TWI838463B - 產品配給系統、用於製造微過濾裝置之方法及產品配給系統之用途 - Google Patents
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Abstract
一種產品配給系統,包括一保持器,該保持器含有待配給之一產品,該保持器具有一產品加工單元以用於加工及排出來自該保持器之產品,其中該產品加工單元具備一微過濾裝置,該微過濾裝置具備一產品入口以用於產品之供應,其中該微過濾裝置可連接至一氣體供應器以用於在產品排出期間將氣體供應至該產品,其中該微過濾裝置具備一外殼,其界定一內部加工空間,其中該加工空間藉由具有透氣孔的一管狀微過濾元件而分隔出與一產品饋通通道分開之一氣體供應空間,其中該氣體供應空間與該外殼之一氣體入口相關聯,且該產品饋通通道與該外殼之一產品入口相關聯,其中該外殼包括一出口以用於具備氣體的產品之排出。
Description
發明領域
本發明係關於一種用於配給一產品(例如,牛奶產品、牛奶、泡沫、奶油或充氣甜品或一不同產品)之系統及對應方法。
發明背景
此系統自各種變型中之實務已知。舉例而言,已知在按鈕式噴霧器中含有噴灑奶油,該按鈕式噴霧器可手動操作以用於噴灑該奶油,見例如歐洲專利申請案EP 1 061 006 A1。
雖然係高度使用者友好,但噴灑奶油通常具有比泡沫奶油差的品質。舉例而言,噴灑奶油比不上泡沫奶油穩定:噴灑奶油之初始堅固性通常低於泡沫奶油之初始堅固性,且此外,隨著時間流逝比泡沫奶油之堅固性更迅速得多地下降。此原因中之一者為在噴灑奶油中不存在脂肪之一穩定化網路。當製作泡沫奶油時,在打泡期間,形成鍵結在一起的脂肪球之網路(亦叫作部分聚結),此對泡沫之穩定性有影響。用於噴灑奶油之奶油通常被脫敏至部分聚結,以便防止作為搖動按鈕式噴霧器及/或溫度波動(其將導致按鈕式噴霧器之堵塞)之結果在噴灑之前已出現部分聚結。噴灑奶油不太穩定之另一原因為使用例如氧化亞氮用於使奶油起泡沫。氧化亞氮之使用常常係合乎需要的,因為氧化亞
氮在奶油中之高溶解性確保,藉由噴灑罐中的可接受之壓力,足夠之氣體可儲存於罐中。由此溶解於產品中之氣體在噴灑後釋放,從而導致高度充氣泡沫。此外,氧化亞氮之高溶解性有利於氣體自泡沫狀產品之相對迅速擴散,此導致不太穩定。
已知噴灑奶油之一第二缺點為,噴灑奶油在噴灑期間之品質並不恆定:例如,一開始噴灑之奶油之氣體含量比最終噴灑之奶油之氣體含量相當高,因為氧化亞氮壓力在噴灑期間下降了。
自動化之泡沫奶油機自實務本身係已知的,且具備用於將奶油打泡之靜態或動態混合器。泡沫奶油較之噴灑奶油的優勢包括不同產品品質(較差之充氣品質、較高堅固性及堅固性隨時間流逝之較好維持)。然而,一般而言,已知泡沫奶油機需要許多時間來製備泡沫狀產品(與噴灑罐系統相比),不太使用者友好(至少,操作困難),相對不太衛生,且因此需要頻繁清潔。
本發明之一態樣特別係關於一種用於配給一泡沫狀產品之方法及系統。
德國專利NL1024433描述一種用於獲得一單分散泡沫之方法,其中產生第一相對粗糙預發泡,接著使該預發泡穿過一薄膜。德國專利NL1024438描述另一方法,其中將不同蒸汽束噴出至一產品,例如,經由呈一薄膜之形式的分束器。
DE4126397描述一種泡沫產生器,具有由一多孔分隔壁分開之一混合腔室及氣體入口腔室,以製備具有一短加工時間(<30s)之一建築材料泡沫。
US4674888係關於一種氣體注射器,以將氯或氧噴灑至紙漿內。
Jp2005143372係關於利用一多孔薄膜還原泡沫奶油中之氧。該文件之圖1展示一圓柱形主體及安裝於其中之多孔薄膜。
WO2008/009616描述用於製備例如冰淇淋之不同方法,尤其藉由
一轉子及使用薄膜來攪拌產品。
WO2006/078339描述一種用於獲得泡沫狀牛奶之系統,藉此經由一空氣軟管將空氣供應至牛奶。較佳地,該軟管具備一過濾器以過濾來自一空氣流之雜質。在該過濾器後設置的是閥,以防止熱水流動至該過濾器之可能性。在一軟管連接器處,在距該過濾器一段距離處進行空氣與牛奶之混合。
另外,PCT/NL2010/050556公開一種提供在泡沫狀產品之配給中的顯著改良之方法及系統。
WO2017/131126公開一種用於液體過濾之中空纖維薄膜模組,該模組與結合部分一起整體地罐裝至一圓柱形殼內。
WO00/74825展示(在圖11中)一過濾單元之另一實例,在此情況中,包括一單一基體管,該基體管與環氧樹脂一起罐裝至配備有1.25英吋國家管螺紋端配接器之一聚氯乙烯圓柱形殼內。
發明概要
本發明之一態樣預料再一種改良之系統及方法,藉由該系統及該方法,特別是,可藉由相對價廉、耐用且相對低能構件以一特定高效方式獲得一穩定泡沫狀產品,藉此特別是,實現恆定產品品質。特別是,本發明旨在提供一種用於配給一非均質泡沫狀產品(例如,卡布奇諾奶)之系統及方法。又,本發明旨在以一經濟方式提供一種具有改良之可製造性、改良之耐用性之系統。
根據本發明之一態樣,此係藉由如請求項1所述之特徵達成。
有利地,提供一種產品配給系統,包括一保持器,該保持器含有待配給之一產品,該保持器具備一產品加工單元以用於加工及排出來自該保持器之產品,其中該產品加工單元具備一微過濾裝置,該微過濾裝置具備一產品入口以用於產品之供應,其中該微過濾裝置可連接至一氣體供應器以用於在產
品排出期間將氣體供應至該產品,其中該產品加工單元之該微過濾裝置具備一外殼,其界定一內部加工空間,其中該加工空間藉由具有透氣孔的一管狀微過濾元件而分隔出與一產品饋通通道分開之一氣體供應空間,其中該氣體供應空間與該外殼之一氣體入口相關聯,且該產品饋通通道與該外殼之一產品入口相關聯,其中該外殼包括一出口以用於具備氣體的產品之排出,其中該管狀微過濾元件具有一上游端及一下游端,其中該管狀微過濾元件之該上游端整體具備由該外殼之一第一保持結構保持的一第一定位結構,其中該管狀微過濾元件之該下游端整體具備由該外殼之一第二保持結構保持的一第二定位結構。
已發現,以此方式,可達成該微過濾裝置之改良之操作,其中該微過濾元件可由該外殼之各別保持結構經由其各別定位結構堅固地保持。又,以此方式,可達成在該微過濾裝置之製造/組裝期間的改良之定位,從而允許該微過濾元件至該各別外殼(特別是,該產品保持器之各別產品加工單元之一外殼或外部部分)內之相對便捷且準確的定位。又,以此方式,可達成在系統之長操作週期內的排出之食品的改良之品質。若由本發明形成之物品意欲用於消耗,則該產品可此外提供一特別令人愉悅的味道/感官感覺。此外,已發現,相對緊湊設計之微過濾裝置及例如自例如可撓性材料之一次性材料(及/或洗碗機堅牢材料)製造的相對價廉微過濾裝置可已經實現具有高品質泡沫之泡沫形成。
根據一較佳實施例,該系統包括一配給機,其經組配用於可交換地收納該保持器,其中該產品加工單元為該保持器之整體部分,其中該機器較佳地包括用於操作用於排出產品的一置放之產品保持器之該產品加工單元之構件。
該微過濾裝置可以各種方式設計。在一較佳實施例中,此裝置包
括一非剛性(例如,彈性)管狀過濾元件(由例如塑膠製成),以分開一產品饋通空間(用於饋通該產品)與一氣體供應空間。該管狀元件較佳地具備大量流過通道(例如,自該氣體供應空間橫向延伸穿過此壁,至該產品饋通空間),該等通道至少具備相對窄的流出口(該等通道可各亦為窄通道,但此非必要)。在操作期間,相對大的壓力差可在該產品饋通空間與該氣體供應空間之間盛行,例如,大於1巴之一壓力差或一更小壓力差(在本申請中提到之該等壓力係絕對壓力)。該等前述定位結構及各別保持結構可達成元件之穩定定位,從而允許可靠操作。
根據一較佳實施例,該管狀微過濾元件沿著該微過濾裝置之外殼之內部加工空間之一中心線在中心延伸,該內部加工空間特別是一實質上圓柱形內部空間。
根據一較佳實施例,該管狀微過濾元件之該第二定位結構位置與該外殼之產品排出出口相對,其中該第二定位結構之面向該出口的一外表面經組配用於朝向該出口引導一傳入之產品流,特別是,沿著一排出流方向,在橫截面中檢視,該排出流方向包括與該外殼之該內部加工空間之一側向方向的一角度α2,該角度α2特別是在約10度至80度之範圍中,且更佳地,在約20度至60度之範圍中。
