МАШИНА И СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЯЕМОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОХЛАЖДЕННОГО ПИЩЕВОГО ПРОДУКТА С АЭРИРОВАННОЙ ИЛИ ВЗБИТОЙ ТЕКСТУРОЙ
MACHINE AND SYSTEM FOR PREPARING COOLED FOOD PRODUCT WITH AERATED OR WHIPPED TEXTURE IN CONTROLLED MANNER

Область техники, к которой относится изобретения
Изобретение относится к машине и системе для обработки пищевого продукта с целью приготовления аэрированного или взбитого охлажденного пищевого продукта, такого как замороженное мороженое или взбитые охлажденные молочные продукты, по мере необходимости и управляемым образом, причем система содержит машину для приготовления продуктов и специальный упаковочный контейнер.
Уровень техники
В области машин для обработки пищи и напитков известны устройства, с помощью которых можно готовить замороженное кондитерское изделие, такое как мороженое, путем смешивания ингредиентов в специальном сосуде и охлаждения смеси в течение определенного количества времени. Однако эта процедура приготовления имеет ряд недостатков. В частности, все ингредиенты должны предварительно перемешиваться, объем таких машин обычно соответствует пяти или более подаваемым порциям одного вкуса, а необходимое для приготовления время составляет приблизительно полчаса. Кроме того, необходимые для приготовления ингредиенты контактируют с большим числом деталей машины для приготовления (т.е. мешалкой, резервуарами или дозатором), каждую из которых необходимо очищать.
Существует потребность в более удобном приготовлении охлажденных кондитерских изделий или десертов, в частности, в уменьшении времени приготовления, исключении трудностей, связанных с очисткой контактирующих с пищей поверхностей, и обеспечении по мере необходимости привлекательной текстуры и разнообразия продуктов.
Кроме того, существует потребность в предоставлении потребителям ассортимента различных свежеприготовленных охлажденных продуктов автоматизированным и хорошо управляемым образом.
Конструкция машин, таких как устройства для изготовления сорбета, характеризуется наличием мешалки, по существу предназначенной для аэрации продукта в процессе его охлаждения с целью обеспечения однородной текстуры и увеличения объема продукта. При производстве замороженных кондитерских изделий постепенно происходит кристаллизация жидкости, при этом крупные кристаллы непрерывно разбиваются мешалкой. Обычно машину и ее мешалку необходимо очищать, и приготовление замороженного продукта занимает, как правило, полчаса.
Документ WO 2010/149509 относится к системе для приготовления одной свежеприготовленной порции замороженного кондитерского изделия, причем система содержит цилиндрический контейнер, предназначенный для вставки в специальное устройство для приготовления, имеющее теплопередающую часть, при этом указанный контейнер содержит по меньшей мере один скребок, представляющий собой перемешивающее средство, выполненное с возможностью перемещения внутри контейнера, и ингредиенты для производства замороженного кондитерского изделия при их охлаждении и перемещении. Перемешивающее средство контейнера выполнено так, чтобы совершать вращательное и осевое колебательное движение внутри контейнера. Таким образом, скребок расположен на одной оси с корпусом контейнера.
Документ US 7,878,021 относится к устройству для изготовления мороженого, который содержит лопаточный элемент, представляющий собой перемешивающее средство, установленное в двустенном контейнере, и корпус, содержащий приводящий механизм, который может обеспечивать вращательное движение лопатки относительно двустенного контейнера. Внутренняя стенка образует стакан, а для скобления внутренней стенки используется лопатка в форме ложки. Движение лопаточного элемента обеспечивается путем сохранения лопаточного элемента в неподвижном состоянии со смещением его поверхности скобления параллельно внутренней поверхности контейнера и путем приведения контейнера во вращение вокруг его центральной оси.
Документ US 20060263490 относится к устройству для изготовления замороженных кондитерских изделий, которое содержит чашку, держатель чашки, имеющий вращающийся соединитель для поворотного сцепления с чашкой, и съемную мешалку, расположенную неподвижно, причем корпус находится над держателем чашки для перемешивания кондитерской смеси в чашке при вращении чашки посредством вращающегося соединителя.
Из существующего уровня техники, согласно документу US 5363746 А, известен кухонный прибор, обеспечивающий автоматическое приготовление десертов в соответствии с предварительно запрограммированными в нем инструкциями. В документе ЕР 2266418 А1 описано устройство для приготовления замороженных кондитерских изделий в контейнере, содержащем ингредиенты для приготовления замороженного продукта, который будет перемещаться и охлаждаться в устройстве. В документе WO 2012/122594 А1 существующего уровня техники описано устройство для изготовления мороженого, которое содержит вращающуюся лопатку и работой которого управляет процессорный модуль. Кроме того, известны, например, документ WO 99/21466 А1, в котором описан смешивающий аппарат, содержащий встроенный блендер для обработки находящегося внутри продукта, и документ ЕР 0162023 А2, в котором описан бытовой прибор, содержащий устройства для определения консистенции мороженого.
Таким образом, настоящее изобретение по существу направлено на создание машины, которая может изготавливать множество свежеприготовленных охлажденных, аэрированных или взбитых пищевых продуктов удобным, автоматизированным и хорошо управляемым образом, уменьшая время приготовления.
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является устранение вышеописанных проблем. Также изобретение направлено на достижение других целей и, в частности, на решение других проблем, которые будут упомянуты в остальной части настоящего описания.
В первом аспекте в изобретении предложена машина для приготовления охлажденного пищевого продукта, содержащая:
- приемное гнездо для размещения контейнера, содержащее теплообменный элемент, имеющий внутреннюю теплообменную контактную поверхность, расположенную так, чтобы контактировать с наружной поверхностью боковой стенки контейнера, когда контейнер помещен в машину;
- охлаждающий блок, расположенный с возможностью охлаждения теплообменного элемента; и
- перемешивающий блок, выполненный с возможностью соединения с перемешивающим элементом и расположенный с возможностью приведения перемешивающего элемента в по меньшей мере одно вращательное движение;
причем машина содержит:
устройство измерения температуры продукта в процессе приготовления;
блок управления для автоматической установки выходных параметров в соответствии с входными параметрами, которые принимаются блоком управления и сравниваются с пороговыми значениями, хранящимися в блоке;
причем выходные параметры содержат по меньшей мере одну скорость вращения перемешивающего элемента и мощность охлаждения теплообменного элемента; и
при этом входные параметры содержат любое одно или более из измеренной температуры продукта и времени перемешивания.
Соответственно, машина, как определено, может обеспечивать широкий ассортимент свежеприготовленных охлажденных продуктов, таких как замороженный или охлажденный пищевой продукт с надлежащей текстурой и требуемой степенью аэрации.
Предпочтительно машина дополнительно содержит датчики крутящего момента, соединенные с перемешивающим средством для определения изменения вязкости продукта в процессе приготовления, и причем входные параметры дополнительно содержат регистрируемое значение крутящего момента. Таким образом можно обеспечить желаемую вязкость продукта, а также управление приготовлением в зависимости от изменения вязкости продукта. В результате этого можно существенно уменьшить время приготовления и успешно получить конечную желаемую текстуру.
