RU2479244C2 - Машина для приготовления напитков, в частности кофе, оснащенная системами предотвращения образования накипи, и способ приготовления напитков, в частности кофе - Google Patents

Машина для приготовления напитков, в частности кофе, оснащенная системами предотвращения образования накипи, и способ приготовления напитков, в частности кофе Download PDF

Info

Publication number
RU2479244C2
RU2479244C2 RU2010108243/12A RU2010108243A RU2479244C2 RU 2479244 C2 RU2479244 C2 RU 2479244C2 RU 2010108243/12 A RU2010108243/12 A RU 2010108243/12A RU 2010108243 A RU2010108243 A RU 2010108243A RU 2479244 C2 RU2479244 C2 RU 2479244C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
magnetic field
boiler
specified
machine
Prior art date
Application number
RU2010108243/12A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010108243A (ru
Inventor
Андреа КАСТЕЛЛАНИ
Сократе КОНТЕССА
Паоло ЧАМБЕЛЛИ
Диана САННИНО
Эльвироза БРАНКАЧЧО
Original Assignee
Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
Publication of RU2010108243A publication Critical patent/RU2010108243A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2479244C2 publication Critical patent/RU2479244C2/ru

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47JKITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00Apparatus for making beverages
    • A47J31/44Parts or details or accessories of beverage-making apparatus
    • A47J31/60Cleaning devices
    • A47J31/605Water filters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47JKITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00Apparatus for making beverages
    • A47J31/44Parts or details or accessories of beverage-making apparatus
    • A47J31/54Water boiling vessels in beverage making machines
    • A47J31/542Continuous-flow heaters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/48Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
    • C02F1/481Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using permanent magnets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/48Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
    • C02F1/484Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using electromagnets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • C02F9/20Portable or detachable small-scale multistage treatment devices, e.g. point of use or laboratory water purification systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/48Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
    • C02F1/481Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using permanent magnets
    • C02F1/482Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using permanent magnets located on the outer wall of the treatment device, i.e. not in contact with the liquid to be treated, e.g. detachable
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/48Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
    • C02F1/484Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using electromagnets
    • C02F1/485Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using electromagnets located on the outer wall of the treatment device, i.e. not in contact with the liquid to be treated, e.g. detachable
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/48Devices for applying magnetic or electric fields
    • C02F2201/483Devices for applying magnetic or electric fields using coils
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/22Eliminating or preventing deposits, scale removal, scale prevention

