するために使用することができる。
[0085]図２５は、センサが埋め込まれた冷却板１４１の実施形態を示す。好ましい実施形態では、これらのセンサは温度センサである。これらのセンサは、限定するものではないが、熱電対またはパイロメータなど、当技術分野で知られている任意のタイプであり得る。温度センサ１４２は、冷凍用バッグ１３２に接触するように、または食用混合物の温度を示す冷凍用バッグ１３２の温度を測定するのに十分近接するように配置される。本実施形態では、温度センサ１４２は、冷却板１４１に埋め込まれた断熱体１４３によって囲まれる。断熱体１４３は、食用混合物の温度がより正確に測定されるように、温度センサ１４２を冷却板１４１から熱的に隔離する。
[0086]図２６は、力センサが冷凍用バッグ１５１の取付点に使用された実施形態を示す。本実施形態では、冷凍用バッグは、上部取付部１５２と下部取付部１５３を有する。ローラ１５４は図では上方に移動する。これは、冷凍用バッグ１５１を上方に引っ張る傾向がある。上向きの引張力は、食用混合物の粘性に依存する。食用混合物が冷凍して硬くなるにつれて、バッグにかかる上向きの力は増大する。下部取付部１５３の力センサは、食用混合物の相対的な出来具合を決定するために使用することができる。これはまた、食用混合物が固まりすぎた場合にローラを停止させる安全機構として使用することができる。本実施形態では、上部取付部１５２は冷凍用バッグの右側にある。上部取付部１５２はまた、力センサを含むことができる。この場合、ローラが冷凍用バッグを横断するとき、左方向への引張りがある。この力は、食用混合物が硬くなるにつれて増大する。したがって、この力は、食用混合物の出来具合を測定する手段として使用することができる。
[0087]図２７Ａ～図２７Ｃは、ガイドレール５８３、５８５とローラ５８２、５８１の、先に開示した実施形態を示す。ガイドレール５８５は、食用混合物をかき回すためにローラ５８２を冷凍用バッグに押し込む。ガイドレール５８３は、ローラ５８１を冷凍用バッグに押し込んで、食用混合物を分注させる。ガイドレール５８３、５８５に作用する力は、食用混合物の粘度が増大するにつれて増大する。この力を測定して、食用混合物の粘度を決定することができる。ロードセル、歪みゲージ、および変位トランスデューサを含む当技術分野で知られている任意の手段を使用して、この力を直接または間接的に測定することができる。図２８Ａは、上部支持体１７２および下部支持体１７３を有するガイドレール１７１を示す。支持体１７２、１７３には、ガイドレール１７１にかかる力を測定するための力センサが埋め込まれている。力センサは、歪みゲージまたは圧電センサなど、当技術分野で知られている任意のタイプのものとすることができる。上部支持体１７２および下部支持体１７３で測定される力は、食用混合物の固さ、および冷凍用バッグ内の食用混合物の量に基づいて異なる。したがって、２つの支持体での独立した力測定により、冷凍用バッグの充填度および食用混合物の固さを検出するができる。図２８Ｂは、ばねなどの可撓性部材を有する上部支持体１７４と下部支持体１７５を示す。ガイドレールにかかる力が大きすぎると、可撓性部材が撓み、それによって、冷凍用バッグローラが冷凍用バッグから遠ざかり、冷凍用バッグへの圧力が緩和される。これは、バッグの破裂を防止するために安全機構として使用することができる。可撓性部材１７４、１７５はまた、所望により力センサを含むことができる。加えて、可撓性部材を使用して、ローラと冷凍用バッグとの間に常に十分な接触圧があるようにローラを冷却板に付勢することができる。図２８Ｃは、ガイドレール１７１の長さに沿って埋め込まれた力センサ１７６を有するガイドレール１７１を示す。これにより、食用混合物の固さと冷凍用バッグの充填度の両方をより直接的に測定することができる。図２８の力センサおよび／または可撓性部材はまた、１つまたは複数の冷却板に適用して、ガイドレールに適用したときと同じ利点を達成することができる。
[0088]図２９は、混練ローラ組立体が、トレッド面１８３を支持する少なくとも２つの転がり支持体１８２を有する実施形態１８０を示す。トレッド面は、矢印１８４によって示すように、転がり支持体１８２の周りを転がる。この構成は、戦車トレッド、コンベヤベルト、またはトレッドミルと同様である。この構成には、いくつかの利点がある。１つの利点は、転がり抵抗および冷凍用バッグへの応力を低減することである。別の利点は、トレッド面が、食用混合物の冷却を強化するのに有効となり得ることである。トレッド１８４は、熱伝導体から作ることができる。これは、薄い金属または金属メッシュであり得る。トレッド１８４は、冷却媒体１８７、好ましくは冷凍用バッグと接触していない裏側の空気１８６によって冷却することができる。冷却媒体１８８は、図示のように、ローラ支持体の間の空間にも適用することができる。冷却フィン１８９を使用して熱伝達を強化することができる。
[0089]本発明の特定の実施形態では、冷凍用バッグは、２つの冷却板または同様の支持構造体の間に構造的に支持される。冷却板または支持構造体の一方を除去することは有利になり得る。この場合、冷凍用バッグを支持することは依然として必要である。これは、先に開示した冷凍用バッグの上部、下部、および／または側部の支持体を組み合わせて達成することができる。バッグはまた、十分な数のローラを使用することによって、またはローラコンベヤの追加の支持部材１９１によって支持することができる。これは、図３０に示されている。
[0090]現在市場にあるほとんどの従来のソフトクリーム用機械は、液体混合物を保持するためにステンレス鋼製のホッパを使用する。いくつかの機械は、液体混合物を保持するために貯蔵部バッグを使用する。標準的な乳製品用バッグが、これらの機械で使用するために購入され得る。これらの乳製品用バッグは、典型的には、食用混合物の生産者（例えば、乳製品製造者）によって食用混合物が充填される。多くの店では、それ自体のあつらえの食用混合物を使用することを好む。標準的な乳製品用バッグは、小さなポートを除いて密閉されているので、食用混合物を充填することは困難であり面倒である。図３１Ａ～図３１Ｃは、充填するための大きな開口部を有する貯蔵部バッグを示す。このバッグは、バッグを閉じるために、当技術分野で知られているいくつかの手段を使用することができる。例えば、押し閉め（ｐｒｅｓｓ－ｔｏ－ｃｌｏｓｅ）ジッパーまたはスライド閉め（ｓｌｉｄｅ－ｔｏ－ｃｌｏｓｅ）ジッパーを使用することができる。図３１Ａは袋を開いた状態のバッグ、図３１Ｂはジッパーを密閉した状態のバッグを示す。図３１Ｃは、押し密閉（ｐｕｓｈ ｔｏ ｓｅａｌ）ジッパーを閉じたときの拡大断面図である。
[0091]図３２は、上から見たとき、冷却板２０１が曲率を有する実施形態を示す。冷凍用バッグ２０２は、バッグリテーナ２０３によって保持される。バッグリテーナ２０３は、冷凍用バッグ２０２を冷却板２０１にしっかり当てて保持する。これは、冷却板２０１との良好な熱接触を与える。また、凹型の断面のローラ２０４が、冷却板２０１とローラ２０４との間で冷凍用バッグを押さえ付けるために使用される。
[0092]図３３は、側面から見たとき、凸状の曲線を有する冷却板２２１を示す。バッグリテーナ２２２は、熱伝達を高めるために、バッグを冷却板にしっかり当てて保持する。
[0093]ＲＰＨＥは、ジューサ、マセレータ、または粉砕機として使用することができ、この場合、食用混合物の固形成分は冷凍用バッグ内で押しつぶされる、あるいはローラまたは他の撹拌手段の作用によって破壊される。これは、食用混合物への熱伝達、または食用混合物からの熱伝達の必要性の有無を問わず行うことができる。例として、浸漬して柔らかくする（ｍａｃｅｒａｔｉｎｇ）ＲＰＨＥの機能は、新鮮なフルーツスムージーを作るために使用することができる。
[0094]ＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０１６６２８は、ＲＰＨＥの１つまたは複数の冷却板または他の支持構造に超音波変換器を使用することを開示している。超音波トランスデューサは、単独で、またはローラ、ヒートパイプ、熱電クーラ、またはＲＰＨＥの他の実施形態とともに使用することができることを明らかにしておく。
[0095]従来の塗料混合システムは、ベース塗料の容器に直接調色剤を注入する。米国では、０．００３７ｍ３（１ガロン）または０．０１８９ｍ３（５ガロン）のプラスチック容器または金属容器が一般的に使用される。この手法の１つの欠点は、通常、消費者が所与のプロジェクトに必要な量より多くの塗料を購入する必要があることである。一旦、塗料に調色剤を加えると、販売者に返却することができない。余分な塗料は、典型的には、埋立ごみになってしまう。塗料は後で使うためにとっておくことができるが、開けた容器では保存がきかない。図３４は、建築塗料などの液体または半固体の塗料を混合して分注するためのＲＰＨＥの適応例を示す。バッグには、ベース塗料１６１が入っている。これは典型的には白色塗料である。塗料調色剤１６２は、個々の塗料調色剤バッグに入っている。ベース塗料バッグ１６１および調色剤バッグ１６２は、縮尺通りには示されていない。ベース塗料および塗料調色剤は混合バッグに分注される。例えば、蠕動ポンプ１６３を使用することができる。混合バッグは、１つまたは複数の支持板によって支持される。支持板は、温度制御することができる。これは、例えば、周囲温度が比較的低く、塗料を温める必要がある場合に役立つことがある。しかしながら、支持板の温度制御はこの用途に対しては任意選択である。全体的な構造はＲＰＨＥと同様である。ローラが混合バッグを横断する。これにより、所望の塗装色が達成されるように、塗料調色剤がベース塗料と混合される。利用できる塗料調色剤の数は、望まれる色のオプションの範囲を達成するように変えることができる。約１２～１６色の調色剤の色が典型的である。ベース塗料と調色剤とが混合バッグに加えられるので、所与のプロジェクトに必要な正確な量の塗料を混合することができる。貯蔵部バッグに残った塗料は塗料調色剤で汚されることはない。色の付いた塗料を使い切った場合、追加の適切な量を混合することができる。混合バッグは消耗品である。理想的には、貯蔵部バッグは密閉され空気を含まないので、塗料の貯蔵期間が大幅に延長される。本システムは携帯可能に作られて、現場に持ち込むことができる。混合バッグは、別の容器に分注するように作ることができる、または塗料は、混合バッグに入れたまま販売することができる。
