DE3633746A1 - Vorrichtung zur zubereitung aufgeblaehter gefrierkost - Google Patents

Description

In allgemeiner Hinsicht betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Zubereitung von aufgeblähter Gefrierkost. "Auf­ geblähte" Gefrierkost im Sinne der Anmeldungsunterlagen wird durch Einarbeitung von Gas in eine Ausgangsmischung erhalten, wobei eine Volumenvergrößerung der Ausgangsmischung auftritt. Zu solcher "auf­ geblähter Gefrierkost" gehören beispielsweise Speiseeis, Eiscreme, Halbgefrorenes und anderes, gefrorenes Dessert.

Zur Zubereitung von derartiger Gefrierkost wird typischerweise eine Ausgangsmischung vorbereitet, und zur Aufblähung wird Luft oder ein anderes inertes Gas, wie etwa Stickstoff, in diese Aus­ gangsmischung eingearbeitet, so daß eine Volumenvergrößerung auf­ tritt ("over-run"), bevor die Mischung in einen Wärmetauscher mit beschichteten Oberflächen eintritt, wo die Mischung abge­ kühlt oder gefroren wird, um das gewünschte Produkt mit der be­ stimmten Aufblähung bzw. Volumenerweiterung zu erhalten. Dem Wärmetauscher ist eine Kühleinrichtung bzw. eine Kältemaschine zugeordnet, die über einen Rohrverteiler an den Wärmetauscher angeschlossen ist. Nach der herkömmlichen Arbeitsweise des Wärmetauschers wird die Luft oder das inerte Gas über eine Schlag- oder Rühreinrichtung in der Mischung verteilt, wobei das abgekühlte oder gefrorene Produkt mit der Aufblähung bzw. Volumenerweiterung erhalten wird.

Unter "Aufblähung" wird diejenige prozentuale Volumenzunahme verstanden, die durch Einarbeitung von Luft oder inertem Gas erzielt wird. Sofern z.B. das Volumen der Mischung durch Ein­ arbeitung von Gas um 20% erhöht wird, wird von einer 20%igen Aufblähung (20% over-run) gesprochen. Sofern nach einem ande­ ren Beispiel das Endprodukt aus gleichen Volumina Ausgangs­ mischung und Gas besteht, wird von einer 100%igen Aufblähung gesprochen.

Nach der herkömmlichen Arbeitsweise wird die Ausgangsmischung in eine Zahnradpumpe eingeführt, welche einem Einlaß für das Gas aufweist, um die Aufblähung durchzuführen. Die Kombina­ tion aus Ausgangsmischung und Gas, insbesondere Luft, wird daraufhin in den Wärmetauscher mit beschichteter Oberfläche gepumpt. Die Anwendung einer Zahnradpumpe hat eine Anzahl von Beschränkungen zur Folge; weiterhin sind die bislang verwen­ deten Systeme zur Einarbeitung von Gas in die Ausgangsmischung mit weiteren Beschränkungen behaftet, so daß am Fertigprodukt erhebliche Schwankungen der Aufblähung bzw. der Volumenerwei­ terung auftreten. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt das, daß die bislang verwendeten Systeme keine ausreichende Über­ einstimmung hinsichtlich der Regelung der Aufblähung bei der Zubereitung von Gefrierkost einschließlich gefrorenem Dessert, Eiscreme, Halbgefrorenes und dergleichen ermöglichten. Bei der Zubereitung dieser Produkte ist es wünschenswert, eine Auf­ blähung bzw. Volumenerweiterung zwischen 20% und 200% durch­ zuführen.

Wie bereits angegeben ist es in den bislang bekannten Systemen üblich eine Pumpe vorzusehen um die Ausgangsmischung und das Gas dem beschichteten Wärmetauscher zuzuführen; zusätzlich wird auch eine Pumpe am Auslaß des Wärmetauschers vorgesehen, wes­ halb mehrere Pumpen erforderlich sind. Weiterhin mußten bei den bislang bekannten Systemen zur Anpassung an einen weiten Bereich der Aufblähung bzw. Volumenerweiterung Umrüstungen vorgenommen werden, z.B. mußten Zahnkränze der Zahnradpumpe ausgewechselt werden. Weiterhin hing bei den bislang bekann­ ten Systemen der Anteil an in die Ausgangsmischung eingearbeite­ tem Gas auch von Druckschwankungen in der Gasquelle oder der Zuführungsleitung ab.

