ОДНОРАЗОВЫЙ УЗЕЛ, СИСТЕМА И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВСПЕНЕННОГО ПИЩЕВОГО ПРОДУКТА
DISPOSABLE UNIT, SYSTEM AND METHOD OF PREPARING FOAMED FOOD PRODUCT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к одноразовому узлу для жидкого пищевого продукта, например молочного продукта, молочного, пенного, кремового или газированного десерта или другого продукта.
Такой одноразовый узел известен из патентной заявки WO-A1-2011/028117. В соответствии с патентной заявкой WO-A1-2011/028117 этот одноразовый узел, например, содержащий продукт, такой как молоко, функционально связан с рабочим устройством, например, для получения и выпуска молочной пены. Одноразовый узел содержит контейнер, снабженный входом для текучей среды для подачи текучей среды, поступающей от средств для подачи текучей среды указанного рабочего устройства, во внутреннее пространство, окруженное этим контейнером. Текучая среда, поданная рабочим устройством в контейнер, может удерживаться во внутреннем пространстве при требуемом давлении (в частности, давлении вытеснения продукта, превышающем атмосферное), под воздействием которого может быть произведена дозированная подача этого молока при помощи средств дозированной подачи. Эти средства дозированной подачи содержат микрофильтрационное устройство для вспенивания молока посредством ввода газа, такого как воздух, через микрофильтрационное устройство в молоко, протекающее через него. Рабочее устройство содержит охлаждающие средства для охлаждения молока в одноразовом узле для того, чтобы предотвратить возможное ухудшение качества этого молока. Кроме того, для дозированной подачи горячего продукта рабочее устройство может содержать парогенератор или средства, использующие горячую воду, соединенные с клапанным устройством, расположенным между указанным контейнером и микрофильтрационным устройством, для нагрева молока, вытесненного из контейнера. Кроме того, клапанное устройство может быть установлено таким образом, чтобы пропускать только указанный пар для очистки микрофильтрационного устройства и устройств, при необходимости выполненных далее по технологической цепочке работы микрофильтрационного устройства.
Хотя такой одноразовый узел является очень удобным для пользователя, особенно, когда такой одноразовый узел содержит скоропортящийся жидкий пищевой продукт, такой как молоко, оно требует охлаждения во время транспортировки, а также требует наличия охлаждающего устройства в рабочем устройстве, что требует относительно много энергии. Кроме того, в случае горячего вспененного продукта, подлежащего дозированной подачи, для нагрева молока рабочее устройство требует наличия парогенератора, который не только потребляет относительно много энергии, но и требует наличия механической конструкции, которая может оказывать сопротивление высокому давлению, возникающему при производстве пара, вследствие чего рабочее устройство должно быть механически прочным и, поэтому, относительно дорогим. Кроме того, горячий пенный продукт, произведенный из молока, содержащегося в одноразовом узле, имеет так называемый "привкус кипяченого молока", который большинство потребителей находят менее привлекательным, чем вкус обычного молока. Кроме того, поскольку молоко очень быстро портится, требуются дополнительные меры в отношении гигиены и, как описано в патентной заявке WO-A1-2011/028117, следовательно, требуется частая очистка. Такая частая очистка является затратной не только с точки зрения, например, энергии, используемой для производства пара для очистки, но и с точки зрения времени простоя рабочего устройства во время этой очистки. Кроме того, требуется, чтобы рабочее устройство имело средства для подачи текучей среды для создания избыточного давления в контейнере для вытеснения из него жидкого пищевого продукта, такого как молоко.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Соответственно, объектом настоящего изобретения является создание одноразового узла для жидкого пищевого продукта, с помощью которого, в частности, особенно эффективным способом может быть получен вспененный продукт без привкуса тепловой обработки, относительно недорогими и износостойкими средствами, использующими относительно немного энергии, и с помощью которого, в частности, могут соблюдаться строгие стандарты в отношении гигиены по меньшей мере при существенном уменьшении очистки.
С этой целью настоящим изобретением предложен одноразовый узел для жидкого пищевого продукта, который содержит контейнер, содержащий указанный жидкий пищевой продукт в концентрированной форме; эдуктор; микрофильтрационное устройство; транспортировочную трубку, соединяющую выходное отверстие указанного эдуктора с входным отверстием микрофильтрационного устройства; трубку для концентрированного жидкого пищевого продукта, присоединяющую контейнер к входному отверстию для концентрированного жидкого пищевого продукта указанного эдуктора; водяную входную трубку, соединяющую входное отверстие для воды эдуктора с соединительной частью для воды этого одноразового узла, выполненной для присоединения к внешнему источнику воды под давлением, указанное входное отверстие для жидкого пищевого продукта эдуктора расположено между указанными входным отверстием для воды и выходным отверстием эдуктора; газовую входную трубку, присоединяющую микрофильтрационное устройство к соединительной части для газа этого одноразового узла, выполненной для присоединения к внешнему источнику газа под давлением; и выходную трубку для вспененного пищевого продукта, присоединяющую выходное отверстие микрофильтрационного устройства к выходному соединительной части этого одноразового узла для выпуска вспененного пищевого продукта, предпочтительно вспененного жидкого пищевого продукта, созданного при помощи микрофильтрационного устройства из одноразового узла. Благодаря использованию одноразового узла для концентрированного жидкого пищевого продукта возможно сохранять этот одноразовый узел в течение продолжительного периода времени при температурах окружающей среды, т.е. без охлаждения, без ухудшения качества этого концентрированного жидкого пищевого продукта. В частности, использование эдуктора делает возможным, с одной стороны, добавление такого количества воды в концентрированный жидкий пищевой продукт, что после смешивания с водой получают вспененный пищевой продукт по существу с обычным количеством сухого вещества или обычным количеством содержания жидкости, также называемого в настоящем документе неконцентрированным содержанием жидкости. Это обеспечивает возможность приготовления вспененного пищевого продукта, имеющего особенно приятный вкус. С другой стороны, эдуктор может быть использован для извлечения концентрированного жидкого пищевого продукта из контейнера посредством всасывания, обеспеченного при помощи воды, протекающей через эдуктор, таким образом, что для вытеснения концентрированного жидкого пищевого продукта из указанного узла нет потребности в дополнительных устройствах. Таким образом, является возможным, что устройство для приготовления продукта или рабочее устройство, в котором должен использоваться указанный одноразовый узел, может быть изготовлено относительно компактным и относительно недорогостоящим. Кроме того, такой одноразовый узел может содержать концентрированный жидкий пищевой продукт очень гигиенично, например, в случае, когда узел заполнен этим концентрированным жидким пищевым продуктом в стерильных условиях.
В особенно предпочтительном варианте осуществления одноразового узла в соответствии с настоящим изобретением эдуктор содержит корпус, содержащий сужающееся сопло, которое непосредственно сообщается с входным отверстием для воды этого эдуктора, смесительную камеру и зону низкого давления (например, сформированную при помощи диффузора или трубки Вентури), которая непосредственно сообщается с выходным отверстием эдуктора. Таким способом может быть реализовано очень эффективное и воспроизводимое смешивание концентрированного жидкого пищевого продукта с водой, приводящее к приготовлению воспроизводимого и стабильного вспененного пищевого продукта.
