ES2936420T3 - Sistema para airear un producto alimentario líquido y método de preparación de un producto alimentario líquido - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un sistema para airear un producto alimenticio líquido, en el que el sistema comprende un generador de burbujas (5) para generar burbujas en un flujo de producto alimenticio líquido. El generador de burbujas (5) comprende una pared (23) que tiene poros de transmisión de gas, cuya pared separa un espacio de suministro de aire (24) del flujo del producto alimenticio líquido, donde se proporciona un suministro de aire (4) para suministrar aire al suministro de aire. espacio (24). El suministro de aire (4) comprende un dispositivo de secado de aire (7) para secar el aire, preferiblemente aire deshumidificador, para ser suministrado al espacio de suministro de aire (24) y/o un contenedor (8) que contiene aire presecado, dicho contenedor (8) estando dispuesto para suministrar aire seco al espacio de suministro de aire. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema para airear un producto alimentario líquido y método de preparación de un producto alimentario líquido
La invención está relacionada con un sistema de preparación de un producto alimentario líquido, en particular un producto alimentario líquido espumado, que comprende un generador de burbujas.
La invención también está relacionada con un método de preparación de un producto alimentario líquido, en particular un producto alimentario líquido espumado, tal como un producto lácteo espumado o con espuma.
El documento US 2012/0269945 está relacionado con un sistema de dispensado de productos, donde el sistema está dotado de un contenedor que contiene un producto que se debe dispensar, y un medio de descarga de producto para descargar un producto que proviene de un contenedor, donde el medio de descarga de producto está dotado de un dispositivo de microfiltración que está dotado de una entrada de producto para el suministro de producto, donde el dispositivo de microfiltración se puede conectar a un suministro de fluido para suministrar gas al producto durante la descarga de producto, donde el medio de descarga de producto está dotado además de un dispositivo de procesamiento que se dispone aguas abajo con respecto a dicho dispositivo de microfiltración, para realizar un tratamiento de mezcla y/o un tratamiento de reducción de presión en el producto dotado de gas.
Existe constancia de sistemas para preparar un producto alimentario líquido a partir del documento WO-A1-2014/069993. De acuerdo con el documento WO-A1 -2014/069993 se conecta un generador de burbujas a un flujo de líquido y un flujo de gas. El flujo de líquido comprende un producto alimentario líquido, tal como un producto lácteo. El flujo de líquido pasa a lo largo del generador de burbujas, a través del cual se suministra un flujo de gas al flujo de líquido para preparar un producto alimentario líquido espumado, tal como un espumado o una espuma para el producto lácteo. Aunque el producto alimentario líquido preparado por el sistema de producto alimentario líquido del documento WO-A1-2014/069993 es de alta calidad, se desea mejorar la fiabilidad y estabilidad de la calidad del producto alimentario líquido espumado.
Además, hace tiempo que existe una necesidad en la técnica de proporcionar conjuntos y sistemas de preparación de un producto alimentario líquido espumado, especialmente cuando el producto alimentario líquido espumado preparado contiene un producto alimentario líquido perecedero, tal como un producto lácteo, para reducir el efecto de las condiciones externas sobre el producto alimentario líquido espumado preparado, en particular cuando los conjuntos o sistemas se utilizan en ciclos y/o entorno diferentes, tal como en ambientes con temperaturas elevadas o bajas, entornos con una humedad elevada o baja, durante los ciclos de puesta en marcha o de utilización intermitente o continua a lo largo de un período de tiempo prolongado.
Por otra parte, se desea preparar de manera fiable un producto alimentario líquido espumado de alta calidad con medios relativamente duraderos y económicos utilizando únicamente una cantidad de energía relativamente baja.
Por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar un sistema alternativo de preparación de un producto alimentario líquido espumado, con el que en particular un producto alimentario líquido espumado, tal como un producto lácteo espumado o con espuma, se pueda preparar de manera fiable con alta calidad y una menor dependencia de las condiciones externas.
Para ello, la presente divulgación proporciona un sistema para airear un producto alimentario líquido, donde el sistema comprende un generador de burbujas para generar burbujas en un flujo de producto alimentario líquido. El generador de burbujas comprende una pared que tiene unos poros de transmisión de gas, donde la pared separa un espacio de suministro de aire del flujo de producto alimentario líquido, donde se proporciona un suministro de aire para suministrar aire al espacio de suministro de aire. El suministro de aire comprende un dispositivo de secado de aire para secar el aire, preferentemente deshumidificar el aire, que se debe suministrar al espacio de suministro de aire y/o un depósito que contiene aire secado previamente, disponiéndose dicho depósito para suministrar aire seco al espacio de suministro de aire y donde dicho aire tiene una humedad relativa por debajo de un 70 %.
Por otra parte, la presente divulgación proporciona un método de preparación de un producto alimentario líquido, por ejemplo, un producto alimentario líquido espumado, tal como una espuma o un espumado lácteo, donde el aire entrante se seca antes de que dicho aire se suministre a un flujo de producto alimentario líquido, donde el aire entrante se secan preferentemente hasta una humedad relativa por debajo de un 90 % tal como, por ejemplo, por debajo de un 80 %, un 75 % o un 70 %, al menos cuando se introduce el aire en el flujo de producto alimentario líquido a través del generador de burbujas.
De acuerdo con una realización preferida, el sistema comprende un suministro de agua dispuesto de modo que tenga una conexión desmontable con una entrada de agua de suministro de un dispositivo de acoplamiento para suministrar agua al sistema. El sistema comprende además un suministro de aire para proporcionar aire al sistema. El suministro de aire se dispone de modo que suministre aire seco, preferentemente al menos deshumidificado, a presión al generador de burbujas de dicho sistema, donde el suministro de aire está configurado para que tenga una conexión desmontable con el generador de burbujas de dicho sistema. El suministro de agua del sistema puede ser, p. ej., un
depósito de agua o puede estar proporcionado por una conexión a la red principal de agua. Este sistema es un sistema particularmente intuitivo y se puede diseñar fácilmente para dispensar el producto de una manera fiable e higiénica.
