冰淇淋制备器具的制作方法

本公开涉及用于制备冷冻或半冷冻加气可食用类产品的器具，特别是用于家用、办公室或小型企业的此类器具，该类产品在制备过程中经历至少部分相变，包括冰淇淋、果汁冰糕(sorbet)、冷冻酸奶、软冰淇淋(soft
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serve ice cream)、果泥(slush)、奶昔、混合冷冻咖啡饮料等。背景下面列出了被认为是与本文公开的主题的背景相关的参考文献：
1.国际专利申请公布第wo 2013/121421号
2.国际专利申请公布第wo 2015/022678号
3.国际专利申请公布第wo 2018/109765号
4.国际专利申请公布第wo 2018/008028号此处对以上参考文献的承认不应被推断为意指这些参考文献与本文公开的主题的专利性以任何方式是有关的。半冷冻或冷冻加气可食用产品(semi
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frozen or frozen aerated edible products，如冰淇淋)的制备通常包括混合可食用配料以形成混合物，向混合物中加入气体/空气(有时是混合本身的副产物)，以软化混合物的口感并冷却混合物。目前，大多数冰淇淋是以工业工艺生产的。在这个工艺中，冰淇淋被大量生产，并且然后被分成各种尺寸的包装，以这种方式运输和销售给终端消费者。还有已知的用于家庭制备冰淇淋的机器，允许用户由他/她喜欢的可食用配料的混合物制备冰淇淋。原则上，在这种家用冰淇淋机器中，用户准备配料混合物并将混合物引入机器，然后机器在混合的同时冷却混合物。一些机器具有内置的冷却装置，而另一些机器仅执行混合，其中用户需要将混合物或机器本身转移到冷柜(freezer)(或任何其他冷却室)中。准备规定份量(通常是单份的半冷冻或冷冻加气可食用产品)的器具也是已知的[1
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3]。此类机器利用胶囊或容器[4]，这种胶囊或容器含有适于制备单份可食用产品的量的配料(例如，单份可根据可接受的食品药品监督管理局(fda)的定义进行界定，如联邦法规(cfr)第21篇中所述)。发明描述本公开提供了用于制备冷冻或半冷冻加气可食用类产品的器具，该类产品在其制备过程中从非冷冻配料的混合物经历至少部分相变。冷冻或半冷冻加气可食用产品可以是冰淇淋、冷冻酸奶、软冰淇淋、果汁冰糕、果子露(sherbet)、冰沙(granite)、意式冰淇淋、奶昔、混合冷冻咖啡饮料等。该器具包括冷却和处理室，该冷却和处理室界定在室壁之间，并且该冷却和处理室包括用于将配料引入室内的至少一个配料入口；至少一个成品出口，该成品出口可以是用于将成品分配给用户/消费者的分配出口；以及用于在所述产品的制备阶段混合混合物并给混合物加气的搅拌器(dasher)。该器具还包括冷却设施，该冷却设施联接到所述处理
室并被构造成用于冷却所述处理室。冷却设施可以是通过本身已知的多种制冷原理之一来操作的类型。本公开的器具的独特特征在于，处理室具有热质量(thermal mass)，该热质量旨在用作散热器，从而在制备阶段主动参与混合物的冷却。因此，一旦被所述冷却设施冷却到在配料混合物中引起所述相变的相变温度，处理室就起作用以被动地吸收对于冷却所述混合物并在整个制备阶段将所述混合物保持在相变温度所需的热能的至少50％，通常55％、60％、65％、70％，75％以及有时甚至至少80％。术语“相变温度”指的是其中配料的混合物使其相从液态变为所述产品将被分配所处于的半固态或粘性状态的温度。相变温度是固有的，并取决于配料的性质和所述产品所需的口感。显而易见，鉴于混合物的性质，相变温度不是固定的温度，而是可以在一定温度范围内发生，随着温度的降低，相变更加明显。为了将混合物冷却到相变温度或低于相变温度的温度，处理室的壁需要冷却到并保持在低于相变温度的温度；这在本文将被称为“工作温度(duty temperature)”。需要注意的是，工作温度不是固定的温度，而是温度范围，在该温度范围内，所述混合物被冷却到相变温度或低于相变温度的温度，但不能太冷以致将所述产品变硬到难以加气和分配产品的程度。在很大程度上，由于处理室的热质量，工作温度在整个制备阶段得以保持。因此，冷却设施本身可以具有相对低的功率，因为冷却设施不需要具有提供足够冷却来吸收在制备阶段将所述混合物和所形成的冷却的可食用产品保持在相变温度或低于相变温度所需的全部热能的能力(capacity)。对相对低功率冷却设施的需求可以允许显著减小整体尺寸、体积，并且在一些实施例中，可以降低器具的能耗。相变温度通常在约
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0.5℃和约
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6℃之间的范围内，典型地在约
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1℃和约
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4℃之间的范围内，并且优选地在约
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1.5℃和约
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3℃之间的范围内。在引入配料之前，室及其壁的初始温度通常远低于相变温度，例如在约
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6℃和
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24℃之间，并且一旦配料被引入室，壁的温度上升至所述工作温度。室壁通常由金属制成，例如铝、不锈钢等，并且也可以被其他金属、陶瓷或聚合物涂覆。在一个实施例中，该器具被构造成用于制备单份产品(single serve product)。这种产品的典型质量约为75至200克，通常约为100
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170克，并且最好为约110
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150克。对于这种应用，主要由铝制成的室的总质量约为1至3千克，通常为1.5至2.5千克。因此，金属室和食品之间的质量比通常在大约5至40的范围内，并且理想地在大约10至30的范围内。该器具通常被构造为在工作循环中操作，该工作循环包括预装载阶段、装载阶段和制备阶段，在预装载阶段中，冷却设施将处理室壁冷却至低于工作温度，在装载阶段中，混合物被引入所述处理室，在制备阶段中，混合物被冷却至相变温度，同时冷却设施运行以仅吸收将所述处理室保持在工作温度所需的热能中的一部分。在一些实施例中，在预装载阶段中，处理室保持在某个待机温度，然后，当器具被启动以制备所述产品时，处理室在装载之前或期间被冷却到所述工作温度。如本文使用的，术语“约”意指涵盖与具体提及的参数例如温度、压力、浓度等的值相距
±
20％的偏差。本文无论何时指示数值范围，其意指包括在该指示的范围内的任何引用的数值
(分数或整数)。措辞在第一指示数字和第二指示数字“之间的变动范围/范围内”和“从”第一指示数字“至”第二指示数字“的变动范围/范围”在本文可互换地使用并且意指包括第一指示数字和第二指示数字以及它们之间的所有的分数数值和整数数值。