Еще в одном варианте осуществления одноразового узла в соответствии с настоящим изобретением микрофильтрационное устройство выполнено из гидрофобного материала. Таким способом микрофильтрационное устройство отталкивает воду и возможные загрязнения, содержащиеся в ней, что обеспечивает возможность использования указанного одноразового узла более гигиеничным образом. Еще в одном варианте осуществления одноразового узла в соответствии с настоящим изобретением микрофильтрационное устройство содержит средства с микрофильтрационной поверхностью, имеющей поры, пропускающие газ, и имеющей входное и выходное отверстия для продукта. Таким способом, когда одноразовый узел функционально связан с устройством для приготовления продукта, жидкий продукт протекает сквозь указанные средства из входного отверстия в выходное отверстие для того, чтобы насыщаться газом стерильным способом.
В предпочтительном варианте осуществления микрофильтрационное устройство содержит микрофильтрационное устройство с трубчатой микрофильтрационной стенкой, имеющей поры, пропускающие газ, содержащее входное отверстие и выходное отверстие, при этом указанное микрофильтрационное устройство дополнительно содержит корпус, окружающий трубчатую микрофильтрационную стенку для формирования пространства для подачи газа между трубчатой микрофильтрационной стенкой и корпусом, причем корпус содержит отверстие для газа, сообщающееся с газовой входной трубкой, а трубчатая микрофильтрационная стенка выполнена из гидрофобного материала. Таким способом, когда одноразовый узел функционально связан с устройством для приготовления продукта, жидкий продукт подают на микрофильтрационное устройство для того, чтобы насыщать газом стерильным способом, поскольку микрофильтрационное устройство из гидрофобного материала функционирует в качестве фильтра НЕРА (High-Efficiency Particulate Air, высокоактивного распыленного воздуха), что приводит к высоко гигиеническому способу приготовления вспененного пищевого продукта. В частности, при приготовлении молочного пенного продукта использование изобретательского микрофильтрационного устройства для добавления газа в продукт может обеспечивать в высокой степени стабильную привлекательную пену, в частности, постоянного качества относительно простым способом. Кроме того, для различных способных к вспениванию продуктов может быть получено особенно высокое "увеличение в объеме" (также иногда называемое "степенью аэрации"). В этом отношении наблюдалось, что увеличение объема продукта после вспенивания часто указывают с помощью термина "увеличение в объеме" или "процентное увеличение в объеме". Процентное увеличение в объеме дает увеличение объема продукта Р после вспенивания по отношению к объему невспененного продукта и может быть представлено как:
где Wp представляет массу установленного объема невспененного продукта, a Ws - массу того же объема вспененного продукта (с учетом любого продукта высушенного посредством этого). Таким образом, процентное увеличение в объеме, равное 100%, означает, что объем 100 мл после дозированной подачи увеличился до 200 мл.
Предпочтительно микрофильтрационная стенка содержит поры, пропускающие газ, размер которых находится в диапазоне 0,05-10 микрон, в частности, размер пор по меньшей мере 0,1 микрон и менее чем 2 микрона, в частности, размер пор по меньшей мере 0,2 микрона и менее чем 1,5 микрона.
Жидкий пищевой продукт, содержащийся в одноразовом узле, может быть (фруктовым) соком/напитком, алкоголесодержащим напитком или основой для напитка, например, пивом или вином, молочным продуктом или напитком на молочной основе, например, сывороточным напитком или напитком на основе пермеата, (молочным) коктейлем, шоколадным напитком, (питьевым) йогуртом, соусом, мороженым или десертом, соком, настоящее изобретение является особенно преимущественным, когда концентрированный жидкий пищевой продукт является концентрированным продуктом на основе молока. Продукт дополнительно может содержать, например, растительный или животный жир или масло, загуститель, сахар, подсластители, ароматизатор, краситель и/или тому подобное и/или различные другие ингредиенты. Продукт даже может содержать, например, непотребляемый продукт, продукт для ухода за телом, вещество для лечения волос или тому подобное. Предпочтительно концентрированное молоко содержит от 20 до 30% (масс.) сухого вещества, предпочтительно от 23 до 27% (масс.) сухого вещества, а неконцентрированное молоко, т.е. молоко с обычным содержанием жидкости, содержит 10% (масс.) сухого вещества.
Еще в одном варианте осуществления одноразового узла в соответствии с настоящим изобретением контейнер для содержания жидкого пищевого продукта в концентрированной форме содержит соединительную часть для концентрированного жидкого пищевого продукта, выполненную для присоединения к указанной трубке для концентрированного жидкого пищевого продукта, причем эдуктор, микрофильтрационное устройство, транспортировочная трубка, трубка для концентрированного жидкого пищевого продукта, водяная входная трубка, соединительная часть для воды, газовая входная трубка, соединительная часть для газа, выходная трубка для вспененного пищевого продукта и выходная соединительная часть смонтированы в один блок, который присоединен с возможностью отсоединения при помощи трубки для концентрированного жидкого пищевого продукта к указанной соединительной части для концентрированного жидкого пищевого продукта, а указанный блок предпочтительно выполнен из гидрофобного материала. Таким способом одноразовый узел может быть реализован воспроизводимым относительно низкозатратным способом, в то же время предотвращая загрязнение компонентов этого узла. Например, блок может быть присоединен без возможности отсоединения к контейнеру, а также может быть удален, использован повторно или иным образом утилизирован после использования вместе с контейнером или без него. В другом варианте осуществления изобретения, блок может быть отдельной частью, а также может, например, быть отделен от использованного контейнера для совмещения со следующим контейнером. В последнем случае перед повторным использованием блок предпочтительно стерилизуют, например, при помощи использования микроволновой печи.
Еще в одном варианте осуществления одноразового узла в соответствии с настоящим изобретением гигиена может быть дополнительно улучшена посредством закрытия по меньшей мере одной соединительной части и, предпочтительно, всех соединительных частей посредством асептического уплотнения.
Одноразовый узел в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, например, в случае концентрированного молока в качестве концентрированного жидкого пищевого продукта, может быть использован в профессиональных коммерческих предприятиях, таких как рестораны, при температуре окружающей среды, т.е. комнатной температуре до 40°C в течение одной недели без ухудшения качества молока. Кроме того, такой одноразовый узел не требует замены в системе, которая приготавливает молочную пену при среднем количестве порций обычно между 100 и 150 порциями, когда он содержит объем молока в концентрированной форме от 2 до 5 литров, предпочтительно 3-4 литра. Для домашнего использования одноразовый узел в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно содержит объем молока в концентрированной форме от 0,5 до 1 литра. Это же является верным для других концентрированных жидких пищевых продуктов.
В предпочтительном варианте осуществления одноразового узла в соответствии с настоящим изобретением одноразовый узел содержит средства для обеспечения постоянного потока газа в микрофильтрационное устройство, предпочтительно сформированные при помощи редукционного клапана. В эксплуатации эти средства могут обеспечивать правильную работу микрофильтрационного устройства независимо от того, как на соединительную часть для газа этого одноразового узла газ подают под давлением.
Еще в одном варианте осуществления одноразового узла в соответствии с настоящим изобретением водяная входная трубка этого одноразового узла содержит инжекторный клапан для задействования соединения входного отверстия для воды эдуктора с входным отверстием для концентрированного жидкого пищевого продукта эдуктора и прекращения задействования соединения входного отверстия для воды эдуктора с входным отверстием для концентрированного жидкого пищевого продукта эдуктора, соответственно. Таким способом является возможным блокировать эдуктор от входного отверстия для концентрированного жидкого пищевого продукта этого эдуктора таким образом, что загрязнение одноразового узла через соединительную часть для воды может быть по меньшей мере снижено, поскольку может быть предотвращен контакт между водой и концентрированным жидким пищевым продуктом, когда отключено соединение входного отверстия для воды эдуктора с входным отверстием для концентрированного жидкого пищевого продукта эдуктора. Предпочтительно инжекторный клапан является поворотным инжекторным клапаном, что может приводить к компактному и механически простому одноразовому узлу. Особенно преимущественно, когда для прекращения задействования соединения входного отверстия для воды эдуктора с входным отверстием для концентрированного жидкого пищевого продукта эдуктора инжекторный клапан смещают. Таким способом указанное соединение отключено в том случае, когда на инжекторный клапан не действуют никакие внешние силы, в результате чего может быть предотвращено загрязнение концентрированного жидкого пищевого продукта. Смещение инжекторного клапана может быть реализовано, например, посредством эластичных средств, таких как пружины, или любых других известных смещающих средств.
