ES2630727T7 - Método y aparato para hacer bebidas congeladas, helado y otros dulces congelados - Google Patents

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Description

DESCRIPCIÓN
Método y aparato para hacer bebidas congeladas, helado y otros dulces congelados
Antecedentes de la invención
1. Campo de la invención:
ESTA INVENCIÓN se refiere a un método y a un aparato para hacer bebidas congeladas, helado y otros dulces congelados.
La invención se refiere en particular, pero no se limita a, un método mejorado y un forro de congelación para la operación de un dispositivo para bebidas congeladas; y a métodos para producir bebidas congeladas, helados y otros dulces congelados usando el dispositivo.
La invención es en particular más adecuada para, pero no se limita a, un dispositivo para hacer bebidas o alimentos congelados en forma de "pulpa" semicongelada o "medio derretida"; y a tal dispositivo para bebidas congeladas que se puede utilizar como juguete u objeto para jugar.
2. Definiciones:
A lo largo de la memoria descriptiva, se utilizará el término "congelado" para incluir también artículos en un estado "semicongelado".
A lo largo de la memoria descriptiva, se utilizará el término "pulpa" para incluir una mezcla de partes líquidas/semilíquidas, líquidas/congeladas y/o semilíquidas/congeladas de un líquido (o líquidos).
A lo largo de la memoria descriptiva, los términos "bebidas congeladas", "dulces congelados " y/o "alimentos congelados" pueden incluir, pero no se limitan a: helado, dulces helados, yogures congelados, conos de nieve, gelato, gelatinas, pudín, aguas congeladas, aguas aromatizadas congeladas, zumos de fruta congelados, bebidas de fruta congeladas, leche congelada, bebidas a base de leche congeladas, bebidas a base de soja congeladas, bebidas alcohólicas congeladas (por ejemplo, bebidas espirituosas o bebidas mezcladas), o líquidos congelados similares.
A lo largo de la memoria descriptiva, el término "gelatina" puede incluir, pero no se limita a: gelatinas endulzadas con azúcar, gelatinas endulzadas artificialmente, gelatinas aromatizadas artificialmente y gelatinas hechas con zumos de fruta, bebidas de fruta, refrescos, bebidas a base de soja o leche, yogures, bebidas energéticas y mezclas de las anteriores.
A lo largo de la memoria descriptiva, la palabra "recipiente" puede incluir, pero no se limita a, todos los recipientes flexibles capaces de doblarse y/o unirse y deben incluir: una lámina de plástico, tal como poliuretano térmico (TPU), poliuretano, polietileno , polipropileno, cloruro de polivinilo, silicona, acetato de etilvinilo y PET (tereftalato de polietileno); láminas de metal, tales como láminas de aluminio y laminados de aluminio; materiales a base de celulosa, tales como cartón, papel impermeable o láminas de papel; y mezclas (por ejemplo, laminados) de lo anterior.
El término "recipiente" puede incluir también todos los diseños de envasado que incluyen: latas, botellas, copas, bolsas de envasado selladas, cartones, envases de tipo fuelle, quatropack™, envases con parte inferior bloqueada, envases con cuerdas, envases en bolsa, envases Euroslot™, envases con agujeros redondos y envases múltiples.
3. Técnica anterior:
Nota: la siguiente exposición es únicamente a modo de información sobre los antecedentes de la invención, y no se debe considerar como una declaración del conocimiento general común (CGK, por sus siglas en inglés) en el área de la tecnología, en cualquier parte del mundo.
Durante muchos años, las empresas de bebidas han intentado crear bebidas congeladas que se puedan vender sin receta en tiendas, establecimientos de deporte y de entretenimiento, que pueden proporcionar productos de autoservicio con sabores que incluyan todos los tipos de bebidas enlatadas o embotelladas.
Actualmente, los productos de este tipo que se comercializan generalmente entran en dos categorías:
1. El primer tipo utiliza un recipiente de plástico, cartón o aluminio que se congela mediante refrigeración; y luego se consume después de que la bebida se haya cogido del congelador y se haya derretido un poco. Las desventajas de este tipo de producto incluyen que la bebida se congela en un bloque de hielo congelado; a veces la bebida tarda tiempo en derretirse; y la bebida se limita al tipo de bebida que se puede congelar, que actualmente es por lo general zumo de frutas.
2. El segundo tipo se basa en máquinas de "pulpa" que dispensan bebidas congeladas (o las denominadas bebidas de tipo "pulpa"), por ejemplo, bebidas bien conocidas como Coca-Cola®, Pepsi Cola® y limonadas Schweppes®, en una copa u otro recipiente. Estas bebidas se conocen comúnmente como Slurpees®, Icees® o Slushies®.
Estas máquinas de "pulpa" son muy caras de fabricar y de instalar; no son adecuadas para, por ejemplo, un uso doméstico; no son adecuadas para la fabricación de una amplia gama de bebidas de estilo "pulpa" que incluyen bebidas alcohólicas (tales como cócteles); y están limitadas en el número de sabores (por ejemplo, 2-4) que se pueden dispensar desde una sola máquina.
Se han divulgado otros tipos de recipientes para enfriar alimentos o bebidas, o métodos de fabricación de tales recipientes. La solicitud de patente británica N.° 49410/63 (publicación de patente británica N.° 1.032.859) (Stoner, Arthur Merrick) describe un dispositivo para enfriar el contenido de un vaso extraíble, incluyendo el dispositivo un recipiente interior de doble pared interior formado de manera que la superficie exterior del vaso extraíble se acople con la pared interior del recipiente de doble pared y se proporciona un líquido refrigerante entre las paredes dobles del recipiente interior, en el que se acopla un recipiente exterior duro en su extremo superior con el extremo superior del recipiente interior pero se separa de otra manera del mismo, para proporcionar un espacio de aislamiento de aire cerrado entre ellos. La solicitud de patente británica N.° 9521752.7 (publicación de patente británica N.° 2.297.291) (Kouwenberg, Robert JC) divulga un aparato para fabricar un panel flexible que contiene un fluido en el que el panel comprende preferentemente paredes frontales y posteriores, una pared aislante y una pared de refuerzo con cavidades formadas entre las paredes frontales y posteriores que están llenas de un líquido que se puede congelar y en el que el panel puede estar conformado como una manga para rodear una botella o lata.
Los recipientes para gelatina también forman parte de la técnica anterior. Por ejemplo, la publicación de patente japonesa N. ° H06-327421 (Maameido, KK) divulga un recipiente para gelatina que permite la estratificación de dos o más gelatinas sin enfriar por separado las diferentes capas.
La solicitud de patente internacional N. ° PCT/AU2005/001895 (= publicación internacional N. ° WO 2006/063401) (Bucceri, Alfio) divulga un método y un aparato para convertir un líquido de un recipiente en una pulpa semicongelada o en partículas de hielo congeladas.
El dispositivo de congelación se diseñó a propósito como una copa capaz de contener un refrigerante entre dos paredes flexibles; y podía proporcionarse en varios tamaños y formas.
El refrigerante entre las paredes de la copa consistía en agua y sal, o una solución de tipo salmuera similar, que reduce la temperatura de congelación de la solución. El refrigerante se colocó entre las paredes, y el aire se excluyó antes de sellar las dos paredes de la copa conformada.
De esta manera, se formaba un vacío entre las paredes que permitía que el refrigerante se difundiera hasta arriba por las paredes laterales de la copa o vaso, u otros medios de congelación, y entonces se añadía una bebida que se enfriaría o congelaría.
La copa se sometía luego a compresión por las manos del consumidor durante un período de tiempo predeterminado y la bebida se enfriaba rápidamente o se podía congelar total o parcialmente. Después la bebida ya estaba lista para el consumo.
Se descubrió que cuando se utilizaba ese aparato y método, el refrigerante entre las cavidades de la pared podía bajar mediante la gravedad hasta la parte inferior de la copa, y crear una presión en la pared interior flexible y plegable.
La pared interior estaba hecha de material flexible y plegable tal como el silicio, TPU (poliuretano térmico), PE (polietileno), EVA (acetato de etilvinilo), aluminio con lámina fina, lámina de cobre o material de poliuretano o polietileno de calidad alimentaria.
El problema no afectaba al funcionamiento del aparato; y durante la congelación de la copa y la compresión de la copa, el problema no se apreciaba rápidamente, y el dispositivo funcionaba muy bien y hacía el trabajo para el que se diseñó durante estos procesos.
De hecho, era la presión del refrigerante líquido en la pared interior flexible de la copa la que hacía de éste un producto funcional e innovador.
Durante el uso del aparato, la copa de doble pared que contenía el refrigerante se congelaba en el congelador y el refrigerante líquido llenaría todo el espacio entre las paredes de la copa para asegurar que la transferencia de calor se produjera en todas las partes de la copa interior, desde la base hasta la parte superior de la copa.
