WO2016028046A1 - 아이스크림 제조 장치, 아이스크림 제조 방법 및 아이스크림 투출 방법 - Google Patents

아이스크림 제조 장치, 아이스크림 제조 방법 및 아이스크림 투출 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2016028046A1
WO2016028046A1 PCT/KR2015/008581 KR2015008581W WO2016028046A1 WO 2016028046 A1 WO2016028046 A1 WO 2016028046A1 KR 2015008581 W KR2015008581 W KR 2015008581W WO 2016028046 A1 WO2016028046 A1 WO 2016028046A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ice cream
dasher
motor
dasher motor
time
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/008581
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
유세훈
Original Assignee
주식회사 아이스트로
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020140107942A external-priority patent/KR101656362B1/ko
Priority claimed from KR1020150115307A external-priority patent/KR101736271B1/ko
Application filed by 주식회사 아이스트로 filed Critical 주식회사 아이스트로
Priority to EP15834305.3A priority Critical patent/EP3183975B1/en
Publication of WO2016028046A1 publication Critical patent/WO2016028046A1/ko
Priority to US15/422,473 priority patent/US11089798B2/en

Links

Images

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
    • A23G9/22—Details, component parts or accessories of apparatus insofar as not peculiar to a single one of the preceding groups
    • A23G9/228—Arrangement and mounting of control or safety devices
    • 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
    • A23G9/20—Production of frozen sweets, e.g. ice-cream the products being mixed with gas, e.g. soft-ice
    • 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
    • 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
    • A23G9/28—Details, component parts or accessories of apparatus insofar as not peculiar to a single one of the preceding groups for portioning or dispensing
    • A23G9/281—Details, component parts or accessories of apparatus insofar as not peculiar to a single one of the preceding groups for portioning or dispensing at the discharge end of freezing chambers
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an ice cream manufacturing apparatus, an ice cream manufacturing method, and an ice cream dispensing method, and a technique for producing an ice cream having an optimal ice quality and a technique for making the discharging amount uniform when the ice cream is dispensed.
  • the soft ice cream is mixed with air into a liquid ice cream solution by cooling means to change to a slightly frozen form of ice cream, so that the ice cream has a softer ice quality (quality) than the frozen ice cream.
  • the ice cream produced in this way is kept in the ice cream manufacturing apparatus until the ice cream is dispensed. Then, when the ice cream is poured, the ice cream is regenerated by mixing the new ice cream solution with the previously produced ice cream.
  • the ice cream of the soft ice cream is mainly determined by the evaporation temperature of the evaporator in the cylinder, the rotation speed of the dasher, the control point temperature, the ice cream stock solution temperature, and the amount of air over-run.
  • the ice cream is produced through an initial stage of producing ice cream from a liquid ice cream stock solution and a post-spreading step in which new stock solution is mixed with pre-created ice cream when the ice cream is poured after the ice cream is produced. And the ice cream produced in this way is kept in the ice cream manufacturing apparatus until the ice cream is dispensed.
  • the ice cream is divided into a storage step of storing the ice cream generated by stopping the dasher motor and a holding step of regenerating some of the melted ice cream back into the ice cream at the time of storage. In the holding step, the dasher motor is rotated again.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an ice cream manufacturing apparatus and method that can maintain the optimal ice cream ice quality.
  • Another object of the present invention is to provide an ice cream production apparatus and a method for dispensing ice cream with a fixed amount of ice cream.
  • an embodiment of the ice cream manufacturing apparatus is located in the cylinder, the dasher for stirring the ice cream stock solution and air in the liquid state injected into the closed cylinder;
  • a dasher motor for rotating the dasher;
  • Motor rotation speed adjusting means for adjusting the frequency of the dasher motor;
  • Dasher motor load measuring means for measuring the load of the dasher motor;
  • a control unit for controlling the number adjusting means.
  • the dasher motor load measuring means may measure the current of the dasher motor.
  • the current measured by the dasher motor load measuring means is changed or measured by the dasher motor load measuring means.
  • the control unit is the frequency of the dasher motor.
  • the motor speed adjusting means may be controlled so that is changed to a second frequency different from the first frequency.
  • the dasher motor load measuring means may measure the number of revolutions per unit time of the dasher motor.
  • the controller May control the motor rotation speed adjusting means such that the frequency of the dasher motor is changed to a second frequency different from the first frequency.
  • the ice cream comprises: an initial production step of producing a liquid ice cream stock solution into a solid ice cream; Maintaining the solidified ice cream is mixed with the partially melted ice cream in the cylinder to regenerate the ice cream; Dispensing step of dispensing the prepared ice cream to the outside; And a post-diffusion step of regenerating the ice cream by mixing the remaining ice cream, the newly added ice cream stock solution and air after the dispensing, and wherein the controller is configured to generate the first rotational speed of the dasher motor in the holding step.
  • the motor rotation speed adjusting means may be controlled so as not to be greater than the rotational speed of the dasher motor in the discharging step and the discharging step.
  • the initial production step the initial production section that the stirring of the ice cream stock solution and air, and the late production section where the ice cream stock solution is solidified;
  • the change of the load measured by the dasher motor load measuring means is detected while the dasher motor is driven in the initial generation section, or the load measured by the dasher motor load measuring means is applied to the load previously inputted to the controller.
  • the controller determines that it is the time point of the later generation section and determines the rotational speed of the dasher motor.
  • the controller determines that the time is the time point of the section after the late discharge, and the dasher motor
  • the rotational speed of the vehicle becomes slower than the rotational speed of the section after the initial discharge
  • Controlling the motor rotation speed adjusting means to adjust the motor speed It may have at least one feature.
  • control unit, the rotational speed of the dasher motor in the post-generation section and the post-discharge section after the rotational speed of the dasher motor in the holding step can be controlled to be similar.
  • an embodiment of the ice cream manufacturing method according to the present invention can be produced ice cream using the ice cream manufacturing apparatus.
  • a method of making ice cream using an ice cream manufacturing device comprising: an initial production step of producing a liquid ice cream stock solution into a solid ice cream; Maintaining the solidified ice cream is mixed with the partially melted ice cream in the cylinder to regenerate the ice cream; Dispensing step of dispensing the prepared ice cream to the outside; And a post-diffusion step of regenerating the ice cream by mixing the remaining ice cream with the newly added ice cream stock solution and air, wherein the rotational speed of the dasher motor in the holding step is the first generation step, the discharging step, and It is not greater than the rotational speed of the dasher motor in the post discharging step.
  • the initial production step includes an initial production section in which stirring of the ice cream stock solution and air and a late production section in which the ice cream stock solution is solidified.
  • the rotational speed of the dasher motor in the late generation section is lower than the rotational speed of the dasher motor in the initial generation section;
  • after the dispensing step after the initial dispensing section of the ice cream remaining after the dispensing, and the newly added ice cream stock solution and air agitation, and the late dispensing section after the remaining ice cream and the newly added ice cream stock solution is solidified
  • the rotational speed of the dasher motor in the post-fuel section is lower than the rotational speed of the dasher motor in the section after the initial delivery; It may have at least one feature.
  • the rotational speed of the dasher motor and the rotational speed of the dasher motor in the holding step may be similar in the later generation section and the post-discharge section. .
  • the rotational speed of the dasher motor may be changed based on at least one of the load measured in the dasher motor, the change in the load measured in the dasher motor and the passage of time. have.
  • the load measured in the dasher motor may be a current measured in the dasher motor or the number of revolutions per unit time.
  • a method for producing ice cream using an ice cream manufacturing device comprising: stirring an ice cream stock solution and air in a liquid state injected into the cylinder; Determining a change point of the rotational speed of the dasher motor based on a change in the load measured by the dasher motor or the load measured by the dasher motor; And when the rotational speed change of the dasher motor is determined, rotating the dasher motor at a preset frequency.
  • the load measured in the dasher motor may be a current measured in the dasher motor or the number of revolutions per unit time.
  • One embodiment of the ice cream manufacturing apparatus for solving the above other technical problem is located in the cylinder, the dasher for stirring the ice cream stock solution and air in the liquid state injected into the closed cylinder; A dasher motor for rotating the dasher; Dasher motor load measuring means for measuring the load of the dasher motor; And a controller configured to control an ejection time of the ice cream based on the load of the dasher motor measured by the dasher motor load measuring means.
  • the dasher motor load measuring means may measure the current of the dasher motor.
  • the control unit if the measured current of the dasher motor is greater than a predetermined reference current, the discharge time of the ice cream is controlled to reduce, the measured dasher motor If the current of less than the reference current, it can be controlled to increase the discharging time of the ice cream.
  • the dasher motor load measuring means may measure the number of revolutions per unit time of the dasher motor.
  • the control unit if the measured number of revolutions per unit time of the dasher motor is greater than the preset number of rotations per reference unit time, and controls to increase the dispensing time of the ice cream, When the measured rotational speed per unit time of the dasher motor is smaller than the rotational speed per unit time, the dispensing time of the ice cream may be controlled to be reduced.
  • the ice cream comprises: an initial production step of producing a liquid ice cream stock solution into a solid ice cream; A storage step of storing the solidified ice cream; Maintaining the solidified ice cream is mixed with the partially melted ice cream in the cylinder to regenerate the ice cream; And after the ice cream is discharged, the remaining ice cream and the newly added ice cream stock solution and air are mixed with each other, and a post-spreading step of regenerating the ice cream is produced and maintained.
  • the ice cream manufacturing apparatus is discharged to the outside in at least one of the steps, the ice cream manufacturing apparatus further comprises an ice cream storage time measuring means for measuring the elapsed time of the storage step, the control unit, the ice cream measured by the ice cream storage time measuring means When the storage time reaches the preset reference storage time, it can be controlled to reduce the ice cream dispensing time.
  • Another embodiment of the ice cream manufacturing apparatus for solving the above-mentioned other technical problem is a dasher for stirring the ice cream stock solution and air in the liquid state placed inside the cylinder and sealed inside the cylinder, and the dasher
  • An ice cream manufacturing device having a dasher motor for rotating and a control unit for controlling an ejection time of the ice cream, the ice cream comprising: an initial producing step in which a liquid ice cream stock solution is produced as a solid ice cream; A storage step of storing the solidified ice cream; Maintaining the solidified ice cream is mixed with the partially melted ice cream in the cylinder to regenerate the ice cream; And after the ice cream is discharged, the remaining ice cream and the newly added ice cream stock solution and air are mixed with each other, and a post-spreading step of regenerating the ice cream is produced and maintained.
  • the ice cream manufacturing apparatus is discharged to the outside in at least one of the steps, the ice cream manufacturing apparatus further comprises an ice cream storage time measuring means for measuring the elapsed time of the storage step, the control unit, the ice cream measured by the ice cream storage time measuring means When the storage time reaches the preset reference storage time, the control to control the ice cream dispensing time is reduced.
  • One embodiment of the ice cream dispensing method according to the present invention for solving the above technical problem is provided with a dasher located inside the cylinder and stirring the liquid ice cream stock solution and air, and a dasher motor for rotating the dasher.
  • a method of dispensing an ice cream produced using an ice cream manufacturing device, the ice cream comprising: an initial production step of producing a liquid ice cream stock solution into a solid ice cream; A storage step of storing the solidified ice cream; Maintaining the solidified ice cream is mixed with the partially melted ice cream in the cylinder to regenerate the ice cream; And after the ice cream is discharged, the remaining ice cream and the newly added ice cream stock solution and air are mixed with each other, and a post-spreading step of regenerating the ice cream is produced and maintained.
  • a method of dispensing an ice cream produced using an ice cream manufacturing device comprising: an initial production step of producing a liquid ice cream stock solution into a solid ice cream; A storage step of storing the solidified ice cream; Maintaining the solidified ice cream is mixed with the partially melted ice cream in the cylinder to regenerate the ice cream; And after the ice cream is discharged, the remaining ice cream and the newly added ice cream stock solution and air are mixed with each other, and a post-spreading step of regenerating the ice cream is produced and maintained.
  • the step is discharged to the outside, if the rotational speed per unit time of the dasher motor is greater than the preset reference rotational speed per unit time increase the discharging time of the generated ice cream, and the rotational speed per unit time of the dasher motor If less than the revolutions per unit time reduces the discharging time of the ice cream produced.
  • Another embodiment of the ice cream dispensing method according to the present invention for solving the above other technical problem is a dasher located inside the cylinder and stirring the ice cream stock solution and air in the liquid state, and the dasher motor for rotating the dasher
  • a method of dispensing an ice cream prepared using the ice cream manufacturing apparatus provided, the ice cream comprising: an initial production step of producing a liquid ice cream stock solution into a solid ice cream; A storage step of storing the solidified ice cream; Maintaining the solidified ice cream is mixed with the partially melted ice cream in the cylinder to regenerate the ice cream; And after the ice cream is discharged, the remaining ice cream and the newly added ice cream stock solution and air are mixed with each other, and a post-spreading step of regenerating the ice cream is produced and maintained.
  • the generated ice cream is discharged to the outside in the storage step, when the elapsed time of the storage step reaches a predetermined reference elapsed time, the discharging time of
  • the ice cream ice quality was large by changing the rotation speed of the dasher from the beginning to the completion of the ice cream, but according to one embodiment of the present invention, the friction (inter-particle contact) is changed by changing the rotation speed of the dasher for each ice cream generation section. ) And ice cream particle size can be kept constant to ensure ice and shape retention at the same time.
  • the amount of the ice cream can be constantly controlled regardless of the time of the ice cream.
  • FIG. 1 is a view for explaining the ice cream production process, showing the internal structure of the cylinder.
  • Figure 2 is a block diagram showing a schematic configuration of an ice cream manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a graph showing the correlation of the torque according to the frequency of the dasher motor.
  • Figure 4 is a flow chart showing the operation of the ice cream manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing an ice cream generating section according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph showing the current measured in the dasher motor at the time of ice cream production.
  • FIG. 7 is a view showing the behavior of ice cream particles at the time of ice cream production.
  • FIG. 8 is a view showing a change in the amount of ice cream discharge per unit time of ice cream production step.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the shear stress ( ⁇ ) and the strain (du / dy) of the ice cream.
  • 10 is a graph showing the relationship between the apparent viscosity ( ⁇ ) and strain (du / dy) of the ice cream.
  • FIG. 11 is a flow chart showing a method of dispensing ice cream according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view for explaining the ice cream production process, showing the internal structure of the cylinder.
  • a liquid ice cream solution and air are introduced into a sealed cylinder 101 through a carburetor through an inlet 103.
  • the ice cream stock solution in the liquid state is agitated therein by the rotating dasher 107 to mix the ice cream stock solution and air to form an over-run.
  • Heat exchange occurs by an evaporator (not shown) in the cylinder inner wall, and a phase change occurs in the cylinder inner wall. That is, by solidifying by heat exchange, the liquid ice cream stock solution becomes a solid ice cream.
  • the current of the motor changes due to the load change due to the phase change from the liquid to the solid.
  • the solidified ice cream is crushed by the bundle of the dasher structure and the blade 105 as the dasher 107 rotates.
  • the crushed ice cream is mixed with the internal stock solution by the rotation of the dasher 107.
  • the internal ice cream is a good mix of solid particles, liquid and air.
  • the rotational speed of the dasher 107 becomes faster, the number of times that the mass of the dasher structure and the blade 105 passes through the cylinder inner wall increases per unit time. As a result, the solidification time of the ice cream is shortened. This reduces the size of the initial ice cream generated particles. On the other hand, if the rotation speed is slow, the size of the ice cream generated particles is large. However, the ice cream raw material, which is a mixture of different components below the freezing point, accelerates the separation phenomenon of foreign matter due to friction (contact between particles) as the rotation time of the dasher 107 continues. For this reason, the adjustment of the rotational speed and operating time of the dasher 107 is a very important factor in ice cream production and ice quality. Therefore, an embodiment of the present invention for improving the ice quality of ice cream by controlling the rotational speed of the dasher 107 will be described.
  • Figure 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the ice cream manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a graph showing the correlation of the torque according to the frequency of the dasher motor
  • Figure 4 is one of the present invention Flow chart showing the operation of the ice cream manufacturing apparatus according to the embodiment.
  • the ice cream manufacturing apparatus 100 is the dasher 107, the dasher motor 109, the motor drive unit 111, the motor speed control means 115, the power supply unit ( 117, a dasher motor load measuring means 119, a control unit 121, and a discharge port 123.
  • the detailed configuration of the general ice cream manufacturing apparatus such as the configuration of the input unit (not shown), voice guide unit (not shown), display unit (not shown), freezing unit (not shown) and refrigeration unit (not shown) 2 may be omitted, but only a configuration according to an exemplary embodiment of the present invention is briefly shown.
  • the dasher 107 is in the form of a screw and is located inside the cylinder (101 in FIG. 1).
  • the dasher 107 rotates the ice cream stock solution and the air injected into the sealed cylinder while rotating, and then transfers the generated soft ice cream to the front of the cylinder.
  • the dasher motor 109 rotates at a rotational speed in accordance with the frequency of the driving power supplied from the motor rotation speed adjusting means 115. At this time, when the rotation speed is low, the dasher motor 109 rotates the dasher 107 at a relatively slow rotation speed to reduce the friction of the ice cream, thereby maintaining the ice quality of the ice cream inside the cylinder in an optimal state. And when the rotational speed is high, by rotating the dasher 107 at a relatively high rotational speed at high speed, the ice cream inside the cylinder is quickly transferred to the front of the cylinder.
  • the motor driver 111 is composed of a circuit for driving the motor 109 by switching the drive power output by the motor rotation speed adjusting means 115.
  • the motor driving unit 111 receives a driving power having a frequency of 20 to 100 Hz
  • the motor driving unit 111 rotates the dasher motor 109 at a speed of about 40 to 200 RPM to rotate the dasher 107 at a low speed.
  • the driving power is supplied with a frequency of 50 ⁇ 200 Hz, by rotating the dasher motor 109 at a speed of about 100 ⁇ 400 RPM to rotate the dasher 107 at high speed.
  • the motor rotation speed adjusting unit 115 converts the frequency of the driving power supplied from the power supply unit 117 into the frequency requested by the control unit 121 and supplies the motor rotational speed to the motor driving unit 111, thereby adjusting the frequency of the motor 109 according to the frequency. Adjust the rotation speed.
  • the motor speed adjusting means 115 may increase the frequency of the operating power source having a frequency of 20 to 100 Hz output from the power supply unit 117 to increase the frequency to have a high frequency of about 50 to 200 Hz. Can be.
  • the frequency can be reduced and output.
  • the ice cream is discharged through the discharge port 123, the discharge port 123 is supplied with power from the power supply unit 117 is opened for the time requested by the control unit 121 so that the ice cream is discharged.
  • the power supply unit 117 outputs driving power having a predetermined frequency.
  • the dasher motor load measuring means 119 measures the load of the dasher motor 109, converts the measured load value so as to be recognized by the controller 121, and outputs the load to the controller 121.
  • the dasher motor load measuring means 119 may be a dasher motor current measuring means for measuring the current of the dasher motor 109 or a dasher motor rotation speed measuring means for measuring the rotational speed per unit time of the dasher motor 109.
  • the controller 121 controls the components of the ice cream manufacturing apparatus 100 to control the ice cream generation and dispensing.
  • the controller 121 controls the rotational speed of the motor 109 by using the motor rotation speed adjusting means 115 in accordance with conditions such as ice cream generation, maintenance, and dispensing.
  • the controller 121 may serve as an ice cream.
  • Equation (1) the torque of the dasher motor 109 is expressed by Equation (1).
  • Tm torque
  • K motor torque constant
  • ⁇ magnetic flux
  • I current
  • F frequency
  • V voltage
