(57)【要約】本発明は、アイスクリームに限定されることなく、ポップコーン形の冷凍製品を製造する新規な方法に関する。本発明の方法は、小さな溶球状の冷凍製品を製造するための従来システムとは異なり、液体冷媒に大量（直径方向に沿ってより大きい）の液体組成物を導入して、ポップコーン形の最終生成物を得る。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポップコーン形の冷凍製品を生産するための装置であって、
液体冷媒を含む冷凍チャンバと、
前記冷凍チャンバの上にあって送出供給源から液体組成物を受け取る供給トレイと、を含み、
前記トレイは前記液体組成物の前記トレイからの放出を制御する複数のオリフィスを有し、前記オリフィスは約7/64インチの直径であって、前記供給トレイは冷凍チャンバの液体冷媒の表層より上に約18から22インチ離間して位置していることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記供給トレイは前記オリフィスに接続したドロッパを更に含み、前記液体組成物が前記ドロッパを介して前記冷凍チャンバに送られることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ドロッパはテーパーを有することを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記冷凍チャンバは円錐台形形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記供給トレイに前記液体組成物を提供可能な送出供給源を更に含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記冷凍製品が含水物であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記含水物はアイスクリームであることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
ポップコーン形の冷凍製品を生産する方法であって、
外表面がその内側部分よりも先に凍結し、且つ、内側部分が凍結する前に十分膨張して凍結した外表面を介して破裂するように凍結した製品の液体組成物の粒の大きさを制御するステップと、
制御可能に大きさを設定された前記粒を液体冷媒に導くステップとを含むことを特徴とするポップコーン形の冷凍製品を生産する方法。
【請求項９】
前記粒の大きさを制御するステップは、約7/64インチの直径のオリフィスを有する供給トレイを与えるステップを含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
制御可能に大きさを設定された前記粒を液体冷媒に導く前記ステップは、前記液体冷媒を含むチャンバの上に前記供給トレイを配置するステップと、前記液体組成物を前記供給トレイに導くステップと、重力によって前記液体組成物をオリフィスを通って落下させるステップと、を含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
液体冷媒を含むチャンバ上に供給トレイを配置する前記ステップは、前記液体冷媒の表層上の約18から22インチの位置に前記供給トレイを配置するステップを更に含むことを特徴とする請求項10記載の方法。
【請求項１２】
前記冷凍製品はアイスクリームであることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１３】
前記液体冷媒に制御可能に大きさを設定された粒を導く前記ステップは、蠕動ポンプを使用してフレキシブル管を介して液体組成物を押し出すステップであることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１４】
前記フレキシブル管は、内側部分が凍る前に冷凍製品の液体組成物の外表面を凍らせ、且つ、内側部分が凍結する前に十分に膨張して凍結した外表面を介して破裂するような大きさであることを特徴とする請求項13記載の方法。。
【請求項１５】
