СИСТЕМА И СПОСОБ СМЕШЕНИЯ ПОЛИНЕНАСЫЩЕННЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ И ЖИДКОГО ПРОДУКТА ПИТАНИЯ
SYSTEM AND METHOD FOR MIXING POLYUNSATURATED FATTY ACIDS AND LIQUID FOOD PRODUCT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится, в общем, к системе и способу получения жидкого продукта питания, и более конкретно к получению жидкого продукта питания с полиненасыщенными жирными кислотами.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Молоко употребляют многие Американцы с раннего возраста. Потребление молока может служить удобным способом для людей, в частности детей, получать пищевые добавки или витамины. Определенные ингредиенты, пищевые добавки или витамины можно добавлять к молоку, получая молочные продукты, обладающие улучшенной пищевой ценностью. Определенные полиненасыщенные жирные кислоты, такие как докозагексановая кислота (ʺDHAʺ), могут обеспечивать пользу для здоровья при добавлении в качестве пищевой добавки. Введение полиненасыщенных жирных кислот в молоко может улучшать пищевую ценность молока. Аналогично, введение полиненасыщенных жирных кислот в другие типы жидких продуктов питания может улучшать пищевую ценность данных жидких продуктов питания.
СУЩНОСТЬ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Конкретные варианты осуществления, описанные в настоящем изобретении, включают аппарат для распределения масла в жидком продукте питания. Согласно некоторым вариантам осуществления аппарат для распределения масла (такого как одна или более полиненасыщенных жирных кислот) в жидком продукте питания включает дозировочную емкость, транспортную линию, емкость для подачи под давлением, воронку, маслораспределительное устройство, встроенный смеситель со сдвиговым усилием и трубопровод. Дозировочная емкость содержит некоторый объем жидкого продукта питания. Транспортная линия находится в соединении по текучей среде с дозировочной емкостью. Емкость для подачи под давлением содержит некоторый объем масла и включает боковой впуск и канал на дне для жидкости. Канал на дне для жидкости соединено с транспортной линией. Воронка проходит через верхнее отверстие в емкости для подачи под давлением и распределяет масло в емкости для подачи под давлением. Ножку воронки помещают, по меньшей мере, наполовину во внутреннюю часть емкости для подачи под давлением. Воронка содержит, по меньшей мере, одно газоотводящее отверстие, обеспечивающее выпуск газа из емкости для подачи под давлением. Маслораспределительное устройство соединено с емкостью для подачи под давлением между каналом на дне для жидкости и транспортной линией. Маслораспределительное устройство распределяет масло из емкости для подачи под давлением в поток жидкого продукта питания из дозировочной емкости. Встроенный смеситель со сдвиговым усилием включает впускной клапан, соединенный с транспортной линией вниз по потоку от маслораспределительного устройства. Встроенный смеситель со сдвиговым усилием смешивает жидкий продукт питания и масло. Трубопровод соединен с выпускным клапаном встроенного смесителя со сдвиговым усилием и перемещает смесь жидкого продукта питания и масла в дозировочную емкость.
Конкретные варианты осуществления, описанные в настоящем изобретении, включают способ для распределения масла (такого как одна или более полиненасыщенных жирных кислот) в жидком продукте питания. Согласно некоторым вариантам осуществления способ получения смеси масла и жидкого продукта питания включает: помещение воронки в верхнее отверстие емкости для подачи под давлением, продувание емкости для подачи под давлением инертным газом, таким как азот, транспортировку масла в емкость для подачи под давлением через воронку, поддерживая поток инертного газа, такого как азот, в емкость для подачи под давлением, распределение потока жидкого продукта питания из дозировочной емкости в транспортную линию, распределение масла из емкости для подачи под давлением в транспортную линию, транспортировку распределенного масла и потока жидкого продукта питания во встроенный смеситель со сдвиговым усилием, распределение распределенного масла в потоке жидкого продукта питания во встроенном смесителе со сдвиговым усилием, транспортировку потока жидкого продукта питания, содержащего микронизированные капли масла в жидком продукте питания, в дозировочную емкость, и распределение потока жидкого продукта питания, содержащего микронизированные капли масла в жидком продукте питания, в некотором объеме жидкого продукта питания в дозировочной емкости. Ножку воронки помещают, по меньшей мере, наполовину во внутреннюю часть емкости для подачи под давлением. Инертный газ, такой как азот, течет через канал на дне для жидкости до того, как концентрация кислорода в емкости для подачи под давлением не будет составлять 2% или меньше, продувая емкость для подачи под давлением. Поток инертного газа, такого как азот, поддерживают через боковой впуск емкости для подачи под давлением так, чтобы концентрация кислорода оставалась равной 2% или меньше. Масло добавляют к потоку жидкого продукта питания при предварительно определенном соотношении масла и жидкого продукта питания. Встроенный смеситель создает множество микронизированных капель масла в жидком продукте питания в потоке жидкого продукта питания.
Определенные варианты осуществления настоящего изобретения могут давать одно или более технических преимуществ. В качестве примера, емкость для подачи под давлением предотвращает окисление любых введенных полиненасыщенных жирных кислот обеспечением инертной атмосферы, применяя нагнетаемый инертный газ, такой как газообразный азот. Введение воронки так, чтобы ножка помещалась, по меньшей мере, наполовину во внутреннее пространство емкости для подачи под давлением обеспечивает то, что масло транспортируется в обедненную кислородом часть емкости для подачи под давлением.
Кроме того, встроенное распределение масла (например, через транспортную линию) в потоке жидкого продукта питания предотвращает воздействие на масла воздуха при добавлении к жидкому продукту питания. Встроенное распределение масла предотвращает окисление, по сравнению с общепринятыми способами, в которых масло подают в емкость с жидким продуктом питания через отверстие в емкости.
В качестве другого примера, применение встроенного смесителя со сдвиговым усилием для смешения масла и жидкого продукта питания создает микронизированные капли масла в жидком продукте питания. Создание небольших капель масла улучшает его суспендирование в жидком продукте питания. Когда масло суспендируют, в противоположность плаванию на поверхности, капли остаются отделенными друг от друга и вдали от окружающей среды, богатой кислородом. Кроме того, микронизированные капли можно более легко распределять в объеме жидкого продукта питания.
Другие технические преимущества настоящего изобретения будут более понятны специалисту в данной области техники из следующих фигур, описания и формулы изобретения. Более того, тогда как конкретные преимущества перечислены выше, различные варианты осуществления могут включать все, некоторые или не включать перечисленные преимущества.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ, далее ссылаются на следующее описание в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:
Фигура 1 показывает примерную систему для смешения масла с жидким продуктом питания согласно некоторым вариантам осуществления;
Фигура 2 показывает примерную воронку, помещенную в верхнее отверстие примерной емкости для подачи под давлением, согласно некоторым вариантам осуществления; и
Фигура 3 показывает примерный смеситель, способный диспергировать масло в потоке жидкого продукта питания согласно некоторым вариантам осуществления;
Фигура 4 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую первый примерный способ смешения масла с жидким продуктом питания;
Фигура 5 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую второй примерный способ смешения масла с жидким продуктом питания;
Фигура 6 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую третий примерный способ смешения масла с жидким продуктом питания.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Некоторые варианты осуществления представлены в списке вариантов осуществления ниже. Дополнительная информация о данных вариантах осуществления также представлена в следующих параграфах.
