Патент на изобретение №2371029

(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ

(57) Реферат:

Способ изготовления устойчивой эмульсии масло-в-воде для приготовления напитка предусматривает соединение масляной и водной смеси для образования предэмульсии типа масло-в-воде, предкондиционирование предэмульсии путем ее перемешивания в поточном смесителе для уменьшения размера капель масла до размера от приблизительно 1 микрона до приблизительно 12 микрон. Масляная смесь включает масло, имеющее капельный размер, а водная смесь содержит эмульгатор напитка. Масляная смесь может включать утяжелитель, а водная смесь может включать консервант, краситель и подкислитель. Стабильная эмульсия получена согласно указанному выше способу. Способ приготовления концентрата напитка предусматривает соединение воды с консервантом, эмульгатором и красителем, перемешивание их при повышенной температуре для образования водной смеси, охлаждение последней до температуры от приблизительно 10°С до приблизительно 35°С и разбавление водой. В полученную разбавленную смесь добавляют подкислитель. Затем соединяют утяжеленную масляную смесь с разбавленной смесью и перемешивают. Затем осуществляют предкондиционирование в поточном смесителе и гомогенизирование с получением готового концентрата напитка. Способ изготовления однородно диспергированной эмульсии напитка предусматривает объединение масляной смеси и водной смеси для образования предэмульсии напитка. Затем осуществляют предкондиционирование предэмульсии напитка и ее гомогенизацию в соответствующих поточных смесителях. Система для изготовления способа по первому варианту содержит соединенные трубопроводом источники масляной смеси и водной смеси и поточный смеситель. Кроме того, система содержит гомогенизатор, соединенный с поточным смесителем для образования однородно устойчивой эмульсии масло-в-воде для приготовления напитка. Система для изготовления способа по второму варианту содержит соединенные трубопроводами источники масляной смеси и водной смеси и систему поточного перемешивания, включающую два последовательно установленных поточных смесителя соответственно для уменьшения размера капель масла и для образования однородно диспергированной эмульсии напитка. Это позволяет увеличить срок хранения напитка, а также позволяет сохранить напиток в более жестких условиях. 7 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способу изготовления напитков в виде стабильных, однородно диспергированных эмульсий типа масло-в-воде. Изобретение использует определенные типы смесителей, существенно снижая потребность в гомогенизаторах при изготовлении напитков в виде эмульсий.

Эмульсии типа масло-в-воде могут быть желательны во многих случаях, например напитков и в химических композициях, таких как композиции, наносимые на субстраты для придания определенных свойств. Хорошо известные химические композиции масло-в-воде включают краски, чернила, лаки и другие. Композиции, которые обеспечивают масло- и водоотталкивающие свойства, также являются эмульсиями масло-в-воде.

Для напитков эмульсия масло-в-воде должна отвечать стандартам качества, выдвигаемым потребителем. На качества напитка, такие как вид, вкус, ощущение во рту влияет устойчивость эмульсии в напитке в дополнение к дисперсности эмульсии в напитке. Напиток высокого качества – это такой, который не содержит кольца у горла или хлопьев в бутылке и который не разделяется при хранении и в условиях транспортировки перед потреблением.

Существует необходимость в создании способа изготовления эмульсий масло-в-воде для напитков, которые устойчивы и однородно диспергированы и которые позволяют избежать кольца у горла или хлопьев при хранении в бутылке.

Согласно настоящему изобретению предложен способ изготовления устойчивой эмульсии масло-в-воде. В целом способ включает соединение масляного компонента и водного компонента с получением предэмульсии. Масляный компонент включает компонент, смешивающийся с маслом, и масло, а водный компонент содержит воду. После этого способ включает перемешивание предэмульсии для снижения размера капель масляного компонента и гомогенизации предэмульсии после перемешивания с получением однородно диспергированной эмульсии.

В одном варианте настоящего изобретения способ включает соединение масляной смеси и водной смеси с получением предэмульсии напитка. Масляная смесь включает масло, а водная смесь включает эмульгатор напитка и воду. Затем способ включает поточное перемешивание предэмульсии напитка для уменьшения размеров капель масла и гомогенизации предэмульсии напитка после поточного перемешивания с получением однородно диспергированной эмульсии напитка.