前記冷凍製品が前記冷凍チャンバを通過した後、前記冷凍製品を回収するステップと、直径の大きさに基づいて冷凍製品を選別するステップとを更に含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１６】
ポップコーン形の冷凍製品を生産する方法であって、
液体冷媒に粒を導くステップと、
前記粒の外表面を凍結させるステップと、
外表面を凍結させた後、凍結した外表面の内部の液体組成物を膨張させて凍結した外表面を通して破裂させるステップと、を含む方法。
【請求項１７】
前記破裂させるステップは、凍結した外表面の内側の前記液体組成物の温度をその凍結温度近傍まで減じるステップを含むことを特徴とする請求項16記載の方法。
【請求項１８】
前記液体冷媒に粒を導くステップは、蠕動ポンプを使用して、フレックス管を通して前記液体組成物に力を与えるステップを含むことを特徴とする請求項16記載の方法。
【請求項１９】
前記液体冷媒に粒を導くステップは、前記液体冷媒を含むチャンバ上に供給トレイを配置するステップと、
前記液体組成物を前記供給トレイに導くステップと、
前記液体組成物が前記供給トレイ内にあるオリフィスを通って重力によって落下させるステップとを含むことを特徴とする請求項16記載の方法。
【請求項２０】
前記液体冷媒を含むチャンバ上に供給トレイを配置するステップは、前記液体冷媒の表層より上に約18から22インチの位置に供給トレイを配置することを特徴とする請求項19記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願についてのクロス・リファレンス】
【０００１】
本願は、2001年４月６日出願の米国仮出願第60/282,325号の「ポップコーン形アイスクリームの製造方法」の利益を請求する。当該出願の全ての開示は引用によりここに包含されるものとする。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、アイスクリームの調製方法に関し、より詳細にはポップコーン形のアイスクリームの調製方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
アイスクリーム及びフローズンヨーグルト製品の販売が近年、劇的に増加してきている。本願出願人は、溶球状（ビーズ状）の特徴的且つ新規なアイスクリーム、フローズンヨーグルト及びアイス製品の開発を通して製品市場を捕らえてきた。登録商標「Dippin' Dots」や「Ice Cream of the Future」を付されたこれらの製品は、専門レストランで、また各種フェアやテーマパークで、また自動販売機を通して非常にポピュラーな存在となった。
【０００４】
出願人は引用により本願に包含されるものとする1992年6月30日発行の米国特許第5,126,156号による製品の調製及び貯蔵方法についての権利、また同様に引用により本願に包含されるものとする1997年9月9日発行の米国特許第5,664,422号及び1999年12月14日発行の米国特許第6,000,229号による改良に関する権利を有している。それらの中で記載されていている如く、一般的に当該特許方法は、風味付けされた液状の酪農品や他の栄養組成物を供給トレイに送るステップと、冷凍チャンバに当該酪農品等をドリップする（したたり落とす）ステップと、を含んでいる。供給トレイは複数のオリフィスを含み、当該オリフィスを通して液体組成物が液滴若しくは流れとなって冷凍チャンバ内に落下する。ここで「流れ」は凍結前に液滴に分解される。各オリフィスは、トレイに対して下方へ向けて配置される供給ドロッパを対応して有し得る。液体組成物はオリフィスを介してトレイを通過した後に、各オリフィスに関連する供給ドロッパを通過して液滴若しくは液体の流れに形成される。オリフィス若しくはオリフィスと供給ドロッパの組合せは、以後、供給アセンブリとして集合的に称する。
【０００５】
