RU2812798C2 - Способ отпуска насыщенного газом напитка и устройство для отпуска напитка, насыщенного газом из напорного резервуара - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к способу отпуска насыщенного газом напитка и устройству для отпуска напитка, насыщенного газом из напорного резервуара. Способ отпуска насыщенного газом напитка, при котором к напитку примешивают газ из напорного резервуара, в котором газ хранится под давлением, содержит этапы, на которых напиток посредством насоса подают из емкости, а газ расширяют до давления менее чем 0,5 бар или менее чем 100 мбар выше окружающего давления и со стороны всасывания насоса вводят во всасываемый напиток. Технический результат направлен на обеспечение отпуска напитков, обогащенных газом из напорного резервуара, из традиционных или оборудованных для этого кофейных автоматов. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к способу отпуска напитка, при котором к напитку примешивается газ из напорного резервуара, в котором газ хранится под давлением. Кроме того, изобретение относится к устройству для отпуска насыщенного газом напитка на сливе для напитка, причем устройство содержит высоконапорное присоединение для подключения напорного резервуара с газом, в котором газ хранится под давлением.

Известно, что наряду с классическими, свежезаваренными кофейными напитками, такими как эспрессо, капучино или фильтр-кофе, все больше предлагаются кофейные напитки на основе уже готового напитка или концентрата. К ним относится, в частности, кофе холодной экстракции, так называемый кофе колд-брю, который в течение нескольких часов настаивается в холодной воде и пьется холодным. В одном особом варианте такой холодный кофейный напиток при отпуске смешивается с азотом. В результате образуется пышная шапка пены, и во рту возникает приятный вкус крема аналогично обогащенному азотом темному крепкому пиву (Гиннесс). На рынке такой кофейный напиток зарекомендовал себя под английским названием Nitro Cold Brew Coffee (кофе нитро-колд-брю).

Согласно применяемому в настоящее время способу, для этого в кофейный напиток с помощью раздаточной установки из газового баллона высокого давления вводится азот. Используемые для этого «раздаточные аппараты» подготавливаются в виде отдельных аппаратов и должны быть дополнительно в наличии и устанавливаться на прилавках. Это требует много места и больших затрат. Интеграция в имеющиеся кофейные автоматы на предприятиях общественного питания невозможна или не рассматривается.

Ручная раздаточная установка, обычно используемая в английских пабах, описана в GB 2129775 А. В этом документе в раздаточной установке пиво подается ручным поршневым насосом, причем в пиво со стороны всасывания поршневого насоса через воздушный клапан вводится воздух. С помощью вспенивающего диска в раздаточном кране всасываемая пиво-воздушная смесь вспенивается.

В US 10182587 В2 описана стойка для продажи напитков в разлив, в которой напитки, включая холодные кофейные напитки, могут подаваться посредством давления газа и на выбор насыщаться газом (gas infused). Насыщение газом происходит во вспенивающей камере, в которой подаваемый под давлением напиток распыляется распылителем.

Задачей изобретения является создание альтернативного, упрощенного способа и соответствующего устройства для отпуска напитков, обогащенных газом из напорного резервуара, который, в частности, позволил бы отпускать их из традиционных или оборудованных для этого кофейных автоматов.

В части способа эта задача решается посредством признаков п. 1, а в части устройства - посредством признаков п. 10 формулы. Предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы.

В способе отпуска напитка, при котором к напитку примешивается газ из напорного резервуара, в котором газ хранится под давлением, согласно изобретению, предусмотрено, что напиток посредством насоса подается из емкости и что газ расширяется до давления близко к окружающему давлению, в частности менее, чем 0,5 бар, далее предпочтительно менее, чем 100 мбар, и наиболее предпочтительно менее, чем 50 мбар выше окружающего давления и со стороны всасывания насоса вводится во всасываемый напиток. Напитком может быть, например, кофейный напиток. Однако этот способ может применяться также для других напитков, например, чайного напитка.

Ввод газа в кофейный напиток перед насосом происходит, тем самым, в основном, без давления. Перемешивание газа и готового напитка происходит, в основном, внутри насоса. В качестве газа может использоваться, в частности, азот, который придает напитку, в частности кофейному напитку, приятный кремовый вкус.

Таким образом, используя лишь один насос, можно из хранящегося в емкости готового напитка или концентрата отпускать насыщенный газом кофейный напиток. Необходимые узлы размещаются в имеющемся аппарате, например, кофейном автомате или предусмотренном для охлаждения готового напитка холодильнике, просто и компактно. Холодильник может в равной мере использоваться для других добавок, например, молока, сливок, колотого льда и т.п. Таким образом, можно создать интегрированное устройство для отпуска напитков.