Вариант осуществления 1. Система, включающая аппарат, содержащий:
- емкость для подачи под давлением, содержащий канал на дне для жидкости и боковой впуск, способный функционировать для получения газа или жидкости, и
- воронку, содержащую верхнее отверстие, ножку; и одно или более газоотводящих отверстий,
где воронка проходит через верхнее отверстие в емкости для подачи под давлением, и ножку воронки помещают, по меньшей мере, наполовину во внутреннюю часть емкости для подачи под давлением.
Вариант осуществления 2. Система варианта осуществления 1, дополнительно содержащая транспортную линию и дозировочную емкость, где канал на дне для жидкости гидравлически соединено с транспортной линией, транспортная линия находится в соединении по текучей среде с дозировочной емкостью, где дозировочная емкость функционирует, поддерживая некоторый объем жидкого продукта питания.
Вариант осуществления 3. Система согласно варианту осуществления 2, дополнительно содержащая маслораспределительное устройство, соединенное с емкостью для подачи под давлением, между каналом на дне для жидкости и транспортной линией, причем маслораспределительное устройство функционирует, распределяя масло из емкости для подачи под давлением в потоке жидкого продукта питания из дозировочной емкости.
Вариант осуществления 4. Система согласно любому из вариантов осуществления 2-3, дополнительно содержащая встроенный смеситель со сдвиговым усилием, обеспечивающий:
- получение потока распределенного масла из транспортной линии;
- смешение жидкого продукт питания и масла, получая смесь масла в жидком продукте питания;
- выгрузку смеси масла в жидком продукте питания в дозировочную емкость.
Вариант осуществления 5. Система согласно любому из вариантов осуществления 2-4, где дозировочная емкость содержит мешалки, функционирующие, встряхивая объем жидкого продукта питания со смесью масла в жидком продукте питания.
Вариант осуществления 6. Система согласно любому из вариантов осуществления 1-5, дополнительно содержащая один или более клапанов между емкостью для подачи под давлением и емкостью с инертным газом, таким как азот, функционирующих, контролируя объем инертного газа в емкости для подачи под давлением;
где канал на дне для жидкости емкости для подачи под давлением функционирует, подавая инертный газ из емкости с инертным газом в емкость для подачи под давлением; и
где боковой впуск емкости для подачи под давлением функционирует, подавая инертный газ из емкости с инертным газом в емкость для подачи под давлением.
Вариант осуществления 7. Система согласно варианту осуществления 6, где один или более клапанов дополнительно функционируют, работая в режиме продувки и режиме поддержки, где:
- режим продувки, обеспечивающий распределение инертного газа в емкости для подачи под давлением через канал на дне для жидкости и необязательно через боковой впуск емкости для подачи под давлением; и
- режим поддержки, обеспечивающий распределение инертного газа в емкости для подачи под давлением через боковой впуск без подачи инертного газа через канал на дне для жидкости.
Вариант осуществления 8. Система согласно любому из вариантов осуществления 1-7, где боковой впуск включает спрейбол, причем спрейбол функционирует:
- распределяя инертный газ, такой как азот, в емкости для подачи под давлением; и
- распределяя жидкий продукт питания в емкости для подачи под давлением.
Вариант осуществления 9. Система согласно любому из вариантов осуществления 4-8, дополнительно содержащая трубопровод, соединенный с выпускным клапаном встроенного смесителя со сдвиговым усилием, функционирующий для транспортировки смеси жидкого продукта питания и масла в дозировочную емкость.
Вариант осуществления 10. Система согласно варианту осуществления 9, где маслораспределительное устройство включает массовый расходометр, функционирующий, распределяя масло при заранее определенном соотношении масла и жидкого продукта питания, где заранее определенное соотношение масла и жидкого продукта питания составляет приблизительно 1 фунт масла на 100 галлонов жидкого продукта питания.
Вариант осуществления 11. Система согласно любому из вариантов осуществления 1-10, где воронка дополнительно содержит крышку, расположенную на верхнем отверстии воронки, причем крышка содержит газоотводящее отверстие.
Вариант осуществления 12. Система согласно любому из вариантов осуществления 1-11, где емкость для подачи под давлением имеет концентрацию кислорода 2% или меньше, когда масло присутствует в емкости для подачи под давлением.
Вариант осуществления 13. Способ смешения масла и жидкого продукта питания, включающий применение системы согласно любому из вариантов осуществления 2-12, где:
- масло находится в емкости для подачи под давлением, и
- жидкий продукт питания находится в дозировочной емкости.
Вариант осуществления 14. Способ согласно варианту осуществления 13, включающий:
- помещение воронки в верхнее отверстие емкости для подачи под давлением так, чтобы ножка воронки помещалась, по меньшей мере, наполовину во внутреннюю часть емкости для подачи под давлением;
- продувку емкости для подачи под давлением инертным газом, таким как азот, через канал на дне для жидкости емкости для подачи под давлением до того, как концентрация кислорода в емкости для подачи под давлением будет составлять 2% или меньше;
- транспортировку масла в емкость для подачи под давлением через воронку;
- поддерживание тока инертного газа в емкость для подачи под давлением через боковой впуск емкости для подачи под давлением так, чтобы концентрация кислорода оставалась равной 2% или меньше; и
- распределение масла из емкости для подачи под давлением в потоке жидкого продукта питания.
Вариант осуществления 15. Способ согласно любому из вариантов осуществления 13-14, где масло подают из емкости для подачи под давлением в поток жидкого продукта питания при заранее определенном соотношении масла и жидкого продукта питания, где заранее определенное соотношение масла и жидкого продукта питания составляет приблизительно 1 фунт масла на 100 галлонов жидкого продукта питания.
Вариант осуществления 16. Способ согласно любому из вариантов осуществления 14-15, где продувка емкости для подачи под давлением включает подачу инертного газа в емкость для подачи под давлением при скорости 200 кубических футов/час или 400 кубических футов/час.
Вариант осуществления 17. Способ согласно любому из вариантов осуществления 14-16, где поддерживание тока инертного газа включает подачу инертного газа через боковой впуск при скорости 20 кубических футов/час.
Вариант осуществления 18. Способ согласно любому из вариантов осуществления 13-17, дополнительно включающий:
- промывку емкости для подачи под давлением, включающую подачу жидкого продукта питания через боковой впуск емкости для подачи под давлением; и
- распределение промывающего жидкого продукта питания из емкости для подачи под давлением в поток жидкого продукта питания.
Вариант осуществления 19. Способ согласно любому из вариантов осуществления 13-18, включающий:
- распределение потока жидкого продукта питания из дозировочной емкости в транспортную линию;
- распределение масла из емкости для подачи под давлением в транспортную линию так, чтобы масло подавалось в поток жидкого продукта питания при заранее определенном соотношении масла и жидкого продукта питания;
- подачу распределенного масла и потока жидкого продукта питания во встроенный смеситель со сдвиговым усилием;
- диспергирование распределенного масла в потоке жидкого продукта питания во встроенном смесителе со сдвиговым усилием, создавая множество микронизированных капель масла в жидком продукте питания в потоке жидкого продукта питания;
- подачу потока жидкого продукта питания, содержащего микронизированные капли масла в жидком продукте питания, в дозировочную емкость;
- распределение потока жидкого продукта питания, содержащего микронизированные капли масла в жидком продукте питания, в объеме жидкого продукта питания в дозировочной емкости.
Вариант осуществления 20. Способ согласно варианту осуществления 19, где распределение масла из емкости для подачи под давлением включает обеспечение емкости для подачи под давлением с концентрацией кислорода 2% или меньше.