El sistema puede estar dotado de un compresor para suministrar aire a presión al espacio de suministro de aire. En realizaciones de un sistema para preparar un producto alimentario líquido espumado de acuerdo con la invención, el suministro de aire puede estar configurado para suministrar aire a un espacio de suministro de aire conectado con, o que comprende, el generador de burbujas a una ligera sobrepresión, estando la sobrepresión preferentemente en un intervalo entre 0.05 y 0.5 MPa, más preferentemente en un intervalo entre 0.1 y 0.3 MPa. En realizaciones, el suministro de aire puede comprender un contenedor de gas con una bomba de gas y/o el suministro de aire puede comprender un compresor, preferentemente con medios de regulación, para proporcionar un caudal de gas de 0.2 a 1.0 normal litros/min, preferentemente de 0.25 a 0.75 normal litros/min. De esta manera se puede obtener un caudal de gas suficiente para introducir el gas, especialmente aire, por medio del generador de burbujas en el producto.
El aire proveniente de la atmósfera exterior es una fuente relativamente económica de gas que se puede suministrar al sistema para la preparación de un producto alimentario líquido espumado. Además, el aire proveniente de la atmósfera exterior es ventajoso para la estabilidad del producto alimentario líquido espumado preparado. Al utilizar el aire exterior el sistema no necesita está equipado con un suministro o depósito de aire interno que ocupa espacio en el sistema y se ha de sustituir cuando se vacía, o al menos se puede utilizar un depósito más pequeño.
En realizaciones de acuerdo con esta divulgación, el generador de burbujas comprende poros de transmisión de gas que tienen un tamaño de poro en el intervalo de 0.1-0.5 micrones, en particular un tamaño de poro de al menos 0.15 micrones y menor de 0.45 micrones, para formar microburbujas.
El producto alimentario líquido contenido dentro del sistema o en un depósito que forma parte del sistema puede ser un producto alimentario sin diluir o una base de bebida, tal como para un zumo/una bebida (de frutas), una bebida o base de bebida que contiene alcohol, por ejemplo, cerveza o vino o por consiguiente una base de bebida, una bebida láctea o de base láctea, por ejemplo, una bebida de suero lácteo o una bebida de base filtrada, batido (lácteo), leche con chocolate, yogurt (para beber), salsa, helado o postre. La invención es particularmente ventajosa cuando el producto alimentario líquido contenido es un producto de base láctea. El producto puede comprender además, por ejemplo, grasa o aceite vegetal o animal, un espesante, azúcar, edulcorantes, saborizantes, colorantes y/o similares, y/o diversos ingredientes diferentes. El producto alimentario líquido puede ser puro o se puede mezclar con un líquido, tal como, por ejemplo, agua.
En realizaciones de acuerdo con la invención, el generador de burbujas comprende, o puede estar formado por o como, un filtro, donde el filtro puede comprender un material hidrófobo. De esta manera, el filtro repele el agua y los posibles contaminantes contenidos en su interior en un lado del aire de dicho filtro. Esto permite que el sistema se utilice de una forma higiénica. De manera adicional o como alternativa, en un sistema de acuerdo con la invención, el filtro puede comprender una superficie de filtración que comprende poros de transmisión de gas, de modo que se pueda suministrar gas al producto alimentario líquido de una forma estéril, sin que el producto alimentario líquido pase a través del filtro. El filtro también se puede disponer para una distribución idéntica de un flujo de un volumen de gas en su interior y la generación de burbujas sobre una superficie o una pared a lo largo de la superficie sobre la que fluye el producto alimentario líquido.
En realizaciones en un sistema de acuerdo con la invención, el filtro puede comprender, aunque sin carácter limitante, una pared de microfiltración tubular que tiene poros de transmisión de gas, comprendiendo dicha pared de microfiltración un material hidrófobo. El generador de burbujas puede comprender, por ejemplo, un dispositivo de microfiltración, donde el dispositivo de microfiltración puede comprender un material hidrófobo tal como un filtro HEPA (de retención de partículas presentes en el aire de alta eficacia) para proporcionar el gas de una manera estéril. Un filtro HEPA puede conducir a una manera muy higiénica de preparación del producto alimentario espumado. El generador de burbujas puede comprender un dispositivo de microfiltración, donde el dispositivo de microfiltración, por ejemplo, puede combinar las funciones de una distribución igualitaria de un flujo de volumen de gas y la generación de microburbujas sobre una superficie o dicha pared de microfiltración a lo largo de la superficie sobre la que fluye el producto alimentario líquido. Una función adicional o alternativa del dispositivo de microfiltración puede ser filtrar el flujo de gas suministrado desde microorganismos y/o partículas pequeñas. Se puede proporcionar un producto alimentario espumado atractivo utilizando el dispositivo de microfiltración, por ejemplo, un dispositivo de microfiltración tal como el que se divulga en el documento WO-A1 -2014/069993, para suministrar gas a producto alimentario líquido con el fin de preparar una espuma o un espumado para el producto lácteo. Obviamente, es posible utilizar otros filtros o configuraciones, que serán evidentes para el experto en la técnica.
En realizaciones de acuerdo con la divulgación, el suministro de aire puede estar dotado de una entrada de aire que está conectada con la atmósfera exterior. En realizaciones, la entrada de aire puede estar dotada de un filtro para impedir que las partículas relativamente grandes pasen a través de la entrada de aire. En realizaciones, el suministro de aire puede estar conectado con, o estar formado por o como, un recipiente que contiene gas, por ejemplo, un gas a presión, tal como aire a presión, de manera más específica aire seco.
En realizaciones de acuerdo con la divulgación, el dispositivo de secado de aire se puede proporcionar para la
transferencia de calor entre el aire del suministro de aire y el agua del suministro de aire. En realizaciones, se puede establecer una tasa de transferencia de calor relativamente elevada al disponer que el aire del suministro de aire fluya dentro del dispositivo de secado de aire en una dirección esencialmente opuesta a una dirección del flujo de agua del suministro de agua en dicho dispositivo de secado de aire.