技术特征：
1.一种用于制备冷冻或半冷冻加气可食用类产品的器具，该类产品在其制备过程中在相变温度下从非冷冻配料的混合物经历至少部分相变，所述器具包括：冷却和处理室，所述冷却和处理室界定在室壁之间，所述冷却和处理室包括用于将配料引入所述室内的至少一个配料入口、至少一个成品出口和用于在制备阶段混合混合物并给混合物加气的搅拌器；冷却设施，所述冷却设施联接到所述室并被构造成用于冷却所述室；并且其中，所述室具有这样的热质量，使得一旦被所述冷却设施冷却至低于所述相变温度并引起所述相变的工作温度，所述室足以吸收在所述相变期间冷却所述混合物并将所述混合物保持在工作温度所需热能的至少50％、55％、60％、65％、70％，并且有时甚至至少是75％。2.根据权利要求1所述的器具，其中，所述相变温度在
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0.5℃和
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6℃之间，典型地在
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1℃和
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4℃之间，并且优选地在
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1.5℃和
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3℃之间。3.根据权利要求1或2所述的器具，其中，所述室壁由金属制成。4.根据权利要求3所述的器具，其中，所述金属是铝。5.根据权利要求3或4所述的器具，所述器具被构造成用于制备所述冷冻或半冷冻加气可食用产品的单一份。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的器具，其中，所述冷却设施具有不足以吸收在制备阶段释放的所有热能的冷却能力。7.根据权利要求6所述的器具，所述器具被构造成在工作循环中操作，包括：装载阶段，在所述装载阶段中，混合物被引入到所述室中，并且所述冷却设施将所述室壁冷却至低于所述工作温度的温度；和制备阶段，在所述制备阶段中，混合物被冷却，同时所述冷却设施运行以吸收将所述室维持在大约所述工作温度所需的热能的一部分。8.根据权利要求6所述的器具，所述器具被构造成在工作循环中操作，包括：预装载阶段，在所述预装载阶段中，所述冷却设施将所述室壁冷却至低于所述工作温度，装载阶段，在所述装载阶段中，混合物被引入所述室；和制备阶段，在所述制备阶段中，混合物被冷却到所述相变温度，同时所述冷却设施运行以吸收将所述室维持在大约所述工作温度所需的热能的一部分。9.根据权利要求8所述的器具，其中，在所述预装载阶段中，所述室被保持在待机温度，并且一旦所述器具被启动以制备所述产品，则在装载之前或装载期间被冷却到所述工作温度。
技术总结
本公开涉及用于制备冷冻或半冷冻加气可食用类产品的器具，特别是用于家用、办公室或小型企业的此类器具，该类产品在制备过程中经历至少部分相变，包括冰淇淋、果汁冰糕、冷冻酸奶、软冰淇淋、果泥、奶昔、混合冷冻咖啡饮料等。混合冷冻咖啡饮料等。


技术研发人员：B
受保护的技术使用者：索洛集乐多有限公司
技术研发日：2019.08.21
技术公布日：2021/6/29