В возможном варианте машина дополнительно содержит датчик объема продукта, например, ультразвуковой датчик, для регистрации увеличения объема (т.е. прироста) продукта в контейнере в процессе аэрации. Датчик объема (или прироста) продукта позволяет управлять параметрами приготовления, такими как время перемешивания и/или скорости вращения перемешивающего средства.
Предпочтительно машина дополнительно содержит систему подачи воздуха для подачи воздуха в продукт, а входные параметры дополнительно содержат регистрируемый объем продукта, и/или выходные параметры дополнительно содержат время активации системы подачи воздуха.
Путем управляемого принудительного введения воздуха в продукт в процессе перемешивания достигается возможность увеличения прироста в процессе приготовления и/или существенно уменьшается время приготовления. В частности, можно получить продукт с большим количеством захваченного воздуха по сравнению с использованием только механического перемешивания. Это также позволяет увеличить ассортимент продуктов, которые можно приготовить с помощью машины.
В одном аспекте блок управления дополнительно выполнен с возможностью управления приготовлением охлажденного продукта посредством хранения выходных параметров и/или установленных пороговых значений входных параметров, которые зависят от типа приготавливаемого охлажденного продукта. Параметры, такие как скорости вращения перемешивающего средства, таким образом можно точно регулировать в зависимости от типа приготавливаемого продукта, в частности, для достижения желаемой аэрации и кристаллизованной или кремообразной текстуры. Например, выходные параметры и/или установленные пороговые значения входных параметров можно определять конкретно для продуктов, таких как взбитый йогурт, молочный смузи, мороженое, сорбет, щербет, фруктовый лед, замороженный йогурт, замороженный молочный продукт, мягкое мороженое, гранита, мелорин, замороженный крем, замороженное кондитерское изделие без молока, молочное мороженое, фруктовый лед на палочке, итальянское мороженое или замороженное желе, или охлажденные десерты, такие как муссы, кофе латте или молочные коктейли.
Кроме того, блок управления может быть дополнительно выполнен с возможностью управления приготовлением охлажденного продукта путем хранения выходных параметров и/или установленных пороговых значений входных параметров в соответствии с различными фазами в процессе приготовления охлажденного продукта, причем выходные параметры имеют разные значения.
Действительно, типы охлажденных продуктов характеризуются конкретными требованиями к приготовлению для получения желаемого качества, причем более высокое качество может достигаться при пофазовом регулировании.
В первом примере для определенных продуктов, таких как фруктовый смузи, лучше начать перемешивание продукта с высокой скоростью, пока его температура близка к температуре окружающей среды и не является слишком низкой. Если начать перемешивание, когда продукт уже по существу значительно охлажден, будут образовываться нежелательные кристаллы, которые будут сдерживать прирост продукта. Таким образом, для такого продукта было бы предпочтительно использовать разные фазы перемешивания в зависимости от температуры продукта. Во втором примере для определенных продуктов с низкой вязкостью при температуре окружающей среды, таких как мороженое, важно перемешивать продукт с низкой скоростью для предотвращения расплескивания, а затем по достижении продуктом определенной вязкости можно увеличивать скорость/скорости вращения. Для приготовления этих охлажденных продуктов также предпочтительно пофазовое регулирование.
В предпочтительном варианте машина содержит средство распознавания, соединенное с блоком управления для взаимодействия с идентификационным средством контейнера. Блок управления дополнительно выполнен с возможностью управления приготовлением охлажденного продукта в соответствии с типом охлажденного продукта, идентифицируемого средством распознавания. Основное преимущество заключается в том, что приготовление можно идеально отрегулировать с учетом идентифицированного продукта без риска ошибки. Кроме того, можно легко расширить ассортимент продуктов, которые можно потенциально приготовить. Пользовательский интерфейс машины также можно соответствующим образом упростить.
В соответствии с аспектом изобретения перемешивающий блок предпочтительно расположен с возможностью приведения перемешивающего элемента в сложное движение, причем сложное движение содержит первое вращательное движение перемешивающего элемента вокруг его продольной оси (Z), расположенной со смещением от центральной продольной оси (X) приемного гнезда и/или контейнера, и при этом второе вращательное движение содержит планетарное вращательное движение вокруг центральной продольной оси (X) контейнера или гнезда, и при этом выходные параметры содержат первую скорость первого вращательного движения и вторую скорость второго вращательного движения перемешивающего элемента.
Такое сложное движение обеспечивает циркуляцию жидкости или пенно-жидкостной смеси, или частично кристаллизованной жидкости, или продукта из пенно-жидкостной смеси в контейнере от периферии к внутреннему пространству, а также от внутреннего пространства к периферии контейнера. В настоящем документе под «внутренним пространством» подразумевается область, направленная к центру контейнера или находящаяся рядом с ним, в то время как под «периферией» подразумевается область, находящаяся рядом с боковой стенкой контейнера или вблизи нее. По существу в контейнере не остается жидкого продукта, который не подвергается перемешиванию в процессе приготовления. В результате этого под действием принудительной конвекции в контейнере обеспечивается улучшенный теплообмен между теплообменным элементом и продуктом. В частности, предотвращается образование твердой кристаллизованной корки или пленки, например, в замороженном продукте, у внутренней поверхности контейнера. Таким образом, предотвращается изоляция продукта и снижение эффективности теплопередачи продукту и от него во внутреннем пространстве контейнера. Также улучшается аэрация продукта, чем компенсируется возможность уменьшения способности определенных исходных продуктов длительного хранения, таких как термически обработанные продукты, образовывать пену.
Машина в соответствии с изобретением предпочтительно содержит перемешивающий элемент, предназначенный для выборочного или съемного соединения с перемешивающим блоком машины. Перемешивающий элемент может быть выполнен как часть машины или альтернативно может быть предусмотрен внутри самого контейнера. Таким образом, перемешивающий элемент предпочтительно имеет такую форму, которая позволяет взаимодействовать с внутренней поверхностью контейнера, такой как внутренняя поверхность охлаждения. Перемешивающий элемент может быть выполнен с возможностью использования в качестве перемешивающего средства для обработки, т.е. перемешивающего элемента для приготовления продукта, а также ложки для употребления полученного кондитерского изделия.
Когда перемешивающий элемент соединен с перемешивающим блоком машины, он предпочтительно расположен относительно контейнера и/или приемного гнезда машины так, что его продольная ось смещена относительно центральной продольной оси приемного гнезда и/или центральной продольной оси контейнера. Перемешивающий элемент может быть расположен параллельно или с небольшим наклоном относительно центральной продольной оси приемного гнезда и/или центральной продольной оси контейнера.
Перемешивающий элемент предпочтительно расположен так, что его продольная ось находится на постоянном расстоянии со смещением по горизонтали от центральной оси приемного гнезда, содержащего теплообменный элемент, и/или центральной оси контейнера. Перемешивающий блок также может быть выполнен с возможностью изменения расстояния по горизонтали между продольной осью перемешивающего элемента и центральной продольной осью приемного гнезда и/или центральной продольной осью контейнера.
Планетарное вращательное движение (здесь и далее называемое «вторым вращательным движением») перемешивающего элемента вокруг центральной продольной оси контейнера может быть направлено в том же или противоположном направлении относительно первого вращательного движения перемешивающего элемента вокруг его собственной оси.