[0096]上に特定の利点を列挙したが、様々な実施形態は、列挙した利点のいくつかまたはすべてを含む場合もあるし、まったく含まない場合もある。例示的な実施形態が本明細書の図および説明に示されているが、本開示の原理は、現在知られているか否かにかかわらず、任意の数の技法を使用して実施することができる。さらに、本明細書に開示されたシステムおよび装置の動作は、より多くの、より少ない、または他の構成要素によって実行されてもよく、本明細書で説明した方法は、より多くの、より少ない、または他のステップを含んでもよい。加えて、ステップは、任意の適切な順序で実行されてもよい。
[0097]本明細書に添付の特許請求の範囲を解釈する際に、特許庁、ならびに本出願およびその結果生じるあらゆる特許のあらゆる読者を支援するために、出願人らは、「～ための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」または「～ためのステップ（ｓｔｅｐ ｆｏｒ）」という語が特定の請求項で明示的に使用されない限り、および上記の説明において「手段（ｍｅａｎｓ）」という語が使用されていたとしても、添付の特許請求の範囲または特許請求要素のいずれも、米国特許法第１１２条（ｆ）を適用することを意図しない。
[0001]本願は、２０２０年６月２５日出願の米国仮特許出願第６３／０４３，９３５号、および２０２０年１２月２３日出願の米国仮特許出願第６３／１２９，８１２号の優先権の利益を主張し、それらの開示全体を参照により本明細書に援用する。
[0002]本件出願人が所有する２０２０年２月４日出願の同時係属特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０１６６２８の開示全体を参照により本明細書に援用する。ＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０１６６２８の発明に対する追加の用途を本明細書に開示する。
[0003]改良された冷凍流体混合分注装置が提供される。
[0004]本装置の好ましい実施形態は、関連する液体を受け入れる空洞を囲む可撓性壁パッケージを含む。本パッケージは、空洞と連通し、関連する液体を受け入れるように構成された入口と、空洞と連通し、入口に対して間隔を置いて配置された出口とを含む。出口は、関連する冷凍スラリーを分注するように構成される。組立体は、空気を関連する液体と混合し、（ｉ）パッケージ空洞内の関連する液体との熱伝達のために可撓性パッケージの外面に動作可能に係合する少なくとも１つの冷却板を含む圧延板式熱交換器（ＲＰＨＥ：ｒｏｌｌｅｄ ｐｌａｔｅ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）、または（ｉｉ）空洞内に受け入れた関連する液体と混合された気泡のサイズを小さくするためのホモジナイザ、のうちの１つを含むことが好ましい。出口にある分注ノズルは、冷凍スラリーを分注するように構成される。
[0005]生じ得る着霜を制限する断熱密閉容器は、可撓性壁パッケージおよびＲＰＨＥを受け入れるような寸法である。
[0006]本装置は、密閉容器内の水分を回収し、回収された水分を冷却板より低い温度に冷却し、それによって冷却板の霜の凝縮を防止するために霜回収器を含んでもよい。
[0007]霜回収器は、（ｉ）回収された水分を保持するための親水性コーティング、（ｉｉ）水分を吸収するための吸水材料、（ｉｉｉ）乾燥剤、または（ｉｖ）容器に導入された空気から水分を除去するための除湿器、のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
[0008]分注ノズルは出口に設けられてもよく、少なくとも分注ノズルを殺菌するための消毒組立体が設けられてもよい。消毒組立体は、電磁放射消毒ユニット（ＵＶ光源）を含んでもよい。消毒組立体は、可撓性壁パッケージを殺菌するように構成されてもよい。
[0009]消毒組立体は、ノズルを消毒するために気体、蒸気、液体、または熱のうちの少なくとも１つを使用する殺菌システムを含んでもよい。好ましい実施形態では、消毒組立体は、ノズルを消毒するために過酸化水素蒸気発生器およびオゾン発生器のうちの１つを含む。あるいは、消毒組立体は、ノズルを洗浄するために液体洗浄剤を供給する消毒ユニットを含む。消毒ユニットは、ノズルを可撓性壁パッケージの空洞に接続する分注チューブ内に液体洗浄剤を向けるように構成され、液体洗浄剤を除去するための排出通路。
[0010]ＲＰＨＥは、可撓性壁パッケージを受け入れるように構成された少なくとも１つの支持部材を含んでもよい。第１の支持部材は、ＲＰＨＥの冷却板と動作可能に係合するための高熱伝導率を有する材料で構成されてもよく、第２の支持部材は、ＲＰＨＥのローラによって引き起こされる引張荷重に耐えるような引張強度を有する材料から構成されてもよい。
[0011]可撓性裏当て部材が、パッケージに構造的支持を与え、その破裂を防止するために、可撓性壁パッケージとＲＰＨＥのローラとの間に配置されてもよく、好ましい構成では、可撓性裏当て部材は、裏当て部材を加熱または冷却するための構成部品を含む。
[0012]ホモジナイザは、関連する液体に気泡を導入するための加圧空気源とミキサとを含むことが好ましい。
[0013]別の実施形態では、少なくとも第１および第２の別個の冷凍用バッグに、関連する液体が交互に充填され、関連する冷凍された液体がそこから交互に分注される。
[0014]本装置は、ノズルから粘り気のある冷凍スラリーを分注するための支払いを受け付けるために販売時点情報管理システムをさらに含んでもよい。
[0015]貯蔵部バッグは、可撓性壁パッケージと流体連通してもよく、逆止弁は、貯蔵部バッグと可撓性壁パッケージとを接続するチューブの外面と動作可能に関連してもよい。
[0016]好ましい逆止弁は、ベースと、可動足部と、足部がチューブの方へ、またはチューブから離れるように移動することができるように足部をベースに接続するアームとを含み、また、逆止弁の位置を検知する検出器を含んでもよい。
[0017]空気清浄機が、空気バッグに導入される空気を消毒するために含まれてもよい。好ましい空気清浄機は、（ｉ）フィルター、または（ｉｉ）可撓性壁パッケージの空洞につながる光透過性チューブ／通路を照射するＵＶ光源、または（ｉｉｉ）関連する流体の温度を消毒するのに十分な温度に上げるように構成された加熱要素、のうちの少なくとも１つを含む。
[0018]好ましい構成では、冷却板は、金属シートまたは厚い金属箔である。冷却板は、入口内の関連する流体が冷凍されるのを防止するために空洞への入口を選択的に加熱するための加熱要素を含む延長部を含んでもよい。
[0019]ＲＰＨＥは、熱伝達を強化するために冷却板に流体チャネルを含んでもよい。流体チャネルは、冷却流体を可撓性壁パッケージのローラ側の方へ向けることが好ましい。
[0020]可撓性壁パッケージを受け入れるような寸法の容器は、（ｉ）関連する洗浄液を導くスプレーノズル、（ｉｉ）加熱要素、（ｉｉｉ）ＵＶ光、および（ｉｖ）空洞内への殺菌剤、のうちの少なくとも１つを有する洗浄システムを含んでもよい。
[0021]検知要素を含む温度監視システムが、可撓性壁パッケージの温度を検出するために組立体に含まれてもよい。検知要素は、可撓性壁パッケージ内の圧力を検知するために使用されるメカノクロミック材料を含んでもよい。さらに、可撓性壁パッケージの温度をより正確に測定するために、検知要素を冷却板から熱的に隔離する断熱体が含まれてもよい。
[0022]力センサが、空洞内の関連する液体の相対的な出来具合を監視するために使用されてもよく、力センサは、力が所定の閾値を超えた場合、ローラ動作を停止させるようにＲＰＨＥのローラに動作可能に関連する。力センサは、ロードセル、歪みゲージ、圧電センサ、および変位トランスデューサのうちの少なくとも１つを含んで、可撓性壁パッケージを支持するガイドレールに作用する力を直接または間接的に測定することができることが好ましい。
[0023]さらに、ローラと可撓性壁パッケージとの間の十分な接触圧力を確実にするために、ＲＰＨＥのローラを冷却板に押し付ける付勢部材が設けられてもよい。
[0024]別の実施形態では、ＲＰＨＥのローラは、空洞内の関連する流体の混練および冷凍時に、転がり抵抗および可撓性壁パッケージへの応力を低減する連続したループベルトである。連続したループベルトは、薄い金属または金属メッシュなどの熱伝導体から作られてもよい。
[0025]１つの変形例の冷却板は、ＲＰＨＥのローラと冷却板との間の可撓性壁パッケージの接触圧力を高めるために曲率を有する。
[0026]他の実施形態では、少なくとも１つの可動ローラは、可撓性壁パッケージの表面部分に動作可能に係合し、可動ローラは、可撓性壁パッケージの幅の一部分のみにわたって延在する。
[0027]さらに、同じ出願の発明に対する改良もまた本明細書に開示される。この例示的な実施形態は、アイスクリーム、スムージー、シャーベット、ジェラート、ヨーグルト、ダイキリ、マルガリータなどの菓子を冷凍させて分注するための装置、システム、および方法に関する。これは、そのような菓子を製造するための食用混合物を収容する、低コストの使い捨てパッケージ、典型的に可撓性パッケージまたはバッグともに特定の用途を見出し、特にこれらを参照して説明する。しかしながら、この例示的な実施形態はまた、他の同様の用途にも適用可能であることが理解されよう。いくつかの用途では、バッグ内の混合物は、食用混合物以外のものである。例えば、この混合物は生理食塩水であり得る。この冷凍菓子用機械は、生理食塩水スラッシュを作るために使用することができる。生理食塩水は、無菌状態で可撓性パッケージ内に保管および処理することができる。このようにして、無菌の生理食塩水スラッシュを作ることができる。無菌の生理食塩水スラッシュは、組織の損傷を限定するために心臓血管、腎臓、泌尿器、および他の医療処置において使用される。
