УСТОЙЧИВАЯ ПЕНА И СПОСОБ ЕЕ ПРОИЗВОДСТВА

1. Устойчивая пена, содержащая жидкую матрицу, пузырьки газа и структурирующий агент, который образует ламеллярную или пузырьковую кейдж-структуру без образования геля, придающего пене резинистую консистенцию, в которой ламеллярная или пузырьковая кейдж-структура захватывает и стабилизирует в себе, по меньшей мере, существенную часть пузырьков газа и жидкой матрицы для удерживания пузырьков газа и жидкости в достаточно плотной структуре, которая по существу предотвращает дренаж жидкой матрицы и слияние газовых пузырьков для обеспечения стабильности пены даже в случаях, когда пена подвергается многочисленным термическим ударам.
2
2
50,0
2. Пена по п.1, в которой жидкая матрица предпочтительно содержит полярную жидкость, газ является азотом, кислородом, аргоном, двуокисью азота (NO) или их смесями, газовые пузырьки имеют достаточно малый средний диаметр и расположение в ламеллярной кейдж-структуре достаточно тесное, чтобы при воздействии на пену температур ниже температуры замерзания жидкой матрицы препятствовать образованию в жидкой матрице компактных замороженных кристаллов со средними диаметрами Х в 50 мкм или более.
50,0
90,0
10,0
3. Пена по п.1 или 2, в которой жидкая матрица содержит деионизированную воду, газ является воздухом, газовые пузырьки имеют средний диаметр Х, составляющий менее 30 мкм, и располагаются с промежутками менее 30 мкм, а пена имеет величину коэффициента распределения пузырьков по диаметрам Х/Х менее 5.
50,0
90,0
10,0
4. Пена по п.1, в которой газовые пузырьки имеют средний диаметр Х, составляющий менее 15 мкм, и располагаются с промежутками менее 15 мкм, а пена имеет величину коэффициента распределения пузырьков по диаметрам Х/Х менее 3,5.
5. Пена по п.1, в которой структурирующий агент содержит амфифильное соединение или материал, который включает гидрофобные и набухающие гидрофильные участки, которые образуют ламеллярную и/или пузырьковую кейдж-структуру.
6. Пена по п.1, в которой структурирующий агент содержит два взаимодействующих компонента, первый из которых является амфифильным соединением или материалом, который включает гидрофильные и гидрофобные части, образующие ламеллярную и/или пузырьковую кейдж-структуру, а второй содержит молекулы, которые проникают в кейдж-структуру, для придания кейдж-структуре высокой степени набухания, обеспечиваемой увеличенным общим зарядом при нейтральном значении рН около 7 и очень низким содержанием солей/ионов в матричной жидкости.
7. Пена по п.6, в которой первый компонент структурирующего агента содержит термически, физико-химически или механически предварительно обработанный полиэфир глицерина и жирных кислот (PGE) и присутствует в количестве от около 0,25 до 1,5 мас.% от жидкой матрицы, а второй компонент структурирующего агента содержит неэтерифицированные жирные кислоты и присутствует в количестве от около 0,05 до 2,5 мас.% жидкости.
8. Пена по п.1, в которой после охлаждения величина рН и/или содержания солей в матричной жидкости отрегулированы до низкого значения рН между 2 и 4 и/или до высокого содержания солей.
9. Пена по пп.5, 6, 7 или 8, в которой структурирующий агент содержит эмульгатор и присутствует в количестве от около 0,05 до 2 мас.% от жидкой матрицы.
10. Пена по пп.5, 6, 7 или 8, в которой структурирующий агент содержит термически, физико-химически или механически предварительно обработанный полиэфир глицерина и жирных кислот (PGE) и присутствует в количестве от около 0,25 до 1,5 мас.% от жидкой матрицы.
11. Пена по п.1, в которой жидкая матрица включает загуститель в количестве, достаточном для обеспечения увеличенной вязкости жидкой матрицы, в целях способствования удержанию матрицы и пузырьков газа в ламеллярной кейдж-структуре.
12. Пена по п.11, в которой жидкая матрица содержит воду, газ является воздухом, модификатор вязкости является углеводом в количестве от около 5 до 45 мас.% от жидкой матрицы, растительным или молочным белком в количестве от около 5 до 20 мас.% от жидкой матрицы, полисахаридом в количестве от около 0,1 до 2 мас.% от жидкой матрицы или их смесью.
13. Пена по п.12, в которой углевод в случае присутствия является сахарозой, глюкозой, фруктозой, кукурузной патокой, лактозой, мальтозой, галактозой или их смесью и присутствует в количестве от около 20 до 35 мас.% от жидкой матрицы, растительный или молочный белок в случае присутствия является соевым, сывороточным, белком цельного молока или их смесью в количестве от около 10 до 15 мас.% от жидкой матрицы и полисахарид в случае присутствия является гуаровой камедью, камедью бобов рожкового дерева, каррагинановой камедью или ксантановой камедью, пектином или их смесью в количестве от около 0,1 до 1,25 мас.% от жидкой матрицы.
