DESCRIPCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo para producir, a escala industrial, esferas comestibles a partir de líquidos. El dispositivo permite realizar el procedimiento de esferificación inversa.

La técnica de la esferificación básicamente se usa en el ámbito culinario, aunque también se usa en cosmética y farmacia. Ésta se puede definir como la creación por medio de una reacción química, de una membrana sólida que contiene un líquido dentro de la misma.

La esferificación se puede dividir en dos tipos, la esferificación directa y la esferificación inversa. En la esferificación directa, la esfera se produce por gelif icación desde el exterior hacia el interior, por lo que las esferas formadas pueden terminar estando constituidas exclusivamente por gel. En la esferificación inversa el proceso de gelificación del líquido se produce hacia el exterior de manera que se forma una capa exterior de gel que ocluye líquido en su interior.

La formación de esferas se basa en el contacto entre una sal de calcio y alginato. En la esferificación inversa, la sal de calcio está contenida en el líquido a esferificar y el alginato en una solución en la que se sumerge el citado líquido con la sal de calcio.

En las esferificaciones de tipo inverso habitualmente un líquido de partida que contiene iones calcio (por ejemplo, cloruro cálcico) reacciona con una disolución de alginato, formando una esfera.

Variables que afectan al proceso y al resultado final son el espesor del líquido y el pH de la mezcla.

La mayoría de los dispositivos para la esferificación de tipo conocido se basan en el lanzamiento de una gota de uno de los dos líquidos de esferificación a un depósito que contiene el otro líquido de esferificación. Este proceso presenta el inconveniente de no poder realizar esferificaciones de mayor tamaño, o no al menos con una forma constante.

El documento ES2676667B1 , del mismo inventor, da a conocer un dispositivo para esferificación de un líquido con un primer y un segundo depósito para almacenamiento de un primer y un segundo líquido con un dispositivo de dosificación del primer líquido y un depósito de extracción de las esferas que comprende una cavidad cóncava solidaria a un dispositivo de extracción automática de las esferas consistente en un tornillo sin fin. En esta cavidad cóncava se vierte el líquido a esferificar. Una vez dentro de la cavidad, el tornillo sin fin sigue rotando de forma que esta cavidad gira solidaria a él, sumergiéndose en el líquido a reaccionar para la esferificación contenido en el segundo depósito donde se halla también el mismo tornillo sin fin. Una vez sumergida en el líquido del depósito la reacción empieza y el tornillo sigue rotando junto con la cavidad hasta que esta llega a un ángulo donde ya no sustenta la esfera y esta cae por precipitación hasta el fondo del depósito. Una vez al fondo, el tornillo sigue girando, llevando a la cavidad cóncava al punto de inicio para recoger más líquido a esferificar y por otra parte y de manera simultánea, haciendo rodar la esfera fuera del depósito. Esta configuración está ideada para una producción de buena calidad y/o de mayor tamaño que las de goteo, pero de ámbito doméstico, ya que la cantidad de producción no puede ser muy elevada debido al ritmo al que se pueden realizar las esfehficaciones de forma individual. Además se pueden apreciar algunos factores a tener en cuenta para la producción. La velocidad de giro y de extracción de las esferas está forzosamente relacionada, con lo que se limita de forma muy evidente la producción. Además para que funcione bien, el tornillo sin fin y el depósito que lo contiene deben estar en un ángulo ascendente respecto al nivel del líquido dentro del depósito, de forma que cubra la parte inicial donde se realiza la esfera, pero no salga por la parte final donde esta finalmente se extrae, lo que delimita también de forma clara el tiempo de reacción de la esfera.

Es un objetivo de la presente invención poder ser capaz de producir esfehficaciones de líquidos de mayor tamaño, de alta calidad a gran escala cuando sea necesario, es decir poder abastecer la necesidad de producción de esferas para producción industrial.

