СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗБАВЛЕНИЯ И ВСПЕНИВАНИЯ ПОТРЕБЛЯЕМОГО ПОРОШКА
METHOD AND INSTALLATION FOR DILUTION AND EFFERVESCENCE OF CONSUMED POWDER

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, вообще, к способу и установке для разбавления и вспенивания порошкообразного концентрата. В частности, настоящее изобретение относится к предварительному смачиванию и перемешиванию потребляемых порошков и вспениванию потребляемых жидких пищевых продуктов, полученных таким образом.
Уровень техники
В индустрии общественного питания разбавление порошкообразных концентратов как правило создает определенные проблемы, которые не встречаются в процессе обычного разбавления обезвоженных продуктов жидкостью. При дозировании пищевых продуктов, производимых, например, в точке размещения автомата для продажи кофе или тому подобного, необходимо, чтобы эти продукты были быстро перемешаны, поскольку время и температура являются ограничивающими факторами. В настоящее время для перемешивания и вспенивания во время дозирования продукта обычно используют устройства с камерами для взбивания/перемешивания. Однако устройства с такими камерами имеют определенные недостатки: (i) порошки могут прилипнуть во многих существующих "мертвых (застойных) зонах" и создать опасность связанного с этим роста бактерий; (ii) благодаря наличию движущихся элементов происходят значительные истирание и износ; (iii) существует опасность излишнего контактирования твердых частиц с движущимися элементами конструкции; и (iv) повышенные затраты, связанные с использованием таких устройств. Кроме того, при использовании такого устройства с камерой для взбивания/перемешивания часто ощущается более низкое качество пены. Другое ограничение существующих систем для взбивания и перемешивания связано с продолжительностью и температурой раздачи конечного дозируемого пищевого продукта. Например, в случае больших объемов напитков, составляющих, например, 250 мл или более, время отпуска напитка слишком продолжительное, поскольку расход воды должен поддерживаться небольшим с тем, чтобы можно было осуществить эффективное механическое перемешивание и вспенивание. Длительный период времени отпуска напитков неодобрительно воспринимается пользователями. Кроме того, следует отметить, что приготовление из порошка холодного пищевого продукта или имеющего температуру окружающей среды связано с проблемой растворения, поскольку в холодной воде или воде при температуре окружающей среды порошок растворяется плохо.
Хорошо известен тип установки для дозирования напитков, в которой применен импеллер, приводимый во вращение электродвигателем и обеспечивающий перемешивание порошка с водой в смесительном резервуаре. Такая установка требует проведения частых очисток, и ей могут быть присуши некоторые негативные проблемы гигиены, связанные с наличием остаточного количества продукта в смесительном резервуаре. При использовании порошков в емкости может происходить осаждение не растворенных частиц порошка, а также расслоение жидкостей в емкости, например в стакане или чашке, после отпуска продукта. Кроме того, входящие в состав установки смесительная емкость и электродвигатель - привод импеллера могут потребовать значительных эксплуатационных расходов. Следует также отметить, что в настоящее время для производства пены с помощью водяного пара используют только жидкое молоко. В противоположность сухому молоку жидкое молоко при его использовании имеет ограничения, такие как срок годности при хранении, необходимость охлаждения и проблемы гигиенического характера.
В связи с изложенным желательно обеспечить техническое решение, которое характеризуется большей эффективностью, компактностью, гигиеничностью и относительно более низкой стоимостью при получении однородной высококачественной пены с помощью водяного пара или при получении вспененных напитков, например молочной пены, посредством дозирования порошкообразных ингредиентов без использования взбивального аппарата, оснащенного электроприводом.
Из уровня техники известны конкретные системы, выполненные без применения процесса взбивания. В опубликованных международных заявках WO 02/087400 (Hayer et а1.) и WO 03/041506 (Charman) описаны способы производства вспененных напитков, включающие стадии обеспечения капсулы, содержащей порошок, подачи в капсулу воды для ее смешивания с порошком, обеспечивающие получение приготовленной смеси для выпуска в приемную емкость и последующую подачу в приемную емкость струи воды для создания в этой емкости вспененной жидкости. Следует заметить, что в описании изобретения Hayer и др. и Charman не сообщают о пересекающихся струях порошка и жидкости.
