"Frocédé et appareil pour la distribution dosée de liquides très visqueux, en particulier de sirops et concentrés à conservation spontanée" L'invention concerne un procédé et un appareil
pour la distribution dosée de liquides très visqueux, en particulier de sirops et concentrés à conservation spontanée.
Les sirops et concentrés doivent être distribués
en quantités dosées dans des conditions variables, par exemple au moyen de distributeurs automatiques, en particulier
en combinaison avec des distributeurs automatiques de boissons. Différents problèmes se posent lorsqu'il s'agit de
doser exactement la proportion de sirop ou de concentré relativement à la quantité de liquide amené, en particulier d'eau, pour préparer une boisson destinée directement à la consommation. A ces difficultés s'ajoutent des problèmes hygiéniques, car les sirops et concentrés, sous la forme employée pour la fabrication de boissons, par exemple de limonades gazeuses ou non, ou analogues, comportent des inconvénients du point de
vue hygiénique, étant donné que les sirops, ou analogues,
sont habituellement formés de matières organiques qui ont tendance à s'altérer. Pour cette raison, les concentrés de ce genre contiennent habituellement des additifs conservateurs, mais ces additifs sont souvent indésirables. Pour éviter d'utiliser des conservateurs, il est nécessaire d'augmenter
la teneur en sucre du sirop ou concentré jusqu'à plus de 60 % en poids, ce qui donne au sirop ou concentré la propriété de conservation spontanée.
Indépendamment du fait que l'on utilise ou non des additifs conservateurs, il reste dans tous les cas des difficultés appréciables quant au transport de ces sirops et concen-. trés, au dosage de ces liquides pour des situations données
de distribution et au mélange de la quantité dosée de sirop
ou de concentré à la quantité nécessaire d'eau pour former une boisson finie.
Pour surmonter ces problèmes, on connaît des appareils comme ceux qui sont représentés et décrits dans
les brevets US n[deg.] 3 258 166 et 3 807 607. Ces appareils connus constituent un progrès notable relativement à la technique antérieurement connue, mais pourtant la pratique montre que dans ces appareils, les difficultés résident dans le fait qu'ils nécessitent l'ouverture et la fermeture d'une valve dans le parcours d'écoulement du sirop ou concentré.
A cet effet, non seulement il faut un dispositif d'ouverture et de fermeture, mais il se pose des problèmes particuliers, lorsqu'il s'agit d'éviter des conditions d'hygiène défectueuses pendant et après le mélange du sirop ou concentré à l'eau par exemple refroidis, problèmes qui n'ont pas encore pu être résolus de façon entièrement satisfaisante par les appareils connus.
Il est apparu que dans les appareils mentionnés ci-dessus pour la*distribution de sirops ou concentrés très visqueux ayant une teneur en sucre suffisante pdur la conservation spontanée, depuis des réservoirs servant à stocker le sirop ou le concentré, des résidus de la boisson restent dans
la chambre de mélange après que les quantités dosées de liquide visqueux et de l'autre liquide, par exemple l'eau, ou analogues, aient été mélangées pour la formation d'une boisson. Ces quantités résiduelles perdent leur propriété de conservation spontanée à cause de la dilution par l'eau, de sorte qu'il se produit rapidement une altération ou analogue. Cela signifie que les appareils connus doivent être fréquemment nettoyés très soigneusement, ce qui entrai, ne des grands frais.
Si ce nettoyage n'est pas effectué ponctuellement, il se produit des inconvénients hygiéniques, en particulier un développement rapide de micro-organismes indésirables.
L'invention a pour but de surmonter_ ces difficultés
<EMI ID=1.1>
une structure simple et des moyens réduits, de répondre de façon optimale à toutes les exigences hygiéniques, de sorte que le nettoyage approfondi, fréquent et coûteux, n'est plus
<EMI ID=2.1>
nocifs.
Selon l'invention, ce problème est résolu par le
fait que l'on amène le liquide très visqueux à une zone de mélange, en un courant uniforme de débit pratiquement constant, que l'on dirige à travers la zone de mélange un jet d'eau ou d'autre liquide diluant et qu'avec le jet d'eau ou autre liquide, on évacue de la zone de mélange vers une zone de distribution une partie du liquide très visqueux en formant simultanément un mélange homogène. Un mode d'exécution du procédé est caractérisé par le fait que, de préférence après chaque processus de distribution, on amène encore à la zone
de mélange une quantité prédéterminée de liquide très visqueux et que l'on forme à la sortie un bouchon de liquide non dilué, très visqueux et à conservation spontanée, qui isole la zone de mélange de l'atmosphère et joue en même temps le rôle d'une valve d'isolement empêchant les gouttes retardataires
et qui, 9 en séparant la colonne d'eau du sirop ou du concentré, évite les résidus de liquide périssable.
Pour la mise en oeuvre du procédé nouveau, l'inven- <EMI ID=3.1> très visqueux A la sortie duquel est raccordé an dispositif doseur. Avantageusement, le dispositif doseur est muni d'un dispositif de pompage de débit volumétrique constant et réglable, pouvant être directement raccordé au réservoir et.dont la sortie est raccordée à une chambre de mélange, tandis que
<EMI ID=4.1>
fonctionnant selon le principe de l'injecteur, pouvant fonctionner au moyen d'eau ou d'un autre liquide diluant et au moyen duquel le liquide très, visqueux peut être aspire de la chambre de mélange en se mélangeant à l'eau, ou autxe liquide.
Le procédé et l'appareil nouveaux sont notablement plus simples que l'appareil antérieure en particulier on n'a pas besoin d'une valve commandée sur le parcours d'écoulement du liquide très visqueux. Un point important est que
dans la chambre de mélange, il n'y a pratiquement jamais que du liquide très visqueux non dilué, donc un liquide se conservant spontanément. Pour cette seule raison, toutes les conditions hygiéniques sont sûrement remplies. Le fonctionnement . satisfaisant du point de vue hygiénique est encore favorisé notablement par le fait qu'après chaque processus de distribution, le tuyau de distribution qui communique avec l'atmosphère extérieure est bouché par un bouchon de liquide tris visqueux
<EMI ID=5.1>
oeuvre du procédé nouveau est caractérisé par le fait que-le dispositif doseur est équipa d'une pompe comportant un rotor muni d'un arbre excentrique relativement. à la chambra de pompe ,
<EMI ID=6.1>
la surface intérieure de la chambre de pompe et conçue* de telle sorte que les ailettes souples déplacent de :façon pratiquement continue une quantité prédéterminée de liquide par unité de temps, de la sortie du réservoir à liquide visqueux vers la sortie de la pompe.
