СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО РАЗБАВЛЕНИЯ ПОДСЛАСТИТЕЛЯ
SYSTEM AND METHOD FOR PRELIMINARY DILUTION OF SWEETENER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
В общем, настоящая заявка на патент относится к дозирующим устройствам для приготовления напитков и, в частности, к способам и системам для разбавления и предварительного разбавления подсластителей и других жидкостей, загружаемых в дозирующие устройства для приготовления напитков и дозирующие системы других типов.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В дозирующих устройствах для приготовления напитков традиционно производят смешивание сиропов и/или концентратов другого типа с разбавителем, например водой или газированной водой, с получением напитка. Сиропы или концентраты других типов могут включать смесь подсластителя, например кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы ("КСВСФ") (английский термин "high fructose corn syrup", соответствующее сокращение "HFCS"), сахарозы (сахара) или других материалов, и вкусовых добавок, красителей или других ингредиентов. В альтернативном варианте, подсластитель и другие ингредиенты могут находиться в раздельных емкостях и могут быть направлены по отдельности с помощью насоса в дозирующее сопло или дозирующие средства другого типа.
Для получения максимально возможного разнообразия напитков, вкусовая добавка, краситель и другие добавки могут быть сконцентрированы до получения микроингредиентов, т.е. до концентраций, приблизительно составляющих десять к одному (10:1) или более. Затем для приготовления напитка эти микроингредиенты смешивают в дозирующем устройстве для приготовления напитков с различными макроингредиентами, например подсластителями и разбавителями. Разделение такого типа описано в находящейся в совместном владении опубликованной заявке на патент US 2007/0205221, озаглавленной "Дозирующая система для приготовления напитков (Beverage Dispenser System)" от 6 марта 2006 г. Эта патентная заявка полностью включена в настоящее описание посредством ссылки.
Наряду с применением концентрированных микроингредиентов, может потребоваться применение концентрированного подсластителя. Например, натуральный КСВСФ доступен в концентрации, приблизительно составляющей 77° брикс (градус Брикса представляет собой массовое отношение массы растворенного подсластителя к массе воды). Основным преимуществом этой концентрации является то, что, в общем случае, такой сироп пригоден для длительного хранения. Тем не менее применяемые в настоящее время насосы могут не справляться с перекачиванием такой высоковязкой жидкости. В то же время разбавление КСВСФ до состояния, пригодного для перекачивания насосом, может снижать или ограничивать срок хранения КСВСФ, вызывать необходимость в охлаждении и/или применении системы с безразборной очисткой или систем и процедур очистки других типов. Кроме того, разбавление КСВСФ или другого подсластителя облегчает смешивание.
Таким образом, имеется необходимость в разработке систем и способов подачи в дозирующую систему для приготовления напитка КСВСФ, сахарозы и подсластителей других типов в концентрированном и по существу пригодном для длительного хранения виде. Такие системы и способы должны подходить для подсластителей любых типов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением может быть предложена дозирующая система для приготовления напитка, в который добавляют подсластитель. Дозирующая система для приготовления напитка может включать дозирующее сопло; источник подсластителя, содержащий подсластитель, степень концентрации которого превышает значение, приблизительно составляющее 65° брикс; источник первого разбавителя, содержащий первый разбавитель; смесительную камеру, соединенную с источником подсластителя и источником первого разбавителя для разбавления подсластителя до концентрации, составляющей менее приблизительно 65° брикс; и источник второго разбавителя, расположенный до дозирующего сопла и содержащий второй разбавитель, для дополнительного разбавления подсластителя.
Подсластитель может включать кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, сахарозу, кислотный компонент, консервант и/или пастеризованный подсластитель. Дозирующая система для приготовления напитка может дополнительно включать один или более первый насос. Первые насосы могут включать насос-дозатор или поршневой насос прямого вытеснения. На участке, расположенном после первых насосов, также может быть установлен один или более дополнительных насосов. Дополнительные насосы могут быть установлены как до, так и после смесительной камеры.
Дозирующая система для приготовления напитка дополнительно может включать контур охлаждения. Контур охлаждения может быть установлен как до, так и после смесительной камеры. Дозирующая система для приготовления напитка также может включать систему с безразборной очисткой, соединенную со смесительной камерой и дозирующим соплом. Также возможно применение дополнительной смесительной камеры.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением описан способ транспортировки подсластителя в дозирующее сопло. Способ может включать хранение подсластителя концентрацией 65° брикс или более, перетекание подсластителя в смесительную камеру, разбавление подсластителя до концентрации, составляющей менее приблизительно 65° брикс, перетекание подсластителя в дозирующее сопло и дополнительное разбавление подсластителя на участке, расположенном до сопла.
