СПОСОБ И АППАРАТ ДЛЯ ВЫДАЧИ ПРОДУКТА
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCT DISPENSING

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу и аппарату для выдачи продукта, например, молочного продукта, молока, вспененного продукта, сливок, газированного десерта или иного продукта.
Уровень техники
Такой аппарат известен из практики в различных вариантах исполнения. Известен, например, аппарат, содержащий «сливки спрей» в аэрозольной упаковке, при этом указанная аэрозольная упаковка приспособлена для распыления сливок вручную (см., например, заявку на европейский патент ЕР 1061006 А1). Сливки спрей, несмотря на то, что они весьма удобны для потребления, обычно имеют более низкое качество по сравнению с взбитыми сливками. Сливки спрей могут быть менее стабильными, чем взбитые сливки. Обычно начальная стабильность сливок спрей меньше по сравнению со взбитыми сливками и, кроме того, уменьшается со временем быстрее, чем стабильность взбитых сливок. Одна из причин этого заключается в отсутствии стабилизирующей структуры жира, находящегося в сливках спрей. При приготовлении взбитых сливок, в процессе взбивания, образуется структура из соединенных друг с другом шариков жира (называемая также частичной коалесценцией), которая вносит вклад в стабильность (устойчивость) пены. Сливки, которые используют для приготовления сливок спрей, обычно десенсибилизируют посредством встряхивания аэрозольной упаковки и/или флуктуации температуры для частичной коалесценции с тем, чтобы предотвратить коалесценцию частиц перед распылением (что может привести к закупориванию аэрозольной упаковки). Другая причина худшей стабильности сливок спрей заключается в использовании, например, оксида азота для вспенивания сливок. Использование оксида азота зачастую желательно, поскольку благодаря высокой стабильности оксида азота в сливках, при подходящем давлении в емкости, в этой емкости может быть накоплено достаточное количество газа. Здесь газ, растворенный в продукте, освобождается в процессе распыления, что приводит к получению сильно насыщенной газом пены. Кроме того, высокая растворимость оксида азота позволяет газу относительно быстро диффундировать из вспененного продукта, что приводит к снижению стабильности.
Второй недостаток известных сливок спрей заключается в том, что в процессе распыления качество сливок спрей не остается постоянным: содержание газа в первоначально распыляемых сливках может быть выше по сравнению с распыленными в конце сливками, поскольку в процессе распыления снижается давление оксида азота.
Автоматизированные машины для взбивания сливок известны сами по себе из практики и снабжены статическими и динамическими смесителями для взбивания сливок. Преимущества взбитых сливок над сливками спрей заключаются в различии качества продукта (меньшая степень аэрирования, более высокая стабильность и лучшее сохранение стабильности по времени). Однако в большинстве случаев известные машины для получения взбитых сливок требуют больше времени для приготовления вспененного продукта (по сравнению с устройствами для приготовления сливок спрей), являются менее удобными для использования (по меньшей мере, трудно управляемыми), относительно менее гигиеничными и, следовательно, требующими часто повторяемой чистки.
Раскрытие изобретения
Один аспект настоящего изобретения относится, в частности, к способу и системе для выдачи вспененного продукта.
В патентном документе Нидерландов NL 1024433 описан способ получения монодисперсной пены, согласно которому сначала производят относительно грубодисперсную предварительную пену, которую затем пропускают через мембрану. Указанный патентный документ Нидерландов NL 1024433 раскрывает другой способ, в котором в продукт направляют различные струи пара, например, с помощью делителя потока в виде мембраны.
Один аспект настоящего изобретения включает улучшенные аппарат и способ, с помощью которых, в частности, может быть получен стабильный вспененный продукт в особенности эффективным способом и помощью относительно недорогих средств, характеризующихся большим сроком службы и низкими затратами энергии, при этом, в частности, реализуется постоянное качество продукта.
В этой связи изобретение обеспечивает способ выдачи вспененного продукта, отличающийся тем, что в продукт подают газ через устройство для микрофильтрации, в частности, с целью ввода газовых пузырей в продукт для образования вспененного и/или аэрированного продукта.
В данном случае предпочтительно (в особенности, если предполагается получить хорошую однородную пену), чтобы указанный продукт ниже по ходу течения от устройства для микрофильтрации:
подвергался обработке перемешиванием и/или
подвергался контролируемому снижению давления.
Один аспект изобретения, кроме того, включает способ выдачи неоднородно вспененного продукта Р, например молока для капучино. Представляется, что для этого предпочтительно подводить газ к продукту через устройство для микрофильтрации, без проведения ниже по потоку (от устройства для микрофильтрации) обработки перемешиванием.
Упомянутый газ может включать в себя, например, один или большее количество газов, или смесь газов.
Представляется, что использование устройства для микрофильтрации с целью добавления газа в продукт может обеспечить получение относительно простым образом подходящей пены с высокой стабильностью, в частности, имеющей постоянное качество. Кроме того, оказывается, что для различных вспениваемых продуктов, получают, в особенности, высокую степень взбитости (степень аэрирования), по меньшей мере, хорошую степень взбитости, которая сравнима или выше, чем взбитость, получаемая уже известными способами. Минимальная степень взбитости может составлять, к примеру, приблизительно 100%, в частности, приблизительно 150% и более предпочтительно приблизительно 200% (в зависимости от конкретного продукта и его использования).
Способ согласно изобретению может обеспечить вспененный продукт очень быстро, надежно и гигиенично. Способ может быть использован в мелкосерийном или, наоборот, в крупносерийном производстве.
Продукт, полученный с помощью изобретения, может, кроме того, создать ощущение приятного вкуса, если этот продукт предназначен для потребления. Кроме того, оказывается, что относительно компактно спроектированное и, например, относительно недорогое устройство для микрофильтрации, изготовленное из доступного материала (и/или материала, стойкого к воздействиям, имеющим место в посудомоечной машине), уже влияет на разование с получением высококачественной пеной.
Устройство для микрофильтрации может быть выполнено различным образом. Это устройство содержит, в частности, жесткую перегородку, которая отделяет объем для сквозной подачи продукта от объема для подачи газа. Фильтрационная перегородка предпочтительно имеет большое количество сквозных каналов для потока (проходящих, например, прямо через эту перегородку из объема для подачи газа в объем для сквозной подачи продукта), при этом указанные каналы, по меньшей мере, снабжены относительно узкими выходными отверстиями (каждый из указанных каналов также может быть узким каналом, однако это не является необходимым). В частности, фильтрационная перегородка выполнена жесткой так, что она не деформируется под воздействием какой-либо разности давления, которая может установиться между объемом для сквозной подачи продукта и объемом для сквозной подачи газа, например, разности давления, составляющей более 1 бара (указанные в этой заявке давления являются абсолютными давлениями).
Продуктом может быть пищевой продукт, молоко, сливки, молоко для капучино, сливки спрей или десерт, в частности молочный продукт, или же другой продукт. В частности, согласно настоящему изобретению выше по потоку от устройства для фильтрования предварительно полученная пена не используется: по меньшей мере, до тех пор, пока еще не вспененный продукт (т.е. продукт по существу в не вспененном состоянии) подают в устройство для микрофильтрации.
В соответствии со следующим воплощением продуктом является гомогенный вспененный продукт (по усмотрению монодисперсная пена для продукта). Кроме того, продукт может быть вспенен неоднородно, например, если осуществление способа приводит к образованию слоя пены на продукте (например, молоко для капучино). Как отмечено выше, в последнем случае (т.е. подача неоднородно вспененного продукта) отсутствует необходимость в осуществлении обработки перемешиванием продукта, насыщенного газом.
В соответствии с еще одним воплощением выгодно, если ниже по потоку от устройства для микрофильтрации продукт подвергается контролируемому снижению давления. Здесь давление продукта может быть, в частности, постепенно понижено от величины первого давления до величины второго давления, при этом величина первого давления больше, чем величина второго давления (разность давления между первым и вторым давлением может составлять, по меньшей мере, 1 бар, или меньшую величину). Первое давление может быть, например, превышающим атмосферное давление. Второе давление может быть, например, по существу атмосферным давлением.
Снижение давления может быть осуществлено, например, с помощью устройства для обработки продукта, подходящего для этой цели (т.е. редуктор давления, устройство для снижения давления). Обрабатывающее устройство может быть сконфигурировано, например, для приложения к протекающему продукту касательных сдвиговых напряжений с целью снижения давления. Если реализуется постепенное снижение давления, то в результате к продукту контролируемым образом приложено касательное напряжение (усилие сдвига), и разделение продукта может быть полностью предотвращено или ограничено.
Оказывается, хорошие результаты получают, если ниже по потоку от устройства для микрофильтрации продукт подвергают обработке перемешиванием, в частности, с целью получения однородной пены продукта. Здесь особенно выгодно, если обработку перемешиванием осуществляют с помощью устройства для статического перемешивания. Перемешивающее устройство может быть, например, устройством для обработки продукта, и, как представляется, оно способно простым путем создавать в продукте снижение давления и усилие сдвига.
Согласно следующему воплощению фильтрационное устройство снабжено фильтрационной перегородкой с газопроницаемыми порами, имеющими размер в интервале от 0,1 до 10 микрон, в частности, размер пор составляет, по меньшей мере, 0,1 микрон (в частности, больше, чем 0,1 микрон) и менее 2 микрон (например, менее чем 1 микрон, и, в частности, менее 0,8 микрон). Хорошие результаты получают с размерами пор в интервале приблизительно от 0,2 до 0,8 микрон, например, приблизительно 0,5 микрон. Продукт может протекать вдоль фильтрационной перегородки устройства для микрофильтрации, в то время как газ подают из объема для подачи газа к порам с тем, чтобы через поры он был подведен к продукту. Более конкретно, давление, установившееся в объеме для подачи газа, может быть, например, больше, чем давление продукта, протекающего вдоль фильтрационной перегородки.
В соответствии с еще одним воплощением газ может быть направлен через фильтрационное устройство в продукт под действием давления (абсолютного), составляющего более 2 бар, например, давление находится в интервале более 5 бар, в частности, давление составляет более 7 бар, например, давление находится в интервале от 8 до 15 бар.