En particular, la presente invención da a conocer un dispositivo industrial para esferificación de un líquido que comprende un depósito de un segundo líquido que reacciona con el líquido a esferificar formando una capa sólida o gelatinosa alrededor del líquido a esferificar y un dispositivo para extraer las esferas del depósito, una pluralidad de cucharas, unidas en paralelo a un sistema de transmisión de movimiento, que hace rotar las cucharas de forma síncrona entre sí, y disponiendo el dispositivo, además, de una pluralidad de dosificadores de líquido a esferificar, estando dispuesto cada dosificador de forma tal que permite dosificar líquido a esferificar en el interior de una respectiva cuchara.

Esta combinación de elementos permite que el proceso de esferificación se de en paralelo, de forma que se pueda aumentar de forma muy significativa la producción. Además permite también la correcta formación de esferas de gran tamaño, como por ejemplo tamaño de aceitunas o incluso de yema de huevo. Por otro lado, la velocidad de giro de las cucharas y la de extracción de las esferas no están íntimamente relacionadas, como tampoco el ángulo entre el segundo líquido y su depósito, con lo que el recorrido de extracción no depende de esta variable, consiguiendo así una nueva variable para ajustar el tiempo de reacción de los líquidos, factor muy importante para la correcta creación de esferas grandes. Este hecho permite ajustar el tiempo de producción de forma mucho más eficiente con el tiempo de reacción necesario para las distintas esfeñficaciones a producir.

El depósito donde se encuentra el segundo líquido puede ser una cubeta o recipiente con una amplitud suficiente para abarcar la longitud de la pluralidad de cucharas en paralelo, una profundidad suficiente para permitir la rotación completa de las cucharas respecto a su eje de rotación y una longitud suficiente para albergar el dispositivo para extraer las esferas del depósito.

Para obtener el segundo líquido se puede realizar una solución añadiendo el alginato necesario en un solvente, y agitándolo para una buena disolución en un depósito de mezcla separado de forma manual, por ejemplo por operarios.

Alternativamente dicha solución se puede realizar de forma semiautomática, adición de alginato manual y mezcla automatizada con un dispositivo de agitación o totalmente automática, adición con dosificador del alginato y dispositivo de agitación. En el caso de una automatización completa se puede contemplar realizar dicha solución directamente en el depósito del segundo líquido. De forma similar, para la obtención del líquido a esferificar se puede añadir a un líquido de partida, una cantidad adecuada de los distintos componentes de su solución, por ejemplo, gluconato cálcico (para reaccionar con el alginato del agua y crear la membrana), citrato sódico (para estabilizar el pH), goma Xantana (para conseguir el ideal espesor) para la solución y posteriormente la agitación para conseguir una buena disolución de forma manual, por ejemplo por operarios, y siendo este líquido vertido en un depósito del líquido a esferificar. A su vez, este depósito del líquido a esferificar desembocará en una pluralidad de dosificadores en paralelo, teniendo cada cuchara su respectivo dosificador.

De forma alternativa, también se puede automatizar la agitación con un dispositivo de agitación, por ejemplo, un reactor con hélice, siendo el contenido de este reactor posteriormente trasladado al depósito del líquido a esferificar para ser dosificado sobre cada cuchara, o incluso siendo el contenido de este reactor el que se dosificará sobre cada cuchara de forma directa.

La dosificación puede realizarse, por ejemplo, por gravedad en combinación con un sistema de válvulas o por bombeo, de forma que proporcionen flujo cuando sea necesario.

En una realización preferente, las cucharas se encuentran situadas en paralelo a lo largo de un eje motorizado capaz de rotar en ambos sentidos controlando la velocidad y ángulo de giro, pudiendo girar más o menos rápido y detenerse o cambiar el sentido del giro en los puntos necesarios.

El giro del eje puede venir dado por un motor activado por una unidad de control programable.