Иными словами, перемешивающий элемент выполнен с возможностью эпициклического вращения относительно центральной оси контейнера (или приемного гнезда), в то время как перемешивающий элемент или контейнер выполнены с возможностью вращения в планетарной конфигурации вокруг центра контейнера.
Скорости первого и второго вращательных движений перемешивающего элемента устанавливают в зависимости от типа изготавливаемого охлажденного кондитерского изделия (например, замороженного десерта или взбитого охлажденного молочного изделия), и они предпочтительно отличаются друг от друга. В этих вариантах необходимо учитывать разные показатели вязкости исходного кондитерского изделия. Например, для жидкостей с низкой вязкостью могут требоваться более низкие скорости для предотвращения разбрызгивания. Кроме того, прирост конечного охлажденного кондитерского изделия должен соответствовать уровню, который различается в зависимости от типа желаемого кондитерского изделия.
Например, угловая скорость ω2 второго вращательного движения может быть меньше угловой скорости ω1 первого вращательного движения мешалки. Это может быть уместно, например, в случае приготовления мороженого. Например, угловая скорость ω2 может составлять предпочтительно меньше 35%, более предпочтительно меньше 25%, еще более предпочтительно меньше 15% угловой скорости ω1.
В предпочтительном примере угловая скорость ω1 предпочтительно находится в диапазоне от 100 до 2000 об/мин, более предпочтительно от 300 до 1600 об/мин. Кроме того, угловая скорость ω2 предпочтительно находится в диапазоне от 10 до 300 об/мин, более предпочтительно от 20 до 90 об/мин.
В других возможных вариантах угловая скорость ω2 второго вращательного движения равна или больше угловой скорости ω1 первого вращательного движения мешалки.
Множество движений перемешивающего элемента может дополнительно содержать прямолинейный перенос перемешивающего элемента. Прямолинейный перенос перемешивающего элемента предпочтительно осуществляется в направлении, лежащем в иной плоскости, чем первое или второе вращательное движение перемешивающего элемента.
Прямолинейный перенос перемешивающего элемента предпочтительно представляет собой линейное движение в направлении, параллельном внутренней поверхности (предпочтительно поверхности боковой стенки), такой как внутренняя поверхность охлаждения контейнера. Таким образом, прямолинейный перенос осуществляется предпочтительно вдоль оси направления, расположенного под углом относительно оси вращения контейнера и/или центральной оси гнезда.
Между направлением прямолинейного переноса перемешивающего элемента и соответствующей осью вращения контейнера или гнезда предпочтительно образован острый угол от 5° до 60°, более предпочтительно от 10° до 50°, еще более предпочтительно от 15° до 45°.
Перемешивающий блок также может быть предназначен для обеспечения линейного движения перемешивающего элемента в направлении, по существу параллельном оси вращения контейнера.
В предпочтительном варианте осуществления перемешивающий блок машины предназначен для вращения перемешивающего элемента, соединяемого с перемешивающим блоком, внутри контейнера вокруг по меньшей мере двух отличных друг от друга осей вращения. Кроме того, перемешивающий блок предназначен для перемещения перемешивающего элемента в направлении, параллельном внутренней поверхности контейнера, такой как внутренняя поверхность охлаждения контейнера.
Блок управления машины может быть дополнительно предназначен для обеспечения непрерывного и/или прерывистого движения перемешивающего элемента вокруг соответствующих осей соответствующим образом в желаемых направлениях.
Блок управления машины предназначен для управления работой и изменения работы теплообменного элемента машины. В частности, можно управлять состоянием включения и выключения, а также мощностью охлаждения.
«Мощность охлаждения» обычно задают путем регулирования скорости компрессора и путем изменения степени открытия запорного вентиля, расположенного между компрессором и теплообменным элементом (т.е. испарителем) в контуре охлаждения.
Машина может дополнительно содержать датчики крутящего момента, соединенные с перемешивающим блоком и/или блоком управления. Датчики крутящего момента могут регистрировать крутящий момент, пропорциональный электрическому току. Соответственно, блок управления предпочтительно предназначен для регулирования по меньшей мере скоростей вращения перемешивающего элемента в ответ на информацию, полученную от датчиков крутящего момента. Информация о вязкости продукта, которая регистрируется датчиками крутящего момента, может приводить к останову приготовления по рецептуре при достижении продуктом целевой вязкости. Для этого в ответ на информацию о пороговом значении вязкости блок управления останавливает вращательные движения мешалки и необязательно также останавливает охлаждающий блок или уменьшает электрическую мощность охлаждающего блока до некоторого значения.
Таким образом, блок управления может изменять направление и/или скорость множества движений перемешивающего элемента, соединенного с перемешивающим блоком, в зависимости от вязкости продукта, которая регистрируется датчиками крутящего момента.
Машина оснащена датчиками температуры для подачи информации о температуре пищевого продукта внутри контейнера. Датчики температуры соединены с блоком управления машины так, что блок управления может изменять направление и/или скорость множества движений перемешивающего элемента, соединенного с перемешивающим блоком, в зависимости от температуры пищевого продукта внутри контейнера. Информация о температуре продукта, которая регистрируется датчиками температуры, также может приводить к останову приготовления по рецептуре при достижении продуктом целевой температуры. Для этого в ответ на информацию о пороговом значении температуры блок управления останавливает вращательные движения мешалки и необязательно также останавливает охлаждающий блок или уменьшает электрическую мощность охлаждающего блока до некоторого значения.
Управление прекращением приготовления по рецептуре также может осуществляться по комбинации информации о регистрируемом значении вязкости и температуре продукта.
Теплообменный элемент машины предпочтительно выполнен в виде одной части с приемным гнездом для размещения контейнера в машине. Теплообменный элемент предпочтительно представляет собой испаритель, соединенный с контуром охлаждения машины. Таким образом, теплообменный элемент предпочтительно представляет собой по существу кольцевой элемент, образующий часть приемного гнезда и выполненный с возможностью контакта с наружной окружной стенкой специального контейнера.
Машина может дополнительно содержать систему разморозки для облегчения снятия контейнера с машины.
В дополнительном аспекте изобретение относится к системе, содержащей машину, как описано выше, и дополнительно содержащей контейнер для хранения определенного количества ингредиентов.
Контейнер предпочтительно представляет собой одноразовый контейнер, обеспечивающий исходный упаковочный контейнер для определенного количества ингредиентов. Упаковочный контейнер предпочтительно содержит ингредиенты кондитерского изделия, которые хранятся в условиях окружающей среды и подходят для хранения в течение длительного периода времени (например, нескольких недель). Ингредиенты кондитерского изделия предпочтительно представляют собой ингредиенты в жидком виде. Кроме того, контейнер также предназначен для использования в качестве контейнера для обработки, т.е. контейнера для приготовления замороженного кондитерского изделия, а также в качестве контейнера для подачи, т.е. контейнера, из которого потребитель может непосредственно употреблять полученное замороженное кондитерское изделие. Предпочтительно упаковочный контейнер содержит идентификационное средство, содержащее код рецептуры, относящийся к типу приготавливаемого охлажденного продукта. В предпочтительном варианте идентификационное средство содержит по меньшей мере один штрихкод.
Используемый в настоящем изобретении термин «одноразовый контейнер» охватывает любой контейнер, подходящий для утилизации после использования и для приготовления одной порции охлажденного продукта. Таким образом, контейнеры предпочтительно являются по меньшей мере частично перерабатываемыми.