Die Anwendung von Zahnradpumpen in solchen Anlagen zur Zube­ reitung von Gefrierkost führt auch zu Beschränkungen hinsicht­ lich der angestrebten Regelung der Aufblähung. Die Zahnrad­ pumpe wird durch die Viskosität der Mischung beeinflußt; wei­ terhin beeinflußt die Mischungstemperatur die Arbeitsweise der Zahnradpumpe. Ferner haben der jeweilige stromaufwärts und stromabwärts zur Zahnradpumpe herrschende Druck Auswirkungen auf die Arbeitsweise der Zahnradpumpe. Ferner besteht bei einer Zahnradpumpe stets die Gefahr von Abrieb, weil die Zähne mit­ einander kämmen; gerade zur Zubereitung von Nahrungsmittel ist es jedoch wünschenswert, solchen Abrieb zu vermeiden.

Eine weitere Schwierigkeit der bekannten Systeme besteht da­ rin, daß gelegentlich Abschaltungen des gesamten Systems auf­ traten, weil die vorgegebene Kühlleistung am Wärmetauscher nicht erreicht wurde, z.B. wenn Schwierigkeiten in der Produktab­ füll-Leitung auftraten. In vielen bekannten Systemen bereitete es Schwierigkeiten, nach einer solchen Abschaltung das gesamte System erneut in Gang zu setzen.

Davon ausgehend besteht die wesentliche Aufgabe der Erfindung darin, eine verbesserte Vorrichtung zur Zubereitung von aufge­ blähter Gefrierkost bereitzustellen.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes System zur Zubereitung von aufgeblähter Gefrier­ kost und dergleichen bereitzustellen, wobei sich der Grad der Aufblähung in engen Grenzen regeln läßt und auch in längeren Betriebszeiten keine nennenswerten Schwankungen aufweist.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes System zur Zubereitung von aufgeblähter Gefrier­ kost bereitzustellen, welches System leicht an unterschiedli­ che Durchsätze und unterschiedliche Grade der Aufblähung an­ paßbar ist.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes System zur Zubereitung von aufgeblähter Gefrier­ kost und dergleichen bereitzustellen, welches System verschie­ dene Grade der Aufblähung ermöglicht, leicht angehalten werden kann und daraufhin wieder leicht in Betrieb genommen werden kann.

Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht da­ rin, ein verbessertes System zur Zubereitung von aufgeblähter Gefrierkost und dergleichen bereitzustellen, das eine längere Lebensdauer besitzt, und das leicht gewartet werden kann.

Schließlich besteht noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes System zur Zubereitung von aufgeblähter Gefrierkost und dergleichen bereitzustellen, das zusätzlich zu der Eingabepumpe keine weitere Pumpe am Aus­ laß des Wärmetauschers benötigt.

Weitere Aufgaben, Ziele, Vorteile und Besonderheiten der vor­ liegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Be­ schreibung unter zusätzlicher Berücksichtigung der Zeichnungen; die letzteren zeigen:

Fig. 1A anhand eines schematischen Flußdiagramms ein erfindungsgemäßes System zur Herstellung von aufgeblähter Gefrierkost und dergleichen; und

Fig. 1B einen Ausschnitt aus dem Flußdiagramm nach Fig. 1A betreffend die Regelung mit einem programmierbaren Computer.

Ohne daß damit eine Beschränkung beabsichtigt ist, wird die Er­ findung nachstehend anhand einer bevorzugten Ausführungsform er­ läutert, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist. Die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße System ist insbesondere geeignet zur Herstellung von Gefrierkost und der­ gleichen, welche durch Einarbeitung von Luft oder anderem in­ erten Gas in eine Ausgangsmischung aufgebläht worden ist; diese Kombination aus Ausgangsmischung und eingearbeitetem Gas wird den beschichteten Oberflächen eines Wärmetauschers zugeführt, um das Produkt dort abzukühlen bzw. zu gefrieren. Bei dieser auf­ geblähten Gefrierkost kann es sich beispielsweise um gefrorenes Dessert, Eiscreme, Halbgefrorenes oder dergleichen handeln.

