冰淇淋冷冻机的制作方法

1.本发明涉及一种具有细长壳体的冰淇淋冷冻机，在该壳体中设置有搅拌器。搅拌器具有用于搅拌和混合冰淇淋混合物的中空筒体。筒体的周边设置有刮刀，冰淇淋混合物入口位于刮刀之前，冰淇淋混合物的出口位于刮刀之后，以使冰淇淋混合物能分别进出筒体内部。本发明还涉及一种通过使用这种类型的冰淇淋冷冻机生产冰淇淋的系统和方法。


背景技术：

2.目前，在食品加工工业中使用许多食品处理装置来生产冰淇淋产品，其中包括乳品基冰淇淋产品以及水基冷冻零食，例如冰棒。冷冻奶油冻、冷冻酸奶、果汁冰糕、意式冰淇淋和冷冻乳品甜点是用于区分不同种类和风格的冰淇淋产品的一些产品名称。
3.在冰淇淋产品的大规模生产过程中，制备将被加工成冰淇淋产品的冰淇淋混合物。混合物通常被泵送通过具有两个主要功能的连续冷冻机。第一功能是受控制量的空气搅入混合物中，第二功能是将混合物中的大部分水冻结成大量的小冰晶。
4.连续式冷冻机通常具有带护套的圆筒形外壳的形式，在该外壳中设置有旋转的刀具、搅拌器，有时还设置有搅打器。在生产过程中，例如通过使用齿轮泵将冰淇淋混合物计量加入外壳中。同时，恒定的气流被送入外壳中，并通过位于带护套的外壳内的旋转搅拌器搅打到混合物中。然后，该搅拌器有效地用作冰淇淋混合物的搅拌器和混合器。穿过围绕外壳的护套的制冷剂使进料入冷冻机的冰淇淋混合物冻结，从而在冰淇淋混合物中形成冰晶。冰淇淋混合物随后用于形成冰淇淋产品。
5.也称为刮刀的刀具布置在旋转的搅拌器上，使得内壳壁上的冷冻混合物被刀具连续刮掉。搅拌器使产品在搅拌器内搅动。受控量的空气单独或与冰淇淋混合物一起进料入冷冻机。搅拌器的旋转确保空气均匀地混入混合物中，从而形成均匀的冰淇淋混合物。如果将搅拌器用于冷冻机，则搅拌器使混合物经受搅打动作，从而加强空气混合到冰淇淋混合物中。
6.空气混入冰淇淋混合物会增加其体积。每升冰淇淋混合物通常引入0.8至1升空气。具体取决于冰淇淋产品的类型，混合物离开冷冻机时的温度通常为-8℃至-3℃，其中具体取决于混合物的组成，混合物中30％至55％的水可能会冻结成冰晶。
7.为了将冰淇淋混合物输送通过冷冻机，通常使用泵将冰淇淋混合物从连续冷冻机向前驱动，例如输送到配料进料器、冰淇淋成型装置或灌装机。取决于配置，泵可以可选地或额外地布置在冷冻机的上游以将混合物进料到冷冻机中。随着混合物在通过冷冻机时温度逐渐降低，其粘度增加并且需要更多的能量来输送混合物通过冷冻机。
8.在专利文件ep1178734b1和us4162127a中可以找到冰淇淋冷冻机的示例。
9.尽管连续式冰淇淋冷冻机成功地冷冻了冰淇淋混合物，但对于通过冷冻机的混合物的温度可能会有多低仍然存在限制。特别是对于果汁冰糕和水冰等低脂冰淇淋产品，温度降低时粘度会迅速增加。此类产品的高粘度使得通过冷冻机提供足够的泵送以确保向排
放泵提供足够的排放压力具有挑战性。从另一个角度来看，即使具有较低含水量的冰淇淋混合物不会经历相同的粘度快速增加，仍然需要相对大量的能量来将混合物输送通过冷冻机。


技术实现要素：

10.本发明的一个目的是至少部分地克服现有技术的一个或多个限制。特别地，本发明的目的是提供一种冰淇淋冷冻机，冰淇淋混合物更容易通过该冰淇淋冷冻机进料，例如以节省能量和/或确保从冷冻机中充分排出。
11.在本发明的第一方面，这是通过冰淇淋冷冻机实现的，该冰淇淋冷冻机包括具有护套和内部空间的细长外壳，以及搅拌器，该搅拌器包括布置在内部空间中的中空筒体并以绕筒体的中心轴线沿旋转方向旋转以搅拌和混合通过内部空间进料的冰淇淋混合物。筒体包括沿筒体周边设置的刮刀；入口，其沿旋转方向看位于刮刀之前，用于使冰淇淋混合物进入筒体内部；出口，其沿旋转方向看位于刮刀之后，用于使冰淇淋混合物能离开筒体内部。入口包括引导表面，其具有至少3
°
的引导角，以沿筒体的轴向方向推动冰淇淋混合物。
