专利名称：提高食物加工系统或设备中生产的食物产品膨胀的设备和方法
技术领域：
本发明一般地涉及一种或多种食物产品配料的加工，更具体地讲，涉及一种用于提高由食物加工系统和方法生产的食物产品的膨胀(overrun)的设备和方法。
背景技术：
应用于食物产品的术语“膨胀”指示了给定质量的食物产品因为通风而经受的密度的变化。特别地，对配料的混合物进行加工以生产冰淇淋和/或冷冻酸奶可包括在加工例如与一种或多种调味品和/或添加剂相混合的原始混合物期间对一种或多种配料进行通风，以便生产具有所希望的口感(texture)的充分膨胀。确保适当程度的膨胀在食物加工中很关键，因为受通风处理的配料的膨胀中的变化将会影响成品的品质。
发明内容
本发明提供一种用于提高经由食物加工和分配系统生产的食物产品膨胀的技术。 具体地讲，本发明的说明性实施例实现了一种具有原始混合物输入组件和原始混合物输送组件的系统。示例性地，原始混合物输入组件包括一种气体输入管道，该气体输入管道在一端连接到气体供应源、并且在相反端连接到一种流体接头(诸如，鸟爪形接头)。气体输入管道把气体从气体供应源输送到流体接头中，从而使得气体可以与由流体接头从一个或多个源接收的供应的原始混合物(例如，液体食物产品配料)混合。原始混合物输入组件经由一种连接到流体接头的进入端口而连接到原始混合物输送组件。原始混合物输送组件包括输送管，输送管在一端包围着该进入端口。在输送管的相反端是一种用于分配经混合的经通风处理的食物产品的出口。为了提高由食物加工和分配系统生产的食物产品的膨胀，本发明运用输送管的内壁上的一个或多个突出部分和/或一个或多个扰流挡板来产生一种曲折路径，当原始混合物在输送管中移动时原始混合物沿该曲折路径流动。这个曲折路径搅动原始混合物，由此改善原始混合物的通风以及因此提高膨胀。在本发明的说明性实施例中，输送管可还包括围绕输送管同轴地布置的热护套。 热护套在它的内部包括内部通道，该内部通道被配置成用于接收温度影响介质(诸如，热和/或冷却介质，例如气体或液体)并使该温度影响介质发生循环/流通。通过把温度影响介质引入到热护套的内部通道中，输送管能够调整并控制输送管的温度，因此在通风的原始混合物流经输送管时影响该原始混合物的温度。例如，如果热护套接收冷却介质以降低输送管的温度，则当原始混合物流经输送管时该原始混合物将会被冷却。另外，在另外的说明性实施例中，输入管道输送至流体接头的通风气体可以被预调节到较低温度。因此，当气体与原始混合物相互作用时，经冷却的气体将会帮助进一步降低原始混合物的温度。输入管道由此在对原始混合物进行通风的同时，把经冷却或变冷的通风气体输送至流体接头。
在本发明的另一实施例中，把原始混合物输送至流体接头的一个或多个入口、和/ 或控制原始混合物到流体接头的输送的一个或多个节流器(restrictor)，可以被设计为具有窄的横截面或直径。通过缩小所述入口和/或节流器的横截面或直径，本发明增加了原始混合物被输送至流体接头的速度。有所增加的原始混合物流入和流经流体接头的速度帮助改善原始混合物的通风，并由此提高所生产的膨胀。在本发明的另一实施例中，泵(诸如，往复式压缩机或者隔膜泵)可以有效操作地连接到气体供应源以通过气体管道把脉动的通风气体流输送至流体接头中。这种脉动的气体流在与原始混合物相结合时增强原始混合物的搅动，由此进一步改善原始混合物的通风并因此提高所生产的膨胀的量。
以下参照附图描述本发明，附图中
图1是本发明的包括一种用以提高在食物加工系统或设备中生产的产品膨胀并因此控制所生产的膨胀的量的设备的说明性实施例的示意图2是图1中显示的本发明的说明性实施例的原始混合物输送管的截面图； 图3是图示出一种本发明的包括用于提高食物加工系统中的通风和食物产品膨胀的方法的说明性实施例的流程图。
