Устройство для приготовления и порционной подачи охлажденного пищевого продукта

Техническое решение относится к пищевой промышленности, в частности, к устройствам для приготовления и порционной подачи охлажденных пищевых продуктов, например, мягкого мороженого и замороженного йогурта.
При реализации мягкого мороженого или других подобных охлажденных пищевых продуктов в точках торговли или общественного питания с помощью устройств для приготовления мороженого, называемых также фризер, существует проблема, заключающаяся в том, что при ручной выдаче сложно контролировать точный объем порции, так как при перемещении рычага ручной выдачи открывается клапан и запускается работа охлаждающего цилиндра, выталкивающего мороженое в емкость потребителя. Продукт подается до тех пор, пока рычаг не будет возвращен в исходное положение, что перекроет клапан и остановит вращение мешалки в цилиндре с готовым продуктом. Это приводит к возможности злоупотребления со стороны персонала или к недовольству пользователей, которые могут считать, что порция не соответствует заявленному объему. Кроме того, это осложняет прогнозирование количества порций из определенного объема исходной смеси компонентов, что требует дополнительного контроля за опорожнением цилиндра. Для решения этих проблем используют различные устройства для порционной подачи подобных продуктов.
Из уровня техники известны устройства, для порционной подачи, позволяющие выдавать строго заданный объем порции. В частности, подобные устройства раскрыты в патенте РФ на полезную модель № 41580 «УСТАНОВКА ДЛЯ РАСФАСОВКИ ПАСТООБРАЗНЫХ ЗАМОРОЖЕННЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ» (МПК A23G9/28, опубликован 10.11.2004), в патенте РФ на полезную модель № 39044 «УСТАНОВКА ДЛЯ РАСФАСОВКИ ПАСТООБРАЗНЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ» (МПК A23G 9/04, опубликован 20.07.2004). Данные устройства основаны на том, что заданная порция продукта выталкивается порционным устройством, выполненным в виде шнека или зубчатой рейки в порционную емкость. Недостатком данных решений является ограничение только одним объемом порции, сложность конструкции, требующая тщательной очистки после работы и возможность использования только для ручного способа подачи продукта.
Известны также решения, в которых реализована возможность автоматической подачи готового продукта с разным объемом порции. В частности, подобное решение раскрыто в патенте EP2592943 «DISPENSING APPARATUS» (МПК A23G9/04; A23G9/28; B65D35/30; B65D35/40, опубликован 17-12-2014), выбранном в качестве ближайшего аналога. Известное устройство не используется для приготовления продукта, а служит только для его реализации, и готовый продукт загружен в деформируемый контейнер, а отдельные порции выдаются путем сжатия контейнера. Двигатель приводит в движение ведущий винт, чтобы сжать рычажный механизм и сдвинуть дозирующую головку контейнера и выдавить готовый продукт через клапан в потребительскую емкость. Возможна контролируемая выдача строго определенной порции. В отличии от известного решения, в заявленном устройстве продукт готовят непосредственно в самом устройстве, выталкивание продукта осуществляют мешалкой, что позволяет исключить дополнительные элементы устройства и упростить конструкцию.
Отличие от известного решения заключается в том, что охлажденный пищевой продукт готовят непосредственно в заявленном устройстве, что позволяет исключить использование дополнительных контейнеров для хранения и перевозки продукта, продукт сразу готов к использованию, не требует размораживания, кроме того выдача осуществляется путем вращения мешалки, которая используется для приготовления продукта, то есть никаких дополнительных устройств для подачи продукта не требуется.
Имеется потребность в создании устройства, которое позволяет одновременно готовить и выдавать порции охлажденного пищевого продукта, обеспечивающего высокую точность подачи порции, исключающей перерасход или, наоборот, неполную выдачу порции и характеризующегося простотой конструкции и использования. Технический результат заключается в упрощении конструкции в части организации порционной подачи с точным дозированием порции. Такое устройство позволяет достоверно учитывать расход продукта и исключить колебания расхода, связанные с человеческим фактором.