12.使用具有倾斜引导表面的筒体入口是有利的，因为它有助于连续向前推动冰淇淋。显然，冰淇淋混合物被推动的方向是从外壳的冰淇淋混合物入口到外壳的冰淇淋混合物出口。因此，除了搅拌和混合之外，搅拌器还充当冰淇淋混合物的泵送装置。这有助于确保冷冻机有足够的排放量。在许多情况下，倾斜的引导表面还有助于节省通过冰淇淋冷冻机进料冰淇淋混合物所需的总能量。
13.冰淇淋冷冻机的其他目标、特征、方面和优点将从以下详细描述以及附图中显现。
14.在本发明的第二方面，上述目的还通过一种冰淇淋生产系统实现，该冰淇淋生产系统包括用于生产冰淇淋块的冰淇淋冷冻机；冰淇淋成型装置，其配置成将冰淇淋块成形为单独的冰淇淋块；冷冻装置，其配置成接收单独的冰淇淋块并降低其温度；包装机，其配置成将包装材料包裹在单独的冰淇淋块周围，其中冰淇淋冷冻机是根据第一方面的冰淇淋冷冻机。
15.在本发明的第三方面，上述目的还通过一种用于生产冰淇淋的方法来实现，该方法包括生产冰淇淋块，将冰淇淋块成形为单独的冰淇淋块，降低单独的冰淇淋块的温度，将包装材料包裹在每个单独的冰淇淋块周围，其中冰淇淋块的生产包括使用根据第一方面的冰淇淋冷冻机。
附图说明
16.现在将参考附图通过示例的方式描述本发明的实施例，其中
17.图1是冰淇淋冷冻机的示意图，
18.图2是图1所示冰淇淋冷冻机的搅拌器的立体图，
19.图3是图2所示搅拌器的前视图，
20.图4是图2所示的搅拌器的侧视图，
21.图5是图2所示搅拌器的局部正视图，
22.图6是图2所示的搅拌器的局部立体图，
23.图7是图2所示的搅拌器的示意性横截面侧视图，
24.图8是图2所示的搅拌器的示意性横截面侧视图，对应于图7的但是从相对侧看的视图，
25.图9是用于图1所示的冰淇淋冷冻机的搅拌器的另一个实施例的立体图，
26.图10是图9所示的搅拌器的前视图，
27.图11是冰淇淋生产系统的示意图，以及
28.图12是冰淇淋的制造方法的流程图。
具体实施方式
29.参考图1至4，图示了冰淇淋冷冻机1。冰淇淋冷冻机1具有细长的外壳2，外壳2具有护套3和圆柱形的内部空间4。搅拌器30布置在内部空间4中并且具有空心筒体31，其被安装成围绕筒体31的中心轴线a1沿旋转方向r旋转。筒体31具有外周表面34和内表面33，参见图7。这些表面34、33之间的距离限定中空筒体31的厚度t。该厚度例如可以是5mm至15mm。壳体2具有第一入口11和第一出口12，它们被布置成用于通过内部空间4进料冰淇淋混合物m。壳体2具有第二入口21和第二出口22，它们被布置成用于进料冷却流体cf，即制冷剂，通过护套3从而冷却通过内部空间4进料的冰淇淋混合物m。搅拌器及其所有部件可以由不锈钢制成。
30.电机(未示出)连接到搅拌器30的轴15，用于旋转搅拌器30。当搅拌器旋转时，筒体31也沿旋转方向r旋转。当这种情况发生时，通过内部空间4进料的冰淇淋混合物m被搅动混合。筒体31具有沿筒体31周边安装的刮刀50，刮刀50用于刮除外壳2内壁5上的冰淇淋混合物。刮刀50的尖端安装在旋转方向r最前面。
31.参考图5和6，筒体31具有入口60，在沿旋转方向r上看时，入口60位于刮刀50之前。这使得在空心筒体31旋转时冰淇淋混合物m能被推入空心筒体31的内部32。筒体31具有出口62，在沿旋转方向r上看时，出口62位于刮刀50之后。这用于在筒体31旋转时从圆筒体31的内部32排出冰淇淋混合物m。这样冰淇淋混合物m就可以连续地进出筒体31的内部32。
32.入口60具有引导表面67，其具有至少3
°
的引导角θ。引导表面67在筒体31的轴向方向d上推动冰淇淋混合物m。这有效地在从第一入口11到第一出口12的方向上推动冰淇淋混合物m，其被布置成通过外壳2的内部空间4进料冰淇淋混合物m。
33.引导角θ可以是至少5
°
、至少8
°
、至少15
°
或甚至至少30
°
