ПОРОШКООБРАЗНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА ИЛИ ПИЩЕВОГО ПРОДУКТА Российский патент 2024 года по МПК A23L2/39 

Область применения изобретения

Настоящее изобретение относится к порошкообразным композициям напитков, используемым для приготовления напитков в устройстве для приготовления напитков, в дополнение к хранению, дозированию и разведению.

Предпосылки создания изобретения

В данной области известны различные автоматизированные диспенсеры для напитков или продуктов питания для приготовления горячих или холодных растворенных продуктов. В традиционном диспенсере для напитков или продуктов питания отмеренное количество водорастворимого порошка для образования растворимого напитка или пищевого продукта, который подают из контейнера для хранения, и соответствующее отмеренное количество горячей или холодной воды, которую подают из источника воды, смешивают с получением конечного продукта, который выдают в чашку или стакан.

Когезивные и гигроскопичные порошки, такие как сухое молоко, кофейные смеси, подлива и т.п., и порошки, содержащие жир и/или увлажнитель в качестве ингредиента, сложно равномерно выдавать из емкости для напитков или продуктов питания и сложно полностью извлекать из емкости. В частности, когезивные порошки являются слабосыпучими из-за уплотнения и/или разуплотнения порошка, комкования, расслаивания и слипания внутри емкости.

Для традиционных диспенсеров характерны две основные выявленные проблемы с выдачей таких порошков с высокими свойствами слеживания.

Первая проблема относится к равномерности дозирования порошка и, более, конкретно относится к вариациям между порциями. Как правило, масса навески порошка резко уменьшается после определенного количества выдач, и растворенный напиток или пищевой продукт становится более разведенным. С точки зрения качества продукта равномерность выдачи продукта важна для удовлетворения потребителя. Слишком большие вариации между порциями влияют на качество продукта в чашке так, что это становится ощутимым для потребителя.

Вторая проблема относится к извлечению порошка из емкости, которое может не быть полным или равномерным в пределах предварительно заданного допуска. Вкратце, емкость невозможно опустошить до определенного уровня, и в ней остается значительное количество порошка. В традиционных емкостях в процессе извлечения порошка могут выдаваться порции или навески, которые находятся ниже целевого уровня выдачи, а также порошок может оставаться в емкости после того, как механизм дозирования больше не может его выдавать. С точки зрения автономности низкий уровень извлечения порошка требует более частого заполнения емкости оператором, чтобы при низком уровне порошка напиток не становился недопустимо слабым. Таким образом, порошки с высокими свойствами слеживания могут влиять на качество конечного продукта и могут требовать от оператора большего внимания при повторном заполнении и техническом обслуживании устройства.

Эта проблема, которая непосредственно относится к порошкам с высокими свойствами слеживания, также имеет место на предприятиях по производству порошков для приготовления напитков или продуктов питания, когда помимо производства порошок для приготовления напитка или пищевого продукта добавляют в упаковку, т.е. когда изготовленный порошок, который содержится в контейнере для хранения, дозируют и выдают в упаковку, например в стикеры с единичной порцией. В данном случае также важно, чтобы порция порошка была точной и чтобы стадии дозирования и заполнения выполнялись быстро. Однако свойство слеживания порошкообразного напитка может затруднять эту стадию.

Известно, что для решения этой проблемы применяют агенты, усиливающие сыпучесть, также известных как агенты, препятствующие слеживанию. Они представляют собой добавки, которые помещают в порошкообразные или гранулированные материалы для предотвращения образования комков и для облегчения дозирования, упаковки, транспортировки, и они, как хорошо известно в данной области, уменьшают агломерацию при хранении порошков в потенциально горячих и влажных условиях. Агенты, усиливающие сыпучесть, и агенты, препятствующие слеживанию, включают в себя такие ингредиенты, как диоксид кремния, трикальцийфосфат, порошковая целлюлоза, стеарат магния, бикарбонат натрия, ферроцианид натрия, ферроцианид калия, ферроцианид кальция, костный фосфат, силикат натрия, силикат кальция, трисиликат магния, порошок талька, алюмосиликат натрия, алюмосиликат калия, алюмосиликат кальция, бентонит, силикат алюминия, стеариновая кислота, полидиметилсилоксан.

Диоксид кремния представляет собой наиболее часто используемый агент, препятствующий слеживанию, но по нормативным причинам его применение рекомендуют все меньше и меньше, и существует потребность в применении других агентов, препятствующих слеживанию.

Изложение сущности изобретения

Целью настоящего изобретения является обеспечение нового решения проблемы с порошками для приготовления напитков или продуктов питания, которые легко подвергаются слеживанию.

Преимущественным будет обеспечение решения, которое отвечает действующим нормативным требованиям.

Цели изобретения достигают с помощью объекта изобретения, представленного в независимых пунктах формулы изобретения. В зависимых последовательностях идея настоящего изобретения получает дополнительное развитие.

В частности, целью настоящего изобретения является обеспечение порошкообразных композиций для приготовления пищевого продукта или напитка с лучшей сыпучестью и низкими свойствами слеживания, содержащих комбинацию карбоната кальция и гороховых волокон.

Соответственно, в первом аспекте настоящего изобретения предложена порошкообразная композиция для приготовления напитка или пищевого продукта, содержащая:

- до 5 мас.% карбоната кальция, и

- до 3 мас.% гороховых волокон.