液体組成物の落下する液滴は、オリフィスと冷凍チャンバの底部との間の領域でガス冷媒及び液体冷媒の双方の存在により冷凍チャンバ内で急速に凍結（すなわち、瞬間冷凍）する。これによって、例えば氷に風味をつけたフレーバーアイスクリーム、ヨーグルト若しくは他の栄養製品の固体溶球を形成する。より具体的には、液体の液滴が冷凍チャンバのガス領域内を自由落下して、当該液滴が液体冷媒に接触する前に液滴の外表面が薄い冷凍殻を形成するのである。この薄い冷凍殻は、液体冷媒の表層に衝突したときに液滴の球形を保護する役割を担う。液滴が液体冷媒を通過して、冷凍チャンバの底部にたどり着く前に液滴の残りの部分は完全に凍結する。この冷凍溶球は冷凍チャンバから回収されて、販売・消費のためにパック詰めされる。
【０００６】
上記した急速冷凍プロセスで調製される自由流動溶球状アイスクリームは広範囲に亘る人気及び成功を得たが、アイスクリーム製品における他の特徴的な形状が同様の需要及び成功を得るだろうと考えられた。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、アイスクリームに限定されることなく、ポップコーン形の冷凍製品を製造するための新規な方法に関する。本発明の方法は、小さな溶球状の冷凍製品を製造するための従来システムとは異なり、液体冷媒に大量の（直径方向に沿ってより大きい）液体組成物を導入する。液体冷媒内に非常に多量の液体組成物を導入することによって、凍結方法が実質的に変化して、最終生産物がポップコーン形となるのである。
【０００８】
この点について小さな溶球状の冷凍製品と異なり、液体冷媒に導かれた大量の液体組成物が硬い外皮を生じつつ凍結される（すなわち外側殻を瞬間凍結する）。液体組成物の混合物中に水が存在することでポップコーン形ができると考えられる。つまり、内部温度が凍結温度に近づくと膨張して、外側の冷凍殻が破裂若しくは爆発するからである。このプロセスが最終的な冷凍製品の特徴的なポップコーン形状を形成するのである。１つの実施例において、冷凍製品がアイスクリームであると認められなければならない。しかしながら、他の実施例において、冷凍製品は、シャーベットや、風味付けされた氷若しくは他の冷凍製品であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本願明細書に含まれて一部を構成する添付図面は、いくつかの本発明の態様を示し、詳細な説明と共に本発明の原理を説明する役割を担う。図面中の構成部分は必ずしもスケール通りではなく、本発明の原理を明らかに示すために強調して置き換えられている。更に、図面において、いくつかの図面に亘る同じ参照符は対応する部分を示している。
【００１０】
好適な実施例のさまざまな特徴をまとめるにあたって、図面において図示するとともに本発明の詳細な説明において本発明の詳細を明らかにする。本発明は、これらの図面と関連して記載される一方、本願に開示された実施例の内容に本発明が制限されることを意図していない。一方で、添付された特許請求の範囲に記載の本発明の精神と範囲内に含まれる全ての選択肢、改良及び均等物は本発明に含まれることを意図している。
【００１１】
図１は、ポップコーン形の粒の形成において、自由流動冷凍製品を生産する本発明の実施例に従って製造される改良型の低温プロセッサを示す。瞬間冷凍製品を生産するのに利用される最も重要な方法は、米国特許第5,126,156号、米国特許第5,664,422号及び米国特許第6,000,229号に詳述されている。本発明の特徴的な生産方法の理解を容易にするために以下に要約されるであろう。
【００１２】
この点について、低温貯蔵プロセッサ10は冷凍チャンバ12を含み、当該チャンバは液体冷媒をその中に保持する円錐型タンクとして形成されていることが最も好ましい。冷凍チャンバ12は、内側シェル14及び外側シェル16を含む。断熱材18は、内側シェル14及び外側シェル16の間に配置されて、チャンバ12の熱効率を上げる。図１に示すように、冷凍チャンバ12は、脚22で支えられた独立したユニットである。あるいは、冷凍チャンバ12は、使用されるプロセッサ10を支持するために特別に設けられたフレームに配置されていてもよい。
【００１３】