El refrigerante se distribuía de esta manera congelando la copa en una posición boca abajo, es decir, girando la copa boca abajo, cuando estaba en el congelador, para asegurar que el refrigerante se esparciera fácil y eficientemente.
Después, cuando el consumidor tomaba la copa del congelador y llenaba la copa con un líquido frío y comprimía los laterales, la transferencia de calor provocaba que los cristales de hielo que se formaban en la pared interior del aparato se desplazaran y flotaran hacia la parte superior de la copa. Se ha demostrado que la copa funcionaba perfectamente y de manera eficiente para hacer una bebida medio derretida de esta manera. Sin embargo, al hacerla, había un problema con la copa que se volvía relevante durante el consumo de la bebida por parte del usuario.
El problema que ocurría es que el refrigerante se derretía entre las paredes interiores de la copa y caía por gravedad a la base de la copa, a medida que el refrigerante se convertía de hielo a líquido y liberaba el frío.
La pared interior de la copa se expandía en la base a medida que el usuario consumía la bebida congelada y provocaba que la cantidad de bebida congelada disminuyera dentro de la copa.
Esto provocaba que la parte superior de la pared interior flexible se moviera hacia el interior en la parte superior de la copa, mientras que al mismo tiempo sobresalía en la base de la copa a medida que el refrigerante líquido en el lado inferior empujaba contra la pared interior.
El efecto de esta acción era que la pared interior formada perfectamente podía ahora parecerse a una forma de copa de vino con la parte inferior de la pared interior constreñida alrededor de la bebida congelada restante en la copa. Dado que ésta es la naturaleza de la pared interior flexible, el resultado es comprensible y debido a la naturaleza del material flexible elástico, todavía era posible maniobrar la cuchara a través de la constricción para consumir y sacar el resto, por ejemplo, entre el 15 % y el 20 % de la bebida congelada.
Otro problema provocado por la constricción descrita anteriormente era que la limpieza de la copa podía ser más difícil debido a esta constricción y la presión del refrigerante líquido en la base de la pared interior.
La solicitud de patente internacional N.° PCT7AU2008/001923 (= publicación internacional N.° WO 2009/079721) (Bucceri, Alfio) divulgó un aparato y método alternativos, para convertir un líquido en un recipiente que podía cerrarse en una pulpa semicongelada o en partículas de hielo congeladas, donde los dispositivos de congelación con paredes deformables finas, contenían refrigerante para formar una capa fina de hielo/cristales de hielo en las paredes deformables, liberándose los cristales de hielo de las mismas debido a la agitación del líquido en el recipiente al agitar/rotar y/o comprimir en el recipiente y/o en el cierre extraíble.
La experiencia con los dispositivos de la técnica anterior descritos anteriormente ha identificado algunas limitaciones con estos dispositivos, por ejemplo, la bebida congelada puede ser difícil de extraer del recipiente y/o el periodo de congelación puede ser demasiado lento como para ser aceptable para los usuarios.
OBJETIVOS DE LA PRESENTE INVENCIÓN:
Un objetivo de la presente invención consiste en superar, o al menos mejorar, uno o más problemas con los dispositivos de la técnica anterior.
Otros objetivos preferidos de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción.
Según la invención estos objetivos se consiguen proporcionando una disposición según la reivindicación 1 y un método según la reivindicación 15.
Sumario de la presente invención:
La presente invención reside en un dispositivo para convertir un líquido en una forma semicongelada o congelada, que incluye:
una pared exterior y una pared interior conectadas de manera sellada entre sí para formar al menos una cavidad refrigerante; y un material refrigerante que llena al menos parcialmente la al menos una cavidad refrigerante, siendo el material refrigerante operativo para ser enfriado por debajo de una temperatura de congelación del líquido, para congelar al menos parcialmente el líquido para formar una pulpa semicongelada y/o partículas congeladas cuando el líquido se pone en contacto con la pared interior.
Preferentemente, las paredes exteriores e interiores se sellan juntas alrededor de una boca, en un extremo superior del dispositivo, siendo la boca operativa para recibir el líquido y/o descargar la pulpa y/o las partículas congeladas; y la al menos una cavidad refrigerante se extiende sustancialmente entre el extremo superior y un extremo inferior del dispositivo.
Preferentemente, la al menos una cavidad refrigerante se forma con una serie de columnas semicerradas que rodean la pared interior del dispositivo (y pueden tener ejes longitudinales sustancialmente paralelos con un eje central del dispositivo).
Preferentemente, las columnas se cierran y se sellan en la parte superior del dispositivo; pero se dejan abiertas en la parte inferior del dispositivo, donde las columnas se unen con una pared de base del dispositivo.
Preferentemente, las columnas tienen unas formas sustancialmente semicirculares, triangulares u otras formas convexas, dirigidas hacia el interior, hacia un compartimiento de congelación en el dispositivo, definido por la pared interior, recibiendo el compartimiento de congelación el líquido al menos parcialmente congelado. Las formas convexas u otras formas de la pared interior aumentan el área superficial del compartimiento de congelación disponible para la transferencia de calor del líquido al material refrigerante en la cavidad refrigerante, o cavidades, reduciendo de este modo el tiempo para congelar el líquido en el compartimiento de congelación.
Preferentemente, la pared exterior del dispositivo puede fabricarse a partir de materiales de aluminio, plástico o cualquier forma de material compuesto que pueda exprimirse y sea flexible para su uso a baja temperatura. La pared exterior puede cubrirse con, o consistir en, un material aislante tal como espuma, caucho, goma de silicona, EVA (acetato de etilvinilo), etc., para proporcionar aislamiento a la copa.
Preferentemente, la pared interior del dispositivo puede estar fabricada a partir de un plástico flexible, aluminio flexible o material compuesto flexible. El material seleccionado es preferentemente: agua potable; flexible a bajas temperaturas; tiene una alta capacidad de transferencia de calor; es resistente y fuerte; y en una realización preferida, es capaz de soldarse o unirse de otra manera al material de la pared exterior. Un material preferido para la pared interior es el polietileno de calidad alimentaria, con un espesor tan pequeño como de 0,1 mm. Otros materiales preferidos incluyen poliuretano térmico (TPU) o EVA (acetato de etilvinilo).
Se llena la al menos una cavidad refrigerante, incluyendo las columnas creadas por las paredes interiores y exteriores, con un material refrigerante, por ejemplo, mezcla de anticongelante que puede incluir mezclas de agua con sal, azúcar, alcoholes, propilenglicol, cloruro de calcio y/u otros productos anticongelantes conocidos y seguros utilizados para este fin.
Preferentemente, se forma un reborde periférico alrededor de la boca, estando las partes superiores de las paredes exterior e interior selladas conjuntamente, por ejemplo, mediante soldadura por calor, soldadura RF (soldadura por radiofrecuencia), soldadura sónica, adhesivos u otros métodos de sellado adecuados.
Preferentemente, se proporciona al menos un anillo estabilizador adyacente a, o forma parte del reborde periférico para limitar la deformación de la boca cuando el dispositivo se comprime o se deforma de otra manera a medida que el líquido se congela parcialmente.
Preferentemente, las partes superiores de las paredes exterior e interior se sujetan entre un par de anillos estabilizadores, que se pueden sujetar o asegurar de otra manera conjuntamente.
Preferentemente, al menos la pared interior del dispositivo es convergente desde la boca hacia el extremo inferior del dispositivo, donde el dispositivo puede ser sustancialmente cónico en vista lateral.
Preferentemente, el dispositivo tiene la configuración de una copa, lata, cono o de una caja. (La caja puede tener forma rectangular, triangular, cuadrada, hexagonal o una forma similar, y puede doblarse a una configuración de envase plano).
Para una versión desechable del dispositivo, el dispositivo puede tener tanto las paredes exteriores como las interiores fabricadas de un material o materiales para la pared interior descrita anteriormente; donde el dispositivo desechable puede colocarse en una envoltura "compresible" o en una copa exterior; donde la envoltura o copa exterior tiene al menos una pared lateral, fabricada de un material o materiales para la pared exterior descrita anteriormente, para permitir que un usuario flexione o comprima el dispositivo dentro del recipiente.
Preferentemente, el reborde periférico del dispositivo se asegura a una boca de la envoltura o copa exterior, que preferentemente tiene una brida periférica.
Preferentemente, un conjunto de bloqueo asegura el reborde periférico a la brida periférica, donde el conjunto de bloqueo puede incorporar al menos un anillo de soporte acoplable con el reborde periférico o la brida periférica. Una realización proporciona un aparato de compresión (o máquina) que puede operar automáticamente para eliminar la compresión manual del dispositivo; y de este modo mejorar el disfrute de hacer bebidas "medio derretidas", bebidas congeladas, helados o similares, y/u otros productos anticongelantes conocidos y seguros utilizados para este fin.