Во втором аспекте предложено применение смеси карбоната кальция и гороховых волокон в качестве агента, препятствующего слеживанию, для растворимого напитка или порошка пищевого продукта.

В третьем аспекте предложен способ контроля слеживания порошка в растворимом напитке или порошке пищевого продукта, в котором карбонат кальция и гороховые волокна смешивают с растворимым напитком или порошком пищевого продукта.

В четвертом аспекте предложено применение порошкообразной композиции для приготовления напитка или пищевого продукта в соответствии с первым аспектом в устройстве для приготовления напитка, содержащем контейнер для хранения и устройство дозирования.

В частности, эта композиция выполнена с возможностью применения в таком устройстве из-за ее низкого свойства слеживания даже в горячих и влажных условиях. Дозирование остается точным, а качество напитка, приготовленного из порции порошкообразной композиции, остается постоянным даже после хранения композиции внутри устройства в течение нескольких дней или недель (время хранения в распечатанном виде).

В пятом аспекте предложена упаковка, вмещающая порцию композиции в соответствии с первым аспектом.

За счет свойства препятствования слеживанию обеспечивают композиции с точным дозированием и заполнением упаковки малого размера из емкости, в которой хранится значительное количество порошкообразной композиции.

Было обнаружено, что конкретная комбинация карбоната кальция и гороховых волокон, введенных в порошкообразные композиции для приготовления напитка или пищевого продукта, которые демонстрируют высокую склонность к слеживанию во время хранения, значительно улучшает хранение, сыпучесть и дозирование этих композиций.

Преимуществом является то, что эти добавки не влияют на вкус напитков или продуктов питания, приготовленных из порошков.

Кроме того, преимущество этих добавок заключается в том, что их можно поставлять в качестве натуральных продуктов.

Подробное описание примеров осуществления

В первом аспекте изобретения предложена порошкообразная композиция для приготовления напитка или пищевого продукта, содержащая:

- до 5 мас.% карбоната кальция, и

- до 3 мас.% растительных волокон.

Предпочтительно композиция содержит до 4 мас.% карбоната кальция, например до 3 мас.% или до 2,5 мас.%, и до 3 мас.% растительных волокон, например до 2 мас.%.

Порошкообразная композиция для приготовления напитка или пищевого продукта может содержать:

- по меньшей мере 0,1 мас.% карбоната кальция, и

- по меньшей мере 0,05 мас.% растительных волокон.

Предпочтительно композиция содержит по меньшей мере 0,2 мас.% карбоната кальция, например по меньшей мере 0,3%, или по меньшей мере 0,4%, или по меньшей мере 0,5%, или по меньшей мере 0,6%, или по меньшей мере 0,7%, или по меньшей мере 0,8%, или по меньшей мере 0,9%, и по меньшей мере 0,05 мас.% растительных волокон, например по меньшей мере 0,1%, или по меньшей мере 0,2%, или по меньшей мере 0,3%, или по меньшей мере 0,4%.

В предпочтительном варианте осуществления порошкообразная композиция для приготовления напитка или пищевого продукта содержит:

- 1–2,5 мас.% карбоната кальция, и

- 0,5–2 мас.% растительных волокон.

Как правило, процентное содержание по массе волокон меньше, чем процентное содержание по массе CaCO₃, в частности, по соображениям стоимости и/или вкусовых ощущений.

Как правило, порошкообразная композиция для приготовления напитка или пищевого продукта, по существу, не содержит SiO₂. Порошок изобретения не содержит SiO₂ и отвечает действующим нормативным требованиям к пищевым продуктам.

Предпочтительно порошок представляет собой водорастворимую порошкообразную композицию для приготовления напитка или пищевого продукта для растворения в воде или жидкости на водной основе с образованием напитка или пищевого продукта.

Предпочтительно растительные волокна в порошкообразной композиции используют в такой пропорции, что они не обеспечивают никакой пищевой функции для конечного напитка, приготовленного из порошка.

Как правило, порошкообразную композицию разбавляют водой или жидкостью на водной основе в соотношении по меньшей мере 1 : 7, предпочтительно 1 : 10, и это означает, что концентрация волокон в конечном напитке составляет не более 0,4 мас.% (если порошкообразная композиция содержит 3% волокон), предпочтительно не более 0,05 мас.% (если порошкообразная композиция содержит 0,5% волокон).

Порошок для приготовления напитка или пищевого продукта может представлять собой любую порошкообразную композицию, которая подвергается слеживанию во время хранения внутри устройства для приготовления напитка, в частности во время хранения в горячих и/или тропических условиях. Это свойство слеживания обычно связано с физико-химическими свойствами порошкообразной композиции, такими как, например, присутствие свободного жира на поверхности частиц порошка, активность воды порошкообразной композиции, присутствие гигроскопичных ингредиентов, таких как углеводы и соли.