好ましくは公知の冷凍能力を考慮して液体窒素の如き、冷媒24が冷媒投入口26から冷凍チャンバ12に投入される。冷媒投入口26からチャンバ12内に投入された冷媒24は、冷凍チャンバ内において予め定められた液面レベルを維持するようになされる。つまり、蒸発によって若しくは生産に付随する他の手段によって失われる冷媒24を補うように補充されなければならない。冷凍チャンバ12の液体冷媒24の表層から蒸発したガス冷媒は主にベンチュリ管のノズルを形成する吸引アセンブリ30と協働する出口ポート29を介して気体を吸引する。冷凍製品の取り出しは、冷凍チャンバ12の基部に与えられた製品取り出し口32を介して行われる。
【００１４】
冷媒24が入口26を介して冷凍チャンバ12に投入されるとき、入口26を介して入ることを許容される冷媒24の量及び冷媒24の流速によっては、冷凍チャンバ12内の冷媒24にサイクロン状の渦巻き類似の運動が形成されてしまう。このサイクロン類似の運動は生産工程において有利ではない。なぜなら、冷凍チャンバ12の底部で取り出されるべき冷凍粒が渦巻き状になった冷媒にはらわれて除かれてしまい、そのため回収のために冷凍チャンバの底部に落ちることを妨害されてしまうからである。冷媒のこのような好ましからざるサイクロン類似の運動は、内側殻14の内表面36に取り付けられたバッフル34によって防止される。バッフル34は、冷媒入口26の近傍において、内表面36から内側方向に離間した位置に延在している。更に、バッフル34の脚が冷凍チャンバ12内で実質的に垂直方向になるようにバッフル34が配向される。
【００１５】
調整ドア38を有する周囲空気吸込みポート28及び調整ドア39を有する出口ポート29は、過度の圧力がプロセッサ10内で生じないように且つ供給アセンブリ40内の液体組成物が凍結しないように、液体冷媒24の表層から蒸発するガス冷媒の液面レベルを調整するために提供される。
【００１６】
１つの実施例において、供給トレイ48は、送出源50から液体組成物を受け取り得る。典型的には、ポンプ（図示せず）が供給トレイ48に送出チューブ52を介して液体組成物を送出する。予備混合装置54は、供給トレイ48に送出するために予め定められた濃度に数種類の組成物を混合する。この組成物はすべてが液体である必要はなく、例えば供給アセンブリ40の目詰まりを起こさない程度に十分小さな大きさの粉体フレーバーや他の添加物であればよい。
【００１７】
１つの実施例において、所望の特性の液滴58を形成する供給アセンブリ40とともに供給トレイ48が設計され得る。一様な大きさの冷凍溶球を形成するために、従来のシステムは比較的小さいオリフィスを有するドロッパアセンブリを使用していた。しかしながら、本発明は液体冷媒に液体組成物の非常に大きい（直径方向に沿ってより大きい）流れを導くことによって操作する。したがって、ドロッパ装置が使用される場合、ドロッパ装置の大きさは従来の装置よりも非常に大きくなるだろう。また、供給トレイ48は冷凍チャンバに液体組成物の比較的大きな流れを許容するために底部に複数の大なるオリフィスを有し得る。
【００１８】
ポップコーン形粒56が形成されて、それらはチャンバ12の底部に落ちる。回収システムが取り出し口32でチャンバ12の底部に連結され、粒56を後の販売及び消費のためのパッケージング及び流通ネットワークへ搬送する。単純化のために図１において粒56は小さい点として示した。しかしながら、実際には、それらは比較的大きなポップコーン形の粒である。この点に関して、図３及び４は、本発明により製造されるポップコーン形の冷凍製品を示している。粒は、好ましくは、直径約1/2インチから1インチの範囲内のものである。
【００１９】
システムの１つの特徴によると、プロセッサはベンチュリ管の形を取り得る組み込み型吸引アセンブリ30として設計され得る。周囲の気流が入口28を介して供給アセンブリ40の周囲を通過して液体組成物が内部で凍結しないように、吸引アセンブリ30は空気吸込み口28及び調整ドア38と協働する。これは、吸引アセンブリ30によって吸い込まれて入って来る周囲の空気が供給アセンブリと一直線上にくるようにガス拡散チャンバ46の互いに対向する側面に取付られた吸引アセンブリ30及び空気吸込み口28によって達成される。この構成において、供給アセンブリの周囲の気流は充分な温度に供給アセンブリを暖めて、供給アセンブリの流れチャネル内で液体組成物が凍結するのを防止する。典型的にはエアコンプレッサの如き空気源60が吸引アセンブリ30に取り付けられて、必要な周囲の気流を形成するために適した吸込みを提供する。