Preferentemente, para la versión desechable del dispositivo, la envoltura o la copa exterior puede ser extraíble del aparato de compresión; o puede formar un compartimiento de compresión en el aparato de compresión, para recibir el dispositivo desechable (y minimizar fugas en el aparato o máquina).
Preferentemente, el aparato de compresión tiene dos mecanismos operativos; con un mecanismo de compresión que comprime las paredes laterales del dispositivo a intervalos de, por ejemplo, entre 1 y 5 segundos; y un mecanismo de giro en la base que hace girar el dispositivo, por ejemplo, de 45° - 180° entre cada compresión. Alternativamente, el aparato de compresión tiene dos mecanismos de compresión, dispuestos a 90° entre sí, y que preferentemente operan alternadamente. Estos mecanismos se sitúan preferentemente adyacentes a un receptáculo, o el compartimiento de compresión, en el aparato de compresión para recibir el dispositivo.
El aparato de compresión se puede alimentar mediante una o más baterías; o se puede conectar a un suministro eléctrico; y puede estar hecho en muchos tamaños para cubrir las necesidades de muchas copas de formas o tamaños diferentes.
Un método para hacer un producto congelado incluye las etapas de:
congelar el material refrigerante en el dispositivo;
llenar, al menos parcialmente, un compartimiento de congelación del dispositivo con un líquido que se va a congelar;
cerrar opcionalmente el dispositivo con una tapa o cubierta;
colocar el dispositivo en el compartimiento de compresión del aparato de compresión; y
operar el aparato de compresión durante un periodo de tiempo para ayudar a la transferencia de calor del líquido al material refrigerante para permitir que el líquido se pase a estar al menos semicongelado.
Preferentemente, el líquido incluye una bebida fría o caliente; o una mezcla de polvo y leche y/o agua, para producir el producto congelado, tal como una bebida congelada, un dulce congelado o alimento congelado, como se ha definido anteriormente.
Preferentemente, el periodo de tiempo se controla mediante un temporizador, en el que el temporizador se ajusta dependiendo de la consistencia requerida del producto; y en el que cuanto más largo sea el período de tiempo, más espesa será la consistencia del producto final.
Preferentemente, después de, por ejemplo, 1 a 5 minutos, dependiendo de la consistencia requerida, el aparato de congelación se detendrá; y la bebida congelada, gelatina, yogur congelado, pudín o helado se tomarán simplemente del aparato de congelación y estarán listos para ser consumidos.
Preferentemente, el dispositivo (y la tapa opcional) se pueden lavar para su reutilización; o desechar si se fabrica como un producto desechable. Para el dispositivo reutilizable, se puede volver a colocar en el congelador, opcionalmente en posición boca abajo, para su reutilización. Preferentemente, para minimizar el espacio de almacenamiento, los dispositivos pueden apilarse.
Alternativamente, el compartimiento de congelación del dispositivo puede estar provisto de un forro temporal, tal como una lámina o bolsa formada de material plástico, en el que la bolsa se puede utilizar durante el almacenamiento a corto plazo del producto congelado.
En un método alternativo, las bebidas congeladas se pueden producir, por ejemplo, en lotes de mayor volumen, utilizando una bolsa de congelación, que se puede comprimir en el aparato de compresión; o se puede comprimir a mano o por otros medios.
Preferentemente, la bolsa de congelación tiene paredes exteriores e interiores fabricadas del material o materiales como para la pared interior del dispositivo descrito anteriormente; y con una cavidad refrigerante, que incluye las columnas y el material refrigerante, como se ha descrito anteriormente para la copa desechable (compresible). La bolsa de congelación puede considerarse una copa desechable a mayor escala (por ejemplo, el 200 % ). (Puede proporcionarse un forro desechable, por ejemplo, de una lámina de polietileno (o GLADWRAP®) de 0,1 mm para la bolsa de congelación antes de que la bolsa de congelación reciba el líquido que se va a congelar.)
La bolsa de congelación puede tener una boca sellable para el compartimento de congelación en la misma, donde la boca se puede sellar para evitar fugas de la mezcla no aireada/no carbonatada que se va a congelar.
La congelación del líquido en el dispositivo o bolsa de congelación puede acelerarse agitando el líquido y/o raspando la pared interior del dispositivo o bolsa de congelación con una cuchara de congelación o agitador, teniendo la cuchara o agitador un cuerpo hueco, relleno al menos parcialmente con el material refrigerante descrito anteriormente.
Aspectos/realizaciones adicionales de la presente invención serán evidentes para los expertos a los que está dirigida a partir de la siguiente descripción.
Breve descripción de los dibujos:
Para permitir que la invención se entienda completamente y para permitir que los expertos en la materia pongan en práctica la invención, se describirá ahora una serie de realizaciones preferidas, con referencia a las ilustraciones adjuntas, en las que:
las figuras 1 y 2 son vistas en perspectiva lateral y superior respectivas de una primera realización de un dispositivo de congelación de bebidas según la presente invención;
la figura 3 es una vista en perspectiva del dispositivo de las figuras 1 y 2 que contienen un líquido semicongelado;
la figura 4 es una vista en perspectiva de una segunda realización del dispositivo de congelación de bebidas;
las figuras 5 a 8 muestran las etapas de combinación del dispositivo de congelación de la figura 4 con una envoltura o recipiente exterior;
la figura 8A es una vista lateral en sección que muestra un conjunto de bloqueo para asegurar el dispositivo de congelación en la envoltura o en el recipiente exterior;
las figuras 9 y 10 son vistas en perspectiva de una tercera realización del dispositivo de congelación, en el que el líquido de la figura 9 está semicongelado o completamente congelado;
la figura 11 es una vista en perspectiva superior de la tercera realización del dispositivo de congelación;
las figuras 12 y 13 son vistas en perspectiva de la tercera realización combinadas con una “copa o recipiente listo para usar”;
las figuras 14 y 15 son vistas similares que muestran la tercera realización combinada con una copa o recipiente desechable;
la figura 16 es una vista en perspectiva de una cuarta realización del dispositivo en un recipiente desechable; la figura 17 es una vista en perspectiva de una pluralidad de cinco realizaciones del dispositivo;
la figura 18 es una vista en perspectiva de una sexta realización del dispositivo;
la figura 19 es una vista en perspectiva de la sexta realización combinada con un recipiente cónico para hielos o helado;
la figura 20 es una vista en perspectiva de una séptima realización del dispositivo;
la figura 21 es una vista similar que muestra un recipiente para recibir la séptima realización;
la figura 22 es una vista esquemática de un método alternativo para asegurar la tapa y el cuerpo del recipiente de la figura 21;
la figura 23 es una vista esquemática que muestra una pluralidad de dispositivos de la séptima realización "apilados" en un congelador;
la figura 24 es una vista en perspectiva de hielos congelados que se hacen utilizando el recipiente y los dispositivos de congelación de las figuras 21 y 20, respectivamente;
la figura 25 es una vista en perspectiva de una combinación de un recipiente con una octava realización del dispositivo;
la figura 26 es una vista en planta superior esquemática de un dispositivo de congelación de la técnica anterior;
la figura 27 es una vista similar de una realización de la presente invención; y
la figura 28 es una vista en planta superior de un dispositivo de la técnica anterior;
las figuras 29A y 29B ilustran el área de pared aumentada para la transferencia de calor del líquido en el dispositivo de congelación;
la figura 30 es una vista en perspectiva de un dispositivo de congelación desechable provisto de un forro desechable de una lámina de plástico;
la figura 31 es una vista esquemática que muestra el líquido de congelación en un dispositivo de congelación que se va a agitar y que se va a enfriar adicionalmente mediante una cuchara de congelación;
la figura 32 es una vista en perspectiva que muestra la bebida congelada formada sobre una superficie agitada con una cabeza esférica;
las figuras 33 y 34 ilustran el agitador de la figura 32;
la figura 35 es una vista en sección esquemática de un agitador alternativo;
la figura 36 es una vista lateral en sección esquemática de un agitador de tipo cuchara;
la figura 37 es una vista en planta superior del agitador de la figura 36;
la figura 38 es una vista en perspectiva de un agitador con un cabezal de un personaje;
las figuras 39A a 39D ilustran un agitador del tipo ilustrado en la figura 38 en uso, por ejemplo, para congelar un tubo de yogur;
la figura 40 es una vista en perspectiva de un dispositivo de congelación con un mango;
la figura 41 es una vista en perspectiva lateral de una primera realización de un aparato de congelación seg presente invención;
la figura 42 es una vista en perspectiva frontal del mismo;
la figura 43 es una vista en planta superior del mismo, con el mecanismo de compresión retraído; la figura 44 es una vista similar, con el mecanismo de compresión extendido;
la figura 45 es una vista que muestra mezclas alternativas adecuadas para su uso en el aparato de congelación; la figura 46 es una vista en perspectiva superior que muestra una mezcla de helado que se vierte en un dispositivo de congelación, en forma de una copa compresible, antes de que la copa compresible se coloque en el aparato de compresión;
la figura 47 es una vista en perspectiva superior de lotes de helado fabricados en el aparato de compresión; las figuras 48 a 52 muestran vistas similares de la fabricación del helado utilizando el aparato de compresión; la figura 53 es una vista lateral esquemática de una copa compresible y una segunda realización del aparato de compresión;
la figura 54 muestra vistas en perspectiva superior e inferior respectivas de una envoltura en forma de cono o copa exterior para su uso con el aparato de compresión;
la figura 55 muestra una vista en perspectiva inferior de la envoltura, o copa exterior, provista de una cubierta o tapa extraíble opcional;
la figura 56 es una vista en perspectiva de un helado o dulce helado fabricado utilizando la envoltura de las figuras 54 y 55;
la figura 57 es una vista en perspectiva superior de una bolsa de congelación para la fabricación de bebidas congeladas o similares;
la figura 58 es una vista similar que muestra que la bolsa de congelación se comprime manualmente durante el método de fabricación; y
la figura 59 es una vista similar de hielo fabricado en la bolsa de congelación de las figuras 57 y 58.