根據一實施例,該第二定位結構為一旋轉對稱結構。
另外,本發明提供一種保持器,其含有待配給之一產品,明顯地經組配為根據本發明的一系統之一保持器。
以此方式,可達成以上提到之優勢。特別是,該保持器可經組配以取決於該各別產品加工單元之該組配,可交換地置放於一配給機(其亦可為該系統之部分)中,該機器包括用於操作一置放/插入之產品保持器之該產品加工單元以用於排出產品之構件。舉例而言,在再一實施例中,該產品保持器之該產品加工單元可包括用於自該保持器抽汲產品至該微過濾裝置之一抽汲構件,其
中該配給機可經組配以驅動或操作(例如,啟動)置放於該機器中的一產品保持器之該抽汲構件。
另外,本發明之一態樣提供一種用於製造一微過濾裝置之方法,例如,用於提供根據本發明的一系統之一微過濾裝置,其中該方法包括:提供界定一內部加工空間之一外殼,其中該外殼具有位於該內部加工空間之一第一端處或附近的一第一保持結構,且其中該外殼具有位於該內部加工空間之一第二端處或附近的一第二保持結構;提供具有透氣孔之一管狀微過濾元件,其中該管狀微過濾元件具有一第一端及一第二端;將一第一定位結構製造至該管狀微過濾元件之該第一端上;將一第二定位結構製造至該管狀微過濾元件之該第二端上;及將該微過濾元件插入至該外殼之該內部加工空間內,使得其第一定位結構由該外殼之該第一保持結構收納且使得其一第二定位結構由該外殼之該第二保持結構收納。
以此方式,可提供導致以上提到之優勢的一改良之微過濾裝置。
2:供應線系統
3:合適氣體入口
4:內空間
6:產品排出構件,排出,產品出口
7:混合裝置,靜態混合器,產品加工裝置
8,108:氣體入口
9:氣體供應器
15:過濾裝置,微過濾裝置
15a:管狀微過濾元件,微過濾元件,微過濾管,管狀元件,元件,管,組件,薄膜
15a':元件
15b,115b:產品饋通通道
15c,15c":微過濾裝置之外殼
15c':PPU外殼,外殼
15d,15d’:氣體供應空間
15i,115i:產品入口
15s:逐漸變小圓錐形定位表面,第二定位結構之外表面
15u:出口,產品排出出口,產品出口
15T:上游端
15V:下游端
16:下游產品收集器
33:閥座
51:調節構件
52:調節構件,壓縮機,氣體供應器,空氣壓縮機
66:流出管線
81:第一定位結構
81a:上部凸緣
81b:錐形區段
81c:中間區段
82:第二定位結構
82V:第二定位結構之底表面
91:第一保持結構,保持結構
92,192:第二保持結構,保持結構
101:水供應器,自來水連接
102:加熱裝置
103:水噴射注入器,水注入器(閥)
115:過濾裝置,微過濾裝置,裝置,過濾器
115a:壁,過濾壁,微過濾壁
115c:外殼
115d:氣體收納空間,第二空間,氣體供應空間,間隙
115u:出口,產品出口
192a:肋
292:保持結構
293:間隔物元件
293a:間隔物臂
293b:間隔物底部
H:保持器
L:壁之長度
L1:產品饋通通道之長度
L2:距離
L3:初始長度
L4:最終操作長度
K:孔尺寸,孔大小/通道模向尺寸,箭頭
M:配給機
P:產品
PPU:產品加工單元
P1:側向平面
P2:虛擬側向平面
Q:細節
Q1,Q2,Q4,Q5,Y:箭頭
Q3:箭頭,氣流
Q6:高速水抽汲射流,抽汲水射流
R:行動定位工具
R1:工具頭
R2:工具銷,保持銷
VP:噴射泵
VP1:噴射泵區段,會聚入口噴嘴
VP2:噴射泵區段,下游狹口
VP3:噴射泵區段,下游發散擴散器
α1:角度
α2:角度,第二角度
在附屬請求項中描述本發明之另外闡釋。目前,將基於一例示性實施例及圖式來澄清本發明。在圖式中:圖1展示一產品配給系統之許多基本組件之示意圖;圖2示意性展示圖1之系統之一微過濾裝置之一實例;圖3展示根據本發明之一非限制性實施例的一產品配給系統之部分開放之側視圖,示意性展示一置放之產品容器及流體流徑;圖4展示圖3中展示之系統之一產品保持器的一產品加工單元之垂直橫截面;
圖5以橫截面展示圖3至圖4之系統之產品加工單元之部分,指示在微過濾裝置之出口處的產品橫流;圖6展示一產品加工單元(PPU)外殼及各別管狀微過濾元件之部分之透視分解圖;圖7描繪圖3至圖4之系統之管狀微過濾元件之垂直橫截面;圖8展示圖7之管狀微過濾元件之下部端之細節;圖9展示圖4之細節Q;圖10為在圖9之線X-X上之橫截面;圖11示意性描繪用於製造系統之管狀微過濾元件之定位結構的一製造方法之部分;圖12示意性描繪用於處置管狀微過濾元件之組裝工具之操作;圖13類似於圖5,以透視橫截面展示具有第二保持結構之再一實施例的產品加工單元之部分;圖14以透視圖展示圖13之再一實施例之細節;圖15類似於圖13,展示第二保持結構之一替代另外實施例;圖16展示圖15之替代另外實施例之細節;圖17A類似於圖7,展示在初始無應變狀態中的管狀微過濾元件之再一實施例;且圖17B展示在一軸向擴大之安裝狀態中的圖17A之實施例。
在本申請中,相同或對應的特徵用相同或對應的參考數字指示。
較佳實施例之詳細說明
圖1示意性展示一產品配給系統之一實例,本身描述於PCT/NL2010/050556(被以引用的方式全部併入本專利申請)中,該系統包含含有
待配給之產品P的一保持器H,及用於排出來自保持器H之產品P之產品排出構件6(例如,具備一產品排出通道)。對應於或類似於圖1之系統的一系統可用於例如如以下將描述之一配給系統中,在該情況中,產品加工構件與保持器整合,作為一「產品加工單元PPU」(如在圖3至圖10之系統中)。
可以不同方式設計及形成保持器H。舉例而言,保持器H之外壁可自例如金屬、合金、塑膠或類似者製造。外壁可具有剛性或可撓性設計。保持器H可例如具有圓柱形或角度設計,或具有不同設計。在一較佳實施例中,保持器為箱中袋型保持器,其中將產品保持於位於一外部殼體(箱)內之一可撓性袋中,如在圖3中。
舉例而言,保持器H可經設計以承受12巴、特別是10巴之一最大內部壓力,例如,若保持器H具備一推進劑(見下文)。根據一有利實施例,保持器H經設計成承受相當低之最大壓力,例如,至多2巴,使得該保持器可具有相對輕(及例如,相對簡單、價廉)設計(諸如,箱中袋設計)。
根據一有利闡釋,保持器中存在之產品P為均質可發泡產品,且特別是,食品、牛奶、奶油、卡布奇諾奶、噴灑奶油、(水果)汗/飲料、含酒精飲料或飲料底(例如,啤酒或葡萄酒)、乳品或基於乳品之飲料(例如,乳清飲料或基於彌漫之飲料)、(牛奶)攪合飲料、巧克力飲料、(飲用)酸奶、醬汁、冰激淩或甜品、汁,更特定言之,奶產品。產品P可為例如奶油。
該產品可為例如產品之混合物,例如,許多前述產品之混合物、前述產品中之一者與液體(例如,水)之混合物、濃縮產品(例如,濃縮牛奶)與液體(例如,水)之混合物或不同混合物。為了獲得此混合物,在饋入至系統之下游部分(亦即,至產品排出構件6)前,各種產品保持器可用於提供待混合之各別產品。替代地,舉例而言,該系統可包括一產品保持器H,以及包括一或多個液體供應器(例如,水供應器101),以用於達成產品/液體混合物(如在圖3至圖6之系統
中),以饋入至排出構件。
產品P可任擇地含有例如推進劑或發泡劑(例如,在一條件中,至少部分溶解於產品中),特別是,由以下中之一或多者組成之推進劑:空氣、N2、N2O及/或CO2。關於食品技術,此推進劑或發泡劑特別安全。推進劑或發泡劑可保持內空間4,例如,在一特定超大氣預壓力下。
此外,舉例而言,產品P可不包含均質可發泡及/或可消耗產品P。
如在圖1中展示,產品排出構件6有利地具備一微過濾裝置115,其例如可連接(經由一氣體入口108)至一氣體供應器9,用於在產品排出期間將氣體供應至產品。微過濾裝置115此外具備一產品入口115i,用於收納(然而不發泡)來自保持器H及排出6之產品P(例如,還不含有氣體之產品P)。
圖1中展示之系統可進一步具備例如調節構件51、52,例如,一或多個操作閥、操作按鈕及/或類似者,用於調節氣體供應及/或氣體壓力,此對技術人員而言將為明顯的。可提供可操作閥構件,例如,用於調節至保持器H之氣體供應(或氣體壓力)。可提供可操作閥構件,例如,用於調節至微過濾裝置15之氣體供應(或氣體壓力)。