【００２０】
上記した如く、空気吸込み口28は調製ドア38を有して、周囲から入る空気量を制御する。ドア38の好適な実施例は、フレーム内に取り付けられた一連の摺動可能なドアセグメントである。ドア38が取り入れ口の最大寸法を露出させる完全な開いた位置とドアが入口28を完全にブロックして周囲の気流の流れを防止する位置との間で所望の流速が達成できるように、この構成は多数の調整の組合せを適応させる。入口ドア38の多数の他の実施例が所望の結果を成し遂げるために使われ得ることを当業者は認識されなければならない。すなわち幾つか挙げると、可変のフローノズル若しくは可調整入口孔などである。
【００２１】
１つの実施例において、ドアは手動で調整される。プロセッサ10の外側のオペレータが、観察、経験若しくは他の要因に基づいてドアの位置を調整することができる。他の１つの実施例では、ドアは、当該ドアを移動自在とするモーター若しくは他の機構によって自動的に調整され得る。かかる実施例において、温度センサ（または他の適当なセンサ）が供給アセンブリ40の周囲の温度を検出するために利用され得る。温度が予め定められた温度以下に低下したときは、モーターは入口28の大きさを増やすためにドアを調整することができる。逆に、温度が予め定められた温度よりも上昇したときは、モーターは入口28の大きさを減少させるようにドアを調整することができる。
【００２２】
他の実施例において、入口28は一定に保持されても良く、吸引源60は供給アセンブリ40の周囲の温度を制御するように調整され得る。かかる実施例において、温度が予め定められたレベル以下に落ちたとき、吸引源60が気流を増やすように制御され得る。逆に、予め定められた温度以上に温度が上がったとき、吸引源60は気流を減少させるように制御され得る。
【００２３】
更に、供給アセンブリ40の周囲の温度は、入口28の大きさやドロッパ44を横切る気流速度の制御の組合せでも制御され得る。すなわち、温度制御は、モータの制御及び吸引源60の制御の組合せを介して実現することができる。
【００２４】
また他の実施例において、モータの制御及び／又は吸引源60の制御は、供給アセンブリ内の液体組成物の流速に基づいて行うこともできる。液面センサーは、供給アセンブリ内の液体組成物の液面レベルを検出するために利用され得る。いくつかのセンサ66が例えば冷凍チャンバ温度、冷媒液面レベル、その他の多数の動作中の値を計るために含まれ得る。これらのセンサは生産工程をモニタして制御出力信号70を生成して、運転制御装置68に各々の入力信号を提供することで冷凍溶球の自動製造を容易にする。図１において、これらのセンサーは点として図示されているが、センサーの実際の構造は実施例毎に異なり得ることが認識されるであろう。
【００２５】
図示された実施例の更に他の実施例によると、プロセッサ10の熱特性が改良される。好ましくは、プロセッサ10は二重壁構造で形成され、内壁14及び外壁16を有する。従来の製造プロセッサでは、壁14及び16の間に発泡ガラス断熱材を含んでいた。しかしながら、本発明の１つの実施例によると、吸引ジャケットがプロセッサ10内の液体冷媒を絶縁するために設けられる。したがって、ポート（図示せず）や吸引供給源（図示せず）は、内壁14及び外壁16の間でチャンバを吸引にするために提供され得る。このような「吸引ジャケット」は発泡ガラスジャケットよりも優れた絶縁特性を提供することが知られている。その結果、液体冷媒が気化したり蒸発する速度が抑制できる。故に、より少ない量の液体冷媒で所与の量の冷凍製品の調製ができる。
【００２６】
低温プロセッサ10は、また上記した低温プロセッサの動作を制御するためのコントロールシステムを含む。この点については、図２が参照される。図２は、各種コントロールバルブを示す低温プロセッサ10のダイアグラム図である。単純のために、図１に示された低温プロセッサのいくつかの詳細は、図２のダイアグラムから削除された。
（本発明の方法）