Затем может быть получено улучшенное предотвращение загрязнения, когда инжекторный клапан расположен с возможностью задействования соединения контейнера с выходным отверстием для жидкого пищевого продукта эдуктора, когда инжекторный клапан включает соединение входного отверстия для воды эдуктора с соединительной частью для воды одноразового узла, а также с возможностью прекращения задействования соединения контейнера с выходным отверстием для вспененного пищевого продукта эдуктора, когда инжекторный клапан включает соединение входного отверстия для воды эдуктора с соединительной частью для воды одноразового узла, соответственно. Таким способом возможна промывка эдуктора и микрофильтрационного устройства.
Когда сужающееся сопло выполнено в виде инжекторного клапана, может быть получен очень компактный вариант осуществления одноразового узла в соответствии с настоящим изобретением.
Настоящее изобретение дополнительно относится к системе для приготовления вспененного пищевого продукта, содержащей: устройство для приготовления продукта для приготовления указанного вспененного пищевого продукта и одноразовый узел в соответствии с настоящим изобретением, при этом устройство для приготовления продукта содержит источник воды, нагреватель для нагрева воды, средства для нагнетания давления воды, выполненные с возможностью соединения с соединительной частью для воды одноразового узла для подачи воды во входное отверстие для воды эдуктора одноразового узла и отсоединения от него, источник находящегося под давлением газа, выполненный с возможностью соединения с соединительной частью для газа одноразового узла для подачи находящегося под давлением газа во входное отверстие для газа микрофильтрационного устройства и отсоединения от него. Источник воды устройства для приготовления продукта может быть, например, водяным резервуаром или может быть сформирован посредством соединения с водопроводной сетью. Эта система особенно удобна для пользователя системы, поскольку действующее соединение одноразового узла с устройством для приготовления продукта может быть реализовано быстро и воспроизводимо, кроме того, система может быть легко сконструирована с возможностью дозированной подачи продукта надежным гигиеническим способом.
В конкретном варианте осуществления системы для приготовления вспененного пищевого продукта в соответствии с настоящим изобретением нагреватель для нагрева воды выполнен с возможностью нагрева воды до температуры в диапазоне между 60°C и 110°C, предпочтительно от 90°C до 98°C, более предпочтительно от 95°C до 98°C. В отличие от пара, введенного в жидкий продукт перед тем, как он входит в микрофильтрационное устройство, как описано в патентной заявке WO-A1-2011/028117, нагреватель в соответствии с этим вариантом осуществления требует существенно меньшее количество энергии, в тоже время все еще будучи способным воспроизводимо производить вспененный пищевой продукт при повышенной температуре. По сравнению с использованием пара вспененный пищевой продукт может быть получен без привкуса тепловой обработки, что оказывается довольно привлекательным по меньшей мере для некоторых потребителей. Кроме того, в соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения является возможным корректное получение вспененного пищевого продукта при помощи использования средств для нагнетания давления воды, выполненные с возможностью нагнетания давления воды в диапазоне между 0,1 и 0,2 МПа. По сравнению с существующими устройствами для приготовления продукта такое давление является относительно низким и может быть реализовано при относительно низких затратах.
В варианте осуществления системы для приготовления вспененного пищевого продукта в соответствии с настоящим изобретением указанная система содержит средства для обеспечения постоянного потока газа на микрофильтрационное устройство, предпочтительно сформированные при помощи редукционного клапана. Эти средства могут быть частью устройства для приготовления продукта и/или быть частью одноразового узла. Еще в одном варианте осуществления системы для приготовления вспененного пищевого продукта в соответствии с настоящим изобретением источник находящегося под давлением газа выполнен с возможностью подачи находящегося под давлением газа при незначительно избыточном давлении, находящемся в диапазоне между 0,101 и 0,15 МПа, причем источник находящегося под давлением газа содержит газовый контейнер с постоянно действующим газовым насосом или компрессором для обеспечения потока газа от 0,05 до 1,2 нл/мин, предпочтительно от 0,05 до 0,4 нл/мин, более предпочтительно от 0,15 до 0,4 нл/мин, наиболее предпочтительно от 0,2 до 0,3 нл/мин, и редукционный клапан. Таким способом может быть получена значительная скорость потока газа для введения газа через микрофильтрационное устройство в продукт посредством использования относительно низкозатратных средств, используя относительно низкое количество энергии. Предпочтительно редукционный клапан содержит отверстие, имеющее диаметр в диапазоне между 0,03 мм и 0,3 мм, предпочтительно между 0,05 мм и 0,1 мм таким образом, что может быть создана постоянная скорость потока газа.
Еще в одном варианте осуществления системы для приготовления вспененного пищевого продукта в соответствии с настоящим изобретением устройство для приготовления продукта содержит управляющее устройство для регулировки работы источника находящегося под давлением газа, датчик для обнаружения соединения и отсоединения источника находящегося под давлением газа и соединительной части для газа одноразового узла, соответственно, и для подачи сигнала, указывающего на это соединение или отсоединение, соответственно, на управляющее устройство, при этом управляющее устройство выполнено с возможностью непрерывной активации источника находящегося под давлением газа между обнаруженным соединением с соединительной частью для газа одноразового узла или обнаруженным отсоединением этой соединительной части для газа. Таким способом при приготовлении вспененного пищевого продукта через микрофильтрационное устройство в продукт могут не только подавать стерильный газ, но также стерильный газ непрерывно подают для поддержания системы под постоянным стерильным незначительно избыточном давлении. Это в значительной степени снижает риск роста микроорганизмов, что может приводить к тому, что концентрированный жидкий пищевой продукт будет сохранять свою стерильность в течение длительного времени, даже в условиях окружающей среды.
Альтернативно или дополнительно, риск роста микроорганизмов может быть в значительной степени снижен в варианте осуществления системы для приготовления вспененного пищевого продукта в соответствии с настоящим изобретением, которая содержит одноразовый узел, имеющий инжекторный клапан, причем средства для нагнетания давления воды устройства для приготовления продукта содержат привод инжекторного клапана, выполненный с возможностью взаимодействия с инжекторным клапаном, когда средства для нагнетания давления воды соединены с соединительной частью для воды одноразового узла, при этом привод инжекторного клапана выполнен с возможностью помещения этого инжекторного клапана во включающее положение для задействования соединения входного отверстия для воды эдуктора с входной соединительной частью одноразового узла и с возможностью помещения этого инжекторного клапана в отключающее положение для прекращения задействования соединения входного отверстия для воды эдуктора с входной соединительной частью одноразового узла, соответственно. Тогда с точки зрения предотвращения загрязнения концентрированного жидкого пищевого продукта в одноразовом узле особенно преимущественно, когда привод инжекторного клапана функционально связан с управляющим устройством. Таким способом возможно прекращения задействование и задействование соединения входного отверстия для воды эдуктора с входной соединительной частью одноразового узла, соответственно, после того, как средства для нагнетания давления воды устройства для приготовления продукта были присоединены к водяной соединительной части одноразового узла для подачи воды во входное отверстие для воды эдуктора одноразового узла.