  • the correlation of the torque according to the frequency is shown in FIG. Therefore, when the frequency of the driving power supplied to the dasher motor 109 is changed, the rotational speed of the dasher motor 109 is changed, and the resistance force received by the dasher 107 is changed for each frequency. That is, a change in required torque occurs. Substituting this in Equation 1, it can be seen that the current changes when assuming that the state of the inner cylinder 101 is the same for each frequency. When the frequency changes in the same torque range, K, V, and Tm are constant, and if F fluctuates, I also fluctuates. In addition, even if the resistance received by the dasher 107 is the same, the current measured by the dasher motor 109 may be changed even by the deviation of each device and each motor.
  • the controller 121 maintains the ice cream in an optimal state when the current of the dasher motor 109 measured by the dasher motor load measuring means 119 reaches a preset current or when a constant current changes.
  • the motor rotation speed adjusting means 115 it is possible to make the rotational speed of the dasher motor 109 to a desired speed.
  • the controller 121 determines a rotation speed change time of the dasher motor 109 based on the load of the dasher motor 109 measured by the dasher motor load measuring means 119 (S101).
  • the dasher motor load measuring means 119 may measure the current of the dasher motor 109 or the rotation speed per unit time.
  • the specific condition is, for example, whether the measured current or revolutions per unit time reaches a previously input current or revolutions per unit time, or whether the measured current or revolutions per unit time changes.
  • the control unit 109 determines the rotation speed of the motor 109 by changing the time point (S105).
  • the current conversion time may be set to the delta current ⁇ I
  • the rotation speed per unit time may be set to the rotation speed per delta unit time ⁇ RPM.
  • the time when the motor 109 is driven by a constant current or the number of revolutions per unit time passes a predetermined time
  • the time when the predetermined time has elapsed is applied to the motor 109. It can be determined by the time of changing the rotation speed.
  • the frequency of the dasher motor 109 is changed (S107) to adjust the rotation speed of the dasher motor 109.
  • the controller 121 outputs the preset frequency to the motor speed adjusting means 115 to change the frequency of the dasher motor 109 to a preset frequency to change the driving power frequency of the motor driver 111.
  • the timing is determined to be the change point of the dasher motor 109, and the dasher motor The frequency at 109 is changed to a second frequency different from the first frequency.
  • the controller 121 determines the frequency of the driving power output by the motor rotation speed adjusting means 115.
  • the controller 121 adjusts the rotational speed of the dasher 107 according to the ice cream generating step to maintain the texture and shape retention.
  • the same ice quality (state) is maintained by measuring and controlling the current of the dasher motor 109 or the rotation speed per unit time at the control time.
  • FIG 5 is a view showing the ice cream generation section according to an embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a graph showing the current measured in the dasher motor during ice cream generation.
  • Step name Explanation First generation stage Produces liquid stock as ice cream with solid air Run Regenerates some melted ice cream, keeping the ice cream made inside
  • Draw Step Dissolves ice cream by generating a certain internal pressure over the ice cream made inside After draw Reproduce by mixing the liquid stock solution and the solid ice cream properly
  • the first production step (First) produces a liquid stock solution as a solid ice cream.
  • the ice cream production behavior is formed in the inner wall of the cylinder 101 is crushed solid particles are mixed with the liquid therein and later mixed with the pulverized solid particles appear in the form that the ice cream is produced.
  • the rotation speed is slow, bubbles and air incorporation in the ice cream will be reduced, resulting in reduced overruns and softness, and reduced heat transfer, resulting in ice creams with relatively large solid particles.
  • the particles grow larger than a certain size, it becomes rough texture like sherbet, so the particles should be controlled to a certain size or less. It is also important to produce ice cream with a moderate level of friction (particle contact) and cold. If a long time of operation at a high speed of rotation, friction occurs more than necessary, and the components of the ice cream mixture are separated by physical properties, and the ice cream particles become larger and thinner. Therefore, high speed operation is required in the initial generation stage.
  • the run keeps the ice cream made inside the cylinder and regenerates some of the melted ice cream.
  • the ice cream production behavior at this time is mixed with the remaining ice cream while solidifying the partially melted ice cream on the outer wall. If the rotation speed is high, the particles of the ice cream to be replenished will be fine, but the ice cream already present inside will accelerate the grinding and friction. If the friction (particle-to-particle contact) increases below freezing point, the physical properties of the same material is combined, the foreign matter is separated, the particles become larger and rougher, and cause the phenomenon of churning. Therefore, a relatively low rotational speed (40 to 200 rpm) is required.
  • the dispensing step (Draw) is discharged to the outside by generating a predetermined internal pressure or more to the ice cream made therein.
  • the dasher 107 is rotated at a predetermined speed or more, internal pressure is generated.
  • the outlet 123 of the dasher cover is opened, the ice cream is discharged, and the raw liquid and the air are replenished as much as the dispensed amount.
  • the rotational speed of the dasher 107 is low, the pressure of the cylinder inlet is lowered and the discharge is slowed. Therefore, since a speed capable of providing a predetermined pressure or more must be ensured, a relatively high rotational speed (100 to 400 rpm) is required.
  • the after draw step is regenerated by appropriately mixing the liquid stock solution and the solid ice cream. Properly mix and regenerate the amount of undiluted stock and the remaining ice cream. At this time, the amount of the stock solution and the air is newly introduced as much as the amount of ice cream dispensed, and is mixed and regenerated with some remaining ice cream. Since the post-discharge step is intermediate between the initial production and the maintenance, the particle size should be controlled to increase the overrun and promote heat transfer by injecting a lot of air into the liquid stock solution through a relatively high speed rotation. Higher rotational speed (100-400 rpm) is required than holding.
  • the ice cream generation step may be changed to a total of six or more steps by subdividing each of the four steps of the ice cream generation method described in Table 1, the initial generation step and the post-dose step, respectively.
  • the stage of dualization is divided into an initial stage and a late stage.
  • the initial generation stage (First Speed) of Table 1 is divided into an initial generation interval (First Speed # 1) and a later generation interval (First Speed # 2).
  • the after-draw step (Table 1) is also divided into an initial after-discharge section (After draw Speed # 1) and a later-after-discharge section (After draw Speed # 2).
  • the initial generation section (First Speed # 1) and the initial after-speed section (After draw Speed # 1) are high-speed operation stages, in which overrun grant and heat transfer are minimized to minimize particle size, ice quality, and texture improvement. to be.
  • the late generation section (First Speed # 2) and the post-draw section (After draw Speed # 2) are low-speed driving stages, which maintain a constant ice cream and excessive friction (interparticle contact) by controlling the same load of the ice cream in the cylinder 101. This step should minimize ice cream separation.
  • the late generation section (First Speed # 2) and the post-draw section (After draw Speed # 2) rotate the motor 109 at the same or similar frequency as the maintenance step of Table 1.
  • the ice cream generation section is the first generation section (P1) that is the initial generation section (First Speed # 1), the second generation section (P3), the second generation section (First Speed # 2), table Third generation section P5, which is the maintenance stage of 1, fourth generation section P7, which is the stage of dispensing in Table 1, fifth generation section P9, the stage after the initial discharging (After draw Speed # 1), and post-discharge stage
  • a sixth generation section P11 which is (After draw Speed # 2), includes a total of six generation sections. After the sixth generation period P11, between the second generation period P3 and the third generation period P5, between the third generation period P5 and the fourth generation period P7, and after the sixth generation period P11, a storage time is performed. Is located.
  • the high speed rotation section of the dasher motor 109 is the first generation section P1, the fourth generation section P7, and the fifth generation section P9.
  • the low speed rotation section of the dasher motor 109 is the second generation section P3, the third generation section P5, and the sixth generation section P11.
  • control unit 121 generates the ice cream at a high speed in the first generation section (P1), while the ice cream is produced at a relatively low rotation speed, for example, the rotation speed of the holding step (P5) in the second generation section (P3). Control to generate. Similarly, the ice cream is generated at high speed in the fifth generation section P9, while the ice cream is controlled at a relatively low rotational speed, for example, the speed of the holding step P5, in the sixth generation section P11.
  • the controller 121 may control the second generation section P3 and the sixth generation section P11 in the same or similar manner as the rotational speed of the third generation section P5. In this case, the controller 121 may determine the control time based on the load measured by the motor load measuring means 119 or may be determined based on the elapsed time of the first generation section P1 and the fifth generation section P9. .
  • the dasher motor load measuring means 119 may measure the current of the dasher motor 109 or the rotation speed per unit time.
  • the controller 121 when the current or the revolutions per unit time reaches a previously input current or the revolutions per unit time, or when the constant current or the revolutions per unit time changes, the controller 121 generates the second generation section P3 and The rotation speed of the dasher 107 in the generation section P11 can be controlled.
  • Figure 6 is a graph showing the current of the dasher motor at the time of ice cream production.
  • the measured current is constant.
  • the controller 121 monitors the current and determines that the second generation section P3 starts when it detects a change in the current ⁇ I, a time when the current reaches a specific value, or a predetermined elapsed time ⁇ t.
  • the frequency of the power supplied to the dasher motor 109 is changed to the frequency of the third generation section P5.
  • the controller 121 detects that the current measured in the fifth generation section P9 after the ice cream is constant and then changes ( ⁇ I), reaches a specific value, or passes a certain elapsed time ( ⁇ t), It is determined that the sixth generation section P11 starts and the frequency of the power supplied to the dasher motor 109 is changed to the frequency or the similar frequency of the third generation section P5.
  • the rotation speed per unit time measured by the dasher motor 109 is similar. That is, when the ice cream stock solution and the air in the liquid state is mixed, that is, the number of revolutions per unit time in the first production section (P1) is constant and the ice cream stock solution starts to change phase from liquid to solid, the rotation speed per unit time A change occurs, and the starting point of the second generation section P3 and the sixth generation section P11 may be determined by the time when the rotation speed per unit time reaches a specific value or the change in the rotation speed per unit time ( ⁇ RPM).
  • the controller 121 may change the frequency of the power supplied to the dasher motor 109 to a frequency or a similar frequency of the third generation section P5.
  • the controller 121 may know the time point at which the ice cream is generated from the current measured by the dasher motor load measuring means 110 or the rotation speed per unit time. Therefore, the control unit 121 recognizes the time of changing the rotational speed of the dasher 107 and changes the rotational speed of the dasher motor 109 from the high speed to the low speed and controls the low speed state so that the ice cream always maintains the uniform strength and ice quality. It becomes possible.
  • FIG. 7 is a view showing the behavior of ice cream particles when the ice cream is generated, a view for explaining the effect according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 (a) shows the ice cream particle behavior according to the internal phase change in the initial production stage according to the conventional method.
  • Figure 7 (b) shows the ice cream particle behavior according to the internal phase change in the initial production stage according to an embodiment of the present invention.
  • the ice cream is produced by rotating only at a high speed in the initial generation step and the post-diffusion step according to the conventional method.
  • the ice cream overrun and the particles after each step control are different.
  • the texture, ice, and dosage per unit hour vary continuously. Therefore, the size of the ice cream particles is uneven.
  • the rotation speed change time of the dasher motor 109 is not based on the load measured by the dasher motor 109, the rotation speed change time of the dasher motor 109 according to the phase change cannot be accurately corrected, and thus the ice cream Will not be able to maintain a constant ice quality.
  • the ice cream is produced at high speed in the initial production stage and the post-discharge stage, respectively, and the ice cream is produced at a relatively low maintenance speed by changing the rotation speed at a time (phase change time) when the rotation speed of the dasher motor 109 should be changed.
  • relatively small particles generated in each of the first generation section (P1 of FIG. 5) and the fifth generation section (P9 of FIG. 5) are partially mixed with the stock solution inside. Although nucleated, the reduction in the number of friction minimizes the size growth of the particles, and in the second and sixth generation periods (P3 of FIG. 5) and the sixth production period (P11 of FIG. 5), the particles that are later generated are moderated. Ice cream is formed while maintaining the size it is possible to secure the texture and shape retention. That is, the ice cream particle size is uniform.
  • the formation by frequency is different, but the control load is the same, and the same load is measured by measuring the same load.
  • relatively low particle size is maintained to maintain a relatively uniform particle size, thereby improving shape retention.
  • the present invention is not limited to six steps, and may be changed to five steps by dualizing only the initial generation step, or changing to five steps by dualizing only the post-dose step.
  • the initial generation step or the post-dump step may be further subdivided to have six or more steps.
  • controller 121 may control the opening amount of the discharge port 123 to control the discharge amount of the generated ice cream to the outside.
  • the ice cream is usually sold in a certain container at the time of sale, at which time it is necessary to dispense a certain amount of ice cream.
  • the amount discharged per unit time is not constant.
  • Figure 8 shows the change in the amount of ice cream discharge per unit time of the production of ice cream.
  • the amount of discharge per unit time is increased in the state in which the soft ice cream composed of solid, liquid, and gas is filled in the cylinder 107.
  • the ice cream melts on the inner wall of the cylinder and the inner wall of the dasher cover, and the liquid ratio is high on the wall. Therefore, the frictional force is reduced, thereby the largest amount of the ice cream per unit time.
  • the ratio of liquid is increased by the newly added stock solution in proportion to the amount of ice cream dispensing, and the liquid ratio is high inside the cylinder 107 and the amount of dispensing per unit start is small.
  • the liquid ratio inside the cylinder is high, so that the amount of ejection per unit time is small.
  • the volume change of the stock solution is not observed when the ice cream is produced, it can be seen that the density change of the inner ice cream is not large.
  • the amount of discharge per unit time of the ice cream is changed by the change of the ratio of the solid and liquid inside the ice cream, which can be seen that the amount of the ice cream per unit time changes according to the viscosity of the ice cream.
  • the driving force of the ice cream is generated by the rotation of the bunch of dashes and is proportional to the number of revolutions (RPM) of the dashes.
  • Surface force (frictional force) occurs at the inner wall of the cylinder or at the inner wall of the dasher cover, that is, at the interface between the flow path and the fluid and is proportional to the viscosity.
  • the volumetric force of the ice cream is generated inside the ice cream, and considering the characteristics of the ice cream (fluid behavior during ice cream dispensing, and retaining shape after dispensing ice cream), ice cream has an abnormality in non-Newtonian fluid where shear stress is not directly proportional to strain It is reasonable to interpret the shear stress model of an ideal plastic fluid. This is shown in Equation 2.
  • ⁇ yx is the shear stress
  • ⁇ y is the minimum yield stress
  • ⁇ is the apparent viscosity
  • du / dy is the velocity gradient, which represents the amount of time (strain) of the ice cream.
  • the dasher 107 is rotated using the dasher motor 109, and the torque of the dasher motor 109 is as shown in Equation (1).
  • Equation 1 when the current I of the dasher motor 109 increases or the rotation speed per unit time decreases, the force required for dispensing the ice cream increases. That is, when the current measured by the dasher motor 109 before the ice cream is high or the number of revolutions per unit time is small, the amount of the ice cream dispensed per unit time increases. On the contrary, when the current measured by the dasher motor 109 before the ice cream is low or the rotation speed per unit time is large, the amount of the ice cream dispensed per unit time decreases.
  • an embodiment 100 of the ice cream manufacturing apparatus according to the present invention is a dasher ( 107, the dasher motor 109, the dasher motor load measuring means 119, the ice cream storage time measuring means (not shown) and the control unit 121.
  • the dasher 107 is located inside the cylinder 101 as described above, and agitates the liquid ice cream stock solution and air injected into the sealed cylinder 107.
  • the dasher motor 109 also rotates the dasher 107 as described above.
  • the dasher motor load measuring means 119 also measures the load of the dasher motor 109 as described above, so that the current or the number of revolutions per unit time of the dasher motor 109 can be measured.
  • Ice cream storage time measuring means measures the elapsed time of the storage step (Break) of the ice cream.
  • the controller 121 controls the dispensing time of the ice cream based on the load of the dasher motor 109 measured by the dasher motor load measuring means 119.
  • the dispensing time of the ice cream can be controlled by adjusting the opening time of the dispensing opening 123.
  • the control unit 121 is set in advance the reference current or the rotation speed per reference unit time the ice cream is discharged a predetermined amount.
  • One reference current or number of revolutions per reference unit time may be set, or more may be set.
  • the amount of the ice cream discharged per unit time increases. On the contrary, when the current measured by the dasher motor load measuring means 119 is small or the rotation speed per unit time is large, the amount of the ice cream discharged per unit time is reduced.
  • the controller 121 controls the discharge time of the ice cream to decrease if the current measured by the dasher motor load measuring means 119 is greater than the reference current. For example, when the current measured by the dasher motor load measuring means 119 is large, the controller 121 controls the opening time of the discharge port 123 to be reduced so that a predetermined amount of ice cream can be dispensed. On the contrary, if the current measured by the dasher motor load measuring means 119 is smaller than the reference current, the controller 121 controls the discharge time of the ice cream to increase by increasing the opening time of the discharge port 123.
  • the controller 121 controls the discharge time of the ice cream to decrease when the rotation speed per unit time measured by the dasher motor load measuring means 119 is smaller than the rotation speed per reference unit time. For example, when the number of revolutions per unit time measured by the dasher motor load measuring means 119 is small, the controller 121 controls the opening time of the discharge port 123 to be reduced so that a predetermined amount of ice cream can be dispensed. On the contrary, if the rotational speed per unit time measured by the dasher motor load measuring means 119 is greater than the rotational speed per reference unit time, the controller 121 controls the ejection time of the ice cream to be increased by lengthening the opening time of the ejection opening 123.
  • the controller 121 may control the dispensing time of the ice cream based on the elapsed time of the storage step of the ice cream measured by the ice cream storage time measuring means. To this end, the control unit 121 is set in advance the reference storage time of the ice cream. One reference storage time may be set or several reference storage times may be set.
  • the controller 121 controls to shorten the opening time of the discharge port 123 so that the time for dispensing the ice cream is reduced.
  • FIG. 11 is a flow chart showing a method of dispensing ice cream according to an embodiment of the present invention.
  • the ice cream is produced through a first speed in which a liquid ice cream stock is produced as a solid ice cream.
  • the storage step (Break) for storing the solidified ice cream and the solidified ice cream is mixed with some of the melted ice cream inside the cylinder is kept and maintained while repeating the maintenance step (Run) that the ice cream is regenerated.
  • the pouring of the ice cream occurs while the ice cream is stored and maintained.
  • the stock solution of the ice cream is newly added as much as the amount of ice cream dispensed, and the ice cream remaining after the dispensing, the newly added ice cream stock solution and air are mixed to regenerate the ice cream.
  • the step of regenerating the ice cream is the after-draw step as described above, and the storage step and the holding step are repeated again after the discharging step is completed. Ice cream may be dispensed to the outside in the storage step, the maintenance step, as well as the post-dump step.
  • the current of the dasher motor 109 or the rotation speed per unit time is measured (S203).
  • the measured current or the number of revolutions per unit time is compared with the reference current or the number of revolutions per unit time (S205). As a result of the comparison, if the measured current is greater than the reference current or the measured revolutions per unit time is less than the reference revolutions per unit time, the amount of ice cream is largely dispensed per unit time, so that the amount of ice cream is ejected by reducing the time for dispensing the ice cream. (S207).
  • the amount of ice cream dispensed per unit time is small, so that a certain amount of ice cream can be dispensed by increasing the ejection time of the ice cream. (S209).
  • the amount of the ice cream is increased per unit time, so that the amount of ice cream can be dispensed by reducing the time of dispensing the ice cream.
  • This may be performed separately from steps S207 and S209, or may be performed when performing steps S207 and S209.
  • the amount of ice cream may be dispensed by further reducing the discharging time of the ice cream.
  • step S209 the discharging time of the ice cream is further increased. Allow a certain amount of ice cream to be dispensed.