В другом варианте настоящего изобретения масляная смесь может далее включать подходящий утяжелитель напитка. В дополнение, водная смесь может далее включать консервант, краситель и подкислитель.

В еще одном варианте настоящего изобретения поточное перемешивание включает регулирование параметров поточного перемешивания предэмульсии напитка (то есть, падение давления на поточном смесителе и скорость потока) для придания достаточной энергии перемешиванию и уменьшения размеров капель масла, присутствующего в предэмульсии напитка до размера от приблизительно 1 микрона до приблизительно 12 микрон, предпочтительно от приблизительно 2 микрон до приблизительно 6 микрон, чтобы предкондиционировать предэмульсию напитка.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предусмотрен способ диспергирования масляной фазы в непрерывной водной фазе. Способ включает соединение масляной фазы с водной фазой с получением предэмульсии. Поточное перемешивание предэмульсии снижает размер капель масла, присутствующего в предэмульсии, чтобы предкондиционировать предэмульсию. Гомогенизация предэмульсии, выходящей из поточного перемешивания, далее снижает размер капель масла, присутствующего в предэмульсии с получением однородно диспергированной эмульсии.

В другом аспекте настоящего изобретения предусмотрен способ изготовления концентрата напитка. Способ включает смешивание воды с консервантом, эмульгатором и красителем с получением смеси при повышенной температуре, обычно в интервале от приблизительно 40°С до приблизительно 70°С, предпочтительно от приблизительно 50°С до приблизительно 60°С, с получением водной смеси. Затем водная смесь может быть пастеризована, если требуется. Затем водную смесь охлаждают до температуры от приблизительно 10°С до приблизительно 35°С, предпочтительно от приблизительно 15°С до приблизительно 25°С. Далее водную смесь разбавляют водой с получением разбавленной смеси, к которой добавляют подкислитель. Разбавленную смесь смешивают с масляной смесью, содержащей масло, с получением концентрата напитка. После перемешивания концентрат напитка разбавляют водой и подвергают поточному смешиванию и гомогенизации, чтобы уменьшить размер капель масла, присутствующего в разбавленном концентрате напитка, с получением конечного концентрата напитка.

В еще одном аспекте настоящего изобретения предусмотрена система для изготовления однородно диспергированной эмульсии напитка. Система содержит источник масляной смеси, включающей масло, и источник водной смеси, содержащий эмульгатор напитка. Система также содержит устройство поточного перемешивания для диспергирования масляной смеси в водной смеси с получением устойчивой предэмульсии напитка и гомогенизатор, соединенный жидкостью с устройством поточного перемешивания, для гомогенизации устойчивой предэмульсии напитка с получением однородно диспергированной эмульсии напитка.

В другом аспекте настоящего изобретения предусмотрена система для изготовления однородно диспергированной эмульсии напитка. Система содержит источник масляной смеси, включающий масло, и источник водной смеси, содержащий эмульгатор напитка. Система далее включает систему поточного перемешивания, чтобы уменьшить размер капель масла с получением однородно диспергированной эмульсии напитка.

В одном варианте настоящего изобретения система поточного перемешивания включает поточное статическое перемешивающее устройство.

В другом варианте настоящего изобретения поточная статическая перемешивающая система включает большое количество поточных перемешивающих устройств в жидкостном соединении.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где

фигура 1 – это схематический чертеж, иллюстрирующий систему в соответствии с настоящим изобретением для изготовления однородно диспергированной эмульсии напитка.

Фигура 2 – это схематический чертеж, иллюстрирующий другую систему в соответствии с настоящим изобретением для изготовления однородно диспергированной эмульсии напитка.

Фигура 3 – это схематический чертеж, иллюстрирующий другую систему в соответствии с настоящим изобретением для изготовления однородно диспергированной эмульсии напитка.

Фигура 4 – это схематический чертеж, иллюстрирующий другую систему в соответствии с настоящим изобретением для изготовления однородно диспергированной эмульсии напитка.

Фигура 5 – это схематический чертеж, иллюстрирующий другую систему в соответствии с настоящим изобретением для изготовления однородно диспергированной эмульсии напитка.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложен способ изготовления устойчивой эмульсии масло-в-воде. Способ включает соединение масляного компонента и водного компонента с получением предэмульсии; перемешивание предэмульсии, чтобы снизить размер капель масляного компонента, и гомогенизацию предэмульсии после перемешивания с получением однородно диспергированной эмульсии.

