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CN116367727A - 冷冻甜食机和用于混合传热的设备 - Google Patents

冷冻甜食机和用于混合传热的设备 Download PDF

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CN116367727A
CN116367727A CN202180056476.5A CN202180056476A CN116367727A CN 116367727 A CN116367727 A CN 116367727A CN 202180056476 A CN202180056476 A CN 202180056476A CN 116367727 A CN116367727 A CN 116367727A
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CN
China
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liquid
rphe
package
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Application number
CN202180056476.5A
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English (en)
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杰森·詹姆斯·胡根罗斯
马克斯·路易斯·莱蒙
丹尼尔·罗斯·斯蒂利
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Kremjoy Ltd
Original Assignee
Kremjoy Ltd
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Publication date
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Abstract

公开了一种冷冻流体混合和分配设备。设备包括柔性壁包装,该包装包围接收液体的腔,液体与空气混合并且在该设备中冷却以通过其形成相关的冷冻浆体。

Description

冷冻甜食机和用于混合传热的设备
背景技术
本申请要求2020年6月25日提交的美国临时申请序列号63/043,935和2020年12月23日提交的临时申请序列号63/129,812的优先权,其全部公开内容通过引用并入本文。
2020年2月4日提交的共同拥有的共同未决的申请PCT/US2020/016628的全部公开内容通过引用并入本文。本文公开了PCT/US2020/16628中本发明的其他应用。
发明内容
提供了一种改进的冷冻流体混合和分配设备。
该设备的优选实施例包括柔性壁包装,该柔性壁包装包围用于接收相关液体的腔。包装包括与腔连通的入口并且入口构造为接收相关液体,并且包装包括与腔连通的出口并且该出口与入口间隔开。出口构造为通过其分配相关的冷冻浆体。组件将空气与相关液体混合,并优选包括以下之一:(ⅰ)轧制板式热交换器(RPHE),其包括至少一个冷板,冷板可操作地接合柔性包装的外表面,用于与包装腔中的相关液体进行热传递,或者(ⅱ)均化器,用于减小与接收在腔中的相关液体混合的气泡的尺寸。在出口处的分配喷嘴构造为从其中分配冷冻浆体。
绝热的密封容器的尺寸被设计成在其中接收柔性壁包装和RPHE,这限制可能发生的结霜。
设备可以包括集霜器,用于收集密封容器中的湿气并且将收集到的湿气冷却至低于冷板的温度,从而防止冷板的结霜冷凝。
集霜器可以包括以下至少一个:(ⅰ)亲水涂层,以保持收集到的湿气;(ⅱ)用于吸收湿气的吸水材料;(ⅲ)干燥剂,或(ⅳ)除湿器,以去除引入容器的空气中的湿气。
分配喷嘴可以设置在出口处,并且消毒组件用于至少消毒分配喷嘴。消毒组件可以包括电磁辐射消毒单元(UV光源)。消毒组件可以构造为对柔性壁包装进行消毒。
消毒组件可以包括杀菌系统,该杀菌系统使用气体、蒸汽、液体或热中的至少一种来对喷嘴进行消毒。在优选的实施例中,消毒组件包括过氧化氢蒸汽发生器和臭氧发生器中的一个,以对喷嘴进行消毒。替代地,消毒组件包括提供清洁液体以清洁喷嘴的消毒单元。消毒单元可以构造为将清洁液体引导到分配管中,该分配管将喷嘴连接至柔性壁包装的腔,以及用于移除清洁液体的排放通道。
RPHE可以包括构造为接收柔性壁包装的至少一个支撑构件。第一支撑构件可以由具有高热导性的材料构成,用于可操作性地与RPHE的冷板接合,并且第二支撑构件可以由具有拉伸强度的材料构成,以承受由RPHE的辊子引起的拉伸载荷。
柔性背衬构件可以设置在柔性壁包装和RPHE的辊子之间以为包装提供结构支撑并防止其破裂,在优选的布置中,柔性背衬构件包括用于加热或冷却背衬构件的部件。
均化器优选包括用于将气泡引入相关液体的加压空气源以及混合器。
在另一实施例中,至少第一和第二不同的冷冻袋交替地填充有相关液体和从其分配的相关冷冻液体。
该设备还可以包括销售点系统,以接受从喷嘴分配相关的粘性冷冻浆体的付款。
储存袋可以与柔性壁包装流体连通,并且止回阀可操作地与连接储存袋和柔性壁包装的管道的外表面相关联。
优选的止回阀包括基座、可移动脚部以及臂部,臂部将脚部连接至基座,使得脚部可以向管或者远离管移动,并且也可以包括检测止回阀位置的检测器。
可以包括空气净化器来净化引入气袋的空气。优选的空气净化器包括以下至少一个:(ⅰ)过滤器;或(ⅱ)UV光源,其照射通向柔性壁包装的腔的透光管/通道;或(ⅲ)加热元件,其构造为将相关流体的温度升高到足以进行消毒。
在优选的布置中,冷板是金属片或厚金属箔。冷板可以包括延伸部,该延伸部包括加热元件,用于选择性地加热腔的入口以防止相关液体在入口处冻结。
RPHE可以包括在冷板中的流体通道以增强热传递。优选地,流体通道将冷却液体导向柔性壁包装的辊子侧。
尺寸适于接收柔性壁包装的容器可以包括清洁系统,该清洁系统包括以下至少一个:(ⅰ)将相关清洁溶液引导至腔的喷射喷嘴,(ⅱ)加热元件,(ⅲ)紫外光,以及(ⅳ)进入腔的消毒剂。
包括传感元件的温度控制系统可以被包括在组件中,以检测柔性壁包装的温度。传感元件可以包括用于感测柔性壁包装中的压力的机械变色材料。此外,可以包括将传感元件与冷板热隔离的热绝缘体,以便更精确地测量柔性壁包装的温度。
可以使用力传感器以监测腔中相关液体的相对煮熟程度,并且力传感器可操作地与RPHE的辊子相关联,以在力超过预定阈值时停止辊子动作。力传感器可以优选包括测压元件、应变仪、压电传感器和位移换能器中的至少一个,以直接或间接测量施加在柔性壁包装的导轨上的力。
此外,可以提供偏压构件,该偏压构件使RPHE的辊子压靠冷板,以确保辊子和柔性壁包装之间足够的接触压力。
在另一实施例中,RPHE的辊子是连续的环形带,在腔中相关流体的揉捏和冷冻过程中,该环形带减少了柔性臂包装上的滚动阻力和应力。连续的环形带可以由热导体制成,例如薄金属或金属网。
一种形式的冷板具有曲率,以增强RPHE的辊子和冷板之间的柔性壁包装的接触压力。
