用于生產冷凍甜食的設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及冷凍甜食的制造。具體地，它涉及使用帶成形元件和模具的設備制造 這些冷凍甜食。
【背景技術】
[0002] 制造巧克力球已經已知數(shù)十年了，已經提出過基于圓柱輥子的多種技術，例如 EP923875中描述的一種，其描述了 一對具有形成在外圓柱表面上的空腔的平行輥子、把可 凝固液體例如巧克力沉積到所述圓柱表面上的沉積裝置，因此提供食品的兩個獨立部分。 通過使輥子反轉，這兩個表面向著彼此移動并且把這兩個獨立部分結合到一個食品中。整 個過程是基于這樣的事實，每個單獨的食品通過膜或網與其它的相連，該膜或網由相同的 食品制成。還依賴的事實是，通過冷卻，巧克力緊縮并且容易從空腔脫模。
[0003] 然而，這個過程適用于從液體主要成分制造巧克力球，它完全不適用于制造冰激 凌產品，其中，腔將被填充冷凍充氣產品。把這個技術轉用到冰淇淋產品的主要障礙在于， 這些腔必須處于足夠低的溫度，否則，注入這些腔的冰淇淋將融化(至少在表面上)，但是， 如果這些腔低于〇°C (在這個溫度開始結冰)，那么冰淇淋將粘住表面并且將不易〃脫模"。
[0004] 這樣的問題例如在JP62-91148中說明，其試圖提出一種用于制造冰球的過程，同 時處理冰粘住腔壁的問題，并且可如下描述。當這對輥子的相應腔經過它們最接近彼此的 點時，每個腔中的冷凍食品沒有被足夠堅硬地壓在處于另一輥子的相應腔中的鄰近產品 上，當這些腔通過輥子的旋轉又彼此移開時，連接這兩半產品的力相比于每半個產品與其 所在的腔之間的粘附來說太弱，因此，它停留在腔中而沒有〃脫?！?。JP62-91148處理這個 問題的方式是i)用熱液體的內循環(huán)加熱其中一個輥子，ii)在另一輥子的每個腔中提供脫 模機構，以及，iii)提供溢出輥子表面的過量材料。這些脫模機構允許這兩半產品被壓在 一起，同時，加熱一個棍子允許對產品脫模。
[0005] 這個技術不構成對試圖使用一對輥子生產冷凍充氣產品所產生的問題的實際解 決方案，因為有效地融化每個產品的表面以允許它脫模的需求產生了不可接受的衛(wèi)生問 題。在其他方面，位于輥子的每個腔中的脫模機構是極其復雜的，難以保養(yǎng)的，并且又形成 衛(wèi)生危害。
[0006] 更近一些，已經提出用于制造冷凍充氣產品的過程，包括； ?提供兩個獨立的成形元件， ?在每個成形元件的表面上提供至少一個開口腔， ?提供充填裝置，用于用冷凍充氣材料填充所述腔， ?用冷凍充氣材料填充兩個腔，每個成形元件上各一個， 其中： a. 至少一個腔填充有具有30%與130%之間的膨脹率（overrun)的冷凍充氣產品， b. 然后允許該產品膨脹到它的腔的外部， c. 然后，這兩個腔相對彼此移動，每個腔中的冷凍充氣產品被壓在另一個腔中的冷凍 充氣產品上。 d.該成形元件用液氮冷卻，并且處于低于-80°C的溫度，更優(yōu)選為低于-100°C。
[0007] 優(yōu)選地，這兩個獨立的成形元件是一對平行輥子，其中，每個輥子在其表面具有多 個開口腔，輥子相反地轉動，從而，這兩個成形元件中的各自的腔處于彼此相對，第一輥子 的腔中的冷凍充氣產品被壓在第二輥子的相對腔中的冷凍充氣產品上。
[0008] 每個輥子是中空的，它的腔部分地填充液氮從而確保輥子的冷卻。
[0009] 鑒于這樣的設備對于模制過程的質量而言是完全令人滿意的，它消耗的僅僅是液 氮的蒸發(fā)，事實上，在冷卻過程中沒有使用大量液氮。通常，在工作中，少于5%的液氮被有 效地用于冷卻模具。
[0010] 因此，需要一種設備，其顯著地減少液氮消耗，雖然絕熱能夠被看成一種明顯的解 決方案，但是，對本發(fā)明的研究已經表明，這種潛在的解決方案充滿問題，歸因于熱變形產 生的應力。在那個方面，在輥子的所有點上，Von Mises應力優(yōu)選為低于200MPa (對于安全 系數(shù)2)，更優(yōu)選為低于IOOMPa (對于安全系數(shù)3)。
