УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПИЩЕВОЙ СМЕСИ И МАШИНА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПИЩЕВЫХ СМЕСЕЙ, СНАБЖЕННАЯ ТАКИМ ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ РЕЗЕРВУАРОМ Российский патент 2014 года по МПК A21C1/06 

Настоящее изобретение относится к цилиндрическому резервуару для термической обработки пищевых продуктов и к машинам для изготовления пищевых продуктов, снабженным таким цилиндрическим резервуаром.

Область применения изобретения охватывает машины для изготовления пищевых продуктов (таких как мороженое, кремы для кондитерских изделий, шоколад, продукты кулинарии и т.п.), подвергаемых однократной или комбинированной термической обработке (например, охлаждению в случае изготовления мороженого или нагреванию и охлаждению в случае изготовления крема для кондитерских изделий) в цилиндрическом резервуаре (называемом далее «цилиндром»), снабженном соответствующим смесителем или мешалкой, которые вращаются вокруг продольной оси. Управление температурой продукта осуществляется с помощью охлаждающих/нагревающих систем, обычно состоящих из змеевика, расположенного на наружной поверхности цилиндра.

Для определения температуры смеси пищевого продукта, находящегося в цилиндре, последний содержит датчик температуры, который по конструктивным соображениям обычно установлен на вертикальной задней стенке, образующей дно цилиндра, расположенного по существу горизонтально (с горизонтально расположенной осью).

Основной недостаток такой известной конструкции связан с тем, что мешалка при вращении перемещает пищевую массу к передней части цилиндра. В этом случае, в особенности при обработке небольшого количества продукта, датчик, расположенный на наружной стенке цилиндра, остается непокрытым продуктом, т.е. он не входит в контакт с ним, в результате чего показания датчика не будут соответствовать фактической температуре продукта.

Основной целью изобретения является создание нового цилиндра для термической обработки пищевого продукта, который, в отличие от известного цилиндра, снабжен средством, обеспечивающим определение фактической температуры продукта.

Другой целью изобретения является создание цилиндра указанного типа, который позволяет определять температуру пищевого продукта независимо от его консистенции (с большим или меньшим содержанием жидкости), а также от количества продукта внутри цилиндра.

Еще одной целью изобретения является создание цилиндра указанного типа, в конструкции которого отсутствуют препятствия нормальному процессу термической обработки пищевого продукта и который в то же время позволяет определять мгновенное значение истинной температуры находящегося в цилиндре пищевого продукта.

Эта и другие цели достигнуты с помощью цилиндрического резервуара и машины для изготовления пищевых продуктов, согласно пунктам 1 и 8 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения указаны в остальных пунктах формулы.

Преимущество машины для обработки пищевых продуктов, выполненной согласно изобретению, в сравнении с известными машинами состоит в том, что благодаря расположению датчика на крышке цилиндра (т.е. где выгружается пищевой продукт) гарантируется постоянный контакт датчика с пищевым продуктом, что позволяет определять истинную температуру пищевого продукта, находящегося в цилиндре. Этот результат также достигается в случае небольшого количества пищевого продукта в цилиндре, в отличие от известных машин этого типа, где датчик, установленный на задней стенке цилиндра, неизбежно не будет покрыт пищевым продуктом.

Кроме того, при установке датчика в передней части цилиндра, на его крышке, датчик изолируется от охлаждающего/нагревающего устройства, которое в противном случае могло бы влиять на работу датчика. В то же время указанное расположение датчика не снижает эффективности работы этого устройства в передней части цилиндра.

Эти и другие цели, преимущества и особенности изобретения станут очевидны из описания предпочтительного варианта выполнения цилиндра и машины согласно изобретению, приведенного в качестве примера, не ограничивающего объем изобретения. В описании даны ссылки на чертежи, на которых:

фиг.1 и 2 изображают продольный разрез известного цилиндра для термической обработки пищевого продукта, с полной загрузкой и неполной загрузкой, соответственно,

фиг.3 изображает продольный разрез цилиндра согласно первому варианту осуществления изобретения,

фиг.4 изображает разрез цилиндра, показанного на фиг.3, горизонтальной плоскостью,

фиг.4А и 4В изображают фрагмент А показанного на фиг.4 цилиндра с закрытой и открытой крышкой, соответственно,

фиг.5 изображает цилиндр согласно изобретению с открытой крышкой,

фиг.6 изображает разрез снизу цилиндра, показанного на фиг.5,

фиг.6А изображает фрагмент А на фиг.6,

фиг.7 изображает вид спереди цилиндра согласно изобретению с закрытой крышкой,

фиг.8 изображает установку датчика на цилиндре, представленном на предыдущих фигурах,

фиг.9 и 10 изображают цилиндр согласно другому варианту осуществления изобретения, загруженный полностью и частично, соответственно, и

фиг.11 и 12 изображают графики зависимости температуры пищевой массы, обрабатываемой в цилиндрах, показанных на фиг.9 (полная загрузка) и на фиг.10 (частичная загрузка), от времени, соответственно.

На фиг.1 показан известный цилиндр 1. На задней стенке или дне 3 цилиндра 1 установлен датчик 2 температуры или зонд. На наружной поверхности цилиндра 1 расположен змеевик 5 для циркуляции охлаждающей или нагревающей среды. Кроме того, цилиндр 1 снабжен передним прижимным кольцом 1, установленным на змеевике 5, внутренним смесителем или мешалкой 6, вращающейся вокруг оси, и передней крышкой или фланцем 7.

На фиг.1 в цилиндре 1 находится максимальное количество пищевого продукта 8 (обычно соответствующее половине объема цилиндра 1), а в цилиндре 1 на фиг.2 - небольшое количество. Когда в цилиндре находится максимальное количество пищевого продукта 8 (фиг.1), датчик 2 температуры погружен в него, а при небольшом количестве продукта (см. фиг.2) датчик 2 полностью открыт и его показания будут соответствовать температуре окружающего воздуха, а не температуре продукта, обрабатываемого в цилиндре 1. Поэтому обрабатываемый пищевой продукт, находящийся у выгрузного отверстия цилиндра, показанного на фиг.2, не достигает заданного состояния (стабильности, консистенции крема, способности размазываться и т.д.), соответствующего его желательным потребительским свойствам.

Для устранения этого недостатка в цилиндре 1, показанном на фиг.3, используется датчик 9 температуры, установленный в его передней части, а именно в передней крышке 7, закрывающей цилиндр.

Установка датчика 9 непосредственно на цилиндре 1, вблизи области, занятой витками змеевика 5, могла бы нарушить равновесие системы термической обработки пищевого продукта 8. Например, если для размещения датчика пришлось бы удалить некоторое количество витков, то эффект термической обработки был бы значительно меньше, особенно в наиболее критичной области цилиндра, т.е. в области выгрузки продукта. Если же установить датчик непосредственно между витками змеевика, то он будет хуже работать из-за неизбежного влияния на него значительного градиента температуры при работе машины.

По этой причине автор изобретения решил установить передний датчик 9 не на теле цилиндра 1, а в его передней крышке 7.

Как хорошо видно на фиг.8, датчик 9 расположен в гнезде 10 крышки 7 цилиндра 1 так, что его чувствительный элемент 20 (фиг.5) при закрытой крышке 7 находится в контакте с пищевым продуктом 8. Датчик 9 закрепляется в гнезде винтом 11, что позволяет при необходимости легко заменить датчик, не трогая других элементов цилиндра.

В пластмассовую крышку 7 при ее литье внедрены проводники 12, соединенные с датчиком 9 в соответствующих полостях на его металлическом кожухе. Когда крышка 7 закрыта, проводники 12 создают электрическое соединение между датчиком и неподвижным контактом 13 на теле цилиндра 1 путем защелкивания или скольжения.

Для передачи сигнала датчика температуры от контакта 13 к блоку управления работой машины (не показан) служат провода 14.

Было установлено, что при расположении датчика 9 в любой точке нижней половины 7а крышки 7 (фиг.8) точность определения температуры пищевого продукта 8, обрабатываемого в цилиндре 1, будет одинакова.

В данном варианте осуществления изобретения соединение датчика 9 с блоком управления машиной осуществляется при закрывании цилиндра 1 крышкой 7 путем защелкивающегося соединения проводников 12 с расположенным на цилиндре соответствующим контактом 13.

Как показано на фиг.3, передний фланец 7, закрывающий цилиндр 1, содержит бункер 16 для загрузки ингредиентов, который является альтернативой заднему каналу 15, предназначенному для подачи подлежащего обработке продукта, или используется вместе с этим каналом 15, и отверстие 17 для выгрузки конечного продукта из цилиндра 1, регулируемое небольшой заслонкой 18 (см. также фиг.6-8).

В представленном на фиг.9 и 10 альтернативном варианте осуществления изобретения цилиндр 1 кроме переднего датчика 9 температуры имеет задний датчик 2 температуры.

