JP4165792B2

JP4165792B2 - Frozen confectionery manufacturing apparatus and hardness control method thereof

Info

Publication number: JP4165792B2
Application number: JP2000378985A
Authority: JP
Inventors: 好孝矢田
Original assignee: 日世冷機株式会社
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2020-12-13
Also published as: JP2002176926A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソフトクリームやシェーク等の冷菓を製造する冷菓製造装置及びその固さ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷菓製造装置の一例を図３に示した。図３は冷菓製造装置の原料タンク・フリーザ胴及び冷媒配管系統（冷凍サイクル）を示す図である。
図において、１は冷菓原料２４を冷却して冷菓２５とするフリーザ胴であり、８は冷菓原料２４を貯蔵するとともにフリーザ胴１に冷菓原料２４を供給する原料タンクである。原料タンク８はフリーザ胴１の上方に設けられ、キャブレータチューブ９を介して冷菓原料が連通するようになっている。
【０００３】
原料タンク８の周囲には伝熱管２１が巻かれ、フリーザ胴１の周囲にはジャケット３が設けられている。フリーザ胴１の内部には撹拌機２が配設されており、この撹拌機２はフリーザ胴１外部に設置された電動機７から回転軸４を介して駆動力が伝達されるようになっている。フリーザ胴１には、その一端開口を閉塞するフリーザ蓋２３が設けられており、フリーザ蓋２３にはレバー１１が設けられている。フリーザ蓋２３には通孔３１が設けられており、レバー１１と連動するプランジャー１４によって閉塞、開放されるようになっている。
【０００４】
伝熱管２１及びジャケット３には圧縮機１５によって送出された冷媒が流動されることにより、冷菓原料２４及び冷菓２５を冷却するようになっており、冷媒流動経路には、四方弁１６、凝縮器１７、膨張弁２０、膨張弁２２が設けられている。なお、これら四方弁１６、凝縮器１７、膨張弁２０，２２、伝熱管２１及びジャケット３を冷媒流動経路となる配管で接続することにより、冷媒が状態変化を繰り返しながら循環する冷凍サイクルを構成している。
また、冷菓製造装置全体は、不図示の制御装置によって制御されるようになっている。
【０００５】
この冷菓製造装置は、以下のように使用される。まず冷却運転に先立って原料タンク８内に冷菓原料２４を充填する。冷菓原料２４は、キャブレータチューブ９に設けられた孔１０及びキャブレータチューブ９内を通ってフリーザ胴１内にも充填される。
キャブレータチューブ孔１０及びキャブレータチューブ９内を通って、フリーザ胴１内に充填されるのに時間がかかる場合は、キャブレータチューブ９を挿入する前に予めフリーザ胴１内に規定量の冷菓原料２４を投入しておいても構わない。
【０００６】
次に冷却運転を行う。制御装置によって電動機７及び圧縮機１５が作動されると、圧縮機１５から吐出配管４１へ冷媒ガスが吐出される。冷媒ガスは図中に実線矢印で示すように、吐出配管４１を経て凝縮器１７に入り、凝縮器１７内部の伝熱管１８内を流過する冷却水に放熱することによって凝縮液化する。この液冷媒はその後２つに分岐し、その一方は膨張弁２０で絞られることによって断熱膨張し、その後伝熱管２１内を流過する過程で蒸発気化することによってその蒸発潜熱により原料タンク８内の冷菓原料２４を冷却する。他方の液冷媒は膨張弁２２で絞られることによって断熱膨張した後、ジャケット３内で蒸発気化することによってその蒸発潜熱によりフリーザ胴１内の冷菓原料２４を冷却する。
【０００７】
伝熱管２１内で蒸発した冷媒ガス及びジャケット３内で蒸発した冷媒ガスは合流して吸入配管４０を経て圧縮機１５に吸入され上記過程を繰り返す。この間撹拌機２は電動機７により回転軸４を介して駆動されてフリーザ胴１内の冷菓原料２４を撹拌する。上記冷却運転を暫時継続すると、フリーザ胴１内の冷菓原料２４が凍結して冷菓２５となり、仕込み運転の冷却が終了する。
以後この冷却運転及び撹拌機２の停止、起動を繰り返すことによって冷菓２５が所定の固さを維持するよう制御する（固さ維持運転）。
【０００８】
具体的な従来の固さ制御は、電動機７の電流からトルクを算出し、同トルクが設定値まで上昇した場合に、換言すれば冷菓２５の固さが増すことで撹拌機２の負荷が所定値まで上昇した場合に冷却運転を停止し、所定時間の冷却運転停止後に再起動するというトルク制御方式で行われている。
【０００９】
冷菓２５を取り出すにはレバー１１を下方に引く。レバー１１と連動して作動するプランジャ１４が上方に移動し、これに伴って取出しスイッチ１３が閉路するとともに通孔３１が開となる。するとフリーザ胴１内の冷菓２５が通孔３１を経て取出し口３３から取出される。取出しスイッチ１３が閉路している間圧縮機１５及び電動機７が運転を継続し、しかる後に停止する。
【００１０】
また、毎日の閉店後は原料タンク８内の冷菓原料２４及びフリーザ胴１内の冷菓原料２４及び冷菓２５を加熱殺菌する加熱殺菌運転が行われる。
加熱殺菌運転時、圧縮機１５から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、図中に破線矢印で示すように四方弁１６を経た後２つに分岐し、一方は伝熱管２１を流過する過程で原料タンク８内の冷菓原料２４を加熱するとともに凝縮液化し、その後、膨張弁２０で絞られることにより断熱膨張する。他方はジャケット３内に入り、ここでフリーザ胴１内の冷菓原料２４及び冷菓２５を加熱殺菌するとともに凝縮液化し、その後、膨張弁２２で絞られることにより断熱膨張する。これら膨張弁２０及び膨張弁２２を流過した冷媒は合流して凝縮器１７に入り、ここで伝熱管１８内を流過する冷却水から吸熱することによって蒸発気化し、その後四方弁１６を経て圧縮機１５に吸込まれる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の冷菓製造装置においては、フリーザ胴１内の冷菓２５の固さ制御が良好な食感を得るために重要であり、従来よりトルク制御方式が採用されている。
このトルク制御方式は、固さの変化が負荷変動となることに着目し、撹拌機２の電動機７に流れる電流値からトルクを算出して固さを判断するものである。しかし、この方式では、図４に示すように、電源の電圧変動に伴って電流値とトルク（負荷）との特性が変化するため、固さの判断を正確に行うことは困難であった。すなわち、電流値がｉの場合において、実線で示した定格電圧ｖであれば負荷はｋ２となるが、破線で示すように電圧がプラス側またはマイナス側に変動すると負荷もｋ１またはｋ３に変化するので、電流値のみでは正確な固さの判断はできなかった。なお、電圧変動に関しては補正が可能であるが、三相の相関電圧バランスまで補正することはできないのが実状である。
【００１２】
また、冷菓２５の取出がない場合であっても、所定の固さを維持するため、冷却運転及び撹拌機２の運転・停止が繰り返される。これが長時間継続されると、冷菓２５の空気含有率が変化して同じ温度でも柔らかいものとなるので、いわゆる「へたり」と呼ばれる状態になって食感や保形性が低下する。このようなへたりが発生すると、上述したトルク制御方式では、冷菓２５が柔らかくなるため、トルク上昇によって冷却運転や撹拌機２が停止しない場合がある。すなわち、冷菓２５を撹拌するトルク変化が小さくなり、結果的に冷却維持の運転が長くなるため、かえってへたりが助長されるという問題がある。このため、従来は適当なタイマを用いるなどして、適当な時間で固さ維持運転の冷却及び撹拌を停止させているのが実状である。
【００１３】
上記事情に鑑み、本発明においては、冷菓にへたりが生じても適正な固さ調整を行うことができる冷菓製造装置及びその固さ制御方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明では以下の手段を採用した。
請求項１に記載の冷菓製造装置は、冷菓原料が収容された原料タンクと、該原料タンクと連通し冷媒により前記冷菓原料が冷却されて冷菓とされるフリーザ胴と、電動機を駆動源として前記フリーザ胴内の冷菓原料を撹拌する撹拌手段と、前記フリーザ胴に冷媒を供給する冷凍サイクルと、運転制御を行う制御部とを具備してなる冷菓製造装置において、前記フリーザ胴内の冷菓温度を検出する冷菓温度検出手段と、前記電動機のトルク検出手段と、該トルク検出手段で検出したトルクが設定値に達した時の冷菓温度を記憶する記憶手段とを設け、該記憶手段に記憶した冷菓温度を用いて冷菓の固さ制御を行うように構成したことを特徴とするものである。