<EMI ID=7.1>
de limonade ou jus de fruits, il est connu d'utiliser des pompes dites péristaltiques. Cependant, les pompes de ce genre n'ont qu'une longévité relativement réduite et nécessitent
<EMI ID=8.1>
teneur en sucre inférieure à 60 % en poids. Ainsi, ces pompes ne peuvent servir qu'avec des liquides visqueux dont la conservation est assurée par des additifs spéciaux de conservation. Par contre, ces pompes ne conviennent pas aux liquides très visqueux ayant une teneur en sucre qui assure la conservation spontanée. Un autre inconvénient de ces pompes est qu'elles ont un fonctionnement puisé, tandis que l'eau amenée pour être mélangée arrive de façon continue. Il s'ensuit que les liquides distribués s'ont pas -toujours la mess concentration de sirop ni une homogénéité suffisante.
Ces difficultés sont complètement évitées par l'appareil selon l'invention. La pompe utilisée dans l'appareil
<EMI ID=9.1>
tionne comme une pompe doseuse dont le rotor a une vitesse de rotation relativement faible. Les vitesses de rotation sont de
<EMI ID=10.1>
pompage, le rotor de la pompe de l'appareil selon l'invention est entraîné, dans un mode d'exécution préférentiel, une vitesse de rotation essentiellement comprise entre 20 et 60 tours/mn. En vertu de cette faible vitesse de rotation, la pompe fournit par unité de temps, en fonction de la vitesse de rotation établie et de la durée d'entraînement, une quantité de liquide très visqueux, par exemple de sirop
<EMI ID=11.1>
Des expériences ont montée que le débit ne varie pas même
si, au lieu du liquide très visqueux, on dose de l'eau potable avec la pompe de l'appareil nouveau. Or, cela signifie que dans l'appareil nouveau, des variations de la viscosité
du liquide dosé avec la pompe n'ont plus d'influence négative sur l'exactitude de la quantité de liquide dosée par unité de temps.
En outre, des essais ont montré que les solides contenus dans le liquide très visqueux, par exemple la pulpe de fruits, les pépins ou analogues, n'ont aucune influence perturbatrice sur l'exactitude de dosage, car les ailettes souples et élastiques du rotor balaient la surface intérieure de la paroi de la chambre de pompe et maintiennent cette surface exempte de toute incrustation ou de tout dépôt. C'est même le cas lorsque, à l'arrêt de la pompe, des pépins ou matières solides se sont logés entre une ailette du rotor et la paroi intérieure de la chambre de pompe. Lorsque l'appareil est ensuite mis en marche, ces corps étrangers sont sûrement expulsés en même temps de la chambre de pompe.
En comparaison des pompes péristaltiques connues, un autre avantage notable de l'appareil selon l'invention est qu'il assure le dosage désiré en un courant pratiquement continu et non pulsé. Par suite, lorsqu'on utilise l'appareil nouveau, le mélange du sirop ou concentré dosé à un liquide diluant tel que l'eau potable, ou analogue, aboutit A une boisson homogène. Un autre avantage notable réside dans le n
fait que dans l'appareil, on n'a plus besoin d'une haute pression d'eau, par exemple de <1>,5 ou même 2 atmosphères, contrairement aux appareils connus. Cela signifie que l'appareil nouveau peut servir même dans le cas où les appareils connus ne fonctionnent pas de façon sûre, parce qu'ils nécessitent trop d'eau ou parce que la pression disponible est trop faible.
De préférence, dans l'appareil nouveau, le sirop ou concentré est stocké dans un réservoir, de la façon décrite dans le brevet US n[deg.] 3 806 607 et l'aspiration de la pompe doseuse est reliée directement à la sortie du réservoir, sans interposition d'une valve doseuse.
On a maintenu en service l'appareil selon l'invention dans des conditions sévères pendant 3 mois, avec des interruptions en fin de semaine et les jours fériés et en le contrôlant constamment et en effectuant des essais hygiéni-
<EMI ID=12.1>
fois et on n'a pas pu déceler de conditions inadmissibles hygiéniquement. Les sirops utilisés avaient des teneurs en
<EMI ID=13.1>
tion spontanée, ce qui permettait de remplir à nouveau les réservoirs sans éliminer les restes de sirop ou concentré, de sorte que l'on pouvait sans inconvénient mélanger entre eux le nouveau et l'ancien sirop.
On expliquera plus précisément l'invention ci- après à propos des dessins schématiques montrant plusieurs exemples d'exécution, et dans lesquels :
la figure 1 est une vue en coupe verticale d'un appareil destiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, cer- <EMI ID=14.1> la figure 2 est une vue similaire à plus grande échelle, y compris les dispositifs servant à la commande de l'appareil ; la figure 3 est une vue en coupe verticale à échelle encore plus grande, montrant un détail signalé sur la figure 2 par un cartouche en trait mixte ; la figure 4 est une vue similaire à la figure 2 montrant l'appareil nouveau dans un autre état de fonctionnement ; la figure 5 est une vue similaire à la figure 3, montrant le détail signalé par un cartouche en trait mixte sur la figure 4, dans l'état de fonctionnement de la figure 4 ;
la figure 6 est une vue similaire aux figures 2 et 4 montrant l'appareil de la figure 2 à une phase de fonctionnement qui suit immédiatement celle de la figure 3 ; la figure 7 est une vue similaire aux figures 3 et 5, montrant le détail signalé par un cartouche en trait mixte sur la figure 6 ; la figure 8 est une vue similaire à la figure 2, montant l'appareil en position hors service, et la figure 9 est une vue à plus grande échelle du détail signalé sur la figure 8 par un cartouche en trait mixte.
On expliquera le procédé nouveau à propos de la description de la structure et du fonctionnement de l'appareil représenté par les dessins.
Selon les dessins, l'appareil nouveau comporte un réservoir 1 destiné à un liquide très visqueux, en particulier à un sirop ou concentré se conservant spontanément, qu'il s'agit de distribuer à l'aide de l'appareil nouveau, en quantités dosées, en particulier pour la préparation et la distribution de liquides prêts à la consommation.