Поставленная задача решается и заявленный технический результат достигается тем, что устройство для приготовления и порционной подачи охлажденного пищевого продукта, содержащее холодильно-компрессорный агрегат, раздаточную коробку для выдачи готового продукта, выполненную с отверстием, перекрываемым клапаном управления подачи, который может быть выполнен с возможностью открытия и закрытия посредством исполнительного устройства, соединенного с блоком управления, и блок управления, выполненный с возможностью сохранения параметров автоматической порционной подачи продукта и передачи сигнала на закрытие клапана управления подачи после достижения пороговых значений порции, согласно заявляемому решению содержит охлаждающий цилиндр, выполненный с возможностью загрузки исходной смеси компонентов продукта и снабженный мешалкой, привод мешалки, холодильно-компрессорный агрегат предназначен для охлаждения охлаждающего цилиндра, а блок управления содержит панель управления для контроля порционной подачи. Блок управления может быть снабжен таймером для контроля пороговых значений порции. Блок управления выполнен с возможностью подавать сигнал на изменение параметров работы привода мешалки и холодильно-компрессорного агрегата.
Благодаря тому, что для приготовления и подачи продукта используют охлаждающий цилиндр, имеется возможность исключить сложную конструкцию подачи продукта, включающую дополнительный контейнер, дозирующее устройство, включающее рычажный механизм, рейку, ведущий винт и т.д., так как для выдавливания продукта используется мешалка, которая используется для приготовления продукта. Раздаточная коробка устройства содержит клапан, выполненный с возможностью открытия и закрытия посредством исполнительного устройства, соединенного с блоком управления, чем достигается возможность точного дозирования порции, в частности, путём контроля времени подачи порции. При этом блок управления, в предпочтительном варианте исполнения, содержит панель управления для контроля порционной подачи, что позволяет просто и быстро, без изменения настроек работы устройства, выбирать требуемый объем порции.
Конструкция устройства поясняется далее с помощью фигуры, на которой условно представлен один из возможных вариантов реализации заявленного устройства.
На фигуре цифрами обозначены емкость 1 для смеси исходных компонентов, соединенная с охлаждающим цилиндром 2 с мешалкой 3, привод 4 мешалки 3, холодильно-компрессорный агрегат 5, раздаточная коробка 6 для выдачи готового продукта, блок 7 управления, панель 8 управления, отверстие 9 раздаточной коробки для выдачи готового продукта, клапан 10 управления подачи, датчики 11 крутящего момента, соединенные с блоком 7 управления и приводом 4 мешалки, датчики 12 температуры, соединенные с блоком 7 управления, исполнительное устройство 13, соединенное с клапаном 10 управления подачи.
Далее со ссылкой на фигуру поясняется конструкция устройства на примере предпочтительного варианта исполнения.
Емкость 1 для смеси исходных компонентов может быть выполнена любой формы и из любого материала, разрешенного к использованию с пищевыми продуктами. Предпочтительно емкость 1 выполняется из нержавеющей стали. Емкость 1 соединена с охлаждающим цилиндром 2. При этом емкость 1 может быть, как непосредственно соединена с цилиндром 2, например, через отверстия, выполненные непосредственно в одной из стенок емкости 1 и цилиндра 2 и соединенные путем совмещения, в том числе, с использованием уплотнений, так и посредством трубок, патрубков и иных подобных элементов, снабженных или нет насосами для подачи смеси. В предпочтительном варианте исполнения емкость 1 располагается выше охлаждающего цилиндра 2 и соединена с ним через отверстия, выполненные в нижней части емкости 1 и верхней части цилиндра 2, таким образом, что смесь исходных компонентов попадает в охлаждающий цилиндр 2 под действием силы тяжести. Отверстие в емкости 1 для соединения с охлаждающим цилиндром 2 может быть выполнено со съемной пробкой или клапаном (на фигуре не представлены). Следует отметить, что охлаждающий цилиндр 2, выполненный с возможностью загрузки исходной смеси компонентов продукта, может быть выполнен в другом варианте, не предусматривающим соединение с емкостью 1, а, например, с непосредственной загрузкой смеси исходных компонентов в цилиндр 2.
Охлаждающий цилиндр 2 с расположенной в нём мешалкой 3 также выполнены материала, разрешенного к использованию с пищевыми продуктами, предпочтительно из нержавеющей стали. Мешалка 3 может быть выполнена, например, в виде отдельных лопаток, закрепленных к валу вращения, или в виде спиралевидного шнека, приводимому в движение посредством привода 4. Привод 4 может быть выполнен, закреплен и соединен с другими элементами любым известным из уровня техники способом, например, привод 4 может представлять собой мотор-редуктор, с которым вал или шнек непосредственно соединены.
Для охлаждения стенок охлаждающего цилиндра 2 и обеспечения охлаждения перемешиваемой смеси устройство содержит холодильно-компрессорный агрегат 5, который выполнен любым известным из уровня техники способом, в частности, может представлять собой испаритель, соединенный с контуром охлаждения, размещенным вокруг цилиндра 2 с возможностью охлаждения его стенок.