[0028]本発明は、外科用スラッシュを製造する既存の方法を超える多くの利点を有する。現在最も一般的な外科用スラッシュの製造方法は、冷蔵された無菌の容器に生理食塩水を充填することである。この機械を設置するプロセスは面倒で、スラッシュを冷凍させるまで約４５分かかり、一方、生理食塩水は手術室内の解放空気に曝され、スラッシュが汚染される可能性が増す。
[0029]従来の冷凍菓子用機械の図である。 [0030]圧延板式熱交換器（ＲＰＨＥ）の斜視図である。 [0031]霜制御方法の実施形態の図である。 [0032]消毒ユニットの実施形態の図である。 [0033]ノズルホルダに埋め込まれたＵＶ光源の図である。 [0034]ノズル領域を消毒するためにオゾンが使用される実施形態の図である。 [0035]消毒ユニット１０の実施形態の図である。 [0036]ＲＰＨＥの実施形態の図である。 [0037]冷凍用バッグの実施形態の図である。 [0038]ホモジナイザの図である。 [0039]図１１Ａは図１０と同様の実施形態の図である。図１１Ｂはベンチュリの図である。 [0040]冷凍用バッグに放射しているＵＶ光源の図である。 [0041]食用混合物を冷凍して分注するための代替構成の図である。 [0042]冷凍用バッグとローラとの間に可撓性裏当て部材を使用する実施形態の図である。 [0043]販売時点情報管理システムの追加の図である。 ロールに取り付けられた冷凍用バッグの実施形態を示す図である。 [0044]冷凍菓子用機械のバッグシステムの実施形態の図である。 [0045]チューブの外面に作用する逆止弁の使用の図である。 [0046]空気清浄機の概略図である。 [0047] 図２０Ａ～図２０Ｃは空気清浄機の図である。 [0048]図２１Ａ～図２１Ｃは、ガイドレールが冷却板に取り付けられた実施形態の図である。 [0049]液体混合物が冷凍用バッグの入口チューブ内で冷凍することおよび／または詰まることを防止する特徴を有する冷却板の実施形態の図である。 [0050]システム性能を高めるために使用される流れチャネルを有する第１の冷却板および第２の冷却板の図である。 [0051]冷凍菓子用機械用の洗浄システムの実施形態の図である。 [0052]温度検知要素を組み込んだバッグシステムの図である。 [0053]センサが埋め込まれた冷却板の実施形態の図である。 [0054]力センサが冷凍用バッグの取付点に使用された実施形態の図である。 [0055]図２８Ａ～図２８Ｃは、ガイドレールとローラの実施形態の図である。 [0056]図２９Ａは、上部支持体および下部支持体を有するガイドレールの図である。図２９Ｂは、可撓性部材を有する支持体の図である。図２９Ｃは、ガイドレールの長さに沿って埋め込まれた力センサを有するガイドレールの図である。 [0057]混練ローラ組立体が、トレッド面を支持する転がり支持体を有する実施形態の図である。 [0058]バッグローラを、またはローラコンベヤの追加の支持部材によって示す図である。 [0059]充填するための大きな開口部を有する貯蔵部バッグの図である。 充填するための大きな開口部を有する貯蔵部バッグの図である。 充填するための大きな開口部を有する貯蔵部バッグの図である。 [0060]上から見たとき、冷却板が曲率を有する実施形態の図である。 [0061]側面から見たとき、凸状の曲線を有する冷却板の図である。 [0062]液体または半固体の塗料を混合して分注するためのＲＰＨＥの適応例の図である。
[0063]従来の冷凍菓子用機械に使用されているかき取り式表面熱交換器（ＳＳＨＥ：ｓｃｒａｐｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）を図１に示す。本発明は、ＳＳＨＥを図２に示す本発明の圧延板式熱交換器（ＲＰＨＥ）に置き換える。ＳＳＨＥは冷凍菓子用機械以外の多くの用途で使用されている。用途としては、食品、製薬、および化学産業に存在する。ＳＳＨＥは、熱伝達プロセス中にある程度の混合が必要なとき、プロセス流体に粘り気があるとき、結晶化が起こるとき、または、その他、従来の熱交換器では効果的に使用することができないときに使用される。ＳＳＨＥは、プロセス流体または材料を加熱または冷却するために使用することができ、このプロセス流体または材料は食用混合物の場合があるが、非食用の流体、スラリー、またはＳＳＨＥを通って流れるようになされることができる他の材料もあり得る。ＲＰＨＥ（図２）はまた、現在ＳＳＨＥが使用されている用途の冷凍菓子用機械とは独立して使用することができる。
[0064]ＲＰＨＥの動作のいくつかの実施形態は、ＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０１６６２８に詳述されている。ＲＰＨＥは、多くの用途においてＳＳＨＥを超える利点がある。例えば、製薬用途では、熱伝達プロセス中に製品の無菌状態を維持することが必要である。ＳＳＨＥは、定期的に洗浄および殺菌する必要のある部品が多い。これにより、プロセスにコストとリスクが加わる。ＲＰＨＥを同じプロセスに使用されるとき、製品は無菌の可撓性パッケージに収められ、このパッケージは、プロセス作業が完了したときに取り外して廃棄することができる。
[0065]冷凍菓子用機械などとともに、ＲＰＨＥが冷却のために使用されるとき、冷却板、冷凍用バッグ、および他の構成部品の表面が、周囲の空気の露点以下に冷却され得る。その結果、これらの表面に結露または霜が生じる。これは一般的には望ましくない。着霜の可能性を制限する１つの方法は、ＲＰＨＥを断熱キャビネット３１などの密閉容器内に収容することである。これにより、発生し得る着霜量が制限される。しかしながら、水分を含んだ空気３４は依然としてキャビネット内に留まる。図３は、霜制御方法の実施形態を示す。ここでは、霜回収器３２が、ＲＰＨＥ３３が入っている空間の水分を優先的に回収するために使用される。霜回収器３２は、冷却板温度よりも低い温度で動作することができる。冷却板は、明白には示されていないＲＰＨＥ３３の一構成部品である。これにより、霜が霜回収器に付着して、空気の含水量が低下する。霜回収器の温度は冷却板の温度より低いので、空気の露点は冷却板またはＲＰＨＥ３３の構成部品の温度より低くなり、冷却板の結露または着霜を防ぐ。霜回収器はまた、冷却板より前に冷却することができ、その結果、冷却板が冷却される前に空気から水分が除去される。先に述べたように、霜回収器は冷却板より低い温度で動作させることができ、これはいくつかの望ましい効果を有するが、これは厳密には必要ではない。霜回収器３２は、冷却板の温度以上で動作させることができる。例えば、ＲＰＨＥと霜回収器とが同じ速度で同じ温度まで冷却された場合、着霜は両方の構成部品に生じ得るが、冷却板に生じ得る着霜量は減少する。霜回収器は、親水性構成部品をコーティングとして、表面への取付け、または他の手段で組み入れることができる。表面は、霜回収器の温度が上がっても水を保持しやすい。水を吸収するために、ポリアクリル酸ナトリウムなどの吸水材も使用することができる。水を回収し、キャビネットから取り出すための手段も用いることができる。別の選択肢としては、乾燥剤を使用して空気から水分を吸収することである。これは機械が動作していないとき、または積極的に冷却しているときに行うことができる。乾燥剤は再生するために取り出すことができる、またはその場で再生することができる。例えば、組み込まれた加熱要素を使用して乾燥剤を加熱し、再生して再利用することができる。典型的には、再生は、ＲＰＨＥの冷却がオフサイクルのときに行われる。別の選択肢は、空気を断熱キャビネット３１内に入れる前に、または入れるときに、霜回収器または他の手段を用いてまず空気を除湿することであり、その結果、乾燥した空気あるいは低湿度の空気だけがキャビネット内に残る。
[0066]製品を分注するためには、分注ノズルを微生物汚染源に曝す必要がある。これは、周囲の空気、あるいは誰かがノズルまたはノズル領域に触れることから生じ得る。分注ノズルを消毒、殺菌、および／またはその他の洗浄をするための手段は、汚染の機会を制限するのに有益である。図４は、適切な強度および波長の電磁放射（例えば、光）５０を使用して微生物汚染を低減または除去する消毒ユニットの実施形態を示す。２００ｎｍから３００ｎｍの範囲の波長を有する紫外線（ＵＶ：ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）放射を利用する殺菌システムは、当技術分野で知られている。ＵＶ光源５０または他の適切な放射線源は、分注機構のノズル端部５１を照射するように配置される。図に示すように、光源は、消毒プロセスが行われているときに使用されるカバー５３に取り付けられている。当技術分野で知られている任意の手段を使用して、ＵＶ光源５０に電力を供給することができる。ＵＶ光源はまた、取外し可能なカバーを必要としない方法で取り付けることができる。図５では、ＵＶ光源５０は、ＵＶ光に対して少なくとも部分的に透明なノズルホルダ５４に埋め込まれている。これにより、放射線は分注ノズルの表面に到達することができる。ＵＶ光源５０は主にノズルに作用するように示されているが、他の外部または内部システム構成部品を消毒するように修正することができる。例えば、分注ハンドル５６を消毒するために使用することができる。ＵＶまたは他の殺菌放射線はまた、冷凍用バッグ、および特に混合物がＵＶ光に対して透明であるとき、冷凍用バッグ内の混合物、例えば生理食塩水を消毒するために使用することができる。これは、外科用生理食塩水スラッシュの用途に有益である。図１２は、冷凍用バッグ１２２に放射しているＵＶ光源１２１を示す。
[0067]また、気体、蒸気、液体、熱、または当技術分野で知られている他の手段を利用した殺菌システムを使用してノズルの消毒することができる。例えば、過酸化水素の蒸気を、ノズルを消毒するために使用することができる。オゾンもまた、優れた殺菌特性を有する。オゾンを使用してノズルを消毒する利点は、当技術分野で知られているオゾン発生器を使用して周囲の空気からオゾンを発生させることができることである。必要とするオゾンを発生させるために必要なのは電力だけである。図６は、オゾンを使用してノズル領域を消毒する実施形態を示す。オゾン発生器６０は、ノズルカバーに取り付けられる。オゾン発生器によって発生させられたオゾンは、ポート６２を通ってノズル領域６３またはその周りを流れる。