On expliquera tout d'abord à propos de la figure 1 le problème qui est à la base de l'invention. Selon la figure 1, l'appareil contient, dans le réservoir 1, la réserve <2> de liquide très visqueux. Une entrée 3 pouvant être bouchée hermétiquement sert à introduire un supplément de liquide 2 dans le réservoir 1 lorsqu'on ouvre temporairement l'entrée.
Au fond du réservoir 1 est prévue une ouverture de sortie <3>a qui est disposée, dans l'exemple représenté, au point le plus bas du fond. Dans le réservoir <1> pénètre un tube d'aération 4
à l'aide duquel, grâce à la disposition représentée, la hauteur de la colonne de liquide qui pèse sur le liquide à la sortie <3>a est limitée à une hauteur qui correspond à l'extrémité inférieure du tube d'aération 4 ou à un point situé juste au-dessus du fond du réservoir 1 ou de l'ouverture de sortie 3a qu'il présente. De cette manière, la pression statique qui pèse sur le liquide à la sortie 3a est limitée à une faible valeur, indépendante de la quantité de liquide 2 contenue dans le réservoir <1>. L'extrémité inférieure du tube 4 est ouverte, tandis que, comme l'indique schématiquement la figure 1, l'extrémité
<EMI ID=15.1>
A la sortie <3>a du réservoir 1 est raccordée l'aspiration 5a du corps d'unepompe à excentrique 5 dont le refoulement est appelé 5b. Dans la chambre formée par le corps de pompe est disposé de manière à pouvoir tourner un rotor 6 dont l'arbre peut être entraîné par un moteur M (voir figure 2). Le rotor présente des ailettes souples et élastiques qui s'appliquent à la paroi circonférentielle intérieure du corps et balaient cette paroi. Etant donné que la chambre de pompe limitée par la surface intérieure du corps 5 est excentrique relativement a l'axe de rotation du rotor 6, les ailettes se courbent élastiquement pendant le fonctionnement lorsqu'elles balaient la partie supérieure 5' de la paroi, figure 1, qui relie, dans le sens de rotation, le refoulement 5b à l'aspiration 5a.
Par suite, la fraction de la chambre de pompe qui est limitée par des ailettes successives a un volume diminué aussitôt que l'ailette précédente, après avoir dépassé le
<EMI ID=16.1>
<1> en atteignant la partie de paroi 5'. Par suite de cette flexion, le sirop enfermé dans la cellule comprise entre deux ailettes successives est refoulé dans le conduit de refoulement 5b avant que l'ailette suivante ne ferme la cel-
<EMI ID=17.1>
Lorsque, du fait que le rotor continue de tourner, l'ailette précédente fortement courbée se dégage de la partie de paroi 5', le volume de la cellule délimitée par les deux ailettes augmente à nouveau. Cette augmentation engendre une aspiration dans la région de l'orifice d'aspiration 5a du corps de pompe, de sorte que du sirop, en remplissant la cellule, pénètre de l'aspiration dans l'espacement entre les deux ailettes*
Au refoulement 5b du corps de pompe 5 est raccordée l'enveloppe 7 d'une zone de mélange 7a. La zone de mélange est traversée par deux tronçons de tuyau 8, 9 alignés l'unsur l'autre, dont les extrémités tournées l'une vers l'autre sont situées dans la zone de mélange 7a et limitent entre elles un espacement G qui communique librement avec la zone de mélange 7a. Le tronçon de tuyau 9, qui présente de préférence une plus grande largeur intérieure que le tronçon de tuyau 8, forme le tuyau de distribution d'une boisson finie qui peut affluer directement du tuyau 9 à un récipient de consommation, suivant la flèche. L'autre tronçon de tuyau 8 sert à amener de l'eau sous pression.
La zone de mélange 7a est continuellement remplie du liquide très visqueux 2 venant du réservoir 1, de préférence jusqu'à un niveau prédéterminé, même lorsque la pompe à excentrique est hors d'action. Comme on l'a déjà dit, les largeurs intérieures des tronçons de tuyau 8 et 9 sont différentes, plus précisément celle du tronçon 8 est notablement inférieure à celle du tronçon 9. La disposition est telle qu'au début d'un processus de distribution, par le tronçon de tuyau 8 est amené un jet d'eau qui traverse l'espacement
<EMI ID=18.1>
De préférence, l'extrémité supérieure du tuyau de distribution 9 fait un petit angle avec l'horizontale comme
<EMI ID=19.1>
du tuyau de distribution 9 ainsi que l'espacement G sont choisis de telle sorte que le liquide très visqueux ou le concentré qui arrive de la pompe à la zone de mélange 7a est empêché d'entrer trop librement dans l'ouverture d'entrée du tuyau de distribution 9. Si le liquide 2 entre trop librement dans l'entrée du tuyau de distribution 9, le mélange entre l'eau et le concentré, ou analogue, peut être entravé, ce mélange ayant lieu dans la région située entre l'extrémité de sortie du tuyau d'amenée d'eau 8 et l'extrémité d'entrée du tuyau de distribution 9.
Le processus de mélange mentionné repose sur le principe de l'injection et résulte aussi de l'amenée du liquide <2> à l'aide de la pompe 5 au début d'un processus de
<EMI ID=20.1>
sirop, est entraîné dans la zone de, mélange par le jet d'eau qui passe du tuyau 8 au tuyau 9, et se mélange à l'eau du jet, de sorte qu'à la sortie du tuyau de distribution 9, on obtient
<EMI ID=21.1> La teneur en sucre désirée de la boisson fine, c'est-à-dire du mélange d'eau et de liquide 2, dépend, d'une part, du rapport entre les sections intérieures des tuyaux 8 et 9, et, d'autre part, du débit de la pompe qui résulte de la vitesse de rotation établie.
Il est particulièrement avantageux que la pompe ait encore un effet de pompage secondaire qui permet à un supplément de liquide 2 d'entrer dans la zone de mélange 7a pendant un temps court après la fin de l'arrivée d'eau par
<EMI ID=22.1>
tuyau de distribution 9 soit bouchée par un bouchon plus ou moins important du liquide 2. La grandeur.du bouchon dépend du laps de temps pendant lequel la pompe continue d'amener du liquide <2> après la fin du processus de distribution. La formation du bouchon assure, en coopération avec l'utilisation d'un liquide <2> ayant une viscosité qui assure la conservation spontanée, un isolement hygiénique du tuyau 9 même en cas de pauses prolongées entre deux processus de distribution successifs. Par suite, des conditions hygiéniques sont aussi assurées à l'intérieur de l'appareil décrit jusqu'ici.