В одном варианте настоящего изобретения способ включает соединение масляной смеси и водной смеси с получением предэмульсии напитка, поточное перемешивание предэмульсии напитка, чтобы уменьшить размер капель масла, и гомогенизацию предэмульсии напитка после поточного перемешивания с получением однородно диспергированной эмульсии напитка. Масляная смесь включает подходящее масло, которое обычно является маслом, имеющим капельный размер.

В другом варианте настоящего изобретения масляная смесь может также включать подходящий утяжелитель напитка. Примеры подходящих утяжелителей напитка включают, но не ограничиваются ими, сложноэфирные смолы, ацетат изобутират сахарозы и другие сложные эфиры сахарозы, бромированное растительное масло, даммара, канифоль, канарская камедь и другие утяжелители напитков, известные специалистам в этой области техники, и их смеси.

Термин «масло», используемый здесь, относится к жидкости, которая существенно не смешивается с водой и образует вторую фазу. Примеры подходящих масел включают, но не ограничиваются ими, цитрусовые масла, масла кола, эфирные масла, кокосовое масло, терпены, не смешивающиеся с водой материалы, применяемые для придания чувствительных свойств напитку, также как не смешивающиеся с водой органические растворители для применения в эмульсиях масло-в-воде и другие вещества, известные в технике.

Изобретение особенно подходит для включения цитрусового масла в напитки, которые могут быть газированными или негазированными. Изобретение особенно целесообразно для включения цитрусового апельсинового масла в газированный напиток, где масло остается однородно диспергированным без осаждения или образования «кольца по окружности бутылки» и также достигается однородный цвет и вид.

Термин «кольцо по окружности бутылки» и его разновидности, такие как кольцеобразование у горла означают агломерацию капель масла, которые всплывают наверх напитка, обычно у горла бутылки, создавая вид образования кольца.

Водная смесь включает подходящий эмульгатор напитка. Такие эмульгаторы хорошо известны в технике и включают, например, гуммиарабик, модифицированный крахмал, пектин, ксантановую камедь, моноглицериды и диглицериды длинноцепочечных жирных кислот, сложные моноэфиры сахарозы, сложные эфиры сорбитана, полиэтоксилированные глицерины, стеариновая кислота, пальмитиновая кислота, моноглицериды, диглицериды, сложные эфиры пропиленгликоля, лецитин, лактилированные моно- и диглицериды, сложные моноэфиры пропиленгликоля, сложные эфиры полиглицерина, диацетилированные виннокислотные эфиры и моно- и диглицеридов, лимоннокислые эфиры моноглицеридов, стеароил-2-лактилаты, полисорбаты, сукцинилированные моноглицериды, ацетилированные моноглицериды, этоксилированные моноглицериды, также как другие эмульгаторы напитков, известные специалистам в этой области техники, и их смеси.

Водная смесь также может содержать подходящий консервант, подходящий краситель и подходящий подкислитель, из которых все известны в технике.

Неограничивающие примеры подходящих консервантов включают, но не ограничиваются ими, бензоат натрия, пропионат натрия, сорбат натрия, сорбиновую кислоту, бензоат калия, сорбат калия, также как другие консерванты, известные специалистам в этой области техники, и их смеси.

Неограничивающие примеры подходящих красителей включают, но не ограничиваются ими, -Апо-8′-каротеналь, кантаксантин, -каротин, Цитрусовый красный 2, FD&C Красный 28, D&C Желтый 10, FD&C Синий 1 (Бриллиантовый синий), FD&C Синий 2, FD&C Зеленый 3 (Стойкий зеленый), FD&C Красный 3, FD&C Красный 40 (Аллура красный), FD&C Желтый 5 (Тартразин), FD&C Желтый 6 (Закатный желтый), глуконат железа(II), оранжевый , рибофлавин, ультрамарин синий, ультрамарин зеленый, ультрамарин фиолетовый, красный, карамель, так же как другие красители, известные специалистам в этой области техники, и их смеси.

Неограничивающие примеры подходящих подкислителей включают, но не ограничиваются ими, лимонную кислоту, фосфорную кислоту, молочную кислоту, винную кислоту, яблочную кислоту, фумаровую кислоту, аскорбиновую кислоту, так же как другие подкислители, известные специалистам в этой области техники, и их смеси.

