СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАННОГО РОЗЛИВА МНОГОСЛОЙНЫХ ПО ВНЕШНЕМУ ВИДУ НАПИТКОВ ИЗ ЖИДКИХ КОНЦЕНТРАТОВ Российский патент 2009 года по МПК A47J31/40 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к удобному дозированному розливу горячих или холодных налитков, обеспечивающему визуально множество слоев жидкостей в порционном контейнере. Более конкретно изобретение относится к дозированному розливу напитков, восстановленных из жидких концентратов, через автоматическое дозировочно-разливочное (раздаточное) устройство.

Уровень техники

Известны напитки типа капучино, которые приготовляются из кофе с верхним слоем из вспененного молока. Эти напитки относительно просты в приготовлении в раздаточных автоматах, предусматривающем первоначальное вспенивание молока и дозирование пены в чашку с последующим заливанием сваренного кофе через пену.

Слоистые напитки типа капучино относятся к более сложным рецептам приготовления кофе, которые можно найти в кафе и ресторанах разряда от среднего до высшего. Типичный напиток, называемый "Latte Macchiato" ("пестрый" кофе с молоком), состоит из двух раздельных слоев молока и кофе эспрессо с покровным слоем из молочной пены. Другие рецепты, которые могут встречаться, - это напитки "White Mocha" (кофе мокко с молоком), приготовляемые из нижнего слоя белого шоколада с верхним слоем из кофе эспрессо или напитков на основе какао/кофе с нижним слоем горячего шоколада, промежуточного слоя из кофе эспрессо и покровного слоя из молочной пены. Поскольку все эти напитки визуально привлекательны для потребителей, они обычно реализуются в прозрачных контейнерах, например в стеклянной таре. Они обычно потребляются двумя путями: либо перемешиванием продукта, например, с добавлением сахара, либо потреблением налитка слой за слоем.

Приготовление слоистых напитков типа капучино и подобных им обычно производится вручную и поэтому требует квалифицированного персонала и очень тщательного внимания к собственно процессу приготовления. Кроме того, их приготовление требует больше затрат времени и труда, чем обычного кофе или молочных напитков. Более того, вследствие приготовления их вручную консистенция готового продукта может варьировать от продукта к продукту и от оператора к оператору в зависимости от его/ее умения и затраченного времени на приготовление. При приготовлении так называемого Lattee Macchiato или слоистого капучино молочная пена и кофе эспрессо готовятся отдельно. Стеклянная тара сначала заполняется горячим вспененным молоком. Некоторое время отводится на стабилизацию пены, после чего поверх молочной пены медленно наливается эспрессо, что создает эффект слоистости, видимый через порционную стеклянную тару. Для сокращения времени приготовления и обеспечения возможности покупателям потреблять слоистые напитки в домашних условиях или в офисе в кофемашины были введены некоторые элементы автоматизации, но они не обеспечивают надлежащий автоматический розлив с дозированием и требуют некоторых ручных операций по приготовлению или мойке.

Патент США №6220147, озаглавленный "Устройство для приготовления и формирования слоев напитков к машине эспрессо", описывает формирующее слои устройство, соединенное с раздаточной трубкой ближе к нижнему концу, для приготовления слоистого напитка из двух различных веществ. Устройство для формирования слоев состоит из вогнутого приспособления в форме ложки для машины эспрессо. Ложка имитирует ручное приготовление слоистых налитков. Ложка осторожно наливает вторую жидкость поверх первого компонента с образованием отдельного слоя. Вогнутое приспособление в форме ложки может помещаться внутрь контейнера для напитка, причем ложка может опускаться примерно до уровня первого слоя напитка. Недостатком описанного способа формирования слоев является то, что оно требует сборки перед приготовлением слоистых напитков и ручного труда операторов. Кроме того, устройство должно подвергаться мойке после каждой раздачи вследствие контакта его с напитками и должно демонтироваться всякий раз, когда необходимо приготовить не содержащий слоев напиток.

Другое устройство для формирования слоев при разливании жидкостей в виде несмешивающихся слоев описывается в патенте Бельгии BE 899988 (Herbots, 1984). Устройство состоит из раздаточного отверстия, соединенного с поплавком, вертикально движущимся в нем. Поплавок имеет форму платформы с тем, чтобы он мог принимать направленный вниз поток жидкости, осторожно распределяя жидкость на соответствующих уровнях поверхности. Это устройство может использоваться для приготовления коктейлей, ирландского кофе или других жидкостей с небольшой разницей в плотности. Недостатком этого устройства для формирования слоев является то, что оно также требует сборки перед приготовлением слоистых напитков и ручного труда операторов. Кроме того, это устройство не является частью кофемашины и должно использоваться вручную для порционной раздачи слоистого напитка.

В настоящее время фирмы Macco S.p.A., Franke Kaffeemachinen AG и Palux изготовляют кофемашины, которые осуществляют розлив с дозированием различных продуктов, включая слоистый напиток (Latte Macchiato) из кофейных бобов и охлажденного свежего молока. В кофемашине Bremer сначала дозируется горячее молоко, затем молочная пена, а в заключение сверху на поверхность напитка дозируется приготовленный экстракцией паром кофе из свежемолотого кофейного зерна. Скорость раздачи составляет 2,1 г/с.

Недостатком этого способа является то, что он тратит относительно много времени на дозированный розлив слоистого напитка и требует охлажденного молока. Способ, используемый в этих кофемашинах, не может применяться для приготовления слоистых налитков из жидких концентратов, поскольку проводимая экстракция кофе паром дает в результате жидкость, плотность которой ниже плотности разбавленного концентрата кофе. Кроме того, паровая система с трубкой Вентури не может работать с плотными и вязкими концентратами.

Таким образом, в настоящее время не существует способа и устройства для дозированного розлива слоистых напитков, которые являются быстрыми, удобными, автоматизированными и воспроизводимыми. Настоящее изобретение обеспечивает именно такой новый способ и устройство для производства как горячих, так и холодных слоистых напитков.

Раскрытие изобретения

Изобретение относится к способу дозированного розлива слоистого напитка, по меньшей мере, из первого и второго жидких концентратов, которые разбавляются путем смешивания с водой и дозируются без применения внешнего механического устройства (например, без вогнутой ложки, поплавка или т.п.) для образования визуально раздельных и стабильных слоев в порционном контейнере.

Более конкретно способ включает стадию обеспечения, по меньшей мере, источника первого жидкого концентрата и, по меньшей мере, источника второго жидкого концентрата; подачи насосом дозируемого количества первого жидкого концентрата и подачи первого жидкого слоя в контейнер; подачи насосом дозируемого количества второго жидкого концентрата из источника, смешивания его с дозируемым количеством воды с образованием второго разбавленного жидкого слоя из второго концентрата и подачи разбавленного второго концентрата в контейнер и первого жидкого слоя с образованием второго жидкого слоя; подачи второго жидкого слоя после первого жидкого слоя в контейнер. Жидкие концентраты подаются насосом, по меньшей мере, в одну смесительную камеру и смешиваются с соответствующими дозируемыми количествами воды в смесительной камере. Второй жидкий слой разбавляется до плотности, ниже плотности первого жидкого слоя таким образом, что первый и второй слои образуют стабильную слоистую композицию в контейнере со вторым разбавленным жидким слоем с более низкой плотностью, пространственно расположенным поверх первого жидкого слоя, с целью обеспечения напитка, имеющего визуально отдельный верхний слой над нижним слоем в контейнере.

