IT201900002111A1

IT201900002111A1 - Macchina per la produzione di prodotti alimentari liquidi o semiliquidi.

Info

Publication number: IT201900002111A1
Application number: IT102019000002111A
Authority: IT
Inventors: Andrea Cocchi; Roberto Lazzarini
Original assignee: Ali Group Srl Carpigiani
Priority date: 2019-02-13
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2020-08-13
Also published as: CN111557370B; US11533931B2; CN111557370A; JP7510762B2; EP3695731A1; EP3695731B1; US20200253235A1; KR20200099485A; EP3695731C0; JP2020130175A; EP3695731B8

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

MACCHINA PER LA PRODUZIONE DI PRODOTTI ALIMENTARI

LIQUIDI O SEMILIQUIDI

Il presente trovato concerne una macchina predisposta per il trattamento e l'eventuale erogazione al pubblico di prodotti alimentari liquidi o semiliquidi, in particolare, senza per questo perdere in generalità, per la produzione di sorbetti, gelati, gelati-soft, e simili.

In particolare, la presente invenzione si riferisce ad una macchina per la produzione di tali prodotti alimentari liquidi o semi-liquidi, in particolare gelato o creme gelato o prodotti affini, equipaggiata con una pompa che permette di elaborare i prodotti anzidetti sottoponendoli ad una pressione maggiore di quanto ottenuto con le macchine simili attualmente in uso, con consistenti miglioramenti di alcune caratteristiche.

Nel seguito, per semplicità, si farà più spesso rifermento ad una macchina per la produzione di gelato, possibilmente, ma non necessariamente, provvista anche di mezzi per la successiva erogazione del prodotto ottenuto, senza per questo limitare a questo specifico esempio la portata della presente invenzione.

Secondo quanto noto, la macchina per la produzione di gelato prevede di introdurre in un contenitore di miscelazione gli ingredienti di base, necessari per l'ottenimento del prodotto, e di convogliare poi la miscela ottenuta in un recipiente di lavorazione.

Il recipiente di lavorazione costituisce una camera di trattamento del prodotto, entro la quale si trova collocato ed opera, ad esempio, un dispositivo agitatore.

Il trasferimento della miscela dal contenitore degli ingredienti di base al recipiente di trattamento avviene utilizzando una pompa, inserita lungo il percorso tracciato da un tubo che parte dal fondo del contenitore e si innesta nel recipiente di trattamento.

Nella fase di mantecazione nel recipiente di trattamento, durante la gelatura della miscela ottenuta dagli ingredienti base, una certa quantità di aria viene incorporata all'interno del prodotto, proprio al fine di ottenere il gelato.

Un’equilibrata incorporazione di aria nel prodotto in preparazione costituisce un passo fondamentale per la buona riuscita di un gelato artigianale: da questa operazione dipendono infatti consistenza, morbidezza, aspetto e, quindi, la qualità complessiva del prodotto finale. Nella configurazione costruttiva della macchina di arte nota, l'incorporazione dell'aria è quasi totalmente demandata al dispositivo agitatore, e solitamente si utilizzano dei mezzi di spostamento del prodotto che non consentono il raggiungimento di pressioni stabili sufficienti a determinare l'ottenimento di un più efficace effetto di overrun.

Scopo della presente invenzione è quindi quello di fornire una macchina per la produzione di prodotti liquidi o semiliquidi, in particolare di gelato, sorbetti, creme gelato e simili che sia configurata in modo da ottenere un aumentato effetto di overrun ovvero di incorporazione di aria nel prodotto finito, quindi un prodotto di qualità ottimizzata.

Un altro scopo dell’invenzione è quindi, in generale, quello di mettere a disposizione una macchina per la produzione di gelato, sorbetti, creme gelato e simili nella quale la qualità del prodotto ottenuto viene migliorata con una modifica della configurazione strutturale e dell'efficienza della macchina stessa.

In accordo con l’invenzione, tali scopi vengono raggiunti mediante una macchina per la produzione di prodotti alimentari liquidi o semiliquidi comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle rivendicazioni annesse.

Le caratteristiche dell'invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate, ed i vantaggi della stessa risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresenta una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa.