Этап хранения может включать хранение подсластителя на участке, удаленном от дозирующего сопла. Этап перетекания подсластителя в смесительную камеру может включать перекачивание подсластителя при помощи одного или более насосов. Способ дополнительно может включать этап охлаждения подсластителя. Охлаждение подсластителя может включать охлаждение подсластителя до или после разбавления подсластителя. Способ также может включать безразборную очистку смесительной камеры и дозирующего сопла.
Настоящее изобретение дополнительно относится к дозирующей системе для приготовления напитка, в который добавляют подсластитель. Дозирующая система для приготовления напитка может включать дозирующее сопло; источник подсластителя, содержащий подсластитель, степень концентрации которого превышает значение, приблизительно составляющее 65° брикс; насос, соединенный с источником подсластителя; источник первого разбавителя, содержащий первый разбавитель; смесительную камеру, соединенную с источником подсластителя и источником первого разбавителя для разбавления подсластителя до концентрации, составляющей менее приблизительно 65° брикс; контур охлаждения для охлаждения подсластителя, первого разбавителя или их обоих; и источник второго разбавителя, содержащий второй разбавитель для дополнительного разбавления подсластителя у дозирующего сопла.
Эти и другие признаки настоящего изобретения будут понятны специалисту в данной области техники после рассмотрения представленного ниже подробного описания, сопровождаемого несколькими графическими материалами, и формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На Фиг.1 схематически представлена дозирующая система для приготовления напитка, рассматриваемая в настоящем описании.
На Фиг.2 схематически представлен альтернативный вариант дозирующей системы для приготовления напитка, рассматриваемой в настоящем описании.
На Фиг.3 схематически представлен альтернативный вариант дозирующей системы для приготовления напитка, рассматриваемой в настоящем описании.
На Фиг.4 схематически представлен альтернативный вариант дозирующей системы для приготовления напитка, рассматриваемой в настоящем описании.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Переходя к рассмотрению графических материалов, в которых в нескольких видах одинаковыми числовыми обозначениями обозначены одинаковые элементы, можно отметить, что на Фиг.1 представлена дозирующая система 100 для приготовления напитка, рассматриваемая в настоящем описании. Дозирующая система 100 для приготовления напитка может включать один или более источников 110 подсластителя. Источники 110 подсластителя могут включать резервуар, ящик с вкладышем в форме мешка, фигал (пять галлонов; один галлон приблизительно составляет 3,785 л), или контейнер или контейнеры любого другого типа. Внутри источников 110 подсластителя может содержаться подсластитель 120. Как указано выше, подсластитель 120 может включать КСВСФ, сахарозу (сахар) или любой материал подобного типа. В этом первом примере, подсластитель 110 может включать КСВСФ.
Дозирующая система 100 для приготовления напитка также может включать один или более источник 130 разбавителя. Источники 130 разбавителя могут включать традиционный источник воды (водопровод) любого типа. Также может быть использован резервуар или контейнер, аналогичный описанным выше. В источниках 130 разбавителя может находиться разбавитель 140. Разбавитель 140 может включать воду, газированную воду и подобные материалы. Согласно изобретению, также возможно применение разбавителей других типов.
Дозирующая система 100 для приготовления напитка дополнительно может включать любое количество первых насосов 150. Первые насосы 150 могут включать традиционные насосы типа "ящик с вкладышем в форме мешка" или насосы-дозаторы, поршневые насосы прямого вытеснения других типов, включая возвратно-поступательные, дозирующие и роторные насосы, и/или другие устройства для перемещения жидкости. Также могут быть использованы одно или более из отдельных дозирующих устройств 160. Один из первых насосов 150 может быть соединен с источником 110 подсластителя. Источник 130 разбавителя также может быть соединен с одним из первых насосов 150. В альтернативном варианте источник 130 разбавителя может создавать достаточное давление для перемещения разбавителя 140 без применения первого насоса 150 или другого перекачивающего устройства.