В патентном документе US 2003/0089244 (Imboden и др.) описано устройство для генерации молочной пены и для нагревания молока. В средство для перемешивания поступают по порядку первая струя водяного пара, воздух, вторая струя пара и жидкое молоко. Исходным материалом служит жидкое молоко, а не порошок.
В патентном документе US 5335588 (Mahlich) описано устройство для приготовления молочной пены для кофе капучино. Это устройство содержит канал для ввода пара и канал для входа воздуха, которые с помощью канала с эффектом Вентури направляют паровоздушный поток к выпускному отверстию. Выпускное отверстие погружено в жидкое молоко, залитое, например, в чашку, так, что пар, воздух и молоко перемешиваются с образованием вспененного молока. Этот способ известен как "вспенивание в чашке". Исходным материалом служит жидкое молоко, а не порошок. Подобным образом патентный документ FR 2745485 (Jorge) также относится к вспениванию в чашке с использованием жидкого молока, а не порошкообразного.
В патентном документе US 6681685 (Mahlich) раскрыто устройство для приготовления молочной пены для кофе капучино. Данное устройство сначала перемешивает жидкое молоко и воздух. Полученную смесь затем подают в зону, в которую поступает пар. Исходным материалом является жидкое, а не порошкообразное молоко.
В патентных документах US 5884552 и US 6253667 (Lussi и др.) описан эмульгатор для приготовления вспененного молока и горячего молока. Жидкое молоко сначала смешивают с воздухом. Затем эту смесь перемешивают с паром. При желании полученную смесь смешивают с кофе.
В патентном документе US 6183800 (Straten и др.) раскрыт способ приготовления кофе с молоком или со сливками. Воду вводят в резервуар, снабженный средствами реализации эффекта Вентури, за счет которого в этот резервуар всасывается концентрат кофе или концентрат жидкого молока. Затем вода и концентрат кофе поступают в резервуар, в котором осуществляется вихревое движение текучей среды и который предназначен для перемешивания и дозирования.
В европейском патенте ЕР 0458310 (Vogt и др.) описано устройство для забеливания пенящегося кофе, производящее напиток наподобие вспененного капучино. Обычно считают, что вспенивание с помощью такого забеливающего устройства происходит хуже по отношению к вспениванию, осуществляемому под давлением.
В международной заявке WO 02/100224 (Wessels и др.) раскрыта установка для приготовления напитка со слоем пены. Эта установка содержит вихревую камеру, в которой происходит объединение жидкого концентрата с паром для получения слоя пены.
В европейском патенте ЕР 1348364 (Vittecoq) раскрыто устройство для перемешивания и вспенивания напитка, получаемого на основе порошка, с помощью, по меньшей мере, двух струй, направленных в чашку одновременно или попеременно и имеющих различную ориентацию и различную длину, при этом перемешивание и вспенивание осуществляют без вращения чашки. Следует отметить, что Vittecoq не использовал пересекающиеся струи порошка и жидкости.
В патентом документе US 4388338 (Wittenborg) раскрыт способ и устройство для приготовления напитков из порошка, включающие использование различных струй. Предварительно дозированное количество порошка засыпают в чашку, и эту чашку частично наполняют первым количеством воды путем ввода низкоскоростной струи воды. Следующую струю (струи) подают при более высоких скоростях для взбивания содержимого напитка. В такой системе существует тенденция к наличию остаточного количества неперемешанного порошка, который может скапливаться на дне чашки во время проведения стадии с подачей низкоскоростной струи.
В связи с этим желательно обеспечить способ и установку для разбавления расходуемого порошка жидкостью с тем, чтобы устранить нежелательные качества, недостатки и отрицательные стороны систем, используемых в настоящее время. Кроме того, желательно обеспечить способ и установку, позволяющие быстрее и эффективней отпускать высококачественные вспененные напитки, полученные из порошка путем его разбавления.
Сущность изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в устранении или смягчении, по меньшей мере, одного из недостатков известных систем.
В соответствии с первым аспектом настоящее изобретение обеспечивает способ разбавления расходуемого порошка с образованием пищевого продукта, при этом предложенный способ включает следующие стадии: ввод порошка в емкость, предварительное смачивание порошка с образованием предварительно смоченного порошка путем ввода смачивающей струи жидкости в указанную емкость так, чтобы смачивающая струя жидкости пересекалась в воздухе с порошком при его подаче в емкость; перемешивание предварительно смоченного порошка с образованием жидкого пищевого продукта, полученного из порошка путем ввода в резервуар струи перемешивающей жидкости.