Порошкообразный напиток предпочтительно выбран из группы, состоящей из:

- порошкообразного молочного забеливателя, который представляет собой порошок, полученный из коровьего молока (сухое обезжиренное молоко, сухое полуобезжиренное молоко, сухое цельное молоко), возможно, с определенными стабилизирующими и буферными солями, такими как фосфаты, цитраты, бикарбонаты,

- порошкообразного немолочного забеливателя, который представляет собой порошок, полученный из растительного молока или комбинации молочного белка (казеината или мицеллярного казеина), растительного жира и глюкозного сиропа, возможно, с определенными стабилизирующими и буферными солями, такими как фосфаты, цитраты, бикарбонаты, и с низкомолекулярными эмульгаторами,

- порошкообразного полностью растительного забеливателя, который представляет собой порошок, полученный из растительного жира, растительного глюкозного сиропа, растительных элементов, таких как мука, сливки или белки, возможно, с определенными стабилизирующими и буферными солями, такими как фосфаты, цитраты, бикарбонаты, и с низкомолекулярными эмульгаторами,

- порошкообразного молочного забеливателя с наполнителем, который представляет собой порошок, полученный из обезжиренного молока, растительного жира и глюкозного сиропа,

- порошкообразных кофейных смесей, которые представляют собой смесь из по меньшей мере сухого молока или любого из вышеуказанных порошкообразных забеливателей и быстрорастворимого порошкообразного кофе и необязательно добавок, таких как сахар или вкусоароматическая добавка,

- шоколадного порошка, который представляет собой смесь из по меньшей мере сухого молока, какао-порошка и сахара,

- сухого супового концентрата, содержащего кулинарные изделия на основе дегидратированных жиров,

или их комбинации.

Порошкообразный пищевой концентрат может быть выбран из группы, состоящей из:

- сухого смузи,

- сухого плодово-ягодного пюре,

- сухого овощного пюре

или их комбинации.

Различие между продуктом питания и напитком заключается, по существу, в консистенции разливаемой конечной композиции, разведенной из порошкообразной композиции с помощью воды или жидкости на водной основе. Как правило, напиток является более жидким, чем пюре или смузи.

Обычно гороховые волокна и карбонат кальция не агломерированы с другими ингредиентами порошкообразной композиции для приготовления пищевого продукта или напитка. Сами по себе другие ингредиенты могут быть агломерированными в результате их приготовления или могут не быть агломерированными.

Как правило, растительные волокна выбраны из перечня из фруктов, волокон, растительных волокон, зерновых отрубей или их комбинации.

Волокна фруктов и овощей могут быть выбраны из группы, состоящей из волокон моркови, свеклы, тыквы, цитрусовых, яблока, овса, бамбука, томата, болгарского перца, лука-порея, имбиря, лука, капусты, пастернака, сельдерея, огурца, кабачка, брокколи, кольраби, спаржи, гороха.

Зерновые отруби могут быть выбраны из группы, состоящей из рисовых отрубей, пшеничных отрубей, соевых отрубей, гречишных отрубей, кукурузных отрубей, овсяных отрубей, ячменных отрубей, ржаных отрубей и их смесей.

Растительные волокна включают в себя съедобные части растений, устойчивые к перевариванию и рассасыванию в тонком кишечнике человека, с полной или частичной ферментацией в толстом кишечнике. Волокна включают в себя как растворимые, так и нерастворимые волокна, причем эта классификация зависит от их биологических и физико-химических свойств (нерастворимые волокна очень слабо ферментируются кишечной флорой, тогда как растворимые волокна представляют собой очень хороший субстрат для ферментации кишечной флорой).

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления растительные волокна порошкообразной композиции для приготовления напитка или пищевого продукта содержат гороховые волокна.

Предпочтительно, чтобы эти гороховые волокна представляли собой неэкстрагированные натуральные гороховые волокна, содержащие растворимые и нерастворимые гороховые волокна.

Подходящий источник таких гороховых волокон, которые можно использовать, включает в себя, например, волокна, доступные в продаже под маркой VITACEL® Pea Fiber EF 100-20 (производства JRS).

Еще более предпочтительно, чтобы растительные волокна порошкообразной композиции для приготовления напитка или пищевого продукта состояли только из гороховых волокон.

Карбонат кальция, входящий в состав порошкообразной композиции для приготовления напитка или пищевого продукта, представляет собой пищевой карбонат кальция.

Как правило, порошкообразную композицию для приготовления напитка или пищевого продукта получают путем введения растительных волокон и карбоната кальция в ранее существовавший порошок для приготовления напитка или пищевого продукта. Соответственно, сначала получают порошок для приготовления напитка или пищевого продукта без агента, препятствующего слеживанию, а затем в этот предварительно изготовленный порошок для приготовления напитка или пищевого продукта без агентов, препятствующих слеживанию, можно вводить растительные волокна и карбонат кальция.

Растительные волокна, карбонат кальция и порошкообразную композицию напитка можно смешивать в сухом виде.

Необязательно растительные волокна и карбонат кальция можно предварительно смешивать перед их введением в уже существующий порошок для приготовления напитка или пищевого продукта.

Во втором аспекте предложено применение смеси карбоната кальция и растительных волокон в качестве агента, препятствующего слеживанию, для растворимого напитка или порошка пищевого продукта, причем компоненты указанной смеси смешивают с порошком растворимого напитка в такой пропорции, что полученная порошкообразная композиция для приготовления напитка или пищевого продукта содержит:

- до 5 мас.% карбоната кальция, и

- до 3 мас.% растительных волокон,

предпочтительно

- по меньшей мере 0,1 мас.% карбоната кальция, и

- по меньшей мере 0,05 мас.% растительных волокон.

еще более предпочтительно:

- 1–2,5 мас.% карбоната кальция, и

- 0,5–2 мас.% растительных волокон.

Это применение особенно рекомендовано для порошков, выполненных с возможностью временного хранения в контейнере, а затем дозирования по требованию потребителем.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления растительные волокна представляют собой гороховые волокна.

Кроме того, предложено применение смеси карбоната кальция и растительных волокон для контроля слеживания порошка в растворимом напитке или порошке пищевого продукта, причем компоненты указанной смеси смешивают с растворимым напитком или порошком пищевого продукта в таком соотношении, что полученная порошкообразная композиция для приготовления напитка или пищевого продукта содержит:

- до 5 мас.% карбоната кальция, и

- до 3 мас.% гороховых волокон.

В третьем аспекте предложен способ контроля слеживания порошка в растворимом напитке или порошке пищевого продукта, в котором смесь карбоната кальция и растительных волокон смешивают с растворимым напитком или порошком пищевого продукта в таком соотношении, что полученная порошкообразная композиция для приготовления напитка или пищевого продукта содержит:

- до 5 мас.% карбоната кальция, и

- до 3 мас.% гороховых волокон.

В четвертом аспекте предложено применение порошкообразной композиции для приготовления напитка или пищевого продукта, как описано выше, в устройстве для приготовления напитка, содержащем контейнер для хранения порошка и устройство дозирования порошка.

В частности, композиция адаптирована для применения в устройствах для приготовления напитков, содержащих по меньшей мере один контейнер, выполненный с возможностью хранения порошкообразной композиции напитка, обычно с возможностью хранения множества порций порошкообразной композиции напитка. Этот контейнер, как правило, выполнен с возможностью повторного заполнения. В менее предпочтительном варианте осуществления он является одноразовым.

Этот контейнер включает в себя выходной канал для порошка для выдачи по меньшей мере одной порции порошка.

Устройство может включать в себя несколько контейнеров. Когда контейнеры наполняют порошками различных типов, можно готовить напитки различных типов (кофе, кофе без кофеина, чай или молоко) или готовить многокомпонентные напитки (молоко и кофе).

Как правило, устройство содержит устройство дозирования, выполненное с возможностью объединения с выходным каналом для порошка по меньшей мере одного контейнера. Обычно устройство дозирования присоединено к выходному каналу для порошка. Устройство дозирования работает с возможностью закрытия выходного канала контейнера в состоянии покоя и дозирования порошка, хранящегося в контейнере, и выдачи порции вниз при приведении в действие.

Как правило, устройство дозирования может представлять собой гравиметрический дозирующий блок, в котором выходной канал для порошка в контейнере открывается на определенный период времени для выдачи требуемой порции, или устройство дозирования может представлять собой объемный дозирующий блок, включающий полость заданного объема, через которую вводят порцию порошка, а затем выдают вниз в другую часть устройства. Устройство дозирования может представлять собой цилиндр, скользящую камеру, вращающийся перфорированный диск или любое аналогичное устройство.

По существу, устройство дозирования и контейнер соединены друг с другом и образуют узел, который можно вставить в приемную зону контейнера внутри устройства. Эта приемная зона, как правило, поддерживается вышеуказанной опорой контейнера устройства.

Устройство дозирования выполнено с возможностью приведения в движение исполнительным механизмом, таким как двигатель, который обеспечивает вращательное движение устройства дозирования или поступательное движение устройства дозирования.

Порошкообразные композиции настоящего изобретения специально выполнены с возможностью хранения, дозирования и выдачи из дозирующих емкостей устройства, как показано в WO 2013/014040 или WO 2011/080124, из узла контейнера и устройства дозирования, как показано в WO 2019/016149 или как показано в EP 3384815.

Порошок не слеживается или не слипается внутри емкости или контейнера. Порошок точно дозируется, а риск того, что он останется в емкости или контейнере без возможности дозирования и выдачи, ограничен.

В пятом аспекте предложена упаковка, вмещающая порошкообразную композицию для приготовления напитка или пищевого продукта, как описано выше.

После изготовления порошкообразной композиции для приготовления напитка или пищевого продукта ее можно хранить в b-мешке, мягком контейнере или тюке или бункере без риска слеживания, а затем точно перемещать и дозировать для заполнения упаковки. Заполнение происходит эффективно и быстро.

Эта упаковка может представлять собой стик-пакет, обычно содержащий одну порцию порошкообразной композиции и выполненный с возможностью приготовления одного напитка, или контейнер, содержащий множество порций порошкообразной композиции, такой как банка или пакет, или контейнер, выполненный с возможностью установки в устройство для выдачи.

В настоящей заявке:

- под слеживанием подразумевается явление, при котором частицы порошка образуют слипания и агломерируются во время хранения;

- под сыпучестью порошка подразумевается легкость, с которой порошок высыпается из контейнера для хранения под действием силы тяжести; на сыпучесть может влиять слеживание хранящегося порошка.

Приведенные выше аспекты изобретения можно комбинировать в любой подходящей комбинации. Более того, различные элементы, описанные в настоящем документе, можно комбинировать с одним или более из приведенных выше аспектов для обеспечения комбинаций, отличных от конкретно проиллюстрированных и описанных комбинаций. Дополнительные цели и преимущественные элементы изобретения будут очевидны из формулы изобретения, подробного описания и примеров.

Примеры

Существующие порошкообразные композиции напитков тестировали без добавления и с добавлением различных добавок, а их свойства сыпучести тестировали с помощью различных способов.

1. Пример 1

1.1. Порошкообразные композиции

Две существующие композиции порошкообразных забеливателей, которые представлены ниже, тестировали и улучшали с помощью используемых на данный момент агентов, препятствующих слеживанию (SiO₂), и новой смеси, препятствующей слеживанию, в соответствии с изобретением.