【００１５】
このような冷菓製造装置によれば、トルク検出手段で検出した電動機のトルクが設定値になった時の冷菓温度を冷菓温度検出手段で検出して記憶手段に記憶させ、この冷菓温度を用いて冷菓の固さ制御を行うようにしたので、冷菓原料毎に異なる最適の冷菓温度を用いて、あるいは、冷菓温度と電動機のトルクとを併用して、冷菓の固さ制御を実施することが可能になる。このため、へたりが生じた場合でも、冷菓温度の検出により固さを維持するための冷却・撹拌運転を適切に停止させることができ、へたりが助長されるのを防止できる。
この場合、前記トルク検出手段としては、前記電動機をインバータ制御するインバータ制御部で電動機出力トルク値を検出するものが好ましく、これにより、電圧に影響されることなく正確な固さを判定することができる。
【００１６】
請求項３に記載の冷菓製造装置の固さ制御方法は、冷菓原料が収容された原料タンクと、該原料タンクと連通し冷媒により前記冷菓原料が冷却されて冷菓とされるフリーザ胴と、電動機を駆動源として前記フリーザ胴内の冷菓原料を撹拌する撹拌手段と、前記フリーザ胴に冷媒を供給する冷凍サイクルと、運転制御を行う制御部とを具備してなる冷菓製造装置の固さ制御方法において、仕込み運転中に検出する前記電動機の検出トルクが設定トルクに達した時、撹拌及び冷却を停止すると共に対応する前記フリーザ胴内の冷菓温度を設定温度として記憶し、以後の冷却運転では前記設定温度を用いて冷菓の固さを調整することを特徴とするものである。
【００１７】
このような冷菓製造装置の固さ制御方法によれば、仕込み運転後の冷却運転において、仕込み運転中に設定温度として記憶した冷菓温度を用いて冷菓の固さを調整するので、冷菓原料の種類により異なる最適な固さに対応できる。そして、冷菓にへたりが生じて柔らかくなった場合でも、冷菓が設定温度になれば冷却運転を適切に停止させることができる。
【００１８】
請求項４に記載の冷菓製造装置の固さ制御方法によれば、冷菓原料が収容された原料タンクと、該原料タンクと連通し冷媒により前記冷菓原料が冷却されて冷菓とされるフリーザ胴と、電動機を駆動源として前記フリーザ胴内の冷菓原料を撹拌する撹拌手段と、前記フリーザ胴に冷媒を供給する冷凍サイクルと、運転制御を行う制御部とを具備してなる冷菓製造装置の固さ制御方法において、仕込み運転中に検出する前記電動機の検出トルクが設定トルクに達した時、撹拌及び冷却を停止すると共に対応する前記フリーザ胴内の冷菓温度を設定温度として記憶し、以後の冷却運転では前記設定温度と前記設定トルクとを併用して冷菓の固さを調整することを特徴とするものである。
【００１９】
このような冷菓製造装置の固さ制御方法によれば、仕込み運転後の冷却運転において、仕込み運転中に設定温度として記憶した冷菓温度及び電動機の設定トルクを併用して冷菓の固さを調整するので、より確実で安定した固さ制御が可能になる。そして、固さ制御に設定温度として記憶した冷菓温度を用いているので、冷菓原料の種類により異なる最適な固さに対応でき、しかも、へたりが生じて柔らかくなった場合でも適切に冷却運転を停止させることができる。
【００２０】
上述した請求項３または４に記載の冷菓製造装置の固さ制御方法においては、前記電動機の検出トルクが、電動機をインバータ制御するインバータ制御部で直接検出した電動機出力トルク値であるのが好ましく、これにより、電圧に影響されることなく正確な固さを判定することができる。
また、上述した冷菓製造装置の固さ制御方法においては、前記冷菓にへたりが発生した時、前記設定温度を低下させて修正することが好ましく、これにより、冷菓の温度が低下するので保形性を増すことができる。
また、上述した冷菓製造装置の固さ制御方法においては、仕込み運転中における前記検出トルクの変化と、該検出トルクに対応する冷菓温度の変化とを記憶しておくことが好ましく、これにより、使用者が手動で固さの設定（設定トルク）を変えた場合でも、対応する冷菓温度が記憶されているので、冷菓温度の設定温度についても使用者の設定した固さに対応する温度に変更することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施形態にかかる冷菓製造装置を示す図、図２はインバータ制御を行った電動機の電動機出力トルク値と出力信号との相関関係を示す図である。
【００２２】
図１において、図中の符号１は冷菓原料２４を冷却して冷菓２５とするフリーザ胴であり、また、符号８は冷菓原料２４を貯蔵するとともにフリーザ胴１に冷菓原料２４を供給する原料タンクである。この原料タンク８はフリーザ胴１の上方に設けられ、キャブレータチューブ９を介して冷菓原料２４が連通されるようになっている。
【００２３】
原料タンク８の周囲には伝熱管２１が巻かれ、フリーザ胴１の周囲にはジャケット３が設けられている。フリーザ胴１の内部には撹拌機２が配設されており、この撹拌機２はフリーザ胴１の外部に設置された電動機７から回転軸４を介して駆動力が伝達される構成となっている。そして、電動機７はインバータ制御部７Ａを備えてインバータ制御され、該インバータ制御部７Ａで検出した電動機出力トルク値が制御部５０に入力される。
制御部５０は、冷菓製造装置全体の運転制御を行うもので、その内部には後述する冷菓温度を設定温度として記憶する記憶部５１が設けられている。
【００２４】
また、フリーザ胴１には、その一端開口を閉塞するフリーザ蓋２３が設けられており、フリーザ蓋２３にはレバー１１が設けられている。フリーザ蓋２３には通孔３１が設けられており、レバー１１と連動するプランジャー１４によって閉塞、開放されるようになっている。なお、図中の符号１３はレバー１１の操作に連動してプランジャー１４の開閉状態を検出する取出しスイッチである。
【００２５】
伝熱管２１及びジャケット３には、ガス冷媒を圧縮して送出する圧縮機１５によって内部に冷媒が流動されることにより、冷菓原料２４または冷菓２５を冷却するようになっている。そして、フリーザ胴１の適所には、冷菓２５の温度を検出する冷菓温度検出手段として、温度センサ５２が設けられている。この温度センサ５２で検出した冷菓温度は制御部５０に入力され、仕込み運転中に冷菓２５が所定の固さになった時のトルク検出値、すなわち仕込み運転の冷却及び撹拌をいったん停止する固さのトルク検出値（設定値）に対応する冷菓温度は、設定温度として記憶部５１に記憶される。
【００２６】
冷媒流動経路は従来と同様の冷凍サイクルを構成するもので、伝熱管２１及びジャケット３から圧縮機１５に冷媒を戻す冷媒管３４と、圧縮機１５から伝熱管２１及びジャケット３に冷媒を送る冷媒管３５とを備えている。冷媒管３４と冷媒管３５とは、四方弁１６を介して圧縮機１５と連結されている。四方弁１６と圧縮機１５とは、吸入配管４０及び吐出配管４１により接続されている。また、冷媒管３５には圧縮機１５から送出された高温高圧のガス冷媒を冷却する凝縮器１７が介装されている。さらに、冷媒管３５は下流側が伝熱管２１側及びジャケット３側の冷媒管３５ａ，３５ｂに分岐しており、それぞれ凝縮器１７から吐出した高温高圧の液冷媒を減圧・膨張させる膨張弁（膨張手段）２０，２２が介装されている。
【００２７】
ここで、上述したインバータ制御部７Ａで直接検出される電動機出力トルク値について図２を参照して説明する。
この電動機出力トルク値は、電動機７のインバータ制御部７Ａから出力される出力信号（直流電圧値）と比例する関係にある。たとえば電源が６０Ｈｚである時のトルク値を１００％とした場合、出力信号はα（Ｖ）の直流電圧として出力され、負荷が低下してトルク値が５０％まで低下した場合に０．５α（Ｖ）の出力信号となる。このように、冷菓２５の固さによって変動する撹拌機２の負荷（電動機出力トルク値）を出力信号の形で検出すれば、電圧の影響を受けることなく正確に固さを判定することができる。
従って、予め設定した電動機出力トルク値で冷菓２５の冷却及び撹拌を停止すれば、電圧の影響を受けることなく正確に冷菓２５の固さを判断して、冷菓２５の固さ制御を行うことができる。
【００２８】
上述した構成の冷菓製造装置は、以下のように使用される。まず冷却運転に先立って原料タンク８内に冷菓原料２４を充填する。この冷菓原料２４は、キャブレータチューブ９を通ってフリーザ胴１内にも充填される。また、これと同時に、上端が冷菓原料２４の最高液面より高い位置に開口するキャブレータチューブ９からフリーザ胴１内に大気圧の空気が導入される。なお、冷菓原料２４の充填及び空気の導入は、キャブレータチューブ９の下端開口が液面により閉じられた時点で終了する。
キャブレータチューブ９を通って、フリーザ胴１内に充填されるのに時間がかかる場合は、キャブレータチューブ９を挿入する前に、予めフリーザ胴１内に規定量の冷菓原料２４を投入しておいても構わない。
【００２９】