Вариант осуществления 21. Способ согласно любому из вариантов осуществления 19-20, где заранее определенное соотношение масла и жидкого продукта питания составляет приблизительно 1 фунт масла на 100 галлонов жидкого продукта питания.
Вариант осуществления 22. Способ согласно любому из вариантов осуществления 19-21, дополнительно включающий:
- промывку емкости для подачи под давлением жидким продуктом питания;
- распределение промывочного жидкого продукта питания в потоке жидкого продукта питания из дозировочной емкости.
Вариант осуществления 23. Способ согласно любому из вариантов осуществления 19-22, дополнительно включающий:
- помещение воронки в верхнее отверстие емкости для подачи под давлением так, чтобы ножка воронки помещалась, по меньшей мере, наполовину во внутреннюю часть емкости для подачи под давлением;
- продувку емкости для подачи под давлением инертным газом, таким как азот, через канал на дне для жидкости емкости для подачи под давлением до того, как концентрация кислорода в емкости для подачи под давлением не будет составлять 2% или меньше;
- транспортировку масла в емкость для подачи под давлением через воронку;
- поддержание тока инертного газа в емкость для подачи под давлением через боковой впуск емкости для подачи под давлением так, чтобы концентрация кислорода оставалась равной 2% или меньше; и
- распределение масла из емкости для подачи под давлением в потоке жидкого продукта питания.
Вариант осуществления 24. Способ согласно любому из вариантов осуществления 19-23, где множество микронизированных капель масла в жидком продукте питания имеют средний размер капель в диапазоне 3-5 микрон.
Вариант осуществления 25. Способ согласно любому из вариантов осуществления 13-24, где жидкий продукт питания представляет собой молоко, и масло включает докозагексановую кислоту (DHA).
Вариант осуществления 26. Способ согласно любому из вариантов осуществления 13-25, дополнительно включающий пастеризацию объема жидкого продукта питания, содержащего микронизированные капли масла в жидком продукте питания.
Потребление определенных жидких продуктов питания может служить удобным способом для людей, детей в частности, получения биологически активных добавок или витаминов. Определенные ингредиенты, пищевые добавки или витамины можно добавлять к жидкому продукту питания, получая жидкий продукт питания, имеющий улучшенную пищевую ценность. Полиненасыщенные жирные кислоты, такие как докозагексановая кислота (ʺDHAʺ), можно добавлять к жидким продуктам питания, обеспечивая дополнительную пищевую ценность. Полиненасыщенные жирные кислоты можно суспендировать в маслах для транспортировки и смешивать их с другими веществами. Например, DHA можно транспортировать в подсолнечном масле, которое можно смешивать с молоком.
-1
В настоящем изобретении ʺмаслоʺ относится к любому соединению или композиции веществ, которая представляет собой вязкую жидкость при комнатной температуре и которая не смешивается с водой при 25°C в диапазоне концентраций, по меньшей мере, от 0,01% до 10,0%, предпочтительно, по меньшей мере, от 0,05% до 5,0%. Вязкость обычно составляет от 5 мПа.с до 200 мПа.с, например, от 10 мПа.с до 100 мПа.с, например, от 20 мПа.с до 60 мПа.с при 25°C, например, при сдвиге 64 с.
Масло может представлять собой питательное вещество или функциональную смесь, или может содержать питательное вещество или функциональную смесь, растворенную, диспергированную или эмульгированную в масле.
Примеры масла включают растительные масла или животные масла, такие как рыбий жир. Примеры растительных масел включают: кокосовое масло, кукурузное масло, хлопковое масло, оливковое масло, пальмовое масло, пальмоядровое масло, арахисовое масло, рапсовое масло, включая масло канолы, сафлоровое масло, кунжутное масло, соевое масло, подсолнечное масло, масло из фундука, миндальное масло, буковое масло, масло бразильского ореха, масло кешью, масло макадамии, масло ореха монгонго, масло пекана, кедровое масло, фисташковое масло, масло грецкого ореха, масло семян тыквы, масло семян грейпфрута, лимонное масло, апельсиновое масло и смесь или их ассоциаты.
Примеры питательных веществ или функциональных соединений включают витамины, минеральные пищевые добавки, ферменты, жидкий коллаген, волокна, пробиотики, жидкие антивспенивающие средства, жидкие эмульгаторы.
В конкретном вариант осуществления, масло представляет собой или содержит полиненасыщенные жирные кислоты, такие как докозагексановая кислота (ʺDHAʺ).
В конкретном варианте осуществления, масло и жидкий продукт питания по существу не содержат дополнительного эмульгатора. Способ обеспечивает переработку масла и жидкости в капли масла среднего размера и хорошую стабильность без необходимости в эмульгаторах. Однако упоминается, что некоторое количество эмульгатора может присутствовать, или его можно применять в жидкости и или масле или добавлять на стадиях после способа.
Несколько проблем возникают при попытке добавить масла, содержащие полиненасыщенные жирные кислоты, к жидким продуктам питания. Во-первых, полиненасыщенные жирные кислоты подвергаются окислению, которое может обеспечивать вкус и запах, непригодный для потребления. DHA, в частности, легко окисляется и, несмотря на осторожное обращение, может оказаться сложным смешивать ее с жидким продуктом питания. Большинство детей не захотят пить жидкий продукт питания, такой как молоко, имеющий вкус рыбы, независимо от его питательной ценности.
Во-вторых, масла часто может оказаться сложно распределять равномерно в целевом объеме жидкого продукта питания. Масла, смешанные в жидком продукте питания, могут сливаться и плавать на поверхности жидкого продукта питания. Масла могут также прилипать к стенке любых емкостей или сосудов, содержащих жидкий продукт питания, препятствуя эффективному смешение масел в жидком продукте питания. Таким образом, система и способы введения полиненасыщенных жирных кислот в жидкий продукт питания, обсуждаемые в настоящем изобретении, предпринимают меры и для предотвращения окисления и для улучшения распределения полиненасыщенных жирных кислот в жидком продукте питания.
Стандартные подходы к добавлению ингредиентов к жидким продуктам питания включают просто добавление вспомогательных ингредиентов в некоторый объем жидкого продукта питания в сосуде и смешение ингредиентов в сосуде для обеспечения равномерного распределения. Стандартный подход, применяемый для добавления полиненасыщенных жирных кислот, приводит в результате к проблемам, обсуждаемым выше. Нужны системы и способы смешения полиненасыщенных жирных кислот с жидким продуктом питания, которые предотвращают окисление и обеспечивают равномерное распределение кислот в жидком продукте питания.
Определенные варианты осуществления относятся к жидкому продукту питания, содержащему полиненасыщенные жирные кислоты. Для примера и пояснения, определенные варианты осуществления в данном описании относятся к DHA, DHA маслу или маслу. DHA представляет собой только один пример полиненасыщенной жирной кислоты, к которому относится настоящее изобретение. Масло, содержащее любую полиненасыщенную жирную кислоту, можно применять в каждом из различных вариантов осуществления систем и способов, описанных в настоящем изобретении. В общем, полиненасыщенные жирные кислоты (PUFA) относятся к семейству жирных кислот, которые имеются в определенных рыбах, зеленолистных овощах и растительных маслах. Полиненасыщенные жирные кислоты могут содержать углеродную цепь, содержащую восемь или более атомов углерода и две или более двойных связей. Примеры полиненасыщенных жирных кислот включают омега жирные кислоты, такие как омега-3 жирные кислоты (например, докозагексановая кислота (DHA), докозапентаеновая кислота (n-3) (DPAn-3), стеаридоновая кислота (SDA), линоленовая кислота (LNA), и альфа линолевая кислота (ALA), и эйкозапентаеновая кислота (EPA)), и омега-6 жирные кислоты (например, арахидоновая кислота (ARA), докозапентаеновая кислота (n-6) (DPAn-6), линолевая кислота (LA), гамма линоленовая кислота (GLA), и дигомо гамма линоленовая кислота (n-6)).
