专利名称：食物处理/分配系统或设备的温度调整和控制的系统和方法
技术领域：
本发明一般地涉及一种食物处理和分配系统的温度调整和控制的系统和方法。
背景技术：
下面共同拥有的共同待决专利和专利申请中所描述的设备和方法生产并分配了冷却/冷藏的和至少部分冷冻的食物产品(诸如，冰淇淋、冷冻酸奶和雪泥)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, 941，85,6, 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。利用上述申请和专利中公开的设备和方法使这些食物产品新鲜并且按需生产这些食物产品。以上提及的装置生产出根据基于顾客的选择和规格要求而制作的冷冻食品。具体地讲，这些设备和方法在CPU处从用户界面或用户接口接收顾客的选择/规格要求。顾客的选择/规格要求能够包括原始混合物或基础混合物(base mix)的类型，诸如，例如用于优质低脂或无糖冰淇淋的原始混合物；所希望的调味品口味，诸如，例如香草、巧克力、草莓等；和将要添加到冰淇淋中的所希望的掺入物。在这种设备中，原始混合物可在室温以液态和/或干燥形式(例如，粉末)存储以用于利用一种或多种顾客选择的调味品和/或其它添加剂进行处理和冷却/冷藏。原始混合物(诸如，液态原始混合物)可以优选地以从大约35下到大约 40 T的范围内变动的温度而存储在这些设备中的任何设备内，从而其需要的制冷比经冷冻的原始混合物所需的制冷少得多。替代地或者补充地，呈液态或粉末形式的原始混合物可以在环境温度或室温存储在这些设备中的任何设备内的一个或多个容器内，直至设备根据顾客的选择来使用原始混合物用于生产冷冻食物产品。在顾客选择原始混合物和一种或多种调味品或其它添加剂之后，以上设备组合或混合各配料或成分(ingredient),可选地使经混合的配料或产品混合物暴露于空气，并把产品混合物放置在处理板或台上以用于进一步处理(诸如，冷却/冷藏或至少部分冷冻) 来生产出最终食物产品。因此，当混合的配料最初放置在处理板或台上时，它们仍然处于室温或者略微低于室温。因此，处理表面的温度直接受到影响。这能够不利地影响正在生产的冰淇淋的产
品品质。
发明内容
本发明涉及为了对被放置在处理板表面上的任何原始混合物和/或调味品的温度进行调适和偏置而在上述设备和方法中使用的温度控制系统和方法的改进。更具体地讲，本发明提供一种调整用于对(例如，冷却/冷藏或至少部分冷冻)原始混合物、调味品和/或包含原始混合物和/或调味品的产品混合物进行处理的处理表面或台的温度以便偏置原始混合物和/或调味品的温度的系统和方法。如上所述，原始混合物或调味品可以在环境温度或室温存储在任何上述设备内。另外，原始混合物或调味品可以在环境温度或室温被加载或装填入任何上述设备中。本发明能够在没有用于对原始混合物或调味品进行制冷和冷却至最佳或优选温度(诸如，例如大约35°F到大约40°F )所需的停工时间的情况下，实现使用原始混合物或调味品的设备和方法。本发明改进了任何上述设备和方法，因为在没有显著停工时间且具有相对一致的产品品质的情况下，这种设备和方法根据不同的顾客订单而生产一致的食物
产品
本发明的以下的描述参照附图，附图中
图1是本发明的包括一种有效操作地与食物处理系统或设备的处理表面或台相联接的温度控制系统的例解性实施例的示意图2是包括图1中显示的处理表面或台的一种食物模块的透视图； 图3是图1和图2中显示的处理表面或台的部件的分解透视图； 图4是图示出具有与食物产品配料或半成品的温度值相关的图1-3中所显示的处理表面或台的各种温度值的温度方案(temperature scheme)的示意性曲线图； 图5是本发明的一种包括温度调整和控制的方法的一个方面的流程图。