Nota: Cualquier anotación, comentario, dimensión, volumen, intervalo, porcentaje, marca comercial, etiqueta u otro material en las figuras, es solamente a modo de ilustración y no limita el ámbito de la presente invención.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas:
En una primera realización del dispositivo de congelación 10 según la presente invención, el dispositivo 10 tiene una pared exterior 11 y una pared interior 12 que, por ejemplo, se sueldan entre sí mediante RF (radiofrecuencia) para formar al menos una cavidad refrigerante 13.
Las paredes 11, 12 pueden estar formadas por PE (polietileno) u otro material de plástico adecuado.
El dispositivo 10 tiene una boca 14 en el extremo superior que proporciona acceso al compartimiento de congelación 15 que recibe el líquido, por ejemplo, una bebida que va a ser al menos congelada parcialmente.
La cavidad refrigerante 13 se separa en “columnas” sustancialmente verticales mediante las partes soldadas 16 de las paredes 11, 12; y se extiende desde justo debajo de la boca 14 hacia, y se extiende sobre, la pared de extremo 17 inferior. Los ejes longitudinales de las columnas se ubican sustancialmente paralelos con un eje central del dispositivo.
Como se ilustra, el compartimiento de congelación 15 es al menos ligeramente convergente hacia abajo de la boca 14 hacia la pared de extremo 17 inferior.
La cavidad refrigerante 13 se llena parcialmente (preferentemente en el intervalo de 80 % - 95 %) con un material refrigerante 20, tal como una solución salina.
Preferentemente, el volumen del material refrigerante 20 es de aproximadamente 60 % - 80 % del volumen del líquido que se va a recibir en el compartimiento de congelación 15, estando el material refrigerante 20 distribuido preferentemente de manera uniforme por toda la cavidad refrigerante 13. (Si se prefiere, cada columna se puede aislar de sus columnas vecinas, formando cada columna una cavidad de refrigerante 13 respectiva.)
Por ejemplo, una bebida carbonatada al menos parcialmente congelada con un volumen de 375 ml a 400 ml, puede haber 320 ml de material refrigerante 20 proporcionado en volúmenes de 40 ml en ocho columnas en la cavidad refrigerante 13.
Después de haber sido enfriado en un refrigerador o congelador, se saca el dispositivo 10 y se vierte la bebida líquida en el compartimiento de congelación 15. Al entrar en contacto con la pared interior 12, la bebida líquida comienza a convertirse en una bebida al menos semicongelada 30, comprimiendo el usuario las paredes 11, 12 a medida que se produce la congelación. La compresión sirve para provocar que las partículas de la bebida semicongelada se liberen o se alejen de la pared interior 12 para permitir la transferencia de calor desde la bebida al material refrigerante 20.
Como se ilustra en la figura 1, una extensión tubular 18 de la pared exterior 11, por encima de la boca 14, puede proporcionar una cubierta plegable para encerrar la bebida líquida y/o congelada 30.
La figura 4 ilustra una segunda realización, en la que el dispositivo 10 tiene paredes exteriores e interiores 111, 112 y una cavidad refrigerante 113, descrita sustancialmente anteriormente para la primera realización.
Un reborde periférico 140 rodea la boca 114 y está diseñado para minimizar y deformar, o cerrar, la boca 114 cuando se comprime el dispositivo 110 mientras se congela el líquido al menos parcialmente en el compartimiento de congelación 115.
El reborde periférico 140 está formado por partes superiores giradas hacia el exterior de las paredes exteriores e interiores 111, 112 soldadas por RF, radio frecuencia, entre sí y a un anillo estabilizador 141.
Como se ilustra en las figuras 5 a 8, el dispositivo 110 puede combinarse con una envoltura, copa o recipiente exterior 150, por ejemplo, formado de goma de silicona, en el que la copa 150 tiene una boca 151 rodeada por una brida periférica 152. La copa 150 tiene una pared lateral 153 convergente hacia abajo y una pared inferior 154. Como se ilustra en la figura 8A, el dispositivo 110 se asegura en la copa 150 mediante un conjunto de bloqueo 160 que tiene anillos superiores e inferiores 161, 162 y un tercer anillo 163 opcional. El anillo inferior 162 tiene roscas exteriores 164 acoplables mediante roscas interiores 165 complementarias en el anillo superior 161. Las roscas exteriores 166 en el anillo superior 161 se acoplan con las roscas interiores 167 en una cubierta 170, con una abertura superior 171 para acceder a la bebida congelada en el dispositivo 110.
Como se ilustra, el dispositivo 110 se inserta en la boca 151 de la copa 150 y el reborde periférico 140 se acopla a la brida periférica 152. Los anillos superiores e inferiores 161, 162 se acoplan por enroscado para asegurar el dispositivo 110 en la copa 150.
En ciertas aplicaciones, el tercer anillo 163, que es sustancialmente invertido y es de sección L, se puede acoplar a la boca 114 del dispositivo 110 y sujetarse entre el reborde periférico 140 y el anillo superior 161 para proporcionar resistencia adicional que se oponga a la deformación de la boca 114 (y la boca 151) a medida que la pared lateral 153 de la copa 150 se comprime después de que el líquido se haya colocado en el dispositivo 110.
El dispositivo 210 de la tercera realización, ilustrada en las figuras 9 a 15, generalmente tiene una construcción similar a la del dispositivo 110 de la segunda realización, con la excepción de que un par de anillos estabilizadores 241, 242 se aseguran conjuntamente, por ejemplo, por soldadura sónica, para sujetar conjuntamente las partes superiores de las paredes exteriores e interiores 211, 212, para proporcionar resistencia adicional a la boca 214. La figura 9 ilustra el dispositivo 210 antes de que el material refrigerante se haya congelado; mientras que las figuras 10 y 11 ilustran el dispositivo 210 al extraerlo del congelador, listo para utilizarse.
La persona experta observará particularmente que la boca 214 no está sustancialmente obstruida, para permitir la fácil extracción del líquido al menos parcialmente congelado del compartimento de congelación 215.
Además, como se describirá a continuación, el compartimento de congelación 215 está rodeado por un área máxima de la pared interior 212 para proporcionar mejor transferencia de calor del líquido al material refrigerante 20. Las figuras 12 y 13 ilustran el dispositivo 210 combinado con una copa “lista para usar” 250 convencional, por ejemplo, formada con PET (tereftalato de polietileno).
La copa 250 está provista de una cubierta 270 que puede tener un orificio central para permitir el acceso al líquido al menos parcialmente congelado mediante una cuchara (por ejemplo, del tipo ilustrado en la figura 16).
El reborde periférico 240 se asegura entre el borde periférico 251 de la copa 250 y una pared anular 271 de la cubierta 270; donde la copa 250 y la cubierta 270 pueden enroscarse, soldarse, sujetarse o asegurarse conjuntamente de otra manera.
Las figuras 14 y 15 ilustran el dispositivo 210 combinado con una copa desechable 280, donde se coloca una etiqueta 290 de papel o de plástico en la cavidad 291 definida entre el dispositivo 210 y la pared lateral 283 de la copa 280.
En la figura 15, el líquido L se retiene dentro del dispositivo 210 mediante una cubierta extraíble (no mostrada). La figura 16 ilustra una cuarta realización en la que el dispositivo 310 se suelda dentro de una copa desechable 350. La boca del dispositivo se suelda a la boca 351 de la copa 350 y tiene una extensión tubular 318 que puede doblarse hacia afuera, tal como se ilustra, o doblarse hacia dentro, por ejemplo, para proteger y/o retener la pulpa dentro del dispositivo 310.