低温プロセッサシステムの一般的な部品及び特徴を記載すると、本発明の方法は、ポップコーン形のアイスクリームを製造する方法として参照される。この点において、従来のシステムの一般的な構造は、本発明の方法を実行する際に利用され得る。しかしながら、少なくとも１つの基本的な違いが実行される。従来のシステムにおいて、小さくて一様な大きさの溶球を得るために、ドロッパアセンブリを介して液体冷媒に液体組成物をいかに導入するかの制御が重要だった。
【００２７】
しかしながら、本発明においては、液体冷媒に非常に多量の大なる（直径方向に沿って大きい）液体組成物を導こうとする。このための１つの方法は、液体組成物の複数の流れを液体冷媒に注入することができる非常に大きなオリフィスを有する供給トレイを提供することである。液体冷媒に液体組成物の非常に多くの量を導くことによって、冷凍プロセスは最終生産物に図５に示すポップコーン形状を与えるように実質的に変化する。
【００２８】
かかる点において小さな溶球の冷凍と異なり、液体冷媒に導入される多量の液体組成物は、凍結した硬い外皮（すなわち、瞬間冷凍外殻）で覆われる。液体組成物の混合物中に水が存在するとき、内部の温度が凍結温度に接近すると膨張して、外側の冷凍殻を通して破裂すると考えられている。このプロセスが最終的な冷凍製品の特徴的なポップコーン形状を形成する。
【００２９】
供給トレイの大なるオリフィスを介して液体組成物の流れを注入する代わりに、組成物はぜん（蠕）動ポンプとフレキシブル管とを介して押し出されてもよい。蠕動ポンプの構造及び動作は、さまざまな産業分野で知られている故に、本願明細書においては記載しない。
【００３０】
図3Aから3Gを参照すると、本発明のシステム及び方法を使用した最終的な製品としてのさまざまな「ポップコーン」形が示される。これらの図面から直ちに観察することができるように、ポップコーンの如く、本発明のシステム及び方法によって製造される冷凍製品のさまざまなカーネルは、広く様々な形状を有し得る。図４を参照すると、本発明により製造された冷凍製品の１つの供給形態が示される。この点において、該製品は透明なカップ（または他の容器）で与えられ得る。
【００３１】
図５は、ポップコーン形の冷凍製品が製造される方法を示す線図として参照される。しかしながら、図５の内容は図示された方法に限定することを目的とするのではなく、文字通りに若しくは極端に制限的に解釈されるべきでないことを理解されたい。この点について、本発明の１つの実施例において、液体組成物は、供給トレイの底部に与えられたオリフィスを介して放出される。液体組成物がオリフィスを通過するとき、液滴若しくはより好ましくは連続した流れ150で通り抜けることができる。供給トレイ48及び液体冷媒の間に配置される空間に流動組成物が自由落下するとき、特に液体冷媒24の表層に近づくときに、それらは分離して破壊され始める。液体冷媒24に突入する直前の液体組成物の流れ150から生じる小球152が図５に示される。
【００３２】
液体冷媒24に導入される液体組成物の液滴が小さくなるように、従来技術のシステムの低温プロセッサが設計されてきたが、本発明のプロセッサは、液体冷媒24に液体組成物152のより大きい小球を導く。より大きい小球を導くことがポップコーン形状の製品を最終的に得る方法に冷凍方法を変化させるのである。
【００３３】
我々は、より大きな小球を導くことがポップコーン形の製品をつくるしくみは、液体組成物の主要な構成要素である水の冷凍特性によるものであると仮定している。凍結時に水が膨張することは周知であって、膨張率は凍結速度に反比例する。液体組成物の液滴が小さいときには、ドロップレット全体が急速に凍結すると考えられ、組成物の水の膨張が抑えられる。すなわち液滴の内外の冷凍速度の差はほとんどない。対照的に、組成物がより大きな小球154として液体冷媒に導かれるときには、小球の内外部分の冷却速度の大きな差が形成されると考えられる。小球の外側が液体冷媒と直接接触するとき、当該外側は小球の内側よりも先に凍結状態に達し、内側の液体組成物を包囲している冷凍組成物の外側殻155を形成すると考えられる。その後で、外側部分よりもゆっくりと凍結する内側の液体組成物157が膨張し続けると考えられる。最終的に、内側の液体組成物の膨張による圧力は、外側殻158の１箇所以上で破裂し、小球内部の空間から液体組成物が外殻158を介して突発する。これが生じて、冷凍プロセスは、特徴的なポップコーン形状160を有する固体の冷凍製品の形成を完了する。周知の如く、液体組成物及び冷凍製品の密度は液体冷媒の密度よりも大である。故に、冷凍製品は、液体冷媒24を通って重力により、最終的に冷凍チャンバの底部に落ち続ける。そこで冷凍製品はパッケージング及び頒布のために回収される。
