KR101177339B1 - 소비성 분말의 재구성 및 거품발생을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

소비성 분말의 재구성 및 거품발생을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

거품이 있거나 없는 우유, 카푸치노타입 음료, 또는 수프와 같은 식품 액체를 제공하기 위해 액체를 이용하여 소비성 분말(들)을 재구성하는 방법 및 장치. 분말이 용기 (15) 로 유입되고 액체 스프레이 (13a) 를 교차시킴으로써 예비습윤된다. 더 혼합하는 단계는 용기에서 일어난다. 용기는 증진된 혼합을 위해 용기로 공급되는 추가의 액체 스트림 (14a) 을 가질 수 있다. 그 다음 이 식품액은, 거품형/부풀음형 식품액을 생산하기 위해 증기 발생기에 의한 벤츄리 효과에 의해 흡입될 수 있다.

Description

소비성 분말의 재구성 및 거품발생을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONSUMABLE POWDER RECONSTITUTION AND FROTHING}
본 발명은 일반적으로 소비성 분말의 재구성 및 거품발생을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 소비성 분말을 예비습윤하고 혼합하는 단계 및 이로써 획득한 소비성 식품액에 거품을 발생시키는 단계에 관한 것이다.
일반적으로, 식품 서비스 산업에서, 탈수된 생산물의 전형적인 재구성 동안에는 발생하지않는 어떤 문제가 분말의 재구성에서는 발생한다. 커피판매기 등과 관련한 식품 서비스에서, 시간 및 온도가 제한 요소이기 때문에 생산물은 빠르게 혼합되어야 한다. 현재는, 위퍼(whipper)/혼합 보울 (bowl) 어셈블리가 투여중의 혼합/거품발생을 위해 일반적으로 사용된다. 그러나, 이러한 어셈블리는 하기와 같은 문제점을 갖는다: (ⅰ) 분말이 여러 군데의 데드스팟 (dead spots) 에 고착될 수 있고 이곳의 박테리아 성장으로 인해 안전성이 저해될 수 있음; (ⅱ) 이동부로 인해 마모 및 균열이 더 많음; (ⅲ) 이러한 이동부와의 과도한 접촉으로 인해 입자가 손상됨; 및 (ⅳ) 이러한 어셈블리의 사용과 관련된 비용이 증가함. 또한, 위퍼/혼합 보울 어셈블리에서는 종종 거품의 질을 떨어트린다. 혼합/거 품발생 시스템에 존재하는 또 다른 제한은 최종적으로 전달되는 식품의 투여 시간 및 온도에 관한 것이다. 예컨대, 250mL 이상의 대용량 음료에 대해서, 충분한 기계적인 혼합 및 거품발생이 실행될 수 있도록 물의 유량이 적게 유지되어야 하기 때문에, 전달 시간이 너무 길어진다. 긴 음료전달시간은 최종 이용자에게 만족스럽게 받아들여지지 않는다. 또한, 대기상태이거나 차가운 물로는 분말이 잘 용해되지 않기 때문에, 분말을 차갑거나 대기상태의 액체 식품으로 만들어 전달하는 것은 용해 문제를 일으킨다.
투여 시스템의 한가지 일반적인 공지의 타입에서는 혼합 보울에서 분말을 물과 혼합하는 전기 모터에 의해 구동되는 임펠러를 사용한다. 이 시스템은 잦은 세척이 필요하며 혼합 용기에 남은 잔여물로 인한 부정적인 위생 문제를 가질 수 있다. 분말을 사용할 때, 투여 이후, 용기 예컨대, 컵 또는 보울에 용해되지않은 분말 입자가 떨어질 수 있고 액체가 성층화될 수 있다. 또한, 혼합 용기 및 임펠러 모터에 상당한 유지보수가 필요할 수 있다. 또한, 현재는 액체 우유만이 증기 거품을 생성하는데 사용된다. 분말에 비해 액체우유는 보존기한, 냉동 필요성, 및 위생 문제와 같은 취급에 있어서의 단점을 갖는다.
그 결과, 동력화된 위퍼를 사용하지않는 분말성분의 투여를 통해 균일한 질 높은 증기 포말 또는 거품형 음료 예컨대, 우유거품을 전달하는 효과적이고, 간결하고, 위생적이며, 비교적 비용이 낮은 해결법을 갖는 것이 바람직하다.
종래 기술에 위퍼없는 시스템이 공지되어있다. 헤이즈 (Hayes) 등의 WO 02/087400 및 차만 (Charman) 의 WO 03/041506 는 분말을 포함하는 캡슐을 제공하 는 단계, 분말과 혼합하기 위해서 물을 캡슐에 분사하는 단계, 그 혼합물을 저장소로 옮기는 단계, 및 저장소에서 포말형 액체를 생산하기 위해 제트를 이용하여 저장소에 물을 분사하는 단계를 포함하는 포말형 음료를 생산하는 방법을 기술한다. 헤이즈 등 및 차만은 분말과 액체의 교차 스트림은 개시하지않는다.
임보덴 (Imboden) 등의 US 2003/0089244 는 우유 포말 발생 및 우유 가열을 위한 어셈블리를 기술한다. 혼합 부재는 제 1 증기 스트림, 공기, 제 2 증기 스트림, 및 액체우유 순으로 이들을 수용한다. 출발물질은 분말이 아닌 액체우유이다.