Еще в одном варианте осуществления системы для приготовления вспененного пищевого продукта в соответствии с настоящим изобретением управляющее устройство выполнено с возможностью регулировки работы нагревателя для нагрева воды и средствами для нагнетания давления воды, при этом указанное управляющее устройство выполнено с возможностью управления приводом инжекторного клапана для помещения этого инжекторного клапана во включающее положение в заранее определенный период времени после того, как это управляющее устройство отрегулировало нагреватель для нагрева воды и отрегулировало указанные средства для нагнетания давления воды. Таким способом возможно - при использовании - подавать только нагретую или горячую воду в эдуктор одноразового узла, что предотвращает наличие или рост микроорганизмов или снижает его. Заранее определенный временной предел установлен таким образом, что получен достаточный нагрев воды, среди прочего зависящий от конкретного типа использованного нагревателя и количества воды, подлежащей нагреву.
Для того, чтобы предотвратить возможность контакта относительно холодной воды с эдуктором после приготовления порции вспененного пищевого продукта при помощи указанной системы, поскольку холодная вода могла бы привести к нежелательному загрязнению, в варианте осуществления системы для приготовления вспененного пищевого продукта в соответствии с настоящим изобретением управляющее устройство выполнено с возможностью управления приводом инжекторного клапана для помещения этого инжекторного клапана в отключающее положение в заранее определенный период времени до того, как управляющее устройство деактивирует нагреватель и средства для нагнетания давления воды. Таким способом может быть реализовано закрытие инжекторным клапаном указанного соединения, при этом вода, подаваемая к инжекторному клапану, остается нагретой или горячей.
Предпочтительно устройство для приготовления продукта не содержит каких-либо охлаждающих устройств для одноразового узла. Поскольку избыточное давление является незначительно избыточным давлением, оно может быть получено посредством относительно низкозатратных устройств и с относительно низким количеством энергии. Если стерильное избыточное давление поддерживают только в течение части всего периода времени, в течение которого одноразовый узел соединен с устройством для приготовления продукта, период времени, в течение которого концентрированный жидкий пищевой продукт поддерживает свою стерильность, будет уменьшаться, но все еще будет дольше по сравнению с ситуацией, в которой вообще не используют стерильное избыточное давление. По сравнению с энергопотреблением системы, раскрытой в патентной заявке WO-A1-2011/028117, энергопотребление настоящей изобретательской системы в значительной степени снижено, и при этом может быть создан продукт с более привлекательным вкусом при очень редкой очистке.
Настоящее изобретение является особенно преимущественным в случае системы для приготовления вспененного пищевого продукта, в которой устройство для приготовления продукта выполнено с возможностью приготовления вспененного пищевого продукта, такого как молочная пена, имеющего температуру в диапазоне, как правило, между 50°C и 85°C, более предпочтительно между 60°C и 70°C, наиболее предпочтительно в диапазоне между 65°C и 68°C.
Настоящее изобретение также относится к способу приготовления вспененного пищевого продукта, использующему систему в соответствии с настоящим изобретением и включающему этап соединения одноразового узла с устройством для приготовления продукта, этап нагрева и нагнетания давления воды и этап подачи указанной нагретой воды на входное отверстие для воды эдуктора для извлечения концентрированного жидкого пищевого продукта из контейнера и для смешивания этого концентрированного жидкого пищевого продукта с нагретой водой. Таким образом, эдуктор используют для увлечения концентрированного жидкого из контейнера посредством всасывания, обеспеченного посредством воды, протекающей через эдуктор, таким образом, что нет потребности в никаких дополнительных устройствах для вытеснения концентрированного жидкого пищевого продукта из указанного узла.
В варианте осуществления способа приготовления вспененного пищевого продукта в соответствии с настоящим изобретением, посредством которого в значительной степени может быть снижен риск роста микроорганизмов, указанный способ включает этап задействования соединения входного отверстия для воды эдуктора с соединительной частью для воды одноразового узла между этапом нагрева и нагнетания давления воды и этапом подачи этой нагретой воды.
В предпочтительном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением указанный способ включает этап нагрева воды до такой температуры и подачи нагретой воды при таком давлении на входное отверстие для воды эдуктора, что концентрированный жидкий пищевой продукт извлекают из контейнера в таком количестве, что после смешивания с нагретой водой получают жидкий пищевой продукт по существу с обычным количеством сухого вещества или обычным количеством содержания жидкости. Таким способом является возможным получение жидкого пищевого продукта с обычным содержанием жидкости из концентрированного жидкого пищевого продукта посредством только регулировки температуры и давления подачи воды. Особенно преимущественно, использование эдуктора делает возможным добавление такого количества воды в концентрированный жидкий пищевой продукт, что после смешивания с водой получают жидкий пищевой продукт по существу с обычным количеством содержания жидкости, также называемого в настоящем документе неконцентрированным содержанием жидкости. Это обеспечивает возможность приготовления вспененного пищевого продукта, имеющего особенно приятный вкус.
Когда в качестве концентрированного жидкого пищевого продукта используют концентрированное молоко, имеющее от 20 до 30% (масс.) сухого вещества, предпочтительно 23-27% (масс.), особенно преимущественно использовать способ в соответствии с настоящим изобретением, в котором воду нагревают до температуры в диапазоне между 60°C и 110°C, предпочтительно от 90°C до 98°C, более предпочтительно от 95°C до 98°C, нагретую воду нагнетают под давлением в диапазоне между 0,11 МПа и 2,5 МПа, предпочтительно между 0,2 МПа и 0,4 МПа, и затем подают во входное отверстие для воды эдуктора. Таким способом при относительно низком количестве энергии может быть произведен нагретый молочный продукт без "привкуса кипяченого молока", имеющий температуру в диапазоне между 60°C и 70°C, предпочтительно в диапазоне между 65°C и 68°C.
В другом варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением указанный способ включает этап содержания одноразового узла при температуре окружающей среды. Благодаря использованию одноразового узла для концентрированного жидкого пищевого продукта является возможным хранение одноразового узла в течение транспортировки и использования в течение продолжительного периода времени при температурах окружающей среды, т.е. без охлаждения, без ухудшения качества этого концентрированного жидкого пищевого продукта.
Еще в одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, в котором указанный способ включает этап подачи газа на микрофильтрационное устройство под давлением от 0,101 МПа до 0,15 МПа и со скоростью потока газа от 0,05 до 1,2 нл/мин, предпочтительно от 0,05 до 0,4 нл/мин, более предпочтительно от 0,15 до 0,4 нл/мин, наиболее предпочтительно от 0,2 до 0,3 нл/мин, может быть приготовлен стабильный вспененный продукт с использованием относительно небольшого количества энергии. Предпочтительно может быть получен очень воспроизводимый стабильный вспененный продукт, когда этап подачи газа под давлением на микрофильтрационное устройство включает этап подачи газа с постоянной скоростью на микрофильтрационное устройство. Предпочтительно газ подают через небольшое отверстие. Кроме того, проверено, что таким способом создание вспененного пищевого продукта будет менее зависимым от флуктуаций потока продукта сквозь или через микрофильтрационное устройство. Проверено, что создание вспененного пищевого продукта будет даже более независимым от флуктуаций потока продукта сквозь или через микрофильтрационное устройство, когда диаметр указанного отверстия таков, что создается (почти) сверхзвуковой поток газа через это отверстие, и/или диаметр указанного отверстия таков, что в зависимости от морфологии и размеров микрофильтрационного устройства получают требуемое эффективное давление по фильтрационной поверхности этого фильтрационного устройства для создания вспененного продукта.