【００３４】
本発明のシステム及び方法が様々な形状及び大きさの冷凍製品を生産できることを理解されるだろう。したがって、出荷及び配布のための包装の前に、追加のステップ及び設備は、大きさ及び／又は形状ごとに冷凍製品を分離及び／又は選別するために利用されることができる。この点については、製品は、連続して異なった大きさを設定された（例えば、次第に小さくなるような）開口部を有する格子やふるいに通され得る。最大のピースが第１ステップで選別され、次の選別ステップで若しくは格子ステップが徐々に小さい製品サイズを順次選別し得る。
【００３５】
上記した如く、本発明の１つの実施例は、液体冷媒24の表面上約18から22インチに配置された供給トレイを介して液体組成物を通すことによって液体冷媒24に液体組成物を導き得る。重力によって液体組成物が供給トレイ48のオリフィスを通って流れ、液体冷媒24の上にある空間を通して自由落下するときに液体組成物を個々の小球に霧状若しくは微粒子状にした後に液体冷媒24を通過する。しかしながら、他の方法と装置が液体組成物を液体冷媒24に導くために使用され得ることが認められなければならない。例えば、実施例において、蠕動ポンプ170は小球174を液体冷媒24に導くフレキシブル管172を介して、液体組成物をポンプ送出するために利用され得る。本発明の範囲及び趣旨と整合する限り、他の方法が液体組成物を液体冷媒24に導くために使用されてもよい。
【００３６】
図６は、本発明の１つの実施例に従って実行される最も重要な方法ステップを示すフローチャート図180として参照される。第１ステップ182は、液体組成物の大きさの制御された粒を生成する。前述したように、粒は液体組成物を供給トレイ48の底部のオリフィスを通すことで生成することができる。粒は、供給トレイ48の底部のオリフィスの大きさを制御可能に設定することによって制御可能な大きさを設定され得る。本発明の１つの実施例によると、約7/64インチの直径を有するオリフィスは、約1/2から１インチまでの範囲で変動する直径を有するポップコーン状冷凍製品を生成する。本発明の他の実施例によると、蠕動ポンプが利用され、液体組成物の小球の大きさは、液体組成物を通過させるために使用されるフレキシブル管の直径によって制御され得る。
【００３７】
その後で、液体組成物は、液体冷媒（例えば液体窒素）に導かれる（ステップ184）。液体冷媒へ液体組成物の粒が導入されるとすぐに、粒の外表面は瞬間凍結し、実質的に液体の内部空間を包囲する殻、すなわち外側殻を形成する。液体冷媒を通って粒を自由落下させたとき、粒の内部の液体は一定温度以下に低下する。内部の液体温度が凍結温度に接近すると液体組成物内の水によってこれは膨張する。
【００３８】
凍結した外側殻に対して与えられるこれらの膨張圧力のために、冷凍殻は最終的に破裂したり若しくは爆発し、一度球状に形成された製品において相当なゆがみが生じる。この破裂したり若しくは爆発工程により生じたゆがめられた形状がポップコーン・カーネルの形状に非常に良く似ている。この冷凍製品は、冷凍チャンバの底部にたどり着く前に完全に固まるように液体冷媒を通って自由落下する。その後で、冷凍製品は、例えば図２に示されるような輸送若しくは搬送システムを用いて冷凍チャンバの底部から回収され得る（ステップ188）。その後で、冷凍製品は、輸送のためにパックされ得る。更に、１つの実施例と関連して、冷凍製品は、ある大きさに分離され得る。この点において、本願明細書において記載されているシステム及び方法から製造される製品は様々な大きさや形状を有する冷凍製品ピースに結果としてなることが理解される。冷凍製品を比較的大きい又は荒い粒状度を有するふるいに通すことによって、冷凍製品の最大のピースは、製品の残りから別に分類され得る。これらのより大きいピースは、輸送のために別に包装され得る。続いて、連続したふるい分け若しくはフィルタステップが行われて、連続的に徐々に小さい製品のピースを分類する。あるいは、製品は混合サイズ及び混合形状のピースによってパックして頒布され得る。