В настоящем изобретении поточное перемешивание может быть выполнено поточными смесителями, такими как статические смесители, иногда известные в технике как поточные смесители или неподвижные смесители, вращаемые поточные смесители, высокоскоростные ротор-статорные поточные смесители, и другие, известные специалистам в этой области техники.

В одном варианте настоящего изобретения применяют статический смеситель для уменьшения размеров капель масла, присутствующего в предэмульсии напитка. Статический смеситель помещают до гомогенизатора для получения стойкого и оптимального предгомогенизационного распределения капель по размеру, которое предсказуемо.

Поточное перемешивание включает регулирование скорости потока предэмульсии напитка в поточный смеситель для придания достаточной энергии перемешивания, чтобы уменьшить размер капель масла, присутствующего в предэмульсии напитка, для предкондиционирования предэмульсии напитка.

Термин «поточный смеситель», используемый здесь, означает трубу с элементами смешивания, помещенными в эту трубу, которые принуждают жидкие среды перемешиваться и создают высокие скорости энергии рассеивания, которые приводят к созданию эмульсий. Элементы смешивания могут быть стационарными, движущимися или их комбинацией. Поточные смесители поступают разных размеров и в разных геометриях, коммерчески доступных из Chemineer Inc., Sulzer Chemtech Ltd, a member of the Sulzer Corp., Charles Ross and Son Co., Silverson Machines Ltd., IKA® Works Inc., Autocon Mixing Systems Inc., и других, известных в технике.

Специалисты должны понимать, что число перемешивающих элементов в перемешивающем поточном устройстве может быть переменным и может включать один перемешивающий элемент или большое количество перемешивающих элементов. Кроме того, количество перемешивающих элементов все может быть размещено в единственном перемешивающем поточном устройстве или может быть распределено среди нескольких перемешивающих поточных устройств.

Неожиданно, модификация двухпроходного гомогенизационного процесса добавлением поточного смесителя вместо первого гомогенизационного прохода превращает процесс в однопроходной гомогенизационный процесс, который придает полезные и улучшенные свойства компонентам напитка, который приготавливается. Дополнительно, как результат превращения в однопроходной гомогенизационный процесс, время операционного цикла, требуемое для выполнения замеса эмульсии вода-в-масле напитка, значительно укорачивается. Обычно требуется приблизительно 2,5 часа для завершения одного прохода через гомогенизационный процесс. Следовательно, устранение одного прохода через гомогенизационный процесс укорачивает время операционного цикла приблизительно на 2,5 часа. Специалисты в этой области техники должны понимать, что время операционного цикла зависит от продукта и, следовательно, будет определяться продуктом и размером загрузки. В дополнение к этому неожиданному результату качество образующейся эмульсии напитка существенно улучшается и устойчивость эмульсии напитка к нежелательным воздействиям также существенно увеличивается.

Термин «размер капель», используемый здесь, относится к размеру масляного компонента в системе жидкость-жидкость. Однако, специалисты в этой области техники должны понимать, что другие термины, такие как «размер частиц», могут быть здесь использованы в отношении размера масляного компонента в системе жидкость-жидкость.

Термин «имеющий капельный размер», используемый здесь, относится к системам, имеющим капли, каждая с переменным размером капель, чей размер капель является слишком большим, чтобы образовать устойчивую и однородно-диспергированную эмульсию вода-в-масле без процесса уменьшения размера капель, такого как поточное перемешивание и/или гомогенизация. Специалисты в этой области техники должны понимать, что масла не имеют «капельного размера», но, скорее, масла описывают исходя из среднего размера капель и распределения капель по размеру.

В настоящем изобретении масло, присутствующее в предэмульсии напитка перед поточным перемешиванием, имеет значительно изменяющееся распределение капель по размеру. В некоторых примерах распределение капель по размеру может изменяться от приблизительно 30 микрон до приблизительно 300 микрон; распределение соответствует 90% распределению.