Предпочтительно газ является инертным газом, например, содержащим воздух, азот или углекислый газ.
Риск роста микроорганизмов может быть дополнительно в значительной степени снижен в способе в соответствии с настоящим изобретением, когда указанный способ включает этап деактивации нагрева воды и деактивации нагнетания давления воды, и когда указанный способ дополнительно включает этап прекращения задействования соединения входного отверстия для воды эдуктора с соединительной частью для воды одноразового узла до указанного этапа деактивации нагрева и деактивации нагнетания давления воды.
Еще в одном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением указанный способ включает этап отсоединения источника газа от одноразового узла, а также в котором этап подачи газа под давлением выполняют непрерывно между моментом соединения источника газа с одноразовым узлом и моментом отсоединения источника газа от одноразового узла. Таким способом поддерживают постоянное стерильное избыточное давление, что в значительной степени снижает риск роста микроорганизмов. Это может приводить к концентрированному пищевому продукту, который поддерживает свою стерильность в течение длительного периода времени, чем при условиях окружающей среды. Следовательно, может быть реализовано очень гигиеничное приготовление вспененных пищевых продуктов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение будет дополнительно пояснено со ссылкой на чертежи, на которых показаны неограничивающие примерные варианты осуществления одноразового узла и системы для приготовления вспененного пищевого продукта в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 1 показан схематический вид в поперечном сечении одноразового узла в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 2 показан схематический вид в поперечном сечении системы для приготовления вспененного пищевого продукта в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 3 показан схематический вид в поперечном сечении другого варианта осуществления системы для приготовления вспененного пищевого продукта в соответствии с настоящим изобретением, в котором одноразовый узел содержит инжекторный клапан;
На фиг. 4 показана деталь фиг. 3 в увеличенном масштабе;
На фиг. 5А показан инжекторный клапан в отключающем положении, отключающем соединение входного отверстия для воды эдуктора с соединительной частью для воды одноразового узла; и
На фиг. 5В и 5С показан инжекторный клапан во включающем положении, включающем соединение входного отверстия для воды эдуктора с соединительной частью для воды одноразового узла, при этом инжекторный клапан на фиг. 5В находится во включающем положении, включающем соединение контейнера с выходным отверстием для жидкого пищевого продукта эдуктора, а инжекторный клапан на фиг. 5С находится в отключающем положении, отключающем соединение контейнера с выходным отверстием для жидкого пищевого продукта эдуктора.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 показан схематический вид в поперечном сечении одноразового узла 1 в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Одноразовый узел 1 содержит контейнер 2, который в этом примере сконструирован с возможностью содержания максимального количества, равного 4 литрам молока 3 в концентрированной форме. Это концентрированное молоко содержит от 20 до 30% (масс.) сухого вещества, предпочтительно 23-27% (масс.) сухого вещества, а молоко с нормальным содержанием воды, которое в настоящем документе далее также будет называться неконцентрированным молоком, содержит 10% (масс.) сухого вещества. Следует отметить, что хотя настоящее изобретение будет объяснено в отношении молока в качестве (концентрированного) жидкого пищевого продукта, настоящее изобретение также можно применять к другим концентрированным жидким пищевым продуктам, например, (фруктовым) соку/напитку, алкоголесодержащему напитку или основе для напитка, например, пиву или вину, молочному продукту или напитку на молочной основе, например, сывороточному напитку или напитку на основе пермеата, (молочному) коктейлю, шоколадному напитку, (питьевому) йогурту, соусу, мороженому, десерту или другим продуктам, но онов особенности предназначено для обеспечения молочного пищевого продукта. Продукт дополнительно может содержать, например, растительный или животный жир или масло, загуститель, сахар, подсластители, ароматизатор, краситель и/или тому подобное и/или различные другие ингредиенты. Продукт даже может содержать, например, неупотребляемый продукт, продукт для ухода за телом, агент для лечения волос или тому подобное. Кроме того, максимальное количество молока, содержащегося в контейнере, в других вариантах осуществления настоящего изобретения может быть от 2 до 5 литров для профессионального использования и от 0,5 до 1 литра для домашнего использования, а концентрированное молоко в других вариантах осуществления может содержать от 20 до 30% (масс.) сухого вещества, предпочтительно 23-27% (масс.) сухого вещества.
В дальнейшем в качестве газа, подлежащего подаче на микрофильтрационное устройство, обсуждается воздух, однако, в соответствии еще с одним вариантом осуществления газ может содержать, например, инертный газ или другой газ или газовую смесь, например, содержащую азот или углекислый газ.
Одноразовый узел 1 дополнительно содержит эдуктор 4, имеющий корпус 5 с входным отверстием 6 для воды, входное отверстие 7 для концентрированного жидкого пищевого продукта и выходное отверстие 8 для жидкого пищевого продукта. Входное отверстие 7 для концентрированного жидкого пищевого продукта эдуктора 4 расположено между входным отверстием 6 для воды и выходным отверстием 8 для жидкого пищевого продукта. Внутри корпуса 5 эдуктора 4 находится сужающееся сопло 9, которое непосредственно сообщается с входным отверстием 6 для воды, и смесительная камера и зона 10 низкого давления, которая непосредственно сообщается с выходным отверстием 8 для жидкого пищевого продукта эдуктора 4.
Одноразовый узел 1 дополнительно снабжен микрофильтрационным устройством 11, содержащим (трубчатую) микрофильтрационную стенку 12, имеющую поры, пропускающие воздух, и корпус 13, окружающий трубчатую микрофильтрационную стенку 12. В показанном варианте осуществления корпус 13 и трубчатая микрофильтрационная стенка 12 расположены коаксиально по отношению друг к другу, а между трубчатой микрофильтрационной стенкой 12 и корпусом 13 сформировано пространство 17 для подачи воздуха. Микрофильтрационное устройство 11 содержит входное отверстие 14 для продукта, и, в варианте осуществления, показанном на чертеже, выходное отверстие 15 расположено напротив входного отверстия 14 для продукта. Следует отметить, что в других вариантах осуществления указанные входное и выходное отверстия могут быть расположены различно относительно друг друга. Дополнительно, отверстие 16 для воздуха 16 находится в связи с пространством 17 для подачи воздуха. В показанном варианте осуществления размер пор 18, пропускающих воздух, составляет 0,6 микрон, но в других вариантах осуществления размер пор может быть в диапазоне 0,05-10 микрон, в частности, в диапазоне от 0,1 микрона до 2 микрон, более предпочтительно в диапазоне 0,2 микрона до 1,5 микрона. В настоящем варианте осуществления трубчатая микрофильтрационная стенка 12 выполнена из гидрофобного материала, такого как полипропилен (ПП), который в комбинации с порами 18, пропускающими воздух, упомянутого размера обеспечивает, что трубчатая микрофильтрационная стенка 12 функционирует как фильтр НЕРА. Использование гидрофобного материала обеспечивает, что никакая вода или влага, в которой возможно содержание микроорганизмов, не налипнет на стенке 12, что улучшает гигиенические условия во время транспортировки и использования. В показанном варианте осуществления эдуктор 4 и корпус 13 также выполнены из гидрофобного материала, но будет ясно, что в других вариантах осуществления могут быть использованы другие материалы. Следует отметить, что в примерном варианте осуществления канал подачи продукта окружен микрофильтрационной стенкой, а пространство для подачи воздуха находится снаружи микрофильтрационной стенки. Еще в одном варианте осуществления изобретения канал подачи продукта может быть расположен снаружи микрофильтрационной стенки, а пространство для подачи воздуха сформировано посредством пространства, окруженного этой стенкой. Дополнительно, микрофильтрационное устройство может быть сконструировано различными другими способами.
