Устройство для приготовления напитков
BEVERAGE PREPARATION DEVICE

Изобретение относится к области пищевой промышленности и касается конструкции устройства, предназначенного для приготовления газированных и негазированных лимонадов, соков, сокосодержащих напитков, смузи, коктейлей и любых других видов напитков. Напиток приготавливается путем смешения питьевой воды с концентратом (сиропом), находящимся в емкости с концентратом напитка (например, одноразовой емкости - капсуле или пакете Дой-Пак). Вид напитка определяется содержимым емкости с концентратом напитка, которая может содержать концентрат любого натурального сока, а также вкусоароматическую комбинацию любого известного напитка. В емкости с концентратом напитка содержится все необходимое для приготовления одного стакана напитка. Производство емкостей с концентратом (сиропом) напитков автоматизировано, а существующие технологии обеспечивают длительный срок хранения продукта без применения консервантов при использовании только натурального сырья.
В настоящее время на рынке представлено огромное разнообразие готовых к употреблению напитков. В подавляющем большинстве готовые напитки имеют высокое качество, их упаковка красива, удобна, надежна и обеспечивает длительный срок хранения. Но за прошедшие несколько лет очевидной стала тенденция ускоренного повышения доли стоимости упаковки, а также логистических и транспортных услуг в общей стоимости продукции. Безалкогольные напитки и соки оказались очень «чувствительны» к таким изменениям, т.к. имеют относительно невысокую стоимость на килограмм веса. Сейчас ситуация, когда стоимость упаковки и доставки напитка на полку магазина превосходит стоимость непосредственно самого напитка, стала обычной. Стоимость транспортно-логистических услуг делает нерентабельной доставку напитков даже на средние расстояния.
Кроме того, для потребителя покупка в магазине и доставка домой нескольких литров напитка является достаточно обременительной задачей.
Использование индивидуальных одноразовых емкостей с концентратами соков и вкусоароматическими сиропами самых различных видов и вкусовых направлений позволит значительно сократить вышеназванные затраты и повысить комфортность покупки, хранения и потребления.
Устройство для приготовления напитков позволяет легко и быстро приготовить в домашних условиях любой из известных видов напитка, при этом качество напитка соответствует лучшим образцам промышленного производства, открывая новые потребительские свойства.
2
Так, известна капсульная машина, используемая для приготовления напитков, содержащая емкость для питьевой воды, гидронасос для подачи питьевой воды через устройство дозирования компонентов капсульного типа, имеющее гнездо для установки сменной капсулы и выполненное с функцией извлечения содержимого капсулы в канал подачи питьевой воды в емкость налива напитка, емкость приготовления горячей воды, оснащенную устройством подогрева воды, а также электронную систему управления клапанами открытия и закрытия соединительных шлангов. Машина снабжена емкостью приготовления охлажденной воды с устройством охлаждения и сатуратором, с которым сообщен баллон с CO, при этом вход гидронасоса сообщен с соединительными шлангами, с которыми сообщены емкости для питьевой воды, приготовления горячей воды и приготовления охлажденной воды, а с выходом гидронасоса сообщены сатуратор, емкость приготовления охлажденной воды и устройство дозирования компонентов капсульного типа, а в каждом соединительном шланге установлен отдельный клапан для открытия и закрытия канала в соединительном шланге (RU 128977, A47J 31/00, опубл. 20.06.2013).
Недостаток данного устройства заключается в недостаточной продуманности конструктивной схемы, обеспечивающей «проточный» метод извлечения концентрата из капсулы. При «проточном» методе извлечения концентрата в капсуле всегда остается вода в количестве, равном объему капсулы. Удаление и утилизация проколотой капсулы с водой связана с неизбежным выливанием ее содержимого на стол, пол, руки и т.д., но и является неэкологичным, так как после каждого потребления вместе с капсулой выбрасывается около 40 мл чистой питьевой воды. При многомиллионном их потреблении величина потерь питьевой воды очевидна.