Уменьшения размера капель достигают поточным перемешиванием, предгомогенизации размера капель достаточно для получения однородной диспергированной предэмульсии напитка за один проход через двухфазный гомогенизатор (APV Homogenizer) с пропускной способностью 2500 галлонов в час и максимальным давлением 5000 фунтов на кв.дюйм. Обычно предгомогенизационный размер капель составляет в среднем от приблизительно 1 микрона до приблизительно 12 микрон, предпочтительно от приблизительно 2 микрон до приблизительно 6 микрон.

Далее, в настоящем изобретении оптимальное предгомогенизационное распределение капель по размеру составляет от приблизительно 0,05 микрон до приблизительно 18 микрон, предпочтительно от приблизительно 0,10 до приблизительно 8 микрон и распределение соответствует 90% распределению.

Специалисты в этой области техники должны понимать, что средний предгомогенизационный размер капель и оптимальное предгомогенизационное распределение капель по размеру может быть характерным для каждого продукта.

Фраза «до предкондиционирования», используемая здесь в отношении предэмульсии напитка, означает, что размер капель масла в предэмульсии напитка существенно снижается, чтобы улучшить эффективность гомогенизации.

Термин “размер капельки предгомогенизации”, используемый здесь, означает размер капельки масла, присутствующего в предэмульсии напитка после поточного смешивания и до гомогенизации.

Количество энергии смешивания, переданной предэмульсии напитка, является функцией нескольких факторов. Без обращения к теории, вообще энергия смешивания, которая рассеяна в действующем миксере, пропорциональна падению давления через действующий миксер и объемной скорости потока. Кроме того, другие факторы, такие как модель и конфигурация поточного миксера, и свойства предэмульсии напитка, такие как вязкость, плотность и межфазное натяжение, будут влиять на количество энергии смешивания, требуемой для достижения желательного размера капельки.

В настоящем изобретении гомогенизация далее уменьшает размер капельки масла, присутствующего в предэмульсии напитка для формирования однородной диспергированной эмульсии напитка. Размер капельки в среднем составляет от приблизительно 0,2 микрон до приблизительно 0,8 микрон, предпочтительно от приблизительно 0,25 микрон до приблизительно 0,60 микрон. Распределение капель по размеру составляет от приблизительно 0,05 микрон до приблизительно 1,1 микрон, предпочтительно от приблизительно 0,20 микрон до приблизительно 0,65 микрон, причем распределение соответствует 90%-му распределению.

Технологии гомогенизации, доступные, чтобы уменьшать размер капель и однородно диспергировать масло, включают, но не ограничены ими, гомогенизацию высокого давления, смешивание с высоким сдвиговым усилием, диспергирование с помощью ультразвука и другие методы смешивания, известные специалистам в этой области техники.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предусмотрен способ диспергирования масляной фазы в непрерывной водной фазе. Способ включает объединение масляной фазы и водной фазы, чтобы сформировать предэмульсию. Поточное смешивание предэмульсии уменьшает размер капель масла, присутствующего в предэмульсии, чтобы предкондиционировать предэмульсию. Гомогенизация предэмульсии, выходящей из поточного смешивания, далее уменьшает размер капель масла, присутствующего в предэмульсии, и образует однородно диспергированную эмульсию.

В еще одном варианте настоящего изобретения предусмотрен способ изготовления концентрата напитка. Способ включает смешивание воды с консервантом, эмульгатором и красителем, чтобы образовать смесь при повышенных температурах, обычно в интервале от приблизительно 40°C до приблизительно 70°C, предпочтительно от приблизительно 50°C до приблизительно 60°C, с получением водной смеси. Предпочтительно, вода находится при повышенной температуре до добавления других компонентов. После чего, в случае необходимости, водная смесь может быть пастеризована. Затем водную смесь охлаждают до температуры от приблизительно 10°C до приблизительно 35°C, предпочтительно от приблизительно 15°C до приблизительно 25°C. Водную смесь далее разбавляют водой, чтобы образовать разбавленную смесь, к которой добавляют подкисляющее вещество. Разбавленную смесь смешивают с утяжеленной масляной смесью, включающей подходящий утяжелитель напитка и масло, с получением концентрата напитка. После смешивания концентрат напитка разбавляют водой и подвергают поточному смешиванию и гомогенизации для уменьшения размеров капель масла, присутствующего в разбавленном концентрате напитка, с получением конечного концентрата напитка.