В одноразовом узле 1 транспортировочная трубка 19 соединяет выходное отверстие 8 эдуктора 4 с входным отверстием 14 для продукта микрофильтрационного устройства 11. Кроме того, трубка 20 для концентрированного жидкого пищевого продукта соединяет контейнер 2 с входным отверстием 7 для концентрированного жидкого пищевого продукта эдуктора 4, а водяная входная трубка 21 соединяет входное отверстие 6 для воды эдуктора 4 с соединительной частью 22 для воды одноразового узла 1. Соединительная часть 22 выполнена для соединения с внешним источником воды, предпочтительно источником горячей воды под давлением. Следует отметить, что под "внешним источником воды" понимается источник воды, внешний по отношению к указанному узлу. Воздушная входная трубка 23 соединяет микрофильтрационное устройство 11 с соединительной часть 24 для воздуха одноразового узла 1, выполненную для соединения с внешним источником воздуха, предпочтительно внешним источником воздуха под (незначительно) избыточным давлением. Как показано на фиг. 1, выходная трубка 25 для вспененного пищевого продукта соединяет выходное отверстие 15 микрофильтрационного устройства 11 с выходной соединительной частью 26 одноразового узла 1 для выпуска вспененного пищевого продукта, созданного посредством микрофильтрационного устройства 11 из одноразового узла 1. В показанном варианте осуществления выходная соединительная часть 26 снабжена опциональным выпускным патрубком 27, а все трубки и соединения выполнены из гидрофобного материала. Соединительные части 22, 24 патрубок 27 (или соединительная часть 26) закрыты посредством асептических уплотнений 28, 29 и 30, соответственно. Эти асептические уплотнения выполнены с возможностью их открытия при помощи средств, известных из уровня техники.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, эдуктор 4, микрофильтрационное устройство 11, транспортировочная трубка 19, трубка 20 для концентрированного жидкого пищевого продукта, водяная входная трубка 6, соединительная часть 22, воздушная входная трубка 16, соединительная часть 24, выходная трубка 25 для вспененного пищевого продукта и выходная соединительная часть 26 (и, при необходимости, патрубок 27) смонтированы в один блок 31. Этот блок 31 посредством трубки 20 для концентрированного жидкого пищевого продукта соединен с соединительной частью 32 для концентрированного жидкого пищевого продукта, которое соединено с возможностью отсоединения при помощи промежуточной детали 33 с выходной соединительной частью 34 контейнера 2. От выходной соединительной части 34 подающая трубка 35 проходит вниз в концентрированное молоко 3. Следует отметить, что в непоказанном варианте осуществления настоящего изобретения этот блок также может формировать неразъемную часть указанного блока для приготовления продукта.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения блок 31 и контейнер 2 могут быть объединены в одну деталь, в которой - по сравнению с фиг. 1 - трубка 20 для концентрированного жидкого пищевого продукта также формирует подающую трубку 35, а соединительные части 32, 34 и деталь 33 не должны присутствовать. Дополнительно, настоящее изобретение также относится к одноразовому узлу, как описано выше и как описано в прилагаемой формуле изобретения, без наличия концентрированного жидкого пищевого продукта, поскольку этот продукт может быть введен в контейнер 3, например, через выходную соединительную часть 34.
На фиг. 2 показан схематический вид в поперечном сечении системы для приготовления вспененного пищевого продукта в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Система содержит устройство 36 для приготовления продукта для приготовления вспененного пищевого продукта и одноразовый узел 1 в соответствии с настоящим изобретением.
В устройстве 36 для приготовления продукта обеспечен водяной резервуар 37, а также насос 38 в качестве средств для нагнетания давления воды. Из водяного резервуара 37 водовод 41 проходит через устройство 36 для приготовления продукта и, в этом примере, имеет удлинение 41А, которое выполнено с возможностью соединения с соединительной частью 22 одноразового узла 1 для подачи воды во входное отверстие 6 для воды эдуктора 4 одноразового узла 1 и отсоединения от него. Водовод 41 проходит через опциональный фильтр 54 тонкой очистки, нагреватель 39 для осуществляемого при необходимости нагрева воды и проходит используемый при необходимости расходомер 40 для измерения потока воды, выходящей из резервуара 37.
Следует отметить, что в других вариантах осуществления источник воды может быть обеспечен посредством соединения с водопроводной сетью.
В устройстве 36 для приготовления продукта также обеспечен источник 42 воздуха, в этом случае, отверстие в устройстве 36 для приготовления продукта, выходящее в окружающую атмосферу, в котором указанное отверстие закрыто сеткой 43 для предотвращения прохода через указанное отверстие более крупных частиц. Из источника 42 воздуха воздуховод 44 проходит через устройство 36 для приготовления продукта и, в этом примере, имеет удлинение 44А, которое выполнено с возможностью соединения с воздушной соединительной частью 24 одноразового узла 1 для подачи воздуха во входное отверстие 6 для воздуха микрофильтрационного устройства 11 одноразового узла 1 и отсоединения от него. Воздуховод 44 проходит через опциональный фильтр 45 тонкой очистки для фильтрации воздуха и через воздушный компрессор 46, как средства для нагнетания давления воздуха до незначительно избыточного давления. В этом варианте осуществления воздух из воздушного компрессора буферизируют в воздушный буферный бак 47, который через вентиляционную линию 48, предохранительный клапан 49 и глушитель 50 соединен с окружающей атмосферой. В другом варианте осуществления вместо воздушного компрессора и буферного бака могут использовать постоянно действующий воздушный насос для подачи воздуха на микрофильтрационное устройство.
В воздуховоде для создания постоянного воздушного потока обеспечен редукционный клапан 51, содержащий отверстие, имеющее в этом варианте осуществления диаметр 0,07 мм. Следует отметить, что в других вариантах осуществления диаметр этого отверстия может быть в диапазоне между 0,03 мм и 0,3 мм.
Устройство 36 для приготовления продукта, как показано на фиг. 2, может не содержать каких-либо охлаждающих устройств для одноразового узла 1, который поддерживается внутри устройства 36 для приготовления продукта на платформе 52.
Устройство 36 для приготовления продукта дополнительно содержит управляющее устройство 53, например, микропроцессор, для регулировки работы устройства 36 для приготовления продукта (для этого управляющее устройство 53 через магистрали соединено с воздушным компрессором 46 для регулировки его работы); воздушный буферный бак 47 для восстановления воздушного давления внутри этого бака; водяной резервуар 37 для восстановления уровня воды в этом резервуаре; водяной насос 38 и нагреватель 39 для регулировки их работы; и расходомер 40 для восстановления информации о водяном потоке. Дополнительно, управляющее устройство 53 соединено с датчиком 55 для обнаружения соединения и отсоединения, соответственно, воздушного удлинения 44А с соединительной частью 24 одноразового узла 1. Этот датчик 55 сконструирован с возможностью подачи сигнала, указывающего на указанное соединение и отсоединение, соответственно, с управляющим устройством 53.