Preferiblemente la unidad de control programable está configurada para seguir una secuencia de movimientos iterativamente. Dicha secuencia de movimientos permite la creación de una esfera por cuchara, realizando tantas esferas en una iteración como cucharas solidarias al eje haya, controlando un solo motor que hace girar al eje. Los movimientos de dicha secuencia promueven la correcta formación de las esferas. Partiendo de una posición inicial de reposo horizontal de las cucharas de forma que estas son vistas de perfil y quedan a la derecha del eje, se puede equiparar dicha posición de reposo horizontal a una posición de las cucharas de ángulo 0 ^e . Seguidamente las cucharas giran bajando su parte más alejada del eje, es decir girando en el sentido de las agujas de un reloj, entrando la parte cóncava parcial o totalmente en el segundo líquido. Preferentemente dicho giro se realiza hasta llegar a un ángulo de entre -30 ^e y -45 ^e . Una vez ha entrado suficiente líquido dentro de la cuchara, se produce un primer cambio del sentido del giro, subiendo su parte más alejada del eje, es decir girando en el sentido contrario a las agujas de un reloj, de forma que vuelve a salir del líquido, pasa por la posición horizontal inicial de ángulo 0 ^e y sigue girando hasta llegar a un ángulo, preferentemente entre 45 ^e y 90 ^e dependiendo de la velocidad de rotación, que permite vaciar el líquido de las cucharas por gravedad, vertiéndolo otra vez dentro del recipiente, hasta dejar una cantidad determinada en la cuchara. Esta pequeña cantidad determinada de líquido en la cuchara es un factor a tener en cuenta con tal de favorecer la correcta creación de las esferas, por lo que se busca que siempre sea la misma, cosa que se consigue programando que las cucharas se paren siempre en el mismo ángulo en este paso de la secuencia y obteniendo una composición adecuada que consiga, entre otros factores, que la densidad del líquido a esfehficar sea mayor a la del segundo líquido. Una vez conseguida esta pequeña cantidad de segundo líquido remanente en la cuchara, se produce un segundo cambio en el sentido de giro, bajando su parte más alejada del eje, es decir girando en el sentido de las agujas de un reloj, hasta la posición de reposo horizontal de ángulo 0 ^e . En esta segunda posición de reposo horizontal es cuando se produce el vertido del líquido a esfehficar sobre la cuchara, es decir en el interior de su cavidad, a través de un dosificados Una vez la cantidad necesaria de líquido a esfehficar para la esfera deseada ha sido vertida dentro de cada cuchara, se produce una reactivación del giro en el mismo sentido que el movimiento anterior, es decir sigue girando en el sentido de las agujas de un reloj, volviendo a permitir la entrada del segundo líquido dentro de la cavidad de cada cuchara, entrando así en contacto el líquido a esfehficar y el segundo líquido por primera vez en el proceso, momento en que, ambos todavía dentro del espacio cóncavo de la cuchara, se empieza a crear la película o capa sólida o gelatinosa, de forma que dicha membrana, ayudada por la forma cóncava de la cuchara determina la forma inicial de la esfera. Mientras se está creando y engrosando la capa sólida, el eje continúa girando en el mismo sentido a una velocidad que permite que dicha capa sólida se encuentre en un estado lo suficientemente desarrollado como para que llegados a un ángulo en el que las cucharas ya no logran sostener a las esferas, dichas esferas caigan, por simple diferencia de densidades entre líquidos, hasta el fondo del recipiente, donde la esfera será recogida por la cinta transportadora e irá engrosando la capa sólida durante el tiempo que ambos líquidos permanezcan en contacto. Una vez soltadas las esferas, las cucharas siguen girando en el mismo sentido hasta llegar a la posición de reposo horizontal de ángulo 0 ^e , punto en el cual se acaba la secuencia y empieza la siguiente iteración.

El estado de la cuchara al recibir el líquido a esferificar es un factor a tener en cuenta, ya que el hecho de que las paredes se encuentren humedecidas por el segundo líquido y haya una cantidad de este presente en la cavidad para que la reacción empiece nada más ser vertido el líquido a esferificar dentro de la cuchara y se cree una película gelatinosa inicial, permite que haya un buen deslizamiento entre la esfera y la cavidad y favorece la correcta formación de la esfera.