말리크 (Mahlich) 의 US 5,335,588 은 카푸치노용 우유 거품을 제조하는 장치를 기술한다. 이 장치는 벤츄리를 통해 개구부로 이어지는 증기입구 및 공기입구를 포함한다. 개구부는 증기, 공기, 및 우유가 혼합되어 거품형 우유를 만들어내도록 예컨대, 컵에서 액체 우유에 잠긴다. 이 방법은 "컵내 (in-cup) 거품발생" 으로 공지되어있다. 출발물질은 분말이 아닌 액체우유이다. 유사하게는, 조지 (Jorge) 의 FR 2 745 485 또한 분말이 아닌 액체우유를 이용하는 컵내거품발생에 관한 것이다.
말리크의 US 6,681,685 는 카푸치노를 위한 우유거품을 조제하는 장치를 기술한다. 이 장치는 먼저 액체우유와 공기를 혼합한다. 그 다음, 이 혼합물을 증기가 토출되는 영역에 공급한다. 출발물질은 분말이 아닌 액체우유이다.
뤄시 (Lussi) 등의 US 5,884,552 및 US 6,253,667 은 거품형우유 및 고온의 우유 조제용의 유화제를 기술한다. 액체우유는 먼저 공기와 혼합된다. 그 다음, 이 혼합물이 증기와 혼합된다. 선택적으로는, 혼합물은 커피와 혼합된다.
반 스트라텐 (van Straten) 등의 US 6,183,800 은 우유 또는 크림 커피를 조제하는 방법을 기술한다. 커피 응축물 또는 액체우유 응축물이 흡입되는 벤츄리 용기로 물이 유입된다. 그 다음, 물 및 거피 응축물이 혼합 및 투여를 위한 회전 용기로 흐른다.
보그트 (Vogt) 등의 EP 0458310 은 거품형 카푸치노같은 음료를 생산하는 거품발생 커피 화이트너를 기술한다. 이 화이트너에 의한 거품발생은 일반적으로 압력기반 거품발생보다 하등으로 고려된다.
웨셀스 (Wessels) 등의 WO 02/100224 는 포말층이 있는 음료를 조제하기 위한 장치를 개시한다. 이 장치는 포말층을 생산하기 위해 액체 응축물을 증기와 조합하는 회전 챔버를 포함한다.
비테콕 (Vittecoq) 의 EP 1,348,364 는 동시에 또는 교대로, 상이한 방향 및 상이한 높이에서, 그리고 컵을 회전시키지않는 채로 컵을 향하는 2 이상의 제트를 이용하여 분말계 음료를 혼합하고 포말을 발생시키기 위한 장치를 기술한다. 비테콕은 분말 및 액체 스트림을 교차시키는 단계는 개시하지않는다.
위텐보그 (Wittenborg) 의 US 4,388,338 은 다중 스트림을 포함하는 분말계 음료를 조제하는 방법 및 장치를 기술한다. 컵이 미리측정된 양의 분말로 채워지고 컵의 일부는 낮은 속도의 스트림에 의해 제 1 양의 물로 채워진다. 음료를 휘젖기 위해 후속의 스트림(들)이 더 빠른 속도로 제공된다. 이 시스템은 저속 단계 동안 컵의 바닥에 혼합되지않은 잔여 분말이 모일 수 있다.
바람직하지않은 특징, 결점, 및 현재 사용되는 시스템의 단점을 극복하기 위해서 소비성 분말을 액체로 예비습윤하는 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 분말로부터 재구성되는 질 높은 거품형 음료를 더 빠르고 효과적으로 전달하는 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 종래 시스템들의 1 개 이상의 문제점을 제거하거나 완화하는 것이다.
제 1 양태에서, 본 발명은, 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법으로서, 분말을 용기로 유입시키는 단계; 상기 분말이 상기 용기로 유입됨에 따라 상기 용기에 습윤액 스트림을 유입시켜 상기 습윤액 스트림이 공중에서 상기 분말과 교차하도록 함으로써 예비습윤된 분말을 형성하도록 상기 분말을 예비습윤하는 단계; 및 상기 용기에 혼합액 스트림을 유입시킴으로써 상기 분말로부터 재구성되는 식품액을 형성하도록 예비습윤된 분말을 혼합하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
제 2 양태에서, 본 발명은, 거품형 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법으로서, 분말을 용기로 유입시키는 단계; 상기 분말이 상기 용기로 유입됨에 따라 상기 용기에 습윤액 스트림을 유입시켜 상기 습윤액 스트림이 공중에서 상기 분말과 교차하도록 함으로써 예비습윤된 분말을 형성하도록 상기 분말을 예비습윤하는 단계; 식품액과 증기를 조합하는 상기 용기에 1 이상의 혼합액 스트림을 유입시킴으로써 상기 분말로부터 재구성되는 식품액을 형성하도록 상기 예비습윤된 분말을 혼합하는 단계; 및 벤츄리 효과 장치를 이용하여 상기 식품액에 거품을 발생시키는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제 3 양태에서, 분말을 보유하였다가 용기로 투여하기 위한 저장소; 습윤액 스트림 및 혼합액 스트림을 상기 용기로 투여하기 위한 액체 전달 수단을 포함하며, 상기 습윤액 스트림은 상기 분말이 습윤된 분말을 형성하도록 투여됨에 따라 상기 분말을 습윤함으로써 상기 용기 내의 공중 (mid-air) 에서 상기 분말을 예비습윤하기 위한 것이고, 상기 혼합액 스트림은 상기 분말로부터 재구성되는 식품액을 형성하기 위해서 상기 습윤된 분말과 액체를 혼합하기 위한 것인, 용기에서 소비성 분말을 재구성하는 장치가 제공되어 있다.
