НАГРЕВ ТЕКУЧЕГО ПИЩЕВОГО ПРОДУКТА С ПРЕДОТВРАЩЕНИЕМ ПОДГОРАНИЯ Российский патент 2020 года по МПК A47J43/46 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к нагреву и необязательно гомогенизации и/или вспениванию текучего пищевого вещества, например, к нагреву молока или молокосодержащего продукта. Нагрев осуществляют с помощью мешалки, например, венчика или смесителя или другой лопасти, для приложения механического воздействия к пищевому веществу.

Уровень техники

Все большую популярность приобретают специализированные напитки, в которых по меньшей мере одна часть состоит из вспененного или нагретого молока. Наиболее известным напитком такого типа является кофе типа капучино. Оно содержит жидкую часть, состоящую из кофе, поверх которой расположен слой вспененного молока, которое за счет своей намного меньшей плотности плавает сверху поверхности жидкости. В целом, приготовление одной порции требует затрат времени, выполнения ряда действий, а также очистки.

Наиболее распространенный способ приготовления пены на основе молока осуществляют следующим образом: наливают желаемое количество молока в контейнер, погружают трубу для выпуска пара из кофемашины в контейнер и помешивают ею вверх-вниз для ввода воздуха, необходимого для образования пены.

Также существуют механические перемешивающие аппараты, которые обычно предназначены для домашнего применения в целях взбивания пены из более или менее вязких пищевых продуктов, таких как яйца, лед, соки или подобные продукты. Эти аппараты обычно не подходят для вспенивания микробиологически чувствительных жидкостей, таких как молоко. Для удаления твердых остатков пищевого продукта должна быть предусмотрена регулярная очистка бака аппарата. Кроме того, нагрев молока приводит к увеличению степени оседания и прилипания поджарившихся или подгоревших белков к поверхностям. Существующие аппараты в большинстве случаев не совсем подходят для уменьшения образования налета из этих твердых остатков, что делает очистку проблематичной. Эти аппараты также содержат перемешивающий и приводной механизм, который закреплен в баке и входит в него, что связано с некоторыми недостатками: время на снятие/повторную установку нельзя считать несущественным, они имеют склонность к более быстрому загрязнению, они влекут за собой дополнительные расходы в результате большого количества компонентов, и при этом перемешивающие средства сложно очистить.

Патент США 6318247 относится к аппарату для приготовления горячих напитков или пищевых продуктов посредством перемешивания, например таких, как горячий шоколад. Другие устройства для перемешивания пищевых продуктов описаны в патентных документах WO 2004/043213, DE 89 15 094, DE 196 24 648, US 2932493, DE 1 131 372, US 3356349, US 4537332 и US 6712497. Усовершенствованные аппараты для получения пены из жидкости на молочной основе или молока были предложены в документах WO 2006/050900, WO 2008/142154, WO 2009/074555, WO 2010/023313, WO 2011/039222, WO 2011/039224 и WO 2011/144647. Такие устройства содержат: внутренний бак для размещения жидкости, подлежащей вспениванию, в котором расположена вращающаяся мешалка; внешнее основание, удерживающее бак; приводные и управляющие средства, которые расположены в полости между внутренним баком и внешним основанием и которые связаны с переключателем и электрическими соединениями, расположенными на внешней поверхности основания; и средства создания возмущений для оптимизации циркуляции молока в ходе вспенивания.

Раскрытие изобретения

Предпочтительной целью настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства для нагрева текучего пищевого вещества, такого как вспениваемое молоко или жидкость на молочной основе, со вспениванием или без него, с предотвращением или замедлением подгорания пищевого вещества.

Таким образом, настоящее изобретение относится к способу и устройству для нагрева пищевого вещества, например жидкости, например напитка, такого как нагрев (со вспениванием или без него) молока или жидкости на молочной основе. Устройство может представлять собой автономное устройство или устройство, включенное в кухонный комбайн, такое как аппарат для приготовления напитков, например кофеварка, при этом способ может быть осуществлен в любом таком устройстве.

Устройство может представлять собой автономное устройство, например, выполненное с возможностью непосредственного подключения к сети электропитания через электрический шнур, или оно может быть встроено в кухонный комбайн, выполненный с возможностью обработки других пищевых продуктов или осуществления других процессов доведения пищевых продуктов до необходимого состояния, причем сам кухонный комбайн в целом выполнен с возможностью подключения к сети электропитания через электрический шнур, при этом устройство представляет собой составную часть кухонного комбайна. Такой кухонный комбайн может представлять собой аппарат для приготовления напитков, например кофеварку, например аппарат для приготовления напитков, выполненный с возможностью приготовления напитка (такого как кофе) из капсулы с ингредиентами.

Автономный и встроенный варианты связи устройства для обработки молока и кофеварок, например, описаны в документах WO 2006/050900, WO 2008/142154, WO 2009/074555, WO 2010/023312 и WO 2010/023313.

Таким образом, машина может представлять собой молоковзбиватель, работа которого заключается во введении очень мелких газовых пузырьков, например воздушных пузырьков, в молоко. Хотя машина выполнена с возможностью введения газовых пузырьков в молоко, она может иметь режим работы без введения газовых пузырьков. Однако в целях настоящего изобретения функция вспенивания является необязательной. Если вспенивание предусмотрено, оно может осуществляться с нагревом, или, если существует такая конфигурация, даже без нагрева.