次に仕込み運転の冷却を行う。制御部５０によって電動機７及び圧縮機１５が作動されると、圧縮機１５から吐出配管４１へ冷媒ガスが吐出される。冷媒ガスは図１の実線矢印で示すように、吐出配管４１から四方弁１６，冷媒管３５を通って凝縮器１７に入り、凝縮器１７内部の伝熱管１８内を流過する冷却水に放熱することでさらに温度が低下する。この液冷媒は冷媒管３５ａ及び３５ｂの２つに分岐し、その一方は膨張弁２０で絞られることによって断熱膨張し、その後伝熱管２１内を流過する過程で蒸発気化することによってその蒸発潜熱により冷却タンク８内の冷菓原料２４を保冷する。他方の液冷媒は膨張弁２２で絞られることによって断熱膨張した後、ジャケット３内で蒸発気化することによってその蒸発潜熱によりフリーザ胴１内の冷菓原料２４または冷菓２５を冷却する。
【００３０】
伝熱管２１内及びジャケット３内で蒸発した冷媒ガスは冷媒管３４において合流し、吸入配管４０を経て圧縮機１５に吸入され上記過程を繰り返す。この間撹拌機２は電動機７により回転軸４を介して駆動され、フリーザ胴１内の冷菓原料２４を撹拌する。上記冷却運転を暫時継続すると、フリーザ胴１内の冷菓原料２４が凍結して冷菓２５となる。この過程で、冷菓２５が所定の固さになると、撹拌機２の負荷が増して電動機７のトルクが上昇する。
そして、電動機出力トルク値が予め定めた値（設定トルク）に達すると、制御部５０では冷菓２５が所定の固さになったと判断し、ジャケット３に冷却用冷媒を供給する冷却運転及び撹拌機２の駆動を停止する。同時に、この時温度センサ５２で検出した冷菓温度が設定温度として記憶部５１に記憶され、仕込み運転は終了する。
【００３１】
続いて、たとえば仕込み運転の停止から所定時間経過した後、あるいは温度センサ５２の検出値（冷菓温度）が所定値まで上昇した時など、冷菓２５の固さを維持するため再度冷却及び撹拌を開始する。このような冷菓２５の固さ維持運転では、温度センサ５２で検出した冷菓温度が記憶部５１に記憶した設定温度になるまで継続される。このため、冷却を受けて冷菓温度が低下すれば固さ維持運転が停止されるので、へたりの影響を受ける撹拌機２のトルクから固さを判断していた従来技術のように、冷却及び撹拌が継続されてへたりを助長するようなことはない。
この固さ維持運転では、所定時間の経過または温度センサ５２で検出した冷菓温度の上昇により冷却及び撹拌運転を開始し、温度センサ５２で検出した冷菓温度が設定温度まで下がった時に冷却及び撹拌運転を停止するといったことを繰り返し、冷菓２５を所定の固さに維持するよう制御する。
また、適切な固さについては、たとえば冷菓２５がソフトクリームである場合とシェークである場合とでは異なるので、適宜選択切換スイッチを設けるなどして仕込み運転を終了する設定トルクを切換可能にしておくのが好ましい。
なお、原料タンク８内の冷却制御については、上述したフリーザ胴１の冷却運転制御とは切り離し、冷菓原料２４が１０℃以下になるよう維持する。
【００３２】
このようにして適切な固さに維持される冷菓２５を取り出すにはレバー１１を下方に引く。レバー１１と連動して作動するプランジャ１４が上方に移動し、これに伴って取出しスイッチ１３が閉路するとともに通孔３１が開となる。するとフリーザ胴１内の冷菓２５が通孔３１を経て取出し口３３から取出される。取出しスイッチ１３が閉路している間圧縮機１５及び電動機７が運転を継続し、しかる後に停止する。
こうして冷菓２５が取出されると、冷菓原料２４及び空気が撹拌機２側へ補給され、その分だけ液面が低下する。従って、フリーザ胴１内には、原料タンク８及び大気からキャブレータチューブ９を経て、冷菓原料２４及び空気が補給される。
【００３３】
また、毎日の閉店後は原料タンク８内の冷菓原料２４及びフリーザ胴１内の冷菓原料２４及び冷菓２５を加熱殺菌する加熱殺菌運転が行われる。
加熱殺菌運転時、圧縮機１５から吐出された高温・高圧の冷媒ガスは、図１に破線矢印で示すように、四方弁１６から冷媒管３４に導入される。その後２つに分岐し、一方は伝熱管２１を流過する過程で原料タンク８内の冷菓原料２４を加熱するとともに凝縮液化し、その後、冷媒管３５ａに介装されている膨張弁２０で絞られることにより断熱膨張する。他方はジャケット３内に入り、ここでフリーザ胴１内の冷菓原料２４及び冷菓２５を加熱殺菌するとともに凝縮液化し、その後、冷媒管３５ｂに介装されている膨張弁２２で絞られることにより断熱膨張する。これら膨張弁２０及び膨張弁２２を流過した冷媒は合流して凝縮器１７に入り、ここで伝熱管１８内を流過する冷却水から吸熱することによって蒸発気化し、その後四方弁１６を経て圧縮機１５に吸込まれる。
【００３４】
ところで、冷菓２５は、空気含有率が低下（へたりが発生）した場合でも、その温度が低ければ良好な保形性が得られることが知られている。そこで、適当な手段によりへたりの発生が検出されたら、制御部５０では上述した設定温度を自動的に低下させるように制御する。すなわち、冷菓２５の温度がより低くなるように固さ維持運転を行うもので、温度低下する分保形性が向上してへたりに対する延命化が可能になる。
【００３５】
また、上述した実施形態では、設定トルクに対する設定温度のみを記憶部５１に記憶させるものとしたが、設定トルクに達するまでの間、仕込み運転中における検出トルク（電動機出力トルク値）の変化に対応させて冷菓温度の変化を連続して、あるいは断続的に記憶部５１に記憶させてもよい。このようなデータが記憶部５１に残ることで、たとえば使用者が固さの設定（すなわち設定トルク）を変えた場合でも、仕込み運転からやり直しをすることなく、変更した設定トルクに対応する設定温度を用いた固さ維持運転を行うことができる。
【００３６】
さらに、上述した実施形態においては、仕込み運転完了後の冷却運転では設定温度を基準にして冷却及び撹拌を停止するものとしたが、設定トルクと設定温度を併用してもよい。すなわち、冷却及び撹拌の停止は、設定トルクまたは設定温度のいずれか一方が条件を満たした場合とするＯＲ制御を行い、より確実で安定した固さ制御を実施する。
この場合も、撹拌機２を駆動する電動機７のトルク検出手段としては、インバータ制御部７Ａから直接検出した電動機出力トルク値が好ましい。
また、へたりが発生したら設定温度を低下させる制御や、検出トルクに対応する冷菓温度の変化を記憶部５１に記憶して利用する制御が同様に可能なことは言うまでもない。
【００３７】
以上のように、本発明の冷菓製造装置及びその固さ制御方法によれば、冷菓２５の固さを維持する固さ維持運転時に、冷却及び撹拌の停止を設定温度基準で行うことができるようにしたので、適正な固さ制御を実施することができる。このため、冷菓２５がへたり気味になっても撹拌機２の駆動が停止されず、へたりが助長されるといった不都合を解消できる。
ところで、上述した実施形態においては、インバータ制御の電動機７を採用して設定トルク（固さ）を正確に判定できるようにしたが、上述した本発明はこれに限定されることはなく、たとえば電動機７の電流値から設定トルクを判断するものにも採用可能である。
【００３８】
なお、本発明の構成は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる冷菓製造装置及びその固さ制御方法によれば、冷菓の固さ制御を撹拌機のトルクのみに頼らず、最適固さ（設定トルク）に対応した冷菓温度（設定温度）を基準としても制御できるようにしたので、へたりが発生しても固さ制御を適切に機能させることができる。従って、へたりが助長されるような固さ維持運転を防止でき、良好な食感及び保形性を長時間にわたって維持できるという顕著な効果を奏する。
また、仕込み運転時には、設定した最適な冷菓の固さ（設定トルク）に対応する実際の冷菓温度を検出して設定温度とするので、以後の制御では冷菓原料によって異なる最適温度が反映された固さ制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態として示した冷菓製造装置の断面図及び配管系統を示す図である。
【図２】図１の冷菓製造装置に用いられたインバータ制御部で検出される電動機出力トルク値と出力信号との関係を示す図である。
【図３】従来の冷菓製造装置の断面図及び配管系統を示す図である。
【図４】従来の撹拌機における電動機の負荷（固さ）と電流値との関係を示す図である。
【符号の説明】
１フリーザ胴
２撹拌機（撹拌手段）
７電動機
７Ａインバータ制御部
８原料タンク
１５圧縮機
１６四方弁
２４冷菓原料
２５冷菓
５０制御部
５１記憶部（記憶手段）
５２温度センサ（冷菓温度検出手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a frozen dessert manufacturing apparatus for manufacturing frozen desserts such as soft cream and shake, and a hardness control method thereof.