첨부한 도면과 관련하여 본 발명의 특정 실시예에 대한 다음의 설명을 검토하면 본 발명의 다른 양태 및 특징이 당업자들에게 분명해질 것이다. 이제 첨부한 도면들에 관한 예 만으로 본 발명의 실시예를 기술한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 예비습윤단계 및 컵내혼합단계를 도시하는 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 예비습윤단계 및 컵내혼합/거품발생단계를 도시하는 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 그외 또 다른 실시예에 따른 중간 혼합 용기를 구비하긴 하지만 도 1 에 도시된 것과 유사한 예비습윤단계 및 혼합단계를 도시하는 개략도 이다.
도 4 는 중간 용기에서의 예비습윤단계 및 혼합단계 그리고 벤츄리 장치를 이용한 거품발생단계를 포함하는 본 발명에 따른 장치를 도시하는 개략도이다.
도 5 는 도 4 의 벤츄리 장치의 상세 개략도이다.
도 6 은 배플을 나타내는 부분 단면과 도 4 의 중간 용기를 도시한다.
도 7 은 총 3 개의 배플을 나타내는 도 6 의 단면선 Ⅶ-Ⅶ 을 따른 중간 용기의 단면도를 도시한다.
도 8 은 동일한 수평면에 2 개의 혼합 스트림을 갖는 중간 용기의 일 대안을 도시한다.
도 9 는 상이한 수평면에 2 개의 혼합 스트림을 갖는 중간 용기의 또 다른 대안을 도시한다.
도 10 은 상이한 수평면에 2 개의 혼합 스트림을 가지며 하나의 배플만을 포함하는 평면 단면도로서 중간 용기의 그외 또 다른 대안을 도시한다.
이제 동일한 요소에는 유사한 번호를 매기면서 도면의 상세한 설명을 기술한다.
일반적으로, 본 발명은 우유, 코코아, 수프, 또는 분말형 향미료와 같은 그렇지만 이들로 한정되지않는 분말로부터 재구성되는 소비성 식료품 (즉, 식품액) 을 제공하기 위해서 분말을 액체를 이용하여 예비습윤하고 혼합하는 방법 및 장치를 제공한다. 혼합단계는 동시의 또는 후속하는 거품발생단계를 포함할 수 있 다. 분말이 용기로 유입되고 액체 스트림 또는 스프레이의 교차에 의해 예비습윤된다. 분말이 용기 안으로 어느정도 흘러든 영역에서 분말과 액체가 교차된다. 이것은 효과적이어서 분말 입자의 대부분이 물에 습윤될 수 있다. 그 이상의 혼합은 용기 안에서 일어난다. 용기는 최종 투여단계의 컵일 수 있기 때문에 "컵내혼합" 이 일어날 수 있다. "컵내혼합" 에서 일어나는 거품발생이 최종 투여단계의 컵에서 일어난다.
이와 달리, 이 용기는 예비습윤 및 액체와 분말의 혼합을 위한 중간용기로서, 거품발생은 중간용기와는 별도로 일어날 수 있다. 이하에서 이를 더 설명한다. 용기는 혼합의 향상을 위해 용기로 공급되는 추가의 액체 스트림을 가질 수 있다. 액체 스트림은 온도가 변하는 물(들), 커피, 또는 쥬스와 같은 그렇지만 이들로 한정되지않는 다양한 액체들로 형성될 수 있다. 중간용기의 내측 표면은 매끄러울 수 있거나 난류를 증가시킴으로써 혼합을 더 향상시키기 위해 이 내측 표면상에 1 개 이상의 배플 (baffles) 을 포함할 수 있다. 중간용기가 예비습윤 및 혼합에 사용될 때, 식품액은 우유거품, 카푸치노타입 음료, 또는 과일쥬스류 음료와 같은 그렇지만 이들로 한정되지않는 거품형 식료품을 생산하기 위해 벤츄리 효과에 의해 흡입되어 스트림과 조합될 수 있다.
도 1 과 관련하여, 본 발명의 실시예에 따른 예비습윤단계 및 컵내혼합단계에 대한 개략도가 도시되어있다. 분말 (11) 을 투여하기 위한 분말실 (10) 이 도시되어있다. 2 개의 액체 스트림 (13a, 14a) 을 유입시키는 2 개 이상의 제트 (13, 14) 를 포함하는 액실이 도시되어있다. 제트는 거품발생이 필요할 때 또는 필요한지에 따라 스프레이 (sprays) 또는 단순한 액체 흐름일 수 있다. 투여된 분말 (11a) 은 제트 (13) 로부터 투여된 제 1 액체 스트림 (즉, 습윤액 스트림) (13a) 에 의해 예비습윤된다. 분말 (11) 은 용기 (15) 쪽으로 효과적으로 떨어지고 공중에서 제 1 액체 스트림 (13a) 과 교차한다. 상기와 같이, 액체는 물 또는 다른 유체일 수 있고 차가울 수도, 대기상태일 수도, 또는 다른 상태일 수도 있다. 본 발명은, 2 개의 스트림이 용기 (15) 로 들어갈 때, 제 1 액체 스트림 (13a) 이 투여된 분말 (11a) 과 교차하도록 구성된다.