在其他实施例中,至少一个可移动的辊子可操作地与柔性壁包装的表面部分接合,并且可移动的辊子仅在柔性壁包装的宽度的一部分上延伸。
此外,本文还公开了对同一申请的发明的改进。本示例性实施例涉及用于冷冻和分配甜食(例如冰淇淋、冰沙、雪葩、意式冰淇淋、酸奶、代基里酒、玛格丽塔酒等)的设备、系统和方法。本发明特别适用于与低成本的一次性包装(通常是柔性包装或袋)结合使用,该包装包含用于生产此类甜食的可食用混合物,并且将特别参照其进行描述。然而,应当理解,本示例性实施例也适用于其他类似的应用。对于某些应用来说,袋中的混合物可能不是可食用的混合物。例如,混合物可以是盐溶液。冷冻甜食机可用于制作盐浆液(salineslush)。盐溶液可以在无菌状态下在柔性包装中储存和加工。这样,可以制成无菌盐浆液。无菌盐浆液用于心血管、肾脏、泌尿和其他医疗程序,以减少期间的组织损伤。
本发明与现有的制作手术浆液的方法相比具有许多优势。目前最常用的制作手术浆液的方法是用盐水填充冷藏无菌盆。机器的设置过程很麻烦,需要大约45分钟来使浆液冻结,而盐水暴露在手术室的空气中,这增加了浆液被污染的可能性。
附图说明
图1示出了传统的冷冻甜食机。
图2是轧制板式热交换器(RPHE)的立体图。
图3示出了结霜控制方法的实施例。
图4示出了消毒单元的实施例。
图5示出了嵌入喷嘴保持件中的UV光源。
图6示出了臭氧用于消毒喷嘴区域的实施例。
图7示出了消毒单元10的实施例。
图8示出了RPHE的实施例。
图9示出了冷冻袋的实施例。
图10示出了均化器。
图11A示出了类似于图9的实施例,并且图11B示出了文氏管。
图12示出了辐射冷冻袋的UV光源。
图13示出了用于冷冻和分配可食用混合物的替代布置。
图14示出了在冷冻袋和辊子之间使用柔性背衬构件的实施例。
图15示出了销售点系统的增加。
图16示出了用于冷冻甜食机的袋系统的实施例。
图17示出了作用在管的外表面上的止回阀的使用。
图18示意性地示出了空气净化器。
图19A和19B示出了空气净化器。
图20A-20C描绘了导轨被固定至冷板的实施例。
图21示出了冷板的实施例,该冷板的特征在于防止液体混合物在冷冻袋的入口管中冻结和/或堵塞。
图22描绘了具有用于增强系统性能的流动通道的第一冷板和第二冷板。
图23示出了用于冷冻甜食机的清洁系统的实施例。
图24示出了包括温度传感元件的袋系统。
图25示出了具有嵌入式传感器的冷板的实施例。
图26示出了在冷冻袋附接点处使用力传感器的实施例。
图27A-27C示出了导轨和辊子的实施例。
图28A示出了具有上支撑件和下支撑件的导轨,图28B示出了具有柔性构件的支撑件,以及图28C示出了具有沿长度方向嵌入导轨的力传感器。
图29示出了揉捏辊组件具有支撑踏面的滚动支撑件的实施例。
图30示出了辊式输送机上的袋辊或附加支撑构件。
图31A-C描绘了具有用于填充的大开口的储存袋。
图32示出了当从顶部看时冷板具有曲率的实施例。
图33描绘了当从侧面看时具有凸曲线的冷板。
图34示出了用于混合和分配液体或半固体涂料的RPHE的变体。
具体实施方式
图1中示出了传统的冷冻甜食机中使用的刮面式热交换器(SSHE)。本发明用图2所示的轧制板式热交换器(RPHE)代替SSHE。SSHE应用于冷冻甜食机之外的许多应用中。应用存在于食品、制药和化学工业中。当在传热过程中需要一定程度的混合时,当工艺流体粘稠时,当正在发生结晶化时,或者其他当传统热交换器不能有效的使用的情况下,使用SSHE。SSHE可以用于加热或冷却工艺流体或材料,工艺流体或材料可以是可食用的混合物,但也可以是不可食用的流体、浆体或其他可以流动穿过SSHE的材料。RPHE(图2)也可以独立于冷冻甜食机用于目前使用SSHE的应用中。
PCT/US2020/016628中详细描述了RPHE操作的一些实施例。RPHE相比SSHE在许多应用中具有优势。例如,在制药应用中,必须在传热过程中保持无菌。SSHE具有许多需要清洁和定期消毒的部分。这增加了工艺的成本和风险。当RPHE用于同一工艺时,产品包含在无菌柔性包装中,其可以在加工操作完成后取出并处理。
当RPHE用于冷却时,例如用于冷冻甜食机时,冷板、冷冻袋和其它部件上的表面能够冷却至或低于周围空气的露点。这将导致在这些表面上形成冷凝物或霜。这通常是不希望的。限制结霜可能性的一个方法是将RPHE容纳在密封的容器中,例如隔热机柜31。这将限制可能发生的结霜的量。然而,充满湿气的空气34仍将留存在机柜中。图3示出了结霜控制方法的实施例。这里,集霜器32用于优先收集在容纳RPHE 33的空间中的湿气。集霜器32可以在低于冷板温度的温度下操作。冷板是RPHE 33的未明确示出的部件。这将导致霜附着于集霜器并且降低空气的湿气含量。由于集霜器温度低于冷板温度,空气的露点将低于冷板或RPHE 33部件的温度,这将防止冷板冷凝或结霜。集霜器也可以在冷板之前冷却,以便在冷板冷却之前从空气中除去湿气。如前文所述,集霜器可以在低于冷板温度之下操作,这具有一些期望的效果,然而这并非严格必要。集霜器32可以在冷板温度或高于冷板温度下操作。例如,如果RPHE和集霜器以相同的速率冷却至相同的温度,两个部件上均会出现结霜,但是可能发生在冷板上的结霜的量将会降低。集霜器可以包括亲水成分作为涂层、表面附件或其他手段。即使集霜器的温度升高,表面也倾向于保持水分。吸水材料例如聚丙烯酸钠也可以用于吸收水分。也可以使用用于收集水分并从机柜中除去水分的手段。另一种选择是使用干燥剂从空气中吸收湿气。这可能在机器关闭或主动冷却时发生。干燥剂可以被移除用于再生,或者可以就地再生。例如,嵌入式加热元件可以用于加热干燥剂,使其再生以供再次使用。通常,再生将在RPHE冷却处于关闭循环时进行。另一个选择是在空气进入隔热机柜31之前或之时首先使用集霜器或其它手段对空气进行除湿,以便干燥的或低湿度的空气都留存在机柜中。
为了分配产品,分配喷嘴必须暴露于微生物污染源。这可能来源于环境空气或有人触摸喷嘴或喷嘴区域。用于消毒、杀菌和/或以其他方式清洁分配喷嘴的手段将有利于限制污染的机会。图4示出了使用合适强度和波长的电磁辐射(例如光)50以降低或消除微生物污染的消毒单元的实施例。本领域已知利用波长范围从200纳米到300纳米的紫外(UV)辐射的杀菌系统。UV光源50或其他合适的辐射光源定位成照射分配机构的喷嘴端51。如图所示,光源附接至盖53,盖53在消毒过程发生时使用。本领域已知的任何手段都可以用于为UV光源50供电。UV光源也可以不需要可移除的盖的方式安装。在图5中,UV光源50嵌入对UV光至少部分透明的喷嘴保持件54中。这允许辐射到达分配喷嘴的表面。虽然UV光源50被示出主要作用在喷嘴上,但是它可以被改造以消毒其他外部或内部系统部件。例如,它可以用于消毒分配把手56。UV或其他消毒辐射也可以用于消毒冷冻袋和冷冻袋中的混合物,特别是当混合物(例如,盐溶液)可被UV光穿透时。这将有利于手术盐浆液的应用。图12示出了辐射冷冻袋122的UV光源121。
利用气体、蒸汽、液体、热或本领域已知的其他手段的杀菌系统也可以用于消毒喷嘴。例如,过氧化氢蒸汽可用于消毒喷嘴。臭氧也具有极好的杀菌性能。使用臭氧对喷嘴消毒的好处是可以使用臭氧发生器从环境空气中产生臭氧,这在本领域是已知的。只需要电能就能产生所需臭氧。图6示出了臭氧用于消毒喷嘴区域的实施例。臭氧发生器60附接至喷嘴盖。臭氧发生器产生的臭氧流过喷嘴区域63上及其周围的端口62。
