УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ, ОТСАСЫВАНИЯ ВЯЗКИХ ПРОДУКТОВ, МАШИНА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗАМОРОЖЕННЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ, СПОСОБ ДОЗИРОВАНИЯ И ОТСАСЫВАНИЯ ВЯЗКИХ ПРОДУКТОВ, СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КОМПОЗИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ ТИПА МОРОЖЕНОГО И ПОЛУЧАЕМЫЕ ИЗДЕЛИЯ Российский патент 2003 года по МПК A23G9/04 A23G9/02 A23G9/24 G01F11/16 

Изобретение относится к устройству для дозирования и отсасывания вязких продуктов в линии производства формованных замороженных кондитерских изделий в формах, перемещаемых через среду, вызывающую затвердевание упомянутых вязких продуктов.

Производство формованных замороженных кондитерских изделий в виде отдельных порций, особенно мороженого на палочке, содержащего несколько концентрических слоев различного вкуса, требует использования так называемой технологии "оболочки и сердцевины". Она заключается в том, что определенная толщина жидкой композиции затвердевает в направлении к центру благодаря отводу тепла с внешней стороны формы, находящейся в контакте с охлаждающей жидкостью, а еще незатвердевшую центральную часть удаляют посредством отсасывания. В результате остается твердая наружная оболочка, пустая в центре. Следующая операция, сочетающая дозирование, затвердевание слоя и отсасывание центра, может быть проведена несколько раз подряд. Эту технологию в настоящее время используют при производстве формованных замороженных сладостей на основе воды.

Известен способ, например, из европейского патента ЕР-А-O 322469, относящийся к производству многослойных формованных замороженных изделий, содержащих чередующиеся слои мороженого и шоколада, в виде оболочек. В этом способе последовательно чередуемые слои мороженого и шоколада создают путем заполнения форм, отверждения периферии, удаления еще жидкой центральной части, инжекции шоколада в центральную полость и повторения предыдущих операций заполнения и удаления. Устройства, позволяющие производить заполнение и удаление, не раскрыты, но очевидно, что они работают отдельно. Кроме того, не указано, что удаленную жидкость используют повторно.

Производство формованного шоколада в виде оболочек путем заполнения ячеек, затвердевания наружного слоя и последующего удаления центральной части описано, например, в патенте США 3529553. Хотя удаленную жидкость повторно используют путем ее перекачки насосом в питатель, заполнение и удаление производят по отдельности с помощью определенных устройств.

Существует потребность в повышении качества и эффективности производства изделий этого типа, т.е. "скорлупы и сердцевины", а также в улучшении гигиенической чистоты.

До настоящего времени отсасывающее оборудование, обычно используемое для упрощения изготовления и улучшения гигиены производства, работало на принципе объемного дозирования и содержало поршень, перемещаемый в подающей камере, из расчета одно дозирующее устройство на каждый формовочный путь линии, которая могла содержать до 20 путей. Подающая камера подсоединена к полой игле посредством трубки и клапанов, при этом иглу погружают в середину формы.

Координация достигается посредством механической связи в две стадии. На первой стадии относительное перемещение поршня в камере создает вакуум, и жидкость нагнетается в камеру под давлением окружающего воздуха; заполнение завершается, когда поршень доходит до конца хода в торце камеры. На второй стадии иглу выводят из формы, когда направление движения поршня в камере меняется на противоположное; благодаря действию клапанов жидкость выталкивается в другую трубку, из которой используется повторно и направляется либо в промежуточную буферную емкость, либо прямо в дозирующий питатель. Последний содержит повторно используемую жидкость и свежую жидкость, добавленную в количестве, соответствующем уже отмеренному объему. Успех операции зависит от надежной герметизации системы. Уход, необходимый для чистки такого большого количества систем, определяемого количеством путей, умноженный на количество операций отсасывания, требуемых при изготовлении конкретно многослойного продукта, достаточно велик. Вот почему такое техническое решение используют только для дозирования невязких сиропов, составляющих композиции для мороженого на основе воды.

Задачей изобретения является обеспечение возможности отсасывания таких жидкостей, которые труднее отсасывать, чем композиции для водного мороженого, причем в широком диапазоне температур. Среди таких жидкостей можно упомянуть следующие:
- аэрированные или расширенные композиции и вязкоэластичные композиции, такие как мороженое;
- жидкости с кусочками при условии, что их самих можно дозировать;
- очень вязкие композиции, такие как, например, карамели и соусы;
- содержащие шоколад композиции или подобные им, которые, не являясь очень густыми, легко затвердевают в системе, содержащей поршень и клапаны; в этом случае питатель может содержать теплозащитную или обогреваемую рубашку.

