专利名称：模制冰甜食制品的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及模制冰甜食制品尤其是小冰棍的方法和设备。
小冰棍可以通过模制或挤出法以工业规模制造。
当采用挤出法制造时，产品是切割成一段一段的塑性稠度的香肠形状，从冰冻机出口垂直挤出时在温度为-6℃至-7℃下是相当硬的。和模制产品相比，挤出制品的组织是细的和很少晶化的。挤出法得到的精细组织大半是由于冰冻机中的冰冻条件，特别是由于在冰冻机出口的冰冻温度。这就是说，温度愈低，所形成的大晶粒愈少。这意味着冰冻愈快，冰晶愈小和组织愈细。在冰冻机中，由于混合和由于加速水冰冻的连续刮壁，冰冻速度处于最大值。此方法的缺点是挤出产品的形状有限制。
模制法是通过浸在冰冻液中的模子的简单热传导，这种方法使待冰冻的液体组合物的冰冻是较慢的，因而导致相当大晶粒的形成。采用这种方法，为保持满意的填充和防止气穴的产生，待冰冻组合物总是以液体状态计量后充入模子中，和模子的温度是-2℃至-3℃。冰冻水的比例是低的，冰冻产品过程的大部分是在模子内发生。这就说明了由于晶粒尺寸的增加而导致粗大的更晶化的组织的出现。
例如美国专利申请US-A-3632245描述一种利用模制法制造多位道短冰棍的设备，其中从一分配漏斗按计量的待冰冻液体组合物同时填充多行小槽，漏斗与体积计量装置相连，该装置包括由计量室构成的圆筒，液体连续吸入室中，再经计量活塞排出。在此填充操作之后，小槽移动通过冷冻液体，使制品冰冻。因为待冰冻组合物是液体，通过活塞在室中的置换，在压力下仅仅产生小滴，从而是圆满地完成对圆筒的填充。因此，相同的圆筒填充可以实现对所有位道的模子按相同体积同时计量。
本发明的目的是提供一种模制产品，它的质量是与以前仅能用挤出法得到的产品相同。
因此，本发明是涉及模制冰甜食的方法，其中移动通过固化环境的容器，利用体积计量装置用预定体积的组合物填充，该装置与一分配漏斗相连，所述计量装置包括一计量室和一计量元件，该计量室在吸入阶段由组合物填充，该计量元件在计量阶段从室中排出预定体积的组合物，其特征在于，在计量元件上游保持在加压状态下使硬质组合物进行计量，和所述分配漏斗保持在加压状态下，得以连续供料给计量室从而填充模子而不形成气穴。
在本文中，硬质组合物就是冰淇凌，它可以是冰冻乳脂、牛奶冰、水冰、它可以充气或不充气，和以下使用的“冰淇凌”就是指这样一些组合物而没有什么区别。这类硬质冰淇凌是在-6℃至-7℃，实际上是从冷冻机一冒出就是如此。它的组织比常规待冷冻的液体组合物要坚硬，视待冰冻混合物的组成而定，相对于配方中的总水量，冰冻水占50％或更多，尤其是50％至70％。这类冰淇凌可以含有内含物，如干的或罐头的水果块、果冻或方登糖块、脆裂物、沙司、焦糖块或巧克力块或饼干蛋卷。
本发明也涉及模制冰冻甜食制品的设备，模制方法是以预定体积的组合物来填充移动通过固化环境的容器，所述设备包括含有组合物的分配漏斗；计量组合物的装置，该装置与漏斗相连，包括一计量室，一计量元件，一计量喷咀和一阀，它或在吸入阶段与漏斗和计量室相连，或在填充阶段与计量室和计量喷咀相连；其特征是，漏斗是封闭的和不可变形的，和该设备包括一在吸入阶段在组合物上保持压力的装置，以完全填充计量室。
根据本发明的设备可适用于冰冻冰甜食的任何机器，例如在盐水中冰冻的机器，它是直线的、旋转的、椭圆的或平行的运动；使用液体、气体或蒸发的冷冻流体的冰冻机器，这些流体笼罩模子或喷射到模子上一段合理的较长时间；一种机器，其中模子是由在脉动空气沟道中的输送机输送以进行快速冷冻，输送机可以是直线的或卷绕的，例如单螺旋线或双螺旋线，它是平面的或回转的。
上述各种机器中模子的移位是连续的或步进的。
本发明的设备可以很简单地用于现有机器只要改装其计量设备，以在计量漏斗内创建一过压状态，例如通过加盖密封使它不漏气和使它与流体源，尤其是压缩气源(如压缩空气源)相连。加压下的计量原理可适用于各种类型的计量设备，例如带有分配壳体和带有垂直或水平筒体的计量设备，带有阀门的计量设备，以及带有底上填充器或笔型填充器的潜入式喷咀的计量设备。
下面藉助附图更详细地例示说明本发明，其中
图1是充入计量室阶段的设备示意图；图2是图1设备在填充模子阶段的示意图；图3是刚刚在填充模子之前一变型设备的示意图；图4是图3设备刚刚在填充模子之后的部分示意图；和图5是刚刚在填充模子之后另一变型设备的部分示意图。