具体实施例方式图1是用于对食物处理表面或台112的温度进行调整和控制的温度调整和控制系统100，和/或与食物产品配料和半成品相接触的食物处理系统或设备的其它组件的例解性实施例。当例如这样的食物产品配料和半成品在环境温度或室温被引入到食物处理系统或设备中和/或存储在食物处理系统或设备内时，系统100有助于调适这种食物产品配料和半成品的温度。更具体地讲，本发明的系统100有助于调适或偏置食物产品配料和半成品的温度以便使食物处理系统或设备在所需的或最佳的温度处理这种配料和半成品从而生产具有某些所需的或所期望的性质和品质的食物产品。为了描述本发明的目的，参照用于处理和分配冷藏或至少部分冷冻的食物产品(诸如，冰淇淋和冷冻酸奶)的系统或设备，描述了系统100和食物处理表面或板112、以及与食物配料和半成品接触的其它组件。然而，系统100 不限于此，而是可以合并入或集成于用来处理和可选地分配各种食物产品中的任何食物产品的系统或设备。另外，本发明不限于生产冰淇淋或冷冻酸奶，也不限于用于生产冰淇淋和冷冻酸奶的系统或设备中，并且可以设想系统100可用于在其它食物生产系统和设备中帮助调整和控制温度。参照图2和图3并且继续参照图1，系统100包括了具有中心轴线113和周缘115 的食物处理表面或台112。如图2和图3中所示，台112包括第一上板114和第二下板116。 上板114的第一面形成了台112的处理表面114A(例如，冷藏或冷冻表面)，所述处理表面 114A容纳食物产品配料及其混合物(以下，称为“产品混合物”)以进行冷藏或至少部分冷冻。上板114的第二面114B包括或限定了制冷剂通道118，所述制冷剂通道118被配置成且、且有效操作地用于使制冷液通过。下板116和上板114例如经由一定数目的螺钉或其它紧固件117而联接，并且下板116的第一面(未示出)密封着制冷剂通道118。垫圈120 置于上板114和下板116之间以帮助密封板114和116和/或帮助减少位于通道118中的制冷剂的交叉流动或横向流(cross flow)。联接着的上板114和下板116帮助限定了通道 118，通道118包括至少一个入口孔122A和至少一个出口孔122B。与制冷剂通道118的两侧相邻的一定数目的螺钉帮助保持住通道118并促成垫圈120的功能。板114和116以及垫圈120帮助创建了通道118，通道118包括例如限定为呈盘旋形图案的制冷剂通路，所述制冷剂通路配置成允许足以冷却至少台112的表面114A的制冷剂的流动。制冷剂流体即制冷液(例如，液体制冷剂)通过入口孔122A进入通道118，移动穿过通道118，并通过出口孔122B排出。在一个实施例中，台112还包括一种与下板116相联接并且配置成用以为台112 提供绝缘的绝缘板124。在一个实施例中，绝缘板IM是固定(例如，粘合)到下板116的泡沫绝缘材料。下板116包括了被配置成有助于允许减压的一定数目的孔126，从而如果系统100产生或积聚了过大压力、则压力可经由下板116中的孔1 减小。在一个实施例中，台112还可以包括一种沿台112的中心轴线113有效操作地联接的驱动轴杆(未示出)。该驱动轴杆可以有效操作地与驱动电机(未示出)联接，所述驱动电机被配置成、并且有效操作地用来例如，在对放置在板表面114A上的产品混合物进行的处理期间，使驱动轴杆旋转、从而导致台112围绕中心轴线113旋转。如图1和3中所示，热电偶组件128的至少一部分穿过下板116并连接到或紧固到上板114。组件128的热电偶130位于与上板114的表面114A相隔例如在大约0. 005英寸到大约0. 01英寸以内的距离处。热电偶组件1 是本发明的系统100的一部分，并被配置、且有效操作地用于测量处理台112和/或它的表面114A的温度。替代地或者补充地， 组件1 是这样的反馈回路的一部分该反馈回路是用于对其中合并有或集成着系统100 的食物处理系统或设备进行温度调整和控制的反馈回路。在一个实施例中，如图1中所示，热电偶130向CPU或控制器132发送信号，所述 CPU或控制器132是系统100的一部分、和/或是其中包括有或集成着系统100的食物处理系统或设备的一部分。CPU或控制器132可包括一种子控制器，所述子控制器被配置成和专门用于测量和帮助进行对台112和/或它的表面114A的温度的调整和控制。在这种情况下，CPU或控制器132可有效操作地与系统控制器138相联接以提供对食物处理系统或设备的温度调整和控制、以及对食物处理系统或设备的其它操作变量和参数的调整和控制。