В частности, в рамках изобретения предусмотрено, что кофейным напитком является кофейный напиток холодной экстракции. Для приготовления молотый кофе в течение нескольких часов настаивается в холодной воде, или холодная вода очень медленно в течение нескольких часов пропускается через молотый кофе с использованием так называемой капельницы холодной воды. Этот так называемый кофе колд-брю имеет очень интенсивный аромат, хорошо усваивается и, в противоположность горячезаваренному кофе, является очень хорошей альтернативой в жаркую погоду.

Дополнительно емкость может охлаждаться, так что кофейный напиток отпускается в виде холодного напитка.

Возможен также нагрев кофейного напитка при отпуске, например, посредством расположенного в направлении течения за насосом термоблока.

Если кофейный напиток отпускается в виде холодного напитка, то в кофейный напиток при отпуске может быть добавлен дополнительно лед. Если готовый напиток хранится в концентрированном виде, то при отпуске можно дополнительно добавить воду. Это может происходить либо перед насосом, либо за насосом. Точно так же вода может добавляться отдельно на сливе для напитка. Возможно также добавление других добавок в напиток, например, сиропа, шерри или ликера, молочной пены и т.п.

В одном предпочтительном варианте предусмотрено, что насыщенный газом напиток подается к сливу для напитка через расположенный в направлении подачи за насосом элемент противодавления. У элемента противодавления речь идет о сопротивлении течению, к которому насос должен подкачивать всасываемую смесь из кофейного напитка и воздуха, так что на выходе насоса происходит повышение давления. Это повышение давления приводит к еще более сильному перемешиванию смеси из кофейного напитка и воздуха в насосе и, тем самым, к кремовой или пенообразной консистенции кофейного напитка.

В качестве насоса рассматривается, в частности, шестеренчатый насос. Оказалось, что с помощью насоса этого типа удается получить наилучшую нежно-кремовую или пенообразную консистенцию. Причиной этого может быть особенно основательное перемешивание смеси воздух/напиток за счет шестерен насоса.

В качестве элемента противодавления может использоваться узкое место, т.е. сужение сечения, и последующее расширение, например, заслонка или дроссель. Элемент противодавления может быть также образован простым напорным шлангом уменьшенного внутреннего сечения. Предпочтительным в рамках изобретения является, однако, использование смесителя, в частности спирального смесителя, который не имеет сужения сечения, а за счет многократного изменения направления действует в качестве сопротивления течению. Кроме того, такой смеситель вызывает многократное разделение насыщенного газом потока жидкости на несколько частичных потоков и их объединение, так что достигается дальнейшее перемешивание и улучшение кремообразной кофейно-воздушной смеси. Другим видом подходящего в рамках изобретения сопротивления течению является так называемый пропускной элемент сопротивления, который образован большим числом лабиринтообразно разветвленных путей течения и также вызывает многократное разделение потока жидкости на частичные потоки, их объединение и повторное разделение.

В другом предпочтительном варианте подаваемое количество газа может дозироваться с помощью газового клапана-дозатора. В качестве газового клапана-дозатора может служить, например, простой игольчатый клапан, с помощью которого путем регулирования всасывающего отверстия можно дозировать количество воздуха. Предпочтительно в рамках изобретения используется, однако, тактовый запорный клапан, при необходимости, в комбинации с неподвижной заслонкой, который в быстрой последовательности открывается и закрывается, освобождая и снова запирая, тем самым, всасывающее отверстие. В этом случае для дозирования можно изменять тактовое соотношение, т.е. соотношение между длительностью открытия и периодом повторения. Таким образом, газовый клапан-дозатор, в среднем, открыт более или менее продолжительно, чтобы примешивать больше или меньше воздуха. Посредством количества воздуха можно изменять, в частности, также консистенцию отпускаемого кофейного напитка.

В предложенном устройстве для отпуска напитков, которое выполнено для отпуска насыщенного газом напитка на сливе для напитка и содержит присоединение высокого давления для подключения напорного резервуара с газом, в котором газ хранится под давлением, согласно изобретению, предусмотрены насос для подачи напитка по всасывающей линии из емкости к сливу для напитка, а также редуктор, выполненный для расширения газа до давления близко к окружающему давлению, в частности менее, чем 0,5 бар, далее предпочтительно менее, чем 100 мбар, и наиболее предпочтительно менее, чем 50 мбар выше окружающего давления, который соединен со стороны входа с присоединением высокого давления, а со стороны выхода - с впадающей во всасывающую линию газоподводящей линией для ввода расширенного газа во всасываемый напиток со стороны всасывания насоса.

В направлении подачи за насосом расположен преимущественно элемент противодавления, посредством которого насыщенный газом напиток подается к сливу для напитка. В качестве элемента противодавления может использоваться преимущественно дроссель или статический смеситель, в частности спиральный смеситель. В качестве насоса служит предпочтительно шестеренчатый насос.