Согласно второму аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ разбавления расходуемого порошка с образованием вспененного пищевого продукта, при этом предложенный способ включает в себя следующие стадии: ввод порошка в емкость; предварительное смачивание порошка с образованием предварительно смоченного порошка путем ввода смачивающей струи жидкости в емкость так, чтобы смачивающая струя жидкости пересекалась в воздухе с порошком при его подаче в эту емкость; перемешивание предварительно смоченного порошка с образованием жидкого пищевого продукта, полученного из порошка путем ввода одной или большего количества перемешивающих струй жидкости в емкость, в которой происходит объединение жидкого пищевого продукта со струей (струями); и вспенивание указанного жидкого пищевого продукта с помощью устройства, снабженного средствами для реализации эффекта Вентури.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения обеспечивается установка для разбавления расходуемого порошка в емкости, содержащая: резервуар для содержания и дозирования порошка в емкость; средства для раздачи жидкости, предназначенные для дозирования смачивающей струи жидкости и перемешивающей струи жидкости в емкость, при этом смачивающая струя жидкости обеспечивает предварительное смачивание порошка в воздухе внутри емкости при его дозировании с образованием смоченного порошка, а перемешивающая струя жидкости служит для перемешивания смоченного порошка с жидкостью с образованием жидкого пищевого продукта, полученного путем разбавления порошка.
Другие аспекты и особенности настоящего изобретения будут понятны обычному специалисту в данной области техники из анализа нижеследующего описания конкретных примеров осуществления изобретения в соответствии с сопровождающими чертежами. Варианты осуществления настоящего изобретения далее будут раскрыты лишь в качестве примера со ссылками на приложенные чертежи.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схематический чертеж, иллюстрирующий предварительное смачивание и перемешивание в чашке в соответствии с одним примером осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 - схематический чертеж, иллюстрирующий предварительное смачивание, перемешивание и вспенивание в чашке в соответствии с другим примером осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3 - схематический чертеж, иллюстрирующий предварительное смачивание и перемешивание, подобное иллюстрируемому на фиг.1, но с использованием промежуточной смесительной емкости в соответствии с еще одним примером осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4 - схематический чертеж, иллюстрирующий установку в соответствии с настоящим изобретением, в которой осуществляется предварительное смачивание и перемешивание в промежуточной емкости и вспенивание с помощью устройства со средствами реализации эффекта Вентури.
Фиг.5 - схематическое изображение устройства со средствами реализации эффекта Вентури, показанного на фиг.4.
Фиг.6 - промежуточная емкость, показанная на фиг.4, с частичным разрезом, отображающим отражательный выступ.
Фиг.7 - промежуточная емкость, вид в разрезе вдоль линии VII -VII на фиг.6, отображающий все три отражательных выступа.
Фиг.8 - одно альтернативное выполнение промежуточной емкости с двумя перемешивающими струями, направленными вдоль горизонтальных плоскостей, находящихся на различных уровнях.
Фиг.9 - другое альтернативное выполнение промежуточной емкости с двумя перемешивающими струями, направленными вдоль горизонтальных плоскостей, расположенных на различных уровнях по высоте промежуточной емкости.
Фиг.10 - еще одно альтернативное воплощение промежуточной емкости, выполненной только с одним отражательным выступом, с использованием двух перемешивающих струй, направленных вдоль различных горизонтальных плоскостей, вид в поперечном разрезе сверху.
Далее будет изложено подробное описание изобретения со ссылками на чертежи, на которых одинаковые элементы конструкции обозначены одинаковыми номерами позиций.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение вообще обеспечивает способ и установку для предварительного смачивания и смешивания порошка с жидкостью с целью получения потребляемого пищевого продукта (например, жидкого пищевого продукта) путем разбавления порошка, такого как (но не в качестве ограничения изобретения) молоко, какао, суп или порошкообразные ароматизаторы. Перемешивание может включать одновременное и последующее вспенивание. Порошок вводят в емкость и смачивают с помощью струи распыленной жидкости, пересекающей струю порошка, при этом порошок и жидкость пересекаются в некоторой зоне, где порошок свободно падает в емкость. Такое решение является эффективным, поскольку большинство частиц порошка может быть смочено водой. Дальнейшее смачивание происходит в самой емкости. При этом емкостью может служить чашка, предназначенная для конечного отпуска продукта, так что может быть реализован процесс, называемый "перемешивание в чашке". Вспенивание, которое происходит при "перемешивании в чашке", будет происходить в чашке для отпуска конечного продукта.