50,0
14. Твердая пена, содержащая пену по любому из предшествующих пунктов, поддерживаемую при температуре ниже вызывающей затвердевание или замерзание жидкой матрицы, в которой затвердевшая или замороженная матрица не включает замороженные компактные кристаллы жидкости, имеющие средний диаметр Х в 50 мкм или более, и в которой, кроме того, после многократных термических ударов пена остается устойчивой в течение 6 ч при -2°С.
15. Способ изготовления устойчивой пены, содержащей жидкую деионизированную матрицу, пузырьки газа и структурирующий агент, образующий ламеллярную и/или пузырьковую кейдж-структуру, которая захватывает и стабилизирует в себе по меньшей мере существенную часть газовых пузырьков и жидкой матрицы, при этом способ включает стадии
обеспечение обладающего амфифильными свойствами кристаллического соединения или материала, который включает гидрофобные и гидрофильные части в деионизированной полярной жидкости при величине рН между 6 и 8;
добавление к полярной жидкости способствующего набуханию вещества при нагревании в течение времени и при температуре, достаточных для расплавления кристаллического или полукристаллического соединения или материала и обеспечения раствора жидкой матрицы, способствующего набуханию вещества с гидрофобными и набухающими гидрофильными частями, который образуют слои и/или пузырьки кейдж-структуры;
гомогенизацию раствора при условиях, достаточных для диспергирования слоев и/или пузырьков кейдж-структуры;
охлаждение гомогенизированного раствора до температуры ниже окружающий среды для закрепления слоев и/или пузырьков в виде кейдж-структуры без образования геля, придающего резинистую консистенцию
и обеспечения пузырьков воздуха в растворе, при котором ламеллярная и/или пузырьковая кейдж-структура захватывает и стабилизирует в себе по меньшей мере существенную часть газовых пузырьков и жидкой матрицы с тем, чтобы удерживать пузырьки газа и жидкость в достаточно плотной структуре, которая по существу предотвращает дренаж жидкой матрицы и слияние и расслоение пузырьков газа для приготовления устойчивой пены, которая сохраняет стабильность даже в случаях, когда подвергается термическому удару.
16. Способ по п.15, в котором рН не содержащий соли полярной жидкости перед добавлением амфифильного агента регулируют до значения приблизительно 7 и раствор нагревают до температуры от выше 65°С до 95°С в течение времени, подходящего для солюбилизации как амфифильного агента, так и вещества, способствующего набуханию, и, в конечном итоге, для дополнительной пастеризации.
17. Способ по п.15 или 16, в котором амфифильный агент содержит поверхностно-активное вещество или, конкретнее, эмульгатор и присутствует в количестве от около 0,05 до 2 мас.% от жидкой матрицы, а вещество, способствующее набуханию, содержит растворимые или диспергируемые в жидкой матрице молекулы, общий зарядом которых является регулируемым посредством снижения рН до величины между 2 и 4 и/или увеличения содержания ионов соли молекулами, прибавляемыми в количестве между около 0,05 и 2 мас.% от жидкой матрицы.
18. Способ по п.15 или 16, в котором амфифильный агент содержит полиэфир глицерина и жирных кислот (PGE) и присутствует в количестве от около 0,25 до 2 мас.% от жидкой матрицы, и при котором вещество, способствующее набуханию, содержит неэтерифицированные жирные кислоты (FFA), присутствующие в количестве от около 0,05 до 2,5 мас.% от жидкой матрицы.
19. Способ по п.15 или 16, в котором гомогенизация является гомогенизацией высокого давления, проводимой при 125-225 барах и температуре от около 60°С до 95°С, и гомогенизированный раствор охлаждается до температуры ниже около 10°С, но без замораживания жидкой матрицы, на период времени между 4 и 20 ч.
20. Способ по п.15 или 16, в котором охлажденный раствор подвергают дальнейшей обработке для снижения рН до значений между 2 и 4,5 или для добавления соли перед аэрированием охлажденного раствора для образования пены.
21. Способ по п.15 или 16, при котором жидкая матрица содержит полярное вещество и включает загуститель в количестве, достаточном для обеспечения увеличенной вязкости жидкой матрицы, для способствования удержанию жидкой матрицы и пузырьков газа в ламеллярной кейдж-структуре.