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Tea And Coffee (AREA)
  • Apparatus For Making Beverages (AREA)
  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области приготовления напитков. Машина для приготовления напитков, реализующая заявленный способ, с использованием горячей воды с гидравлическим контуром включает в себя емкость для воды, бойлер для нагревания воды, насос для подачи воды. Также содержит устройство для заваривания, которое получает воду из указанного бойлера и в которое помещается продукт для приготовления напитка или другого пищевого продукта. Причем машина содержит генератор магнитного поля для обработки воды. Машина дополнительно включает в себя устройство для предварительного нагревания воды вверх по потоку от указанного бойлера, причем указанное устройство для предварительного нагревания соединено с указанным генератором магнитного поля и расположено таким образом, что вода, которая проходит через указанное магнитное поле, имеет температуру выше температуры окружающего воздуха. Заявленная группа изобретений позволяет уменьшить образование отложений накипи в гидравлическом контуре. 2 н. и 9 з.п. ф-лы. 8 ил., 1 табл.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к машине для приготовления пищевого продукта, в частности напитка, а более конкретно, кофе, с использованием горячей воды.
Описание известного уровня техники
Среди небольших бытовых электроприборов, используемых очень часто, имеются машины для приготовления напитков посредством заваривания горячей водой. Обычно среди этих машин машины автоматического, полуавтоматического или ручного типа, предназначенные для приготовления кофе, являются особенно известными.
Электрические машины для приготовления напитков данного типа обычно включают в себя емкость для воды и гидравлический контур, в основном содержащий подающий насос, бойлер и устройство для заваривания. В устройстве для заваривания образована камера для заваривания, в которую загружают пищевой продукт (такой как сыпучий молотый кофе, одноразовые кассеты молотого кофе, кассеты продуктов, которые необходимо разбавлять водой или растворять в ней, и тому подобное). Горячая вода под давлением подается через камеру для заваривания для выделения компонентов напитка из пищевых продуктов, загруженных в камеру для заваривания.
Одним из самых серьезных недостатков, встречающихся при использовании этих машин, является образование известковых отложений, в частности карбоната кальция, и в меньшей степени карбоната магния. Эти отложения обычно образуются в бойлере, а также в трубках, через которые проходит горячая вода, и постепенно препятствуют прохождению потока воды. Накипь, которая образуется в бойлере, уменьшает эффективность теплообмена, то есть, по сути, она образует теплоизоляционный слой.
Отложения, которые образуются, являются плотными и прилипают к стенкам бойлера и трубкам для прохождения воды, и их необходимо периодически удалять с помощью химических веществ. Операции по удалению накипи являются трудоемкими для пользователя, требуя дорогостоящих химических продуктов, и для удаления остатков химических продуктов, используемых для удаления накипи, необходимы последующие циклы промывания (очистки) машины. Фактически присутствие этих продуктов в напитке, приготовленном в машине, представляет собой опасность для здоровья и вызывает изменения органолептических свойств напитка.
Однако в некоторых случаях использование циклов удаления накипи не является удовлетворительным и не способно эффективно удалять карбонатные отложения из гидравлических контуров машин данного типа.
Цель и краткое описание настоящего изобретения
Целью настоящего изобретения является создание машины для приготовления напитков с использованием горячей воды, в частности кофеварки, в которой полностью или частично устранены вышеупомянутые недостатки.
Целью конкретного варианта осуществления настоящего изобретения является создание машины, в которой образование отложений карбоната кальция и магния и других отложений, которые трудно удалить из гидравлического контура, замедлено, предотвращено или, в любом случае, уменьшено.
В соответствии с другим аспектом целью настоящего изобретения является создание способа приготовления горячего напитка, в частности кофе, который позволяет уменьшить образование накипи без изменения органолептических свойств напитка и исключить необходимость в использовании химических продуктов для удаления накипи, или, в любом случае, уменьшении периодичности, с которой они используются.
По существу, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения описана машина для приготовления напитков и других пищевых продуктов, в частности кофе, с использованием горячей воды, с гидравлическим контуром, включающим в себя емкость для воды, бойлер для нагревания воды, насос для подачи воды, устройство для заваривания, которое вмещает воду из указанного бойлера и в которое помещается продукт для приготовления напитка или другого пищевого продукта, при этом машина содержит генератор магнитного поля для обработки воды с целью уменьшения образования отложений накипи в указанном гидравлическом контуре, отличающаяся тем, что она дополнительно включает в себя устройство для предварительного нагревания воды вверх по потоку от указанного бойлера, причем указанное устройство для предварительного нагревания соединено с указанным генератором магнитного поля и расположено таким образом, что вода, которая проходит через указанное магнитное поле, имеет температуру выше температуры окружающего воздуха.
Использование магнитных полей для воздействия на условия осаждения карбонатов кальция и магния было предметом многочисленных исследований с противоречивыми результатами в отношении эффективности и достигаемых результатов. В основном были предприняты попытки использовать магнитные поля во время промышленной обработки воды и удаления карбоната кальция и карбоната магния посредством осаждения.
Еще в 1865 г. в патенте США №50,773 было описано использование магнитных полей, генерируемых постоянными магнитами, для уменьшения образования известковых отложений в бойлерах. US-A-4216092 и US-A-2,652,925 описывают магнитные устройства для обработки воды. Эти устройства содержат трубку, по которой проходит вода, содержащая ионы кальция и магния, и на внутренней стороне или на наружной стороне которой расположен соосно ряд постоянных магнитов относительно трубки, имеющих целью уменьшения степени прилипания отложений кальция и магния в теплообменниках и бойлерах. В ЕР-А-1006083 описана подобная система для обработки промышленных вод для уменьшения карбонатных отложений. Другое устройство для обработки промышленных вод с использованием магнитного поля описано в ЕР-А-0325185.
Другие магнитные системы для обработки потоков воды для промышленных целей описаны в WO-A-2006/029203 и в WO-A-03/000596.