[0068]図７は、液体洗浄剤を使用してノズル領域の微生物汚染を低減または除去する消毒ユニット１０の実施形態を示す。液体は、ノズル領域を洗浄およびまたは消毒することができる任意の適切な液体または溶液とすることができる。例えば、水ベースの消毒液、または単なるお湯を使用することができる。洗浄サイクル中、ヒンジ付きカバー１１がノズル領域１２を覆って閉じられ、洗浄液ノズル１３が、洗浄液が分注ノズル１４の方に向けられるように分注ノズル１４の近傍に配置される。流体通路１５は、洗浄液ノズルと流体連通している。所望の動作に応じて、いくらかの洗浄液が分注チューブ１６にある距離押し込められてもよい。洗浄液を排出するための手段（図示せず）をシステムに組み込むことができる。洗浄システムは、所望により、冷凍菓子用機械から取外し可能にすることができる。洗浄システムは、手動または自動で動作させることができる。洗浄液は、単独で、あるいは他の手動または自動の洗浄方法と併せて使用することができる。
[0069]図８は、細長い分注チューブを有する冷凍用バッグ７１を有するＲＰＨＥ７０の実施形態を示す。細長い分注チューブは、無菌の生理食塩水スラッシュを医療処置に必要なところに直接、便利にもポンプで送ることができる外科用スラッシュ機械に対する特定の用途を有する。現在、医療関係者は、ボウルまたは他の容器からスラッシュをすくって、患者のところに持って行き、必要なところに手で置いている。
[0070]図９は、ＲＰＨＥで使用される冷凍用バッグ８０またはその他の可撓性パッケージの実施形態を示す。冷凍用バッグ８０は、ＲＰＨＥ内で冷凍用バッグを支持するための取付点である上部支持部材８１および下部支持部材８２を有する。バッグ本体８３には食用混合物が入る。典型的にはプラスチックフィルムから作られたノズル８４がバッグ本体に取り付けられる。プラスチック継手などの移行構成部品８５が、ノズルをバッグ本体８３に付けるために使用されてもよい。ノズルは多くの形態であってもよく、１つまたは複数の部分から構成され、そのすべてまたはいくつかは、使い捨て、または再利用可能であってもよい。さらに、ノズルは、理想的にフィットするように調整することができるように余分の長さを有して作られ、最初に密閉された端部を開くことができる、または外部の汚染物質から汚染される可能性の少なそうな新しいノズル端部を露出させることができる。冷凍用バッグ８０の様々な部品は、所望の性能特性を達成するために、様々な材料から作られてもよいし、様々な構成技術を使用してもよい。例えば、支持部材８１、８２および付随する支持構造８６は、高い引張強度を有するプラスチックフィルムまたは他の材料から構成されてもよい。これにより、冷凍用バッグ８０はＲＰＨＥローラによって引き起こされる引張荷重に耐えることができる。バッグ本体の冷却板側８７は、理想的には熱伝導率の高い材料から作られ、一方、冷凍用バッグのローラ側（図８のバッグのバッグ側（見えない））は、理想的にはバッグの表面に作用するローラの応力に耐えることができる丈夫な材料から構成される。
[0071]図１０は、ＲＰＨＥのローラがオーバーランを生成する要件を低減または除去するように、ホモジナイザ９１を使用して食用混合物と空気を予め均質化する実施形態９０を示す。空気源（例えば、圧縮機）は、３方向継手９５において食用混合物と混合される。この箇所では、気泡は比較的大きく、したがって、液体の食用混合物とは十分混合された状態ではない。混合物はホモジナイザ９１に入り、ここで気泡は積極的に混合され、その結果、その平均サイズは、液体から容易に分離しない程度にまで小さくされる。例えば、気泡の大きさは２５ミクロン程度の場合がある。次いで、均質化された混合物は、冷凍用バッグ９２に流入し、そこで冷凍が起こる。これは、ＲＰＨＥにおいて生じるオーバーランを生成する作業を緩和する利点を有する。ホモジナイザ９１は、当技術分野で知られている様々な技術であり得る。例えば、超音波トランスデューサは、混合に影響を与えるために使用することができる。高速回転または振動する混合刃も使用することができる。
[0072]図１１Ａは、図１０の実施形態と同様の実施形態を示す。この場合、ホモジナイザは３方弁９５に取って代わっている。この場合のホモジナイザ１０１は、図１１Ｂに示すようなベンチュリ１１０とすることができる。液体混合物は、入口側１１２からベンチュリ１１０に入る。流速は、のど部１１３において増大して静圧を下げ、その結果、空気がポート１１１から吸い込まれる。ベンチュリのど部１１３におけるポートの大きさと混合物の高い速度とにより、気泡は液体の食用混合物と十分混合される。
[0073]図１３は、冷凍用バッグ内で冷凍混合物と液体混合物とを別々に保つという課題を排除しながら処理量を最大化する、食用混合物を冷凍して分注するための代替構成を示す。貯蔵部バッグ１２１には、第１の冷凍用バッグ１２２または第２の冷凍用バッグ１２３に供給することができる食用混合物が入っている。弁１２４は、冷凍用バッグへの食用混合物の流れを選択的に制御するために使用される。冷凍用バッグは、ＲＰＨＥの一部を構成する１つまたは複数の冷却板と接触している。動作中、食用混合物と圧縮機１２５の空気とは、第１の冷凍用バッグ１２２に供給される。混合物は、先に開示した任意の態様でＲＰＨＥを使用して冷凍される。混合物が適切に冷凍されると、必要なときに弁１２６から分注することができる。望むときに、食用混合物と空気とは、第２の冷凍用バッグ１２３に供給することができる。これは、第１の冷凍用バッグ１２２と同時に行うことができる、または別のときに行うことができる。第２の冷凍用バッグ１２３内の食用混合物は同様に冷凍される。弁１２７は、第２の冷凍用バッグから分注するために使用される。分注は、第１の冷凍用バッグ１２２から行われる。第１の冷凍用バッグが部分的または完全に中身がなくなると、第１の冷凍用バッグが再び充填されている間、第２の冷凍用バッグから分注が行われ、その結果、このサイクルを繰り返すことができる。分注は、機械の内部プロセスが外部に明らかにならないように、共通のノズルから行うことができる。冷凍用バッグは任意の数使用することができる。図示の２つの冷凍用バッグは、例示的な場合を表す。この実施形態は、ＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０１６６２８に開示された複数の味の実施形態と同様である。この場合、単一の貯蔵部バッグを使用して、製品を複数の冷凍用バッグに供給する。
[0074]図１４は、冷凍用バッグとローラとの間に可撓性裏当て部材を使用する実施形態１３０を示す。可撓性裏当ては、１つまたは複数の有益な機能を提供する。可撓性裏当ては、食用混合物を充填したときにその形状を保持するように、バッグの全体的な構造支持を与えることができる。冷凍用バッグ１３２内の圧力は、食用混合物が冷凍して粘り気が出たときに特に高い。可撓性裏当ては、応力を可撓性裏当てが担うように冷凍用バッグを支持し、これにより冷凍用バッグの破裂が防止される。可撓性裏当ては、背面冷却板（図示せず）または同様の支持片から必要とされる支持を低減または除去することができる。理想的には、可撓性部材は、リップストップナイロンまたは金属メッシュのような耐久性のある材料から作ることができる。これは、冷凍用バッグに使用されるプラスチックフィルムよりも丈夫な、ローラが接触する表面を提供する。これにより、冷凍用バッグ１３２は損傷から保護され、冷凍用バッグを安価な材料で作ることができる。これは、冷凍用バッグが使い捨てであるように意図されているので有益である。可撓性裏当ては、冷凍プロセスを補助するための冷却手段を含むことができる。これは、可撓性裏当てに一体化された冷却チャネルであり得る。冷却チャネルは、冷却流体を循環させるために使用される。可撓性裏当ては、気化冷却をもたらすために、または熱接触を改善するために、適切な冷凍点および蒸気圧を有する流体（例えば、エチルアルコール）で濡らすことができる。可撓性裏当ては、可撓性熱電冷却要素または冷却に影響を与えるために当技術分野で知られている他の手段を組み込むことができる。加熱が望まれる用途では、可撓性裏当てを加熱するために、当技術分野で知られている任意の方法を使用することができ、例えば、電気抵抗加熱を使用することができる。可撓性裏当て１３１はまた、カバー、バッグ、または同様の構造とすることができる。可撓性裏当て１３１は、冷凍用バッグおよび／または冷却板を完全にまたは部分的に覆うことができる。可撓性裏当て１３１は、冷却板に取り付けることができる、または冷却板に取り付けることなく支持され得る。可撓性裏当て１３１はまた、ローラが可撓性裏当てと冷凍用バッグとの間にあるように、後部冷却板（図示せず）と同様の態様で配置することができる。図１３では、分注チューブ１３３は冷却板１３４を貫通する。便利のよいように、冷却板、またはＲＰＨＥに関係する他の構造は、分注に適応するためにポートまたは孔を有することができる。
[0075]図１５を参照すると、冷凍菓子用機械１４０は、販売時点情報管理システム１４１を追加して自動販売に適合することができる。これは、当技術分野で知られている任意の販売時点情報管理技術であり、現金、クレジットカード、または電子決済を受け入れるようにすることができる。販売用途に使用するとき、冷凍用バッグおよび／または貯蔵部バッグを交換する間に必要な時間を短縮することが有益である。ＲＰＨＥ１４３での自動装填を容易にするために、複数の冷凍用バッグ１４２が接続されているシステムが示されている。ＲＰＨＥに入るそれぞれの新しい冷凍用バッグに自動的に接続することができるリザーバ１４４が示されている。冷凍用バッグには、任意選択で、食用混合物を予め充填することができ、したがって、貯蔵部バッグの必要性を除去することができる。システムはまた、同様に複数の貯蔵部バッグを組み込むことができる。図１６は、ロールに取り付けられた冷凍用バッグ１５１の実施形態を示す。新しい冷凍用バッグ１５２はロールから出され、ＲＰＨＥに入る。次いで、使用済みの冷凍用バッグは、使用済み冷凍用バッグのロール１５４に巻き取られる。