En realizaciones, el dispositivo de secado de aire puede comprender un enfriador, donde el enfriador puede comprender un material con una conductividad térmica de al menos 90 W/m/K, preferentemente de al menos 200 W/m/K. Preferentemente, dicho material puede ser un metal o una aleación, tal como, aunque sin carácter limitante, latón y/o aluminio. Los materiales con una conductividad térmica adecuada pueden facilitar la transferencia de calor entre el aire y el agua relativamente fría dentro del dispositivo de secado de aire, lo que puede ser beneficioso para el secado o la deshumidificación del aire entrante.
Con el fin de aclarar adicionalmente la presente invención, se divulgarán y analizarán realizaciones de esta posteriormente en la presente haciendo referencia a los dibujos, en los cuales:
la figura 1 muestra una vista esquemática de una sección transversal de una realización de un sistema de preparación de un producto alimentario líquido, en particular un producto alimentario espumado de acuerdo con la invención, donde el sistema comprende un dispositivo de secado de aire;
la figura 1A muestra una vista en perspectiva esquemática de un sistema de la figura 1;
la figura 2A muestra una sección transversal esquemática en una vista frontal de una realización de un dispositivo de secado de aire de acuerdo con la invención;
la figura 2B muestra una sección transversal esquemática en una vista lateral de una realización de un dispositivo de secado de aire de acuerdo con la invención;
la figura 2C muestra una vista en perspectiva esquemática de una realización de un dispositivo de secado de aire de acuerdo con la invención;
la figura 3 muestra una vista lateral esquemática de una sección transversal de una realización de un dispositivo de acoplamiento de acuerdo con la invención;
la figura 4A muestra una vista lateral esquemática de una primera realización de acuerdo con la invención del dispositivo de secado de aire;
la figura 4B muestra una vista lateral esquemática de una segunda realización de acuerdo con la invención del dispositivo de secado de aire;
la figura 4C muestra una vista lateral esquemática de una tercera realización de acuerdo con la invención del dispositivo de secado de aire; y
la figura 5 muestra una vista en perspectiva esquemática y una sección transversal parcial de una realización de un dispositivo de secado de aire de acuerdo con la invención.
En esta descripción se describen y muestran realizaciones de la invención únicamente a modo de ejemplo. Estas no se deberían interpretar o sobreentender en absoluto como limitantes del alcance de la presente invención en modo alguno. En esta descripción, los mismos elementos o elementos similares están indicados mediante los mismos símbolos de referencia o unos similares. En esta descripción, las realizaciones de la presente invención se analizarán haciendo referencia a la preparación de productos alimentarios líquidos espumados, especialmente una espuma o un espumado lácteo. No obstante, en la presente invención también se podrían utilizar otros productos alimentarios líquidos.
Cabe destacar que un producto alimentario líquido espumado se puede sobreentender como, aunque sin carácter limitante, un producto alimentario que está, al menos parcialmente, espumado o que es, al menos parcialmente, espuma. El producto alimentario líquido espumado puede comprender por tanto una fracción espumada y aun así una fracción esencialmente líquida. Aunque el producto alimentario líquido espumado también puede estar espumado esencialmente en su totalidad o es espuma esencialmente en su totalidad.
A modo de ejemplo, en la figura 1 y la figura 1A se muestra un dispositivo de espumado para productos lácteos en una máquina de café o para esta, como, por ejemplo, un dispositivo de espumado para productos lácteos tal como el que se describe en el documento WO-A1-2014/069993. El sistema comprende un dispositivo de acoplamiento que acopla una entrada de agua, una entrada de lácteos y una entrada de gas. El dispositivo de acoplamiento comprende además una salida de producto alimentario líquido espumado preparado. El agua se suministra a la entrada de agua desde un suministro de agua, por ejemplo, un depósito de agua. El suministro de agua también se puede proporcionar, por ejemplo, mediante una conexión a una red principal de agua. El líquido de base láctea se suministra a la entrada de lácteos desde un recipiente que contiene un producto lácteo líquido, tal como un cartón, una caja con bolsa interior o un depósito. En un aspecto de la invención, el recipiente y/o el dispositivo de acoplamiento pueden ser desechables, donde estos se pueden instalar y retirar con facilidad del dispositivo de espumado para lácteos o la máquina de café. En otro aspecto de la invención, la entrada de gas puede estar conectada, de modo que se pueda desconectar, con un suministro de aire, la entrada de agua puede estar conectada, de modo que se pueda desconectar, con un suministro de agua y la entrada de lácteos puede estar conectada, de modo que se pueda desconectar, con un recipiente dispuesto que contiene un producto lácteo líquido. Esto puede permitir una instalación y un mantenimiento sencillos del dispositivo de acoplamiento. En realizaciones se añade agua al producto lácteo líquido aguas arriba con respecto a la entrada de gas de una manera higiénica.
El gas se suministra a la entrada de gas desde un suministro de aire, que puede ser una entrada de aire conectada con la atmósfera exterior. De manera adicional o como alternativa, esto podría comprender un recipiente que comprende un aire relativamente seco o deshumidificado, tal como se analizará. El gas, especialmente aire, es para airear un flujo de producto alimentario líquido, tal como una mezcla de agua y un líquido de base láctea. El gas se suministra a la mezcla de agua y un líquido de base láctea a través de un generador de burbujas para una distribución igualitaria de un flujo de volumen de gas y para generar burbujas, especialmente microburbujas, en dicha mezcla. La mezcla de agua, líquido de base láctea y gas se descarga desde la salida de producto alimentario líquido espumado como un espumado o espuma en, por ejemplo, un café, un capuchino, un café con leche o un cortado. De esta manera se puede proporcionar un espumado o una espuma para el producto lácteo.
El dispositivo de acoplamiento se puede proporcionar como un eyector, tal como se divulga, por ejemplo, en el documento WO-A1 -2016/043590. La utilización de un eyector hace posible, por una parte, la adición de dicha cantidad de agua al líquido de base láctea que tras la mezcla con el agua produce un producto alimentario líquido con una cantidad esencialmente normal de materia seca, o una cantidad normal de contenido líquido, también denominado contenido líquido sin concentrar en la presente. Esto ofrece la posibilidad de preparar un producto alimentario líquido espumado que tiene una sensación de sabor particularmente placentera. Por otra parte, el eyector se puede utilizar para arrastrar el producto alimentario líquido concentrado fuera del contenedor por la presión negativa relativa provocada por el agua que fluye a través de este, de modo que no sean necesarios dispositivos adicionales para expulsar el producto alimentario líquido concentrado desde la máquina de café. De esta forma, es posible que un sistema se pueda fabricar de manera relativamente compacta y relativamente económica.