A su vez, la distancia entre el nivel del segundo líquido y el borde de la cuchara en la posición de reposo horizontal también es un parámetro en el proceso a tener en cuenta, ya que determinará el momento en el que el segundo líquido entre en la cuchara y empiece a reaccionar y formar la capa sólida al entrar en contacto con el líquido a esferificar, con lo cual, junto con la velocidad de giro de este paso, será un factor relacionado con el tiempo de reacción, el cual toma su mayor importancia al inicio del proceso de esferificación ya que este determina en gran medida la forma que tendrá el líquido esferificado motivo por el cual se busca que este paso se realice dentro de la cavidad cóncava de la cuchara.

Durante el proceso de creación de la capa sólida dentro de la cuchara, cabe mencionar que el giro paulatino y constante de esta permite a su vez un giro paulatino e idealmente constante del líquido sobre sí mismo por rodadura con la pared interior de la cuchara. Este hecho también ayuda a crear una mejor película alrededor del líquido a esferificar y tener una forma mejor redondeada y lo más cercana posible a una esfera.

De forma preferible, el depósito cuenta con unas pantallas o separadores verticales situadas entre cucharas, con tal de dificultar el contacto entre esferas una vez liberadas en el depósito del segundo líquido, ya que el contacto entre esferas en formación resultaría en una unión irreversible entre ellas.

Cuando en la presente invención se hace referencia a un líquido a esferificar, éste puede ser cualquier líquido. En el caso de que el líquido sea alimentario, este puede ser, por ejemplo, zumos de frutas, vino, bebidas alcohólicas, salsas, cremas, etc.

Preferiblemente el segundo líquido es una mezcla homogeneizada de alginato en agua.

De forma más preferible, la mezcla tiene una concentración adecuada de alginato según la rapidez de la reacción que se desee con el líquido a esferificar.

En una realización preferente el dispositivo para extraer las esferas es una cinta transportadora.

En una realización todavía más preferente el dispositivo para extraer esferas es una cinta transportadora con salientes verticales, perpendiculares a la dirección de transporte de la cinta, para dar mejor soporte a las esferas en su traslado y extracción.

En una realización alternativa el dispositivo para crear y/o extraer esferas es una pluralidad de tornillos sin fin inclinados. En este caso, cada tornillo sin fin inclinado recoge la cápsula de una respectiva cuchara. ES1243789U y EP3560584 dan a conocer realizaciones preferentes de tornillo sin fin.

En una realización preferente se ajusta la distancia relativa entre el nivel del segundo líquido y el borde de las cucharas en la posición de reposo mediante un sensor que determina el nivel del segundo líquido y a partir de ello se ajusta añadiendo la cantidad de líquido necesaria para llegar al nivel deseado, ya sea de forma manual o automática con un sistema de bombeo o de válvulas.

En una realización alternativa el ajuste de la distancia entre el nivel del segundo líquido y el borde de las cucharas se puede hacer subiendo o bajando el eje ya sea de forma manual o motorizada, o también con un sistema de flotación sobre el mismo segundo líquido el cual no requeriría sensor de altura de líquido.

En otra realización alternativa, el eje es sustituido por un conjunto de engranajes, movidos por un engranaje principal que es actuado por el motor controlado por la unidad de control programable, de tal forma que las cucharas puedan describir una secuencia de movimientos equivalente a la descrita también de forma síncrona.

Para su mejor comprensión se adjuntan, a título de ejemplo explicativo pero no limitativo, unos dibujos de un ejemplo de realización de la presente invención.

La figura 1 muestra una vista en perspectiva del dispositivo industrial para esf orificación.

La figura 2 muestra en perspectiva una vista detallada de la pluralidad de cucharas conectadas al sistema de transmisión de movimientos soltando las esferas del líquido a esferificar ya confeccionadas.

La figura 3 muestra en vista de alzado frontal el dispositivo industrial para esf orificación.

La figura 4 muestra una vista detallada de perfil de la secuencia de movimientos realizados para la creación de las esferas.

La figura 5 muestra una vista detallada en perfil del líquido a esferificar en el interior de la cuchara.

La figura 6 muestra una vista detallada en perfil del líquido a esferificar entrando en contacto con el segundo líquido en el interior de la cuchara.

La figura 7 muestra una vista esquemática de un sistema de transmisión de movimiento alternativo.