В качестве альтернативы емкость может представлять собой промежуточную емкость, служащую для целей предварительного смачивания и перемешивания жидкости и порошка, в том случае, когда какое-либо вспенивание может осуществляться отдельно от промежуточной емкости. Такой случай будет рассмотрен ниже. В емкость могут быть направлены дополнительные струи жидкости в целях улучшения процесса перемешивания. Струи жидкости могут быть сформированы из различных жидкостей, например (но не в качестве ограничения изобретения) вода с различной температурой, кофе или сок. Внутренняя поверхность промежуточной емкости может быть гладкой или может быть снабжена одним или большим количеством отражательных выступов для обеспечения еще более эффективного перемешивания за счет повышения турбулентности в емкости. Когда для предварительного смачивания и перемешивания используют промежуточную емкость, жидкий пищевой продукт затем может быть удален из этой емкости за счет действия эффекта Вентури и перемешан с паром для получения вспененного пищевого продукта, например (но не для ограничения изобретения) молочной пены, напитков типа капучино или напитков на основе фруктовых соков.
На фиг.1 представлен схематический чертеж, иллюстрирующий предварительное смачивание и перемешивание "в чашке" в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Показанная на фиг.1 камера 10 с порошком предназначена для дозирования порошка 11. Кроме того, показана камера с жидкостью, которая снабжена, по меньшей мере, двумя насадками 13, 14, через которые выходят две струи жидкости 13а, 14а. Эти насадки могут представлять собой форсунки или всего лишь трубки для отвода жидкости в зависимости от того, необходимо вспенивание или нет. Дозируемый порошок 11а предварительно смачивается первой струей жидкости 13а (т.е. смачивающей струей жидкости), выходящей из насадка 13. Порошок 11 стабильно падает в направлении емкости 11b и пересекается в воздухе первой струей 13а жидкости. Как было отмечено выше, жидкостью может быть вода или другая текучая среда, при этом она может быть холодной, или иметь температуру окружающей среды или, иную температуру. В соответствии с настоящим изобретением первая струя 13а пересекается со струей дозируемого порошка 11а, когда эти две струи входят в емкость 11b.
Необходимо отметить, что смачивание порошка во время нахождения его частиц в воздухе, в верхней зоне объема резервуара 11b, приводит к благоприятному предварительному смачиванию, в результате которого после добавление перемешивающей струи 14а в неперемешанном состоянии остается лишь незначительное количество порошка (или, вообще, обеспечивается отсутствие неперемешанного порошка). Это выгодно в различных отношениях, включая повышение однородности результирующей смеси, а также подавление роста бактерий на соответствующих поверхностях. Перемешивающая струя 14а формируется с помощью второго насадка 14 для получения из порошка 11 разбавленного пищевого продукта 16. Разбавленный пищевой продукт 16 получают в емкости 15 описанным выше образом - путем "перемешивания в чашке", при этом емкостью 15 является чашка потребителя продукта, такая как одноразовая чашка для потребления кофе.
Следует также понимать, что жидкости могут быть введены под действием некоторого давления. Как видно из фиг.2, вторая струя 20а может быть достаточно сильной для того, чтобы осуществить вспенивание 16а в емкости 15. В таком случае вторая струя 20а формируется с помощью насадка 20, которым может быть фонтанирующий элемент, спринклер или тому подобное, и направлена в резервуар 15 за счет постоянно действующего давления или импульсного давления. В этом примере, как считается, реализуется процесс "вспенивания и перемешивания в чашке", который является благоприятным для приготовленных пищевых продуктов, включающих, но не в качестве ограничения, молочную пену. В соответствии с настоящим изобретением предварительно смоченный порошок 11b затем опускается в резервуаре 15 ниже с помощью второй струи 20а жидкости, подводимой с избыточным давлением, равным по меньшей мере 0,35 атм или от 0,35 до 1,05 атм. Линейные скорости жидкости в струе могут изменяться от 500 до 1600 см/сек. При избыточном давлении 0,35 атм и более может быть создана турбулентность, достаточная для диспергирования и растворения порошка.