In particolare:

- la figura 1 illustra schematicamente una macchina oggetto della presente descrizione in una forma esemplificativa per la produzione e l'erogazione di prodotti liquidi e semiliquidi, ad esempio gelato;

- la figura 2 illustra schematicamente un particolare della macchina oggetto della presente invenzione di cui alla figura 1 secondo una prima forma di realizzazione;

- la figura 3 illustra una vista in sezione di una porzione del particolare illustrato in figura 2.

- la figura 4 illustra schematicamente un particolare della macchina oggetto della presente invenzione di cui alla figura 1 in accordo con una seconda forma di realizzazione.

Con riferimento alle annesse figure, si è indicata con 1 una macchina usata per la produzione di prodotti alimentari liquidi o semiliquidi, in particolare gelato, sorbetti, creme gelato e simili.

Per semplicità nel seguito si farà riferimento alla sola produzione di gelato, restando tuttavia inteso che ciò non costituisce alcuna limitazione riguardo all'impiego dell'invenzione in oggetto.

Nella figura 1 la macchina in generale è stata schematizzata illustrando solamente la carcassa esterna 11 (telaio 11) ed alcune sue parti fondamentali, utili per comprendere l'invenzione, restando tuttavia inteso che questa illustrazione si riferisce ad una forma esemplificativa di realizzazione e non ha alcun intento limitativo dell'ambito dell'invenzione.

Come configurazione generale, la macchina 1 comprende un contenitore 9 di alimentazione di prodotto di base.

Tale contenitore, preferibilmente, è un contenitore di tipo flessibile.

Il prodotto di base viene trasferito in un recipiente 2 previsto per la lavorazione della miscela stessa ad ottenimento del gelato.

La lavorazione dei prodotti di base liquidi o semiliquidi all'interno del recipiente 2 permette l'ottenimento del gelato come prodotto finito.

A tal fine, all'interno del recipiente 2 si trova disposto un dispositivo agitatore 3, che viene azionato da mezzi di azionamento 4 per attuare il rimescolamento della miscela di base costituita dai prodotti di base liquidi o semiliquidi.

In maggiore dettaglio, i mezzi di azionamento 4 sono costituiti da un motore elettrico, il cui rotore 7 è direttamente collegato al dispositivo agitatore 3.

Quindi, il dispositivo agitatore 3, che è realizzato, ad esempio, in forma di coclea o elica oppure di palette raschianti radiali, viene azionato in rotazione dal rotore 7.

Si noti che, l'asse di rotazione del motore M e quello dell'agitatore 3 sono tra loro, preferibilmente, collegati e coassiali.

Va posto in evidenza, tuttavia, che è possibile prevedere una diversa configurazione costruttiva, ad esempio con un asse di rotazione comune tra l’agitatore 3 ed il rotore 7 del motore oppure con un rinvio (ad esempio a mezzo di ingranaggi) che collega l'asse di rotazione del motore con quello dell'agitatore 3.

Proseguendo nella descrizione della macchina 1, è previsto un impianto di refrigerazione 5 che è collegato con uno scambiatore di calore 6 associato al recipiente 2.

La funzione dell'impianto 5 di refrigerazione è quella di raffreddare la miscela costituita dai prodotti di base liquidi o semiliquidi all'interno del recipiente 2, effettuando contestualmente il rimescolamento della miscela medesima da parte dell'agitatore 3.

Preferibilmente, l’impianto 5 di refrigerazione è un impianto termodinamico ovvero provvisto di un circuito di circolazione di un fluido termovettore e configurato per eseguire, su detto fluido termovettore, un ciclo di tipo termodinamico.

L'impianto 5 di refrigerazione comprende, ad esempio, una o più valvole, un compressore che impone la circolazione del fluido refrigerante lungo l'impianto 5 ed almeno una coppia di scambiatori termodinamici (di cui uno è costituito dallo scambiatore 6). Questi componenti non sono stati illustrati in dettaglio.

Lo scambiatore 6 di calore, facente parte dell'impianto 5, può essere costituito da un tubo 26 avvolto (a serpentina) sulla superficie esterna del recipiente 2.

L’impianto 5 viene comandato dall'unità di controllo 10, che coordina in particolare il funzionamento dei mezzi di azionamento 4, ossia del motore, determinandone l'avvio, il verso di rotazione e le varie velocità di funzionamento.