（経験的なデータ）
上記したシステム及び方法の利用において、各種製造工程はいくつかの異なる状況の下で実行された。以下は、上記方法のこれらのテスト過程から経験的なデータをまとめたものである。
【００３９】
第１テスト運転では、１ガロンの液体組成物が３分ちょうど供給トレイ48内で処理されて、総重量81.8オンスのポップコーン形製品を生じた。より大なるピースは合計の約20％、すなわち約15.3オンスを含んでいた。
【００４０】
第２テスト運転において、１ガロンの液体組成物が２分ちょうど処理されて、総重量70.7オンスを生じた。より大なるピースはこの過程の合計で約14％、すなわち約10.2オンスを含んでいた。
【００４１】
上記したシステムの他のテスト運転において、供給トレイのオリフィス寸法は7/64インチに修正され、500ミリリットルの液体アイスクリームミックスのサンプルがオリフィストレイによって注入された。混合は、トレイ内の１インチ深さのレベルでトレイを介して行われた。この製造工程では、約5％の大なるかたまり及び分割溶球、10％の小さいポップコーン状のピース、25％の直径約２ミリメートル溶球、25％の直径約４ミリメートル溶球、35％の直径約８から12ミリメートル溶球である冷凍製品になった。
【００４２】
前述の説明は、図示及び説明のために開示された。それらは本発明を開示された正確な形式に厳格に制限することを意図するものではない。明らかな変更態様若しくはバリエーションが上記教示を考慮して可能である。ここに議論される実施例は、本発明の原理を最もよく示すものを提供するように選択されて記載された。このことにより実際的なアプリケーションは、当業者であればさまざまな実施例において本発明を利用できることであろう。更に、特定の使用に対するさまざまな改良が熟考された。公平且つ法的に権利を与えられた範囲により解釈されたとき、全てのこの種の変更態様及びバリエーションが添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ポップコーン形冷凍製品を調製するために使用され得る低温プロセッサの断面の立面図である。
【図２】さまざまな特徴を示す改良型の低温プロセッサ及び低温プロセッサ及び輸送アセンブリの態様の線図である。
【図３Ａ】本発明の装置及び方法によって製造されるポップコーン形冷凍製品の１つの粒の形状を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の装置及び方法によって製造されるポップコーン形冷凍製品の１つの粒の形状を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の装置及び方法によって製造されるポップコーン形冷凍製品の１つの粒の形状を示す図である。
【図３Ｄ】本発明の装置及び方法によって製造されるポップコーン形冷凍製品の１つの粒の形状を示す図である。
【図３Ｅ】本発明の装置及び方法によって製造されるポップコーン形冷凍製品の１つの粒の形状を示す図である。
【図３Ｆ】本発明の装置及び方法によって製造されるポップコーン形冷凍製品の１つの粒の形状を示す図である。
【図３Ｇ】本発明の装置及び方法によって製造されるポップコーン形冷凍製品の１つの粒の形状を示す図である。
【図４】本発明の装置及び方法によって製造されるポップコーン形冷凍製品の（透明なカップ内の）１つの提供単位の斜視図である。
【図５】本発明の冷凍製品の特徴的なポップコーン形を最終的に得るための凍結方法を示すダイアグラム図である。
【図６】本発明による方法の最も重要な動作を示すフローチャート図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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