Предполагается, что в настоящей заявке термин «охлажденный пищевой продукт» относится к разным типам охлажденного, холодного или по меньшей мере частично замороженного кондитерского изделия. К не имеющим ограничительного характера примерам относятся взбитый йогурт, молочный смузи, мороженое, сорбет, щербет, фруктовый лед, замороженный йогурт, замороженный молочный продукт, мягкое мороженое, гранита, мелорин, замороженный крем, замороженное кондитерское изделие без молока, молочное мороженое, фруктовый лед на палочке, итальянское мороженое или замороженное желе, или охлажденные десерты, такие как муссы, кофе латте или молочные коктейли.
Контейнер содержит корпус, который предпочтительно представляет собой одностенный элемент, содержащий полость для ингредиентов. Корпус контейнера предпочтительно по меньшей мере частично изготовлен из металла, такого как алюминий или сталь, и/или из пластмассового материала. Корпус также может быть по меньшей мере частично изготовлен из биоразлагаемого материала, такого как картон или крахмал-ПЛА.
Предпочтительно, чтобы толщина корпуса была достаточно малой, чтобы обеспечивать эффективную теплопередачу и, следовательно, охлаждение продукта за короткий срок, предпочтительно менее чем за 5 минут. В частности, толщина корпуса находится в диапазоне от 0,03 до 5 мм, предпочтительно от 0,05 до 2 мм.
В предпочтительном варианте осуществления корпус контейнера имеет форму перевернутого конуса или изогнутую форму. Контейнер предпочтительно вращательно симметричен относительно своей центральной продольной оси вращения.
Контейнер может содержать теплопередающую часть, предпочтительно выполненную в виде одной части с корпусом контейнера. Теплопередающая часть предпочтительно изготовлена из материала с улучшенной теплопроводностью, такого как, например, алюминий или сталь. Теплопередающая часть предпочтительно расположена так, что накладывается на внутреннюю теплообменную контактную поверхность машины, когда контейнер расположен в ее гнезде. Теплопередающая часть предпочтительно представляет собой кольцевую часть определенной высоты h1.
Контейнер предпочтительно содержит внутреннюю поверхность охлаждения, которая имеет такую форму, что может взаимодействовать с перемешивающим элементом системы. Внутренняя поверхность охлаждения предпочтительно является линейной на виде в боковом разрезе. Внутренняя поверхность охлаждения предпочтительно представляет собой кольцевую внутреннюю поверхность корпуса контейнера с предпочтительно постоянной высотой.
Внутренняя поверхность охлаждения может быть представлена внутренней поверхностью теплопередающей части контейнера. Соответственно, обеспечивается возможность эффективного охлаждения внутренней поверхности с помощью специальной машины.
В предпочтительном варианте осуществления, когда перемешивающий элемент присоединен к машине, он расположен смежно с внутренней поверхностью охлаждения контейнера так, что определяет область скобления между внутренней поверхностью охлаждения и наружной кольцевой поверхностью скобления перемешивающего элемента.
Предпочтительно вертикальная протяженность h2 области скобления внутри контейнера имеет такой же или больший размер, чем вертикальная протяженность h3 внутренней теплообменной контактной поверхности машины.
В зависимости от получаемого пищевого продукта, который готовят внутри конкретного контейнера, контейнер может иметь специальный объем, такой как, например, 150 мл для легких аэрированных десертов, 200 мл для мороженого или 300 мл для молочного коктейля.
Продукт в машине может прирастать в объеме на значение в диапазоне от 5% до 300% его исходного объема. Таким образом, необходимо, чтобы в контейнере был предусмотрен достаточный свободный объем (т.е. не занятый исходным продуктом), чтобы учесть увеличение аэрированного продукта в объеме в конце процесса приготовления. В соответствии с некоторыми рецептурами прирост продукта не происходит.
Краткое описание чертежей
Дополнительные признаки, преимущества и цели настоящего изобретения будут понятны специалисту в данной области после прочтения приведенного ниже подробного описания вариантов осуществления настоящего изобретения при рассмотрении вместе с фигурами на прилагаемых чертежах.
На фиг. 1 представлен схематический чертеж системы для приготовления охлажденного пищевого продукта в соответствии с изобретением.
На фиг. 2а и 2b представлены разные формы корпуса контейнера в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 3 представлен схематический чертеж, который относится к множеству движений перемешивающего элемента в предпочтительном варианте осуществления системы.
На фиг. 4 представлен чертеж в увеличенном масштабе перемешивающего блока системы, соединенного с перемешивающим элементом внутри контейнера.
На фиг. 5a-5d представлены схематические чертежи предпочтительного варианта осуществления системы, на которых показаны область скобления и область охлаждения системы.
На фиг. 6 в поперечном сечении вдоль линии А, показанной на фиг. 3, показано сложное эпициклическое движение перемешивающего элемента в контейнере в соответствии с предпочтительным вариантом изобретения.
На фиг. 7 в поперечном сечении вдоль линии А, показанной на фиг. 3, показано смещение перемешивающего элемента в комбинации с радиальным возвратно-поступательным движением перемешивающего элемента и планетарного вращения перемешивающего элемента вокруг центральной оси контейнера в соответствии с возможным альтернативным вариантом.
На фиг. 8 представлен схематический чертеж другого предпочтительного варианта осуществления системы в соответствии с изобретением, причем мешалка оснащена системой передачи воздуха и датчиком объема продукта.
На фиг. 9 схематически показано управление машиной в соответствии с предпочтительными входными и выходными параметрами для обеспечения приготовления широкого ассортимента охлажденных продуктов.
На фиг. 10 представлен схематический чертеж предпочтительного варианта осуществления контейнера системы с идентификационным средством.
Осуществление изобретения
Фиг. 1 относится к предпочтительному варианту осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением, которая содержит одноразовый контейнер 8 и машину 20 для приготовления, предназначенную для приготовления охлажденного пищевого продукта, такого как замороженное или охлажденное кондитерское изделие, с помощью контейнера 8.
Машина 20 предпочтительно содержит приемное гнездо 1 для размещения в нем контейнера 8. Приемное гнездо 1, если смотреть на виде в разрезе сбоку, предпочтительно имеет V-образную форму или форму усеченного конуса, как показано на фиг. 1. Таким образом, приемное гнездо 1 предпочтительно содержит отверстие 23а для вставки, в которое можно поместить контейнер 8, а также нижнее отверстие 23b, позволяющее размещать контейнеры различных размеров.
Кроме того, приемное гнездо 1 предпочтительно образовано в виде круглой кольцевой части. Приемное гнездо 1 предпочтительно соединено с корпусом машины 20 специальным крепежным средством 24.
В соответствии с таким вариантом осуществления в приемном гнезде 1 можно размещать контейнеры 8 разных размеров и, соответственно, объемов, как, например, показано на фиг. 2а, 2b.
Машина 20 дополнительно содержит охлаждающий блок 4, соединенный с теплообменным элементом 1а, который предпочтительно соединен с приемным гнездом 1 машины 20 или образован в виде одной части с ним. Теплообменный элемент 1а предпочтительно представляет собой испаритель, гидравлически сообщающийся с охлаждающим блоком 4 машины. Теплообменный элемент 1а предпочтительно выполняет функции теплообменника, отводящего тепловую энергию от контейнера 8 и заключенного в нем пищевого продукта для быстрого снижения температуры продукта, содержащегося в контейнере.