图7示出了消毒单元10使用液体冲洗来减少或消除喷嘴区域的微生物污染的实施例。液体可以是能够清洁和/或消毒喷嘴区域的任何合适的液体或溶液。例如,可以使用水基消毒溶液,或者仅仅使用热水。在清洗循环期间,铰接盖11关闭喷嘴区域12。清洁液体喷嘴13位于分配喷嘴14附近,以便清洁液体被导向分配喷嘴14。流体通道15与清洁液体喷嘴流体连通。根据所需的操作,一些清洁液体可以被迫进入分配管16一段距离。用于排干清洁液体(未示出)的手段可以结合到系统中。如果需要,清洁系统可以从冷冻甜食机上移除。这可以人工或自动操作。清洁液体可以单独使用或与其他手动或自动的清洁方式结合使用。
图8示出了具有细长分配管的冷冻袋71的RPHE 70的实施例。细长分配管特别适用于手术浆液机,其中它允许无菌盐浆液被方便地直接泵送到医疗程序需要的地方。当前医务人员从碗或者其他容器中舀取浆液,将其带至患者并将其手动放置在需要的地方。
图9示出了冷冻袋80或RPHE中使用的柔性包装的实施例。冷冻袋80具有上支撑构件81和下支撑构件82,上支撑构件81和下支撑构件82是用于支撑RPHE中的冷冻袋的附接点。袋体83包含可食用的混合物。通常由塑料薄膜制成的喷嘴84附接至袋体。诸如塑料配件的过渡部件85可用于将喷嘴固定至袋体83。喷嘴可以有多种形式,并且由一个或多个零件构成,所有或部分零件是一次性的或可重复使用的。此外,喷嘴可以制成具有额外的长度,从而可以对其进行修整以实现理想的配合,打开最初密封的端部或暴露不太可能被外部污染物污染的新的喷嘴端部。冷冻袋80的不同部分可以由不同的材料制成或使用不同的构造技术以达到期望的性能表征。例如,支撑构件81、82和相关联的支撑结构86可以由塑料薄膜或其他具有高拉伸强度的材料制成。这允许冷冻袋80承受由RPHE辊子引起的拉伸载荷。袋体的冷板侧87理想地由具有高导热性的材料制成,而冷冻袋的辊子侧(图8中的袋的袋侧(不可见))理想地由能够承受辊子作用在袋表面上的应力的坚韧材料构成。
图10示出了实施例90,其中均化器91用于预均化可食用混合物和空气,以便降低或消除RPHE中辊子产生超限的要求。空气源(例如压缩机)压缩机在三通配件95处与可食用的混合物混合。在这一点上,气泡相对较大,因此不能保持与液体的可食用混合物很好地混合。混合物进入均化器91,气泡在其中剧烈混合,使得它们的平均尺寸减小到不容易从液体中分离的程度。例如,气泡尺寸可以在25微米的量级。随后,均化的混合物流入冷冻袋,在那里发生冷冻。这有助于减轻RPHE中产生超限的任务。均化器91可以是本领域已知的各种技术。例如,可以使用超声波换能器来影响混合。也可以使用高速旋转或振荡的混合叶片。
图11A示出了与图9的实施例相似的实施例。在本申请中均化器替代三通阀95。在这种情况下均化器101可以是如图11B所示的文氏管110。液体混合物从入口侧112进入文氏管110。流体速度在喉部113处增加,这降低了静压,使得空气从端口111被吸入。端口的尺寸和文氏管的喉部113处混合物的高速使得气泡与液体可食用混合物很好地混合。
图13示出了用于冷冻和分配可食用混合物的替代布置,其使产量最大化,同时消除了在冷冻袋中保持冷冻和液体混合物分开的挑战。储存袋121包括可被供给到第一冷冻袋122或第二冷冻袋123的可食用混合物。阀124用于选择性地控制可食用混合物进入冷冻袋的流动。冷冻袋与一个或更多个冷板接触,冷板包括RPHE的部分。在操作期间,可食用混合物和空气通过压缩机125被供给至第一冷冻袋122。使用RPHE以先前公开的任何方式冷冻混合物。当混合物被适当冷冻时,它可以在需要时被从阀126中分配。当需要时,可将可食用混合物和空气供给至第二冷冻袋123。这可以与第一冷冻袋122同时进行或另一时间进行。第二冷冻袋中冷冻的可食用混合物123以相似的方式被冷冻。阀127用于从第二冰冻袋中分配。从第一冷冻袋122开始分配。当第一冷冻袋部分地或者完全耗尽时,从第二冷冻袋进行分配,同时第一冷冻袋再次被填充,以便循环可以重复。分配可以从共同的喷嘴进行,以便机器的内部过程在外部是不明显的。可以使用任何数量的冷冻袋。示出的两个代表了示例性的方案。本实施例类似于PCT/US2020/016628中公开的多口味的实施例。在本方案中,单个储存袋用于将产品供给至多个冷冻袋。
图14示出了在冷冻袋和辊子之间使用柔性背衬构件的实施例130。柔性背衬提供一个或多个有益的功能。它可以为袋提供整体的结构支撑,从而当它填充有可食用混合物时它可以保持其形状。当可食用混合物变成冷冻和粘稠时,冷冻袋132中的压力特别高。柔性背衬支撑冷冻袋使得应力被柔性背衬承载,这防止冷冻袋的破裂。柔性背衬可以降低或消除对后冷板(未示出)或相似的支撑件所需的支撑。理想地,柔性构件可以从耐用的材料制成,例如防撕裂尼龙或金属网。这为辊子提供了比用于冷冻袋的塑料膜更坚韧的接触表面。这保护冷冻袋132免受毁坏并且允许冷冻袋使用较便宜的材料制成。这是有益的,因为冷冻袋旨在是一次性的。柔性背衬可以包括帮助冷冻工艺的冷冻手段。这可以是集成到柔性背衬中的冷却通道。冷却通道用于循环冷却流体。柔性背衬可以被具有合适的冰点和蒸汽压的流体(例如乙醇)润湿,以实现蒸发冷却或改善热接触。柔性背衬可以包括柔性热电冷却元件或本领域已知的其他手段来影响冷却。对于需要加热的应用,可以使用本领域已知的任何方法来加热柔性背衬,例如,可以使用电阻加热。柔性背衬131也可以是盖、袋或类似结构。它可以完全地或部分地覆盖冷冻袋和/或冷板。它可以附接至冷板或者在不附接至冷板的情况下被支撑。它也可以以类似于后冷板(未示出)的方式定位,使得辊子位于柔性背衬和冷冻袋之间。在图13中,分配管133穿过冷板134。为了方便,冷板或其他与RPHE相关的结构可以具有与分配相适应的端口或孔。
参考图15,冷冻甜食机140可以通过增加销售点系统141而适用于自动售货。这可以是本领域已知的任一销售点技术并且可以制造成接受现金、信用卡或电子支付。当用于自动售货应用时,减少更换冷冻袋和/或储存袋所需的时间是有益的。示出了一种系统,其中多个冷冻袋142被连接以促进RPHE 143的自动装载。示出了储存器144,其可以自动连接到进入RPHE的每个新的冷冻袋。冷冻袋可以可选地被可食用混合物预先填装,因此不需要储存袋。系统也可以包括多个储存袋。图16示出了成卷的冷冻袋151的实施例。新的冷冻袋152展开并进入RPHE。用过的冷冻袋随后被使用过的冷冻袋卷154卷起。