Per il convogliamento della miscela, il contenitore 9 è collegato al recipiente 2 tramite un condotto 15, lungo il quale si trovano disposti ed operano dei mezzi di movimentazione 8 di fluido (costituiti da una pompa, preferibilmente di tipo peristaltico), predisposti per spostare la miscela che si immette (freccia I in figura 2) all'interno del condotto 15, facendola passare dal contenitore 9 al recipiente 2.

In accordo con l'invenzione, i mezzi di movimentazione 8 di fluido sono situati in corrispondenza di una porzione flessibile 12 del condotto 15, e comprendono un dispositivo rotante 13 agente in pressione sulla porzione flessibile 12 del condotto 15.

L'azione di pressione del dispositivo rotante 13 viene esercitata sulla porzione flessibile 12 tramite degli elementi di spinta 18, costituiti ad esempio da una serie di rullini 18 (come illustrato nella figura 2).

Per il supporto dei rullini 18, il dispositivo rotante è costituito da una coppia di dischi 20, 21 affiancati e i rullini 18 sono portati girevoli lungo la circonferenza dei dischi 20, 21, in particolare supportati tra i due dischi mediante perni 27.

La posizione dei dischi è tale che durante la loro rotazione i rullini 18 vadano a scorrere, volventi, lungo la porzione flessibile 12 del condotto 15.

Per permettere ai rullini 18 di esercitare una pressione sulla porzione flessibile 12, è previsto un elemento di contrasto 14.

Preferibilmente, detto elemento di contrasto 14 è mobilmente supportato rispetto al telaio della macchina 1 ovvero è dotato della possibilità di essere movimentato rispetto al telaio 1, così da poter variare la propria posizione rispetto al dispositivo rotante 13.

Per permettere un'azione di pressione efficace e prolungata, l'elemento di contrasto 14 si sviluppa secondo un arco (di circonferenza) con raggio tale da circondare, almeno parzialmente, i dischi 20, 21, mentre la porzione flessibile 12 rimane interposta tra i dischi (i rullini) e il segmento ad arco 14.

In questo modo, la rotazione dei dischi 20, 21 nel verso R determina lo schiacciamento della porzione flessibile 12 da parte dei rullini 18 e la spinta della miscela al suo interno nella direzione concorde al verso di rotazione R dei dischi 20, 21.

La pressione che questo sistema riesce a sviluppare sulla miscela di base convogliata verso il recipiente 2 è particolarmente elevata, e molto più elevata della pressione ottenuta con i dispositivi tradizionali usati per il trasferimento della miscela dal contenitore 9 al recipiente di mantecazione 2.

Tale pressione può raggiungere i 4 bar.

Per consentire una agevole regolazione della pressione, l'elemento di contrasto 14 è girevolmente supportato (collegato mediante una cerniera) in corrispondenza di una sua estremità 24.

L'elemento di contrasto 14 viene mantenuto premuto contro il dispositivo rotante 13 tramite un elemento elastico in corrispondenza dell'altra estremità 25.

Secondo il trovato, la macchina 1 comprende un sistema 19 di regolazione per regolare la pressione con cui detto elemento di contrasto 14 viene premuto contro detto dispositivo rotante 13 e per fornire, quindi, una regolazione per il mantenimento di una prestabilita pressione agente su detta porzione flessibile 12 e quindi su detta miscela contenuta al suo interno.

Si osservi che, più in generale, il sistema di regolazione 19 comprende un elemento mobile 30, fissato a, o integrale a, detto elemento di contrasto 14 e mezzi 31 di movimentazione di detto elemento mobile 30 per regolare la posizione di detto elemento di contrasto 14.

Secondo un altro aspetto, detti mezzi 31 di movimentazione comprendono mezzi 32 di guida di detto elemento mobile 30 ed un attuatore 33 operativamente attivo su detto elemento mobile 30 per determinarne una movimentazione.

Preferibilmente, detto attuatore 33 è connesso ad una unità 10 di controllo di detta macchina, la quale comanda e controlla detto attuatore 33 per regolare la posizione di detto elemento mobile 30.

Preferibilmente, detto attuatore 33 è un attuatore elettro-meccanico.

Secondo una forma di realizzazione, l’elemento mobile 30 ed i mezzi 31 di movimentazione di detto elemento mobile 30 sono definiti da un complesso pistone-cilindro (come mostrato nella figura 4).