具体实施例方式图1图示了一种用于加工食物产品配料或食物产品半成品并对其进行通风以生产变冷的/冷藏的或至少部分地冷冻的食物产品(包括但不限于冰淇淋、冷冻酸奶和雪泥)的膨胀提高系统100。系统100可被包括在或集成到用于生产至少部分地冷冻的食物产品的任何系统、设备或方法中。例如，本文公开的本发明的实施例可以被示例性地包括于下面共同拥有的共同待决专利和专利申请中描述的一种或多种系统和/或由所述一种或多种系统实现美国专利 No. 5，292，030，5，433，967，5，473，909，5，603，257，5，727，713， 5，758，571,5，868，065,6，698，228,6，745，595,6，907，741,6，941，858,6，952，928, 7，052，728 和 7，131，279 ；美国专利公布 No. 2006/0054614, 2006/0162348，2006/0162347， 2006/0003065,2007/0251260 ；和 PCT 申请 No. WO 92/02146, WO 03/041513, WO 04/019707和WO 06/076733，以上每个专利和专利申请的全部内容通过援引包含于此。然而，本发明不限于此，且可设想系统100可被包括在或集成到其它食物产品加工设备和方法中。为了公开本发明的目的，参照用于生产变冷的/冷藏的或至少部分地冷冻的食物产品(诸如，冰淇淋、冷冻酸奶和雪泥)的食物加工和分配设备和方法描述了系统 100。然而，食物加工和分配设备不需要生产任何变冷的/冷藏的或至少部分地冷冻的食物产品，诸如冰淇淋、冷冻酸奶和雪泥。另外，“原始混合物”是指帮助形成食物产品或食物产品半成品的一种或多种配料或者它们的混合物。说明性系统100包括至少一个原始混合物输入组件110和至少一个原始混合物输送组件140。原始混合物输入组件110被构造和配置成用于经进入端口 1 把供应的原始混合物或者其它配料注入到原始混合物输送组件140，所述进入端口 1 突出到原始混合物输送组件140中并由原始混合物输送组件140限定。另外，原始混合物输入组件110被构造和配置成用以提供用于与原始混合物(例如，包括用于形成冰淇淋、冷冻酸奶或雪泥食物产品的一种或多种配料)混合的通风气体，以便使原始混合物通风。一种示例性气体供应源111有效操作地连接到原始混合物输入组件110以提供通风气体，例如压缩和/或非压缩气体。通风气体可包括空气或用于为其它经加工的食物产品或配料提供膨胀或膨大的任何其它无毒气体。原始混合物输入组件110包括气体输入管道112，气体输入管道112用于在一端把原始混合物输入组件110连接到气体供应源111、并且在相反端把原始混合物输入组件110 连接到流体接头130 (例如，鸟爪形流体接头)。原始混合物输入组件110可还包括有效操作地连接到气体输入管道112的止回阀118。止回阀118被配置成用于调整和控制气体从气体供应源111到流体接头130的流动。气体输入管道112和止回阀118 —起形成了一种经由进入端口 122从气体供应源111向流体接头130输送气体的路径。流体接头130限定了用于流入到流体接头130的流体的交叉的入口 IM和125。入口 IM和125以及接头130 可以分别经由原始混合物节流器1 和127而连接。当原始混合物流入到流体接头130时， 节流器1 和127帮助增加原始混合物的速度。当原始混合物流入到流体接头130并且流经流体接头130时，原始混合物流的增加的速度帮助在原始混合物中产生强湍流。继而，这种湍流帮助在原始混合物进入原始混合物输送组件140之前使原始混合物通风。沿着交叉的入口 IM和125和/或沿着流体接头130可以构造和布置另外的入口和节流器以进一步增加流入和流经流体接头130的原始混合物的速度。原始混合物输送组件140包括输送管145、至少一个调味品注入器150、以及热护套146。热护套146同轴地包围着输送管145。