Предпочтительно первый жидкий слой получается путем смешивания дозируемого количества первого концентрата с дозируемым количеством воды. Предпочтительно разница в плотности между первым и вторым жидкими слоями устанавливается путем регулирования соотношения концентрата и воды при разбавлении в случае первого жидкого слоя относительно соотношения концентрата и воды при разбавлении в случае второго жидкого слоя. Более конкретно разница в плотности между первым и вторым слоями должна составлять, по меньшей мере, 0,1% для образования визуально раздельных слоев.

Подача потока для создания первого и второго жидких слоев преимущественно осуществляется при относительно низкой линейной скорости для уменьшения турбулентности. Для контейнеров емкостью от 50 до 500 мл подаваемый поток имеет линейную скорость не выше 120 см/с. Важно, чтобы расход воды и расход концентрата также были относительно низкими. Расход воды не превышает 20 мл/с. Расход концентрата также не превышает 20 мл/с, более предпочтительно - не превышает 10 мл/с.

Предпочтительно, чтобы между подачей насосом первого концентрата и подачей насосом второго концентрата была выдержана пауза. Пауза минимизирует движение жидкости, предупреждая смешивание слоев вследствие диффузии и конвекции жидкостей. Во время паузы подача воды может продолжаться для обеспечения надлежащего соотношения при разбавлении первого концентрата для создания первого слоя или может приостановиться, как только будет достигнуто правильное соотношение при разбавлении, а затем вновь начаться, но только тогда, когда начнется подача насосом второго концентрата для создания второго слоя, и продолжаться до тех пор, пока не будет обеспечено правильное соотношение при разбавлении второго концентрата для создания второго отдельного слоя.

Предпочтительно в процессе или после подачи первого жидкого слоя дозируемое количество концентрата смешивается с водой, а затем взбивается в пену с последующим наслоением пены непосредственно на первый жидкий слой с тем, чтобы замедлить скорость второго жидкого слоя при его подаче в контейнер. Взбивание в пену предпочтительно осуществляется с помощью высокоскоростной системы взбивания перед подачей пены.

Настоящее изобретение относится также к дозировочно-разливочному устройству для автоматической раздачи напитка, который по внешнему виду состоит из множества визуально раздельных слоев в порционном контейнере. Дозировочно-разливочное устройство включает, по меньшей мере, одно средство для смешивания; средства для подачи воды и средства для транспортирования и дозирования воды, обеспечивающие транспортирование и дозирование воды в средство для смешивания. Дозировочно-разливочное устройство включает далее, по меньшей мере, первый и второй жидкие концентраты, хранящиеся по отдельности в средствах для хранения; линии подачи концентратов и средства для транспортирования и дозирования концентратов, имеющие такую конфигурацию, которая позволяет осуществлять транспортирование и дозирование каждого концентрата по отдельности из средств для хранения в средство для смешивания, и, по меньшей мере, одну линию выдачи с выходным отверстием для выгрузки определенных количеств смешанных и разбавленных концентратов в порционный контейнер.

Обеспечиваются также средства контроля, которые включают средства ввода информации пользователем и контроллер, селективно регулирующий включение насосов согласно программному циклу, соответствующему вводу выборки пользователем с помощью средств ввода для пользователя. Средства контроля селективно включают средства транспортирования и дозирования воды и концентратов для смешивания и выдачи дозируемого количества первого концентрата с дозируемым количеством воды для образования первого жидкого слоя, а затем для смешивания и выдачи дозируемого количества второго концентрата с дозируемым количеством воды для образования второго жидкого слоя. Соотношения концентратов и воды при разбавлении в случае образования первого и второго слоев регулируются одно относительно другого так, чтобы плотность первого выгружаемого жидкого слоя была выше плотности второго выгружаемого жидкого слоя, с целью получения стабильной слоистой композиции с первым жидким слоем, пространственно остающимся ниже второго жидкого слоя и визуально отдельным от второго жидкого слоя в контейнере.

Предпочтительно устройство включает также систему взбивания, которая включается средствами контроля для взбивания в пену дозируемого количества концентрата в процессе или после выдачи первого жидкого слоя и до выдачи второго жидкого слоя в порционный контейнер. Включение системы взбивания позволяет создавать пену на поверхности первого слоя, которая замедляет скорость поступления второго слоя в контейнер перед вступлением его в контакт с первым жидким слоем.

В альтернативном варианте система взбивания может также вырабатывать пену в конце дозировочно-разливочного цикла после выдачи жидких слоев в контейнер.

В другом аспекте изобретения обеспечивается машиночитаемая программа, которая содержит инструкции по контролю работы дозировочно-разливочного устройства для выдачи напитка, состоящего из множества раздельных слоев в порционных контейнерах, в которой дозировочно-разливочное устройство включает, по меньшей мере, одно средство для смешивания; средства для обеспечения и подачи воды с регулированием подаваемого потока воды; по меньшей мере, первый и второй жидкие концентраты, хранящиеся по отдельности в средствах для хранения; средства для подачи концентратов с регулированием подаваемых потоков концентратов; по меньшей мере, одну линию выдачи с выходным отверстием для выдачи определенных количеств смешанных и разбавленных концентратов в порционный контейнер и программируемые средства контроля, включающие средства ввода информации потребителем.

Машиночитаемая программа может устанавливаться в процессор или микропроцессор и включает:

средства для приема информации о выборках напитков, введенной пользователем с помощью средств ввода для пользователя,

средства для включения средств подачи воды, по меньшей мере, при одном запрограммированном расходе воды и в течение, по меньшей мере, одной запрограммированной временной последовательности подачи воды,

средства для включения средств подачи первого концентрата при запрограммированном расходе первого концентрата и в течение запрограммированного времени подачи первого концентрата, в которых расход воды, временная последовательность обеспечения воды, расход первого концентрата и время подачи первого концентрата являются параметрами, которые регулируются вместе с подачей первого разбавленного жидкого слоя из первого концентрата в порционный контейнер при заданном соотношении первого концентрата и воды при разбавлении,

средства для включения средств подачи второго концентрата при запрограммированном расходе второго концентрата и в течение запрограммированного времени подачи второго концентрата, в которых расход воды, временная последовательность подачи воды, расход второго концентрата и время подачи второго концентрата являются параметрами, которые регулируются вместе с подачей второго разбавленного жидкого слоя из второго концентрата в порционный контейнер при заданном соотношении второго концентрата и воды при разбавлении, и

средства для обеспечения соотношений при разбавлении первого и второго концентратов на заданных уровнях так, чтобы конечная плотность первого жидкого слоя была выше конечной плотности второго жидкого слоя.

Машиночитаемая программа включает также средства доступа к таймеру в сигнальной связи с процессором и средства для включения средств подачи воды в соответствии с запрограммированной временной последовательностью подачи воды и для включения средств подачи концентратов в соответствии с запрограммированным временем подачи первого и второго концентратов, для обеспечения подачи первого и второго слоев при заданных соотношениях первого и второго концентратов и воды при разбавлении.

Машиночитаемая программа включает также средства для включения системы взбивания при заданной скорости взбивания для взбивания в пену определенного количества первого и/или второго концентрата с последующей выдачей вспененного слоя.

Средства подачи воды могут представлять собой перистальтический насос или просто комбинацию давления водопроводной воды или силы тяжести и клапана. Средства подачи концентратов предпочтительно являются средствами для транспортирования и дозирования, такими как перистальтические насосы.

Краткое описание чертежей

На фиг.1-3 схематически представлены стадии розлива вспененного двухслойного жидкого напитка, полученного из двух концентратов.

На фиг.4-6 схематически представлены стадии розлива вспененного многослойного жидкого напитка, полученного из трех концентратов.

На фиг.7 представлена общая схема устройства изобретения.

На фиг.8-10 показаны примеры параметров дозирования, соответствующие примерам 7, 8 и 10, соответственно.