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)

Abstract

본 발명은 아이스크림 제조 장치, 아이스크림 제조 방법 및 아이스크림 투출 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 아이스크림 제조 장치는 실린더 내부에 위치하고 밀폐된 상기 실린더 내부에 투입된 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 대셔와, 대셔를 회전시키는 대셔 모터와, 대셔 모터의 주파수를 조절하는 모터 회전수 조절 수단과, 대셔 모터의 부하를 측정하는 대셔 모터 부하 측정 수단과, 그리고 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 부하를 토대로 대셔 모터의 회전 속도 변경 시점을 결정하고, 대셔 모터의 회전 속도 변경이 결정되면 대셔 모터의 주파수가 기 설정된 주파수로 변경되도록 상기 모터 회전수 조절 수단을 제어하는 제어부를 구비한다.

Description

아이스크림 제조 장치, 아이스크림 제조 방법 및 아이스크림 투출 방법
본 발명은 아이스크림 제조 장치, 아이스크림 제조 방법 및 아이스크림 투출 방법에 관한 것으로, 최적의 빙질을 갖는 아이스크림을 생성하는 기술 및 아이스크림이 투출될 때의 투출량이 균일하게 되도록 하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 소프트 아이스크림은 냉각 수단을 이용하여 액체 상태의 아이스크림 원액을 공기와 혼합해 약간 동결된 형태의 아이스크림으로 변화시킴으로써, 냉동 상태의 아이스크림보다 부드러운 빙질(품질)을 갖게 된다. 이와 같은 방법으로 생성된 아이스크림은 아이스크림이 투출이 될 때까지 아이스크림 제조 장치 내에서 유지 보관된다. 그리고 아이스크림 투출이 일어나면 새로운 아이스크림 원액을 기 생성된 아이스크림과 혼합하여 아이스크림을 재생성한다.
소프트 아이스크림의 빙질은 주로 실린더 내 증발기(Evaporator)의 증발온도, 대셔 회전속도, 제어시점 온도 및 아이스크림 원액 온도 등의 상태와 공기의 혼합양(Over-run) 등에 의해서 결정된다.
아이스크림은 액체 상태의 아이스크림 원액으로부터 아이스크림을 생성하는 초기 단계와 아이스크림 생성 후 아이스크림 투출이 일어나면 새로운 원액이 기 생성된 아이스크림과 혼합되는 투출 후 단계를 통해 생성된다. 그리고 이와 같은 방법으로 생성된 아이스크림은 아이스크림이 투출이 될 때까지 아이스크림 제조 장치 내에서 유지 보관된다.
액체 상태의 아이스크림 원액으로부터 아이스크림을 생성하는 초기 단계와 아이스크림 투출 후 아이스크림을 재생성하는 투출 후 단계에서는 빙질의 확보를 위해서 대셔 모터를 고속 회전시키는 것이 필요하다. 그리고 아이스크림을 유지 보관할 때는 대셔 모터를 정지시켜 생성된 아이스크림을 보관하는 보관 단계와 보관시에 일부 녹은 아이스크림을 다시 아이스크림으로 재생성시키는 유지 단계로 구분되며, 유지 단계에서는 대셔 모터를 다시 회전시킨다.
그러나 각 단계별로 대셔 모터의 회전 속도를 적절하게 조절하지 않으면, 아이스크림 오버런, 강도 및 입자의 크기, 점성이 다르게 되어 아이스크림의 식감, 빙질 및 단위 시간당 투출량이 계속 변화되는 문제가 발생한다. 또한, 단계별로 아이스크림의 점성, 실린더 내부와 외부의 아이스크림의 녹은 정도 등이 상이하여 아이스크림의 투출량이 상이한 문제가 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 최적의 아이스크림 빙질을 유지할 수 있는 아이스크림 제조 장치 및 그 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 아이스크림의 투출량이 일정한 아이스크림 제조 장치 및 아이스크림 투출 방법을 제공하는 데에 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치에 대한 일 실시예는 실린더 내부에 위치하고, 밀폐된 상기 실린더 내부에 투입된 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 대셔; 상기 대셔를 회전시키는 대셔 모터; 상기 대셔 모터의 주파수를 조절하는 모터 회전수 조절 수단; 상기 대셔 모터의 부하를 측정하는 대셔 모터 부하 측정 수단; 및 상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 부하를 토대로 상기 대셔 모터의 회전 속도 변경 시점을 결정하고, 상기 대셔 모터의 회전 속도 변경이 결정되면 상기 대셔 모터의 주파수가 기 설정된 주파수로 변경되도록 상기 모터 회전수 조절 수단을 제어하는 제어부;를 구비한다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 대셔 모터 부하 측정 수단은 상기 대셔 모터의 전류를 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일부 실시예들에 있어서, 제1 주파수로 상기 대셔 모터가 구동되는 중에, 상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 전류가 변화되거나, 상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 전류가 상기 제어부에 사전에 입력된 전류에 도달하거나, 상기 제1 주파수로 상기 대셔 모터가 구동된 시간이 상기 제어부에 사전에 입력된 경과 시간에 도달하게 되면, 상기 제어부는, 상기 대셔 모터의 주파수가 상기 제1 주파수와 상이한 제2 주파수로 변경되도록 상기 모터 회전수 조절 수단을 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 대셔 모터 부하 측정 수단은 상기 대셔 모터의 단위 시간당 회전수를 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일부 실시예들에 있어서, 제1 주파수로 상기 대셔 모터가 구동되는 중에, 상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 단위 시간당 회전수가 변화되거나, 상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 단위 시간당 회전수가 상기 제어부에 사전에 입력된 단위 시간당 회전수에 도달하거나, 상기 제1 주파수로 상기 대셔 모터가 구동된 시간이 상기 제어부에 사전에 입력된 경과 시간에 도달하게 되면, 상기 제어부는, 상기 대셔 모터의 주파수가 상기 제1 주파수와 상이한 제2 주파수로 변경되도록 상기 모터 회전수 조절 수단을 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일부 실시예들에 있어서, 아이스크림은, 액체 상태의 아이스크림 원액이 고체 상태의 아이스크림으로 생성되는 최초 생성 단계; 고형화된 아이스크림이 상기 실린더 내부에 일부 녹은 아이스크림과 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 유지 단계; 제조된 아이스크림을 외부로 투출하는 투출 단계; 및 상기 투출 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기가 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 투출 후 단계;를 포함하여 생성되며, 상기 제어부는, 상기 유지 단계에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도가 상기 최초 생성 단계, 상기 투출 단계 및 상기 투출 후 단계에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도보다 크지 않도록 상기 모터 회전수 조절 수단을 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일부 실시예들에 있어서, (a) 상기 최초 생성 단계는, 상기 아이스크림 원액 및 공기의 교반이 이루어지는 초기 생성 구간, 그리고 상기 아이스크림 원액이 고형화되는 후기 생성 구간을 포함하고, 상기 초기 생성 구간에서 상기 대셔 모터가 구동되는 중에, 상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 부하의 변화가 감지되거나, 상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 부하가 상기 제어부에 사전에 입력된 부하에 도달하거나, 상기 대셔 모터가 상기 초기 생성 구간에서 구동된 시간이 상기 제어부에 사전에 입력된 경과 시간에 도달하게 되면, 상기 제어부는 상기 후기 생성 구간의 시점으로 판단하고, 상기 대셔 모터의 회전 속도를 상기 초기 생성 구간의 회전 속도보다 저속이 되도록 상기 모터 회전수 조절 수단을 제어하는 특징; 및 (b) 상기 투출 후 단계는, 상기 투출 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기의 교반이 이루어지는 초기 투출 후 구간, 그리고 상기 남은 아이스크림 및 상기 새로 투입된 아이스크림 원액이 고형화되는 후기 투출 후 구간을 포함하고, 상기 초기 투출 후 구간에서 상기 대셔 모터가 구동되는 중에, 상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 부하의 변화가 감지되거나, 상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 부하가 상기 제어부에 사전에 입력된 부하에 도달하거나, 상기 대셔 모터가 상기 초기 생성 구간에서 구동된 시간이 상기 제어부에 사전에 입력된 경과 시간에 도달하게 되면, 상기 제어부는 상기 후기 투출 후 구간의 시점으로 판단하고, 상기 대셔 모터의 회전 속도를 상기 초기 투출 후 구간의 회전 속도보다 저속이 되도록 상기 모터 회전수 조절 수단을 제어하는 특징; 중 적어도 하나의 특징을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제어부는, 상기 후기 생성 구간 및 상기 후기 투출 후 구간에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도가 상기 유지 단계에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도와 유사하게 되도록 상기 모터 회전수 조절 수단을 제어할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 아이스크림 제조방법에 대한 일 실시예는 상기의 아이스크림 제조 장치를 이용하여 아이스크림을 제조할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 아이스크림 제조방법에 대한 다른 실시예는 실린더 내부에 위치하며 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 대셔와, 상기 대셔를 회전시키는 대셔 모터를 구비한 아이스크림 제조 장치를 이용하여 아이스크림을 제조하는 방법에 있어서, 액체 상태의 아이스크림 원액이 고체 상태의 아이스크림으로 생성되는 최초 생성 단계; 고형화된 아이스크림이 상기 실린더 내부에 일부 녹은 아이스크림과 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 유지 단계; 제조된 아이스크림을 외부로 투출하는 투출 단계; 및 상기 투출 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기가 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 투출 후 단계;를 포함하며, 상기 유지 단계에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도가 상기 최초 생성 단계, 상기 투출 단계 및 상기 투출 후 단계에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도보다 크지 않다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 방법의 일부 실시예들에 있어서, (a) 상기 최초 생성 단계는, 상기 아이스크림 원액 및 공기의 교반이 이루어지는 초기 생성 구간, 그리고 상기 아이스크림 원액이 고형화되는 후기 생성 구간을 포함하고, 상기 후기 생성 구간에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도가 상기 초기 생성 구간에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도보다 저속인 특징; 및 (b) 상기 투출 후 단계는, 상기 투출 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기의 교반이 이루어지는 초기 투출 후 구간, 그리고 상기 남은 아이스크림 및 상기 새로 투입된 아이스크림 원액이 고형화되는 후기 투출 후 구간을 포함하고, 상기 후기 투출 후 구간에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도가 상기 초기 투출 후 구간에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도보다 저속인 특징; 중 적어도 하나의 특징을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 후기 생성 구간 및 상기 후기 투출 후 구간에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도와 상기 유지 단계에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도가 유사할 수 있다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 대셔 모터의 회전 속도는 상기 대셔 모터에서 측정되는 부하, 상기 대셔 모터에서 측정되는 부하의 변화 및 시간의 경과 중 적어도 하나를 토대로 변경할 수 있다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 대셔 모터에서 측정되는 부하는 상기 대셔 모터에서 측정되는 전류 또는 단위 시간당 회전수일 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 아이스크림 제조 방법에 대한 또 다른 실시예는 실린더 내부에 위치하며 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 대셔와, 상기 대셔를 회전시키는 대셔 모터를 구비한 아이스크림 제조 장치를 이용하여 아이스크림을 제조하는 방법에 있어서, 상기 실린더 내부에 투입된 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 단계; 상기 대셔 모터에서 측정되는 부하 또는 상기 대셔 모터에서 측정되는 부하의 변화를 토대로 상기 대셔 모터의 회전 속도의 변경 시점을 결정하는 단계; 및 상기 대셔 모터의 회전 속도 변경이 결정되면, 상기 대셔 모터를 기 설정된 주파수로 회전시키는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 대셔 모터에서 측정되는 부하는 상기 대셔 모터에서 측정되는 전류 또는 단위 시간당 회전수일 수 있다.