분말 입자가 용기 (15) 의 상단부에서 공중에 부유해 있는 동안 분말을 습윤하면 혼합 스트림 (14a) 을 추가한 이후에 혼합되지않은 상태로 남아있는 잔여 분말이 거의 없거나 전혀 없는 바람직한 예비습윤이 된다. 이는 관련 표면상에 미생물이 성장하는 것을 완화시키고 혼합물의 균질성을 증가시키는 것을 포함하여 다수의 면에서 바람직하다. 분말 (11) 로부터 재구성되는 식료품 (16) 을 형성하기 위해 제 2 제트 (14) 에 의해 혼합 스트림 (14a) 이 제공된다. 그러므로, 재구성된 식료품 (16) 은 "컵내혼합" 과 같은 전술한 방식으로 용기 (15) 안에서 형성되며, 여기서 용기 (15) 는 일회용 커피 컵 등과 같은 최종사용자의 컵이다.
어떤 힘에 의해 액체가 유입된다는 것을 더 이해할 것이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 제 2 스트림 (20a) 은 용기 (15) 내에 거품발생 (16a) 을 만들어낼 만큼 충분히 강하다. 이 경우에 있어서, 제 2 스트림 (20a) 은 분수, 샤워 (shower) 등일 수 있는 제트 (20) 에 의해 형성되며 일정한 압력 또는 요동하는 압력으로 용기 (15) 로 향한다. 이 경우에 있어서, 이는 "컵내혼합/거품발생" 으 로 고려되며 우유거품을 포함하는 그렇지만 이로 제한되지않는 결과물로서의 식료품에 대해 바람직하다. 본 발명에 따라, 예비습윤된 분말 (11b) 은 5psi 이상 또는 5psi 와 15psi 사이의 압력에서 제 2 액체 스트림 (20a) 에 의해 용기 (15) 의 하부에서 더 처리된다. 액체 스트림의 직선 속도는 500cm/s 에서 1600cm/s 까지 변할 수 있다. 5psi 이상의 압력에서, 분말을 분산시키고 용해시키기에 충분한 난류가 만들어진다.
도 3 은 상기의 도 1 에 도시된 것과 유사한 예비습윤단계 및 혼합단계를 도시하는 개략도이다. 그러나, 최종사용자용의 용기 대신 혼합을 위한 중간 용기 (35) 가 놓여있다. 그러므로, 중간용기 (35) 가 다중 혼합에 재사용될 때, 예비습윤으로 인해 혼합 보울 (즉, 중간용기 (35)) 의 표면에 잔여물이 거의 또는 전혀 남지않게 되고 이에 따라 미생물의 성장이 완화된다는 것은 매우 중요하다. 액체가 접선 흐름으로 유입되면 중간 용기 (35) 안에서의 혼합이 향상된다. 이렇게 중간 용기 (35) 에 혼합액을 공급하기 위한 액체 입구 (33) 가 제공되어있어, 전체적으로 난류 및 분말로부터 재구성되는 식품액의 혼합이 증진된다.
도 4 에 의하면, 중간 용기 (43) 에서의 예비습윤단계 및 혼합단계 그리고 벤츄리 장치 (50) 에 의한 거품발생단계를 포함하는 본 발명에 따른 장치에, 도시된 바와 같은 중간 용기 (43) 가 제공되어있다. 전술한 실시예와 유사하게, 분말실 (40) 및 액실 (41) 이 투여관 (40a) 및 액체관 (41a, 41b) 을 통해 중간 용기 (43) 와 상호작용할 수 있다. 여기서는 관이라는 용어를 사용하지만, 계량된 양의 투여분말 및 균일한 혼합을 하는데에 적합한 양, 압력, 및 유량의 액체(들) 를 제공하는 어떠한 방식 또는 기구도 제공된다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 그 다음, 균질한 혼합물이 벤츄리 장치 (50) 에 의한 벤츄리 효과에 의해 혼합물관 (43a) 으로 흡입된다. 벤츄리 장치 (50) 는 경로의 수축 및 증기 발생기 (42) 에 의해 발생되어 증기관 (42a) 을 흐르는 증기의 힘에 의해 형성된다. 공기관 (51) 을 통해 유입된 대기상태의 공기가 식품액에 바람직한 거품발생을 일으킨다. 적합한 식품 위생을 더 보장하기 위해 대기상태의 공기에 예비필터 (pre-filter) 가 주어진다. 따라서, 투여관 (52) 을 통해 거품형 식품액 (44) 이 용기 (45) 로 나온다. 이 용기 (45) 는 도 1 및 도 2 에 도시한 용기 (15) 와 유사한 최종사용자 용기이다. 이러한 방식으로, 고질의 안정된 거품 특성을 갖는 거품형 식료품이 투여된다.
