加工添加有颗粒的液体食品的制作方法

本发明涉及一种用于加工添加有颗粒的液体食品的系统和方法。

背景技术：

许多类型的液体食品的加工通常在包括搅拌器和热处理单元的加工系统中进行。搅拌器将水和食品浓缩物搅拌成液体食品。然后将液体食品在热处理单元(例如热交换器的形式)中进行热处理，以获得液体食品所需的热处理效果。热处理效果可以杀死或至少减少液体食品中的微生物，并且达到如下程度：活性病原体的数量如此少，以至于只要液体食品按规定储并在保质期之前被消费，它们不太可能引起疾病。

对于某些类型的液体食品，还希望将颗粒添加到液体食品中。这种液体食品的一些实例是果汁和不起泡饮料(stilldrinks)，其可包括纤维(果肉)、水果和/或蔬菜块形式的颗粒。颗粒可具有不同的尺寸，例如平均尺寸在0.1mm和10mm之间。纤维形式的颗粒可以是1mm至20mm长，并且宽可以小于1mm。

在许多这些带有颗粒的液体食品中，重要的是在包括热处理在内的整个加工过程中保持颗粒的机械特性。也就是说，具有颗粒的液体食品加工中固有的问题是减少颗粒被浸软。不用说，如果液体食品中的颗粒被浸软，消费者会认为液体食品质量差。

现有技术提供了解决如何减少液体食品中颗粒被浸软的问题的解决方案，该解决方案主要涉及两条独立的加工生产线-第一条线，其中水和食品浓缩物的混合物被热处理；第二条线，所述颗粒在其中被热处理，然后将两生产线中的液体食品流和颗粒进行混合。然而，这种解决方案具有诸多缺点，包括关于实现两条单独的生产线而需要额外的硬件方面而导致的成本增加，以及为两个单独的生产线供应能源而导致的成本增加。

技术实现要素：

本发明的一个目标是至少部分地克服现有技术中与液体食品加工有关的一个或多个上述限制。特别地，一个目标是至少减少与加入颗粒的液体食品的加工有关的缺点。

如本文在第一方面中所公开的通过用于加工液体食品的系统那样实现了该目标。该系统包括搅拌器、热处理单元和控制单元。所述搅拌器被配置为接收水流和食品浓缩物流。所述搅拌器还被配置为将根据控制单元提供的配方将接收的水和接收的食品浓缩物搅拌为液体食品，并将所述液体食品供给到所述热处理单元。

所述热处理单元配置为从所述搅拌器接收所述液体食品并将颗粒流接收到所述热处理单元内的液体食品流中，从而形成包含颗粒的液体食品。所述热处理单元还被配置为热处理包含颗粒的液体食品。

换句话说，至少由于所述系统被配置成使得所述颗粒流被接收到在热处理单元内的所述液体食品流中的事实，不需要两个单独的生产线用于搅拌水分别加浓缩物和颗粒流。

所述热处理单元可包括用于所述液体食品的入口、用于包含颗粒的液体食品的出口和从入口延伸到出口的流动路径。颗粒入口可以连接到流动路径，以便能够在流动路径中引入颗粒流。所述颗粒入口可以布置成基于实现对在包含颗粒的液体食品流中的颗粒的热处理所需的热量能沿着流动路径在至少一个位置引入颗粒流。

除了上面概述的优点之外，该系统的这种配置还使得由于热处理而可能发生的液体食品中的颗粒的浸软能最小化。也就是说，所述系统可以被配置成使得沿着热处理单元内部的流动路径的颗粒引入位置可以处于在颗粒的热处理方面最优且在颗粒的浸软最小化方面最佳的点。

在第二方面，通过在包括搅拌器、热处理单元和控制单元的系统中加工液体食品的方法来实现至少减轻与添加颗粒的液体食品的加工相关的缺点的目的。该方法包括向搅拌器提供水流和食品浓缩物流。接收所述的水和接收的食品浓缩物将根据控制单元提供的配方被搅拌成液体食品，然后将所述液体食品提供给所述热处理单元。将颗粒流供给热处理单元，进入热处理单元内的液体食品中，使得包含颗粒的液体食品在热处理单元内形成。所述包含颗粒的液体食品在热处理单元中进行热处理。

向热处理单元提供颗粒流可以包括在沿着热处理单元中的液体食品的流动路径的至少一个位置处提供颗粒流。该位置可以基于实现对在包含颗粒的液体食品流中的颗粒的热处理所需的热量来选择。