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치에 대한 일 실시예는 실린더 내부에 위치하고, 밀폐된 상기 실린더 내부에 투입된 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 대셔; 상기 대셔를 회전시키는 대셔 모터; 상기 대셔 모터의 부하를 측정하는 대셔 모터 부하 측정 수단; 및 상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 상기 대셔 모터의 부하를 토대로 아이스크림의 투출 시간을 제어하는 제어부;를 구비한다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 대셔 모터 부하 측정 수단은 상기 대셔 모터의 전류를 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제어부는, 상기 측정된 대셔 모터의 전류가 기 설정된 기준 전류보다 크면, 상기 아이스크림의 투출 시간이 감소되도록 제어하고, 상기 측정된 대셔 모터의 전류가 상기 기준 전류보다 작으면, 상기 아이스크림의 투출 시간이 증가되도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 대셔 모터 부하 측정 수단은 상기 대셔 모터의 단위 시간당 회전수를 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제어부는, 상기 측정된 대셔 모터의 단위 시간당 회전수가 기 설정된 기준 단위 시간당 회전수보다 크면, 상기 아이스크림의 투출 시간이 증가되도록 제어하고, 상기 측정된 대셔 모터의 단위 시간당 회전수가 상기 기준 단위 시간당 회전수보다 작으면, 상기 아이스크림의 투출 시간이 감소되도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일부 실시예들에 있어서, 아이스크림은, 액체 상태의 아이스크림 원액이 고체 상태의 아이스크림으로 생성되는 최초 생성 단계; 고형화된 아이스크림을 보관하는 보관 단계; 고형화된 아이스크림이 상기 실린더 내부에 일부 녹은 아이스크림과 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 유지 단계; 및 아이스크림이 투출된 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기가 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 투출 후 단계;를 포함하여 생성되어 유지되고, 생성된 아이스크림은 상기 보관 단계, 상기 유지 단계 및 상기 투출 후 단계 중 적어도 하나의 단계에서 외부로 투출되며, 상기 아이스크림 제조 장치는 상기 보관 단계의 경과 시간을 측정하는 아이스크림 보관 시간 측정 수단을 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 아이스크림 보관 시간 측정 수단에서 측정된 아이스크림 보관 시간이 기 설정된 기준 보관 시간에 도달하면, 아이스크림 투출 시간이 감소되도록 제어할 수 있다.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치에 대한 다른 실시예는 실린더 내부에 위치하고 밀폐된 상기 실린더 내부에 투입된 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 대셔와, 상기 대셔를 회전시키는 대셔 모터와, 아이스크림의 투출 시간을 제어하는 제어부를 구비한 아이스크림 제조 장치에 있어서, 아이스크림은, 액체 상태의 아이스크림 원액이 고체 상태의 아이스크림으로 생성되는 최초 생성 단계; 고형화된 아이스크림을 보관하는 보관 단계; 고형화된 아이스크림이 상기 실린더 내부에 일부 녹은 아이스크림과 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 유지 단계; 및 아이스크림이 투출된 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기가 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 투출 후 단계;를 포함하여 생성되어 유지되고, 생성된 아이스크림은 상기 보관 단계, 상기 유지 단계 및 상기 투출 후 단계 중 적어도 하나의 단계에서 외부로 투출되며, 상기 아이스크림 제조 장치는 상기 보관 단계의 경과 시간을 측정하는 아이스크림 보관 시간 측정 수단을 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 아이스크림 보관 시간 측정 수단에서 측정된 아이스크림 보관 시간이 기 설정된 기준 보관 시간에 도달하면, 아이스크림 투출 시간이 감소되도록 제어한다.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 아이스크림 투출 방법에 대한 일 실시예는 실린더 내부에 위치하며 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 대셔와, 상기 대셔를 회전시키는 대셔 모터를 구비한 아이스크림 제조 장치를 이용하여 제조된 아이스크림을 투출하는 방법에 있어서, 아이스크림은, 액체 상태의 아이스크림 원액이 고체 상태의 아이스크림으로 생성되는 최초 생성 단계; 고형화된 아이스크림을 보관하는 보관 단계; 고형화된 아이스크림이 상기 실린더 내부에 일부 녹은 아이스크림과 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 유지 단계; 및 아이스크림이 투출된 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기가 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 투출 후 단계;를 포함하여 생성되어 유지되고, 생성된 아이스크림은 상기 보관 단계, 상기 유지 단계 및 상기 투출 후 단계 중 적어도 하나의 단계에서 외부로 투출되며, 상기 대셔 모터의 전류가 기 설정된 기준 전류보다 크면 상기 생성된 아이스크림의 투출 시간을 감소시키고, 상기 대셔 모터의 전류가 상기 기준 전류보다 작으면 상기 생성된 아이스크림의 투출 시간을 증가시킨다.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 아이스크림 투출 방법에 대한 다른 실시예는 실린더 내부에 위치하며 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 대셔와, 상기 대셔를 회전시키는 대셔 모터를 구비한 아이스크림 제조 장치를 이용하여 제조된 아이스크림을 투출하는 방법에 있어서, 아이스크림은, 액체 상태의 아이스크림 원액이 고체 상태의 아이스크림으로 생성되는 최초 생성 단계; 고형화된 아이스크림을 보관하는 보관 단계; 고형화된 아이스크림이 상기 실린더 내부에 일부 녹은 아이스크림과 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 유지 단계; 및 아이스크림이 투출된 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기가 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 투출 후 단계;를 포함하여 생성되어 유지되고, 생성된 아이스크림은 상기 보관 단계, 상기 유지 단계 및 상기 투출 후 단계 중 적어도 하나의 단계에서 외부로 투출되며, 상기 대셔 모터의 단위 시간당 회전수가 기 설정된 기준 단위 시간당 회전수보다 크면 상기 생성된 아이스크림의 투출 시간을 증가시키고, 상기 대셔 모터의 단위 시간당 회전수가 상기 기준 단위 시간당 회전수보다 작으면 상기 생성된 아이스크림의 투출 시간을 감소시킨다.
본 발명에 따른 아이스크림 투출 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 생성된 아이스크림이 상기 보관 단계에서 외부로 투출되는 경우, 상기 보관 단계의 경과 시간이 기 설정된 기준 경과 시간에 도달하면 상기 생성된 아이스크림의 투출 시간을 감소시킬 수 있다.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 아이스크림 투출 방법에 대한 또 다른 실시예는 실린더 내부에 위치하며 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 대셔와, 상기 대셔를 회전시키는 대셔 모터를 구비한 아이스크림 제조 장치를 이용하여 제조된 아이스크림을 투출하는 방법에 있어서, 아이스크림은, 액체 상태의 아이스크림 원액이 고체 상태의 아이스크림으로 생성되는 최초 생성 단계; 고형화된 아이스크림을 보관하는 보관 단계; 고형화된 아이스크림이 상기 실린더 내부에 일부 녹은 아이스크림과 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 유지 단계; 및 아이스크림이 투출된 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기가 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 투출 후 단계;를 포함하여 생성되어 유지되고, 생성된 아이스크림은 상기 보관 단계, 상기 유지 단계 및 상기 투출 후 단계 중 적어도 하나의 단계에서 외부로 투출되며, 상기 생성된 아이스크림이 상기 보관 단계에서 외부로 투출되는 경우, 상기 보관 단계의 경과 시간이 기 설정된 기준 경과 시간에 도달하면 상기 생성된 아이스크림의 투출 시간을 감소시킨다.
종래에는 아이스크림 생성 초기부터 완료까지 대셔의 회전 속도를 동일하게 하여 아이스크림 빙질의 변화가 컸지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 아이스크림 생성 구간별로 대셔의 회전 속도를 변화시킴으로써, 마찰(입자간 접촉)을 최소화하고 아이스크림 입자 크기를 일정하게 유지하여 빙질 및 보형성을 동시에 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 아이스크림의 투출 시점에 관계없이 아이스크림의 투출량을 일정하게 제어할 수 있다.
도 1은 아이스크림 생성 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 실린더 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 아이스크림 제조 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 대셔 모터의 주파수에 따른 토크의 상관관계를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아이스크림 제조 장치의 동작을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 아이스크림 생성 구간을 나타낸 도면이다.
도 6은 아이스크림 생성시의 대셔 모터에서 측정되는 전류를 나타낸 그래프이다.
도 7은 아이스크림 생성시에 아이스크림 입자 거동을 나타낸 도면이다.
도 8은 아이스크림의 생성 단계별 단위 시간당 아이스크림 투출량의 변화를 나타낸 도면이다.
도 9는 아이스크림의 전단응력(τ)과 변형률(du/dy)과의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 10은 아이스크림의 겉보기 점도(η)와 변형률(du/dy)과의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 아이스크림 투출 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.
도 1은 아이스크림 생성 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 실린더 내부 구조를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 밀폐된 실린더(101) 내부에 투입구(103)를 통해 기화기(Carburetor)를 거친 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기가 투입된다. 액체 상태의 아이스크림 원액은 회전되는 대셔(107)에 의해 내부에서 교반되어 아이스크림 원액과 공기가 혼합되어 오버런(over-run)이 형성된다. 실린더 내벽에서 증발기(미 도시)에 의해 열 교환이 발생되고, 실린더 내벽에서 상 변화가 발생한다. 즉, 열 교환에 의한 고형화로 액체 상태의 아이스크림 원액이 고체 상태의 아이스크림이 되는 것이다. 이때, 액체에서 고체로의 상 변화로 인한 부하 변화로 대셔 모터의 전류는 변한다.
이처럼, 고형화된 아이스크림은 대셔(107)의 회전에 따라 대셔 구조물 뭉치와 블레이드(105)에 의해 분쇄된다. 그리고 분쇄된 아이스크림은 대셔(107)의 회전에 의해 내부 원액과 혼합된다. 지금까지의 이러한 과정들이 반복되면서 내부 아이스크림은 고체 입자, 액체, 공기가 적절히 혼합된다. 이후, 투출 방향에 있는 대셔 커버(미 도시)가 개방되면 내부 압력에 의해 고체 입자와 공기가 적절히 혼합된 상태의 소프트 아이스크림이 외부로 투출된다.
이때, 대셔(107)의 회전 속도가 빨라진다면 단위 시간당 대셔 구조물 뭉치와 블레이드(105)가 실린더 내벽을 지나는 횟수가 증가한다. 그리고 결과적으로 아이스크림의 고형화 시간이 짧아진다. 그러면 최초 아이스크림 생성 입자의 크기가 작아진다. 반면, 회전 속도가 느려진다면 아이스크림 생성 입자의 크기가 커진다. 단, 빙점 이하의 각각 다른 성분의 혼합물인 아이스크림 원료는 대셔(107) 회전 시간이 지속됨에 따라 마찰(입자간의 접촉)에 의해 이물질은 분리 현상이 가속된다. 이런 이유로 인하여 대셔(107)의 회전 속도 및 가동 시간 조절은 아이스크림 생성 및 빙질에 매우 중요한 요소이다. 따라서, 대셔(107)의 회전 속도를 제어하여 아이스크림의 빙질을 개선하는 본 발명의 실시 예에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 아이스크림 제조 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 대셔 모터의 주파수에 따른 토크의 상관관계를 도시한 그래프이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아이스크림 제조 장치의 동작을 나타낸 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 아이스크림 제조 장치(100)는 대셔(107), 대셔 모터(109), 모터 구동부(111), 모터 회전수 조절 수단(115), 전원 공급부(117), 대셔 모터 부하 측정 수단(119), 제어부(121) 및 투출구(123)를 포함한다. 그밖에 입력부(미도시), 음성 안내부(미도시), 디스플레이부(미도시), 냉동부(미도시) 및 냉장부(미도시) 등의 구성과 같이 일반적인 아이스크림 제조 장치의 세부적인 구성도 포함할 수 있으나 생략하고, 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 구성만 간략히 도시하였다.
여기서, 아이스크림 제조 장치(100)의 각 구성에 대해 설명하면 다음과 같다. 대셔(107)는 스크류(screw) 형태로서, 실린더(도 1의 101) 내부에 위치한다. 이러한 대셔(107)는 회전하면서 밀폐된 실린더 내부에 투입된 아이스크림 원액 및 공기를 교반(agitation)시킨 후, 생성된 소프트 아이스크림을 실린더 전방으로 이송시킨다.
대셔 모터(109)는 모터 회전수 조절 수단(115)으로부터 공급받은 구동 전원의 주파수에 따른 회전 속도로 회전한다. 이때, 대셔 모터(109)는 회전 속도가 저속일 경우, 대셔(107)를 비교적 느린 회전 속도로 저속 회전시킴으로써, 아이스크림의 마찰을 줄여 실린더 내부의 아이스크림의 빙질을 최적의 상태로 유지시킬 수 있다. 그리고 회전 속도가 고속일 경우, 대셔(107)를 비교적 빠른 회전 속도로 고속 회전시킴으로써, 실린더 내부의 아이스크림을 신속하게 실린더의 전방으로 이송시킨다.
모터 구동부(111)는 모터 회전수 조절 수단(115)이 출력하는 구동 전원을 스위칭하여 대셔 모터(109)를 구동하는 회로로 구성된다. 모터 구동부(111)는 20~100 Hz의 주파수를 갖는 구동 전원을 공급받으면, 40~200 RPM 정도의 속도로 대셔 모터(109)를 회전 구동하여 대셔(107)를 저속으로 회전시킨다. 그리고 50~200 Hz의 주파수를 갖는 구동 전원을 공급받으면, 100~400 RPM 정도의 속도로 대셔 모터(109)를 회전 구동하여서 대셔(107)를 고속으로 회전시킨다.
모터 회전수 조절 수단(115)은 전원 공급부(117)로부터 공급되는 구동 전원의 주파수를 제어부(121)가 요청한 주파수로 변환하여 모터 구동부(111)로 공급함으로써, 주파수에 따라 대셔 모터(109)의 회전 속도를 조절한다. 예를 들면, 모터 회전수 조절 수단(115)은 전원 공급부(117)로부터 출력되는 20~100 Hz의 주파수를 갖는 작동 전원의 주파수를 50~200 Hz 정도의 고 주파수를 갖도록 주파수를 증가시켜 출력할 수 있다. 또한, 반대로 주파수를 감소시켜 출력할 수도 있다.
투출구(123)를 통해 아이스크림이 투출되며, 투출구(123)는 전원 공급부(117)로부터 전원을 공급받아 제어부(121)가 요청한 시간 동안 개방되어 아이스크림이 투출되도록 한다.
전원 공급부(117)는 일정 주파수를 갖는 구동 전원을 출력한다.
대셔 모터 부하 측정 수단(119)은 대셔 모터(109)의 부하를 측정하고, 측정된 부하 값을 제어부(121)에서 인식 가능하게 변환하여 제어부(121)로 출력한다. 대셔 모터 부하 측정 수단(119)은 대셔 모터(109)의 전류를 측정하는 대셔 모터 전류 측정 수단이거나 대셔 모터(109)의 단위 시간당 회전수를 측정하는 대셔 모터 회전수 측정 수단일 수 있다.