Дозирующая система 100 для приготовления напитка также может включать один или более дополнительных насосов 170. Дополнительные насосы 170 могут иметь конструкцию, аналогичную конструкции первых насосов 150, описанных выше, или иметь другую конструкцию. Может быть использовано любое количество дополнительных насосов 170. Количество насосов 170 может зависеть от местонахождения источников 110 подсластителя и расстояния, на которое должен быть перемещен подсластитель 120, и/или типа и концентрации подсластителя 120. Если источник 110 подсластителя расположен вблизи дозирующего устройства, то дополнительные насосы 170 могут не требоваться, а если источник 110 подсластителя расположен в удаленном помещении или на удаленном участке, то может потребоваться один или более насос. Местоположение дополнительных насосов 170 может быть различным.
Также возможно применение одного или более регуляторов 180 вакуума. Регуляторы 180 вакуума могут быть установлены до дополнительных насосов 170 или другим образом. Регуляторы 180 вакуума могут иметь традиционную конструкцию и, в общем случае, возможно их применение вместе с источником типа "ящик с вкладышем в форме мешка". На выходе из регуляторов 180 вакуума поддерживают по существу постоянный вакуум. Согласно изобретению возможно применение регуляторных устройств аналогичных типов.
Дозирующая система 100 для приготовления напитка может дополнительно включать смесительную камеру 190. Смесительная камера 190 может быть соединена с источниками 110 подсластителя и источником 130 разбавителя. Смесительная камера 190 может иметь традиционную конструкцию и размер. Смесительная камера 190 может включать один из первых насосов 150 или другие перекачивающие устройства. Аналогично, смесительная камера 190 может быть соединена Т-образным соединением с одной из линий. В смесительной камере 190 выполняют смешивание и разбавление подсластителя 120 разбавителем 140, получая разбавленную смесь 195. Степень разбавления может быть разной. Местоположение смесительной камеры 190 может быть различным. Согласно изобретению возможно применение более одной смесительной камеры 190.
Дозирующая система 100 для приготовления напитка также может включать один или более контуров 200 охлаждения. Контур охлаждения 200 может включать любое количество проходов, предназначенных для охлаждения разбавленной смеси 195, подсластителя 120, разбавителя 140 и/или других находящихся в нем жидкостей. Контур охлаждения 200 может иметь традиционную конструкцию и может включать охлаждающую плиту или охлаждающие устройства аналогичного типа. Для получения некоторых напитков, которые могут быть поданы при комнатной температуре или более высокой температуре, например чая или подобного напитка, контур 200 охлаждения может не требоваться. Как показано ниже, контур охлаждения 200 может быть расположен на различных участках дозирующей системы 100 для приготовления напитка.
Дозирующая система 100 для приготовления напитка дополнительно может включать один или более запорных клапанов 210. Запорный клапан 210 может иметь традиционную конструкцию. Согласно изобретению возможно применение устройства аналогичного типа. Местоположение запорных клапанов 210 может быть различным.
Дозирующая система 100 для приготовления напитка может включать одно или более сопло 220 для подачи разбавителя. Сопло 220 для подачи разбавителя может быть устройством, аналогичным источнику 130 разбавителя, описанному выше, и может представлять собой тот же самый или другой источник. В нем также может находиться разбавитель 140. В этом случае также может быть использован тот же самый или дополнительный контур 200 охлаждения. С помощью сопла 220 для подачи разбавителя разбавитель 140 направляют в сопловой модуль, описанный ниже.
Дозирующая система 100 для приготовления напитка также может включать сопловой модуль 230. В сопловом модуле 230 может быть произведено смешивание разбавленной смеси 195 с разбавителем 140 и другими жидкостями, в результате чего получают напиток 235. Дозирующий сопловой модуль 230 может иметь традиционную конструкцию. В частности, дозирующий сопловой модуль 230 может быть аналогичен модулям, описанным в находящемся в совместном владении патенте US 7383966 (Ziesel), озаглавленном "Дозирующее сопло (Dispensing Nozzle)"; в опубликованном патентном документе US 2006/0191964 (Ziesel), озаглавленном "Дозирующее сопло (Dispensing Nozzle)"; в опубликованном патентном документе US 2007/0205219 (Ziesel), озаглавленном "Дозирующий сопловой модуль (Dispensing Nozzle Assembly)"; и/или в публикации заявки на патент US 11/782833 (Ziesel), озаглавленной "Дозирующий сопловой модуль (Dispensing Nozzle Assembly)". Патентные документы US 7383966; US 2006/0191964; US 2007/0205219 и US 11/782833 полностью включены в настоящее описание посредством ссылки. Согласно изобретению возможно применение сопловых модулей других типов.