Preferibilmente, detto complesso pistone-cilindro è attuato elettronicamente, oppure pneumaticamente.

Preferibilmente, detto complesso pistone-cilindro è comandato dall’unità di azionamento e controllo 10.

Secondo la forma realizzativa illustrata nella figura 2, detto sistema di regolazione 19 è del tipo a vite 22 e comprende una molla 23 per regolare la pressione con cui detto elemento di contrasto 14 viene premuto contro detto dispositivo rotante (13).

La reazione elastica di detta molla 23 fornisce una regolazione per il mantenimento di una prestabilita pressione agente su detta porzione flessibile 12 e quindi su detta miscela contenuta al suo interno.

La molla 23 definisce il citato elemento elastico.

Grazie al cedimento e alla reazione elastica della molla 23, viene realizzata una sorta di auto-regolazione che consente il mantenimento di una pressione pre-impostata agente sulla porzione flessibile 12 e quindi sulla miscela contenuta al suo interno.

In corrispondenza del punto di posizionamento del recipiente 2 alla carcassa 11 può essere applicato un erogatore 16, che consente il prelievo di una quantità dosata di gelato tramite l'azionamento di una leva 17.

Si intende che al posto dell'erogatore 16 può essere invece previsto un convogliatore oppure un condotto (non illustrati nelle figure) che conduce il prodotto finito in uscita dal recipiente 2 ad altri dispositivi o apparati di ulteriore lavorazione del prodotto, ad esempio di confezionamento.

Vantaggiosamente, la macchina 1 sin qui descritta consente di lavorare la miscela di base con una pressione più elevata rispetto alle macchine fornite di mezzi di movimentazione della miscela tradizionali.

Questo perché la pompa 8 in tal modo realizzata è in grado di operare a pressioni maggiori rispetto ai dispositivi tradizionalmente utilizzati.

L'immissione della miscela con una pressione maggiore permette di incorporare nel gelato in preparazione una maggiore quantità di aria, con un migliore effetto di overrun.

Inoltre, questa maggiore pressione può essere regolata entro un ampio intervallo grazie al sistema di regolazione della spinta con cui l'elemento 23 di contrasto preme la porzione flessibile contro i rullini 18 (portati dai dischi rotanti 20, 21).

Quindi, tale pompa 8 può essere regolata in modo particolarmente semplice ed accurato.

Nella forma realizzativa illustrata di figura 2, agendo sulla vite 22 per fare spostare l'elemento 23 di contrasto nella direzione indicata dalla freccia A, la spinta sulla porzione flessibile 12 aumenta poiché questa si trova costretta in uno spazio tra rullini 18 ed elemento di contrasto 14 più piccolo. La compressione che ne risulta da parte dei rullini 18 comporta una maggiore pressione sulla miscela di base.

Al contrario, agendo sulla vite 22 per fare spostare l'elemento di contrasto nella direzione indicata dalla freccia D, la spinta sulla porzione flessibile 12 diminuisce, aumenta lo spazio disponibile per la porzione flessibile 12 e la pressione sulla miscela diminuisce.

