專利名稱：具有調(diào)味劑注入的熱灌裝飲料生產(chǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種用于熱灌裝飲料生產(chǎn)的方法和系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種生產(chǎn)飲料的系統(tǒng)和方法，其中不同的調(diào)味劑和/或其它添加劑被加入到基礎(chǔ)(base)熱灌裝飲料液體中。本發(fā)明更具體地涉及一種制造飲料的方法，其中，在熱灌裝飲料基礎(chǔ)液體(base liquid)經(jīng)過熱處理被巴氏滅菌或者工業(yè)滅菌處理之后，將挑選的調(diào)味劑注入熱灌裝飲料基礎(chǔ)液體流中。
背景技術(shù)：
許多飲料提供不同的味道，然而，它們都具有一種已將調(diào)味劑加入其中的相似或相同的基礎(chǔ)液體。在許多情況下，首先，準(zhǔn)備好基礎(chǔ)飲料配方(formula)，將調(diào)味劑、色料或者其它可能的添加劑加入到該基礎(chǔ)液體配方中，從而獲得用于熱灌裝到瓶中的所需調(diào)味飲料。關(guān)于所有這些熱灌裝飲料，如何以及何時將這些調(diào)味劑和添加劑加入到基礎(chǔ)液體配方中涉及到大量不同的標(biāo)準(zhǔn)和條件，這些標(biāo)準(zhǔn)和條件包括調(diào)味劑和添加劑對提高的溫度的敏感性。
由于任何這種熱灌裝飲料被希望有廣泛的商業(yè)分布，儲存穩(wěn)定性和/或微生物控制是在裝瓶后對于產(chǎn)品重點考慮的，特別是對于那些不需要冷藏保存或陳列的飲料。這種類型的產(chǎn)品能夠分為兩大類。第一類包括在飲料處在較高溫度時將其灌裝到容器中的飲料，其被稱為熱灌裝飲料。另一類包括非熱灌裝的而是包括防腐劑成分或化合物的飲料。飲料的熱處理被認(rèn)為是有利的，因為它使配方在微生物方面穩(wěn)定，同時保存了大部分所需的口感品質(zhì)。相反，防腐劑配方經(jīng)常具有不好的口感特征。本發(fā)明具體涉及熱處理的飲料，即，那些通過熱處理進行巴氏滅菌處理并且被熱灌裝到存儲容器中的飲料。
熱灌裝被設(shè)計用來對必須在液體熱的時候?qū)⑵浞胖玫饺萜髦械囊后w進行包裝，以根據(jù)公知的原理提供足夠的延長保存期。通常，這包括利用加熱對該產(chǎn)品進行巴氏滅菌或者工業(yè)滅菌處理。通常，正好將飲料放置到容器中，加熱有效地對飲料進行滅菌或巴氏滅菌處理，這些熱灌裝飲料在該容器中被運輸。該容器被填充熱的、經(jīng)過滅菌的飲料。這還具有對容器進行滅菌的效果。在通常將飲料熱灌裝到容器中之后，該容器在運輸前被封蓋。
所有的這些方法和系統(tǒng)具有這樣或那樣的缺陷。特別地，在許多現(xiàn)有技術(shù)的方法中，包括味道和調(diào)味劑組分的完全熱灌裝飲料經(jīng)過熱處理以及熱灌裝設(shè)備。由于調(diào)味劑和“混濁”乳狀液(“cloud”emulsion)對高溫和剪切力敏感，因此在熱處理中對產(chǎn)品的加熱和抽吸動作能對最終飲料的調(diào)味劑品質(zhì)和“混濁”乳液的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響。而且，只要預(yù)期在最終的熱灌裝飲料產(chǎn)品中存在調(diào)味劑的改變，即需要停止所有的設(shè)備，并進行清洗。此外，一次僅能夠生產(chǎn)一種味道。例如，如果正在生產(chǎn)檸檬味飲品，并且隨后安排生產(chǎn)橙味飲品，那么，在生產(chǎn)橙味飲品之前，必須停下生產(chǎn)線，從產(chǎn)品混合設(shè)備、熱處理設(shè)備和熱灌裝設(shè)備中清理所有的檸檬調(diào)味劑。否則，橙味飲品味道會不對，并且/或者在這種飲料的經(jīng)營上不會形成一致味道的產(chǎn)品。這導(dǎo)致了生產(chǎn)線的停工時間相當(dāng)長。例如，通常的生產(chǎn)線每天有3或4種或更多調(diào)味劑的變化，每種調(diào)味劑變化具有通常20-30分鐘的停工時間。因此，通常生產(chǎn)日(24hr)中的1到2個小時或者更多時間浪費在停工時間，同時對設(shè)備進行清理并進行調(diào)味劑變化。
在典型的現(xiàn)有調(diào)味飲料生產(chǎn)中對其中具有調(diào)味劑成分的熱灌裝飲料進行熱處理，并且在提高的巴氏滅菌處理溫度下的加熱過程中，飲料中的某些調(diào)味劑消失、破壞、或者改變。此外，大多數(shù)調(diào)味劑處于提高的溫度下在10到15分鐘內(nèi)降解。因此，通常好的生產(chǎn)操作將調(diào)味飲料的再循環(huán)限制為10到15分鐘。這能夠?qū)е滦枰^早地準(zhǔn)備新的一批，并且僅由于關(guān)心調(diào)味劑降解/非冷藏下陳列，導(dǎo)致浪費以及在所需時間內(nèi)處置未蓋住的熱灌裝飲料的需要。
本發(fā)明涉及一種克服上述缺陷的方法和系統(tǒng)，并且包括一種配置，其生產(chǎn)具有不同調(diào)味劑和可能的其它添加劑材料的多種產(chǎn)品。這些產(chǎn)品顯示出允許它們在室溫和/或非冷藏條件下被儲存和陳列的貯藏穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)調(diào)味熱灌裝飲料的方法或過程以及系統(tǒng)，其中在單獨步驟中將調(diào)味劑添加到飲料的基礎(chǔ)成分的組合物中。在一個優(yōu)選的實施例中，基礎(chǔ)成分被組合在一起，并經(jīng)過熱處理，然后，熱灌裝飲料的基礎(chǔ)液體在壓力下注入或者通過利用文丘里效應(yīng)(Venturi effect)被注入調(diào)味材料和諸如酸化劑的其它添加劑。在另一個實施例中，基礎(chǔ)成分被組合在一起，并經(jīng)過熱處理。調(diào)味劑在溫度下降之后被注入到熱灌裝飲料液體中，然后經(jīng)過熱處理的成分被熱灌裝到容器中。封蓋和密封容器通常緊接著這些步驟。本發(fā)明還涉及該過程的產(chǎn)品。