De acuerdo con la invención, se dispone un sistema de acuerdo con la divulgación de modo que pueda funcionar tal que únicamente se suministre aire relativamente seco al producto alimentario líquido, preferentemente a través del generador de burbujas. En esta descripción, el aire deshumidificado se puede sobreentender al menos como aire en el que la humedad se ha reducido al menos parcialmente. En esta descripción, el aire relativamente seco se puede sobreentender como que implica un aire que tiene una humedad relativa por debajo de un 90 %, tal como, por ejemplo, por debajo de un 80 %, un 75 % o un 70 %, al menos cuando el aire se introduce en el flujo de producto alimentario líquido a través del generador de burbujas.
En un aspecto de la invención, el aire que proviene de la atmósfera exterior con una presión Patm se puede presurizar mediante un compresor hasta P1, donde P1 > Patm. Preferentemente, el compresor está configurado para suministrar aire a un espacio de suministro de aire conectado con, o comprendido por, el generador de burbujas a una ligera sobrepresión, por ejemplo, una sobrepresión en un intervalo entre 0.05 y 0.5 MPa, más preferentemente en un intervalo entre 0.1 y 0.3 MPa.
Sorprendentemente se ha descubierto que la humedad relativa del aire suministrado al producto lácteo tiene una influencia significativa sobre el espumado producido, tal como, aunque sin carácter limitante, sobre la calidad del espumado. Se ha descubierto que al proporcionar un aire relativamente seco, preferentemente al menos deshumidificado de acuerdo con la invención, este problema se puede reducir de manera significativa. La presente invención muestra que suministrar un aire relativamente seco a o en un sistema para la preparación de un producto alimentario líquido espumado mejora la fiabilidad de la calidad del producto alimentario líquido espumado preparado y mejora la estabilidad de la preparación del producto alimentario líquido, especialmente el espumado o la espuma. Se ha descubierto que suministrar un aire relativamente seco tiene especialmente la ventaja de que se puede obtener un espumado o una espuma láctea buena y estable con un dispositivo de espumado tal como el que se divulga, de manera esencialmente independiente de, por ejemplo, la humedad y temperatura del aire exterior que rodea el dispositivo, la temperatura del propio dispositivo o de si el espumado o la espuma se forma al inicio de la utilización del dispositivo o después de haber utilizado el dispositivo durante un período de tiempo más largo, y/o de manera esencialmente independiente de si se utiliza un nuevo recipiente de leche o después de que se haya utilizado una cantidad considerable de leche de dicho recipiente. Esto puede tener la ventaja de que en cualquier momento se puede suministrar dicho espumado o espuma de una calidad constante.
Sin querer estar limitado por ninguna teoría, parece que se puede obtener la mejora del espumado o la espuma evitando en gran medida la formación de gotitas de agua en el generador de burbujas, las cuales puede bloquear el transporte adecuado de aire a través de los poros de una pared del filtro, lo que impide por tanto la formación adecuada de microburbujas en el flujo de producto alimentario líquido que se debe espumar, especialmente en una mezcla de producto lácteo líquido y agua. De manera adicional o como alternativa, de nuevo sin querer estar limitado por ninguna teoría, parece que también se puede obtener la mejora del espumado o la espuma impidiendo en gran medida la formación de gotitas de agua en el generador de burbujas, las cuales pueden impedir una distribución de volumen de gas adecuada en el filtro, lo que lleva por tanto a una acumulación de presión en los poros abiertos restantes y la eyección de aire a través de dichos poros abiertos restantes. La eyección a su vez puede conducir a una calidad de espumado tosca lo que no es deseable.
Las figuras 1 y 1A muestran de manera esquemática un sistema 1 de acuerdo con la divulgación, especialmente un dispositivo de espumado 1, especialmente un dispositivo de espumado para lácteos 1, que comprende al menos un suministro de lácteo 2, un suministro de agua 3 y un suministro de aire 4, especialmente un suministro de aire seco 4. El dispositivo 1 comprende además un dispositivo de acoplamiento 100 al que están conectados el suministro de agua
3, el suministro de lácteo 2 y el suministro de aire 4, tal como se muestra, por ejemplo, en la figura 3, tal como se analizará. En el dispositivo de acoplamiento 100 se mezclan agua, leche y gas, especialmente aire, para formar un espumado o una espuma láctea que se debe dispensar a través de una salida 105 para el espumado o la espuma, por ejemplo, para dispensar el espumado o la espuma en una taza o vaso o un recipiente similar, por ejemplo, con café o chocolate o cualquier bebida adecuada.
En la realización mostrada en las figuras 1 y 1A, el sistema 1 comprende un suministro de agua 3 que se puede proporcionar mediante, o incluir, una conexión a la red principal de agua. En otras realizaciones, el suministro de agua 3 se puede proporcionar como un depósito de agua. El suministro de aire 4 en las figuras 1 y 1A se muestra que incluye una entrada de aire 6 que se dispone para la conexión con la atmósfera exterior, de modo que se pueda introducir el aire exterior en el dispositivo a través de la entrada de aire 6. La entrada de aire 6 puede estar dotada de un filtro 6A para impedir la entrada de partículas más grandes por la entrada de aire 6.