La figura 17 ilustra una quinta realización del dispositivo 410, que también se puede utilizar con la copa 350, estando el borde periférico 440 soldado o asegurado de otra manera a la brida periférica 351 de la copa 350.
Los dispositivos ilustrados en las figuras 1 a 16 tienen una configuración "sustancialmente cilindrica", preferentemente con un grado pequeño de ahusamiento hacia abajo de las bocas respectivas.
Las figuras 18 y 19 ilustran una sexta realización en la que el dispositivo 510 tiene una configuración "sustancialmente cónica".
Este dispositivo 510 es particularmente adecuado para producir helado o hielos congelados a partir de mezclas de líquido adecuadas.
Como se ilustra, el dispositivo 510 puede tener una extensión que se puede doblar 518 o cerrar mediante una cubierta 570.
En este dispositivo 510, cada una de las cavidades refrigerantes 513 se ahúsa hacia abajo asegurando que la mayor parte del material refrigerante 520 rodee la parte de la cámara de congelación, que contiene la carga de la mezcla de líquido (o agua) que se va a congelar.
El dispositivo 610 de la séptima realización ilustrada en la figura 20 es similar al dispositivo 510, y puede ser desechable o reutilizable.
Como se ilustra en la figura 23, los dispositivos 610 pueden "apilarse" conjuntamente en un congelador (o almacén). El dispositivo 610 puede utilizarse con un recipiente desechable 650, ajustado con una cubierta roscada 670, como se ilustra en la figura 21; o una cubierta alternativa 670A, con una brida de labio periférica 671A, como se ilustra en la figura 22, o puede acoplarse al recipiente 650 para retener el dispositivo 610 dentro del recipiente 650.
La figura 24 ilustra hielos/dulces congelados hechos utilizando el dispositivo 610 y el recipiente 650 de las figuras 21 y 20, respectivamente.
La figura 25 ilustra un recipiente 750 provisto de una octava realización del dispositivo 710, en el que el dispositivo 710 se suelda al recipiente 750 de la manera descrita anteriormente con referencia a la figura 16.
Se puede proporcionar un grifo pequeño en la parte inferior del recipiente 750 para drenar cualquier líquido no congelado de dentro del dispositivo 710.
Las ventajas de la presente invención sobre el estado de la TÉCNICA ANTERIOR se describen a continuación con referencia a las figuras 26 a 29B.
Como se ilustra en la figura 26, la solución salina u otro material refrigerante, r en el dispositivo d de la TÉCNICA ANTERIOR se proporciona dentro de la cavidad refrigerante c entre las paredes exteriores e interiores ow, iw.
En la presente invención, el dispositivo D tiene el material refrigerante R en las pluralidades de las cavidades refrigerantes C alrededor de la cámara de congelación F. Las cavidades refrigerantes C se extienden dentro de la cámara de congelación F, en la que la pared interior IW puede tener una configuración semicircular, sustancialmente triangular (como se muestra en líneas discontinuas) u otra configuración convexa.
Las ventajas de la presente invención sobre la técnica anterior incluyen (pero no se limitan a):
a) congelación más rápida del líquido, por ejemplo, hasta 4 veces, debido al área superficial efectiva aumentada en contacto con el líquido;
b) el material refrigerante se extiende sustancialmente por toda la extensión de la cámara de congelación; c) la boca del dispositivo no está restringida por el colapso hacia dentro de la pared interior cuando el refrigerante se añade a las cavidades refrigerantes;
d) el volumen real de la cámara de congelación se mantiene a un máximo, de manera que se pueda colocar más líquido en el dispositivo y que se pueda congelar en cada ciclo de operación;
e) la pulpa semicongelada se puede extraer más fácilmente para su consumo, ya que la cámara de congelación no está constreñida por la pared interior que adopta una forma de "reloj de arena" debido a la gravedad;
f) el dispositivo es más fácil de limpiar;
g) el dispositivo es más fácil de utilizar;
h) el dispositivo se puede utilizar con recipientes o copas desechables o "listas para usar";
i) el dispositivo puede fabricarse a un coste que lo convierte en un artículo desechable, o puede fabricarse para reutilizarse muchas veces;
j) el dispositivo y/o la copa o recipiente se pueden producir a partir de una amplia gama de materiales de plástico o caucho, láminas de metal (por ejemplo, aluminio), u otros materiales de transferencia de calor flexibles, incluyendo aquellos descritos anteriormente con respecto a los dispositivos de la técnica anterior; y las copas pueden estar hechas incluso de materiales tales como papel o cartón;
k) el dispositivo puede proporcionarse para ajustarse a, o estar integrado en, la copa o recipiente; y
l) la colocación del dispositivo en el congelador y/o la orientación del dispositivo a medida que el líquido se congela, no es muy importante, ya que el material refrigerante siempre se distribuirá sustancialmente de manera uniforme alrededor de la cámara de congelación, para una transferencia de calor máxima.
Después de utilizar el dispositivo de congelación, se debe limpiar cada vez. Para superar este problema, se puede ajustar un forro 180 temporal, formado por una lámina de plástico fina, por ejemplo, vendido con la marca GLAD WRAP®, en el dispositivo de congelación D, manteniendo de este modo el líquido sin contacto con la pared del compartimiento de congelación; y el forro 180 puede utilizarse como almacenamiento temporal de la bebida congelada para su consumo posterior.
Para mejorar el índice de congelación del líquido en el dispositivo de congelación, se puede utilizar una cuchara o un agitador, cuyos ejemplos se describirán a continuación con referencia a las figuras 31 a 39D. La cuchara o el agitador proporcionan una fuente adicional de material refrigerante, a la vez que ayudan a desalojar las partículas congeladas de la pared o las paredes del compartimiento de congelación para permitir que el líquido fresco entre en contacto con la pared o las paredes.
Una máquina de la TÉCNICA ANTERIOR ha permitido la fabricación de helado, o productos similares, utilizando dos vasos de tipo copa que tienen paredes rígidas (por ejemplo, de acero inoxidable). El primer vaso se llena con un cubo de hielo/sal de roca /mezcla de agua para producir una solución salina con un punto de congelación por debajo de los 0 °C; y el segundo vaso, que contiene la mezcla de líquido que se va a congelar, se inserta en la parte superior del primer vaso para entrar en contacto con la solución salina. El segundo vaso se agita o se raspa con una cuchara y la pulpa congelada resultante formada en la superficie interior de la pared del segundo vaso rígido se fragmenta como el producto congelado, por ejemplo, helado. Esta máquina es complicada de operar, ya que requiere una mezcla precisa de hielo/sal de roca/agua para producir una solución salina efectiva; y solamente puede producir un volumen muy pequeño de producto congelado en cada ciclo de operación.
Cuando el volumen del líquido que se va a congelar es pequeño, la cuchara o agitador puede actuar como el propio dispositivo de congelación. En esta realización, la bebida congelada se formará en la cuchara o en el agitador y se puede consumir directamente de los mismos. Este método es posible con cualquier vaso o recipiente que pueda retener un líquido.
Como se describirá con más detalle, la cuchara o agitador puede tener varias formas y/o tamaños; y preferentemente incluye un mango aislado.
La figura 31 ilustra el modo en que se coloca la cuchara de congelación 202 en una copa 201 que contiene una bebida líquida 205 que se va a congelar. La transferencia de calor de la bebida a la superficie exterior congelada s de la cuenca de la cuchara 204 permite que se forme una pulpa congelada, que el usuario puede consumir. El mango aislado 206 protege la mano del usuario 210.
La figura 32 ilustra un agitador 220, en el que la pulpa congelada 222 se forma en una bola esférica 221 conectada a un mango aislado 223 mediante un dispositivo de conexión roscada 224. El mango aislado 223 protege los dedos 225 del usuario.
Las figuras 33 y 34 ilustran un agitador de congelación 230 adicional, en el que una esfera 231 y un mango 232 se llenan con material refrigerante 234; donde el mango 232 tiene una cubierta aislante o envoltura 233.
La figura 35 ilustra un agitador de congelación individual tipo tubo, con un cuerpo hueco 241, lleno de material refrigerante 243, que tiene un mango aislado 242.
Las figuras 36 y 37 ilustran un agitador de congelación tipo cuchara 250, en el que una cabeza de tipo cuenco anular 252 tiene un orificio central 251, en el que la cabeza 252 y el mango 253 se llenan de material refrigerante 255. El mango 253 tiene una cubierta aislada 254. El orificio 251 en las cabezas 252 permite que cualquier líquido no congelado se drene nuevamente de vuelta al interior del recipiente (no mostrado) antes de que el usuario ponga el agitador 250 y la pulpa congelada en su boca.