На фиг.3 представлена схема, иллюстрирующая процесс предварительного смачивания и перемешивания, подобный рассмотренному выше и иллюстрируемому на фиг.1. Однако в данном случае для перемешивания применяется промежуточная емкость 35 вместо емкости, предназначенной для конечного пользователя. Поскольку промежуточную емкость 35 используют неоднократно для проведения большого количества циклов перемешиваний, представляется еще более важным отметить, что предварительное смачивание приводит к наличию небольшого количества осадка (или его отсутствию) на поверхностях смесительной чаши (т.е. промежуточной емкости 35), что препятствует росту бактерий. Тангенциальный ввод струи жидкости улучшает перемешивание внутри промежуточной емкости 35. Для такого ввода в промежуточную емкость 35 перемешивающей жидкости обеспечивается впускной патрубок 33, и в результате повышается общая турбулентность и улучшается перемешивание жидкого пищевого продукта, полученного из порошка путем его разбавления.
На фиг.4 показана промежуточная емкость 43, входящая в состав установки, соответствующей настоящему изобретению, предусматривающему предварительное смачивание и перемешивание в промежуточной емкости 43 и вспенивание с помощью устройства 50 со средствами реализации эффекта Вентури. Подобно рассмотренным выше примерам осуществления камера 40 для порошка и камера 41 для жидкости связаны с промежуточной емкостью 43 с помощью соответствующего дозирующего трубопровода 40а и трубопроводов 41а и 41b для жидкости. Хотя здесь используется обычный трубопровод, следует понимать, что может быть использован любой метод или механизм для дозирования (в емкость 43) порошка в некотором отмеренном количестве и жидкости (жидкостей) в некотором подходящем количестве с давлением и расходом, приемлемыми для равномерного перемешивания. Гомогенную смесь затем подают через смесительный трубопровод 43а под действием эффекта Вентури, создаваемого устройством 50, в котором реализуется эффект Вентури. Устройство 50 с эффектом Вентури образовано с помощью имеющихся сужений каналов и энергии пара, поступающего из парогенератора 42 через паровой трубопровод 42а. Ввод воздуха из окружающей среды в воздушный трубопровод 51 приводит к желательному вспениванию жидкого пищевого продукта. Окружающий воздух может быть использован с прохождением через фильтр предварительной очистки для дополнительного обеспечения необходимой гигиены пищевого продукта. Соответственно вспененный жидкий пищевой продукт 44 выходит из дозирующего трубопровода 52 в емкость 45. Такая емкость 45 представляет собой емкость для конечного пользователя, подобную емкости 15, показанной на фиг.1 и фиг.2. В результате вспененный пищевой продукт дозируется с высоким качеством и стабильными свойствами пены.
На фиг.5 схематически изображено устройство с эффектом Вентури, показанное на фиг.4. На данном чертеже направленные стрелки используются для наглядной иллюстрации потока пара, который при наличии сужений канала, как показано, вызывает отсасывание жидкости за счет эффекта Вентури и ее вспенивание при объединении с потоком воздуха. Показанная конструкция устройства, за счет высокой степени однородности жидкого пищевого продукта и его быстрого течения, минимизирует остаток жидкого продукта в каналах 43а и 52 и помогает смягчить проблемы гигиены.
На фиг.6 показана промежуточная емкость 43, такая же, как и изображенная и описанная выше со ссылкой на фиг.4, но, кроме того, на данной фигуре представлен частичный разрез, отображающий отражательный выступ 63а. Хотя внутренняя поверхность промежуточной емкости может быть гладкой, предпочтительно также обеспечить выступающие участки поверхности, которые сами являются гладкими. Такие выступающие участки могут быть в виде одного или большего количества отражательных выступов. Линия VII-VII на фиг.6 проходит через сечение, отображенное на соответствующей фиг.7, из которой следует возможность наличия трех отражательных выступов 63а, 63b и 63с.