Устройство для микрофильтрации может быть выполнено различным образом. Хорошие результаты получают, если устройство для фильтрации имеет перегородку для микрофильтрации, отделяющую первый объем от второго объема, при этом продукт подают в первый объем, а газ подают во второй объем, или наоборот, таким образом, что газ может быть инжектирован в продукт через перегородку для микрофильтрации. Подача продукта в первый объем может быть осуществлена с помощью подходящих средств подачи текучей среды, а подача газа во второй объем может быть осуществлена с помощью подходящих средств подачи газа, которые могут быть очевидными для специалиста в данной области техники.
Фильтрационная перегородка может иметь различные конфигурации, и, например, может быть выполнена в виде трубчатой цилиндрической перегородки для микрофильтрации, которая отделяет внутренний объем трубы от внешнего объема, окружающего трубу. В другом воплощении устройство для фильтрации снабжено плоской перегородкой для микрофильтрации (например, мембранной перегородкой), при этом продукт направляют вдоль этой перегородки с одной стороны перегородки (с прохождением через первый объем), а газ направляют с другой стороны (через второй объем) так, что этот газ инжектируют в продукт через перегородку для микрофильтрации (в частности, через поры, имеющиеся в перегородке).
Изобретение, кроме того, обеспечивает аппарат для выдачи продукта, например, оснащенный средствами для осуществления способа. Аппарат согласно изобретению предпочтительно содержит резервуар с содержимым в виде дозируемого продукта и средства для выпуска продукта, выходящего из резервуара, при этом средства для выпуска продукта включают устройство для микрофильтрации, которое может быть соединено с источником текучей среды, служащим для подачи газа к продукту в процессе выпуска продукта, в частности для ввода в продукт газовых пузырьков.
Таким образом, могут быть достигнуты вышеупомянутые преимущества. Предпочтительно предложенный аппарат для выдачи продукта содержит устройство для обработки продукта, например устройство для перемешивания, в частности статический смеситель, при этом указанное устройство для обработки продукта размещено ниже по потоку от устройства для микрофильтрации. Устройство для обработки продукта может производить обработку продукта посредством перемешивания и/или может подвергнуть продукт контролируемому уменьшению давления, в частности, для генерирования в продукте однородной пены. Использование упомянутого устройства для обработки продукта может быть исключено, если с помощью предложенного аппарата предполагается получить неоднородный вспененный продукт, например молоко для капучино.
Предложенный аппарат, соответствующий изобретению, является простым в использовании, относительно быстродействующим, представляет собой относительно прочную и надежную конструкцию (не имеет движущихся элементов), выполнен легко очищаемым и гигиеничным, сохраняя в то же время качество продукта. Кроме того, аппарат может быть выполнен с подходящими габаритами; может представлять собой относительно небольшую конструкцию (например, при использовании устройства для микрофильтрации, имеющего наибольшие размеры, например длину, составляющую менее 50 см), или, наоборот, устройство может представлять собой относительно большую конструкцию (например, при использовании устройства для микрофильтрации, имеющего наибольшие размеры, например длину более 1 м).
Изобретение предусматривает также использование устройства для микрофильтрации, предпочтительно в комбинации с устройством для обработки продукта (например, устройство для снижения давления и/или устройство для статического перемешивания), для вспенивания продукта. Таким образом, продукт может быть обработан с помощью устройства для микрофильтрации (с помощью которого в продукт могут быть введены мелкие пузырьки газа) и предпочтительно также с помощью устройства для статического перемешивания, что, как представляется, позволяет получить, в частности, продукт со стабильной пеной, используя для этого средства, которые могут быть выполнены относительно не дорогостоящими.
Вышеупомянутое устройство для обработки продукта (например, устройство для статического перемешивания) может иметь различные варианты конструктивного выполнения. В соответствии с другим воплощением конструкция устройства для обработки продукта предназначена для перемешивания и встряхивания продукта (обеспечиваемого посредством пузырьков газа), протекающего через это устройство, и/или для изменения направления его течения (т.е. его ускорения, и в то же время предпочтительно многократно изменяется направление вектора скорости). Устройство для обработки продукта, в частности, не имеет движущихся частей и может перемешивать продукт пассивно.
Упомянутое устройство для обработки продукта (например, устройство для статического перемешивания) может быть выполнено, например, с размещением внутри него на пути движения потока продукта по существу неподвижных препятствий (например, препятствий по существу круглой формы, каплевидных элементов, стеклянных шариков, перегородок, влияющих на скорость течения, или тому подобного) с целью обработки продукта (в частности, путь движения потока включает один или более непрямых участков прохождения потока через устройство для обработки продукта).
Продукт, насыщенный газовыми пузырьками, может быть, например, пропущен через/вдоль устройства для обработки продукта под действием давления текучей среды, подходящего для этой цели (в частности, под давлением, превышающим атмосферное). Это давление текучей среды предпочтительно также используют для подачи продукта к устройству для микрофильтрации и, в частности, для пропускания продукта через это устройство.
Вышеупомянутое устройство для статического перемешивания может иметь различное конструктивное выполнение и содержит, например, винтовой, кубовидный или ромбовидный смеситель (снабженный винтообразными, кубовидными или ромбовидными перемешивающими перегородками), и/или может иметь объем для сквозного потока, содержащий препятствия его прохождению. Перемешивающее устройство может, например, представлять собой дисперсионное или дистрибутивное перемешивающее устройство. Очевидно, что смесительное устройство может быть также выполнено иным образом.
Один аспект настоящего изобретения, который может быть скомбинирован с одной или большим числом конструкций согласно вышеупомянутому аспекту, кроме того, предусматривает совершенно новую и усовершенствованную систему для выдачи продукта, при этом продукт представляет собой, например, молочный продукт, пену, молоко для капучино, сливки спрей или аэрированный десерт, или иной продукт. В частности, предусмотрены особенно удобные для пользователя устройство и способ, с помощью которых продукт может быть дозирован точно, непрерывно и с обеспечением гигиеничности.
В соответствии с изобретением это достигается посредством аппарата, который содержит:
по меньшей мере, один резервуар для продукта, заполненный предназначенным для выдачи продуктом, по усмотрению газом-вытеснителем (сжиженным углекислым газом), при этом резервуар снабжен средствами для выпуска продукта из резервуара под действием текучей среды, которую подают в резервуар, и/или выпуска с помощью насоса; и
устройство управления, предназначенное для взаимодействия с резервуаром, когда это устройство и резервуар приведены в положения для совместного взаимодействия, при этом устройство управления обеспечено средствами управления, служащими для управления средствами выпуска продукта, и обеспечено а) средствами подачи текучей среды, служащими для подвода упомянутой текучей среды к резервуару, и/или b) упомянутым насосом.
Такой аппарат является особенно удобным для пользователя и может дозировать продукт надежно и гигиенично. Кроме того, указанный аппарат может представлять собой компактную и прочную конструкцию.
При использовании аппарата (потребителем) резервуар, заполненный продуктом, может быть просто переведен в положение для взаимодействия с устройством управления. После этого устройство управления может быть использовано для выдачи продукта в желательных дозах. При этом на вход для текучей среды может быть подана подходящая текучая среда. Предпочтительно эта текучая среда представляет собой окружающий воздух, но не исключается использование и других текучих сред, например одного или более газов, водяного пара, или даже жидкости.
Текучая среда, подводимая с помощью устройства управления к резервуару, может поддерживать резервуар (например, его внутренний объем) при желательном давлении (в частности, при давлении газа-вытеснителя продукта выше атмосферного), под действием которого может быть осуществлена выдача продукта через средства его выпуска. В данном случае, в частности, средства выпуска могут функционировать как клапанные элементы, действующие с помощью устройства управления, или выполненные с возможностью изоляции продукта, если эти средства выпуска содержат гибкий шланг, для того, чтобы подлежащий выдаче продукт вступал в контакт с относительно небольшим количеством элементов системы.
При опорожнении резервуара, по меньшей мере, если функционирование средств выпуска продукта больше не приводит к выдаче продукта, он может быть заменен следующим резервуаром, заполненным продуктом. Использованный резервуар может быть использован вновь (повторно заполнен продуктом) или он может быть выброшен, или утилизирован или же, в противном случае, уничтожен.
В соответствии с еще одним воплощением резервуар имеет входное устройство для подвода во внутренний объем, ограниченный резервуаром, текучей среды, предназначенной для создания в этом объеме желательного давления с целью вытеснения продукта, при этом средства подачи текучей среды, входящие в состав устройства управления, приспособлены для взаимодействия с указанным входным устройством, служащим для подачи в резервуар текучей среды.
Кроме того, средства подачи текучей среды устройства управления могут быть, например, приспособлены для подачи текучей среды за пределы резервуара, например, в некоторый объем, заключенный между резервуаром и устройством управления, которые находятся в позиции взаимодействия.
Согласно предпочтительному воплощению средства выпуска продукта (из резервуара) выполнены так, чтобы продукт был подвергнут обработке для разования в процессе выпуска продукта, в частности для получения в продукте желательной пены. Такая обработка с разованием, может, например, включать ввод газа и/или взбалтывание продукта (в частности, ввод газа с последующим взбалтыванием продукта), что, например, зависит от состава дозируемого продукта.
Вышеупомянутые средства выпуска продукта могут быть предназначены для ввода в продукт газовых пузырьков, по усмотрению, для образования однородной пены. Это может быть выгодным, если сам продукт (когда он еще находится в резервуаре) почти не содержит какое-либо количество газа или вообще его не содержит. В компактной и эффективной конструкции средства выпуска находящегося в резервуаре продукта соединяют с источником газа устройства управления с целью подвода к продукту газа, вытекающего из этого источника газа. Более конкретно, текучая среда для вытеснения продукта, подводимая к резервуару, может представлять собой газ или смесь газов, по меньшей мере, часть которой под воздействием средств выпуска подают в продукт для образования пузырьков газа (в частности, подают ниже по потоку от объема резервуара, в котором находится продукт).
Оказывается, что в особенности хорошие результаты получают, если аппарат (и, в частности, имеющиеся в резервуаре средства выпуска продукта) содержит как устройство для микрофильтрации, так и размещенное от него ниже по потоку устройство для статического перемешивания, обеспечивающие вспенивание продукта (например, с достижением однородности пены). Кроме того, аппарат может быть снабжен только вышеупомянутым устройством для микрофильтрации или только устройством для статического перемешивания.