Дозирующая система 100 для приготовления напитка также может включать систему 240 с безразборной очисткой. Система 240 с безразборной очисткой может включать источник 250 очищающего раствора, содержащий очищающий раствор 260. Очищающий раствор 260 может представлять собой горячую воду, и/или, согласно изобретению, возможно применение других очищающих и/или обеззараживающих растворов. Система 240 с безразборной очисткой может быть соединена с одним из первых насосов 150 или с другими компонентами. Система 240 с безразборной очисткой может направлять очищающий раствор 260 через первый насос 150, смесительную камеру 190, контур 200 охлаждения, сопловой модуль 230 или другие компоненты. Возможно применение более одной системы или контура 240 с безразборной очисткой. Также возможно применение обеззараживающей системы другого типа.
Во время работы системы подсластитель 120 может храниться в источнике 110 подсластителя и перекачиваться одним из первых насосов 150. В зависимости от типа подсластителя 120 и расстояния от источника 110 подсластителя до соплового модуля 230, также возможно применение одного или более дополнительных насосов 170. Подсластитель 120 и разбавитель 140 из источника 130 разбавителя могут быть смешаны в смесительной камере 190, где образуется разбавленная смесь 195. Разбавленная смесь 195 затем может быть охлаждена в контуре 200 охлаждения. Разбавленная смесь 195 затем может быть дополнительно смешана с разбавителем 140 в сопловом модуле 230 при помощи сопла 220 для подачи разбавителя. Готовый напиток 235 затем может быть выведен через сопловой модуль 230. Система 250 с безразборной очисткой может быть приведена в действие по требованию или в соответствии с временным режимом или режимом, зависящим от перерабатываемого объема.
Таким образом, источник 110 подсластителя может быть расположен в дозирующей системе 100 для приготовления напитка на любом расстоянии от соплового модуля 230. Такое расположение, в общем случае, позволяет применять гораздо более крупный источник 110 подсластителя, по сравнению с источником, располагаемым вблизи соплового модуля 230. Таким образом, в этом случае, применение более крупного источника 110 подсластителя требует меньших изменений и может обеспечить большее пространство вокруг соплового модуля 230, в котором могут быть размещены другие компоненты напитка.
Концентрация подсластителя 120, в этом случае КСВСФ, который может храниться в источнике 110 подсластителя, может составлять приблизительно 65° брикс или более. КСВСФ по существу стоек при длительном хранении в концентрации выше приблизительно 65° брикс, но, несмотря на это, также возможно применение пастеризации, способов заполнения в чистом состоянии или аналогичных способов. КСВСФ может быть разбавлен приблизительно до 60° брикс или подобного значения в смесительной камере 190 и дополнительно разбавлен приблизительно до 55° брикс или до требуемой концентрации (брикс) в дозирующем сопле 230 с образованием напитка 195. Смешивание КСВСФ и других подсластителей 120 облегчается, если они находятся в разбавленном состоянии. Если концентрация КСВСФ снижается до значений, составляющих менее приблизительно 65° брикс, то может возникнуть необходимость в использовании системы 240 с безразборной очисткой. Таким образом, подсластитель 120 может быть стабилен при хранении, разбавлен до некоторой степени для транспортировки в сопловой модуль 230 и затем дополнительно разбавлен в сопловом модуле 230 с получением напитка 235. Таким образом, применение этапа предварительного разбавления подсластителя 120 до транспортировки в сопловой модуль 230 снижает частоту применения системы 240 с безразборной очисткой по сравнению с практикой хранения подсластителя 120, имеющего более низкую концентрацию (брикс), а также облегчает перекачивание и смешивание по сравнению с использованием более концентрированного подсластителя 120.
В дозирующей системе 100 для приготовления напитка также возможно применение подсластителей 120 других типов и других концентраций подсластителей. Тем не менее, в случае применения более высоких концентраций, может возникнуть необходимость применения большего количества насосов, более мощных насосов или предварительного разбавления на более ранних стадиях. Возможно применение концентраций, достигающих естественного значения, 77° брикс или более.