Кроме того, в одном предпочтительном варианте в газоподводящей линии расположен газовый клапан-дозатор, в частности тактовый запорный клапан, для дозирования вводимого в кофейный напиток объемного потока газа.

Другие преимущества и свойства изобретения приведены в нижеследующем описании примера его осуществления со ссылкой на чертежи, на которых представлено следующее:

фиг. 1 - блок-схема устройства для отпуска насыщенного газом кофейного напитка;

фиг. 2 - частично в разрезе изометрический вид используемого в данном примере элемента противодавления в виде спирального смесителя.

Изображенное на фиг. 1 в виде блок-схемы устройство содержит емкость 2 с кофейным напитком холодной экстракции, электрический насос 3, соединенный со стороны всасывания через всасывающую линию 4 с емкостью 2, и присоединенный через выпускную линию 5 на напорной стороне насоса 3 элемент 6 противодавления в виде спирального смесителя. От спирального смесителя 6 выпускная линия 5’ ведет к сливу 7 для напитка, на котором насыщенный газом холодный кофейный напиток наливается в подставленный сосуд 8 для питья. При этом слив для напитка может быть интегрирован в сливную головку кофейного автомата, насыщенный газом или вспененный кофейный напиток может отпускаться из кофейного автомата в виде дополнительной опции напитка.

Во всасывающей линии 4 находятся расходомер 9, с помощью которого можно дозировать количество напитка, и запорный клапан 10, который в начале отпуска напитка открывается, а по окончании отпуска напитка закрывается, чтобы предотвратить обратное течение еще находящейся в линии 4 жидкости. Во всасывающую линию 4 впадает газоподводящая линия 12. В ней находятся газовый клапан-дозатор 13, неподвижная заслонка 14 и обратный клапан 15. В данном примере газовый клапан-дозатор 13 выполнен в виде тактового воздушного клапана, т.е. в виде переключающего клапана, работающего в быстрой последовательности, т.е. прерывисто открываясь и закрываясь. При этом частота, с которой работает воздушный клапан, может лежать в диапазоне 10-30 Гц. Обратный клапан 15 служит лишь для того, чтобы ограничить или предотвратить проникновение жидкости в воздухоподводящую линию.

Насос 3, элемент 6 противодавления, расходомер 9 и газовый клапан-дозатор 13 объединены в насосный модуль или насосный узел 1. Он содержит, кроме того, запорный клапан 10 в подводящей линии 4, а также обратный клапан 15 и заслонку 14 в газоподводящей линии 12.

Насосный модуль 1 и емкость 2 расположены в холодильнике 16. Емкость 2 выполнена здесь в виде одноразовой емкости с находящимся в картонной коробке шлангом (BiB: Bag in Box). Вне холодильника 16 к ведущей к насосному модулю 1 газоподводящей линии 12’ присоединены редуктор 17 и запорный клапан 18. Через редуктор 17 со стороны входа может быть присоединен напорный резервуар с газом (не показан), например, обычный газовый баллон под давлением около 200 бар. В данном примере редуктор 17 выполнен или настроен так, что он уменьшает давление газа на входе до выходного давления лишь 50 мбар, под которым газ со стороны всасывания насоса подается в подводящую линию 4. У редуктора (или редукционного клапана) выходное давление подается на управляющий вход и через датчик давления заботится о том, чтобы напорный клапан при превышении заданного выходного давления закрывался, а при его недостижении снова открывался. Таким образом, выходное давление не может возрасти выше этого предустановленного значения. В качестве датчика давления может служить поршень или мембрана.

Наконец в данном примере изображено еще промывочное присоединение 20, которое через запорный клапан 21 и промывочную линию 22 впадает перед обратным клапаном 15 в газоподводящую линию 12. После отпуска продукта через эту промывочную линию 22 можно осуществить процесс промывки холодной или теплой водой. Для этого закрывается клапан 10 на входе для продукта, открывается клапан 21 на притоке 20 для промывочной воды, и приводится в действие насос 3. Под сливом 7 для напитка размещается улавливающий сосуд для улавливания промывочной воды. Процесс промывки служит, в частности, для промывки обратного клапана 15, чтобы он не мог засориться. Другой в данном примере, включенный параллельно клапану 21 промывочный клапан 21’ предусмотрен для того, чтобы, при необходимости, подключить к промывочному присоединению 20 дополнительный, при необходимости, размещенный в холодильнике 16 насосный модуль (не показан).

Для отпуска вспененного кофейного напитка колд-брю открывается клапан 10 на входе 4’ для продукта, и приводится в действие насос 3. Таким образом, из емкости 2 всасывается хранящийся там готовый напиток, который подается через спиральный смеситель 6 к сливу 7 для напитка.