在另一個可選實施例中，該發(fā)明系統(tǒng)和方法提供了兩個單獨的循環(huán)或回路，一個回路能夠隔離系統(tǒng)的一部分，即，滅菌步驟和加熱配置，從而系統(tǒng)的其余部分可以被保留，或者調(diào)味劑和成分材料的加料器可以被切換以提供所需的熱灌裝飲料。理想地，該系統(tǒng)被隔離在經(jīng)過巴氏滅菌處理的飲料的循環(huán)回路中，該循環(huán)回路通向儲存罐，在儲存罐中熱灌裝基礎(chǔ)飲料液體被保持在恒定的預(yù)定巴氏滅菌處理溫度。
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)降低了工業(yè)規(guī)模瓶裝操作中改變調(diào)味劑的停工時間，因為僅需要清理調(diào)味劑投配裝置，而不是整個系統(tǒng)。
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)還降低了調(diào)味劑添加、灌裝以及封蓋中的調(diào)味劑損失。此外，投配操作可以剛好在容器在傳送線中熱灌裝之前進行，然后立即進行封蓋。因此，通過這種方法生產(chǎn)的飲料提供了熱灌裝飲料的更好以及更一致的味道。
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)還允許在同一生產(chǎn)線上生產(chǎn)一種以上味道。例如，兩個或更多調(diào)味劑投配組件可以用在同一生產(chǎn)線上，每個投配組件裝有不同于另一個加料器或其它加料器的調(diào)味劑系統(tǒng)，并且在清理前一種調(diào)味劑的下游系統(tǒng)之后，通過簡單的開和關(guān)閥門實現(xiàn)從一種調(diào)味劑到另一個調(diào)味劑的轉(zhuǎn)變。
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)還可以用來添加其它成分，這些成分可能對熱敏感，但是不需要熱處理。
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)避免了在熱處理過程中的調(diào)味劑損失，因為調(diào)味劑是在基礎(chǔ)液體熱處理之后添加的。因此，由這種方法生產(chǎn)的調(diào)味飲料，在濃度和穩(wěn)定性方面，具有更好的味道，并且其它注入到飲料系統(tǒng)中的溫度敏感添加劑能更好地保持它們的完整性。
通過本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，對于沒有根據(jù)本發(fā)明的調(diào)味飲料的灌裝過程再循環(huán)時間的限制對于根據(jù)本發(fā)明的飲料基底來說是無約束的，因為不再存在對于調(diào)味劑降解的擔(dān)憂。
通過本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，根據(jù)規(guī)模的經(jīng)濟性能夠更大批量地制出熱灌裝基礎(chǔ)飲料液體，調(diào)味劑材料能夠成本更經(jīng)濟地大批購買和使用。
通過本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，很少的處理設(shè)備在產(chǎn)品調(diào)味劑改變過程中需要用熱水沖洗來除掉殘留的調(diào)味劑。明顯的優(yōu)勢在水和能量節(jié)約方面將產(chǎn)生資源的可持續(xù)性。在調(diào)味劑改變工序的過程中，它需要更少的淡水和用于熱沖洗生產(chǎn)線的能量。
通過本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，在需要沖洗的調(diào)味劑改變過程中，更少的產(chǎn)品會留在系統(tǒng)中，從而產(chǎn)品的浪費被最小化。通常，沖洗是有必要的，以避免在最后熱灌裝飲料產(chǎn)品中不同調(diào)味劑的混合。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的框圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的框圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的框圖。
具體實施例方式
在圖1中示出本發(fā)明的第一實施例。如圖1所示，用來配制調(diào)味熱灌裝飲料的系統(tǒng)的基本組件在示意圖或框圖中示出。組件本身在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，將不進行詳細(xì)討論，除非它們涉及到本發(fā)明。
根據(jù)第一實施例的系統(tǒng)10包括第一混合罐12，由于在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中采用的成批生產(chǎn)，該第一混合罐12在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中的大小被限制到大約10,000加侖(37.85m3)。也就是說，在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，在罐中準(zhǔn)備一批原料，其包括所有的成分材料，諸如色料和調(diào)味劑，罐為該成分材料提供了貯存供給，調(diào)味飲料的液體流被從中取出，用于諸如巴氏滅菌或工業(yè)滅菌處理的熱處理以及熱灌裝瓶的進一步處理。如上所述，該處理包括用于對完全調(diào)味飲料配方滅菌的加熱，該配方包括溫度敏感成分，諸如色料和混合在其中以提供所需味道的熱灌裝飲料的調(diào)味劑。