Zu der in den Figuren dargestellten Vorrichtung gehört ein Wärmetauscher 11 mit beschichteten Oberflächen, der mit einem Rohrverteiler 13 für eine Flüssigkeit und mit einem Rohrvertei­ ler 15 für ein Gas ausgerüstet ist. Der Wärmetauscher 11 ist an eine Kühleinrichtung bzw. Kältemaschine angeschlossen. Zu dem Wärmetauscher 11 gehört ein mit Anschlüssen versehener Zylinder 17, in dem sich ein Rohr 19 befindet. Innerhalb des Rohres 19 ist eine Schlageinrichtung oder ein Rührwerk 20 untergebracht; in Fig. 1A ist das Rührwerk 20 und das Rohr 19 mit gestrichelten Linien angedeutet. Der mit Anschlüssen ver­ sehene Zylinder 17 ist sowohl an den Flüssigkeits-Rohrvertei­ ler 13 und an den Gas-Rohrverteiler 15 angeschlossen. Der Wärme­ tauscher 11 weist einen Einlaß 21 und einen Auslaß 23 auf, über welchen das abgekühlte bzw. gefrorene Produkt abgegeben wird. Die Schlageinrichtung bzw. das Rührwerk 20 wird von einer Welle 25 angetrieben, die ihrerseits an eine Riemen­ scheibe 27 angeschlossen ist. Die Riemenscheibe 27 wird über einen Riemen 29 angetrieben, der seinerseits vom Motor 31 des Rühr- oder Schlagwerks angetrieben wird. Der Rührwerk­ motor 31 kann über einen variablen Antrieb 33 geregelt wer­ den, der seinerseits durch Anderungen der Frequenz der elek­ trischen Leistung gesteuert werden kann.

Bei der Kühleinrichtung handelt es sich um eine herkömmliche Kälteeinrichtung oder Kältemaschine 35, die üblichen Aufbau und übliche Ausgestaltung aufweist und deshalb hier ledig­ lich kurz beschrieben ist. Typischerweise gehört zu einer solchen Kältemaschine 35 ein Sammler 37 zur Aufbewahrung von Ammoniak oder einem anderen Kältemittel. Der Sammler 37 ist an einen Injektor 39 angeschlossen, der flüssiges Kühlmittel über die Leitung 41 dem Flüssigkeits-Rohrverteiler 13 des Wärmetauschers 11 zuführt. Vom Gas-Rohrverteiler 15 des Wärme­ tauschers 11 kann Gas über eine Leitung 43 zurückgeführt wer­ den. Das Kühlmittel-Niveau innerhalb des Sammlers 37 wird mittels eines Schwimmerventils 45 geregelt, das seinerseits an einem Niveauregler 47 angeschlossen ist und die Zufuhr von flüssigen Kühlmittel über die Leitung 48 in den Sammer 37 regelt. Flüssiges Kühlmittel kann zusätzlich über die Leitung 49 in dem Sammler 37 eintreten.

Zur mit der vorliegenden Erfindung erzielten Verbesserung gehört insbesondere ein System zur Einarbeitung von Gas bzw. Luft in die Ausgangsmischung; dieses System ist allgemein mit 51 bezeichnet und weist - wie insbesondere aus Fig. 1A ersicht­ lich ist - eine Zuführleitung 53 auf, um die Ausgangsmischung einer Verdrängungspumpe 55 zuzuführen. Obwohl man als Pumpe 55 eine herkömmliche Zahnradpumpe verwenden könnte, hat es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als zweckmäßig erwiesen, hier­ für eine Rollkolbenpumpe vorzusehen, wie etwa eine Waukesha- Pumpe, die eine längere Lebensdauer und einen geringeren Ab­ rieb innerhalb der Pumpe aufweist. In einer Zahnradpumpe käm­ men die Zähne der verschiedenen Zahnräder und Zahnkränze typischerweise, wobei ein Zahnrad das andere antreibt. Dem­ gegenüber berühren sich in einer Rollkolbenpumpe die einzel­ nen Rollkolben nicht gegenseitig, weshalb lediglich ein mini­ maler Abtrieb auftritt. Die Pumpe 55 ist mit einem Antrieb 57 ausgerüstet, der Anderungen der Pumpengeschwindigkeit zuläßt; vorzugsweise wird diese Anderung durch Veränderung der Fre­ quenz der elektrischen Leistung durchgeführt. Hierdurch ist in weitem Umfang die Geschwindigkeit der Pumpe 55 einstell­ bar, wodurch wiederum der Mischungsdurchsatz einfach und in einem breiten Bereich geregelt werden kann.