L'amenée du supplément de liquide 2 après la fin du
<EMI ID=23.1>
triquement de façon telle que le niveau du liquide 2 dans la zonede mélange 7a arrive jusqu'à la hauteur de l'embouchure d'entrée (15 sur la figure 9) du tuyau de sortie 9, ce qui fait qu'il n'y a aucun contact direct entre l'eau du tuyau d'amenée 8 et le liquide 2 contenu à l'intérieur du tuyau de distribution 9. Le liquide 2 est assez épais pour qu'il reste dans le tuyau de distribution 9 une colonne de liquide qui ne peut pas s'écouler du tuyau 9, même si le tuyau de sortie 9
<EMI ID=24.1>
assuré en particulier par le fait qu'il se constitue une dépression dans la zone de mélange 7a aussitôt que la pompe 5 est mise hors d'action ou cesse son processus de pompage.
Les autres figures montrent l'appareil décrit à
<EMI ID=25.1>
On y a, en outre, représenté le dispositif de commande de l'appareil nouveau, non représenté sur la figure <1>.
La figure 2 montre l'appareil nouveau dans un état de fonctionnement dans lequel la pompe 5 travaille et le liquide <2> entre dans la zone de mélange 7a. Une électrovalve 10 commandée sous la dépendance d'une commutation se trouve en position ouverte de manière à laisser entrer de <EMI ID=26.1>
jet d'eau sous pression constante entre par l'espacement G dans le tuyau 9, comme on l'a indiqué sous forme simplifiée sur la figure <3>. Le jet d'eau engendre par un effet d'injecteur une aspiration qui, en combinaison avec la pression exercée par la pompe 5 sur le liquide 2 de la chambre 7a, sert à mélanger le liquide. 2 au jet d'eau, à l'entrée des deux liquides dans le tuyau de distribution 9. L'eau est amenée au tuyau 8 sous une pression d'environ une atmosphère. Le passage est permis par le fait qu'à ce moment, la valve
10 a été actionnée de manière à attirer le piston 11 vers
<EMI ID=27.1>
chouc ou matière synthétique placé dans la chambre de valve 8b, hors de contact avec l'entrée conique 14 du tuyau 8. Le piston <1><1> est continuellement sollicité par un ressort 13 vers sa position de repo3, dans laquelle l'obturateur flexible <1><3> s'applique de façon étanche sur l'entrée 14.
<EMI ID=28.1>
<EMI ID=29.1>
minuterie débranche la valve 10, de sorte que l'obturateur <1><3> est poussa par le ressort 12 à s'appliquer de façon étanche à. l'entrée 14 du tuyau 8. Le jet d'eau qui traverse l'espacement G est interrompu comme le montre la figure 5. Pendant le processus de fermeture de la valve 10, le piston <1><1>, sous l'action du ressort 12, pousse d'abord 3'obturateur flexible <1>3 dans !;entrée en entonnoir 14, en lui donnant une courbure convexe, comme le montre la figure 4. Cependant, l'élasticité de l'obturateur 13 est choisie de façon telle qu'il revienne ensuite à sa forme plane, comme le montre :La figure 6. Il est vrai que le degré de flexion flexible entre les deux positions de la figure 4 et de la figure 6 est faible, mais la flexion et son annulation suffisent à soulever vers le haut sous une action d'aspiration la colonne d'eau <EMI ID=30.1>
conditions (voir à ce sujet les conditions qui règnent à l'extrémité de sortie du tuyau 8 sur les figures 5 et 7).
La pompe 5, dont le moteur d'entraînement est également commandé en fonction du temps, continue de fonctionner un temps court après la fermeture de la valve 10, de sorte qu'après cette fermeture une quantité supplémentaire de liqui-
<EMI ID=31.1>
dans le tuyau de distribution 9. Le liquide 2 qui pénètre dans le tuyau 9 forme dans la région de 1 " extrémité supérieure du tuyau 9 un bouchon de liquide,2 non mélangé à de l'eau, c'est-àdire de sirop ou concentré pur. La formation du bouchon est également claire à la comparaison des figures 5 et 7. Btant donné que la colonne d'eau dans le tuyau d'amenée d'eau 8 se trouve hors de contact du liquide 2 de la zone de mélange 7a,
<EMI ID=32.1>
piration de l'obturateur flexible 13, le bouchon reste à sa place dans le tuyau 9, car il a une trop forte viscosité pour s'écouler hors du tuyau 9 sans se mélanger à l'eau. Etant donné que comme on l'a dit plus haut le liquide 2 a des propriétés anti-bactériennes et de conservation spontanée, le bouchon qui se forme dans le tuyau 9 empêche toute pollution de l'appareil et assure un fonctionnement hygiéniquement parfait sans gouttes retardataires.
L'aspiration de la colonne d'eau vers le haut dans le tuyau 8 peut aussi s'effectuer d'une autre façon. Ainsi par exemple, l'extrémité inférieure du piston 11 ou le tuyau 8, à son extrémité d'entrée 14, pourraient être formés de matière souple et élastique et agir de la même façon que l'obturateur
<EMI ID=33.1>
colonne d'eau est aspirée vers le haut. L'eau pourrait aussi être refoulée de l'entrée 8a par un petit tube souple ou un tuyau souple, ou analogue, soutenu par un tube rigide, ce qui fait que pendant l'afflux de l'eau au tronçon de tuyau 9 le tuyau souple ne peut pas céder vers l'extérieur. Toutefois, pendant la fermeture de la valve 10, l'inertie de la masse en
<EMI ID=34.1>
après la fin du mouvement de fermeture de la valve, l'action de retour élastique ramène le tuyau souple à sa forme primitive, ce qui entraîne également le mouvement de retour désiré de la colonne d'eau en direction de la valve 10.
Les figures 8 et 9 enfin montrent l'appareil dans sa position de repos. Dans celle-ci, la valve 10 est fermée et-]La pompe 5 est hors d'action. Le liquide 2 ne remplit plus complètement la chambre ou zone de mélange 7a, mais seulement jusqu'à la hauteur du pointillé 15 des figures 8 et 9.
Il est généralement connu que la viscosité de différents sirops et concentrés peut varier, en dépit du fait que les substances en question aient toutes la même teneur en sucre.