Для примера и пояснения, определенные варианты осуществления в настоящем описании описывают добавление масла, такого как масло, содержащее DHA и/или другие (другие) PUFA, к молоку. Молоко представляет собой только один пример жидкого продукта питания, к которому относится настоящее изобретение. В каждом из различных вариантов осуществления систем и способов, описанных в настоящем изобретении, любой жидкий продукт питания, который можно перекачивать или переливать через систему, применяя трубопровод или другое оборудование для потока жидкости, можно применять в добавление к или в качестве альтернативы молоку. Например, жидкий продукт питания может относиться к напиткам (например, молоку, сокам, чаям, кофе, воде, их комбинациям и т.д.), кремам, соусам, топпингам, смесям пищевых ингредиентов и т.д. После прокачивания через систему, которая добавляет масло к жидкому продукту питания, жидкий продукт питания может или оставаться в жидкой форме или его можно дополнительно обрабатывать до конечного пищевого продукта, имеющего нежидкую форму. Кроме того, ссылка на ʺмолокоʺ не предназначена для ограничения любым конкретным типом молока. Например, ʺмолокоʺ может относиться к напиткам, источник которых отличен от животного, таким как соевое молоко или миндальное молоко. ʺМолокоʺ может относиться к молоку, включая необезжиренное, 2% или обезжиренное молоко. Термин ʺмолокоʺ должно быть дано значение, чтобы охватить любой тип жидкого продукта питания, который считают молоком или получен из молока. Аналогично, ʺчаи,ʺ ʺсоки,ʺ ʺкофеʺ и ʺкремаʺ включают любой тип жидкого продукта питания, который может рассматриваться как тип, известный специалисту в данной области техники.
В одном варианте осуществления количество масла, введенного в жидкий продукт питания, составляет 0,01%-10,0% по весу, например, 0,05%-5,0%, например, 0,05%-0,5%.
В одном варианте осуществления количество масла, введенного в жидкий продукт питания, составляет от 0,001 фунта на галлон до 10,0 фунтов на галлон, например, 0,005-5,0, например, 0,05-0,5.
В одном варианте осуществления количество питательного вещества функциональной смеси, введенного в жидкий продукт питания, составляет 0,01%-10,0% по весу, например, 0,05%-5,0%, например, 0,05%-0,5%.
В одном варианте осуществления количество питательного вещества функциональной смеси, введенного в жидкий продукт питания, составляет от 0,001 фунта на галлон до 10,0 фунтов на галлон, например, 0,005-5,0, например, 0,05-0,5.
В определенных вариантах осуществления, проблема окисления решается обеспечением окружающей среды, обедненной кислородом, для DHA в способе смешения. Оператор может получить неокисленную DHA в закрытом металлическом контейнере. Оператор выливает DHA из герметичного контейнера в емкость для подачи под давлением, имеющую окружающую среду, обедненную кислородом. В емкости для подачи под давлением применяют диспергатор для распределения DHA масла в потоке жидкого продукта питания, который, затем, подают в смеситель. В смесителе применяют сдвигающее усилие, которое создает маленькие капли DHA масла, которые легко суспендировать в жидком продукте питания. Поскольку их суспендируют в жидком продукте питания, менее вероятно, что они будут плавать на поверхности объема жидкого продукта питания, где они могут подвергаться воздействию кислорода.
В определенных вариантах осуществления, проблему неравномерного распределения можно решить суспендированием капель DHA масла в жидком продукте питания и смешением данной смеси с большим объемом жидкого продукта питания. Смеситель создает небольшие капли DHA масла, которые суспендированы в потоке жидкого продукта питания. Данный поток, содержащий капли, может течь обратно в большой сосуд, содержащий целевой объем жидкого продукта питания. Поскольку только часть большого объема жидкого продукта питания будет течь в смеситель, сосуд, содержащий большой объем жидкого продукта питания, можно конфигурировать так, чтобы смешивать входящий поток с объемом жидкого продукта питания в сосуде. Поскольку масляные капли суспендированы во входящем потоке жидкого продукта питания, масло предохраняют от слияния и плавания на поверхности объема жидкого продукта питания. Таким образом, масло можно предохранять от прилипания к стенкам сосуда, и суспендированные капли можно распределять равномерно.
Способы и системы, решающие данные проблемы, будут описаны более подробно, применяя фигуры 1-6. Фигура 1 показывает примерную систему для смешения масла с жидким продуктом питания. Фигура 2 показывает примерную воронку, помещенную в примерную емкость для подачи под давлением. Фигура 3 показывает примерный смеситель, способный диспергировать масло в потоке жидкого продукта питания. Фигуры 4-6 иллюстрируют различные примеры способов смешения масла с жидким продуктом питания. Варианты осуществления настоящего изобретения и его преимущества будут лучше всего поняты со ссылкой на фигуры 1-6 чертежей, причем одинаковые цифры используются для одинаковых и соответствующих частей различных чертежей.
Фигура 1 показывает примерную систему для смешения масла с жидким продуктом питания согласно некоторым вариантам осуществления. Система 100 включает дозировочную емкость 101, емкость для подачи под давлением 102, маслораспределительное устройство 103, смеситель 104, транспортную линию 105 и трубопровод 106. Молоко, применяемое в качестве примера жидкого продукта питания в настоящем изобретении, может течь из дозировочной емкости 101 в смеситель 104 в транспортной линии 105. Масло может течь из емкости для подачи под давлением 102 в маслораспределительное устройство 103. Маслораспределительное устройство 103 может распределять масло в транспортной линии 105 в потоке молока. Масло и молоко текут в смеситель 104. После смешения, масло и молоко входят в трубопровод 106 и текут в дозировочную емкость 101.
Дозировочная емкость 101 может представлять собой любой подходящий сосуд, способный вмещать некоторый объем молока. Например, дозировочная емкость 101 может представлять собой чан из нержавеющей стали на 20000 галлон. Дозировочная емкость 101 может содержать ряд впускных отверстий и выпускных отверстий для того, чтобы принимать или выгружать поток молока. Дозировочная емкость 101 может находиться в соединении по текучей среде с транспортной линией 105. Например, дозировочная емкость 101 может включать выпускной клапан, соединенный непосредственно с транспортной линией 105. Альтернативно, дозировочная емкость 101 и транспортная линия 105 соединены опосредованно, например, через узкий и широкий трубопровод.
Часть объема молока в дозировочной емкости 101 можно выгружать в виде потока молока в транспортную линию 105. В процессе добавления масла к молоку, не весь объем молока в дозировочной емкости 101 требуется выгружать. В некоторых случаях, только небольшую часть объема молока выгружают. Например, в случае дозировочной емкости на 20000 галлон 101, выгрузка только 5000 галлонов молока из дозировочной емкости 101 может обеспечить подходящее смешение с маслом. В данном примере, масло подают и смешивают с данными 5000 галлонами по мере того, как они циркулируют в системе 100. Затем, масло получают и смешивают с объемом молока в дозировочной емкости 101 (например, оставшимися 15000 галлонами), где остаются данные 5000 галлонов. Поток молока в и из дозировочной емкости 101 может представлять собой непрерывный способ или может осуществляться постадийно.