Più in generale, è possibile variare la posizione dell’elemento di contrasto 14, disponendo l’elemento di contrasto 14 in una pluralità di posizioni, così da poter regolare la spinta agente sulla porzione flessibile 12 (e, conseguentemente, la pressione di alimentazione del prodotto di base). Tutto questo si riflette nell'ottimizzazione del ciclo di mantecazione e in una migliore qualità per il prodotto finito.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Macchina (1) per la produzione di prodotti alimentari liquidi o semiliquidi, comprendente: - un contenitore (9) destinato a contenere una miscela di ingredienti di base da utilizzare per la produzione di detti prodotti alimentari liquidi o semiliquidi; - un recipiente (2) previsto per la lavorazione della miscela proveniente da detto contenitore (9) per l'ottenimento dei prodotti liquidi o semiliquidi finiti; - un dispositivo agitatore (3), disposto all'interno di detto recipiente (2) ed azionato da mezzi di azionamento (4) per miscelare la miscela costituita da detti ingredienti di base liquidi o semiliquidi; - un impianto di refrigerazione (5) comprendente almeno uno scambiatore (6) associato al recipiente (2) per raffreddare la miscela all'interno di detto recipiente (2); - un condotto (15) di collegamento di detto contenitore (9) a detto recipiente (2); - mezzi di movimentazione (8) di fluido atti a spostare detta miscela all'interno di detto condotto (15); - almeno un'unità di controllo (10) atta a controllare il funzionamento di detti mezzi di azionamento (4) e di detti mezzi di movimentazione (8) di fluido, detti mezzi di movimentazione (8) di fluido essendo situati in corrispondenza di una porzione flessibile (12) di detto condotto (15) e comprendendo un dispositivo rotante (13) ed un elemento di contrasto (14) contrapposto a detto dispositivo rotante (13), con detta porzione flessibile (12) interposta tra detto dispositivo rotante (13) e detto elemento di contrasto (14) così che detti dispositivo rotante (13) e detto elemento di contrasto (14) risultino operativamente attivi su di essa, detta macchina (1) essendo caratterizzata dal fatto di comprendere un sistema (19) di regolazione per regolare la pressione con cui detto elemento di contrasto (14) viene premuto contro detto dispositivo rotante (13) e per fornire una regolazione per il mantenimento di una prestabilita pressione agente su detta porzione flessibile (12) e quindi su detta miscela contenuta al suo interno.
2. Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui detto sistema di regolazione (19) comprende un elemento mobile (30), fissato a, o integrale a, detto elemento di contrasto (14) e mezzi (31) di movimentazione di detto elemento mobile (30) per regolare la posizione di detto elemento di contrasto (14).
3. Macchina secondo la rivendicazione precedente, detti mezzi (31) di movimentazione comprendono mezzi (32) di guida di detto elemento mobile (30) ed un attuatore (33) operativamente attivo su detto elemento mobile (30) per determinarne una movimentazione.
4. Macchina secondo la rivendicazione precedente, in cui detto attuatore (33) è un attuatore elettro-meccanico.
5. Macchina secondo la rivendicazione da 1 a 4, in cui detto sistema di regolazione (19) è del tipo a vite (22) e comprende una molla (23) per regolare la pressione con cui detto elemento di contrasto (14) viene premuto contro detto dispositivo rotante (13), la reazione elastica di detta molla (23) fornendo una regolazione per il mantenimento di una prestabilita pressione agente su detta porzione flessibile (12) e quindi su detta miscela contenuta al suo interno.
6. Macchina secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detto dispositivo rotante (13) è costituito da uno o una coppia di dischi (20, 21) affiancati e detto almeno un elemento di spinta (18) è collocata lungo la circonferenza del disco o dei dischi (20), in posizione tale che durante la rotazione del disco o dei dischi (20), l'almeno un elemento di spinta (18) vada a scorrere lungo detta porzione flessibile (12) di detto condotto (15), spingendo la miscela al suo interno nella direzione concorde al verso di rotazione del disco o dei dischi (20, 21).
7. Macchina secondo la rivendicazione precedente, in cui sono previsti almeno due dischi (20, 21) affiancati ed in cui detto elemento di spinta (18) è costituito da uno o da una serie di rullini girevolmente supportati lungo la circonferenza tra i due dischi (20, 21).
8. Macchina secondo la precedente rivendicazione, in cui detto elemento di contrasto (14) ha una sezione complementare o pressappoco complementare ad almeno una parte della sezione di detta porzione flessibile (12) di detto condotto (15).
9. Macchina secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto elemento di contrasto (14) si sviluppa secondo un arco di circonferenza con raggio tale da circondare, almeno parzialmente, detto dispositivo rotante (13), con detta porzione flessibile (12) tra di essi interposta.
10. Macchina secondo una delle rivendicazioni precedenti e la rivendicazione 5, in cui detto elemento di contrasto (14) è supportato girevolmente in corrispondenza di una sua estremità (24), e mantenuto premuto contro detto dispositivo rotante (13) tramite un'azione elastica esercitata da detta molla (23) in corrispondenza dell'altra estremità (25).
11. Macchina (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di movimentazione (8) di fluido sono in grado di sviluppare una pressione sulla miscela passante all'interno di detta porzione flessibile (12) compresa fra 3 e 4 bar.
12. Macchina (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo agitatore (3), disposto all'interno di detto recipiente (2) è costituito da lame raschianti oppure da una coclea oppure da un’elica ed è azionato da mezzi di azionamento (4) costituiti da un motore elettrico comandato da detta unità di controllo (10).