热护套146限定了内部通道1_1_1 (通过该内部通道，一种温度影响介质(诸如，热和/或冷却介质，例如气体或液体)经由介质入口 142进入热护套146)，使该温度影响介质在内部通道144里面循环/流通，并且该温度影响介质经由介质出口 144离开热护套146。通过使该温度影响介质循环/流通经过热护套 146，系统100能够在原始混合物沿着输送管145以及在输送管145内流动时调整和控制原始混合物的温度，下文对此进行更详细的描述。例如，如果热护套146包含了一种在热护套146里面循环/流通并在介质出口 144 处离开热护套146的冷却介质(例如，制冷液)，则系统100能够调整和控制输送管145内的温度，并由此降低流经输送管145的原始混合物的温度。为了生产变冷的/冷藏的或至少部分地冷冻的食物产品(诸如，冰淇淋、冷冻酸奶和雪泥)的目的，系统100被构造和布置成用以调整和控制从大约33° F到大约40° F的温度的范围。然而本发明不限于这个方面，且本发明设想该系统100可被构造和布置成用以基于正在生产的食物产品的类型来控制温度的任何范围。在本发明的示例性实施例中，至少一个调味品注入器150把一种或多种调味品输送给流经输送管145的原始混合物。所述至少一个调味品注入器150输送来自一种调味品模块或歧管(未示出)的调味品，所述调味品模块或歧管从多个调味品源或容器接收一种或多种调味品并根据需要分配这些调味品。在以上通过援引而合并的共同拥有的专利和专利申请中能够找到这种调味品模块和/或歧管的例子。在另一实施例中，多个调味品注入器150可连接到输送管145。在这种说明性实施例中，每个注入器150可专用于至少一种调味品。因此，当原始混合物流经输送管145时，输送管145能够使原始混合物与一种或多种所输送的调味品混合。因此，一旦原始混合物流经原始混合物输送组件，则经调味的原始混合物经由输送管出口 152被输送到食物生产的第二阶段(未示出)以用于进一步加工或分配。参照图2并且继续参照图1，由一个或多个突出部分148和/或一个或多个扰流挡板149沿着内壁限定了原始混合物输送管145。突出部分148和扰流挡板149被布置和配制成用于在原始混合物流经输送管145时帮助搅动原始混合物以便增强原始混合物的通风。使原始混合物通风属于本发明的新颖性的方面，它包括当原始混合物流经流体接头 130和/或输送管145时把来自气体供应源111的气体(例如，压缩或非压缩气体)与原始混合物相结合以便例如增加原始混合物的体积。在一个实施例中，所述至少一个调味品注入器150可沿着输送管145布置，从而使得，当原始混合物流经输送管145时，该原始混合物可以在利用供应的气体而被通风的同时与调味品混合。在本发明的另一实施例中，所述至少一个调味品注入器150可沿着输送管145布置，从而使得，调味品注入器150把调味品引入到流经输送管145的已经通风的原始混合物。在本发明的另一实施例中，供应到流体接头130中的通风气体可以由调节装置 115调节到一定温度范围中的任何温度以在原始混合物流经入口 IM和125时降低原始混合物的温度，从而使得，当原始混合物被输送到流体接头130时它被调节的气体冷却并且在原始混合物输送组件中变冷。调节装置115有效操作地连接到气体供应源以把气体供应源内的气体调节至一定温度范围内的所希望的温度。在本发明的另一实施例中，当通风气体经管道112流向流体接头130时，该调节装置调节通风气体。例如，如果调节气体的目的是冷却，则该调节装置可以是在气体供应源内能使气体冷却的任何类型的制冷系统。为了进一步增强原始混合物的通风，在一个实施例中，系统100的进入端口 IM和 125以及节流器1 和127分别可以设计为相对较窄的横截面或者直径。当原始混合物流入流体接头130时，减小的进入端口 IM和125以及节流器1 和127的横截面增加了原始混合物的流动速度。