На фиг.11-16 представлены фотографии многослойных напитков, полученных способом изобретения и соответствующих примерам 1-6, соответственно.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к новому способу автоматической и удобной раздачи многослойных напитков через дозировочно-разливочное устройство, в котором определенные количества, по меньшей мере, первого и второго концентратов дозируются из средств для хранения концентратов и в котором, по меньшей мере, второй жидкий концентрат смешивается надлежащим образом с разбавителем, предпочтительно холодной или горячей водой, с последующей выгрузкой в порционный контейнер. Дозируемое количество второго концентрата разбавляется водой таким образом, чтобы конечная плотность жидкого слоя, полученного из смеси второго концентрата и воды, была меньше плотности первого жидкого слоя, полученного из дозируемого количества первого концентрата. Этот точный контроль относительной плотности между слоями жидкостей, включающий регулируемое надлежащим образом разбавление водой, позволяет сформировать стабильную слоистую композицию в контейнере.

Жидкие концентраты могут транспортироваться и дозироваться с помощью средств для транспортирования и дозирования, таких как перекачивающие средства или комбинация действия силы тяжести и контрольного клапана. Для транспортирования вязких концентратов предпочитается использовать перекачивающие средства. Перекачивающие средства могут быть перистальтическими насосами или насосами других типов, скорости перекачивания которыми могут точно контролироваться.

Установлено, что напиток многослойной конфигурации, в котором, по меньшей мере, два жидких слоя визуально различаются через прозрачный контейнер, например стеклянную тару, является стабильным в течение периода времени более двух минут, предпочтительно - более пяти минут, наиболее предпочтительно - более 10 минут.

Предпочтительно первый жидкий слой также получается путем смешивания дозируемого количества первого концентрата с дозируемым количеством воды. Впоследствии разность в плотности между первым и вторым жидкими слоями может устанавливаться путем регулирования соотношения концентрата и воды при разбавлении для получения первого жидкого слоя относительно соотношения концентрата и воды при разбавлении для получения второго жидкого слоя.

Начальная плотность концентратов может сильно варьировать в зависимости от вида производимого продукта, например кофе, какао, молоко или др. Однако путем регулирования конечной плотности, по меньшей мере, двух жидких слоев с учетом требуемого относительного расположения этих слоев в порционном контейнере, т.е. при подаче в контейнер слоя с более высокой плотностью до подачи слоя с более низкой плотностью, о чем говорилось выше, можно достигнуть, как было неожиданно установлено, приготовления множества видов стабильных многослойных напитков.

"Соотношение концентрата и воды при разбавлении" описывается формулой:

(расход концентрата, умноженный на время подачи концентрата), деленный на (расход воды, умноженный на время подачи воды).

Время подачи воды может превышать время подачи концентрата, в частности, в целях снижения излишних расходов и линейных скоростей, но также для предупреждения перекрестного загрязнения второго концентрата первым концентратом. В случае первого концентрата время подачи воды - это период, измеряемый от времени начала подачи воды до времени прекращения подачи воды или, самое позднее, до того момента, пока не начнется подача следующего концентрата, если подача воды не прекратится раньше. В случае второго концентрата время подачи воды - это период, измеряемый от времени начала подачи второго концентрата до времени прекращения подачи воды или, самое позднее, до того момента, пока не начнется подача следующего концентрата, если подача воды не прекратится раньше.

Контроль соотношения концентрата и воды при разбавлении позволяет модифицировать начальную плотность концентратов, а впоследствии отрегулировать плотность жидких слоев, поступающих в контейнер, так, чтобы разница в плотности между двумя слоями жидкостей была достаточной для поддержания пространственно раздельных слоев в контейнере. Соотношение концентрата и воды при разбавлении влияет на плотность жидкостей, увеличивая степень разбавления сухих веществ, но влияет также и на температуру получаемых жидкостей.

Обычно водные концентраты являются более плотными, чем вода, поскольку они содержат, в дополнение к воде, определенное количество сухих веществ. Следовательно, чем больше воды добавляется к концентратам, тем ниже плотность. Равным образом, разбавление концентратов горячей или холодной водой также модифицирует плотность получаемых жидкостей. Жидкие слои могут подаваться при различных температурах, которые соответственно влияют на их плотность. В типичных случаях, чем горячее жидкость, полученная добавлением горячей воды к более холодному концентрату, например к концентрату с температурой окружающей среды или охлажденному, тем ниже конечная плотность. Температура слоев может регулироваться путем контролирования степени разбавления охлажденных концентратов или концентратов, имеющих температуру окружающей среды, нагретой водой, причем температура воды остается такой же при смешивании ее, по меньшей мере, с первым и вторым концентратами, или, альтернативно, температура воды может также устанавливаться на различном уровне в зависимости от выгружаемого слоя.

Таким образом, установлено, что разница в плотности, по меньшей мере, между первым и вторым слоями важна для создания стабильных и раздельных слоев. Более конкретно, разница в плотности между первым и вторым жидкими слоями в контейнере предпочтительно регулируется таким образом, чтобы она была равной или более 0,1%. Разница в плотности менее 0,1% приводила к разрушению слоев через несколько секунд.

Предпочтительнее разницу в плотности между первым и вторым жидкими слоями в контейнере регулировать таким образом, чтобы она составляла от 0,1 до 40%, более предпочтительно - от 0,5 до 10%, наиболее предпочтительно - от 1 до 4%. Разница в плотности более 40% обычно приводит к нежелательным текстуре и/или запахам.

Разница в плотности между первым слоем с плотностью d1 и вторым слоем с плотностью d2 описывается формулой: (d1-d2)·100/d2.

В предпочтительном примере первый концентрат является концентратом на основе молока, а второй концентрат - концентратом на основе кофе. Концентрат на основе кофе обычно плотнее, чем концентрат на основе молока, поскольку общее содержание сухих веществ в нем намного выше, поэтому требуется так регулировать соотношение концентрата и воды при разбавлении концентрата на основе кофе, чтобы оно было ниже соотношения концентрата и воды при разбавлении концентрата на основе молока.

Концентрат на основе молока предпочтительно имеет общее содержание сухих веществ от 15 до 33 мас.% и удельную плотность - от 1,01 до 1,15 г/мл.

Концентрат на основе кофе предпочтительно имеет общее содержание сухих веществ от 45 до 65 мас.%, даже более предпочтительно - от 50 до 55 мас.%, и удельную плотность - от 1,05 до 1,28 г/мл.

Для получения слоев хорошего качества в чашке соотношение концентрата молока и воды при разбавлении не должно превышать 1:3, предпочтительно - от 1:0,5 до 1:2,8, в то время как соотношение концентрата кофе и воды при разбавлении не должно быть ниже 1:5, предпочтительно - от 1:6 до 1:20. Отличные результаты с четко раздельными слоями были получены (со слоем кофе поверх слоя молока) при соотношении концентрата молока и воды, равном 1:2,5, и соотношении концентрата кофе и воды, равном 1:8, при общем содержании сухих веществ 30 мас.% в концентрате молока и общем содержании сухих веществ 55 мас.% в концентрате кофе.

В другом примере первый концентрат является концентратом на основе молока, а второй концентрат - концентратом на основе какао.

Концентрат на основе какао предпочтительно имеет общее содержание сухих веществ от 65 до 80 мас.% и плотность - от 1,20 до 1,38 г/мл. Отличные результаты с четко раздельными слоями были получены (со слоем какао сверху слоя молока) при соотношении концентрата молока и воды, равном 1:2,5, и соотношении концентрата шоколада и воды от 1:10 до 1:32, предпочтительно - 1:15, при общем содержании сухих веществ 30 мас.% в концентрате молока и 72 мас.% в концентрате какао.