Другой задачей изобретения является осуществление дозирования и отсасывания для повторного использования с помощью единственного устройства, имеющего простую и компактную конструкцию, которую легко чистить без использования промежуточных сосудов, насосов и клапанов.

Настоящее изобретение, таким образом, предлагает устройство для дозирования вязких продуктов в формы с целью получения формованных изделий, для отсасывания вязкого продукта от формованных изделий, образованных в формах, путем приложения к формам пониженного давления, а также для рециркулирования отсасываемого вязкого продукта для получения других формованных изделий, содержащее питатель для содержания вязкого продукта с незаполненным пространством над ним, к которому может быть приложено пониженное давление, соединенные с питателем средства для приема из питателя вязкого продукта и для дозирования вязкого продукта в формы, соединенные с питателем средства для подачи свежего вязкого продукта в питатель и для поддержания требуемого уровня заполнения питателя продуктом, средство отсасывания с полой иглой для отсасывания вязкого продукта из форм и для рециркулирования в питатель вязкого продукта, отсасываемого из форм, соединенное с питателем так, чтобы рециркулированный продукт возвращался в питатель в зоне упомянутого незаполненного пространства, и вакуумирующее средство, содержащее вакуумный насос, соединенный с питателем для создания пониженного давления в упомянутом незаполненном пространстве и для обеспечения отсасывания вязкого продукта из форм через средство отсасывания и рециркулирования вязкого продукта в питатель.

Предпочтительно, средство соединения питателя с вакуумирующим средством содержит элемент для регулирования пониженного давления в виде датчика давления.

Средство поддержания уровня заполнения питателя вязким продуктом предпочтительно содержит два датчика уровня, управляющих электромагнитным клапаном, входящим в состав средства для подачи продукта в питатель.

В предпочтительном варианте выполнения средство для дозирования вязкого продукта в формы содержит трехходовой кран, дозирующую камеру и поршень.

Средство для отсасывания предпочтительно прикреплено к подъемному и опускающему механизму, обеспечивающему опускание полой иглы до дна формы и подъем полой иглы после удаления еще незатвердевшего центра.

Питатель предпочтительно снабжен средством перемешивания рециркулируемого вязкого продукта с подаваемым вязким продуктом.

Предпочтительно снабдить питатель смотровым стеклом для проверки уровня вязкого продукта.

Изобретение также предлагает способ дозирования и отсасывания вязких продуктов в линии производства формованных замороженных кондитерских изделий в формах, транспортируемых через среду, вызывающую затвердевание упомянутых вязких продуктов. Согласно изобретению дозирование вязкого продукта в контейнеры и удаление вязкого продукта из еще незатвердевшего центра производят с использованием единого устройства. Предпочтительно отсасывание вязкого продукта из еще незатвердевшего центра и рециркуляцию его в питатель производят с помощью полой иглы, соединенной с верхней частью питателя, в котором поддерживают пониженное давление.

Изобретение также предлагает способ производства композитных изделий типа мороженого, особенно мороженого на палочке со множеством вкусов, предусматривающий заполнение форм во время их транспортирования в линии в среде, вызывающей затвердевание, композицией, которая подлежит отверждению, причем композиция затвердевает по периферии, а еще незатвердевший центр удаляют, и эти операции повторяют, причем заполнение и удаление осуществляют совместно с использованием единого устройства, обеспечивающего рециркулирование композиции, подлежащей отверждению, но которая еще не затвердела.

Устройство по изобретению может быть использовано в любой машине для замораживания изделий типа мороженого, такой как, например:
- морозильная машина, использующая рассол и имеющая прямолинейный роторный, овальный или квадратный типы перемещения;
- морозильная машина, использующая любую жидкую или газообразную текучую среду для охлаждения или использующая для этой цели испарение, омывающую формы или обрызгивающую их в течение различного периода времени;
- машина, в которой формы транспортируются конвейером в туннеле с пульсирующим потоком воздуха для глубокого замораживания, причем транспортер может быть прямолинейным или может иметь повороты, например, в виде одноэтажной или двухэтажной спирали плоской формы или в виде спирали вращения;
- любая машина выше описанного типа, в которой формы перемещают непрерывно или периодически.