图1和图2中，侧连接于漏斗2的管1向漏斗2送入从冰冻机排出的温度为-6℃,-7℃的冰淇凌。管3向漏斗2输送压缩空气，使漏斗内压力处于1.5-2巴。漏斗内压力由阀4调节和由压力计5控制。漏斗2由盖6封闭，漏斗/盖组件是不可变形的，最好是气密的。优选地，漏斗/盖可以进行温度控制。在漏斗2底部，管7将冰淇凌输送至体积计量装置8，它包括一中空体9或壳体，其中柱形阀10，具有和计量位道一样多的贯通通路11(为清楚起见，仅示出一个位道)，它经由强化的挠性软管13的介入，即可与漏斗2相连也可与计量喷咀12相连，只要将阀旋转1/4位置。计量装置8包括一计量室14和计量活塞15。旋阀10可以用一组可完成同样功能的双向滑阀代替，但这样计量装置将变得庞大。混合器16强力向与壳体9相连的管7给料。喷咀12夹在上-下支座上(未示出)，使它可以下降至模子17内也可以抬升离开模子17。在模子17充满之前和/或之后通过冷冻介质冷却。模制可适用任何模子，只要它的一个或几个部件与任何液体、气体或固体的冷冻环境接触，如盐水、甘醇酸酯水溶液、脉动空气、液氮或干冰。喷咀12也可以在阀(未示出)的控制之下，在刚刚计量之后关闭，以防止过量的冰淇凌注入，或防止由于软管13中的残留体积而使管中物滴落。
图1中，在进行生产时，在传送线18上步进通过的一个空模子17在f1箭头方向上置于喷咀12之下，喷咀12按f2箭头方向下降至模子17的底部，其时构成计量室的圆筒14已由藉压缩空气的作用和活塞15按f3再次提升而经管7和其后阀10的通道11从漏斗2推出的组合物填充。
如图2所示，阀10旋转1/4位置，这使圆筒14经由通道11的介入而与管13相连。活塞15按箭头f4方向下压，在圆筒14内的精确体积的冰淇凌经由喷咀12而注入模子17中，随着填充的进行喷咀逐次按f5方向提升。
在图3和图4中，计量原理是和上述相同的，只是喷咀19在分配器20中滑动，而分配器20与壳体9连成一体。
图3中，圆筒14用冰淇凌填充，活塞15按f6方向下降经由通路11和分配器20主体上开的窗21而完成计量注入，与喷咀19的窗22的相连通是出现在模子17的底部。喷咀19由压力筒(未示出)驱动，使喷咀在填充模子期间逐渐上提。
如图4所示，在模子17填充后阀10旋转3/4位置，使圆筒14与管7相连，管7在通道11介入时就与漏斗相通。然后活塞15处于准备吸入的位置和然后按f8方向抬升。
在这种情况下，当使用自动程序时，死体积为最小和阀10与喷咀的下降和抬升同步。
按照一种变化的操作，可以规定喷咀处于静止，而模子由一升降装置控制，即在开始填充时模子提升而在填充过程它逐步下降。
在图5的变型中，提供带有静止不动喷咀23的计量装置，喷咀直接置于与圆筒14直线相连的壳体9之下。三通旋阀24使与漏斗相连的管7、圆筒14和喷咀23之间相连。在填充期间，活塞按f9方向下降和将冰淇凌计量注入模子17中。喷咀23有一窄的开孔25，例如其直径＜4mm，这使得通过剪切冰淇凌更加流体化，从而使模子17得到满意的填充。在这一变型中，不在需要任何上升和下降喷咀的支座，因此可缩小整个组件的尺寸。
在特别适于多位道生产线的一个实施方案中，为简化起见未在图中示出，漏斗如2对所有位道通用，一般为圆筒形，横跨每个位道水平配置，具有两个冰淇凌供给管道如1，在圆筒每侧配置，和对于冰淇凌的排出管道如7，每个位道相对配置。一个搅拌器/分配器如16，包括装在圆筒轴线上的旋转传动轴和固定在搅拌器传动轴上的横向桨叶，在轴的每一侧互相交错排列的位置上设置叶片。叶片相对于冰淇凌排出管是以偏心的方式排布于排出管每一侧的相对空间。桨叶的长度最好其端部达于圆筒的内壁附近，桨叶为螺旋形和成一定角度取向，愈靠近圆筒的中心部分，该角度愈逐渐不明显，这样从供给管道而来的冰淇凌的流动更倾向于指向圆筒的中心部分，从而使靠近端部的主导流向偏心。用这种方法，在各个排出管道之间冰淇凌可以均匀的分配，并且能在强力下给计量室供料而无气穴产生。
在操作过程中，搅拌器/分配器可由设置在漏斗外接合在搅拌器传动轴上的马达慢速旋转驱动，例如气动马达，和例如可通过在马达侧的密封唇或在圆筒另一侧的填料箱提供密封。漏斗连续进料。如果漏斗内冰淇凌的高度上升，则其上部的压力增加。当压力与参考值相比有一增量时可以产生一个信号，此信号可使阀如4关闭，或减少泵送来自冷冻机的产品的速度，从而减小它的流速。