当原始混合物流入和流经流体接头130时，这种增加的速度帮助在原始混合物中产生强湍流。因此，原始混合物可以在进入输送管145之前开始通风。本发明的示例性实施例还可以采用与气体供应源111连接的泵113(例如，往复式压缩机或者隔膜泵)经由输入管道112把气体输送到流体接头130中，甚至进一步改善原始混合物的通风。系统100可由此利用当把气体直接引入到输入管道112和流体接头130 时泵113产生的有力的“脉冲”动作。脉动的气体扰动或搅动了流经流体接头130以及因此也流经输送管145的原始混合物。然而，本发明的示例性系统100可另外被配置和有效操作以用于加热例如在加工期间与气体、原始混合物、调味品和/或其它配料相接触的原始混合物输入组件110和/或原始混合物输送组件140的至少一部分，并且由此对所述至少一部分消毒。如上所述，热护套146的内部通道144被配置成用于经介质入口 142接收暖的或者热的介质(例如，气体或液体)并且使这种介质穿过热护套146而流通、直至它通过介质出口 144离开/排出。 原始混合物输入组件110和原始混合物输送组件140的各部分的温度在某一段持续时间期间增加到一定温度范围中的任何温度，以便沿着食物接触表面杀死微生物以及消灭微生物霉菌直至低于所要求的食物安全标准的水平。系统100可周期性地执行，例如每M小时执行。这种加热/消毒可因此用于按照食物安全标准的要求实现对以上组件的定期清洁/消例如，在本发明的一个实施例中，在加工期间与气体、原始混合物、调味品和/或其它配料接触的原始混合物输入组件110和/或原始混合物输送组件140的至少一部分 (例如，气体输入管道112、流体接头130和/或输送管145的部分)可以由食品级不锈钢钢管构造而成。在这个实施例中，原始混合物输入组件110和原始混合物输送组件140的这些部分因此将会是不可随意处置的、或者不可用后即弃的，由此需要系统100采用热护套146以使热介质流通从而周期性地执行对这些部分的现场加热/消毒，如上所述。继续参照图1和图2，图3图示出了提供在食物加工和分配系统中提供一种用于改善通风并因此提高产品膨胀的示例性方法300的本发明的其它方面。然而，方法300仅是示例性的而非限制性的。例如通过增加、去除或重新排列各步骤，可改变方法300。如图3中所示，在步骤302，一种用于单独地或者结合一种或多种其它配料来生产食物产品的原始混合物被通过一个或多个入口 1 和125而引入到流体接头130。在步骤 304，气体经由冷却机构115而被调节至一定温度范围中的任何温度以在原始混合物和气体流流入并流经流体接头130和输送管145时帮助降低原始混合物温度。在步骤306，有效操作地连接到气体供应源111的泵113以脉动的方式使气体(例如，压缩或非压缩气体) 经由输入管道112进入到流体接头130中。如上所述，使气体流脉动有助于当原始混合物和气体流流入并流经流体接头130和输送管145时扰动或搅动原始混合物。在步骤308，通过使交叉的入口 1 和125和/或原始混合物节流器1 和127的横截面或者直径缩窄至相对较窄的开口，可以增加原始混合物被输送至流体接头130的速度。因此，增加的速度帮助促进对原始混合物的通风。在步骤310，提供这样一种输送管145 输送管145具有一个或多个突出部分148 和/或一个或多个扰流挡板149以沿着输送管145的内壁产生曲折路径，由此在原始混合物流经输送管145并与其中的突出部分148和/或挡流器149碰撞时帮助扰动或搅动原始混合物。在步骤312，利用对于流入并流经热护套146的内部通道144的冷却介质(例如， 制冷液)进行的接收和循环/流通，输送管145可以变冷至一定温度范围中的任何温度，从而使得，当原始混合物流经输送管145时，热量将会从原始混合物传递至热护套146，由此， 降低了原始混合物的温度直到原始混合物在输送管出口 152处离开输送管时为止。