Для того, чтобы иметь возможность выполнить изобретательский способ, который будет описан позже, управляющее устройство 53 сконструировано с возможностью (непрерывной) активации воздушного компрессора 46 между обнаруженным соединением с соединительной частью 24 одноразового узла 1 и обнаруженным отсоединением от него, как обнаружено при помощи датчика 55. Использованный в устройстве 36 нагреватель 39 сконструирован с возможностью нагрева воды до температуры в диапазоне между 60°C и 110°C, предпочтительно от 90°C до 98°C, более предпочтительно от 95°C до 98°C. Кроме того, водяной насос 38 сконструирован с возможностью нагнетания давления воды в диапазоне между 0,1 и 0,2 МПа. Следует отметить, что это относительно незначительное избыточное давления в другом варианте осуществления также может быть обеспечено посредством соединения с одной водопроводной сетью. Воздушный компрессор 46 выполнен с возможностью нагнетания давления воздуха до незначительно избыточного давления, предпочтительно в диапазоне между 0,101 и 0,15 МПа, и с возможностью обеспечения воздушного потока от 0,05 до 1,2 нл/мин, предпочтительно от 0,05 до 0,4 нл/мин, более предпочтительно от 0,15 до 0,4 нл/мин, наиболее предпочтительно от 0,2 до 0,3 нл/мин. Таким образом, устройство 36 для приготовления продукта может быть должным образом выполнено с возможностью приготовления вспененного пищевого продукта, такого как молочная пена, имеющая температуру в диапазоне между 60°C и 70°C, предпочтительно в диапазоне между 65°C и 68°C.
Теперь будет описан вариант осуществления изобретательского способа для приготовления вспененного пищевого продукта с использованием системы, как показана на фиг. 2. На начальном этапе одноразовый узел 1, содержащий концентрированное молоко, имеющее от 20 до 30% (масс.) сухого вещества, предпочтительно 23-27% (масс.) сухого вещества, соединен с устройством 36 для приготовления продукта, причем водяное удлинение 41А соединено с соединительной частью 22, а воздушное удлинение 44А соединено с соединительной частью 24, в течение которого соединения асептические уплотнения перфорированы. Датчик 55 обнаруживает это соединение и отправляет соответствующий сигнал, указывающий на это соединение, на управляющее устройство 53, которое активирует воздушный компрессор 46 для (непрерывной) подачи воздуха под незначительно избыточным давлением в пространство 17 для подачи газа вокруг трубчатой микрофильтрационной стенки 12. Управляющее устройство 53 управляет устройством 36 для приготовления продукта для подачи воздуха через отверстие 51 на микрофильтрационное устройство 11 под давлением от 0,101 до 0,15 МПа и с воздушным потоком от 0,05 до 1,2 нл/мин, предпочтительно от 0,05 до 0,4 нл/мин, более предпочтительно от 0,15 до 0,4 нл/мин, наиболее предпочтительно от 0,2 до 0,3 нл/мин. Незначительно избыточное давление создает так называемую стерильную воздушную завесу, которая в значительной степени снижает риск роста микроорганизмов внутри одноразового узла, что приводит к тому, что вспененный пищевой продукт будет поддерживать свою стерильность в течение более длительного периода времени, чем при условиях окружающей среды. Поскольку избыточное давление является незначительно избыточным давлением, оно может быть произведено посредством относительно низкозатратных устройств и с относительно низким количеством энергии. Следовательно, может быть реализовано очень гигиеничное приготовление вспененных пищевых продуктов. Воздушный поток, подлежащий использованию для достижения хороших результатов, зависит от диаметра трубчатой микрофильтрационной стенки и требуемой скорости потока приготовленного продукта.
Если потребитель хочет получить порцию молочной пены или, в других вариантах осуществления, другой продукт, он или она нажимает на пусковую кнопку (не показана на фиг. 2), в результате чего управляющее устройство 53 активирует нагрев воды до температуры от 95°C до 98°C и нагнетания давления воды до 0,3 МПа посредством активации насоса 38 и нагревателя 39, соответственно. Когда вода достаточно нагрета, тогда управляющее устройство 36 управляет устройством 36 для приготовления продукта для подачи нагретой воды во входное отверстие 6 для воды эдуктора 4. Когда вода выходит из сужающегося сопла 9, она создает всасывание для увлечения концентрированного молока из контейнера 2, и нагретая вода и концентрированное молоко смешиваются в смесительной камере 10. Благодаря использованию такой температуры и такого давления воды концентрированное молоко извлекают из контейнера 2 в таком количестве, что после смешивания с нагретой водой получают жидкий пищевой продукт по существу с обычным количеством сухого вещества или обычным количеством содержания жидкости. Одноразовый узел 1 содержат при температуре окружающей среды, и он не требует никакого охлаждения. Кроме того, в других вариантах осуществления нагнетание давления воды может быть выполнено до давления в диапазоне между 0,11 и 2,5 МПа.
Воздух, присутствующий в пространстве 17 для подачи воздуха, имеет давление выше давления молока, протекающего от входного отверстия 14 для продукта к выходному отверстию 15 для продукта. Воздух, присутствующий в пространстве 17 для подачи воздуха, равномерно входит в молоко через указанные поры таким образом, что мелкие воздушные пузырьки однородно вводятся в молоко с целью формирования пены. Наконец, произведенную пену выпускают через патрубок 27. Таким способом, когда молоко подают на микрофильтрационное устройство, возможен ввод воздуха в молоко стерильным способом, поскольку микрофильтрационное устройство 11 с такими пропускающими порами и, в особенности, когда изготовлено из гидрофобного материала, такого как ПП, функционирует в качестве фильтра НЕРА, приводя к высоко гигиеническому способу приготовления молочной пены. Кроме того, добавление воздуха в молоко таким способом может обеспечивать высокостабильную привлекательную пену, в особенности, постоянного качества относительно простым способом в течение требуемого периода времени. Кроме того, для различных способных к вспениванию продуктов может быть получено особенно высокое увеличение в объеме (степень аэрации).
После выпуска порции молочной пены управляющее устройство закрывает инжекторный клапан, деактивирует нагреватель воды и водяной насос, но продолжает поддерживать в активированном состоянии воздушный компрессор 46 для непрерывной подачи воздуха под избыточным давлением на микрофильтрационное устройство. Это избыточное давление вытесняет возможные остатки из патрубка 27 и предотвращает вход микроорганизмов во внутреннюю часть одноразового узла 1. Только когда одноразовый узел 1 пуст, а датчик 55 обнаруживает отсоединение воздушного удлинения 44А от соединительной части 24, тогда управляющее устройство 53 деактивирует воздушный компрессор 46.
Таким образом один одноразовый узел 1, который асептически наполнен содержимым в виде 4 литров концентрированного молока, может быть использован для доставки некоторого количества порций молочной пены в профессиональный ресторан на семь дней, в то же время неохлажденных, т.е. содержащихся при температурах окружающей среды и без какой-либо очистки, требуемой в течение этого периода. Таким образом, изобретательские способ и система могут создавать приготовление вспененного пищевого продукта с минимальным энергопотреблением, минимумом обработки для пользователя (повторное наполнение и очистка) и максимальной продолжительностью работы.
На фиг. 3 и 4 схематично показаны в поперечном сечении другие варианты осуществления системы для приготовления вспененного пищевого продукта в соответствии с настоящим изобретением, в которых устройство 36 для приготовления продукта содержит привод 56 инжекторного клапана, а одноразовый узел 1 содержит инжекторный клапан 57.
Одноразовый узел 1 содержит контейнер 2, который в этих примерах сконструирован с возможностью содержания максимального количества, равного 4 литрам, молока 3 в концентрированной форме. Одноразовый узел 1 дополнительно содержит эдуктор 4, входное отверстие 6 для воды, входное отверстие 7 для концентрированного жидкого пищевого продукта и выходное отверстие 8 для жидкого пищевого продукта. Присутствуют сужающееся сопло 9, которое непосредственно сообщается с входным отверстием 6 для воды, и смесительная камера и зона 10 низкого давления (например, сформированная при помощи диффузора или трубки Вентури), которая непосредственно сообщается с выходным отверстием 8 для жидкого пищевого продукта эдуктора 4.