DE 3932565 раскрывает машину для приготовления напитков и других продуктов, используя горячую воду, имеющую гидравлический контур, включающий в себя емкость для воды, бойлер для нагревания воды, насос для подачи воды, устройство для заваривания, которое получает воду из указанного бойлера и в которое помещается продукт для приготовления напитка или другого пищевого продукта, причем машина содержит генератор магнитного поля для обработки воды с целью уменьшения образования отложений накипи в указанном гидравлическом контуре.
Это обстоятельство является особенно важным, принимая во внимание существенные недостатки, которые возникают в результате осаждения и прилипания карбонатов в гидравлических контурах машин для приготовления кофе, как указано выше.
С использованием магнитного поля для уменьшения образования накипи в кофеварках обеспечиваются существенные преимущества, включающие в себя:
увеличение срока службы бойлера и последующее уменьшение затрат на техническую помощь;
улучшение органолептических свойств приготовленного пищевого продукта;
исключение использования химических реагентов для чистки поверхностей, на которых образуется накипь, или, по меньшей мере, уменьшение использования этих химических реагентов;
исключение (или, по меньшей мере, уменьшение) циклов промывания для чистки устройства после использования химических реагентов для удаления накипи;
экономия электроэнергии в результате снижения в меньшей степени эффективности теплообмена в бойлере благодаря уменьшению толщины накипи, которая образуется в нем по сравнению с тем же рабочим временем без магнитного устройства, предотвращающего образование накипи.
Генератор магнитного поля может содержать один или более постоянных магнитов, или один или более электромагнитов, или комбинаций электромагнитов и постоянных магнитов.
В одном варианте осуществления генератор магнитного поля может быть расположен внутри емкости для воды, из которой насос высасывает воду для подачи ее в бойлер машины.
Было установлено, что большая эффективность получается, если магнитное поле воздействует на воду при температуре выше температуры окружающего воздуха. В частности, хорошие результаты были установлены, когда магнитное поле приложено к воде с температурой около 60°С или даже 80°С. Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением вода предварительно нагревается по потоку выше бойлера и принудительно проходит через магнитное поле или магнитные поля, генерируемые генератором магнитного поля уже при температуре выше температуры окружающего воздуха, например выше 40°С и предпочтительно выше 60°С и выше этого значения, например, равного или выше 70°С. Для предотвращения перемещения проблемы осаждения карбонатов из бойлера машины в секцию гидравлического контура вверх по потоку от бойлера предварительное нагревание воды предпочтительно происходит в условиях движения, т.е. нагревания воды, когда она перемещается по трубке, например, посредством расположения электрического резистивного элемента в непосредственной близости от генератора магнитного поля, так возможно, чтобы известковая накипь не образовывалась по потоку выше участка, на котором действует магнитное поле.
В возможном варианте осуществления используемое магнитное поле имеет магнитную индукцию в пределах от 0,1 до 5 тесла (Тл), предпочтительно от 0,2 до 1,5 Тл и даже более предпочтительно от 0,41 до 1,2 Тл. В одном варианте осуществления расход воды через трубку, на которую действуют магнитное поле или магнитные поля, составляет порядка 90 г/мин и, в основном, от 50 до 200 г/мин, предпочтительно от 70 до 150 г/мин.
Одним из наиболее важных эффектов магнитных полей (предмет и спор многочисленных исследований) является влияние на структуру карбоната кальция. Это полиморфное кристаллическое соединение кристаллизуется тремя разными способами:
1. кальцит: это гексагональный кристалл и является наиболее термодинамически стабильной формой СаСО3, кроме того, является одним из наиболее известных минералов в природе;
2. ватерит: это гексагональный кристалл и является также стабильным и самой маленькой стабильной кристаллической формой;
3. арагонит: это орторомбический кристалл, который является метастабильным при низких температурах и атмосферном давлении, он осаждается в растворе в узком диапазоне физико-химических условий и начинает осаждаться приблизительно при 60-70°С.
Можно предполагать, что кристаллы кальцита вызывают образование стойкой накипи, в то время как присутствие арагонита, который часто присутствует в виде иглообразных кристаллов, является основной причиной образования отложений, которые являются более мягкими, пористыми, растворимыми и легче удаляются. Это должно быть механизмом, с помощью которого магнитные поля воздействуют на накипь, хотя природа данного явления все еще остается лишенной точного научного объяснения.
В соответствии с другим аспектом создан способ приготовления напитка или другого пищевого продукта и, в частности, приготовления кофе, посредством заваривания кофе горячей водой, согласно которому создают поток горячей воды, направляют указанный поток горячей воды через пищевой продукт, используя который, готовят указанный напиток или указанный пищевой продукт, обрабатывают воду, по меньшей мере, одним магнитным полем для уменьшения известковых отложений, причем согласно изобретению перед обработкой с помощью указанного магнитного поля воду предварительно нагревают и дополнительно нагревают воду после обработки с помощью указанного магнитного поля.
Другие преимущественные признаки способа и машины в соответствии с настоящим изобретением определены в прилагаемой формуле изобретения.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение станет лучше понятным после изучения нижеследующего описания и сопроводительных чертежей, на которых изображены неограничивающие варианты осуществления настоящего изобретения. Более конкретно, на чертежах
фиг.1 - вид автоматической кофеварки, в которой применено настоящее изобретение;
фиг.2 - схематический вид элементов машины на фиг.1, важный для понимания настоящего изобретения;
фиг.3 изображает расположение магнитов;
фиг.4 - график, показывающий экспериментальные результаты, полученные во время цикла испытаний;
фиг.5 - схематический вид расположения пары постоянных магнитов на U-образной трубке;
фиг.6, 7А и 7В - графики, показывающие результаты других экспериментов с расположением магнитов, изображенных на фиг.5;
фиг.8 - схематический вид, подобный схематическому виду на фиг.2 настоящего изобретения.
Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения
Настоящее изобретение будет описано ниже применительно к автоматической кофеварке, хотя оно также может быть использовано для полуавтоматических или ручных электрических кофеварок или, в основном, для машин для приготовления напитков или других пищевых продуктов с использованием горячей воды. Следует отметить, что фиг.2-7 носят лишь информативный характер.
На фиг.1 схематически изображена кофеварки, обозначенная ссылочной позицией 1, содержащая устройство 3 для заваривания, известного, по сути, автоматического типа.