在圖1中,一可選產品加工裝置(在此實例中,包含一混合裝置7)安置於微過濾裝置15之下游,用於對具備氣體之產品執行一混合處理。更特定言之,該混合裝置為一靜態混合器7。該產品加工裝置亦可以其他方式設計。較佳地,此裝置經設計以實現產品之過大壓力自例如一超大氣壓力至一較低實質上大氣壓力的受控制(特別是,逐漸)減小。
在排出某些產品(諸如,卡布奇諾奶)之情況中,不需要額外產品加工裝置7之應用。
圖2更詳細地展示微過濾裝置115之再一非限制性闡釋。
微過濾裝置115具備例如一(實質上閉合)外殼115c,其包含用於產
品P之供應的一產品入口115i、用於氣體之供應的一氣體入口108及用於具備氣體之產品之排出的一出口115u。氣體入口108端接於例如一氣體收納空間115d(亦即,一第二空間115d)中,該空間藉由一微過濾壁115a(具備透氣孔)與產品入口115i和出口115u分開。在一較佳實施例中,微過濾壁115a由一可撓性管狀元件(如下解釋)提供。此外,壁115a將氣體供應空間115d與一產品饋通通道115b(亦即,第一空間115b)分開。饋通通道115b在微過濾裝置115之產品入口115i與產品出口115u之間延伸(在外殼115c中)。產品至/自通道115b之供應及排出分別藉由箭頭Q1、Q2指示。
如所提到,該微過濾裝置115可以各種方式設計。在一個實施例中,過濾壁可為剛性,使得壁在於使用期間盛行於產品饋通通道115b與氣體供應空間115d之間的壓力差(例如,大於1巴之壓力差)之影響下,壁不變形。仍然,如此之過濾壁115a可具有一些回彈性或彈性,例如,在其由某一(些)塑膠材料製成之情況中。
在例示性實施例中,產品饋通通道115b在微過濾壁115a中(至少,由彼壁包圍),且氣體供應空間115d在其外部。替代地,如在圖3至圖10之系統中,產品饋通通道115b在微過濾壁115a外,而氣體供應空間115d係由此壁115a所包圍之空間形成。
微過濾壁115a為例如圓柱形、管狀,具有例如一圓橫截面。根據再一闡釋,壁115a之(特別是,通道115b之)長度L為至多50cm,特別是至多20cm、更特定言之至多大致10cm。此長度L例如在大致1cm至20cm之範圍中(最小長度為例如大致0.5cm)。在一相對緊湊設計中,此長度L小於5cm,例如,大致0.5cm、1cm、2cm、3cm或4cm之一長度。長度L特別是為在使用期間沿著壁115a(平行於此壁115a)自產品入口115i流動至產品出口115u的產品之產品流動方向量測的此壁之長度。過濾裝置115(例如,微過濾壁115a)亦可不同地定尺
寸及成形,例如,平、彎曲、圓錐形、成角度、直的、自第一空間檢視為凸形、自第一空間檢視為凹形及/或此等或其他形狀之組合,且例如具有超過20cm之一長度,例如,至少100cm。壁115a之形態可為例如均質的、燒結、圓柱形多孔或海綿狀多孔、對稱性或非對稱性堆積、自若干個不同層堆積,可包含此等組配之一組合,或係以一不同方式設計。
微過濾壁115a可自身自不同材料製造,例如,陶瓷材料、金屬、塑膠、聚丙烯、聚烯烴、摻合物、合金或類似者。
微過濾壁115a較佳地具備相對窄透氣孔(例如,透氣性流出通道、注入通道,具有端接於饋通通道115b中之氣體流出端),特別是具有在0.1微米至10微米之範圍中、特別是在大致0.1微米至2微米之範圍中(例如,0.1微米至1微米)中的一孔尺寸K(特別是,按與孔流過方向成直角量測之孔大小,例如,孔直徑,見圖2)。若孔大小(或通道橫向尺寸)在大致0.1微米至0.5微米、特別是0.2微米至0.8微米之範圍中,且為例如大致0.5微米,則獲得良好結果。又,對於非均質泡沫狀產品(例如,卡布奇諾奶),在處於大致0.2微米至1.5微米之範圍中(例如,大致1.4微米)的孔大小之情況下,獲得良好結果。
此孔大小/通道模向尺寸K特別是為至少各別孔(流出通道)之下游部分之大小,該下游部分例如其流出端(該端界限產品饋通通道115b);相對於孔流出端在上游的孔之一部分可例如具有與流出端相同的孔大小(例如,直徑),或更大之孔大小。
壁115a中之孔(流出通道)可例如皆具有實質上相同孔大小,或在一預定孔大小範圍中之不同大小,此對技術人員而言將為明顯的。孔大小值可為例如包含提到之值減50%(特別是,10%)直至該值加50%(特別是,10%)之一孔大小範圍。
微過濾壁115a之壁厚度可為例如小於1cm,且例如在0.1mm至5
mm之範圍中,特別是,例如,0.5mm至2mm。根據一非限制性實例,若裝置115為管狀,則此過濾裝置115之管外徑可例如小於10cm,例如,小於1cm。
界限產品饋通通道115b的壁115a之一表面中的孔之累加孔表面例如小於此表面之其餘閉合部分。在此壁表面中,該等孔可進一步例如分佈於該表面上使得相鄰孔之圓周邊緣例如處於大於提到之孔尺寸K的彼此間之相互距離。平均孔大小與平均最小鄰近者距離(相鄰孔之間)之間的一比率可例如在大致1:1至1:50、特別是1:2至1:20或其他比率之範圍中。
界限產品饋通通道115b的壁115a之一表面中的孔之累加孔表面例如大於此表面之其餘閉合部分。在此壁表面中,該等孔可進一步例如分佈於該表面上使得相鄰孔之圓周邊緣例如處於小於提到之孔尺寸K的彼此間之相互距離。平均孔大小與平均最小鄰近者距離(相鄰孔之間)之間的一比率可例如在大致10:1至1:1、特別是5:1至1:1或其他比率之範圍中。
較佳地,在一規則配置或並非規則配置中,該等孔相對均勻地分佈於壁115a上。
較佳地,微過濾壁115a較佳地同心配置於過濾裝置115之一中空外殼115c中(見圖2),該外殼具備氣體入口108。在外殼115c之內部與該(在此情況中)管狀微過濾壁115a之外部之間的是用於收集經由入口8供應之空氣的間隙115d。
在使用期間,間隙115d中存在之空氣可為高於2巴、特別是高於5巴之一壓力,更特定言之,高於7巴或8巴之一壓力,例如,在8巴至15巴之範圍中的一壓力。在流過空間115b中於使用期間存在的產品之壓力特別低於間隙115d中之壓力(例如,至少低1巴,或一更低壓力差,例如,大於0巴且小於1巴之一壓力差),使得間隙115d中存在之空氣經由孔均勻地進入產品(其藉由箭頭T指示)。以此方式,為了泡沫形成之目的,可將細氣泡均質地引入至產品P內。
可以不同方式設計可選靜態混合器7。該靜態混合器特別是不具備
移動部分,此與例如具備移動部分之擴散器(諸如,分散機或轉子-定子混合器)大不相同。
特別是,該系統具備或可連接至一氣體供應器,用於將處於超大氣壓力下之氣體供應至微過濾裝置115,且較佳地亦至保持器H。至系統之氣體供應用一箭頭Y指示於圖1中。可提供抽汲構件(例如,具有一壓縮機52)及/或阻止過多壓力之一氣體儲集器(例如,氣缸),例如,以實現氣體供應。該系統可包含例如調節構件51、52,用於調節待供應至保持器H及過濾裝置115的氣體之流動速率及/或壓力。在圖1中展示之系統中,供應器包含例如一供應線系統2,其具備在使用期間連接至保持器H之一合適氣體入口3的一管線部分,及在使用期間連接至一過濾裝置15用於將氣體供應至其的一管線部分。氣體可包含例如一或多種氣體、氣體混合物、氮、空氣或類似者。
任擇地,保持器H具備一釋壓閥(未表示),以用於致使一經加壓保持器H無壓力,或用於允許在產品排出期間空氣進入至保持器內(避免保持器之內部抽成真空)。
圖1之目前例示性實施例經設計成將同樣的氣體供應至保持器H及過濾裝置115。替代地,氣體供應構件可經設計成例如將一第一氣體供應至保持器,及將與第一氣體不同之一第二氣體供應至過濾裝置115。
替代地,例如可以一不同方式設計該系統以實現產品流,例如,藉由給系統提供抽汲構件以經由排出自保持器H抽汲產品P。如下解釋,保持器自身可包括一抽汲構件,或與用於自保持器抽汲產品之一抽吸構件相關聯。舉例而言,可應用一噴射泵以在操作期間提取產品,其中該泵可例如為流體噴射驅動型或類似者,如對技術人員而言將為明顯的。例如,基於Cunningham之理論,如此的噴射泵之操作通常已知(例如,見由Cunningham得出之理論,發表於「泵手冊(Pump Handbook)」第4.1章節,Karassik I.J.、Messina J.P.、Cooper P.