如图1中所示，系统100包括冷却器或(chiller)控制器134，冷却器控制器1；34 被配置成、且有效操作地用于控制制冷液流入台112的制冷剂通道118。冷却器控制器134 从向冷却器控制器134提供温度调整和控制指令的CPU或控制器132接收一个或多个信号以帮助调整和保持控制台112和/或它的表面114A的温度。这种指令可涉及例如流入到台112的制冷剂的持续时间、流率或体积。CPU或控制器132向冷却器控制器134发送的指令信号可取决于由热电偶130测量出并向CPU或控制器132发送的台112和/或它的表面 114A的当前或实际温度。替代地或者补充地，CPU或控制器132向冷却器控制器134发送的指令信号可取决于如下所述的、待放置在台表面114A上以进行处理的任何食物产品配料或半成品的当前或实际温度。
在一个实施例中，冷却器控制器134可包括一种子控制器，该子控制器从CPU或控制器132接收一个或多个信号并控制一个或多个阀或计量装置(未示出)。所述一个或多个阀或计量装置可有效操作地与制冷液输入线路134A和136A以及返回线路134B和136B 相联接以帮助调节流入到台112的通道118的制冷液。返回线路134B和136B可使从台 112离开的制冷液流通或循环到其中合并有或集成着本发明的系统100的系统或设备的冷却器、制冷系统或空调系统。制冷液输入线路134A和136A有效操作地连接到台112的入口孔122A，并且制冷液返回线路134B和136B有效操作地连接到出口孔122B。冷却器控制器134的子控制器响应于从CPU或控制器138和/或系统控制器138接收的信号来激活这些一个或多个阀或计量装置中的任何阀或计量装置。另一方面，在另一实施例中，冷却器控制器134不包括子控制器。如此，将会由从 CPU或控制器和/或系统控制器138接收的信号来激活所述一个或多个阀或计量装置中的任何阀或计量装置。系统100还包括一种有效操作地与一个或多个食物产品配料容器144相联接的热电偶组件140。根据将要生产的食物产品，某些容器144可保存通常组合在一起以提供在台 112处受进一步处理的产品混合物的(例如用于制作冰淇淋或冷冻酸奶的)原始混合物和各种调味品(例如，香草、巧克力或草莓等)或其它添加剂或配料。在一个实施例中，热电偶组件140可包括一个或多个热电偶142。每个热电偶142可被配置成、且有效操作地用于测量容器144内包含的配料或半成品的温度，并向CPU或控制器132发送指示出容器144 内的配料或半成品的温度的信号。类似于台112的热电偶组件128，一个或多个容器144的热电偶组件140是本发明的系统100的一部分，并且被配置成、且有效操作地用于测量容器 144中的配料或半成品的温度。CPU或控制器132包括了一种存储着数据库(例如，一个或多个查询表)的存储器 (未示出)。另外，CPU或控制器132存储器存储着一种程序算法，其被配置成、且有效操作地用于处理CPU或控制器132从热电偶组件1 和140以及可选地从系统控制器138接收的信号。另外，该程序算法被配置成、且有效操作地用于向冷却器控制器134和/或系统控制器138提供呈计算机可读介质的形式的指令。参照图4并且继续参照图1，CPU或控制器132接收从台热电偶组件1 发送的指示着台112和/或它的表面114A的温度的信号。本发明经由CPU或控制器132向冷却器控制器134所提供的程序指令来动态地调整台112和/或它的表面114A的设定点温度，所述冷却器控制器134影响了流入到台112的通道118的制冷液的流动。另外，在一个实施例中，CPU或控制器132可向冷却器控制器134提供影响到循环 /流通经过台112中的制冷液的温度的程序指令。CPU或控制器132根据将会用于生产特定食物产品的食物产品配料的温度来发送与对台112设定点温度进行的调整相关的指令。 根据台112和/或它的表面114A的实际或当前温度。热电偶组件140向CPU或控制器132 提供1 了指示出所选择的配料或半成品的温度的一个或多个信号。