Как показано на фиг.7, отражательные выступы 63а, 63b и 63с расположены на определенном расстоянии друг от друга вдоль внутреннего периметра промежуточной емкости 43. Отражательные выступы 63а, 63b и 63с предназначены для усиления турбулентности, созданной жидкостью, поступающей через канал 41b для жидкости. К примеру, из фиг.7 можно видеть, что диаметр а, ограниченный внутренней поверхностью промежуточной емкости 43, больше расстояния f между противолежащими отражательными выступами 63а и 63с. Наличие отражательных выступов при таком соотношении размеров вызывает разрушение тангенциально направленного потока жидкости, вводимой через канал 41b для жидкости. Кроме того, расстояние α вдоль периметра окружности промежуточной емкости 43, которое проходит жидкость от канала 41b для жидкости до отражательного выступа 63а, также увеличивает турбулентность. Хотя фиг.7 демонстрирует три отражательных выступа 63а, 63b и 63с и канал 41b для жидкости, который тангенциально входит в промежуточную емкость 43, легко понять, что многие различные конфигурации фактически находятся в пределах границ объема настоящего изобретения при условии, что степень турбулентности потока возрастает и обеспечивает улучшенное перемешивание без образования мертвых зон, которые могут создавать проблемы в части гигиены. Для целей настоящего изобретения приемлемым являются случаи от отсутствия отражательных выступов до наличия пяти таких выступов. Некоторые примеры различных конструктивных выполнений представлены на фиг.8, 9 и 10.
На фиг.8 показана одна альтернативная промежуточная емкость 80 с вводами 81, 82 двух перемешивающих струйных потоков, расположенными вдоль одной горизонтальной плоскости, так, что вводимые струи жидкости направлены оппозитно друг к другу. Такое расположение вводов может привести к созданию турбулентности с возвратно-поступательным движением жидкости. На фиг.9 показана другая альтернативная промежуточная емкость 90 с двумя вводами 91, 92 перемешивающих струй, направленными вдоль горизонтальных плоскостей, расположенных на различном уровне. Такое расположение вводов может привести к созданию турбулентности с вращательным движением массы жидкости. Следует понимать, что отражательные выступы могут быть исключены, если реализуется достаточно эффективное перемешивание для определенного конструктивного выполнения с использованием большого количества противоположно направленных вводов струй жидкости.
На фиг.10 представлено еще одно альтернативное выполнение промежуточной емкости 100, иллюстрируемое на виде в поперечном разрезе сверху, - с двумя вводами 101 и 102 перемешивающих струй, расположенными в различных горизонтальных плоскостях, и только одним отражательным выступом 103. Для повышения перемешивающей турбулентности точки 101а и 102а расположения впускных отверстий соответствующих вводов 101 и 102 перемешивающих струй находятся в днище промежуточной емкости 100, имеющем форму воронки. Такое расположение вводов может создать противоположно направленные усилия перемешивания, действующие по типу торнадо, прерываемые отражательным выступом, поскольку диаметр а, ограниченный внутренней поверхностью промежуточного резервуара 100, больше показанного на чертеже расстояния g. Это приводит к разрушению тангенциального потока жидкости, вводимой в точках 101а и 102а расположения впускных отверстий, которому, кроме того, дополнительно способствует прохождение жидкостью расстояния β вдоль периметра окружности промежуточной емкости 100 между точкой 101а ввода жидкости и отражательным выступом 103.
В связи с фиг.7 и фиг.10, кроме того, необходимо принимать во внимание, что угловые расстояния α и β (т.е угловые повороты) могут составлять, например, 90, 120 и/или 270 градусов без выхода за границы объема настоящего изобретения. Необходимо также иметь в виду, что отражатели представляют собой выступы с гладкой поверхностью, служащие для разрушения потока воды, вводимого из входных отверстий для жидкости с созданием возмущенного потока, что улучшает перемешивание. Отражательные выступы, при их наличии, могут выступать внутрь объема промежуточной емкости на расстояние до 10 мм, предпочтительно от 4 до 6 мм. Следует понимать, что хотя могут быть описаны и показаны конкретные размеры или геометрические формы, они служат только для иллюстрации изобретения, а не для его ограничения.
Приготовленный пищевой продукт, полученный путем разбавления порошка в соответствии с настоящим изобретением, является однородным даже в случае порошков, которые, как известно, характеризуются свойствами, затрудняющими их разбавление жидкостью, например, но не для ограничения, порошок томатного супа. Желательный пищевой продукт согласно данной методике смачивания и перемешивания получают, осуществляя смачивание порошка прежде, чем он падает на дно смесительной емкости. Сразу после смачивания порошок быстро диспергируется и равномерно растворяется в воде, находящейся в вихревом движении.