[0002]
[Prior art]
An example of a conventional frozen dessert manufacturing apparatus is shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing a raw material tank / freezer body and a refrigerant piping system (refrigeration cycle) of the frozen confectionery manufacturing apparatus.
In the figure, 1 is a freezer cylinder that cools the frozen confectionery raw material 24 to make the frozen confectionery 25, and 8 is a raw material tank that stores the frozen confectionery raw material 24 and supplies the frozen confectionery raw material 24 to the freezer cylinder 1. The raw material tank 8 is provided above the freezer cylinder 1 so that the frozen confectionery raw material communicates with the carburetor tube 9.
[0003]
A heat transfer tube 21 is wound around the raw material tank 8, and a jacket 3 is provided around the freezer cylinder 1. A stirrer 2 is disposed inside the freezer cylinder 1, and the agitator 2 is configured such that a driving force is transmitted from an electric motor 7 installed outside the freezer cylinder 1 via a rotating shaft 4. . The freezer body 1 is provided with a freezer lid 23 that closes an opening at one end thereof, and the freezer lid 23 is provided with a lever 11. The freezer lid 23 is provided with a through hole 31 that is closed and opened by a plunger 14 that is linked to the lever 11.
[0004]
The refrigerant sent out by the compressor 15 flows through the heat transfer tube 21 and the jacket 3 to cool the frozen confectionery raw material 24 and the frozen confectionery 25. The refrigerant flow path includes a four-way valve 16, a condenser. 17, an expansion valve 20 and an expansion valve 22 are provided. The four-way valve 16, the condenser 17, the expansion valves 20 and 22, the heat transfer pipe 21, and the jacket 3 are connected by piping serving as a refrigerant flow path, thereby constituting a refrigeration cycle in which the refrigerant circulates while repeating state changes. ing.
Further, the entire frozen dessert manufacturing apparatus is controlled by a control device (not shown).
[0005]
This frozen dessert manufacturing apparatus is used as follows. First, the frozen confectionery raw material 24 is filled in the raw material tank 8 prior to the cooling operation. The frozen dessert raw material 24 passes through the hole 10 provided in the carburetor tube 9 and the carburetor tube 9 and is also filled into the freezer cylinder 1.
If it takes time to fill the freezer cylinder 1 through the carburetor tube hole 10 and the carburetor tube 9, a predetermined amount of the frozen confectionery material 24 is previously placed in the freezer cylinder 1 before the carburetor tube 9 is inserted. You can put it in.
[0006]
Next, a cooling operation is performed. When the electric motor 7 and the compressor 15 are operated by the control device, the refrigerant gas is discharged from the compressor 15 to the discharge pipe 41. As shown by solid line arrows in the figure, the refrigerant gas enters the condenser 17 via the discharge pipe 41 and is condensed and liquefied by releasing heat to the cooling water flowing through the heat transfer pipe 18 inside the condenser 17. This liquid refrigerant is then branched into two, one of which is adiabatically expanded by being throttled by the expansion valve 20, and then evaporated and vaporized in the process of flowing through the heat transfer pipe 21, so that the latent heat of evaporation causes the inside of the raw material tank 8. The frozen confectionery raw material 24 is cooled. The other liquid refrigerant is adiabatic and expanded by being throttled by the expansion valve 22, and then is evaporated and evaporated in the jacket 3, thereby cooling the frozen confectionery raw material 24 in the freezer cylinder 1 by the latent heat of evaporation.
[0007]
The refrigerant gas evaporated in the heat transfer tube 21 and the refrigerant gas evaporated in the jacket 3 merge and are sucked into the compressor 15 through the suction pipe 40 and the above process is repeated. During this time, the agitator 2 is driven by the electric motor 7 via the rotating shaft 4 to agitate the frozen confectionery raw material 24 in the freezer cylinder 1. If the cooling operation is continued for a while, the frozen confectionery raw material 24 in the freezer cylinder 1 is frozen to become a frozen confection 25, and cooling of the charging operation is completed.
Thereafter, the confectionery 25 is controlled to maintain a predetermined hardness by repeating the cooling operation and the stop and activation of the stirrer 2 (hardness maintenance operation).
[0008]
Specifically, the conventional hardness control calculates the torque from the current of the electric motor 7, and when the torque increases to a set value, in other words, the hardness of the frozen dessert 25 increases, whereby the load of the agitator 2 is predetermined. When the temperature rises to the value, the cooling operation is stopped and restarted after the cooling operation is stopped for a predetermined time.
[0009]
To take out the frozen dessert 25, the lever 11 is pulled downward. The plunger 14 that operates in conjunction with the lever 11 moves upward. As a result, the take-out switch 13 is closed and the through hole 31 is opened. Then, the frozen dessert 25 in the freezer cylinder 1 is taken out from the take-out port 33 through the through hole 31. While the take-out switch 13 is closed, the compressor 15 and the electric motor 7 continue to operate, and then stop.
[0010]
In addition, after daily closing, a heat sterilization operation is performed to heat sterilize the frozen confectionery raw material 24 in the raw material tank 8 and the frozen confectionery raw material 24 and the frozen confectionery 25 in the freezer barrel 1.
During the heat sterilization operation, the high-temperature and high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor 15 is branched into two after passing through the four-way valve 16 as shown by broken line arrows in the figure, and one of them flows through the heat transfer tube 21. In the process, the frozen confectionery raw material 24 in the raw material tank 8 is heated and condensed and liquefied. The other enters the jacket 3, where the frozen dessert raw material 24 and the frozen dessert 25 in the freezer barrel 1 are sterilized by heating and liquefied, and then adiabatically expanded by being squeezed by the expansion valve 22. The refrigerant that has flowed through the expansion valve 20 and the expansion valve 22 joins and enters the condenser 17, where it evaporates by absorbing heat from the cooling water flowing through the heat transfer pipe 18, and then passes through the four-way valve 16. Sucked into the compressor 15.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional frozen confectionery manufacturing apparatus, the hardness control of the frozen confectionery 25 in the freezer cylinder 1 is important for obtaining a good texture, and a torque control method has been adopted conventionally.
In this torque control method, paying attention to the fact that the change in hardness becomes a load fluctuation, the torque is calculated from the current value flowing through the electric motor 7 of the stirrer 2 to determine the hardness. However, in this method, as shown in FIG. 4, the characteristics of the current value and the torque (load) change with the voltage fluctuation of the power supply, so it is difficult to accurately determine the hardness. That is, when the current value is i, the load is k2 if the rated voltage v is indicated by a solid line, but the load also changes to k1 or k3 when the voltage fluctuates to the positive side or the negative side as indicated by the broken line. Therefore, it was not possible to accurately determine the hardness based on the current value alone. Although it is possible to correct the voltage fluctuation, it is actually impossible to correct the three-phase correlation voltage balance.
[0012]
Even when the frozen dessert 25 is not taken out, the cooling operation and the operation / stop of the agitator 2 are repeated in order to maintain a predetermined hardness. If this is continued for a long time, the air content of the frozen confectionery 25 changes and becomes soft even at the same temperature, so that it becomes a so-called “health” state and the texture and shape retention are lowered. When such a sag occurs, in the above-described torque control method, the frozen dessert 25 becomes soft, and thus the cooling operation and the agitator 2 may not stop due to an increase in torque. That is, the torque change for stirring the frozen dessert 25 is reduced, and as a result, the operation for maintaining the cooling is lengthened. For this reason, conventionally, the cooling and stirring of the hardness maintenance operation are stopped in an appropriate time by using an appropriate timer.
[0013]
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a frozen dessert manufacturing apparatus and a hardness control method thereof that can perform appropriate hardness adjustment even if the frozen dessert has a sag.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention employs the following means.
The frozen confectionery manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the frozen confectionery raw material is stored in a raw material tank, a freezer cylinder that is communicated with the raw material tank and cooled by the refrigerant to form the frozen confectionery, and an electric motor as the drive source. In the frozen confectionery manufacturing apparatus comprising a stirring means for stirring the frozen confectionery raw material in the freezer cylinder, a refrigeration cycle for supplying a refrigerant to the freezer cylinder, and a control unit for controlling operation, the temperature of the frozen confectionery in the freezer cylinder is set to Frozen confectionery temperature detection means for detecting, a torque detection means for the electric motor, and a storage means for storing the temperature of the frozen confectionery when the torque detected by the torque detection means reaches a set value. The configuration is such that the hardness of the frozen dessert is controlled using the temperature.
[0015]
According to such a frozen confection manufacturing apparatus, the frozen confection temperature when the torque of the electric motor detected by the torque detecting means reaches a set value is detected by the frozen confection temperature detecting means and stored in the storage means, and this frozen confection temperature is used. Since the frozen dessert is controlled, it is possible to control the frozen dessert by using the optimum frozen dessert temperature that is different for each frozen dessert material or by using the frozen dessert temperature and the motor torque together. become. For this reason, even if a sag occurs, the cooling / stirring operation for maintaining the hardness by detecting the frozen dessert temperature can be stopped appropriately, and the sag can be prevented from being promoted.
In this case, it is preferable that the torque detection means detects an output torque value of the motor by an inverter control unit that performs inverter control of the motor, and thereby can determine an accurate hardness without being affected by a voltage. it can.
[0016]
The method for controlling the hardness of the frozen confectionery manufacturing apparatus according to claim 3 includes: a raw material tank in which a frozen confectionery raw material is stored; a freezer body that communicates with the raw material tank and is cooled by a refrigerant to form a frozen confection; A method for controlling the hardness of a frozen confectionery manufacturing apparatus, comprising: a stirring means for stirring the frozen confectionery raw material in the freezer cylinder using a drive source; a refrigeration cycle for supplying a refrigerant to the freezer cylinder; When the detected torque of the motor detected during the charging operation reaches a set torque, the stirring and cooling are stopped and the corresponding frozen dessert temperature in the freezer cylinder is stored as a set temperature. It is characterized by adjusting the hardness of the frozen dessert using the set temperature.
[0017]
According to the hardness control method of such a frozen confectionery manufacturing apparatus, in the cooling operation after the charging operation, the frozen confectionery hardness is adjusted using the frozen confection temperature stored as the set temperature during the charging operation. It can cope with different optimal hardness. Even when the frozen dessert is softened and becomes soft, the cooling operation can be appropriately stopped when the frozen dessert reaches the set temperature.