Пастеризация может быть проведена технологиями пастеризации, известными в технике. Как правило, пастеризации достигают увеличением температуры концентрата напитка до подходящей температуры в течение ограниченного времени, чтобы существенно устранить микробную нагрузку в концентрате напитка. Как правило, чем выше температура, тем короче время выдерживания концентрата напитка при этой температуре. Наоборот, чем ниже температура, тем дольше время выдерживания концентрата напитка при этой температуре. Термин «микробная нагрузка», используемый здесь, относится к нежелательным микроорганизмам и нежелательным ферментам, присутствующим в концентрате напитка. Таким образом, специалисты в этой области техники должны понимать, что не все концентраты напитка требуют пастеризации, так как не все концентраты напитка имеют нежелательные микроорганизмы или нежелательные ферменты.

Фигуры 1-5 предусмотрены для иллюстрации вариантов настоящего изобретения, а не для его ограничения. Фигура 1 – схематический чертеж, иллюстрирующий систему в соответствии с настоящим изобретением для изготовления устойчивой эмульсии напитка. Система 10 предусмотрена, чтобы изготовить устойчивую эмульсию напитка. Из подходящего источника 12 масляную смесь подают через подходящий трубопровод 14 в подходящий резервуар 20. Из подходящего источника 16 водную смесь через подходящий трубопровод 18 подают в резервуар 20. Масляную смесь и водную смесь смешивают в резервуаре 20, с получением предэмульсии напитка. Поток 22 предэмульсии напитка накачивают в поточный миксер 24 для образования устойчивой предэмульсии напитка. Поток 26 устойчивой предэмульсии напитка накачивают в гомогенизатор 28 для образования однородной диспергированной эмульсии напитка. Поток 30 из однородно диспергированной эмульсии напитка накачивают в резервуар 32 для заполнения емкости.

Фигура 2 – это схематический чертеж, иллюстрирующий другую систему в соответствии с существующим изобретением для приготовления однородной диспергированной эмульсии напитка. Предусмотрена система 100, чтобы производить однородно диспергированную эмульсию напитка. Подходящий источник 102 масляной смеси объединяют через подходящий трубопровод 104 с подходящим источником 106 водной смеси через подходящий трубопровод 108 в точке 110 для образования предэмульсии напитка. Поток 112 предэмульсии напитка накачивают в поточный миксер 24, чтобы образовать устойчивую предэмульсию напитка. Процесс ниже по течению потока 112 в фигуре 2 идентичен процессу, описанному для схемного решения фигуры 1, начиная с поточного миксера 24 на фигуре 1.

Фигура 3 – это схематический чертеж, иллюстрирующий другую систему в соответствии с существующим изобретением для приготовления однородно диспергированной эмульсии напитка. Предусмотрена система 200, чтобы производить однородно диспергированную эмульсию напитка. Из подходящего источника 202 масляную смесь подают через подходящий трубопровод 204 в подходящий резервуар 210. Из подходящего источника 206 водную смесь подают через подходящий трубопровод 208 в резервуар 210. Масляную смесь и водную смесь смешивают в резервуаре 210 для образования предэмульсии напитка. Поток 212 предэмульсии напитка накачивают в первый поточный миксер 214 с получением устойчивой предэмульсии напитка. Поток 216 устойчивой предэмульсии напитка накачивают во второй поточный миксер 218 для образования однородной диспергированной эмульсии напитка. Поток 220 однородно диспергированной эмульсии напитка накачивают в резервуар 222, чтобы заполнять емкости.

Фигура 4 – это схематический чертеж, иллюстрирующий другую систему в соответствии с настоящим изобретением для приготовления однородно диспергированной эмульсии. Предусмотрена система 300 для производства однородно диспергированной эмульсии напитка. Из подходящего источника 302 масляную смесь подают через подходящий трубопровод 304 в подходящий резервуар 310. Из подходящего источника 306 водную смесь подают через подходящий трубопровод 308 в резервуар 310. Масляную смесь и водную смесь смешивают в резервуаре 310 для образования предэмульсии напитка. Поток 312 предэмульсии напитка накачивают в поточный миксер 314 с получением однородно диспергированной эмульсию напитка. Поток 316 однородно диспергированной эмульсии напитка накачивают в резервуар 318, чтобы заполнять емкости.