В то же время открывается запорный клапан 18 на газовом впуске 19, и азот из подключенного к газовому присоединению 19 напорного резервуара течет через газовый клапан-дозатор 13, с помощью которого можно дозировать подводимое количество газа, заслонку 14 и обратный клапан 15 к впадающему во всасывающую линию 4 газовый подвод 12. Насос 3 всасывает, тем самым, помимо готового продукта из емкости 2, дополнительно газ от газового присоединения 19. Благодаря спиральному смесителю 6 на выходе насоса или в насосе 3 создается высокое давление. Это приводит к перемешиванию смеси воздуха и напитка в насосе, создавая, таким образом, кремовую или пенообразную, насыщенную газом жидкость, которая отпускается на сливе 7 для напитка.

На фиг. 2 изображен используемый в качестве элемента противодавления на фиг. 1 спиральный смеситель 6. Им является так называемый статический смеситель, у которого в трубчатом корпусе 61 друг за другом расположены несколько, смещенных по отношению друг к другу соответственно на 90° 180-градусных спиралей 62, 63. Кроме того, следующие друг за другом спирали имеют встречные направления вращения. Каждая спираль разделяет поток протекающей жидкости на два частичных потока. Последние на каждом переходе к соответственно следующей спирали опять-таким разделяются на два частичных потока и объединяются соответственно с частичными потоками из предыдущей спирали. Таким образом, происходит перемешивание потока жидкости. Кроме того, спиральный смеситель представляет собой в значительной степени ламинарное сопротивление течению без необходимости уменьшения при этом проходного сечения. На фиг. 2 корпус 61 смесителя 6 изображен частично в разрезе, чтобы были видны находящиеся внутри, смещенные соответственно на 90° спиральные участки 62, 63.

Claims (15)

1. Способ отпуска насыщенного газом напитка, при котором к напитку примешивают газ из напорного резервуара, в котором газ хранится под давлением, отличающийся тем, что напиток посредством насоса (3) подают из емкости (2), при этом газ расширяют до давления менее чем 0,5 бар или менее чем 100 мбар выше окружающего давления и со стороны всасывания насоса (3) вводят во всасываемый напиток.

2. Способ по п. 1, при котором напитком является кофейный напиток холодной экстракции.

3. Способ по п. 1 или 2, при котором в напиток добавляют воду и/или лед.

4. Способ по п. 1 или 2, при котором напиток хранят в емкости (2) в виде концентрата напитка и к концентрату напитка перед или за насосом добавляют воду.

5. Способ по любому из пп. 1-4, при котором газом является азот.

6. Способ по любому из пп. 1-5, при котором емкость (2) охлаждают и напиток отпускают в охлажденном виде.

7. Способ по любому из пп. 1-6, при котором в качестве насоса (3) используют шестеренчатый насос.

8. Способ по любому из пп. 1-7, при котором насыщенный газом напиток подают к сливу (7) для напитка через расположенный в направлении подачи за насосом (3) элемент (6) противодавления.

9. Способ по п. 8, при котором в качестве элемента (6) противодавления используют дроссель или статический смеситель, спиральный смеситель.

10. Способ по любому из пп. 1-9, при котором в подводящей линии (12) для вводимого во всасываемый напиток газа расположен газовый клапан-дозатор (13), тактовый запорный клапан, с помощью которого дозируют вводимый в напиток газовый объем.

11. Устройство для отпуска насыщенного газом напитка на сливе (7) для напитка, содержащее высоконапорное присоединение (19) для подключения газового напорного резервуара, в котором газ хранится под давлением, отличающееся тем, что оно содержит насос (3) для подачи напитка через всасывающую линию (4) из емкости (2) к сливу (7) для напитка и соединенный со стороны входа с высоконапорным присоединением (19) редуктор (17), который выполнен с возможностью расширения газа до давления менее чем 0,5 бар или менее чем 100 мбар выше окружающего давления и который со стороны выхода соединен с впадающей во всасывающую линию (4) газоподводящей линией (12, 12’) для ввода расширенного газа во всасываемый напиток со стороны всасывания насоса (3).

12. Устройство по п. 11, в котором в направлении подачи за насосом (3) расположен элемент (6) противодавления, через который насыщенный газом напиток подается к сливу (7) для напитка.

13. Устройство по п. 12, в котором элементом (6) противодавления является дроссель или статический смеситель, спиральный смеситель.

14. Устройство по любому из пп. 11-13, в котором насос (3) выполнен в виде шестеренчатого насоса.

15. Устройство по любому из пп. 11-14, в котором в газоподводящей линии (12) расположен газовый клапан-дозатор (13), тактовый запорный клапан, для дозирования вводимого в напиток газового объема.