[0011] 測試和定義 冷凍充氣產品應指的是冷凍甜食，如ICE CREAM第四版W S Arbuckle Chapman & Hall 第297至312頁中描述的。
[0012] 輥子的溫度： 輥子溫度由位于表面下方5毫米處的電阻溫度探針測量。
[0013] Von Misses 應力 Von Mises應力是作用在特定位置的所有應力的幾何組合(三維空間的正應力和全部3 個剪切應力）。它取決于溫度，并且以帕斯卡計量。

【發(fā)明內容】

[0014] 本發(fā)明的目的是提供一種輥子，在其表面上有多個開口型腔，該輥子是中空的，具 有內部腔，所述腔部分地填充液氮，其特征在于，把真空絕熱隔室設置在該輥子的每側， 該真空絕熱隔室在徑向截面上呈現(xiàn)環(huán)形盤形式的大致平坦、圓形外壁，通過兩個部分 連接到輥子側壁，這兩個部分具有： 對于真空板的邊緣部處的部分，大致S形截面， 對于真空板的中心部處的部分，大致S形截面。
[0015] 優(yōu)選地，每個S形截面的特征在于： 聯(lián)接到輥子側且具有半徑Rl的第一彎曲部分 直部分 具有半徑R2的第二彎曲部分，把S形截面聯(lián)接到圓形外壁。
[0016] 優(yōu)選地，該第一彎曲部分通過具有半徑R4的相對的彎曲部分聯(lián)接到輥子側。
【附圖說明】
[0017] 參照專用附圖進一步描述本發(fā)明，其中 ?圖1代表用于執(zhí)行本發(fā)明的過程的設備的示意圖。
[0018] ?圖2代表用于執(zhí)行本發(fā)明的過程的輥子連同其冷卻管路的縱截面。
[0019] ?圖3-8代表具有不符合要求的各種真空側板的輥子截面。
[0020] ?圖9代表具有本發(fā)明的真空側板的棍子截面。
【具體實施方式】
[0021] 如附圖中所公開的，該設備包括一對輥子1和2,它們具有形成在它們的外圓柱表 面上的型腔3。設置第一填充裝置4供應冷凍充氣產品到第一輥子1的型腔3中。設置第 二填充裝置5供應冷凍充氣產品到第二輥子2的型腔3中。如圖1中公開的，第一和第二 填充裝置可以是彼此獨立的，替代地，可以只有一個填充裝置，帶有兩個輸出，每個輥子一 個。未示出的電機裝置布置成使兩個輥子相反地轉動，使兩個表面朝著彼此移動并且把第 一輥子的腔中的冷凍充氣產品壓在處于第二輥子的腔中的冷凍充氣產品上。
[0022] 這兩個適合于相反轉動的輥子安置成彼此接觸?！ū舜私佑|〃指的是，間隙小于 0. 1毫米。這些輥子必須通過循環(huán)適當?shù)闹评淞黧w(例如液氮)而被制冷以便在工作時具有 低于-KKTC的溫度，由表面下方14毫米處的內探針測得。
[0023] 如圖2所示，輥子具有圓柱腔10并且通過軸承12可旋轉地安裝在固定軸11上。 在輥子上固定安裝著鏈輪13,通過鏈輪使輥子旋轉。軸向管14從軸11的一端延伸穿過該 軸，在腔10中開口。管16連接到管14的與腔10相反的開口端。獨立管17延伸穿過管 14。管17終止于腔10,帶有噴嘴18。
[0024] 在操作期間，制冷介質優(yōu)選為液氮通過管17供應并且通過噴嘴18噴射在腔10 中，在此，它將冷卻腔的外壁并且由此冷卻型腔3。制冷介質然后氣化并且通過管14引出通 過管16。
[0025] 最開始，兩個輥子獨立地運轉達到約-160攝氏度的溫度。一旦達到這個溫度，這 兩個輥子就彼此靠近。由于極低溫度引起的收縮，必須總是檢查這兩個輥子各自的位置。
[0026] 冰淇淋潑灑在冷輥子的型腔上。填充有冰激凌的這兩個半型接觸，在此插入棒(未 示出），然后排出完全成形的冰淇淋。
[0027] 這兩個填充裝置都有利地包括緊鄰輥子圓柱表面安裝的歧管，之間有操作時低于 1毫米的間隙。
[0028] 這兩個輥子能夠由例如鋁或鋼制成，并且表面能夠進行涂覆處理以提高硬度(例 如鍍鉻層）或改善脫模(例如PTFE)。型腔形狀遵循脫模性能的標準規(guī)則。優(yōu)選地，在型腔 開口的水平，型腔壁不是大致堅直的。因此允許冷凍充氣產品的更好膨脹和更好的脫模性 能。