Hierbei ist zu beachten, daß - in Übereinstimmung mit der üb­ lichen Technik - in die Pumpe 55 Luft oder anderes inertes Gas eingeführt wird. Der Pumpenauslaß ist an die Leitung 56 ange­ schlossen, welche die Mischung in eine magnetisch arbeitende Durchflußmeßeinrichtung 59 führt. Eine solche magnetisch ar­ beitende Durchflußmeßeinrichtung ist handelsüblich zugänglich und weist typischerweise einen Meßkörper und einen dem Meß­ körper zugeordneten Signalerzeuger auf. Die Arbeitsweise die­ ser magnetischen Durchsatzmeßeinrichtung 59 beruht auf dem Faraday′schen Gesetz der elektromagnetischen Induktion zur Erzeugung eines Signals, das dem Durchsatz bzw. der Strömung der Mischung durch diese magnetisch arbeitende Durchsatzmeß­ einrichtung 59 entspricht. Innerhalb des Durchsatzmeßgerätes befinden sich Schlangenwindungen, in denen ein starkes Magnet­ feld herrscht. Bei der Strömung der Mischung durch dieses Mag­ netfeld wird eine Spannung erzeugt, welche direkt proportional der Geschwindigkeit der Strömung der Mischung durch diese Vor­ richtung ist. In Kontakt mit der Mischungsströmung befindliche Elektroden erfassen diese durch die Strömung induzierte Span­ nung; diese Spannung wird an eine Signalaufbereitungseinrich­ tung weitergeleitet, welche die Spannung in ein gepulstes Sig­ nal und/oder ein Analogsignal umwandelt, das über die Leitung 60 weitergeleitet wird. Wie bereits gesagt, sind solche mag­ netisch arbeitende Durchsatzmeßeinrichtungen handelsüblich zugänglich; ein für die vorliegenden Zwecke besonders geeigne­ tes Gerät ist beispielsweise das "Brooks Wafer-Mag Electro­ magnetic Flow Meter", das von der Brooks International Division der Emerson Electric Co. vertrieben wird.

Vom Auslaß der Durchsatzmeßeinrichtung 59 führt eine Leitung 61 zum Wärmetauscher 11 und dort insbesondere zu dessen Einlaß 21. Stromabwärts von der magnetisch arbeitenden Durchsatzmeßeinrich­ tung 59 wird Luft oder ein anderes inertes Gas in die Leitung 61 eingespeist; dies erfolgt zweckmäßigerweise über ein T-Stück 63, das an eine Leitung 65 angeschlossen ist, die zu einer Druck­ gasquelle, insbesondere Druckluftquelle, führt. Dem T-Stück 63 ist ein - nicht dargestelltes - Rückschlagventil zugeordnet. Die Gas- bzw. Luftmenge, welche aus der Gasleitung 65 in die, die Mischung führende Leitung 61 eingespeist wird, wird von einer Gasdurchfluß-Regeleinrichtung 67 gesteuert, welcher das gefilterte und unter erhöhtem Druck stehende Gas, insbesondere Luft, über eine Leitung 69 zugeführt wird. Bei der Gasmassendurch­ fluß-Regeleinrichtung 67 kann es sich ebenfalls um eine han­ delsübliche Einrichtung handeln, welche selbsttätig die Gas­ menge regelt, welche über die Gasleitung 65 in die Mischung eingespeist wird. Eine besonders zweckmäßige Gasmassendurchfluß- Regeleinrichtung in das von der Brooks Instrument Division der Emerson Elektric Co. vertriebene Brooks Modell 5850C. Die Gasdurchfluß-Regeleinrichtung 67 empfängt Eingangssignale über die Leitung 71, um die Gasmenge zu regeln, welche in die Leitung 61 eingespeist wird.