На схематическом виде на фиг.2 снова изображено автоматическое устройство 3 для заваривания, в которое подается способом, описанным ниже, вода, выходящая из емкости 5, обычно расположенной на заднем участке машины 1. Через расходомер 7 (например, турбинный расходомер) для измерения расхода вода всасывается из емкости 5 при помощи насоса 9, который питает бойлер 11. Ссылочная позиция 13 обозначает трубку, которая соединяет насос 9 и бойлер 11, и ссылочная позиция 15 обозначает трубку, которая соединяет бойлер 11 с устройством 3 для заваривания. Насос 9 может быть оснащен трубкой 17 для рециркуляции, которая обеспечивает рециркуляцию воды, поданную из насоса 9 по направлению к ее впускному отверстию. Трубка 17 для рециркуляции соединена с насосом 9 через 3-ходовые клапаны 19 и 21.
Ссылочная позиция 23 обозначает трубку для подачи кофе, которая заканчивается дозирующим отверстием 25 или парой дозирующих отверстий 25, под которыми могут быть размещены одна или две чашки Т для сбора кофе, получаемого после заваривания в камере для заваривания, образованной в устройстве 3.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения генератор 31 магнитного поля расположен вдоль трубки 13. В одном варианте осуществления генератор 31 включает в себя первый постоянный магнит 33 и второй постоянный магнит 35, расположенные напротив друг друга вокруг трубки 13. Эта трубка преимущественно выполнена из пластмассы, например тефлона, кремния или другого материала, пригодного для контакта с пищевым продуктом, т.е. совместимого для контакта с водой, предназначенной для приготовления напитка. Материал, из которого выполнена трубка 13, является также таким, чтобы не препятствовать прохождению силовых линий магнитного поля, генерируемого двумя постоянными магнитами 33 и 35.
В одном варианте осуществления магниты 33 и 35 расположены с противоположными полярностями: магнит 33 расположен с северным полюсом (N), обращенным к трубке 13, в то время как магнит 35 расположен с южным полюсом (S), обращенным к указанной трубке.
Для проверки эффективности магнитной системы для уменьшения образования устойчивой накипи карбоната кальция был проведен эксперимент с двумя кофеварками, одинаковыми, за исключением наличия генератора 31 магнитного поля в одной и отсутствия его в другой. Машины оставались включенными в течение одинакового количества часов, и одно и то же количество воды принудительно циркулировало в них для получения одного и того же количества кофе и образования одного и того же количества пара в идентичных рабочих условиях. Накопление накипи оценивалось посредством отсоединения бойлеров двух машин несколько раз и взвешивания их после удаления остаточной воды посредством продувания сжатым воздухом и сушки при температуре окружающего воздуха. Увеличение веса со временем происходит за счет образования накипи карбоната кальция на стенках бойлеров. Машины были оснащены змеевиковыми бойлерами со спиральной трубкой для прохождения воды, резистивным элементом, также намотанным по спирали, расположенным внутри объема, окруженного витками трубки для прохождения воды.
Машины подвергались во время эксперимента интенсивному использованию посредством приготовления большого количества кофе и отвода больших количеств горячей воды и меньших количеств пара для уменьшения времени отложений и, таким образом, получения соответствующих количеств накипи в бойлере. Все используемые количества воды контролировались и записывались.
На фиг.4 приведены результаты, полученные в этих экспериментах. Абсцисса показывает количество дней эксперимента, и ордината показывает количество в граммах карбоната кальция (СаСО3), заданное разницей в весе бойлера при каждом взвешивании относительно веса не использовавшегося ранее бойлера. Кривая С1 образует интерполяцию между точками измерения, выполненными в машине, оснащенной генератором магнитного поля, в то время как кривая С2 представляет собой кривую интерполяции результатов, полученных в машине для сравнения. Нижеследующая таблица обобщает экспериментальные данные, полученные через 11, 18 и 46 дней эксперимента соответственно.
Дни работы Вес накипи в машине с магнитами (г) Вес накипи в машине без магнитов (г) Уменьшение %
11 0,37 0,62 40,3
18 0,85 1,44 41,0
46 1,88 3,17 40,7
На графике на фиг.4 и в предшествующей таблице можно видеть уменьшение порядка 40% образования накипи благодаря использованию генератора 31 магнитного поля.
Осмотр бойлеров после испытаний показал, что накипь в контрольном бойлере без магнитов является очень плотной и твердой и присутствует в больших количествах. Изображения, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа, показали неоднородное распределение кристаллов с удлиненным призматическим габитусом. Кристаллографический анализ показал смешанный кальциевый компонент и заслуживающий внимания компонент арагонита. Данные результаты наблюдения были подтверждены также рентгенографическим анализом.
Бойлер с магнитами показал присутствие легко удаляемого отложения, для которого не требуется приложение специального усилия, чтобы удалить его со стенок. Количество отложения было однозначно меньше, чем в случае с контрольным бойлером. Микроскопическое исследование показало однородное пространственное распределение кристаллов с удлиненным призматическим габитусом, однако с меньшими размерами по сравнению с контрольным бойлером. Кроме того, в этом случае рентгенографический анализ показал преобладающее присутствие фазы арагонита. Кроме того, наблюдалось, что отложение, образовавшееся в бойлере с магнитами, имело большую степень пустот относительно отложения, образованного в бойлере без магнитов.
На фиг.5 схематически изображено другое расположение магнитов, также обозначенных ссылочными позициями 33, 35, которые в этом случае имеют форму С или U и расположены на изгибе или колене трубы 13. Конфигурация данного типа использовалась для второго цикла экспериментов с использованием магнитов с напряженностью 0,1 Тл полукруглой формы, расположенных вокруг колена стальной трубки с внутренним диаметром 4 мм, наружным диаметром 7 мм и длиной 30 мм. На фиг.6 показаны кривые, подобные кривым на фиг.4. Кривые С1 и С2 показывают изменение веса в граммах (ординаты) в зависимости от рабочего времени (в днях на абсциссах). Кривая С1 относится к бойлеру с магнитами, кривая С2 к бойлеру без магнитов (контрольный бойлер).
На фиг.7А изображена кривая, показывающая уменьшение в процентном отношении накипи в зависимости от времени, в то время как на фиг.7В изображена кривая, показывающая уменьшение в процентном отношении накипи в бойлере с магнитами (ординаты) в зависимости от накопления накипи в контрольном бойлере (на абсциссах, в граммах).
Не ограничиваясь каким-либо химико-физическим объяснением сложного явления, что может привести к получению важных экспериментальных результатов, можно наблюдать, что существенное воздействие магнитного поля не изменяет химическое равновесие воды, а препятствует процессам образования центров кристаллизации, воздействуя на уровни гипернасыщения вокруг зародыша, и вызывает изменение кристаллохимической фазы. Как указано ранее, карбонат кальция в своей кристаллической форме может находиться в виде трех разных фазах:
1. кальцит с кристаллизацией в ромбоэдрической системе с тремя осями;
2. арагонит с кристаллизацией в ромбической системе с одной осью;
3. ватерит с кристаллизацией сферического типа.
Из трех форм одной из наиболее термодинамически вероятных при температуре и давлении окружающего воздуха является устойчивая форма кальцита.
В нормальных процессах нагревания воды в тепловых контурах бикарбонат кальция в своем последующем разложении с образованием карбонатного образца образует плотную накипь, которая прочно пристает к металлическим стенкам. Объяснение выделения и образования кальцита заключается в дефиците пары электронов атома углерода, дефиците, при котором атом углерода стремится высвободиться посредством захвата пары электронов у атома, обладающего донорской способностью. Это состояние является типичным для металлов, которые обычно имеют свободные пары электронов, которые можно распределять.
В большинстве случаев это действие проявляется на поверхностях в контакте с водой, которые со своей микрошероховатостью способствуют образованию зародышей кристаллов посредством деления пары электронов с углеродом, образуя связь металл-углерод, которая прочно закрепляет зародыш кристалла на стенках, и этот указанный зародыш будет постоянно расти. Этот рост должен быть найден у атомов, которые действовали для образования соединения, на которых остается остаточный заряд, который инициирует диполи, которые действуют в качестве точек притяжения и ориентации для других молекул, которые последовательно объединяются. Связь между молекулами в процессе кристаллизации не будет происходить хаотично, а будет происходить в соответствии с ориентацией существующих электрических диполей и магнитными полями, генерируемыми электронами. Присоединение молекул будет ориентировано в пространстве в соответствии с направлениями, в которых силы притяжения больше, а воздействие магнитного поля меньше.
На основании этих электромеханических аспектов любое воздействие, оказываемое магнитным полем, приложенным с наружной стороны, вызывает изменение физической структуры, а не химической структуры, поскольку оно не будет влиять на растворимость составов и, следовательно, изменять значение ионного произведения.
Это влияние, которое усиливается пропорционально увеличению напряженности магнитного поля, определяется в развитии и образования зародышей кристалла. При сольватации каждый ион металла окружается определенным количеством молекул воды в результате присутствия электрических диполей, заряженные концы которых ориентированы в пространстве после электростатического притяжения ионов. В этом комплексе вода-ион ион занимает центральную полость, и эффективный радиус иона зависит от ориентации этого диполя. Эффективный радиус становится больше кристаллографического радиуса, и для катионов, когда не приложена внешняя сила, эта разница составляет 0,1 Å.
Влияние магнитного поля с высокой напряженностью, способное нейтрализовать магнитное поле, создаваемое электронами, препятствует свободной и гармоничной ориентации. Следовательно, диполи должны быть ориентированы в соответствии с силовыми линиями приложенного магнитного поля, и эта вынужденная ориентация будет влиять на эффективный радиус иона.
В случае иона кальция эта вынужденная ориентация диполей вызывает заслуживающее внимания увеличение эффективного радиуса по сравнению с кристаллографическим радиусом, таким образом, он ведет себя подобно иону с радиусом, большим 0,1 Å, образуя кристаллы ромбической, а не ромбоэдрической системы. Эта деформация ионов соответствует поглощению энергии системой, которая передается выделившейся фазе, состоящей из фазы арагонита, метаустойчивой с энергосодержанием более высоким, чем энергосодержание кальцита. Однако эффект противообразования накипи, вероятно, невозможно обнаружить только в другой кристаллохимической форме образования за счет кальцита и арагонита, поскольку оба, в особенности кальцит, вызывают уплотнение агрегатов и отложений. Фактически при образовании арагонита молекулы ориентируются в соответствии с силовыми линиями магнитного поля вследствие присутствия электрического диполя, и это изменение будет вызывать пространственное затруднение в создании кристаллической сетки, так как она не может ориентироваться свободно в пространстве и соединяться в соответствии с линиями силы притяжения электрических диполей, присутствующих в ней. Указанные силы притяжения образуют внутримолекулярные силы, которые вызывают кристаллическую когезию. Отсутствие внутримолекулярных сил приводит к образованию аморфных отложений, которые имеют вид легкого и неустойчивого порошкообразного талька, состоящего из множества маленьких кристаллов, имеющих очень легкий игольчатый габитус, легко удаляемый гидродинамическим действием воды.
Результаты, еще более соответствующие результатам, указанным выше, могут быть получены усовершенствованным вариантом осуществления, схематически изображенным на фиг.8. Подобные ссылочные позиции обозначают элементы, подобные или эквивалентные элементам на схеме на фиг.2.
На фиг.8 в дополнении к элементам, уже описанным со ссылкой на фиг.2, предусмотрена в соединении с генератором 31 магнитного поля система 41 для предварительного нагревания воды, которая проходит по трубке 13 по направлению к бойлеру 11. Система 41 предварительного нагревания схематически представлена в виде электрического сопротивления, намотанного вокруг трубки 13.
Фактически система предварительного нагревания может состоять, например, из части трубки 13, выполненной из металла или другого теплопроводящего материала для обеспечения предварительного нагревания потока воды непосредственно вверх по потоку от генератора 31 магнитного поля, или даже на участке, на котором расположен указанный генератор. Таким образом, можно нагревать воду во время ее прохождения по направлению к бойлеру на участке, расположенном непосредственно рядом с ним или совпадающим с участком действия магнитного поля, генерируемого магнитом (магнитами) генератора 31.
Таким образом, предотвращена проблема простой передачи проблемы и образования известковых отложений из бойлера 11 в систему предварительного нагревания. Одновременно можно обрабатывать с помощью магнитного поля частично нагретую воду, обеспечивая более сильный эффект магнитного поля для предотвращения образования известковых отложений. Подходящие значения температуры предварительного нагревания могут колебаться от 40 до 80°С и, предпочтительно, от 50 до 70°С или выше.
Понятно, что чертежи показывают только один пример, приведенный исключительно в качестве практической демонстрации настоящего изобретения, который может изменяться в своих формах и расположениях без отхода от объема идеи, лежащей в основе настоящего изобретения. Любые ссылочные позиции в прилагаемой формуле изобретения даны для облегчения чтения формулы изобретения со ссылкой на описание и чертежи и не ограничивают объем охраны, заявленной формулой изобретения.