도 5 는 도 4 의 벤츄리 장치의 상세 개략도를 도시한다. 구체적으로는, 도시된 바와 같은 관 수축이 있는 방향으로의 증기의 흐름을 명백하게 나타내기 위해서 화살표를 포함시켰는데, 이 증기는, 식품액이 벤츄리 효과에 의해 흡입되도록 하고 식품액과 공기가 조합되었을 때 거품을 발생시키게 한다. 식품액의 균질성 레벨이 높고 흐름이 빠르기 때문에, 이러한 구성은 관 (43a 또는 52) 에 잔류하는 식품액을 최소화시키고 위생문제를 완화시킨다.
도 6 은 도 4 에서 도시하고 기술한 중간용기 (43) 및 배플 (63a) 을 나타내는 부분 단면을 도시한다. 중간 용기의 내부는 매끄러울 수 있지만, 매끄러운 상승 영역을 제공하는 것도 바람직하다. 이 상승 영역은 1 개 이상의 배플일 수 있다. 도 6 의 선 Ⅶ-Ⅶ 은 대응하는 도 7 에 나타낸 단면을 지나는데, 이 도면에서는 3 개의 배플 (63a, 63b, 63c) 이 있을 수 있다.
도 7 과 계속 관련하여, 각 배플 (63a, 63b, 63c) 은 중간 용기 (43) 의 내주를 따라 이격되어있다. 배플 (63a, 63b, 63c) 은 액체관 (41b) 에 유입되는 액체에 의해 만들어지는 난류를 향상시키는 역할을 한다. 예컨대, 도 7 로부터, 중간용기 (43) 의 내부의 직경 (a) 은 마주하는 배플 (63a) 과 배플 (63c) 사이의 거리 (f) 보다 크다는 것을 알 수 있다. 이러한 상태는 액체관 (41b) 에 유입된 액체에 의한 접선 흐름을 분열시킨다. 또한, 액체 관 (41b) 과 배플 (63a) 사이의 중간용기 (43) 의 원주 거리 (α) 는 난류를 더 향상시킨다. 도 7 은 3 개의 배플 (63a, 63b, 63c) 및 접선식으로 중간 용기 (43) 로 유입되는 액체관 (41b) 을 도시하지만, 위생문제를 일으키는 데드스팟 (dead-spots) 을 만들어내지 않으면서 난류가 증가되어 혼합을 향상시키는 한은 본 발명이 의도하는 범위 내에서 여러 가지 상이한 구성이 가능하다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 본 발명을 위해서는, 0 ~ 5 개 정도의 배플이 적합하다. 이러한 다양한 구성의 여러 가지 예를 도 8, 도 9, 및 도 10 에 도시하였다.
도 8 은 동일한 수평면을 따라 서로 대향하도록 위치하는 2 개의 혼합 스트림 (81, 82) 을 가지는 중간 용기 (80) 의 일 대안을 도시한다. 이 구성은 교유 (churning) 식 난류를 일으킨다. 도 9 는 상이한 수평면을 따라 2 개의 혼합 스트림 (91, 92) 을 가지는 중간 용기 (90) 의 또 다른 대안을 도시한다. 이 구성은 롤링식 난류를 일으킨다. 여러 개의 대향하는 증기의 이용으로 충분한 혼합이 이루어지면 배플을 생략할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 10 은 상이한 수평면을 따라 2 개의 혼합 스트림 (101, 102) 을 가지며 하나의 배플 (103) 만을 포함하는 중간 용기 (100) 의 그외 또 다른 대안을 평면 단면도로 도시한다. 혼합 난류를 증가시키기 위해, 각 혼합 스트림 (101, 102) 의 유입점 (101a, 102a) 은 중간용기 (100) 하부의 깔때기 형상 바닥에 놓여진다. 중간용기 (100) 의 내부 직경이 도시된 거리 (g) 보다 크기 때문에, 배플 (103) 에 의해 차단되는 대향하는 토네이도식 혼합력이 만들어진다. 이는, 유입점 (101a, 102a) 에 유입되는 액체에 의해 만들어지며 액체관 (101) 과 배플 (103) 사이의 중간용기 (100) 의 원주 거리 (β) 에 의해 더 향상되는 접선 흐름을 단절시킨다.
도 7 및 도 10 과 더 관련하여, 각 거리 (α, β) (즉, 각 범위) 는, 본 발명이 의도하는 범위를 벗어나지 않는 예컨대, 90°, 120°, 및/또는 270°일 수 있다. 마찬가지로, 배플은, 액체 입구에서 유입되는 물의 흐름을 단절시켜 혼합을 향상시키는 교란 흐름을 만들어내는 역할을 하는 매끄러운 표면의 돌기이다. 배플이 제공되면, 배플은 10 mm 및 바람직하게는 4 mm 와 6 mm 사이까지 중간 용기의 캐비티 안으로 돌출할 수 있다. 특정한 치수 및 모양을 기술하거나 도시할 수 있지만, 이는 실례를 들면서도 제한적이지않게 하려는 것이라는 것을 이해할 것이다.
본 발명에 따른 분말로부터 재구성되는 식료품은 토마토 수프 분말과 같은 그렇지만 이로 제한되지않는 어려운 재구성 특징을 갖는 것으로 공지된 분말들에 있어서도 균질하다. 습윤 및 혼합 방법이 바람직한 식료품을 만들어낸 것은 분 말을 혼합 용기의 바닥에 떨어트리기 전에 분말을 습윤하였기 때문이다. 일단 습윤하고나면, 분말은 빠르게 분산되고 소용돌이 물에 균일하게 용해된다.
