Контейнер для пищевых продуктов или напитков

1 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение предназначено,главным образом, для использования в изменяющих температуру устройствах и, прежде всего, в контейнерах для охлаждения или подогрева продуктов, таких как пища или напитки,посредством использования теплообменника,закрепленного внутри контейнера. Более конкретно, настоящее изобретение предназначено для использования в таких контейнерах, в которых теплообменник закреплен внутри контейнера и при этом теплообменник имеет внешнее защитное покрытие на своей внешней поверхности. Уровень техники Потребность в простом, эффективном и безопасном устройстве, которое могло бы быть размещено в контейнере, таком как контейнер для пищевых продуктов или напитков, с целью охлаждения или подогрева по требованию пищевых продуктов или напитков, существует уже давно. Что касается самоохлаждающихся (с автоматическим охлаждением) контейнеров, то для этой цели были разработаны различные виды устройств и хладагентов, совершенствующих желаемый процесс самоохлаждения. Устройства, применяющие хладагенты, могут использовать химические и электрические процессы, включать газовые реакции или аналогичные эффекты. Типичные устройства такого рода,известные заявителю, раскрыты в патентах США 2,460,765; 3,373,581; 3,636,726; 3,726,106; 4,584,848; 4,656,838; 4,784,678; 5,214,933; 5,285,812; 5,325,680; 5,331,817; 5,606,866; 5,692,381 и 5,692,391. В каждом из устройств, представленных в предшествующем уровне техники, теплообменник помещался внутри контейнера для напитков, при этом теплообменник включал технические средства различного типа для использования хладагентов с целью охлаждения напитков, непосредственно соприкасающихся с внешней поверхностью теплообменника. Однако ни в одном из предшествующих устройств не рассматривалась возможность загрязнения пищевого продукта или напитка или возможность ухудшения их вкусовых качеств в результате их прямого контакта с внешней поверхностью теплообменника; многие, если не все, конструкции теплообменников включали металлические материалы для эффективной и действенной теплоотдачи от напитка к среде хладагента, содержащейся внутри теплообменника для осуществления желаемого самоохлаждения. Определенные металлические материалы, такие как алюминий, сталь и подобные им, в зависимости от своего состава содержат ингредиенты, которые при использовании в течение длительного времени могут быть вредны для здоровья людей. Что касается самонагревающихся (с автоматическим нагревом) контейнеров, то в пред 002872 2 шествующем уровне техники известны устройства, которые могут быть использованы для их совершенствования. Одно такое устройство описано и проиллюстрировано в патенте США 5,626,022. Как показано в этом патенте, теплообменник закрепляется внутри контейнера и,будучи активизированным, осуществляет экзотермическую реакцию для нагрева содержимого контейнера, которое находится в прямом контакте с внешней поверхностью теплообменника(ТО). Корпус ТО изготавливается из металлов,таких как алюминий, что приводит к возникновению тех же проблем с загрязнениями и изменениями вкусовых качеств, которые характерны для ТО и в случае с самоохлаждающимися устройствами. Сущность изобретения Трудности, возникающие в устройствах предыдущего уровня техники, преодолеваются настоящим изобретением, которое представляет собой контейнер для пищевых продуктов или напитков, включающий теплообменник (теплообменный узел), закрепленный внутри (контейнера) и предназначенный для разогрева или охлаждения продукта, находящегося в контейнере. Теплообменник имеет внешнюю поверхность,которая находится в контакте с пищевым продуктом или напитком. Покрытие из эпоксидной эмали, подходящее для контакта с пищевыми продуктами (называемое далее как покрытие контакта с пищевыми продуктами), покрывает внешнюю поверхность теплообменника для предотвращения контакта пищевого продукта или напитка с любым материалом, не предназначенным для контакта с пищевыми продуктами. Перечень чертежей Фиг. 1 представляет схематичный вид с частичным поперечным сечением, иллюстрирующий самоохлаждающийся контейнер для напитков в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 2 - самоохлаждающийся контейнер для напитков, изображенный на фиг. 1, с пространственным разнесением деталей; фиг. 3 - схематичный вид поперечного сечения участка стенки теплообменника, входящего в устройство, показанное на фиг. 1; фиг. 4 - схематичная иллюстрация способа нанесения покрытия на внешнюю поверхность теплообменника; фиг. 5 иллюстрирует процесс затвердевания покрытия на внешней поверхности теплообменника. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Обратимся теперь к чертежам, в частности к фиг. 1. На фиг. 1 показано устройство контейнера 10 для напитков, сконструированное в соответствии с принципами настоящего изобретения. Как указано выше, настоящее изобретение в равной степени предназначено для самоохла 3 ждающихся и самонагревающихся контейнеров для пищевых продуктов и напитков. Однако с целью простоты и ясности далее будет описано и проиллюстрировано только устройство, содержащее контейнер для самоохлаждения напитков. Контейнер для напитков 10 включает верхнюю часть 12 и нижнюю часть (дно) 14. В верхней части 12 закреплен отрывной язычок 16, имеющий типичное конструктивное выполнение для открывания контейнера. Продукт,предпочтительно такой как напиток 18, содержится в резервуаре (баллоне) 20 размещения пищевого продукта или напитка. Теплообменник (ТО) 22 прикреплен, например, посредством опрессовки (обжатия), ко дну 14 в резервуаре 20 для напитков. Клапанный механизм 24 закреплен на теплообменнике 22 и содержит клапан 24, который при приведении в действие освобождает или активирует хладагент, находящийся внутри ТО 22, и осуществляет возможность его выпуска, при этом хладагент забирает тепло,отданное напитком 18 хладагенту. Если содержимым резервуара 20 является твердая пища или ТО содержит экзотермический продукт,осуществляется аналогичная реакция. Клапанный механизм 24 активизируется плунжером 26,защищенным крышкой 28. Крышка защищает плунжер 26 от непроизвольной активизации(нажатия), а также указывает покупателю или потребителю, что теплообменник не был предварительно активизирован. Крышка 28 закреплена на месте посредством соответствующей направленной вниз юбки и фланца 30, который крепится к клапанному механизму 24. Теплообменник 22 может содержать любую среду из хладагентов, известную в предшествующем уровне техники, которая отводит тепло, содержащееся в напитке 18, от напитка в атмосферу при выпуске хладагента, когда теплообменник активизируется путем нажатия плунжера 26. В патентах предыдущего уровня техники были открыты различные типы хладагентов, ссылки на эти патенты приведены выше. Однако предпочтительной средой хладагентов для настоящего изобретения может быть адсорбент/десорбент, желательно содержащий такие материалы, как цеолиты, катионообменные цеолиты, силикагель, активированный уголь и углеродное молекулярное сито или их аналоги в качестве адсорбента. Под давлением эти адсорбенты способны адсорбировать значительные объемы газа для последующего выпуска. Адсорбированный газ может быть любым подходящим газом, если он инертен и безвреден для атмосферы. Предпочтительным для настоящего изобретения газом является газ, содержащий двуокись углерода. Двуокись углерода (углекислый газ), адсорбированная в адсорбент (предпочтительно частицы активированного угля), при выпуске в среду, находящуюся под атмосферным давлением, испытывает значительное падение темпера 002872 4 туры, охлаждая, таким образом, напиток 18,который входит в прямой контакт с внешней поверхностью теплообменника 22. Более детальное объяснение системы охлаждения на базе использования адсорбента уголь-углекислота содержится в патенте США 5,692,381, включенном и использованном в качестве ссылки. Соответственно дополнительные и более детальные объяснения системы охлаждения на базе уголь-углекислота здесь не приводятся. Для того чтобы осуществить более эффективную передачу тепла от напитка 18 к углекислому газу, когда тот десорбируется из частиц угля, средство 32 теплопередачи может быть вставлено во внутреннюю часть теплообменника 22. Предпочтительно, чтобы механизм теплопередачи был изготовлен в форме радиатора для теплоотвода, содержащего ребра-радиаторы(ссылочные номера 34-40 на фиг. 1), которые непосредственно контактируют с внутренней поверхностью 42 теплообменника 22 и сходятся к центральной точке (оси) 44 внутри теплообменника. Более обстоятельное представление о(предлагаемом) устройстве, изображенном на фиг. 1, может быть получено посредством фиг. 2. Устройство с фиг. 1 представлено на фиг. 2 с пространственным разнесением деталей. Детали, описанные выше при рассмотрении фиг. 1,обозначены на фиг. 2 теми же ссылочными номерами, что и на фиг. 1. Дополнительно показана