Фигура 5 – это схематический чертеж, иллюстрирующий систему в соответствии с настоящим изобретением для получения устойчивой эмульсии напитка. Предусмотрена система 400 для приготовления устойчивой эмульсии напитка. Из подходящего источника 402 масляную смесь подают через подходящий трубопровод 404 в поток 412. Из подходящего источника 406 водную смесь подают через подходящий трубопровод 408 в подходящий резервуар 410. Масляную смесь и водную смесь смешивают в поточном миксере 414 для образования предэмульсии напитка. Поток 416 предэмульсии напитка возвращают петлей назад в резервуар 410 через подходящий трубопровод 418 до тех пор, пока вся масляная смесь 402 не смешается с водной смесью 406 в поточном миксере 414. Затем поток 416 предэмульсии напитка накачивают в гомогенизатор 422 через подходящий трубопровод 420 с получением однородно диспергированной эмульсии напитка. Поток 424 однородно диспергированной эмульсии напитка накачивают в резервуар 426 для заполнения емкостей.

Хотя изобретение было описано подробно для приготовления эмульсий напитка, следует признать, что процесс может также использоваться для производства других эмульсий масло-в-воде, включая химические эмульсии. Такие химические эмульсии включают краски и другие пигментосодержащие эмульсии масло-в-воде, чернила и лаки. Химические эмульсии масло-в-воде также включают составы, которые придают поверхностям масло- и/или водоотталкивающие свойства и/или пятно- и грязеотталкивающие свойства.

Пример

Предэмульсию выдерживают в резервуаре подачи гомогенизатора и перемешивают мешалкой, чтобы предотвратить разделение двух фаз. Девяносто процентов (90%) капелек в резервуаре были меньше 27 микрон в размере после 70 минут перемешивания. Эту предэмульсию пропускают через статический смеситель Chemineer-Kenics с внутренним диаметром 0,87 дюймов и с шестью элементами смешивания, установленными, чтобы сформировать эмульсию. Расход предэмульсии был 45 галлонов в минуту (галл/мин), и падение давления на миксере было 82 фунта на кв.дюйм. Девяносто процентов (90%) капелек, выходящих из статического смесителя, были меньше чем 8,0 микрон в размере. Эту эмульсию затем подавали непосредственно в гомогенизатор, где размер капельки был далее уменьшен так, что 90% выходящих капелек были меньше 0,57 микрон в размере.

Хотя изобретение было описано для определенных предпочтительных вариантов, специалистам в этой области техники должно быть понятно, что изобретение способно к многочисленным изменениям, модификациям и перестановкам и такие изменения, модификации и перестановки, как подразумевается, будут охвачены следующими пунктами формулы.

Формула изобретения

1. Способ изготовления устойчивой эмульсии масло-в-воде для приготовления напитка, предусматривающий соединение масляной смеси и водной смеси для образования предэмульсии типа масло-в-воде, причем масляная смесь содержит масло, имеющее капельный размер, а водная смесь содержит эмульгатор напитка; предкондиционирование указанной предэмульсии путем перемешивания для уменьшения размера капелек масла; и гомогенизацию предкондиционированной эмульсии для образования однородно диспергированной эмульсии, отличающийся тем, что указанное предкондиционирование осуществляют в поточном смесителе, так, чтобы уменьшить размер капель масла, присутствующего в указанной предэмульсии до размера от приблизительно 1 мкм до приблизительно 12 мкм.

2. Способ по п.1, в котором эмульгатор напитка выбирают из группы, состоящей из гуммиарабика, модифицированного крахмала, пектина, ксантановой камеди, сложных моноэфиров сахарозы, сложных эфиров сорбитана, полисорбатов, моноглицеридов, диглицеридов, сложных эфиров пропиленгликоля и их смесей.

3. Способ по п.1, в котором масляная смесь также включает утяжелитель, выбранный из группы, состоящей из сложноэфирных смол, ацетата изобутирата сахарозы, бронированного растительного масла, даммары, канифоли, канарской камеди и их смесей.

4. Способ по п.1, в котором масло выбирают из группы, состоящей из цитрусовых масел, масел кола, эфирных масел, кокосовых масел, терпенов и их смесей.

5. Способ по п.1, в котором водная смесь также включает консервант, краситель и подкислитель.