La figura 38 ilustra un agitador de congelación 260, en el que una cabeza de congelación 261 en forma de personaje se cubre con la pulpa congelada 262, creada por la transferencia de calor del líquido en un recipiente al material refrigerante contenido dentro del mango 263 (y, opcionalmente, la cabeza de congelación 261).
Las figuras 39A a 39D ilustran el uso de un agitador de congelación 270, que tiene una construcción como la descrita anteriormente, en el que el agitador 270 tiene un cuerpo hueco 271, lleno de material refrigerante 273 y un mango de personaje 272 aislado. El cuerpo 271 del agitador 270 se vacía en un tubo de yogur 274 para crear una pulpa de yogur congelado 275 en el cuerpo 271.
La figura 40 ilustra un aparato de congelación 280, en el que se coloca un dispositivo de congelación que contiene líquido que se va a congelar en un cuerpo hueco 281, provisto de un mango 282, teniendo el aparato de congelación 280 el aspecto de un martillo o mazo. Al agarrar el mango 282, el usuario golpea la cara de extremo 284 del cuerpo 281 contra una superficie (no mostrada), por ejemplo, un banco o mesa, para agitar el líquido a medida que se convierte en pulpa congelada, de la manera descrita anteriormente.
Para fabricar helado y dulce similares, por ejemplo, gelatina, se requieren índices de transferencia de calor mayores para reducir el periodo de tiempo para la congelación de la bebida u otro dulce o alimento que se va a consumir. Haciendo referencia a las figuras 41 a 44, y las figuras 48 a 51, el aparato de compresión 1010 de una primera realización preferida tiene un cuerpo de máquina 1020 hueco, por ejemplo, formado de material metálico o plástico, con una pared superior 1021 que tiene un orificio 1022 en el mismo para proporcionar acceso al compartimiento de compresión 1023 en la máquina 1010.
Los controles operativos 1024, por ejemplo, un interruptor de encendido o apagado y/o un temporizador ajustable se proporcionan en un panel de control 1025 que forma una parte superior de la pared frontal del cuerpo de máquina 1020. Los controles operativos también pueden incluir controles ajustables para la distancia de desplazamiento del mecanismo de compresión y/o la velocidad de rotación del mecanismo de giro (ambos se describirán a continuación) y/u otro mecanismo o mecanismos opcionales (que se van a describir a continuación).
El aparato 1010 se puede accionar ya sea con una batería o por medios eléctricos; y el cuerpo de máquina 1020 es preferentemente resistente y fácil de limpiar.
Como se describirá con más detalle con referencia a la segunda realización de la figura 53, se monta un mecanismo de giro 1030 en la parte inferior del compartimiento de compresión 1023, alineado coaxialmente con el orificio 1022 de la pared superior 1021. El mecanismo de giro 1030 tiene un plato rotativo (o plataforma giratoria) 1031 conectado, ya sea directa o indirectamente a un motor de velocidad variable (no mostrado), estando el motor controlado por los controles operativos 1024.
El mecanismo de compresión 1040 en el compartimiento de compresión 1023 tiene un par de mandíbulas (o placas) 1041 que están diametralmente opuestas en el compartimiento de compresión 1023 y se montan en accionadores alternativos 1042, también controlados por los controles operativos 1024.
El mecanismo de giro 1030 y el mecanismo de compresión 1040 se unen de manera operativa, de modo que la plataforma giratoria 1031 hará girar una copa de compresión 1060, colocada en el compartimento de compresión 1023, a través de, por ejemplo, 30°/ 45°/ 60°/ 90°/ 120°/ 180° cada vez después de que se haya operado el mecanismo de compresión 1040 y las mandíbulas de compresión 1041 estén en sus posiciones retraídas.
Como se describirá en lo sucesivo, la plataforma giratoria 1031 y las mandíbulas de compresión 1041 pueden operar directamente sobre una forma reutilizable de la copa de compresión 1060 que contiene la mezcla que al menos se va a semicongelar; o puede operar indirectamente en una copa de compresión desechable mediante una envoltura o copa exterior 1050 recibida en el compartimiento de compresión, recibiendo la envoltura o copa exterior 1050 una forma desechable de la copa de compresión 1060 y asegurándose de manera liberable a un reborde alrededor de la boca de la copa de compresión desechable 1060 a través de un conjunto de anillo de bloqueo liberable de dos partes 1051 (que se puede limpiar después de cada uso).
La envoltura 1050 puede ser cilíndrica (véase la figura 52); o cónica (véanse las figuras 54 y 55); o de otra forma adecuada; y puede estar formada por, por ejemplo, plásticos de silicona (u otros materiales descritos anteriormente). La copa de compresión 1060, ya sea como una copa reutilizable, o como una copa desechable, puede tener una forma similar a la envoltura 1050. Cuando la copa de compresión 1060 es una copa reutilizable, la pared exterior puede estar formada, por ejemplo, por goma de silicona o acetato de etilvinilo (EVA); mientras que la pared interior puede estar formada, por ejemplo, por poliuretano térmico (TPU); mientras que la copa de compresión 1060 es una copa desechable, tanto la pared exterior como la pared interior están formadas por TPU o material similar como se ha descrito anteriormente.
Las paredes exteriores e interiores se sellan entre sí en el reborde, por ejemplo, mediante soldadura por radiofrecuencia (RF); y también se sueldan entre sí, a lo largo de juntas que se extienden hacia abajo, en ubicaciones espaciadas, para formar una pluralidad de columnas (huecas) que forman una parte de la cavidad refrigerante definida por las paredes exteriores e interiores, en las que las paredes inferiores exteriores e interiores no se interconectan para formar una parte de cavidad refrigerante inferior conectada operativamente a las columnas. Se define un compartimiento de congelación 1069 en la copa de compresión 1060 por la pared interior y la boca. La cavidad refrigerante se llena parcialmente (preferentemente en el intervalo de 80 % - 95 %) con un material refrigerante, tal como una solución salina. Preferentemente, el volumen del material refrigerante es aproximadamente de 60 % a 80 % del volumen del líquido que se va a recibir en el compartimiento de congelación 1069, estando el material refrigerante distribuido preferentemente, de manera uniforme por toda la cavidad refrigerante.
A modo de ejemplo, al menos la bebida carbonatada parcialmente congelada con un volumen de 375 ml a 400 ml, puede tener 320 ml de material refrigerante proporcionado en la cavidad refrigerante.
El helado 1070 que se produce utilizando la máquina 1010 y las copas de compresión 1060, se hace a partir de una mezcla líquida 1071 que comprende agua y/o leche (o leche en polvo), a la que se añade una mezcla de sabor (o mezcla) vendida en paquetes P como se ilustra en la figura 45.
Como se ilustra en la figura 46, la mezcla de helado líquida 1071 se vierte en la copa de compresión desechable 1060 recibida en la envoltura 1050; y después del procesamiento en la máquina 1010, que se describirá a continuación, se produce el helado 1070 listo para su consumo, como se ilustra en la figura 47. La copa de compresión desechable 1060 se habrá tomado del congelador (no mostrado) en el que el material refrigerante se ha enfriado por debajo de, por ejemplo -20 °C.
Como se ilustra en la figura 48, la envoltura 1050 y la copa de compresión desechable 1060 (con la mezcla de helado líquida) se colocan en la máquina 1010, con la parte mayor (menor) recibida en el compartimento de congelación 1023.
La máquina 1010 se pone en operación/y el mecanismo de compresión 1040 y el mecanismo de giro 1030 se operan selectivamente de manera que la envoltura 1050/copa de compresión 1060/mezcla de helado líquida 1071 se compriman/giren/compriman/giren, por ejemplo, durante 4 minutos (véanse las figuras 9 a 12) hasta que la mezcla de helado líquida 1071 se haya procesado en helado, como se ilustra en las figuras 52 y 56.
Durante la operación de la máquina 1010, el operario puede agitar la mezcla 1071, a medida que se congela, con una cuchara 1079, para ayudar en la aireación del helado final 1070, como se ilustra en la figura 51. Alternativamente, la mezcla se puede airear mediante un aireador adecuado y/o mediante la adición de una cantidad pequeña de un ingrediente, tal como bicarbonato de sodio, que mejora la aireación del líquido.
La envoltura 1050 y la copa de compresión desechable 1060 se extraen de la máquina 1010; y la copa de compresión desechable 1060 se extrae de la envoltura 1050. La envoltura 1050 se puede limpiar y estar lista para recibir una copa de compresión desechable 1060 con la siguiente mezcla de helado líquida 1071 que se va a procesar. El helado 1070 se puede consumir directamente de la copa de compresión 1060 o se puede transferir a un recipiente 1069 para su consumo.