通過對比，圖1中示出的系統(tǒng)避免了加熱溫度敏感成分超過預(yù)定溫度水平，如將在下面討論的，并且因為系統(tǒng)10中的混合罐12將被用來提供用于所有不同口味的相同基礎(chǔ)液體的儲存，所以，在不影響消費者對熱灌裝飲料的口味或口感特性的情況下，該罐12可具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的體積，例如，大約50,000-60,000加侖(189.3m3-227.2m3)。由于可用于大批生產(chǎn)的規(guī)模經(jīng)濟，這個特性能夠降低生產(chǎn)成本。
如圖1所示，混合罐12為通過加入一系列成分的基礎(chǔ)熱灌裝飲料液體的最初混合提供場所。加入的成分可包括干的成分和濕的成分，干的成分可以是顆粒、粉末或者其它添加劑包裝的形式，濕的成分諸如水或者果汁，用于熱灌裝基礎(chǔ)飲料。為了確保這些成分被有效組合，例如，通常會通過槳葉拌和機組件或者其它混合方法進行混合或攪拌，該槳葉拌和機包括螺旋流動路徑或者循環(huán)回路、諸如靜態(tài)或動態(tài)葉片的湍流產(chǎn)生組件和其它合適的沖擊表面。按照需要，能夠從罐12中放出基礎(chǔ)飲料，如下所述，通過重力或正抽吸動作放出基礎(chǔ)飲料混合液，以及將液體引導(dǎo)到加熱器中進行熱處理。
可選擇地，如果采用連續(xù)處理，可以通過將除了調(diào)味以及其它溫度敏感材料之外的基礎(chǔ)成分直接加入到管道16中的液體流中形成主要基礎(chǔ)液體混合物，從而通過將來自多個供應(yīng)源的成分引入和流入到與管道16在一條線路上的混合站(未示出)中形成基礎(chǔ)液體14。為了確?；A(chǔ)熱灌裝飲料液體具有適當(dāng)?shù)暮退璧谋壤梢栽谂c不同成分的給料管道在一條線路上使用一個或多個正排量泵，不同成分為基礎(chǔ)液體成分和下述的調(diào)味劑材料。
無論哪種情況，基礎(chǔ)液體是在成批處理或在連續(xù)處理中制成的，基礎(chǔ)熱灌裝飲料液體14通過管道16和與管道16在一條線路上的可選截止閥18，并被引導(dǎo)至加熱器20。加熱器20利用例如電阻加熱或者熱交換配置進行熱處理，以便將基礎(chǔ)液體14加熱到預(yù)定的巴氏滅菌/工業(yè)滅菌溫度。理想地，加熱器20將基礎(chǔ)液體的溫度從大約90(32.2℃)增加到足以對基礎(chǔ)液體14進行滅菌的大約202(94.5℃)的優(yōu)選溫度，并且使得作為目標(biāo)的耐熱微生物失去活性。在這時，基礎(chǔ)液體14僅包括這些成分，例如水、糖、酸和甜味佐料等，這些成分在應(yīng)用加熱進行巴氏滅菌法時不會變質(zhì)。
加熱器20與保持管22流體連通，該保持管使流體的溫度保持在預(yù)定的巴氏滅菌處理溫度足夠長的時間，從而基礎(chǔ)液體被消除通常發(fā)現(xiàn)的微生物。優(yōu)選地，該溫度大約是202(94.5℃)，但是該溫度可根據(jù)基礎(chǔ)液體和/或具有溫度敏感性質(zhì)的添加成分的特性進行一些變化。調(diào)味劑組分和/或色料(或者不必進行熱處理的次要成分)被加入到在基礎(chǔ)液體下游的混合站40，用來形成主要量的調(diào)味混合物，這可以類似于上述形成混合的基礎(chǔ)液體地在合適的容器中或者在沿著連續(xù)飲料配方生產(chǎn)線的預(yù)定位置進行。理想地，保持管22的結(jié)構(gòu)將流動的基礎(chǔ)熱灌裝飲料保持在所需溫度3秒到大約1分鐘的時間，以便通過熱處理過程進行所需的滅菌或巴氏滅菌處理。
盡管基礎(chǔ)液體罐12被作為成批處理進行說明和描述，但是如前所述，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，基礎(chǔ)液體源被調(diào)整以在連續(xù)處理中供應(yīng)基礎(chǔ)液體。然而，上述的連續(xù)處理系統(tǒng)在生產(chǎn)調(diào)味飲料時利用大量成分。如果具有利用大量成分的成本節(jié)約的解決職責(zé)不足以抵消不合理混合基礎(chǔ)液體的風(fēng)險，那么優(yōu)選的是采用成批處理，用來增加獲得構(gòu)成調(diào)味飲料的成分比例的準(zhǔn)確配方的確定性。優(yōu)選的是利用圖1中示出的成批處理來避免基礎(chǔ)熱罐裝飲料液體的口味不一致，并且保持設(shè)計的簡單性。
混合站40通過虛線示意地示出，并且可能僅僅包括管道下游部分的管道連接，這里指定為管道36，該管道36通過一個或多個管道42、48與分別容納在例如罐41、50中的流動源和/或其它溫度敏感成分流體連接。如前所述，一個或多個諸如正排量泵44，46的計量裝置可包括在管道42，48的線路中?？蛇x擇地，每個管道還可包括加熱部件(未示出)，該加熱部件用于在這些調(diào)味劑成分被注入到管道36中的基礎(chǔ)熱灌裝液體的液體流之前對其進行巴氏滅菌法處理，如在下面會更詳細(xì)描述的。
一旦通過將預(yù)定巴氏滅菌處理溫度保持最小的時間段對基礎(chǔ)熱灌裝飲料液體滅菌之后，將經(jīng)過巴氏滅菌處理的基礎(chǔ)液體14引導(dǎo)到由虛線40示出的調(diào)味或混合站。可選擇地，如圖1所示，將調(diào)溫冷卻器28(trim cooler)包括在管道路徑的線路上，基礎(chǔ)液體在到達(dá)混合站40之前從其通過。調(diào)溫冷卻器將經(jīng)過巴氏滅菌處理的基礎(chǔ)液體14的溫度從巴氏滅菌處理溫度例如202(94.4℃)降低到大約182(83.3℃)的溫度，該溫度是更適合添加調(diào)味、著色或者其它添加劑材料的溫度，而不會過度地影響這些添加劑的口感特性。
在基礎(chǔ)液體制備和巴氏滅菌處理之后，管道36中的液體到達(dá)調(diào)味劑混合站40，其中諸如加料器42或者相似類型的設(shè)備的調(diào)味劑組分添加裝置或單元將選擇的調(diào)味劑組分39添加到在管道36中的經(jīng)過熱處理的熱灌裝飲料基礎(chǔ)液體14中。為了商業(yè)目的，可以采用六或七頭旋轉(zhuǎn)加料器。多頭加料器對于調(diào)味劑加料器來說在為了在所需的變化調(diào)味劑的操作中保持靈活性方面是有優(yōu)勢的。