[0076]図１７は、冷凍菓子用機械のバッグシステムの実施形態を示す。貯蔵部バッグ２１は、チューブ２３を介して冷凍用バッグ２２に接続する。貯蔵部バッグ２１からの液体は、ポンプ２４または他の手段を用いて冷凍用バッグ２２に供給される。本発明の逆止弁２５の実施形態が示されている。逆止弁は、液体が冷凍用バッグ２２から貯蔵部バッグ２１に逆流することを防止する。これは、冷凍用バッグ２２が貯蔵部バッグ２１より上にあるときに重力によって、または冷凍用バッグ２２内の圧力が貯蔵部バッグ２１内の圧力より高いとき起こり得る。逆止弁３０（図１８）は、チューブ２３の外面に作用する。チューブ２３は、薄いプラスチックフィルムから作られることが好ましい。このタイプのチューブはそれほど弾性がなく、内圧によってチューブを膨らませなければ平らになりがちである。しかしながら、逆止弁３０は、弾性チューブまたはゴムチューブでも機能する。逆止弁３０は、ベース３１および可動足部３２を含む。アーム３３は、足部を支持部３４に接続する。アーム３３は、足部３２がチューブ２３の方へ、またはチューブ２３から離れるように動くことができるように、支持部３４に回転可能に支持される。足部３２がチューブ２３の方へ付勢されるように、アーム３３に力が加えられる。この力は、ばね（図示せず）または当技術分野で知られている他の手段から生じることができる。チューブ２３は、ベース３１と足部３２との間で押さえ付けられる。これにより、チューブ２３内の流体の流れが妨げられる。上流チューブ端部３５内の流体圧力が下流チューブ端部３６内の圧力より十分に高いとき、足部３２はベース３１から離れるように枢動し、その結果、図示の方向への流れが可能になる。下流チューブ端部３６と上流チューブ端部３５が同程度の圧力のとき、チューブ２３はベース３１と足部３２の間で押さえ付けられたままである。下流チューブ端部３６の圧力が上流チューブ端部３５の圧力を超えると、足部３２はチューブ２３を押さえ付け続ける。これは、下流チューブ端部３６からのチューブ２３の膨張が、足部にかかる力に打ち勝つのに必要な機械的有利さを提供しないためである。これは、足部３２がチューブ２３に接触する場所に対する枢動点３７の位置によって制御される。アーム３３の移動量に対する機械的な制限、ならびに足部３２およびベース３３の形状も、逆止弁の所望の動作を達成するために使用することができる。逆止弁３０の利点は、チューブ２３の外面に作用し、したがって洗浄および消毒を必要としないことである。逆止弁３０はまた、弁の位置を検知または検出するための手段を含むことができる。逆止弁３０の位置は、チューブ２３内の圧力および／またはチューブを通る流量と相関させることができる。逆止弁３０は、冷凍用バッグに入る食用混合物ライン２３上に示されているが、バッグシステム２０の他の場所でも使用することができる。例えば、逆止弁２７は、同じタイプの弁とすることができる。逆止弁３０は、レイフラットな非弾性チューブとの使用に最適化された蠕動ポンプ４０とともに使用することができる。しかしながら、基本的な概念は、弾性チューブと使用されるときに適用される。
[0077]バッグシステム２０は、空気（または他の気体）を冷凍用バッグ２２に注入してオーバーランを達成するために、圧縮機とともに使用される空気ライン２６を含む。オーバーラン用に使用される空気は、典型的には大気であり、したがって、食用混合物に微生物汚染が持ち込まれる潜在的手段となる。図１９に概略的に示す空気清浄機５１は、空気ライン２６のある点（例えば、圧縮機５３の前または後）に設置することができる。空気清浄機は、空気が冷凍用バッグに入る前に、空気を消毒およびまたは清浄化するために使用される。空気清浄機は、濾過および／または消毒を含むことができる。当技術分野における任意の手段を使用することができるが、いくつかの方法が好ましい。例えば、図２０Ａ～図２０Ｃは、紫外線光源がチューブ６２に紫外線を照射する空気清浄機５１を示す。チューブは、図示のように、空気の紫外線への曝露時間を増加させるために、いくつかのＵベンドをなす。この場合、チューブは、紫外線が少なくともある程度透過することができる必要がある。紫外線光源６１は、任意選択で、消毒するのに十分な温度まで空気を加熱する加熱要素と置き換えることができる。
[0078]好ましい実施形態では、冷凍用バッグ２２の表面は、本実施形態では、概ね剛性構造体である冷却板８１と接触する。この場合、可撓性であると概ね説明された冷凍用バッグ２２は、冷却板２２と接触する領域では剛性または半剛性である得る。これの１つの利点としては、冷凍用バッグの冷却板側のすべてまたは一部を、バッグのローラ側では剛性が高すぎる、または耐疲労性が不十分である場合がある高熱伝導率の薄い金属シート、厚い金属箔、または他の材料で作ることができることである。
[0079]図２１Ａは、ガイドレール９１が冷却板９２に取り付けられた実施形態９０の上面図である。ガイドレール９１は、先行開示で説明したように、混練ローラ９３を冷却板９２に近接させた状態に保つ。食用混合物（図示せず）が冷凍されると、混練ローラ９３は冷却板から離そうとするかなりの力で押される。これは、冷却板を撓ませることができ、その結果、ローラはもはや冷却板に近接した状態でなくなる。これは、システムの性能に悪影響を及ぼし得る。冷却板９２の剛性を高める、または冷却板９２に構造的支持を与える他の構成部品を加えることは、製造コストを増大させ、冷却板９３の熱質量に付け加わること（これもまた好ましくない）になり得るので、望ましくないことがある。本実施形態では、ガイドレール９１の反力の力は、冷却板９２に向けられる。これにより、冷却板９２の取付点とローラからの力との間のモーメントアームがなくなる。図２１Ｂは、ガイドレール９１が冷却板に取り付けられていないときの冷却板９２にかかる力を示す。図２１Ｃは、ガイドレール９１が冷却板に取り付けられているときの力を示す。
[0080]図２２は、液体混合物が冷凍用バッグ１０２の入口チューブ１０３内で冷凍することおよび／または詰まることを防止する特徴を有する冷却板１０１の実施形態を示す。これは、例えば、液体混合物が一定期間流れていないときに起こり得る。入口チューブ１０３内の冷凍した食用混合物は、チューブを塞ぎ、必要なときに混合物を冷凍用バッグ１０２内に加えることを妨げ得る。冷却板１０１は延長部１０４を含む。延長部１０４は、任意選択で冷却されず、断熱体から作られ、かつ／または、入口チューブ１０３内の食用混合物が冷凍するのを制限または防止するように作用する加熱要素を有することができる。ローラ１０５が入口チューブ１０３を横断するとき、入口チューブ１０３はローラ１０５と延長部１０４との間で押圧される。これにより、入口チューブ１０３からすべての冷凍した食用混合物が押し出される。
[0081]図２３は、システム性能を高めるために使用される流れチャネルを有する第１の冷却板１１１および第２の冷却板１１２を示す。第２の冷却板は、冷凍用バッグのローラ側で冷凍用バッグ１１３の冷却および／または物理的支持を与える。ローラは、冷凍用バッグ１１３を第２の冷却板１１２の表面から引き離す。これは、冷凍用バッグ１１３内の食用混合物の冷却速度を低下させる傾向がある。熱伝達を高めるために、第２の冷却板１１２は、低温流体１１６のジェットを冷凍用バッグ１１３のローラ側の方へ向けるための流体通路１１５を有する。典型的には、この流体は空気であるが、任意の数の気体、液体、またはその組合せも可能である。第２の冷却板１１２は、冷凍用バッグ１１３に直接接触冷却することができる、または第２の冷却板１１２と実際に接触しないことが可能である。第２の冷却板１１２は、低温流体１１６のための冷却を与えることができる、または流体は他の手段によって冷却することができる。第１の冷却板１１１も、流体チャネル１１７を含むことができる。流体チャネル１１７は、第２の冷却板１１２の流体チャネルと同様の態様で冷却のために使用することができる。しかしながら、これらのチャネルの好ましい使用法は、負圧で動作させることである。これにより、冷凍用バッグは第１の冷却板１１１にぴったりと引き寄せられる。これは、冷凍用バッグ１１３と第１の冷却板１１１との間の熱接触抵抗を減少させる効果を有する。これにより、冷凍用バッグ１１３内の食用混合物をより迅速に冷凍させることができる。２番目の利点は、冷凍用バッグ１１３を第１の冷却板１１１の定位置に固定する助けになることである。
[0082]図２４は、冷凍菓子用機械用の洗浄システムの実施形態を示す。本装置では、食用混合物は消耗品パッケージに入っているので，機械構成部品の頻繁な洗浄は必要でない。しかしながら、洗浄が必要な場合もある。例えば、冷凍用バッグに漏れが生じた場合、または冷凍用バッグが不適切に取り付けられた場合、食用混合物が機械の中に漏れる可能性がある。冷凍菓子用機械の実施形態１２０は、スプレーノズル１２１を使用して機械内に洗浄液を噴霧する洗浄システムを含む。スプレーノズル１２１は、機械の冷凍区画１２２および／または機械の冷蔵区画１２３に配置することができる。洗浄システムは、加熱要素、紫外線、消毒剤、および当技術分野で知られている他の洗浄方法を使用することができる。
[0083]システム内の様々な場所での食用混合物の温度を知ることが望ましい。例えば、冷凍された食用混合物の温度は、いつ、混合物を分注する用意ができたかを決定するために使用することができる。図２５は、貯蔵部バッグ１３１および冷凍用バッグ１３２などのバッグシステムの構成要素に温度検知要素１３３を組み込んだバッグシステムを示す。温度検知要素は、バッグシステムの構成要素のいくつかまたはすべてに一体化する、または取り付けることができる。温度検知要素は、使い捨て、または再使用可能であり得る。温度検知要素は、当技術分野で知られている１つまたは複数の温度検知方法を使用することができる。これらは、限定するものではないが、熱電対、抵抗温度検出器、または熱変色性要素を含むことができる。熱変色性材料は、温度に応答して色を変える。熱変色性センサは、バッグシステムの構成部品の表面に取り付けることができる、またはバッグ材料自体が熱変色性層またはコーティングを含むことができる。センサは、色調または透明度（すなわち、屈温性）など、材料の色または他の特性を検出するために使用することができる。