Ein programmierbarer Computer 73 dient zur Regelung des Durch­ satzes der Mischung durch die Pumpe 55 und zur Regelung der Gasmenge, welche in die Leitung 61 eingespeist wird; hierzu dienen die Eingangssignale der Durchsatzregeleinrichtung 67, welche über die Leitung 71 zugeführt werden. Der programmier­ bare Computer 73 wird auf einen vorgegebenen Durchsatzwert eingestellt; weiterhin wird ein vorgegebener Wert für die Gas­ menge eingestellt, um eine bestimmte Aufblähung bzw. Volumen­ erweiterung zu erzielen. Das Signal der magnetischen Durch­ flußmeßeinrichtung 59 wird proportional zum tatsächlichen Durchsatz der Mischung erzeugt. Dieses Signal dient gleich­ zeitig zur Regelung des Aufblähgrades, der am programmier­ baren Computer 73 eingestellt wird, und liefert ein Steuer­ signal an die Luftmassen-Durchflußregeleinrichtung 67. Der programmierbare Computer 73 ist handelsüblich zugänglich; ein besonders geeigneter programmierbarer Computer wird von Giddings und Lewis Electronics Company unter der Bezeichnung PiC 49 vertrieben. Weil von Fachleuten verschiedene Software- Programme für die beschriebenen Funktionen zum Betrieb des Computers 73 entwickelt werden können, ist es hier nicht er­ forderlich, diese Software-Programme im einzelnen zu erläu­ tern.

Der Computer 73 steuert weiterhin die Regelung der Pumpe 55 über das Signal aus der Durchflußmeßeinrichtung 59, womit die Frequenz des einstellbaren Antriebs 57 gesteuert wird. Das heißt, der Durchsatz wird festgelegt, überwacht und geregelt, unabhängig von Temperaturschwankungen und/oder Viskositäts­ änderungen in der Mischung. Weiterhin kann ein bestimmter Durchsatz in einem weiten Bereich festgelegt werden, ohne schwierige Antriebsänderungen der Pumpe 55, wie sie etwa bei bekannten Vorrichtungen durch Änderungen von Zahnkränzen er­ forderlich waren, vorzunehmen. Weiterhin wird mittels des Signals aus der Durchflußmeßeinrichtung 59 nach Verarbeitung im Computer 73 gleichzeitig der Gasmengendurchsatz durch die Durchflußregeleinrichtung 67 eingestellt, wodurch die Gleich­ mäßigkeit des Aufblähgrades gewährleistet wird.

Das heißt, der programmierbare Computer 73 dient dazu, die Pumpengeschwindigkeit für einen bestimmten, angestrebten Durchsatz zu regeln und ändert die Pumpengeschwindigkeit durch Änderung der Frequenz in einem solchen Falle, wo die Zuführung durch die Leitung 56 nicht in Übereinstimmung mit dem vorge­ gebenen Durchsatz ist. In gleicher Weise kann die aus der Durchflußmeßeinrichtung 59 austretende Menge der Mischung schwanken, wobei ein veränderliches Signal erzeugt und dem programmierbaren Computer 73 zugeführt wird, um die Gasmenge einzustellen, welche durch die Gasmengendurchflußregeleinrich­ tung 67 hindurchströmt. Das heißt, das Gesamtsystem liefert eine genaue und fortlaufende Regelung des Aufblähgrades ent­ sprechend einem vorgegebenen Wert. Änderungen in der Arbeits­ weise der Pumpe oder an der Mischung werden vom System selbst­ tätig ausgeglichen, so daß ein besonders vorteilhaftes System erhalten wird, das fortlaufend die eingestellten Ergebnisse liefert.

Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen Systems be­ steht darin, daß Haltezeiten möglich sind, wenn eine Abgabe aus dem Wärmetauscher 11 nicht erforderlich ist, etwa im Falle einer Abschaltung der Abfüll-Leitung. Sofern ein sol­ cher Zustand auftritt, wird ein Rückhalteventil 81 in der Aus­ gangsleitung 85 über ein Solenoid 83 geschlossen, das vom Com­ puter 73 angesteuert wird. Sofern das Halteventil 81 seine Schließstellung einnimmt, d.h., wenn der Wärmetauscher 11 kein Material abgibt, dann steigt die Viskosität der im Wärme­ tauscher 11 befindlichen Mischung an, wodurch eine höhere An­ triebsleistung für den Rührwerkmotor 31 erforderlich ist. Die­ se größere Motorleistung wird von einem Kraftwandler 87 abge­ lesen. Diese Zunahme der Leistungsanforderung wird durch ein Signal angezeigt, das dem Computer 73 über eine Leitung 89 zugeführt wird. Der Computer 73 regelt den Druck in der Saug­ leitung 91 der Kälteeinrichtung 35. Weiterhin regelt der Com­ puter 73 den Durchsatz durch die Leitung 90 mittels eines Magnetventils 97. Die Saugleitung 91 der Kälteeinrichtung 35 ist an ein Rückschlagventil 95 angeschlossen, das auf das Signal des Kraftwandlers 87 hin vom Computer 73 betätigt wird. Das Rückschlagventil 95 regelt den Durchsatz aus dem Sammler 33 durch die Leitung 96. Die Strömung in der flüssiges Kühl­ mittel führenden Leitung 90 zum Injektor 39 hin wird mittels des Magnetventils 97 gesteuert. Ferner wird das die Flüssig­ keitsströmung regelnde Ventil 97 vom Computer 73 betätigt. Durch eine entsprechende Programmierung des Computers 73 wird der Druck im Gas-Rohrverteiler 15 geregelt, um die Kühlung zu reduzieren, so daß das Rührwerk 20 auch im Falle einer Halte­ phase seine Rotation fortsetzen kann. Der Vorteil dieses be­ sonderen Systems besteht darin, daß der Wärmetauscher 11 auch dann seine Funktion fortsetzen kann, während die Ausgabe von Material aus dem Wärmetauscher angehalten, korrigiert und/oder eingestellt wird.

