BRPI0711710A2 - aparelho para preparar uma bebida - Google Patents

Abstract

APARELHO PARA PREPARAR UMA BEBIDA. A invenção refere-se a um aparelho para preparar uma bebida, por exemplo, leite para lactente, a partir de água e de um produto instantâneo, por exemplo, fórmula. O aparelho compreende um sistema de suprimento de água para suprir água; um dispositivo de aquecimento para esterilizar a água suprida por meio de aquecimento; e um dispositivo de resfriamento para resfriar a água aquecida no dispositivo de aquecimento. O dispositivo de resfriamento usa a água proveniente do sistema de suprimento de água como água de resfriamento. A água que é esterilizada no dispositivo de aquecimento, de preferência, foi usada anteriormente no dispositivo de resfriamento como água de resfriamento. O dispositivo de resfriamento pode compreender um trocador de calor de contra-fluxo.

Description

"APARELHO PARA PREPARAR UMA BEBIDA"

A invenção refere-se a um aparelho para preparar uma bebida a partir de água esterilizada e de um produto instantâneo, mais particularmente, para preparar leite para lactente a partir de fórmula.

Aparelhos desse tipo são conhecidos. Tipicamente, esses aparelhos conhecidos compreendem um sistema de suprimento de água e um sistema de suprimento de fórmula para suprir quantidades predeterminadas de água e de fórmula para uma unidade de mistura. O aparelho, além disso, compreende um dispositivo de aquecimento, para esterilizar a água, e um dispositivo de resfriamento para, subseqüentemente, resfriar a água para uma temperatura aceitável para o consumo. Uma desvantagem desses aparelhos conhecidos é que as operações de aquecimento e resfriamento são consumidoras de tempo e/ou energia.

Por exemplo, a partir da EP 1 159 907 é conhecido um aparelho para preparar leite para lactente, incluindo um reservatório no qual a água quente esterilizada é deixada para resfriar. Antes do uso, a água resfriada é re-aquecida para a temperatura de beber desejada de, por exemplo, 35° a 45° Celsius. Obviamente, o processo de resfriamento é lento, resultando em tempos de preparação longos. Além disso, o processo de preparação é pouco eficiente agora que a água foi, primeiro, aquecida, então, resfriada e, então, aquecida novamente. O aparelho é incapaz de despachar água esterilizada em um fluxo substancialmente contínuo e, portanto, não apta para o uso em situações onde uma grande quantidade de leite para lactente deve ser preparada em um tempo relativamente curto, por exemplo, em um parque infantil.

A partir da WO 93/18695 é conhecido um aparelho para preparar leite para lactente, caracterizando um trocador de calor no qual a água quente esterilizada é resfriada por ar frio, que é forçado ao longo de nervuras de resfriamento do trocador por meio de um ventilador. Embora esse processo de resfriamento seja mais rápido que aquele mencionado anteriormente, ele ainda é bastante lento e pouco eficiente. Além disso, como o aparelho anterior, esse aparelho, igualmente, não é arranjado para despachar um fluxo contínuo de água resfriada. Adicionalmente, as nervuras de resfriamento e o ventilador exigem uma quantidade substancial de espaço, tornando o aparelho como um todo volumoso e difícil de manusear.

Devido aos processos de resfriamento lentos mencionados acima, um usuário pode ser confrontado com longos tempos de espera, o que pode provocar irritação, por exemplo, quando um bebê está chorando por sua mamadeira ou quando a preparação tem lugar no meio da noite (não incomum dado o esquema de alimentação para bebês). Alternativamente, o usuário pode se planejar antecipadamente, a fim de iniciar de modo oportuno o processo de aquecimento e resfriamento. Entretanto, isso também retira muito da conveniência pretendida do aparelho.

Portanto, é um objetivo da presente invenção prover um aparelho do tipo descrito acima, onde as desvantagens dos aparelhos conhecidos sejam evitadas ou pelo menos parcialmente reduzidas. Mais particularmente, é um objetivo da invenção prover um aparelho para preparar uma bebida a partir de água esterilizada e de um produto instantâneo, se caracterizando por tempos curtos de preparação.

Além disso, é um objetivo da invenção ter a água aquecida e, subseqüentemente, resfriada de um modo eficiente.

E ainda um outro objetivo da invenção ter a água aquecida e, subseqüentemente, resfriada a temperaturas precisamente controladas, de modo a assegurar a esterilização adequada e uma temperatura de beber aceitável.