La figura 1 muestra una realización del dispositivo industrial 1 para esferificación durante su funcionamiento. En esta figura no se muestra el depósito 5 del segundo líquido 6 ni el segundo líquido 6 con tal de poder mostrar mejor los demás elementos que comprende el dispositivo 1. Se muestra el sistema de transmisión de movimiento representado por un eje 2 al cual están unidas una pluralidad de cucharas 3 en paralelo que dejan caer una pluralidad de esferas 7 encima del dispositivo para extraer las esferas, representado por una cinta transportadora 4, que comprende unos salientes 40 perpendiculares a la dirección de movimiento de la cinta transportadora 4 para extraer las esferas de tal forma que ayudan a empujar la pluralidad de esferas 7 en la dirección deseada para su extracción.

La figura 2 muestra la misma realización con una vista más detallada del eje 2 y la pluralidad de cucharas 3 en paralelo donde se identifica cada cuchara individual 3a, 3b, 3c, 3d, 3e soltando sus respectivas esferas 7a, 7b, 7c, 7d, 7e creadas en su interior y donde también se puede aprecian los bordes 31 a, 31 b, 31c, 31 d y 31 e de cada cuchara.

La figura 3 muestra la misma realización con la pluralidad de cucharas 3 en paralelo rodeada de los demás elementos que comprende el dispositivo industrial 1 para esf orificación. En esta figura se muestran las cucharas individuales 3a, 3b, 3c, 3d, y 3e, en una posición de reposo horizontal y su posición relativa respecto al segundo líquido 6, estando parcialmente sumergidas por debajo del nivel 60 del segundo líquido 6, que se encuentra contenido dentro del depósito 5 del segundo líquido 6. Se puede ver como cada cuchara 3a, 3b, 3c, 3d, y 3e tienen su respectivo dosificador 70a, 70b, 70c, 70d y 70e del líquido a esferificar que se encuentran conectados a un depósito 70 del líquido a esferificar. En la figura 3 también se muestran las pantallas 8a, 8b, 8c y 8d, situadas entre las cucharas de forma vertical, con tal de dificultar el contacto entre esferas una vez liberadas en el depósito 5 del segundo líquido.

La figura 4 muestra la secuencia de movimientos que realizan las cucharas impulsadas por el eje 2 para la realización de las esferas. En esta figura sólo se muestra una cuchara 3a a modo de ejemplo de dicha secuencia, pero todas las cucharas se moverían de forma síncrona siguiendo los mismos pasos.

Los pasos en la secuencia están identificados con numerales. Teniendo en cuenta que la secuencia es iterativa y se sigue de izquierda a derecha y de arriba abajo, el orden de los numerales equivale al orden de los pasos en la secuencia, siendo el primer paso (esquina superior izquierda) y último paso (esquina inferior derecha) el mismo y por lo tanto siendo identificados con el mismo numeral.

La secuencia se empieza es la posición de reposo horizontal 100.

A partir de esta posición de reposo horizontal 100, se produce una rotación 101 de las cucharas, bajando una parte alejada del eje 2 de rotación, entrando una parte cóncava de las cucharas parcial o totalmente en el segundo líquido 6. En esta figura, el nivel 60 del segundo líquido 6 se ve representado por una línea.

Luego se produce un primer cambio del sentido del giro 102 emergiendo las cucharas del segundo líquido 6 pasando por la posición inicial horizontal y girando hasta un ángulo que permite vaciar por gravedad el segundo líquido, y dejar una cantidad 61a determinada (no vista en esta figura) del segundo líquido en las cucharas.

Seguidamente se realiza un segundo cambio del sentido del giro 103 hasta llegar a una posición de reposo horizontal.

En este punto, mientras las cucharas están en posición de reposo horizontal es cuando se produce el vertido 104 del líquido a esferificar dentro de cada cuchara a través de su dosificador.

Seguidamente se produce la reactivación del giro 105 en el mismo sentido que el movimiento anterior volviéndose a sumergir las cucharas, que contienen el líquido a esferificar, dentro del segundo líquido 6.