결과물인 식료품의 균질성 및 시각적인 외관과 관련하여, 본 발명에 따른 습윤 및 혼합 방법은 투여된 생산물에서 향상된 생산물을 산출해낸다. 본 발명의 바람직한 적용에 있어서, 분말(들)의 재구성을 위한 물 또는 다른 적합한 액체(들)가 대기 온도로 유입될 수 있고, 공지된 냉동 시스템에 의해 냉각될 수 있으며, 또는 온수 탱크, 요구응답 (on-demand) 히터와 같은 공지된 가열에 의해 또는 본 기술에 공지된 다른 방법에 의해 미리설정된 범위로 가열될 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 방법 및 장치는 분말 및 액체 혼합물로부터 획득한 식품액의 거품도 발생시킨다. 본 발명은, 상기와 같이, 습윤 및 혼합 단계를 포함하며, 이어서 벤츄리 효과 장치를 사용하는 증기 거품발생단계가 더 이어질 수 있다. 충분한 벤츄리 효과 및 최적의 질을 갖는 거품을 위해, 벤츄리 효과 장치에 들어가는 식품액의 온도는 일정 온도 레벨, 바람직하게는 약 60℃ 를 초과해서는 안된다. 그러므로, 증기 거품발생 이후의 최종 온도가 바람직한 온도 범위에 도달하도록 습윤 및 혼합 단계에서의 물의 온도를 조정함으로써 전달된 식품의 최종 온도를 제어할 수 있다. 또한, 증기에 대한 물의 비를 변화시켜 음료의 온도를 제어할 수 있다. 증기는 본 기술에 공지된 방법에 의해 발생된다.
바람직한 직선 속도 범위에서 대기상태의, 냉각된, 또는 가열된 물이 지속적으로 흐르게 하기 위해서 펌프 또는 탭 (tap) 의 물 압력이 사용될 수 있다. 분말을 혼합 영역으로 전달하기 위해, 더징 (dosing) 나사 송곳, 진동 기술, 또는 공기분사에 의한 분말의 계량된 훅불기 (metered puff) 또는 스트림과 같은 그렇지만 이들로 제한되지않는 종래의 방법이 사용된다. 본 발명의 거품발생부는, 일반적으로, 향상된 위생적인 방법으로 균일하고 질 높은 포말형 음료를 만들기 위해 증기 발생기 및 위퍼없는 습윤 및 혼합 방식으로 증기를 재구성된 소비성 분말(들) 과 조합시키는 수단을 포함한다. 또한, 본 발명은 분말(들)로부터 증기 포말을 발생시켜 이 포말을 지속적으로 용기 (예컨대, 컵, 보울 등) 에 투여할 수 있다.
전체적으로, 예비습윤된 액체 스트림을 형성하는 액체 스프레이 노즐(들) 의 위치는 혼합단계 및 위생에 영향을 준다. 각 물 입구는, 분말의 습윤을 최적화시켜 혼합을 향상시키고 습윤되지않은 채로 용기로 들어가는 분말을 줄이도록 바람직하게 위치한다. 또한, 이러한 스프레이 노즐에서 나오는 부채 형상 스프레이의 각 또한 혼합단계에 영향을 준다. 본 발명에 따라, 예비습윤액 제트의 각은 수직선으로부터 즉, 확산된 액체 스프레이의 중간으로부터 예컨대 5°~ 85°, 또는 30°~ 75°, 또는 더 바람직하게는 45°~ 60°까지 변할 수 있다.
또한, 액체 유량 및 직선 속도는 수화된 생산물의 균질성에 영향을 준다. 적당히 습윤된 분말에 충분한 압력 및 유량의 액체를 줌으로써 향상된 혼합단계가 달성된다. 본 발명에 따라, 예비습윤된 액체의 액체 유량은 예컨대, 5 ~ 50ml/s 또는 16 ~ 25ml/s 또는 18 ~ 22ml/s 까지 변할 수 있다. 이에 대한 액체 직선 속도는 500 ~ 1600cm/s, 및 가장 바람직하게는 1000 ~ 1300cm/s 까지 바람직하게 변할 수 있다. 물 스트림의 유량은 재수화 및 혼합을 더 향상시키는 탭-물 압력 또는 펌프에 의해, 예컨대, 물의 전달을 요동시키기 위한 페리스탈틱 펌 프 (peristaltic pump) 에 의해 만들어질 수 있다.
본 발명은 생산물 (즉, 재구성된 소비성 분말) 을 실제로 전달하는 1 이상의 투여 출구/노즐 또는 유사한 장치를 포함하는 생산물 투여단계를 포함할 수 있다. 이는 각 타입의 생산물에 특정한 노즐 헤드들 또는 모든 생산물을 위한 단일 노즐 헤드를 포함할 수 있다. 세척을 상당히 최소화하기 위해서, 혼합 용기는 분말, 액체, 또는 재수화된 생산물에 대한 데드스팟이 없는 매끄러운 표면만을 포함해야 한다.