Claims (11)

1. Машина для приготовления напитков и других пищевых продуктов с использованием горячей воды с гидравлическим контуром, включающим в себя емкость (5) для воды, бойлер (11) для нагревания воды, насос (9) для подачи воды, устройство (3) для заваривания, которое получает воду из указанного бойлера, и в которое помещается продукт для приготовления напитка или другого пищевого продукта, причем машина содержит генератор (31) магнитного поля для обработки воды с целью уменьшения образования отложений накипи в указанном гидравлическом контуре, отличающаяся тем, что она дополнительно включает в себя устройство (41) для предварительного нагревания воды вверх по потоку от указанного бойлера (11), причем указанное устройство для предварительного нагревания соединено с указанным генератором (31) магнитного поля и расположено таким образом, что вода, которая проходит через указанное магнитное поле, имеет температуру выше температуры окружающего воздуха.
2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что указанное устройство (41) для предварительного нагревания расположено и предназначено для нагревания воды, в то время как она проходит через магнитное поле.
3. Машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что указанное устройство (41) для предварительного нагревания расположено, по меньшей мере, частично в магнитном поле, генерируемом указанным генератором (31) магнитного поля.
4. Машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она является кофеваркой (1).
5. Машина по п.4, отличающаяся тем, что включает в себя камеру для заваривания для вмещения молотого кофе, через которую проходит поток воды, подаваемой из указанного бойлера (11).
6. Способ приготовления напитка или другого пищевого продукта, согласно которому:
создают поток горячей воды;
направляют указанный поток горячей воды через пищевой продукт, используя который, готовят указанный напиток или указанный пищевой продукт,
обрабатывают воду, по меньшей мере, одним магнитным полем для уменьшения известковых отложений,
отличающийся тем, что предварительно нагревают воду перед ее обработкой с помощью указанного магнитного поля и дополнительно нагревают воду после обработки с помощью указанного магнитного поля.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что предварительно нагревают воду в условиях движения.
8. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что предварительно нагревают воду на участке, по меньшей мере, частично заключенном в указанном магнитном поле.
9. Способ по п.6, отличающийся тем, что предварительно нагревают воду до температуры, равной или превышающей 40°С, и, предпочтительно, равной или превышающей 50°С, и, даже более предпочтительно, от 55°С до 80°С.
10. Способ по п.6, отличающийся тем, что магнитное поле имеет магнитную индукцию, составляющую от 0,1 до 5 Тесла, предпочтительно от 0,2 до 1,5 Тесла и более предпочтительно от 0,4 до 1,2 Тесла.
11. Способ по п.6, отличающийся тем, что направляют поток воды через указанное магнитное поле со скоростью потока от 70 до 150 г/мин.
RU2010108243/12A 2007-08-10 2008-07-24 Машина для приготовления напитков, в частности кофе, оснащенная системами предотвращения образования накипи, и способ приготовления напитков, в частности кофе RU2479244C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000187A ITFI20070187A1 (it) 2007-08-10 2007-08-10 "macchina per la produzione di bevande, in particolare caffe', con sistemi anticalcare e relativo metodo"
FIFI2007A000187 2007-08-10
PCT/IT2008/000499 WO2009022365A2 (en) 2007-08-10 2008-07-24 Machine for preparing beverages, in particular coffee, with limescale- prevention systems and relative method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010108243A RU2010108243A (ru) 2011-09-20
RU2479244C2 true RU2479244C2 (ru) 2013-04-20