Tal como se muestra en la figura 3, el dispositivo de acoplamiento 100 puede comprender una primera parte de canal 101 y una segunda parte de canal 102, que se extienden formando un ángulo relativo entre sí, por ejemplo, esencialmente perpendicular. Un primer extremo 103 de la primera parte de canal 101 puede formar una entrada de agua 104 conectada o que se debe conectar al suministro de agua 3. La segunda parte de canal 102 puede tener un primer extremo que forma un extremo de salida 105 durante la utilización orientado preferentemente hacia abajo. El extremo de salida 105 puede formar un espumado o una espuma o puede estar conectado o se puede conectar con un canal de salida del espumado o la espuma para dispensar el espumado o la espuma. Un segundo extremo 106 de la primera parte de canal 101 y un segundo extremo 107 de la segunda parte de canal 102 están conectadas de manera fluida entre sí en una cámara 108 a la cual está conectado el suministro de aire 4, tal como se explicará, mediante un generador de burbujas 5, especialmente un generador de microburbujas. Entre el primer y segundo extremo (103, 106) de la primera parte de canal 101 se proporciona una entrada de lácteo 109 conectada o que se puede conectar con un suministro de lácteo 2. Un dispositivo de acoplamiento 100 de un dispositivo de acuerdo con la divulgación se puede diseñar, por ejemplo, como un eyector, tal como se divulga en el documento WO-A1-2016/043590, haciéndose referencia al eyector en su interior con el símbolo de referencia 4.
Tal como se divulga de manera esquemática en las figuras 4A-C, un suministro de aire para un dispositivo de acuerdo con la divulgación puede comprender una entrada de aire para el aire exterior (figura 4A), un recipiente que contiene gas presurizado, tal como aire (figura 4B) o ambos, una entrada de aire para el aire exterior y un recipiente que comprende un gas comprimido, tal como aire (figura 4C). Estas se describirán adicionalmente en esta descripción.
En un dispositivo de acuerdo con la divulgación se proporciona un generador de burbujas 5 para introducir microburbujas de aire. El generador de burbujas 5 puede estar incluido en el dispositivo de acoplamiento 100, tal como se describirá posteriormente. En la realización mostrada, el generador de burbujas 5 comprende un dispositivo de microfiltración tal como el divulgado en el documento WO-A1-2014/069993, que tiene una pared 23 que comprende poros de transmisión de gas con un tamaño de poro de 0.6 micrones. En realizaciones alternativas, el tamaño de poro puede estar en el intervalo de 0.05-10 micrones, en particular en un intervalo entre 0.1 micrones y 2 micrones, más en particular en un intervalo entre 0.2 micrones y 1.5 micrones. En la presente realización, el dispositivo de microfiltración se puede fabricar con un material hidrófobo, tal como polipropileno (PP), que en combinación con los poros de transmisión de gas mencionados anteriormente puede funcionar como un filtro HEPA. La utilización de un material hidrófobo puede mejorar la manera higiénica en la que se pueden preparar productos alimentarios líquidos, tal como productos alimentarios espumados. Para un experto en la técnica será evidente que se pueden utilizar otros materiales.
Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 3, en realizaciones, el generador de burbujas 5 se puede moldear de modo que se extienda en la cámara 108 a la cual está conectada el suministro de aire 4, donde el segundo extremo 106 de la primera parte de canal 101 y el segundo extremo 107 de la segunda parte de canal 102 están conectados de manera fluida entre sí. El generador de burbujas 5 se puede disponer de modo que un flujo, por ejemplo, de leche o de una mezcla de leche y agua, pueda pasar por el generador de burbujas 5 en la cámara 108, preferentemente rodeando esencialmente una pared 23 del generador de burbujas 5. El generador de burbujas 5 puede comprender un material hidrófobo de modo que se pueda restringir la entrada de, por ejemplo, leche o una mezcla de leche y agua en dicho generador de burbujas 5. El gas se suministra a través de los poros de transmisión de gas de la pared 23 del generador de burbujas 5 en la cámara 108, de modo que se pueda airear, por ejemplo, la leche o una mezcla de leche y agua. En realizaciones, los poros de transmisión de gas pueden tener un tamaño de poro en el intervalo de 0.1-0.5 micrones, en particular un tamaño de poro de al menos 0.15 micrones y menor de 0.45 micrones, de modo que se puedan generar e introducir las microburbujas en, por ejemplo, la leche o una mezcla de leche y agua, de modo que se pueda producir un espumado o una espuma atractiva y de alta calidad.
Tal como se muestra en las figuras 1 y 1A, el sistema 1 para airear un producto alimentario líquido puede comprender el generador de burbujas 5 para generar burbujas en un flujo de producto alimentario líquido. El generador de burbujas 5 puede comprender una pared 23 que tiene poros de transmisión de gas, donde la pared 23 separa un espacio de suministro de aire 24 del flujo de producto alimentario líquido. El suministro de aire 4 se puede proporcionar para suministrar gas al espacio de suministro de aire 24.
En realizaciones, el suministro de aire 4 puede comprender un dispositivo de secado de aire 7 para secar el gas que se debe suministrar al espacio de suministro de aire 24 y/o un recipiente 8 que contiene gas secado previamente. Dicho recipiente 8 se puede disponer para suministrar gas seco al espacio de suministro de aire 24. El gas es o comprende preferentemente aire.
Tal como se muestra en la figura 4A, en realizaciones, el suministro de aire 4 puede incluir una entrada de aire 6 que se dispone para la conexión con la atmósfera exterior, de modo que se pueda introducir aire exterior en el dispositivo de secado de aire 7.
Tal como se muestra en la figura 4B, en realizaciones alternativas, el suministro de aire 4 puede comprender el recipiente 8 para suministrar aire seco al espacio de suministro de aire 24.
Tal como se muestra en la figura 4C, en realizaciones alternativas, el suministro de aire 4 puede comprender el dispositivo de secado de aire 7 para secar el aire entrante y el recipiente 8 para suministrar aire seco. El aire seco proveniente del dispositivo de secado de aire 7 y el aire secado previamente proveniente del recipiente 8 también se pueden mezclar, tal como se describirá adicionalmente en esta descripción.