Zur gleichen Zeit wird das Rückschlußventil 81 vom Computer 73 geschlossen, und die Pumpe 55 unter Ansteuerung des Computers 73 angehalten.

Hierbei ist zu beachten, daß der Leistungswandler bzw. Aufnehmer 87 auch während des normalen Betriebs der Vorrichtung in Gang gehalten wird, um ein Eingangssignal an den Computer 73 zu lie­ fern, welches Viskositätsänderungen der Mischung im Rohr 19 erfaßt. Damit werden weitere Regelungsmöglichkeiten geschaf­ fen, wodurch die Gleichmäßigkeit der Aufblähung noch weiter gesteigert werden kann.

Das erfindungsgemäße System kann weiterhin mit einer "Heiß­ gas-Einrichtung" ausgerüstet sein, um bei Bedarf das im Wärme­ tauscher 11 befindliche Produkt zu schmelzen. Eine solche Heißgas-Einrichtung ist in Fig. 1A mit 99 bezeichnet und bei der einschlägigen Vorrichtung nicht ungewöhnlich, so daß hier eine weitere Erläuterung nicht erforderlich ist. Das heiße Gas wird über die Leitung 101 der Heißgas-Einrichtung 99 zugeführt.

Beim bestimmungsgemäßen Betrieb der Vorrichtung wird die Mi­ schung über die Leitung 53 dem System zugeführt und gelangt in die Pumpe 55. Über die Regelung der Frequenz erfolgt eine Steuerung des variablen Antriebs 57 und damit der Pumpe 55. Das von der Pumpe 55 abgegebene Material wird über die Lei­ tung 56 der magnetisch arbeitenden Durchsatz-Meßeinrichtung 59 zugeführt. Nach Ermittlung des Durchsatzes innerhalb der magnetisch arbeitenden Durchsatz-Meßeinrichtung 59 durch­ strömt die Mischung die Leitung 61; im T-Stück 63 wird Gas, insbesondere Luft, aus der Gasmassendurchfluß-Regeleinrich­ tung 67 in die Leitung 61 eingeführt. Das Gemisch aus Gas und Mischung passiert daraufhin den Einlaß 21 des Wärmetauschers 11 und wird an den beschichteten Flächen des Wärmetauschers 11 abgekühlt und/oder gefroren, während das Gemisch mittels des Rührwerks 19 geschlagen wird. Das Produkt verläßt darauf­ hin mit der gewünschten Aufblähung bzw. Volumenerweiterung den Wärmetauscher 11 durch den Auslaß 23 und strömt durch die Leitung 85 und das Rückschlagventil 81 in eine Abfüll-Lei­ tung.

Wie angegeben, liefert die Durchflußmeßeinrichtung 59 ein zum Durchsatz der Mischung proportionales Signal. Dieses Sig­ nal dient zur Erzeugung eines Eingangssignals für den Computer 73, woraufhin Ausgangssignale zur Regelung der Frequenz des variablen Pumpenantriebs 57 und zur Regelung der Luftmassen­ durchfluß-Regeleinrichtung 67 erzeugt werden. Der Computer 73 erlaubt in weiten Bereichen die Einstellung des Durchsatzes durch das Gesamtsystem und die Einstellung des Aufblähgrades.