В рамках настоящего изобретения предлагается использовать вакуумный способ извлечения концентрата из емкости с концентратом напитка (например, капсулы), что дает возможность использовать концентрат без потерь. Это является основным отличием описываемого устройства от аналогичных устройств, в которых используется «проточный» или «напорный» метод извлечения концентрата из капсулы проходящей через нее струей воды. Благодаря схеме вакуумирования, продукт полностью извлекается не только из емкости с концентратом напитка, но и из трубопроводов и узлов машины, что улучшает микробиологическое состояние последних и позволяет утилизировать емкость абсолютно пустой. Утилизация пустой емкости из под концентрата напитка не только удобна, но и обеспечивает экономию питьевой воды в количестве около 40 мл с каждой использованной капсулы, что не так мало при многомиллионном их потреблении.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности работы устройства при полном опорожнении емкости с концентратом напитка за счет вакуумном откачивании ее содержимого.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для приготовления напитков, содержащем размещенные в общем корпусе и прикрепленные к нему емкость для питьевой воды, связанную с емкостью приготовления охлажденной воды, снабженной узлом охлаждения воды, гидронасос для подачи питьевой воды через узел дозирования компонентов из емкости с концентратом напитка, имеющий гнездо для установки сменной емкости с концентратом напитка и выполненный с функцией извлечения содержимого емкости в канал подачи питьевой воды для направления в емкость приема напитка, а также электронную систему управления электромагнитным клапаном открытия и закрытия канала прохождения охлажденной воды, краном и гидронасосом. Указанный клапан размещен в соединительном шланге, сообщающем емкость приготовления охлажденной воды с узлом дозирования компонентов из емкости с концентратом напитка, в котором канал прохождения охлажденной воды сообщен с каналом подачи концентрата напитка из емкости, а гидронасос для подачи питьевой воды размещен на выходе канала прохождения охлажденной воды из узла дозирования компонентов из емкости с концентратом напитка, причем система управления электромагнитным клапаном открытия и закрытия канала прохождения охлажденной воды выполнена с возможностью реализации функции закрытия этого канала и создания в нем вакуума для опорожнения содержимого сменной емкости с концентратом напитка и с возможностью реализации функции закрытия этого канала и создания в нем вакуума для опорожнения этого канала и сменной емкости с концентратом напитка от жидкости.
В преимущественном варианте устройства для приготовления напитков гнездо для установки сменной емкости с концентратом напитка выполнено с возможностью размещения одноразовой капсулы или емкости типа Дой-Пак.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 - принципиальная схема построения капсульной машины для приготовления напитков;
фиг. 2 - конструкция узла дозирования компонентов из емкости капсульного типа.
фиг. 3 - конструкция узла дозирования компонентов из емкости типа Дой-Пак.
Согласно настоящему изобретению рассматривается конструкция устройства, предназначенного для приготовления напитков на основе питьевой воды. Основной особенностью устройства является метод вакуумного полного извлечения содержимого емкости с концентратом напитка (например, емкости капсульного типа - капсулы одноразового использования) и воды из соединительных шлангов и самой капсулы одноразового использования.
В общем случае устройство для приготовления напитков содержит размещенные в общем корпусе и прикрепленные к нему емкость для питьевой воды, связанную с емкостью приготовления охлажденной воды, снабженной узлом охлаждения воды, гидронасос для подачи питьевой воды через узел дозирования компонентов из емкости капсульного типа, имеющий гнездо для установки сменной емкости с концентратом напитка и выполненный с функцией извлечения содержимого емкости в канал подачи питьевой воды для направления в емкость приема напитка, клапаны, а также электронную систему управления.
Клапан подачи воды размещен в соединительном шланге, сообщающем емкость приготовления охлажденной воды с узлом дозирования компонентов из емкости капсульного типа, в котором канал прохождения охлажденной воды сообщен с каналом подачи концентрата напитка из емкости.
При этом гидронасос для подачи питьевой воды размещен на выходе канала прохождения охлажденной воды из узла дозирования компонентов из емкости с концентратом напитка, а система управления электромагнитным клапаном подачи воды канала прохождения охлажденной воды выполнена с возможностью реализации функции закрытия этого канала и создания в нем вакуума для полного опорожнения содержимого сменной емкости с концентратом напитка и с возможностью реализации функции закрытия этого канала и создания в нем вакуума для полного опорожнения этого канала и сменной емкости от жидкости (воды).