Предпочтительно устройство для микрофильтрации и/или устройство для обработки продукта (например, перемешивающее устройство) выполнены заодно со средствами выпуска продукта. Предпочтительно также, чтобы резервуар для продукта и имеющиеся в нем средства выпуска продукта были изготовлены из доступного материала.
В соответствии с предпочтительным воплощением средства выпуска продукта включают гибкий шланг, изготовленный, например, из эластичного или упругого материала и/или изготовленный, например, из гибкого пластичного материала или иного подходящего гибкого (или даже эластичного) материала. Такой шланг может быть легко переведен в позицию взаимодействия с устройством управления и может выпускать продукт из резервуара с обеспечением гигиеничности. В данном случае средства управления в устройстве управления предпочтительно приспособлены для взаимодействия со шлангом, в частности, плотного пережатия некоторого участка шланга в первой позиции и его освобождение во второй позиции для прекращения и допущения протекания продукта, производимых с целью регулирования выдачи продукта.
Предназначенный для выпуска продукт, находящийся в резервуаре, может представлять собой различные продукты. Продукт может быть однородно вспениваемым, т.е. после вспенивания (когда этот продукт является вспениваемым) пузырьки пены относительно гомогенно (т.е. равномерно) распределены в продукте. В качестве альтернативы получают не гомогенно вспененный продукт, в котором, например, поверх продукта, после его выдачи, образуется слой пены (например, вспененное молоко для капучино).
Продукт представляет собой, в частности, продукт питания, например продукт, допустимый для потребления человеком. Продукт может включать один или более из следующих: молоко, сливки, сливки спрей, молоко для капучино или десерт (например, продукт, образующий мусс) или сок. Продуктом может быть молочный продукт, например, сливки. В соответствии с альтернативным воплощением однородно вспененный продукт представляет собой, например, продукт для пропитки и/или косметический продукт, например, продукт для личной гигиены, продукт для ухода за волосами или тому подобное.
Как было отмечено выше, продукт, еще находящийся в резервуаре, может почти не содержать какое-либо количество газа или не содержать его вообще.
2
2
2
Согласно предпочтительному воплощению продукт, находящийся в резервуаре, содержит газ или смесь газов, например, разующее вещество, которое может оказывать влияние на образование пены в продукте в процессе его дозирования. Если продуктом является пищевой продукт, то этот находящийся в резервуаре продукт предпочтительно не содержит кислорода. Подходящими разующими веществами являются, например, окись азота (NO), азот (N), воздух и/или двуокись углерода (CO), в зависимости от подлежащего выдаче продукта. Устройство управления системы может быть приспособлено для использования такого разующего вещества в качестве вытесняющего вещества и для его подачи в резервуар с целью выдачи продукта. Однако текучая среда, подводимая к резервуару посредством устройства управления, предпочтительно представляет собой разующее вещество, пока еще не находящееся в продукте, за исключением, например, воздуха или азота.
В соответствии со следующим воплощением изобретения устройство управления приспособлено для охлаждения резервуара (и предпочтительно также, по меньшей мере, части средств выпуска продукта) в положении взаимодействия, предпочтительно так, чтобы температура продукта в резервуаре составляла менее 10°С (и, в частности, менее 5°С), а температура продукта, отводимого во время использования системы, превышала 0°С. Это является выгодным, например, если продукт может быть подвержен разложению при относительно высокой температуре. Кроме того, охлажденный продукт может образовать относительно стойкую однородную пену.
Согласно другому воплощению в целях предотвращения загрязнения содержимого резервуара средства выпуска составляют одно целое с резервуаром. Средства выпуска могут быть неразъемно соединены с резервуаром и после использования могут быть удалены из системы, использованы повторно или утилизированы вместе с резервуаром или отдельно от него. В качестве альтернативы средства выпуска являются отдельной частью и могут быть, например, отделены от использованного резервуара и затем установлены на следующем резервуаре. В последнем случае средства выпуска могут быть, например, выполнены из материала, стойкого в посудомоечной машине.
Дополнительное преимущество имеет следующее воплощение, в котором устройство управления содержит герметизируемую полость, в которой может быть с возможностью замены размещен резервуар. Предпочтительно для герметизации полости используют крышку. Крышка может быть снабжена элементом, находящимся ниже по потоку от средств подачи текучей среды, и в этом случае резервуар приспособлен для взаимодействия с этим элементом, находящимся ниже по потоку от средств подачи текучей среды, служащим для приема текучей среды при размещении резервуара внутри упомянутой полости, закрытой крышкой.
Кроме того, согласно одному аспекту выгодно, чтобы в находящейся под давлением камере резервуара был размещен эластичный контейнер, содержащий подлежащий дозированию продукт. В этом случае, кроме того, в указанный контейнер может быть введено подходящее вытесняющее вещество, что может привести к хорошим результатам и выдаче стабильного продукта.
Еще один аспект изобретения обеспечивает резервуар для аппарата, соответствующего настоящему изобретению. Резервуар может служить для хранения и транспортирования однородно вспененного продукта перед его выпуском для потребления. Для целей выпуска продукта резервуар может быть приведен в состояние его взаимодействия с устройством управления для приема из резервуара текучей среды и последующего выпуска продукта.
Изобретение, кроме того, предлагает устройство управления для аппарата согласно изобретению, в котором указанное устройство управления может быть приведено в состояние взаимодействия с резервуаром для подачи в него текучей среды с целью выдачи продукта.
Вышеупомянутые резервуары и устройства управления для резервуаров могут, следовательно, снабжаться отдельно друг от друга. Резервуары могут иметь относительно недорогую компактную и облегченную конструкцию и могут быть одноразовыми или повторно используемыми (повторно наполняемыми) после использования, в то время как устройство управления может быть использовано более чем однократно для выдачи продукта из таких резервуаров.
Настоящее изобретение предлагает обладающий преимуществами способ, который характеризуется признаками пп.1-13 формулы.
В способе используется аппарат согласно изобретению, в котором в соответствии со способом резервуар и устройство управления приведены в позицию для взаимодействия посредством ручного управления, при котором устройство управления подает текучую среду в резервуар (например, для создания в резервуаре определенного давления), при этом средства управления могут быть переведены из первого рабочего положения, при котором продукт отводится посредством средств для выпуска продукта, во второе рабочее положение для выпуска продукта с помощью средств выпуска.
В соответствии с предпочтительным воплощением, в резервуар подают воздух с целью вытеснения продукта из этого резервуара. Другое воплощение, кроме того, включает ввод в продукт воздуха (например, через устройство для микрофильтрации) в процессе выпуска этого продукта через средства для выпуска продукта, осуществляемый для генерирования в продукте пузырьков воздуха. В этом случае использование статического смесителя для перемешивания продукта, обеспечиваемого пузырьками воздуха, может быть в особенности выгодным для получения пены для продукта (по усмотрению, монодисперсной).
Другие воплощения изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы. Далее изобретение будет раскрыто на основе примеров воплощения изобретения и чертежей.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схематический вид аппарата в соответствии с первым примером
воплощения изобретения.
Фиг.2 - схематическое изображение примера устройства для микрофильтрации.
Фиг.3 - схематическое изображение примера статического смесителя.
Фиг.4 - схематический внутренний вид сбоку аппарата в сборе в соответствии со вторым примером воплощения изобретения.
Фиг.5 - вид устройства управления в открытом положении, аналогичный показанному на фиг.4.
Фиг.6 - вид резервуара для продукта, аналогичный представленному на фиг.4.
Фиг.7 - схематический внутренний вид сбоку альтернативного воплощения резервуара для продукта.
Фиг.8 - другое воплощение.
Фиг.9 - альтернативное другое воплощение.
В этой заявке идентичные или аналогичные элементы аппарата обозначены идентичными или аналогичными ссылочными номерами позиций.
Осуществление изобретения
Фиг.1 схематически иллюстрирует пример аппарата для выдачи продукта, содержащего резервуар Н, который заполнен дозируемым продуктом Р, и средства 6 выпуска продукта (например, содержащие канал для выпуска продукта), предназначенные для выпуска продукта Р, вытекающего из резервуара Н. Аппарат, показанный на фиг.1, может быть использован в виде сборной конструкции, представленной на фиг.4-6, или в ином исполнении.
Резервуар Н может быть сконструирован и сформован различным образом. Например, внешняя стенка резервуара Н может быть изготовлена, например, из металла, сплава, пластмассы или подобного материала. Внешняя стенка может быть выполнена жесткой или гибкой. Резервуар Н может быть цилиндрическим или в форме многоугольника или может иметь иную форму. Резервуар Н может быть, например, сконструирован так, чтобы он выдерживал максимальное внутреннее давление 12 бар, в частности, 10 бар, например, в том случае, если резервуар Н снабжается вытесняющим газом (см. ниже). В соответствии с предпочтительным воплощением резервуар Н сконструирован так, чтобы он выдерживал значительно более низкое максимальное давление, составляющее, например, не более 2 бар, с тем, чтобы этот резервуар мог иметь относительно легкую (и, например, относительно простую, недорогую) конструкцию.
2
2
2
В соответствии с предпочтительным воплощением продукт Р, находящийся в резервуаре, представляет собой однородно вспениваемый продукт, и, в частности, пищевой продукт, молоко, сливки, молоко для капучино, сливки спрей или десерт, сок, более конкретно, молочный продукт. Продуктом Р могут быть, например, сливки. По усмотрению, продукт Р может содержать вытесняющее вещество или вспенивающее вещество (находящееся, например, по меньшей мере, частично растворенным в продукте), в частности, вытесняющее вещество, включающее одно или более из воздуха, N, NO и/или СО. Такое вспенивающее или вытесняющее вещество является, в частности, безопасным с точки зрения пищевой технологии. Вспенивающее или распыляющее вещество может поддерживать внутренний объем 4, например, при определенном предварительно созданном давлении, превышающем атмосферное.
Кроме того, продукт Р может, например, не представлять собой однородно вспениваемый и/или предназначенный для потребления продукт Р.