В некоторых вариантах осуществления, дозировочная емкость 101 включает устройство распределения масла из потока масла и молока из трубопровода 106 в некотором объеме молока в дозировочной емкости 101. Это необходимо, только если часть объема молока в дозировочной емкости 101 выгружают и смешивают с маслом в смесителе 104. Можно применять любое подходящее устройство для смешения жидкостей или распределения эмульсии вещества в потоке, включая мешалки, помещенные внутри дозировочной емкости 101. Смешение, применяя мешалки, можно точно настраивать изменением количества лопаток, дизайна лопаток, места помещения лопаток и скорости вращения. Например, скорость вращения выбирают так, чтобы обеспечить однородность распределения масла в молоке, но также приспосабливают для того, чтобы предотвратить образование воронок, которые могут вовлекать воздух, предотвратить слияние капель, а также поддерживать масляные капли в суспензии.
Емкость для подачи под давлением 102 может функционировать, удерживая некоторый объем масла перед тем, как его смешивают с некоторым объемом молока в дозировочной емкости 101. Часть емкости для подачи под давлением 102 может быть соединена с транспортной линией 105. Могут присутствовать промежуточные компоненты или зоны, через которые масло проходит перед тем, как течь в транспортную линию 105. Например, масло может течь из емкости для подачи под давлением 102 в маслораспределительное устройство 103 перед тем, как попасть в транспортной линии 105 в поток молока. Дополнительную информацию, касающуюся емкости для подачи под давлением 102, можно найти ниже со ссылкой на фигуру 2.
Маслораспределительное устройство 103 может быть соединено с емкостью для подачи под давлением 102. Маслораспределительное устройство 103 контролирует поток масла, подаваемого из емкости для подачи под давлением 102 в транспортную линию 105. Маслораспределительное устройство 103 может распределять масло непрерывно в потоке молока в транспортной линии 105. В некоторых вариантах осуществления, масло подают из емкости для подачи под давлением 102 через распределитель 103 в поток масла при заранее определенном соотношении масла и молока. Например, заранее определенное соотношение масла и молока может представлять собой отношение веса (например, фунты) масла к объему (например, галлоны) молока.
В конкретных вариантах осуществления, маслораспределительное устройство 103 содержит массовый расходометр, функционирующий, контролируя поток масла из емкости для подачи под давлением 102 в транспортную линию 105. Массовый расходометр может контролировать дозирующий клапан, который обеспечивает перемещение масла из емкости для подачи под давлением 102 при конкретном отношении массы к объему. В некоторых вариантах осуществления, массовый расходометр контролирует поток масла, подавая один фунт масла на сто галлонов молока. Отношение массы к объему можно регулировать, поддерживая оптимальное смешение масла с молоком. Например, различные отношения массы к объему могут влиять на размер капель масла после смешения в смесителе 104. Кроме того, различные отношения могут изменять количество времени, которое система 100 должна функционировать, добавляя объем масла к молоку.
После подачи масла в поток молока, транспортная линия 105 может направлять масло и молоко в смеситель 104. Смеситель 104 может смешивать масло с молоком и транспортировать смесь масла в молоке в дозировочную емкость 101 через трубопровод 106. Дополнительную информацию, относящуюся к смесителю 104, можно найти ниже со ссылкой на фигуру 3.
Модификации, добавления, или исключения можно делать в системе 100, не выходя за пределы объема настоящего изобретения. Компоненты системы 100 можно объединять или разделять. Более того, операции системы 100 можно осуществлять большим количеством, меньшим количеством или другими компонентами.
Фигура 2 показывает примерную воронку, помещенную в примерную емкость для подачи под давлением, согласно некоторым вариантам осуществления. Емкость для подачи под давлением 102 содержит боковой впуск 201 и канал на дне для жидкости 202. Канал на дне для жидкости 202 соединено с транспортной линией 105.
Азот и/или любой другой инертный газ или газы могут течь в емкость для подачи под давлением 102 через боковой впуск 201 и/или канал на дне для жидкости 202. Инертный газ замещает кислород в пространстве, посредством этого препятствуя окислению любого масла, помещенного в данное пространство. Например, инертный газ может течь в емкость для подачи под давлением 102, обеспечивая концентрацию кислорода в емкости для подачи под давлением 102 2% или меньше. Снижая концентрацию кислорода до данного уровня, масло, распределенное в емкости для подачи под давлением 102, может не окисляться.
В конкретных вариантах осуществления, система 100 дополнительно содержит бак с сжатым азотом, находящийся в соединении по текучей среде с емкостью для подачи под давлением 102 через канал на дне для жидкости 202 и боковой впуск 201. Бак с сжатым азотом может представлять собой любой подходящий сосуд под давлением, содержащий некоторый объем азота, который может течь в емкость для подачи под давлением 102, обеспечивая инертную атмосферу. Один или более клапанов между баком с сжатым азотом и емкостью для подачи под давлением 102 могут контролировать объем азота в емкости для подачи под давлением 102. Например, расходомер можно помещать между баком с сжатым азотом и емкостью для подачи под давлением 102, причем расходомер контролирует скорость потока азота в емкость для подачи под давлением 102 из бака с сжатым азотом.
Поток азота в емкость для подачи под давлением 102 можно модулировать, в зависимости от стадии процесса. Кроме того, поток азота может иметь различные пути в емкость для подачи под давлением 102, в зависимости от стадии процесса. Например, один или более клапанов могут функционировать, работая в режиме продувки и режиме поддержки. Режим продувки обеспечивает распределение азота через канал на дне для жидкости 202 и необязательно через боковой впуск 201 емкости для подачи под давлением 102. Перед вхождением в режим продувки, емкость для подачи под давлением 102 может быть по существу пустой, за исключением наружного воздуха, содержащего кислород. Режим продувки может обеспечивать ток азота в емкость для подачи под давлением 102 через канал на дне для жидкости 202 при высокой скорости для того, чтобы быстро снизить концентрацию кислорода в емкости для подачи под давлением 102.
Режим поддержки обеспечивает распределение азота через боковой впуск 201 без подачи азота через канал на дне для жидкости 202. После распределения требуемого объема масла в емкости для подачи под давлением 102, система 100 может входить в режим поддержки. В данном режиме, скорость потока азота можно снижать, но все еще поддерживать при скорости, достаточной для поддержания низкой концентрации кислорода, предпочтительно ниже 2%. Азот может не поступать через канал на дне для жидкости 202 в данном режиме, поскольку это может мешать распределению масла в потоке молока. Масло будет покидать емкость для подачи под давлением 102 через тот же канал на дне для жидкости 202. Если газ течет в емкость для подачи под давлением через то же отверстие в то же самое время, то он может нарушать поток масла и потенциально вызывать нежелательное барботирование или окисление.
Перед тем как любое масло подают в емкость для подачи под давлением 102, кислород выдувают из емкости для подачи под давлением 102 распределением азота в емкости для подачи под давлением 102, замещая кислород. Газообразный азот можно распределять при высокой скорости кубических футов в час (ʺкубические футы/часʺ) при выдувании кислорода для того, чтобы быстро снизить концентрацию кислорода в емкости для подачи под давлением 102. Например, азот может течь в емкость для подачи под давлением 102 при скорости 200 кубических футов/час-400 кубических футов/час. После продувки емкости для подачи под давлением 102 азотом, концентрация кислорода в емкости для подачи под давлением 102 составляет 2% или меньше. Другими словами, емкость для подачи под давлением 102 имеет концентрацию кислорода 2% или меньше, когда масло присутствует в емкости для подачи под давлением 102.