Принципиальная схема машины для приготовления напитков показана на фиг. 1.
2
Устройство выполнено в корпусе, на стенках и дне которого закреплены емкость 1 для хранения питьевой воды объемом около 2 л, узел охлаждения 2 компрессорного типа или цикла Пельтье с емкостью 3 объемом около 1 л для хранения охлажденной до +4°C воды. Для повышения эффективности охлаждения используется циркуляционный насос 4 или магнитная мешалка. В машине имеются электромагнитные клапаны подачи воды 5 и подачи CO 24, обратный клапан 23, трехходовой кран 7, узел дозирования компонентов из емкости капсульного типа 6, гидронасос 8, размещенный на выходе канала прохождения охлажденной воды из узла дозирования компонентов из емкости с концентратом напитка 6. При этом в узле 6 канал 9 прохождения охлажденной воды сообщен с каналом подачи концентрата напитка из емкости.
2
Также имеется электронный блок управления клапанами и насосом 10, узел газации напитка углекислотой, который состоит из проточного карбонизатора 12 и одноразового или заправляемого баллона с CO 13 и соединительные шланги 11.
Для приготовления напитка устройство включается в электросеть, емкости 1 и 3 заполнены питьевой водой, в емкости 3 происходит ее охлаждение до температуры +4°С, а в узел 6 устанавливается одноразовая емкость с концентратом напитка.
Для охлаждения воды используется термоэлектрический элемент Пельтье в количестве 1-2 шт. Эффект Пельтье широко применяется в промышленности для охлаждения различных сред - жидких, твердых и газообразных. Узел охлаждения состоит из теплоизолированной емкости объемом около 1 л, в которую помещена холодная сторона элемента Пельтье с радиатором охлаждения в виде металлических пластин для повышения эффективности охлаждения, электронного узла управления и узла охлаждения горячей стороны элемента Пельтье с радиатором и вентилятором.
Схема узла дозирования компонентов из емкости с концентратом напитка капсульного типа 6 показана на фиг. 2.
В основание 14 устанавливается капсула 15 объемом около 40 мл с концентратом выбранного напитка. Капсула 15 изготавливается методом вакуумной формовки из пищевого пластика или алюминиевой фольги. Сверху капсула запаивается алюминиевой платинкой 16 (крышкой). Капсула выдерживает высокие температуры, что позволяет использовать пастеризацию, обеспечивающую длительный срок хранения концентрата (сиропа) без использования консервантов.
Крышка 17 с уплотнительным кольцом 18 оказывает на капсулу давление Р посредством эксцентрикового механизма, резьбового устройства или электромеханического устройства. Под усилием Р капсула прокалывается полой иглой 19. Уплотнительные кольца 18 и 20 (между дном капсулы и входом в канал сообщения с каналом 9 прохождения охлажденной воды) полностью герметизирует капсулу. Для удаления без остатка концентрата напитка в капсуле изготовлено углубление в месте прокола иглой 19.
Для удобства вынимания использованной капсулы применены два четвертьсферических паза 21.
Алгоритм работы капсульного устройства для приготовления напитков определяется видом приготавливаемого напитка.
2
Для приготовления негазированного напитка по команде пользователя электронный блок управления 10 переводит трехходовой кран 8 в положение «негазированный напиток», т.е. закрывает вход в карбонизатор 12. Возможно использование ручного привода в трехходовом кране, что не изменяет алгоритма работы устройства. Клапан 24 подачи CO закрыт. Далее блок управления 10 открывает электромагнитный клапана 5 (фиг. 1) и включает гидронасос 8. Охлажденная вода из емкости 3 начинает поступать в емкость 22 (например, разовый пластиковый стаканчик) через вывод подачи негазированного напитка, минуя карбонизатор 12. В автоматическом режиме через несколько секунд после начала поступления воды перекрывается электромагнитный клапан 5 и поступление воды прекращается. Гидронасос 8 продолжает работать, чем создает в капсульном блоке 6 перед собой вакуум, обеспечивая поступление из капсулы концентрата в емкость 22. Далее вновь открывается электромагнитный клапан 5, обеспечивая подачу воды из емкости 1 в емкость 22. При этом обеспечивается хорошая смешиваемость воды и концентрата до гомогенного состояния готового напитка. В завершение на короткое время вновь закрывается электромагнитный клапан 5 и под воздействием вакуума, создаваемого мембранным гидронасосом 8, происходит полное освобождение капсулы и канала 9 и соединительных шлангов 11 от воды и концентрата.