제어부(121)는 아이스크림 제조 장치(100)의 구성 요소들을 제어하여 아이스크림 생성 및 투출을 제어한다. 제어부(121)는 모터 회전수 조절 수단(115)을 이용하여 아이스크림 생성, 유지, 투출 등 조건에 따라 가변적으로 대셔 모터(109)의 회전 속도를 제어한다. 일 실시예로서 대셔 모터 부하 측정 수단(119)에서 측정된 대셔 모터(109)의 단위 시간당 회전수가 기 설정된 단위 시간당 회전수에 도달하거나 일정하던 단위 시간당 회전수가 변화하는 경우, 제어부(121)는 아이스크림의 빙질을 최적의 상태로 유지하기 위해 모터 회전수 조절 수단(115)을 제어하여 대셔 모터(109)에 공급되는 구동 전원의 주파수를 변경하면, 대셔 모터(109)의 회전속도를 원하는 속도가 되도록 할 수 있다.
여기서, 대셔 모터(109)의 토크(torque)는 수학식 1과 같다.
Figure PCTKR2015008581-appb-M000001
여기서, Tm은 토크이고, K는 모터 토크 상수이며, Φ는 자속이고, I는 전류이며, F는 주파수이고, V는 전압이다.
또한, 주파수에 따른 토크의 상관 관계는 도 3과 같다. 따라서, 대셔 모터(109)에 공급되는 구동 전원의 주파수를 변경하면, 대셔 모터(109)의 회전 속도가 변화되며, 주파수 별로 대셔(107)가 받는 저항력이 달라지게 된다. 즉, 필요 토크의 변화가 발생한다. 이를 수학식 1에 대입하면, 각 주파수 별로 내부 실린더(101)의 상태가 동일하다고 가정할 때, 전류가 변화하는 것을 알 수 있다. 동일 토크 영역에서 주파수 변화 시 K, V, Tm이 일정하고, F가 변동하면, I도 변동한다. 또한, 대셔(107)가 받는 저항력이 동일하다고 하더라도 기기별, 모터별 편차에 의해서도 대셔 모터(109)에서 측정되는 전류는 변화될 수 있다.
따라서, 제어부(121)는 대셔 모터 부하 측정 수단(119)에서 측정된 대셔 모터(109)의 전류가 기 설정된 전류에 도달하거나 일정하던 전류가 변화하는 경우, 아이스크림의 빙질을 최적의 상태로 유지하기 위해 모터 회전수 조절 수단(115)을 제어하여 대셔 모터(109)에 공급되는 구동 전원의 주파수를 변경하면, 대셔 모터(109)의 회전속도를 원하는 속도가 되도록 할 수 있다.
도 4를 참조하면, 우선, 제어부(121)는 대셔 모터 부하 측정 수단(119)에서 측정(S101)된 대셔 모터(109)의 부하를 토대로 대셔 모터(109)의 회전 속도 변경 시점을 결정한다. 상술한 바와 같이 대셔 모터 부하 측정 수단(119)은 대셔 모터(109)의 전류 또는 단위 시간당 회전수를 측정할 수 있다. 다음으로, 측정된 대셔 모터(109)의 부하가 특정 조건을 만족하는지를 판단(S103)한다. 이때, 특정 조건은 예컨대 측정된 전류 또는 단위 시간당 회전수가 사전에 입력된 전류 또는 단위 시간당 회전수에 도달하는지 여부이거나, 측정된 전류 또는 단위 시간당 회전수가 변화하는지 여부이다. 즉, 사전에 제어부(121)에 입력된 전류 또는 단위 시간당 회전수에 대셔 모터(109)에서 측정된 전류 또는 단위 시간당 회전수가 도달하거나, 일정하던 전류 또는 단위 시간당 회전수가 변화하는지 여부를 판별하여, 이에 해당하면, 제어부(109)는 그 시점을 대셔 모터(109)의 회전 속도 변경 시점으로 판단한다(S105). 전류 변환 시점은 델타 전류(ΔI)로 설정될 수 있으며, 단위 시간당 회전수 변환 시점은 델타 단위 시간당 회전수(ΔRPM)로 설정될 수 있다.
도 4에 도시하지는 않았지만, 일 실시예에서는 일정한 전류 또는 단위 시간당 회전수로 대셔 모터(109)가 구동된 시간이 일정 시간을 경과하게 되면, 그 일정 시간이 경과된 시점을 대셔 모터(109)의 회전 속도 변경 시점으로 판단할 수 있다.
그리고 대셔 모터(109)의 회전 속도 변경이 결정되면, 대셔 모터(109)의 주파수를 변경(S107)하여 대셔 모터(109)의 회전 속도를 조절한다. 제어부(121)는 대셔 모터(109)의 주파수를 기 설정된 주파수로 변경하도록 기 설정된 주파수를 모터 회전수 조절 수단(115)으로 출력하여 모터 구동부(111)의 구동 전원 주파수를 변경한다.
즉, 대셔 모터(109)가 제1 주파수로 구동되다가, 대셔 모터(109)에서 측정된 부하가 상술한 특정 조건을 만족한다면, 그 시점을 대셔 모터(109)의 변경 시점으로 판단하고, 대셔 모터(109)의 주파수가 제1 주파수와 상이한 제2 주파수로 변경되도록 한다.
여기서, 초기 아이스크림 생성 단계에서는 액체 상태의 아이스크림 원액이 고형화된 아이스크림으로 형성되므로, 비교적 고속의 회전 속도를 위한 주파수, 예를 들면, 50~120 Hz가 필요하다. 그리고 고형화된 아이스크림이 유지되는 단계에서는 시간의 경과에 따라 녹는 아이스크림을 다시 생성시키며, 시간의 경과에 따른 보형성 및 식감을 유지해야 하므로, 비교적 저속의 회전 속도를 위한 주파수, 예를 들면, 30~80 Hz가 필요하다. 이러한 점을 토대로 제어부(121)는 모터 회전수 조절 수단(115)이 출력하는 구동 전원의 주파수를 결정한다. 제어부(121)는 아이스크림 생성 단계에 따라 대셔(107)의 회전 속도를 조절하여 식감 및 보형성을 유지한다. 생성 단계에 따른 회전 속도 변화에도 불구하고 제어 시점에서의 대셔 모터(109)의 전류 또는 단위 시간당 회전수를 측정하여 제어함으로써 동일한 빙질(상태)이 유지되도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 아이스크림 생성 구간을 도시한 것이고, 도 6은 아이스크림 생성시의 대셔 모터에서 측정되는 전류를 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 아이스크림 생성에 따른 거동 변화는 크게 4단계로 구분되는데, 다음 표 1과 같다.
단계명 설명
최초 생성 단계(First) 액체 상태의 원액을 고체 상태의 공기가 함유된 아이스크림으로 생성함
유지 단계(Run) 내부에 만들어진 아이스크림을 유지하며 일부 녹은 아이스크림을 재생성함
투출 단계(Draw) 내부에 만들어진 아이스크림에 일정 이상의 내압을 발생시켜 아이스크림을 투출함
투출 후 단계(After draw) 액체 상태의 원액과 고체 상태의 아이스크림을 적절히 혼합하여 재생성함
표 1에 따르면, 최초 생성 단계(First)는 액체 상태의 원액을 고체 상태의 아이스크림으로 생성한다. 이때, 아이스크림 생성 거동은 실린더(101) 내벽에서 만들어져 분쇄된 고체 입자가 내부의 액체와 혼합되면서 나중에 분쇄된 고체 입자와 섞여 아이스크림이 생성되는 형태로 나타난다. 회전 속도가 느리다면 아이스크림에 거품, 공기 혼입이 감소되어 오버런 및 부드러움이 감소되고 열 전달 감소로 고체 입자의 크기가 비교적 큰 아이스크림이 형성된다. 입자가 일정 크기 이상 커지게 되면 마치 샤베트와 같이 거친 식감이 되므로 입자는 일정 크기 이하로 제어되어야 한다. 또한, 적정 수준의 마찰(입자간의 접촉)과 냉기로 아이스크림을 생성하는 것이 중요하다. 만약, 회전 속도가 빠른 상태로 장시간 가동 시에는 마찰이 필요 이상으로 발생하여 물리적 성질에 의해 아이스크림 혼합물의 성분이 분리되고 아이스크림 입자가 커지며 묽어진다. 그러므로 최초 생성 단계에서는 처음에 고속 운전이 필요하다.
다음, 유지 단계(Run)는 실린더 내부에 만들어진 아이스크림을 유지하며 일부 녹은 아이스크림을 재생성한다. 이때의 아이스크림 생성 거동은 외벽에 일부 녹은 아이스크림을 고형화시켜 보충하면서 내부에 남은 아이스크림과 섞어 주게 된다. 회전 속도가 빠르다면, 보충되는 아이스크림의 입자는 곱게 만들어지지만 내부에 이미 존재하는 아이스크림도 분쇄 및 마찰이 가속화된다. 빙점 이하에서 마찰(입자간의 접촉)이 많아지면 물리적 성질에 의해 동일 물질은 결합되고 이물질은 분리되며 입자가 커지고 거칠어지고, 처닝 현상의 원인이 된다. 따라서, 비교적 저속의 회전속도(40~200rpm)가 필요하다.
다음, 투출 단계(Draw)는 내부에 만들어진 아이스크림에 일정 이상의 내압을 발생시켜 아이스크림을 외부로 투출한다. 일정 속도 이상으로 대셔(107)를 회전시키면 내압이 발생하고, 이때 대셔 커버의 투출구(123)를 개방하면 내부의 아이스크림이 투출되며, 투출된 양만큼의 원액과 공기가 보충된다. 이때 대셔(107)의 회전 속도가 느리다면 실린더 입구의 압력이 낮아지고 투출이 느려진다. 따라서, 일정 압력 이상을 제공할 수 있는 속도가 보장되어야 하므로, 상대적으로 고속의 회전 속도(100~400rpm)가 필요하다.
다음, 투출 후 단계(After draw)는 액체 상태의 원액과 고체 상태의 아이스크림을 적절히 혼합하여 재생성한다. 투출된 양만큼의 원액과 남아있는 아이스크림을 적절히 혼합하고 재생성한다. 이때는 투출된 아이스크림 양만큼의 원액과 공기가 새로 유입되었으며, 일부 남아있는 아이스크림과 혼합 및 재생성되는 과정이다. 투출 후 단계는 초기 생성과 유지의 중간 성격을 보이므로 비교적 고속 회전을 통해 액상 원액에 많은 공기를 주입시켜 오버런을 증대시키고 열 전달을 촉진시킬 수 있도록 입자의 크기를 조절하여야 한다. 유지시보다 고속의 회전 속도(100~400rpm)가 필요하다.
그리고 표 1에 설명하지 않았지만, 도 5에 도시된 바와 같이, 아이스크림이 생성되거나(초기 생성단계), 재생성된(유지단계, 투출 후 단계) 이후에는 생성된 아이스크림(고형화된 아이스크림)을 보관하는 보관 단계(Break)가 있다.
그러나 동일한 단계 내에서도 필요로 하는 회전 속도의 차이가 있으므로, 단순히 표 1에서 설명한 4단계의 회전 속도 제어시에는 단계별로 동일한 빙질을 갖는 아이스크림을 생성하기가 힘들다. 즉, 표 1에서 설명한 4단계의 아이스크림 생성방법으로는 아이스크림의 빙질을 일정하게 유지하기에는 한계가 있다.
따라서, 표 1에서 설명한 4단계의 아이스크림 생성 방법 중에서 초기 생성 단계 및 투출 후 단계를 각각 세분화하여 아이스크림 생성 단계를 총 6단계 또는 그 이상의 단계로 변경할 수 있다.
이원화되는 단계는 초기 단계와 후기 단계로 구분되는데, 표 1의 초기 생성 단계(First Speed)는 초기 생성 구간(First Speed#1) 및 후기 생성 구간(First Speed#2)으로 구분된다. 그리고 표 1의 투출 후 단계(After draw)도 초기 투출 후 구간(After draw Speed#1) 및 후기 투출 후 구간(After draw Speed#2)으로 구분된다.
이때, 초기 생성 구간(First Speed#1) 및 초기 투출 후 구간(After draw Speed#1)은 고속 운전 단계로서, 오버런 부여, 열 전달 증가로 입자 크기 최소화, 빙질, 식감 향상이 중요하게 고려되는 단계이다. 그리고 후기 생성 구간(First Speed#2) 및 후기 투출 후 구간(After draw Speed#2)은 저속 운전 단계로서, 실린더(101) 내 아이스크림의 동일 부하 제어로 일정한 아이스크림 유지, 과잉 마찰(입자간 접촉) 감소로 아이스크림 분리 현상을 최소화해야 하는 단계이다. 그리고 후기 생성 구간(First Speed#2) 및 후기 투출 후 구간(After draw Speed#2)은 표 1의 유지 단계와 동일 또는 유사한 주파수로 대셔 모터(109)를 회전시킨다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 아이스크림 생성 구간은 초기 생성 구간(First Speed#1)인 제1 생성 구간(P1), 후기 생성 구간(First Speed#2)인 제2 생성 구간(P3), 표 1의 유지 단계인 제3 생성 구간(P5), 표 1의 투출 단계인 제4 생성 구간(P7), 초기 투출 후 단계(After draw Speed#1)인 제5 생성 구간(P9) 및 투출 후 단계(After draw Speed#2)인 제6 생성 구간(P11)으로, 총 6단계의 생성 구간으로 이루어진다. 그리고 제2 생성 구간(P3)과 제3 생성 구간(P5) 사이, 제3 생성 구간(P5)과 제4 생성 구간(P7) 사이, 제6 생성 구간(P11) 이후에는 보관 단계(Break Time)가 위치한다.
여기서, 대셔 모터(109)의 고속 회전 구간은 제1 생성 구간(P1), 제4 생성 구간(P7) 및 제5 생성 구간(P9)이다. 그리고 대셔 모터(109)의 저속 회전 구간은 제2 생성 구간(P3), 제3 생성 구간(P5) 및 제6 생성 구간(P11)이다.
이때, 제어부(121)는 제1 생성 구간(P1)에서는 고속으로 아이스크림을 생성하다가 제2 생성 구간(P3)에서는 비교적 저속인 회전 속도, 예를 들면, 유지 단계(P5)의 회전 속도로 아이스크림을 생성하도록 제어한다. 마찬가지로, 제5 생성 구간(P9)에서는 고속으로 아이스크림을 생성하다가 제6 생성 구간(P11)에서는 비교적 저속인 회전 속도, 예를 들면 유지 단계(P5)의 속도로 아이스크림 생성을 제어한다.
이처럼, 제어부(121)는 제3 생성 구간(P5)의 회전 속도와 동일 또는 유사하게 제2 생성 구간(P3) 및 제6 생성 구간(P11)을 제어할 수 있다. 이때, 제어부(121)는 제어 시점을 대셔 모터 부하 측정 수단(119)에서 측정된 부하를 토대로 결정하거나, 제1 생성 구간(P1)과 제5 생성 구간(P9)의 경과 시간을 토대로 결정할 수 있다. 대셔 모터 부하 측정 수단(119)은 대셔 모터(109)의 전류 또는 단위 시간당 회전수를 측정할 수 있다. 이 경우, 제어부(121)는 전류 또는 단위 시간당 회전수가 사전에 입력된 전류 또는 단위 시간당 회전수에 도달하거나, 일정하던 전류 또는 단위 시간당 회전수가 변화되면, 이를 토대로 제2 생성 구간(P3)과 제6 생성 구간(P11)에서의 대셔(107)의 회전 속도를 제어할 수 있다.
도 6은 아이스크림 생성 시의 대셔 모터의 전류를 나타낸 그래프이다.
도 6을 참조하면, 액체 상태의 아이스크림 원액과 공기가 혼합되는 시점, 즉, 제1 생성 구간(P1)에서는 전류가 일정하다가 아이스크림 원액이 액체에서 고체로 상 변화가 이루어지기 시작하면, 전류의 변화가 발생한다. 즉, 상 변화로 인해 대셔 모터(109)에 걸리는 부하가 변동되면, 이 부하는 전류의 변화(ΔI)로 감지할 수 있다. 따라서, 전류의 변화(ΔI)가 감지되는 시점(P), 전류가 특정 값에 도달하는 시점 또는 일정 경과시간(Δt)이 지난 시점을 대셔 모터(109)의 운전 상태 변경, 즉, 주파수를 변경하는 시점으로 판단한다.
제1 생성 구간(P1)에서는 액체 상태의 아이스크림 원액과 공기만이 존재하므로, 측정되는 전류가 일정하다. 제어부(121)는 전류를 모니터링하다가 전류의 변화(ΔI), 전류가 특정 값에 도달하는 시점 또는 일정 경과시간(Δt)이 지난 것을 감지하면, 제2 생성 구간(P3)이 시작되는 시점으로 판단하여 대셔 모터(109)에 공급되는 전원의 주파수를 제3 생성 구간 (P5)의 주파수로 변경한다. 또한, 아이스크림 투출 후 제5 생성 구간(P9)에서 측정되는 전류가 일정하다가 변화(ΔI)하거나, 전류가 특정 값에 도달하거나 또는 일정 경과시간(Δt)이 지난 것을 제어부(121)가 감지하면, 제6 생성 구간(P11)이 시작되는 시점으로 판단하여 대셔 모터(109)에 공급되는 전원의 주파수를 제3 생성 구간(P5)의 주파수 또는 유사 주파수로 변경한다.
도 6에서는 아이스크림 생성 시에 대셔 모터(109)에서 측정되는 전류에 관해서만 도시하고 설명하였으나, 대셔 모터(109)에서 측정되는 단위 시간당 회전수에 관해서도 유사하다. 즉, 액체 상태의 아이스크림 원액과 공기가 혼합되는 시점, 즉, 제1 생성 구간(P1)에서 단위 시간당 회전수가 일정하다가 아이스크림 원액이 액체에서 고체로 상 변화가 이루어지기 시작하면, 단위 시간당 회전수의 변화가 발생하게 되고, 단위 시간당 회전수가 특정 값에 도달하는 시점이나 단위 시간당 회전수의 변화(ΔRPM)를 통해 제2 생성 구간(P3)과 제6 생성 구간(P11) 시작 시점을 판단할 수 있으며, 이때 제어부(121)는 대셔 모터(109)에 공급되는 전원의 주파수를 제3 생성 구간(P5)의 주파수 또는 유사 주파수로 변경할 수 있다.
이처럼, 제어부(121)는 대셔 모터 부하 측정 수단(110)에서 측정된 전류 또는 단위 시간당 회전수로부터 아이스크림이 생성되는 시점을 알 수 있다. 따라서, 제어부(121)는 이를 토대로 대셔(107)의 회전 속도 변경 시점을 인지하여 대셔 모터(109)의 회전 속도를 고속에서 저속으로 변경해 저속 상태로 제어함으로써 항상 균일한 아이스크림의 강도와 빙질을 유지할 수 있게 된다.