Ainda um outro objetivo da invenção é prover um aparelho confiável, onde as falhas sejam minimizadas e, se ocorrendo, sejam comunicadas a um consumidor. Para este fim, um aparelho de acordo com a invenção é caracterizado pelo fato de que o dispositivo de resfriamento usa a água proveniente do sistema de suprimento de água como água de resfriamento. Graças a esse arranjo, os tempos de resfriamento podem ser encurtados, na medida em que a água tem uma capacidade de transferência de calor muito maior do que o ar. Além disso, graças a essa maior capacidade de transferência de calor, o dispositivo de resfriamento pode ser construído mais compacto do que um dispositivo de resfriamento usando ar como meio de resfriamento. Usar a água proveniente do sistema de suprimento de água oferece adicionalmente a vantagem de que os meios de bombeamento, válvulas, reservatórios, linhas de tubulação e o equivalente já disponíveis do sistema de suprimento de água podem ser usados para transportar a água de resfriamento em direção e através do dispositivo de resfriamento, prevenindo a necessidade de um sistema de suprimento de fluido de resfriamento separado. Conseqüentemente, o número de componentes, a complexidade e o tamanho do aparelho podem ser reduzidos. Além disso, o uso de água pura (proveniente do sistema de suprimento de água) elimina o risco da água esterilizada ser contaminada por algum fluido de resfriamento insalubre, no caso de vazamentos imprevistos no dispositivo de resfriamento.

De acordo com um aspecto vantajoso da invenção, a retirada de calor no dispositivo de resfriamento é usada para pré-aquecer a água que é suprida ao dispositivo de aquecimento. Desse modo, um aparelho muito eficiente em energia é obtido. Em um modo de realização, essa re-utilização do calor pode ser realizada fornecendo-se a água de resfriamento a partir do dispositivo de resfriamento para dentro do dispositivo de aquecimento. Essa água de resfriamento é, então, esterilizada no dispositivo de aquecimento e, subseqüentemente, resfriada no dispositivo de resfriamento com a água suprida novamente a partir do sistema de suprimento de água, que, por sua vez, é fornecida ao dispositivo de aquecimento etc. Visto que a água de resfriamento terá uma temperatura aumentada quando deixando o dispositivo de resfriamento, ficará claro que menos energia será exigida para aquecer a mencionada água à temperatura de esterilização. Além disso, somente uma bomba é necessária para transportar a água para o dispositivo de resfriamento, para o dispositivo de aquecimento e de volta para o dispositivo de resfriamento, sucessivamente, em um fluxo contínuo.

De acordo com um outro aspecto vantajoso da invenção, o dispositivo de esfriamento compreende um trocador de calor de contra-fluxo. Nesta descrição, o termo trocador de calor de contra-fluxo é entendido para definir um trocador de calor no qual um fluido de resfriamento é passado ao longo de um fluido a ser resfriado (aqui, a água esterilizada), onde as direções de fluxo de ambos os fluidos são substancialmente opostas uma à outra ou pelo menos incluem um ângulo obtuso uma com a outra.

Graças a esse trocador de calor de contra-fluxo, a água aquecida no dispositivo de aquecimento pode ser resfriada rápido, porque o trocador de calor pode retirar uma grande quantidade de calor da água quente. Conseqüentemente, a água pode ser esterilizada e, subseqüentemente, resfriada em um intervalo de tempo curto, capacitando grandes quantidades de leite para lactente (ou, mais geralmente, uma outra bebida instantânea) a serem produzidas em um processo quase contínuo.

De acordo com ainda um outro aspecto vantajoso da invenção o trocador de calor pode compreender um primeiro tubo, circundado por um segundo tubo, que juntos são enrolados em uma espiral substancialmente bidimensional. Graças a essa configuração o trocador de calor pode ter uma grande superfície de troca de calor, e ainda ser de dimensão total compacta. Isso também pode contribuir para minimizar o tamanho total do aparelho.

De acordo com um aspecto adicionalmente vantajoso da invenção, a esterilização da água é realizada a temperaturas abaixo de 100 graus Celsius. O requerente descobriu que níveis de esterilização aceitáveis podem ser atingidos aquecendo-se a água a temperaturas abaixo de 100 graus Celsius, desde que o tempo de aquecimento seja suficientemente longo, onde o tempo de aquecimento mínimo exigido se reduzirá à medida que a temperatura de aquecimento aumentar. Graças a essas baixas temperaturas de esterilização, os tempos de resfriamento podem mesmo ser adicionalmente reduzidos.