Les figures 8 et 9 montrent les conditions que l'on obtient quand le liquide 2 a une teneur en sucre (de 60 % en poids ou davantage), suffisamment élevée pour la conservation spontanée, cependant que le liquide a une viscosité relativement faible. Dans ces conditions, la pompe 5 peut être mise hors d'action en même temps que la valve 10 se ferme, au lieu de continuer à fonctionner encore un temps court après la fermeture de la valve comme on l'a dit à propos des figures précédentes. Le concentré ou le sirop est indiqué sur les figures 8 et 9 par la référence 16 pour le distinguer du concentré ou sirop plus visqueux 2 des autres exemples d'exécution. Le sirop est descendu dans la chambre de mélange 7a jusqu'au niveau 15 dont la hauteur n'est plus supérieure à celle de l'embouchure du conduit 9. Toutefois, étant donné que dans
ce cas aussi comme dans les exemples précédents, la colonne d'eau a été aspirée vers le haut, hors de contact avec le concentré ou le sirop 16, et étant donné que le concentré ou le sirop a une teneur en sucre suffisante pour la conservation spontanée, une pollution ou une altération du liquide 16 par développement de bactéries ou par d'autres causes peut encore être évitée sûrement. C'est même le cas lorsque la viscosité du liquide 16 est assez faible pour que le contenu du tuyau 9 s'écoule et ne forme pas de bouchon dans le tuyau, par manque de tension superficielle du liquide 16.
Des recherches bactériologiques ont montré que dans des appareils d'essai, on ne peut pas déceler de développement de bactéries ni de champignons, même au bout de 3 mois de service, avec interruptions en fin de semaine et les jours fériés, de façon usuelle.
La pompe à ailette utilisée dans l'appareil selon l'invention engendre dans toutes les circonstances des conditions de pression identiques du côté de l'aspiration. La pression du coté de refoulement est légèrement accrue, mais n'est pas aussi élevée que la pression qui règne,
par exemple, du coté de l'eau, c'est-à-dire dans le cas où de l'eau est admise à la chambre de mélange 7. La zone de mélange est relativement petite et, comme on l'a indiqué, elle est constamment remplie du liquide 2 dans les conditions de fonctionnement. L'eau est amenée sous une pression d'environ une atmosphère, mais en tout cas sous une pression supérieure à celle du refoulement de la pompe.
En vertu de ce fait, lorsque le rotor de la pompe est entraîné et que de l'eau est amenée du tuyau 8, l'eau peut être introduite sous la forme d'un jet dans la section plus
<EMI ID=35.1>
avec lui, conformément au principe de l'injecteur, une quantité prédéterminée du liquide 2. La quantité de liquide 2 qui est entraînée par le jet d'eau peut varier en fonction de la pression de la pompe. Pendant cette action d'injecteur, l'eau se mélange de façon homogène au liquide 2 qui a été entraîné par le jet d'eau de manière à former avec l'eau une boisson homogène. Il est évident que chacun des éléments décrits peut être appliqué isolément ou en une autre combinaison avec d'autres éléments.
-REVENDICATIONS -
1. Procédé de distribution dosée de liquides très visqueux, en particulier de sirops et concentrés à conservation spontanée, caractérisé par le fait que l'on amène
le liquide très visqueux à une zone de mélange, en un courant uniforme de débit pratiquement constant, que l'on dirige à travers la zone de mélange un jet d'eau ou d'autre liquide diluant et qu'avec le jet d'eau ou autre liquide, on évacue de la zone de mélange vers une zone de distribution, une partie du liquide très visqueux, en formant simultanément un mélange homogène.
"Process and apparatus for metered dispensing of highly viscous liquids, in particular self-preserving syrups and concentrates" The invention relates to a process and apparatus.
for the metered dispensing of very viscous liquids, in particular syrups and concentrates with spontaneous preservation.
Syrups and concentrates must be distributed
in dosed quantities under varying conditions, for example by means of automatic dispensers, in particular
in combination with vending machines for drinks. Different issues arise when it comes to
measuring exactly the proportion of syrup or concentrate relative to the quantity of liquid supplied, in particular water, to prepare a drink intended directly for consumption. In addition to these difficulties there are hygienic problems, since syrups and concentrates, in the form used for the manufacture of beverages, for example carbonated or non-carbonated lemonades, or the like, have drawbacks from the point of view of
hygienic view, since syrups, or the like,
are usually formed from organic matter which has a tendency to spoil. For this reason, concentrates of this kind usually contain preservative additives, but these additives are often undesirable. To avoid using preservatives, it is necessary to increase
the sugar content of the syrup or concentrate up to more than 60% by weight, which gives the syrup or concentrate the property of spontaneous preservation.
Regardless of whether or not preservative additives are used, there remain in all cases appreciable difficulties in the transport of these syrups and concentrates. very, the dosage of these liquids for given situations
dispensing and mixing the dosed amount of syrup
or concentrate to the necessary amount of water to form a finished beverage.
To overcome these problems, devices are known such as those shown and described in
US Pat. Nos. 3,258,166 and 3,807,607. These known devices constitute a notable progress relative to the previously known technique, but yet practice shows that in these devices, the difficulties lie in the fact that they require opening and closing of a valve in the syrup or concentrate flow path.
To this end, not only is an opening and closing device necessary, but particular problems arise when it comes to avoiding defective hygienic conditions during and after mixing the syrup or concentrate with water, for example cooled, problems which have not yet been able to be solved entirely satisfactorily by known devices.
It appeared that in the devices mentioned above for the distribution of syrups or very viscous concentrates having a sufficient sugar content for spontaneous preservation, from tanks used to store the syrup or concentrate, residues of the beverage remain in
the mixing chamber after the metered amounts of viscous liquid and the other liquid, for example water, or the like, have been mixed to form a drink. These residual amounts lose their spontaneous preservation property due to dilution with water, so that deterioration or the like occurs quickly. This means that known devices must be frequently cleaned very carefully, which does not come at great expense.
If this cleaning is not carried out punctually, hygienic drawbacks arise, in particular a rapid development of undesirable microorganisms.
The object of the invention is to overcome these difficulties
<EMI ID = 1.1>
a simple structure and reduced means, to optimally meet all hygienic requirements, so that thorough cleaning, frequent and expensive, is no longer
<EMI ID = 2.1>
harmful.