此外，如果希望一次生產(chǎn)一種以上的特定調(diào)味飲料，可以采用一個以上的投配裝置，每種投配裝置分配不同的調(diào)味劑。另外，在生產(chǎn)例如等滲的調(diào)味飲料中采用的其它成分，例如酸化劑或者其它熱敏感成分，可以通過利用附加加料器將它們從供給源中注入來使用，例如，如圖1所示的供給罐50中容納的酸化劑49。該注入優(yōu)選地在壓力下進行，以確保調(diào)味劑和添加劑與熱灌裝基礎(chǔ)液體的混合更充分。然而，注入調(diào)味劑或添加劑的其它方法也是可能的，例如，通過利用文丘里效應(yīng)(Venturi effect)。優(yōu)選地，調(diào)味劑通過伸出到管道36中傳遞基礎(chǔ)飲料液體中心的細(xì)管或細(xì)空心軸被泵送，為了便于進入和維護，優(yōu)選的配置是使細(xì)空心軸以直角進入。如果注入到未調(diào)味基礎(chǔ)飲料液體中的調(diào)味劑或者其它添加劑的給料速度處于足夠高的水平，在注入點上以及注入點之后可產(chǎn)生足夠的湍流或渦流，從而不需要附加的混合，但是優(yōu)選的方法利用了分散機構(gòu)?？蛇x擇地，可增加在線混合裝置例如靜態(tài)混合器，用來進一步提高成分混合。
調(diào)味劑組分可包括調(diào)味化合物或合成物，并且還可包括色料或者不能包括在熱灌裝基礎(chǔ)液體14中的其它所需的添加劑材料，但是還包括形成的熱灌裝飲料的口味或口感分布(sensory profile)的特性。在另一個實施例中，可以在該步驟中加入不需要熱處理的諸如維生素或微量營養(yǎng)素等其它材料。因此，調(diào)味劑組分可以包含調(diào)味劑以及其它成分，它們不需要經(jīng)過為了保持貯存穩(wěn)定性而對熱灌裝飲料基礎(chǔ)液體混合物進行的完全熱處理。在該步驟中加入的調(diào)味劑材料以及其它組分被徹底地分散，并且通過對填料供給罐中的基礎(chǔ)混合物進行加熱而穩(wěn)定。優(yōu)選地，調(diào)味劑組分被注入到在管道36中的材料基底混合物中。
在本發(fā)明的一個方面中，罐41、51等中的調(diào)味劑組分39、49，如果被加熱到巴氏滅菌處理溫度，可能容易變質(zhì)，因此調(diào)味劑在注入到管道36之前保存在無菌容器中。一種可選擇的構(gòu)造可包括在一個或多個管道42、48等中的巴氏滅菌加熱器(未示出)。這些構(gòu)造的類型可特別地適合那些不受到對組分進行巴氏滅菌處理的熱量影響的那些調(diào)味劑組分。因此，通過具有加熱器的管道注入的調(diào)味劑材料允許完全經(jīng)過巴氏滅菌處理的調(diào)味劑注入到流過管道36的未調(diào)味基礎(chǔ)飲料液體的液體流中，這種加熱器可以提供可選擇的調(diào)味劑組分的加熱。
盡管本發(fā)明被描述為將液體調(diào)味劑或者微量營養(yǎng)素添加劑注入到基礎(chǔ)飲料液體流中的優(yōu)選形式，但是其它變化是可能的。例如，本發(fā)明考慮到了注入固體形式的調(diào)味劑。這可以通過使用氣鎖機構(gòu)并利用片劑的調(diào)味劑/微量營養(yǎng)素實現(xiàn)，或者當(dāng)熱灌裝基礎(chǔ)飲料液體流過管道36時，將經(jīng)過計量的為粉末劑的調(diào)味品直接注入到熱灌裝基礎(chǔ)飲料液體的液體流中實現(xiàn)。
然后，罐中的飲料將要進行進一步的處理，例如在灌裝站60處瓶裝。瓶裝站或者灌裝站60通常沿著連續(xù)飲料配方生產(chǎn)線或者涉及到向該灌裝站輸送。熱灌裝站60是傳統(tǒng)的灌裝站，諸如上述的一種類型。
在圖2中示出的本發(fā)明的另一個實施例中，如在第一實施例中所述那樣制出熱灌裝飲料基礎(chǔ)液體12。然而，圖2中示出的調(diào)味飲料生產(chǎn)系統(tǒng)110的實施例中的不同之處在于引入再循環(huán)或往返回路30，該回路將來自于前面的經(jīng)過巴氏滅菌處理的基礎(chǔ)液體14進一步向下游朝向混合站40的流動轉(zhuǎn)向。基礎(chǔ)液體14的轉(zhuǎn)向通過關(guān)閉閥38來實現(xiàn)，該閥38與管道36在一條線路上，并且如圖所示位于管道36與轉(zhuǎn)向擴展管道32的連接點和混合站40之間。在關(guān)閉閥38的同時，在轉(zhuǎn)向擴展管道32上的閥34被打開，如圖所示，基礎(chǔ)液體通過管道32行進到與第一基礎(chǔ)液體管道16的連接點。優(yōu)選地，該連接點位于閥18和加熱器20之間。
該配置允許可選擇的關(guān)閉閥18的操作，因此停止從罐12引入任何額外的熱灌裝飲料基礎(chǔ)液體14。因此，在轉(zhuǎn)向管道32中的再循環(huán)液體的量保持在穩(wěn)定待用狀態(tài)，同時停止將經(jīng)過巴氏滅菌處理的基礎(chǔ)液體14泵送到混合站。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)向擴展管道32包括在線轉(zhuǎn)向冷卻器37，用來將再循環(huán)基礎(chǔ)液體從通過冷卻器28獲得的降低溫度，即，從182(83.3℃)冷卻到接近于室溫的溫度，也就是說，大約95(35.0℃)。通過轉(zhuǎn)換冷卻器37的這種冷卻可有效地避免進入到熱交換器中的飲料基礎(chǔ)液體中過大的溫度波動，否則該溫度波動會影響系統(tǒng)溫度控制穩(wěn)定性，并且可能會影響最終飲料產(chǎn)品的口感。
由管道32形成的轉(zhuǎn)向回路將再循環(huán)液體保持在待用狀態(tài)用于后續(xù)處理。為了恢復(fù)到熱灌裝飲料的正常處理，閥34被關(guān)閉，同時打開閥18和38。該處理會再將被引導(dǎo)的熱灌裝基礎(chǔ)飲料液體轉(zhuǎn)向到混合站40。