Воронку 203 можно помещать через верхнее отверстие емкости для подачи под давлением 102. В начале способа смешения масла с молоком, оператор может распределять некоторый объем масла в емкости для подачи под давлением 102 через воронку 203. Воронка 203 может содержать ножку 204 и газоотводящее отверстие 206. При таком размещении, ножку 204 воронки 203 помещают, по меньшей мере, наполовину во внутреннюю часть 205 емкости для подачи под давлением 102. Воронка 203 доставляет наливаемое масло в нижнюю часть внутреннего пространства емкости для подачи под давлением 102. Данная нижняя часть может быть обеднена кислородом, препятствуя окислению масла после того, как его выливают в емкость. Например, емкость для подачи под давлением 102 может продуваться газообразным азотом так, чтобы слой азота заполнял нижнюю часть емкости для подачи под давлением 102. Ножку 204 воронки 203 помещают в данный слой, и она доставляет масло в данный слой азота.
С другой стороны, ножка 204 воронки 203 может не достигать самого дна емкости для подачи под давлением 102. Разбрызгивание предотвращают сохранением некоторого пространства между дном емкости для подачи под давлением 102 и концом воронки 203. Разбрызгивание может препятствовать подаче масла в емкость для подачи под давлением 102. Например, разбрызгивание может примешивать кислород в емкость для подачи под давлением 102, вызывая окисление масла в емкости для подачи под давлением 102.
Одно или более газоотводящих отверстий 206 воронки 203 могут способствовать доставке масла в емкость для подачи под давлением 102. Как сказано выше, распределение потока масла в емкости для подачи под давлением 102 может примешивать кислород в емкости для подачи под давлением 102, что является вредным для масла. Газоотводящее отверстие 206 позволяет газу покидать емкость для подачи под давлением 102 по мере того, как масло замещает его при распределении в емкости для подачи под давлением 102. Удаление газов предотвращает наращивание давления и другие силы, вызывающие нарушение, в емкости для подачи под давлением 102, которые могут нарушать поток масла и примешивать внешний воздух в емкость для подачи под давлением 102.
В конкретных вариантах осуществления, воронка 203 дополнительно содержит крышку, расположенную над верхнем отверстием воронки 203. Крышка содержит газоотводящее отверстие. После того как требуемый объем масла подали в емкость для подачи под давлением 102, оператор устанавливает крышку на верхнюю часть воронки 203, предотвращая поступление кислорода в емкость для подачи под давлением 102. Таким образом, когда воронку 203 не применяют в данный момент, подавая масла, крышку помещают на верхнее отверстие воронки 203, предотвращая проникновение внешнего воздуха, содержащего кислород. Крышка содержит газоотводящее отверстие для того, чтобы предотвратить наращивание давления газа в емкости для подачи под давлением 102. Например, по мере того как поток азота поддерживают в емкости для подачи под давлением 102, избыточный газ можно отводить, по меньшей мере, через одно газоотводящее отверстие, включая газоотводящее отверстие на крышке на воронке 203.
После того как масло подали в емкость для подачи под давлением 102, азот может в настоящее время течь через боковой впуск 201 для того, чтобы поддерживать низкую концентрацию кислорода. Поскольку емкость для подачи под давлением 102 уже продута, поток азота через боковой впуск 201 может течь при низкой скорости. Например, азот может течь через боковой впуск 201 при скорости 20 кубических футов/час.
В конкретных вариантах осуществления, боковой впуск 201 емкости для подачи под давлением 102 содержит спрейбол. Спрейбол помещают в емкость для подачи под давлением 102 так, чтобы любой газ или жидкость, текущая через боковой впуск 201 в емкость для подачи под давлением 102, текла через спрейбол перед попаданием в емкость для подачи под давлением 102. Спрейбол может улучшать распределение газа или жидкости в емкости для подачи под давлением 102. Например, спрейбол может направлять поток азота во все зоны внутри емкости для подачи под давлением 102, препятствуя неравномерному распределению. Кроме того, спрейбол может улучшать промывку емкости для подачи под давлением 102 после того, как подали масло. Например, после того как некоторый объем масла подали из емкости для подачи под давлением 102, остаток масла может оставаться на стенках и дне внутреннего пространства емкости для подачи под давлением 102. Остаточное масло можно смешивать с молоком промывкой емкости для подачи под давлением 102 молоком через боковой впуск 102. Спрейбол способствует процессу промывки распылением молока на все внутренние поверхности емкости для подачи под давлением 102. Молоко и смытое масло могут течь через нижнее отверстие 202 и могут распределяться с той же скоростью, как масло в потоке молока.
В конкретных вариантах осуществления, боковой впуск 201 емкости для подачи под давлением 102 может являться местом ввода очищающих растворов, которые можно применять для очистки внутреннего пространства емкости для подачи под давлением 102. Например, боковой впуск 201 может обеспечивать ток очищающих растворов, содержащих горячую щелочь, и растворов кислоты в емкость для подачи под давлением 102. Очищающие растворы могут очищать внутреннее пространство емкости для подачи под давлением 102, делая систему соответствующей санитарным нормам и пригодной для пищевого применения. В конкретных вариантах осуществления, центральная система мойки на месте (ʺCIPʺ) соединена с одним или более компонентами системы 100, включая дозировочную емкость 101, емкость для подачи под давлением 102, распределитель 103, смеситель 104, транспортную линию 105 и/или трубопровод 106. В некоторых вариантах осуществления, емкость для подачи под давлением 102 соединена с центральной CIP системой через боковой впуск 201 так, что очищающий раствор может течь из центральной CIP в емкость для подачи под давлением 102, по меньшей мере, через боковой впуск 201.
Фигура 3 показывает примерный смеситель, способный диспергировать масло в потоке жидкого продукта питания согласно некоторым вариантам осуществления. Смеситель 104 получает поток молока 302 с распределенным маслом 301. Затем, смеситель 104 смешивает поток молока 302 и распределенного масла 301, создавая микронизированные капли масла в молоке 303. Затем, микронизированные капли масла в молоке 303 текут из смесителя 104 в дозировочную емкость 101 через трубопровод 106.
В конкретных вариантах осуществления, смеситель 104 представляет собой встроенный смеситель со сдвиговым усилием. Встроенное размещение смесителя 104 обеспечивает смешение без введения внешнего воздуха. Встроенное смешение предотвращает аэрирование и окисление масла в потоке молока. Кроме того, встроенное смешение делает смешение непрерывным процессом, смешивающим непрерывный поток масла и молока.
Обычно масло и молоко не смешиваются. Как обсуждалось выше, одна проблема со смешением масла и молока заключается в том, что масло обычно коагулирует и плавает на поверхности молока. Смешение со сдвигающим усилием решает данную проблему созданием эмульсии масла в молоке. Например, мотор может вращать лопасть или высокоскоростной ротор, который обеспечивает сдвигающее усилие на масло в потоке молока в смесителе 104. Сдвигающее усилие создает небольшие капли масла. Небольшие капли масла более легко суспендировать в молоке и распределять по объему молока.
В конкретных вариантах осуществления, смеситель 104 может создавать микронизированную смесь масла в молоке, имеющую средний размер капель в диапазоне между 3 и 5 микронами. При данном размере, менее вероятно, что капли будут коагулировать и более вероятно, что они будут оставаться суспендированными в молоке. Таким образом, даже после протекания по трубопроводу 106 и смешения с некоторым объемом молока в дозировочной емкости 101, капли могут оставаться разделенными. Как результат, масло может распределяться по существу равномерно по всему объему молока в дозировочной емкости 101, успешно смешивая масло с целевым объемом молока.