A partir de aquí, hay una continuación del giro 106 en el mismo sentido pasando por un punto donde las cucharas dejan de sostener las esferas 7 (no mostradas en esta figura) y esas caen, por diferencia de densidades, hacia el fondo del recipiente hasta encontrarse con el sistema de extracción (no mostrado en esta figura).

Dicha continuación del giro es mantenida, emergiendo las cucharas del segundo líquido 6 y hasta llegar finalmente a la posición de reposo horizontal 100 inicial, a partir de la cual empieza la siguiente iteración de la secuencia de movimientos. La figura 5 muestra en detalle el inicio de la creación de una esfera individual 7a en el interior de la cuchara 3a unida al eje 2, justo cuando el líquido a esferificar ha sido vertido dentro de la cuchara. Se muestra como hay una pequeña cantidad 61 a de segundo líquido 6 en el interior de la cuchara que permite la humidificación de las paredes interiores de la cuchara y empieza a reaccionar con el líquido a esferificar por la parte inferior creando una capa sólida o gelatinosa inicial que colabora en no sólo la confección de la esfera en su forma correcta, sino también en un vaciado óptimo y sin restos dentro de la cuchara de líquido a esferificar. En la figura 5 se muestra también como la cuchara en su posición de reposo horizontal, el igual que en figuras anteriores, se encuentra parcialmente sumergida en el segundo líquido 6, quedando buena parte de la parte exterior de su cavidad por debajo del nivel 60 del segundo líquido 6, pero con el borde 31 a de la cuchara estando por encima, impidiendo que el segundo líquido 6 entre en el interior de la cavidad de la cuchara y entre en contacto con el líquido a esferificar antes de lo deseado.

La figura 6 muestra en detalle como al cabo de poco de iniciarse la reactivación del giro 105, el borde 31a de la cuchara 3a pasa a quedar por debajo del nivel 60 del segundo líquido 6, ahora sí permitiendo el paso del segundo líquido 6 al interior de la cavidad y por lo tanto permitiendo que el segundo líquido 6 y el líquido a esferificar entren en contacto y reaccionen para formar la capa sólida más externa de la esfera 7a, la cual a medida que pase el tiempo, mientras estén ambos líquidos en contacto, irá aumentando su grosor hacia el interior de la esfera. Es importante notar que este paso es capital para la correcta formación de la esfera, ya que la forma de la cavidad de la cuchara ayudará a crear la capa externa sólida de la esfera y el tiempo que los dos líquidos pasen contacto dentro de la cuchara determinará como de gruesa y resistente es esta capa y sea capaz de mantener esta misma forma el dejar de estar sustentada por las paredes de la cavidad.

La figura 7 muestra una realización alternativa de forma esquemática del dispositivo de transmisión de movimiento representado en este caso por un engranaje principal 21 actuado por un motor (no mostrado) que a su vez actúa sobre y un sistema de levas 201 , 201 a, 201 b, 201c, 201 d, 201 e y de engranajes secundarios 21 a, 21 b y 21c, estando la cucharas individuales 3a, 3b, 3c, 3d, y 3e unidas a dichas levas, de forma que los movimientos del engranaje principal 21 se transmita a cada una de las cucharas de forma síncrona y se consiga reproducir la secuencia de pasos iterativa para la producción de esferas definida anteriormente.

Cabe recalcar que en las figuras se muestran cinco cucharas representando la pluralidad de cucharas como un simple ejemplo, pero que el número de cucharas en paralelo puede ser de al menos dos, y por lo tanto los componentes respectivos asociados a cada una vaharían de forma acorde con el número de cucharas en paralelo.

Si bien la invención se ha presentado y descrito con referencia a realizaciones de la misma, se comprenderá que éstas no son limitativas de la invención, por lo que podrían ser variables múltiples detalles constructivos u otros que podrán resultar evidentes para los técnicos del sector después de interpretar la materia que se da a conocer en la presente descripción, reivindicaciones y dibujos. Así pues, todas las vahantes y equivalentes quedarán incluidas dentro del alcance de la presente invención si se pueden considerar comprendidas dentro del ámbito más extenso de las siguientes reivindicaciones.