基礎(chǔ)液體14在轉(zhuǎn)向回路32中再循環(huán)的期間可被系統(tǒng)操作員有效地利用，用來進行系統(tǒng)110的大量所需操作中的任何一個。例如，轉(zhuǎn)向連接點(管道16和32的連接點)的系統(tǒng)下游的維護任務(wù)可在短期內(nèi)進行，同時在完成維護任務(wù)后幾乎立即使系統(tǒng)保持做好對飲料生產(chǎn)的準(zhǔn)備。否則這些任務(wù)將必須通過系統(tǒng)的完全停工來執(zhí)行，如它們在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中的那樣，然后需要重新校準(zhǔn)系統(tǒng)組件，以實現(xiàn)停工后的正常操作。
熱灌裝飲料基礎(chǔ)液體14在轉(zhuǎn)向回路32中循環(huán)的期間能夠容易執(zhí)行的另一個任務(wù)是，在混合站40處改變注入到管道36中的熱灌裝飲料基礎(chǔ)液體流中的調(diào)味劑組分。盡管在圖1-4中僅示出了兩個罐41、50，優(yōu)選的配置可以采取許多形式中的任意一種，例如，與希望通過該系統(tǒng)生產(chǎn)的不同調(diào)味飲料的預(yù)期口味一樣多的罐41、50等。那些所描述的其它可選擇的配置或修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。例如，通過配置加料器的所需一個或多個頭來向流經(jīng)管道36的熱灌裝飲料基礎(chǔ)液體流中注入一個或多個成分的方式使用一個或多個上述六或七頭的旋轉(zhuǎn)加料器，以提供所需的調(diào)味劑或者其它熱敏感成分。
在通過注入調(diào)味品39或者諸如酸化劑49等的其它成分對熱灌裝飲料基礎(chǔ)液體14進行調(diào)味之后，經(jīng)過巴氏滅菌處理的調(diào)味液體進入瓶裝站60或者液體儲存設(shè)備(未示出)。例如，代替液體瓶裝，經(jīng)過巴氏滅菌處理的調(diào)味液體可以存儲在諸如罐、罐式卡車或者罐式鐵路車輛等的無菌存儲設(shè)備中，用于最后的運輸，和/或以后在同一或者另一個裝瓶設(shè)備進行裝瓶。
現(xiàn)在參考圖3，示出了發(fā)明系統(tǒng)210的另一個實施例。因為許多部件，例如罐12和管道16、36的結(jié)構(gòu)和功能在各個實施例中基本相同，所以相同的附圖標(biāo)記被指定給相同的部件。僅分別討論不同實施例之間的不同部件。參考圖3中示出的系統(tǒng)210的實施例，附加的部件被示出為平衡罐212，該平衡罐212被布置在基礎(chǔ)液體罐12和加熱器20之間與第一管道16在一個線路上，并與管道216相連。相似地，通過轉(zhuǎn)向冷卻器37的返回轉(zhuǎn)向回路管道32優(yōu)選地流入平衡罐212中，該平衡罐212作為比主基礎(chǔ)液體罐12小的容器來保存冷卻的基礎(chǔ)液體214。平衡罐的大小可為約600-800加侖(2271-3028升)，但是可以按照需要修改成更小或更大的容積，這取決于滿足對保持在平衡罐中熱灌裝飲料基礎(chǔ)液體214的穩(wěn)定供應(yīng)的足夠容積儲存的需要，并且希望容易并連續(xù)地補充從主基礎(chǔ)液體罐12抽取的新鮮熱灌裝飲料基礎(chǔ)液體214。
被稱為灌裝供給罐250的相似罐被配置在混合站40和瓶裝站60之間的線路上，該罐250將經(jīng)過巴氏滅菌處理的熱灌裝飲料連續(xù)且迅速地供應(yīng)到飲料存儲或瓶裝設(shè)備。如圖3所示，采用獨立的灌裝供給罐250允許利用本發(fā)明另一個優(yōu)選的特性。該特性在圖4中示出，并且還示出了本發(fā)明另一個實施例。第二往返回路配置310將灌裝站60和灌裝緩沖罐314相連，用來將未使用的調(diào)味飲料從灌裝站返回到灌裝供給罐250。例如，該未使用的調(diào)味飲料可能由在瓶裝過程中的溢出引起，這樣做是為了確保完成瓶的充分灌裝。而且，在瓶裝過程中，飲料必須保持在足夠高的壓力和溫度，以有效地對瓶灌裝，并且具有適合于批量生產(chǎn)的速度。
為了保持在往返回路管道312中的增壓，從灌裝站60出來連接有緩沖罐314是有必要的，以接收由示出的管道61注入到瓶中的溢出以及/或未使用的經(jīng)過巴氏滅菌處理的液體。該緩沖罐314不必具有與供給罐250相同的容積，該緩沖罐314的容積為例如，大約250加侖(0.95m3)。往返回路包括管道318，該管道318與緩沖罐314相連并返回到灌裝供給罐250。優(yōu)選地，管道318包括與管道318在一條線路上的注滿(top-up)加熱器320，該加熱器使其經(jīng)過巴氏滅菌處理的調(diào)味飲料保持合適的預(yù)定溫度。例如，加熱器320可以略微地增加溫度，以達(dá)到從混合站40接收在灌裝供給罐250中的調(diào)味飲料的溫度。如前所述，該溫度理想地是182(83.3℃)，該溫度在不影響提供口味、顏色以及其它特性的成分的情況下，足以保持調(diào)味飲料無菌。
根據(jù)該方法和系統(tǒng)制備的飲料通常是非碳酸類型。它們是提供了各種味道或口感特性的配方。它們通常包括著色組分，該著色組分通常隨著不同調(diào)味方法變化?？蛇x擇地，在味道或口感特性方面不同的飲料能具有一致的顏色。根據(jù)本發(fā)明，從一種調(diào)味飲料產(chǎn)品變化到另一種調(diào)味產(chǎn)品的這些類型的組分被包括在不進行熱灌裝的投配組分中。這些類型的其它典型組分和飲料產(chǎn)品包括果汁和茶?？砂喾N不同水平的果汁和/或茶，這取決于飲料產(chǎn)品。純粹的產(chǎn)品不會具有或具有非常低水平的果汁、果汁濃縮物或茶。這些水平對于果汁可以低到大約0.1的重量百分比以及對于茶固體物低到大約0.02的重量百分比。對于茶固體物的通常上限是大約整體飲料的0.25重量百分比。而所有的果汁實際上可在任意水平，所討論類型的絕大部分產(chǎn)品為所謂的稀釋果汁類型，例如，一種具有重量為僅僅全部飲料成分的40％的果汁。所謂的果汁產(chǎn)品具有含果汁飲料的特性，其由一批調(diào)味劑配制。