Después de que se haya vaciado la copa de compresión desechable 1060, se puede desechar, por ejemplo, en un contenedor de residuos.
Cuando la copa de compresión 1060 se reúsa y el helado 1070 se ha consumido o colocado en otro recipiente 1069, la copa de compresión reutilizable 1060 se puede lavar, secar y luego volver a colocar en el congelador para volver a congelar el material refrigerante 1068. Si las copas de compresión 1060 reutilizables tienen forma cónica, o tienen paredes ahusadas, se pueden apilar juntas en el congelador para reducir el espacio de almacenamiento.
La figura 53 ilustra esquemáticamente una segunda realización, que muestra la copa de compresión desechable 1160 que es recibida en una envoltura sustancialmente cilíndrica 1150 en el compartimiento de congelación de la máquina 1110. La plataforma giratoria 1131 del mecanismo de giro 1130 soporta la envoltura 1150, que se comprime hacia dentro mediante las mandíbulas 1141 del mecanismo de compresión 1140. La envoltura 1150 puede fijarse a la plataforma giratoria 1131 y estar conectada de manera sellada a la pared superior del cuerpo de la máquina 1110 para proteger el interior de la máquina 1110 contra fugas de la mezcla líquida.
En esta realización, en la que el aparato de compresión 1110 se va a utilizar para la producción de lotes, por ejemplo, 5 litros+, el material refrigerante puede circular a través de mangueras 1180 conectadas a al menos una cavidad refrigerante que rodea el compartimento de congelación, enfriándose el material refrigerante y circulando por un conjunto de condensador/intercambiador de calor/bomba 1190.
El líquido que se va a congelar se puede formar mezclando aroma en polvo o esencia almacenada en un primer depósito 1191 y agua o leche almacenada en un segundo depósitos 1192, estando los depósitos 1191 y 1192 conectados a una unidad mezcladora 193 (a través de bombas 1194, 1195 opcionales), en la que la salida 196 suministra la mezcla a la copa de compresión 1160. La unidad mezcladora 1193 puede incorporar un aireador, tal como un ventilador pequeño o una bomba de aire, que empuja una corriente constante de aire ambiente a través del líquido, al mismo tiempo que se mezcla y/o se congela para aumentar el volumen del producto congelado final (helado) que puede ser de 30 % (v/v) a 50 % (v/v) de aire. Alternativamente, se puede proporcionar un mecanismo agitador para airear el líquido a medida que se congela.
En las realizaciones alternativas del aparato de compresión 1010, 1110, se puede omitir el mecanismo de giro 1030, 1130; y el aparato está provisto de un par de mecanismos de compresión 1040, 1140, dispuestos a 90°; en el que los pares de mecanismos de compresión 1040, 1140, preferentemente, operan alternadamente para comprimir pares opuestos de paredes laterales de las copas de compresión 1060, 1160. El temporizador del accionador o los accionadores para los pares de mandíbulas 1041, 1141 respectivos, se pueden controlar mediante el sistema de control para el aparato 1010, 1110.
Las figuras 54 y 55 ilustran una envoltura 1250 de forma sustancialmente cónica, con una pared lateral 1251 cerrada en la parte inferior y coronada por un reborde periférico 1252 alrededor de una boca 1253 hasta el compartimiento 1254 que recibe la copa de compresión desechable. Una tapa 1255 opcional, por ejemplo, en forma de una "rizo de helado", se puede asegurar a la envoltura 1250 a través de un conjunto de bloqueo liberable de dos partes 1256 que se acopla al reborde periférico 1252.
La envoltura 1250, que está diseñada para reutilizarse muchas veces, se fabrica a partir de un material flexible "resistente", por ejemplo, goma de silicona o EVA (acetato de etilvinilo).
Las realizaciones descritas e ilustradas en las figuras 41 a 56 se dirigen generalmente a la producción de helado, u otros alimentos o bebidas congeladas, para consumo individual.
Las figuras 57 a 59 ilustran una bolsa de congelación 1360 adecuada para producir volúmenes mayores por lote. La bolsa de congelación 1360 es de forma generalmente cilíndrica, con paredes exteriores e interiores 1363, 1364 (y paredes inferiores exteriores e interiores) fabricadas a partir de los mismos materiales/de la misma manera en la que se ha fabricado la copa de compresión desechable 1060. La cavidad refrigerante 1367 tiene columnas (huecas) 1366 interconectadas y contiene material refrigerante 1368, como para la copa de compresión desechable 1060. El compartimiento de congelación 1369 se puede cerrar de manera sellada mediante medios de clip liberable o deslizable y/o extraíble que sellan selectivamente la boca 1362. Alternativamente, se puede utilizar la cubierta flexible o tapa para sellar la boca 1362.
Después de que el material refrigerante 1368 se haya congelado en un congelador, se extrae la bolsa de congelación 1360 del congelador, el líquido que se va a congelar se coloca en el compartimiento de congelación 1369; y se sella la boca 1362.
Como se ilustra en la figura 58, el operario comprime la bolsa de congelación 1360 hasta que se haya transferido el calor del líquido del compartimiento de congelación al material refrigerante 1368, y el líquido se semicongela al menos en una "pulpa", por ejemplo, para producir hielo 1390 u otro alimento o bebida congelada, como se ha requerido.
El hielo 1390, que puede estar aromatizado, se puede moldear en forma o en formas, por ejemplo, de muñeco de nieve, bola, en molde o moldes adecuados no mostrados.
Cuando se haya extraído la pulpa al menos semicongelada, la bolsa de congelación 1360 se puede lavar, secar y volver a poner en el congelador para la siguiente operación por lotes.
Sería posible diseñar una máquina 1010 con un compartimiento de congelación que tuviera una capacidad para recibir y comprimir la bolsa de congelación 1360, como la manera descrita anteriormente para las máquinas 1010, 1110.
Los consumidores disfrutan haciendo y consumiendo cafés (o bebidas similares) en casa, a través de productos tales como Nespresso®, por lo que muchas variedades de polvos de café están disponibles en diferentes sabores o combinaciones de café, proporcionándose cada polvo en una cápsula de plástico o de lámina de metal frágil. La cápsula para una combinación de café seleccionada se coloca en una máquina de café construida para ese propósito, y se mezcla con agua y/o leche, para preparar una consumición especializada de café en casa.
De manera similar, la presente invención puede proporcionar la misma experiencia y disfrute que Nespresso® para hacer postres congelados, bebidas medio derretidas, yogures congelados, gelatinas, pudín; y especialmente una consumición de helado duro o suave y en una variedad de sabores.
En particular, las mezclas se podrían proporcionar en forma líquida o en polvo en cápsulas frangibles o cartuchos; o en un recipiente de carga o depósito conectado a una cámara de mezclado en la máquina de congelación; en la que la cámara de mezclado también puede extraer agua y/o leche del (de los) compartimento(s) de almacenamiento adecuado(s) asociado(s) con la máquina. La máquina también podría tener una unidad de congelación asociada para las copas de compresión.
El operario podría seleccionar un sabor y colocar una cápsula o cartucho de mezcla de sabor correspondiente en la máquina o seleccionar el sabor de las opciones disponibles. El operario podría coger una copa de compresión de la unidad de congelación y colocar la copa de compresión en una envoltura o copa exterior en el compartimento de congelación de la máquina; y comenzar el ciclo de congelación (por ejemplo, seleccionar el período de compresión para la consistencia deseada del producto deseado). La máquina podría mezclar la mezcla de sabor liberada de la cápsula o cartucho, o del recipiente de carga o depósito, con el agua y/o leche en la cámara de mezclado; y dispensar la mezcla de líquido dentro de la copa de compresión. Después, la máquina comprime y hace girar la envoltura y la copa de compresión durante el período seleccionado, hasta que la mezcla de líquido se haya vuelto al menos semicongelada. Se puede extraer la copa de compresión y se puede repetir la operación para producir el siguiente producto consumible.
El experto apreciará que el aparato de la presente invención proporciona un método simple, eficiente y rentable para la producción de alimentos al menos semicongelados o bebidas de los tipos anteriormente descritos; y el método se puede aplicar a un único producto que se está produciendo; o efectuar mediante una máquina dispensadora/de congelación especializada; o cualquiera de las dos. La invención también proporciona máquina(s) adecuada(s) para efectuar el método.
Además, si bien un consumidor podría comprar solamente una única máquina de congelación, la venta de polvos o líquidos de sabor puede proporcionar una fuente continua de ingresos.
Durante muchos años, la gelatina se ha hecho mezclando gelatina en polvo con agua caliente, que luego se enfriaba en un refrigerador para hacer gelatina. En los EE. UU., se conoce un producto común como Jell-O®, que se vende en forma de polvo y que está disponible en muchos colores y sabores diferentes.