有益地，膨胀提高系统和方法在对调味品进行混和和增加膨胀的同时帮助降低原始混合物的温度以及因此改善原始混合物的通风。具体地讲，通过沿着原始混合物输送管的内部提供曲折路径，该曲折路径可在原始混合物流经输送管145时扰动或搅动原始混合物，由此提高原始混合物的膨胀。另外，本发明还提供一种用于冷却原始混合物的装置。因此，本发明的系统100可组合上述一种或多种改进(包括降低流体接头130和/或输送管 145的温度，使用高速流入流体接头130的原始混合物，使通风气体脉动以及在输送管145 内构造曲折路径)，以在原始混合物流经流体接头130和/或输送管145时帮助改善原始混合物的通风。因此已描述了本发明的至少一个说明性实施例，对于本领域技术人员而言，在不脱离本发明的范围的情况下可以容易地想到在形式和细节上做出各种修改、替换、变型和改进。这些修改、替换、变型和改进落在本发明的范围和精神内。本发明的其它方面、功能、性能和优点也落在它们的范围内。因此，前面的描述仅作为示例而非是限制性的。
另外，当描述本发明的各方面时，为了清楚而使用了特定术语。为了描述的目的， 每个特定术语旨在应该至少包括以类似方式操作来实现类似目的的所有技术和功能等效物。在本发明的特定方面包括多个系统元件或方法步骤的一些情况下，这些元件或步骤可由单个元件或步骤替换；类同地，单个元件或步骤可由用于相同目的的多个元件或步骤替换。另外，在针对于本发明的各方面在本文中指定了用于各种性质的参数的情况下，除非另外指出，否则在本发明的范围内能够把这些参数调整或四舍五入到它们的近似值。
权利要求
1.一种用于提高和控制由食物加工和分配系统生产的膨胀的量的方法，该方法包括 把食物产品配料引入到一种配置成用于接收气体和食物产品配料的流体接头内，气体和食物产品配料是从分开的源接收的，这两种源都由流体接头有效操作地加以连接；经由泵把脉动的气体流引入到流体接头内，引入的脉动的气体在引入到流体接头的食物产品配料进入输送管之前搅动所述食物产品配料并对所述食物产品配料进行通风；使食物产品配料和气体流经输送管，输送管具有曲折路径以用于搅动食物产品配料、 气体和一种或多种调味品，其中输送组件连接到流体接头，从而使得原始混合物从流体接头流入到输送管；以及经由一种包围着输送管的热护套把输送管冷却到处于所希望的温度范围内的温度，输送管具有一种内部通道用于使一种受温度影响的介质同轴地围绕着所述输送管进行流通， 经冷却的输送管在食物产品配料流经输送管并经出口流出时降低食物产品配料的温度。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括把气体调节到所希望的温度内的一种温度，当经调节的气体进入流体接头时该气体降低原始混合物的温度。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括通过减小通往流体接头的一个或多个入口的横截面面积、以及把所述入口连接到流体接头的一个或多个节流器的横截面面积，增加原始混合物进入流体接头的速度。
全文摘要
本发明提供一种用于提高食物产品膨胀的技术。具体地讲，本发明的示例性实施例提供一种具有原始混合物输入组件和原始混合物输送组件的系统。该输入组件包括一种与气体供应源和诸如鸟爪形接头的流体接头相连接的气体输入管道。该管道把气体输送到流体接头中，从而使得气体可以与供应的原始混合物相混合。原始混合物和气体流经流体接头以把原始混合物与调味品混合并且使原始混合物通风。原始混合物输入组件经由流体接头连接到原始混合物输送组件。原始混合物输送组件包括一种与流体接头和输送管出口相连接的输送管。
文档编号A23G9/28GK102333451SQ201080009265
公开日2012年1月25日 申请日期2010年2月25日 优先权日2009年2月25日
发明者S.A.彭德加斯特, S.P.莫西 申请人:穆贝拉公司