Как показано выше, определенные варианты осуществления системы 100 предотвращают окисление масла и создают равномерное распределение масла в молоке. Окисление предотвращают поддержанием масло в окружающей среды, обедненной кислородом, с момента нахождения в емкости для подачи под давлением 102 до смесителя 104 и дозировочной емкости 101. Равномерное распределение улучшается применением смесителя 104, который создает микронизированные капли масла в молоке. Капли можно легко распределять в молоке без коагуляции и прилипания к стенкам дозировочной емкости 101.
Фигура 4 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую первый пример способа смешения масла с жидким продуктом питания. Тогда как будут описаны конкретные варианты осуществления, где компоненты системы 100 осуществляют определенные стадии способа 400, любой подходящий компонент или комбинация компонентов системы 100 может осуществлять одну или более стадий способа.
На стадии 402, оператор помещает воронка 203 в верхнее отверстие емкости для подачи под давлением 102. Воронку 203 помещают так, чтобы ножка 204 воронки 203 помещалась, по меньшей мере, наполовину во внутреннюю часть емкости для подачи под давлением 102. Как обсуждалось ранее, ножка 204, помещаемая вниз в емкость для подачи под давлением 102, обеспечивает распределение масла, распределенного в емкости для подачи под давлением 102, в обедненную кислородом часть емкости для подачи под давлением 102.
После размещения воронки 203, оператор может обеспечивать обедненную кислородом окружающую среду внутри емкости для подачи под давлением 102. На стадии 404, емкость для подачи под давлением 102 продувают азотом через канал на дне для жидкости 202. По мере того как азот течет в емкость для подачи под давлением 102, воздух замещается через газоотводящее отверстие и удаляется из емкости для подачи под давлением 102. Продувку емкости для подачи под давлением 102 продолжают до того, как концентрация кислорода в емкость для подачи под давлением 102 не достигает 2% или меньше. В конкретных вариантах осуществления, продувка емкости для подачи под давлением 102 включает подачу азота в емкость для подачи под давлением 102 при скорости 200 кубических футов/час или 400 кубических футов/час.
После обеспечения подходящей окружающей среды, масло может течь в емкость для подачи под давлением 102. На стадии 406, оператор может выливать масло в емкость для подачи под давлением 102 через воронку 203. Масло подают в нижней части емкости для подачи под давлением 102, где заканчивается ножка 204 воронки 203. Поскольку емкость для подачи под давлением 102 продувают азотом, масло может распределяться в слое азота, пространстве, имеющем низкую концентрацию кислорода.
Обедненную кислородом окружающую среду поддерживают даже после того, как масло подали в емкость для подачи под давлением 102. На стадии 408, поток азота поддерживают в емкости для подачи под давлением 102 через боковой впуск 201. Данный поддерживающий поток обеспечивает то, что концентрация кислорода в емкости для подачи под давлением 102 остается равной 2% или меньше. В процессе смешения масла и молока, азот может вытекать из емкости для подачи под давлением 102 и замещаться внешним воздухом. Для того чтобы предотвратить смешение кислорода и масла, азот можно непрерывно подавать в емкость для подачи под давлением 102 через боковой впуск 201. В конкретных вариантах осуществления, поддерживающий поток включает подачу азота через боковой впуск 201 при скорости 20 кубических футов/час.
Подавая азот через боковой впуск 201 емкости для подачи под давлением 102, нарушение распределения масла через канал на дне для жидкости 202 минимизируют. В конкретных вариантах осуществления, боковой впуск 201 включает спрейбол, который усиливает поток азота в емкость для подачи под давлением 102. Спрейбол более равномерно распределяет газ или жидкость, текущие через боковой впуск 201 в емкость для подачи под давлением 102.
На стадии 410, масло подают из емкости для подачи под давлением 102 в поток молока. В конкретных вариантах осуществления, масло подают из емкости для подачи под давлением в поток молока при заранее определенном отношении масла к молоку, где заранее определенное отношение масла к молоку составляет приблизительно один фунт масла на сто галлонов молока. Каждая стадия помогает обеспечить то, что масло, распределенное в потоке молока, не окислено. Таким образом, при добавлении к потоку молока, масло можно эффективно смешивать с молоком.
В конкретных вариантах осуществления, способ 400 может дополнительно включать стадии промывки емкости для подачи под давлением молоком и распределения промывочное молоко из емкости для подачи под давлением 102 в поток молока. После того как масло подали из емкости для подачи под давлением 102, часть масла может оставаться в емкости для подачи под давлением 102, прилипшим к его внутренней части. Для того чтобы удалить остаточное масло, молоко может течь через боковой впуск 201 для того, чтобы промывать емкость для подачи под давлением 102. Затем, молоко и отмытое остаточное масло можно распределять. Промывочное молоко можно распределять из емкости для подачи под давлением 102 тем же способом, как распределено масло. В частности, промывочное молоко может течь через канал на дне для жидкости 202 в распределитель 103. Распределитель 103 может распределять промывочное молоко при том же отношении веса к объему, как масло.
Модификации, добавления, или исключения можно осуществлять в способе 400, показанном на фигуре 4. Способ 400 может включать больше, меньше или другие стадии. Например, стадии можно проводить параллельно или в любом подходящем порядке. При обсуждении в качестве различных компонентов системы 100, осуществляющей данные стадии, любой подходящий компонент или комбинация компонентов системы 100 может осуществлять одну или более стадий способа.
Фигура 5 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую второй примерный способ смешения масла с жидким продуктом питания. Тогда как будут описаны конкретные варианты осуществления, где компоненты системы 100 осуществляют стадии способа 500, любой подходящий компонент или комбинация компонентов системы 100 может осуществлять одну или более стадий способа.
Масло смешивают с целевым объемом молока в способе 500. На стадии 502, оператор распределяет поток молока из дозировочной емкости 101 в транспортную линию 105. Дозировочная емкость 101 удерживает целевой объем молока, с которым смешивают масло. Однако только часть объема подают в транспортную линию 105. Таким образом, некоторое количество масла можно смешивать с некоторым объемом молока без необходимости пропускать весь объем молока через различные компоненты системы.
На стадии 504, масло подают из емкости для подачи под давлением 102 в транспортную линию 105. Масло добавляют к потоку молока при заранее определенном отношении масла к молоку. Например, емкость для подачи под давлением 102 может быть соединена с транспортной линией 105 так, что линия из распределителя 103 и линия из дозировочной емкости 101 образуют T-образное соединение, в котором и масло и поток молока текут и смешиваются вместе. В конкретных вариантах осуществления, отношение масла к молоку составляет приблизительно один фунт масла на сто галлонов молока. В конкретных вариантах осуществления, емкость для подачи под давлением 102 обеспечивает концентрацию кислорода 2% или меньше при наличие масла. Таким образом, масло, распределенное в потоке молока, не окисляется.
После подачи масла на стадии 506, поток молока и распределенное масло текут в смеситель 104. Например, поток молока и распределенное масло могут течь в впускной клапан встроенного смесителя со сдвиговым усилием. Находясь в смесителе 104 на стадии 508 масло можно диспергировать в потоке молока. Смеситель 104 создает множество микронизированных капель масла в молоке. Например, встроенный смеситель со сдвиговым усилием может создавать капли масла в молоке, имеющие средний, например, средний по весу или по количеству, размер капель в диапазоне 3-5 микрон. Образованная эмульсия способствует поддержанию капель суспендированными в молоке и способствует их распределению в большом объеме молока в дозировочной емкости 101.