Важно, чтобы подача первого и второго жидких слоев осуществлялась в щадящем режиме без значительной турбулентности в контейнере. Минимизация турбулентности при подаче жидких слоев важна для создания и сохранения раздельных слоев. Это может контролироваться, в первую очередь, путем поддержания относительно низких расходов и низкой линейной скорости разбавленного концентрата на выходе из дозировочно-разливочного устройства. Это может контролироваться также путем регулирования температур подачи для создания температурного градиента. Концентрат и вода для разбавления при формировании первого и второго жидких слоев берутся в таких соотношениях, которые также могут регулироваться одно относительно другого так, чтобы обеспечивался перепад температур, по меньшей мере, в 5% между первым и вторым слоями в контейнере со вторым слоем, имеющим более высокую температуру, чем первый слой.

Важно контролировать расход надлежащим образом, поскольку он учитывается при разбавлении концентратов и регулировании плотности слоев. Предпочтительно должен поддерживаться расход воды от 1 до 20 мл/с, более предпочтительно - от 5 до 20 мл/с. Установлено, что расход воды выше 20 мл/с разрушает слои. Расход воды от 5 до 10 мл/с позволяет создавать раздельные и стабильные слои. Углы слоев становятся более острыми при снижении расхода до менее 5 мл/с, но это влияет на время подачи, которое становится слишком длительным.

Расход концентратов также поддерживается ниже 20 мл/с, предпочтительно - от 0,1 до 10 мл/с, наиболее предпочтительно - от 0,5 до 5 мл/с.

Общее время подачи должно предпочтительно поддерживаться на уровне менее 60 секунд, наиболее предпочтительно - менее 45 секунд. Время подачи относится к общему времени цикла от момента нажатия кнопки пуска до момента розлива напитка в контейнер.

Для создания визуально раздельных и стабильных слоев линейная скорость потока в процессе подачи жидких слоев должна контролироваться таким образом, чтобы она не превышала 120 см/с при использовании контейнеров емкостью от 50 до 500 мл. Слишком высокая скорость приводит к возникновению слишком сильной турбулентности в контейнере. Линейная скорость потока относится к скорости потока жидкости, например потока разбавленного концентрата или чистой воды, на выходе или в районе сопла дозировочно-разливочного устройства.

Предпочтительно линейная скорость потока должна быть в диапазоне от 30 до 120 см/с, наиболее предпочтительно - от 50 до 100 см/с. Линейные скорости потока ниже 30 см/с также приводят к увеличению общего времени подачи, которое может превысить 60 секунд. При линейной скорости потока выше 120 см/с слои разрушаются в контейнере, и жидкие слои быстро смешиваются вместе. При линейной скорости потока от 100 до 120 см/с при подаче первого слоя необходимо выдержать паузу до начала подачи второго слоя с тем, чтобы большая часть пузырьков в контейнере разрушилась. Время паузы предпочтительно составляет от 2 до 25 секунд, более предпочтительно - от 5 до 10 секунд. Время паузы относится к времени между двумя циклами подачи концентратов.

Толщина слоев может изменяться в зависимости от предпочтений потребителя. Соотношение толщины жидких слоев может составлять от 9:1 до 1:9. Такая гибкость может достигаться за счет варьирования параметров дозирования, т.е. расходов и времени дозирования.

Температурный градиент также важен для установления четко выраженного различия в плотности между слоями. Более низкая температура уменьшает турбулентность и диффузию и способствует, тем самым, стабилизации слоев. Следовательно, температуры слоев являются более критическими для горячих напитков, и поэтому последние требуют более высокого температурного градиента. Температуры слоев могут контролироваться соотношением при разбавлении и комбинации концентрата с горячей, холодной водой и/или водой с температурой окружающей среды. Предпочтительно, чтобы температурные градиенты между первым слоем и вторым слоем составляли, по меньшей мере, 10%, при этом нижний слой будет холоднее верхнего слоя. Оптимальный температурный градиент составляет от 20 до 35% при более холодном нижнем слое по сравнению с верхним слоем.

Важным аспектом изобретения является создание слоя пены, который помогает значительно уменьшить линейную скорость потока второго разбавленного концентрата, образующего второй слой поверх первого слоя.

Для этого в процессе подачи или после подачи первого жидкого слоя 10, как показано на фиг.1, но предпочтительно перед подачей второго жидкого слоя 12 с более низкой плотностью в контейнер, дозируемая порция концентрата смешивается с водой, а затем взбивается в пену с последующей подачей пены 11 на первый жидкий слой. Действие пены проявляется в замедлении скорости второго жидкого слоя 12 при подаче его в контейнер.

Как следствие этого, время подачи может также значительно сократиться, поскольку второй жидкий слой может подаваться при более высоком расходе, чем в варианте без создания вспененного слоя, и без риска смешивания его с первым жидким слоем.

Как показано на фиг.3, в момент подачи второго жидкого слоя 12 в контейнер пена 11, образованная поверх слоя с более высокой плотностью 10, действует как средство снижения скорости второго жидкого слоя 12. Благодаря этому следующий слой с более низкой плотностью 12 пронизывает и диффундирует через слой пены 11, в то время как его скорость постепенно снижается по мере его соприкосновения с поверхностью нижнего жидкого слоя 10. Тем самым предупреждается турбулентность между двумя жидкими слоями 10, 12, что вкупе с градиентом плотности и предпочтительно с температурными градиентами между слоями дает возможность окончательно сформироваться раздельным и стабильным несмешивающимся фазам жидкость/жидкость 10-12, что очевидно из фиг.2.

Предпочтительно слой пены создается путем взбивания определенного количества первого концентрата до образования слоя пены, который подается на первый жидкий слой. Затем после подачи второго жидкого слоя слой пены с очень низкой плотностью по сравнению с плотностью двух других слоев проталкивается к поверхности контейнера вторым слоем со сравнительно более высокой плотностью, в результате чего образуется вспененная поверхность напитка. Количество первого концентрата, которое взбивается, зависит от требуемого объема пены в напитке.

Слой пены может также создаваться путем взбивания определенного количества концентрата, например концентрата молока, с порцией воды к концу выдачи напитка. Однако этот слой пены не может обеспечить преимущество снижения скорости жидкого слоя, когда последний заливается через слой пены.

Как далее очевидно из фиг.4-6, способ изобретения может включать подачу более двух слоев жидкостей для получения напитка с множеством контрастирующих слоев. В этом случае он может включать подачу насосом дозируемого количества третьего жидкого концентрата, смешивание указанного дозируемого количества жидкого концентрата с водой и подачу третьего, или промежуточного, жидкого слоя в контейнер, при этом плотность третьего слоя устанавливается выше плотности первого слоя, но ниже плотности второго слоя.

В предпочтительном примере первый жидкий слой 10 с плотностью d1 (обычно восстановленное жидкое молоко) приготовляется из первого концентрата молока C1 и воды. Плотность d1 устанавливается путем регулирования соотношения концентрата и воды, о чем говорилось выше. Вода и концентрат могут подаваться в течение одного и того же периода времени и одновременно. Более предпочтительно вода подается непрерывно при определенном показателе расхода, регулируемом таким образом, чтобы он не превышал установленный предел, выше которого возникает слишком высокая турбулентность. Например, вода может подаваться при расходе от 5 до 10 мл/с. Подача воды может быть также прерывистой. Предпочтительно остаточная порция первого концентрата взбивается с водой до образования слоя пены 11, которая подается поверх первого жидкого слоя. На следующей стадии жидкий слой 13 (обычно это слой сахарозы, поступающий из концентрата сахарозы С3) подается при плотности d3, причем плотность d3 регулируется правильным соотношением при разбавлении водой так, чтобы она оставалась ниже dl, но намного выше плотности слоя пены 11. И вновь расход воды может поддерживаться постоянным на уровне от 5 до 10 мл. Правильное соотношение при разбавлении может достигаться за счет подачи дозы третьего концентрата, например жидкой сахарозы, таким образом, чтобы при разбавлении ее водой плотность смеси была ниже плотности первого слоя.

Слой пены 11 служит для снижения скорости разбавленного слоя сахарозы 13, который медленно оседает на поверхность первого слоя. В заключение в контейнер выгружается жидкий слой 12 (обычно кофе) из смеси концентрата кофе C2 и воды при плотности d2. Плотность d2 также регулируется таким образом, чтобы она была самой низкой из всех трех показателей плотности от d1 до d3 жидких слоев. Слой пены служит также для увлажнения жидкого слоя 12 с тем, чтобы он полностью покрыл поверхность промежуточного слоя 13 с более низкой скоростью. В процессе подачи концентрата кофе C2 подача воды поддерживается при установленном расходе до тех пор, пока не будет достигнуто правильного соотношения при разбавлении слоя 12, и тогда время подачи воды может превысить время подачи самого концентрата C2.

Концентраты, которые могут использоваться для создания слоев, включают целый ряд жидкостей пищевого качества (их перечень не ограничивается перечисленными здесь), таких как молоко и концентраты молока; кофейная паста; концентрат какао; сахарный сироп, например фруктозный, глюкозный, сахарозный сиропы, кукурузная патока или их смесь; ароматизированные жидкости с красителями и/или ароматами; жидкие растительные экстракты, например концентрат чая, плодовые соки и концентраты, и/или смеси перечисленного. Наиболее предпочтительными жидкостями являются концентраты молока, кофе, какао и сахарозы. Молоко в широком смысле относится к любому виду молочных или забеленных немолочных концентратов. Предпочтение отдается концентратам молока, полученным из свежего или сухого молока.

Следует заметить, что жидкий слой может также формироваться более чем из одного концентрата. Например, концентрат кофе и концентрат сахарозы могут комбинироваться друг с другом с последующей подачей подслащенного жидкого кофейного слоя, который внешне отличается от других слоев в контейнере.

При работе с плодовыми соками, которые обычно имеют одинаковую плотность, добавляемые растворенные вещества играют важную роль, даже более важную, чем расход продукта и время паузы. Поэтому варьирование плотности плодового сока в первую очередь будет достигаться за счет добавления различных количеств растворенных веществ, таких как концентраты сахара. Путем регулирования pH до уровня, выше изоэлектрической точки белков молока, плодовые концентраты могут также дозироваться поверх молочного слоя во избежание коагуляции белков молока.

"Концентрат" обычно относится к жидкому продукту с относительно низкой плотностью или удельной плотностью, высоким содержанием сухих веществ, низкой активностью воды, который может предпочтительно храниться при температуре окружающей среды или температуре холодильника в течение длительного периода времени. Концентрат в настоящем изобретении содержит обычно более 10 мас.% сухих веществ от общей массы, имеет плотность, по меньшей мере, 1,05 г/мл.

Со ссылкой на фиг.7 предпочтительное устройство 2 настоящего изобретения включает ряд контейнеров для хранения 20, 21, 22, 23 для хранения жидких концентратов C1, C2, C2, Cn и линии подачи концентратов 30, 31, 32, 33, соединяющие каждый контейнер для хранения с общей смесительной камерой 4. Каждая линия подачи концентрата соединяется с днищем каждого конкретного контейнера для хранения и оперативно связана с насосом 50, 51, 52, 53 устройства, чья функция состоит в дозировании концентрата в смесительную камеру. Предпочтительнее использовать объемные насосы, такие как перистальтические насосы. Предпочтительно концентраты хранятся в утилизируемых контейнерах, таких как упаковки типа пакет в коробке или мягкие (полимерные) пакеты и т.п.

Смесительная камера 4 соединяется также с линией подачи воды 34.

Вода в линии подачи воды транспортируется и дозируется с помощью насоса для воды 54, предпочтительно, хотя и необязательно, того же типа, что и насосы для концентратов. Вода может поступать из одного или более резервуаров для воды 60, 61, 62 или, альтернативно, из водопроводной сети. Резервуар для воды 60 может содержать горячую воду, резервуар 61 может содержать охлажденную воду, а резервуар 62 может содержать воду с температурой окружающей среды. Селективная подача горячей, охлажденной воды или воды с температурой окружающей среды из резервуаров производится с помощью трехходового вентиля 63 под контролем контроллера. Горячая вода может нагреваться в системе нагрева (не показана) до заданного температурного диапазона. Такая система нагрева может представлять собой, например, резистивный нагревательный элемент в самом резервуаре для воды 60 или систему мгновенного нагрева, смонтированную в линии подачи воды. Сама смесительная камера 4 удлиняется за счет системы взбивания 7, способной вырабатывать пену и генерировать, тем самым, вспененные порции напитка. Система взбивания может быть любой конфигурации, например в виде конической лопасти или диска. На конце дозировочно-разливочной линии находится разгрузочная линия с соплом 8. Сопло может также включать клапан сужения потока, который ограничивает поток протекающей через него жидкости и который управляется контроллером. Следовательно, клапан сужения потока может регулировать линейную скорость потока выгружаемых жидкостей в предпочтительных пределах для последовательного образования слоев. Клапан сужения потока не является обязательным, а сопло может быть такого размера, который способен обеспечить низкую линейную скорость при требуемых расходах.

Устройство содержит также систему управления 9. Система управления в большинстве случаев включает таймер или другое устройство для периодического подключения к источнику питания. Система управления включает также устройство ввода информации пользователем 91, например панель питания. Система управления соединяется сигнальной связью с насосами для концентратов 50-53, насосом для воды 54, системой взбивания 7, клапанами 55, 63 (и другими) и, наконец, с нагревателем в целях контроля работы этих различных компонентов в простом режиме включено/выключено или, альтернативно, в пропорциональном режиме.

Линии подачи концентратов 30-33 и линии подачи воды 34 имеют определенные размеры, позволяющие контролировать расходы при включении насосов. В частности, линии подачи концентратов и линии подачи воды имеют различный внутренний диаметр, что позволяет контролировать расходы концентратов и воды в соответствии с требуемой разницей в плотности концентратов между слоями, но без необходимости регулирования скорости насосов. Поэтому могут использоваться насосы с приводом постоянного или переменного тока, которые просто переключаются контроллером в режим включено/выключено, работая циклами при постоянной скорости в течение определенного периода времени, необходимого для разбавления концентратов или просто добавления воды в контейнер. Например, внутренний диаметр линий подачи концентрата молока, концентрата кофе и концентрата какао соответственно составляет от 3 до 12 мм.

Дозирование воды и концентрата может обеспечиваться любыми средствами, однако дозирование с помощью перистальтического насоса является предпочтительным, поскольку обеспечивает дозирование концентратов в условиях более высокой степени соблюдения правил гигиены, так как в этом случае не происходит контакта между насосом и дозируемыми средами. Вода может дозироваться также без насоса под давлением водопроводной сети.

Система управления 9 имеет программируемый контроллер или процессор 90 и средства для ввода информации пользователем 91 в сигнальной связи с процессором, где пользователь имеет возможность сделать выборки разных напитков с разнообразными характеристиками многослойности. Программируемый процессор может включать машиночитаемую программу, например программные средства, резидентные в процессоре. Машиночитаемая программа содержит инструкции по контролю параметров дозирования для производства множества видов многослойных напитков, которые обычно включают параметры насоса и параметры системы взбивания в пену, например специфические временные последовательности для включений насосов, скорость насосов для определения расходов воды и концентратов и линейную скорость, скорость системы взбивания в пену, температуру воды и другие переменные.

Описывать здесь комплект компонентов, средств контроля, привязку во времени и программирование нет необходимости, поскольку все они относятся к известной традиционной технологии в области раздачи напитков.

Фиг.1, 2 и 7 относятся к первому показательному варианту автоматической раздачи визуально привлекательного, вспененного, многослойного налитка с двумя жидкими слоями. Входящий сигнал вводится пользователем через средства ввода для пользователя 91, например сенсорный экран, панель питания или эквивалентное устройство. Средства ввода для пользователя передают релевантный сигнал к программируемому контроллеру 90 для выбора напитка из множества введенных пользователем выборок напитков. В ответ на этот сигнал и в соответствии с идентифицируемыми запрограммированными параметрами контроллер 90 включает насос для первого концентрата, например насос для концентрата молока 50, и насос для воды 54 с целью одновременного дозирования соответственно концентрата молока C1 и воды в смесительную камеру 4. Расходы концентрата и воды соответственно определяются путем запрограммированного выбора для обеспечения подачи в контейнер первого слоя жидкости из первого концентрата, например слоя восстановленного жидкого молока. В процессе подачи жидкого слоя система взбивания не включается контроллером во избежание возникновения нежелательной турбулентности в слое жидкости.

После подачи жидкого слоя начинается подача небольшого слоя пены. Для этого перед отключением контроллером насоса для первого жидкого концентрата 50 происходит включение контроллером системы взбивания 7 для взбивания в пену остаточной порции концентрата с водой, продолжающей течь в смесительную камеру. Скорость системы взбивания устанавливается на требуемом значении, которое программируется для требуемой выборки. Для вспенивания молока оптимальная скорость системы взбивания предпочтительно составляет от 10000 до 20000 об/мин. Слой пены наслаивается поверх первого жидкого слоя, как показано на фиг.1. Следует отметить, что слой пены 11 может быть приготовлен из любого концентрата в устройстве, но предпочтение отдается приготовлению его из того же концентрата С1, который служит для образования первого слоя жидкости 10, например восстановленного молока. Соотношение концентрата C1 и воды при разбавлении для образования слоя пены при включении системы взбивания устанавливается сравнительно более низким, чем соотношение концентрата C1 и воды при разбавлении для образования первого жидкого слоя. Другими словами, предпочтительно небольшое количество концентрата, например примерно от 5 до 5,5 мл/с в течение от 5 до 10 секунд, смешивается с большим количеством воды, например 7-8 мл/с в течение от 15 до 20 секунд, при поддержании высокой скорости системы взбивания.

На следующей стадии контроллер включает насос для второго концентрата, например насос для концентрата кофе 51, при включенном насосе для воды 54 для смешивания второго концентрата C2 с водой. Система взбивания может поддерживаться в рабочем режиме или, альтернативно, может отключаться для снижения турбулентности.

Возможны дополнительные усовершенствования способа и устройства изобретения. Например, расстояние между соплом и контейнером для напитка должно быть в пределах специфического диапазона во избежание разбрызгивания и возникновения высокой турбулентности. Расстояние и диаметр контейнера определяют угол между соплом и кромкой контейнера. Этот угол может предпочтительно варьировать от 10 до 120 градусов, более предпочтительно - от 20 до 60 градусов и наиболее предпочтительно - от 25 до 35 градусов.

ПРИМЕРЫ

В следующих примерах концентрат молока имеет общее содержание сухих веществ примерно 28 мас.% и плотность 1,07 г/см³; концентрат кофе имеет общее содержание сухих веществ примерно 55 мас.% и плотность 1,25 г/см³; концентрат какао имеет общее содержание сухих веществ примерно 72 мас.% и плотность 1,35 г/см³ и, наконец, раствор сахарозы (50 мас.%) имеет плотность 1,23 г/см³.

Пример 1

Напиток типа капучино готовился с использованием дозировочно-разливочного (раздаточного) устройства фиг.7 из концентратов молока и кофе. Капучино с двумя раздельными слоями готовился следующим способом. Температура используемой воды составляла 85°С, а концентраты дозировались при температуре окружающей среды (15-25°С). Скорость потока ингредиентов, измеренная на выходе из сопла, составляла 60 см/с.

Сначала дозировался концентрат молока при расходе 5,3 мл/с в течение 10 сек одновременно с водой, расход которой составлял 6,9 мл/с. В конце цикла включалась система взбивания для создания пены. После этой стадии в контейнер подавались вода и остаточное молоко, оставшиеся в системе трубопроводов, в результате создавался слой при 70°С. Затем дозировались концентрат кофе при расходе 2 мл/с и вода при таком же расходе, что и в случае первого концентрата (6,9 мл/с, но в течение 2 сек). Различия в плотности и температуре между молочным (1,024 г/см³ при 55°С) и кофейным (0,996 г/см³ при 77°С) слоями позволила им оставаться раздельными и образовать визуально отдельные слои (см. фиг.11). Расход при выдаче продукта составил 7,5 мл/с. Кроме того, слои были очень стабильными во времени.

Пример 2

Напиток типа капучино готовился с использованием дозировочно-разливочного (раздаточного) устройства, как в примере 1, из концентратов молока, кофе и сахара (50 мас.%).

Сначала дозировалось молоко, как и в примере 1, затем спустя 11 сек дозировался сироп сахарозы при расходе 3,8 мл/с в течение 5 сек и вода, а в заключение концентрат кофе смешивался с водой. Вода и концентрат сахарозы обусловили варьирование плотности (1,024 (молочный слой) > 1,019 (слой сахара) > 0,981 (кофе)), что позволило кофе частично распределиться в образованных слоях. Скорость подачи составила 7,5 мл/с.

Добавление сахара в рецептуру помогло не только подсластить продукт, но и дополнительно ускорить образование слоев в напитке (фиг.12).

Пример 3

Напиток типа капучино готовился, как в примере 1. Система взбивания включалась сразу (без начальной задержки).

Слой молока на дне чашки был значительно тоньше, чем в примере 1. Система взбивания в рабочем режиме создавала больше турбулентности и снижала (за счет вкрапления большего количества воздуха) градиент плотности между фракциями молока и кофе (фиг.13).

Пример 4

Напиток типа капучино готовился, как в примере 1. Фракция кофе (кофе и вода) выдавалась при низком расходе 1,2 мл/с. Время выдачи составило около 32 сек для 250 мл напитка.

Полученный слой кофе был заостренным и узким (фиг.14).

Пример 5

Напиток типа капучино готовился, как в примере 1. Температура воды и жидких концентратов равнялась температуре окружающей среды (примерно 23°С).

Был получен слоистый напиток (фиг.15).

Пример 6

Напиток типа капучино готовился, как в примере 1. Однако молоко и кофе с успехом дозировались в два цикла.

Был получен многослойный напиток.

Пример 7

Напиток типа капучино готовился, как в примере 1. Однако система взбивания отключалась перед дозированием кофе (спустя 25 сек, фиг.8).

Слоистый капучино дозировался с меньшим количеством пены.

Был получен многослойный напиток с заостренными слоями.

Пример 8

Напиток типа капучино готовился, как в примере 2. Однако молоко подавалось насосом в течение такого же периода времени (10 сек), но в три цикла, как показано на фиг.9.

Образовавшийся слой кофе был заостренным и узким.

Пример 9

Напиток типа капучино готовился, как в примере 1. Температура используемой воды составляла 4°С, а жидких концентратов равнялась температуре окружающей среды (около 23°С).

Был получен слоистый капучино.