Готовый охлажденный пищевой продукт подается пользователю через раздаточную коробку 6, которая содержит, по меньшей мере, отверстие 9 в нижней своей части, соединенное непосредственно или посредством трубки с внутренним объемом охлаждающего цилиндра 2. Отверстие 9 перекрывается клапаном 10 управления подачи. Клапан 10 управления подачи выполнен с возможностью открытия и закрытия посредством исполнительного устройства 13, соединенного с блоком управления. Исполнительное устройство 13 может быть выполнено, например, в виде соленоида и возвратной пружины, электронного актуатора, кулачкового диска, вращающегося под действием сигнала от блока 6 управления или иным известным образом. Запуск процесса подачи продукта осуществляется, например, через панель управления, нажатием кнопки подачи или посредством ручного рычага (на фигуре не представлены). При этом готовый пищевой продукт подается к отверстию раздаточной коробки 6 посредством вращения мешалки 3.
Работа устройства осуществляется посредством блока 7 управления. Блок 7 управления может представлять собой, например, программируемый микропроцессор, выполненный с возможностью установки параметров работы устройства, пороговых значений, в частности, скорости вращения мешалки 3, мощности охлаждения холодильно-компрессорного агрегата 5, температуры продукта, времени перемешивания, величины крутящего момента, времени подачи порции и т.п. Блок управления может также содержать средства для удаленного контроля, например, путем соединения с ним через устройства беспроводной связи, через приложения или программы, установленные на удаленном устройстве и т.п.
Блок 7 управления снабжен панелью 8 управления, служащей, в том числе, для задания параметров работы, установления пороговых значений, заказа подачи продукта, выбора объема порции, приема оплаты или т.д. Панель 8 управления может быть оснащена средствами приема оплаты в виде монето- и купюроприемника, терминала для оплаты банковскими картами, жетонами, магнитными картами предприятия торговли или общепита и т.п.
Блок 7 управления выполнен с возможностью регулирования процесса приготовления охлажденного продукта путем сравнения параметров, поступающих от других элементов устройства, с пороговыми значениями и подачи сигналов на эти элементы для включения, выключения или изменения параметров работы, в соответствии с различными фазами в течение процесса приготовления охлажденного продукта. Причем параметры и пороговые значения зависят от типа приготавливаемого охлажденного продукта. К блоку 7 управления могут быть подсоединены датчики 11 крутящего момента, соединенные с приводом 4 мешалки 3, для определения изменения вязкости продукта в процессе приготовления, и параметры работы устройства и пороговые значения содержат значение крутящего момента. Таким образом, можно обеспечить желаемую вязкость продукта, а также управлять приготовлением в зависимости от изменения вязкости продукта. В результате этого можно существенно уменьшить время приготовления и успешно получить конечную желаемую консистенцию продукта. Устройство может быть также оснащено датчиками 12 температуры, установленными, например, на внешней поверхности охлаждающего цилиндра 2 и соединенными с блоком 7 управления, для подачи информации о температуре пищевого продукта внутри цилиндра 2. При этом блок 7 управления может изменять параметры работы элементов устройства, например, направление и/или скорость вращения мешалки 3, остановка работы или уменьшение мощности холодильно-компрессорного агрегата 5, в зависимости от температуры пищевого продукта, в соответствии с данными, полученными от датчиков 12 температуры. Управление параметрами работы устройства, в соответствии с рецептурой, также может осуществляться по комбинации информации о регистрируемых значениях с датчиков 11 крутящего момента и датчиков 12 температуры.
Использование заявленного устройства описано далее на примере предпочтительного варианта осуществления.
Посредством панели 8 блока 7 управления задают параметры работы устройства, в том числе, пороговые значения температуры продукта, времени перемешивания, величины крутящего момента, времени подачи порции. Устройство может осуществлять автоматическую подачу порций разного объема, например, в рожок-факел 85 гр., рожок-конус 150 гр., креманка 350 мл и т.п. Для каждого объема порции задают пороговое значение времени подачи, после истечения которого блок 7 управления подает сигналы на исполнительное устройство 13 для закрытия клапана 10 и/или на остановку привода 4.
Емкость 1 заполняют смесью исходных компонентов, которая затем поступает в охлаждающий цилиндр 2. Далее запускают холодильно-компрессорный агрегат 5 и привод 4. При этом смесь, путем вращения мешалки 3 в охлаждающем цилиндре 2, взбивается и охлаждается, достигает заданной температуры, определенной рецептурой и нежной, воздушной консистенции. Для насыщения смеси воздухом возможна подача воздуха как в емкость 1, например, через трубочку с отверстиями, размещенную в емкости 1, так и непосредственно в цилиндр 2.