及Heald C.C.,紐約:McGraw-Hill;2007年,第3版)。
圖1至圖2中展示的系統之使用包含例如一種用於配給來自保持器H之產品P(例如,實質上無氣體產品)之方法,其中經由微過濾裝置115將氣體供應至產品P(流過饋通通道115b)。特別是,微過濾裝置115可操作以將氣體注入至供應至彼裝置之產品P內。
較佳地,供應至過濾裝置之產品P未加熱。該產品可例如經冷卻(例如,至低於保持器環境溫度之一溫度),或具有一環境溫度。在另一實例中,供應至過濾裝置之產品P經加熱(例如,至高於已儲存產品時之溫度(例如,冷儲存溫度)的一溫度,或高於保持器環境溫度之一溫度)。
待供應至過濾裝置的氣體(或氣體混合物)之溫度可為例如環境溫度,例如,室溫。氣體溫度可例如在攝氏0度至攝氏50度之範圍中,或為另一溫度,例如,高於攝氏50度之一溫度,或相反地,攝氏0度之一溫度,或低於攝氏0度。
此處,自身較佳地尚未發泡之產品P經傳出保持器H,例如,在經由供應器2供應的氣體之影響下,以經由排出6傳導穿過過濾裝置115,且接著經過混合器7。此處,使產品特別穿過微過濾裝置115之管內空間(亦即,饋通通道)15b(其中產品沿著過濾壁115a流動),同時為了在產品中的氣泡形成之目的,經由微過濾壁115a注入來自氣體供應空間115d之氣體(至少,穿過該壁)至產品內(為此,將氣體自氣體供應空間115d供應至孔)。在氣體供應空間115d中盛行之壓力例如高於沿著過濾壁115a流動的產品P之壓力。流過過濾器115的產品之流動速率可例如高於10公升/小時,且在例如大致20公升/小時至200公升/小時之範圍中(例如,20公升/小時至50公升/小時),或其他範圍。
若在大於2巴之壓力(例如,在高於5巴之範圍中的一壓力,特別是高於7巴或8巴之一壓力,例如,在大致8巴至15巴之範圍中的一壓力)之影響下經
由過濾裝置115將氣體引入至產品P內,則獲得良好結果。氣體之流動速率可例如大於10公升每小時,且可例如在大致30公升/小時至600公升/小時之範圍中(例如,50公升/小時至300公升/小時,且更特定言之,100公升/小時至300公升/小時),或具有不同值。產品流動速率對氣體流動速率之比率可例如在10:1至1:10之範圍中,特別是1:1至1:5,例如1:1.5至1:5,特別是5:1至2:1,或其他比率。
因此(亦即,微過濾裝置115之下游),產品P可經歷由靜態混合裝置7執行之一可選混合處理。已發現,來自混合器7之產品(經由可選流出管線66之產品流出在圖1中藉由箭頭Q4指示)可含有特定耐用、穩定泡沫,若該產品自身為可發泡產品,則該泡沫可例如特別均質地發泡。此外,該系統可由特別緊湊、耐用且相對簡單之設計製成以獲得此結果。
圖3描繪根據本發明之一實例的一產品配給系統。該系統與圖1至圖2中展示之系統的不同之處在於,其包括經組配用於收納一可交換產品保持器H之一配給機M。在此實例中,該產品保持器H為一箱中袋型保持器,其中該產品P保持於位於箱H內之一可撓性袋內。配給機M包括例如一產品保持器收納架,用於收納保持器H並將保持於描繪之操作位置中。
保持器H包括一產品出口6,用於將產品P自袋饋入至一下游產品加工單元PPU。保持器H之產品加工單元PPU更詳細地描繪於圖4及圖5中。加工單元PPU可整體連接至各別產品保持器H,特別是,與產品保持器H一起安裝且(在使用後)自機器M移除。
產品加工單元PPU經組配用於加工及排出來自保持器H之產品,特別是,用於將氣體注入至產品P內。
為此目的,產品加工單元PPU具備一微過濾裝置15,該裝置具備一產品入口以用於產品P之供應,其中微過濾裝置15可連接至機器M之一氣體供應器9、52,用於在產品排出期間將氣體(處於超大氣壓力下)供應至產品。如自
圖3得出,氣體供應器可例如包括一空氣壓縮機52(或不同類型之氣體供應器),當產品保持器H處於其在機器M中之操作位置中時,該壓縮機與微過濾裝置15之氣體入口8流體連通。朝向微過濾裝置15之氣流由箭頭Q3指示。
如在圖1至圖2之實例中,微過濾裝置具備界定一內部加工空間之一外殼15c。在本實施例中,加工空間藉由具有透氣孔的一管狀微過濾元件15a而分隔出與一產品饋通通道15b分開之一氣體供應空間15d。氣體供應空間15d與外殼之氣體入口8相關聯,且產品饋通通道15b與外殼之一產品入口15i相關聯,其中外殼15c包括一出口15u,用於排出具有氣體的產品(見圖4至圖5)。應觀測到,為了增加輸出量,保持器H之加工單元PPU可包括多於一個微過濾裝置15,例如,兩個,其中此等多個微過濾裝置15可平行地配置。
有利地,管狀微過濾元件15a具備兩個整體固定定位結構81、82(特別見圖7),以下更詳細地解釋。較佳地,在產品流方向上量測且在第一定位結構81與第二定位結構82之相對端之間量測的產品饋通通道15b之長度L1為至多10cm。在此長度L1為至少5cm且更特定言之在大致0.5cm至5cm之範圍中(例如,大致3cm)之情況中,可達成良好結果。
另外,較佳地,管狀微過濾元件之壁具有透氣孔,其具有在0.1微米至10微米之範圍中的孔大小,特別是至少0.1微米且小於2微米之孔大小,更特定言之,至少0.2微米且小於1.5微米之孔大小。
如自圖4得出,產品保持器之本產品加工單元PPU包括一噴射泵VP,用於將產品自產品保持器H抽汲至微過濾裝置15之產品入口,該噴射泵特別是使用熱水作為抽汲介質。噴射泵VP可包括例如一水噴射注入器103、一會聚入口噴嘴VP1、一下游狹口VP2及再一下游發散擴散器VP3。更特定言之,配給機M包括一液體供應器,用於將液體供應至在微過濾裝置之產品入口上游的產品P,在此實例中之液體為水,較佳地,熱水。為此目的,配給機M可例如連接至
或可連接至一自來水連接101(見圖3),用於收納(例如,冷)水,其中該配給機M包括一水加熱裝置102,以用於將傳入之自來水加熱至所要的或預定加工溫度。配給機M進一步包括在可選加熱裝置102之下游的該水注入器103,用於朝向下游微過濾裝置15注入水(較佳地,由加熱裝置加熱)(經由噴射泵區段VP1、VP2、VP3),例如,作為高速水抽汲射流Q6。水注入器103可例如為配給機M之閥部件之部分,當產品保持器H已經恰當地定位於機器M中時,該閥部件可連接至可為產品保持器H之產品加工單元PPU之部分的一各別閥座33。水注入器(閥)103可例如具有相對於閥座33之一閉合閥位置,其中其閉合產品保持袋之產品出口6,具有一釋放位置,其中其與產品出口6分開以允許產品自袋中排出。機器M可例如包括一閥致動器,用於調整水注入器103相對於其閥座33之位置。
在操作期間,抽汲水射流Q6經由產品出口6藉由動量夾帶來自產品保持器之袋的產品P,產品P混合至抽汲水射流內以注入至加工單元PPU之下游產品饋通通道15b內。因此,水不僅充當用於自保持器H抽取產品P之抽汲介質,其亦可用以將產品P稀釋至一所要的組成/濃度,在保持於袋中之產品為濃縮產品(例如,牛奶濃縮物)之情況中,此特別有利。應注意,在本實例中,自保持器H之產品P排出可主要經由噴射泵之抽汲作用達成,或經由噴射泵作用加額外(可選)抽汲構件(例如,用於對產品保持袋加壓之構件)及/或重力達成。舉例而言,為了改良產品P之重力輔助排出,可將產品保持器H(及各別含有產品之袋)保持於機器M中之一傾斜定向上,使得一各別流出通道6位於一相對低或最低點,如在圖3中。