При работе в цилиндр 1 загружают продукт 8, например, через канал 15, который оканчивается на задней стенке цилиндра 1. Количество продукта 8 может варьироваться от полной загрузки (соответствующей половине теоретической емкости цилиндра) до частичной загрузки (составляющей менее четверти теоретической емкости цилиндра 1).

При полной загрузке цилиндра 1 (фиг.9) оба датчика 2 и 9 находятся в непосредственном контакте с пищевым продуктом, т.е. они полностью погружены в него в течение всего рабочего цикла. В этом случае значения температуры, определенные датчиками 2 и 9, практически совпадают. В иллюстрируемом примере, где продуктом является смесь сливочного мороженого, разница показаний датчиков минимальна для температур ниже нуля (фиг.11).

В случае частичной загрузки цилиндра 1 (фиг.10) в контакте с продуктом находится только передний датчик 9, что соответствует фиг.12. При температурах ниже 0°C заметна разница показаний датчиков 2 и 9, в то время как при полной загрузке цилиндра эта разница почти отсутствует.

Описанные примеры осуществления изобретения, представленные на чертежах, не ограничивают изобретения, в пределах объема которого, определяемого формулой изобретения, возможны различные модификации. Например, может отличаться количество, тип и расположение датчиков температуры внутри цилиндра 1, но положение по меньшей мере одного из них на передней крышке, закрывающей цилиндр, является обязательным.

Цилиндр согласно изобретению может также использоваться в горизонтальных сливковзбивальных машинах и в комбинированных машинах для пастеризации и взбивания пищевых смесей (например в машинах, известных на рынке под торговой маркой «Trittico» компании Bravo Spa).

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к термической обработке пищевого продукта. Цилиндрический резервуар для термической обработки пищевого продукта (8) содержит средство (5) нагревания и/или охлаждения этого продукта и мешалку (6), установленную в резервуаре с возможностью вращения. Резервуар (1) состоит из цилиндрической оболочки (4), закрытой задним дном (3) и передней крышкой (7), и снабжен средствами (15,16) подачи в него пищевого продукта (8). В крышке (7) расположен по меньшей мере один датчик (9) температуры пищевого продукта (8), чувствительный элемент которого при закрытой крышке находится в контакте с продуктом (8), находящимся в резервуаре. Использование изобретения позволит повысить качество термической обработки пищевого продукта. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Цилиндрический резервуар для термической обработки пищевого продукта (8), содержащий средство (5) нагревания и/или охлаждения пищевого продукта и мешалку (6), установленную в резервуаре с возможностью вращения вокруг оси, причем резервуар (1) состоит из цилиндрической оболочки (4), закрытой задней стенкой (3) и передней крышкой (7), снабжен средствами (15) подачи пищевого продукта (8) в резервуар (1) и содержит по меньшей мере один датчик (9) температуры пищевого продукта (8), находящегося в резервуаре (1), а указанная передняя крышка (7) имеет переднее отверстие (17) для выгрузки конечного продукта, отличающийся тем, что указанные средства (15) подачи пищевого продукта (8) в резервуар (1) расположены у его задней стенки (3), а датчик (9) расположен в гнезде (10) передней крышки (7) цилиндра (1) так, что когда крышка (7) закрыта, чувствительный элемент (20 фиг.5) датчика открыт для контакта с находящимся в резервуаре (1) пищевым продуктом (8).

2. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что гнездо (10) для датчика (9) предусмотрено в любой точке нижней половины (7а) крышки (7).

3. Резервуар по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанный фланец (7) выполнен из пластмассы, а резервуар содержит также проводники (12), запрессованные в пластмассе фланца (7), для электрического соединения датчика (9) с соответствующим неподвижным контактом (13) на резервуаре (1) при закрытой крышке (7).

4. Резервуар по п.3, отличающийся тем, что соединение проводников (12) с указанным контактом (13) осуществляется путем защелкивания или скольжения.

5. Резервуар по п.1 или 2, отличающийся тем, что кроме переднего датчика (9) он содержит датчик (2) температуры, расположенный на задней стенке (3) резервуара (1).

6. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что указанный передний фланец (7) содержит бункер (16) для загрузки ингредиентов, как альтернативу заднему каналу (15) резервуара (1), предназначенному для подачи пищевого продукта, подлежащего обработке, или в дополнение к этому каналу (15), и отверстие (17) для выгрузки конечного продукта, регулируемое небольшой заслонкой (18).

7. Машина для изготовления пищевых смесей, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере одним резервуаром согласно любому из предыдущих пунктов.