В процессе работы устройства блок 7 управления получает данные от датчиков 11 крутящего момента и датчиков 12 температуры и сравнивает их с пороговыми значениями. При достижении одного или нескольких пороговых значений блок 7 управления формирует и подает сигналы на изменение параметров работы элементов устройства. В частности, по информации от датчиков 11 крутящего момента блок управления определяет вязкость продукта в охлаждающем цилиндре 2 и устанавливает готовность его. При достижении пороговых значений готовности продукта, блок 7 управления подает сигналы на остановку привода 4 мешалки 3, отключение или уменьшение мощности холодильно-компрессорного агрегата 5.
Готовый продукт выдается посредством раздаточной коробки 6, в нижней части которой выполнено отверстие 9, соединенное с внутренним объемом охлаждающего цилиндра 2. Отверстие 9 перекрывается клапаном 10 управления подачи. Пользователь или оператор на панели 8 управления осуществляют оплату и/или выбор требуемой порции, подставляют емкость для получения продукта. Сигнал об оплате и/или выборе порции поступает в блок 7 управления, который автоматически подает сигналы на привод 4 мешалки и холодильно-компрессорный агрегат 5, если в этот момент мешалка находится в режиме ожидания и не вращается или вращается с пониженным числом оборотов, а агрегат 5 был отключен, а также на исполнительное устройство 13, которое открывает клапан 10 управления подачи, либо данные узлы приводятся в действие путем ручного перемещения рычага (на фигуре не показан) раздаточной коробки. При этом клапан 10 сдвигается, открывает отверстие 9, через которое начинает поступать готовый продукт, вытесняемый из цилиндра 2 посредством вращения мешалки 3. При запуске подачи путём перемещения ручного рычага, после истечения времени подачи для выбранной порции, контролируемого, например, с помощью таймера, входящего в блок 7 управления, блок 7 управления подает сигнал на остановку привода 4 мешалки 3 и выдача продукта прекращается, рычаг ручной подачи возвращают в исходное положение. При автоматическом запуске подачи после истечения времени подачи для выбранной порции блок 7 управления подает сигнал на закрытие клапана 10 и может одновременно с сигналом на закрытие клапана 10 или с заданным временем задержки подать сигнал на остановку или изменение параметров работы привода 4 и холодильно-компрессорный агрегата 5, выдача продукта при этом прекращается. В блоке 7 управления при этом сохраняется количество выданных порций. При достижении заданного порогового значения выданного объема готового продукта блок 7 управления может выдавать сигнал о необходимости текущего обслуживания, загрузки нового объема смеси и т.п.
Устройство может быть снабжено средствами для безлимитной выдачи продукта, например, при необходимости аварийной выгрузки или в иных случаях. В частности, такое средство может быть реализовано через панель 8 управления или в виде кнопки/рычага принудительного запуска исполнительного устройства 13 и/или открытия клапана 10.
По мере выдачи готового продукта, в цилиндр 2 периодически или постоянно подается дополнительная порция смеси исходных компонентов и процесс охлаждения и взбивания опять запускается, до достижения пороговых значений, определяемых рецептурой. Блок 7 управления также периодически подает сигналы на включение отдельных элементов устройства для поддержания температурного режима, вязкости, степени насыщения смеси воздухом в случае длительного простоя.
Благодаря тому, что время открытия клапана 10 управления подачи и/или работы привода 4 контролируется автоматически и время подачи не зависит от человеческого фактора, заявленное устройство обеспечивает точное дозирование порции, что позволяет исключить перерасход или неполную выдачу порции, прогнозировать количество порций к выдаче от конкретного объема смеси исходных компонентов. Это позволяет, например, осуществлять удаленный контроль за работой устройства и обслуживать его только при необходимости, в частности, загружать очередную порцию смеси исходных компонентов, при получении сигнала от блока 7 управления о выдаче заданного объема продукта. При этом конструкция устройства характеризуется простотой и не требует использования дополнительных расходных материалов для загрузки готового продукта.
Специалисту в данной области техники очевидно, что приведенное описание предпочтительного варианта конструкции устройства и отдельных его частей, процесса эксплуатации, а также виды, представленные на фигуре, не ограничивают объем заявляемого технического решения. Возможно изготовление и использование устройства для приготовления охлажденного пищевого продукта в других вариантах исполнения в объеме заявляемой формулы. В частности, устройство может быть дополнительно снабжено блоком выдачи емкости для подачи продукта.