6. Способ по п.5, в котором консервант выбирают из группы, состоящей из бензоата натрия, пропионата натрия, сорбата натрия, сорбиновой кислоты, бензоата калия, сорбата калия и их смесей.

7. Способ по п.5, в котором подкислитель выбирают из группы, содержащей лимонную кислоту, фосфорную кислоту, молочную кислоту, винную кислоту, яблочную кислоту, фумаровую кислоту, аскорбиновую кислоту и их смеси.

8. Стабильная эмульсия масло-в-воде для приготовления напитка, полученная способом по любому из пп.1-7.

9. Способ приготовления концентрата напитка, являющегося стабильной эмульсией масло-в-воде, предусматривающий
соединение воды с консервантом, эмульгатором и красителем;
перемешивание воды, консерванта, эмульгатора и красителя при повышенной температуре для образования водной смеси;
охлаждение водной смеси до температуры от приблизительно 10°С до приблизительно 35°С;
разбавление водной смеси водой для образования разбавленной смеси;
добавление подкислителя к разбавленной смеси;
соединение утяжеленной масляной смеси, содержащей утяжелитель напитка и масло, с указанной разбавленной смесью;
перемешивание полученной смеси;
разбавление перемешанной смеси водой для образования разбавленной смеси;
предкондиционирование разбавленной смеси в поточном смесителе для уменьшения размера капель масла, присутствующего в разбавленной смеси; и
гомогенизацию предкондиционированной смеси с получением готового концентрата напитка.

10. Способ по п.9, в котором указанную водную смесь пастеризуют.

11. Концентрат напитка, полученный способом по п.9 или 10.

12. Концентрат напитка по п.11, в котором масло выбрано из группы, состоящей из цитрусовых масел, масел кола, эфирных масел, кокосовых масел, терпенов и их смесей.

13. Концентрат напитка по п.11, в котором эмульгатор напитка выбран из группы, содержащей гуммиарабик, модифицированный крахмал, пектин, ксантановую камедь, сложные моноэфиры сахарозы, сложные эфиры сорбитана, полисорбаты, моноглицериды, диглицериды, сложные эфиры пропиленгликоля и их смеси.

14. Концентрат напитка по п.11, в котором утяжелитель выбирают из группы, состоящей из сложноэфирных смол, ацетата изобутирата сахарозы, бромированного растительного масла, даммары, канифоли, канарской камеди и их смесей.

15. Концентрат напитка по п.11, в котором консервант выбран из группы, состоящей из бензоата натрия, пропионата натрия, сорбата натрия, сорбиновой кислоты, бензоата калия, сорбата калия и их смесей.

16. Концентрат напитка по п.11, в котором подкислитель выбран из группы, содержащей лимонную кислоту, фосфорную кислоту, молочную кислоту, винную кислоту, яблочную кислоту, фумаровую кислоту, аскорбиновую кислоту и их смеси.

17. Способ изготовления однородно диспергированной эмульсии напитка, предусматривающий:
объединение масляной смеси и водной смеси для образования предэмульсии напитка, причем указанная масляная смесь содержит масло, имеющее капельный размер, а указанная водная смесь содержит эмульгатор напитка;
предкондиционирование предэмульсии напитка в поточном смесителе для уменьшения размера капелек масла; и
гомогенизацию предкондиционированной эмульсии во втором поточном смесителе с образованием однородно диспергированной эмульсии напитка.

18. Система для изготовления способом по п.1 устойчивой эмульсии масло-в-воде для приготовления напитка, содержащая соединенные трубопроводом источник масляной смеси, содержащий масло, имеющее капельный размер; источник водной смеси, содержащий эмульгатор напитка;
поточный смеситель для диспергирования масляной смеси в водной смеси с получением устойчивой предэмульсии напитка; и гомогенизатор, соединенный с поточным смесителем, для образования однородно устойчивой эмульсии масло-в-воде для приготовления напитка.

19. Система для изготовления способом п.17 однородно диспергированной эмульсии напитка, содержащая соединенные трубопроводом источник масляной смеси, содержащий масло, имеющее капельный размер; источник водной смеси, содержащей эмульгатор напитка; и систему поточного перемешивания для диспергирования масляной смеси в водной смеси, включающую два последовательно установленных поточных смесителя, для уменьшения размера капель масла и для образования однородно диспергированной эмульсии напитка, соответственно.

РИСУНКИ