본 발명에 따른 거품발생은, 특히 증기 거품발생에 의해 발생될 때 질 높은 거품을 만들어낸다. 높은 질은 균일하게 분포된 작은 크기의 버블, 단단한 구성, 안정성, 축축함, 및 용해되지않은 분말 덩어리의 부재를 포함하는 특징들에 의해 나타난다. 습윤단계 및 혼합단계가 없는 것에 비하여 습윤 및 혼합 시스템으로부터의 생산물이 더 나은 이유는 분말이 혼합 그릇으로 떨어지기 전에 분말이 습윤되기 때문이다. 일단 습윤되면, 분말은 빠르게 분산되고 소용돌이 물에서 균일하게 용해된다. 그러므로, 액체만이 벤츄리로 들어가게 되고 이는 거품발생 과정이 효과적이 되도록 한다.
어떤 실시예에서, 본 발명은 다수의 분말 소스를 포함할 수 있다. 1 종을 초과하는 분말이 전달되고 이 분말이 제어장치에 의해 그리고 최종 생산물 공식화 요건에 기초하여 동시에 또는 연속적으로 전달될 수 있다. 예컨대, 거품발생 및 후속의 건조 시나몬 분말 적용이 뒤에 이어지는 재구성된 첨향 인스턴트 커피 분말이 본 발명의 범위에 있다. 제어장치는 필요하지않은 분말 소스(들)를 스위칭 온/오프할 수 있고, 적합한 분말(들)만이 배출되게한다. 사용되는 분말은 우유, 화이트너, 커피, 차, 코코아 등과 같은 분말형 음료 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
또한, 본 발명은 다수의 상온보관용 (shelf-stable) 액체 농축물(들), 예컨대 우유 농축물 소스를 포함할 수 있다. 1 종 초과의 액체 농축물이 전달될 수 있다. 액체 농축물은 제어장치에 의해 그리고 최종 생산물 공식화 요건에 기초하여 동시에 또는 연속적으로 전달될 수 있다. 제어장치는 필요하지않은 상온보관용 액체 농축물 소스(들)를 스위칭 온/오프할 수 있어 적합한 농축물만이 배출될 수 있게 한다. 사용되는 액체 농축물(들)은 우유, 화이트너, 및 커피, 차, 코코아, 설탕 등과 같은 음료 농축물 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 본 발명은 적어도 대형의 고용량의 용도에 적합하다.
본 발명으로, 컵내의 신선함 및 증기 거품 특성이 향상될 수 있다. 냉동이 필요한 액체 우유의 사용을 회피함으로써 안전성 및 위생이 향상된다. 유지보수 및 세척 요구와 같은 작업자의 역할이 줄어든다. 본 발명에는 기계적인 위퍼가 존재하지 않기 때문에, 가스켓 누설 문제가 없다. 기계부품 또는 구성요소의 분해필요성 (예컨대, 세척 또는 유지보수를 위함) 및 수가 종래의 위퍼 시스템에 비하여 줄어든다. 기계 및 전기 부품들이 줄어들어, 예컨대, 위퍼가 없어 모터가 필요하지 않고 컨트롤러의 수가 줄어들어, 본 구성요소의 복잡성은 비교적 낮아진다. 따라서, 잠재적인 서비스 신청 요구가 더 낮으며 전체적인 장점으로 인해 전체적으로 비용이 낮은 시스템이 된다.
본 발명의 상기 실시예는 단지 예를 위한 것이다. 당업자들에 의해 본 발명의 범위에서 특정 실시예로 개조, 수정 및 변경이 이루어질 수 있으며, 본 발명의 범위는 오로지 종속 청구항에 의해서만 한정된다.

Claims (34)

  1. 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법으로서,
    분말을 용기로 유입시키는 단계;
    상기 분말이 상기 용기로 유입됨에 따라 상기 용기에 습윤액 스트림을 유입시켜 상기 습윤액 스트림이 공중에서 상기 분말과 교차하도록 함으로써 예비습윤된 분말을 형성하도록 상기 분말을 예비습윤하는 단계; 및
    상기 용기에 혼합액 스트림을 유입시킴으로써 상기 분말로부터 재구성되는 식품액을 형성하도록 상기 예비습윤된 분말을 혼합하는 단계를 포함하는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 거품형 식료품을 형성하도록 상기 식품액에 거품을 발생시키는 단계를 더 포함하는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 거품발생 단계는 상기 혼합 단계 및 상기 거품발생 단계가 실질적으로 동시에 일어나도록 상기 혼합액 스트림에 의해 달성되는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 거품발생 단계는 상기 혼합 단계가 상기 거품발생 단계와는 별도로 그리고 먼저이도록 벤츄리 장치 및 증기 발생기에 의해 달성되는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 습윤액 스트림은 상기 습윤액 스트림의 중간으로부터의 각이 5°와 85°사이가 되도록 유입되는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 습윤액 스트림은 상기 습윤액 스트림의 중간으로부터의 각이 30°와 70°사이가 되도록 유입되는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 습윤액 스트림은 상기 습윤액 스트림의 중간으로부터의 각이 45°와 60°사이가 되도록 유입되는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 습윤액 스트림은 5psi 이상의 압력으로 유입되는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 습윤액 스트림은 5psi 와 15psi 사이의 압력으로 유입되는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 습윤액 스트림은 5ml/s 내지 50ml/s 의 유량으로 유입되는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 습윤액은 16ml/s 내지 25ml/s 의 유량으로 유입되는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 습윤액 스트림은 18ml/s 내지 22ml/s 의 유량으로 유입되는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 습윤액 스트림은 500cm/s 내지 1600cm/s 의 직선 속도로 유입되는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 습윤액 스트림은 1000cm/s 내지 1300cm/s 의 직선 속도로 유입되는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 습윤액 스트림은 탭 (tap) 압력, 일정한 압력을 전달하는 펌프, 및 요동하는 압력을 전달하는 페리스탈틱 (peristaltic) 펌프로 구성되는 군 중에서 선택된 압력 전달 시스템에 의해 유입되는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  16. 