22. Способ по п.15 или 16, в котором жидкая матрица содержит деионизированную воду, модификатор вязкости является углеводом в количестве от около 5 до 45 мас.% от жидкой матрицы, растительным или молочным белком в количестве от около 5 до 20 мас.% от жидкой матрицы, полисахаридом в количестве от около 0,1 до 2 мас.% от жидкой матрицы или их смесью, а модификатор вязкости прибавляют к деионизированной воде при нейтральном рН и умеренном нагревании до температуры от около 30 до 50°С перед добавлением амфифильного материала или соединения.
2
2
23. Способ по п.15, в котором газовые пузырьки являются азотом, кислородом, аргоном, двуокисью азота (NO) или их смесью и обеспечиваются в растворе с помощью механизма для взбивания или введением через пористую мембрану.
50,0
24. Способ по п.23, в котором газовые пузырьки имеют величину среднего диаметра X пузырька газа между 10 и 15 мкм и их вносят в раствор с помощью обычного роторно-статорного взбивающего устройства.
50,0
90,0
10,0
25. Способ по п.23 или 24, в котором газовые пузырьки имеют средний диаметр газового пузырька Х менее 10 мкм и узкое распределение размера пузырьков газа с величиной коэффициента распределения пузырьков по диаметрам Х/Х менее 3,5, при этом газовые пузырьки обеспечиваются в растворе с помощью вращающейся мембраны со средним диаметром пор в 6 мкм, которой приданы такие форма, размеры, расположение и характер движения, чтобы отделять газовые пузырьки такого размера от поверхности мембраны, на которой они образуются из проходящего через мембрану газового потока, и захватывать их в жидкой матрице.
50,0
90,0
10,0
26. Способ по п.23 или 24, в котором газовые пузырьки имеют средний диаметр газового пузырька X менее 7,5 мкм и узкое распределение размера пузырьков газа с величиной коэффициента распределения пузырьков по диаметрам X/X менее 3,5, при этом такие газовые пузырьки обеспечиваются в растворе с помощью вращающейся мембраны со средним диаметром пор в 6 мкм, которой придают форму закрытого цилиндра, который является неподвижным, при этом газ, поступающий в цилиндр снаружи, образует на внутренней поверхности мембраны газовые пузырьки, а жидкая матрица, омывающая внутреннюю поверхность мембраны, в конечном итоге обеспечивается вращающимся цилиндром без мембраны, размещенным концентрически или эксцентрически внутри цилиндра с мембраной, для отделения газовых пузырьков и захватывания их в жидкой матрице.
50,0
90,0
10,0
27. Способ по п.23 или 24, в котором газовые пузырьки имеют средний диаметр газового пузырька Х менее Y мкм и узкое распределение размера пузырьков газа с величиной коэффициента распределения пузырьков по диаметрам Х/Х менее 3,5, при этом такие газовые пузырьки обеспечиваются в растворе с помощью вращающейся мембраны со средним диаметром пор, составляющим в микрометрах от 0,6 до 0,8 величин Y, этой мембране придают форму закрытого цилиндра, который является неподвижным, при этом газ, поступающий в цилиндр снаружи, образует на внутренней поверхности мембраны газовые пузырьки, а жидкая матрица, омывающая внутреннюю поверхность мембраны, в конечном итоге обеспечивается вращающимся цилиндром без мембраны, размещенным концентрически или эксцентрически внутри цилиндра с мембраной, для отделения газовых пузырьков и захватывания их в жидкой матрице.
50,0
28. Способ по п.15, который дополнительно включает отверждение жидкой матрицы выдерживанием ее при температуре ниже вызывающей затвердевание или замерзание жидкой матрицы, при котором затвердевшая или замороженная матрица не включает компактные замороженные кристаллы жидкости, имеющие средний диаметр Х в 50 мкм или более, и при котором, кроме того, пена остается устойчивой после многократных термических ударов.
50,0
29. Способ по п.28, в котором жидкая матрица содержит полярную жидкость, газ является азотом, кислородом, аргоном, двуокисью азота или их смесями, газовые пузырьки имеют достаточно малый средний диаметр и расположение в ламеллярной кейдж-структуре достаточно тесное, чтобы препятствовать образованию в воде жидкой матрицы компактных замороженных кристаллов со средними диаметрами Х в 50 мкм или более, и жидкая матрица дополнительно содержит загуститель в количестве достаточном, чтобы обеспечивать повышенную вязкость жидкой матрицы для содействия удерживанию матрицы и пузырьков газа в ламеллярной кейдж-структуре.
30. Способ по п.28 или 29, в котором жидкая матрица содержит деионизированную воду, газ содержит воздух и увеличивающее вязкость вещество является углеводом в количестве от около 5 до 45 мас.% от жидкой матрицы, растительным или молочным белком в количестве от около 5 до 20 мас.% от жидкой матрицы, полисахаридом в количестве от около 0,1 до 2 мас.% от жидкой матрицы или их смесью.