如自圖3至圖5得出,在操作期間,自保持器H抽汲出之產品P與抽汲水混合,由加工單元PPU加工,產品/水流由箭頭Q1指示,其中經由管狀微過濾元件15a將氣體注入至產品/水混合物(氣流Q3)內。所得經加工之產品經由各別出口離開微過濾裝置,在此情況中,多個出口15u可用,見圖5,如由箭頭Q2指
示。在此實例中,經加工產品由收集器16(見圖4)在微過濾裝置15之下游收集,該收集器經組配以收集經加工產品P且經由一出口將其排出,如由箭頭Q5指示(以收納於一產品收納器中,諸如,置放於收集器之出口下方的一杯)。
如自圖式得出,管狀微過濾元件15a沿著微過濾裝置15之外殼15c之內部加工空間之中心線在中心延伸。又,該內部加工空間特別是實質上圓柱形內部空間。
如自圖6得出,微過濾裝置之組裝可包括將微過濾元件15a插入至在外殼15c中界定之加工空間內(插入由箭頭K指示)。插入可例如使用具有一工具頭R1及一工具銷R2之一行動定位工具R(一實例展示於圖12中)達成,該工具銷R2突出至管狀微過濾元件15a內。
在組裝後,該管狀微過濾元件15a沿著該微過濾裝置15之外殼15c之內部加工空間之一中心線在中心延伸,該內部加工空間特別是一實質上圓柱形內部空間。
在組裝期間,微過濾元件15a在加工空間內之恰當、精確且穩定定位(允許用於產品加工之恆定環境及經加工產品之所得恆定高品質)係藉由管狀元件在兩端處之準確定位達成。特別是,為此目的,該管狀微過濾元件15a具有一上游端15T及一下游端15V,其中該管狀微過濾元件15a之該上游端15T整體具備由該外殼15c之一第一保持結構91保持的一第一定位結構81,其中該管狀微過濾元件15a之該下游端15V整體具備(在組裝後)由該外殼15c之一第二保持結構92保持的一第二定位結構82。
較佳地,第一定位結構81及第二定位結構82中之各者由剛性材料製成,例如,剛性塑膠或剛性塑膠複合物。管狀微過濾元件15a較佳地由可撓性(至少部分彈性)材料製成,例如,主要由聚丙烯組成。更特定言之,定位結構81、82之材料之彈性模數可顯著高於中間管狀微過濾元件15a之材料之彈性模數。
如自圖式得出,微過濾裝置(亦即,加工單元PPU之微過濾裝置)之外殼15c之第一保持結構91可例如包括一剛性環形上部邊緣,其經組配用於支撐第一定位結構81之上部凸緣81a。更特定言之,第一定位結構81可為旋轉對稱結構(關於管狀微過濾元件15a之中心軸線),其圍封元件15a之上部端。第一定位結構81經組配以針對至彼元件內之流體進入維持管狀微過濾元件15a之各別上游端打開。另外,其具有一錐形區段81b及在錐形區段81b與上部凸緣81a之間延伸的恆定外部直徑之一可選中間區段81c。較佳地,第一定位結構81之中間區段81c之外部直徑與微過濾裝置15之內部加工空間之各別上部區段之內直徑相同,從而允許其間之一密封(較佳地,不透氣)擬合。
在實例中,第一定位結構之錐形區段81b沿著一實質上圓錐形平面延伸。如自圖7得出,在橫截面中檢視,錐形區段81b之外表面包括小於90度的相關於一側向平面P1之一角度α1,例如,在20度至80度之範圍中的一角度α1,更特定言之,在45度至70度之範圍中的一角度α1。在組裝後,在本實施例中,第一定位結構81之錐形部分位置與各別微過濾裝置之產品入口15i相對(見圖4、圖5)。因此,第一定位結構81之外部表面可充當流改向器,用於收納傳入之產品流且將其改向至微過濾裝置15之下游(圓柱形)產品饋通通道15b內。
如自圖7至圖10得出,管狀微過濾元件15a之第二定位結構82具有一逐漸變小圓錐形(特別是,截圓錐形)定位表面15s。在本實例中,第二保持結構92經組配用於貼合地收納管狀微過濾元件15a之第二定位結構之至少部分;為此,其可例如包括一內部圓錐形表面,用於在組裝期間同心地收納第二定位結構82。特別是,如自該等圖式得出,第二保持結構92經組配用於在組裝期間將一進入第二定位結構82導引至一最終操作位置(如在圖9、圖10中)。替代實例展示於圖13至圖15中(見下文)。
如此之第二定位結構82亦經組配以密封(亦即,閉合)管狀微過濾
元件15a之下游端15V(較佳地,經由一不透氣密封),特別是,以防止流過彼下游端15V(見圖式)。特別是,管狀微過濾元件15a之下游端15V內嵌有第二定位結構82(亦即,在第二定位結構82內)。
較佳地,第二定位結構82為一旋轉對稱結構(與各別管狀元件15a之中心軸同心)。
在此實例中,管狀微過濾元件15a之第二定位結構82之上游區段自各別元件15a之外表面徑向突出,特別是,提供沿著管狀元件15a之中心線檢視徑向擴大之一產品導引表面(用於在組裝期間將第二定位結構82導引至各別保持結構92內),該導引表面例如沿著一第一虛擬圓錐形平面延伸。另外,管狀微過濾元件15a之第二定位結構82之下游上游區段之至少部分自各別元件15a之一外表面徑向突出,例如,沿著一第二虛擬圓錐形平面。
此外,有利地,在組裝後,管狀微過濾元件15a之第二定位結構82位置與外殼15c之產品排出出口15u相對(見圖5)。在本實例中,第二定位結構82之面向該出口15u的外表面經組配用於朝向該出口引導一傳入之產品流(來自上游饋通通道15b),特別是,在包括(在橫截面中檢視)與外殼15c之內部加工空間之虛擬側向平面P2之一第二角度α2的排出流方向上(見圖7),該角度α2特別是在約10度至80度之範圍中,且更佳地,在約20度至60度之範圍中。如自圖式得出,第二定位結構82之外表面可為圓錐形以沿著該第二角度α2延伸(在橫截面中檢視),以提供朝向產品出口15u之局部流改向。
由此可見,第二定位結構82不僅提供在組裝期間各別管狀微過濾元件15a至外殼內之便捷且準確定位,而且亦充當一流改向元件,用於允許經由一圓錐形退出平面的受控制之產品排出至一下游產品收集器16內。
較佳地,第二定位結構82之一最大徑向尺寸(例如,最大直徑)小於微過濾裝置15之內部加工空間之寬度(內直徑),使得在組裝期間可將第二定位
結構82插入至加工空間內以帶至其最終位置,該位置坐落於外殼之各別第二保持結構92上。
較佳地,如在圖12中指示,平行於管狀元件15a之中心軸線量測的第二定位結構之底表面82V(背對各別管狀微過濾元件15a之底表面)與第一定位結構81之緣81a之下(支撐)表面之間的距離L2可為一預定恆定距離。此距離可在將定位結構81、82製造至管狀元件15a上期間準確地設定(如下解釋),且可精確地對應於關於外殼之第一保持結構91與第二保持結構92之兩個對應的支撐表面之距離。因此,可達成管狀元件15a之良好界定且非常穩定之定位,使得元件15a在中心延伸穿過各別加工空間,較佳地,沿著一直線(亦即,不彎曲)。
在一高度較佳實施例中,第二定位結構82係藉由包覆模製製造,特別是,藉由將結構塑膠注入模製至管狀微過濾元件15a上,其中該第一定位結構81較佳地亦藉由包覆模製製造,特別是,在與第二定位結構82相同的包覆模製製程期間。如技術人員知曉,包覆模製為一項技術,其中將兩種材料模製在一起:第一模製之部分經定位使得第二模製可模製於其周圍、其上或穿過其模製(見例如注入模製手冊(Injection Molding Handbook),2000年第3版,由D.V.Rosato、D.V.Rosato、M.G.Rosato編輯,Kluwer Academic Publisher,第1254頁)。