En realizaciones, el sistema 1 comprende un suministro de lácteo 2, que se puede proporcionar comprendiendo un recipiente que contiene un líquido de base láctea. Tal como se analiza, la realización mostrada en las figuras 1 y 1A también comprende un suministro de agua 3, que se puede proporcionar mediante, o incluir, una conexión a la red principal de agua. En otras realizaciones, el suministro de agua 3 se puede proporcionar como un depósito de agua. El suministro de agua 3 en la figura 1 está en conexión fluida con una entrada de agua 104 del dispositivo de acoplamiento 100. En realizaciones, el suministro de agua 3 puede estar en conexión fluida con una bomba de agua 25, el dispositivo de secado de aire 7, un calentador 26 y el generador de burbujas 5. El dispositivo de secado de aire 7 puede estar situado entre dicha bomba de agua 25 y dicho calentador 26. De dicha manera, se puede suministrar el agua relativamente fría proveniente, por ejemplo, de la red principal de agua, al dispositivo de secado de aire 7, la cual puede enfriar el dispositivo de secado de aire 7 y puede ser beneficioso para secar o deshumidificar el aire en el dispositivo de secado de aire 7. Después de pasar por el dispositivo de secado de aire 7, el agua se puede calentar, por ejemplo, mediante el calentador 26 antes de que se suministre al generador de burbujas 5 y se mezcle con el líquido de base láctea, lo que puede ser beneficioso para preparar un producto alimentario líquido caliente que se pueda espumar o con espuma cuando pasa a lo largo del generador de burbujas 5. De manera tal que se pueda obtener un producto alimentario líquido espumado que puede tener una sensación de sabor relativamente placentera.
Sorprendentemente, se ha descubierto que la fiabilidad y estabilidad del producto alimentario líquido preparado de relativamente alta calidad mejoró suministrando un aire relativamente seco, preferentemente aire deshumidificado, a un flujo de producto alimentario líquido a través del generador de burbujas 5. Se descubrió que suministrar un aire relativamente seco al flujo de producto alimentario líquido a través del generador de burbujas 5 redujo la influencia de las condiciones externas sobre el producto alimentario líquido preparado. Lo que siguen a continuación incluye una lista sin carácter limitante de ejemplos de condiciones externas que pueden influenciar la calidad del producto alimentario líquido preparado:
- poner en marcha por la mañana temprano;
- poner en marcha con un recipiente relativamente frío recién colocado, especialmente un recipiente desechable que contiene un producto alimentario líquido tal como un producto de base láctea;
- utilización intermitente o continua del sistema;
- diferentes condiciones operativas que dependen del producto final, tal como el espumado para un expreso macchiato, capuchino, café con leche o un cortado, especialmente frecuente para dispensar el expreso macchiato y el cortado que requieren unos volúmenes relativamente grandes de gas en la fracción láctea espumada y relativamente poco producto alimentario líquido para producir una espuma o un espumado lácteo de alta calidad;
- la temperatura exterior, que depende de la climatización del local y la estación del año;
- la temperatura del sistema, que depende de la intensidad y/o la frecuencia de producción del sistema; - la humedad relativa de la atmósfera exterior.
Al secar o deshumidificar el aire entrante, o mezclar el aire entrante con aire seco proveniente de un recipiente de aire seco, se puede reproducir de manera fiable un producto alimentario líquido espumado de alta calidad a lo largo de un período de tiempo prolongado bajo diversas condiciones externas y, por ejemplo, condiciones de utilización, la intensidad de preparación y/o la frecuencia de utilización.
En la realización ejemplar mostrada en las figuras 1 y 1A, el suministro de aire 4 comprende un compresor 9 para suministrar aire a presión al generador de burbujas con el fin de pasar por los poros de transmisión de gas.
En realizaciones, el dispositivo de secado de aire 7 puede estar en conexión fluida con el compresor 9 y el generador de burbujas 5 y el dispositivo de secado de aire 7 puede estar situado entre dicho compresor 9 y dicho generador de burbujas 5. De tal manera que se pueda comprimir el aire entrante antes de que se suministre al dispositivo de secado de aire 7, lo que puede ser beneficioso para secar el gas. Aumentar la presión del gas aumenta la temperatura del
punto de rocío del gas, de modo que se pueda iniciar la formación de condensado a temperaturas más elevadas.
El dispositivo de secado de aire 7 puede comprender un enfriador 10 para enfriar el gas entrante, de modo que se pueda enfriar el gas localmente. El enfriador 10 puede ser o comprender un dispositivo de condensación 11, que se puede formar como un bloque de condensado, de modo que se puedan secar el aire favoreciendo y/o estimulando localmente la formación de condensado. De manera adicional o como alternativa, el enfriador 10 puede comprender unos medios de enfriamiento piezoeléctricos, un enfriador líquido o similares.
Las figuras 2A, 2B y 2C muestran de manera esquemática un dispositivo de secado de aire 7 de acuerdo con una realización ejemplar de la invención. El enfriador 10 puede comprender una parte de canal de entrada 12 para suministrar aire, preferentemente aire a presión, al enfriador 10. El enfriador 10 puede estar dotado de una parte de canal de salida 13 para suministrar aire seco al generador de burbujas 5. En este caso, el enfriador 10 está dotado además de una parte de drenaje 14 que se dispone para drenar y/o descargar el condensado.
La figura 5 muestra de manera esquemática una vista en perspectiva de un dispositivo de secado de aire 7 de acuerdo con una realización preferida de la invención. En la presente, el agua proveniente del suministro de agua 3 fluye esencialmente en la dirección opuesta con respecto al flujo de aire proveniente del suministro de aire 4. El enfriador 10 puede comprender una parte de canal de entrada 12 para suministrar aire, preferentemente aire a presión, al enfriador 10. El enfriador 10 puede estar dotado de una parte de canal de salida 13 para suministrar aire relativamente seco al generador de burbujas 5. En realizaciones, tal como en la realización mostrada en la presente, el enfriador 10 puede comprender además una parte de drenaje 14 que se dispone para drenar y/o descargar el condensado en un recipiente de condensado 19. De manera adicional o como alternativa, la parte de drenaje 14 puede estar para descargar el condensado dentro del sistema 1 por medio de evaporación y/o sobre una placa de calentamiento. La parte de drenaje 14 puede estar conectada con un drenaje externo para descargar el condensado fuera del sistema 1.