Family

ID=40299708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010108243/12A RU2479244C2 (ru) 2007-08-10 2008-07-24 Машина для приготовления напитков, в частности кофе, оснащенная системами предотвращения образования накипи, и способ приготовления напитков, в частности кофе

Country Status (14)

Country Link
US (1) US9072407B2 (ru)
EP (1) EP2178425B1 (ru)
JP (1) JP5841724B2 (ru)
KR (1) KR20100045504A (ru)
CN (1) CN101795608B (ru)
AT (1) ATE515221T1 (ru)
AU (1) AU2008288072B2 (ru)
BR (1) BRPI0815024A8 (ru)
ES (1) ES2369219T3 (ru)
IT (1) ITFI20070187A1 (ru)
MX (1) MX2010001540A (ru)
RU (1) RU2479244C2 (ru)
TW (1) TW200934430A (ru)
WO (1) WO2009022365A2 (ru)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITFI20090074A1 (it) * 2009-04-09 2010-10-10 Saeco Strategic Services Ltd "caldaia per macchine per la produzione di bevande e macchina comprendente detta caldaia"
JP2011025231A (ja) * 2009-06-23 2011-02-10 Hitoshi Arai 液体磁気処理具及び液体磁気処理装置。
CH702514A1 (de) * 2010-01-15 2011-07-15 Control And Monitoring Systems Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Wasser.
EP2705783B1 (de) * 2012-09-06 2014-07-30 Miele & Cie. KG Vorratsbehälter einer Entkalkungsvorrichtung, Getränkeautomat und Verfahren zur Entkalkung eines Getränkeautomaten
US9192260B2 (en) 2013-02-23 2015-11-24 Dov Z Glucksman Apparatus and method for infusing hot beverages
KR101319856B1 (ko) 2013-07-11 2013-10-18 주식회사 엔바이로앤에너지 수처리 및 가온 장치
KR101304121B1 (ko) * 2013-07-11 2013-09-05 주식회사 엔바이로앤에너지 수처리 및 가온 장치
CN104545445A (zh) * 2013-10-12 2015-04-29 通用国际企业有限公司 牛奶蒸汽机
AU2014338948B2 (en) * 2013-10-22 2019-01-17 Versuni Holding B.V. Descaling hot-beverage producing machines
US9492054B2 (en) * 2014-10-02 2016-11-15 Frederick Keiner Washing machine descaler introduction apparatus
US11524268B2 (en) 2016-11-09 2022-12-13 Pepsico, Inc. Carbonated beverage makers, methods, and systems
DE102017118598A1 (de) * 2017-08-15 2019-02-21 Franke Kaffeemaschinen Ag VORRICHTUNG ZUM ZUBEREITEN VON HEIßGETRÄNKEN
CN108007026A (zh) * 2017-11-20 2018-05-08 美意(浙江)空调设备有限公司 一种温度逻辑设定系统
CN107999475A (zh) * 2017-12-27 2018-05-08 山东佳星环保科技有限公司 一种高效除垢装置
TR201722548A2 (tr) 2017-12-28 2019-07-22 Arcelik As Bi̇r sicak su akiş düzenleyi̇ci̇ si̇stemi̇ ve bunun çalişma yöntemi̇
DE102019123590A1 (de) * 2019-09-03 2021-03-04 Franke Kaffeemaschinen Ag Getränkezubereitungsvorrichtung mit Milchsystem

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3932565A1 (de) * 1989-09-29 1991-04-11 Norbert Dipl Ing Flammann Kleingeraet, z. b. kaffeemaschine, dampfbuegeleisen oder espressomaschine und verwendung von magneten in diesen geraeten
DE9102938U1 (ru) * 1991-03-12 1991-08-14 Neumann, Richard, 8305 Ergoldsbach, De
DE4314969A1 (de) * 1993-05-06 1993-12-09 Schober Elektronik Gmbh Wasserenthärtung in wasserverarbeitenden Elektrogeräten

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US50773A (en) 1865-10-31 Improvement in preventing incrustation of steam-boilers
LU28155A1 (ru) 1945-10-06
US5556654A (en) * 1978-05-17 1996-09-17 Fregeau; Leo J. Magnet beverage treatment
US4216092A (en) 1978-07-24 1980-08-05 Hydromagnetics, Inc. Coaxial hydromagnetic device for hydraulic circuits containing calcium and magnesium ions
JPS5822555B2 (ja) 1979-04-18 1983-05-10 三協アルミニウム工業株式会社 表面処理用長尺材縦吊り方法
US4808306A (en) * 1986-09-12 1989-02-28 Mitchell John Apparatus for magnetically treating fluids
FR2626011B1 (fr) 1988-01-18 1994-04-01 Bochaton Pierre Dispositif a circulation d'eau selon un trajet helicoidal, pour appareil anti-tartre
JPH0269188A (ja) 1988-09-02 1990-03-08 Bio-Le Kk l−カルニチンの製造法
JPH02122888A (ja) 1988-10-31 1990-05-10 Fuji Keiki:Kk 水処理装置
US5134924A (en) * 1990-04-02 1992-08-04 Wayne Vicker Automatic coffee or like beverage making machine
US5113751A (en) * 1990-05-31 1992-05-19 Aqua Dynamics Group Corp. Beverage brewing system
JPH0428835U (ru) 1990-06-28 1992-03-09
JP2567969Y2 (ja) * 1991-09-24 1998-04-08 東陶機器株式会社 創水装置を具備したコーヒーメーカー
DE4208854C2 (de) 1992-03-19 1994-06-30 Cosmec Srl Verfahren und Vorrichtung zur Zubereitung von Kaffeegetränken
CA2136421A1 (en) * 1992-05-23 1993-12-09 Arno W. Latzke Ecological water-treatment device
JPH07177973A (ja) 1993-12-24 1995-07-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd ティーメーカー
JPH0962929A (ja) 1995-08-25 1997-03-07 Sanyo Electric Co Ltd 飲料貯蔵装置
GB2317125A (en) * 1996-09-11 1998-03-18 Liff Holdings Ltd Water treatment apparatus
JPH10180260A (ja) 1996-12-26 1998-07-07 Seta Giken:Kk 磁化水製造装置
JPH1137383A (ja) 1997-07-24 1999-02-12 Taisho Build:Kk 管継手
US5944973A (en) * 1997-09-26 1999-08-31 Watertek International, Ltd. Water treatment device
EP1006083A1 (de) 1998-12-01 2000-06-07 PERMA TRADE WASSERTECHNIK GmbH Permanentmagnetisches Flüssigkeitsbehandlungsgerät
HK1035836A2 (en) * 2000-10-11 2001-11-16 Electrical & Electronics Ltd Infuser
WO2003000596A1 (es) 2001-06-26 2003-01-03 David Systems & Technology S.L. Sistema magnético de tratamiento de líquidos
DE10223903C1 (de) * 2002-05-29 2003-07-17 Fianara Int Bv Getränkebereiter mit einem Wassererhitzer und mit einer Vorrichtung gegen Kesselsteinablagerung
DE20217068U1 (de) * 2002-11-04 2004-03-18 Eugster/Frismag Ag Einrichtung zum Ableiten von Restdampf und Restwasser aus dem Heizer einer Heißgetränkemaschine, insbesondere Kaffeemaschine
JP4028835B2 (ja) 2003-11-07 2007-12-26 東芝テック株式会社 硬貨入出金装置
JP2005168926A (ja) 2003-12-12 2005-06-30 Hoshizaki Electric Co Ltd 飲料供給機
US7229561B1 (en) 2004-02-27 2007-06-12 Hiroyoshi Hamanaka Method of in-pipe activation of running water and in-pipe activator for running water as well as method of maintaining body temperature by way of promoting blood flow
DE602005013976D1 (de) 2004-09-07 2009-05-28 Daniel S Alms Magnetische anordnungen zum schutz vor ablagerungen
JP2006297346A (ja) 2005-04-25 2006-11-02 Heisei Riken Kk スケール付着を防止する方法
CN2920114Y (zh) * 2005-08-15 2007-07-11 王冬雷 咖啡机酿造锁紧装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3932565A1 (de) * 1989-09-29 1991-04-11 Norbert Dipl Ing Flammann Kleingeraet, z. b. kaffeemaschine, dampfbuegeleisen oder espressomaschine und verwendung von magneten in diesen geraeten
DE9102938U1 (ru) * 1991-03-12 1991-08-14 Neumann, Richard, 8305 Ergoldsbach, De
DE4314969A1 (de) * 1993-05-06 1993-12-09 Schober Elektronik Gmbh Wasserenthärtung in wasserverarbeitenden Elektrogeräten