В целом, настоящее изобретение относится способу предотвращения или замедления подгорания текучего пищевого вещества, такого как молоко или жидкость на молочной основе, в ходе процесса нагрева со вспениванием или без него в устройстве для нагрева пищевых продуктов на поверхности нагрева, ограничивающей полость устройства или заключенной в полости устройства, в которой содержится пищевое вещество.

Полость может быть образована контейнером. Контейнер может быть оснащен необязательной крышкой для заключения пищевого вещества в полости, предназначенной для загрузки в нее пищевого вещества.

Поверхность нагрева может образовывать нижнюю стенку и/или боковую стенку полости, которая контактирует с пищевым веществом.

Поверхность нагрева может быть образована нагревательным элементом, который находится в полости, например подвешен в полости или закреплен в полости.

Устройство нагрева содержит мешалку, выполненную с возможностью перемещения в полости.

Способ включает следующие стадии: введение текучего пищевого вещества в полость; нагрев поверхности нагрева и перемещение мешалки с некоторой скоростью перемешивания мешалки для создания в полости потока пищевого вещества, проходящего по поверхности нагрева и в контакте с ней, причем мешалку приводят в действие, например, двигателем; создание возмущений потока пищевого вещества для прерывания и/или обеспечения асимметричного потока пищевого вещества в полости.

Как правило, нагрев поверхности нагрева, перемещение мешалки и создание возмущений потока осуществляют в целом в одно и то же время.

Устройство нагрева может содержать любой из признаков, описанных в документах WO 2006/050900, WO 2008/142154, WO 2009/074555, WO 2010/023312, WO 2010/023313, WO 2011/144647, EP 2015172387, EP 2015172393, EP 2015172386, EP 2015172389 и EP 2015172392.

При первой скорости перемешивания мешалки в ходе процесса нагрева обеспечивают протекание пищевого вещества с отличающимися первыми относительными локальными скоростями по поверхности нагрева. Таким образом, поверхность нагрева содержит участки с более высокой скоростью (как правило, рядом с мешалкой), а также участок с первой минимальной скоростью (отличающийся от участков с более высокой скоростью), по которому пищевое вещество течет с первой минимальной скоростью из отличающихся первых относительных локальных скоростей.

Поскольку пищевой продукт течет наиболее медленно на участке с первой минимальной скоростью, этот участок характеризуется наименьшим отводом тепла от текущего пищевого вещества. Следовательно, именно этот участок подвержен самому высокому повышению температуры и, таким образом, на нем наиболее вероятно подгорание пищевого вещества.

Другие участки поверхности нагрева контактируют с пищевым веществом, текущим с более высокой скоростью, чем первая минимальная скорость, и, вследствие этого, с меньшей вероятностью вызывают подгорание пищевого вещества.

В соответствии с настоящим изобретением скорость перемешивания мешалки изменяют в ходе процесса нагрева на вторую скорость. Обеспечивают протекание пищевого вещества с отличающимися вторыми относительными локальными скоростями по поверхности нагрева, которая содержит участок со второй минимальной скоростью, по которому пищевой продукт течет со второй минимальной скоростью из отличающихся вторых относительных локальных скоростей. Участок со второй минимальной скоростью отличается от участка с первой минимальной скоростью.

Без привязки к какой-либо теории, считается, что создание возмущений потока пищевого вещества вызывает такое смещение участка с минимальной скоростью потока на поверхности нагрева при изменении скорости перемешивания мешалки. При изменении скорости перемешивания мешалки изменяется общая структура потока пищевого вещества. За счет смещения участков с минимальной скоростью поверхности нагрева, участок, который недостаточно охлаждается при одной скорости перемешивания мешалки, будет лучше охлаждаться при другой скорости перемешивания мешалки. Следовательно, за счет периодического изменения скорости перемешивания мешалки уменьшается вероятность подгорания пищевого вещества или, если оно происходит, то позднее, чем при поддержании скорости перемешивания мешалки поддерживали постоянной.

Участки с отличающимися скоростями и соответствующие скорости, разумеется, зависят от геометрической формы полости, геометрической формы и скорости перемешивания мешалки, а также количества и вязкости пищевого вещества. Для реализации настоящего изобретения не обязательно точно определять участок и величину относительных скоростей по поверхности нагрева. В результате указанного смещения участка с минимальной скоростью в ходе процесса нагрева предотвращается или замедляется подгорание пищевого вещества на поверхности нагрева.

Под выражением «участок с минимальной скоростью» может подразумеваться область поверхности нагрева, которая в заданный момент времени испытывает наименьший предел изменения температуры, составляющий приблизительно 1 или 2 °C.

Участок с минимальной скоростью смещается в результате изменения скорости перемешивания мешалки. Он также может быть смещен с течением времени в результате изменения вязкости пищевого вещества, особенно в случае вспенивания.

Например, участки с отличающимися минимальными скоростями разнесены друг от друга на расстояние по меньшей мере 2 мм или по меньшей мере 3 мм, такое как по меньшей мере 7 мм или по меньшей мере 8 мм, например, по меньшей мере 15 мм или по меньшей мере 30 мм.

Устройство нагрева может содержать камеру с электрооборудованием, расположенную рядом с полостью. Например, камера содержит по меньшей мере одно из следующих элементов: силовой разъем для питания устройства; блок управления, соединенный с пользовательским интерфейсом для управления устройством; электрический нагреватель для нагрева поверхности нагрева; датчик температуры для регистрации температуры поверхности нагрева; и электрический двигатель для приведения в действие мешалки, такой как двигатель, содержащий выходной вал и магнитную муфту для приведения в действие мешалки за счет действия магнитного поля. Например, камера содержит блок управления, управляющий питанием двигателя и электрического нагревателя, например, на основании таймера и/или датчика температуры.