According to the invention, this problem is solved by the
causes the highly viscous liquid to be fed to a mixing zone in a uniform stream of almost constant flow, a stream of water or other diluent liquid being directed through the mixing zone, and with the jet of water or other liquid, part of the very viscous liquid is evacuated from the mixing zone to a distribution zone, simultaneously forming a homogeneous mixture. One embodiment of the method is characterized by the fact that, preferably after each distribution process, the zone
mixing a predetermined quantity of very viscous liquid and forming at the outlet a plug of undiluted liquid, very viscous and self-preserving, which isolates the mixing zone from the atmosphere and at the same time plays the role of '' an isolation valve preventing late drops
and which, by separating the water column from the syrup or concentrate, avoids residues of perishable liquid.
For the implementation of the new process, the very viscous invention <EMI ID = 3.1>, at the outlet of which is connected to a metering device. Advantageously, the metering device is provided with a pumping device with a constant and adjustable volumetric flow rate, which can be directly connected to the reservoir and whose outlet is connected to a mixing chamber, while
<EMI ID = 4.1>
operating on the injector principle, capable of operating by means of water or other diluting liquid and by means of which the highly viscous liquid can be sucked from the mixing chamber while mixing with water, or by means of which liquid.
The new method and apparatus are significantly simpler than the prior apparatus in particular there is no need for a controlled valve on the flow path of the highly viscous liquid. An important point is that
in the mixing chamber, there is hardly ever anything other than very viscous undiluted liquid, so a liquid is preserved spontaneously. For this reason alone, all hygienic conditions are surely fulfilled. The operation. satisfactory from the hygienic point of view is further favored notably by the fact that after each distribution process, the distribution pipe which communicates with the external atmosphere is blocked by a plug of very viscous liquid
<EMI ID = 5.1>
The work of the new method is characterized in that the metering device is fitted with a pump comprising a rotor provided with a relatively eccentric shaft. at the pump room,
<EMI ID = 6.1>
the interior surface of the pump chamber and designed so that the flexible fins move a predetermined amount of liquid per unit of time substantially continuously from the outlet of the viscous liquid reservoir to the outlet of the pump.
<EMI ID = 7.1>
lemonade or fruit juice, it is known to use so-called peristaltic pumps. However, pumps of this kind have a relatively short life span and require
<EMI ID = 8.1>
sugar content less than 60% by weight. Thus, these pumps can only be used with viscous liquids whose preservation is ensured by special preservation additives. On the other hand, these pumps are not suitable for very viscous liquids having a sugar content which ensures spontaneous preservation. Another disadvantage of these pumps is that they have a pulsed operation, while the water supplied to be mixed arrives continuously. It follows that the liquids distributed do not always have the same syrup concentration nor sufficient homogeneity.
These difficulties are completely avoided by the apparatus according to the invention. The pump used in the device
<EMI ID = 9.1>
works like a metering pump whose rotor has a relatively low rotational speed. The rotation speeds are
<EMI ID = 10.1>
pumping, the rotor of the pump of the apparatus according to the invention is driven, in a preferred embodiment, a speed of rotation essentially comprised between 20 and 60 revolutions / min. By virtue of this low speed of rotation, the pump supplies per unit of time, depending on the set speed of rotation and the duration of the drive, a quantity of very viscous liquid, for example syrup
<EMI ID = 11.1>
Experiments have shown that the flow does not vary even
if, instead of the very viscous liquid, drinking water is dosed with the pump of the new device. However, this means that in the new apparatus, variations in viscosity
of liquid dosed with the pump no longer have a negative influence on the accuracy of the quantity of liquid dosed per unit of time.
Furthermore, tests have shown that the solids contained in the very viscous liquid, for example fruit pulp, seeds or the like, have no disturbing influence on the dosing accuracy, because the flexible and elastic fins of the rotor sweep the inner surface of the pump chamber wall and keep this surface free of any encrustation or deposit. This is even the case when, when the pump is stopped, seeds or solids are lodged between a blade of the rotor and the inner wall of the pump chamber. When the device is subsequently switched on, these foreign bodies are surely expelled at the same time from the pump chamber.
In comparison with known peristaltic pumps, another notable advantage of the apparatus according to the invention is that it provides the desired dosage in a practically continuous and non-pulsed current. As a result, when using the new apparatus, mixing the dosed syrup or concentrate with a diluent liquid such as drinking water, or the like, results in a homogeneous drink. Another notable advantage is the n
This means that in the device, there is no longer a need for high water pressure, for example <1>, 5 or even 2 atmospheres, unlike known devices. This means that the new device can be used even if the known devices do not work reliably, because they require too much water or because the available pressure is too low.
Preferably, in the new apparatus, the syrup or concentrate is stored in a reservoir, as described in US Pat. No. 3,806,607 and the suction of the metering pump is connected directly to the outlet of the. reservoir, without interposition of a metering valve.
The apparatus according to the invention was kept in service under severe conditions for 3 months, with interruptions at the end of the week and on public holidays and by constantly monitoring it and carrying out hygienic tests.
<EMI ID = 12.1>
times and no hygienically unacceptable conditions could be detected. The syrups used had levels of
<EMI ID = 13.1>
spontaneous reaction, which made it possible to refill the reservoirs without removing the remains of syrup or concentrate, so that the new and the old syrup could be mixed without inconvenience.
The invention will be explained more specifically below with reference to the schematic drawings showing several exemplary embodiments, and in which:
Figure 1 is a vertical sectional view of an apparatus intended for implementing the method according to the invention, cer- <EMI ID = 14.1> Figure 2 is a similar view on a larger scale, including the devices used to control the device; FIG. 3 is a view in vertical section on an even larger scale, showing a detail indicated in FIG. 2 by a cartouche in phantom; FIG. 4 is a view similar to FIG. 2 showing the new apparatus in a further operating state; FIG. 5 is a view similar to FIG. 3, showing the detail indicated by a cartridge in phantom in FIG. 4, in the operating state of FIG. 4;
FIG. 6 is a view similar to FIGS. 2 and 4 showing the apparatus of FIG. 2 in an operating phase which immediately follows that of FIG. 3; FIG. 7 is a view similar to FIGS. 3 and 5, showing the detail indicated by a cartridge in phantom in FIG. 6; FIG. 8 is a view similar to FIG. 2, mounting the apparatus in the out of service position, and FIG. 9 is an enlarged view of the detail indicated in FIG. 8 by a cartridge in phantom.