С точки зрения однородности и внешнего вида полученного пищевого продукта методика смачивания и перемешивания, предложенная в соответствии с настоящим изобретением, будет обеспечивать получение продукта улучшенного качества по отношению к существующим дозируемым продуктам. Относительно желательного применения настоящего изобретения легко понять, что вода или другая подходящая жидкость (жидкости) для разбавления порошка (порошков) может вводиться при температуре окружающей среды или охлажденной с помощью какой-либо известной системы охлаждения, или нагретой в пределах предварительно заданного интервала температур с помощью известных средств нагрева, например, за счет применения резервуара с горячей водой, нагревателя, включаемого по требованию, или с помощью других средств, известных в уровне техники.
Как было отмечено выше, способ и установка согласно настоящему изобретению, кроме того, обеспечивают вспенивание жидкого пищевого продукта, полученного из смеси порошка и жидкости. Настоящее изобретение предусматривает проведение стадии смачивания и перемешивания, такой как описана выше, после чего, помимо того, может быть произведено вспенивание паром с помощью устройства с эффектом Вентури. Для получения результативного эффекта Вентури и оптимизированного количества пены температура пищевого продукта, поступающего в устройство с эффектом Вентури, не должна превышать определенный температурный уровень, предпочтительно около 60°С. Поэтому конечную температуру отпускаемого продукта можно регулировать путем регулирования температуры воды на стадии смачивания и перемешивания так, чтобы конечная температура после вспенивания паром достигала желательного диапазона температуры. Кроме того, температуру напитка можно регулировать за счет изменения соотношения количеств воды и пара. Пар генерируется методами, известными в уровне техники.
Чтобы обеспечить непрерывный ток воды как с температурой окружающей среды, так и охлажденной или нагретой, имеющей желательный интервал линейных скоростей течения, могут быть использованы насос или давление воды, текущей из крана (давление сетевой воды). Для подачи порошка в зону перемешивания используются известные методы, например, но не для ограничения, используют дозирующий винтовой шнек, вибрационную технику или дозированные порции или струи такого порошка, формируемые посредством инжекции, создаваемой воздушным потоком. Часть настоящего изобретения, относящаяся к вспениванию, обычно предусматривает использование парогенератора и средств для объединения пара с разбавляемым порошком (порошками) и осуществления смачивания и перемешивания, без взбивания, с целью создания равномерно и с высоким качеством вспененных напитков и обеспечивая при этом улучшенную гигиену. Кроме того, настоящее изобретение создает возможность получения из порошка (порошков) пены под действием пара и непрерывного ее дозирования в емкость (например, в чашку, стакан и т.п.).
Вообще, положение насадка (насадков) для распыления жидкости, формирующего струи жидкости, влияет на перемешивание и гигиену. Каждый ввод воды предпочтительно расположен таким образом, чтобы достигалось наилучшее смачивание порошка с улучшением перемешивания и уменьшением количества несмоченного порошка, поступающего в емкость. Кроме того, на перемешивание влияет угол распыления (раскрытия) струи, выходящей из таких распылительных насадков и имеющей форму веера. В соответствии с настоящим изобретением этот угол распыления струй предварительно смачивающей жидкости может изменяться, например, от 5 до 85 градусов, или от 30 до 75 градусов, или более предпочтительно от 45 до 60 градусов относительно вертикали т.е. от средней линии распыленной струи жидкости.
Кроме того, на однородность гидратированного продукта влияют расход жидкости и линейная скорость. Улучшенное перемешивание достигается за счет создания достаточных давления жидкости и скорости ее течения, обеспечивающих подходящее смачивание порошка. В соответствии с настоящим изобретением расход жидкости для предварительного смачивания может изменяться, например, в интервале от 5 до 50 мл/сек, или от 16 до 25 мл/сек, или от 18 до 22 мл/сек. Соответствующая линейная скорость жидкости предпочтительно может изменяться от 500 до 1600 см/сек и наиболее предпочтительно от 1000 до 1300 см/сек. Расход струйных потоков воды может обеспечиваться за счет давления сетевой воды или с помощью насоса, например перистальтического насоса для импульсной подачи воды, что еще больше улучшает разбавление и перемешивание.
