ТРУБОЧКА ДЛЯ АРОМАТИЗАЦИИ НАПИТКА

Область техники
Полезная модель относится к области легкой промышленности, в частности к средствам для питья напитков, характеризующимся возможностью ароматизации напитка в процессе его потребления.
Предшествующий уровень техники
Из уровня техники известны различные конструкции соломинок и трубочек для питья, конструкции которых позволяют обеспечить возможность ароматизации потребляемого напитка непосредственно в момент его потребления. В частности, можно отметить такие технические решения, как трубочку для питья, описанную в патенте на изобретение GB 760,428, опубликованном 31.10.1956, которая выполнена в виде пакета, включающего внешнюю и внутреннюю трубочки, между которыми размещен ароматизатор, защищенный на каждом конце извилистыми уплотнениями, облегающими крышками и пробками; трубочку для добавления пищевых ароматизаторов в проточную жидкость по патенту на изобретение CN 102178431, опубликованному 14.09.2011, которая выполнена телескопической и содержит питательный ароматизатор, размещенный между фильтрами; и др.
К недостаткам данных технических решений, прежде всего, относятся сложность изготовления, высокая себестоимость изделий, а также негативные эксплуатационные характеристики.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявленной полезной модели является трубочка для ароматизации напитка, раскрытая в заявке на изобретение US 2008/197141, опубликованной 21.08.2008, служащая в качестве контейнера для сухих пищевых продуктов, каждый конец которой выполнен в виде мундштука с круглыми или овальными отверстиями.
Недостатком данной трубочки является невысокая степень ароматизации напитка, обусловленная отсутствием возможности достижения требуемых гидродинамических характеристик потребляемого напитка, необходимых для достижения оптимального режима растворения ароматизатора в процессе потребления напитка.
Раскрытие полезной модели
Технический результат, достигаемый при реализации заявленной полезной модели, заключается в повышении степени ароматизации в процессе потребления напитка за счет оптимизации гидродинамических характеристик потребляемого напитка.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в трубочке для ароматизации напитка, выполненной в виде трубки, внутри которой размещен ароматизирующий концентрат, каждый конец трубки снабжен гидравлическим дросселем, выполненным термической деформацией трубки посредством трех соединительных швов с образованием двух эллиптических отверстий в поперечном относительно продольной оси трубки сечении, при этом размер каждого из эллиптических отверстий по большей оси составляет не более 0,27 от внутреннего диаметра трубки, а длина каждого из сварных швов составляет не менее 0,02 от общей длины трубки. При этом ароматизирующий концентрат может быть выполнен в виде гранул шаровидной формы, или в форме сфероида, или цилиндра или тора.
Введение дроссельного устройства позволяет увеличить гидравлическое сопротивления трубочки, что приводит к увеличению падения давления Δp на выходе трубки при той же объемной скорости потока Q или снижению объемной скорости потока Q при том же падении давления Δp. Увеличение скорости потока приводит к увеличению числа вихрей внутри потока, за счет чего повышается его турбулентность, а снижение давления внутри потребляемого напитка приводит к образованию каверн, т.е. пузырьков перенасыщенных паров газов, растворенных в потребляемом напитке. Наибольшее число вихрей и каверн образуется в самом узком участке дроссельного устройства, где скорость потребляемого напитка наибольшая, а давление наименьшее. При дальнейшем движении потребляемый напиток переходит в участок расширения трубочки, т.е. в диффузор, где скорость движения потребляемого напитка замедляется, а давление возрастает. Наибольшее замедление скорости потока потребляемого напитка и увеличение его давления происходит в цилиндрической части трубочки, где из-за торможения потребляемого напитка происходит образование макротурбулентных вихрей большой интенсивности и микровихрей, получаемых при схлопывании микрокавитационных пузырьков, которые появились после охлопывания каверн. При схлопывании микропузырьков образуются кумулятивные микроструи со скоростями порядка 1000 м/с и ударными местными давлениями порядка 10000 атм, которые оказывают размалывающее, размешивающее и растворяющее микрокинетическое воздействие на находящийся внутри трубочки ароматизирующий концентрат. При увеличении числа кавитационных камер процесс перемешивания потребляемого напитка с ароматизирующим концентратом происходит значительно интенсивнее.
др
1
2
2
2
2
2
Для увеличения коэффициента местного гидравлического сопротивления ζ в дроссельном устройстве представляется целесообразным уменьшить длину переходной зоны, сделав переход от широкого участка трубочки к узкому участку дроссельного устройства более резким. Это неизбежно увеличит гидравлическое сопротивление даже при умеренных значениях n=(d/d). В пользу этого говорят эмпирические данные для дроссельных шайб, представляющих собой предельный случай отсутствия переходного участка и предельно короткой длины l узкого участка. Удлинение узкого участка диафрагмы приводит к заметному снижению коэффициента гидравлического сопротивления уже при l/d≥0,5. Следовательно, узкий участок дроссельного устройства также целесообразно сделать коротким.