Tal como se muestra en las figuras 1,2A, 2B, 2C y 5, la parte de canal de entrada 12 puede estar conectada a la parte de drenaje 14 a través de una primera parte de canal 15. El trayecto de flujo entre la parte de canal de entrada y la parte de drenaje es preferentemente esencialmente recta, de modo que el condensado se pueda drenar y/o descargar con relativa facilidad. Preferentemente, el trayecto de flujo recto se extiende de manera esencialmente vertical durante la utilización. La parte de canal de salida 13 puede estar conectada con la primera parte de canal a través de una segunda parte de canal 16. Como alternativa, la primera parte de canal 15 y la segunda parte de canal 16 pueden comprender una conexión con forma esencialmente de U, o la parte de drenaje 14 se puede disponer más cerca de la parte de canal de salida 13. Como alternativa, la primera parte de canal 15 y la segunda parte de canal 16 pueden comprender un trayecto de flujo con forma esencialmente espiral que evoluciona en espiral alrededor de una parte de canal 20C, entre una entrada de refrigerante 20A y una salida de refrigerante 20B (figura 1). En la figura 1, el aire y el agua fluyen esencialmente en la misma dirección. No obstante, en realizaciones alternativas, el aire y el agua también podría fluir esencialmente en la dirección opuesta, lo que puede ser ventajoso para la transferencia de calor entre el aire y el agua relativamente fría. Para el experto en la técnica será evidente que se pueden realizar variaciones en la configuración de canales en el enfriador 10, que se dispone para secar el aire entrante y drenar el condensado.
En realizaciones de acuerdo con la invención, el enfriador puede estar dotado de una válvula 17 normalmente abierta por defecto. La válvula 17 abierta por defecto también se puede disponer como una válvula distribuidora, tal como una válvula distribuidora de tres vías o similar. La válvula 17 se dispone para que se ajuste desde una posición abierta I, en la que la parte de canal de entrada 12 está en conexión fluida con la parte de drenaje 14, hasta una posición cerrada II, en la que se cierra la conexión con la parte de drenaje 14. El enfriador puede comprender además una unidad de control dispuesta para abrir y cerra dicha válvula 17. La unidad de control se puede configurar para cerrar dicha válvula 17 durante un ciclo de aireación del producto alimentario líquido. Una válvula normalmente abierta por defecto puede mejorar el drenaje de condensado forzando de manera activa la salida de condensado utilizando la presión que se libera después de un ciclo de aireación y de manera pasiva a través de la evaporación entre ciclos de aireación y cuando el sistema 1 no se utiliza.
Durante el funcionamiento del sistema 1 para preparar un producto alimentario espumado, la unidad de control controla el funcionamiento de la válvula 17, de modo que se pueda suministrar aire seco al generador de burbujas 5 durante un ciclo de aireación. El condensado se drena de manera pasiva entre ciclos de aireación y durante esperas del sistema y el condensado se drena de manera activa al final de un ciclo de aireación cuando la unidad de control abre la válvula 17 a su posición normalmente abierta por defecto I, en la que el condensado se drena de manera activa utilizando la liberación de presión después de un ciclo de aireación.
El dispositivo de secado de aire 7 en las figuras 2A, 2B y 2C puede comprender además un recipiente de condensado 19 para recoger el condensado. En realizaciones, tales como las realizaciones mostradas en la presente, el recipiente de condensado 19 está en conexión fluida con la parte de drenaje 14. De manera adicional o como alternativa, la parte de drenaje 14 puede estar para descargar el condensado dentro del sistema 1 a través de evaporación y/o sobre una placa de calentamiento. La parte de drenaje 14 puede estar conectada con un drenaje externo para descargar el condensado fuera del sistema 1.
En realizaciones, el suministro de agua 3 se proporciona mediante una conexión a la red principal de agua. El agua proveniente del suministro de agua 3 se puede utilizar aguas abajo con respecto al enfriador 10 para preparar un producto espumado líquido, por ejemplo, de una manera descrita en los documentos WO-A1-2014/069993 y/o WO-A1 -2016/043590. Es decir, el agua se puede calentar, presurizar y mezclar con el concentrado lácteo para formar un flujo de producto alimentario líquido que pasa por el generador de burbujas 5. A continuación, el flujo de producto alimentario líquido se airea mediante el aire seco a través del generador de burbujas 5 para preparar un producto alimentario líquido, en particular un producto alimentario líquido espumado, tal como una espuma o un espumado lácteo.
En realizaciones, el enfriador 10 puede estar en conexión fluida con un suministro de refrigerante 20 para enfriar dicho enfriador 10. En este caso, el enfriador 10 puede estar en conexión fluida con un suministro de refrigerante 20 externo, tal como el suministro de agua 3. El enfriador puede comprender una entrada del enfriador 20A para la conexión fluida con dicho suministro de refrigerante 20 y puede comprender una salida del enfriador 20B para dispensar el refrigerante. Preferentemente, la entrada del enfriador 20A puede estar conectada con la red principal de agua y la salida del enfriador 20B puede estar conectada con la entrada de agua 104 del dispositivo de acoplamiento 100, de modo que el agua proveniente de la red principal de agua se pueda utilizar de manera eficiente en primer lugar enfriando el enfriador 10 antes de ser utilizada aguas abajo con respecto al enfriador 10 tal como se describe de la manera anterior. Como alternativa, la entrada del enfriador 20a y la salida del enfriador 20B se pueden conectar en un bucle con un dispositivo de enfriamiento que se dispone para enfriar el refrigerante o la salida del enfriador 20B se puede conectar con un dispensador de refrigerante para dispensar el refrigerante fuera del sistema.
En realizaciones de acuerdo con la invención, el sistema puede comprender un sensor 21 para medir la humedad relativa del aire entrante tal como se muestra en la figura 4C. El sensor 21 puede comprender una unidad de control de la humedad 22 para regular la humedad relativa del aire entrante, o al menos del aire en el espacio de suministro de aire 24 o cerca de este. La unidad de control de humedad 22 regula la humedad relativa del aire entrante secando el aire entrante con el dispositivo de secado de aire 7 y/o suministrando aire seco proveniente del recipiente 8 que contiene aire secado previamente y/o una mezcla de los dos. Preferentemente, la unidad de control de la humedad 22 puede regular la humedad relativa que se suministra al generador de burbujas 5 para que esté por debajo de un 90 %, tal como, por ejemplo, por debajo de un 80 %, un 75 % o un 70 %, al menos cuando se introduce el aire en el flujo de producto alimentario líquido a través del generador de burbujas.