Таблица 1

Молочный забеливатель 1 с наполнителем Немолочный забеливатель 2 Ингредиенты г г Сухое обезжиренное молоко 25,02 Растительный жир 21,59 35,5 Сухое цельное молоко 18,56 Подсластители 25,5 56,2 Порошок молочной сыворотки 1,04 Лактоза 0,99 Казеин 0,31 1,3 Добавки (соль, регулятор pH, эмульгаторы, ароматизатор, краситель и т.д.) 3,72 4,0 Влага 3,53 3,0

Агенты, препятствующие слеживанию, добавляли в эти композиции порошкообразного забеливателя следующим образом:

- SiO₂ вводили в таком количестве, чтобы его количество составляло 0,5 мас.% полученной композиции,

- CaCO₃ и гороховые волокна вводили в таких количествах, чтобы количество CaCO₃ составляло 1,0 мас.% полученной композиции, а количество гороховых волокон составляло 0,5 мас.% полученной композиции.

SiO₂ приобретали в компании Fuji Silysia Chemical LTD под названием Sylysia,

CaCO₃ приобретали в компании OMYA под названием Calcipur 110-KP.

Гороховые волокна представляли собой волокна VITACEL® Pea Fiber EF 100-20, поставляемые компанией JRS.

Различные агенты, препятствующие слеживанию, вводили в состав существующих порошкообразных забеливателей и смешивали в сухом виде.

1.2. Свойства сыпучести

Сыпучесть различных порошкообразных композиций оценивали путем измерения:

- индекса Карра,

- расхода и критического диаметра в устройстве Granuflow.

Индекс Карра

Индекс Карра для порошка рассчитывают по формуле C = 100(1 - ρ_B/ρ_T), где ρ_B — насыпная плотность порошка, а ρ_T — набивная плотность порошка.

Индекс Карра — это показатель сжимаемости порошка. Порошки с низким индексом Карра демонстрируют более низкую сжимаемость, что обеспечивает текучесть и позволяет избежать риска слипания.

Насыпная плотность

Насыпную плотность измеряли путем высыпания порошка из контейнера для хранения через воронку внутрь цилиндра следующим образом:

- взвешивали цилиндр с точностью до 0,1 г;

- высыпали порошок из контейнера в воронку, позволяя ему свободно ссыпаться в цилиндр до тех пор, пока последний не переполнится; расстояние между нижней частью воронки и верхней частью цилиндра составляет 40,0 ± 1,5 мм;

- удаляли избыток продукта путем выравнивания верхней части цилиндра плоским лезвием фармацевтического шпателя;

- взвешивали цилиндр и его содержимое с точностью до 0,1 г.

Набивная плотность

Набивные плотности порошков измеряли с помощью встряхивающего измерителя плотности JEL STSV 2003.

Расход и критический диаметр в устройстве Granuflow

Свойства сыпучести порошков измеряли с помощью устройства Granuflow, выпускаемого компанией Aptis. В этом устройстве порошок просыпают через отверстия различных диаметров для нахождения минимального диаметра отверстия, называемого критическим диаметром, через который может просыпаться порошок.

Кроме того, данное устройство также использовали для измерения расхода порошка через отверстие диаметром 18 мм.

Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2

Забеливатель 2 Забеливатель 2 + 0,5% SiO₂ Забеливатель 2 + 1% CaCO₃ + 0,5% гороховых волокон ρ_B (г/л) 464 494 490 ρ_T (г/л) 556 540 554 Индекс Карра 16,54 8,51 11,55 Расход (мл/с) 50,1 55,25 54,55 Критический диаметр (мм) 10 4 4

Можно видеть, что применение карбоната кальция и гороховых волокон значительно снижает индекс Карра порошкообразной композиции 2 забеливателя и позволяет выдавать указанную порошкообразную композицию через критический диаметр 4 мм и при значении расхода, аналогичном используемому в настоящее время в контексте агента SiO₂, препятствующего слеживанию.

Таблица 3

Забеливатель 1 Забеливатель 1 + 0,5% SiO₂ Забеливатель 1 + 1% CaCO₃ Забеливатель 1 + 1% CaCO₃ + 0,5% гороховых волокон ρ_B (г/л) 416 448 441 ρ_T (г/л) 561 494 549 Индекс Карра 25,8 9,31 19,7 Расход (мл/с) 42,4 51,4 Критический диаметр (мм) 34 4 34 4

Можно видеть, что применение карбоната кальция и гороховых волокон позволяет выдавать порошкообразную композицию 1 забеливателя через критический диаметр 4 мм и при значении расхода, аналогичном используемому в настоящее время в контексте агента SiO₂, препятствующего слеживанию, тогда как такая выдача была невозможна без агента, препятствующего слеживанию, даже при использовании только CaCO₃.

1.3. Применение в устройствах для выдачи

Оценивали влияние применения различных вышеуказанных порошкообразных композиций в первом типе диспенсера для напитков при различных условиях хранения.

Первый диспенсер для напитков включает в себя контейнер, в котором хранится 250 г порошкообразной композиции, его нижняя часть взаимодействует с ползунком для дозирования порошка, который включает дозирующую полость около 3 г. Этот диспенсер аналогичен диспенсеру, описанному в WO 2019/016149.

Контейнер заполняли различными порошкообразными композициями, и полностью опустошали (при возможности), и измеряли массу каждой выданной порции порошка (в течение операции заполнения дозирующей полости и выдачи этого порошка, заполняющего полость, посредством возвратно-поступательного перемещения ползунка) таким образом, чтобы выявить следующие свойства для каждой композиции.

- Оптимизированная средняя масса выдаваемого порошка. Это средняя масса выданных порций, за исключением первой выданной порции.

- Точность дозирования массы в % при +/-5%. Этот показатель соответствует процентному содержанию массы, которая представляет собой разность массы в пределах +/-5% по сравнению с вышеуказанной оптимизированной средней массой.

Этот показатель отображает свойство дозируемого порошка выдаваться равномерным образом.

- Точность дозирования массы в % при +/-10%. Этот показатель соответствует процентному содержанию массы, которая представляет собой разность массы в пределах +/-10% по сравнению с вышеуказанной оптимизированной средней массой.

Этот показатель отображает свойство дозируемого порошка выдаваться равномерным образом.

- Блокировка дозирующего ползунка, которая представляет собой полную блокировку или состояние, когда порошок не выпадает из ползунка, даже при скольжении ползунка.

Этот показатель отображает легкость слеживания и агломерации порошка внутри дозирующего ползунка с течением времени.

Измерения проводили в лабораторных условиях (температура составляла 22°C, а относительная влажность составляла 40%) и в тропических условиях в течение 14 дней (температура составляла 30°C, а относительная влажность составляла 70%). В лабораторных условиях порции получали в результате выдачи и взвешивали их одну за другой до опустошения контейнера, тогда как в тропических условиях в результате выдачи получали и взвешивали только две порции в день в течение двух недель.

Результаты для порошкообразных композиций на основе порошкообразных забеливателей 1 и 2 приведены ниже в таблицах 3 и 4.

Таблица 3

Забеливатель 2 Забеливатель 2 + 0,5% SiO₂ Забеливатель 2 + 1% CaCO₃ + 0,5% гороховых волокон Дозирование в лабораторных условиях оптимизированная средняя масса (г) порции порошка невозможно получить значение, неравномерное дозирование 3,26 3,03 блокировка устройства дозирования да, после двух операций дозирования нет нет точность (%) при +/-5% невозможно получить значение, неравномерное дозирование 91,9 88,5 точность (%) при +/-10% невозможно получить значение, неравномерное дозирование 95,1 98 Дозирование в тропических условиях оптимизированная средняя масса (г) порции порошка невозможно получить значение, неравномерное дозирование 3,28 2,96 блокировка устройства дозирования да, через два дня при тропических условиях нет, после 2 недель нет, после 2 недель точность (%) при +/-5% невозможно получить значение, неравномерное дозирование 90,9 96 точность (%) при +/-10% невозможно получить значение, неравномерное дозирование 98,3 100

Таблица 4

Забеливатель 1 Забеливатель 1 + 0,5% SiO2 Забеливатель 1 + 1% CaCO3 + 0,5% гороховых волокон Дозирование в лабораторных условиях оптимизированная средняя масса (г) порции порошка невозможно получить значение, неравномерное дозирование 2,91 2,43 блокировка устройства дозирования нет нет нет точность (%) при +/-5% невозможно получить значение, неравномерное дозирование 85,2 66,6 точность (%) при +/-10% невозможно получить значение, неравномерное дозирование 91,1 96,8 Дозирование в тропических условиях оптимизированная средняя масса (г) порции порошка Не проводили в тропических условиях, так как невозможно обеспечить в лаборатории 2,77 2,37 блокировка устройства дозирования нет, после 2 недель нет, после 2 недель точность (%) при +/-5% 91,9 95,7 точность (%) при +/-10% 100 100

Можно видеть, что без агента, препятствующего слеживанию, порошкообразные забеливатели 1 и 2 обладают очень низкими свойствами с точки зрения сыпучести, и их совершенно невозможно использовать в диспенсере для напитков в тропических условиях.

Присутствие гороховых волокон и CaCO₃ в порошкообразных композициях значительно улучшает сыпучесть этих композиций, которые можно использовать для точного дозирования и выдачи в диспенсере для напитков даже через две недели в тропических условиях, при этом наблюдаются свойства, аналогичные в контексте используемого в настоящее время агента, препятствующего слеживанию, SiO₂.

2. Пример 2

2.1. Порошкообразные композиции

Следующие используемые в настоящее время порошкообразные композиции напитка, содержащие обычный агент SiO₂, препятствующий слеживанию, тестировали и улучшали с заменой SiO₂ другими агентами, препятствующими слеживанию.

Эти используемые в настоящее время композиции были следующими:

- первая кофейная смесь 1 «3 в 1», включающая SIO₂ в качестве агента, препятствующего слеживанию,

- вторая ароматизированная кофейная смесь 2 «3 в 1», включающая SIO₂ в качестве агента, препятствующего слеживанию,

- забеливатель 3, включающий SIO₂ в качестве агента, препятствующего слеживанию.

Составы этих порошкообразных композиций напитка приведены в таблице 5.

Таблица 5

Ароматизированная кофейная смесь 2 Кофейная смесь 1 Забеливатель 3 Ингредиенты мас.% мас.% мас.% Быстрорастворимый кофе 10,00 14 Молочный забеливатель* 59,50 74 99,00 Сахар 28,00 10,73 SiO₂ 0,80 1,00 1,00 Порошок загустителя 0,10 0,27 Вкусоароматические вещества 1,40 Соль 0,20

* Этот молочный забеливатель включает 92 мас.% сухого молока и 8 мас.% глюкозного сиропа.

Для следующих тестов в этих порошкообразных композициях SiO₂, используемый в качестве агента, препятствующего слеживанию, заменяли либо одним CaCO₃, либо смесью CaCO₃ и гороховых волокон.

SiO₂, CaCO₃ и гороховые волокна были тех же типов, которые указаны в примере 1.

Порошки агентов, препятствующих слеживанию, вводили в состав существующих порошкообразных композиций напитков и порошки смешивали в сухом виде.

Свойства сыпучести порошкообразных композиций приведены в таблицах 6, 7 и 8.

Таблица 6

Кофейная смесь 1 Кофейная смесь 1, включающая 2 мас.% CaCO₃ + 1 мас.% гороховых волокон вместо SiO₂ ρ_T (г/л) 557,5 543,9 ρ_B (г/л) 513 452 Индекс Карра 7,98 16,90

Таблица 7

Кофейная смесь 2 Кофейная смесь 2, включающая 1,6 мас.% CaCO₃ + 0,8 мас.% гороховых волокон вместо SiO₂ ρ_T (г/л) 613 604 ρ_B (г/л) 545 520 Индекс Карра 11,09 13,92

Таблица 8

Забеливатель 3 Забеливатель 3, включающий 2 мас.% CaCO₃ + 1 мас.% гороховых волокон вместо SiO2 ρ_T (г/л) 543,6 526,2 ρ_B (г/л) 475 453 Индекс Карра 12,62 13,91

Все представленные забеливатели имеют индекс Карра ниже 18, что является хорошим показателем с точки зрения сыпучести.

2.2. Применение в устройствах для выдачи

Оценивали влияние применения различных вышеуказанных порошкообразных композиций во втором типе диспенсера для напитков.

Второй диспенсер для напитков включает емкость для порошка, выполненную с возможностью хранения от 500 до 700 г порошка в зависимости от плотности указанного порошка, причем дозирующий шнек расположен внутри емкости в ее нижней части, чтобы направлять порошок к выходному каналу емкости. Аналогичные дозирующие емкости проиллюстрированы, например, в WO 2013/014040 или WO 2011/080124.

Для различных порошкообразных композиций емкость заполняли и несколько раз опустошали, и каждый раз измеряли следующие свойства.

- Точность дозирования массы в % при +/-15%.

- Точность дозирования массы в % при +/-25%.

- % массы, которая не была выдана: это масса порошка, находящаяся внутри емкости, которую шнек не может выдать. Это значение отображает способность порошка к слеживанию и слипанию.

- Точка повторного заполнения: т.е. процентная доля количества порошка, которую можно выдавать из емкости с хорошим средним значением. После этой точки порции начинают становиться неравномерными, и для правильного дозирования емкость следует снова заполнять. Хорошая точка повторного заполнения должна составлять более 60%.

- Оптимизированная средняя масса.

- % порций, демонстрирующих чрезмерное различие, точно менее 6%, по сравнению с предварительно заданной целевой порцией.

Тесты проводили в лабораторных условиях (температура составляла 22°C, а относительная влажность составляла 40%).

Результаты для порошкообразных композиций на основе порошкообразных композиций кофейной смеси 1 и кофейной смеси 2 обобщены ниже в таблицах 9 и 10.

Таблица 9

Кофейная смесь 1, включающая 1% CaCO₃ вместо SiO2 Кофейная смесь 1, включающая 2% CaCO₃ + 1% гороховых волокон вместо SiO₂ Тест 1 2 3 1 2 3 точность (%) при +/-15% 73,9% 73,0% 71,0% 77,8% 82,5% 87,9% точность (%) при +/-25% 84,2% 83,7% 81,8% 88,0% 90,3% 90,4% % от массы, которая не была выдана 15,8% 16,3% 18,2% 12,0% 9,7% 9,6% точка повторного заполнения 71% 71% 71% 80,4% 80,4% 80,4% оптимизированная средняя масса (г) 19,8 г 19,5 г 19,0 г 20,2 г 20,7 г 20,7 г выход за пределы целевой порции (для целевой порции 20,3 г) 6,4% 6,4% 6,4% 2,2% 2,2% 2,2%

Таблица 10

Кофейная смесь 2 с 1% CaCO₃ вместо SiO₂ Кофейная смесь 2, включающая 1,6 мас.% CaCO₃ + 0,8 мас.% гороховых волокон вместо SiO₂ Тест 1 2 3 1 2 3 точность (%) при +/-15% 77,0% 5,0% 37,2% 79,0% 77,4% 87,1% точность (%) при +/-25% 88,6% 39,2% 76,7% 92,4% 88,4% 89,9% % от массы, которая не была выдана 11,4% 60,8% 23,3% 7,6% 11,6% 10,1% точка повторного заполнения 23,4% 23,4% 23,4% 77,4% 77,4& 77,4% оптимизированная средняя масса (г) 21,5 г 18,4 г 19,9 г 22,0 г 22,7 г 22,9 г выход за пределы целевой порции (для целевой порции 22,7 г) 18,9% 18,9% 18,9% 2,9% 2,9% 2,9%

Тесты показывают, что добавление CaСO₃ и гороховых волокон обеспечивает хорошую выдачу порошков 1 и 2 из емкости для порошка: выдача является равномерной и близкой к целевой порции, в контейнере заблокированным остается малое количество порошка, а точка повторного заполнения имеет высокое значение. Для сравнения, применение только CaCO₃ в качестве агента, препятствующего слеживанию, в этих порошкообразных кофейных смесях не обеспечивает сопоставимых свойств выдачи.