諸如糖、蔗糖以及高果糖淀粉糖漿(high fructose corn syrup)等甜味佐料可被以高達(dá)全部飲料重量的12重量百分比添加。可包括單獨的所謂無熱量(non-caloric)或者人工甜味佐料或者與糖結(jié)合的所謂無熱量或者人工甜味佐料。例如，阿斯巴特或三氯蔗糖(sucralose)可以以高達(dá)大約調(diào)味飲料組成的350ppm(0.035重量百分比)的水平存在。其它調(diào)味飲料可能包括達(dá)到200ppm(0.02重量百分比)的AK糖(acesulfame-K)和/或達(dá)到大約200ppm(0.02重量百分比)的三氯蔗糖(sucralose)。這些可以按照對甜味和熱量含量的預(yù)期或需要進行添加。
許多調(diào)味飲料產(chǎn)品具有相對低的pH值和/或可添加酸化劑，在這方面，通常用的酸化劑是檸檬酸。典型的酸化劑可處于飲料重量的0.01和0.05重量百分比之間。這種類型的飲料可具有在2.0和5.5范圍內(nèi)的pH值，這取決于要生產(chǎn)的產(chǎn)品類型。中等酸度的飲料產(chǎn)品可具有在大約2.2到大約6.4范圍中的pH值。更酸類型的飲料會具有在大約2.3和大約4.2之間范圍的pH值，更優(yōu)選地位于大約2.8和大約4.2之間。
所謂的等滲飲料包括在這些飲料中。這種類型的飲料包括電解質(zhì)和/或鹽混合添加劑(salt blend additions)?；陲嬃系娜恐亓浚@種添加劑通常處于大約0.05和大約0.2重量百分比之間的水平。這些能夠提供一種諸如鉀、鎂和鈣等的重要礦物質(zhì)源。所有的這些添加劑可在熱處理步驟之前或之后添加，這取決于它們對溫度的敏感性。
可根據(jù)需要包括單獨的維生素或維生素包。在這個方面，典型的維生素包括L-抗壞血酸維生素(維生素C)，α-生育酰(維生素E)，維生素A，包括核黃素(riboflavin)(維生素B2)、維生素B6、維生素B12的多種所謂的B族維生素，泛酸以及其它必要和非必要的維生素，諸如煙酸。也可包括類胡蘿卜素，諸如β胡蘿卜素或前維生素A。
根據(jù)本發(fā)明的調(diào)味飲料的特定調(diào)味劑或口感特性，可包括混濁劑等類似物，以對飲料給出不同外觀和/或結(jié)構(gòu)。還可包括達(dá)到特定飲料需要范圍的抗菌劑。
特定調(diào)味組分可以包括乳膠和組織形成劑/穩(wěn)定劑/增稠劑因素。例子包括瓊脂-瓊脂(agar-agar)、阿拉伯樹膠(gum acacia)、阿拉伯樹膠(gum arabic)、卡拉膠(carrageenan gum)、纖維素膠、酯膠(estergum)(esther膠(esther gum))、吉蘭糖膠(gellan gum)、瓜爾膠、豆角膠(locust bean gum)，酉黃蓍膠(gumtragacanth)，呫噸酮膠(xanthone gum)，脂松香和果膠和淀粉的甘油酯(glycerolester of gum rosin and pectin and starch)。調(diào)味體系(flavor regime)可以是水包油型乳劑，或者含有乳劑系統(tǒng)作為組分。
根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)制出的許多飲料產(chǎn)品包含大量的水。水含量可能是高達(dá)重量的大約百分之九十五。非果汁飲料或者稀釋的果汁飲料將具有至少大約60重量百分比的水。這些百分比基于調(diào)味飲料產(chǎn)品的總重量。本發(fā)明特別適合于等滲類型的飲料，其通常具有80重量百分比或更高的水含量。在這個方面的一種產(chǎn)品的實例具有在大約90和92重量百分比的水。將經(jīng)?？刂扑乃^硬度。這些類型產(chǎn)品的通常硬度水平在低到中等范圍，具有作為碳酸鈣的大約120ppm的所謂硬度。
應(yīng)該理解的是已經(jīng)描述的本發(fā)明的實施例和例子是本發(fā)明原理的一些應(yīng)用的說明。在不背離本發(fā)明真正精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以作出大量的變化、改變或修正。因此，上述描述不被認(rèn)為具有限制性，而是為本發(fā)明概念的說明，本發(fā)明僅被下述權(quán)利要求和它們的等同物限制。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)調(diào)味熱灌裝飲料的方法，其包括提供流經(jīng)管道的經(jīng)過巴氏滅菌或工業(yè)滅菌處理的連續(xù)基礎(chǔ)熱灌裝飲料流，將調(diào)味材料直接加入到在所述管道中的所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料中，以及將所述調(diào)味熱灌裝飲料引導(dǎo)到經(jīng)過巴氏滅菌處理的熱灌裝飲料存儲設(shè)備，用來存儲供消費者后續(xù)使用的所述熱灌裝飲料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱灌裝飲料存儲設(shè)備還包括瓶裝站，用來向多個瓶中灌裝所述經(jīng)過巴氏滅菌處理的調(diào)味熱灌裝飲料，并且多個瓶在所述瓶裝站被填充所述調(diào)味熱灌裝飲料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，提供連續(xù)的所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料流還包括將所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料加熱到預(yù)定的巴氏滅菌處理溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將調(diào)味材料直接加入到所述管道中的所述經(jīng)過巴氏滅菌處理的基礎(chǔ)熱灌裝飲料中還包括將所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料通過所述管道輸送到混合站；以及還在大于所述基礎(chǔ)熱灌灌裝飲料壓力的壓力下，將所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