Пример 10

Напиток типа капучино готовился в следующих условиях: молоко дозировалось в течение от 0 до 38 секунд (при расходе 0,84 мл/с), кофе - в течение от 43 до 52 секунд (при расходе 0,24 мл/с) и вода - в течение от 10 до 38 и от 43 до 52 секунд (при расходе 2,6 мл/с). Параметры дозирования указаны на фиг.10.

Поверх молока был образован слой кофе.

Пример 11

Шоколадный напиток готовился в условиях, обеспечиваемых примером 5, из воды и концентратов молока и шоколада (концентрат шоколада заменял концентрат кофе). Концентрат шоколада дозировался при расходе 0,22 мл/с в течение от 46 до 52 сек. Система взбивания была в нерабочем режиме.

Слой шоколада был образован поверх молока.

Пример 12

Молоко, шоколад и кофе дозировались при расходах 0,84, 0,22 и 0,24 мл/с и смешивались с водой при расходе 2,6 мл/с.

Был получен многослойный напиток.

Пример 13

Фруктовый сок #1 (зеленый пунш) дозировался при расходе 0,9 мл/с (в течение 30 сек) вместе с 50% раствором сахарозы (в течение 20 сек), а фруктовый сок #2 (сок из красных грейпфрутов) - при расходе 0,3 мл/с (в течение 15 сек). Средняя плотность фруктовых соков составляла 1,06 г/см (фиг.16).

Раздельные слои фруктовых соков были получены за счет увеличения плотности сока #1.

Пример 14

Напиток типа капучино готовился, как в примере 1. Однако расход воды был выше 20 мл/с.

Был получен хорошо смешанный капучино. Образования слоев в чашке не наблюдалось.

Пример 15

Напиток типа капучино готовился, как в примере 1. Однако скорость потока воды была выше 120 см/с.

Был получен хорошо смешанный капучино. Образования слоев в напитке не наблюдалось.

Пример 16

Напиток типа капучино готовился с использованием дозировочно-разливочного устройства, как в примере 1, из концентратов молока и кофе.

Вода дозировалась, начиная с времени t₀=0 и до времени 30 сек (t₀ - начальное время = 0 сек); молоко дозировалось, начиная с времени 0 и до времени 10 сек (т.е. от t₀ до t₀+10 сек) и, наконец, концентрат кофе дозировался, начиная с времени 26 и до времени 30 сек (т.е. от t₀+26 до t₀+30 сек). Система взбивания включалась на время от 10 до 26 сек (т.е. от t₀+10 до t₀+26 сек). Общее время приготовления и выдачи слоистого напитка составило 32 сек.

Сформировались визуально раздельные слои, которые были очень стабильными во времени.

Пример 17

Напиток типа капучино готовился с использованием дозировочно-разливочного устройства, как в примере 1, из концентратов молока и кофе.

Вода дозировалась, начиная с времени 0 и до времени 28 сек (т.е. от t₀ до t₀+28 сек); молоко дозировалось, начиная с времени 0 и до времени 10 сек (т.е. от t₀ до t₀+10 сек) и, наконец, концентрат кофе дозировался, начиная с времени 22 и до времени 28 сек (т.е. от t₀+22 до t₀+28 сек). Система взбивания включалась на время от 11 до 20 сек (т.е. от t₀+11 до t₀+20 сек). Общее время приготовления и выдачи слоистого напитка составило 30 сек.

Сформировались визуально раздельные слои, которые были очень стабильными во времени.

Пример 18

Напиток типа капучино готовился с использованием дозировочно-разливочного устройства, как в примере 16, из концентратов молока и кофе, но с включением системы взбивания на время от 5 до 26 сек.

Наблюдалось образование большего количества пены по сравнению с ее количеством в примере 16 и визуально раздельных слоев. Кроме того, указанные слои были очень стабильными во времени.

Пример 19

Напиток типа капучино готовился с использованием дозировочно-разливочного устройства, как в примере 16, из концентратов молока и кофе, но с включением системы взбивания на время от 0 до 26 сек.

Наблюдалось образование большего количества пены по сравнению с ее количеством в примерах 16 и 18 и визуально раздельных слоев. Кроме того, указанные слои были очень стабильными во времени.

Пример 20

Напиток типа капучино готовился с использованием дозировочно-разливочного устройства, как в примере 16, из концентратов молока и кофе, но с включением системы взбивания на время от 0 до 10 сек.

Наблюдалось образование меньшего количества пены по сравнению с ее количеством в примере 16 и визуально раздельных слоев. Кроме того, указанные слои были очень стабильными во времени.

Пример 21

Напиток типа капучино готовился с использованием дозировочно-разливочного устройства, как в примере 16, из концентратов молока и кофе, но с включением системы взбивания на время от 12 до 20 сек.

Наблюдалось образование очень небольшого количества пены по сравнению с ее количеством в примерах 16 и 18 и визуально раздельных слоев. Кроме того, указанные слои были очень стабильными во времени.

Согласно изобретению количество пены можно регулировать в зависимости от индивидуальных предпочтений потребителей. То же относится к цвету и объемам жидких слоев.

Примеры показали, что для приготовления напитков со стабильными слоями важным, как было установлено, является соблюдение следующего: (а) градиента плотности слоев путем надлежащего разбавления концентратов; (б) движения жидких слоев при установленных линейных скоростях потоков специфических жидкостей и установленной процедуре дозированного розлива, т.е. задержки по времени, время паузы, частичное совпадение во времени и др., и (в) заданных расходов.

Кроме того, в случае горячих напитков желательным является также температурный градиент для уменьшения турбулентности и создания градиента плотности, благодаря чему достигается стабилизация слоев. Таким образом, для минимизации движения жидкостей при формировании отдельных жидких слоев важную роль играют, как было также установлено, линейная скорость потоков (низкая линейная скорость при требуемых высоких расходах), время паузы между образованием слоев (в целях минимизации движения жидкостей для предупреждения смешивания слоев вследствие диффузии, конвекции и др.) и создание пены между первым и последующими жидкими слоями (для дальнейшего снижения линейной скорости последующих жидкостей).

Изобретение относится к способу дозированного розлива налитка, состоящего по внешнему виду из множества слоев и получаемого путем разбавления концентратов в требуемых соотношениях при разбавлении. Первый жидкий слой подается первым с контролируемой плотностью. Второй жидкий слой разбавляется до плотности, ниже плотности первого жидкого слоя, таким образом, что первый и второй слои образуют стабильную слоистую композицию со вторым жидким слоем с более низкой плотностью, остающимся пространственно над первым жидким слоем и образующим слой, визуально отдельный от первого жидкого слоя в контейнере. Изобретение обеспечивает новый способ и устройство для производства как горячих, так и холодных слоистых напитков. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Способ дозированного розлива напитка с двумя или более наложенными друг на друга жидкими слоями в контейнер, который включает
обеспечение, по меньшей мере, одного источника первого жидкого концентрата и, по меньшей мере, одного источника второго жидкого концентрата;
подачу насосом дозируемого количества первого жидкого концентрата из источника и дозирование его в контейнер для обеспечения первого жидкого слоя в нем;
подачу насосом дозируемого количества второго жидкого концентрата из источника, смешивание его с дозируемым количеством воды с образованием второго разбавленного жидкого слоя из второго концентрата и дозирование разбавленного второго концентрата в контейнер и первого жидкого слоя для образования второго жидкого слоя;
в котором второй жидкий слой разбавляется до плотности, ниже плотности первого жидкого слоя, таким образом, что первый и второй слои образуют стабильную слоистую композицию в контейнере со вторым разбавленным жидким слоем с более низкой плотностью, остающимся пространственно над первым жидким слоем, с получением напитка, имеющего визуально отдельный верхний слой поверх нижнего слоя в контейнере.