。当引导角θ至少为3
°
、5
°
、8
°
或15
°
时，则引导角θ可以小于25
°
，即上限为25
°
。引导角θ参考垂直于筒体31的轴线a1的线，并且是参考筒体31的轴线a1的螺旋角的补角。引导表面67可以略微凹入或略微凸出，在这种情况下，引导角θ被计算为形成引导表面67的曲率的平均引导角。入口60可以具有与引导表面67相对并且以与引导表面67的引导角度θ相同的角度倾斜的表面61。
34.入口60和出口62可在筒体31中形成孔91，刮刀50可设置在孔91上方以将孔91分隔成入口60和出口62。这从制造角度来看是有利的，使得在一次操作中能形成入口60和出口62，刮刀50将入口60与出口62分开。孔91的优点还在于冰淇淋混合物更容易通过入口60和出口62流入和流出筒体31的内部32。
35.引导表面67可以从入口60延伸到出口62。这是有利的，因为出口62也包括引导表面67，进一步增强了搅拌器30的泵送效果。出口62也可以具有这样的表面：与引导表面67相对并且以与引导表面67的引导角θ相同的角度倾斜。
36.进一步参考图7和8，入口60可包括入口表面64，其顶部倒角或顶部倾斜至少10
°
的角度β。在所示示例中，入口表面64被倒角。倒角(入口倒角)64的角度β是在倒角64在筒体31的外周表面34上开始的位置71处相对于筒体31的径向方向测量的，如图7所示。倒角64沿朝向中空筒体31的内表面33的方向向内延伸。倒角64可具有至少20
°
、至少40
°
或至少60
°
的角度β。
37.入口表面64可以在筒体31的厚度t的至少30％上顶部倒角。入口表面64可以在筒体31的厚度t的至少30％、至少40％、至少50％、至少60％或至少80％上顶部倒角。甚至可以在筒体31的厚度t的100％上进行顶部倒角，在这种情况下它是斜角的。
38.具有倒角的入口表面64的优点在于，冰淇淋块更容易被推到筒体31的内部32，需要更少的能量来旋转搅拌器30。另外，搅拌器30的混合效率增加。
39.筒体31的出口62可包括出口表面65，其顶部倒角或顶部倾斜至少10
°
的角度β。在所示示例中，出口表面65被倒角。出口斜面65的角度β是在出口斜面65在筒体31的外周表面34上开始的位置72处相对于筒体31的径向方向测量的，如图7所示。出口倒角65沿朝向中空筒体31的内表面33的方向向内延伸。出口倒角65可具有至少20
°
、至少40
°
或至少60
°
的角度β。
40.出口表面65可以在筒体31的厚度t的至少30％上顶部倒角。出口表面65可以在筒体31的厚度t的至少30％、至少40％、至少50％、至少60％或至少80％上顶部倒角。甚至可以在筒体31的厚度t的100％上进行顶部倒角，在这种情况下它是斜角的。
41.具有倒角的出口表面65的优点在于，冰淇淋块更容易从筒体31的内部32流出，需要更少的能量来旋转搅拌器30。此外，搅拌器30的混合效率增加。
42.入口倒角64和出口倒角65可以以相同的倒角或倾斜被倒角或倾斜。这从制造的角度来看是有利的，并且还改进了冰淇淋混合物流入和流出圆筒体31。
43.筒体31可具有在出口62上方延伸的突起63。如图7可见，刮刀50可附接到突起63的端部81。然后刮刀附接点位于孔91上方。突起63可从出口表面65延伸并将出口62分成两个出口表面部分65、66。
44.突起63可包括朝向筒体31的中心c的内表面82。该内表面82可相对于筒体31的切线方向t倾斜至少10
°
的角度α。切向方向t由筒体31上的点70限定，该点70沿轴线a2与突起63的端部81径向对齐，如图7所示。