圖11示意性展示一各別製造方法之部分。該方法包括:提供具有透氣孔之一管狀微過濾元件15a,其中該管狀微過濾元件15a具有一第一端15T及一第二端15V,兩端一開始為開放端。
該方法涉及將第一定位結構81製造至該管狀微過濾元件15a之該第一端上。第一定位結構81係藉由包覆模製製造,特別是,藉由將結構塑膠注入模製至管狀微過濾元件15a上。主要模具部分未展示於圖式中,僅有模製滑塊MS以及用於將微過濾管15a保持於模具中之一保持銷R2(例如,鋼銷)。如此的一合適模製製程之一實例描述於例如WO2017/088975中(然而,在彼情況中,使
用具有一最靠近遠端區段之一管狀元件)。
在本實例中,第二定位結構82亦藉由包覆模製製造,特別是,在與第一定位結構81相同之包覆模製製程期間。管狀微過濾元件15a之第二定位結構82經形成以自元件15a之外(圓柱形)表面徑向突出,特別是,提供沿著管狀元件15a之一中心線檢視徑向擴大之一外部表面,例如,沿著第一虛擬圓錐形平面延伸之一表面。第二定位結構82閉合管狀元件15a之各別端15V,且按以上描述之方式成形以允許微過濾裝置15之精確組裝以及提供流改向性質。又,(塑膠注入)包覆模製導致兩個定位結構81、82至管15a上之緊固固定。特別是,在管15a之端部15T、15V處的微過濾孔可變得至少部分填充有塑膠,從而允許管15a在結構81、82中之堅固內嵌。又,此可提供組件15a、81、82之間的一緊固不透氣連接。
在一實施例中,微過濾元件15a之長度在置放至外殼15c之內部加工空間內期間自一初始長度L3擴大至一最終操作長度L4,特別是,軸向張拉彼元件15a。
在其製造後,可將管狀微過濾元件15a置放至加工單元之外殼15c內,該外殼具有位於該內部加工空間之一第一端處或附近的第一保持結構91,且其中該外殼具有位於該內部加工空間之一第二端處或附近的第二保持結構92。可將該微過濾元件15a插入至該外殼15c之內部加工空間內(例如,使用定位工具R),使得其第一定位結構由該外殼15c之該第一保持結構91收納,且使得其一第二定位結構82由該外殼15c之該第二保持結構92收納。
因此,本發明可提供2側包覆模製之薄膜15a,其中頂部區段15T及底部區段15V皆可藉由注入模製製程來包覆模製。以此方式,可達成總體效能(例如,泡沫品質)及系統穩固性。特別是,如自以上得出,微過濾元件15a可提供於加工單元PPU之各別薄膜保持部分之固定位置處,從而導致改良之產品加工
(例如,泡沫品質)。
又,包覆模製之區段81a、82可確保在頂部薄膜區段15T及底部薄膜區段15V兩者處之不洩漏閉合。此外,在組裝後,可改良或確保薄膜直度(無彎曲)。
在本實例中,歸因於兩個定位結構81、82之外部表面之特定形狀,可達成在薄膜頂部區段處的產品之最佳「流入」,以及確保在薄膜底部區段處的經加工產品之最佳「流出」。
除此之外,包覆模製之頂部區段81可判定薄膜之精確垂直位置(在組裝期間之固定「硬停機」),使得可以一穩固方式精確地將產品「流入」通道排成直線(提供加工單元PPU之改良之效能)。
包覆模製之底部區段82可確保薄膜相對於薄膜保持器之精確居中定位(固定),因此防止發生薄膜彎曲(再次提供加工單元PPU之改良效能)。
除此之外,本結構可提供改良之可製造性,例如,提供用於產品保持器H的加工單元PPU之自動化及/或連線或半連線製造。
圖13至圖14展示本發明之再一實施例,其與圖3至圖12之實施例不同之處在於,PPU外殼15c'之第二保持結構192包括多個(在此情況中,三個)向內突出肋192a,其自產品饋通通道15b之下游端之內側突出。較佳地,沿著產品饋通通道15b之圓周檢視,肋192a均勻地分佈。肋192a之內邊緣可例如沿著一虛擬圓錐形平面延伸,實質上匹配管狀微過濾元件15a之第二定位結構82之外表面15s的圓錐形形狀,用於在組裝後堅固地支撐彼表面(及使彼表面居中)。定位肋192a及管狀微過濾元件15a之相對第二定位結構82可提供其間之開放空間,從而提供微過濾裝置之各別產品出口15u。如自圖13得出,第一保持結構91及各別第一定位結構81可與以上描述的第一實施例之彼等結構相同(見圖4至圖7)。
圖15至圖16展示另一替代實施例,其與圖13至圖14中展示之實例
不同之處在於,管狀微過濾元件15a之第二定位結構82間接地由外殼之保持結構292經由一中間間隔物元件293支撐。間隔物元件293可經組配以堅固地嚙合外殼之保持結構292,例如,經由夾緊連接、搭扣配合連接、鉤或齒嚙合連接,經由固定方式,例如,黏著劑或膠水。又,間隔物元件293經組配以在組裝後穩定地支撐管狀微過濾元件15a之第二定位結構82。特別是,為此,間隔物元件293可經組配以橋接或部分覆蓋微過濾裝置15之外殼15c"之內部加工空間之下游開口(見圖15),其中該間隔物元件293可經成形或組配以允許藉由提供穿過其之產品出口15u進行產品排出。
在本實例中,間隔物元件293包括多個間隔物臂293a及整體間隔物底部293b。在組裝後,間隔物臂293a之遠端與微過濾裝置之外殼15c"嚙合。產品出口15u界定於間隔物臂293a之相對邊緣之間。
在一較佳實施例中,間隔物臂293a為彈性臂,在組裝前,其可朝向彼此折疊(至一彈簧偏置狀態),而臂及各別底部293b之最大寬度較佳地小於外殼15c"之內部加工空間之寬度。在彼情況中,組裝可涉及將微過濾元件15a與間隔物元件293一起插入至外殼15c之內部加工空間內(例如,使用前述定位工具R)。在組裝期間,可將間隔物元件293朝向其最終支撐位置(在圖15至圖16中展示)推動穿過加工空間(在向內折疊、彈簧偏置狀態中),其中其可向外折疊(經由內部彈簧力)以自動嚙合微過濾裝置之外殼15c"。外殼之一自動嚙合可涉及例如搭扣配合或鉤握連接。如自圖15得出,第一保持結構91及各別第一定位結構81可與以上描述的第一實施例之彼等結構相同(見圖4至圖7)。
根據可與圖3至圖16中展示之實施例中之任一者組合的再一較佳實施例,使用一管狀彈性或回彈性微過濾元件15a,在該情況中,較佳地,將微過濾元件15a經由其定位結構81、82及保持結構91、92(及192、292)保持於一軸向張拉(拉緊)狀態中。特別是,管狀微過濾元件15a自身可具有在軸向未拉緊狀
態中之一初始長度L3,其中在組裝至微過濾裝置15之外殼內後,該管狀微過濾元件15a之一長度L4大於該初始長度(亦即,該元件經軸向擴大)。長度之差(L4>L3)指示於圖17A、圖17B中,其中圖17A展示在一預組裝條件中之管狀微過濾元件15a,且圖17B展示在組裝後之元件15a'。長度L4-L3之差可相對小,例如,在約1mm至5mm之範圍中,或例如,其可為管狀元件15a之初始長度L3之至多1%至5%。管狀元件15a之軸向拉緊提供彼元件15a在加工單元PPU之各別加工空間中之改良、穩定定位,從而導致更好且更可靠操作。可達成管狀元件15a之軸向拉緊,例如,僅僅在元件15a至加工單元PPU之外殼15c內之定位期間或作為該定位之結果(c.q.微過濾裝置15)。為此,外殼15c之保持結構91、92(192、292)可經配置以收納管狀元件15a之各別定位結構81、82,或與彼等定位結構81、82合作,用於當其在其最終操作位置中時軸向拉緊彼管狀元件。
不言而喻,本發明不限於以上描述之例示性實施例。各種修改在如在所附申請專利範圍中闡述的本發明之框架內係可能的。