上述圆筒形漏斗一个主要优点是，由于它的几何形状，便于用化学试剂清洗，和如果适合还可例如使用热水或蒸汽进行消毒，这可保持在现场而无需拆卸。
本发明方法和设备优于传统模制法的优点很多，如后所述。
和以往相比计量注入的冰淇凌可以含有更多的处于冰冻状态的水，这相应地改善了成品的组织，无论脂含量如何都可以获得过去通常只有在挤出制品才能得到的组织。
冰冻时间可以减小30％-50％，这可大大提高生产速度和改善生产线的生产率。
冰淇凌的粘度是这样，以致它所包含的内容物，如果适当，可以以均匀的方式分布，而不会象液体计量冰淇凌的情况下发生沉降。
可以制造复合制品，利用一带护套喷咀来计量注入冰淇凌，这样在模子壁的位置留下一个壳，然后就可以向中心充注，以形成另一种类型的冰甜食芯，得到一种有对比的组织和/或品味。
还可以使用多部件模子制造“三维”或“非脱模”的制品。
愈冷的制品可以更容易涂覆，例如用脂肪组合物涂覆，用冰水、用什锦果子露以及用乳化油脂涂覆。
本发明的设备和方法是结合冰棍的制造描述的。当然它们也可以用于制造其它模制制品，如蛋卷冰淇凌或管式冰棒。基于简化目的，本发明设备是参考附图以单计量注入位道描述的。自然，在制造工场的机器可以包括直至20个平行计量位道。
权利要求
1．模制冰甜食的方法，其中通过固化环境的容器利用体积计量装置以预定体积的组合物填充，该装置与一分配漏斗相连，所述计量装置包括一计量室和一计量元件，该计量室在吸入阶段以组合物填充，该计量元件在计量阶段从计量室中排出预定体积的组合物，其特征在于在计量元件上游保持在加压状态下使硬质组合物进行计量，和保持在加压下的分配漏斗得以连续供料给计量室，从而填充模子而不形成气穴。
2．权利要求1的方法，其特征在于硬质组合物是在-6℃，和-7℃的冰淇凌，其组织比常规待冷冻的液体组合物要坚硬，和相对于配方中的总水量冰冻状态的水的百分数为50％或更多，优选50-70％，视待冰冻的混合物的组成而定。
3．权利要求1或2的方法，其特征在于冰淇凌含有内含物，具体地有干的或罐头的水果块、果冻或方登糖块、脆裂物、沙司、焦糖块或巧克力块或饼干蛋卷。
4．权利要求1的方法，其特征在于冰淇凌是在气体压力下，具体地在1.5-2巴的空气压力下引入计量室。
5．模制冰冻甜食制品的设备，是用预定体积的组合物填充通过固化环境的容器，所述设备包括含有组合物的分配漏斗；计量组合物的装置，它与漏斗相连，包括一计量室，一计量元件，一计量喷咀和一阀，它在吸入阶段与漏斗和计量室相连，在填充阶段与计量室和计量喷咀相连；其特征在于该漏斗是封闭的和不可变形的，和该设备包括在吸入阶段在组合物上方保持压力的装置，以完全填充计量室。
6．权利要求5的设备，其特征在于该漏斗由一盖子封闭，和漏斗/盖子组件是不可变形的、气密的和控温的。
7．权利要求5的设备，其特征在于计量喷咀通过挠性软管与阀相连，和它与上-下支座以这样的方式连成一体，即在填充开始时软管下降进入容器，而在填充时上升并在填充完毕时从容器中再次引出。
8．权利要求5的设备，其特征在于该阀在壳体中旋转或绕枢轴转动，计量喷咀在分配器中滑动，分配器与壳体以这样的方式连成一体，即在填充开始时软管下降进入容器，而在填充时上升并在填充完毕时从容器中再次引出。
9．权利要求5的设备，其特征在于该阀在壳体中旋转或绕枢轴转动，计量喷咀与壳体连成一体，它与计量室直接连接，和喷咀的开口足够窄，以在剪切作用下使冰淇凌流化。
10．权利要求5的设备，该设备在适于沿n个位道平行地计量充注冰淇凌，其特征在于漏斗是通常的圆筒形状，它是不可变形的、气密的和温控的，和它包括以冰淇凌对计量室的均匀加力给料的装置而不形成气穴，具体地为带定向桨叶的搅拌器/分配器。
11．按照权利要求1-4的方法可以得到的模制冰棍，其特征在于它的组织与在大约-6℃,-7℃下挤出法制得的冰棍的组织相同。
全文摘要
模制冰甜食制品的设备,包括与体积计量装置相连的计量漏斗,该计量装置包括一计量室和一计量元件,通过一计量喷嘴使预定体积的冰淇淋分配给移动经过的容器。因漏斗加压,故在吸入阶段计量室被填充而无气穴形成,这就可以制造硬冰淇淋的模制品。
文档编号A23G9/04GK1236561SQ9910648
公开日1999年12月1日 申请日期1999年5月13日 优先权日1998年5月13日
发明者P·I·卡特奥, B·德兰德 申请人:雀巢制品公司