도 7은 아이스크림 생성시에 아이스크림 입자 거동을 나타낸 도면으로서, 본 발명의 실시 예에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
이때, 도 7(a)는 종래 방식에 따른 초기 생성 단계에서 내부 상(phase) 변화에 따른 아이스크림 입자 거동을 나타낸다. 도 7(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 초기 생성 단계에서 내부 상(phase) 변화에 따른 아이스크림 입자 거동을 나타낸다.
도 7(a)는 종래의 방법으로 초기 생성 단계 및 투출 후 단계에서 고속으로만 회전하여 아이스크림을 생성하는 경우로서, 이와 같이 아이스크림을 생성하는 경우에는 각 단계별 제어 후의 아이스크림 오버런 및 입자가 달라 아이스크림의 식감, 빙질 및 단위 시간당 투출량이 계속 변한다. 따라서, 아이스크림 입자의 크기가 고르지 않다. 또한, 대셔 모터(109)의 회전 속도 변경 시점이 대셔 모터(109)에서 측정되는 부하에 기초하지 않아 상 변화에 따른 대셔 모터(109)의 회전 속도 변경 시점을 정확히 할 수 없게 되고, 이에 따라 아이스크림의 빙질을 일정하게 유지할 수 없게 된다.
반면, 초기 생성 단계 및 투출 후 단계에서 각각 고속으로 아이스크림을 생성하다가 대셔 모터(109)의 회전 속도를 변경해야 할 시점(상 변화 시점)에 회전 속도를 변경하여 비교적 저속인 유지 속도로 아이스크림을 생성하게 되면, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 제1 생성 구간(도 5의 P1) 및 제5 생성 구간(도 5의 P9) 각각에서 생성된 비교적 작은 입자는 내부의 원액과 혼합되면서 일부 핵을 이루지만 마찰 횟수의 감소로 입자의 크기 성장이 최소화되고, 제2 생성 구간(도 5의 P3) 및 제6 생성 구간(도 5의 P11) 각각에서 비교적 저속으로 분쇄되어 나중에 생기는 입자는 적당한 크기를 유지하면서 아이스크림이 형성되어 식감 및 보형성을 확보할 수 있게 된다. 즉, 아이스크림 입자 크기가 균일화된다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 6단계의 아이스크림 생성 단계 제어에서는 주파수 별 형성은 다르나 제어 시점을 동일하게 하여 동일한 부하를 측정해 단계별 빙질(강도)의 편차가 작고, 초기 고속 생성 후 후기 완성 시점에는 비교적 저속으로 제어하여 비교적 균일한 입자 크기를 유지하여 보형성이 향상된다.
상기에서는 아이스크림 생성 단계를 6단계로 설명하였지만, 6단계로 한정되지 않으며, 초기 생성단계만 이원화하여 5단계로 변경하거나, 투출 후 단계만 이원화하여 5단계로 변경할 수도 있다. 또한, 다른 실시예에서는 초기 생성 단계 또는 투출 후 단계를 보다 세분화하여 6단계 이상이 되도록 할 수도 있다.
또한, 제어부(121)는 투출구(123)의 개방시간을 제어하여, 생성된 아이스크림이 외부로 투출되는 투출량을 제어할 수 있다.
아이스크림은 판매시에 일정한 용기에 담겨 판매되는 것이 일반적인데, 이때 일정한 양의 아이스크림이 투출되는 것이 필요하다. 그러나 아이스크림의 생성 단계에 따라 아이스크림의 빙질(강도)이 다르게 되어 단위 시간당 투출되는 양이 일정하지 않다. 도 8에는 아이스크림의 생성 단계별 단위 시간당 아이스크림 투출량의 변화를 나타내었다.
도 8에 도시된 바와 같이, 아이스크림 최초 생성 단계(First speed) 직후에는 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 많다. 그리고 아이스크림 보관 단계(Break)에서는 보관 시간이 길어질수록 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 증가한다. 즉, 아이스크림 유지 단계(Run)에 들어가기 직전에 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 가장 많다. 그러나 아이스크림 투출 단계(Draw) 이후에는 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 가장 적으며, 아이스크림 유지 단계에서도 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 적다.
아이스크림 최초 생성 단계 직후에는 실린더(107) 내에 고체, 액체 및 기체로 구성된 소프트 아이스크림이 가득 차 있는 상태로 단위 시간당 투출량이 많게 된다. 그리고 아이스크림 보관 단계에서는 실린더 내벽과 대셔 커버 내벽에서 아이스크림이 녹아 벽면에 액체 비율이 높게 된다. 따라서 마찰력이 감소하게 되며, 이에 따라 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 가장 많게 된다.
이에 반해, 아이스크림 투출 단계 이후에는 아이스크림 투출량에 비례하여 새로 투입된 원액에 의해 액체의 비율이 증가된 상태로, 실린더(107) 내부에 액체 비율이 높게 되고 단위 시단 당 투출량이 적다. 아이스크림 유지 단계에서도 마찬가지로 실린더 내부에 액체 비율이 높게 되어 단위 시간당 투출량이 적게 된다.
아이스크림 생성시에 원액의 부피 변화는 관찰되지 않으므로, 내부 아이스크림의 밀도 변화는 크지 않음을 알 수 있다. 결국, 아이스크림 내부의 고체와 액체의 비율 변화에 의해 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 변화하게 되는 것으로 보이며, 이는 아이스크림의 점도에 따라 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 변화하는 것으로 볼 수 있다.
아이스크림의 추진력은 대셔 뭉치의 회전에 의해 발생되며, 대셔의 회전수(RPM)에 비례한다. 표면력(마찰력)은 실린더 내벽이나 대셔 커버 내벽, 즉 유로와 유체 사이의 계면에서 발생하며 점도와 비례한다. 아이스크림의 체적력은 아이스크림 내부에서 발생하며, 아이스크림의 특성(아이스크림 투출시에는 유체 거동, 투출 후에는 보형성을 유지)을 고려할 때, 아이스크림은 전단응력이 변형률과 직접 비례하지 않는 비뉴튼 유체 중 이상소성(ideal plastic) 유체의 전단응력 모델로 해석하는 것이 타당하다. 이를 수학식 2에 나타내었다.
Figure PCTKR2015008581-appb-M000002
여기서, τyx는 전단응력, τy는 최소 항복응력, η는 겉보기 점도를 나타내고, du/dy는 속도기울기로서, 아이스크림의 시간당 투출량(변형률)을 나타낸다.
전단응력(τ)과 변형률(du/dy)과의 관계는 도 9에 나타내었고, 겉보기 점도(η)와 변형률(du/dy)과의 관계는 도 10에 나타내었다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 전단응력이 증가하거나 겉보기점도가 증가하면, 변형률이 증가하게 된다.
이로부터 다음과 같은 사실을 알 수 있다. 아이스크림 투출시 저항이 크면, 전단응력이 증가하였음을 알 수 있고, 이는 점도가 높아졌다고 할 수 있다. 그리고 이에 따라 단위 시간당 아이스크림의 투출량이 많아질 것이라는 것을 알 수 있다. 이와 반대로, 아이스크림 투출시 저항이 작으면, 전단응력이 감소하였음을 알 수 있고, 점도가 낮아졌다고 할 수 있다. 그리고 이에 따라 단위 시간당 아이스크림의 투출량이 적어질 것이라는 것을 알 수 있다. 그리고 아이스크림의 보관 시간이 길어지면, 마찰력이 저하되어 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 증가하게 될 것이라는 것을 알 수 있다.
정리하면, 아이스크림의 투출에 필요한 힘(=응력)이 커지면, 아이스크림의 변형률이 높아져, 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 증가하게 되고, 아이스크림의 보관 시간이 길어지면, 마찰력이 저하하여 동일 응력에서 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 증가하게 된다.
대셔(107)는 대셔 모터(109)를 이용하여 회전되며, 대셔 모터(109)의 토크는 수학식 1에 나타낸 것과 같다.
수학식 1에 나타낸 바와 같이, 대셔 모터(109)의 전류(I)가 증가하거나 단위 시간당 회전수가 감소하게 되면, 아이스크림의 투출에 필요한 힘이 증가하게 된다. 즉, 아이스크림 투출 전의 대셔 모터(109)에서 측정되는 전류가 높거나 단위 시간당 회전수가 작은 경우에는 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 증가하게 된다. 반대로, 아이스크림 투출 전의 대셔 모터(109)에서 측정되는 전류가 낮거나 단위 시간당 회전수가 큰 경우에는 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 감소하게 된다.
아이스크림을 투출할 때 일정량을 투출할 수 있는 본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일 실시예(100)를 도 2와 함께 설명하면, 본 발명에 따른 아이스크림 제조 장치의 일 실시예(100)는 대셔(107), 대셔 모터(109), 대셔 모터 부하 측정 수단(119), 아이스크림 보관 시간 측정 수단(미도시) 및 제어부(121)를 포함한다.
대셔(107)는 상술한 바와 같이 실린더(101) 내부에 위치하고, 밀폐된 실린더(107) 내부에 투입된 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시킨다.
대셔 모터(109)도 상술한 바와 같이 대셔(107)를 회전시킨다.
대셔 모터 부하 측정 수단(119)도 상술한 바와 같이 대셔 모터(109)의 부하를 측정하는 것으로, 대셔 모터(109)의 전류 또는 단위 시간당 회전수를 측정할 수 있다.
아이스크림 보관 시간 측정 수단(미도시)은 아이스크림의 보관 단계(Break)의 경과 시간을 측정한다.
제어부(121)는 대셔 모터 부하 측정 수단(119)에서 측정된 대셔 모터(109)의 부하를 토대로 아이스크림의 투출 시간을 제어한다. 아이스크림의 투출 시간은 투출구(123)의 개방 시간을 조절함으로써 제어 가능하다. 이를 위해, 제어부(121)에는 사전에 아이스크림이 일정량 투출되는 기준 전류 또는 기준 단위 시간당 회전수가 설정되어 있다. 기준 전류 또는 기준 단위 시간당 회전수는 하나가 설정될 수도 있고, 그 이상이 설정될 수도 있다.
대셔 모터 부하 측정 수단(119)에서 측정된 전류가 크거나 단위 시간당 회전수가 작으면, 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 증가하게 된다. 반대로, 대셔 모터 부하 측정 수단(119)에서 측정된 전류가 작거나 단위 시간당 회전수가 크면, 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 감소하게 된다.
따라서 제어부(121)는 대셔 모터 부하 측정 수단(119)에서 측정된 전류가 기준 전류보다 크면, 아이스크림의 투출 시간이 감소되도록 제어한다. 예컨대, 대셔 모터 부하 측정 수단(119)에서 측정된 전류가 크면 제어부(121)는 투출구(123)의 개방 시간이 감소되도록 제어하여 일정량의 아이스크림이 투출될 수 있도록 한다. 반대로, 대셔 모터 부하 측정 수단(119)에서 측정된 전류가 기준 전류보다 작으면 제어부(121)는 투출구(123)의 개방 시간을 길게 하여 아이스크림의 투출 시간이 증가되도록 제어한다.
마찬가지로, 제어부(121)는 대셔 모터 부하 측정 수단(119)에서 측정된 단위 시간당 회전수가 기준 단위 시간당 회전수보다 작으면 아이스크림의 투출 시간이 감소되도록 제어한다. 예컨대, 대셔 모터 부하 측정 수단(119)에서 측정된 단위 시간당 회전수가 작으면 제어부(121)는 투출구(123)의 개방 시간이 감소되도록 제어하여 일정량의 아이스크림이 투출될 수 있도록 한다. 반대로 대셔 모터 부하 측정 수단(119)에서 측정된 단위 시간당 회전수가 기준 단위 시간당 회전수보다 크면 제어부(121)는 투출구(123)의 개방 시간을 길게 하여 아이스크림의 투출 시간이 증가되도록 제어한다.
제어부(121)는 아이스크림 보관 시간 측정 수단에서 측정된 아이스크림의 보관 단계의 경과 시간을 토대로 아이스크림의 투출 시간을 제어할 수도 있다. 이를 위해, 제어부(121)에는 사전에 아이스크림의 기준 보관 시간이 설정되어 있다. 기준 보관 시간은 하나가 설정될 수도 있고, 여러 기준 보관 시간이 설정될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 아이스크림의 보관 시간이 길어지면, 실린더 내벽, 대셔 내벽에 아이스크림이 녹아 마찰력이 감소하여 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 많아지게 된다. 따라서 제어부(121)는 아이스크림 보관 시간 측정 수단에서 측정된 아이스크림의 보관 시간이 기준 보관 시간에 도달하면, 투출구(123)의 개방 시간을 짧게 하여 아이스크림의 투출 시간이 감소되도록 제어한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 아이스크림 투출 방법을 나타낸 순서도이다.
상술한 바와 같이, 아이스크림은 액체 상태의 아이스크림 원액이 고체 상태의 아이스크림으로 생성되는 최초 생성단계(First speed)를 통해 생성된다. 그리고 고형화된 아이스크림을 보관하는 보관 단계(Break) 및 고형화된 아이스크림이 실린더 내부에 일부 녹은 아이스크림과 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 유지 단계(Run)를 반복하면서 보관, 유지된다. 아이스크림의 투출은 아이스크림이 보관, 유지되는 중에 발생한다. 그리고 아이스크림이 투출된 이후에는 투출된 아이스크림 양만큼 아이스크림의 원액이 새로 투입되어, 투출 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기가 혼합되어 아이스크림이 재생성된다. 아이스크림 투출 후 아이스크림을 재생성하는 단계는 상술한 바와 같이 투출 후 단계(After draw)이며, 투출 후 단계가 완료되면 다시 보관 단계와 유지 단계가 반복된다. 아이스크림은 보관 단계, 유지 단계 뿐 아니라, 투출 후 단계에서도 외부로 투출될 수 있다.
도 11을 참조하면, 아이스크림이 보관, 유지되는 중에 아이스크림의 투출이 결정되면(S201), 대셔 모터(109)의 전류 또는 단위 시간당 회전수를 측정한다(S203). 그리고 측정된 전류 또는 단위 시간당 회전수를 기준 전류 또는 기준 단위 시간당 회전수와 비교한다(S205). 비교 결과, 측정된 전류가 기준 전류보다 크거나 또는 측정된 단위 시간당 회전수가 기준 단위 시간당 회전수보다 작으면, 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 크므로 아이스크림의 투출 시간을 감소시켜 일정량의 아이스크림이 투출될 수 있도록 한다(S207). 반대로 측정된 전류가 기준 전류보다 작거나 또는 측정된 단위 시간당 회전수가 기준 단위 시간당 회전수보다 크면, 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 작으므로 아이스크림의 투출 시간을 증가시켜 일정량의 아이스크림이 투출될 수 있도록 한다(S209).
그리고 도 11에 도시하지는 않았지만, 아이스크림의 보관 단계의 경과 시간이 기준 보관 시간에 도달하면, 아이스크림의 단위 시간당 투출량이 많아지므로, 아이스크림의 투출 시간을 감소시켜 일정량의 아이스크림이 투출될 수 있도록 한다. 이는 S207 단계 및 S209 단계와 별도로 수행할 수도 있고, S207 단계와 S209 단계를 수행할 때 함께 수행할 수 있다. 예컨대, 대셔 모터(109)에서 측정된 전류가 기준 전류보다 크고, 아이스크림 보관 시간이 기준 보관 시간에 도달하면, S207 단계를 수행함에 있어, 아이스크림의 투출 시간을 더 감소시켜 일정량의 아이스크림이 투출될 수 있도록 한다. 유사하게, 대셔 모터(109)에서 측정된 단위 시간당 회전수가 기준 단위 시간당 회전수보다 크고, 아이스크림 보관 시간이 기준 보관 시간보다 현저히 작으면, S209 단계를 수행함에 있어, 아이스크림의 투출 시간을 더 증가시켜 일정량의 아이스크림이 투출될 수 있도록 한다.
이와 같이, 대셔 모터(109)에서 측정되는 부하(전류 또는 단위 시간당 회전수)와 아이스크림의 보관 시간으로부터 아이스크림의 투출 시간을 조절하면, 아이스크림의 투출량을 일정하게 제어할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (27)