На стадии 510, поток молока, содержащий микронизированные капли масла в молоке, течет в дозировочную емкость 101. Поток может входить в впускной клапан дозировочной емкости 101. После тока обратно в дозировочную емкость 101, масло в потоке можно распределять в целевом объеме молока. На стадии 512, поток молока, содержащий микронизированные капли масла в молоке, распределяют в некотором объеме молока в дозировочной емкости 101. Распределение капель масла в молоке можно осуществлять любыми подходящими способами, включая, например, лопатки в дозировочной емкости 101, перемешивающие объем молока. Поскольку капли суспендированы в потоке молока, их можно легко распределять в некотором объеме молока в дозировочной емкости 101. Как результат, даже если только часть целевого объема молока вытекает из дозировочной емкости 101, масло можно распределять по всему объему молока в дозировочной емкости 101.
Модификации, добавления, или исключения можно осуществлять в способе 500, показанном на фигуре 5. Способ 500 может включать больше, меньше или другие стадии. Например, стадии можно проводить параллельно или в любом подходящем порядке. Тогда как обсуждали в качестве различных компонентов системы 100, осуществляющей данные стадии, любой подходящий компонент или комбинация компонентов системы 100 может осуществлять одну или более стадий способа.
Фигура 6 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую третий примерный способ смешения масла с жидким продуктом питания. Тогда как будут описаны конкретные варианты осуществления, где компоненты системы 100 проводят стадии способа 600, любой подходящий компонент или комбинация компонентов системы 100 может осуществлять одну или более стадий способа. Способ 600 может включать одну или более стадий из каждой стадии способа 400 и способа 500.
На стадии 602, воронку 203 помещают в верхнее отверстие емкости для подачи под давлением 102 так, чтобы ножка 204 воронки 203 помещалась, по меньшей мере, наполовину во внутреннюю часть емкости для подачи под давлением 102. Как описано выше, данная стадия способствует предотвращению окисления и способствует доставки масла в емкость для подачи под давлением.
На стадии 604, емкость для подачи под давлением 102 продувают азотом через канал на дне для жидкости 202 емкости для подачи под давлением 102. Продувку продолжают до того, как концентрация кислорода в емкости для подачи под давлением 102 не достигает 2% или меньше.
На стадии 606, масло течет в емкость для подачи под давлением 102 через воронку 203.
На стадии 608, поток азота поддерживают в емкости для подачи под давлением 102 через боковой впуск 201 емкости для подачи под давлением 102. Это обеспечивает то, что концентрация кислорода остается равной 2% или меньше.
На стадии 610, поток молока подают из дозировочной емкости 101 в транспортную линию 105. На стадии 612, масло течет из емкости для подачи под давлением 102 в транспортную линию 105 так, что масло добавляют в поток молока при заранее определенном отношении масла к молоку. Например, масло можно распределять при отношении массы к объему один фунт масла на каждые сто галлонов молока.
После подачи масла в поток молока в транспортной линии 105 на стадии 614 распределенное масло и поток молока текут в смеситель 104. Смеситель 104 может включать встроенный смеситель со сдвиговым усилием, который применяет сдвигающее усилие для распределения масла в молоке.
На стадии 616 распределенное масло распределяют в потоке молока во встроенном смесителе со сдвиговым усилием, создавая множество микронизированных капель масла в молоке в потоке молока. Например, микронизированные капли масла в молоке могут быть достаточно маленькими для того, чтобы оставаться в виде суспензии в способе смешения.
Затем, капли нужно распределять в целевом объеме молока. На стадии 618 поток молока, содержащий микронизированные капли масла в молоке, подают обратно в дозировочную емкость 101. После поступления в дозировочную емкость 101 на стадии 620 поток молока, содержащий микронизированные капли масла в молоке, распределяют в некотором объеме молока в дозировочной емкости 101. Например, дозировочная емкость 101 может содержать мешалки, такие как множество лопаток, которые смешивают и распределяют поток, содержащий капли, в некотором объеме молока. Поскольку капли являются небольшими, они остаются суспендированными, и их можно равномерно распределять в целевом объеме молока.
В конкретных вариантах осуществления, способ 600 дополнительно включает стадии промывки емкости для подачи под давлением 102 молоком и распределение промывочного молока в потоке молока из дозировочной емкости 101. Например, после распределения масла из емкости для подачи под давлением 102, остаточное масло может оставаться внутри емкости для подачи под давлением 102. Молоко может течь из дозировочной емкости 101 или любого другого источника в емкость для подачи под давлением 102 через боковой впуск 201. После применения для промывки емкости для подачи под давлением 102, молоко можно распределять в транспортной линии 105 и направлять назад в дозировочную емкость 101.
В конкретных вариантах осуществления, способ 600 дополнительно включает стадию пастеризации некоторого объема молока, содержащего микронизированные капли масла в молоке. После смешения масла с целевым объемом молока, полученное в результате улучшенное молоко может все еще требовать дополнительной обработки для получения напитка, безопасного для потребления. Осуществление на некотором объеме молока пастеризации уничтожает вредные микробы, посредством этого создавая потребительский продукт.
Модификации, добавления, или исключения можно осуществлять в способе 400, показанном на фигуре 6. Способ 600 может включать больше, меньше или другие стадии. Например, стадии можно проводить параллельно или в любом подходящем порядке. Тогда как обсуждали в качестве различных компонентов системы 100, осуществляющей данные стадии, любой подходящий компонент или комбинация компонентов системы 100 может осуществлять одну или более стадий способа.
Системы и способы, описанные в настоящем изобретении, могут включать одно или более технических преимуществ. Например, применение емкости для подачи под давлением 102 предотвращает окисление вводимых полиненасыщенных жирных кислот обеспечением инертной атмосферы, применяя нагнетаемый газообразный азот. Продувая вначале сосуд, содержащий масло, в ходе способа и поддерживая ток азота, поддерживают низкую концентрацию кислорода, ограничивая окисление. Введение воронки так, чтобы ножка помещалась, по меньшей мере, наполовину во внутреннее пространство емкости для подачи под давлением, обеспечивает то, что масло транспортируется в обедненную кислородом часть емкости для подачи под давлением, например, в слой азота.
Кроме того, встроенное распределение масла (например, через транспортную линию) в потоке жидкого продукта питания предотвращает масло от воздействия воздуха при добавлении к жидкому продукту питания. Встроенное распределение масла предотвращает окисление, по сравнению с общепринятыми способами, которые добавляют масло в емкость с жидким продуктом питания через отверстие в емкости.
В качестве другого примера, применение встроенного смесителя со сдвиговым усилием для смешения масла и жидкого продукта питания создает микронизированные капли масла в жидком продукте питания. Применение встроенного смесителя предотвращает введение внешнего воздуха в способ смешения. Применение сдвигающего усилия для создания небольших капель масла улучшает его суспензию в жидком продукте питания. Когда масло суспендировано, в противоположность плаванию на поверхности, капли остаются разделенными друг от друга и вдали от окружающей среды, богатой кислородом. Кроме того, микронизированные капли можно более легко распределять в некотором объеме жидкого продукта питания.
Хотя настоящее изобретение описано с несколькими вариантами осуществления, многочисленные изменения, варианты, исправления, трансформации и модификации могут быть предложены специалисту в данной области техники, и предполагается, что настоящее изобретение включает данные изменения, варианты, исправления, трансформации и модификации как попадающие в пределы объема прилагаемой формулы изобретения.