换句话说，这种方法的实施方案提供了与如上所概括的第一方面所述系统的技术效果和优点相对应的技术效果和优点。该方法可以包括结合系统描述的任何特征，反之亦然。

本发明的其他目的、特征、方面和优点将根据以下详细描述以及附图变得明显。

附图说明

现在将参考所附的示意图，通过示例描述本发明的实施方式，其中：

图1是示出用于加工液体食品的系统的示意性框图，

图2是加工液体食品的方法的流程图

图3是示出图2中的方法的实施方案的流程图。

具体实施方式

参考图1，示出了用于处理液体食品105的系统100。所述系统100包括搅拌器102、热处理单元(例如巴氏杀菌器)106和控制单元150。所述搅拌器102被配置成接收(例如来自水箱120的)水101流，并且被配置成接收(例如来自浓缩物罐122的)食品浓缩物103流。所述搅拌器102还被配置成根据控制单元150提供的配方158将接收到的水101和接收到的食品浓缩物103搅拌成液体食品105。所述搅拌器102还配置成将液体食品105向所述热处理单元106供给。

所述搅拌器102可包括流量调节和流量传感装置124，126(例如阀、流量传感器等)，其配置成由控制单元150经由控制信号161控制，使得水101的流量qw和食品浓缩物103的流量qc可以被调节和监测。然后可以通过根据所述配方158调节水101的流量qw和食品浓缩物103的流量qc，来实现将水和食品浓缩物搅拌成液体食品105。

所述热处理单元106构造成从所述搅拌器102接收液体食品105，例如通过缓冲罐104接收。所述热处理单元106还构造成将例如来自颗粒罐130的颗粒109流接收到在所述热处理单元106内的液体食品105流中，从而形成包含颗粒的液体食品107，即颗粒109流和液体食品105流在热处理单元106内混合。热处理单元106还配置成热处理包含颗粒的液体食品107。

所述热处理单元106可包括用于所述液体食品105的入口131和用于包含所述颗粒107的液体食品的出口133。流动路径132从入口131延伸到出口133。所述颗粒入口110连接到该流动路径132以使得所述颗粒109流能够被引入所述流动路径132中。这样的颗粒入口110可以布置成能够沿着流动路径132在至少一个位置141、142处引入颗粒109流。基于实现对在包含颗粒的液体食品107流中的颗粒109的热处理所需的热量来选择所述位置141,142。应注意的是，如本领域技术人员会认识到的，不包含颗粒的液体食品105流可以在入口131和所述引入颗粒的位置141,142之间的热处理单元106内进行热处理。

所述位置141,142越靠近入口131，将对所述颗粒109流中的颗粒进行越多的热处理。然而，当位置141,142更靠近入口131时，颗粒浸软将增强。

所述热处理单元106可包括流量调节和流量传感装置128(例如阀、流量传感器等)，其配置成由控制单元150经由控制信号161控制，使得颗粒109的流量qp可以被调节和监控。此外，存在可以引入颗粒109流的两个位置141,142时，该流量调节和流量传感装置128可以进一步配置成选择所述这些颗粒109流应在位置141,142中的哪一个处被引入。所述选择可以通过引导颗粒109流的阀和管道装置来完成。

如果仅使用一个位置141来引入颗粒109流，则可以通过连接到热处理单元106内部的流动路径132的管道来完成引入。

确切地说，如何实现所述流动路径132的位置141,142处的连接取决于使用哪种类型的热处理单元106。但是，相同的原理适用于所有类型，即制造进入所述热处理单元106的流动路径132内的开口，并且例如管道(例如通过焊接)连接到该开口。然后，所述管道可以将颗粒109流输送到流动路径132中。

所述颗粒入口110可以布置成使得能够在所述流动路径132中的第一位置141处引入颗粒109，以及可以布置成能够在流动路径132中的第二位置142处引入颗粒109。所述第二位置142位于流动路径132中的第一位置141的上游。所述热处理单元106可以配置成在第一位置141处接收具有第一组属性的颗粒而在第二位置142处接收具有第二组属性的颗粒。第一位置141和第二位置141可以通过例如在流动路径132处适当布置的阀143、144的形式实现，这种阀被配置成例如与上面介绍的流量调节和流速传感装置128一起操作。

所述颗粒的第一组属性可包括第一平均粒度或质量，并且所述颗粒的第二组属性可包括分别大于第一平均粒度或质量的第二平均粒度或质量。

所述控制单元150可以被配置为基于实现对在包含颗粒的液体食品107流中的颗粒的热处理所需的热量，将颗粒109流引导到第一和第二位置141,142中的一个。适当热处理颗粒所需的热量可以凭经验确定并取决于颗粒尺寸。例如，如果液体食品是橙汁并且颗粒是相对较大并因此需要更多热处理的果肉纤维，那么颗粒109流被引导到更靠近入口131的位置142。如果液体食品是苹果汁，并且颗粒是相对较小并因此需要较少的热处理的苹果纤维，那么颗粒109流被引导到更远离入口131的位置141。

如果仅使用热处理单元106中的流动路径132的一个入口，则基于在颗粒109流中使用哪种类型的颗粒来选择该位置。显然，这种选择是固定的。但是，相同的原理适用，即，根据实现对颗粒109的热处理所需的热量来选择位置，同时仍然选择尽可能远离入口131的位置，以便可以避免不必要的颗粒浸软。