料與從與所述混合站流體連通的第一調(diào)味供給源中獲得的第一調(diào)味劑混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括斷開所述第一調(diào)味供給源與所述混合站的流體連通，清洗所述第二輸送管道中的包含所述第一調(diào)味劑的任何殘留混合物；使所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料的輸送再轉(zhuǎn)向，以流過包括所述混合站的所述第一輸送管道，以及將所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料與從與所述混合站流體連通的第二調(diào)味供給源中獲得的第二調(diào)味劑混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，混合還包括在壓力下將調(diào)味材料注入到所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料的流體流中。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，混合還包括將調(diào)味材料注入到所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料的流體流中，以通過流量計量控制準(zhǔn)確地控制所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料的注入速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，將調(diào)味材料注入所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料的流體流是在實時基礎(chǔ)上可調(diào)整的，以準(zhǔn)確且連續(xù)地控制所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料的注入速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，混合還包括在壓力下通過正排量泵將調(diào)味材料注入到所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料的流體流中。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，混合還包括在壓力下將酸化劑材料注入到所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料的流體流中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，混合還包括在壓力下通過正排量泵將所述酸化劑注入到所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料的流體流中。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，混合還包括利用文丘里效應(yīng)將所述酸化劑注入到所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料的流體流中。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括將所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料的輸送轉(zhuǎn)向到轉(zhuǎn)向回路，所述回路的轉(zhuǎn)向包括對在所述管道中的基礎(chǔ)熱灌裝飲料進行巴氏滅菌處理，但不包括將所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料與在所述混合站中獲得的所述調(diào)味劑混合。
14.一種通過權(quán)利要求1的方法生產(chǎn)的調(diào)味飲料產(chǎn)品。
15.一種生產(chǎn)調(diào)味熱灌裝飲料的方法，其包括生產(chǎn)基礎(chǔ)液體，在基礎(chǔ)熱灌裝飲料加熱站將所述基礎(chǔ)液體加熱到預(yù)定的巴氏滅菌或工業(yè)滅菌處理溫度，通過第一輸送管道將所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料輸送到混合站中；將所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料與從與所述混合站流體連通的第一調(diào)味供給源中獲得的第一調(diào)味材料混合，通過第二輸送管道將所述混合物輸送到瓶裝站，以及將所述混合物灌裝到瓶中，以生產(chǎn)出裝有第一調(diào)味飲料的第一批瓶；將所述基礎(chǔ)液體的輸送轉(zhuǎn)向到一回路，該回路包括所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料加熱站，但不包括所述混合站，斷開所述第一調(diào)味供給源與所述混合站的流體連通，清洗所述第二輸送管道中的包含所述第一調(diào)味劑的任何殘留混合物，使所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料的輸送再轉(zhuǎn)向，以流過包括所述混合站的所述第一輸送管道，將所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料與從與所述混合站流體連通的第二調(diào)味供給源中獲得的第二調(diào)味材料混合，通過第二輸送管道將所述混合物輸送到瓶裝站，以及將所述混合物灌裝到瓶中，以生產(chǎn)出裝有第二調(diào)過味飲料的第二批瓶。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，將調(diào)味材料直接加入到在所述管道中的所述經(jīng)過巴氏滅菌處理的基礎(chǔ)熱灌裝飲料還包括在壓力下通過所述管道將所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料輸送到混合站中；以及還在大于所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料的壓力下，將所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料與從與所述混合站流體連通的第一調(diào)味供給源中獲得的第一調(diào)味劑混合。