  1. 실린더 내부에 위치하고, 밀폐된 상기 실린더 내부에 투입된 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 대셔;
    상기 대셔를 회전시키는 대셔 모터;
    상기 대셔 모터의 주파수를 조절하는 모터 회전수 조절 수단;
    상기 대셔 모터의 부하를 측정하는 대셔 모터 부하 측정 수단; 및
    상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 부하를 토대로 상기 대셔 모터의 회전 속도 변경 시점을 결정하고, 상기 대셔 모터의 회전 속도 변경이 결정되면 상기 대셔 모터의 주파수가 기 설정된 주파수로 변경되도록 상기 모터 회전수 조절 수단을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대셔 모터 부하 측정 수단은 상기 대셔 모터의 전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    제1 주파수로 상기 대셔 모터가 구동되는 중에,
    상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 전류가 변화되거나, 상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 전류가 상기 제어부에 사전에 입력된 전류에 도달하거나, 상기 제1 주파수로 상기 대셔 모터가 구동된 시간이 상기 제어부에 사전에 입력된 경과 시간에 도달하게 되면,
    상기 제어부는,
    상기 대셔 모터의 주파수가 상기 제1 주파수와 상이한 제2 주파수로 변경되도록 상기 모터 회전수 조절 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 대셔 모터 부하 측정 수단은 상기 대셔 모터의 단위 시간당 회전수를 측정하는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    제1 주파수로 상기 대셔 모터가 구동되는 중에,
    상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 단위 시간당 회전수가 변화되거나, 상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 단위 시간당 회전수가 상기 제어부에 사전에 입력된 단위 시간당 회전수에 도달하거나, 상기 제1 주파수로 상기 대셔 모터가 구동된 시간이 상기 제어부에 사전에 입력된 경과 시간에 도달하게 되면,
    상기 제어부는,
    상기 대셔 모터의 주파수가 상기 제1 주파수와 상이한 제2 주파수로 변경되도록 상기 모터 회전수 조절 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    아이스크림은,
    액체 상태의 아이스크림 원액이 고체 상태의 아이스크림으로 생성되는 최초 생성 단계;
    고형화된 아이스크림이 상기 실린더 내부에 일부 녹은 아이스크림과 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 유지 단계;
    제조된 아이스크림을 외부로 투출하는 투출 단계; 및
    상기 투출 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기가 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 투출 후 단계;를 포함하여 생성되며,
    상기 제어부는,
    상기 유지 단계에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도가 상기 최초 생성 단계, 상기 투출 단계 및 상기 투출 후 단계에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도보다 크지 않도록 상기 모터 회전수 조절 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    (a) 상기 최초 생성 단계는,
    상기 아이스크림 원액 및 공기의 교반이 이루어지는 초기 생성 구간, 그리고
    상기 아이스크림 원액이 고형화되는 후기 생성 구간을 포함하고,
    상기 초기 생성 구간에서 상기 대셔 모터가 구동되는 중에,
    상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 부하의 변화가 감지되거나, 상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 부하가 상기 제어부에 사전에 입력된 부하에 도달하거나, 상기 대셔 모터가 상기 초기 생성 구간에서 구동된 시간이 상기 제어부에 사전에 입력된 경과 시간에 도달하게 되면,
    상기 제어부는 상기 후기 생성 구간의 시점으로 판단하고, 상기 대셔 모터의 회전 속도를 상기 초기 생성 구간의 회전 속도보다 저속이 되도록 상기 모터 회전수 조절 수단을 제어하는 특징; 및
    (b) 상기 투출 후 단계는,
    상기 투출 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기의 교반이 이루어지는 초기 투출 후 구간, 그리고
    상기 남은 아이스크림 및 상기 새로 투입된 아이스크림 원액이 고형화되는 후기 투출 후 구간을 포함하고,
    상기 초기 투출 후 구간에서 상기 대셔 모터가 구동되는 중에,
    상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 부하의 변화가 감지되거나, 상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 부하가 상기 제어부에 사전에 입력된 부하에 도달하거나, 상기 대셔 모터가 상기 초기 생성 구간에서 구동된 시간이 상기 제어부에 사전에 입력된 경과 시간에 도달하게 되면,
    상기 제어부는 상기 후기 투출 후 구간의 시점으로 판단하고, 상기 대셔 모터의 회전 속도를 상기 초기 투출 후 구간의 회전 속도보다 저속이 되도록 상기 모터 회전수 조절 수단을 제어하는 특징;
    중 적어도 하나의 특징을 가지는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 후기 생성 구간 및 상기 후기 투출 후 구간에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도가 상기 유지 단계에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도와 유사하게 되도록 상기 모터 회전수 조절 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  9. 제8항에 기재되어 있는 아이스크림 제조 장치를 이용하여 아이스크림을 제조하는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 방법.
  10. 실린더 내부에 위치하며 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 대셔와, 상기 대셔를 회전시키는 대셔 모터를 구비한 아이스크림 제조 장치를 이용하여 아이스크림을 제조하는 방법에 있어서,
    액체 상태의 아이스크림 원액이 고체 상태의 아이스크림으로 생성되는 최초 생성 단계;
    고형화된 아이스크림이 상기 실린더 내부에 일부 녹은 아이스크림과 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 유지 단계;
    제조된 아이스크림을 외부로 투출하는 투출 단계; 및
    상기 투출 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기가 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 투출 후 단계;를 포함하며,
    상기 유지 단계에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도가 상기 최초 생성 단계, 상기 투출 단계 및 상기 투출 후 단계에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    (a) 상기 최초 생성 단계는,
    상기 아이스크림 원액 및 공기의 교반이 이루어지는 초기 생성 구간, 그리고
    상기 아이스크림 원액이 고형화되는 후기 생성 구간을 포함하고,
    상기 후기 생성 구간에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도가 상기 초기 생성 구간에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도보다 저속인 특징; 및
    (b) 상기 투출 후 단계는,
    상기 투출 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기의 교반이 이루어지는 초기 투출 후 구간, 그리고
    상기 남은 아이스크림 및 상기 새로 투입된 아이스크림 원액이 고형화되는 후기 투출 후 구간을 포함하고,
    상기 후기 투출 후 구간에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도가 상기 초기 투출 후 구간에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도보다 저속인 특징;
    중 적어도 하나의 특징을 가지는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 후기 생성 구간 및 상기 후기 투출 후 구간에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도와 상기 유지 단계에서의 상기 대셔 모터의 회전 속도가 유사한 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대셔 모터의 회전 속도는 상기 대셔 모터에서 측정되는 부하, 상기 대셔 모터에서 측정되는 부하의 변화량 및 시간의 경과 중 적어도 하나를 토대로 변경하는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 대셔 모터에서 측정되는 부하는 상기 대셔 모터에서 측정되는 전류 또는 단위 시간당 회전수인 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 방법.
  15. 실린더 내부에 위치하며 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 대셔와, 상기 대셔를 회전시키는 대셔 모터를 구비한 아이스크림 제조 장치를 이용하여 아이스크림을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 실린더 내부에 투입된 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 단계;
    상기 대셔 모터에서 측정되는 부하 또는 상기 대셔 모터에서 측정되는 부하의 변화량을 토대로 상기 대셔 모터의 회전 속도의 변경 시점을 결정하는 단계; 및
    상기 대셔 모터의 회전 속도 변경이 결정되면, 상기 대셔 모터를 기 설정된 주파수로 회전시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 대셔 모터에서 측정되는 부하는 상기 대셔 모터에서 측정되는 전류 또는 단위 시간당 회전수인 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 방법.
  17. 실린더 내부에 위치하고, 밀폐된 상기 실린더 내부에 투입된 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 대셔;
    상기 대셔를 회전시키는 대셔 모터;
    상기 대셔 모터의 부하를 측정하는 대셔 모터 부하 측정 수단; 및
    상기 대셔 모터 부하 측정 수단에서 측정된 상기 대셔 모터의 부하를 토대로 아이스크림의 투출 시간을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 대셔 모터 부하 측정 수단은 상기 대셔 모터의 전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 대셔 모터의 전류가 기 설정된 기준 전류보다 크면, 상기 아이스크림의 투출 시간이 감소되도록 제어하고,
    상기 측정된 대셔 모터의 전류가 상기 기준 전류보다 작으면, 상기 아이스크림의 투출 시간이 증가되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 대셔 모터 부하 측정 수단은 상기 대셔 모터의 단위 시간당 회전수를 측정하는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 대셔 모터의 단위 시간당 회전수가 기 설정된 기준 단위 시간당 회전수보다 크면, 상기 아이스크림의 투출 시간이 증가되도록 제어하고,
    상기 측정된 대셔 모터의 단위 시간당 회전수가 상기 기준 단위 시간당 회전수보다 작으면, 상기 아이스크림의 투출 시간이 감소되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  22. 제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    아이스크림은,
    액체 상태의 아이스크림 원액이 고체 상태의 아이스크림으로 생성되는 최초 생성 단계;
    고형화된 아이스크림을 보관하는 보관 단계;
    고형화된 아이스크림이 상기 실린더 내부에 일부 녹은 아이스크림과 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 유지 단계; 및
    아이스크림이 투출된 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기가 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 투출 후 단계;를 포함하여 생성되어 유지되고,
    생성된 아이스크림은 상기 보관 단계, 상기 유지 단계 및 상기 투출 후 단계 중 적어도 하나의 단계에서 외부로 투출되며,
    상기 아이스크림 제조 장치는 상기 보관 단계의 경과 시간을 측정하는 아이스크림 보관 시간 측정 수단을 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 아이스크림 보관 시간 측정 수단에서 측정된 아이스크림 보관 시간이 기 설정된 기준 보관 시간에 도달하면, 아이스크림 투출 시간이 감소되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  23. 실린더 내부에 위치하며 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 대셔와, 상기 대셔를 회전시키는 대셔 모터를 구비한 아이스크림 제조 장치를 이용하여 제조된 아이스크림을 투출하는 방법에 있어서,
    아이스크림은,
    액체 상태의 아이스크림 원액이 고체 상태의 아이스크림으로 생성되는 최초 생성 단계;
    고형화된 아이스크림을 보관하는 보관 단계;
    고형화된 아이스크림이 상기 실린더 내부에 일부 녹은 아이스크림과 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 유지 단계; 및
    아이스크림이 투출된 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기가 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 투출 후 단계;를 포함하여 생성되어 유지되고,
    생성된 아이스크림은 상기 보관 단계, 상기 유지 단계 및 상기 투출 후 단계 중 적어도 하나의 단계에서 외부로 투출되며,
    상기 대셔 모터의 전류가 기 설정된 기준 전류보다 크면 상기 생성된 아이스크림의 투출 시간을 감소시키고, 상기 대셔 모터의 전류가 상기 기준 전류보다 작으면 상기 생성된 아이스크림의 투출 시간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 아이스크림 투출 방법.
  24. 실린더 내부에 위치하며 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 대셔와, 상기 대셔를 회전시키는 대셔 모터를 구비한 아이스크림 제조 장치를 이용하여 제조된 아이스크림을 투출하는 방법에 있어서,
    아이스크림은,
    액체 상태의 아이스크림 원액이 고체 상태의 아이스크림으로 생성되는 최초 생성 단계;
    고형화된 아이스크림을 보관하는 보관 단계;
    고형화된 아이스크림이 상기 실린더 내부에 일부 녹은 아이스크림과 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 유지 단계; 및
    아이스크림이 투출된 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기가 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 투출 후 단계;를 포함하여 생성되어 유지되고,
    생성된 아이스크림은 상기 보관 단계, 상기 유지 단계 및 상기 투출 후 단계 중 적어도 하나의 단계에서 외부로 투출되며,
    상기 대셔 모터의 단위 시간당 회전수가 기 설정된 기준 단위 시간당 회전수보다 크면 상기 생성된 아이스크림의 투출 시간을 증가시키고, 상기 대셔 모터의 단위 시간당 회전수가 상기 기준 단위 시간당 회전수보다 작으면 상기 생성된 아이스크림의 투출 시간을 감소시키는 것을 특징으로 하는 아이스크림 투출 방법.
  25. 제23항 또는 제24항에 있어서,
    상기 생성된 아이스크림이 상기 보관 단계에서 외부로 투출되는 경우,
    상기 보관 단계의 경과 시간이 기 설정된 기준 경과 시간에 도달하면 상기 생성된 아이스크림의 투출 시간을 감소시키는 것을 특징으로 하는 아이스크림 투출 방법.
  26. 실린더 내부에 위치하고 밀폐된 상기 실린더 내부에 투입된 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 대셔와, 상기 대셔를 회전시키는 대셔 모터와, 아이스크림의 투출 시간을 제어하는 제어부를 구비한 아이스크림 제조 장치에 있어서,
    아이스크림은,
    액체 상태의 아이스크림 원액이 고체 상태의 아이스크림으로 생성되는 최초 생성 단계;
    고형화된 아이스크림을 보관하는 보관 단계;
    고형화된 아이스크림이 상기 실린더 내부에 일부 녹은 아이스크림과 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 유지 단계; 및
    아이스크림이 투출된 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기가 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 투출 후 단계;를 포함하여 생성되어 유지되고,
    생성된 아이스크림은 상기 보관 단계, 상기 유지 단계 및 상기 투출 후 단계 중 적어도 하나의 단계에서 외부로 투출되며,
    상기 아이스크림 제조 장치는 상기 보관 단계의 경과 시간을 측정하는 아이스크림 보관 시간 측정 수단을 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 아이스크림 보관 시간 측정 수단에서 측정된 아이스크림 보관 시간이 기 설정된 기준 보관 시간에 도달하면, 아이스크림 투출 시간이 감소되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 아이스크림 제조 장치.
  27. 실린더 내부에 위치하며 액체 상태의 아이스크림 원액 및 공기를 교반시키는 대셔와, 상기 대셔를 회전시키는 대셔 모터를 구비한 아이스크림 제조 장치를 이용하여 제조된 아이스크림을 투출하는 방법에 있어서,
    아이스크림은,
    액체 상태의 아이스크림 원액이 고체 상태의 아이스크림으로 생성되는 최초 생성 단계;
    고형화된 아이스크림을 보관하는 보관 단계;
    고형화된 아이스크림이 상기 실린더 내부에 일부 녹은 아이스크림과 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 유지 단계; 및
    아이스크림이 투출된 후 남은 아이스크림과, 새로 투입된 아이스크림 원액 및 공기가 혼합되어 아이스크림이 재생성되는 투출 후 단계;를 포함하여 생성되어 유지되고,
    생성된 아이스크림은 상기 보관 단계, 상기 유지 단계 및 상기 투출 후 단계 중 적어도 하나의 단계에서 외부로 투출되며,
    상기 생성된 아이스크림이 상기 보관 단계에서 외부로 투출되는 경우,
    상기 보관 단계의 경과 시간이 기 설정된 기준 경과 시간에 도달하면 상기 생성된 아이스크림의 투출 시간을 감소시키는 것을 특징으로 하는 아이스크림 투출 방법.
PCT/KR2015/008581 2014-08-19 2015-08-18 아이스크림 제조 장치, 아이스크림 제조 방법 및 아이스크림 투출 방법 WO2016028046A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15834305.3A EP3183975B1 (en) 2014-08-19 2015-08-18 Apparatus for making ice cream
US15/422,473 US11089798B2 (en) 2014-08-19 2017-02-02 Ice cream manufacturing apparatus, ice cream manufacturing method, and ice cream drawing method