Настоящее изобретение может включать дозирование продукта, которое предусматривает использование одного или большего дозирующих выпускных патрубков, или насадков, или подобных приспособлений, которые обычно служат для раздачи продукта (т.е. потребляемого разбавленного порошка). Такое приспособление может представлять собой сопловые насадки, отдельные для каждого типа продукта или одну единственную сопловую насадку для всех видов продуктов. Для минимизации очистки смесительная емкость должна содержать только гладкие поверхности, и в ней должны отсутствовать застойные зоны для порошка, жидкости или продукта, получаемого путем разбавления порошка.
Вспенивание согласно настоящему изобретению приводит к высокому качеству пены, в особенности, когда она генерируется путем вспенивания водяным паром. О высоком качестве полученной пены свидетельствуют ее характеристики, включающие равномерно распределенные пузырьки малого размера, плотную структуру, стабильность, влажность и отсутствие комков нерастворенного порошка. Как предполагается, продукт лучшего качества, по сравнению со случаями без смачивания и перемешивания, при смачивании и перемешивании получается благодаря смачиванию порошка перед его падением в смесительную чашу. Сразу после смачивания порошок быстро диспергируется и равномерно растворяется в объеме закрученной воды. При этом в устройство с эффектом Вентури поступает только такая жидкость, которая способствует эффективности процесса вспенивания.
В некоторых примерах осуществления настоящее изобретение может включать большое количество источников порошка. Может подаваться более чем один порошок, и такие порошки могут подаваться одновременно или последовательно с помощью устройства регулирования и на основе сформулированных требований к конечному продукту. Например, объему настоящего изобретения соответствует ароматизированный порошок растворимого кофе, разбавляемый жидкостью с последующим вспениванием и внесением затем сухого порошка корицы. Регулирующее устройство способно подключать или отключать источник (источники) порошка, который не является необходимым, и в результате обеспечивается подача только необходимого порошка (порошков). Порошки, которые предполагается использовать, включают молоко, забеливатель, порошкообразные напитки, например кофе, какао и т.п. или их смеси.
Кроме того, настоящее изобретение может включать большое число источников стабильного жидкого концентрата (концентратов), например молочного концентрата. Может производиться раздача более чем одного концентрата. Концентраты жидкости могут подводиться одновременно или последовательно с помощью регулирующего устройства и на основе сформулированных требований к конечному продукту. Регулирующее устройство способно подключать или отключать источник (источники) стабильного жидкого концентрата, который не является необходимым, и, следовательно, обеспечивается подача только необходимого концентрата (концентратов). Жидкие концентраты (концентрат), которые предполагается использовать, включают молоко, забеливатель, концентраты напитков, например кофе, какао и т.п. или их смеси. Настоящее изобретение приемлемо, по меньшей мере, для широкого применения в больших объемах.
Посредством настоящего изобретения качество при осуществлении "перемешивания в чашке" может быть улучшено за счет использования атрибутов свежести продукта и вспенивания водяным паром. За счет исключения использования жидкого молока, требующего охлаждения, улучшаются безопасность и гигиена. Сужаются функции оператора, связанные с требованиями по техническому обслуживанию и очистке. Поскольку в настоящем изобретении механические взбивалки не используются, то не существует проблемы утечек через уплотнения. По сравнению с известными системами, оборудованными взбивалками, уменьшается требуемый демонтаж ряда элементов аппарата (например, для очистки или ремонта). Элементы конструкции, соответствующей данному изобретению, характеризуются относительно низкой сложностью. При этом уменьшено количество механических и электрических элементов, например в связи с отсутствием взбивалки не требуется электродвигатель, и, кроме того, уменьшено количество устройств регулирования. Соответственно уменьшаются требования, обуславливающие необходимость вызовов для обслуживания установки, а сумма всех преимуществ должна обеспечить общее снижение затрат для установки.
Раскрытые выше примеры осуществления настоящего изобретения предназначены служить лишь примерами. В конкретных воплощениях изобретения специалистами в данной области техники могут быть осуществлены альтернативы, модификации и видоизменения без выхода за пределы объема изобретения, который ограничен исключительно приложенными пунктами формулы изобретения.