Как показано на фиг.1, средства 6 выпуска продукта предпочтительно включают устройство 15 для микрофильтрации, которое, например, соединено (посредством входа 8 для газа) с трубопроводом 9 подачи текучей среды, предназначенным для подвода к продукту газа в процессе выпуска продукта. Устройство 15 для микрофильтрации, кроме того, имеет вход 15i для продукта, служащий для приема (еще не вспененного) продукта Р (например, продукта Р, еще не содержащего газа), поступающего из резервуара Н и выпускного трубопровода 6.
Аппарат, представленный на фиг.1, может быть дополнительно снабжен средствами 51, 52 регулирования, например, одним или большим количеством клапанов управления, кнопочным устройством для управления и/или тому подобным средством, предназначенными для регулирования подачи газа и/или давления газа, которые будут очевидны для специалиста в данной области техники. Для регулирования подачи газа (или давления газа) в резервуар Н могут быть использованы управляемые клапаны. Управляемые клапаны могут, например, служить для регулирования подачи газа (или давления газа), подводимого в устройство 15 для микрофильтрации.
Предпочтительно средства 6 выпуска продукта включают также используемое по усмотрению устройство для обработки продукта, которое в данном примере представляет собой устройство 7 для перемешивания, размещенное ниже по потоку от устройства 15 для микрофильтрации, служащее для обработки продукта перемешиванием, осуществляемым с помощью газа. Более конкретно, перемешивающее устройство представляет собой статический смеситель 7. Устройство для обработки продукта может быть также выполнено иным образом. Предпочтительно это устройство сконструировано так, чтобы оно обеспечивало регулируемое (в частности, постепенное) снижение избыточного давления продукта, например, от давления большего атмосферного до более низкого, по существу атмосферного давления.
Фиг.2 и фиг.3 более детально иллюстрируют другие не ограничивающие воплощения фильтрационного устройства 15 и устройства 7 для перемешивания соответственно.
1
2
Устройство 15 для микрофильтрации может содержать корпус 15с с входным отверстием 15i для подачи продукта Р, входным патрубком 8, служащим для подачи газа, и выходным отверстием 15u для выпуска продукта, насыщенного газом. Входной патрубок 8 для газа может заканчиваться в объеме 15d для приема газа (т.е. во втором объеме 15d), который отделен с помощью жесткой (в частности, не гибкой) перегородки 15а для микрофильтрации (выполненной с порами для пропускания газа) от входного отверстия 15i для продукта и выпускного отверстия 15u. Кроме того, указанная перегородка 15а отделяет объем 15d для подачи газа от канала 15b со сквозной подачей продукта (т.е. от первого объема 15b). Канал 15b со сквозной подачей проходит между входным отверстием 15i для продукта и выходным отверстием 15u для продукта фильтрационного  устройства 15. Подвод продукта в канал 15b и выпуск продукта из этого канала показаны стрелками Q, Q соответственно.
Как было отмечено выше, устройство 15 для микрофильтрации может быть сконструировано различным образом. В частности, фильтрационная перегородка выполнена такой жесткой, что она не может быть деформирована под действием существующего, в процессе использования системы, перепада давления между каналом 15b со сквозной подачей и объемом 15d, служащим для подачи газа, например, перепад давления составляет более чем 1 бар.
В примере воплощения канал 15b со сквозной подачей расположен с внутренней стороны от перегородки 15а для микрофильтрации (по меньшей мере, окружен этой перегородкой), и снаружи от него находится объем 15d для подачи газа. В качестве альтернативы канал 15 со сквозной подачей может быть расположен как раз с внешней стороны от перегородки 15а для микрофильтрации, в то время как объем 15d для подачи газа образован объемом, окруженным этой перегородкой 15а.
Перегородка 15а для микрофильтрации выполнена, например, цилиндрической, трубчатой, например, с круговым поперечным сечением. Согласно другому воплощению длина L перегородки 15а (в частности, образующей указанный канал 15b) составляет не более чем приблизительно 50 см, в частности, не более 20 см, более конкретно не более чем приблизительно 10 см. Эта длина L, например, находится в интервале приблизительно от 5 до 20 см (минимальная длина составляет, например, приблизительно 5 см). Указанная длина L является, в частности, длиной перегородки 15а, измеренной в направлении перемещения продукта, в процессе функционирования системы, вдоль этой перегородки (параллельно этой перегородке 15а) от входного отверстия 15i для продукта к выходному отверстию 15u для продукта. Фильтрационному устройству 15, к примеру, перегородке 15а для микрофильтрации, могут быть также приданы различные размеры и формы, например, плоская, криволинейная, коническая, круговая, линейная, имеющая вид выпуклой поверхности относительно первого объема, вогнутой поверхности относительно первого объема и/или комбинация этих или иных форм. Структура перегородки 15а может быть, например, однородной, полученной спеканием, цилиндрической пористой, пористой в виде губки, она может быть выполнена симметричной или асимметричной, включает комбинацию этих конфигураций или может быть выполнена иным образом.
Сама перегородка 15а для микрофильтрации может быть изготовлена из различных материалов, например, из керамического материала, металла, пластмассы, некоторого сплава или тому подобного.
Перегородка 15а для микрофильтрации предпочтительно снабжена относительно узкими воздухопроницаемыми порами (например, пропускающими воздух выпускными каналами, инжекционными каналами), в частности, имеющими размер K   поры (в частности, размер пор, измеренный под прямым углом относительно направления сквозного протекания через поры, например, диаметр пор, показанных на фиг.2) в интервале от 0,1 до 1 микрона, в частности, в интервале приблизительно от 0,1 до 2 микрон (например, от 0,1 до 1 микрона). Хорошие результаты получают, если размер пор (или поперечное сечение каналов) находится в интервале приблизительно от 0,1 до 0,5 микрона, в частности, от 0,2 до 0,8 микрона, и, например, составляет приблизительно 0,5 микрона.
Этот размер K поперечного сечения каналов/пор является, в частности, по меньшей мере, размером находящейся ниже по потоку части соответствующей поры (выпускного канала), например, его выпускного конца (конца, который ограничивает упомянутый сквозной канал 15b для потока; часть поры, находящаяся выше по потоку от выходного конца поры, может, например, иметь такой же размер пор (например, диаметр), что и выходной конец, или больший размер.
Поры (выпускные каналы) в перегородке 15а могут все иметь по существу одинаковый размер или различные размеры, находящиеся в предварительно заданном интервале размера пор, который может быть очевидным для специалиста в данной области техники. Величина размера пор может находиться, например, в интервале размера пор, включающем упомянутые величины минус 50% (в частности, 10%) до указанной величины плюс 50% (в частности, 10%).
Толщина А перегородки 15а для микрофильтрации может быть, например, менее 1 см, и находится, например, в интервале 0,1-5 мм, в частности, например, в интервале 0,5-2 мм. В соответствии с неограничивающим примером, если устройство 15 выполнено трубчатым, внешний диаметр трубы такого устройства 15 для фильтрации может составлять, например, меньше 10 см, например, менее 1 см.
Суммарная общая поверхность пор, находящихся на поверхности перегородки 15а, ограничивающей канал 15b для сквозного потока продукта, может быть меньше, чем остальная сплошная часть этой поверхности. На указанной поверхности перегородки поры могут быть, кроме того, распределены так, что периферийные кромки соседних пор находятся, например, друг от друга на расстоянии, большем, чем упомянутый размер K пор. Соотношение между средним размером пор и средним наименьшим расстоянием между соседними порами может находиться в интервале приблизительно от 1:1 до 1:50, в частности, от 1:2 до 1:20, или это отношение может быть другим. Предпочтительно, поры распределены по перегородке 15а относительно равномерно и имеют регулярную или не регулярную структуру.
Предпочтительно перегородка 15а для микрофильтрации размещена предпочтительно концентрически, внутри полого корпуса 15 с фильтрационного устройства 15 (см. фиг.2), который снабжен входным патрубком 8 для газа. Между внутренней поверхностью 15с и внешней поверхностью трубчатой перегородки 15а для микрофильтрации (в данном случае) находится промежуточный объем 15d, служащий коллектором для воздуха, поступающего через входной патрубок 8.
При работе аппарата давление воздуха, находящегося в промежуточном объеме 15d, предпочтительно превышает 2 бара, в частности составляет более 5 бар, более конкретно давление составляет более 7 или 8 бар, например, давление находится в интервале от 8 до 15 бар. Давление продукта, находящегося при функционировании системы в канале 15b для сквозного потока, в частности, меньше, чем давление в промежуточном объеме 15d (например, ниже, по меньшей мере, на 1 бар), так что воздух, находящийся в промежуточный объем 15d, равномерно поступает в продукт через поры (как это показано стрелками Т). Таким образом, мелкие пузырьки воздуха могут быть равномерно введены в продукт Р с целью разования.
Статический смеситель 7 может иметь различные конструктивные исполнения. Статический смеситель, в частности, не имеет движущихся элементов, и это является противоположным выполнением по сравнению, например, с дисперсионным аппаратом, имеющим движущиеся элементы, таким как смеситель типа Turrax или роторно-статорный смеситель. Фиг.3 иллюстрирует неограничивающий пример, в котором смеситель 7 содержит внутренний объем 7b для сквозного потока, окруженный корпусом 7а, при этом объем 7b большей частью заполнен неподвижными препятствиями 7с (например, шарообразные препятствия по существу округлой формы, например, имеющие гладкие поверхности, например, гранулы или стеклянные шарики 7с). Подача продукта в объема 7b и выгрузка продукта из этого объема показаны стрелками Q2, Q3 соответственно. Препятствия позволяют продукту проходить посредством множества прямолинейных путей через объем 7 между входным и выпускным отверстиями 7i и 7u смесителя 7. Другие преимущества статического смесителя обеспечиваются, например, за счет перегородок, влияющих на скорость потока или тому подобного, например, за счет использования винтообразных перегородок или тому подобных.
Аппарат содержит, в частности, или выполнен с подсоединением к трубопроводу для подачи газа, предназначенному для подачи газа под давлением, превышающим атмосферное, в устройство 15 для микрофильтрации и предпочтительно также в резервуар Н. Подвод газа в систему показан на фиг.1 стрелкой Y. Для подачи газа аппарат может быть обеспечен средствами нагнетания (например, с использованием компрессора) и/или резервуаром для газа, в котором создано избыточное давление (например, баллон для сжатого газа). Аппарат может содержать, например, средства 51, 52 регулирования, предназначенные для регулирования расхода и/или давления газа, подводимого к резервуару Н и фильтрационному устройству 15. Указанная подача газа включает, например, подводящий трубопровод 2, часть которого соединена в процессе функционирования системы с входом 3 для подходящего газа, имеющимся в корпусе 4, и, по меньшей мере, часть трубопровода соединена при использовании системы с фильтрационным устройством 15 для подачи в него газа. Указанный газ может включать в себя один или большее число газов, смесь газов, азот, воздух или тому подобное.
По усмотрению, резервуар Н снабжен клапаном снижения давления (не показан), предназначенным для сброса избыточного давления внутри резервуара Н.
Рассматриваемый пример воплощения приспособлен для подачи одного и того же газа в резервуар Н и в фильтрационное устройство 15. В качестве альтернативы средства подачи газа могут быть приспособлены для подачи, например, первого газа в резервуар, а второго газа, отличающегося от первого газа, в фильтрационное устройство 15. Кроме того, аппарат может быть, например, в ином случае приспособлен для создания потока продукта, например, за счет обеспечения аппарата средствами нагнетания, служащими для нагнетания продукта Р из резервуара Н через нагнетательный трубопровод.
Использование аппарата, показанного на фиг.1-фиг.3, включает, например, осуществление способа выдачи продукта Р, отводимого из резервуара Н (например, продукта, по существу не содержащего газ), в соответствии с которым газ подают к продукту Р через устройство 15 для микрофильтрации.
Предпочтительно продукт Р, который подают в устройство 15 для микрофильтрации, не нагревают. Продукт может быть охлажденным (например, до температуры внутри резервуара, которая ниже температуры окружающей среды) или имеет температуру окружающей среды.
Температура газа (или смеси газов), который предназначен для подачи в фильтрационное устройство, может быть, например, равна температуре окружающей среды. Температура газа может, например, находится в интервале от 0 до 50°С.
В данном случае из резервуара Н предпочтительно подают еще не вспененный продукт Р, например, под действием газа, который направляют через подводящий трубопровод 2, с последующим прохождением продукта через отводящий трубопровод 6, фильтрационное устройство 15 и затем через смеситель 7. При этом продукт, в частности, пропускают через внутренний объем 15b трубы устройства 15 для микрофильтрации (здесь, продукт протекает вдоль фильтрационной перегородки 15а), в то время как газ инжектируют через перегородку 15а для микрофильтрации (по меньшей мере, напрямую через перегородку) в продукт с целью образования в продукте пузырьков (для этого газ подают в поры из объема 15d для подачи газа). Давление в объеме 15d для подачи газа, например, превышает давление продукта Р, протекающего вдоль фильтрационной перегородки 15а. Расход продукта, протекающего через фильтр 15, может составлять более чем 10 литр/час, и может находиться, например, в интервале приблизительно от 20 до 100 литр/час (например, от 20 до 50 литр/час) или в другом интервале.
Хорошие результаты получают, если газ вводят через фильтрационное устройство 15 в продукт Р под давлением, составляющим более 2 бар, например, давление находится в интервале более 5 бар, в частности, давление превышает 7 или 8 бар, например, давление находится в интервале приблизительно от 8 до 15 бар. Расход газа может составлять более чем 10 литр/час, и может, например, находиться в интервале приблизительно от 30 до 600 литр/час (например, от 50 до 300 литр/час и, в частности, от 100 до 300 литр/час) или может иметь другую величину. Отношение расхода продукта к расходу газа может находиться, например, в интервале от 1:1 до 1:10, в частности, от 1:1 до 1:5, например, от 1:1,5 до 1:5 или величина отношения может быть иной.
Ниже по потоку от устройства 15 для микрофильтрации продукт Р подвергают затем обработке перемешиванием, которую осуществляют с помощью устройства 7 для статического перемешивания. Оказывается, что продукт, выходящий из смесителя 7 (выход продукта через используемый по усмотрению выпускной трубопровод 66 показан на фиг.1 стрелкой Q4), может содержать весьма длительно сохраняющуюся, стабильную пену, которая может быть, например, вспенена в особенности однородно, если вспениваемым является сам продукт. Кроме того, для получения такого результата система может быть весьма компактной, долговечной и имеющей относительно простую конструкцию.
Пример 1
Увеличение объема продукта после вспенивания часто характеризуют термином "процент накопления" или "степень взбитости". Процент накопления характеризует увеличение объема продукта Р после вспенивания по отношению к объему невспененного продукта и может быть представлен как
Накопление = (Wp-Ws)/Ws×100%,
где Wp представляет массу фиксированного объема невспененного продукта, а Ws - масса такого же объема вспененного продукта. Таким образом, процент накопления, равный 100%, означает, что объем, равный 100 мл, после выдачи продукта увеличился до 200 мл.
Стабильность продукта может быть выражена в Stevens (g; "стойкость по Стивенсу"), при этом устойчивость или стабильность определяют как максимальное сопротивление деформации в процессе вдавливания кругового конуса, имеющего диаметр 2,54 см, в пробу на глубину 20 мм со скоростью 1 мм/сек.
В первом эксперименте было наполовину вспенено обезжиренное молоко (Friesche Vlag Lang lekker) с использованием аппарата с микрофильтром, такого как представлен на фиг.1, однако без устройства 7 для перемешивания. Были реализованы различные расходы продукта и газа.
В качестве устройства 15 для микрофильтрации используют керамическую трубчатую мембрану с размером пор 1400 нм (симметричная, с отношением внешнего диаметра к внутреннему диаметру 4 мм:3 мм, длина трубы - 20 см, размер пор - 1400 нм, изготовитель - компания Hyflux CEPAration). Для целей эксперимента измеряли следующие параметры: расход продукта, расход газа, величины давлений - Р1 (давление в резервуаре), Р2 (давление в канале для сквозной подачи продукта перед устройством для микрофильтрации), Р3 (давление со стороны газа в устройстве для микрофильтрации (в промежуточном объеме)), и Р4 (давление в канале для сквозной подачи продукта за устройством для микрофильтрации) и степень взбитости продукта. Результаты этого эксперимента представлены в Таблице 1.
Таблица 1
Результаты первого эксперимента
P1 (бар)
Р2 (бар)
Р3 (бар)
Р4 (бар)
Расход продукта (литр/час)
Расход газа (литр/час)
Степень взбитости (%)
2
1,65
2.8
1,0
90
40
40
2
1.75
3,2
1,0
70
70
80
2
1,8
3,.4
1.1
60
95
125
Пены, произведенные в первом эксперименте, имели структуру с мелкими пузырьками и были однородно вспененными. После смеси вспененного продукта, например, с горячим кофе, на смеси образовался слой мелкодисперсной пены, которая оставалась в виде мелкодисперсной пены в течение, по меньшей мере, 13-30 минут.
Пример 2
Молочные сливки (жир - 35%, сахар - 10%, пастеризованные, негомогенизированные) были вспенены (при температуре менее 10°С) с использованием аппарата, схематически представленного на фиг.1, содержащего устройство для перемешивания. Устройство 7 для перемешивания представляет собой статический смеситель с винтообразными элементами, имеющий диаметр 6,4 мм и длину, соответствующую 32 винтовым элементам (140-632; производитель - ТАН industries).
Были использованы различные расходы продукта и газа.
Используются три различных устройства 15 для микрофильтрации, а именно:
I) керамическая трубчатая мембрана с размером пор 800 нм (симметричная, с отношением внешнего диаметра к внутреннему диаметру 4 мм:3 мм, длина - 20 см);
II) керамическая трубчатая мембрана с размером пор 500 нм (асимметричная, с отношением внешнего диаметра к внутреннему диаметру 4 мм:3 мм, длина - 20 см); и
III) керамическая трубчатая мембрана с размером пор 200 нм (симметричная, с отношением внешнего диаметра к внутреннему диаметру 3 мм:2 мм, длина - 20 см) (каждая из мембран изготовлена компанией Hyflux CEPAration).
Были измерены расход продукта, расход газа, величины давлений -   Р1 (давление в резервуаре), Р2 (давление в канале 6 для сквозной подачи продукта перед устройством для микрофильтрации), Р3 (давление со стороны газа в устройстве для микрофильтрации (в промежуточном объеме 15d)), и Р4 (давление в канале для сквозной подачи продукта за устройством 15 для микрофильтрации) и результирующая степень взбитости продукта и устойчивость. В Таблицах 2-4 приведены результаты, относящиеся к трем фильтрам, из которых видно, что могут быть достигнуты различные и несходные характеристики вспенивания.
Таблица 2
Результаты эксперимента 2 с фильтром, имеющим размер пор 800 нм
Расход продукта (литр/час)
Расход газа (литр/час)
Р1 (бар)
Р2 (бар)
Р3 (бар)
Р4 (бар)
Степень взбитости (%)
Устойчивость (g Stevens)
20
45
6.2
3.9
5.2
3.0
138
99
20
60
6.4
4.4
5.7
3.4
125
144
20
70
6.8
4.6
5.9
3.6
121
156
40
125
7.7
5.9
7.2
4.5
115
148
40
155
8.1
6.3
7.6
4.8
108
179
Таблица 3
Результаты эксперимента 2 с фильтром, имеющим размер пор 500 нм
Расход продукта (литр/час)
Расход газа (литр/час)
Р1 (бар)
Р2 (бар)
Р3 (бар)
Р4 (бар)
Степень взбитости (%)
Устойчивость (g Stevens)
20
55
5.3
3.8
6.0
2.8
130
110
20
70
6.7
4.2
6.6
3.2
121
140
20
130
7.1
4.7
7.3
3.6
96
185
40
90
7.0
5.1
7.4
3.6
112
109
40
110
7.4
5.5
7.8
4.0
114
132
40
185
8.1
6.2
8.8
4.7
102
172
Таблица 4
Результаты эксперимента 2 с фильтром, имеющим размер пор 200 нм
Расход продукта (литр/час)
Расход газа (литр/час)
Р1 (бар)
Р2 (бар)
Р3 (бар)
Р4 (бар)
Степень взбитости (%)
Устойчивость (g Stevens)
20
35
8.7
6.2
10.4
3.2
130
111
20
45
8.9
6.6
10.8
3.4
140
129
20
55
9.2
7.0
11.6
3.9
132
175
40
75
10.5
8.7
12.6
4.2
123
150
40
95
10.8
9.1
13.4
4.5
122
187
Второй пример воплощения
На фиг.4 представлен пример аппарата для выдачи однородного вспененного продукта. В этом случае аппарат снабжен используемой по усмотрению конструкцией фильтра и смесителя, показанных на фиг.1-3.