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140107942A KR101656362B1 (ko) 2014-08-19 2014-08-19 아이스크림 제조 장치 및 그 방법
KR10-2014-0107942 2014-08-19
KR1020150115307A KR101736271B1 (ko) 2015-08-17 2015-08-17 아이스크림 제조 장치 및 아이스크림 투출 방법
KR10-2015-0115307 2015-08-17

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/422,473 Continuation US11089798B2 (en) 2014-08-19 2017-02-02 Ice cream manufacturing apparatus, ice cream manufacturing method, and ice cream drawing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016028046A1 true WO2016028046A1 (ko) 2016-02-25

Family

ID=55350940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2015/008581 WO2016028046A1 (ko) 2014-08-19 2015-08-18 아이스크림 제조 장치, 아이스크림 제조 방법 및 아이스크림 투출 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11089798B2 (ko)
EP (1) EP3183975B1 (ko)
WO (1) WO2016028046A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11250825B2 (en) * 2018-05-21 2022-02-15 Smule, Inc. Audiovisual collaboration system and method with seed/join mechanic
USD985334S1 (en) 2020-12-31 2023-05-09 Sharkninja Operating Llc Nested bowl for a micro puree machine
US20220202247A1 (en) 2020-12-31 2022-06-30 Sharkninja Operating Llc Micro puree machine
USD983603S1 (en) 2020-12-31 2023-04-18 Sharkninja Operating Llc Blade for a micro puree machine
US11641978B2 (en) 2020-12-31 2023-05-09 Sharkninja Operating Llc Micro puree machine
US11925298B2 (en) 2020-12-31 2024-03-12 Sharkninja Operating Llc Micro puree machine
US11154163B1 (en) 2020-12-31 2021-10-26 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
CN113068760A (zh) * 2021-03-29 2021-07-06 中绅科技(广东)有限公司 一种基于温度和成型度控制冰淇淋机搅拌电机转速的方法
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

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07274840A (ja) * 1994-04-13 1995-10-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 冷菓製造装置における硬さ調整装置
JP2002175925A (ja) * 2000-12-06 2002-06-21 Tokin Corp インダクタ
KR20070050933A (ko) * 2004-07-30 2007-05-16 얼라이언스 푸드 이큅먼트 프로세싱 엘엘씨 냉동 식품을 제조하기 위한 시스템 및 방법
JP2008067643A (ja) * 2006-09-14 2008-03-27 Sanyo Electric Co Ltd 冷菓製造装置
KR101115320B1 (ko) * 2009-05-07 2012-03-07 주식회사 아이스트로 소프트 아이스크림 제조 방법
KR20130100671A (ko) * 2012-03-02 2013-09-11 주식회사 아이스트로 아이스크림 제조 장치 및 그의 아이스크림 투출 제어 방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4383417A (en) * 1981-09-02 1983-05-17 Stoelting, Inc. Soft-serve freezer control
US5615559A (en) * 1995-03-01 1997-04-01 Apv Crepaco Inc. Method and apparatus for recirculating product in a refrigeration system
US5799832A (en) * 1996-04-04 1998-09-01 Mesa Technologies, Inc. Frozen dessert and drink dispenser and method
US6490872B1 (en) * 1999-05-20 2002-12-10 Specialty Equipment Companies, Inc. Apparatus and a method for clean-in-place for a semi-frozen food dispensing machine
JP2002176925A (ja) 2000-12-13 2002-06-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 冷菓製造装置及びその撹拌速度制御方法
JP2005003260A (ja) * 2003-06-11 2005-01-06 Hoshizaki Electric Co Ltd オーガ式製氷機の保護装置
US7047758B2 (en) * 2003-10-15 2006-05-23 Ross's Manufacturing, Llc Ice cream machine with specialized motor
JP2007028967A (ja) * 2005-07-26 2007-02-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 冷菓製造装置
JP2007054004A (ja) 2005-08-26 2007-03-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 冷菓製造装置
US8335587B2 (en) * 2006-05-08 2012-12-18 Anthony V. Feola Frozen confection machine
CN101138379B (zh) * 2006-08-25 2011-05-11 深圳市海川实业股份有限公司 一种具备变频控制功能的软冰淇淋机
JP2009050246A (ja) 2007-08-29 2009-03-12 Nissei Co Ltd 負荷状態制御装置、攪拌装置および冷菓製造装置
WO2013129756A1 (ko) * 2012-03-02 2013-09-06 주식회사 아이스트로 아이스크림 제조 장치 및 그의 아이스크림 투출 제어 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07274840A (ja) * 1994-04-13 1995-10-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 冷菓製造装置における硬さ調整装置
JP2002175925A (ja) * 2000-12-06 2002-06-21 Tokin Corp インダクタ
KR20070050933A (ko) * 2004-07-30 2007-05-16 얼라이언스 푸드 이큅먼트 프로세싱 엘엘씨 냉동 식품을 제조하기 위한 시스템 및 방법
JP2008067643A (ja) * 2006-09-14 2008-03-27 Sanyo Electric Co Ltd 冷菓製造装置
KR101115320B1 (ko) * 2009-05-07 2012-03-07 주식회사 아이스트로 소프트 아이스크림 제조 방법
KR20130100671A (ko) * 2012-03-02 2013-09-11 주식회사 아이스트로 아이스크림 제조 장치 및 그의 아이스크림 투출 제어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US11089798B2 (en) 2021-08-17
EP3183975A4 (en) 2018-06-20
US20170142999A1 (en) 2017-05-25
EP3183975A1 (en) 2017-06-28
EP3183975B1 (en) 2020-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016028046A1 (ko) 아이스크림 제조 장치, 아이스크림 제조 방법 및 아이스크림 투출 방법
CN107139455A (zh) 一种fdm打印应力消除装置及其消应力打印方法
WO2017150787A1 (ko) 용융물 주입 장치, 이를 이용한 주조설비 및 주조방법
US20110311673A1 (en) Apparatus And Method For Producing Aerated Confectionery Masses
JP6583541B2 (ja) 粉粒体と粘性液体の連続混練装置、システム及び連続混練方法
CN111001779A (zh) 一种无需半固态浆料转移直接制浆与成形的系统和工艺
CN113122919A (zh) 二次加料方法及装置、单晶硅生长方法及装置
CN217275549U (zh) 一种熔炼炉加料装置
JP4820282B2 (ja) 鋳造品の製造方法
JPH10287489A (ja) チョクラルスキシリコン融液を安定化するための振動ルツボ
EP1970144B1 (en) Supply method and apparatus for semi-solid metal
KR20160022152A (ko) 아이스크림 제조 장치 및 그 방법
ITMI20111767A1 (it) Metodo e apparato di rheocasting
CN114932609B (zh) 打印端混料且出料连续的混凝土3d打印喷头及其使用方法
CN212554903U (zh) 一种注塑模具的原料混合搅拌装置
KR101736271B1 (ko) 아이스크림 제조 장치 및 아이스크림 투출 방법
CN219766759U (zh) 一种铂铑合金熔炼浇铸补缩装置
CN210100660U (zh) 一种吹膜机预热混料装置
JP2012143960A (ja) 射出成形機の樹脂替え及び色替え方法
CN1298777A (zh) 复合铸型、提拉浇注制造泡沫金属的方法和装置
JP4344652B2 (ja) 金属成形品の製造装置
JP4197914B2 (ja) 半凝固金属温度測定方法
CN219165613U (zh) 一种温控可调的浇注机
JP2013081395A (ja) 冷菓製造装置
CN219705763U (zh) 一种橡胶熔化装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15834305

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015834305

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2015834305

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE