ES2902958T3 - Aparato para airear un producto pastoso y para mezclarlo con otro producto y método - Google Patents

Abstract

Un aparato para airear un producto pastoso, el aparato que comprende una carcasa (1) que se extiende en una dirección longitudinal, dicha carcasa (1) que comprende una entrada (4) para el producto pastoso a airear y una salida (5) para el producto aireado, y, dentro de la carcasa (1), al menos un primer conjunto de un rotor y un estator (21) y un segundo conjunto de un rotor y un estator (22), en donde cada conjunto de un rotor y un estator (21, 22) tiene rebordes dentados complementarios orientados de manera opuesta en la dirección longitudinal, dicho aparato que comprende un árbol (3) de accionamiento, estando acoplados los rotores de cada conjunto de un rotor y un estator (21, 22) a dicho árbol de accionamiento, dicho aparato que comprende además un inyector (6) de gas para inyectar, corriente arriba del primer conjunto de un rotor y un estator (21), un gas en el producto pastoso a airear, en donde el aparato comprende además una cámara (7) de mezcla intermedia proporcionada en la carcasa entre el primer y el segundo conjuntos de un rotor y un estator (21, 22), y un medio de introducción de producto secundario que sobresale en la cámara (7) de mezcla intermedia para salir a dicha cámara (7) de mezcla intermedia.

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato para airear un producto pastoso y para mezclarlo con otro producto y método

Campo técnico

La presente invención se refiere a un aparato para airear productos pastosos y a un método para airear productos pastosos. "Pastoso" debe entenderse de manera amplia y no restrictiva. Los productos pastosos comprenden productos semilíquidos, viscosos y semisólidos. Por ejemplo, los esponjados (es decir, composiciones alimenticias aireadas) con base en productos lácteos (es decir, productos alimenticios en leche), en forma de espuma obtenida batiendo aire o gas en una base láctea, son bien conocidas en la técnica. Su textura aireada es muy apreciada por los consumidores. La invención se refiere a la aireación de tales productos, en particular para la industria alimentaria y de piensos. También se puede aplicar en la industria farmacéutica o cosmética.

Antecedentes de la invención

Los métodos más habituales de aireación de productos líquidos y semilíquidos aplicados industrialmente se basan en la aireación mecánica. Las máquinas disponibles comercialmente varían algo en su diseño, pero los principios de su operación son generalmente similares. Además, se describen ejemplos de mezcladores de rotor y estator en los documentos EP 0210905 A2, GB 2105209 A y US 2017/101583 A1.

El aparato mezclador de la mayoría de las máquinas disponibles comercialmente es del tipo rotor y estator que comprende un árbol de rotor de acero inoxidable cubierto con clavijas metálicas que encajan dentro de una carcasa que también tiene clavijas en su interior. Cuando se ensambla el aparato de mezcla, las clavijas en el árbol y en el interior del aparato se entrelazan para proporcionar fuerza de cizallamiento en el flujo del producto. Se combinan una fase líquida y una fase gaseosa antes de entrar en el aparato de mezcla. El aparato de mezcla desintegra mecánicamente grandes burbujas de gas en burbujas muy pequeñas que quedan atrapadas dentro de la matriz del alimento. El tamaño de la burbuja es un factor esencial que determina los atributos del producto.

Tales máquinas se describen, por ejemplo, en los documentos WO 91/07221 A1, GB 888264 A y DE 3127684 A1. El documento WO 2013/068426 A1 divulga un dispositivo para la aireación de productos alimenticios que comprende un cabezal mezclador que tiene al menos un conjunto de rotor y estator. Cada conjunto de rotor y estator comprende un rotor y un estator con rebordes dentados complementarios que están orientados de manera opuesta en la dirección axial. Se proporciona una cubierta de entrada que tiene una abertura de entrada de producto para recibir un producto a airear y un inyector de gas dispuesto en la misma y que atraviesa la cubierta de entrada de modo que el cabezal del inyector de gas esté ubicado en un espacio de cabezal definido por la cubierta de entrada y un primer conjunto rotor-estator. Este dispositivo no permite mezclar y airear varias composiciones juntas.

El documento DE 102015205597 B3 se refiere a un dispositivo para la producción de una primera masa alimenticia espumada, que contiene una segunda masa alimenticia grumosa o líquida. El dispositivo comprende en una extremidad una primera carcasa de estator y un primer rotor. La primera carcasa del estator y el primer rotor están provistos de elementos de batido orientados radialmente y espaciados axialmente. El primer rotor gira en la primera carcasa del estator. Los elementos de batido del rotor se enlazan con los elementos de batido estáticos de la primera carcasa del estator. El primer rotor está acoplado con un primer árbol de accionamiento. El dispositivo comprende en su otro extremo una segunda carcasa de estator y un segundo rotor que están construidos de manera similar a la primera carcasa de estator y al primer rotor. La velocidad de rotación del primer rotor para batir se puede ajustar independientemente de la velocidad de rotación del segundo rotor para mezclar.

DE 29709060 U1 se refiere a un kit de construcción para construir un dispositivo mezclador rotor/estator para la dispersión y mezcla continua de gases, fluidos y/o sólidos en una fase fluida.

El documento WO 99/08782 A1 se refiere a un proceso para la preparación de vesículas que contienen gas en donde una mezcla de gas, líquido y material que forma la membrana de la vesícula se pasa a través de una zona en la que está sujeta a fuerzas de cizallamiento ejercidas por superficies que se mueven entre sí. a una velocidad de al menos 20 m/s.

Las desventajas de los sistemas disponibles comercialmente incluyen limitaciones en la versatilidad del aparato, por ejemplo, con respecto a la entrada de diferentes fluidos y/o el tamaño de las burbujas obtenidas entre otros.

Este inconveniente puede superarse parcialmente proporcionando un aparato para airear un producto pastoso (por ejemplo, un producto alimenticio) que comprenda una entrada adicional para inyectar, en una posición entre un conjunto de un rotor y un estator corriente arriba y un conjunto adyacente de un rotor y un estator corriente abajo, un producto secundario a mezclar con el producto alimenticio.

Sin embargo, tales aparatos están limitados con respecto al mezclado y aireación homogéneos de productos alimenticios, en particular con respecto al producto secundario. El producto secundario puede ser un líquido, un semilíquido, un gas o cualquier combinación de los mismos. El producto secundario también puede ser o comprender piezas sólidas.

Los aparatos de acuerdo con el estado de la técnica tampoco permiten proporcionar las características solicitadas al producto de salida (por ejemplo, una crema con inclusiones sólidas distribuidas homogéneamente, tales como trozos de chocolate) para todos los diferentes tipos de producto secundario que se desee introducir.

Incluso los aparatos técnicamente más avanzados no pueden producir todo tipo de producto pastoso aireado, ya que su versatilidad en términos de batido sigue siendo limitada. Cualquier aparato dado está diseñado para producir un producto específico, pero no se puede adaptar fácilmente a la producción de un rango más amplio de productos, por ejemplo, a productos base aireados que tienen diferentes propiedades (cantidad de gas, tamaño de las burbujas, etc.) mezclados con diferentes tipos de productos secundarios (gas, líquido, semilíquido, piezas sólidas o combinación de los mismos, que pueden ser productos cuyas propiedades cambian cuando se introducen en el producto base aireado).

Resumen de la invención

Es un objeto de la invención proporcionar un aparato y método para la aireación de productos alimenticios que supere una o más desventajas de los sistemas conocidos, en particular con respecto a la introducción de un producto secundario en un producto pastoso.

En consecuencia, un aspecto de la invención propone un aparato para airear un producto pastoso, el aparato que comprende una carcasa que se extiende en una dirección longitudinal, dicha carcasa que comprende una entrada (4) para el producto pastoso a airear y una salida para el producto aireado y, dentro de la carcasa, al menos un primer conjunto de un rotor y un estator y un segundo conjunto de un rotor y un estator, en donde cada conjunto de un rotor y un estator tiene rebordes dentados complementarios orientados de manera opuesta en la dirección longitudinal, dicho aparato que comprende un árbol de accionamiento, estando acoplados los rotores de cada conjunto de un rotor y un estator a dicho árbol de accionamiento. Dicho aparato comprende además un inyector de gas para inyectar, corriente arriba del primer conjunto de un rotor y un estator, un gas en el producto pastoso a airear, en donde el aparato comprende además una cámara de mezcla intermedia provista en la carcasa entre el primer y el segundo conjuntos de un rotor y un estator, y un medio de introducción de producto secundario que sobresale en la cámara de mezcla intermedia de tal manera que sale a dicha cámara de mezcla intermedia.

En comparación con los sistemas existentes, la introducción de un producto secundario dentro de la cámara de mezcla, a una distancia de la pared de la cámara de mezcla, proporciona una mejor distribución u homogeneización del producto secundario en el producto pastoso aireado y aumenta el tiempo de viaje del producto secundario al producto pastoso antes de que alcance un conjunto de rotor y estator.

En una realización, los medios de introducción de producto secundario comprenden un inyector de fluido. En otra realización, el medio de introducción de producto secundario forma una entrada de producto pastoso secundario. En una realización, la cámara de mezcla intermedia tiene una forma cilíndrica centrada en un eje de rotación del árbol y en donde los medios de introducción de producto secundario sobresalen en la cámara de mezcla intermedia a una distancia de una superficie externa del árbol comprendida entre el 10% y el 95% de la distancia, a lo largo de un radio de la cámara de mezcla intermedia, entre dicha superficie externa del árbol y una pared de la carcasa, y preferiblemente entre el 20% y el 70% de dicha distancia, y más preferiblemente entre el 25% y el 50% de dicha distancia.

En una realización, la carcasa comprende un paso anular interno a lo largo de la longitud, en la dirección longitudinal, de la cámara de mezcla intermedia. Preferiblemente, la cámara de mezcla intermedia tiene una forma cilíndrica centrada en un eje de rotación del árbol, que tiene un diámetro que es inferior al diámetro de un rotor. En una realización, la cámara de mezcla intermedia es un volumen libre de partes mecánicas excepto por dicho inyector de fluido.

En una realización, la cámara de mezcla intermedia tiene una longitud que corresponde al menos a la longitud de un conjunto de un rotor y un estator.

En una realización, la carcasa comprende, en la dirección longitudinal, una pluralidad de módulos, dicha pluralidad de módulos que comprende:

• un módulo de entrada que comprende una entrada de producto y un inyector de gas;

• al menos un módulo de carcasa intermedio, configurado para formar la cámara de mezcla intermedia, y

• un módulo de salida, que comprende una abertura de salida de producto.

Preferiblemente, cada módulo de carcasa intermedio está dispuesto para recibir uno, dos o tres conjuntos de un rotor y un estator.

En una realización, el rotor de cada conjunto de un rotor y un estator está acoplado al árbol de accionamiento longitudinal y el estator de cada conjunto de un rotor y un estator está acoplado a la carcasa.

En una realización, el aparato comprende un primer árbol acoplado al rotor de al menos un primer conjunto de un rotor y un estator, y un segundo árbol acoplado al rotor de al menos un segundo conjunto de un rotor y un estator. En una realización, el primer árbol y el segundo árbol son coaxiales con un eje longitudinal del aparato.

En una realización, el aparato está configurado para accionar el primer árbol y el segundo árbol a diferentes velocidades de rotación y/o en direcciones opuestas.

En una realización, el aparato comprende unos medios de accionamiento independientes que accionan de forma rotatoria el primer árbol y el segundo árbol, respectivamente.

En una realización, se forma una cámara intermedia entre un par de un rotor y un estator acoplados al primer árbol y un par de un rotor y un estator acoplados al segundo árbol.

En una realización, el aparato comprende un medio de introducción de producto secundario para introducir un producto secundario en la cámara intermedia formada entre un par de un rotor y un estator acoplados al primer árbol y un par de un rotor y un estator acoplados al segundo árbol.

En una realización, los pares de un rotor y un estator acoplados al primer árbol están encerrados en una primera parte de la carcasa, y los pares de un rotor y un estator acoplados al segundo árbol están encerrados en una segunda parte de la carcasa.

En una realización, la cámara intermedia está formada entre la primera parte de la carcasa y la segunda parte de la carcasa mediante una parte de la carcasa intermedia.

En otro aspecto, la invención propone un método para airear un producto pastoso que comprende pasar una corriente de producto pastoso a airear a través de un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, inyectando a través del inyector de gas corriente arriba un gas en la corriente de producto pastoso en una posición corriente arriba con respecto al primer conjunto de un rotor y un estator, e inyectar un producto secundario a través de los medios de introducción de producto secundario en la cámara de mezcla intermedia.

En una realización, el producto pastoso es un producto alimenticio lácteo.

En una realización, el gas introducido en el producto pastoso a través del inyector de gas corriente arriba se elige entre aire, nitrógeno, dióxido de carbono, óxido nitroso y combinaciones de los mismos.

En una realización, el producto secundario se elige entre aire, nitrógeno, dióxido de carbono, óxido nitroso, chocolate líquido, caramelo líquido, un coulis de frutas, una salsa aromatizada y combinaciones de los mismos.

Breve descripción de las figuras

• La figura 1 es una representación esquemática en sección transversal de un aparato de acuerdo con una realización de la invención.

• La figura 2 es una representación esquemática en sección transversal de un aparato de acuerdo con otra realización de la invención.

• La figura 3 es una representación esquemática en sección transversal de un aparato de acuerdo con otra realización más de la invención.

• La figura 4 es una representación esquemática en sección transversal de un aparato de acuerdo con otra realización más de la invención.

• Las figuras 5 y 6 son representaciones esquemáticas en sección transversal de módulos de entrada que pueden usarse en la invención.

• Las figuras 7 y 8 son representaciones esquemáticas en sección transversal de módulos de salida que pueden usarse en la invención.

• Las figuras 9 a 13 son representaciones esquemáticas en sección transversal de módulos intermedios que pueden usarse en la invención.

• Las figuras 14 y 15 son realizaciones de ejemplo de interfaces de ensamblaje entre módulos, que pueden usarse en la invención.

Para una comprensión completa de la presente invención y las ventajas de la misma, se hace referencia a la siguiente descripción detallada de la invención.

Debe apreciarse que diversas realizaciones de la presente invención se pueden combinar con otras realizaciones de la invención y son simplemente ilustrativas de las formas específicas de hacer y usar la invención y no limitan el alcance de la invención cuando se toman en consideración con las reivindicaciones y la siguiente descripción detallada.

Como se usa en esta especificación, las expresiones "comprende", "que comprende" y expresiones similares, no deben interpretarse en un sentido exclusivo o exhaustivo. En otras palabras, pretenden significar "que incluye, pero no se limita a".

La invención se describe adicionalmente con referencia a los siguientes ejemplos. Se apreciará que la invención según se reivindica no pretende estar limitada de ninguna manera por estos ejemplos.

La figura 1 es una representación esquemática en sección transversal de un aparato para airear un producto pastoso de acuerdo con una realización de la invención.

El aparato representado para airear un producto pastoso comprende una carcasa 1, en la que se alojan dos conjuntos de un rotor y un estator 21, 22. En la realización representada, la carcasa 1 tiene una forma sustancialmente tubular. La carcasa 1 se extiende en dirección longitudinal.

Los conjuntos de un rotor y un estator 21, 22 están alineados en serie a lo largo de un árbol 3 de accionamiento central, que se extiende en la dirección longitudinal a lo largo de un eje A longitudinal central.

Cada conjunto de rotor y estator 21, 22 comprende un rotor y un estator correspondiente. Los rotores están acoplados al árbol 3 de accionamiento y son accionados en rotación alrededor del eje longitudinal del árbol 3 de accionamiento por un motor (no mostrado) de accionamiento acoplado al árbol 3. El motor de accionamiento puede estar acoplado directa o indirectamente al árbol 3 de accionamiento. La dirección de rotación puede ser en sentido horario o antihorario alrededor del eje de rotación del árbol 3 de accionamiento (correspondiente al eje A longitudinal). Las velocidades de rotación típicas del árbol 3 de accionamiento pueden variar de 50 RPM a 1500 RPM.

En la realización ilustrada, los estatores están acoplados a la pared interna de la carcasa 1 que tiene una forma cilíndrica en la realización representada de la invención.

Los rotores tienen uno o más rebordes dentados que cooperan con rebordes dentados complementarios en los estatores que están orientados de manera opuesta en la dirección axial.

En la realización representada en la figura 1, el aparato para airear un producto pastoso está provisto de dos conjuntos de un rotor y un estator 21, 22, a saber, un primer conjunto de un rotor y un estator 21 y un segundo conjunto de un rotor y un estator 22. El primer conjunto de un rotor y un estator 21 está corriente arriba del segundo conjunto de un rotor y un estator 22, con respecto a la dirección general del flujo de producto en el aparato, desde una entrada 4 de producto a una salida 5 de producto aireado.

En esta realización, el aparato tiene una entrada 4 de producto provista en una cubierta de entrada o módulo 11 de entrada. La entrada 4 de producto está configurada para recibir una corriente de un producto pastoso (por ejemplo, líquido o semilíquido) a airear de una línea de alimentación de productos (no representada). En la realización representada, la entrada de producto está ubicada centralmente en la cubierta de entrada, a lo largo del eje A longitudinal. Se puede usar una bomba (no mostrada) para inyectar el producto líquido o semilíquido en el aparato y a través de la serie de conjuntos de un rotor y un estator 21, 22.

Se coloca un inyector 6 de gas en la cubierta de entrada para la introducción de gas a presión en el aparato.

En general, se puede inyectar gas en el aparato mezclador a una presión en el rango de aproximadamente 0.5 bares a aproximadamente 10 bares. La punta 61 de salida del inyector de gas está ubicada en un espacio corriente arriba del primer conjunto de un rotor y un estator 21. La inyección de gas se puede llevar a cabo en las proximidades del primer conjunto de un rotor y un estator 21.

La posición del inyector 6 de gas es importante para proporcionar una incorporación eficaz del gas en la corriente de producto pastoso, por ejemplo, para producir burbujas de gas regulares y uniformes en la corriente de producto pastoso.

El inyector 6 de gas puede colocarse con su eje central paralelo al eje A longitudinal del aparato (y/o entrada de producto) o inclinado en un ángulo de 10° a aproximadamente 85° con respecto a dicho eje A longitudinal del aparato. La inclinación del eje central del inyector 6 de gas permite optimizar el flujo del gas inyectado sobre los dientes del primer conjunto de un rotor y un estator 21. La posición de la punta del inyector de gas proporciona un buen control de las fuerzas de corte y cizallamiento aplicadas y evita la formación de bolsas de gas en la corriente de producto.

El gas que ingresa al aparato a presión a través del inyector 6 de gas fluye hacia los rebordes dentados del primer conjunto de un rotor y un estator 21 y se somete directamente a las altas fuerzas de cizallamiento y corte proporcionadas por el conjunto dentado de un rotor y un estator. La rotación de los rotores en cada conjunto de un rotor y un estator 21, 22 bombea la corriente de producto y las burbujas de gas hacia afuera a través de las brechas de cizallamiento entre los dientes del rotor y los dientes del estator, creando una condición de alto cizallamiento localizado. Las fuerzas de alto cizallamiento ejercidas sobre la corriente de producto en las brechas de cizallamiento entre los dientes del rotor y los dientes del estator a través de los cuales fluye el producto proporcionan homogeneización de la corriente de producto y la producción de una aireación homogénea del producto, con pequeñas burbujas de gas.

El aparato comprende además una cámara 7 de mezcla intermedia dispuesta en la carcasa entre el primer y el segundo conjuntos de un rotor y un estator. La cámara 7 de mezcla es un volumen claro dentro de la carcasa 1 (es decir, un volumen libre de partes mecánicas excepto el inyector de fluido), ubicado entre conjuntos de un rotor y un estator. La cámara 7 de mezcla permite la homogeneización de la corriente de producto corriente abajo de un conjunto de un rotor y un estator y antes de un conjunto siguiente (corriente abajo) de un rotor y un estator. La cámara 7 de mezcla contribuye a la expansión y estabilización del producto aireado. La cámara 7 de mezcla puede ser el volumen claro definido por: una cara de un conjunto corriente arriba de un rotor y un estator, una cara de un conjunto corriente abajo de un rotor y un estator, pared o paredes de la carcasa entre dichos conjuntos corriente arriba y corriente abajo, y la superficie 31 del árbol 3 de accionamiento situada entre dichos conjuntos corriente arriba y corriente abajo. En la realización representada en la figura 1, se proporciona una cámara 7 de mezcla entre el primer conjunto de un rotor y un estator 21 (como conjunto corriente arriba) y el segundo conjunto de un rotor y un estator 22 (como conjunto corriente abajo).

En la realización representada de la invención, el aparato comprende además un medio de introducción de producto secundario que comprende un inyector 8 de fluido, para la introducción de un producto secundario en la cámara 7 de mezcla.

Como se explicó anteriormente, el producto secundario puede ser un líquido, un semilíquido, un gas o cualquier combinación de los mismos. El producto secundario puede ser en particular una composición líquida o semilíquida que solidifica poco después de la inyección en el producto alimenticio, por ejemplo cuando se enfría. Por ejemplo, el producto pastoso que fluye en el aparato se puede mantener a baja temperatura. El producto secundario puede ser una composición de chocolate fundido, o una composición de caramelo líquido, a una temperatura más alta que la temperatura del producto pastoso. Debido a la diferencia de temperatura, la composición adicional se enfría poco después de la inyección en el producto pastoso. Esto provoca un aumento de la viscosidad del producto secundario, o incluso hace que el producto secundario se solidifique.

Dependiendo de la naturaleza física del producto secundario, el inyector 8 de fluido puede ser, por ejemplo, un inyector de gas o una entrada de producto pastoso secundario. Los medios de introducción de producto secundario pueden comprender un tubo que tiene un diámetro y una abertura en su extremo que tiene una sección suficiente para entregar convenientemente el producto pastoso secundario.

El inyector 8 de fluido (u otros medios de introducción de producto secundario) está configurado para sobresalir en la cámara 7 de mezcla para salir a dicha cámara 7 de mezcla. Por tanto, el producto secundario puede introducirse dentro de la cámara 7 de mezcla, en la corriente de producto pastoso, a una distancia deseada del árbol 3 de accionamiento (dependiendo del saliente del inyector 8 de fluido dentro de la cámara 7 de mezcla). Por tanto, puede ser deseable introducir el producto secundario cerca del árbol 3 de accionamiento que cruza la cámara 7 de mezcla, es decir, tanto como sea posible cerca del centro de la cámara 7 de mezcla.

Los medios de introducción de producto secundario pueden extenderse, por ejemplo, en la cámara 7 de mezcla intermedia para inyectar un producto secundario a una distancia de una superficie 31 externa del árbol 3 comprendida entre el 10% y el 95% de la distancia, a lo largo de un radio de la cámara 7 de mezcla intermedia (siempre que la cámara 7 de mezcla tenga una forma definida por una superficie de revolución, tal como una forma de cilindro), entre la superficie 31 externa del árbol 3 y una pared 111 interior de la carcasa 1. La distancia puede adaptarse dependiendo del producto pastoso, el producto secundario y la configuración del aparato. Por ejemplo, los medios de introducción de producto secundario pueden extenderse en la cámara 7 de mezcla intermedia para inyectar un producto secundario a una distancia de una superficie externa del árbol 3 comprendida entre 20% y 70% de dicha distancia, o 25% y 50% de dicha distancia.

El producto secundario no se introduce directamente delante de los rebordes dentados de un rotor. Debido a que el producto secundario se introduce en el grueso de la corriente de producto pastoso aireado en el aparato, no solo en su superficie a lo largo de la pared 111 interior de la carcasa 1, el producto secundario puede mezclarse homogéneamente en el producto pastoso aireado. El producto secundario se rodea inmediatamente por un producto pastoso aireado después de la introducción en dicho producto pastoso aireado. Si el producto secundario solidifica (parcial o completamente) después de la introducción en la corriente de producto pastoso, o, en términos más generales, si sus propiedades físicas cambian después de la introducción en el producto pastoso, este cambio de propiedades se mejora gracias a la introducción de dicho producto secundario en el grueso de la corriente de producto pastoso y al aumento del tiempo de viaje del producto secundario introducido antes de que alcance el segundo conjunto de un rotor y un estator 22.

La carcasa 1 comprende una salida 5 de producto para el producto aireado que comprende el producto secundario mezclado. Preferiblemente, se proporciona un regulador de contrapresión (no ilustrado) en la corriente de producto corriente abajo de la salida 5 de producto. En algunas realizaciones, el regulador de contrapresión tiene la forma de una válvula de contrapresión de membrana, por ejemplo, una válvula de contrapresión de doble membrana. Sin embargo, se prevén otros sistemas reguladores de contrapresión adecuados. Ventajosamente, el regulador de contrapresión permite controlar la presión en la cámara 7 de mezcla y asegurar un flujo constante del producto a través del aparato de mezcla.

La figura 2 es una representación esquemática en sección transversal de un aparato de acuerdo con una realización alternativa de la invención. La realización de la figura 2 difiere de la realización de la figura 1 en que comprende tres conjuntos de un rotor y un estator 21, 22, 23 y otra configuración de carcasa.

En la realización de ejemplo representada, se proporciona un tercer conjunto de un rotor y un estator 23 corriente arriba del primer conjunto de un rotor y un estator 21. El número, la posición y los parámetros (forma, tamaño y número de dientes) de los conjuntos de un rotor y un estator 21, 22, 23 se adapta al producto pastoso, el producto secundario introducido y las características deseadas del producto aireado final deseado.

Con respecto a la carcasa 1 del aparato, la variante de realización representada en la figura 2 (y la figura 3 como se explica a continuación) se basa en una construcción modular. La carcasa 1 del aparato de la figura 2 comprende un módulo 11 de entrada, un módulo 12 de carcasa intermedio y un módulo 13 de salida.

El módulo 11 de entrada comprende la entrada 4 de producto y el inyector 6 de gas. El módulo 12 de carcasa intermedio está configurado para formar la cámara 7 de mezcla intermedia entre el primer conjunto de un rotor y un estator 21 y el segundo conjunto de un rotor y un estator 22. El módulo 13 de salida comprende la abertura de salida 5 de producto. En la realización representada, también comprende un orificio para que el árbol 3 de accionamiento entre en la carcasa 1.

El módulo 12 de carcasa intermedio puede configurarse para recibir uno, dos o tres conjuntos de un rotor y un estator. En la realización representada de la figura 2, el módulo 12 de carcasa intermedio está configurado para recibir tres conjuntos de un rotor y un estator. El módulo intermedio de la carcasa puede comprender un paso 121 anular interno en su dirección longitudinal. Esto define lugares para conjuntos de un rotor y un estator corriente arriba y corriente abajo de dicho paso 121 anular. En la realización representada, dos conjuntos pueden colocarse corriente arriba del paso 121 anular y un conjunto puede colocarse corriente abajo del paso 121 anular en el módulo 12 de carcasa intermedio.

El paso 121 anular también puede ayudar a mantener en posición los estatores de conjuntos adyacentes de un rotor y un estator. El paso 121 anular también puede mejorar el sellado en la carcasa, evitando que se forme una corriente de producto en la periferia de un conjunto de un rotor y un estator. Para proporcionar este sello, se pueden colocar juntas tóricas entre el paso 121 y los conjuntos adyacentes de un rotor y un estator.

Las funciones de un paso anular pueden obtenerse mediante un anillo 9 espaciador (no representado en la realización de la figura 1, y correspondiente al anillo 9 espaciador de las figuras 2 y 3) que tiene el diámetro correcto para encajar dentro de la carcasa 1, y un grosor adaptado para mantener en la dirección longitudinal los conjuntos adyacentes de un rotor y un estator y para acomodar una junta tórica entre el anillo espaciador y dichos conjuntos adyacentes de un rotor y un estator. Cuando se usa para formar una cámara intermedia entre dos conjuntos de un rotor y un estator, el anillo espaciador puede comprender una característica tal como un orificio o un surco longitudinal para permitir que un inyector de fluido pase a través del anillo.

El módulo 13 de salida está configurado para recibir un conjunto adicional de un rotor y un estator. Sin embargo, en la realización representada, se usa un anillo 9 espaciador en lugar de un conjunto de rotor y estator. Dicho anillo 9 espaciador puede usarse en lugar de cualquier conjunto de un rotor y un estator para proporcionar sujeción mecánica de los conjuntos de un rotor y un estator en el aparato.

En la realización representada de la invención, el paso 121 anular define la cámara 7 de mezcla intermedia del aparato. Más particularmente, el paso 121 anular define la pared 111 de la cámara 7 de mezcla intermedia. Esto hace que la cámara 7 de mezcla intermedia tenga una forma cilíndrica centrada en el eje A longitudinal, que tiene un diámetro que es más pequeño que el diámetro de un rotor. En la realización representada, la cámara 7 de mezcla intermedia tiene una longitud sustancialmente igual a la longitud de un conjunto de un rotor y un estator. Sin embargo, la longitud de la cámara 7 de mezcla intermedia puede ser más corta o más larga.

La figura 3 es una representación esquemática en sección transversal de un aparato de acuerdo con otra realización alternativa más de la invención. En comparación con la realización representada en la figura 2, la carcasa 1 comprende dos módulos 12', 12" de carcasa intermedios. Un primer módulo 12' de carcasa intermedio alberga el tercer y el primer conjunto de un rotor y un estator 23, 21; un segundo módulo de carcasa intermedio alberga el segundo, un cuarto y un quinto conjunto de un rotor y un estator 22, 24, 25. Como en la realización de la figura 2, se proporciona un anillo 9 espaciador en el módulo de salida.

La realización de la invención mostrada en la figura 3 comprende dos cámaras de mezcla intermedias, a saber, una primera cámara 7' de mezcla intermedia entre el primer y el segundo conjuntos de un rotor y un estator 21, 22, y una segunda cámara 7" de mezcla intermedia entre el cuarto y el quinto conjuntos de un rotor y un estator 24, 25. Un primer inyector 8' de fluido está configurado para introducir un primer producto secundario en la primera cámara 7 de mezcla intermedia, y un segundo inyector 8" de fluido está configurado para introducir un segundo producto secundario en la segunda cámara 7" de mezcla intermedia. El primer y segundo producto secundario pueden ser iguales o no. Pueden ser del mismo tipo (gas, líquido, semilíquido, etc.), o no. El aparato puede configurarse para introducir el primer y segundo producto secundario al mismo tiempo o secuencialmente.

Más generalmente, se pueden usar diversas configuraciones de conjuntos de un rotor y un estator para formar un aparato de acuerdo con diversas realizaciones de la invención, correspondientes a las realizaciones representadas y otras posibles realizaciones.

En todas las realizaciones de la invención, cada conjunto de un rotor y un estator puede comprender dos o más filas de dientes de rotor y estator. El número de filas de dientes de rotor y estator en cada etapa de rotor y estator puede variar a lo largo del aparato de mezcla. En una realización particular, los rotores y estatores de todas las etapas rotor-estator tienen el mismo número de filas de dientes. En diversas realizaciones, al menos un conjunto de rotorestator comprende dos filas de dientes de rotor-estator, tres filas de dientes de rotor-estator o cuatro filas de dientes de rotor-estator.

El número, el ancho y/o el espaciamiento entre los dientes del rotor puede variar entre las filas de dientes en un rotor particular en un conjunto particular de un rotor y un estator. En una realización preferida, el espaciamiento entre los dientes es sustancialmente el mismo en un rotor particular. El número, el ancho y/o el espaciamiento entre los dientes del estator puede variar entre las filas de dientes en un estator particular dependiendo del producto a airear. En una realización preferida, el espaciamiento entre los dientes es sustancialmente el mismo en un mismo estator. Los dientes complementarios axialmente opuestos en el rotor y el estator de un conjunto de rotor y estator particular pueden tener el número, el ancho y el espaciamiento correspondientes de los dientes.

En realizaciones, los rotores comprenden al menos diez dientes de rotor espaciados circunferencialmente alrededor de la circunferencia de cada rotor.

La configuración de los dientes de los conjuntos de un rotor y un estator y la velocidad de rotación del árbol 3 de accionamiento pueden adaptarse para cambiar la tasa de cizallamiento a lo largo del trayecto del flujo de producto en el aparato. Por ejemplo, la tasa de cizallamiento varía proporcionalmente con la velocidad del rotor, inversamente con el ancho de la brecha entre rotor/estator e inversamente con la distancia angular entre dos dientes de una misma fila. El ancho de la brecha entre rotor / estator es la distancia radial entre una fila de dientes de rotor y una fila de dientes de estator adyacente.

Puede proporcionarse una camisa hueca (no representada) alrededor de la carcasa 1. La camisa y la carcasa definen un espacio para la circulación de un fluido refrigerante o calefactor. El uso de una camisa permite mantener el producto a airear a la temperatura deseada. En algunas realizaciones, se hace circular un fluido refrigerante en la camisa para mantener una temperatura fría en el producto que fluye a través del aparato. La circulación de un fluido refrigerante permite evitar la captación de energía térmica que se generaría por las velocidades de rotación dentro del aparato mezclador. Ventajosamente, esto ayuda a mantener el grado y la estabilidad de la aireación en el producto. Puede contemplarse cualquier fluido refrigerante o calefactor. Los fluidos refrigerantes de ejemplo incluyen aire o agua a temperatura fría.

La temperatura del refrigerante o del fluido calefactor se puede adaptar dependiendo del producto a airear y las propiedades de aireación deseadas del producto.

La figura 4 es una representación esquemática en sección transversal de un aparato para airear un producto pastoso de acuerdo con una realización de la invención.

El aparato representado para airear un producto pastoso comprende una carcasa 100, en la que albergan cinco conjuntos de un rotor y un estator, a saber, un primer conjunto de un rotor y un estator 21, un segundo conjunto de un rotor y un estator 22, se alojan un tercer conjunto de un rotor y un estator 23, un cuarto conjunto de un rotor y un estator 24 y un quinto conjunto de un rotor y un estator 25. En la realización representada, la carcasa 100 se extiende en una dirección longitudinal.

En la realización representada de la figura 4, los conjuntos de un rotor y un estator 21, 22, 23, 24, 25 están alineados en serie a lo largo de un eje A longitudinal que se extiende en la dirección longitudinal de la carcasa 100 del aparato. El primer conjunto de un rotor y un estator 21 está corriente arriba del segundo conjunto de un rotor y un estator 22, que está corriente arriba del tercer conjunto de un rotor y un estator 23, y así sucesivamente, con respecto a la dirección general del flujo de producto en el aparato, desde una entrada 4 de producto a una salida 5 de producto aireado.

Cada conjunto de un rotor y un estator 21, 22, 23, 24, 25 comprende un rotor y un estator correspondiente.

En la realización ilustrada, los estatores están acoplados a la pared interna de la carcasa 100 que tiene una forma cilíndrica en la realización representada de la invención.

Los rotores tienen uno o más rebordes dentados que cooperan con rebordes dentados complementarios en los estatores que están orientados de manera opuesta en la dirección axial. Cada rotor está acoplado a un árbol de accionamiento que lo acciona en rotación. En la realización de ejemplo representada, el primer, segundo y tercer conjuntos de un rotor y un estator 21, 22, 23 están acoplados (es decir, su rotor está acoplado) a un primer árbol 31 de accionamiento. Los conjuntos cuarto y quinto de un rotor y un estator 24, 25 están acoplados a un segundo árbol 32 de accionamiento.

Debido a que los conjuntos de un rotor y un estator 21, 22, 23, 24, 25 se distribuyen entre dos árboles, la longitud de cada árbol se reduce en comparación con un aparato que tiene el mismo número de conjuntos de un rotor y un estator acoplados a un solo árbol. Esto reduce las fuerzas aplicadas en cada árbol 31, 32 y limita en particular el momento aplicado sobre el cojinete del árbol (por ejemplo, donde un árbol entra en la carcasa 100) que podría doblar el árbol.

En la realización representada de la figura 4, el primer árbol 31 y el segundo árbol 32 son coaxiales y están alineados con el eje A longitudinal.

Son posibles muchas configuraciones de aparatos, ya que los dos árboles pueden estar alineados o no. Se pueden proporcionar aparatos que tengan una configuración general en "L" (con dos árboles perpendiculares) o en "U" (con dos árboles paralelos).

Preferiblemente, el aparato está configurado para accionar el primer árbol y el segundo árbol a diferentes velocidades de rotación y/o en direcciones opuestas. Esto se puede obtener mediante diversos mecanismos o configuraciones. En una realización de la invención, el accionamiento del primer árbol 31 de accionamiento y el accionamiento del segundo árbol 32 de accionamiento son independientes. Para lograr esto, el primer árbol de accionamiento puede ser accionado de manera rotatoria por un primer motor de accionamiento (directamente o mediante un mecanismo de transmisión) y el segundo árbol de accionamiento puede ser accionado de manera rotatoria por un segundo motor de accionamiento (directamente o mediante un mecanismo de transmisión). El primer motor de accionamiento y el segundo motor de accionamiento se pueden controlar de forma independiente. En otra realización de la invención, el accionamiento del primer y segundo árbol 31, 32 a diferentes velocidades y/o en direcciones opuestas puede obtenerse mediante diferentes sistemas de transmisión entre un solo motor de accionamiento y respectivamente el primer árbol 31 y el segundo árbol 32.

Los sistemas de transmisión que se pueden usar en la invención comprenden una cadena o correa de accionamiento, un ensamblaje de engranajes o tren de engranajes (con o sin reductor) y cualquier otro sistema de transmisión conocido que pueda cambiar la velocidad de rotación o la dirección de rotación de un motor de accionamiento.

Esto hace posible proporcionar los conjuntos de rotor y un estator acoplados al primer árbol 31 y los conjuntos de un rotor y un estator acoplados al segundo árbol 32 con distintas funciones o efectos sobre la corriente de producto pastoso que fluye en el aparato. Por ejemplo, el primer árbol 31 puede ser accionado a una alta velocidad de rotación y el gas puede ser introducido corriente arriba de los rotores accionados por dicho primer árbol 31 para formar un esponjado altamente aireado con pequeñas burbujas de gas, mientras que el segundo árbol 32 puede ser accionado a baja velocidad de rotación para mezclar en el esponjado inclusiones sólidas introducidas o formadas entre los conjuntos de un rotor y un estator acoplados al primer árbol 31 y los conjuntos de un rotor y un estator acoplados al segundo árbol 32, sin romper las inclusiones en piezas. La mezcla obtenida por los conjuntos acoplados al segundo árbol 32 puede mejorarse accionando los árboles en direcciones opuestas. Las velocidades de rotación típicas de los árboles 31, 32 de accionamiento pueden variar de 50 RPM a 1500 RPM. Puede elegirse una velocidad de rotación alta, por ejemplo, para batir un producto pastoso con gas para formar un esponjado que tenga pequeñas burbujas. Se puede optar por una velocidad de rotación baja para mezclar, de manera homogénea o no, un producto secundario (fluido, semilíquido o piezas sólidas). La mezcla a una velocidad de rotación baja no altera las propiedades del producto base en el que se mezcla el producto secundario (por ejemplo, no se altera la textura de un esponjado), ni las propiedades del producto secundario (por ejemplo, las piezas sólidas no se rompen en piezas).

El tamaño de los dientes de cada conjunto de un rotor y un estator se puede elegir en combinación con la velocidad de rotación del rotor (es decir, del árbol de accionamiento correspondiente), dependiendo del efecto deseado. Por ejemplo, se pueden usar dientes pequeños para formar pequeñas burbujas de gas en un producto (preferiblemente en combinación con una velocidad de rotación alta) y se pueden usar dientes grandes para no romper inclusiones sólidas (preferiblemente en combinación con una velocidad de rotación baja).

La configuración de los dientes de los conjuntos de un rotor y un estator 21, 22, 23, 24, 25 y la velocidad de rotación del árbol 31, 32 de accionamiento correspondiente pueden adaptarse para cambiar la tasa de cizallamiento a lo largo del trayecto del flujo de producto en el aparato. Por ejemplo, la tasa de cizallamiento varía proporcionalmente con la velocidad del rotor, inversamente con el ancho de la brecha entre rotor/estator e inversamente con la distancia angular entre dos dientes de una misma fila. El ancho de la brecha entre rotor/estator es la distancia radial entre una fila de dientes de rotor y una fila de dientes de estator adyacente.

En la realización representada de la figura 4, el aparato tiene una entrada 4 de producto provista en un módulo de entrada que forma una primera parte 41 de carcasa de la carcasa 100. La entrada 4 de producto está configurada para recibir una corriente de un producto pastoso (por ejemplo, líquido o semilíquido) a airear desde una línea de alimentación de producto (no representada). Puede usarse una bomba (no mostrada) para inyectar el producto líquido o semilíquido en el aparato y a través de la serie de conjuntos de un rotor y un estator 21, 22, 23, 24, 25. En la realización representada de la figura 4, la entrada de producto está sustancialmente en ángulo recto con el eje A longitudinal. En otras realizaciones variantes, la entrada de producto puede formar un ángulo agudo con respecto al eje A longitudinal. La entrada de producto está dispuesta preferiblemente en un lado periférico del módulo de entrada, porque el primer árbol 31 entra en el módulo de entrada por un orificio formado en un extremo de la carcasa 100 a lo largo del eje A longitudinal.

La entrada de producto puede desembocar en una cámara 42 de entrada. La cámara 42 de entrada consiste esencialmente en un volumen libre de partes mecánicas a excepción de un inyector 6 de gas, situado en el módulo de entrada corriente arriba del primer conjunto de un rotor y un estator 21.

El inyector 6 de gas se coloca en el módulo de entrada para la introducción de gas a presión en el aparato. El inyector de gas puede inyectar un gas (por ejemplo, aire, nitrógeno, dióxido de carbono, óxido nitroso o una combinación de los mismos) en la cámara de entrada. La punta 61 de salida del inyector de gas se sitúa así en la cámara de entrada. En general, se puede inyectar gas en el aparato mezclador a una presión en el rango de aproximadamente 0.5 bares a aproximadamente 10 bares.

La posición del inyector 6 de gas es importante para proporcionar una incorporación eficiente del gas en la corriente de producto pastoso, por ejemplo, para producir burbujas de gas regulares y uniformes en la corriente de producto pastoso. Pueden usarse muchas posiciones y orientaciones del inyector 6 de gas. La elección de la posición y orientación del inyector 6 de gas permite optimizar el flujo del gas inyectado sobre los dientes del primer conjunto de un rotor y un estator 21. La posición de la punta del inyector de gas proporciona un buen control de las fuerzas de corte y cizallamiento aplicadas y evita la formación de bolsas de gas en la corriente de producto.

El gas que entra en el aparato a presión a través del inyector 6 de gas fluye sobre los rebordes dentados del primer conjunto de un rotor y un estator 21 y se somete a las altas fuerzas de cizallamiento y corte proporcionadas por el conjunto dentado de un rotor y un estator. La rotación de los rotores en cada conjunto de un rotor y un estator 21, 22 bombea la corriente de producto y las burbujas de gas hacia afuera a través de las brechas de cizallamiento entre los dientes del rotor y los dientes del estator, creando una condición de alto cizallamiento localizado. Las altas fuerzas de cizallamiento ejercidas sobre la corriente de producto en las brechas de cizallamiento entre los dientes del rotor y los dientes del estator a través de los cuales fluye el fluido proporcionan homogeneización de la corriente de producto y la producción de una aireación homogénea del producto, con pequeñas burbujas de gas.

La carcasa 100 comprende una salida 5 de producto para el producto aireado que comprende el fluido secundario mixto. La salida de producto se proporciona en un módulo de salida que forma una segunda parte 51 de carcasa de la carcasa 100. Preferiblemente, se proporciona un regulador de contrapresión (no ilustrado) en la corriente de producto corriente abajo de la salida 5 de producto. En algunas realizaciones, el regulador de contrapresión tiene la forma de una válvula de contrapresión de membrana, por ejemplo, una válvula de contrapresión de doble membrana. Sin embargo, se pueden proporcionar otros sistemas reguladores de contrapresión adecuados. Ventajosamente, el regulador de contrapresión permite controlar la presión en la cámara 70 de mezcla y asegurar un flujo constante del producto a través del aparato de mezcla.

En el ejemplo representado de la figura 4, la primera parte 41 de la carcasa y la segunda parte 51 de la carcasa tienen una forma similar, excepto que el módulo de entrada formado por la primera parte 41 de la carcasa está adaptado para recibir un inyector 6 de gas. El módulo se puede utilizar como primera parte 41 de la carcasa y como segunda parte 51 de la carcasa. Por ejemplo, el módulo de entrada puede estar provisto de un orificio ahusado a través de una de sus paredes donde se puede colocar el inyector de gas, mientras que para el módulo de salida se puede colocar un tomillo de cierre en el orificio ahusado para sellarlo.

En la forma de realización representada, la salida de producto forma sustancialmente un ángulo recto con el eje A longitudinal. En otras formas de realización variantes, la salida de producto puede formar un ángulo recto con respecto al eje A longitudinal. La salida 5 de producto está dispuesta preferiblemente en un lado periférico del módulo de entrada, porque el segundo árbol 32 entra en el módulo de salida por un orificio formado en un extremo de la carcasa 100 a lo largo del eje A longitudinal.

La salida de producto puede desembocar en una cámara 52 de salida. La cámara 52 de salida consiste esencialmente en un volumen libre de partes mecánicas situado en el módulo de salida corriente abajo del último conjunto de un rotor y un estator 21.

El primer, segundo y tercer conjunto de un rotor y un estator 21, 22, 23 y el primer árbol 31 de accionamiento están alojados en la primera parte 41 de la carcasa. El cuarto y quinto conjuntos de un rotor y un estator 24, 25, y el segundo árbol 32 de accionamiento están alojados en la segunda parte 51 de la carcasa. La primera parte 41 de la carcasa y la segunda parte 51 de la carcasa están adaptadas para recibir hasta tres conjuntos de un rotor y un estator. Cuando sólo se proporcionan uno o dos conjuntos de un rotor y un estator en la primera o segunda parte de la carcasa, se puede proporcionar un anillo 9 espaciador en lugar de un conjunto.

El anillo 9 espaciador tiene el diámetro correcto para encajar dentro de la carcasa 100, y un grosor adaptado para mantener en la dirección longitudinal los conjuntos adyacentes de un rotor y un estator y para acomodar una junta tórica 91 entre el anillo espaciador y dichos conjuntos adyacentes de un rotor y un estator (o una pared de la carcasa).

Como en el ejemplo representado en la figura 4, el anillo 9 espaciador puede usarse para formar una cámara libre entre dos conjuntos de un rotor y un estator (por ejemplo, para aumentar el tiempo de viaje del producto para mejorar la mezcla con el producto secundario, y/o suavizar la corriente turbulenta después del conjunto de un rotor y un estator).

El aparato representado también comprende una parte 71 de carcasa intermedia que forma una cámara 70 intermedia entre los conjuntos tercero y cuarto de un rotor y un estator, o, en otras palabras, entre la primera parte 41 de la carcasa y la segunda parte 51 de la carcasa. La cámara 70 intermedia permite la homogeneización de la corriente de producto corriente abajo de un conjunto de un rotor y un estator y antes de un conjunto siguiente (corriente abajo) de un rotor y un estator. La cámara 70 intermedia puede contribuir a la expansión y estabilización del producto aireado.

La cámara 70 intermedia es un volumen claro dentro de la carcasa 100, es decir, un volumen libre de partes mecánicas excepto por al menos un medio 80 de introducción de producto secundario, tal como un inyector de producto secundario para un producto secundario un gas, fluido o semilíquido. Para productos semilíquidos o piezas sólidas, el medio 80 de introducción de producto secundario puede comprender un tubo que tiene un diámetro y una abertura en su extremo que tiene una sección suficiente para entregar convenientemente el producto secundario. Como se explicó anteriormente, el producto secundario puede ser un líquido, un semilíquido, un gas, piezas sólidas o cualquier combinación de los mismos. El producto secundario puede ser en particular una composición líquida o semilíquida que solidifica poco después de la inyección en el producto alimenticio, por ejemplo cuando se enfría. Por ejemplo, el producto pastoso que fluye en el aparato se puede mantener a baja temperatura. El fluido secundario puede ser una composición de chocolate fundido, o una composición de caramelo líquido, a una temperatura más alta que la temperatura del producto pastoso. Debido a la diferencia de temperatura, la composición adicional se enfría poco después de la inyección en el producto pastoso. Esto provoca un aumento de la viscosidad del fluido secundario, o incluso hace que el fluido secundario se solidifique.

El medio 80 de introducción de producto secundario está configurado para sobresalir en la cámara 70 intermedia para salir a dicha cámara 70 intermedia. El producto secundario puede introducirse así dentro de la cámara 70 intermedia, en la corriente de producto pastoso (aireado). Por tanto, puede ser deseable introducir el producto secundario cerca del eje A longitudinal, es decir, tanto como sea posible cerca del centro de la cámara 70 intermedia. Debido a que el fluido secundario se introduce profundamente en la corriente de producto pastoso aireado en el aparato, no sólo en su superficie a lo largo de la pared 111 interior de la carcasa 100, el producto secundario puede mezclarse homogéneamente en el producto pastoso aireado. Si el producto secundario solidifica (parcial o completamente) después de la introducción en la corriente de producto pastoso, o, en términos más generales, si sus propiedades físicas cambian después de la introducción en el producto pastoso, este cambio de propiedades se potencia gracias a la introducción de dicho fluido secundario. profundamente en la corriente de producto pastoso y el aumento del tiempo de viaje del fluido secundario introducido antes de que alcance el cuarto conjunto de un rotor y un estator 24.

En la realización representada de la figura 4, el aparato está provisto de dos medios 80 de introducción de producto secundario. Los medios de introducción de producto secundario múltiples proporcionan una buena distribución inicial del producto secundario en el producto pastoso aireado.

Se puede proporcionar una camisa hueca (no representada) alrededor de la carcasa 100. La camisa y la carcasa definen un espacio para la circulación de un fluido refrigerante o calefactor. El uso de una camisa permite mantener el producto a airear a la temperatura deseada. En algunas realizaciones, se hace circular un fluido refrigerante en la camisa para mantener una temperatura fría en el producto que fluye a través del aparato. La circulación de un fluido refrigerante permite evitar la captación de energía térmica que se generaría por las velocidades de rotación dentro del aparato mezclador. Ventajosamente, esto ayuda a mantener el grado y la estabilidad de la aireación en el producto. Puede contemplarse cualquier fluido refrigerante o calefactor. Los fluidos refrigerantes de ejemplo incluyen aire o agua a temperatura fría. La temperatura del fluido refrigerante o calefactor se puede adaptar dependiendo del producto a airear y las propiedades de aireación deseadas del producto.

Se pueden usar diversas configuraciones de conjuntos de un rotor y un estator, así como diversas configuraciones de carcasas, en aparatos de acuerdo con diversas realizaciones de la invención, como se ilustra a modo de ejemplo en la figura 1, figura 2, figura 3 y figura 4. En algunas realizaciones, las juntas tóricas 91 pueden usarse para proporcionar un sello entre varias partes del aparato. Pueden usarse juntas tóricas 91 para proporcionar un sello a los módulos que forman la carcasa, para evitar una fuga de producto fuera del aparato. Las juntas tóricas 91 también se pueden usar entre los conjuntos de un rotor y un estator y partes internas de la carcasa como se explica a continuación, y entre el árbol 3 y los conjuntos de un rotor y un estator.

El número, el ancho y/o el espaciamiento de los dientes del rotor/estator puede variar entre los conjuntos de un rotor y un estator dentro de un aparato mezclador. En realizaciones, cada conjunto de un rotor y un estator tiene sustancialmente el mismo número, el ancho y/o el espaciamiento de dientes de rotor/estator. El diámetro externo de los rebordes dentados de cada conjunto de un rotor y un estator puede ser sustancialmente el mismo. El diámetro interno de los rebordes dentados de cada conjunto de un rotor y un estator puede ser sustancialmente el mismo. En algunas realizaciones, cada conjunto de un rotor y un estator es extraíble e intercambiable, lo que ofrece flexibilidad. Por ejemplo, diferentes números, anchos y espaciamientos entre los dientes de los rebordes dentados del rotor-estator se pueden cambiar según se desee para cada conjunto de un rotor y un estator dentro del aparato de mezcla dependiendo de las propiedades del producto alimenticio a airear y el resultado de aireación deseado. De acuerdo con las formas de realización, los conjuntos de un rotor y un estator pueden tener todos el mismo diámetro o diámetros diferentes. Por ejemplo, una configuración alineada en la que todos los conjuntos de un rotor y un estator tienen el mismo diámetro permite controlar las fuerzas de cizallamiento y corte aplicadas a lo largo del aparato mezclador y proporciona una tasa de flujo de producto sustancialmente constante a través del aparato. Por el contrario, una configuración cónica y radialmente escalonada de la pluralidad de conjuntos de un rotor y un estator, en la que cada conjunto tiene un diámetro más grande o más pequeño que el directamente corriente arriba, produce una variación de la velocidad de la corriente del producto en el interior del aparato. Una ventaja de los aparatos de acuerdo con la invención es proporcionar una "diferenciación tardía" del producto final. Por ejemplo, se puede introducir una misma matriz alimenticia como producto pastoso en el aparato para varios productos finales. Se inyecta gas en la matriz alimenticia a través del inyector 1 de gas. Luego se inyecta un producto secundario en la matriz alimenticia espumada a través del inyector 8 de fluido (u otros medios de introducción de producto secundario (por ejemplo, medio 80 de introducción de producto secundario)). Cambiando el producto secundario introducido, el producto final puede cambiarse fácilmente. Las figuras 5 y 6 son representaciones esquemáticas en sección transversal de módulos de entrada que pueden usarse en la invención para formar un aparato de acuerdo con la invención.

La figura 5 representa un módulo 11 de entrada. El módulo de entrada comprende una entrada 4 de producto y un inyector 6 de gas. El módulo 11 de entrada tiene una forma general de un sólido de revolución, alrededor del eje A. La entrada 4 de producto está configurada para recibir una corriente de un producto pastoso (por ejemplo, líquido o semilíquido) a airear desde una línea de alimentación de producto. La entrada 4 de producto está provista, por ejemplo, de una rosca 130 para atornillar herméticamente la línea de alimentación de producto a dicha entrada 4 de producto.

En la realización de la figura 5, la entrada de producto está ubicada centralmente en la cubierta de entrada, a lo largo del eje A. Esto hace posible proporcionar una gran abertura de entrada en el módulo 11 de entrada (y por lo tanto en el aparato de mezcla que comprende el módulo 11 de entrada). La introducción de un producto base en el aparato puede realizarse en la misma dirección que el flujo del producto hacia el aparato. Una gran abertura y ningún cambio de dirección del flujo de producto genera muy pocas pérdidas de carga. Sin embargo, un árbol (utilizado en el aparato para accionar rotores de conjuntos de un rotor y un estator para batir o mezclar el producto que fluye en dicho aparato) no puede introducirse a través del módulo de entrada a lo largo del eje A principal. En un aparato mezclador que utilice el módulo 11 de entrada de la figura 5, tal como los aparatos de las figuras 1 a 3 que se han descrito previamente en detalle, un árbol de accionamiento tiene que entrar en el aparato por el otro extremo del aparato, es decir, por el módulo de salida (siempre que el aparato tenga una configuración longitudinal a lo largo del eje A).

El módulo 11 de entrada de la figura 5 tiene una pequeña longitud (dimensión a lo largo del eje A) y puede verse como una cubierta. La parte 140 de carcasa formada por el módulo de entrada proporciona solo un espacio libre interior suficiente para que el inyector de gas sobresalga dentro del aparato sin salir de la forma exterior del módulo de entrada.

La posición del inyector 6 de gas es importante para proporcionar una incorporación eficaz del gas en la corriente de producto pastoso, por ejemplo, para producir burbujas de gas regulares y uniformes en la corriente de producto pastoso.

El inyector 6 de gas puede colocarse con su eje central paralelo al eje A del aparato (y/o entrada de producto) o inclinado (como en la figura 5) en un ángulo de 10° a aproximadamente 85° con respecto a dicho eje A. La inclinación del eje central del inyector 6 de gas permite optimizar el flujo del gas inyectado sobre los dientes del primer conjunto de un rotor y un estator del aparato mezclador que comprende el módulo 11 de entrada. La posición de la punta del inyector de gas proporciona un buen control de las fuerzas de corte y cizallamiento aplicadas y evita la formación de bolsas de gas en la corriente de producto.

El módulo de entrada está provisto de una interfaz 89 de ensamblaje, configurada para conectarse a una interfaz correspondiente de cualquier módulo intermedio. "Correspondiente" significa que las interfaces están configuradas para conectarse juntas. Pueden ser idénticas. Las realizaciones de ejemplo de interfaces de ensamblaje que pueden usarse en la invención se describen con más detalle a continuación con referencia a las figuras 14 y 15.

La interfaz de ensamblaje del módulo 1 de entrada de la figura 5 consiste de un collar 81 que es integral con el módulo y que se extiende perpendicularmente al eje A en una periferia de una cara 82 de interfaz del módulo. El collar 81 forma una interfaz anular plana que se puede colocar en contacto y apretar contra una interfaz (que tiene la misma forma) de un módulo intermedio. Se puede colocar un sello opcional (por ejemplo, una junta tórica) entre las caras de la interfaz.

La figura 6 representa un módulo 11' de entrada. El módulo 11' de entrada comprende, como el módulo de entrada de la figura 5, una entrada 4 de producto y un inyector 6 de gas.

La entrada 4 de producto está configurada para recibir una corriente de un producto pastoso (por ejemplo, líquido o semilíquido) a airear desde una línea de alimentación de producto. La entrada 4 de producto está provista, por ejemplo, de una rosca 130 para atornillar herméticamente la línea de alimentación de producto a dicha entrada 4 de producto.

El módulo 11' de entrada tiene una forma general de un sólido de revolución, alrededor del eje A. Sin embargo, en la realización de la figura 6, la entrada de producto está ubicada en un lado del módulo de entrada. Más particularmente, la entrada de producto está sustancialmente en ángulo recto con el eje A. En otras variantes de realización, la entrada de producto puede formar un ángulo agudo con respecto al eje A. La entrada de producto está dispuesta preferiblemente en un lado periférico del módulo de entrada, porque se forma un orificio del módulo 15 de entrada en un extremo del módulo 11' de entrada a lo largo del eje A. El orificio está adaptado para la introducción de un árbol (para accionar rotores de conjuntos de rotores y estatores) en el módulo 11' de entrada. La parte 140 de carcasa del módulo 11' de entrada de ejemplo de la figura 6 está configurada para acomodar hasta tres conjuntos de un rotor y un estator. Los lugares donde se pueden ubicar los conjuntos de un rotor y un estator se representan con líneas de puntos en la figura 6.

La entrada de producto puede desembocar en una cámara 42 de entrada. En términos generales, la cámara 42 de entrada consiste en un volumen libre de partes mecánicas a excepción del inyector 6 de gas, situado en el módulo de entrada corriente arriba del primer conjunto de un rotor y un estator.

El módulo 11' de entrada está provisto de una interfaz 89 de ensamblaje, configurada para conectarse a una interfaz correspondiente de cualquier módulo intermedio. La interfaz 89 de la realización representada es idéntica a la interfaz del módulo de entrada de la figura 5. Por tanto, la interfaz del módulo 11' de entrada de la figura 5 comprende un collar 81 que forma una interfaz anular plana en la cara 82 de interfaz del módulo. Las figuras 7 y 8 son representaciones esquemáticas en sección transversal de módulos de salida que pueden usarse en la invención.

La figura 7 representa un primer ejemplo de realización de un módulo 13 de salida. El módulo 13 de salida es esencialmente idéntico al módulo 11' de entrada de la figura 6, excepto que no comprende un inyector de gas. El orificio provisto en el módulo 11' de entrada para el inyector de gas puede estar ausente del módulo 13 de salida (como se muestra en la figura 7) o puede estar sellado, por ejemplo, mediante un tornillo de sellado.

El módulo 13 de salida comprende una salida 5 de producto. La salida 5 de producto está provista, por ejemplo, de una rosca 230 para atornillar herméticamente una línea de salida de producto a dicha salida 5 de producto.

En la forma de realización representada, la salida de producto forma sustancialmente un ángulo recto con respecto al eje A longitudinal. En otras variantes de realización, la salida de producto puede formar un ángulo agudo con respecto al eje A longitudinal. La salida 5 de producto está dispuesta preferiblemente en un lado periférico del módulo de entrada. Esto hace posible proporcionar un orificio del módulo 250 de salida en un extremo del módulo 13 de salida, a lo largo del eje A. El orificio del módulo 250 de salida está adaptado para la introducción de un árbol (para accionar rotores de conjuntos de rotores y un estator) en el módulo 13 de salida.

La salida de producto puede desembocar en una cámara 52 de salida. La cámara 52 de salida consiste esencialmente en un volumen libre de partes mecánicas situado en el módulo de salida corriente abajo del último conjunto de un rotor y un estator.

Como el módulo 11' de entrada de la figura 6, el módulo 13 de salida está configurado para acomodar hasta tres conjuntos de un rotor y un estator. Los lugares donde se pueden ubicar los conjuntos de un rotor y un estator se representan con líneas de puntos en la figura 7.

El módulo 13 de salida está provisto de una interfaz 89 de ensamblaje, configurada para conectarse a una interfaz correspondiente de cualquier módulo intermedio. La interfaz 89 de la realización representada es idéntica a la interfaz del módulo de entrada de la figura 5 o la figura 6. Por tanto, la interfaz 89 del módulo 13' de salida de la figura 5 comprende un collar 81 que forma una interfaz anular plana en la cara 82 de interfaz del módulo.

La figura 8 representa otra realización de un módulo 13' de salida. La realización de la figura 8 es idéntica a la realización de la figura 7, excepto que el módulo de salida está adaptado para acomodar solo un conjunto de un rotor y un estator (en el lugar representado con líneas de puntos en la figura 8).

Las figuras 9 a 13 son representaciones esquemáticas en sección transversal de módulos intermedios que pueden usarse en la invención.

Los módulos intermedios usados en la invención pueden tener diversos tamaños, formas y funciones.

Por ejemplo, los módulos intermedios pueden tener una o varias de las siguientes funciones: batir o mezclar el producto que fluye en el aparato, proporcionar un espacio libre por ejemplo para mejorar la mezcla o rebasamiento (porcentaje de expansión) del producto, introducir un producto secundario que puede ser un gas, un líquido, piezas sólidas o cualquier combinación de los mismos en el producto. La mezcla utiliza uno o varios conjuntos de un rotor y un estator. El batido requiere la introducción de gas corriente arriba de uno (o varios) conjuntos de batido de un rotor y un estator.

La realización de ejemplo de un módulo 125 intermedio de la figura 5 comprende tres lugares donde se puede colocar un conjunto de un rotor y un estator. Un primer lugar P1 y un segundo lugar P2 están situados en un lado de una cámara 7 intermedia del módulo 3 intermedio. Un tercer lugar P3 está situado en el otro lado de la cámara 7 intermedia. La noción de "lado" se considera a lo largo el eje A.

La cámara intermedia es un espacio libre donde se puede introducir un producto secundario, por ejemplo, mediante un inyector 8 de producto secundario (por ejemplo, un inyector de gas o líquido) como en la realización representada de la figura 9, o por otros medios de introducción.

Se proporciona un paso 33 en la cámara 7 intermedia. Siempre que el módulo 125 intermedio tenga una forma cilíndrica general, el paso 33 puede corresponder a una reducción del diámetro interior del módulo (a lo largo de la cámara intermedia). El paso 33 ayuda a mantener en la dirección longitudinal (es decir, en la dirección del eje A) los conjuntos de un rotor y un estator (u otros componentes) colocados en el primer, segundo y tercer lugar P1, P2, P3. Ambos extremos del módulo 125 intermedio están provistos de una interfaz 89 de ensamblaje, que es idéntica a las interfaces descritas anteriormente de los módulos de entrada y salida. Ambos extremos del módulo 125 intermedio pueden montarse en una interfaz correspondiente de uno de un módulo 11, 11' de entrada, un módulo 13, 13' de salida y un módulo 125-129 intermedio. Esto también permite montar el módulo intermedio en ambas direcciones, es decir, elegir cuál de los dos extremos del módulo intermedio estará corriente arriba y cuál estará corriente abajo en el aparato mezclador que comprende el módulo intermedio. Este es también el caso de todos los módulos intermedios que se describen a continuación a modo de ejemplo, y las variantes de realización de módulos intermedios que pueden derivarse del ejemplo descrito por el experto en la técnica.

El módulo 126 intermedio de la figura 10 es idéntico al módulo 125 intermedio de la figura 9, excepto que no proporciona un tercer lugar P3 para un conjunto de un rotor y un estator (u otro componente compatible).

El módulo 127 intermedio de la figura 11 tiene la forma general de un cilindro en el que se pueden colocar uno o dos conjuntos de un rotor y un estator. Las posibles ubicaciones donde se pueden colocar conjuntos de un rotor y un estator se representan con líneas de puntos. En un aparato mezclador que comprende el módulo 127 intermedio, dicho módulo intermedio puede dejarse vacío para proporcionar una cámara libre, por ejemplo, entre dispositivos tales como conjuntos de un rotor y un estator. El módulo 127 intermedio está provisto de una interfaz 89 en ambos extremos (a lo largo del eje A) que permite conectar cada extremo del módulo 127 intermedio a una interfaz correspondiente de un módulo de entrada, un módulo de salida o un módulo intermedio.

El módulo 128 intermedio de la figura 12 (como el módulo 127 intermedio de la figura 11), tiene la forma general de un cilindro. Sin embargo, está provisto de un diámetro interior más pequeño que el módulo 127 intermedio de la figura 11. El módulo 128 intermedio de la figura 12 puede usarse para espaciar conjuntos consecutivos de un rotor y un estator mientras proporciona un mantenimiento longitudinal (a lo largo del eje A) de dichos conjuntos de un rotor y un estator, y/o para proporcionar una cámara libre intermedia. El módulo 128 intermedio está provisto de una interfaz 89 en ambos extremos (a lo largo del eje A) que permite unir cada extremo del módulo 6 intermedio a una interfaz correspondiente de un módulo de entrada, un módulo de salida o un módulo intermedio.

El módulo 129 intermedio de la figura 13 es una variante del módulo 128 intermedio de la figura 12, que comprende medios de introducción para un producto secundario. En la realización representada, el medio de introducción comprende dos tuberías 800 que sobresalen del volumen interior del módulo 129 intermedio. Cada una de las tuberías 800 está provista de una rosca de tornillo (fuera de la parte de la carcasa formada por el módulo 129 intermedio) para la conexión de una línea secundaria de productos. Cada tubería 800 termina en el módulo 129 intermedio por una gran abertura, que en esta realización es paralela al eje A. Los medios de introducción de producto secundario representados son particularmente adecuados para la introducción de un producto secundario viscoso o semilíquido y/o de un producto secundario que comprende piezas sólidas o granos/gránulos.

En otras realizaciones alternativas, se pueden proporcionar otros medios de introducción de producto secundario, en cualquiera de los módulos de entrada, salida o intermedios. Por ejemplo, el módulo 125 intermedio o el módulo 11, 11' de entrada puede estar provisto de una tubería adaptada para la introducción de un producto viscoso o un producto que comprende piezas sólidas. El módulo 129 intermedio puede estar provisto de un inyector secundario de gas o líquido. Se puede proporcionar cualquier medio de introducción de producto secundario en el módulo 127 intermedio, o en un módulo 13, 13' de salida.

Los módulos de entrada, salida e intermedios descritos deben considerarse como realización de ejemplo no exhaustivos que hacen posible formar el aparato mezclador representado en las figuras 1-4. Son posibles muchas realizaciones alternativas dentro del alcance de la invención.

Algunos o todos los módulos descritos, así como otros módulos que pueden adaptarse a partir de los módulos descritos o diseñarse para un propósito específico, forman un conjunto (o "banco") de módulos en los que se pueden elegir módulos para formar un aparato deseado para airear un producto pastoso.