Представленный на фиг.4 аппарат содержит, по меньшей мере, один резервуар Н для продукта, который заполнен продуктом Р, при этом резервуар Н снабжен средствами 6 выпуска продукта из резервуара Н под воздействием текучей среды, подводимой в резервуар Н (которую используют также для вспенивания продукта). Фиг.8 иллюстрирует альтернативное выполнение системы, содержащей насос 550 для отвода продукта из резервуара Н.
Резервуар Н может иметь различную конструкцию и может быть изготовлен различными способами. Внутренний объем 4, окруженный резервуаром Н, может уже находиться при давлении, превышающем атмосферное (например, составляет, по меньшей мере, 2 бара), перед размещением резервуара Н в устройстве В управления (в действующей системе). В соответствии с предпочтительным воплощением перед тем, как резервуар Н приводят в положение для взаимодействия с устройством В управления, ни продукт, ни резервуар Н не снабжаются газом-вытеснителем, и внутренний объем 4 резервуара Н находится по существу при атмосферном давлении или при давлении менее 2 бар.
В рассматриваемом втором примере воплощения средства 6 выпуска продукта предпочтительно включают гибкий шланг 6, который предпочтительно присоединен к резервуару Н в качестве его неотъемлемой части (т.е. неразъемно). В виде альтернативы шланг 6 резервуара Н выполнен отсоединеняемым, например, для целей чистки.
Расположенная выше по потоку часть находящегося в резервуаре шланга 6 проходит к днищу резервуара Н и находится вблизи этого днища или на днище для выпуска продукта Р в условиях, когда резервуар опорожнен почти полностью.
Аппарат, кроме того, содержит устройство В управления, которое предназначено для взаимодействия с резервуаром Н, когда указанные устройство В и резервуар Н переведены, например, из положения хранения с их пространственным разделением или положения для транспортирования, иллюстрируемого на фиг.5 и фиг.6, в положение для взаимодействия, показанное на фиг.4.
Устройство В управления содержит средства 10 управления, предназначенные для управления средствами 6 выпуска продукта, приданными резервуару Н, и средствами 1, 2 подачи текучей среды, служащими для подвода текучей среды в резервуар Н (и в устройство для микрофильтрации).
Средства 10 управления могут быть выполнены различным образом. В рассматриваемом примере воплощения средства 10 управления в устройстве В управления включают, например, поворотную рукоятку управления. Средства 10 управления могут быть приспособлены для взаимодействия со шлангом 6, в частности, для плотного пережатия некоторой части шланга 6 и герметизации средства 9 подачи текучей среды в первом положении (не показано) и их освобождения во втором положении, показанном на фиг.4, для того, чтобы предотвратить и обеспечить протекания продукта Р соответственно (т.е. для целей регулирования выдачи продукта). Таким образом, часть шланга 6 служит в качестве клапанных средств или клапана, который может приводиться в действие с помощью средств 10 управления (когда система находится в сборе).
В качестве альтернативы устройство В управления может содержать средства автоматизированного управления (например, с регулированием дозирования продукта, механизмом управления приводом и электродвигателем, и/или оно обеспечено интерфейсом пользователя, например, кнопочным устройством для включения и выключения системы), предназначенные для регулирования выпуска продукта через шланг 6 и подвода текучей среды в устройство для микрофильтрации.
Кроме того, средства 6 выпуска продукта могут, например, содержать клапанные средства или средства герметизации (не показаны) для герметизации канала выпуска соответствующего продукта в процессе транспортирования и/или хранения резервуара Н (когда резервуар Н не находится в устройстве В).
Средства 1, 2 подачи текучей среды могут быть выполнены различным образом и включают, например, емкость для текучей среды (например, баллон с газом), которая является неотъемлемой частью устройства В или присоединяется к нему, и служит для подачи текучей среды в резервуар Н через устройство В. Емкость для текучей среды (не показана) может содержать, например, текучую среду, давление которой увеличивают до подходящего для ее использования, превышающего атмосферное давление, может быть повторно наполняемой или нет, и/или может быть снабжена средствами для нагнетания текучей среды и/или выпуска текучей среды, или может быть выполнена иным образом, понятным специалисту в данной области техники.
В примере воплощения средства подачи текучей среды включают компрессор 1 (снабженный соответствующим приводом М) и подводящий трубопровод 2.
В последующем описании в качестве текучей среды, подлежащей подаче в резервуар, указан воздух. Однако в соответствии с альтернативным воплощением текучая среда может представлять собой газ, смесь газов, азот или в определенных случаях также жидкость.
Компрессор 1 в рассматриваемом примере предназначен для подачи в трубопровод 2 окружающего воздуха, и поддерживании его по существу при постоянном давлении, превышающем атмосферное. Всасывание окружающего воздуха с помощью компрессора 1 показано на фиг.4 стрелкой А. Указанное давление, превышающее атмосферное, составляет, например, выше чем приблизительно 2 бара, предпочтительно выше, чем приблизительно 5 бар. В соответствии с другим воплощением давление превышает 7 или 8 бар, например, давление находится в интервале от 8 до 15 бар.
Компрессор 1 может быть снабжен или может быть соединен, например, с регулятором давления, предназначенным для поддерживания давления воздуха желательной величины ниже по потоку от компрессора 1 (например, в трубопроводе 2 и/или в объеме 12А, ограниченном снаружи устройством В).
Резервуар Н в данном случае содержит входное устройство 3 для текучей среды, например, клапан 3 для подачи (в данном случае) воздуха во внутренний объем 4, ограниченный снаружи резервуаром, для создания в этом объеме 4 желательного давления. Средства 1, 2 подачи воздуха устройства В управления предназначены для взаимодействия с входным устройством для текучей среды резервуара Н с целью подачи воздуха (эта подача на фиг.4 показана стрелкой F1). По усмотрению, входное устройство 3 может быть снабжено стерилизующим фильтром.
Устройство В управления может иметь полость 12, герметизируемую крышкой 13, в которой размещают с возможностью удаления и замены резервуар Н. Предпочтительно полость 12 герметично уплотняют относительно окружающей среды с помощью крышки 13 с образованием из полости 12 камеры под давлением. С этой целью, в частности, используют средства 41, 42 уплотнения (например, эластичное уплотнительное кольцо 41 и соответствующий уплотнительный фланец 42), которые могут герметично (т.е. газонепроницаемо) уплотнять зазор между крышкой 13 и боковой стенкой 31 устройства В.
В качестве варианта устройство В снабжают клапаном сброса давления (не показано), служащим для сброса давления в ранее находящейся под давлением камере. Специалисту будет понятно, каким образом может быть выполнен такой клапан сброса давления.
Крышка может быть шарнирно (например, с поворотом вокруг шарнира Z) или иным образом подвижно или с возможностью съема присоединена к остальной части устройства В управления (например, к боковой стенке 31). Для фиксации крышки 13 в закрытом положении могут быть использованы схематически показанные средства 55 фиксации.
Предпочтительно крышка 13 снабжена средствами 13С для контактирования с частью средств 6 выпуска продукта, выступающей из резервуара Н, и/или приложения к ней усилия прижатия/удерживающего усилия при размещении резервуара Н в устройстве В управления. Крышка может иметь паз, закрываемый сегментом крышки, служащий для размещения в нем части средств 6 для выпуска продукта, или она может быть выполнена иным образом. Как показано на фиг.4, на/в крышке 13 с возможностью съема могут быть установлены, в частности, фильтр 15 и смеситель 7, входящие в состав средств 6 для выпуска продукта, когда система находится в рабочих условиях. Однако такая система может быть также не снабжена таким фильтром 15 (и/или смесителем 7).
Крышка 13 сама по себе может, например, представлять собой составную крышку, состоящую, например, по меньшей мере, из двух частей 13А и 13В крышки, выполненных с возможностью отделения друг от друга с целью отсоединения средств 6 выпуска продукта. В этом случае указанные две части 13А, 13В крышки предпочтительно выполнены герметично соединяемыми с обеспечением газонепроницаемого уплотнения полости 12 относительно окружающей среды в положении закрытия полости, показанном на фиг.4. Фиг.5 иллюстрирует, в качестве примера, две части 13А, 13В крышки, которые могут независимо поворачиваться относительно оси вращения.
Крышка 13 согласно рассматриваемому примеру снабжена элементом 2А, расположенным ниже по потоку от средств подачи воздуха. Резервуар Н в данном случае приспособлен для взаимодействия с указанным элементом 2А, расположенным ниже по потоку от средств подачи воздуха, для приема воздуха в позиции с размещением резервуара внутри полости 12 и при закрытой крышке (см. фиг.4).
Согласно рассматриваемому воплощению средства 1, 2 подачи воздуха выгодным образом приспособлены также для подачи воздуха, нагнетаемого компрессором 2, в объем вокруг резервуара Н, размещенного в устройстве В, в частности, в объем 12А (см. фиг.4), находящийся между резервуаром Н и устройством В для управления, при этом резервуар Н и устройство В управления находятся в положении взаимодействия. Для этого элемент 2А, расположенный ниже по потоку от подающего трубопровода 2, снабжен, например, выходным устройством 19 (представляющим собой, в качестве варианта, клапан или клапанные средства; выпуск воздуха из этого выходного устройства 19 показан на фиг.4 стрелкой F2).
Конструкция клапана 3 и выходного устройства 19 может быть, например, такой, что давления воздуха во внутреннем объеме 4 резервуара и объеме 12А, заключенном между резервуаром Н и устройством В управления, по существу могут быть одинаковы или, конечно, отличаться друг от друга.
При использовании резервуара Н, показанного на фиг.4 и фиг.5, продукт Р находится во внутреннем объеме 4 так, что воздух, подводимый через клапан 3 во внутренний объем 4, вступает в этом объеме в контакт с продуктом Р.
Фиг.7 иллюстрирует альтернативное воплощение, в котором внутренний объем 4' резервуара Н' образован объемом, окруженным внешней стенкой, при этом в указанном объеме размещен эластичный контейнер 5, заполненный продуктом Р. Тем самым предотвращается контакт воздуха, поступающего через клапан 3 во внутренний объем 4', с продуктом Р, находящимся в контейнере 5. Это, в особенности, является выгодным, когда из-за контакта с воздухом ограничивается срок хранения продукта Р. В этом случае также продукт Р, размещенный в контейнере 5, может, например, обеспечиваться газом-вытеснителем и/или вспенивающим веществом (например, окись азота или тому подобное вещество), например, при давлении, составляющем, по меньшей мере, 2 бара (абсолютных) и, например, не более 8 бар.
Предпочтительно средства 6 выпуска продукта (из резервуара Н) приспособлены для ввода газовых пузырьков в продукт Р, в частности, для образования однородной (по усмотрению монодисперсной) пены, в которой пузырьки, находящиеся в пене, имеют по существу одинаковые размеры. Средства 6 выпуска продукта в рассматриваемом примере снабжены входным патрубком 8 для газа, который в положении для взаимодействия соединяют со средствами 9 подачи газа устройства В управления, предназначенными для подачи воздуха, поступающего от средств 9 подачи газа, в продукт Р. Подача воздуха в средства 6 управления (через средства 9 подачи и входной патрубок 8) показана на фиг.4 стрелкой F3. В примере воплощения эти средства 9 подачи размещены в определенной части крышки 13 и выше по ходу движения потока сообщаются по текучей среде с полостью 12А для приема из нее текучей среды. В качестве альтернативы средства 9 подачи могут быть соединены посредством отдельного воздушного трубопровода с компрессором 1. Средства 9 подачи в данном примере могут также представлять собой используемые по усмотрению клапанные средства 9, которые в процессе выдачи продукта находятся в открытом положении (см. фиг.4) и могут быть переведены в положение закрытия (показано на фиг.5) По усмотрению клапанные средства 9 для подачи газа могут быть соединены со средствами 10 управления так, чтобы они приводились в действие указанными средствами 10 управления.
Как было отмечено выше, средства 6 выпуска продукта из резервуара Н могут включать в себя устройство 7 для статического перемешивания, служащее для перемешивания продукта в процессе его выпуска (см. также фиг.1, фиг.3). Это, кроме того, оказывается эффективным в том случае, когда средства 6 выпуска продукта включают фильтрационное устройство 15 (см. фиг.1, фиг.2), присоединяемое к средству 9 подачи текучей среды, предназначенное для подачи воздуха в продукт Р, протекающий через устройство 15 (т.е. его диспергирования в потоке продукта). Хорошие результаты получают, когда устройство 7 для статического перемешивания размещено ниже по потоку от фильтрационного устройства 15. Указанные смеситель 7 и фильтрационное устройство 15 могут представлять собой интегральную (неотделяемую) часть средств 6 выпуска продукта и могут быть, например, оба изготовлены из материала, доступного для использования и/или стойкого в условиях, существующих в машине для мытья посуды. В качестве альтернативы смеситель 7 и фильтрационное устройство 15 выполнены с возможностью отсоединения от гибкого шланга 6.
Фильтрационное устройство 15 и смеситель 7 могут быть выполнены, например, как описано выше, на основе первого примера воплощения, представленного на фиг.1-фиг.3.
При использовании аппарата статический смеситель 7, размещенный ниже по потоку, может обеспечивать дальнейшую обработку (уплотнение) пены, образованной с помощью фильтрационного устройства 15, проводимую для получения весьма однородной, стабильной, плотной и однородной пены, которую выдают, при использовании системы, с помощью расположенного ниже по потоку элемента 66 (например, выпускной трубопровод 66), входящего в состав средств 6 выпуска (на фиг.4 показано стрелкой Q4). Статический смеситель 7 сам по себе может быть, кроме того, приспособлен для обеспечения такого перепада давления (например, более чем 1 бар, и, в частности, более 2 бар), что давление продукта Р на входе 7i смесителя 7 относительно высокое (например, по существу равно давлению, имеющему место в сквозном проточном канале 15b фильтра), в то время как давление на выходе статического смесителя 7u относительно низкое (например, фактически атмосферное). В частности, при использовании системы продукт Р пропускают через смеситель 7 под действием созданного выше по потоку (под действием компрессора 1) давления (т.е. давления воздуха, созданного в объеме 4 резервуара).
В соответствии с альтернативным воплощением аппарат, показанный на фиг.4-фиг.7, не содержит фильтрационного устройства 15. В этом случае статический смеситель сам по себе может быть, например, обеспечен средствами подачи воздуха в продукт Р, протекающий через указанный смеситель 7.
В соответствии с другим воплощением ниже по потоку от устройства 15 для микрофильтрации может быть размещено устройство для снижения давления, например, выпускной трубопровод 66, в котором давление продукта в направлении движения потока медленно уменьшается (при использовании выпускного трубопровода, например, с постепенным увеличением диаметра этого трубопровода). Это предотвращает ухудшение качества вспененного продукта. Устройство для снижения давления может, например, представлять собой сужение выпускного гибкого шланга 6, например, сужение, выполненное в самом гибком шланге или сужение гибкого шланга, образованное за счет приложения усилия прижима устройством управления.
Использование устройства для снижения давления эффективно, например, в том случае, если не используют устройство для перемешивания, размещенное ниже по потоку относительно устройства для микрофильтрации (такое выполнение не иллюстрируется). В этом случае устройство для снижения давления может быть, например, размещено непосредственно ниже по потоку относительно устройства 15 для микрофильтрации.
Устройство 66 для снижения давления может быть, например, выполнено таким, что при прохождении через него давление продукта постепенно уменьшается без осуществления при этом обработки продукта путем встряхивания и/или перемешивания.
Предпочтительно устройство В управления приспособлено для охлаждения резервуара Н и значительной части средств выпуска продукта в упомянутом положении для взаимодействия, предпочтительно так, чтобы продукт в резервуаре 3 имел температуру ниже 10°С, в частности, ниже 5°С, а температура продукта, выходящего из системы в процессе использования, превышала 0°С. С этой целью в рассматриваемом примере воплощения имеется система 25 охлаждения (показана схематически). Указанная система 25 охлаждения может быть, например, приспособлена для отвода теплоты из полости 12, окруженной устройством В управления, и/или из резервуара и вывода ее в окружающую среду, и может быть, например, снабжена контуром охлаждения, который сам по себе известен, а также теплоотводящими ребрами (с использованием или без использования конвекции наружного воздуха), средствами передачи теплоты (например, элементы Пелетье) и тому подобным. Отвод теплоты из системы показан на фиг.4 стрелкой W.
Предпочтительно устройство В управления выполнено так, чтобы оно обеспечивало тепловую изоляцию резервуара Н с продуктом, размещенного в устройстве В, от окружающей среды. С этой целью устройство В управления может быть снабжено относительно толстыми, теплоизолирующими крышкой 13, боковой стенкой 31 и днищем 32. Для этого вышеупомянутые крышка 13, боковая стенка 31 и днище 32 могут быть выполнены из подходящего изоляционного материала, или они обеспечивают тепловую изоляцию другим путем, который будет очевидным для специалиста в данной области техники.
Фиг.4 иллюстрирует использование аппарата, реализующего способ выдачи продукта Р. На фиг.4 эластичный контейнер внутри резервуара Н, установленного в устройстве В управления, не размещен. В качестве альтернативы, например, может быть использован резервуар Н' в соответствии с примером, показанным на фиг.7.
Для целей использования аппарата резервуар Н, заполненный (по меньшей мере, частично) продуктом Р, может быть приведен в полости 12 в положение для взаимодействия с устройством В управления, при этом полость 12 герметизируют от окружающей среды с помощью крышки 13. Резервуар Н размещен, в частности, таким образом, что ручка 10 дозирования может взаимодействовать с гибким шлангом 6 для дозирования выдачи продукта. Кроме того, за счет закрытия крышки 13 (или частей 13А, 13В крышки) клапан 3 резервуара может сообщаться с компрессором 1 посредством подводящего трубопровода 2. После нажатия ручки дозирования вспененный продукт вытекает из аппарата.
При вытеснении продукта Р компрессор 1 можно, например, включать для всасывания воздуха, предпочтительно, через фильтр (не показано) и нагнетания его в резервуар Н (или, например, в объем 4 между эластичным контейнером 5 и стенкой резервуара, в случае использования резервуара, показанного на фиг.7). Указанный компрессор 1 может подавать воздух, например, так, что давление во внутреннем объеме 4 резервуара будет равным определенному (например, превышающему атмосферное) начальному давлению в резервуаре 4, в частности, независимо от количества продукта Р, (еще) находящегося в резервуаре. Подачу воздуха осуществляют, например, с некоторой скоростью, такой, что давление в резервуаре Н остается в соответствии с желательным качеством продукта (и, например, никогда более чем на 0,5 бара ниже начального давления в резервуаре Н). Таким образом, с помощью данной системы может быть произведена выдача продукта Р с весьма постоянным качеством.
Компрессор 1 может быть, например, автоматически приведен в действие для подачи воздуха в резервуар Н по трубопроводу 2 и через клапан 3 для поддерживания в резервуаре Н давления желательной величины (предпочтительно по существу постоянного). На фиг.4 ручка 10 управления переведена из первого рабочего положения во второе рабочее положение для разблокирования выпускного гибкого шланга 6 резервуара Н с целью дозирования продукта Р через указанный гибкий шланг.
В процессе работы аппарата устройство В управления в данном примере создает во входном воздушном патрубке 8 фильтра 15 для микрофильтрации, входящего в состав средств 6 выпуска продукта (которыми снабжен резервуар Н), также определенное давление (в данном случае с помощью входного воздушного патрубка 19 и источника 9 подачи газа) для ввода газовых пузырьков в продукт через фильтр 15.