De acordo com um outro aspecto preferido da invenção, provisões de segurança podem ser providas para monitorar parâmetros de processo específicos do aparelho, tais como a temperatura de esterilização no dispositivo de aquecimento, a taxa de fluxo da água, a esterilidade da água ou a temperatura da água esterilizada deixando o dispositivo de resfriamento etc. De preferência, são providos meios de comunicação para informar a um usuário no caso de uma falha ou desvio monitorados. Adicionalmente ou alternativamente, podem ser providos meios de controle para ajustar os parâmetros de processo como a temperatura de esterilização no dispositivo de aquecimento ou uma taxa de fluxo no trocador de calor, a fim de trazer o parâmetro desviante de volta a seu valor desejado. Além disso, o processo de preparação pode ser interrompido todo junto, por exemplo, no caso de falha severa, desse modo, impedindo o aparelho de produzir uma bebida inferior. Será entendido que essas provisões de segurança são particularmente vantajosas quando o aparelho é usado para preparar leite para lactente, na ausência de qualquer retroalimentação direta a partir dos bebês.

De acordo com um outro aspecto da invenção, pode ser provido um desvio permitindo à água proveniente do dispositivo de aquecimento desviar do dispositivo de resfriamento. Essa água quente esterilizada pode, por exemplo, ser misturada com a água deixando o mencionado dispositivo de resfriamento, que pode ser ligeiramente sub- resfriada. Adicionando-se água quente, a temperatura da água pode ser finamente ajustada para seu valor desejado final, precisamente e rapidamente. Adicionalmente ou alternativamente, a mencionada água quente esterilizada pode ser usada para limpar os componentes do aparelho, ou uma mamadeira ou bico do seio. Modos de realização vantajosos adicionais de um aparelho de acordo com a invenção são apresentados nas reivindicações anexas.

Para explicar a invenção, exemplos de modos de realização da mesma serão descritos aqui com referência aos desenhos anexos, onde:

a Figura 1 mostra esquematicamente um ajuste geral de um aparelho de acordo com a invenção, adequado para preparar leite para lactente a partir de fórmula seca;

a Figura 2 mostra em seção transversal um primeiro modo de

realização de um trocador de calor de contra-fluxo de acordo com a invenção; e

a Figura 3 mostra em vista em perspectiva um modo de realização alternativo de um trocador de calor de contra-fluxo de acordo com a invenção, formado como uma espiral plana.

Na descrição a seguir, a invenção será explicada à luz de um aparelho para preparar leite para lactente a partir de fórmula, em particular, fórmula seca. Entretanto, a invenção não está limitada a essa aplicação. Ela pode, por exemplo, ser aplicada em qualquer aparelho de preparação de bebida no qual o uso de água estéril seja preferido, por exemplo, no caso em que os consumidores pretendidos sejam pessoas com baixa resistência, como bebês, pessoas idosas ou pessoas doentes, ou em aplicações relacionadas à saúde, onde o aparelho é usado, por exemplo, para preparar bebidas medicinais ou bebidas que realçam a saúde, ou no caso em que o aparelho será usado em regiões onde a qualidade da água de torneira é pobre. Além disso, nessa descrição, o termo estéril se refere a 'comercialmente estéril' ao invés do mais restrito 'clinicamente estéril'. A água comercialmente estéril ainda pode conter bactérias, mas aquelas nocivas foram destruídas ou desativadas. Para a presente aplicação, comercialmente estéril é suficiente. O aparelho 1 na Figura 1 compreende uma unidade de mistura 3, um sistema de suprimento de água 2, um sistema de purificação de água 5 e um sistema de suprimento de fórmula 5 para fornecer quantidades predeterminadas de água purificada, em particular, esterilizada, respectivamente à fórmula à mencionada unidade de mistura 3.

No presente modo de realização, a unidade de mistura 3 compreende uma câmara de mistura 4, provida com provisões de mistura adequadas (não visíveis) para ter a água e a fórmula misturadas em uma mistura homogênea, lisa, livre de grumos.

Em um modo de realização alternativo, a mistura da água e da fórmula pode ter lugar do lado de fora do aparelho 1, por exemplo, dentro de um receptáculo especial ou em uma mamadeira 20. Desse modo, o contato entre o aparelho Iea mistura de leite para lactente pode ser evitado, o que é vantajoso a partir de um ponto de vista higiênico e pode permitir regras de limpeza menos restritas. Exemplos de arranjos de mistura adequados são descritos, por exemplo, no pedido de patente não previamente publicado do requerente, intitulado "Apparatus for preparing a beverage from an aqueous liquid and a fatty instant product, in particular baby milk", os conteúdos do qual são incorporados aqui pela referência.