The novel method will be explained in connection with the description of the structure and operation of the apparatus shown by the drawings.
According to the drawings, the new apparatus comprises a reservoir 1 intended for a very viscous liquid, in particular for a syrup or concentrate which is preserved spontaneously, which it is a question of dispensing using the new apparatus, in quantities dosed, in particular for the preparation and distribution of liquids ready for consumption.
The problem which forms the basis of the invention will first of all be explained with reference to FIG. According to Figure 1, the device contains, in the reservoir 1, the reserve <2> of very viscous liquid. An inlet 3 which can be hermetically sealed serves to introduce additional liquid 2 into the reservoir 1 when the inlet is temporarily opened.
At the bottom of the tank 1 is provided an outlet opening <3> a which is arranged, in the example shown, at the lowest point of the bottom. Into the tank <1> enters an aeration tube 4
by means of which, thanks to the arrangement shown, the height of the liquid column which weighs on the liquid at the outlet <3> a is limited to a height which corresponds to the lower end of the aeration tube 4 or at a point located just above the bottom of the tank 1 or the outlet opening 3a that it presents. In this way, the static pressure which weighs on the liquid at the outlet 3a is limited to a low value, independent of the quantity of liquid 2 contained in the reservoir <1>. The lower end of tube 4 is open, while, as shown schematically in Figure 1, the end
<EMI ID = 15.1>
At the outlet <3> a of the reservoir 1 is connected the suction 5a of the body of an eccentric pump 5, the discharge of which is called 5b. In the chamber formed by the pump body is arranged so as to be able to rotate a rotor 6 whose shaft can be driven by a motor M (see FIG. 2). The rotor has flexible and elastic fins which apply to the inner circumferential wall of the body and sweep this wall. Since the pump chamber bounded by the inner surface of the body 5 is eccentric relative to the axis of rotation of the rotor 6, the vanes bend elastically during operation as they sweep the upper part 5 'of the wall, figure 1, which connects, in the direction of rotation, the delivery 5b to the suction 5a.
As a result, the fraction of the pump chamber which is limited by successive fins has a volume that is reduced as soon as the previous fin, after having exceeded the
<EMI ID = 16.1>
<1> by reaching the wall part 5 '. As a result of this bending, the syrup enclosed in the cell between two successive fins is discharged into the delivery duct 5b before the next fin closes the cell.
<EMI ID = 17.1>
When, due to the fact that the rotor continues to rotate, the previous strongly curved fin is released from the wall part 5 ', the volume of the cell bounded by the two fins increases again. This increase creates a suction in the region of the suction port 5a of the pump body, so that syrup, filling the cell, enters from the suction into the space between the two fins *
To the discharge 5b of the pump body 5 is connected the casing 7 of a mixing zone 7a. The mixing zone is crossed by two pipe sections 8, 9 aligned with one another, the ends of which facing one another are located in the mixing zone 7a and between them limit a space G which communicates freely with the mixing zone 7a. The pipe section 9, which preferably has a greater internal width than the pipe section 8, forms the delivery pipe for a finished beverage which can flow directly from the pipe 9 to a drinking container, following the arrow. The other section of pipe 8 is used to supply water under pressure.
The mixing zone 7a is continuously filled with the very viscous liquid 2 coming from the reservoir 1, preferably to a predetermined level, even when the eccentric pump is inactive. As has already been said, the internal widths of the pipe sections 8 and 9 are different, more precisely that of the section 8 is notably less than that of the section 9. The arrangement is such that at the start of a distribution process. , through the pipe section 8 is brought a jet of water which crosses the spacing
<EMI ID = 18.1>
Preferably, the upper end of the distribution pipe 9 makes a small angle with the horizontal as
<EMI ID = 19.1>
of the distribution pipe 9 as well as the spacing G are chosen so that the very viscous liquid or the concentrate which arrives from the pump to the mixing zone 7a is prevented from entering too freely into the inlet opening of the distribution pipe 9. If the liquid 2 enters too freely into the inlet of the distribution pipe 9, the mixing between the water and the concentrate, or the like, may be hampered, this mixing taking place in the region between the outlet end of the water inlet pipe 8 and the inlet end of the distribution pipe 9.
The mentioned mixing process is based on the principle of injection and also results from the supply of liquid <2> with the aid of the pump 5 at the start of a mixing process.
<EMI ID = 20.1>
syrup, is entrained in the zone of, mixture by the water jet which passes from the pipe 8 to the pipe 9, and mixes with the water of the jet, so that at the outlet of the distribution pipe 9, one obtains
<EMI ID = 21.1> The desired sugar content of the fine drink, that is to say the mixture of water and liquid 2, depends, on the one hand, on the ratio between the inner sections of the pipes 8 and 9, and, on the other hand, the flow rate of the pump which results from the established speed of rotation.
It is particularly advantageous that the pump still has a secondary pumping effect which allows additional liquid 2 to enter the mixing zone 7a for a short time after the end of the water supply by.
<EMI ID = 22.1>
distribution pipe 9 is blocked by a more or less important plug of liquid 2. The size of the plug depends on the period of time during which the pump continues to supply liquid <2> after the end of the distribution process. The formation of the plug ensures, in cooperation with the use of a liquid <2> having a viscosity which ensures spontaneous preservation, a hygienic isolation of the pipe 9 even in the event of prolonged pauses between two successive distribution processes. As a result, hygienic conditions are also ensured inside the apparatus described so far.
The intake of liquid supplement 2 after the end of the
<EMI ID = 23.1>
in such a way that the level of the liquid 2 in the mixing zone 7a reaches the height of the inlet mouth (15 in figure 9) of the outlet pipe 9, so that there is no has no direct contact between the water in the inlet pipe 8 and the liquid 2 contained inside the distribution pipe 9. The liquid 2 is thick enough so that a column of liquid remains in the distribution pipe 9 which cannot flow out of pipe 9, even if the outlet pipe 9
<EMI ID = 24.1>
ensured in particular by the fact that a vacuum is formed in the mixing zone 7a as soon as the pump 5 is put out of action or ceases its pumping process.
The other figures show the apparatus described in
<EMI ID = 25.1>
In addition, there is shown the control device of the new apparatus, not shown in FIG. <1>.
Figure 2 shows the new apparatus in an operating state in which the pump 5 is working and the liquid <2> enters the mixing zone 7a. A solenoid valve 10 controlled by switching is in the open position so as to let <EMI ID = 26.1> enter.