Время работы гидронасоса 8, цикличность открытия-закрытия электромагнитного клапана 5 задается в блоке управления 10 производителем, но и может изменяться пользователем, обеспечивая приготовления напитка разной степени концентрированности в зависимости от индивидуального предпочтения.
2
2
Для приготовления газированного напитка трехходовой кран 7 электронным блоком управления 10 (возможен ручной привод крана) переводится в положение «газированный напиток», чем открывается доступ напитка в карбонизатор 12 проточного типа и закрывается магистраль вывода подачи негазированного напитка. Дальнейшая работа капсульного устройства происходит в вышеописанном режиме приготовления негазированного напитка с той лишь особенностью, что одновременно с включением насоса 8 открывается клапан подачи CO 24. В проточном карбонизаторе 12 происходит насыщение готового напитка углекислотой в потоке. Газированный напиток поступает в емкость 22 через вывод подачи газированного напитка. Обратный клапан 23 исключает проникновение готового напитка в магистраль CO.
Помимо использования капсулы в устройстве для приготовления напитков, возможно применение упаковки типа Дой-Пак 25 (фиг. 3), которая обладает всеми свойствами и качествами капсулы и расширяет функциональность устройства. Возможно использование пакета достаточно большого объема для приготовления нескольких порций напитка в течении дня, при этом пакет Дой-Пак не нужно удалять из устройства до его полного опорожнения.
Для использования емкости типа Дой-Пак в схему устройства не надо вносить какие- либо изменения. Достаточно лишь установить в узел дозирования компонентов переходник 26, в который при помощи резьбового соединения устанавливается пакет системы Дой-Пак.
Новым в заявленном устройстве является:
- применение вакуумного способа извлечения концентрата из емкости с концентратом напитка дает возможность использовать концентрат без потерь. Это является основным отличием вакуумного способа извлечения от проточного, когда концентрат вымывается из емкости с концентратом напитка (капсулы) проходящей через нее струей воды. Благодаря схеме вакуумирования, продукт полностью извлекается не только из трубопроводов и узлов машины, но и из емкости тоже. Это позволяет утилизировать емкость из под концентрата напитка абсолютно пустой. При «проточном» методе извлечения концентрата в емкости (капсуле) всегда остается жидкость в количестве, равном объему емкости (капсуле). Удаление и утилизация проколотой емкости (капсуле) с водой связана с неизбежным выливанием ее содержимого на стол, пол, руки и т.д. и является неэкологичным, т.к после каждого потребления вместе с капсулой выбрасывается около 40 мл чистой питьевой воды. При многомиллионном их потреблении величина потерь питьевой воды очевидна;
- возможность приготовить в домашних условиях напитки, не уступающие по органолептическим и физико-химическим показателям лучшим готовым напиткам промышленного производства;
- имеется возможность изменения дозирования как воды, так и самого концентрата пользователем в соответствии с его вкусовыми предпочтениями (путем регулирования времени открытия или закрытия электромагнитного клапана);
- использование одноразовой емкости типа капсулы или пакета Дой-Пак дает возможность применять при производстве концентратов соков и вкусоароматических сиропов самые современные технологии, обеспечивающие длительный срок хранения продукции без внесения консервантов и искусственных ингредиентов, высокие органолептические показатели и сохранение полезных свойств;
- снижение транспортно-логистических издержек благодаря концентрированности продукции;
- устройство открывает новые потребительские свойства.
Настоящее изобретение промышленно применимо и может быть реализовано посредством известных технологий по изготовлению устройств типа кулеров и кофемашин.