уплотнительная прокладка 46, вставляемая между фланцем 47, установленным на дне 14 баллона, и верхней частью или крышкой 48 теплообменника 22 в ходе процесса сборки, посредством чего теплообменник обжимается по месту на дне 14 резервуара 20 для напитков, что подробнее показано на фиг. 1. Уплотнительная прокладка 46 предотвращает любые потери напитка 18, содержащегося в резервуаре 20, путем более эффективного уплотнения между резервуаром 20 для напитков и теплообменником 22. Теплообменник на фиг. 2 показан в виде устройства из двух частей вместо одной части, изображенной на фиг. 1. В зависимости от конкретных обстоятельств, конструкция может использовать любой из этих вариантов, одинаково приемлемых. Как описано выше, теплообменник 22 содержит внешнюю поверхность 50 контакта с пищевыми продуктами или напитками 18, находящимися в резервуаре 20 для напитков. Обычно теплообменник изготавливается из металлов,таких как алюминий, сталь или аналогичных материалов, так, чтобы могла быть осуществлена действенная и эффективная теплоотдача от напитка 18 к десорбированному газообразному хладагенту (двуокиси углерода) для быстрого понижения температуры используемого напитка 18. В некоторых случаях металлы, такие как алюминий, сталь или аналогичные материалы,могут содержать в себе загрязняющие примеси, 5 которые в течение длительного времени контакта могут оказывать вредное влияние на здоровье человека. В других случаях эти материалы могут изменить вкус пищевого продукта или напитка. Отсюда следует необходимость в такой обработке внешней поверхности 50 теплообменника, которая нейтрализовала бы любые посторонние загрязнения и предотвращала бы изменения вкуса, возможные в результате контакта напитка 18 с внешней поверхностью 50 теплообменника. На фиг. 3 показана часть поперечного сечения стенки теплообменника 22 с внешней поверхностью 50, содержащей покрытие. Фиг. 3 представляет собой выноску из окружности 3 на фиг. 2. Как показано на фиг. 3, стенка 52 теплообменника 22 имеет внешнюю поверхность 54, на которую наносится покрытие 56. Покрытие 56 должно быть надежно сцеплено с поверхностью 54 стенки 52 таким образом, чтобы оно могло выдержать операции, требующиеся для размещения адсорбирующего материала, теплоотводящего радиатора и клапанного механизма в ТО, а также опрессовку (обжим) и соответственно крепление всего ТО ко дну баллона, как показано на фиг. 1. Следовательно, становится ясно, что покрытие 56 должно иметь чрезвычайно прочное сцепление с внешней поверхностью 54 и должно само быть крайне прочным,чтобы выдержать требуемые манипуляции. В то же время покрытие 56 не должно препятствовать передаче тепла от напитка 18 к десорбированному углекислому газу в течение процесса охлаждения или передачи тепла от ТО к пищевому продукту или напитку, находящемуся в контейнере. Предпочтительным материалом покрытия 56 является эпоксидная эмаль, подходящая для контакта с пищевыми продуктами, которая должна ровно покрывать всю внешнюю поверхность 54 теплообменника 22 таким образом,чтобы любой участок поверхности 54, который может войти в контакт с напитком 18 в устройстве самоохлаждающегося контейнера 10, был бы полностью покрыт покрытием 56. Было обнаружено, что покрытие должно иметь толщину 4-10 мкм на квадратный дюйм (0,6-1,6 мкм/см 2),предпочтительно 4,9-5,2 мкм на квадратный дюйм (0,76-0,81 мкм/см 2). Покрытие предпочтительно выполняется напылением эпоксидной эмали на водной основе, растворенной в растворителе, содержащем воду, гликолевый эфир и спирт, и имеющей такую вязкость, чтобы покрытие могло быть легко и без труда нанесено на внешнюю поверхность 24 теплообменника 22. Было также обнаружено, что такое покрытие одинаково эффективно и для систем, в которых тепло передается от ТО к пище или напиткам. Одним из способов нанесения покрытия 56 на внешнюю поверхность 54 теплообменника 22 является безвоздушное напыление, иллюстри 002872 6 руемое фиг. 4, к которой относятся последующие ссылки. На фиг. 4 схематически показан распылитель 60, использующий хорошо известную технику безвоздушного напыления, например, посредством электроэнергии. При включении распылителя испускается спрей 62, состоящий из крайне маленьких частиц, которые легко прилипают к поверхности, на которую попадают. Как показано на фигуре, теплообменник 64 может быть закреплен посредством механизма 66, который соединен с ротором 68, вращающим теплообменник 64 по стрелке 70. По мере вращения теплообменника 64 спрей контактирует со всей внешней поверхностью теплообменника 64 и крепко сцепляется с ней. Эпоксидная смола и эмаль тщательно перемешиваются и образуют единую смесь. Когда эта смесь контактирует с внешней поверхностью ТО,эпоксидная смола сцепляется с поверхностью и,в свою очередь, связывает с поверхностью эмаль. Хотя напыление является предпочтительным способом нанесения покрытия 56 на теплообменник, специалисту должно быть понятно, что возможно применение и других технических способов, таких как накатывание, погружение (в покрывающий состав), окраска (кистью) и т.