[0084]温度検知要素に加えて、ある範囲の他のセンサタイプまたは発色性材料をバッグシステムに取り付ける、または組み込むことができる。例えば、メカノクロミック材料は、圧縮、伸張、または剪断によって色を変える。メカノクロミック材料は、冷凍用バッグ１３２内の圧力を検知するために使用することができる。
[0085]図２６は、センサが埋め込まれた冷却板１４１の実施形態を示す。好ましい実施形態では、これらのセンサは温度センサである。これらのセンサは、限定するものではないが、熱電対またはパイロメータなど、当技術分野で知られている任意のタイプであり得る。温度センサ１４２は、冷凍用バッグ１３２に接触するように、または食用混合物の温度を示す冷凍用バッグ１３２の温度を測定するのに十分近接するように配置される。本実施形態では、温度センサ１４２は、冷却板１４１に埋め込まれた断熱体１４３によって囲まれる。断熱体１４３は、食用混合物の温度がより正確に測定されるように、温度センサ１４２を冷却板１４１から熱的に隔離する。
[0086]図２７は、力センサが冷凍用バッグ１５１の取付点に使用された実施形態を示す。本実施形態では、冷凍用バッグは、上部取付部１５２と下部取付部１５３を有する。ローラ１５４は図では上方に移動する。これは、冷凍用バッグ１５１を上方に引っ張る傾向がある。上向きの引張力は、食用混合物の粘性に依存する。食用混合物が冷凍して硬くなるにつれて、バッグにかかる上向きの力は増大する。下部取付部１５３の力センサは、食用混合物の相対的な出来具合を決定するために使用することができる。これはまた、食用混合物が固まりすぎた場合にローラを停止させる安全機構として使用することができる。本実施形態では、上部取付部１５２は冷凍用バッグの右側にある。上部取付部１５２はまた、力センサを含むことができる。この場合、ローラが冷凍用バッグを横断するとき、左方向への引張りがある。この力は、食用混合物が硬くなるにつれて増大する。したがって、この力は、食用混合物の出来具合を測定する手段として使用することができる。
[0087]図２８Ａ～図２８Ｃは、ガイドレール５８３、５８５とローラ５８２、５８１の、先に開示した実施形態を示す。ガイドレール５８５は、食用混合物をかき回すためにローラ５８２を冷凍用バッグに押し込む。ガイドレール５８３は、ローラ５８１を冷凍用バッグに押し込んで、食用混合物を分注させる。ガイドレール５８３、５８５に作用する力は、食用混合物の粘度が増大するにつれて増大する。この力を測定して、食用混合物の粘度を決定することができる。ロードセル、歪みゲージ、および変位トランスデューサを含む当技術分野で知られている任意の手段を使用して、この力を直接または間接的に測定することができる。図２９Ａは、上部支持体１７２および下部支持体１７３を有するガイドレール１７１を示す。支持体１７２、１７３には、ガイドレール１７１にかかる力を測定するための力センサが埋め込まれている。力センサは、歪みゲージまたは圧電センサなど、当技術分野で知られている任意のタイプのものとすることができる。上部支持体１７２および下部支持体１７３で測定される力は、食用混合物の固さ、および冷凍用バッグ内の食用混合物の量に基づいて異なる。したがって、２つの支持体での独立した力測定により、冷凍用バッグの充填度および食用混合物の固さを検出するができる。図２９Ｂは、ばねなどの可撓性部材を有する上部支持体１７４と下部支持体１７５を示す。ガイドレールにかかる力が大きすぎると、可撓性部材が撓み、それによって、冷凍用バッグローラが冷凍用バッグから遠ざかり、冷凍用バッグへの圧力が緩和される。これは、バッグの破裂を防止するために安全機構として使用することができる。可撓性部材１７４、１７５はまた、所望により力センサを含むことができる。加えて、可撓性部材を使用して、ローラと冷凍用バッグとの間に常に十分な接触圧があるようにローラを冷却板に付勢することができる。図２９Ｃは、ガイドレール１７１の長さに沿って埋め込まれた力センサ１７６を有するガイドレール１７１を示す。これにより、食用混合物の固さと冷凍用バッグの充填度の両方をより直接的に測定することができる。図２９の力センサおよび／または可撓性部材はまた、１つまたは複数の冷却板に適用して、ガイドレールに適用したときと同じ利点を達成することができる。
[0088]図３０は、混練ローラ組立体が、トレッド面１８３を支持する少なくとも２つの転がり支持体１８２を有する実施形態１８０を示す。トレッド面は、矢印１８４によって示すように、転がり支持体１８２の周りを転がる。この構成は、戦車トレッド、コンベヤベルト、またはトレッドミルと同様である。この構成には、いくつかの利点がある。１つの利点は、転がり抵抗および冷凍用バッグへの応力を低減することである。別の利点は、トレッド面が、食用混合物の冷却を強化するのに有効となり得ることである。トレッド１８４は、熱伝導体から作ることができる。これは、薄い金属または金属メッシュであり得る。トレッド１８４は、冷却媒体１８７、好ましくは冷凍用バッグと接触していない裏側の空気１８６によって冷却することができる。冷却媒体１８８は、図示のように、ローラ支持体の間の空間にも適用することができる。冷却フィン１８９を使用して熱伝達を強化することができる。
[0089]本発明の特定の実施形態では、冷凍用バッグは、２つの冷却板または同様の支持構造体の間に構造的に支持される。冷却板または支持構造体の一方を除去することは有利になり得る。この場合、冷凍用バッグを支持することは依然として必要である。これは、先に開示した冷凍用バッグの上部、下部、および／または側部の支持体を組み合わせて達成することができる。バッグはまた、十分な数のローラを使用することによって、またはローラコンベヤの追加の支持部材１９１によって支持することができる。これは、図３１に示されている。
[0090]現在市場にあるほとんどの従来のソフトクリーム用機械は、液体混合物を保持するためにステンレス鋼製のホッパを使用する。いくつかの機械は、液体混合物を保持するために貯蔵部バッグを使用する。標準的な乳製品用バッグが、これらの機械で使用するために購入され得る。これらの乳製品用バッグは、典型的には、食用混合物の生産者（例えば、乳製品製造者）によって食用混合物が充填される。多くの店では、それ自体のあつらえの食用混合物を使用することを好む。標準的な乳製品用バッグは、小さなポートを除いて密閉されているので、食用混合物を充填することは困難であり面倒である。図３２Ａ～図３２Ｃは、充填するための大きな開口部を有する貯蔵部バッグを示す。このバッグは、バッグを閉じるために、当技術分野で知られているいくつかの手段を使用することができる。例えば、押し閉め（ｐｒｅｓｓ－ｔｏ－ｃｌｏｓｅ）ジッパーまたはスライド閉め（ｓｌｉｄｅ－ｔｏ－ｃｌｏｓｅ）ジッパーを使用することができる。図３２Ａは袋を開いた状態のバッグ、図３２Ｂはジッパーを密閉した状態のバッグを示す。図３２Ｃは、押し密閉（ｐｕｓｈ ｔｏ ｓｅａｌ）ジッパーを閉じたときの拡大断面図である。
[0091]図３３は、上から見たとき、冷却板２０１が曲率を有する実施形態を示す。冷凍用バッグ２０２は、バッグリテーナ２０３によって保持される。バッグリテーナ２０３は、冷凍用バッグ２０２を冷却板２０１にしっかり当てて保持する。これは、冷却板２０１との良好な熱接触を与える。また、凹型の断面のローラ２０４が、冷却板２０１とローラ２０４との間で冷凍用バッグを押さえ付けるために使用される。
[0092]図３４は、側面から見たとき、凸状の曲線を有する冷却板２２１を示す。バッグリテーナ２２２は、熱伝達を高めるために、バッグを冷却板にしっかり当てて保持する。
[0093]ＲＰＨＥは、ジューサ、マセレータ、または粉砕機として使用することができ、この場合、食用混合物の固形成分は冷凍用バッグ内で押しつぶされる、あるいはローラまたは他の撹拌手段の作用によって破壊される。これは、食用混合物への熱伝達、または食用混合物からの熱伝達の必要性の有無を問わず行うことができる。例として、浸漬して柔らかくする（ｍａｃｅｒａｔｉｎｇ）ＲＰＨＥの機能は、新鮮なフルーツスムージーを作るために使用することができる。
[0094]ＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０１６６２８は、ＲＰＨＥの１つまたは複数の冷却板または他の支持構造に超音波変換器を使用することを開示している。超音波トランスデューサは、単独で、またはローラ、ヒートパイプ、熱電クーラ、またはＲＰＨＥの他の実施形態とともに使用することができることを明らかにしておく。
[0095]従来の塗料混合システムは、ベース塗料の容器に直接調色剤を注入する。米国では、０．００３７ｍ３（１ガロン）または０．０１８９ｍ３（５ガロン）のプラスチック容器または金属容器が一般的に使用される。この手法の１つの欠点は、通常、消費者が所与のプロジェクトに必要な量より多くの塗料を購入する必要があることである。一旦、塗料に調色剤を加えると、販売者に返却することができない。余分な塗料は、典型的には、埋立ごみになってしまう。塗料は後で使うためにとっておくことができるが、開けた容器では保存がきかない。図３５は、建築塗料などの液体または半固体の塗料を混合して分注するためのＲＰＨＥの適応例を示す。バッグには、ベース塗料１６１が入っている。これは典型的には白色塗料である。塗料調色剤１６２は、個々の塗料調色剤バッグに入っている。ベース塗料バッグ１６１および調色剤バッグ１６２は、縮尺通りには示されていない。ベース塗料および塗料調色剤は混合バッグに分注される。例えば、蠕動ポンプ１６３を使用することができる。混合バッグは、１つまたは複数の支持板によって支持される。支持板は、温度制御することができる。これは、例えば、周囲温度が比較的低く、塗料を温める必要がある場合に役立つことがある。しかしながら、支持板の温度制御はこの用途に対しては任意選択である。全体的な構造はＲＰＨＥと同様である。ローラが混合バッグを横断する。これにより、所望の塗装色が達成されるように、塗料調色剤がベース塗料と混合される。利用できる塗料調色剤の数は、望まれる色のオプションの範囲を達成するように変えることができる。約１２～１６色の調色剤の色が典型的である。ベース塗料と調色剤とが混合バッグに加えられるので、所与のプロジェクトに必要な正確な量の塗料を混合することができる。貯蔵部バッグに残った塗料は塗料調色剤で汚されることはない。色の付いた塗料を使い切った場合、追加の適切な量を混合することができる。混合バッグは消耗品である。理想的には、貯蔵部バッグは密閉され空気を含まないので、塗料の貯蔵期間が大幅に延長される。本システムは携帯可能に作られて、現場に持ち込むことができる。混合バッグは、別の容器に分注するように作ることができる、または塗料は、混合バッグに入れたまま販売することができる。