В этом случае использование аппарата включает осуществление способа выдачи однородного вспененного продукта. Как было отмечено выше, воздух подают в продукт Р через перегородку 15а для микрофильтрации, в частности, для образования вспененного и/или аэрированного продукта. Затем продукт Р, насыщенный пузырьками воздуха, подвергают обработке перемешиванием с помощью устройства 7 для статического перемешивания, при этом указанное устройство для перемешивания может также постепенно снижать избыточное давление продукта при протекании продукта через указанное устройство 7 для перемешивания.
Предпочтительно, чтобы статический смеситель 7 мог обеспечивать получение стабильного продукта. В том случае, если продукт Р представляет собой или включает сливки, могут быть использованы такие сливки, в которых частицы жира проявляют тенденцию к частичной коалесценции. В процессе дозирования сливок такая частичная коалесценция будет происходить в статическом смесителе 7, что приводит к получению более стабильных сливок. Предпочтительно резервуар Н сохраняют внутри полости 12 при постоянной температуре, так, что опасность частичной коалесценции перед процессом его вытеснения в значительной степени уменьшается.
Как следует из вышеизложенного, в процессе работы аппарата предпочтительно воздух добавляют в продукт Р через средства 6 выпуска. В том случае, если продуктом Р являются сливки или продукт содержит сливки, рассматриваемое воплощение также обеспечивает большую стабильность сливок вследствие (частичного) использования азота для вспенивания сливок. В этом воплощении не потребуется или будет необходимо лишь относительно небольшое количество газа-вытеснителя и/или, пенообразующего вещества (например, окиси азота), уже растворенного в продукте. В этом случае давление в резервуаре Н, перед присоединением резервуара к устройству В управления, может быть например, по существу равным атмосферному давлению.
Когда резервуар Н, например, опорожнен, его извлекают из устройства В управления и он может быть, например, сдан в утиль или использован повторно. После этого новый (заполненный) резервуар Н может быть приведен в положение взаимодействия с устройством В управления для непрерывной выдачи продукта.
В раскрытых выше вариантах второго примера воплощения предпочтительно отсутствует контакт между продуктом Р и средствами 10 дозирования продукта (входящими в состав устройства В управления). После выхода из резервуара Н продукт Р предпочтительно соприкасается только с гибким шлангом 6, сквозным каналом для потока фильтра 15 и статическим смесителем 7. Это делает систему чрезвычайно удобной для пользователя, поскольку средства дозирования, например, не могут быть загрязнены продуктом.
Третий пример воплощения
Фиг.8 иллюстрирует альтернативное воплощение, которое отличается от конструкции, показанной на фиг.4, тем, что аппарат снабжен насосом 550 (вместо средств подачи текучей среды), предназначенным для нагнетания продукта из резервуара и его выпуска через средства 6 выпуска продукта. Насос 500 может образовать некоторую часть крышки, часть средств 6 для выпуска продукта или другую часть аппарата. В этом случае полость, в которой размещают резервуар Н, не является, например, камерой под давлением. Как показано на фиг.8, подающий трубопровод 2 может быть присоединен, с прохождением вокруг полости, к средствам 6 подачи продукта (например, к входящему в их состав устройству 15 для микрофильтрации). Насос 550 может иметь различную конструкцию, что будет очевидно для специалиста, и, например, представляет собой ручной насос или насос для нагнетания продукта, приводимый в действие двигателем (при этом указанный двигатель представляет собой электродвигатель), и предпочтительно шланговый насос. В этом случае резервуар Н может быть снабжен клапаном 3 для подачи воздуха (или иного газа или смеси газов) во внутренний объем резервуара, осуществляемой в процессе выпуска продукта из резервуара Н. Элемент конструкции (например, крышка, показанная на фиг.8, или боковая стенка 31) может быть выполнен с одним или большим количеством каналов 551 для подачи воздуха из окружающей среды в резервуар Н (в частности, в его клапан 3). Такой канал 551 для аэрирования может, например, проходить вдоль границы между двумя частями 13А, 13В крышки, в частности, если крышка 13 содержит, к примеру, различные сегменты крышки.
Функционирование примера аппарата, показанного на фиг.8, отличается от работы аппарата согласно фиг.4 тем, что при работе примера аппарата насос 550 нагнетает продукт из резервуара Н и отводит его через средство 6 выпуска (в частности, через устройство 15 для микрофильтрации и устройство 7 для обработки продукта). Воздух можно подавать непосредственно с помощью компрессора в устройство 15 для микрофильтрации по трубопроводу 2 для его ввода в продукт, протекающий через это устройство, в частности, с целью образования пены.
Четвертое воплощение
Фиг.9 иллюстрирует еще одно воплощение аппарата согласно настоящему изобретению. Это воплощение включает, например, подачу (горячего) водяного пара в средства 6 выпуска продукта, например, с помощью регулируемого клапанного устройства 1092.
Данное воплощение аппарата отличается, в частности, от аппарата, показанного на фиг.8, тем, что регулируемое клапанное устройство 1092 размещено выше по потоку от устройства для перемешивания и/или микрофильтрации. Предпочтительно клапанное устройство образует неотъемлемую составную часть средств 6 выпуска продукта.
Клапанное устройство 1092 может содержать два клапана К1 и К2 и имеет, например, три позиции, а именно первую позицию, вторую позицию и третью позицию. Клапанное устройство 1092 может быть также выполнено иным образом. Первый клапан K1 клапанного устройства 1092 регулирует сквозной поток продукта, поступающего из резервуара Н' в устройство 15 для микрофильтрации. Второй клапан K2 клапанного устройства 1092 регулирует подачу других веществ, в частности нагретого вещества, в средства 6 выпуска продукта (например, одновременно с потоком продукта с помощью средств 6 выпуска продукта, или, наоборот, при отсутствии потока продукта через средства 6 выпуска продукта).
Аппарат может быть снабжен источником 1091 нагретого вещества, например, парогенератором 1091, нагревательным устройством со сквозным потоком или тому подобным, которое предпочтительно может быть посредством соответствующего выходного устройства соединено с входом клапанного устройства 1092 (как показано на фиг.9, посредством подводящего трубопровода 1093). Источник 1091 нагретого вещества может образовать часть вышеупомянутого устройства В управления или представляет собой отдельное устройство 1091.
Первая позиция клапанного устройства 1092 включает, например, прохождение только подлежащего вспениванию продукта Р (выходящего из резервуара Н'), при этом продукт вспенивают в холодном состоянии. При этом открыт только клапан K1 клапанного устройства, а клапан K2 закрыт (по меньшей мере, первый клапан K1 находится в позиции, допускающей прохождение продукта, а второй клапан K2 находится в позиции для закрытия доступа в трубопровод 1093).
Вторая позиция клапанного устройства 1092 включает, например, добавление нагретого вещества, предпочтительно нагретого газа или смеси газов, в частности горячего водяного пара, в продукт с тем, чтобы продукт вспенивался в нагретом состоянии. С этой целью оба клапана K2 открывают (по меньшей мере, первый клапан K1 находится в позиции, допускающей прохождение продукта, а второй клапан K2 находится в позиции, допускающей прохождение вещества, поступающего из трубопровода 1093 в средства 6 выпуска продукта).
Третья позиция клапанного устройства 1092 может включать прохождение только нагретого вещества (например, пара), подводимого от источника 1091, частности, для очистки устройства для перемешивания и/или микрофильтрации. В указанной третьей позиции открывают только клапан K2, а клапан K1 закрывают (по меньшей мере, первый клапан K1 находится в закрытом положении для блокирования потока продукта, а второй клапан K2 находится в положении, обеспечивающем прохождение вещества, выходящего из трубопровода 1093 и поступающего в средства 6 выпуска продукта).
Конструктивная схема аппарата, представленная на фиг.9, может быть, например, использована в комбинации с одним или более примерами воплощений, иллюстрируемых на фиг.1-фиг.8, или независимо.
Само собой разумеется, что настоящее изобретение не ограничивается описанными выше примерами воплощений. Возможны различные модификации в пределах объема изобретения, раскрытого в приведенных ниже пунктах формулы.
Например, продукт Р может включать пищевой или не пищевой белок, смесь белков или раствор белка. Раствор пищевого белка может включать, например, молочный белок, белок сыворотки молока, казеин, протеины из яичного белка, дрожжевую культуру, соевый белок, гемоглобин, растительный белковый изолят, белок из мяса, коллаген, желатин и тому подобное.
Продукт может быть вспенен однородно или не однородно.
Продукт дополнительно может содержать различные вещества, например загуститель, окрашивающие вещества, ароматизаторы и тому подобные вещества.
Продуктом также является, в частности, напиток, сок, сода, содовый напиток, йогурт или подобные напитки. Продуктом может быть также, например, растительный или животный жир или масло, загуститель, сахар, подсластители, ароматизаторы, окрашивающие вещества и/или тому подобные и/или другие различные ингредиенты, которые будут очевидными для специалиста в данной области техники. Продуктом может быть также не предназначенный для потребления продукт, продукт для личной гигиены, продукт для ухода за волосами или тому подобное.
Продуктом, подлежащим выдаче, может быть также горячий продукт. Способ и аппарат в соответствии с изобретением могут, например, предусматривать использование или могут быть обеспечены средствами нагревания (например, системой нагревания), предназначенными для нагревания продукта. Средства нагревания могут быть, например, приспособлены для нагревания продукта, протекающего через средства 6 выпуска продукта и/или для нагревания газа, подводимого к продукту, и/или для нагревания используемых по усмотрению устройства для перемешивания и/или устройства для микрофильтрации или тому подобного.
Кроме того, способ (и аппарат) могут использовать, по меньшей мере, два потока продукта (две части продукта), при этом первую часть продукта вспенивают с помощью предложенных способа или системы соответственно и затем объединяют (с использованием способа или аппарата соответственно) со второй не вспененной частью продукта (и, например, перемешивают с ней). Средства 6 выпуска продукта могут быть обеспечены ответвлением с тем, чтобы обеспечить первый поток продукта, отведенный через это ответвление, и второй поток продукта, разделенные при прохождении указанных средств выпуска. Первый поток продукта затем вспенивают и после этого вновь объединяют со вторым потоком продукта (и, например, перемешивают эти потоки).
Помимо этого, предпочтительно используют статические средства, например статический фильтр для микрофильтрации и, по усмотрению, статическую мембрану. Согласно альтернативному воплощению может быть использован подвижный фильтр (и/или используемая по усмотрению динамическая мембрана).