[0018]
According to the hardness control method for a frozen confectionery manufacturing apparatus according to claim 4, a raw material tank in which a frozen confectionery raw material is stored, a freezer body that is communicated with the raw material tank and cooled by the refrigerant to form a frozen confectionery. Stiffness of the frozen confectionery manufacturing apparatus comprising a stirring means for stirring the frozen confectionery material in the freezer barrel using an electric motor as a driving source, a refrigeration cycle for supplying a refrigerant to the freezer barrel, and a control unit for controlling operation In the control method, when the detected torque of the motor detected during the charging operation reaches a set torque, the stirring and cooling are stopped and the corresponding frozen dessert temperature in the freezer cylinder is stored as the set temperature, and the subsequent cooling operation Then, the hardness of the frozen dessert is adjusted by using the set temperature and the set torque together.
[0019]
According to the hardness control method of such a frozen dessert manufacturing apparatus, in the cooling operation after the charging operation, the frozen dessert temperature stored as the set temperature during the charging operation and the set torque of the electric motor are used together to adjust the hardness of the frozen dessert. Therefore, more reliable and stable hardness control is possible. And since the frozen dessert temperature memorized as the set temperature is used for the hardness control, it is possible to cope with the optimum hardness that differs depending on the type of frozen dessert material, and even if it becomes soft due to sag, the cooling operation is appropriately performed. Can be stopped.
[0020]
In the hardness control method of the frozen dessert manufacturing apparatus according to claim 3 or 4 described above, the detected torque of the electric motor is preferably an electric motor output torque value directly detected by an inverter control unit that performs inverter control of the electric motor. Thereby, it is possible to determine the exact hardness without being affected by the voltage.
Further, in the above-described hardness control method of the frozen confectionery manufacturing apparatus, when the frozen confection has sag, it is preferable to correct the temperature by lowering the set temperature, thereby reducing the temperature of the frozen confectionery. Can be increased.
Further, in the above-described hardness control method of the frozen confectionery manufacturing apparatus, it is preferable to store the change in the detected torque during the charging operation and the change in the frozen confectionery temperature corresponding to the detected torque. Even if the user manually changes the hardness setting (setting torque), the corresponding frozen dessert temperature is stored, so the set temperature of the frozen dessert temperature is also changed to a temperature corresponding to the hardness set by the user. be able to.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a frozen dessert manufacturing apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram showing a correlation between the motor output torque value of the motor subjected to inverter control and the output signal.
[0022]
In FIG. 1, reference numeral 1 in the figure is a freezer barrel that cools the frozen confectionery raw material 24 to make the frozen confection 25, and reference numeral 8 is a raw material tank that stores the frozen confectionery raw material 24 and supplies the frozen confectionery raw material 24 to the freezer barrel 1 It is. The raw material tank 8 is provided above the freezer cylinder 1 so that the frozen dessert raw material 24 is communicated with the carburetor tube 9.
[0023]
A heat transfer tube 21 is wound around the raw material tank 8, and a jacket 3 is provided around the freezer cylinder 1. A stirrer 2 is disposed inside the freezer cylinder 1, and the agitator 2 is configured such that a driving force is transmitted via a rotating shaft 4 from an electric motor 7 installed outside the freezer cylinder 1. Yes. The electric motor 7 includes an inverter control unit 7A and is inverter-controlled. The electric motor output torque value detected by the inverter control unit 7A is input to the control unit 50.
The control unit 50 controls the operation of the entire frozen confectionery manufacturing apparatus, and a storage unit 51 for storing a frozen confectionery temperature described later as a set temperature is provided therein.
[0024]
The freezer body 1 is provided with a freezer lid 23 that closes an opening at one end thereof. The freezer lid 23 is provided with a lever 11. The freezer lid 23 is provided with a through hole 31 that is closed and opened by a plunger 14 that is linked to the lever 11. Reference numeral 13 in the drawing denotes a take-off switch that detects the open / close state of the plunger 14 in conjunction with the operation of the lever 11.
[0025]
In the heat transfer tube 21 and the jacket 3, the frozen confectionery raw material 24 or the frozen confectionery 25 is cooled by the refrigerant flowing inside by the compressor 15 that compresses and sends the gas refrigerant. A temperature sensor 52 is provided at an appropriate position of the freezer cylinder 1 as a frozen dessert temperature detecting means for detecting the temperature of the frozen dessert 25. The temperature of the frozen dessert detected by the temperature sensor 52 is input to the control unit 50, and the detected torque when the frozen dessert 25 becomes a predetermined hardness during the charging operation, that is, the hardness at which the cooling and stirring of the charging operation are temporarily stopped. The frozen dessert temperature corresponding to the detected torque value (set value) is stored in the storage unit 51 as the set temperature.
[0026]
The refrigerant flow path constitutes the same refrigeration cycle as in the prior art, the refrigerant pipe 34 for returning the refrigerant from the heat transfer pipe 21 and the jacket 3 to the compressor 15, and the refrigerant for sending the refrigerant from the compressor 15 to the heat transfer pipe 21 and the jacket 3. A tube 35. The refrigerant pipe 34 and the refrigerant pipe 35 are connected to the compressor 15 via the four-way valve 16. The four-way valve 16 and the compressor 15 are connected by a suction pipe 40 and a discharge pipe 41. The refrigerant pipe 35 is provided with a condenser 17 for cooling the high-temperature and high-pressure gas refrigerant sent from the compressor 15. Further, the downstream side of the refrigerant pipe 35 is branched into refrigerant pipes 35a and 35b on the heat transfer pipe 21 side and the jacket 3 side, and an expansion valve (expansion means) that decompresses and expands the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant discharged from the condenser 17, respectively. ) 20 and 22 are interposed.
[0027]
Here, the motor output torque value directly detected by the inverter control unit 7A described above will be described with reference to FIG.
The electric motor output torque value is proportional to the output signal (DC voltage value) output from the inverter control unit 7A of the electric motor 7. For example, when the torque value when the power source is 60 Hz is 100%, the output signal is output as a DC voltage of α (V), and when the load decreases and the torque value decreases to 50%, 0.5α ( V) output signal. Thus, if the load (electric motor output torque value) of the stirrer 2 that fluctuates depending on the hardness of the frozen dessert 25 is detected in the form of an output signal, the hardness can be accurately determined without being affected by the voltage. .
Therefore, if the cooling and stirring of the frozen dessert 25 are stopped at a preset motor output torque value, the hardness of the frozen dessert 25 can be accurately determined without being affected by the voltage and the hardness of the frozen dessert 25 can be controlled. it can.
[0028]
The frozen dessert manufacturing apparatus having the above-described configuration is used as follows. First, the frozen confectionery raw material 24 is filled in the raw material tank 8 prior to the cooling operation. The frozen confectionery raw material 24 is also filled into the freezer cylinder 1 through the carburetor tube 9. At the same time, atmospheric pressure air is introduced into the freezer cylinder 1 from the carburetor tube 9 whose upper end opens at a position higher than the highest liquid level of the frozen confectionery material 24. The filling of the frozen confectionery material 24 and the introduction of air are completed when the lower end opening of the carburetor tube 9 is closed by the liquid surface.
When it takes time to fill the freezer cylinder 1 through the carburetor tube 9, a predetermined amount of the frozen dessert material 24 is put in the freezer cylinder 1 in advance before inserting the carburetor tube 9. It doesn't matter.
[0029]
Next, the charging operation is cooled. When the electric motor 7 and the compressor 15 are operated by the control unit 50, the refrigerant gas is discharged from the compressor 15 to the discharge pipe 41. As shown by the solid line arrow in FIG. 1, the refrigerant gas enters the condenser 17 from the discharge pipe 41 through the four-way valve 16 and the refrigerant pipe 35 and dissipates heat to the cooling water flowing through the heat transfer pipe 18 inside the condenser 17. By doing so, the temperature further decreases. This liquid refrigerant branches into two refrigerant pipes 35a and 35b, one of which is adiabatically expanded by being throttled by the expansion valve 20, and then evaporates and vaporizes in the process of flowing through the heat transfer pipe 21, thereby causing the latent heat of evaporation. Thus, the frozen confectionery raw material 24 in the cooling tank 8 is kept cold. The other liquid refrigerant is adiabatically expanded by being throttled by the expansion valve 22, and then is evaporated and evaporated in the jacket 3, thereby cooling the frozen dessert material 24 or the frozen dessert 25 in the freezer cylinder 1 by the latent heat of evaporation.
[0030]
The refrigerant gas evaporated in the heat transfer pipe 21 and the jacket 3 merges in the refrigerant pipe 34 and is sucked into the compressor 15 through the suction pipe 40 to repeat the above process. During this time, the agitator 2 is driven by the electric motor 7 via the rotating shaft 4 to agitate the frozen confectionery raw material 24 in the freezer cylinder 1. When the cooling operation is continued for a while, the frozen confectionery raw material 24 in the freezer barrel 1 is frozen to become a frozen confection 25. In this process, when the frozen dessert 25 has a predetermined hardness, the load on the stirrer 2 increases and the torque of the electric motor 7 increases.
When the motor output torque value reaches a predetermined value (set torque), the control unit 50 determines that the frozen dessert 25 has become a predetermined hardness, and performs a cooling operation and a stirrer that supplies a cooling refrigerant to the jacket 3. 2 is stopped. At the same time, the frozen dessert temperature detected by the temperature sensor 52 at this time is stored in the storage unit 51 as the set temperature, and the preparation operation is completed.
[0031]
Subsequently, cooling and stirring are started again to maintain the hardness of the frozen dessert 25, for example, after a lapse of a predetermined time from the stop of the charging operation or when the detected value (the frozen dessert temperature) of the temperature sensor 52 rises to a predetermined value. To do. In such hardness maintenance operation of the frozen dessert 25, the frozen dessert temperature detected by the temperature sensor 52 is continued until the set temperature stored in the storage unit 51 is reached. For this reason, since the hardness maintaining operation is stopped when the temperature of the frozen dessert is reduced due to cooling, the cooling and the cooling are performed as in the conventional technique in which the hardness is determined from the torque of the stirrer 2 affected by the sag. Stirring is continued and does not promote sag.
In this hardness maintenance operation, the cooling and stirring operation is started when a predetermined time elapses or the temperature of the frozen dessert detected by the temperature sensor 52 is increased. When the temperature of the frozen dessert detected by the temperature sensor 52 falls to the set temperature, the cooling and stirring operation is started. It is controlled to keep the frozen dessert 25 at a predetermined hardness.
Further, the appropriate hardness differs depending on whether the frozen dessert 25 is a soft cream or a shake, for example, so that a setting torque for ending the preparation operation can be switched by appropriately providing a selection switch or the like. Is preferred.
In addition, about the cooling control in the raw material tank 8, it separates from the cooling operation control of the freezer cylinder 1 mentioned above, and maintains the frozen confectionery raw material 24 so that it may be 10 degrees C or less.
[0032]
The lever 11 is pulled downward in order to take out the frozen dessert 25 maintained at an appropriate hardness in this way. The plunger 14 that operates in conjunction with the lever 11 moves upward. As a result, the take-out switch 13 is closed and the through hole 31 is opened. Then, the frozen dessert 25 in the freezer cylinder 1 is taken out from the take-out port 33 through the through hole 31. While the take-out switch 13 is closed, the compressor 15 and the electric motor 7 continue to operate, and then stop.
When the frozen dessert 25 is taken out in this way, the frozen dessert raw material 24 and air are replenished to the stirrer 2 side, and the liquid level is lowered accordingly. Therefore, the frozen dessert cylinder 1 is supplied with the frozen dessert material 24 and air from the raw material tank 8 and the atmosphere through the carburetor tube 9.
[0033]
In addition, after daily closing, a heat sterilization operation is performed to heat sterilize the frozen confectionery raw material 24 in the raw material tank 8 and the frozen confectionery raw material 24 and the frozen confectionery 25 in the freezer barrel 1.
During the heat sterilization operation, the high-temperature and high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor 15 is introduced into the refrigerant pipe 34 from the four-way valve 16 as indicated by broken line arrows in FIG. Thereafter, the flow branches into two, one of which heats the frozen confectionery raw material 24 in the raw material tank 8 in the process of flowing through the heat transfer pipe 21 and condenses it, and then throttles it with the expansion valve 20 interposed in the refrigerant pipe 35a. Adiabatic expansion. The other enters the jacket 3, where the frozen dessert material 24 and the frozen dessert 25 in the freezer cylinder 1 are heat sterilized and condensed and liquefied, and then squeezed by the expansion valve 22 interposed in the refrigerant pipe 35b. Inflate. The refrigerant that has flowed through the expansion valve 20 and the expansion valve 22 joins and enters the condenser 17, where it evaporates by absorbing heat from the cooling water flowing through the heat transfer pipe 18, and then passes through the four-way valve 16. Sucked into the compressor 15.
[0034]
By the way, it is known that the frozen confectionery 25 can obtain a good shape retaining property even when the air content is lowered (causes dripping) if the temperature is low. Therefore, when occurrence of sag is detected by an appropriate means, the control unit 50 performs control so as to automatically reduce the set temperature described above. In other words, the hardness maintaining operation is performed so that the temperature of the frozen dessert 25 becomes lower, and the shape retention property that lowers the temperature is improved, and it is possible to extend the life against sag.
[0035]
In the above-described embodiment, only the set temperature for the set torque is stored in the storage unit 51. However, until the set torque is reached, the detected torque (electric motor output torque value) changes during the preparation operation. Then, the change in the frozen dessert temperature may be stored in the storage unit 51 continuously or intermittently. Since such data remains in the storage unit 51, for example, even when the user changes the hardness setting (that is, the set torque), the set temperature corresponding to the changed set torque without re-starting the preparation operation. Hardness maintenance operation using can be performed.
[0036]
Furthermore, in the above-described embodiment, cooling and stirring are stopped based on the set temperature in the cooling operation after the completion of the charging operation. However, the set torque and the set temperature may be used in combination. That is, the cooling and stirring are stopped by performing OR control that is performed when either one of the set torque and the set temperature satisfies the condition, and more reliable and stable hardness control is performed.
Also in this case, as the torque detection means of the electric motor 7 that drives the agitator 2, the electric motor output torque value directly detected from the inverter control unit 7A is preferable.
Needless to say, if the settling occurs, control for lowering the set temperature and control for storing and using the change in the frozen dessert temperature corresponding to the detected torque in the storage unit 51 are also possible.
[0037]
As described above, according to the frozen dessert manufacturing apparatus and its hardness control method of the present invention, cooling and stirring can be stopped on the basis of the set temperature during the hardness maintaining operation for maintaining the hardness of the frozen dessert 25. As a result, proper hardness control can be performed. For this reason, even if the frozen dessert 25 becomes dull, the drive of the stirrer 2 is not stopped, and the inconvenience that the dipping is promoted can be solved.
By the way, in the above-described embodiment, the inverter-controlled electric motor 7 is employed so that the set torque (hardness) can be accurately determined. However, the above-described present invention is not limited to this, for example, the electric motor 7 can also be adopted for determining the set torque from the current value of 7.
[0038]
In addition, the structure of this invention is not limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the frozen dessert manufacturing apparatus and its hardness control method according to the present invention, the frozen dessert temperature corresponding to the optimum hardness (set torque) without relying only on the agitator torque for the frozen dessert hardness control. Since the control can be performed using the (set temperature) as a reference, the hardness control can be appropriately functioned even if the sag occurs. Therefore, it is possible to prevent the hardness maintaining operation that promotes sag, and to achieve a remarkable effect that a good texture and shape retention can be maintained for a long time.
In addition, during the charging operation, the actual frozen confectionery temperature corresponding to the set optimal frozen confectionery hardness (setting torque) is detected and set as the set temperature. Therefore, in the subsequent control, the optimum temperature that differs depending on the frozen confectionery ingredients is reflected. Control is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a frozen confectionery manufacturing apparatus and a piping system shown as an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an output torque value of an electric motor detected by an inverter control unit used in the frozen dessert manufacturing apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view and a piping system of a conventional frozen confectionery manufacturing apparatus.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a load (hardness) of an electric motor and a current value in a conventional stirrer.
[Explanation of symbols]
1 Freezer barrel 2 Stirrer (stirring means)
7 Electric motor 7A Inverter control section 8 Raw material tank 15 Compressor 16 Four-way valve 24 Frozen confectionery raw material 25 Frozen confection 50 Control section 51 Storage section (storage means)
52 Temperature sensor (Frozen confectionery temperature detection means)

Claims

冷菓原料が収容された原料タンクと、該原料タンクと連通し冷媒により前記冷菓原料が冷却されて冷菓とされるフリーザ胴と、電動機を駆動源として前記フリーザ胴内の冷菓原料を撹拌する撹拌手段と、前記フリーザ胴に冷媒を供給する冷凍サイクルと、運転制御を行う制御部とを具備してなる冷菓製造装置において、
前記フリーザ胴内の冷菓温度を検出する冷菓温度検出手段と、前記電動機のトルク検出手段と、該トルク検出手段で検出したトルクが設定値に達した時の冷菓温度を記憶する記憶手段とを設け、該記憶手段に記憶した冷菓温度を用いて冷菓の固さ制御を行うように構成したことを特徴とする冷菓製造装置。A raw material tank containing the frozen confectionery raw material, a freezer cylinder that is communicated with the raw material tank and cooled by the refrigerant to form the frozen confectionery, and a stirring means for stirring the frozen confectionery raw material in the freezer cylinder using an electric motor as a drive source And a frozen dessert manufacturing apparatus comprising a refrigeration cycle for supplying a refrigerant to the freezer cylinder, and a control unit that performs operation control.
Frozen confection temperature detecting means for detecting the temperature of the frozen confectionery in the freezer cylinder, torque detecting means for the electric motor, and storage means for storing the temperature of the frozen confection when the torque detected by the torque detecting means reaches a set value. The frozen confectionery manufacturing apparatus is configured to control the hardness of the frozen confectionery using the frozen confectionery temperature stored in the storage means.

前記トルク検出手段が、前記電動機をインバータ制御するインバータ制御部で電動機出力トルク値を検出することを特徴とする請求項１記載の冷菓製造装置。2. The frozen confectionery manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the torque detection means detects an electric motor output torque value by an inverter control unit that performs inverter control of the electric motor.

冷菓原料が収容された原料タンクと、該原料タンクと連通し冷媒により前記冷菓原料が冷却されて冷菓とされるフリーザ胴と、電動機を駆動源として前記フリーザ胴内の冷菓原料を撹拌する撹拌手段と、前記フリーザ胴に冷媒を供給する冷凍サイクルと、運転制御を行う制御部とを具備してなる冷菓製造装置の固さ制御方法において、
仕込み運転中に検出する前記電動機の検出トルクが設定トルクに達した時、撹拌及び冷却を停止すると共に対応する前記フリーザ胴内の冷菓温度を設定温度として記憶し、以後の冷却運転では前記設定温度を用いて冷菓の固さを調整することを特徴とする冷菓製造装置の固さ制御方法。A raw material tank containing the frozen confectionery raw material, a freezer cylinder that is communicated with the raw material tank and cooled by the refrigerant to form the frozen confectionery, and a stirring means for stirring the frozen confectionery raw material in the freezer cylinder using an electric motor as a drive source In a method for controlling the hardness of a frozen dessert manufacturing apparatus comprising a refrigeration cycle for supplying a refrigerant to the freezer cylinder, and a control unit that performs operation control.
When the detected torque of the electric motor detected during the charging operation reaches the set torque, the stirring and cooling are stopped and the corresponding frozen dessert temperature in the freezer cylinder is stored as the set temperature. In the subsequent cooling operation, the set temperature is stored. A method for controlling the hardness of a frozen confectionery manufacturing apparatus, wherein the hardness of the frozen confectionery is adjusted using a coconut.

冷菓原料が収容された原料タンクと、該原料タンクと連通し冷媒により前記冷菓原料が冷却されて冷菓とされるフリーザ胴と、電動機を駆動源として前記フリーザ胴内の冷菓原料を撹拌する撹拌手段と、前記フリーザ胴に冷媒を供給する冷凍サイクルと、運転制御を行う制御部とを具備してなる冷菓製造装置の固さ制御方法において、
仕込み運転中に検出する前記電動機の検出トルクが設定トルクに達した時、撹拌及び冷却を停止すると共に対応する前記フリーザ胴内の冷菓温度を設定温度として記憶し、以後の冷却運転では前記設定温度と前記設定トルクとを併用して冷菓の固さを調整することを特徴とする冷菓製造装置の固さ制御方法。A raw material tank in which the frozen confectionery material is stored, a freezer cylinder that is communicated with the raw material tank and cooled by the refrigerant to form the frozen confectionery, and a stirring means for stirring the frozen confectionery raw material in the freezer cylinder using an electric motor as a drive source In a method for controlling the hardness of a frozen dessert manufacturing apparatus comprising a refrigeration cycle for supplying a refrigerant to the freezer cylinder, and a control unit that performs operation control.
When the detected torque of the electric motor detected during the charging operation reaches the set torque, the stirring and cooling are stopped and the corresponding frozen dessert temperature in the freezer cylinder is stored as the set temperature. In the subsequent cooling operation, the set temperature is stored. And the set torque are used together to adjust the hardness of the frozen dessert.

前記電動機の検出トルクが、電動機をインバータ制御するインバータ制御部で直接検出した電動機出力トルク値であることを特徴とする請求項３または４記載の冷菓製造装置の固さ制御方法。The method for controlling the hardness of a frozen dessert manufacturing apparatus according to claim 3 or 4, wherein the detected torque of the electric motor is an electric motor output torque value directly detected by an inverter control unit that performs inverter control of the electric motor.

前記冷菓にへたりが発生した時、前記設定温度を低下させて修正することを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の冷菓製造装置の固さ制御方法。The method for controlling the hardness of a frozen confectionery manufacturing apparatus according to any one of claims 3 to 5, wherein when the frozen dessert has sag, the set temperature is lowered and corrected.

仕込み運転中における前記検出トルクの変化と、該検出トルクに対応する冷菓温度の変化とを記憶しておくことを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の冷菓製造装置の固さ制御方法。The hardness control of the frozen confectionery manufacturing apparatus according to any one of claims 3 to 6, wherein a change in the detected torque during the charging operation and a change in the frozen confection temperature corresponding to the detected torque are stored. Method.