45.回到图5，孔91可以是布置在筒体31中的一系列相似孔91、92中的一个。孔91、92在筒体31的轴向方向d上延伸并且通过肋93分开。刮刀50在肋93上延伸。如图6中最佳所示，肋93具有各自的外表面94，该外表面在筒体31的轴向方向d上倒角或倾斜至少3mm，在肋93中形成倒角69。肋93中的倒角69位于刮刀50在肋93上延伸的位置。倒角69可在肋93的至少75％的宽度上延伸，或者甚至可以在肋93的整个宽度上延伸。肋93的宽度在筒体31的轴向方向d上延伸。肋的宽度可以例如为10mm至20mm。肋93中的倒角69提供更容易的清洁以及改善冰淇淋混合物m的流动，特别是从出口62流出。
46.肋91中的一个或多个可包括筒体31的入口60的引导表面67。然后肋91的外表面94优选地在相应肋91的与包括与在肋91中的引导表面67相对的侧面61上被倒角或倾斜。
47.除了这里描述的肋93之外，筒体31可以包括具有其他形式和形状的肋。这同样适用于由筒体31的入口60和出口62形成的孔91、92，即筒体31可以包括其他形状和类型的入
口和出口。图9和10中显示了搅拌器130的另一个示例。对于该搅拌器130，筒体131具有不同形状的孔191、192和肋193，其中倾斜的引导表面167有助于沿轴向方向推动冰淇淋混合物。
48.参考图11，图示了冰淇淋生产系统700。简而言之，通过使用奶油、糖和其他配料，可以使用冰淇淋冷冻机702生产冰淇淋块m。冰淇淋冷冻机702有利地是如上所述的冰淇淋冷冻机1。冰淇淋块m其后可以在冰淇淋成型装置704中形成为单独的冰淇淋块705。这可以以不同的方式进行，例如通过使用挤压或成型。可选的棒处理装置706可以将冰淇淋棒放置在单独的冰淇淋块705中。
49.在提供棒之后，可以将单独的块705放置在冷冻装置707中，例如冷冻通道。最后，在包装机708中，可以将单个块705包裹在包装材料710中，从而形成准备运输的冰淇淋产品。冰淇淋成型装置704、棒处理装置706、冷冻装置707和包装机708是典型的适用于冰淇淋生产的市售设备。
50.参考图12，示出了用于生产冰淇淋的方法800。方法800包括生产802冰淇淋块、将冰淇淋料块m成形804为单独的冰淇淋块、降低807单独的冰淇淋块的温度以及围绕每个单独的冰淇淋块705包裹808包装材料710。冰淇淋块304的生产802包括使用如上所述的冰淇淋冷冻机1。可选地，通过将棒插入单独的冰淇淋块中来处理806冰淇淋棒。
51.从上面的描述可以看出，虽然已经描述和显示了本发明的各种实施例，但是本发明不限于此，而是还可以在所附权利要求限定的主题的范围内以其他方式实现。

技术特征：
1.一种冰淇淋冷冻机(1)，其包括：具有护套(3)和内部空间(4)的细长外壳(2)，以及搅拌器(30)，其包括设置在所述内部空间(4)中的中空筒体(31)以绕所述筒体(31)的中心轴线(a1)沿旋转方向(r)旋转以搅拌且混合通过所述内部空间(4)进料的冰淇淋混合物(m)，所述筒体(31)包括：沿所述筒体(31)的周边设置的刮刀(50)，入口(60)，沿所述旋转方向(r)看，其位于所述刮刀(50)之前，以使所述冰淇淋混合物(m)能进入所述筒体(31)的内部(32)，以及出口(62)，沿所述旋转方向(r)看，其位于所述刮刀(50)之后，以使所述冰淇淋混合物(m)能离开所述筒体(31)的内部(32)，其中所述入口(60)包括引导表面(67)，其具有至少3
°
的引导角(θ)，以沿所述筒体(31)的轴向方向(d)推动所述冰淇淋混合物(m)。2.根据权利要求1所述的冰淇淋冷冻机，其中，所述入口(60)和所述出口(62)形成在所述筒体(31)内的孔(91)，所述刮刀(50)设置在所述孔(91)上方以将所述孔(91)分成所述入口(60)和所述出口(62)。3.根据权利要求1或2所述的冰淇淋冷冻机，其中，所述引导表面(67)从所述入口(60)延伸到所述出口(62)，使得所述出口(62)也包括所述引导表面(67)。4.根据前述权利要求中任一项所述的冰淇淋冷冻机，其中，所述入口(60)包括顶部倒角或顶部倾斜至少10
°
的角度(β)的入口表面(64)。5.根据权利要求4所述的冰淇淋冷冻机，其中，所述入口表面(64)在所述筒体(31)的厚度(t)的至少30％上顶部倒角。6.根据前述权利要求中任一项所述的冰淇淋冷冻机，其中，所述出口(62)包括出口表面(65)，所述出口表面(65)顶部倒角或顶部倾斜至少10
°
的角度(β)。7.根据权利要求6所述的冰淇淋冷冻机，其中，所述出口表面(65)在所述筒体(31)的所述厚度(t)的至少30％上顶部倒角。8.根据前述权利要求中任一项所述的冰淇淋冷冻机，其中，所述筒体(31)包括在所述出口(62)上方延伸的突起(63)，并且所述刮刀(50)附接到所述突起(63)的端部(81)。9.根据权利要求6和8所述的冰淇淋冷冻机，其中，所述突起(63)从所述出口表面(65)延伸并将所述出口(62)分成两个出口部分。10.根据权利要求8或9所述的冰淇淋冷冻机，其中，所述突起(63)包括朝向所述筒体(31)的中心(c)的内表面(82)，所述内表面(82)相对于所述筒体(31)的切线方向(t)倾斜至少10
°
的角(α)，所述切线方向(t)由所述筒体(31)上与所述突起(63)的所述端部(81)径向对齐的点(70)限定。11.根据前述权利要求中任一项所述的冰淇淋冷冻机，其中，所述入口(60)包括与所述引导表面(67)相对并且以与所述引导表面(67)的所述引导角(θ)相同的角度(θ)倾斜的表面(61)。12.根据权利要求2所述的冰淇淋冷冻机，其中，所述孔(91)是布置在所述筒体(31)中的一系列相似孔(91、92)中的一个，所述孔(91、92)沿所述筒体(31)的所述轴向方向(d)延伸沿并由肋(93)隔开，所述刮刀(50)在该肋(93)上延伸，所述肋(93)包括外表面(94)，该外
表面(94)在所述刮刀(50)在肋(93)上延伸的位置沿所述筒体(31)的所述轴向方向(d)倒角或倾斜至少3mm。13.根据权利要求12所述的冰淇淋冷冻机，其中，所述肋(91)包括所述筒体(31)的入口(60)的所述引导表面(67)、所述肋(91)的在与包括在所述肋(91)中的所述引导表面(67)相对的肋(91)的侧面(61)上倒角或倾斜的外表面(94)。14.一种冰淇淋生产系统(700)，其包括：用于生产冰淇淋块(m)的冰淇淋冷冻机(702)，冰淇淋成型装置(704)，其用于将所述冰淇淋块(m)成型为单独的冰淇淋块(705)，冷冻装置(707)，其用于接收所述单独的冰淇淋块(705)并降低它们的温度，包装机(708)，其用于将包装材料(710)包裹在单独的冰淇淋块(705)周围，其特征在于，所述冰淇淋冷冻机(702)是根据前述权利要求中任一项所述的冰淇淋冷冻机(1)。15.一种用于生产冰淇淋的方法(800)，其包括：生产(802)冰淇淋块(m)，将所述冰淇淋块(304)成型(804)成单独的冰淇淋块(705)，降低(807)所述单独的冰淇淋块(705)的温度，将包装材料(710)包裹(808)在单独的冰淇淋块(705)周围，其特征在于，冰淇淋块(304)的所述生产(802)包括使用根据权利要求1至13中任一项所述的冰淇淋冷冻机(1)。

技术总结
一种冰淇淋冷冻机，包括具有护套的细长外壳和内部空间，在该内部空间中设置有具有可旋转中空筒体(31)的搅拌器(30)，所述筒体(31)包括沿着筒体(31)的周边布置的刮刀(50)，位于所述刮刀(50)之前以使冰淇淋混合物(M)能进入所述筒体(31)的内部的入口(60)和位于所述刮刀(50)之后以使冰淇淋混合料(M)能离开所述筒体(31)的内部(32)的出口(62)，其中所述入口(60)包括引导表面(67)，所述引导表面具有至少3


技术研发人员：库尔特
受保护的技术使用者：利乐拉瓦尔集团及财务有限公司
技术研发日：2021.11.24
技术公布日：2023/9/13