Constant pressure water jet enters through the gap G into the pipe 9, as shown in simplified form in Figure <3>. The water jet generates, by an injector effect, a suction which, in combination with the pressure exerted by the pump 5 on the liquid 2 in the chamber 7a, serves to mix the liquid. 2 with a water jet, at the entry of the two liquids into the distribution pipe 9. The water is supplied to the pipe 8 under a pressure of about one atmosphere. The passage is allowed by the fact that at this moment, the valve
10 has been actuated so as to attract the piston 11 towards
<EMI ID = 27.1>
cabbage or synthetic material placed in the valve chamber 8b, out of contact with the conical inlet 14 of the pipe 8. The piston <1> <1> is continuously biased by a spring 13 towards its position of repo3, in which the flexible shutter <1> <3> applies tightly to inlet 14.
<EMI ID = 28.1>
<EMI ID = 29.1>
timer disconnects the valve 10, so that the shutter <1> <3> is urged by the spring 12 to apply tightly to. the inlet 14 of the pipe 8. The water jet which crosses the gap G is interrupted as shown in figure 5. During the process of closing the valve 10, the piston <1> <1>, under the action of the spring 12, first push the flexible shutter <1> 3 in!; funnel inlet 14, giving it a convex curvature, as shown in figure 4. However, the elasticity of the shutter 13 is chosen so that it then returns to its planar shape, as shown in: Figure 6. It is true that the degree of flexible flexion between the two positions of Figure 4 and Figure 6 is small, but the flexion and its cancellation are enough to lift the water column upwards under a suction action <EMI ID = 30.1>
conditions (see in this regard the conditions at the outlet end of pipe 8 in Figures 5 and 7).
The pump 5, the drive motor of which is also time-controlled, continues to operate for a short time after the valve 10 has been closed, so that after this closure an additional quantity of liquid.
<EMI ID = 31.1>
in the distribution pipe 9. The liquid 2 entering the pipe 9 forms in the region of the upper end of the pipe 9 a plug of liquid, 2 not mixed with water, i.e. syrup or pure concentrate The formation of the plug is also clear from the comparison of Figures 5 and 7. Since the water column in the water inlet pipe 8 is out of contact with the liquid 2 of the mixing zone 7a,
<EMI ID = 32.1>
pirating the flexible shutter 13, the plug remains in its place in the pipe 9, because it has too high a viscosity to flow out of the pipe 9 without mixing with the water. Since, as stated above, liquid 2 has anti-bacterial and spontaneous preservation properties, the plug that forms in pipe 9 prevents any pollution of the device and ensures hygienically perfect operation without delaying drops. .
The suction of the water column upwards in the pipe 8 can also be carried out in another way. Thus, for example, the lower end of the piston 11 or the pipe 8, at its inlet end 14, could be formed of flexible and elastic material and act in the same way as the shutter.
<EMI ID = 33.1>
water column is sucked up. The water could also be discharged from the inlet 8a by a small flexible tube or a flexible pipe, or the like, supported by a rigid tube, so that during the inflow of water to the pipe section 9 the pipe flexible cannot yield to the outside. However, during the closing of the valve 10, the inertia of the mass in
<EMI ID = 34.1>
after the end of the closing movement of the valve, the springback action returns the flexible hose to its original shape, which also results in the desired return movement of the water column towards the valve 10.
Figures 8 and 9 finally show the device in its rest position. In this, the valve 10 is closed and-] The pump 5 is inoperative. The liquid 2 no longer completely fills the mixing chamber or zone 7a, but only up to the height of the dotted line 15 in Figures 8 and 9.
It is generally known that the viscosity of different syrups and concentrates can vary, despite the fact that the substances in question all have the same sugar content.
Figures 8 and 9 show the conditions which are obtained when the liquid 2 has a sugar content (60% by weight or more) sufficiently high for spontaneous storage, while the liquid has a relatively low viscosity. Under these conditions, the pump 5 can be put out of action at the same time as the valve 10 closes, instead of continuing to operate for a short time after the valve has been closed, as has been said in connection with the figures. previous ones. The concentrate or the syrup is indicated in FIGS. 8 and 9 by the reference 16 to distinguish it from the more viscous concentrate or syrup 2 of the other exemplary embodiments. The syrup is lowered into the mixing chamber 7a to level 15, the height of which is no longer greater than that of the mouth of the duct 9. However, given that in
this case also as in the previous examples, the water column has been sucked upwards, out of contact with the concentrate or the syrup 16, and given that the concentrate or the syrup has a sufficient sugar content for preservation Spontaneous pollution or deterioration of the liquid 16 by growth of bacteria or other causes can still be avoided surely. This is even the case when the viscosity of the liquid 16 is low enough for the contents of the pipe 9 to flow and not form a plug in the pipe, for lack of surface tension of the liquid 16.
Bacteriological research has shown that in test devices, it is not possible to detect the development of bacteria or fungi, even after 3 months of service, with interruptions at weekends and holidays, in the usual way.
The vane pump used in the apparatus according to the invention generates in all circumstances identical pressure conditions on the suction side. The pressure on the discharge side is slightly increased, but is not as high as the prevailing pressure,
for example, on the water side, that is to say in the case where water is admitted to the mixing chamber 7. The mixing zone is relatively small and, as indicated, it is constantly filled with liquid 2 under operating conditions. The water is brought under a pressure of about one atmosphere, but in any case under a pressure higher than that of the discharge of the pump.
By virtue of this fact, when the pump rotor is driven and water is supplied from the pipe 8, the water can be introduced in the form of a jet into the more section.
<EMI ID = 35.1>
with it, in accordance with the principle of the injector, a predetermined quantity of liquid 2. The quantity of liquid 2 which is entrained by the water jet can vary depending on the pressure of the pump. During this injector action, the water mixes homogeneously with the liquid 2 which has been entrained by the water jet so as to form a homogeneous drink with the water. It is obvious that each of the elements described can be applied in isolation or in another combination with other elements.
-CLAIMS -
1. Method of metered distribution of very viscous liquids, in particular of syrups and concentrates with spontaneous conservation, characterized in that one brings
the highly viscous liquid to a mixing zone, in a uniform stream of practically constant flow, which a jet of water or other diluting liquid is directed through the mixing zone and only with the water jet or other liquid, part of the very viscous liquid is evacuated from the mixing zone to a distribution zone, simultaneously forming a homogeneous mixture.