Таким образом, управление мешалкой может осуществляться на основании времени и/или температуры или на основании другого параметра, например вязкости пищевого вещества, который может быть получен, например, исходя из энергопотребления двигателя.

В ходе процесса нагрева мешалка может перемещаться с третьей скоростью перемешивания мешалки, связанной с третьими отличающимися относительными локальными скоростями пищевого вещества по поверхности нагрева, которая содержит третий участок с минимальной скоростью, который отличается от первого и второго участков с минимальной скоростью. Например, в ходе процесса нагрева мешалка перемещается с четвертой скоростью перемешивания мешалки, связанной с четвертыми отличающимися относительными локальными скоростями пищевого вещества по поверхности нагрева, которая содержит четвертый участок с минимальной скоростью, который отличается от первого, второго и третьего участков с минимальной скоростью. Могут быть предусмотрены дополнительные скорости перемешивания мешалки, например, пятая, шестая, седьмая скорости перемешивания мешалки и т. п.

Полость может проходить в целом вокруг: в целом вертикальной оси вращения, причем полость представляет собой, например, в целом цилиндрическую, или коническую, или сферическую или эллиптическую полость; и/или в целом вертикальной центральной оси, причем полость, например, является в целом пирамидальной или призматической. Например, нижняя часть полости может быть в целом призматической, а верхняя часть может быть в целом цилиндрической, или наоборот.

Полость может содержать по меньшей мере один барьер, который расположен в полости или выступает в нее, и который препятствует прохождению потока пищевого вещества.

Полость может проходить в целом вокруг в целом вертикальной оси вращения или центральной оси, причем мешалка перемещается со смещением от указанной оси, например, мешалка вращается относительно оси, которая находится на расстоянии от центральной оси или оси вращения полости.

Примеры таких конфигураций (полость с барьером (барьерами) и/или движение мешалки со смещением от оси) описаны в документе WO 2006/050900.

Мешалка, как правило, вращается относительно оси вращения. Мешалка может содержать по меньшей мере один лопастной элемент, который проходит: в радиальном направлении относительно оси вращения, такой как одна или более радиальных перегородок, например, для процесса нагрева по существу без вспенивания; и/или в кольцевом направлении относительно оси вращения, например, такой как по меньшей мере одна спиральная пружина, проходящая по спирали вокруг оси вращения, например, для процесса нагрева со вспениванием.

Радиальные и кольцевые элементы могут быть объединены в одной мешалке, которая может перемещаться, например, с более низкой скоростью перемешивания, чтобы предотвратить или замедлить вспенивание, или, например, с более высокой скоростью перемешивания, чтобы вызвать вспенивание пищевого вещества.

Способ может включать стадию измерения температуры пищевого вещества или поверхности нагрева, например, посредством датчика температуры, и изменения скорости перемешивания мешалки между вышеуказанными скоростями перемешивания при достижении соответствующего заданного порогового значения температуры.

Способ может включать стадию изменения скорости перемешивания мешалки между вышеуказанными скоростями в темпе, возрастающем в ходе процесса нагрева по мере повышения измеряемой температуры пищевого вещества или поверхности нагрева или по мере увеличения продолжительности времени в ходе процесса нагрева.

Следовательно, когда температура участка с минимальной скоростью приближается к температуре подгорания пищевого вещества, скорость перемешивания мешалки необходимо изменить. Темп изменения скорости перемешивания можно увеличивать с течением времени в ходе процесса нагрева.

Первая и вторая скорости перемешивания мешалки и, если они предусмотрены, третья и другие скорости перемешивания мешалки могут представлять собой скорости вращения в диапазоне от 750 до 2500 об/мин, таком как от 800 до 2000 об/мин, например от 850 до 1750 об/мин.

Первая и вторая скорости перемешивания мешалки и, если они предусмотрены, третья и другие скорости перемешивания мешалки, могут находиться в диапазоне скоростей перемешивания, превышающих на 35% самую низкую скорость перемешивания из указанных первой, второй и необязательных третьей и других скоростей, таком как диапазон скоростей перемешивания, превышающих на 25%, например 15%, например 12,5% указанную самую низкую скорость перемешивания.

Следовательно, даже относительно небольшого изменения скорости перемешивания мешалки может быть достаточно для достаточного смещения участка с минимальной скоростью на поверхности нагрева.

Первая и вторая скорости перемешивания мешалки и, если они предусмотрены, третья и другие скорости перемешивания мешалки, могут находиться в диапазоне от 850 до 1400 об/мин, таком как от 950 до 1250 об/мин.

В одном варианте осуществления способа обеспечены по меньшей мере две разные скорости перемешивания мешалки. Скорости перемешивания мешалки обеспечивают в следующем порядке:

- первая скорость перемешивания, которая представляет собой самую низкую скорость перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 930 до 1000 об/мин, причем первую скорость перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности нагрева, составляющая приблизительно от 35 до 42°C; и

- вторая скорость перемешивания, которая представляет собой самую высокую скорость перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 1060 до 1160 об/мин, причем вторую скорость перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности нагрева, составляющая приблизительно от 62 до 75°C.

Этот первый вариант осуществления способа может быть реализован для вспенивания пищевого вещества, например молока или жидкости на молочной основе, в ходе процесса нагрева.