所述控制单元150可以包括处理器152、存储器154和输入/输出电路156，其可以遵循存储在所述存储器154中的软件指令彼此配合地操作。如图所示，所述配方158也可以存储在存储器154中。所述控制单元150本身是传统的控制单元，其通常用于液体食品加工工业中。然后在单元150中实现了功能上的控制，以提供这里描述的系统100的功能。

尽管未示出，但所述系统100包括传统的泵和阀，其用于提供水101流、食品浓缩物103流、颗粒109流以及用于输送在添加颗粒之前和之后的液体食品。而且，向热处理单元106提供加热介质，就如同在液体食品加工领域中使用的任何巴氏灭菌器。

现在转向图2，并继续参考图1，将按照若干动作描述用于处理系统100中的液体食品的方法，该系统包括搅拌器102、热处理单元106和控制单元150。该方法可以由系统100执行，并且控制功能可按照存储在控制单元150中的存储器154中的软件指令执行，并且如上所述，控制和监视信号161可向系统100中的各种调节和传感装置(包括搅拌器102和热处理单元106)提供以及从其接收。

在作为示例将参考图1的系统100进行描述的该方法中，将水101流和食品浓缩物103流提供201到搅拌器102。

根据所述控制单元150提供的配方158，将接收的水101和接收的食品浓缩物103搅拌203成液体食品105。提供201水和浓缩物以及搅拌203可以被理解为单独的动作，也可以被理解为一个整体行动。

所述液体食品105被提供205到所述热处理单元106。

所述颗粒109流被提供207到所述热处理单元106，混入被提供给热处理单元106(即位于热处理单元106内部的)液体食品105，使得包含颗粒的液体食品107在热处理单元106内形成。

然后在热处理单元106中对包含颗粒的液体食品107进行热处理(巴氏杀菌)209。

如热处理(巴氏杀菌)行为206所示，不包含所述颗粒的液体食品流105可以在提供207颗粒的行为之前在所述热处理单元106内进行全部或部分热处理。因此，在所述动作207之前，该方法可以包括在热处理单元106中至少部分地热处理206液体食品105。这是由于在提供207颗粒之前，所述液体食品105可能已经在热处理单元106中已经过了一段距离。

热处理意味着热处理物质(食品)中的任何微生物被杀死或至少减少到如下程度：活病原体数量非常低，以至于只要物质按照规定储存并且在有效期之前被消耗，它们不可能引起疾病。

颗粒109流提供207到热处理单元106可包括沿着用于热处理单元106中的液体食品105的流动路径132在至少一个位置141,142处提供207颗粒109流，其中位置141,142是基于实现对包含颗粒的液体食品107流中的颗粒109的热处理所需的热量来选择的。实践中，位置的选择可以是设计过程的一部分，其中该位置固定用于提供给热处理单元106的所有类型的颗粒。

而且，将所述颗粒109流提供207到热处理单元106可以包括在第一位置141和第二位置142中的一个处将颗粒流提供207到流动路径132，第二位置142位于第一位置141的上游。位置141,142的选择可以作为方法和系统100的配置的一部分来完成，例如在实际执行该方法之前，由操作员执行。

在热处理单元106中提供207颗粒109流可以包括：如果所述颗粒109流中的颗粒具有第一组属性，则在第一位置141处提供207a颗粒109流；如果所述颗粒109流中的颗粒具有第二组属性，则在第二位置142处提供207b颗粒109流。例如，颗粒的第一组属性可包括第一平均颗粒尺寸或质量，而颗粒的第二组属性可包括分别大于第一平均粒度或质量的第二平均粒度或质量。

如图3中所例示的，用于处理液体食品105的方法可以包括进一步的动作。例如，该方法可以包括监测301在提供动作205中提供给热处理单元106的液体食品105的糖含量b1。还可以监测303包含颗粒的液体食品107的糖含量b2。如果305任何被监测301、303的糖含量b1，b2偏离预定阈值，可以对水101流的提供201、食品浓缩物103流的提供201、颗粒109流的提供207中的任何一个进行调整307。对糖含量b1和b2的监测301、303可以通过分别在控制单元150和糖含量传感器136,137之间通信的控制和监测信号161来实现。

对所述颗粒109的提供207的调节307可以包括停止提供207颗粒109，即停止颗粒109流到热处理单元106。在这样的示例中，该方法可以包括通过循环线(未示出)使包括颗粒的液体食品107在热处理单元106上方循环309。

换句话说，图3示出了实例，其中系统100确保最终产品(即包含颗粒的液体食品107)的所需糖含量可以保持而不浪费不必要量的颗粒，如果不必要的颗粒仍然被引入或者在热处理单元106上方进行循环的话，那么这些颗粒将会被浸软。在操作305中，被监测301、303的糖含量b1、b2处于其预定阈值内时，循环309停止并继续正常操作。

从以上描述可以看出，尽管已经描述和示出了本发明的各种实施例，但是本发明不受限于此，而是还可以在所附权利要求限定的主题的范围内以其他方式实施。