El producto de gelatina viene en polvo y contiene gelatina en polvo y aromatizantes que incluyen azúcar o edulcorantes artificiales, tales como Equal®. Se disuelve en agua muy caliente, luego se enfría y se deja cuajar. Se puede añadir fruta, verduras, crema batida, u otros ingredientes para hacer aperitivos elaborados que se pueden moldear de varias formas. El Jell-O® se debe estar refrigerado hasta servirse, y una vez completamente preparado, normalmente, se come con una cuchara.
También hay pudín sin gelatina y productos de relleno de pastel similares a la gelatina. Para hacer pudín, éste se cocina con leche en una estufa, y luego se come caliente o frío hasta que haya cuajado más firmemente. Jell-O® también tiene un producto de pudín instantáneo, que se mezcla simplemente con leche fría y luego se enfría. Para hacer rellenos de pastel, se preparan simplemente los mismos productos con menos líquido.
La desventaja de esta forma de preparar el producto es el tiempo que se tarda en enfriar la mezcla resultante que se coloca en un refrigerador para enfriar. En muchos casos, esto puede tardar hasta 6 horas antes de que se extraiga el calor de la mezcla y la gelatina se haya solidificado y formado.
Utilizando los dispositivos de congelación de la presente invención, la gelatina se forma mediante el enfriamiento rápido proporcionado por la invención; y la gelatina se puede hacer entre 1 y 5 minutos, con o sin comprimir la parte exterior de la copa flexible.
La gelatina que se hace de manera instantánea se puede consumir directamente de la copa de congelación o se gira hacia abajo y se extrae de la copa de congelación u otro recipiente para su consumo inmediato o almacenamiento. La copa de congelación se puede lavar para su reutilización; o se puede desechar. La versión reutilizable de la copa de congelación se puede volver a colocar en el congelador para su reutilización.
Para hacer la gelatina, se prefiere que la cavidad refrigerante, o cavidades, de la copa de congelación o recipiente se llenen con un anticongelante.
El volumen de la mezcla anticongelante está en el intervalo de 60 % a 100 % del volumen total de la copa; y el volumen preferido es de 66 % del volumen total. Si se proporciona más anticongelante (solución salina), entonces se dispone de un mayor potencial de congelación, lo que significa que se puede añadir más mezcla de gelatina (a temperatura de ebullición) a la copa que se va a congelar.
Otra mezcla anticongelante preferida utiliza una mezcla de agua a 87 % (v/v) y una mezcla de material compuesto (sal) de propilenglicol y cloruro de sodio de calidad alimentaria a 13 % (v/v).
Durante la fabricación de la copa de congelación, cuando se llena el vacío con la mezcla anticongelante, se purga cualquier exceso de aire hacia afuera y se forma un semivacío en la cavidad refrigerante.
La copa de congelación se congela mediante medios de refrigeración o criogénicos. Una vez que el anticongelante se haya congelado en la copa, la misma se llena con una mezcla de gelatina vertiendo el líquido caliente en la parte superior de la copa.
En este momento, o durante el vertido, se puede agitar la copa de congelación mecánica o manualmente por compresión, agitación, vibración, rotación o medios similares, para agitar la mezcla y convertir la mezcla de gelatina en una gelatina consumible u otro dulce en un corto período de tiempo. Este tiempo puede ser tan bajo como de 15 segundos; pero de 60 segundos a 180 segundos es el promedio en el que se congela la mezcla anticongelante completamente a -20 °C y la mezcla de gelatina está inicialmente a 100 °C.
Una vez que el líquido caliente se haya convertido en una gelatina, el producto se puede colocar en un almacenamiento refrigerado o se puede consumir inmediatamente.
El tiempo necesario para crear la gelatina (o cualquier otro producto congelado) depende de la cantidad, tipo y temperatura del líquido que se va a congelar y del porcentaje total que se desea congelar.
En otra realización preferida, no ilustrada, la copa de congelación o recipiente se forma a partir de ya sea un rollo de plástico, cartón o lámina de aluminio, que se dobla y se suelda térmicamente para formar el recipiente de congelación que luego se llena con el anticongelante de sal y bebida sin alcohol, o sal y agua.
En otra realización alternativa, los recipientes de congelación se forman como paquetes planos individuales, que luego se doblan manualmente o a máquina y se unen térmicamente o se sueldan para crear el recipiente que se puede llenar y sellar fácilmente mediante un llenado de bebida y sellado de máquina para terminar la fabricación del producto.
El experto apreciará fácilmente que la presente invención proporciona métodos de, y aparatos para, la producción de una amplia gama de bebidas, dulces o alimentos congelados (o semicongelados), ya sea a una escala de un único usuario o a al menos una escala de producción semicomercial, simple, eficiente y barata.
Será fácilmente evidente para los expertos en la materia que se pueden efectuar varios cambios y modificaciones en las realizaciones descritas e ilustradas sin desviarse de la presente invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato para convertir un líquido en una forma al menos parcialmente congelada que incluye:
un recipiente exterior; y
un dispositivo de congelación que incluye una boca en la que se puede verter el líquido; el dispositivo de congelación incluye una pared exterior y una pared interior conectadas de manera sellada entre sí para formar al menos una cavidad refrigerante; pudiéndose recibir el dispositivo de congelación dentro de dicho recipiente exterior, estando el dispositivo de congelación además relleno al menos parcialmente con un material refrigerante, pudiéndose enfriar el material refrigerante por debajo de una temperatura de congelación del líquido; en el que tanto dicho recipiente exterior como dicho dispositivo de congelación son compresibles o deformables de otra manera para favorecer el contacto entre el líquido y el dispositivo de congelación y facilitar la conversión de dicho líquido en la forma al menos parcialmente congelada,
en el que el aparato incluye además al menos un anillo estabilizador configurado para limitar la deformación de la boca del dispositivo de congelación cuando el dispositivo de congelación se comprime o se deforma de otra manera.
2. El aparato según la reivindicación 1, en el que: el dispositivo de congelación está configurado para definir un compartimiento.
3. El aparato según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que: el dispositivo de congelación incluye una pared exterior y una pared interior conectadas de manera sellada entre sí para formar una pluralidad de cavidades refrigerantes, teniendo la pared exterior y la pared interior cada una un extremo superior y un extremo inferior y extendiéndose la pluralidad de cavidades refrigerantes entre el extremo superior y el extremo inferior.
4. El aparato según la reivindicación 3, en el que: la pluralidad de cavidades refrigerantes está formada por una pluralidad de columnas alrededor de la pared interior.
5. El aparato según la reivindicación 4, en el que: la pluralidad de columnas son semicerradas.
6. El aparato según la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en el que: cada una de las columnas tiene una forma sustancialmente semicircular, triangular u otra forma convexa, dirigida hacia dentro, hacia el compartimiento de congelación.
7. El aparato según la reivindicación 5, en el que el dispositivo de congelación incluye una pared de base.
8. El aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que: el recipiente exterior se cubre con, o consiste en, un material aislante elegido de entre espuma, caucho, goma de silicona, EVA y plásticos gruesos; y el dispositivo de congelación se fabrica de un plástico flexible, aluminio flexible o material compuesto flexible; y el material refrigerante es una mezcla anticongelante elegida entre agua mezclada con sales, azúcar, alcoholes, propilenglicol y/o cloruro de calcio.
9. El aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que: el dispositivo de congelación tiene la configuración de una copa, lata o cono y/o el recipiente exterior tiene la configuración de una copa, lata o cono.
10. El aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que: el dispositivo de congelación se puede asegurar al recipiente exterior.
11. El aparato según la reivindicación 10, en el que: un conjunto de bloqueo asegura un reborde periférico del dispositivo de congelación a una brida periférica del recipiente exterior.
12. El aparato según la reivindicación 11, en el que: el conjunto de bloqueo incluye un primer anillo acoplable, con la brida periférica y un segundo anillo acoplable, directa o indirectamente, con el reborde periférico.
13. El aparato según la reivindicación 11 o la reivindicación 12, en el que: el conjunto de bloqueo asegura una tapa o una cubierta.
14. El aparato según la reivindicación 12 o la reivindicación 13, en el que: el conjunto de bloqueo incluye un tercer anillo para limitar la deformación del reborde periférico del dispositivo de congelación y/o de la brida periférica del recipiente exterior cuando se comprime o se deforma de otra manera el dispositivo de congelación.
15. Un método para convertir un líquido en una forma semicongelada o congelada, utilizando el aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye las etapas de: enfriar el material refrigerante en el dispositivo de congelación por debajo de una temperatura de congelación del líquido; colocar el líquido en el dispositivo de congelación; y agitar el líquido cuando el líquido se congela al menos parcialmente mediante la compresión, deformación o flexión de las paredes del recipiente exterior y el dispositivo de congelación y/o agitación del aparato.
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