因此,產品P可包含例如食用蛋白質或非食用蛋白質、蛋白質混合物或蛋白質溶液。食用蛋白質溶液可包含例如牛奶蛋白質、乳清蛋白質及酪蛋白、雞蛋白蛋白質、酵母分離物、大豆蛋白質、血紅蛋白、植物蛋白分離物、肉蛋白質、膠原質、凝膠及類似者。
該產品可為例如均質或非均質泡沫狀。
該產品可為食品,或化妝品、清潔劑及/或不同類型之產品。
該產品可進一步含有各種物質,例如,增稠劑、顏料、香料及類似者。
此外,該產品特別是食品,例如,牛奶、奶油、卡布奇諾奶、噴灑奶油、(水果)汗/飲料、含酒精飲料或飲料底(例如,啤酒或葡萄酒)、乳品或基於乳品之飲料(例如,乳清飲料或基於彌漫之飲料)、(牛奶)攪合飲料、巧克力飲
料、(飲用)酸奶、醬汁、冰激淩、甜品或類似者。該產品可進一步包含例如植物或動物脂肪或油、增稠劑、糖、甜味劑、香料、顏料及/或類似者,及/或各種其他成分,此對技術人員而言將為明顯的。該產品亦可包含例如非消費品、身體護理產品、頭髮處理劑或類似者。
另外,配給之產品可為例如熱產品。為此,產品在置放於保持器中前可已藉由用於彼目的之已知方式(例如,微波、蒸汽、電、對流或其他方式)加熱。又,根據本發明之方法及系統可利用或具備例如加熱構件(例如,加熱系統),以加熱產品。
根據再一闡釋,在相對於微過濾裝置之上游進行產品之加熱,例如,藉由將熱量供應至產品保持器H及/或至產品保持器H內,及/或藉由在產品保持器與微過濾裝置之間的一位置處加熱產品。此加熱可為例如在20℃與90℃之間,較佳地,在40℃與75℃之間。此外,可在相對於微過濾裝置之下游進行產品加熱,例如,在一流出管線66中及/或相對於流出管線66上游。加熱構件可經設計成例如加熱流過產品排出構件6之產品,及/或加熱氣體以供應至產品,及/或加熱一可選混合裝置及/或一微過濾裝置,及類似者。根據再一闡釋,該加熱構件可經設計成例如使微過濾裝置至適合於加熱流經之產品(亦即,增加該產品之溫度)的一溫度。根據再一闡釋,該加熱構件可經設計成使一加工裝置或產品加工單元PPU至適合於加熱流過之產品的一溫度。
此外,該方法(及該系統)可利用至少兩個產品流(兩個產品部分),其中第一產品部分係藉由本方法(及分別該系統)發泡,且接著與一第二未發泡之產品部分組合(分別藉由該方法及該系統)(且例如,與其混合)。產品排出構件或產品加工單元PPU可具備一分支,以自此分支提供一第一產品流及與其分開之一第二產品流。第一產品流接著經發泡,且於是再次與第二產品流組合(且例如,與其混合)。在產品加熱中,可加熱例如如所提到之一第一產品流,或相反地,
如所提到之一第二產品流,或兩者。
另外,若一下游混合裝置存在於產品加工單元PPU中,則較佳地,利用靜態構件,例如,一靜態微過濾過濾器及任擇地一靜態薄膜。在一替代實施例中,例如,可利用一移動過濾器(及/或任擇地,動態薄膜)。
本發明(方法及系統)可用以提供各種產品,例如,牛奶、奶油、卡布奇諾奶、噴灑奶油、(水果)汗/飲料、含酒精飲料或飲料底(例如,啤酒或葡萄酒)、乳品或基於乳品之飲料(例如,乳清飲料或基於彌漫之飲料)、(牛奶)攪合飲料、巧克力飲料、(飲用)酸奶、醬汁、冰激淩、甜品或其他產品。
本發明可製備熱可傾倒泡沫,例如,卡布奇諾、拿鐵瑪琪朵、巧克力飲料及其他熱(牛奶)飲料,其具有或不具有香料添加劑。此外,可製備非乳品飲料,或意欲用於消費之產品。在再一闡釋中,為此,產品經發泡至最小10%之膨脹率,且緊接在配給後獲得/具有在20℃與90℃之間的一溫度,較佳地,在40℃與70℃之間。該產品可例如主要為可傾倒(例如,具有低於100%之膨脹率)。提到之加熱方式可用以配給溫的可傾倒產品。可傾倒產品可例如藉由組合非泡沫狀產品部分與泡沫狀產品部分來獲得。在一實施例中,本發明用於產生泡沫狀牛奶,例如,具有在紅50%至60%之範圍中的膨脹率。
替代地,本發明可製備冷及冰冷飲料,例如,牛奶飲料、牛奶攪合飲料、巧克力飲料、午餐飲料、酸奶飲料、水果飲料、含酒精飲料(例如,啤酒或葡萄酒)等。在彼情況中,該產品可具有例如最小10%之膨脹率,及低於20℃之一溫度,較佳地,在-5℃與10℃之間的一溫度。冷配給產品可主要為可傾倒的,且可包含甜或相反地咸產品、發酵乳產品、汁或其他產品。
此外,本發明可用以提供熱及冷泡沫狀醬汁,例如,甜醬、酸醬、咸醬及/或其他醬汁。藉由本發明獲得之此醬汁可具有最小1%之膨脹率,及在自-20℃至80℃之範圍中的一溫度。
藉由本發明製備之甜品(例如,慕斯、vla或酸奶)可具有最小10%之膨脹率,及例如1℃至40℃之一溫度(較佳地,低於10℃之一溫度)。噴灑奶油為實現具有較之習知產品的一較高覆蓋率(較佳地,高於300%)及改良之穩定性的奶油之一具體用途。
本發明特別良好地適合於製備冰淇淩或(牛奶)攪合飲料。冰淇淩或(牛奶)攪合飲料產品可具有在10%至200%之範圍中的一覆蓋率,及0℃或更低之一溫度(較佳地,在-10℃至-2℃之範圍中的一溫度)。
舉例而言,可使用本發明(方法、系統或兩者),使得利用一相對低壓力(特別是,供應至提到之一氣體供應空間的氣體之一壓力),例如,低於2巴之一壓力,提到之產品經歷大於100%(特別是,大致150%或更大,且更特定言之,大致200%或更大)之一覆蓋率。舉例而言,可使用本發明(方法、系統或兩者),使得提到之產品經歷大於100%(特別是,大致150%或更大,且更特定言之,大致200%或更大)之一覆蓋率,而配給之產品具有一相對低溫度,例如,大致0℃或更低之一溫度。
此外,本發明(方法、系統或兩者)可經組配使得在微過濾裝置下游之產品P不經歷任何混合處理,且不經歷任何受控制之壓力減小。舉例而言,可使用產品半脫脂奶或其濃縮物。根據一種方法(及/或藉由一種系統)處理又其他產品,該方法及/或系統經組配使得在微過濾裝置下游之產品P不經歷任何混合處理,且不經歷任何受控制之壓力減小,例如,食品、奶油、卡布奇諾奶、噴灑奶油、(水果)汗/飲料、含酒精飲料或飲料底(例如,啤酒或葡萄酒)、乳品或基於乳品之飲料(例如,乳清飲料或基於彌漫之飲料)、(牛奶)攪合飲料、巧克力飲料、(飲用)酸奶、醬汁、冰激淩或甜品,特別是,乳品,或不意欲用於消費之產品。
根據一較佳實施例,如自上得出,該系統不具備在相對於該微過
濾裝置15下游之一加工裝置(使得該系統不執行混合處理,且無對具備氣體之產品的壓力減小處理)。然而,在一替代實施例中,此額外下游加工裝置設置於系統中。
另外,管狀微過濾元件之第二定位結構82可由外殼15c之第二保持結構92以各種方式保持,例如,直接或經由支撐構件間接地(如自以上得出)。
除此之外,產品加工單元PPU可包括多個微過濾裝置15,例如,包括在各別加工空間中之至少兩個或更多個管狀微過濾元件15a,以增大輸送量。
6:產品排出構件,排出,產品出口
8:氣體入口
9:氣體供應器
15:過濾裝置,微過濾裝置
52:調節構件,壓縮機,氣體供應器,空氣壓縮機
101:水供應器,自來水連接
102:加熱裝置
H:保持器
M:配給機
P:產品
PPU:產品加工單元
Q3:箭頭,氣流
Q5:箭頭
Q6:高速水抽汲射流,抽汲水射流
VP:噴射泵
Claims (20)