제 4 항에 있어서, 상기 혼합액 스트림은 상기 용기의 내벽에 접하는 방향으로 유입되는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  17. 제 4 항에 있어서, 상기 혼합액 스트림은 상기 용기의 내벽에 접하는 방향으로 그리고 상기 내벽의 상호간 동일한 높이에서 유입되는 제 1 스트림 및 제 2 스트림을 포함하는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  18. 제 4 항에 있어서, 상기 혼합액 스트림은 상기 용기의 내벽에 접하는 방향으로 그리고 상기 내벽의 상호간 상이한 높이에서 유입되는 제 1 스트림 및 제 2 스트림을 포함하는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  19. 제 4 항에 있어서, 상기 용기는 실질적으로 돌기가 없는 내벽을 포함하는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  20. 제 4 항에 있어서, 상기 용기는 내벽을 포함하고 이 내벽은 1 이상의 배플 (baffles) 을 포함하는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 용기는 1 개 내지 5 개 사이의 배플을 포함하는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 분말을 용기로 유입시키는 단계는 1 종을 초과하는 분말의 유입을 포함하는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  23. 제 1 항에 있어서, 상기 분말은 우유분말, 화이트너 (whitener), 커피, 차, 코코아, 수프, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  24. 거품형 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법으로서,
    분말을 용기로 유입시키는 단계;
    상기 분말이 상기 용기로 유입됨에 따라 상기 용기에 습윤액 스트림을 유입시켜 상기 습윤액 스트림이 공중에서 상기 분말과 교차하도록 함으로써 예비습윤된 분말을 형성하도록 상기 분말을 예비습윤하는 단계;
    식품액과 증기를 조합하는 상기 용기에 1 이상의 혼합액 스트림을 유입시킴으로써 상기 분말로부터 재구성되는 식품액을 형성하도록 상기 예비습윤된 분말을 혼합하는 단계; 및
    벤츄리 효과 장치를 이용하여 상기 식품액에 거품을 발생시키는 단계를 포함하는 거품형 식료품을 형성하기 위해 소비성 분말을 재구성하는 방법.
  25. 용기에서 소비성 분말을 재구성하는 장치로서,
    분말을 보유하였다가 용기로 투여하는 저장소;
    습윤액 스트림 및 혼합액 스트림을 상기 용기로 투여하기 위한 액체 전달 수단을 포함하며,
    상기 습윤액 스트림은 상기 분말이 습윤된 분말을 형성하도록 투여됨에 따라 상기 분말을 습윤함으로써 상기 용기 내의 공중 (mid-air) 에서 상기 분말을 예비습윤하기 위한 것이고, 상기 혼합액 스트림은 상기 분말로부터 재구성되는 식품액을 형성하기 위해서 상기 습윤된 분말과 액체를 혼합하기 위한 것인, 용기에서 소비성 분말을 재구성하는 장치.
  26. 제 25 항에 있어서, 탭 압력, 일정한 압력을 전달하는 펌프, 및 요동하는 압력을 전달하는 페리스탈틱 펌프로 구성되는 군 중에서 선택된 압력 전달 수단을 더 포함하는 용기에서 소비성 분말을 재구성하는 장치.
  27. 제 25 항에 있어서, 상기 혼합액 스트림은 상기 용기의 내벽에 접하는 방향으로 상기 용기에 액체를 전달하도록 배치되는 용기에서 소비성 분말을 재구성하는 장치.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 혼합액 스트림은 1 개를 초과하는 혼합 스트림을 포함하는 용기에서 소비성 분말을 재구성하는 장치.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 1 개를 초과하는 혼합 스트림은 상기 용기의 상이한 높이에 배치되는 용기에서 소비성 분말을 재구성하는 장치.
  30. 제 25 항에 있어서, 상기 습윤액 스트림은 상기 습윤액 스트림의 중간으로부터의 각이 5°와 85°사이가 되도록 형성되는 용기에서 소비성 분말을 재구성하는 장치.
  31. 제 25 항에 있어서, 상기 습윤액 스트림은 상기 습윤액 스트림의 중간으로부터의 각이 30°와 70°사이가 되도록 형성되는 용기에서 소비성 분말을 재구성하는 장치.
  32. 제 25 항에 있어서, 상기 습윤액 스트림은 상기 습윤액 스트림의 중간으로부터의 각이 45°와 60°사이가 되도록 형성되는 용기에서 소비성 분말을 재구성하는 장치.
  33. 제 25 항에 있어서, 상기 용기는 1 개 이상의 배플을 포함하는 소비성 분말을 재구성하는 장치.
  34. 제 25 항에 있어서, 상기 식품액과 만나는 증기를 발생시키기 위한 증기 발생기, 및
    상기 식품액에 거품을 발생시키기 위한 벤츄리 효과 장치를 더 포함하는 소비성 분말을 재구성하는 장치.
KR1020077005729A 2004-08-12 2005-07-16 소비성 분말의 재구성 및 거품발생을 위한 방법 및 장치 KR101177339B1 (ko)

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