2. Способ по п.1, в котором первый жидкий слой получается путем смешивания дозируемого количества первого жидкого концентрата с дозируемым количеством воды и в котором разница в плотности между первым и вторым жидкими слоями устанавливается путем регулирования соотношения концентрата и воды при разбавлении для получения первого жидкого слоя относительно соотношения концентрата и воды при разбавлении для получения второго жидкого слоя.

3. Способ по п.2, в котором разница в плотности между первым и вторым жидкими слоями в контейнере регулируется таким образом, чтобы она была равна или больше 0,1%.

4. Способ по п.3, в котором разница в плотности между первым и вторым жидкими слоями в контейнере регулируется таким образом, чтобы она составляла от 0,1 до 40%.

5. Способ по любому из пп.1-4, в котором первый и второй жидкие слои подаются в контейнер в щадящем режиме без возникновения значительной турбулентности в контейнере.

6. Способ по п.5, в котором дозируемые количества воды для разбавления обеспечивают расходы при разбавлении и смешивании соответственно с определенными количествами первого и второго концентратов, каждый из которых устанавливается не выше 20 мл/с для контейнеров емкостью от 50 до 500 мл.

7. Способ по п.6, в котором расход воды составляет от 5 до 10 мл/с.

8. Способ по п.5, в котором потоки воды для разбавления и смешивания соответственно с определенными количествами первого и второго концентратов регулируются таким образом, чтобы линейная скорость каждого из потоков не превышала 120 см/с.

9. Способ по п.8, в котором линейная скорость потоков составляет от 30 до 100 см/с.

10. Способ по п.1, в котором обеспечивается пауза между подачей насосом первого концентрата и подачей насосом второго концентрата.

11. Способ по п.1, в котором в процессе или после подачи первого жидкого слоя дозируемая порция концентрата смешивается с водой, а затем взбивается в пену с последующей подачей пены непосредственно на первый жидкий слой, чтобы замедлить поступление второго жидкого слоя в контейнер.

12. Способ по любому из пп.2-4, в котором концентрат и вода для разбавления при создании первого и второго жидких слоев образуют соотношения разбавления между концентратами и водой, которые регулируются относительно друг друга с целью обеспечения температурного перепада, по меньшей мере, в 5% между первым и вторым слоями в контейнере, при этом второй слой имеет более высокую температуру, чем первый слой.

13. Способ по п.1, в котором первый и второй концентраты обладают различными визуальными и вкусовыми характеристиками.

14. Способ по п.1, в котором первый и второй концентраты имеют различную истинную плотность и различное начальное содержание сухих веществ.

15. Способ по п.14, в котором первый жидкий концентрат является концентратом на основе молока, имеющим общее содержание сухих веществ от 15 до 33 мас.% и удельную плотность от 1,01 до 1,15 г/мл.

16. Способ по п.14 или 15, в котором второй жидкий концентрат является концентратом на основе кофе, имеющим общее содержание сухих веществ от 45 до 60 мас.% и удельную плотность от 1,05 до 1,28 г/мл.

17. Способ по п.16, в котором количества концентрата молока и воды присутствуют в соотношении, которое не превышает 1:3, а количества концентрата кофе и воды присутствуют в соотношении, которое равно или выше 1:5.

18. Способ по п.1, который включает также подачу насосом дозируемого количества третьего жидкого концентрата из источника, смешивание дозируемого количества жидкого концентрата с водой и подачу третьего разбавленного жидкого слоя в контейнер, и в котором плотность третьего слоя устанавливается ниже плотности первого слоя, но выше плотности второго слоя.

19. Способ по п.18, в котором смешивание и подача разбавленного третьего концентрата регулируется, по меньшей мере, до частичного совпадения по времени с подачей разбавленных первого и/или второго концентратов.

20. Способ по п.18, в котором подача третьего концентрата контролируется таким образом, чтобы она происходила вслед за подачей первого слоя из первого концентрата, но предшествовала подаче разбавленного второго концентрата.

21. Способ по п.18, в котором третий концентрат является жидким подслащивающим веществом.

22. Способ по п.1, в котором, по меньшей мере, первый и второй концентраты выбираются из группы, состоящей из кофе, молока, какао, сахара, микронутриентов, фруктов, растительных экстрактов и их комбинаций.

23. Дозировочно-разливочное устройство для автоматического дозированного розлива напитка, имеющего внешний вид из множества визуально раздельных слоев, в порционный контейнер, включающее
по меньшей мере, одно средство для смешивания;
средства подачи воды и средства для транспортирования и дозирования воды в средство для смешивания;
по меньшей мере, первый и второй концентраты, содержащиеся по отдельности в средствах для хранения;
линии подачи концентратов и средства для транспортирования и дозирования концентратов, имеющие такую конфигурацию, которая позволяет транспортировать и дозировать каждый из концентратов отдельно из средств для хранения в средства для смешивания;
по меньшей мере, одну линию выдачи с выходным отверстием для выгрузки определенных количеств смешанных и разбавленных концентратов в порционный контейнер;
средства контроля, включающие средства для ввода информации пользователем и контроллер, который селективно контролирует включение средств для транспортирования и дозирования согласно программному циклу, соответствующему средствам для ввода информации специфическим пользователем, включаемым пользователем;
отличающееся тем, что
средства контроля селективно включают средства для транспортирования и дозирования воды и концентратов для смешивания и подачи дозируемого количества первого концентрата вместе с дозируемым количеством воды для образования первого жидкого слоя и последующего смешивания и подачи дозируемого количества второго концентрата вместе с дозируемым количеством воды для образования второго жидкого слоя;
в котором вода и первый и второй жидкие концентраты берутся соответственно в таких соотношениях при разбавлении, которые регулируются одно относительно другого таким образом, чтобы плотность первого жидкого слоя была выше плотности второго жидкого слоя, чтобы первый и второй слои могли образовать стабильную слоистую композицию в контейнере со вторым разбавленным жидким слоем с более низкой плотностью, остающимся пространственно над первым жидким слоем, с целью получения напитка, имеющего визуально отдельный верхний слой на нижнем слое в контейнере.

24. Устройство по п.23, в котором соотношения концентрата и воды при разбавлении в случае первого и второго слоев контролируются таким образом, что разница в плотности между первым и вторым жидким слоями в контейнере устанавливается равной или более 0,1%.

25. Устройство по п.23 или 24, в котором первый и второй жидкие слои выгружаются через выходное отверстие при линейной скорости 120 см/с или менее при использовании контейнеров емкостью от 50 до 500 мл.

26. Устройство по п.23, включающее также систему взбивания, которая включается средствами контроля для взбивания в пену дозируемого количества концентрата в процессе или после подачи первого жидкого слоя и перед выгрузкой второго жидкого слоя с целью образования над первым слоем верхнего вспененного слоя, который замедляет поступление второго слоя в контейнер перед тем, как он вступит в контакт с первым жидким слоем.

27. Устройство по п.26, в котором система взбивания включается для взбивания в пену остаточной порции от количества первого концентрата, разбавленного водой, для получения вспененного слоя.

28. Устройство по п.26, в котором скорость вращения системы взбивания в рабочем режиме составляет от 10000 до 50000 об/мин.

29. Устройство по п.24, в котором линии подачи концентратов и линия подачи воды имеют различный внутренний диаметр с целью контроля расходов концентрата и воды в соответствии с разницей в плотности концентратов первого и второго слоев, требуемой для формирования стабильных жидких слоев.

30. Устройство по п.24, в котором первый концентрат является концентратом молока.

31. Устройство по п.24, в котором второй концентрат является концентратом кофе.

32. Устройство по п.24, в котором средства контроля программируются на определенную последовательность подачи первого и второго жидких слоев с помощью насосов - сначала первого концентрата, а затем второго концентрата с паузой между ними от 2 до 10 с.