Устройство по изобретению может быть включено очень простым способом в существующие машины посредством усовершенствования дозирующих устройств так, чтобы создать пониженное давление в дозирующем питателе. Для этого достаточно закрыть питатель крышкой, присоединить верхнюю часть питателя к вакуум-насосу и подсоединить отсасывающие иглы к питателю. Этот принцип может быть применен к различным типам дозирующих устройств, таким как, например, дозирующие устройства с дозатором, имеющим вертикальные или горизонтальные цилиндры, дозирующие устройства с клапанами или дозирующие устройства с погружаемыми соплами наполнителей типа "донный" или "карандаш".

Далее изобретение описывается более подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых изображено:
Фиг.1 - схематичный вид дозирующего устройства, питатель которого расположен непосредственно на дозирующем устройстве с поршневым цилиндром, установленным сбоку горизонтально,
Фиг.2 - схематичный вид дозирующего устройства, питатель которого смещен в горизонтальном направлении от дозатора для обеспечения большего пространства для цилиндров, расположенных над дозатором вертикально,
Фиг. 3 - схематичный вид дозирующего устройства без цилиндра, в котором питатель объединен непосредственно с дозатором, а проходы закрывают клапаны; и
Фиг. 4 - схематичный вид устройства на месте его установки на пути, показанном в виде прямой линии, машины, изготавливающей мороженое.

На Фиг.1-4 труба 1, по которой подают композицию, подлежащую замораживанию, расположена вертикально и соединена с крышкой 2 или предпочтительно соединена с боковой стенкой питателя 3 так, чтобы крышка 2 могла быть легко снята для чистки. Вакуумная линия 4 соединена, с одной стороны, с питателем 3, как показано ранее, и, с другой стороны, - с вакуумным насосом (не показан). Питатель 3 может содержать дефлекторы 5 для предотвращения непосредственно всасывания повторно используемой или добавочной жидкостей. Дефлекторы 5 могут быть также укреплены под крышкой (см. Фиг. 2). Гибкий шланг 6, другой конец которого соединен с полой иглой 7, соединен с верхней передней частью питателя.

Мешалка 8 позволяет получить гомогенную смесь из "новой" композиции и повторно используемой композиции. Два датчика уровня 10 (нижнего и верхнего уровня) поддерживают постоянный уровень жидкости в питателе 3 путем управления электромагнитным клапаном 11 так, чтобы подавать в питатель новую композицию, если требуется. Датчики уровня могут быть расположены либо на крышке 2, либо на боковой стенке питателя 3. Крышка 2 предпочтительно изготовлена из прочного материала, например из нержавеющей стали. Для визуальной проверки работы системы установлено смотровое стекло 12 на боковой стороне питателя 3. Датчик давления 13, установленный на вакуумном патрубке 4 вблизи питателя 3, позволяет точно регулировать уровень вакуумирования в зависимости от вязкости композиции, подлежащей замораживанию, и синхронно с действиями машины. Электромагнитный клапан (не показан) может быть расположен на вакуумном патрубке 4. Это позволит, если необходимо, регулировать уровень вакуумирования в зависимости от того, какая операция - заполнения или удаления - осуществляется в данный момент.

На Фиг. 4 представлено устройство по изобретению в рабочем состоянии на линии производства мороженого со множеством вкусов. Бесконечный транспортер 14 перемещает формы 15 в направлении, показанном стрелкой F₁, шаг за шагом в морозильной камере в соляном растворе 16. Показано несколько последовательно расположенных дозирующих и отсасывающих станций, которые действуют идентично. Дозирующее устройство 17 и соединенный с ним питатель 3 установлены на раме 18, которую можно перемещать, используя катки 19, катящиеся по рельсам 20. В позиции А охлажденную форму 15 заполняют композицией, подлежащей заморозке, через трехходовой кран 21 с помощью дозирующего поршня 22 (см. Фиг. 1 и 2) или клапана 23 (см. Фиг.3), приводимого в действие цилиндром 24. После прохождения через замораживающую среду композиция затвердевает по периферии формы 15 в виде слоя 25. В позиции В еще жидкий центр удаляют полой иглой 7 и затем извлекают иглу из формы с помощью механизма 26. Композиции различного типа, подлежащие заморозке, можно затем ввести в позиции С, а затем удалить центр в позиции D и так далее до тех пор, пока не будет получено требуемое количество последовательных слоев путем повторения этих операций. С целью упрощения чертежа датчики 10 и электромагнитный клапан 13 показаны только на первом дозирующем устройстве.

Как показано на Фиг.4, элементы для дозирования и отсасывания в конце процесса изготовления, содержащие дозирующее устройство и полую иглу с механизмом ее подъема, связанную с этим дозирующим устройством, размещены на той же подвижной раме 18, как показано в поз. D, тогда как обычно отсасывающие иглы установлены на отдельных опорах. Такая конструкция обеспечивает ощутимый выигрыш пространства, особенно на коротких машинах. На Фиг.4 сопутствующие операции введения палочки, извлечения мороженого из формы и упаковки готового мороженого не показаны.

Устройство и способ по изобретению обладают следующими существенными преимуществами в сравнении с известными технологиями, приведенными в качестве примера:
- обеспечивается точный манометрический контроль отсасывания в зависимости от вязкости отсасываемого продукта,
- эффективность отсасывания не зависит от ритма работы машины;
- обеспечивается возможность изготовления новых многослойных изделий;
- отсасывание композиции, подлежащей заморозке, из резервуара для хранения можно осуществлять без использования насоса;
- обеспечивается уменьшение размеров производственной линии, что позволяет сократить длительность замораживания;
- уменьшаются общие габариты благодаря сокращению количества единиц оборудования в линии;
- полые иглы максимально упрощены, свободно установлены на их опоре, что позволяет осуществлять регулировку их хода легко и быстро; и
- обеспечивается очень простая очистка отсасывания элементов, гарантирующая гигиену процесса.

Устройство и способ описаны выше в примере изготовления мороженого. Они, однако, могут использоваться для производства формованных изделий другой природы, например шишек и бочонков. Устройство описано на примере одного дозирующего пути с целью упрощения изложения. Машина в промышленных условиях, конечно, может содержать до 20 параллельных дозирующих и отсасывающих путей.

Изобретение относится к устройству для дозирования и отсасывания вязких продуктов в линии производства формованных замороженных кондитерских изделий в формах, перемещаемых через среду, вызывающую затвердевание упомянутых вязких продуктов. Устройство объединяет в себе процессы дозирования и отсасывания жидкостей для их повторного использования. Жидкую массу удаляют из форм без использования промежуточного резерва или использования клапанов и насосов при помощи полой иглы, соединенной со средством возвращения в питатель. Удаление обеспечивается созданием вакуума в питателе. Конструкция устройства проста и компактна и обеспечивает более простую очистку при улучшенной гигиене. 5 с. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для дозирования вязких продуктов в формы и для отсасывания вязкого продукта от формованных изделий, содержащее питатель для содержания вязкого продукта с незаполненным пространством над ним, средства для приема из питателя вязкого продукта и для дозирования вязкого продукта в формы, средства для подачи свежего вязкого продукта в питатель и для поддержания требуемого уровня заполнения питателя продуктом, полую иглу для отсасывания вязкого продукта из форм, соединенную со средством возвращения в питатель вязкого продукта, отсасываемого из форм, так чтобы рециркулированный продукт возвращался в питатель в зоне упомянутого незаполненного пространства, и вакуумный насос, соединенный с питателем для создания пониженного давления в упомянутом незаполненном пространстве и для обеспечения отсасывания вязкого продукта из форм через полую иглу. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что соединение питателя с вакуумным насосом содержит датчик давления для регулирования пониженного давления. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство поддержания уровня заполнения питателя вязким продуктом содержит два датчика уровня, управляющих электромагнитным клапаном, для регулирования подачи продукта в питатель. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство для дозирования вязкого продукта в формы содержит трехходовой кран, дозирующую камеру и поршень. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полая игла соединена с подъемным и опускающим механизмом, обеспечивающим опускание полой иглы до дна формы и подъем полой иглы после удаления еще незатвердевшего центра. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что питатель снабжен средством перемешивания рециркулируемого вязкого продукта с подаваемым вязким продуктом. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что питатель имеет смотровое стекло для проверки уровня вязкого продукта. 8. Машина для производства замороженных кондитерских изделий, содержащая устройство по любому из пп. 1-7. 9. Способ дозирования и отсасывания вязких продуктов в линии производства формованных замороженных кондитерских изделий в формах, транспортируемых через среду, вызывающую затвердевание упомянутых вязких продуктов, отличающийся тем, что дозирование вязкого продукта в контейнеры и удаление вязкого продукта из еще незатвердевшего центра производят с использованием единого устройства по любому из пп. 1-7. 10. Способ производства композитных изделий типа мороженого, особенно мороженого на палочке со множеством вкусов, предусматривающий заполнение форм во время их транспортирования в линии в среде, вызывающей затвердевание, композицией, которая подлежит отверждению, отверждение композиции по периферии и удаление еще незатвердевшего центра для рециркулирования, отличающийся тем, что упомянутые операции заполнения и удаления осуществляют посредством единого устройства по любому из пп. 1-7. 11. Замороженное кондитерское изделие, полученное способом по п. 10.