Für den Fall, daß das Rückhalteventil 81 geschlossen ist, etwa weil die Entnahme des Produktes unterbrochen ist, tritt ein Viskositätsanstieg im Wärmetauscher 11 auf, der zu einem er­ höhten Leistungsbedarf des Rührwerk-Motors führt; dieser An­ stieg der Motorleistung wird von einem Leistungswandler bzw. -aufnehmer 87 erfaßt, der entsprechende Signale an den Compu­ ter 73 liefert. Daraufhin wird die Kühleinrichtung 85 für den Wärmetauscher 11 vom Computer 73 entsprechend geregelt, um die Kühlmittelmenge zu reduzieren, welche durch den Zylinder 17 geleitet wird. Ferner veranlaßt der Computer 73 ein Anhalten der Pumpe 55. Auf diese Weise kann leicht eine Haltephase des Wärmetauschers 11 realisiert werden, ohne daß das gesamte System abgeschaltet werden muß, was häufig mit einem entspre­ chenden Produktverlust verbunden ist.

Das oben beschriebene, erfindungsgemäße Gesamtsystem liefert hervorragende Ergebnisse und Vorteile gegenüber bislang bekann­ ten Systemen zur Herstellung von aufgeblähter Gefrierkost. Die verschiedenen Vorteile sind oben im einzelnen dargelegt.

Claims (9)

1. Eine Vorrichtung zur Zubereitung von, durch Einarbeitung von Gas in eine Aus­ gangsmischung aufgeblähter Gefrierkost, wie Speiseeis und dergleichen, gekennzeichnet durch
einen beschichteten Wärmetauscher (11) mit einem mit An­ schlüssen versehenen Zylinder (17), in dem sich ein Rohr (19) befindet, das seinerseits mit einem Rührwerk (20) mit einem Einlaß (21) und mit einem Auslaß (23) ausgerüstet ist; eine Kühleinrichtung (35), die an den Zylinder angeschlos­ sen ist;
eine Mischeinrichtung (51) zur Einarbeitung von Gas in die Ausgangsmischung, mit einer Verdrängungspumpe (55), die ihrerseits mit einem Mischungseinlaß, einem Auslaß und mit einem einstellbaren Antrieb (57) ausgerüstet ist;
eine Durchflußmeßeinrichtung (59), welche dem Pumpenaus­ laß nachgeschaltet ist und ein zum Mischungsdurchsatz proportionales Signal liefert;
eine, die Mischung führende Leitung (61) zwischen der Durch­ fluß-Meßeinrichtung und dem Rohreinlaß (21);
eine Gasmassendurchsatz-Regeleinrichtung (67), die zwischen die Mischungsleitung (61) und eine Quelle (69) für Druck­ gas geschaltet ist; und
einen programmierbaren Computer (73), welcher das Mischungs­ durchsatzsignal empfängt und den verstellbaren Antrieb der Pumpe und den Druckgasdurchsatz durch die Gasmassendurch­ satz-Regeleinrichtung steuert.

2. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängungspumpe (55) eine Rollkolbenpumpe (lobe pump) ist.

3. Die Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmeßeinrichtung (59) eine den Mischungsdurch­ satz magnetisch erfassende Einrichtung ist.

4. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am programmierbaren Computer (73) der Mischungsdurchsatz und die Gasmenge einstellbar ist, welche in die Mischung eingearbeitet wird.

5. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der einstellbare Antrieb (57) der Pumpe (55) auf Frequenz­ änderungen der elektrischen Leistung anspricht.

6. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsdurchsatzsignal gleichzeitig zur Regelung des Mischungsdurchsatzes und zur Steuerung der Gasmassendurch­ satz-Regeleinrichtung (67) dient.

7. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (20) von einem Rührwerksmotor (31) angetrie­ ben wird; und diesem Motor ein Leistungsaufnehmer (87) zugeordnet ist welcher ein dem Computer (73) zuführbares Signal erzeugt.

8. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der vom Zylinder (17) wegführenden Leitung (85) ein Rück­ halteventil (81) angeordnet ist; das Rührwerk (20) von einem Rührwerksmotor (31) angetrie­ ben wird und diesem Motor ein Leistungsaufnehmer (87) zu­ geordnet ist, um die vom Motor benötigte Leistung zu erfas­ sen, woraufhin ein dem Computer (73) zuführbares Eingangs­ signal erzeugt wird; und der Computer daraufhin die Kühleinrichtung (35) entsprechend regelt und die Pumpe (55) anhält.

9. Die Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Rückhalteventil am Auslaß (23) des Rohres (19) vorgesehen ist.