Теплообменный элемент 1а предпочтительно имеет внутреннюю геометрическую форму, которая комплементарна боковой стенке 8d контейнера 8. Таким образом, внутренняя теплообменная контактная поверхность 21 теплообменного элемента 1а предпочтительно имеет форму, которая позволяет ей прилегать к наружной поверхности боковой стенки 8d контейнера 8, когда контейнер размещен в приемном гнезде 1.
Теплообменный элемент 1а дополнительно изготовлен из материала, который характеризуется отличными свойствами теплопередачи, предпочтительно из металла, такого как нержавеющая сталь, медь или алюминий. Соответственно, теплопередача между контейнером 8 и теплообменным элементом 1а существенно улучшается.
Как показано на фиг. 1, приемное гнездо 1 для контейнера предпочтительно лишь частично состоит из теплообменного элемента 1а. Остальная часть приемного гнезда 1, такая как теплоизоляционная часть 1b, предпочтительно образована из материала с меньшей теплоемкостью, такого как, например, теплоизоляционный полимер. Например, теплообменный элемент может представлять собой кольцо, которое частично встроено в наружную изоляционную пластмассовую раму.
Охлаждающий блок 4 машины 20 выполнен с возможностью охлаждения теплообменного элемента 1а. Охлаждающий блок выбирают так, чтобы мощность охлаждения теплообменного элемента можно было изменять, например, постепенно или ступенчато, например, до разных значений в диапазоне от 0% до 100%. Поскольку теплообменный элемент 1а обладает высокой теплопроводностью, наружная стенка 8d контейнера 8 охлаждается быстро. Охлаждающий блок 4 может содержать любую холодильную систему и/или циркуляционную систему теплопередачи для как можно более быстрого охлаждения теплообменного элемента 1а, наружной стенки 8d контейнера 8 и последующего охлаждения кондитерского изделия 8b внутри контейнера 8.
В целом охлаждающий блок содержит охлаждающий контур, в котором используется холодильный газ (например, R404A), с компрессором, испаритель и запорный вентиль, расположенный между компрессором и испарителем. Следовательно, мощностью охлаждения теплообменного элемента можно управлять путем регулирования скорости насоса компрессора, передающего газ, и открытия запорного вентиля в охлаждающем блоке.
Необязательно машина 20 дополнительно содержит бак 2 для жидкости, такой как, например, вода, и специальный насос. Бак 2 для жидкости может быть соединен со средством 2а выдачи жидкости для подачи жидкости в контейнер 8, размещенный внутри приемного гнезда 1а машины 20. Бак для жидкости может быть необходим, когда исходным продуктом является порошок, гель или жидкий концентрат, которые требуют разбавления в соответствии с заданной степенью разбавления для получения конечного продукта с правильной текстурой.
Более того, машина 20 может содержать один или более резервуаров 3 для наполнителей и соответствующий вентиль или насос (не показан) для добавления в продукт 8b наполнителей в твердой или жидкой форме. Наполнители могут представлять собой жидкое пюре, жидкий шоколад, мед, карамель или твердые продукты, такие как хрустящие ломтики, хлопья, кусочки шоколада. Кроме того, наполнители можно разжижать посредством дополнительно подводимого источника тепла, как, например, растопленный шоколад.
Машина 20 дополнительно содержит перемешивающий блок 5, выполненный с возможностью соединения с перемешивающим элементом 9 и приведения его в сложное движение (как будет более подробно описано ниже). Для этого перемешивающий блок 5 предпочтительно оснащен средством 5а соединения, предназначенным для выборочного соединения с перемешивающим элементом 9. Перемешивающий элемент 9 может представлять собой либо часть машины 20, либо часть контейнера 8 (неотъемлемую или составную часть). Перемешивающий элемент предпочтительно является ложкой.
Машина 20 дополнительно содержит блок 6 управления для управления работой компонентов машины. Блок 6 управления предпочтительно выполнен с возможностью управления движением перемешивающего блока 5, в частности, скоростями вращения и временными параметрами. Блок управления также предпочтительно выполнен с возможностью управления тепловыделением теплообменного элемента 1а в процессе приготовления пищевого продукта, в частности, путем изменения мощности охлаждения теплообменного элемента.
Машина 20 дополнительно содержит средство 11 распознавания, предпочтительно выполненное с возможностью поворота вокруг оси Z вращения приемного гнезда 1 и, соответственно, вокруг оси X вращения контейнера 8, когда он размещен в приемном гнезде 1.
Средство 11 распознавания предпочтительно соединено с приводом 5. Как показано на фиг. 4, средство 11 распознавания может быть соединено с вращающимся элементом 5а привода 5. Средство 11 распознавания предпочтительно расположено со смещением относительно оси Z вращения приемного гнезда. Таким образом, поворот вращающегося элемента 5а перемешивающего блока 5 вокруг оси Z вращения приводит к повороту средства 11 распознавания вокруг оси Z вращения. Соответственно, с помощью средства 11 распознавания можно распознать и считать идентификационное средство 14 (см. фиг. 10), такое как, например, штрихкод, расположенное по кругу на поверхности контейнера 8. Идентификационное средство 14 предпочтительно содержит множество штрихкодовых частей 14а, несущих однозначную информацию и расположенных вокруг оси X вращения контейнера 8.
Блок 6 управления предпочтительно соединен со средством 11 распознавания для управления работой перемешивающего блока 5 и/или теплообменного элемента 1а в ответ на информацию, считываемую средством 11 распознавания с конкретного контейнера 8.
Как показано на фиг. 2а и 2b, можно использовать разные контейнеры 8',8ʺ,8'ʺ, каждый из которых обеспечивает свой объем, такой как 300 мл, 200 мл или 150 мл соответственно. В зависимости от продукта, приготавливаемого соответствующим контейнером 8, по своему размеру и объему контейнер 8 выполнен с возможностью вмещения определенного количества исходных ингредиентов продукта, необходимых для приготовления конкретного продукта.
Как уже было упомянуто, на каждом из контейнеров предпочтительно имеется элемент крышки (не показан) для перекрытия отверстия 8 с контейнера и, таким образом, заключения в нем ингредиентов 8b.
Контейнеры предпочтительно содержат съедобные ингредиенты длительного хранения. Кроме того, контейнер предпочтительно имеет свободное верхнее пространство, закрываемое крышкой, которое может содержать защитный газ, такой как азот и т.п.
Как показано на фиг. 2а, 2b, все контейнеры 8',8ʺ,8'ʺ могут иметь по существу форму усеченного конуса. Альтернативно контейнер также может иметь по существу изогнутую в поперечном направлении форму.
В предпочтительном варианте осуществления контейнер 8 содержит теплопередающую часть 12, которая предпочтительно образована в виде одной части с корпусом 8а контейнера. Теплопередающая часть 12 предпочтительно представляет собой кольцевую часть постоянной высоты h1. Теплопередающая часть контейнера может быть выполнена в виде одной части с боковой стенкой контейнера.
Как показано на фиг. 2а, 2b, все контейнеры 8',8ʺ,8'ʺ содержат по существу единую теплопередающую часть 12. Теплопередающая часть 12 предпочтительно расположена так, что накладывается на внутреннюю теплообменную контактную поверхность 21 машины 20, когда соответствующий контейнер 8',8ʺ,8'ʺ расположен в посадочном месте 1 машины.
Контейнеры 8',8ʺ,8'ʺ также могут содержать верхнюю ободную часть 13, имеющую по существу идентичную геометрическую форму. Верхняя ободная часть 13 может быть частью увеличенного диаметра корпуса 8 контейнера, как показано на фиг. 2а и 2b. Альтернативно или дополнительно верхняя ободная часть 13 также может содержать ободную часть фланцевого типа (не показана) и/или закрученную наружную ободную часть, проходящую от ободной части фланцевого типа, на которой может быть герметично установлена закрывающаяся крышка контейнера.
На фиг. 3 показан контейнер 8, на котором предусмотрен перемешивающий элемент 9. Перемешивающий элемент 9 выполнен с возможностью съемного соединения с перемешивающим блоком 5 машины 20. Таким образом, для соединения перемешивающего элемента 9 с перемешивающим блоком 5 машины 20 можно использовать съемные средства 5а соединения, такие как, например, магниты и/или зажимы.
Перемешивающий элемент 9 предпочтительно представляет собой ложкообразный элемент, содержащий по меньшей мере одну наружную предпочтительно окружную поверхность 9а, которая образована комплементарно внутренней поверхности 12а охлаждения контейнера 8.
Перемешивающий блок 5 машины 20 для приготовления предназначен для обеспечения сложных движений перемешивающего элемента 9 с целью обеспечения эффективного перемешивания и охлаждения продукта.
В первом варианте, показанном на фиг. 3 и 6, перемешивающий блок 5 предназначен для вращения перемешивающего средства 9 вокруг продольной оси Z перемешивающего средства 9. Продольная ось Z предпочтительно размещена со смещением относительно центральной продольной оси X контейнера. Предпочтительно продольная ось Z расположена параллельно центральной оси X контейнера на постоянном расстоянии d от нее. При необходимости расстояние d может регулироваться между наружной поверхностью 9а перемешивающего элемента 9 и внутренней поверхностью 12а охлаждения контейнера 8.
Перемешивающий элемент 5 дополнительно выполнен с возможностью обеспечения движения по замкнутому контуру вокруг центральной оси X. Движение по замкнутому контуру может представлять собой планетарное вращение перемешивающего элемента 9 вокруг центральной оси X контейнера 8. Однако следует учитывать, что также могут быть предусмотрены не вращательные движения, а движения по эллиптической, треугольной, квадратной или прямоугольной траекториям. Центральная ось X контейнера предпочтительно совпадает с центральной осью приемного гнезда 1 машины 20, когда в нем размещен контейнер.
Перемешивающий блок 5 предпочтительно выполнен с возможностью дополнительного обеспечения прямолинейного переноса перемешивающего элемента 9 параллельно внутренней поверхности 12а охлаждения контейнера 8, как показано стрелкой А. Таким образом, наружная поверхность 9а перемешивающего элемента 9 предпочтительно двигается параллельно поверхности 12а охлаждения контейнера 8. Таким образом может успешно выполняться скобление большей поверхности, что, в частности, позволяет соскабливать продукт по мере увеличения его размера в процессе аэрации.
Перемешивающий блок 5 предпочтительно дополнительно выполнен с возможностью управления скоростями ω1, ω2 вращения перемешивающего элемента 9 вокруг осей Z, X соответственно. Этими скоростями можно управлять так, чтобы они оставались постоянными в процессе всего цикла приготовления продукта или изменялись ступенчато или постепенно. Кроме того, перемешивающий блок 5 может быть выполнен с возможностью управления скоростью ω3 перемешивающего элемента 9 и ее изменения в направлении А.
Из-за разных движений перемешивающего элемента 9, направление и/или скорость движения которого можно выборочно изменять с помощью перемешивающего блока 5 в зависимости от типа производимого охлажденного продукта, например, кондитерского изделия или напитка, могут обеспечиваться эффективные теплопередача и перемешивание продукта 8b внутри контейнера 8.
Разные движения вокруг осей X, Z и в направлении А параллельного переноса могут быть обеспечены или раздельно, например в пределах заданной последовательности действий, или в виде сложного движения перемешивающего элемента 9 внутри контейнера.
Перемешивающий элемент 9 предпочтительно расположен у внутренней поверхности 12а охлаждения контейнера 8, у теплопередающей части 12 или напротив теплообменного элемента 1а, когда контейнер 8 размещен в машине 20 (см. фиг. 1). Соответственно, охлаждаемый продукт можно соскабливать между поверхностью 9а перемешивающего элемента 9 и внутренней поверхностью 12а охлаждения, которая охлаждается охладителем 1 а машины.
На фиг. 4 представлен чертеж в увеличенном масштабе перемешивающего блока 5 системы, соединенного с перемешивающим элементом 9 внутри контейнера 8.
Средство 5а соединения для соединения перемешивающего элемента 9 с перемешивающим блоком 5 предпочтительно содержит первый приводящий элемент 25, обеспечивающий вращение перемешивающего элемента 9 вокруг его продольной оси Z. Приводящий элемент 25 предпочтительно предназначен для выборочного соединения с дистальной частью опорного вала 27 перемешивающего элемента 9.
Средство 5 а соединения предпочтительно дополнительно содержит второй приводящий элемент 26. Второй приводящий элемент 26 зацепляет опорный вал 27 перемешивающего элемента 9 для приведения вала 27 в планетарное вращение вокруг центральной оси X.
Первый и второй приводящие элементы 25, 26 предпочтительно соединены с блоком 6 управления устройства, который обеспечивает раздельное управление направлением и скоростями вращения первого и второго приводящих элементов 25, 26.
Каждый из первого и второго приводящих элементов 25, 26 предпочтительно содержит датчик 27а, 27b крутящего момента, соединенный с блоком 6 управления машины. Соответственно, блок 6 управления может управлять скоростью вращения и регулировать скорость вращения приводящих элементов 25, 26, и, таким образом, перемешивающего элемента 9 в зависимости от крутящего момента, определенного соответствующими датчиками 27а, 27b. В результате этого в процессе приготовления скорость можно изменять (например, снижать, увеличивать или уменьшать до нуля) для изменения конфигураций продуктов (например, мороженого, десерта с взбитыми сливками и т.п.).
На фиг. 5a-5d представлены схематические чертежи предпочтительного варианта осуществления системы, на которых показаны область S скобления и область С охлаждения системы.
На фиг. 5 а подробно показан вариант осуществления кольцевого теплообменного элемента 1а, который характеризуется высотой h3 и контуры которого, соответственно, определяют теплообменную область С охлаждения. Если контейнер 8 размещен в приемном гнезде 1 машины 20, как показано на фиг. 5b, происходит охлаждение главным образом наружной стенки 8d контейнера на части стенки контейнера, которая накладывается на контуры кольцевого теплообменного элемента 1а. Таким образом, часть стенки 8d контейнера может содержать теплопередающую часть 12, как показано на фиг. 2а и 2b.