Cabe destacar, que con la finalidad de aumentar la claridad y tener una descripción concisa, las características se describen en la presente como parte de las mismas realizaciones o de realizaciones independientes, no obstante, se apreciará que el alcance de la divulgación puede incluir realizaciones que tienen combinaciones de algunas o todas las características descritas.
Asimismo, cabe destacar que la invención no está restringida a las realizaciones descritas en la presente. Se sobreentenderá que se pueden tener muchas variantes. Estas y otras variantes serán evidentes para el experto en la técnica y se consideran que se encuentran dentro del alcance de la invención según se formula en las siguientes reivindicaciones.
LISTA DE SÍMBOLOS DE REFERENCIA
1 sistema
2 suministro de lácteo
3 suministro de agua
4 suministro de aire
5 generador de burbujas
6 entrada de aire
6A filtro
7 dispositivo de secado de aire
8 recipiente que contiene aire secado previamente
9 compresor
10 enfriador
11 dispositivo de condensación
12 parte de canal de entrada
13 parte de canal de salida
14 parte de drenaje
15 primera parte de canal
16 segunda parte de canal
17 válvula
19 recipiente de condensado
20 suministro de refrigerante
20A entrada del refrigerante
20B salida del refrigerante
20C parte de canal del refrigerante
sensor
unidad de control de la humedad
pared
espacio de suministro de aire
bomba de agua
calentador
dispositivo de acoplamiento
primera parte de canal
segunda parte de canal
primer extremo de la primera parte de canal
entrada de agua
salida
segundo extremo de la primera parte de canal
segundo extremo de la segunda parte de canal
cámara
entrada de lácteo
posición abierta
posición cerrada
Claims (16)
1. Un sistema (1) para airear un producto alimentario líquido, donde el sistema comprende un generador de burbujas (5) para generar burbujas en un flujo de producto alimentario líquido, donde el generador de burbujas (5) comprende una pared (23) que tiene poros de transmisión de gas, donde la pared (23) separa un espacio de suministro de aire (24) del flujo de producto alimentario líquido, donde se proporciona un suministro de aire (4) para suministrar aire al espacio de suministro de aire (24), donde dicho suministro de aire (4) comprende
- un dispositivo de secado de aire (7) para secar aire, preferentemente deshumidificar aire, que se debe suministrar al espacio de suministro de aire (24) y/o
- un recipiente que contiene aire secado previamente (8), estando dispuesto dicho recipiente (8) para suministrar aire seco al espacio de suministro de aire (24) y donde dicho aire tiene una humedad relativa por debajo de un 70 %.
2. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 1, donde el suministro de aire (4) está dotado de un compresor (9) para suministrar aire a presión al generador de burbujas (5).
3. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde el dispositivo de secado de aire (7) está en conexión fluida con el compresor (9) y el generador de burbujas (5) y está situado entre dicho compresor (9) y dicho generador de burbujas (5).
4. El sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el dispositivo de secado de aire (7) comprende un enfriador (10) para enfriar el aire entrante.
5. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 4, donde el enfriador (10) comprende una parte de canal de entrada (12), una parte de canal de salida (13) y una parte de drenaje (14).
6. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 5, donde la parte de canal de entrada (12) está conectada a la parte de drenaje (14) a través de una primera parte de canal (15) y la parte de canal de salida (13) está conectada a la primera parte de canal (15) a través de una segunda parte de canal (13).
7. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, donde el trayecto de flujo entre la parte de canal de entrada (12) y la parte de drenaje (14) es esencialmente recta.
8. El sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5-7, donde el enfriador (10) está dotado de una válvula (17) normalmente abierta por defecto y una unidad de control dispuesta para cerrar dicha válvula (17).
9. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 8, donde la válvula (17) se dispone para que se ajuste desde una posición abierta, en la que la parte de canal de entrada (12) está en conexión fluida con la parte de drenaje (14), hasta una posición cerrada, en la que la unidad de control cierra la conexión con la parte de drenaje (14) durante un ciclo de aireación del producto alimentario líquido.
10. El sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5-9, donde el dispositivo de secado de aire (7) comprende un recipiente (19) para recoger el condensado, donde el recipiente (19) está en conexión fluida con la parte de drenaje (14) o la parte de drenaje (14) está en conexión fluida con la atmósfera exterior.
11. El sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4-10, donde el enfriador (10) está en conexión fluida con un suministro de refrigerante (20) para enfriar dicho enfriador (10), preferentemente en conexión fluida con un suministro de refrigerante externo, más preferentemente en conexión fluida con un suministro de agua externo.
12. El sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el suministro de aire (4) comprende un sensor (21) para medir la humedad relativa del aire entrante, donde el sensor (21) comprende una unidad de control de la humedad (22) para regular la humedad relativa del aire entrante secando el aire entrante con el dispositivo de secado de aire (7) y/o suministrando aire seco proveniente del recipiente que contiene aire secado previamente (8), donde, preferentemente, la humedad relativa que se suministra al generador de burbujas (5) está por debajo de un 90 % tal como, por ejemplo, por debajo de un 80 %, un 75 % o un 70 %.
13. Un método de preparación de un producto alimentario líquido, por ejemplo, un producto alimentario líquido espumado, tal como una espuma o un espumado lácteo, donde el aire entrante se seca antes de que dicho aire se suministre a un flujo de producto alimentario líquido, donde el aire entrante se seca preferentemente hasta una humedad relativa por debajo de un 90 % tal como, por ejemplo, por debajo de un 80 %, un 75 % o un 70 %.
14. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, donde el aire seco se suministra a un producto alimentario líquido por medio de un generador de burbujas.
15. Un método de acuerdo con la reivindicación 13 o 14, donde el método comprende además el paso de comprimir el aire, donde el aire se comprime preferentemente aguas arriba con respecto al dispositivo de secado de aire.
16. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13-15, donde el método comprende el paso de cerrar una válvula normalmente abierta al comienzo de un ciclo de aireación del producto alimentario líquido utilizando una unidad de control y el paso de abrir dicha válvula al final de un ciclo de aireación del producto alimentario líquido, de modo que el condensado se pueda expulsar por soplado de manera activa cuando se libera la presión tras un servicio.
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