CPU或控制器132接收该信号并采用例如一个或多个查询表以基于所接收的信号代表着的配料或半成品的温度值来确定合适的或者预定的台112设定点温度。CPU或控制器132还从热电偶组件128接收到指示出台112和/或它的表面114A 的实际或当前温度的信号。程序算法处理所述设定点温度和实际或当前温度，并且提供了由CPU或控制器132向冷却器控制器134发送的、用以把台112调整到所述预定的设定点温度的指令。当这种食物产品配料沿台表面114A放置时，经调整的台112温度由此将会帮助调适或偏置这种食物产品配料的温度。如图4的曲线图中所示，系统100采用程序算法以根据食物配料的温度(沿Y轴) 调整和控制所述台112温度(沿X轴)。另外，程序算法能够例如在沿所选择的配料、或包括所选择的配料的产品混合物的表面114A进行的处理期间，根据台112和/或它的表面 114A的温度进一步调整和控制台112温度。程序算法可最初根据所选择的食物产品配料或半成品的实际测量温度把台112和/或它的表面114A的温度调整到预定的设定点温度。 CPU或控制器1 将会把用于温度调整的程序指令提供给冷却器控制器134，并且冷却器控制器134将会工作以把台112和/或它的表面114A的温度调整到所述预定的设定点温度。 以这种方式，台112和/或它的表面114A的温度帮助调适或偏置所选择的食物产品配料的温度。一旦系统100达到所述预定的设定点温度，CPU或控制器1 可在处理期间继续采用从热电偶组件1 接收到的温度来连续地或周期性地监测并调整台112和/或它的表面 114A的温度。在一个例子中，配料(诸如，用于冰淇淋产品的原始混合物)可在环境温度(诸如，大约85 T )被加载或装填入到容器144之一中和/或存储在容器144之一内。为了最佳处理，系统或设备可需要处于较低温度(诸如，大约40下)的原始混合物以便从该原始混合物生产具有某些所需的或所期望的性质或品质的某种冰淇淋产品。本发明的系统100 通过把台112和/或它的表面114A的温度降低至预定的设定点温度来帮助调节原始混合物的当前升高的温度。所述预定设定点温度将会当原始混合物或包含原始混合物的产品混合物被沿着表面114A放置以进行处理时帮助调适或偏置沿台表面114A的热负荷，以及把原始混合物或产品混合物调整到最佳或优选处理温度。另外，在处理期间，CPU或控制器 128可继续监测并动态地调整台112和/或它的表面114A的温度以帮助调适原始混合物或产品混合物的温度的降低和台112和/或它的表面114A的温度的升高。在另一实施例中，替代地或者补充地，在产品混合物(诸如，原始混合物和一种或多种调味品和/或其它添加剂)沿台表面114A放置以进行处理之前，本发明的系统 100可使用这种产品混合物的温度。在这种情况下，所述原始混合物和所述一种或多种添加剂可在诸如以下各项中所描述的混合和/或通风设备中被加以混合和/或通风受让人的美国公布No. 2006/0054614 Al中描述的管道组件120、或者受让人的美国公布No. 2006/0162347 Al中描述的湍流管110、或者受让人的美国公布No. 2007/0251260 Al中描述的混合管127。一个或多个热电偶组件可以与任何这种混合和/或通风设备相关联以帮助调整台112和/或它的表面114A的温度，从而使得，系统100可调适或偏置由沿台表面 114A放置产品混合物所导致的沿表面114A的任何热负荷。在操作中，参照图5并且继续参照图1-3，流程示出了提供一种方法200的本发明的另一方面。方法200调整和控制处理台112和/或它的表面114A的温度(例如，设定点温度)以帮助调适或偏置一种或多种食物产品配料或半成品和/或包括一种或多种食物产品配料或半成品的产品混合物的温度。另外，方法200帮助在处理期间调整和控制食物产品配料或半成品和/或包括一种或多种配料或半成品的产品混合物的温度。图5和6 所图示的流程图中显示的方法200仅是示例性的而非限制性的。例如通过增加、去除和/或重新排列各阶段，可改变该方法200。在阶段202，热电偶组件140测量并向CPU或控制器132发送代表一种或多种食物产品配料或半成品(例如，原始混合物和/或调味品)和/或包括一种或多种配料或半成品的产品混合物的实际或当前温度的信号。