Одноразовый узел 1 дополнительно снабжен микрофильтрационным устройством 11 с отверстием 16 для воздуха.
В одноразовом узле 1 транспортировочная трубка 19 соединяет выходное отверстие 8 эдуктора 4 с входным отверстием для продукта микрофильтрационного устройства 11. Кроме того, трубка 20 для концентрированного жидкого пищевого продукта соединяет контейнер 2 с входным отверстием 7 для концентрированного жидкого пищевого продукта эдуктора 4, а водяная входная трубка 21 соединяет входное отверстие 6 для воды эдуктора 4 с соединительной частью 22 одноразового узла 1. Соединительная часть 22 выполнена для соединения с внешним источником 37 воды через водовод 41.
Отверстие 16 для воздуха одноразового узла 1 выполнено с возможностью соединения с внешним источником воздуха через воздуховод 44, в который встроен воздушный компрессор 46.
В устройстве 36 для приготовления продукта выполнен водяной резервуар 37, а также насос 38 в качестве средств для нагнетания давления воды. Из водяного резервуара 37 водовод 41 проходит через устройство 36 для приготовления продукта и выполнен с возможностью соединения с соединительной частью 22 одноразового узла 1 для подачи воды во входное отверстие 6 для воды эдуктора 4 одноразового узла 1 и отсоединения от него.
В устройстве 36 для приготовления продукта также обеспечен источник 42 воздуха, в этом случае, отверстие в устройстве 36 для приготовления продукта, выходящее в окружающую атмосферу, в котором указанное отверстие закрыто сеткой для предотвращения прохода через указанное отверстие более крупных частиц. Из источника 42 воздуха воздуховод 44 проходит через устройство 36 для приготовления продукта и выполнен с возможностью соединения с входным отверстием 16 для воздуха одноразового узла 1 для подачи воздуха во входное отверстие 6 для воздуха микрофильтрационного устройства 11 одноразового узла 1 и отсоединения от него.
Устройство 36 для приготовления продукта дополнительно содержит управляющее устройство 53, например, микропроцессор, для регулировки работы устройство 36 для приготовления продукта. Для этого управляющее устройство 53 через магистрали соединено с соответствующими устройствами или компонентами устройства 36.
Привод 56 инжекторного клапана является частью средств для нагнетания давления воды устройства 36 для приготовления продукта и выполнен - после соединения одноразового узла 1 с устройством 36 для приготовления продукта - с возможностью взаимодействия с инжекторным клапаном 57, т.е. когда средства для нагнетания давления воды соединены с соединительной частью одноразового узла. Привод 56 инжекторного клапана функционально связан через приводной механизм 58 и магистрали с управляющим устройством 53, а привод 56 инжекторного клапана в этом варианте осуществления выполнен с возможностью поворота под управлением управляющего устройства 53.
Привод 56 инжекторного клапана - после соединения одноразового устройство с устройством для приготовления продукта - находится во взаимодействии с инжекторным клапаном 57 и выполнен с возможностью под управлением управляющего устройства 53 помещения инжекторного клапана 57 во включающее положение для задействования соединения входного отверстия 6 для воды эдуктора 4 с указанной соединительной частью для концентрированного молока одноразового узла 1 (как показано на фиг. 5В) или помещения инжекторного клапана 57 в отключающее положение (как показано на фиг. 5А и 5С) для прекращения задействования соединения указанных входящего отверстия для воды эдуктора с соединительной частью для концентрированного молока одноразового узла.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 3 и 4, инжекторный клапан 57 является поворотным инжекторным клапаном и дополнительно выполнен таким образом, например, при помощи подходящим образом расположенных отверстий, чтобы также включать соединение контейнера 2 с выходным отверстием 8 для жидкого пищевого продукта эдуктора 4, когда инжекторный клапан 57 включает соединение входного отверстия 6 для воды эдуктора 4 с соединительной частью 22 одноразового узла 1 (как показано на фиг. 5В) и для прекращения задействования соединения контейнера 2 с выходным отверстием 8 для жидкого пищевого продукта эдуктора (как показано на фиг. 5С), когда инжекторный клапан 57 включает соединение входного отверстия 6 для воды эдуктора 4 с соединительной частью 22 одноразового узла 1, соответственно. В положении, как показано на фиг. 5С, является возможным выполнение промывки без извлечения из контейнера концентрированного жидкого пищевого продукта. Как показано на фиг. 3-5, инжекторный клапан 57 также выполнен с возможностью схождения.
Во время работы системы для приготовления вспененного пищевого продукта управляющее устройство 53 в первую очередь управляет работой нагревателя 39 для нагрева воды и средствами для нагнетания давления воды, в частности насосом 38, таким образом, что вода может быть нагрета до требуемой температуры. В определенный период времени после того, как управляющее устройство активировало нагреватель 38 и насос 38, управляющее устройство 53 активирует поворот привода 56 таким образом, что инжекторный клапан 57, который смещен в отключающее положение, поворачивается во включающее положение посредством взаимодействия с приводом 56 инжекторного клапана. Затем нагретая вода, которая уже находится под давлением, проходит к эдуктору 4 посредством задействования соединения с контейнером, концентрированный пищевой продукт извлекают из этого контейнера. После чего происходит процесс, описанный со ссылкой на фиг. 1 и 2. После дозированной подачи порции вспененного пищевого продукта, т.е. в этом случае молочной пены, управляющее устройство 53 управляет приводом 56 инжекторного клапана для поворота инжекторного клапана 57 сначала в отключающее положение, и в определенный период времени, например в промежутке между 2 и 10 секундами, деактивирует нагреватель 39 и насос 38 и, при необходимости, воздушный компрессор 46.
Настоящее изобретение может приготавливать горячую текучую пену, например, каппучино, кофе-латте и другие горячие молочные напитки, как с ароматизаторами, так и без них. В дальнейших разработках с этой целью продукт вспенивают до минимального увеличения в объеме на 10% и получают/сразу после распределения температуру между 50°C и 85°C, предпочтительно между 60°C и 70°C и наиболее предпочтительно между 65°C и 68°C. Продукт может быть, например, преимущественно текучим (например, с увеличением в объеме менее чем 100%).
Еще в одном варианте осуществления настоящее изобретение обеспечивается возможность приготавливать холодные и ледяные напитки, например, молочный напиток, молочный коктейль, обеденный напиток. В этом случае продукт может иметь, например, минимальное увеличение в объеме 10% и температуру ниже 20°C, предпочтительно температуру между -5°C и 10°C. Холодный распределенный продукт может быть преимущественно текучим и, например, может содержать сладкий или, напротив, соленый продукт, кисломолочный продукт.
Настоящее изобретение особенно хорошо подходит для приготовления мороженого или (молочного) коктейля. Мороженое или (молочный) коктейльный продукт может иметь увеличение в объеме 10-200% и температуру 0°C или ниже (предпочтительно температуру в диапазоне от -10°C до -2°C).
Настоящее изобретение может быть использовано, например, таким образом, что упомянутый продукт испытывает увеличение в объеме более чем 100% (в частности, 150% или более, предпочтительно 200% или более), используя относительно низкое давление (в частности, давление воздуха, подаваемого в упомянутое пространство для подачи воздуха), например, давление ниже чем 0,2 МПа. Настоящее изобретение может быть использовано, например, таким образом, что упомянутый продукт испытывает увеличение в объеме более чем 100% (в частности, 150% или более, предпочтительно 200% или более), хотя распределенный продукт имеет относительно низкую температуру, например, 0°C или ниже.