[0096]上に特定の利点を列挙したが、様々な実施形態は、列挙した利点のいくつかまたはすべてを含む場合もあるし、まったく含まない場合もある。例示的な実施形態が本明細書の図および説明に示されているが、本開示の原理は、現在知られているか否かにかかわらず、任意の数の技法を使用して実施することができる。さらに、本明細書に開示されたシステムおよび装置の動作は、より多くの、より少ない、または他の構成要素によって実行されてもよく、本明細書で説明した方法は、より多くの、より少ない、または他のステップを含んでもよい。加えて、ステップは、任意の適切な順序で実行されてもよい。
[0097]本明細書に添付の特許請求の範囲を解釈する際に、特許庁、ならびに本出願およびその結果生じるあらゆる特許のあらゆる読者を支援するために、出願人らは、「～ための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」または「～ためのステップ（ｓｔｅｐ ｆｏｒ）」という語が特定の請求項で明示的に使用されない限り、および上記の説明において「手段（ｍｅａｎｓ）」という語が使用されていたとしても、添付の特許請求の範囲または特許請求要素のいずれも、米国特許法第１１２条（ｆ）を適用することを意図しない。

Claims (84)

  1. 関連する液体を受け入れる空洞を囲む可撓性壁パッケージであって、前記空洞と連通し、前記関連する液体を受け入れるように構成された入口と、前記空洞と連通し、前記入口に対して間隔を置いて配置された出口であって、関連する冷凍スラリーを分注するように構成された出口とを含む、可撓性壁パッケージと、
    空気を前記関連する液体と混合する組立体であって、（ｉ）前記パッケージ空洞内の前記関連する液体との熱伝達のために前記可撓性パッケージの外面に動作可能に係合する少なくとも１つの冷却板を含む圧延板式熱交換器（ＲＰＨＥ）、または（ｉｉ）前記空洞内に受け入れた前記関連する液体と混合された気泡のサイズを小さくするためのホモジナイザ、のうちの１つを含む組立体と、
    冷凍スラリーを分注するように構成された前記出口にある分注ノズルと
    を備える、
    冷凍流体混合分注装置。
  2. 生じ得る着霜を制限する、前記可撓性壁パッケージおよび前記ＲＰＨＥを受け入れるような寸法の断熱密閉容器をさらに備える、
    請求項１に記載の装置。
  3. 前記密閉容器内の水分を回収し、前記回収された水分を前記冷却板より低い温度に冷却し、それによって前記冷却板の霜の凝縮を防止するための霜回収器をさらに備える、
    請求項２に記載の装置。
  4. 前記霜回収器が、
    （ｉ）前記回収された水分を保持するための親水性コーティング、
    （ｉｉ）前記水分を吸収するための吸水材料、
    （ｉｉｉ）乾燥剤、
    （ｉｖ）前記容器に導入された空気から水分を除去するための除湿器
    のうちの少なくとも１つを含む、
    請求項３に記載の装置。
  5. 前記出口に分注ノズルと、
    少なくとも前記分注ノズルを殺菌するための消毒組立体と
    をさらに備える、
    請求項１に記載の装置。
  6. 前記消毒組立体が、電磁放射消毒ユニット（ＵＶ光源）を含む、
    請求項５に記載の装置。
  7. 前記消毒組立体が、前記可撓性壁パッケージを殺菌するように構成された、
    請求項６に記載の装置。
  8. 前記消毒組立体が、前記ノズルを消毒するために気体、蒸気、液体、または熱のうちの少なくとも１つを使用する殺菌システムを含む、
    請求項５に記載の装置。
  9. 前記消毒組立体が、前記ノズルを消毒するために過酸化水素蒸気発生器およびオゾン発生器のうちの１つを含む、
    請求項８に記載の装置。
  10. 前記消毒組立体が、前記ノズルを洗浄するために液体洗浄剤を供給する消毒ユニットを含む、
    請求項５に記載の装置。
  11. 前記消毒ユニットが、前記ノズルを前記可撓性壁パッケージの前記空洞に接続する分注チューブ内に液体洗浄剤を向けるように構成された、
    請求項１０に記載の装置。
  12. 前記液体洗浄剤を除去するための排出通路をさらに含む、
    請求項１０に記載の装置。
  13. 前記ＲＰＨＥが、前記可撓性壁パッケージを受け入れるように構成された少なくとも１つの支持部材を含む、
    請求項１に記載の装置。
  14. 第１の支持部材が、前記ＲＰＨＥの前記冷却板と動作可能に係合するための高熱伝導率を有する材料で構成され、
    第２の支持部材が、前記ＲＰＨＥのローラによって引き起こされる引張荷重に耐えるような引張強度を有する材料から構成された、
    請求項１３に記載の装置。
  15. 前記パッケージに構造的支持を与え、その破裂を防止するために、前記可撓性壁パッケージと前記ＲＰＨＥの前記ローラとの間に配置された可撓性裏当て部材をさらに備える、
    請求項１４に記載の装置。
  16. 前記可撓性裏当て部材が、前記裏当て部材を加熱または冷却するための構成部品を含む、
    請求項１５に記載の装置。
  17. 前記ホモジナイザが、前記関連する液体に気泡を導入するための加圧空気源とミキサとを含む、
    請求項１に記載の装置。
  18. 前記可撓性壁パッケージが、関連する液体が交互に充填される少なくとも第１および第２の別個の冷凍用バッグを含み、関連する冷凍された液体がそれらから交互に分注される、
    請求項１に記載の装置。
  19. 前記ノズルから関連する粘り気のある冷凍スラリーを分注するための支払いを受け付けるために販売時点情報管理システムをさらに含む、
    請求項１に記載の装置。
  20. 前記可撓性壁パッケージと流体連通している貯蔵部バッグをさらに備える、
    請求項１に記載の装置。
  21. 前記貯蔵部バッグと前記可撓性壁パッケージとを接続するチューブの外面と動作可能に関連する逆止弁をさらに備える、
    請求項２０に記載の装置。
  22. 前記逆止弁が、
    ベースと、
    可動足部と、
    前記足部が前記チューブの方へ、または前記チューブから離れるように移動することができるように前記足部を前記ベースに接続するアームと
    を含む、
    請求項２１に記載の装置。
  23. 前記逆止弁の位置を検知する検出器をさらに備える、
    請求項２１に記載の装置。
  24. 前記空気バッグに導入される空気を消毒する空気清浄機をさらに備える、
    請求項１に記載の装置。
  25. 前記空気清浄機が、
    （ｉ）フィルター、
    （ｉｉ）前記可撓性壁パッケージの前記空洞につながる光透過性チューブ／通路を照射するＵＶ光源、
    ｉｉｉ）前記関連する流体の温度を消毒するのに十分な温度に上げるように構成された加熱要素
    のうちの少なくとも１つを含む、
    請求項２４に記載の装置。
  26. 前記冷却板が、金属シートまたは厚い金属箔である、
    請求項１に記載の装置。
  27. 前記冷却板が、前記入口内の前記関連する流体が冷凍されるのを防止するために前記空洞への前記入口を選択的に加熱するための加熱要素を含む延長部を含む、
    請求項１に記載の装置。
  28. 前記ＲＰＨＥが、熱伝達を強化するために前記冷却板に流体チャネルを含む、
    請求項１に記載の装置。
  29. 前記流体チャネルが、冷却流体を前記可撓性壁パッケージのローラ側の方へ向ける、
    請求項２８に記載の装置。
  30. 前記可撓性壁パッケージを受け入れるような寸法の容器と、
    （ｉ）関連する洗浄液を導くスプレーノズル、
    （ｉｉ）加熱要素、
    （ｉｉｉ）ＵＶ光、
    （ｉｖ）前記空洞内への殺菌剤、
    のうちの少なくとも１つを含む洗浄システムと
    をさらに備える、
    請求項１に記載の装置。
  31. 前記可撓性壁パッケージの温度を検出する検知要素を含む温度監視システムをさらに備える、
    請求項１に記載の装置。
  32. 前記検知要素が、前記可撓性壁パッケージ内の圧力を検知するために使用されるメカノクロミック材料を含む、
    請求項３１に記載の装置。
  33. 前記可撓性壁パッケージの温度をより正確に測定するために、前記検知要素を前記冷却板から熱的に隔離する断熱体をさらに備える、
    請求項３１に記載の装置。
  34. 前記空洞内の前記関連する液体の相対的な出来具合を監視する力センサであって、力が所定の閾値を超えた場合、ローラ動作を停止させるように前記ＲＰＨＥのローラに動作可能に関連する力センサ、
    をさらに備える、
    請求項１に記載の装置。
  35. 前記力センサが、
    ロードセル、歪みゲージ、圧電センサ、および変位トランスデューサのうちの少なくとも１つを含んで、
    前記可撓性壁パッケージを支持するガイドレールに作用する力を直接または間接的に測定する、
    請求項３４に記載の装置。
  36. 前記ローラと前記可撓性壁パッケージとの間の十分な接触圧力を確実にするために、前記ＲＰＨＥのローラを前記冷却板に押し付ける付勢部材をさらに備える、
    請求項１に記載の装置。
  37. 前記ＲＰＨＥのローラが、前記空洞内の前記関連する流体の混練および冷凍時に、転がり抵抗および前記可撓性壁パッケージへの応力を低減する連続したループベルトである、 請求項１に記載の装置。