[0029] 例子1 (比較例）： 測試平頭接合到輥子側的各個真空板，如圖3、4和5所描繪的。輥子側與真空板之間 的空間處于小于〇. 1毫巴的真空度。
[0030] 輥子邊緣處的Von Mises應力在1000與3000之間，移位超過10毫米。
[0031] 顯然，這是不可接受的。
[0032] 例子2(比較例）： 測試角接合到輥子側的真空板，如圖6所描繪的。輥子側與真空板之間的空間處于小 于0. 1毫巴的真空度。
[0033] Von Mises應力為2500,移位為2. 6毫米。
[0034] 顯然，這是不可接受的。
[0035] 例子3(比較例）： 測試波紋接合到輥子側的真空板，如圖7所描繪的。輥子側與真空板之間的空間處于 小于0. 1毫巴的真空度。
[0036] Von Mises應力降低為700。這仍然是不可接受的。
[0037] 例子4(比較例）： 測試角波紋接合到輥子側的真空板，如圖8所描繪的。輥子側與真空板之間的空間處 于小于0. 1毫巴的真空度。
[0038] Von Mises應力降低為388。這仍然是不可接受的。
[0039] 例子5 (本發(fā)明） 圖9所描繪的真空板安裝到輥子側。該真空板在徑向截面上呈現(xiàn)環(huán)形盤形式的大致平 坦、圓形外壁，通過兩個部分連接到輥子側壁，這兩個部分具有： 對于真空板的邊緣部處的部分，大致S形截面， 對于真空板的中心部處的部分，大致S形截面。
[0040] 每個S形截面的特征在于： 聯(lián)接到輥子側且具有半徑Rl的第一彎曲部分 直部分 具有半徑R2的第二彎曲部分，把S形截面聯(lián)接到圓形外壁。
[0041] 優(yōu)選地，該第一彎曲部分通過具有半徑R4的相對的彎曲部分聯(lián)接到輥子側。
[0042] 優(yōu)選地，該直部分與圓形外壁大致成直角。
[0043] 輥子側與真空板之間的空間處于小于0. 1毫巴的真空度。
[0044] 測試不同的幾何結構，總結在下列表格中。
[0045] 測試這個結構的下列變化從而獲得優(yōu)選解決方案：
【主權項】
1. 親子，在其表面上有多個開口型腔，該親子是中空的，具有內部腔，所述腔部分地填 充液氮，其特征在于， 真空絕熱隔室設置在親子的每側，該真空絕熱隔室在徑向截面上呈現(xiàn)環(huán)形盤形式的大 致平坦的圓形外壁，通過兩個部分連接到親子側壁，該兩個部分具有： 對于真空板的邊緣部處的部分，大致S形截面， 對于真空板的中也部處的部分，大致S形截面。
2. 如權利要求1所述的親子，其中，每個S形截面的特征在于： 聯(lián)接到親子側且具有半徑R1的第一彎曲部分， 直部分， 具有半徑R2的第二彎曲部分，把S形截面聯(lián)接到圓形外壁。
3. 如權利要求1或2所述的親子，其中，該第一彎曲部分通過具有半徑R4的相對的彎 曲部分聯(lián)接到親子側。
【專利摘要】一種輥子，在其表面上有多個開口型腔，該輥子是中空的，具有內部腔，所述腔部分地填充液氮，其特征在于，真空絕熱隔室設置在該輥子的每側，該真空絕熱隔室在徑向截面上呈現(xiàn)環(huán)形盤形式的大致平坦的圓形外壁，通過兩個部分連接到輥子側壁，這兩個部分具有：對于真空板的邊緣部處的部分的大致S形截面；對于真空板的中心部處的部分的大致S形截面。
【IPC分類】A23G9-08, A23G9-22
【公開號】CN104661533
【申請?zhí)枴緾N201380050856
【發(fā)明人】R.J.布特, A.V.姆達利亞爾, G.泰特拉迪斯-邁里斯
【申請人】荷蘭聯(lián)合利華有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年8月28日
【公告號】CA2884725A1, EP2900076A1, US20150245630, WO2014048658A1