На фиг. 5с и 5d показана проходящая вертикально область S скобления контейнера 8, относящаяся к области, расположенной между внутренней поверхностью 12а охлаждения контейнера 8 и наружной кольцевой поверхностью 9а скобления перемешивающего элемента 9. Область скобления предпочтительно проходит вертикально на высоту h2 вдоль внутренней поверхности 12а охлаждения контейнера.
Как показано на фиг. 5с, перемешивающий элемент 9 предпочтительно расположен внутри контейнера 8 так, что область S скобления, определенная между поверхностью 9а скобления мешалки и внутренней поверхностью 12а охлаждения контейнера, по меньшей мере совмещена с областью С охлаждения теплообменного элемента 1а машины 20.
В частности, высота h2 области S скобления предпочтительно равна высоте h3 области С охлаждения теплообменного элемента 1а или превышает ее соответственно. Таким образом, если смотреть на вид сбоку, то проходящая вертикально область S скобления предпочтительно полностью накладывается на проходящую вертикально область С охлаждения.
В соответствии с таким расположением в процессе приготовления пищевого продукта с помощью перемешивающего элемента 9 с внутренней поверхности 12а охлаждения можно удалить любую корку замороженного, прилипшего или пригоревшего продукта.
2
На фиг. 7 показан вариант, иллюстрирующий сложное движение перемешивающего элемента - возвратно-поступательное и радиальное с вращением вокруг центральной оси X контейнера или гнезда. В соответствии с первым движением перемешивающий элемент, такой как ложка 9, расположен так, чтобы с помощью приводящего блока приводить его в возвратно-поступательное движение в радиальных направлениях R1, R2, R3 и т.п. Хотя такое движение обеспечивается с постоянными интервалами времени, второе планетарное движение перемешивающего элемента обеспечивается с регулируемой скоростью (ω). В результате этого перемешивающий элемент будет периодически скоблить внутреннюю поверхность 12а контейнера, в частности, когда его кромка будет прилегать к этой поверхности. Когда перемешивающий элемент удален от поверхности 12а, перемешивающий элемент будет завихрять продукт, расположенный в центре контейнера. Это сложное движение приводит к циркуляции продукта от центра к периферии и наоборот, в результате чего весь продукт подвергается перемешиванию. Эта циркуляция вместе с охлаждением поверхности контейнера обеспечивает более быстрое охлаждение продукта, а также достижение желаемой текстуры.
На фиг. 8 показан другой вариант осуществления устройства 20 с размещенным в нем контейнером 8. Как и в варианте, показанном на фиг. 1, устройство 20 дополнительно содержит датчики 16 температуры. Таким образом, датчики регистрации могут содержать, например, термопару, термистор или резистивный датчик температуры, установленный на приемном гнезде 1. Альтернативно или дополнительно датчики температуры могут содержать инфракрасный датчик температуры, выполненный с возможностью непосредственного получения температуры продукта 8b внутри контейнера 8. Датчик 16 температуры соединен с блоком 6 управления для управления охлаждающим блоком 4 устройства 20 в зависимости от фактической температуры продукта 8b внутри контейнера 8.
Как показано на фиг. 1 или 8, устройство 20 может дополнительно содержать систему 15 подачи воздуха, которая предназначена для подачи воздуха в контейнер 8.
Предпочтительно система 15 подачи воздуха содержит воздушный насос, соединенный с перемешивающим средством 5, 9 так, что воздух может поступать через перемешивающее средство 9 в продукт 8b (см. стрелки В). Таким образом, перемешивающее средство 9 может содержать внутренний воздушный канал 15а и нижнее выпускное отверстие 15b для направления подаваемого воздуха в нижнюю донную часть контейнера 8. Нижнее выпускное отверстие 15b предпочтительно выполнено в центральной части перемешивающего средства 9. Альтернативно выпускное отверстие 15b также может быть расположено на боковой поверхности перемешивающего средства 9. Таким образом, на боковой и/или нижней поверхностях перемешивающего средства 9 также может быть выполнено множество выпускных отверстий. В соответствии с таким вариантом осуществления может обеспечиваться улучшенная аэрация приготавливаемого продукта.
Более того, машина предпочтительно содержит датчик 17 объема продукта, выполненный с возможностью определения увеличения объема вследствие прироста продукта в процессе приготовления. Датчик объема продукта может представлять собой ультразвуковой датчик или любое другое подходящее устройство регистрации. Ультразвуковой датчик может определять изменение расстояния между датчиком и поверхностью продукта в процессе приготовления. Например, система подачи воздуха и/или перемешивающее средство могут быть остановлены по достижении объемом продукта заданного порога.
На фиг. 9 показан принцип управления приготовлением охлажденных продуктов в соответствии с изобретением. Для этого в блок 6 управления передаются входные параметры, а из блока управления в разные исполнительные устройства машины передаются выходные параметры.
Входные параметры могут быть сформированы из любого одного или комбинации двух или более следующих параметров:
- температура 50 продукта, регистрируемая датчиком 16 температуры;
- крутящий момент 51, регистрируемый датчиком(-ами) 27а, 27b крутящего момента;
- увеличение 52 объема продукта (т.е. прирост), регистрируемое датчиком объема продукта, например, ультразвуковым датчиком 17;
- значение(-я) времени 53 перемешивания, определяемое(-ые) хронометром 54 (который, например, может быть частью самого блока управления).
Выходные параметры могут быть сформированы из любого одного или комбинации двух или более следующих параметров:
- скорость (ω1) первого вращательного движения и/или вторая скорость (ω2) второго вращательного движения перемешивающего элемента (9);
- мощность 55 охлаждения теплообменного элемента (1а), время 56 активации системы 15 подачи воздуха.
Кроме того, выходные параметры для управления перемешивающим элементом, силовым блоком и необязательно системой подачи воздуха можно регулировать в соответствии с отдельными фазами в процессе приготовления охлажденного продукта. Переход от одной фазы к другой может быть инициирован любым одним параметром приготовления или их комбинацией.
Более того, параметры приготовления для каждой фазы (например, номер рецептуры, выходные параметры, пороговые значения и т.п.) зависят от типа приготавливаемого продукта. Например, определенность может быть связана с кодом рецептуры, таким как номер рецептуры, таблица рецептуры и т.п. Преимуществом является то, что идентификационное средство 14 контейнера содержит данные, связанные с кодом 57 рецептуры, передаваемым в блок управления с помощью средства 11 распознавания. Например, идентификационное средство может содержать простой номер рецептуры или альтернативно часть параметров приготовления или все параметры приготовления, т.е. комбинацию пороговых значений для входных параметров и/или выходных параметров, связанных с рецептурой. В случае простого номера рецептуры блок управления содержит запоминающее устройство, в котором содержится таблица для установления соответствия между кодом рецептуры и параметрами приготовления.
Машина может дополнительно содержать пользовательский интерфейс 58 для обеспечения подачи входного сигнала 59 в блок управления с целью запуска управления приготовлением охлажденного продукта, в частности, для приведения в действие по меньшей мере перемешивающего блока и охлаждающего блока и/или для управления ими. Таким образом, пусковой сигнал инициирует начало рецептуры продукта, которая может быть запущена путем распознавания идентификационного средства контейнера и автоматического запуска управления перемешивающим блоком и охлаждающим блоком машины и сбора данных о различных входных параметрах.