- 一種產品配給系統,包括一保持器(H),該保持器含有待配給之一產品(P),其中該保持器(H)具備一產品加工單元(PPU)以用於加工及排出來自該保持器(H)之產品,其中該產品加工單元(PPU)具備一微過濾裝置(15),該微過濾裝置具備一產品入口以用於產品(P)之供應,其中該微過濾裝置(15)可連接至一氣體供應器以用於在產品排出期間將氣體供應至該產品,其中該微過濾裝置具備一外殼(15c),其界定一內部加工空間,其中該加工空間藉由具有透氣孔的一管狀微過濾元件(15a)而分隔出與一產品饋通通道(15b)分開之一氣體供應空間(15d),其中該氣體供應空間(15d)與該外殼之一氣體入口(8)相關聯,且該產品饋通通道(15b)與該外殼之一產品入口(15i)相關聯,其中該外殼(15c)包括一出口(15u),用於排出具備氣體之產品,其中該管狀微過濾元件(15a)具有一上游端(15T)及一下游端(15V),其中該管狀微過濾元件(15a)之該上游端(15T)係一體地設置有一由該外殼(15c)之一第一保持結構(91)保持的一第一定位結構(81),其中該管狀微過濾元件(15a)之該下游端(15V)係一體地設置有一由該外殼(15c)之一第二保持結構(92)保持的第二定位結構(82),其中該第二定位結構(82)係藉由包覆模製製造。
- 如請求項1所述之產品配給系統,其中該系統包括一配給機(M),其經組配用於可交換地收納該保持器(H),其中該產品加工單元(PPU)為該保持器(H)之整體構成部分,其中該配給機(M)較佳地包括操作構件,該操作構件係用於操作一置放之產品保持器(H)之該產品加工單元(PPU)以用於排出產品。
- 如請求項1或2所述之產品配給系統,其中該第一定位結構(81)及該第二定位結構(82)一各自皆由剛性材料製成,其中該管狀微過濾元件(15a)由一可撓性、彈性材料製成,其中該等定位結構(81,82)之材料之彈性模數高於該管狀微過濾元件(15a)之材料之彈性模數。
- 如請求項1或2所述之產品配給系統,其中該第二保持結構(92)經組配用於在該微過濾裝置(15)之組裝期間收納該管狀微過濾元件(15a)之該第二定位結構之至少部分。
- 如請求項1或2所述之產品配給系統,其中該管狀微過濾元件(15a)之該第二定位結構(82)具有一逐漸變小圓錐形或截圓錐形定位表面。
- 如請求項1或2所述之產品配給系統,其中該管狀微過濾元件(15a)之一下游端(15V)內嵌於該第二定位結構(82)內,該第二定位結構(82)經由一不透氣密封而封閉該管狀微過濾元件(15a)之該下游端。
- 如請求項1或2所述之產品配給系統,其中該第二定位結構(82)係藉由將該結構注塑模製至該管狀微過濾元件(15a)上而製造,其中該第一定位結構(81)較佳地亦藉由包覆模製製造,特別是,在與該第二定位結構(82)相同的包覆模製製程期間製造。
- 如請求項1或2所述之產品配給系統,其中該管狀微過濾元件(15a)之該第二定位結構(82)係位於與該外殼(15c)之該產品排出出口(15u)相對處,其中該第二定位結構(82)之面向該出口(15u)的一外表面經組配用於沿著一排出流方向朝向該出口引導一傳入之產品流,在橫截面中檢視,該排出流方向包括與該外殼(15c)之該內部加工空間之一側向方向的一角度,該角度特別是在約10度至80度之範圍中,且更佳地,在約20度至60度之範圍中。
- 如請求項1或2所述之產品配給系統,其中該管狀微過濾元件(15a)之該第二定位結構(82)之一上游區段自各別元件(15a)之一外表面徑向突出,特別是,提供用於在組裝期間將該定位結構導引至該外殼之各別保持結構(92)內之一產品導引表面,沿著該管狀元件(15a)之一中心線檢視,該導引表面係徑向擴大,該導引表面例如沿著一第一虛擬圓錐形平面延伸。
- 如請求項1或2所述之產品配給系統,其中該管狀微過濾元件 (15a)之該下游端(15V)內嵌於該第二定位結構(82)內。
- 如請求項1或2所述之產品配給系統,其中在一產品流方向上量測且在該第一定位結構(81)與該第二定位結構(82)之相對端之間量測的該產品饋通通道(15b)之一長度至多為10cm,且更特定言之,在大致0.5cm至5cm之範圍中。
- 如請求項1或2所述之產品配給系統,其中該微過濾裝置具備具有透氣孔之一過濾壁(15a),該等透氣孔具有在0.1微米至10微米之範圍中的一孔大小,特別是至少0.1微米且小於2微米之一孔大小,更特定言之,至少0.2微米且小於1.5微米之一孔大小。
- 如請求項1或2所述之產品配給系統,其係具備或可連接至一氣體供應器以將處於超大氣壓力下之氣體供應至該微過濾裝置。
- 如請求項1或2所述之產品配給系統,其中該產品加工單元(PPU)包括一噴射泵,用於將產品自該產品保持器(H)抽汲至該微過濾裝置(15)之該產品入口,該噴射泵特別是使用熱水作為一抽汲介質。
- 如請求項1或2所述之產品配給系統,其中該系統包括一液體供應器(101),以用於將一液體供應至在該微過濾裝置之該產品入口之上游的該產品(P),特別是用於混合該產品(P)與該液體,該液體例如為水。
- 一種保持器(H),其含有待配給之一產品(P),明顯地經組配為如前述請求項中任一項所述之一產品配給系統之一保持器。
- 一種用於製造一微過濾裝置之方法,例如,用於提供如請求項1至15中任一項所述之一產品配給系統之一微過濾裝置,其中該方法包括:提供界定一內部加工空間之一外殼(15c),其中該外殼具有位於該內部加工空間之一第一端處或附近的一第一保持結構(91),且其中該外殼具有位於該內部加工空間之一第二端處或附近的一第二保持結構(92); 提供具有透氣孔之一管狀微過濾元件(15a),其中該管狀微過濾元件(15a)具有一第一端(15T)及一第二端(15V);將一第一定位結構(81)製造至該管狀微過濾元件(15a)之該第一端上;將一第二定位結構(82)製造至該管狀微過濾元件(15a)之該第二端上;及將該微過濾元件插入至該外殼(15c)之該內部加工空間內,使得其第一定位結構由該外殼(15c)之該第一保持結構(91)收納,且使得其一第二定位結構(82)由該外殼(15c)之該第二保持結構(92)收納,其中該第二定位結構(82)係藉由包覆模製製造。
- 如請求項17所述之方法,其中該第二定位結構(82)係藉由將該結構注塑模製至該管狀微過濾元件(15a)上而製造,其中該第一定位結構(81)較佳地亦藉由包覆模製製造,特別是,在與該第二定位結構(82)相同的包覆模製製程期間。
- 如請求項17或18所述之方法,其中該管狀微過濾元件(15a)之該第二定位結構(82)經形成以自該元件(15a)之一外表面徑向突出,特別是,提供沿著該管狀元件(15a)之一中心線檢視為徑向擴大之一外部表面,例如,沿著一第一虛擬圓錐形平面延伸之一表面。
- 如請求項1至15中任一項所述之一產品配給系統之用於配給一產品之用途,包括:將產品(P)供應至該微過濾裝置(15)之該產品入口;經由該微過濾裝置將氣體供應至該產品(P),其中將該氣體供應至該產品係經由該管狀微過濾元件(15a)達成,該管狀微過濾元件定位於該內部加工空間中且經由其各別第一定位結構(81)及第二定位結構(82)保持於該第一保持結構(91)與該第二保持結構(92)之間,其中任擇地,在該產品(P)供應至該微過濾裝置(15)之該產品入口前及/或期 間,將該產品(P)與例如水之一液體混合。
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