Таким образом, предложенная конструкция позволяет сформировать и поддерживать интенсивный турбулентный поток потребляемого напитка, обуславливающий повышение степени смешивания потребляемого напитка с ароматизирующим концентратом независимо от свойств потребляемого напитка, его композиции и вязкости.
Краткое описание чертежей
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 изображен общий вид трубочки для ароматизации напитка;
на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.
Раскрытие полезной модели
Трубочка для ароматизации напитка выполнена в виде трубки (1), которая может быть выполнена как жесткой, так и гибкой, и иметь любую произвольную форму поперечного по отношению к направлению движения потребляемого напитка сечения.
Трубка (1) выполняется из пищевой термореактивной прозрачной или частично прозрачной пластмассы. Среди материалов, используемых для производства трубки (1), наиболее предпочтителен полипропилен, поскольку он нетоксичен и удобен при обработке, в частности, при термической сварке.
При необходимости может использоваться любой другой пластический материал, а также вощеная бумага, металлическая фольга и т.д.
Трубочка для ароматизации напитка выполнена с гидравлическими дросселями (2) и (3), между которыми во внутреннем пространстве трубки (1) размещено заданное количество ароматизирующего концентрата (4), например, в виде твердых гранул или прессованных таблеток. Поскольку концентрация активного ингредиента в потребляемом напитке на выходе из трубочки, в том числе, зависит от размера, формы и количества используемых гранул и эффективной скорости растворения каждой гранулы, то предпочтительными являются гранулы шаровидной формы, обеспечивающие постоянную скорость растворения ароматизирующего концентрата. Кроме того, гранулы могут быть выполнены в форме сфероида, цилиндра или тора.
Каждый гидравлический дроссель (2) и (3) выполнен посредством термического сжатия трубки (1) тремя соединительными швами (5) с образованием в поперечном относительно продольной оси трубки сечении двух эллиптических отверстий (6) и (7). Размер каждого из эллиптических отверстий (6) и (7) по его большей оси составляет не более 0,27 от внутреннего диаметра трубки, а длина каждого из сварных швов (5) составляет не менее 0,02 от общей длины трубки.
Термическое сжатие трубки обеспечивается посредством непрерывного спаянного или сварного шва.
Ароматизирующий концентрат может быть, например, следующего состава:
Трубочка для ароматизации напитка может быть изготовлена следующим образом.
В дражировочный барабан загружается рецептурное количество сахара-песка, к которому добавляется рецептурное количество красителя и ароматизатора. За счет вращения дражировочного барабана происходит равномерное распределение красителя и ароматизатора по поверхности сахара-песка. Затем производится принудительная сушку под воздействием воздуха. Окрашенный сахар выгружается на перфорированные лотки для сушки. Цветной высушенный сахар дробится в сахарную пудру. Наполнитель изготавливают методом гранулирования. Это процесс превращения порошкообразного материала в зерна определенной величины, что необходимо для улучшения сыпучести таблетируемой смеси и предотвращения ее расслаивания. Гранулирование может быть «влажным» и «сухим».
Влажное гранулирование связано с использованием жидкостей - растворов вспомогательных веществ. При сухом гранулировании к помощи смачивающих жидкостей или не прибегают, или используют их только на одной определенной стадии подготовки материала к таблетированию. Влажное гранулирование состоит из следующих операций: измельчение в шаровых мельницах, просеивание через сито, овлажнение: в качестве связывающих веществ применяем сахарный сироп. Необходимое количество связывающих веществ устанавливают опытным путем для каждой таблетируемой массы. Гранулирование производят путем протирания полученной массы через сито 1,5-3 мм с помощью специальных протирочных машин - грануляторов. В вертикальный перфорированный цилиндр насыпают гранулируемую массу и протирают через отверстия с помощью пружинящих лопастей. Полученные гранулы рассыпают тонким слоем на поддонах и подсушивают иногда на воздухе при комнатной температуре, но чаще при температуре 30-400 C в сушильных шкафах или сушильных помещениях. Остаточная влажность в гранулах не должна превышать 2%. Таблетирование осуществляется с помощью специальных прессов - таблеточных машин. Полученные таким способом таблетки называются прессованными. Гранулы насыпаются в бункер дозатора и происходит насыпание гранул в полипропиленовую трубочку и запаивается с двух сторон.