Also Published As

Publication number Publication date
ATE515221T1 (de) 2011-07-15
AU2008288072B2 (en) 2014-12-18
CN101795608A (zh) 2010-08-04
EP2178425A2 (en) 2010-04-28
ES2369219T3 (es) 2011-11-28
ITFI20070187A1 (it) 2009-02-11
JP2010535617A (ja) 2010-11-25
KR20100045504A (ko) 2010-05-03
WO2009022365A3 (en) 2009-05-14
AU2008288072A1 (en) 2009-02-19
EP2178425B1 (en) 2011-07-06
CN101795608B (zh) 2012-06-13
JP5841724B2 (ja) 2016-01-13
RU2010108243A (ru) 2011-09-20
WO2009022365A2 (en) 2009-02-19
BRPI0815024A8 (pt) 2015-09-29
US20120121769A1 (en) 2012-05-17
US9072407B2 (en) 2015-07-07
MX2010001540A (es) 2010-04-07
TW200934430A (en) 2009-08-16
BRPI0815024A2 (pt) 2015-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2479244C2 (ru) Машина для приготовления напитков, в частности кофе, оснащенная системами предотвращения образования накипи, и способ приготовления напитков, в частности кофе
Lipus et al. Influence of magnetic field on the aragonite precipitation
US20100263688A1 (en) Catalytic water treatment method and apparatus
Dobersek et al. An experimentally evaluated magnetic device's efficiency for water-scale reduction on electric heaters
US20170044038A1 (en) Electrical Household Appliance with Biodegradable Scale-Inhibiting Agent
Cho et al. Nonchemical methods to control scale and deposit formation
Kozic et al. Magnetic water treatment for scale control in heating and alkaline conditions
CN104129862A (zh) 一种用于去除锅炉硅垢的清洗剂
US20140319065A1 (en) Augmented polyacrylate anti-scale media and methods of making the same
FR3030482B1 (fr) Dispositif avec agent antitartre biodegradable
CN106636477A (zh) 一种具有永磁体装置的糖厂蒸发罐
RU2261843C1 (ru) Устройство для снижения образования накипи
EP1966096A2 (en) Use of phytate for water treatment
Sawaftah Optimization of Calcium Sulfate Scale Reduction Using Magnetic Field
RU2174960C1 (ru) Устройство для обработки воды (варианты)
RU2494048C1 (ru) Способ электромагнитной обработки жидкостей и устройство для его осуществления (варианты)
EP0723940A1 (fr) Procédé pour empêcher la formation et le dépÔt de tartre dans des appareils électroménagers et appareils électroménagers comportant un agent complexant
WO2010013283A2 (en) System for removal of deposits from a heat exchanger, particularly a heat exchanger for a coffee machine
Lee et al. Study of the performance of physical water treatment with a solenoid coil to prevent mineral fouling. Part 1: Effect of a side-stream filtration
RU2306560C1 (ru) Установка для исследования накипеобразования
JP3068181U (ja) 蓄熱式給湯装置
Zhang et al. Energy consumption and environmental protection performance of rotational electromagnetic pyretogenic technology
RU2335726C1 (ru) Устройство для борьбы с отложениями в теплообменной аппаратуре
MX2013014119A (es) Dispositivo magnetico para el tratamiento de agua.
KR20150116586A (ko) 커피 제조장치

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160725