17.一種通過權(quán)利要求15所述的方法生產(chǎn)的調(diào)味飲料產(chǎn)品。
18.一種生產(chǎn)調(diào)味飲料的系統(tǒng)，其包括基礎(chǔ)熱灌裝飲料供給罐，第一輸送管道，用來從所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料罐中輸送所述熱灌裝飲料，加熱器，其通過所述第一輸送管道與所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料供給罐流體連通，用來接收所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料，并用來加熱所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料到預(yù)定的巴氏滅菌處理溫度，調(diào)味劑混合站，第二輸送管道，用來將所述加熱的基礎(chǔ)熱灌裝飲料從所述加熱器輸送到所述調(diào)味劑混合站，輸送管道回路擴展部分，提供從所述第二輸送管道的一部分返回到所述第一輸送管道的流體連通，第一和第二調(diào)味供給源，能夠選擇性地與所述混合站流體連通，第三輸送管道，用來從所述混合站輸送流體，以及熱灌裝飲料存儲設(shè)備，用來存儲供消費者使用的所述熱灌裝飲料。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的生產(chǎn)調(diào)味飲料的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱灌裝飲料存儲設(shè)備還包括瓶裝站，其能夠從所述調(diào)味劑混合站接收流體，并且用來向所需多個瓶中灌裝調(diào)味飲料，該調(diào)味飲料包括從其中一個所述調(diào)味劑供給源中注入的所需調(diào)味劑，轉(zhuǎn)向機構(gòu)，用來選擇性地將所述第二輸送管道與所述加熱器的流體連通轉(zhuǎn)到與所述混合站或者所述第一輸送管道的流體連通。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的生產(chǎn)調(diào)味飲料的系統(tǒng)，還包括平衡罐，其被布置在所述基礎(chǔ)熱灌裝供給罐和所述加熱器之間與所述第一輸送管道在一條線路上，以及所述輸送管道回路擴展部分提供從所述第二輸送管道的一部分到所述平衡罐的流體連通。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的生產(chǎn)調(diào)味飲料的系統(tǒng)，還包括灌裝站供給罐，用來向所述瓶裝站提供加熱的飲料。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的生產(chǎn)調(diào)味飲料的系統(tǒng)，還包括連接到所述灌裝站的第二反饋回路擴展部分，用來使未使用的調(diào)味飲料返回到所述灌裝站供給罐。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的生產(chǎn)調(diào)味飲料的系統(tǒng)，還包括與所述第一輸送管道在一條線路上的保持管，用來將所述基礎(chǔ)熱灌裝飲料保持在預(yù)定巴氏滅菌處理溫度至少預(yù)定時段，這段時間足以對所述基底熱灌裝飲料進行巴氏滅菌處理。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的生產(chǎn)調(diào)味飲料的系統(tǒng)，還包括調(diào)溫冷卻器，用來將所述調(diào)味飲料冷卻到低于巴氏滅菌處理溫度的預(yù)定灌裝溫度，該預(yù)定灌裝溫度適合將調(diào)味飲料熱灌裝到瓶中。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的生產(chǎn)調(diào)味飲料的系統(tǒng)，其特征在于，所述混合站還包括正排量泵，用來將調(diào)味材料注入到所述熱灌裝飲料流中。
全文摘要
一種生產(chǎn)調(diào)味飲料的方法和系統(tǒng)，其中，在基礎(chǔ)液體通過例如加熱進行巴氏滅菌處理后，在單獨步驟中調(diào)味劑被加入到基礎(chǔ)成分的組合中。可在制出熱處理的熱灌裝飲料后，可將調(diào)味劑加入到基礎(chǔ)液體的連續(xù)流中。系統(tǒng)的熱灌裝飲料基礎(chǔ)液體部分的往返回路管道能夠在穩(wěn)定狀態(tài)，也就是說，在準(zhǔn)備進行連續(xù)的飼料生產(chǎn)的預(yù)期溫度下，使加熱的熱灌裝飲料基礎(chǔ)液體轉(zhuǎn)向，而調(diào)味劑可在系統(tǒng)的下游調(diào)味劑投配部分被轉(zhuǎn)換。該系統(tǒng)可被用來生產(chǎn)所需量的調(diào)味飲料，這是通過生產(chǎn)第一調(diào)味劑，僅清洗系統(tǒng)的那部分，從而清除第一調(diào)味劑，然后將調(diào)味劑添加組分轉(zhuǎn)變到所需的第二調(diào)味劑。
文檔編號B67C3/02GK101077764SQ200610106479
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月8日
發(fā)明者R-Y·A·吳, R·舒岑霍弗, O·A·朱 申請人:桂格燕麥公司