В другом варианте осуществления способа предусмотрены по меньшей мере четыре разные скорости перемешивания мешалки. Скорости перемешивания мешалки обеспечивают в следующем порядке:

- первая скорость перемешивания, которая представляет собой самую высокую скорость перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 1100 до 1150 об/мин, причем первую скорость перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности нагрева, составляющая приблизительно от 27 до 33°C;

- вторая скорость перемешивания, которая представляет собой самую низкую скорость перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 1000 до 1050 об/мин, причем вторую скорость перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности нагрева, составляющая приблизительно от 42 до 48°C;

- третья скорость перемешивания, которая представляет собой промежуточную низкую скорость перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 1050 до 1090 об/мин, причем третью скорость перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности нагрева, составляющая приблизительно от 52 до 58°C; и

- четвертая скорость перемешивания, которая представляет собой промежуточную высокую скорость перемешивания или эквивалентна первой скорости перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 1090 до 1140 об/мин, причем четвертую скорость перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности (6) нагрева, составляющая приблизительно от 60 до 68°C.

Этот второй вариант осуществления способа может быть реализован для замедления или предотвращения вспенивания пищевого вещества, например молока или жидкости на молочной основе, в ходе процесса нагрева.

В целом, когда делается ссылка на самую низкую или низкую скорость перемешивания мешалки, имеется в виду целевая скорость перемешивания, например, в целом установившаяся скорость перемешивания мешалки при перемещении мешалки. Этот термин не распространяется на нулевую скорость перемешивания или начальную скорость перемешивания мешалки. Следовательно, самая низкая или низкая скорость перемешивания мешалки не относится к короткому начальному периоду, когда исходная скорость перемешивания равна нулю, или переходной возрастающей скорости перемешивания от нулевой скорости перемешивания до целевой скорости перемешивания.

По меньшей мере одна скорость перемешивания из первой и второй скоростей перемешивания мешалки и, если они предусмотрены, третьей и других скоростей перемешивания мешалки может быть повторно использована в ходе процесса нагрева, причем повторное использование, как правило, происходит позже. Например, разные скорости перемешивания мешалки обеспечивают в таком порядке, который частично или полностью повторяется по меньшей мере один раз.

Мешалка может перемещаться по существу постоянно в ходе процесса нагрева, например, без периодического прерывания.

Мешалка может перемещаться перед нагревом поверхности нагрева, например, в течение периода времени от 3 до 15 секунд, например, от 5 до 10 секунд, перед нагревом поверхности нагрева.

Мешалка может перемещаться после окончания нагрева поверхности нагрева, например, в течение периода времени от 0,1 до 5 секунд, например, от 0,5 до 2,5 секунды после окончания нагрева.

Задержка нагрева поверхности нагрева после запуска движения мешалки и/или задержка остановки мешалки после окончания нагрева поверхности нагрева может быть реализована для сведения к минимуму зависящих от времени факторов в начале и/или в конце процесса нагрева.

За счет запуска перемешивания пищевого вещества перед нагревом предотвращается неподвижное состояние пищевого вещества на поверхности нагрева (которое приводило бы к ухудшенному переносу тепла от поверхности нагрева к пищевому веществу). В результате поддержания перемещения мешалки после прекращения нагрева поверхности нагрева, например, вследствие достижения целевой температуры, тепло (которое находится на максимальном уровне) будет выделяться с поверхности нагрева в пищевое вещество без локального перегрева или с минимальным перегревом.

Настоящее изобретение также относится к устройству для нагрева текучего пищевого вещества, такого как молоко или жидкость на молочной основе, содержащему: полость для размещения пищевого вещества; поверхность нагрева, ограничивающую полость или заключенную внутри нее, предназначенную для нагрева пищевого вещества, когда оно находится в полости; и мешалку для создания потока пищевого вещества на поверхности нагрева, когда пищевое вещество находится в полости, вследствие чего пищевое вещество нагревается за счет передачи тепла от поверхности нагрева к пищевому веществу.

Полость, поверхность нагрева и мешалка выполнены с возможностью реализации способа, описанного выше, когда в полости содержится пищевое вещество.

В одном варианте осуществления устройство также имеет режим работы для вспенивания пищевого вещества без его нагрева.

Краткое описание чертежей

Ниже приводится описание изобретения со ссылками на схематические чертежи, на которых:

- на фиг. 1 представлен перспективный вид в разрезе устройства нагрева с мешалкой первого типа для реализации способа в соответствии с настоящим изобретением; и

- на фиг. 2 представлен вид сверху другого устройства нагрева с мешалкой второго типа для реализации способа в соответствии с настоящим изобретением.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 и 2, на которых одинаковые номера позиций в целом обозначают одинаковые элементы, показаны два варианта осуществления устройства 20 нагрева для реализации способа согласно настоящему изобретению, включающего нагрев текучего пищевого вещества, такого как молоко или жидкость на молочной основе.

Устройство 20 содержит: полость 21 для размещения пищевого вещества; поверхность 6 нагрева, ограничивающую полость 21 или заключенную внутри нее, предназначенную для нагрева пищевого вещества, когда оно находится в полости 21; и мешалку 4 для создания потока пищевого вещества на поверхности 6 нагрева, когда пищевое вещество находится в полости 21, вследствие чего пищевое вещество нагревается за счет передачи тепла от поверхности 6 нагрева к пищевому веществу. Такое устройство 20 также может иметь режим работы для вспенивания пищевого вещества без его нагрева, например, как описано в документе WO 2008/142154.

Например, устройство 20 нагрева содержит камеру 5 с электрооборудованием, расположенную рядом с полостью 21, такую как камера 5, содержащая по меньшей мере один из следующих элементов: силовой разъем 9 для питания устройства 20; блок 8 управления, соединенный с пользовательским интерфейсом 80 для управления устройством 20; электрический нагреватель 6’ для нагрева поверхности 6 нагрева, например, электрический нагреватель 6’ в виде схемы с печатными резисторами или толстопленочного нагревателя, или элемента с индуктивным нагревом; датчик 81 температуры для регистрации температуры поверхности 6 нагрева; и электрический двигатель 52 для приведения в действие мешалки 4, такой как двигатель, содержащий выходной вал 51 и магнитную муфту 50 для приведения в действие мешалки 4 за счет действия магнитного поля. Например, камера 5 содержит блок 8 управления, управляющий питанием двигателя 52 и электрического нагревателя 6’, например, на основании таймера и/или температуры, зарегистрированной датчиком 81 температуры.

Способ согласно настоящему изобретению может быть реализован с помощью устройства 20. Способ направлен на предотвращение или замедление подгорания текучего пищевого вещества, такого как молоко или жидкость на молочной основе, в ходе процесса нагрева со вспениванием или без него в устройстве 20 нагрева на поверхности 6 нагрева, которая ограничивает или заключена в полости 21, в которой содержится пищевое вещество.

Для реализации способа согласно настоящему изобретению текучее пищевое вещество вводят в полость 21. Поверхность 6 нагрева нагревают. Мешалку 4 перемещают с некоторой скоростью 41, 42 перемешивания мешалки для создания в полости 21 потока пищевого вещества, проходящего по нагретой поверхности 6 и в контакте с ней. Например, мешалку 4 приводят в действие двигателем 5. Создают возмущение потока пищевого вещества, чтобы прервать поток пищевого вещества в полости 21 и/или обеспечить асимметричность 21 потока пищевого вещества в полости 21.

При первой скорости 41 перемешивания мешалки в ходе процесса нагрева обеспечивают протекание пищевого вещества с отличающимися первыми относительными локальными скоростями по поверхности 6 нагрева, которая содержит первый участок 61 с минимальной скоростью, по которому пищевое вещество течет с первой минимальной скоростью из отличающихся первых относительных локальных скоростей.

В ходе процесса нагрева скорость перемешивания мешалки 4 изменяют на вторую скорость 42 перемешивания, обеспечивают протекание пищевого вещества с отличающимися вторыми относительными локальными скоростями по поверхности 6 нагрева, которая содержит второй участок 62 с минимальной скоростью, по которому пищевой продукт течет со второй минимальной скоростью из отличающихся вторых относительных локальных скоростей. Участок 62 со второй минимальной скоростью отличается от участка 61 с первой минимальной скоростью.

Например, участки 61, 62, 63 с отличающимися минимальными скоростями разнесены друг от друга на расстояние 60 по меньшей мере 2 мм или по меньшей мере 3 мм, такое как по меньшей мере 7 мм или по меньшей мере 8 мм, например по меньшей мере 15 мм или по меньшей мере 30 мм.

В ходе процесса нагрева мешалка 4 может перемещаться с третьей скоростью перемешивания мешалки, связанной с третьими отличающимися относительными локальными скоростями пищевого вещества по поверхности 6 нагрева, которая содержит третий участок 63 с минимальной скоростью, который отличается от первого и второго участков 61, 62 с минимальной скоростью. Например, в ходе процесса нагрева мешалку 4 перемещают с четвертой скоростью перемешивания мешалки, связанной с четвертыми отличающимися относительными локальными скоростями пищевого вещества по поверхности 6 нагрева, которая содержит четвертый участок с минимальной скоростью, который отличается от первого, второго и третьего участков с минимальной скоростью.

Полость 21 может проходить в целом вокруг в целом вертикальной оси 2 вращения. Например, полость 21 представляет собой в целом цилиндрическую или коническую, или сферическую, или эллиптическую полость 21.

Полость 21 может иметь в целом вертикальную центральную ось 2. Например, полость является в целом пирамидальной или призматической.

Полость может содержать по меньшей мере один барьер, который расположен в полости или выступает в нее, и который препятствует прохождению потока пищевого вещества.

Полость 21 может проходить в целом вокруг в целом вертикальной оси 2 вращения или центральной оси 2, причем мешалка 4 перемещается со смещением от указанной оси 2. Например, мешалку 4 вращают относительно оси 3, которая находится на расстоянии от центральной оси 2 или от оси 2 вращения полости 21.

Мешалка 4 может вращаться относительно оси 3 вращения.

Мешалка 4 может содержать по меньшей мере один лопастной элемент, который проходит в радиальном направлении относительно оси 3 вращения, такой как одна или более радиальных перегородок 4’, например, для процесса нагрева по существу без вспенивания (см. фиг. 2).

Мешалка 4 может содержать по меньшей мере один лопастной элемент, который проходит в кольцевом направлении относительно оси 3 вращения, такой как по меньшей мере одна спиральная пружина 4’’, проходящая по спирали вокруг оси 3 вращения, например, для процесса нагрева со вспениванием (см. фиг. 1).

Также возможно объединение радиальных перегородок 4’ и кольцевого элемента 4’’. В таком случае, вспенивание может быть достигнуто за счет перемещения, например вращения мешалки с более высокой скоростью перемешивания, причем нагрев без вспенивания может быть достигнут при более низкой скорости перемешивания мешалки (см. фиг. 2).

Температура пищевого вещества или поверхности 6 нагрева может быть измерена, например, посредством датчика 81 температуры. Скорость перемешивания мешалки 4 можно изменять между вышеупомянутыми скоростями 41, 42 перемешивания при достижении соответствующего заданного порогового значения температуры.

Скорость перемешивания мешалки 4 между вышеупомянутыми скоростями 41, 42 перемешивания можно изменять с темпом, увеличивающимся в ходе процесса нагрева по мере повышения измеренной температуры пищевого вещества или поверхности 6 нагрева или по мере увеличения продолжительности времени в ходе процесса нагрева.

Первая и вторая скорости 41, 42 перемешивания мешалки 4 и, если они предусмотрены, третья и другие скорости перемешивания мешалки 4, могут представлять собой скорости вращения в диапазоне от 750 до 2500 об/мин, таком как от 800 до 2000 об/мин, например от 850 до 1750 об/мин.

Первая и вторая скорости 41, 42 перемешивания мешалки 4 и, если они предусмотрены, третья и другие скорости перемешивания мешалки 4, могут находиться в диапазоне скоростей перемешивания, превышающих на 35% самую низкую скорость перемешивания из первой, второй и необязательных третьей и других скоростей перемешивания, таком как диапазон скоростей перемешивания, превышающих на 25%, например 15%, например, 12,5% самую низкую скорость перемешивания.

Первая и вторая скорости 41, 42 перемешивания мешалки 4 и, если они предусмотрены, третья и другие скорости перемешивания мешалки 4, могут находиться в диапазоне от 850 до 1400 об/мин, таком как от 950 до 1250 об/мин.

Обеспечены по меньшей мере две разные скорости 41, 42 перемешивания мешалки 4, причем скорости 41, 42 перемешивания мешалки обеспечивают в следующем порядке:

- первая скорость 41 перемешивания, которая представляет собой самую низкую скорость перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 930 до 1000 об/мин, причем первую скорость 41 перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности 6 нагрева, составляющая приблизительно от 35 до 42°C; и

- вторая скорость 42 перемешивания, которая представляет собой самую высокую скорость перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 1060 до 1160 об/мин, причем вторую скорость 42 перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности 6 нагрева, составляющая приблизительно от 62 до 75°C;

Такой процесс нагрева может представлять собой процесс нагрева со вспениванием пищевого вещества.

Могут быть предусмотрены по меньшей мере четыре разные скорости перемешивания мешалки 4, причем скорости перемешивания мешалки обеспечивают в следующем порядке:

- первая скорость перемешивания, которая представляет собой самую высокую скорость перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 1100 до 1150 об/мин, причем первую скорость перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности 6 нагрева, составляющая приблизительно от 27 до 33°C;

- вторая скорость перемешивания, которая представляет собой самую низкую скорость перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 1000 до 1050 об/мин, причем вторую скорость перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности 6 нагрева, составляющая приблизительно от 42 до 48°C;

- третья скорость перемешивания, которая представляет собой промежуточную низкую скорость перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 1050 до 1090 об/мин, причем третью скорость перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности 6 нагрева, составляющая приблизительно от 52 до 58 °C; и

- четвертая скорость перемешивания, которая представляет собой промежуточную высокую скорость перемешивания или эквивалентна первой скорости перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 1090 до 1140 об/мин, причем четвертую скорость перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности 6 нагрева, составляющая приблизительно от 60 до 68°C.

Такой процесс нагрева может представлять собой процесс нагрева по существу без вспенивания пищевого вещества.

По меньшей мере одна скорость перемешивания из первой 41 и второй 42 скоростей перемешивания мешалки 4 и, если они предусмотрены, третьей и других скоростей перемешивания мешалки 4, может быть повторно использована в ходе процесса нагрева, причем повторное использование, как правило, происходит позже. Например, разные скорости 41, 42 перемешивания мешалки обеспечивают в таком порядке, который частично или полностью повторяется по меньшей мере один раз.

Мешалка 4 может перемещаться по существу постоянно в ходе процесса нагрева, например, без периодического прерывания.

Мешалка 4 может перемещаться перед нагревом поверхности 6 нагрева, например, в течение периода времени от 3 до 15 секунд, например от 5 до 10 секунд, перед нагревом поверхности нагрева; и/или после окончания нагрева поверхности нагрева, например, в течение периода времени от 0,1 до 5 секунд, например от 0,5 до 2,5 секунды, после окончания нагрева.

Изобретение относится к нагреву и необязательно гомогенизации и/или вспениванию текучего пищевого вещества, например к нагреву молока или молокосодержащего продукта. Устройство нагрева содержит мешалку (4), выполненную с возможностью перемещения в полости (21). Способ включает следующие стадии: введение текучего пищевого вещества в полость (21); нагрев поверхности (6) нагрева и перемещение мешалки (4) с некоторой скоростью (41, 42) перемешивания мешалки для создания в полости (21) потока пищевого вещества, проходящего по поверхности (6) нагрева и в контакте с ней; и создание возмущений потока пищевого вещества для прерывания и/или обеспечения асимметричного потока пищевого вещества в полости (21). При первой скорости (41) перемешивания мешалки в ходе процесса нагрева обеспечивают протекание пищевого вещества с отличающимися первыми относительными локальными скоростями по поверхности (6) нагрева, которая содержит первый участок (61) с минимальной скоростью, по которому пищевое вещество течет с первой минимальной скоростью из отличающихся первых относительных локальных скоростей. Скорость перемешивания мешалки (4) изменяют в ходе процесса нагрева на вторую скорость (42) перемешивания, причем обеспечивают протекание пищевого вещества с отличающимися вторыми относительными локальными скоростями по поверхности (6) нагрева, которая содержит второй участок (62) с минимальной скоростью, по которому пищевой продукт течет со второй минимальной скоростью из отличающихся вторых относительных локальных скоростей. Участок (62) со второй минимальной скоростью отличается от участка (61) с первой минимальной скоростью. Техническим результатом изобретения является предотвращение или замедление подгорания текучего пищевого вещества в ходе процесса нагрева пищевых продуктов в устройстве (20). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ предотвращения или замедления подгорания молока или жидкости на молочной основе в качестве текучего пищевого вещества в ходе процесса нагрева со вспениванием или без него в устройстве (20) нагрева пищевых продуктов на поверхности (6) нагрева, ограничивающей полость (21) устройства или заключенной внутри этой полости, в которой содержится пищевое вещество, причем устройство нагрева содержит мешалку (4), выполненную с возможностью перемещения в полости (21), причем указанный способ включает:

- введение текучего пищевого вещества в полость (21);

- нагрев поверхности (6) нагрева и перемещение мешалки (4) с некоторой скоростью (41, 42) перемешивания мешалки для создания в полости (21) потока пищевого вещества, проходящего по нагретой поверхности (6) и в контакте с ней, при этом необязательно мешалку (4) приводят в действие двигателем (5); и

- создание возмущений потока пищевого вещества для прерывания и/или обеспечения асимметричного потока пищевого вещества в полости (21),

причем при первой скорости (41) перемешивания мешалки в ходе процесса нагрева обеспечивают протекание пищевого вещества с отличающимися первыми относительными локальными скоростями по поверхности (6) нагрева, которая содержит первый участок (61) с минимальной скоростью, по которому пищевое вещество течет с первой минимальной скоростью из отличающихся первых относительных локальных скоростей,

необязательно устройство (20) нагрева содержит камеру (5) с электрооборудованием, расположенную рядом с полостью (21), такую как камера (5), содержащая по меньшей мере один из следующих элементов: силовой разъем (9) для питания устройства (20); блок (8) управления, соединенный с пользовательским интерфейсом (80) для управления устройством (20); электрический нагреватель (6’) для нагрева поверхности (6) нагрева; датчик (81) температуры для регистрации температуры поверхности нагрева; и электрический двигатель (52) для приведения в действие мешалки (4), такой как двигатель, содержащий выходной вал (51) и магнитную муфту (50) для приведения в действие мешалки (4) за счет действия магнитного поля; такой как блок (8) управления, управляющий питанием двигателя (52) и электрического нагревателя (6’), например, на основании таймера и/или датчика (81) температуры,

отличающийся тем, что скорость перемешивания мешалки (4) изменяют в ходе процесса нагрева на вторую скорость (42) перемешивания, причем обеспечивают протекание пищевого вещества с отличающимися вторыми относительными локальными скоростями по поверхности (6) нагрева, которая содержит второй участок (62) с минимальной скоростью, по которому пищевой продукт течет со второй минимальной скоростью из отличающихся вторых относительных локальных скоростей, причем второй участок (62) с минимальной скоростью отличается от первого участка (61) с минимальной скоростью, при этом необязательно отличающиеся участки с минимальной скоростью разнесены друг от друга на расстояние (60) по меньшей мере 2 мм или по меньшей мере 3 мм, такое как по меньшей мере 7 мм или по меньшей мере 8 мм, например по меньшей мере 15 мм или по меньшей мере 30 мм.

2. Способ по п. 1, в котором в ходе процесса нагрева мешалку (4) перемещают с третьей скоростью перемешивания мешалки, связанной с третьими отличающимися относительными локальными скоростями пищевого вещества по поверхности (6) нагрева, которая содержит третий участок (63) с минимальной скоростью, который отличается от первого и второго участков (61, 62) с минимальной скоростью, при этом необязательно в ходе процесса нагрева мешалку (4) перемещают с четвертой скоростью перемешивания мешалки, связанной с четвертыми отличающимися относительными локальными скоростями пищевого вещества по поверхности (6) нагрева, которая содержит четвертый участок с минимальной скоростью, который отличается от первого, второго и третьего участков с минимальной скоростью.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором полость (21) проходит в целом вокруг:

- в целом вертикальной оси (2) вращения, причем полость представляет собой, например, в целом цилиндрическую или коническую, или сферическую, или эллиптическую полость; и/или

- в целом вертикальной центральной оси (2), причем полость, например, является в целом пирамидальной или призматической.

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором полость (21):

- содержит по меньшей мере один барьер, который расположен в полости (21) или выступает в нее, и который препятствует прохождению потока пищевого вещества; и/или

- проходит в целом вокруг в целом вертикальной оси (2) вращения или центральной оси (2), причем мешалка (4) перемещается со смещением от указанной оси, например, мешалку (4) вращают относительно оси (3), которая находится на расстоянии от центральной оси (2) или оси (2) вращения полости (21).