д. Единственный критерий, которого следует придерживаться, заключается в том,чтобы покрытие 64 ложилось ровно и полностью закрывало внешнюю поверхность теплообменника при отсутствии каких-либо непокрытых участков, способных контактировать с напитком 18 (или пищевым продуктом), находящимся в контейнере. Как указывалось выше, эпоксидная эмаль,подходящая для контакта с пищевыми продуктами, растворяется в гликоль-эфире и спирте. Для достижения пищевого уровня качества внешней поверхности теплообменника важно удалить эти вещества из покрытия. Это достигается посредством термообработки, как показано на фиг. 5. Как изображено на фигуре, термосушка осуществляется с использованием сушильной печи 72 или аналогичного средства,внутри которого размещается несколько теплообменников с нанесенным на них покрытием(позиции 74-80). Эти теплообменники могут стоять или быть подвешенными к поясу 82 или аналогичному приспособлению, которое непрерывно движется сквозь печь 72 по стрелке 84,как показано на фигуре. Разогрев печи 72 осуществляется снизу, как показано посредством стрелок 86, для достижения температуры во внутреннем объеме 88 печи около 400F(200C). Время прохода теплообменников 74-80 через внутренний объем 88 печи 72 составляет примерно 2 мин, в течение которых под действием температуры, поднятой до уровня 400F(200C), в достаточной мере удаляются (выпариваются) нежелательные растворители, что приводит к затвердению покрытия 56, которое оказывается прочно прикрепленным к внешней 7 поверхности 54 теплообменника 22. Очевидно,что можно использовать и другую технику для отверждения покрытия, прочно прикрепляющую его к внешней поверхности 52 теплообменника без выхода за рамки сущности или объема настоящего изобретения. Хотя настоящее изобретение описано применительно к теплообменнику, который предварительно изготовлен в виде цилиндра, необходимо учитывать, что защитное покрытие контакта с пищевыми продуктами может быть нанесено и на поверхность металлического листа,который впоследствии может быть подвергнут резке и изгибу для образования желаемой формы теплообменника. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Контейнер для пищевых продуктов или напитков, содержащий первый резервуар (20) размещения пищевых продуктов или напитков,и теплообменник (22), содержащий второй резервуар, размещенный внутри упомянутого первого резервуара и имеющий внешнюю поверхность (50) контакта с упомянутыми пищевыми продуктами или напитками, отличающийся тем,что он содержит покрытие (56) контакта с пищевыми продуктами, выполненное покрывающим упомянутую внешнюю поверхность. 2. Контейнер по п.1, отличающийся тем,что упомянутый второй резервуар выполнен из стали. 3. Контейнер по п.1, отличающийся тем,что упомянутый второй резервуар выполнен из алюминия. 8 4. Контейнер по п.1, отличающийся тем,что упомянутое покрытие имеет толщину в основном в диапазоне от 0,6 до 1,6 мкм/см 2. 5. Контейнер по п.1, отличающийся тем,что упомянутый второй резервуар закреплен внутри упомянутого первого резервуара посредством опрессовки. 6. Контейнер по п.5, отличающийся тем,что упомянутый первый резервуар содержит верхнюю часть (12) и дно (14), а упомянутый второй резервуар прикреплен ко дну упомянутого первого резервуара посредством опрессовки. 7. Контейнер по п.6, отличающийся тем,что упомянутый второй резервуар содержит хладагент. 8. Контейнер по п.7, отличающийся тем,что упомянутый хладагент содержит абсорбированную в уголь двуокись углерода. 9. Контейнер по п.1, отличающийся тем,что упомянутое покрытие является покрытием из эмали, подходящей для контакта с пищевыми продуктами. 10. Контейнер по п.9, отличающийся тем,что упомянутое покрытие содержит эпоксидную смолу. 11. Контейнер по п.10, отличающийся тем,что упомянутое покрытие выполнено посредством термического отверждения на месте после нанесения на упомянутую внешнюю поверхность.