В дополнительном примере концентрация подсластителя 120 может составлять менее приблизительно 62° брикс, но в него может быть добавлено кислотное соединение и/или консерванты. Применение кислотного соединения и/или консервантов также может потребовать установку по меньшей мере двух источников 110 подсластителя: одного для обычных напитков и одного для низкокалорийных напитков. Для этого может потребоваться только первый насос 150 (или пара первых насосов 150). Аналогично, при использовании кислотного соединения и/или консервантов применение системы 240 с безразборной очисткой может не требоваться. В альтернативном варианте концентрация подсластителя 120 может составлять менее 62° брикс, но в него не добавляют кислотное соединение и/или консерванты. В этом примере также может потребоваться установка только первых насосов 150. Тем не менее для этого также нужна система 240 с безразборной очисткой. При более низкой концентрации подсластителя может не требоваться добавление разбавителя 140, поступающего из источника 130 разбавителя.
На Фиг.2 показан дополнительный пример осуществления дозирующей системы 300 для приготовления напитка. Дозирующая система 300 для приготовления напитка включает компоненты, аналогичные компонентам дозирующей системы 100 для приготовления напитка, описанной выше, но в этом примере расположение некоторых компонентов отличается от описанного выше. Так, в этом примере осуществления смесительная камера 190 может быть расположена после контура 200 охлаждения. Расположение смесительной камеры 190 после контура 200 охлаждения позволяет облегчить перекачивание подсластителя 120 и полученной разбавленной смеси 195 по сравнению с конфигурацией, показанной на Фиг.1, благодаря тому, что в этом случае подсластитель 120 находится в неохлажденном состоянии. В этом случае могут не требоваться дополнительные насосы 170, и/или первый насос 150 может быть не очень мощным. Смесительная камера 190 также может быть расположена в другом месте. Согласно изобретению возможно применение других конфигураций.
На Фиг.3 показан дополнительный пример осуществления дозирующей системы 400 для приготовления напитка. Дозирующая система 400 для приготовления напитка может быть аналогична дозирующим системам для приготовления напитка, описанным выше, и может включать аналогичные компоненты. В этом примере после смесительной камеры 190 может быть расположен дополнительный насос 170. В этом случае возможно применение более одного дополнительного насоса 170. Этот пример осуществления может быть удобным, если источники 120 подсластителя находятся на определенном расстоянии от дозирующего сопла 230. Согласно изобретению возможно применение других конфигураций.
На Фиг.4 показан дополнительный пример осуществления дозирующей системы 500 для приготовления напитка. Дозирующая система 500 для приготовления напитка может быть аналогична дозирующим системам для приготовления напитка, описанным выше, и может включать аналогичные компоненты. В этом примере до соплового модуля 230 может быть расположена дополнительная смесительная камера 510. Конструкция смесительной камеры 510 может быть аналогична конструкции смесительной камеры 190. Аналогично, смесительная камера 510 может быть установлена на Т-линии до соплового модуля 230. В смесительной камере 510 может происходить смешивание разбавленной смеси 195 с разбавителем 140, направляемым из сопла 220 для подачи разбавителя, с получением напитка 235. Напиток 235 затем может быть разлит с помощью соплового модуля 230. Дополнительная смесительная камера 510 также может быть расположена в другом месте, включая участок, расположенный до контура охлаждения 200.
Кроме КСВСФ, для приготовления напитка возможно применение сахарозы (сахара). Вязкость сахарозы может приблизительно в два раза превышать вязкость КСВСФ при концентрации, приблизительно составляющей 65° брикс. Таким образом, для сахарозы может требоваться дополнительное разбавление. В общем случае, сахароза как таковая может быть подвергнута пастеризации облучением, находясь в ящике с вкладышем в форме мешка или в виде источника 110 подсластителя другого типа. При присоединении источника подсластителя 110 также возможно применение дезинфицирующих средств. В общем случае, для этого требуется применение системы 240 с безразборной очисткой. Также возможно применение раствора инвертированной сахарозы концентрацией, приблизительно составляющей 80° брикс. Для получения такого раствора в пригодной для перекачивания или смешивания форме также может потребоваться его разбавление. В общем случае, для этого требуется применение системы 240 с безразборной очисткой. Также возможно применение подкисленного раствора сахарозы и/или консервантов. Также возможно применение подсластителей других типов или комбинаций подсластителей.
Очевидно, что приведенное выше описание относится только к предпочтительным примерам осуществления настоящего изобретения, и что специалисты в данной области техники могут выполнить изменения и модификации настоящего изобретения, включаемые в объем изобретения, ограничиваемый прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами.