ЕДИНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ, ДОЗИРОВАНИЯ И СМЕШИВАНИЯ ПОРОШКА С РАЗБАВИТЕЛЕМ
INTEGRATED DEVICE FOR STORAGE, DISPENSING AND MIXING POWDER WITH THINNER

Изобретение относится к системе для приготовления и подачи смеси растворимого порошка и разбавителя, в частности к приготовлению и подаче напитков или других жидких пищевых продуктов, дозированию порошкообразного пищевого концентрата и смешиванию этого порошкообразного пищевого концентрата с разбавителем. Изобретение может быть использовано для гигиеничного, легкого и быстрого приготовления горячих или холодных напитков из порошка и воды со вспениванием или без него.
В традиционных устройствах дозирования напитков такие напитки восстанавливают из жидкого концентрата или порошка, содержащихся в резервуарах. Жидкий концентрат или порошок дозируется, затем смешивается с разбавителем, обычно холодной или горячей водой, внутри дозирующего устройства, проходя через трубки, насосы и чаши для смешивания. Смешивание обычно выполняется расположенной в камере механической мешалкой, следовательно, традиционное приготовление этих напитков требует значительных усилий по техническому обслуживанию и очистке, чтобы постоянно поддерживать в чистоте те части, которые контактируют с пищевыми продуктами, и исключить риск их загрязнения и роста на них бактерий. Машины также требуют значительного участия со стороны операторов.
Некоторые из указанных проблем были решены с помощью систем подачи напитков из одноразовых или многоразовых упаковок, содержащих жидкий концентрат. Обычное решение состоит во включении насоса для жидкого продукта в состав упаковки и в контроле работы этого насоса с помощью машины за счет соединения упаковки с машиной, в частности, за счет соединения насоса с машиной. Оператору для продолжения дозирования напитка необходимо только удалить упаковку после опорожнения и заменить ее новой. Никакой очистки больше не требуется. Указанное решение описано в ЕР 1768925 А1.
Такая одноразовая упаковка для хранения, дозирования и подачи никогда не применялась в системах подачи напитков из одноразовой или многоразовой упаковки, которая содержит растворимый порошок. Известно, что порошки очень чувствительны к влажности и воздуху, поэтому очевидно, что принцип, разработанный для жидких концентратов, не может быть без проблем использован и для порошков. Главная проблема состоит в том, что система дозирования порошка может засоряться из-за неполного растворения порошка в узле подачи при контакте с атмосферой. Это приведет к неправильному дозированию порошка, а затем и к полному засорению системы.
Несмотря на это, такой тип одноразовой или многоразовой упаковки, который обеспечивает минимальную очистку, а также легкую и быструю перезагрузку, дает большие преимущества для подачи порошков. В частности, она имеет специфическое для порошка преимущество: исключает операцию повторного заполнения, состоящую в открывании контейнера для хранения и перемещения его содержимого в резервуар системы за счет непосредственного засыпания. При выполнении указанной операции порошок насыщается воздухом и его качество ухудшается.
Таким образом, существует необходимость в одноразовой упаковке для хранения, дозирования и подачи, содержащей порошок, что обеспечивает решение всех вышеуказанных проблем.
Первым объектом изобретения является устройство для хранения, дозирования и смешивания порошка с разбавителем с целью приготовления пищевого продукта, имеющее возможность соединения с баком, содержащим разбавитель, и с источником воздуха, и содержащее:
- многопорционный контейнер для образования запаса порошка,
- систему дозирования порошка для его подачи из многопорционного контейнера в трубопровод для порошка,
- трубопровод для порошка, объединенный с воздушной камерой, выполненной с возможностью подачи воздуха вокруг выпускного отверстия трубопровода для порошка,
- выход трубопровода для порошка, входящий в смесительную камеру, имеющую вход для разбавителя и выход для пищевого продукта,
которые все вместе образуют единое одноразовое устройство.
Устройство согласно изобретению является единым устройством, включающим в себя указанные различные элементы. Каждый элемент расположен относительно других элементов таким образом, что порошок из многопорционного контейнера попадает в систему дозирования, которая направляет его из многопорционного контейнера в трубопровод для порошка, подающий дозированный порошок в смесительную камеру. Согласно изобретению трубопровод для порошка объединен с воздушной камерой. Воздушная камера имеет вход и выход для воздуха, причем выход для воздуха окружает выход трубопровода для порошка, который входит в смесительную камеру.
Таким образом, устройство согласно изобретению представляет собой усовершенствованное решение для хранения, дозирования, подачи и смешивания порошка с разбавителем. За счет полного объединения различных элементов в едином устройстве и объединения трубопровода для порошка с воздушной камерой может быть сохранена свежесть и сыпучесть порошка.
Важным элементом устройства согласно изобретению является воздушная камера, обеспечивающая создание воздушного потока вокруг трубопровода для порошка. Указанный воздушный поток направлен в смесительную камеру и окружает выход трубопровода для порошка в том месте, где он входит в смесительную камеру. Предпочтительно в воздушной камере воздушный поток, по существу, параллелен трубопроводу для порошка. Такая конфигурация может быть легко получена с помощью воздушной камеры, окружающей трубопровод для порошка, и, в частности, с помощью воздушной камеры, которая является трубой, соосной с трубопроводом для порошка. В предпочтительном варианте осуществления изобретения воздушная камера обеспечивает у выхода трубопровода для порошка кольцевой воздушный поток равномерного профиля, проходящий вокруг потока порошка. Под равномерным профилем подразумевается, по существу, одинаковая интенсивность и одинаковое направление потока воздуха вокруг всего выхода трубопровода для порошка.
Предпочтительно, чтобы выход воздушной камеры и выход трубопровода для порошка входили в смесительную камеру, по существу, в одной и той же секущей плоскости, поэтому желательно, чтобы воздушная труба имела достаточную длину, поскольку если она будет слишком короткой, то не сможет исключить подъем пара в трубопровод для порошка. Вход воздуха в воздушную камеру может образовывать с продольной осью трубопровода для порошка предпочтительно такой угол, при котором воздушный поток, по существу, параллелен трубопроводу для порошка.
Устройство содержит смесительную камеру для смачивания и смешивания порошка. Камера образована нижней стенкой и направленной вверх боковой стенкой. Предпочтительно смесительная камера является открытой, то есть она имеет верхнее отверстие для выпуска пара. Это отверстие расположено, по существу, в центре верхней части смесительной камеры. Смесительная камера обычно является симметричной и предпочтительно имеет коническую форму. Согласно изобретению смесительная камера не имеет взбивающих средств, так как в них нет необходимости, поскольку смешивание обеспечивается потоком разбавителя и формой камеры. Кроме того, смесительная камера может быть закрытой и герметичной.
Предпочтительно, чтобы выход трубопровода для порошка, входящий в верхнюю часть смесительной камеры, был смещен относительно продольной оси смесительной камеры. Это означает, что выход трубопровода для порошка не входит в центр верхней части смесительной камеры. Также предпочтительно, чтобы угол между продольной осью трубопровода для порошка и продольной осью смесительной камеры составлял от 0° до примерно 45°, более предпочтительно примерно 45°.
Система дозирования порошка содержит дозирующее средство и соединительное средство, обеспечивающее приведение в действие дозирующего средства с помощью электродвигателя, расположенного снаружи устройства. Дозирующее средство может представлять собой, например, червяк, шнек, барабан, передвижную или вращающуюся камеру. Предпочтительным является барабан с вращающимися лопастями. Система дозирования порошка расположена в нижней части контейнера для приема порошка и предназначена для транспортировки заданного количества порошка к трубопроводу для порошка.
Предполагается, что система дозирования порошка и средство подачи разбавителя в устройство согласно изобретению управляются основным дозирующим устройством, с которым соответствующим образом соединены система дозирования порошка и средство подачи разбавителя. Второе устройство, с которым соединено первое устройство, для краткости и ясности в дальнейшем будет называться «базовой станцией». Таким образом, соединительные средства обеспечивают соединение первого устройства с базовой станцией, которая сама способна обеспечивать подачу разбавителя, и имеет средство приведения в действие системы дозирования порошка. Такая замена обеспечивает возможность дозирования без необходимости технического обслуживания и очистки системы дозирования порошка и смесительной камеры. Устройство имеет средство соединения с источником воздуха, обычно вентилятором. Предпочтительно, чтобы соединительное средство для подачи разбавителя, средство приведения в действие системы дозирования порошка и соединительное средство для подачи воздуха обеспечивали возможность разъемного присоединения устройства к базовой станции, обеспечивающей подачу разбавителя и воздуха, а также имеющей средство приведения в действие системы дозирования порошка.
Предпочтительно, чтобы вход разбавителя, соединительное средство системы дозирования порошка и средство подачи воздуха были расположены на одной и той же стороне устройства. Такое устройство легко и быстро крепится к базовой станции, содержащей бак с разбавителем, средство приведения в действие системы дозирования порошка и источник воздуха. Соединение устройства согласно изобретению с базовой станцией может быть выполнено вручную с помощью подключения самой станции, содержащей соответствующее соединительное средство.
Таким образом, пользователь может легко осуществить соединение вручную путем простого удержания устройства и его прижатия к базовой станции. Конкретнее, соединительные средства также содержат средство поступательного перемещения в по меньшей мере одном направлении, которое содействует подключению или соединению устройства с соответствующим направляющим средством на базовой станции.
Устройство согласно изобретению также может иметь код, считываемый считывающим устройством, связанным с базовой станцией, к которой присоединено устройство. Код содержит информацию о наименовании и/или типе порошка и/или параметры, касающиеся включения подачи разбавителя и/или средства привода насоса для подачи жидкости. Например, код может использоваться при управлении расходом насоса для подачи жидкости и/или насоса для подачи разбавителя, расположенных в базовой станции, чтобы контролировать соотношение порошка и разбавителя. Возможны и другие варианты использования кода, такие как проверка подлинности содержащегося в контейнере продукта или, в качестве альтернативы, регулирование средства изменения температуры разбавителя.
Выход для пищевого продукта обеспечивает подачу пищевого продукта непосредственно в приемник. Приемником может быть, например, стакан, чашка, кружка или любая другая емкость для обслуживания потребителя.
Многопорционный контейнер может быть одноразовым или многоразовым. Он может быть складным или нескладным. Он может быть, например, бутылкой, пакетом, пакетом-саше и т.п. Он может быть изготовлен из пластика, картона, алюминия или смеси материалов и/или многослойных материалов. Предпочтительно он должен быть складным. Предпочтительно, чтобы контейнер был изготовлен из многослойного пластика, непроницаемого для влаги и воздуха. Предотвращение проникновения влаги обеспечивает равномерное распределение порошка.
Другие части устройства согласно изобретению предпочтительно изготовлены из пластика, например, литьем или формованием. Таким образом, устройство может использоваться для ограниченного числа операций дозирования и затем подлежит уничтожению или переработке для повторного заполнения.
Различные элементы устройства могут быть соединены с помощью неразъемных или разъемных средств, предпочтительно с помощью неразъемных средств. Неразъемные средства могут быть запаиваемыми, свариваемыми, склеиваемыми, неразборными зажимаемыми средствами и другими средствами. Разъемные средства могут быть образованы резьбовым участком или эквивалентным соответствующим механическим средством зацепления на одном из элементов устройства, которое взаимодействует с резьбовым участком или соответствующим механическим средством зацепления другого элемента устройства.
Предпочтительно устройство согласно изобретению удаляется после опорожнения многопорционного контейнера.
Если контейнер является мягким, он может иметь удерживающее средство в его верхней части, которое взаимодействует с соответствующим удерживающим средством на базовой станции. Это удерживающее средство может быть, например, средством поступательного перемещения, как описано выше. Указанные удерживающие средства способствуют лучшей подаче порошка из контейнера.
Согласно изобретению термин порошок означает сыпучий материал, который может быть в виде порошка или частиц, например крошек, гранул или зерен. Порошок внутри устройства может быть пищевым концентратом, предназначенным для восстановления горячего или холодного вспененного или невспененного напитка. Например, порошок может быть порошком растворимого молока, кофе, какао, чая или их сочетания. В изобретении также могут быть использованы другие порошкообразные продукты питания, например сушеное картофельное пюре или другие сушеные продукты, порошкообразные соусы или смеси для соусов, порошкообразные концентраты супов и т.п.
Вторым объектом изобретения является способ хранения и дозирования порошка, а также смешивания указанного порошка с разбавителем для приготовления пищевого продукта с помощью:
- многопорционного контейнера для порошка,
- системы дозирования порошка,
- трубопровода для порошка, объединенного с воздушной камерой,
- смесительной камеры, в которую входит трубопровод для порошка и которая имеет вход для разбавителя и выход для пищевого продукта,
причем контейнер для порошка, система дозирования порошка, трубопровод для порошка, воздушная камера и смесительная камера образуют единое устройство, а воздушная камера подает воздушный поток вокруг трубопровода для порошка и направляет его в смесительную камеру.
Как указано выше, предпочтительно, чтобы воздушный поток был, по существу, параллелен трубопроводу для порошка. В предпочтительном варианте осуществления изобретения у выхода трубопровода для порошка кольцевой воздушный поток, окружающий поток порошка, имеет однородный профиль. Воздушный поток является предпочтительно линейным потоком у выхода воздушной камеры. Линейный поток является достаточным для предотвращения попадания пара в трубопровод для порошка, не нарушая поток порошка, и, например, его повторный подъем в трубопровод для порошка.
Предпочтительно, чтобы трубопровод для порошка, входящий в верхнюю часть смесительной камеры, был смещен относительно продольной оси смесительной камеры. Также предпочтительно, чтобы поток порошка входил в смесительную камеру под углом от 0° до примерно 45° к продольной оси смесительной камеры, более предпочтительно примерно 45°.
Устройство и способ согласно изобретению обладают несколькими преимуществами. Система дозирования порошка не требует никакой очистки, поскольку она предназначена для одноразового использования. Операторы не должны перемещать порошок из контейнера в бак, поскольку устройство согласно изобретению обеспечивает как хранение, так и дозирование. Это предотвращает случайное рассыпание порошка внутри устройства дозирования напитка. Кроме того, устраняется необходимость в обученном или квалифицированном персонале для замены порошка в машине для приготовления напитков. Дозирующие устройства, в которых используется устройство согласно изобретению, обеспечивают получение напитков более высокого качества, поскольку порошок содержится в запечатанном, а не открытом контейнере, следовательно, меньше контактирует с воздухом. Также улучшен контроль качества, поскольку порошки загружаются в контейнеры на предприятии и затем помещаются непосредственно в базовую станцию.
Изобретение также относится к устройству для хранения, дозирования порошка и последующего смешивания порошка с разбавителем с целью приготовления пищевого продукта, имеющему возможность соединения с баком, содержащим разбавитель, и содержащему:
- многопорционный контейнер для образования запаса порошка,
- систему дозирования порошка,
- трубопровод для порошка,
которые все вместе образуют единое одноразовое устройство.
Система дозирования порошка может содержать дозирующее средство и соединительное средство, обеспечивающее приведение в действие дозирующего средства с помощью электродвигателя, расположенного снаружи устройства. Дозирующее средство системы дозирования порошка может представлять собой червяк, шнек, барабан, передвижную или вращающуюся камеру.
Изобретение также относится к области приготовления непищевых продуктов.
Изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 схематично показано устройство согласно изобретению;
на фиг.2-5 показана система дозирования порошка с различными дозирующими средствами.