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором мешалку (4) вращают относительно оси (3) вращения, причем мешалка содержит по меньшей мере один лопастной элемент, проходящий в радиальном направлении относительно оси (3) вращения, такой как одна или более радиальных перегородок (4’), например, для процесса нагрева по существу без вспенивания, и/или проходящий в кольцевом направлении относительно оси (3) вращения, такой как по меньшей мере одна спиральная пружина (4’’), проходящая по спирали вокруг оси вращения, например, для процесса нагрева со вспениванием.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий измерение температуры пищевого вещества или поверхности (6) нагрева, например, посредством датчика (81) температуры, и изменение скорости перемешивания мешалки (4) между указанными скоростями (41, 42) перемешивания при достижении соответствующего заданного порогового значения температуры.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий изменение скорости перемешивания мешалки (4) между указанными скоростями (41, 42) перемешивания в темпе, возрастающем в ходе процесса нагрева по мере повышения измеряемой температуры пищевого вещества или поверхности (6) нагрева или по мере увеличения продолжительности времени в ходе процесса нагрева.

8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором указанные первая и вторая скорости (41, 42) перемешивания мешалки (4) и, если они предусмотрены, указанные третья и другие скорости перемешивания мешалки (4), представляют собой скорости вращения в диапазоне от 750 до 2500 об/мин, таком как от 800 до 2000 об/мин, например от 850 до 1750 об/мин.

9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором указанные первая и вторая скорости (41, 42) перемешивания мешалки (4) и, если они предусмотрены, указанные третья и другие скорости перемешивания мешалки (4) находятся в диапазоне скоростей перемешивания, превышающих на 35% самую низкую скорость перемешивания из указанных первой, второй и необязательных третьей и других скоростей перемешивания, таком как диапазон скоростей перемешивания, превышающих на 25%, например 25%, например 15% указанную самую низкую скорость перемешивания.

10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором указанные первая и вторая скорости (41, 42) перемешивания мешалки (4) и, если они предусмотрены, указанные третья и другие скорости перемешивания мешалки (4), находятся в диапазоне от 850 до 1400 об/мин, таком как от 950 до 1250 об/мин.

11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором обеспечивают по меньшей мере две разные скорости (41, 42) перемешивания мешалки (4), причем скорости (41, 42) перемешивания мешалки обеспечивают в следующем порядке:

- первая скорость (41) перемешивания, которая представляет собой самую низкую скорость перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 930 до 1000 об/мин, причем первую скорость перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности (6) нагрева, составляющая приблизительно от 35 до 42°C; и

- вторая скорость (42) перемешивания, которая представляет собой самую высокую скорость перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 1060 до 1160 об/мин, причем вторую скорость перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности (6) нагрева, составляющая приблизительно от 62 до 75°C,

причем указанный процесс нагрева представляет собой, например, процесс нагрева со вспениванием пищевого вещества.

12. Способ по любому из пп. 1–10, в котором обеспечивают по меньшей мере четыре разные скорости (4) перемешивания мешалки, причем скорости перемешивания мешалки обеспечивают в следующем порядке:

- первая скорость перемешивания, которая представляет собой самую высокую скорость перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 1100 до 1150 об/мин, причем первую скорость перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности (6) нагрева, составляющая приблизительно от 27 до 33°C;

- вторая скорость перемешивания, которая представляет собой самую низкую скорость перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 1000 до 1050 об/мин, причем вторую скорость перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности (6) нагрева, составляющая приблизительно от 42 до 48°C;

- третья скорость перемешивания, которая представляет собой промежуточную низкую скорость перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 1050 до 1090 об/мин, причем третью скорость перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности (6) нагрева, составляющая приблизительно от 52 до 58°C; и

- четвертая скорость перемешивания, которая представляет собой промежуточную высокую скорость перемешивания или эквивалентна первой скорости перемешивания, например, в диапазоне приблизительно от 1090 до 1140 об/мин, причем четвертую скорость перемешивания необязательно обеспечивают до тех пор, пока не будет измерена температура пищевого вещества или поверхности (6) нагрева, составляющая приблизительно от 60 до 68°C,

причем указанный процесс нагрева представляет собой, например, процесс нагрева по существу без вспенивания пищевого вещества.

13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере одну скорость перемешивания из первой и второй скоростей перемешивания мешалки (4) и, если они предусмотрены, третьей и других скоростей перемешивания мешалки (4) повторно используют в ходе процесса нагрева, причем повторное использование, как правило, происходит позже, при этом необязательно разные скорости (41, 42) перемешивания мешалки обеспечивают в таком порядке, который частично или полностью повторяется по меньшей мере один раз.

14. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором мешалку (4) перемещают:

- по существу постоянно в ходе процесса нагрева, например, без периодического прерывания; и/или

- перед нагревом поверхности (6) нагрева, например, в течение периода времени от 3 до 15 секунд, например от 5 до 10 секунд, перед нагревом поверхности нагрева; и/или после окончания нагрева поверхности нагрева, например, в течение периода времени от 0,1 до 5 секунд, например от 0,5 до 2,5 секунды, после окончания нагрева.

15. Устройство (20) для нагрева молока или жидкости на молочной основе в качестве текучего пищевого вещества, содержащее: полость (21) для размещения указанного пищевого вещества; поверхность (6) нагрева, ограничивающую полость (21) или заключенную внутри нее, предназначенную для нагрева указанного пищевого вещества, когда оно находится в полости (21); и мешалку (4) для создания потока указанного пищевого вещества на поверхности (6) нагрева, когда указанное пищевое вещество находится в полости (21),

причем полость (21), поверхность (6) нагрева и мешалка (4) выполнены с возможностью реализации способа, определенного в предшествующем пункте, когда в полости (21) содержится указанное пищевое вещество, при этом необязательно указанное устройство имеет режим работы для вспенивания пищевого вещества без его нагрева.