  38. 前記連続したループベルトが、薄い金属または金属メッシュなどの熱伝導体から作られた、
    請求項３７に記載の装置。
  39. 前記冷却板が、前記ＲＰＨＥのローラと前記冷却板との間の前記可撓性壁パッケージの接触圧力を高めるために曲率を有する、
    請求項１に記載の装置。
  40. 前記可撓性壁パッケージの表面部分に動作可能に係合する少なくとも１つの可動ローラ
    をさらに備え、
    前記可動ローラが、前記可撓性壁パッケージの幅の一部分のみにわたって延在する、
    請求項１に記載の装置。
  41. 個別の、または任意の特徴と組み合わさった、または任意の構成の、
    請求項１～４０のいずれか一項に記載の装置。
  42. 空洞を囲む可撓性壁パッケージ内に液体を供給することであって、前記可撓性壁パッケージが、前記空洞と連通し、前記関連する液体を受け入れるように構成された入口と、前記空洞と連通し、前記入口に対して間隔を置いて配置された出口であって、それを通して関連する冷凍スラリーを分注するように構成された出口とを含むことと、
    空気を前記液体と混合する組立体を提供することであって、前記空気混合組立体が、（ｉ）前記パッケージ空洞内の前記液体との熱伝達のために前記可撓性壁パッケージの外面に動作可能に係合する少なくとも１つの冷却板を含む圧延板式熱交換器（ＲＰＨＥ）、または（ｉｉ）前記空洞内に受け入れた前記液体と混合された気泡のサイズを小さくするためのホモジナイザ、のうちの１つを含むことと、
    前記出口にある分注ノズルから冷凍スラリーを分注することと
    を含む、
    冷凍流体を混合および分注するプロセス。
  43. 前記可撓性壁パッケージおよび前記ＲＰＨＥを受け入れるような寸法の断熱密閉容器を提供することによって霜を制限することをさらに含む、
    請求項４２に記載のプロセス。
  44. 前記密閉容器内の水分を回収し、前記回収された水分を前記冷却板より低い温度に冷却することをさらに含む、
    請求項４３に記載のプロセス。
  45. 前記霜を制限することが、
    （ｉ）親水性コーティングを用いて回収された水分を保持すること、
    （ｉｉ）吸水材料を用いて水分を吸収すること、
    （ｉｉｉ）乾燥剤を用いて水分を除去すること、
    （ｉｖ）除湿器を用いて前記容器に導入された空気から水分を除去すること
    のうちの少なくとも１つを含む、
    請求項４４に記載のプロセス。
  46. 前記出口に分注ノズルを設けることと、
    少なくとも前記分注ノズルを消毒することと
    をさらに含む、
    請求項４２に記載のプロセス。
  47. 前記消毒することが、電磁放射消毒ユニットを使用することを含む、
    請求項４６に記載のプロセス。
  48. 前記消毒することが、前記可撓性壁パッケージを殺菌することを含む、
    請求項４７に記載のプロセス。
  49. 前記消毒することが、前記ノズルを消毒するために気体、蒸気、液体、または熱のうちの少なくとも１つを使用することを含む、
    請求項４６に記載のプロセス。
  50. 前記消毒することが、前記ノズルを消毒するために過酸化水素蒸気およびオゾンのうちの１つを発生させることを含む、
    請求項４９に記載のプロセス。
  51. 前記消毒することが、前記ノズルを洗浄するために液体洗浄剤を用いて消毒することを含む、
    請求項４６に記載のプロセス。
  52. 前記消毒することが、前記ノズルを前記可撓性壁パッケージの前記空洞に接続する分注チューブ内に液体洗浄剤を向けることを含む、
    請求項５１に記載のプロセス。
  53. 排出通路を通して前記液体洗浄剤を除去することをさらに含む、
    請求項５１に記載のプロセス。
  54. 前記ＲＰＨＥを使用して前記可撓性壁パッケージを支持することをさらに含む、
    請求項４２に記載のプロセス。
  55. 前記ＲＰＨＥの前記冷却板と動作可能に係合するための高熱伝導率を有する材料から第１の支持部材を構成することと、
    前記ＲＰＨＥのローラによって引き起こされる引張荷重に耐えるような引張強度を有する材料から第２の支持部材を構成することと
    を含む、
    請求項５４に記載のプロセス。
  56. 前記可撓性壁パッケージに構造的支持を与え、その破裂を防止するために、前記可撓性壁パッケージと前記ＲＰＨＥの前記ローラとの間に可撓性裏当て部材を配置すること
    をさらに含む、請求項５５に記載のプロセス。
  57. 前記可撓性裏当て部材を加熱または冷却することをさらに含む、
    請求項５６に記載のプロセス。
  58. 前記液体に気泡を導入することと、
    前記液体内の前記気泡を混合することと
    をさらに含む、請求項４２に記載のプロセス。
  59. 少なくとも第１および第２の別個の冷凍用バッグに液体を交互に充填することと、
    冷凍された液体をそれらから交互に分注することと
    をさらに含む、請求項４２に記載のプロセス。
  60. 前記ノズルから粘り気のある冷凍スラリーを分注するための支払いを販売時点情報管理システムで受け付けること
    をさらに含む、請求項４２に記載のプロセス。
  61. 前記可撓性壁パッケージと流体連通している貯蔵部バッグを設けること
    をさらに含む、請求項４２に記載のプロセス。
  62. 前記貯蔵部バッグと前記可撓性壁パッケージとを接続するチューブの外面に逆止弁を使用すること
    をさらに含む、請求項６１に記載のプロセス。
  63. 前記逆止弁が、ベースと、可動足部と、アームとを含み、
    前記足部が前記チューブの方へ、または前記チューブから離れるように移動することができるように前記足部を前記ベースに接続することを含む、
    請求項６２に記載のプロセス。
  64. 前記逆止弁の位置を検知することをさらに含む、請求項６２に記載のプロセス。
  65. 前記空気バッグに導入される空気を消毒することをさらに含む、
    請求項４２に記載のプロセス。
  66. 前記空気清浄機が、
    （ｉ）フィルター、
    （ｉｉ）前記可撓性壁パッケージの前記空洞につながる光透過性チューブ／通路を照射するＵＶ光源、
    （ｉｉｉ）前記関連する流体の温度を消毒するのに十分な温度に上げるように構成された加熱要素
    のうちの少なくとも１つを含む、
    請求項６５に記載のプロセス。
  67. 前記冷却板を、金属シートまたは厚い金属箔から形成することをさらに含む、 請求項４２に記載のプロセス。
  68. 前記冷却板に組み込まれた加熱要素を用いて前記入口を選択的に加熱して、前記入口内の前記流体が冷凍されるのを防止することをさらに含む、
    請求項４２に記載のプロセス。
  69. 熱伝達を強化するために前記冷却板に流体チャネルを含めることをさらに含む、
    請求項４２に記載のプロセス。
  70. 前記流体チャネルからの冷却流体を、前記可撓性壁パッケージのローラ側の方へ向けることを含む、
    請求項６９に記載のプロセス。
  71. 容器を、前記可撓性壁パッケージを受け入れるような寸法にすることと、
    （ｉ）関連する洗浄液を導くスプレーノズル、（ｉｉ）加熱要素、（ｉｉｉ）ＵＶ光、および（ｉｖ）前記空洞内への殺菌剤、のうちの少なくとも１つを含む洗浄システムを含めることと
    をさらに含む、請求項４２に記載のプロセス。
  72. 前記可撓性壁パッケージの温度を検出する検知要素を使用して温度を監視することをさらに含む、請求項４２に記載のプロセス。
  73. 前記可撓性壁パッケージ内の圧力を検知するためにメカノクロミック材料から作られた前記検知要素を使用することをさらに含む、請求項７２に記載のプロセス。
  74. 前記可撓性壁パッケージの温度をより正確に測定するために、断熱体を用いて前記検知要素を前記冷却板から熱的に隔離することをさらに含む、
    請求項７２に記載のプロセス。
  75. 力センサを使用して、前記空洞内の前記液体の相対的な出来具合を監視することと、
    前記検知された力が所定の閾値を超えた場合にローラ動作を停止させることと
    をさらに含む、請求項４２に記載のプロセス。
  76. ロードセル、歪みゲージ、圧電センサ、および変位トランスデューサのうちの少なくとも１つを用いて、前記可撓性壁パッケージを支持するガイドレールに作用する力を直接または間接的に測定すること
    をさらに含む、請求項７５に記載のプロセス。
  77. 前記ローラと前記可撓性壁パッケージとの間の十分な接触圧力を確実にするために、付勢部材を用いて前記ＲＰＨＥのローラを前記冷却板に押し付けること
    をさらに含む、請求項４２に記載のプロセス。
  78. 連続したループベルトを使用することによって、前記空洞内の前記流体の混練および冷凍時に、転がり抵抗および前記可撓性壁パッケージへの応力を低減すること
    をさらに含む、請求項４２に記載のプロセス。
  79. 薄い金属または金属メッシュなどの熱伝導体から前記連続したループベルトを作ることをさらに含む、請求項７８に記載のプロセス。
  80. 前記ＲＰＨＥのローラと前記冷却板との間の前記可撓性壁パッケージの接触圧力を高めるために、前記冷却板を所定の曲率にすること
    をさらに含む、請求項４２に記載のプロセス。
  81. 前記液体が、アイスクリーム、スムージー、シャーベット、ジェラート、ヨーグルト、ダイキリ、またはマルガリータなどの食用製品を冷凍させて分注するための菓子を含む、
    請求項４２に記載のプロセス。
  82. 前記液体が、生理食塩水スラッシュを冷凍させて分注するための生理食塩水を含む、
    請求項４２に記載のプロセス。
  83. 前記可撓性壁パッケージ内で前記生理食塩水を殺菌状態で保管および処理することを含む、
    請求項８２に記載のプロセス。
  84. 個別の、または任意のプロセスのステップと組み合わさった、または任意の構成の、
    請求項４２～８３のいずれか一項に記載のプロセス。
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