Хотя изобретение описано со ссылкой на проиллюстрированные выше варианты осуществления, следует понимать, что заявленное изобретение не ограничено каким-либо образом этими проиллюстрированными вариантами осуществления.

Возможны изменения и модификации, не выходящие за рамки объема изобретения, определенные формулой изобретения. Более того, если существуют эквиваленты конкретных признаков, такие эквиваленты включены так, как если бы они были конкретно упомянуты в настоящем описании.

В данном описании слова «содержит», «содержащий» и аналогичные слова не следует интерпретировать в исключительном или исчерпывающем смысле. Иными словами, предполагается, что они означают «включая, без ограничений».

Изобретение относится к порошкообразной композиции для приготовления напитка. Предложенная композиция включает до 5 мас.% карбоната кальция и до 3 мас.% гороховых волокон. Также предложены применение смеси карбоната кальция и гороховых волокон в качестве агента, препятствующего слеживанию, для порошка растворимого напитка, применение смеси карбоната кальция и гороховых волокон в качестве смеси для контроля слеживания порошка в порошке растворимого напитка, способ контроля слеживания порошка в порошке растворимого напитка, применение указанной порошкообразной композиции для приготовления напитка в качестве композиции напитка в устройстве для приготовления напитка, а также упаковка, вмещающая указанную порошкообразную композицию напитка. Изобретение направлено на предотвращение слеживания порошкообразной композиции для приготовления напитка. 6 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 табл., 2 пр.

1. Порошкообразная композиция для приготовления напитка, включающая:

- до 5 мас.% карбоната кальция, и

- до 3 мас.% гороховых волокон.

2. Порошкообразная композиция для приготовления напитка по п. 1, включающая:

- по меньшей мере 0,1 мас.% карбоната кальция, и

- по меньшей мере 0,05 мас.% гороховых волокон.

3. Порошкообразная композиция для приготовления напитка по п. 1 или 2, включающая:

- 1–2,5 мас.% карбоната кальция, и

- 0,5–2 мас.% гороховых волокон.

4. Порошкообразная композиция для приготовления напитка по любому из предшествующих пунктов, в котором указанный порошок не содержит SiO₂.

5. Порошкообразная композиция для приготовления напитка по любому из предшествующих пунктов, в которой порошок представляет собой водорастворимую порошкообразную композицию напитка для растворения в воде или жидкости на водной основе с образованием напитка.

6. Порошкообразная композиция для приготовления напитка по предшествующему пункту, в которой порошкообразный напиток выбран из группы, состоящей из:

- порошкообразного молочного забеливателя,

- порошкообразного немолочного забеливателя,

- порошкообразного молочного забеливателя с наполнителем,

- порошкообразного полностью растительного забеливателя,

- порошкообразных кофейных смесей,

- шоколадного порошка,

- порошкообразного концентрата супа,

или их комбинации.

7. Порошкообразная композиция для приготовления напитка по п. 5, в которой пищевой порошок выбран из группы, состоящей из:

- порошкообразного смузи,

- порошкообразного плодово-ягодного пюре,

- порошкообразного овощного пюре,

или их комбинации.

8. Порошкообразная композиция для приготовления напитка по любому из предшествующих пунктов, в которой указанные гороховые волокна представляют собой неэкстрагированные натуральные гороховые волокна, включая растворимые и нерастворимые гороховые волокна.

9. Применение смеси карбоната кальция и гороховых волокон в качестве агента, препятствующего слеживанию, для порошка растворимого напитка, в котором компоненты указанной смеси смешивают с порошком растворимого напитка в таком соотношении, что полученная порошкообразная композиция напитка включает:

- до 5 мас.% карбоната кальция, и

- до 3 мас.% гороховых волокон,

предпочтительно

- по меньшей мере 0,1 мас.% карбоната кальция, и

- по меньшей мере 0,05 мас.% гороховых волокон,

еще более предпочтительно:

- 1–2,5 мас.% карбоната кальция, и

- 0,5–2 мас.% гороховых волокон.

10. Применение смеси карбоната кальция и гороховых волокон в качестве смеси для контроля слеживания порошка в порошке растворимого напитка, в котором компоненты указанной смеси смешивают с порошком растворимого напитка в таком соотношении, что полученная порошкообразная композиция напитка включает:

- до 5 мас.% карбоната кальция, и

- до 3 мас.% гороховых волокон.

11. Способ контроля слеживания порошка в порошке растворимого напитка, в котором карбонат кальция и гороховые волокна смешивают с порошком растворимого напитка в такой пропорции, что полученная порошкообразная композиция для приготовления напитка включает:

- до 5 мас.% карбоната кальция, и

- до 3 мас.% гороховых волокон.

12. Применение порошкообразной композиции для приготовления напитка по любому из пп. 1–8 в качестве композиции для приготовления напитка в устройстве для приготовления напитка, содержащем контейнер для хранения и устройство дозирования.

13. Упаковка, вмещающая порошкообразную композицию для приготовления напитка по любому из пп. 1–8, которая представляет собой стик-пакет или контейнер.