Как показано на фиг.1, устройство 1 согласно изобретению содержит контейнер 2, заполненный порошком 3 компонентов пищевого продукта, который самотеком попадает в дозирующую систему 4, образованную дозирующим средством 14 и соединительным средством 13, обеспечивающим приведение в действие дозирующего средства с помощью внешнего электродвигателя. Определенное количество порошка 3 дозируется системой 4 и подается по трубопроводу 5 в чашу смесительной камеры 7, в которой он смешивается с определенным количеством горячей воды, подаваемой через соединенный с внешним источником разбавителя вход 8 для разбавителя. Готовая смесь выходит через выход 9 для пищевого продукта. Устройство 1 содержит цилиндрическую воздушную камеру 6, соосную с трубопроводом 5 для порошка и окружающую этот трубопровод. Воздушная камера предназначена для создания воздушного потока 11 вокруг выхода 12 трубопровода для порошка, входящего в смесительную камеру 7. Для этого воздушная камера снабжена трубой 10 подачи воздуха, соединенной с внешним источником воздуха. Форма воздушной камеры 6 и ориентация трубы 10 подачи воздуха способствуют образованию воздушного потока 11, параллельного трубопроводу 5 для порошка и входящего в смесительную камеру 7 параллельно направлению потока порошка. Трубопровод для порошка смещен относительно продольной центральной оси OO' камеры. Предпочтительно продольная ось XX' трубопровода 5 для порошка образует угол α с продольной осью OO' смесительной камеры 7.
Устройство представляет собой единое одноразовое устройство 1, содержащее контейнер 2, систему 4 дозирования порошка, трубопровод 5 для порошка, воздушную камеру 6 и смесительную камеру 7.
Горячая вода подается в устройство с помощью базовой станции (не показана), к которой присоединено устройство. Вода проходит из водяного резервуара через водяной насос и систему нагрева воды и, наконец, через вход 8 для воды, используемой в качестве разбавителя. Кроме того, для согласования дозирования порошкообразного ингредиента с помощью дозирующей системы 4 и разбавителя с помощью насоса базовой станции может использоваться блок управления, управляемый оператором или подачей командного сигнала на базовой станции.
На фиг.2 показан контейнер 2, соединенный с системой дозирования порошка, дозирующее средство 14 которой представляет собой передвижную камеру 141. Передвижная камера имеет вертикальные стенки, а также верхнее и нижнее отверстия. Передвижная камера может перемещаться из положения загрузки, в котором она расположена под контейнером 2 и заполняется порошком, в положение дозирования, в котором она расположена над трубопроводом 5 для порошка с целью выпуска порошка, засыпанного в нее в положении загрузки. Передвижная камера 141 в положении загрузки поджимается упругим элементом 142, например пружиной, чтобы изолировать резервуар 2 от окружающей среды. Дозирующая система содержит рукоятку 143, объединенную с передвижной камерой 141, для ее перемещения в положение дозирования после загрузки порции порошка. Рукоятка 143 имеет соединительное средство, которое может соединяться с приводным электродвигателем базовой станции.
На фиг.3 показан контейнер 2, соединенный с системой дозирования порошка, дозирующее средство 14 которой представляет собой вращающуюся камеру, имеющую возможность поворота вокруг вертикальной оси 148. Две стенки 149 и 150, перпендикулярные оси 148, последовательно блокируют и открывают подачу порошка из контейнера в трубопровод 5 для порошка за счет вращательного движения вокруг оси 148. В случае, когда вращающаяся стенка 149 или 150 расположена снаружи выпускного отверстия контейнера, она движется в защитной камере 147 во избежание загрязнения.
На фиг.4 показан контейнер 2, соединенный с системой дозирования порошка, дозирующее средство 14 которой является червяком, ось которого совпадает с осью трубопровода для порошка, а концевой участок червяка установлен в трубопроводе 5 для порошка с минимальным зазором. При этом червяк перемещает и дозирует порошок из контейнера 2 в направлении трубопровода 5 для порошка.
На фиг.5 показан контейнер 2, соединенный с системой дозирования порошка, дозирующее средство 14 которой является барабаном, плотно установленным в цилиндрической камере 146. Конец приводного вала 145 барабана 14 имеет соединительное средство, которое может быть присоединено к приводному электродвигателю базовой станции.