图16示出了用于冷冻甜食机的袋系统的实施例。储存袋21通过管23连接到冷冻袋22。储存袋21中的液体使用泵24或其他手段供给到冷冻袋22。示出了本发明的止回阀25的实施例。止回阀防止液体流出冷冻袋22回到储存袋21中。当冷冻袋22位于储存袋21上方时,这可能会由于重力而发生,或者当冷冻袋22的压力高于储存袋21的压力时,这可能会发生。止回阀30(图17)作用在管23的外表面上。管23优选由薄塑料膜制成。这种管道缺少显著的弹性并且倾向于平放,除非内部压力使管道膨胀。然而,止回阀30将仍然与弹性管道或橡胶管道一起工作。止回阀30包括基座31和可移动的脚部32。臂部33将脚部连接至支撑件34。臂部33由支撑件34可旋转地支撑,以便脚部32可以朝向管23或远离管23移动。在臂部33上施加力,以便脚部32偏向管23。力能够来自于弹簧(未示出)或本领域已知的其他手段。管23被夹在基座31和脚部32之间。这防止流体流入管23中。当上游管端35的流体压力足够大于下游管端36的压力时,脚部32枢转远离基座31,使得允许流体在所示方向上流动。当下游管端26和上游管端35处于相似的压力时,管23保持夹在基座31和脚部32之间。当下游管端36的压力超过下游管端35的压力时,脚部32持续夹紧管23。这是因为从下游管端36的管23的膨胀不能提供必要的机械优势来克服脚部上的力。这是由枢转点37相对于脚部32接触到管23的位置来控制的。对臂部33行程量的机械限制以及脚部32和基座33的形状也可用于实现止回阀的期望的操作。止回阀30的好处在于,它作用在管23的外表面,因此不需要清洁和消毒。止回阀30也可以包括用于感知或检测阀的位置的手段。止回阀30的位置可以与管23中的压力和/或通过管的流速相关联。虽然止回阀30被描绘在进入冷冻袋的可食用混合物的管线23上,但是它也可以用于袋系统20上的其他位置。例如,止回阀27可以是相同型号的阀。止回阀30可以与蠕动泵40结合使用,蠕动泵40被优化用于平放的非弹性管道。然而,当与弹性管道一起使用时,基本概念也适用。
袋系统20包括空气管线26,其用于与压缩机结合使用以将空气(或其他气体)注射至冷冻袋22以实现超限。用于超限的空气一般地是大气,并且因此是将微生物污染引入可食用混合物的潜在途径。图18示意性地示出的空气净化器51可以安装在空气管线26的某个位置(例如在压缩机53之前或之后)。空气净化器用于在空气进入冷冻袋之前对空气进行消毒和/或清洁。空气净化器可以包括过滤和/或消毒。可以使用本领域中的任何手段,但一些方法是优选的。例如,图19A和19B示出了空气净化器51,其中紫外光源用紫外光照射管62。如所描绘的,管具做了几个U形弯,以增加空气暴露于紫外光的时间。在这种情况下,管需要允许至少部分紫外光的透射。紫外光源61能够可选地被加热元件替代,加热元件将空气加热至到足以消毒的温度。
在优选的实施例中,冷冻袋22的表面包括冷板81,冷板在当前的实施例中通常是刚性的结构。在这种情况下,一般被描述为柔性的冷冻袋22可以在接触冷板22的区域变为刚性或半刚性。这样的一个优势是冷冻袋的冷板侧的全部或一部分可以由薄金属片,厚金属箔或具有高导热性的其它材料制成,这些材料可能太硬或不具有足够的抗疲劳性而不能位于袋的辊子侧。
图20A描绘了导轨91固定至冷板92的实施例90的俯视图。导轨91保持揉捏辊93紧密靠近冷板92,如先前公开中所述。当可食用混合物(未示出)被冷冻时,相当大的力将揉捏辊93推离冷板。这可以导致冷板弯曲,使得辊子不再紧密靠近冷板。这对系统的性能会产生负面影响。可能不期望增加冷板92或为冷板92提供结构支撑的其他部件的刚度,因为这会增加制造成本并增加冷板93的热质量,这也是不期望的。在本实施例中,导轨91上的力反作用力被指向冷板92。这消除了冷板92的附接点和来自于辊子的力之间的力臂。图20B描绘了当导轨91不附接至冷板时冷板92上的力。图20C描绘了当导轨91附接至冷板时的力。
图21描绘了冷板101的实施例,其具有防止液体混合物冻住和/或堵塞冷冻袋102的入口管103的特征。例如,当液体混合物在一定时间内不流动时,就会发生这种情况。入口管103中冷冻的可食用混合物会堵住管,阻止在需要时将混合物添加到冷冻袋102中。冷板101包括延伸部104。延伸部104能够可选地不被冷却,由热绝缘体制成和/或具有加热元件,该加热元件用于限制或防止入口管103中可食用混合物冻结。当辊子105横穿入口管103时,入口管103被压在辊子105和延伸部104之间。这迫使任何冷冻的可食用混合物离开入口管103。
图22描绘了具有用于增强系统性能的流动通道第一冷板111和第二冷板112。第二冷板在冷冻袋的辊子侧为冷冻袋113提供冷却和/或物理支撑。辊子将冷冻袋113拉离第二冷板112的表面。这倾向于降低冷冻袋113中可食用混合物的冷却速率。为了增强热传递,第二冷板112具有流体通道115,用于将冷流体116的射流导向冷冻袋113的辊子侧。通常,流体可以是空气,但也可以是任何数量的气体、液体或其组合。第二冷板112可以向冷冻袋113提供直接接触冷却或者可以实际上不接触第二冷板112。第二冷板112可以为冷流体116提供冷却,或者流体可以通过其他手段冷却。第一冷板111也可以包括流体通道117。这些可以以类似于第二冷板112上的流体通道的方式用于冷却。然而,这些通道的优选的用途是在真空压力下操作。这将冷冻袋紧紧地拉至第一冷板111。这具有降低冷冻袋113和第一冷板111之间热接触阻力的效果。这允许在冷冻袋113中更加快速地冷冻可食用混合物。第二个好处是,它有助于将冷冻袋113保持在第一冷板111上的适当位置。
图23示出了用于冷冻甜食机的清洁系统的实施例。由于可食用混合物容纳在消耗性的包装中,不需要经常清洁机器部件。然而,有些情况下可能需要清洁。例如,如果冷冻袋发生泄露或者没有被正确地安装,可食用混合物漏入机器中。冷冻甜食机实施例120包括清洁系统,其使用喷射喷嘴121向机器中喷射清洁溶液。喷射喷嘴121可以被定位在机器122的冷冻部分和/或机器123的冷藏部分中。清洁系统可以使用加热元件、紫外光、消毒剂和本领域已知的其他清洁方法。
期望了解系统中各个位置的可食用混合物的温度。例如,冷冻的可食用混合物的温度可以用于确定何时准备分配混合物。图24示出了袋系统,其在袋系统的部件(例如储存袋131和冷冻袋132)上结合了温度传感元件133。温度传感元件可以被集成或附接至袋系统部件中的一些或全部部件。温度传感可以是一次性的或可重复使用的。温度传感元件可以使用一个或多个本领域已知的温度传感方法。这些可以包括但不限于热电偶、电阻温度检测器或热敏元件。热变色材料响应于温度而改变颜色。热变色传感器可以附接至袋系统部件的表面,或者袋材料本身可以包含热变色层或图层。可以使用传感器检测材料的颜色或其他特性,例如色调或透明度(即,热致性)。
除了温度传感之外,一系列其他传感器类型或显色材料可以被固定到或结合到袋系统中。例如,机械变色材料随着压缩、拉伸或剪切而改变颜色。机械变色材料可用于感测冷冻袋132中的压力。
图25示出了具有嵌入式传感器的冷板141的实施例。在优选的实施例中,这些传感器是温度传感器。传感器可以是本领域已知的任意类型,例如但不限于热电偶或高温计。温度传感器142被布置成接触冷冻袋132或者足够紧密接近以测量冷冻袋132的温度,该温度指示可食用混合物的温度。在当前实施例中,温度传感器142被嵌入在冷板141中的热绝缘体143包围。热绝缘体143将温度传感器与冷板141热隔离,从而更精确地测量可食用混合物的温度。
图26示出了在冷冻袋151附接点处使用力传感器的实施例。在当前实施例,冷冻袋具有上附件152和下附件153。辊子154在图中向上移动。这倾向于向上拉拽冷冻袋151。向上拉力取决于可食用混合物的粘度。当可食用混合物冻结和变硬时,袋上的向上的力增加。在下附件153上的力传感器可以用于确定可食用混合物的相对的煮熟程度。如果可食用混合物变得太硬,它也可以用作安全机构来停止辊子。在当前实施例中,上附件152在冷冻袋的右侧。上附件152也可以包括力传感器。在这种情况下,当辊子横穿冷冻袋时,会向左拉动。这种力随着可食用混合物的硬度增加。因此,这种力可以用作测量可食用混合物的煮熟程度的手段。
图27A-C示出了导轨583、585和辊子582、581的先前公开的实施例。导轨585迫使辊子582进入冷冻袋,用于搅拌可食用混合物。导轨583迫使辊子581进入冷冻袋,以强制分配可食用混合物。作用在导轨583、585上的力随着可食用混合物的粘度的增加而增加。可以测量力,以确定可食用混合物的粘度。本领域已知的任何手段都可用于直接或间接测量力,包括测压元件、应变仪和位移换能器。图28A示出了具有上支撑件172和下支撑件173的导轨171。支撑件172、173具有嵌入其中的力传感器,用以测量导轨171上的力。力传感器可以是本领域已知的任意类型,例如应变仪或压电传感器。在上支撑件172和下支撑件173处测量的力将基于冷冻袋中可食用混合物的坚固度和可食用混合物的量而不同。因此,在两个支撑件处独立的力测量允许检测冷冻袋的填充度和可食用混合物的坚固度。图28B示出了上支撑件174和下支撑件175,它们具有柔性构件(例如弹簧)。如果导轨上的力过高,柔性构件弯曲,这使得冷冻袋辊子移动远离冷冻袋,这进而缓解了冷冻袋上的压力。这可以用作防止袋破裂的安全机构。如果期望,柔性构件174、175也可以包括力传感器。此外,柔性构件可以用于将辊子偏压到冷板中,使得在辊子和冷冻袋之间永远有足够的接触压力。图28C示出了具有力传感器176的导轨171,力传感器176沿着导轨171的长度嵌入导轨171。这允许更直接地测量可食用混合物的硬度和冷冻袋的填充度。图28中的力传感器和/或柔性构件也可以应用于一个或更多个冷板,以实现与应用于导轨时相同的益处。
图29示出了实施例180,其中,揉捏辊组件具有至少两个支撑踏面(treadsurface)183的滚动支撑件182。如箭头184所示,踏面围绕滚动支撑件182滚动。这种布置类似于坦克踏面、传送带或踏旋器(tread mill)。这种布置提供了几个优点。一个优点是,它降低了冷冻袋上的滚动阻力和应力。另一个优点是,踏面可以有效地增强可食用混合物的冷却。踏面184可以由热导体制成。这可以是薄金属或金属网。踏面184可以被冷却介质187冷却,优选的是,背面186上的空气不与冷冻袋接触。如所描绘的,冷却介质188也可以应用于辊子支撑件之间的空间。冷却翅片189可以用于增强热传递。
在当前发明的某些实施例中,冷冻袋在结构上被支撑在两个冷板或类似的支撑结构之间。消除冷板或支撑结构之一可能是有利的。在这种情况下,仍旧必须支撑冷冻袋。这可以通过前面已经公开的冷冻袋上的上支撑、下支撑和/侧支撑的组合来完成。袋也可以通过使用足够数量的辊子或通过辊式输送机上额外的支撑构件191来支撑。这在图30中进行了描绘。
目前市场上大多数传统的软冰淇淋机器使用不锈钢漏斗来保存液体混合物。一些机器使用储存袋保存液体混合物。可以购买标准的乳品袋用于这些机器。这些乳品袋一般由可食用混合物的生产者(如乳品厂)填充可食用混合物。许多商家优选使用他们自己定制的可食用混合物。用可食用的混合物填充标准的乳品袋是困难且很慢的,因为它是密封的,只有一个小端口。图31A-C描绘了具有用于填充的大开口的储存袋。这种袋能够使用本领域已知的多种手段来封闭袋。例如,可以使用按压闭合或滑动闭合拉链。图31A示出了在打开状态下的袋,图31B示出了具有拉链密封的袋,图31C示出了推拉式密封拉链封口的特写横截面。
图32示出了一个实施例,其中,当从顶部看时冷板201具有曲率。冷冻袋202由袋固定器203保持。袋固定器203保持冷冻袋202抵靠冷板201。这提供了与冷板201良好的热接触。具有凹形截面的辊子204用于将冷冻袋夹在冷板201和辊子204之间。
图33描绘了当从侧面看时具有凸曲线的冷板221。袋固定器222保持袋抵靠冷板以增强热传递。
RPHE可以用作榨汁机、浸渍机或粉碎机,其中,可食用混合物中的固体成分在冷冻袋中被粉碎,或者通过辊子或其他搅拌手段的作用被分解。这可以在需要或不需要向或从可食用混合物传热的情况下完成。例如,RPHE浸渍功能可以用于制作新鲜水果冰沙。
PCT/US2020/016628公开了在RPHE上的一个或更多个冷板或其他支撑结构上使用超声波换能器。应该清楚的是,超声波换能器可以单独使用或者结合辊子、热管、热电冷却器或其它实施例使用。
传统的涂料混合系统将着色剂直接注入基础涂料的容器中。在美国,通常使用1加仑或5加仑的塑料或金属容器。这种方法的一个缺点是,消费者通常需要购买比给定项目所需更多的涂料。一旦着色剂被添加到涂料中,就不能退还给卖家。多余的涂料通常会被填埋。涂料可以保存起来以备后用,然而,涂料在已打开的容器中不好保存。图34示出了用于混合和分配液体或半固体的涂料(例如建筑涂料)的RPHE的变体。袋保存基础涂料161。这通常是是白色涂料。涂料着色剂162保存在单独的涂料着色剂袋中。基础涂料袋161和着色剂袋162没有按比例显示。基础涂料和着色剂被分配到混合袋中。例如,可以使用蠕动泵163。混合袋被一个或更多个支撑板支撑。支撑板可以是温度控制的。这可以提供一个好处,例如,当环境气温相对较低而涂料需要被加热时。然而,本申请中支撑板的温度控制是可选的。一般结构与RPHE相似。辊子横穿混合袋。这将涂料着色剂和基础涂料混合,以便获得需要的涂料颜色。可用涂料着色剂的数量可以变化,以实现所需的着色剂的选择范围。一般地大约12至16种着色剂颜色。由于基础涂料和着色剂加入到混合袋中,因此可以混合给定项目所需的精确数量的涂料。在储存袋中剩余的涂料不会被涂料着色剂污染。如果彩色的涂料用完了,可以再混合适当的数量。混合袋是消耗品。理想情况下,储存袋是密封的,不含空气,因此,涂料的保存期大大延长。该系统可以制成便携的并带到工作现场。混合袋可以制成分配到另一个容器中,或者涂料可以在混合袋中出售。
虽然上面已经列举了具体的优势,但是各种实施例可以包括一些、没有或所有列举的优势。尽管本文的附图和描述中示出了示例性的实施例,但是本公开的原理可以使用任何数量的技术来实现,无论当前已知与否。此外,本文描述的系统和设备的操作可以由更多、更少或其他部件来执行,并且本文描述的方法可以包括更多、更少或其他步骤。此外,步骤可以以任何合适的顺序执行。
为了帮助专利局以及本申请和由此产生的专利的任何阅读者理解所附权利要求,即使在上文的描述中使用了术语“手段”,申请人认为所附权利要求或权利要求元素不会导致35USC 112(f)的问题,除非在特定权利要求中明确使用了词语“用于……的手段”或者“用于……的步骤”。

Claims (84)

1.一种冷冻流体混合和分配设备,包括:
柔性壁包装,其包围接收相关液体的腔,包装包括与腔连通的入口,所述入口构造为接收相关液体,并且包装包括与腔连通并与入口呈间隔关系的出口,所述出口构造为通过其分配相关冷冻浆体;
将空气与相关液体混合的组件,所述组件包括以下之一:(ⅰ)轧制板式热交换器(RPHE),热交换器包括至少一个冷板,冷板可操作地接合柔性包装的外表面,用于与包装腔中的相关液体进行热传递,或者(ⅱ)均化器,用于减小与接收在腔中的相关液体混合的气泡的尺寸;以及
在出口处的分配喷嘴,所述分配喷嘴构造为从其中分配冷冻浆体。
2.根据权利要求1所述的设备,还包括隔热的密封容器,所述密封容器的尺寸适于在其中接收柔性壁包装和RPHE,从而限制可能发生的结霜。
3.根据权利要求2所述的设备,还包括集霜器,用于收集密封容器中的湿气并且将收集到的湿气冷却至低于冷板的温度,从而防止冷板的结霜冷凝。
4.根据权利要求3所述的设备,其中,集霜器包括以下至少一个:(ⅰ)亲水涂层,以保持收集到的湿气;(ⅱ)用于吸收湿气的吸水材料;(ⅲ)干燥剂,或(ⅳ)除湿器,以去除引入容器的空气中的湿气。
5.根据权利要求1所述的设备,还包括出口处的分配喷嘴,以及用于至少对分配喷嘴进行杀菌的消毒组件。
6.根据权利要求5所述的设备,其中,消毒组件包括电磁辐射消毒单元(UV光源)。
7.根据权利要求6所述的设备,其中,消毒组件构造为对柔性壁包装杀菌。
8.根据权利要求5所述的设备,其中,消毒组件包括杀菌系统,所述杀菌系统使用气体、蒸汽、液体或热中的至少一种来对喷嘴进行消毒。
9.根据权利要求8所述的设备,其中,消毒组件包括过氧化氢蒸汽发生器和臭氧发生器中的一个,以对喷嘴进行消毒。
10.根据权利要求5所述的设备,其中,消毒组件包括消毒单元,消毒单元提供清洁液体以清洁喷嘴。
11.根据权利要求10所述的设备,其中,消毒单元构造为将清洁液体引导至分配管中,分配管将喷嘴连接至柔性壁包装的腔。
12.根据权利要求10所述的设备,还包括用于移除清洁液体的排放通道。
13.根据权利要求1所述的设备,其中,RPHE包括构造为接收柔性壁包装的至少一个支撑构件。
14.根据权利要求13所述设备,其中,第一支撑构件由具有高热导性的材料构成,其用于可操作性地与RPHE的冷板接合,并且第二支撑构件由具有拉伸强度的材料构成,以承受由RPHE的辊子引起的拉伸载荷。
15.根据权利要求14所述设备,还包括设置在柔性壁包装和RPHE的辊子之间的柔性背衬构件,以便为包装提供结构支撑并且防止其破裂。
16.根据权利要求15所述的设备,其中,柔性背衬构件包括用于加热或冷却背衬构件的部件。
17.根据权利要求1所述的设备,其中,均化器包括用于将气泡导入相关液体中的加压空气源,以及混合器。
18.根据权利要求1所述的设备,其中,柔性壁包装包括至少第一和第二不同的冷冻袋,冷冻袋交替地填充相关液体和从其分配的相关冷冻液体。
19.根据权利要求1所述的设备,还包括销售点系统,以接受从喷嘴分配相关的粘性冷冻浆体的付款。
20.根据权利要求1所述的设备,还包括与柔性壁包装流体连通的储存袋。
21.根据权利要求20所述的设备,还包括止回阀,所述止回阀可操作地与管道的外表面相关联,管道连接储存袋和柔性壁包装。
22.根据权利要求21所述的设备,其中,止回阀包括基座、可移动的脚部以及臂部,所述臂部将脚部连接到基座,使得脚部能够朝向或远离管移动。
23.根据权利要求21所述的设备,还包括感测止回阀位置的检测器。
24.根据权利要求1所述的设备,还包括消毒引入气袋中的空气的空气净化器。
25.根据权利要求24所述的设备,其中,空气净化器包括以下至少一个:(ⅰ)过滤器;或(ⅱ)UV光源,其照射通向柔性壁包装的腔的透光管/通道;或(ⅲ)加热元件,其构造为将相关流体的温度升高到足以进行消毒。
26.根据权利要求1所述的设备,其中,冷板是金属片或厚金属箔。
27.根据权利要求1所述的设备,其中,冷板包括延伸部,所述延伸部包括加热元件,用于选择性加热腔的入口,以防止入口中相关液体冻结。
28.根据权利要求1所述的设备,其中,RPHE包括冷板中的流体通道,以增强热传递。
29.根据权利要求28所述的设备,其中,流体通道将冷却流体引导至柔性壁包装的辊子侧。
30.根据权利要求1所述的设备,还包括:尺寸适于接收柔性壁包装的容器,以及清洁系统,所述清洁系统包括以下至少一个:(ⅰ)将相关清洁溶液引导至腔的喷射喷嘴,(ⅱ)加热元件,(ⅲ)紫外光,以及(ⅳ)进入腔的消毒剂。
31.根据权利要求1所述的设备,还包括温度监测系统,所述温度监测系统包括检测柔性壁包装的温度的传感元件。
32.根据权利要求31所述的设备,其中,传感元件包括用于感测柔性壁包装中压力的机械变色材料。
33.根据权利要求31所述的设备,还包括热绝缘体,其将传感元件与冷板热隔离,以便更准确地测量柔性壁包装的温度。
34.根据权利要求1所述的设备,还包括力传感器,所述力传感器用于监测腔中相关液体的相对煮熟程度并且可操作地与RPHE的辊子相关联,以在力超过预定阈值时停止辊子动作。
35.根据权利要求34所述的设备,其中,力传感器包括至少一个的测压元件、应变仪、压电传感器和位移换能器,以直接或间接测量作用在支撑柔性壁包装的导轨上的力。
36.根据权利要求1所述的设备,还包括偏压构件,所述偏压构件将RPHE的辊子压靠在冷板上,以确保辊子和柔性壁包装之间足够的接触压力。
37.根据权利要求1所述的设备,其中,RPHE的辊子是连续的环形带,其在揉捏和冷冻腔中相关液体的过程中减少柔性壁包装上的滚动应力。
38.根据权利要求37所述的设备,其中,连续的环形带由热导体制成,例如薄金属或金属网。
39.根据权利要求1所述的设备,其中,冷板具有曲率,以增强RPHE的辊子和冷板之间的柔性壁包装的接触压力。
40.根据权利要求1所述的设备,还包括至少一个可移动辊子,可移动辊子可操作性地与柔性壁包装的表面部分接合,并且可移动辊子仅在柔性壁包装的一部分宽度上延伸。
41.根据权利要求1-40中任一项所述的设备,其单独地或与任何特征相结合地,或以任意方式构造。
42.一种混合和分配冷冻液体的方法,包括:
在包围腔的柔性壁包装中提供液体,柔性壁包装包括与腔连通的入口,所述入口构造为接收相关液体,并且柔性壁包装包括与腔连通并与入口呈间隔关系的出口,所述出口构造为通过其分配相关冷冻浆体;
提供将空气与液体混合的组件,空气混合组件包括以下之一:(ⅰ)轧制板式热交换器(RPHE),热交换器包括至少一个冷板,冷板可操作地接合柔性包装的外表面,用于与包装腔中的液体进行热传递,或者(ⅱ)均化器,用于减小与接收在腔中的液体混合的气泡的尺寸;以及
从出口处的分配喷嘴分配冷冻浆体。
43.根据权利要求42所述的方法,还包括通过提供隔热的密封容器来限制结霜,密封容器的尺寸适于在其中接收柔性壁包装和RPHE。
44.根据权利要求43所述的方法,还包括在密封容器中收集湿气并且将收集到的湿气冷却至低于冷板的温度。
45.根据权利要求44所述的方法,其中,限制结霜的步骤包括以下至少一种(ⅰ)用亲水涂层保持收集到的湿气;(ⅱ)用吸水材料吸收湿气;(ⅲ)用干燥剂去除湿气,或(ⅳ)用除湿器从引入容器的空气中去除湿气。
46.根据权利要求42所述的方法,还包括在出口处提供分配喷嘴,以及至少消毒分配喷嘴。
47.根据权利要求46所述的方法,其中,消毒步骤包括使用电磁辐射消毒单元。
48.根据权利要求47所述的方法,其中,消毒步骤包括对柔性壁包装杀菌。
49.根据权利要求46所述的方法,其中,消毒步骤包括使用气体、蒸汽、液体或热中的至少一种来消毒喷嘴。
50.根据权利要求49所述的方法,其中,消毒步骤包括产生过氧化氢蒸汽和臭氧中的一种来消毒喷嘴。
51.根据权利要求46所述的方法,其中,消毒步骤包括用清洁液体消毒,以清洁喷嘴。
52.根据权利要求51所述的方法,其中,消毒步骤包括将清洁液体导入分配管,分配管将喷嘴连接至柔性壁包装的腔。
53.根据权利要求51所述的方法,还包括通过排放通道去除清洁液体。
54.根据权利要求42所述的方法,还包括以RPHE支撑柔性壁包装。
55.根据权利要求54所述的方法,由具有高热导性的材料构造第一支撑构件,用于与RPHE的冷板可操作地接合,并且由具有拉伸强度的材料构造第二支撑构件,以承受由RPHE的辊子引起的拉伸载荷。
56.根据权利要求55所述的方法,还包括在柔性壁包装和RPHE的辊子之间设置柔性背衬构件,以为柔性壁包装提供结构支撑并防止其破裂。
57.根据权利要求56所述的方法,还包括加热或冷却柔性背衬构件。
58.根据权利要求42所述的方法,还包括将气泡导入液体并在其中混合气泡。
59.根据权利要求42所述的方法,还包括用液体交替填充至少第一和第二不同的冷冻袋,并且从中分配冷冻液体。
60.根据权利要求42所述的方法,还包括通过销售点系统接受用于从喷嘴分配相关的粘性冷冻浆体的付款。
61.根据权利要求42所述的方法,还包括提供与柔性壁包装流体连通的储存袋。
62.根据权利要求61所述的方法,还包括在连接储存袋和柔性壁包装的管道的外表面上使用止回阀。
63.根据权利要求62所述的方法,其中,止回阀包括基座、可移动脚部以及臂部,所述方法包括将脚部连接至基座以便脚部能够朝向或远离管移动。
64.根据权利要求62所述的方法,还包括感测止回阀的位置。
65.根据权利要求42所述的方法,还包括消毒引入气袋中的空气。
66.根据权利要求65所述的方法,其中,空气净化器包括以下至少一种:(ⅰ)过滤器;或(ⅱ)UV光源,其照射通向柔性壁包装的腔的透光管/通道;或(ⅲ)加热元件,其构造为将相关流体的温度升高到足以进行消毒。
67.根据权利要求42所述的方法,还包括由金属片或厚金属箔形成冷板。
68.根据权利要求42所述的方法,还包括结合到冷板中的加热元件选择性地加热入口,以防止液体在入口处冻结。
69.根据权利要求42所述的方法,还包括在冷板中包括流体通道以增强热传递。
70.根据权利要求69所述的方法,包括将冷却流体从流体通道导向柔性壁包装的辊子侧。
71.根据权利要求42所述的方法,还包括确定容器的尺寸以接收柔性壁包装,并且包括清洁系统,所述清洁系统包括以下至少一个:(ⅰ)将相关清洁溶液引导至腔的喷射喷嘴,(ⅱ)加热元件,(ⅲ)紫外光,以及(ⅳ)腔中的消毒剂。
72.根据权利要求42所述的方法,还包括通过传感元件监测温度,传感元件检测柔性壁包装的温度。
73.根据权利要求72所述的方法,还包括使用由机械变色材料制成的传感元件来感测柔性壁包装中的压力。
74.根据权利要求72所述的方法,还包括用热绝缘体将传感元件与冷板热隔离,以便更精确地测量柔性壁包装的温度。
75.根据权利要求42所述的方法,还包括使用力传感器以监测腔中液体的相对煮熟程度,并且如果感测到的力超过预定阈值,则停止辊子的动作。
76.根据权利要求75所述的方法,还包括用测压单元、应变仪、压电传感器和位移换能器中的至少一种直接或间接测量作用在支撑柔性壁包装的导轨上的力。
77.根据权利要求42所述的方法,还包括用偏压构件将RPHE的辊子压靠在冷板上,以确保辊子和柔性壁包装之间足够的接触压力。
78.根据权利要求42所述的方法,还包括通过使用连续的环形带来减少在揉捏和冷冻腔中流体的期间柔性壁包装上的滚动阻力和应力。
79.根据权利要求78所述的方法,还包括使用热导体制造连续的环形带,热导体例如是薄金属或金属网。
80.根据权利要求42所述的方法,还包括将冷板固化至预定曲率,以增强RPHE的辊子和冷板之间的柔性壁包装的接触压力。
81.根据权利要求42所述的方法,其中,液体包括用于冷冻和分配可食用产品的甜食,例如冰淇淋、冰沙、雪葩、意式冰淇淋、酸奶、代基里酒或玛格丽特酒。
82.根据权利要求42所述的方法,其中,液体包括用于冷冻和分配盐浆液的盐溶液。
83.根据权利要求82所述的方法,包括在无菌状态下在柔性壁包装中储存和加工盐溶液。
84.根据权利要求42-83中任一项所述的方法,其单独地或与任何方法步骤相结合地,或以任意方式构造。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024254168A2 (en) * 2023-06-07 2024-12-12 Cremmjoy Inc. Improvements to fluent mixing machines

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2172749A1 (en) * 1972-02-21 1973-10-05 Robinson David Sterile food packaging plant - enabling long term storage without refrigeration or chemical preservatives
US3828572A (en) * 1973-05-02 1974-08-13 T Calim Machine for producing frozen confections
US5520010A (en) * 1993-05-19 1996-05-28 Altman; Francis M. Apparatus for forming stacking surfaces on flexible film freezer bags
US20150253067A1 (en) * 2012-02-22 2015-09-10 Chill Factor Global Pty. Ltd. Method of, and apparatus for, making frozen beverage, ice cream and other frozen confections
US20170172173A1 (en) * 2014-02-14 2017-06-22 Cedra S.A. Thermoregulated device for modifying the consistency of a composition and method for operating the device
WO2018141758A1 (en) * 2017-02-06 2018-08-09 Koninklijke Philips N.V. Food processing machine
US20190142028A1 (en) * 2016-05-18 2019-05-16 Lotte Co., Ltd. Device for adjusting temperature of frozen food, and packaging container
US20190234685A1 (en) * 2018-02-01 2019-08-01 Rolf Heninger Methods and apparatus for freezing a liquid
US20190345430A1 (en) * 2017-01-08 2019-11-14 Cesca Therapeteutics, Inc. Devices and methods for bio-processing cellular samples
WO2020163369A1 (en) * 2019-02-05 2020-08-13 Inventherm, Llc Frozen confection machine

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3323587A (en) * 1965-08-19 1967-06-06 Acme Ind Inc Rolled plate type cooler
NL1006245C2 (nl) * 1997-06-06 1998-12-08 Win Equipment B V Inrichting voor het bereiden van softijs en aanverwante producten.
GB2348637A (en) * 1999-04-06 2000-10-11 John Nicholas Reid Sterilising dispensing nozzles
US6419121B1 (en) * 2001-02-20 2002-07-16 Nestec, S.A. Dispensing device and method for rapidly heating and delivering a flowable product
GB0114685D0 (en) * 2001-06-15 2001-08-08 Mcgill Tech Ltd Dispensing apparatus and method
CA2476891A1 (en) * 2002-02-20 2003-08-28 Vallid Limited Dispensing machine
JP2005176621A (ja) * 2003-12-16 2005-07-07 Sanyo Electric Co Ltd 冷菓製造装置及びその殺菌方法
WO2007108136A1 (ja) * 2006-03-23 2007-09-27 Seki, Yoshiko 冷凍物質用袋状容器、冷凍物質の軟化装置及び冷凍物質の押出装置、並びに冷凍物質の軟化方法
EP2266417A1 (en) * 2009-06-26 2010-12-29 Nestec S.A. Container for a device for preparing a frozen confection and device for preparing a frozen confection
US10371466B2 (en) * 2013-10-15 2019-08-06 Natomics Co., Ltd. Method of preserving heat exchange surface and method of cooling moist air
US10017371B2 (en) * 2013-11-13 2018-07-10 TRV Dispense, LLC Soft food and beverage dispenser
JP6903416B2 (ja) * 2016-10-26 2021-07-14 サントリーホールディングス株式会社 容器収納装置及び飲料ディスペンサ
IT201700101073A1 (it) * 2017-09-08 2019-03-08 Nemox Int S R L Macchina e metodo per la preparazione di gelato
IT201800006332A1 (it) * 2018-06-14 2019-12-14 Macchina e metodo per la realizzazione di prodotti alimentari.
US10675657B2 (en) 2018-07-10 2020-06-09 Visera Technologies Company Limited Optical elements and method for fabricating the same

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2172749A1 (en) * 1972-02-21 1973-10-05 Robinson David Sterile food packaging plant - enabling long term storage without refrigeration or chemical preservatives
US3828572A (en) * 1973-05-02 1974-08-13 T Calim Machine for producing frozen confections
US5520010A (en) * 1993-05-19 1996-05-28 Altman; Francis M. Apparatus for forming stacking surfaces on flexible film freezer bags
US20150253067A1 (en) * 2012-02-22 2015-09-10 Chill Factor Global Pty. Ltd. Method of, and apparatus for, making frozen beverage, ice cream and other frozen confections
US20170172173A1 (en) * 2014-02-14 2017-06-22 Cedra S.A. Thermoregulated device for modifying the consistency of a composition and method for operating the device
US20190142028A1 (en) * 2016-05-18 2019-05-16 Lotte Co., Ltd. Device for adjusting temperature of frozen food, and packaging container
US20190345430A1 (en) * 2017-01-08 2019-11-14 Cesca Therapeteutics, Inc. Devices and methods for bio-processing cellular samples
WO2018141758A1 (en) * 2017-02-06 2018-08-09 Koninklijke Philips N.V. Food processing machine
US20190234685A1 (en) * 2018-02-01 2019-08-01 Rolf Heninger Methods and apparatus for freezing a liquid
WO2020163369A1 (en) * 2019-02-05 2020-08-13 Inventherm, Llc Frozen confection machine

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Publication number Publication date
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