在阶段204，CPU或控制器132采用一个或多个查询表来确定台112和/或它的表面114A的设定点温度以帮助偏置食物产品配料或半成品的当前或实际温度。在阶段206， 热电偶组件1 测量并向CPU或控制器132发送代表台112和/或它的表面的实际或当前温度的信号。在阶段208，程序算法提供了如下指令由CPU或控制器132向冷却器控制器134 发送该指令以调整流入到台112的制冷液，从而帮助把台112和/或它的表面114A的实际或当前温度朝着所述预定的设定点温度调整。可选地，如图6中所示，在阶段210，在对一种或多种配料或半成品进行的处理期间、和/或在产品混合物的处理期间，所述处理沿台表面114A进行，热电偶组件128向CPU 或控制器134发送台112和/或它的表面114A的实际或当前温度以便使得CPU或控制器 134可在处理期间监测对于台表面114A进行的温度调整的进展，并且在必要的情况下进一步调整台表面114A的温度。本发明的系统100有益地用于自动食物处理和/或分配系统或设备，由此食物产品配料或半成品在除生产食物产品所需或所期望的温度之外的温度被存储在该系统或设备内、或者加载/装填入到该系统或设备中。本发明的系统100由此帮助避免或减少了为了调整用于处理的食物产品配料和半成品的温度而可能需要的这种系统或设备的停工时间。 本发明的系统100的有益之处在于，它帮助确保了系统或设备一致且高效地生产具有某些所需或所期望的性质或品质的食物产品。因此已描述了本发明的至少一个例解性实施例，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，将可以容易地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、变型和改进都旨在属于本发明的范围和精神内。本发明的其它方面、 功能、能力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旨在作为限制性的。另外，当描述本发明的各方面时，为了清楚起见而使用了特定术语。为了描述的目的，每个特定术语旨在至少包括以类似方式操作来实现类似目的的所有技术的和功能的等同物。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；同样地，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，在对于本发明的各方面在本文中被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. 一种用于对一种食物处理和分配装置的温度加以调整和控制的方法，该方法包括 由第一热电偶组件测量一种或多种食物产品配料的实际温度； 向CPU发送一个或多个信号，所述信号代表由第一热电偶组件测量的一种或多种食物产品配料的实际温度；在CPU内采用一个或多个查询表来确定食物处理表面的设定点温度； 由第二热电偶组件测量食物处理表面的实际温度； 向CPU发送代表食物处理表面的实际温度的一个或多个信号； 动态地把食物处理表面的温度调整到确定的设定点温度。
全文摘要
本发明针对的是对于在食物处理和分配装置内使用的温度控制系统和方法的改进。具体地讲，本发明通过热电偶组件测量出食物产品配料的实际温度，并向CPU发送一个或多个信号。所述信号代表由第一热电偶组件测量出的一种或多种食物产品配料的实际温度。然后，CPU采用CPU内的一个或多个查询表来确定食物处理表面的设定点温度。该系统和/或方法使用第二热电偶组件来测量出食物处理表面的实际温度，并向CPU发送代表食物处理表面的实际温度的一个或多个信号。然后，动态地把食物处理表面的温度调整到所确定的设定点以偏置食物产品配料的温度。
文档编号A23G9/04GK102449571SQ201080009271
公开日2012年5月9日 申请日期2010年2月25日 优先权日2009年2月25日
发明者A. 彭德加斯特 S., P. 莫西 S. 申请人:穆贝拉公司