Машина может дополнительно содержать отображающее устройство 60, способное отображать визуальный и/или звуковой сигнал и расположенное с возможностью получения выходного сигнала 61 останова от блока управления, указывающего на окончание приготовления охлажденного продукта. Выходной сигнал останова предпочтительно связан с сигналом прерывания, отправляемым блоком управления перемешивающему блоку для останова вращательных движений перемешивающего элемента. Он необязательно может быть связан с сигналом прерывания или паузы, отправляемым блоком управления охлаждающему блоку для останова охлаждающего блока или уменьшения мощности охлаждения теплообменного элемента с задержкой или без задержки (в действительности задержка может быть полезна для предотвращения слишком быстрого нагрева продукта до того, как пользователь извлечет контейнер из посадочного места). Выходной сигнал останова, получаемый отображающим устройством, может генерироваться блоком управления в ответ на соблюдение определенных условий, относящихся к продукту и/или процессу, на заключительной фазе приготовления продукта, таких как достижение заданного порога вязкости продукта (т.е. определение датчиком крутящего момента заданного значения крутящего момента) и достижение заданной пороговой величины регистрируемой температуры продукта. Альтернативно или дополнительно условия создания выходного сигнала останова могут удовлетворяться при достижении заданного предела времени.
Настоящее изобретение обеспечивает возможность приготовления замороженного кондитерского изделия, которое может быть свежеприготовленным в виде отдельных порций в исходном контейнере, который одновременно выполняет функции контейнера для обработки и контейнера для употребления.
Пример 1
Ниже будет приведено объяснение основного принципа действия машины для приготовления пищевого продукта применительно к рецептуре ванильного мороженого и с использованием вышеупомянутого принципа управления.
Сначала подвижная конструкция 7 машины 20 (см. фиг. 1) переводится в ее открытое положение, в котором контейнер 8, с которого снят элемент крышки, выполненный с возможностью закрытия центрального отверстия 8 с контейнера 8, вставлен в приемное гнездо 1. В открытом положении перемешивающее средство 9 можно вручную соединять с перемешивающим блоком 5 машины. Затем подвижная конструкция 7 переводится в ее закрытое положение, в котором перемешивающий блок 5 и резервуар 3 для наполнителей опущены в контейнер 8. В этом положении перемешивающее средство 9 переведено в положение смежно с внутренней поверхностью 12а охлаждения контейнера 8 и в контакте с ней.
2
На первой фазе быстрого вспенивания обеспечивается охлаждение пищевого продукта внутри контейнера посредством блока 6 управления, который устанавливает мощность охлаждения теплообменного элемента на 100%. Перемешивающий элемент 9 вращается внутри контейнера с помощью привода 25 вокруг оси Z при ω1=800 об/мин. Затем вторым приводом 26 управляют так, чтобы одновременно вращать перемешивающий элемент 9 вокруг оси X, но с меньшей скоростью - при ω=-60 об/мин.
Соответственно, продукт одновременно охлаждается, перемешивается и соскабливается внутри контейнера 8. Это движение продолжается не более 120 секунд или до обнаружения определенного порогового значения крутящего момента на перемешивающем элементе 9 датчиком 27b крутящего момента на первом приводе 25.
На второй фазе приготовления скорость вращения уменьшается для предотвращения перелива продукта 8b внутри контейнера 8. Таким образом, ω1 устанавливается на 400 об/мин, а ω2 удерживается на -60 об/мин. Мощность охлаждения охладителя 1 а поддерживается на уровне 100% его максимальной мощности охлаждения.
Эта установка действует не более 120 секунд или до определения датчиком 27b крутящего момента определенного значения крутящего момента, и в то же время конечная температура, определяемая специальным датчиком температуры машины, составляет приблизительно -10°C.
Затем подвижная конструкция 7 машины 20 переводится в ее открытое положение, при котором контейнер 8 можно извлечь из приемного гнезда 1. Таким образом, перемешивающий блок 5 можно отсоединить от перемешивающего средства 9. После этого пользователь может достать контейнер 8 из приемного гнезда 1 машины.
Пример 2
Данный пример относится к приготовлению взбитого йогурта с помощью вышеупомянутого принципа управления, причем на первой фазе приготовления обеспечивают относительно более высокую скорость перемешивающего элемента 9.
1
2
В частности, скорость ω вращения устанавливается на 1200 об/мин, а скорость ω вращения устанавливается на -30 об/мин. Мощность охлаждения теплообменного элемента 1а устанавливается на 100%. Эта установка действует не более 120 секунд или до определения температуры продукта на уровне приблизительно +4°C.
1
2
На второй фазе приготовления скорости ω, ω вращения удерживаются на постоянном уровне (по сравнению с первой фазой), а мощность охлаждения уменьшается до 30%. Эта установка действует не более 120 секунд или до определения датчиком 27b крутящего момента определенного значения крутящего момента.
Пример 3
1
Данный пример 3 относится к приготовлению молочного смузи и использованию вышеупомянутого принципа управления, причем на первой фазе приготовления осуществляется относительно медленное перемешивание с помощью перемешивающего средства 9 для предотвращения разбрызгивания исходного жидкого продукта. Таким образом, ω устанавливается на 400 об/мин, а скорость 002 вращения устанавливается на -30 об/мин. Мощность охлаждения теплообменного элемента устанавливается на 100%. Эта установка действует не более 120 секунд или до тех пор, пока температура продукта не опустится ниже 6°C.
1
2
На второй фазе приготовления ω устанавливается на 800 об/мин, а скорость ω вращения устанавливается на -60 об/мин. Мощность охлаждения поддерживают на уровне 100%. Соответственно, осуществляется относительно быстрое вспенивание и охлаждение продукта. Эта установка действует не более 120 секунд или до тех пор, пока температура не достигнет приблизительно +2°C.
1
2
На третьей фазе приготовления ω и ω удерживаются на постоянном уровне (по сравнению со второй фазой), а мощность охлаждения охлаждающего блока уменьшают до 30%. Эта установка действует не более 120 секунд или до определения датчиком 27b крутящего момента определенного значения крутящего момента.
В процессе приготовления описанных выше примеров в основной продукт внутри контейнера 8 могут добавляться жидкие или твердые наполнители из резервуара 3 для наполнителей. Это может осуществляться ближе к окончанию процесса приготовления так, чтобы жидкие наполнители создавали привлекательные для потребителя визуальные завихрения, а твердые наполнители оставались хрустящими.
Настоящее изобретение обеспечивает эффективное приготовление холодного пищевого продукта, такого как аэрированное замороженное или охлажденное кондитерское изделие, которое можно готовить в виде свежеприготовленных отдельных порций внутри исходного контейнера, который одновременно выполняет функции контейнера для обработки и контейнера для употребления.
Настоящее изобретение обеспечивает дополнительную возможность приготовления нескольких разных типов таких продуктов за короткое время. Поскольку контейнеры являются расходным материалом и не требуют очистки, упрощается обращение с ними и уменьшается необходимость в очистке.
Хотя настоящее изобретение описано со ссылками на предпочтительные варианты его осуществления, специалист в данной области может внести множество модификаций и изменений без отклонения от объема настоящего изобретения, определенного в приложенной формуле изобретения.