Debería observarse que la interfaz 89 es solo un ejemplo de posibles interfaces para conectar módulos compatibles. La figura 14 ilustra cómo dos módulos, a saber, un primer módulo M1 (que es un módulo de entrada, salida o intermedio) y un segundo módulo M2 (que es un módulo de entrada, salida o intermedio) pueden unirse juntos a través de su interfaz 89 respectiva.

Puede usarse una abrazadera 83 alrededor de los collares 81 de la interfaz 89 para presionarlos y retenerlos. Puede proporcionarse un sello tal como una junta tórica 91 entre los módulos para evitar fugas de producto.

La figura 15 ilustra que se pueden usar otros tipos de interfaces para unir dos módulos juntos. Un primer módulo M1' está provisto de un extremo que tiene una rosca 84 de tornillo externa. Un segundo módulo M2' está provisto de un extremo que tiene una misma rosca 84 de tornillo externa. El primer y segundo módulo están unidos por un anillo roscado o una tuerca 85, que tiene un roscado interno cuya dirección cambia sustancialmente en el medio del roscado.

Muchos aparatos para airear un producto pastoso pueden formarse de manera similar, con base en un conjunto de módulos. Para formar un aparato de acuerdo con la invención debe haber en el conjunto de módulos:

• al menos un módulo de entrada que comprende una entrada de producto y un inyector de gas;

• al menos un módulo intermedio; y

• al menos un módulo de salida, que comprende una abertura de salida de producto;

Todos los módulos del conjunto tienen las correspondientes interfaces de ensamblaje. Esto significa que cada módulo se puede ensamblar a cualquier otro módulo del conjunto. En la práctica, hay ventajosamente más de tres módulos disponibles en el conjunto, de modo que se puede realizar una selección de módulos. En particular, se pueden proporcionar muchos módulos intermedios que tienen diferentes funciones (una o varias funciones por módulo).

Esto proporciona un aparato modular para airear un producto pastoso y flexibilidad industrial cuando un aparato debe diseñarse para airear un nuevo producto pastoso (ya sea que se base o no en un producto comercial existente). La construcción modular de un aparato para airear un producto pastoso permite adaptar el diseño del aparato al producto a producir, de forma fácil y relativamente rápida. Por ejemplo, si el producto pastoso es un producto alimenticio, el aparato puede adaptarse a un cambio de receta.

Los módulos, y en particular los módulos intermedios, se pueden elegir con base en la función deseada: batir o mezclar el producto que fluye en el aparato, proporcionando un espacio libre, por ejemplo, para mejorar la mezcla del producto, introducir un producto secundario en el producto, o cualquier otra función.

Los aparatos de mezcla de la invención se pueden utilizar ventajosamente para la aireación de productos pastosos en una amplia variedad de aplicaciones, por ejemplo en la industria alimentaria o cosmética. Las aplicaciones particulares son para la aireación de productos alimenticios líquidos y semilíquidos, por ejemplo en la aireación de productos lácteos, productos de confitería, helados u otros productos alimenticios líquidos y semilíquidos. Los ejemplos del producto secundario líquido o semilíquido inyectado incluyen caramelo y chocolate a una temperatura elevada donde dichos productos secundarios adicionales pueden inyectarse y enfriarse mediante el producto aireado para formar partículas sólidas. El conjunto corriente abajo de un rotor y un estator (por ejemplo, el segundo conjunto) aplastará o triturará la composición adicional, por ejemplo, para formar un granulado con partículas, granos o astillas en el producto aireado.

En otras realizaciones, la invención proporciona un método para airear un producto pastoso, preferiblemente un producto alimenticio, usando un aparato de mezcla como se describió en este documento anteriormente.

Claims (23)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato para airear un producto pastoso,

el aparato que comprende una carcasa (1) que se extiende en una dirección longitudinal, dicha carcasa (1) que comprende una entrada (4) para el producto pastoso a airear y una salida (5) para el producto aireado,

y, dentro de la carcasa (1), al menos un primer conjunto de un rotor y un estator (21) y un segundo conjunto de un rotor y un estator (22), en donde cada conjunto de un rotor y un estator (21, 22) tiene rebordes dentados complementarios orientados de manera opuesta en la dirección longitudinal, dicho aparato que comprende un árbol (3) de accionamiento, estando acoplados los rotores de cada conjunto de un rotor y un estator (21, 22) a dicho árbol de accionamiento,

dicho aparato que comprende además un inyector (6) de gas para inyectar, corriente arriba del primer conjunto de un rotor y un estator (21), un gas en el producto pastoso a airear,

en donde el aparato comprende además una cámara (7) de mezcla intermedia proporcionada en la carcasa entre el primer y el segundo conjuntos de un rotor y un estator (21, 22), y un medio de introducción de producto secundario que sobresale en la cámara (7) de mezcla intermedia para salir a dicha cámara (7) de mezcla intermedia.

2. Un aparato para airear un producto pastoso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los medios de introducción de producto secundario comprenden un inyector (8) de fluido.

3. Un aparato para airear un producto pastoso de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde los medios de introducción de producto secundario forman una entrada de producto pastoso secundario.

4. Un aparato para airear un producto pastoso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la cámara (7) de mezcla intermedia tiene una forma cilíndrica centrada en un eje (3) de rotación del árbol y en donde los medios de introducción de producto secundario sobresalen en la cámara de mezcla intermedia a una distancia de una superficie (31) externa del árbol comprendida entre el 10% y el 95% de la distancia, a lo largo de un radio de la cámara (7) de mezcla intermedia, entre dicha superficie (31) externa del árbol y una pared (111) de la carcasa (1), y preferiblemente entre el 20% y el 70% de dicha distancia, y más preferiblemente entre el 25% y el 50% de dicha distancia.

5. Un aparato para airear un producto pastoso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la carcasa (1) comprende un paso (121) anular interno a lo largo de la longitud, en la dirección longitudinal, de la cámara (7) de mezcla intermedia.

6. Un aparato para airear un producto pastoso de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la cámara (7) de mezcla intermedia tiene una forma cilíndrica centrada en un eje de rotación del árbol, que tiene un diámetro que es inferior al diámetro de un rotor.

7. Un aparato para airear un producto pastoso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la cámara (7) de mezcla intermedia es un volumen libre de partes mecánicas excepto por dicho inyector de fluido.

8. Un aparato para airear un producto pastoso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la cámara (7) de mezcla intermedia tiene una longitud que corresponde al menos a la longitud de un conjunto de un rotor y un estator.

9. Un aparato para airear un producto pastoso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la carcasa (1) comprende, en la dirección longitudinal, una pluralidad de módulos,

dicha pluralidad de módulos que comprende:

• un módulo (11) de entrada que comprende una entrada de producto y un inyector de gas;

• al menos un módulo (12) de carcasa intermedio, configurado para formar la cámara (7) de mezcla intermedia, y • un módulo (13) de salida, que comprende una abertura de salida de producto.

10. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, en donde cada módulo (12) de carcasa intermedio está dispuesto para recibir uno, dos o tres conjuntos de un rotor y un estator.

11. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el rotor de cada conjunto de un rotor y un estator está acoplado al árbol de accionamiento longitudinal y el estator de cada conjunto de un rotor y un estator está acoplado a la carcasa.

12. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde el aparato comprende un primer árbol (31) acoplado al rotor de al menos un primer conjunto de un rotor y un estator (21), y un segundo árbol (32) acoplado al rotor de al menos un segundo conjunto de un rotor y un estator.

13. El aparato de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el primer árbol (31) y el segundo árbol (32) son coaxiales con un eje (A) longitudinal del aparato.

14. El aparato de acuerdo con la reivindicación 12 o la reivindicación 13, en donde el aparato está configurado para accionar el primer árbol (31) y el segundo árbol (32) a diferentes velocidades de rotación y/o en direcciones opuestas.

15. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en donde el aparato comprende medios de accionamiento independientes que accionan de forma rotatoria el primer árbol (31) y el segundo árbol (32) respectivamente.

16. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, en donde una cámara (70) intermedia está formada entre un par de un rotor y un estator acoplados al primer árbol (31) y un par de un rotor y un estator acoplados al segundo árbol (32).

17. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, en donde el aparato comprende un medio (80) de introducción de producto secundario para introducir un producto secundario en la cámara (70) intermedia formada entre un par de un rotor y un estator acoplados al primer árbol (31) y un par de un rotor y un estator acoplados al segundo árbol (32).

18. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17, en donde los pares de un rotor y un estator acoplados al primer árbol (31) están encerrados en una primera parte (41) de la carcasa, y los pares de un rotor y un estator acoplados al segundo árbol (32) están encerrados en una segunda parte (51) de la carcasa.

19. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 18, en donde la cámara (70) intermedia está formada entre la primera parte (41) de la carcasa y la segunda parte (51) de la carcasa por una parte (71) intermedia de la carcasa.

20. Un método para airear un producto pastoso que comprende pasar una corriente de producto pastoso a airear a través de un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, inyectando a través del inyector de gas corriente arriba un gas en la corriente de producto pastoso en una posición corriente arriba con respecto al primer conjunto de un rotor y un estator, e inyectar un producto secundario a través de los medios de introducción de producto secundario en la cámara de mezcla intermedia.

21. Un método para airear un producto pastoso de acuerdo con la reivindicación 20, en donde el producto pastoso es un producto alimenticio lácteo.

22. Un método de acuerdo con la reivindicación 20 o la reivindicación 21, en donde el gas introducido en el producto pastoso a través del inyector de gas corriente arriba se elige entre aire, nitrógeno, dióxido de carbono, óxido nitroso y combinaciones de los mismos.

23. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 22, en donde el producto secundario se elige entre aire, nitrógeno, dióxido de carbono, óxido nitroso, chocolate líquido, caramelo líquido, un coulis de frutas, una salsa aromatizada, y combinaciones de los mismos.