O sistema de suprimento de fórmula 6 compreende um recipiente 7 e um arranjo de descarga adequado 8, para liberar e transportar as quantidades desejadas de fórmula a partir do recipiente 7 para a unidade de mistura 3.

O arranjo de descarga 8 pode compreender, por exemplo, um trado, arranjado embaixo de uma abertura de saída no recipiente 7. O recipiente 7 pode ser em forma de funil, para guiar a fórmula em direção à abertura de saída, sob a influência da gravidade. Adicionalmente ou alternativamente, meios de estímulo ou de impulso podem ser providos (não mostrados), para guiar a, às vezes aderente, fórmula, de modo até mesmo melhor, em direção à abertura de saída, de modo a suprir o trado subjacente com um fornecimento uniforme, contínuo. Exemplos adequados desses meios de estímulo e impulso são descritos no pedido de patente não previamente publicado do requerente, intitulado "Apparatus for preparing baby milk from instant formula", cujos conteúdos são incorporados aqui pela referência.

A quantidade de fórmula conduzida para dentro da unidade de mistura 3 pode ser controlada, por exemplo, tendo-se um trado 8 girado a uma velocidade predeterminada durante uma quantidade de tempo predeterminada ou contando-se suas revoluções. Desse modo, o trado 8 pode servir como dispositivo de transporte e dosagem. Claro que outras configurações são possíveis. Por exemplo, o transporte pode ser feito por um raspador, um pistão, sucção ou ar, enquanto a dosagem pode ser feita com válvulas ou um volume calibrado.

A fórmula ou, mais geralmente, o produto instantâneo, pode ser fornecida em forma de pó ou em qualquer outra forma disponível comercialmente, como um líquido ou substância concentrado, ou em porções padronizadas, por exemplo, suficientes para um serviço, como almofadas, saches, taças etc. Dependendo do formato do suprimento, o sistema de suprimento de fórmula 6 pode ser adaptado conseqüentemente.

No modo de realização ilustrado, sistema de suprimento de água 2 compreende um reservatório de água 9, várias linhas de suprimento, meios de bombeamento 12 e uma ou mais válvulas 14. Os meios de bombeamento 12 e a válvula ou válvulas 14 podem cooperar para transportar quantidades predeterminadas de água a partir do reservatório 9 para o sistema de purificação 5 e/ou para a unidade de mistura 3 e, desse modo, preencher uma função de transporte e dosagem. Visto que os meios de bombeamento 12 e as válvulas 14 são conhecidos por si, eles não precisam de explicação adicional. Sua posição no sistema de suprimento de água 2 é livremente selecionável, ou seja, mais de uma localização é possível e, portanto, o modo de realização mostrado na Figura 1 não deveria ser interpretado como limitador, mas meramente ser visto como um exemplo possível.

O reservatório de água 9 é dimensionado para armazenar uma quantidade de água, por exemplo, suficiente para um suprimento de um dia. De preferência, o reservatório de água 9 e o recipiente de fórmula 7 mencionado acima são acoplados de modo destacável ao aparelho 1, de modo a permitir fácil enchimento, esvaziamento e/ou limpeza. O reservatório de água 9 e/ou o recipiente de fórmula 7 podem ser, além disso, pelo menos parcialmente transparentes, de modo que um usuário possa inspecionar seus conteúdos e níveis de suprimento. Adicionalmente ou alternativamente, meios de detecção automáticos 16, 17 pode ser providos para detectar baixos níveis de suprimento, alertar um usuário e/ou desligar o aparelho 1, para impedir que leite para lactente inferior seja produzido. Ao invés de, ou, em adição a um reservatório 9, o sistema de suprimento de água 2 pode compreender um acoplamento para a conexão a um meio de água de torneira.

No modo de realização ilustrado, o sistema de purificação de água 5 compreende um dispositivo de aquecimento lie um dispositivo de resfriamento 10. O dispositivo de aquecimento 11 é arranjado para esterilizar a água através de aquecimento e pode compreender, por exemplo, uma bobina elétrica, ou quaisquer outros meios de aquecimento alternativos. O requerente descobriu que a água pode ser comercialmente estéril aquecendo-se a água a temperaturas de esterilização Ts abaixo de 100° Celsius durante uma quantidade suficiente de tempo de aquecimento t, onde o tempo de aquecimento t precisa ser mais longo à medida que a temperatura de aquecimento ou esterilização Ts é mais baixa, e onde a temperatura de esterilização Ts mínima exigida reside em torno de 70° Celsius. Por exemplo, quando a água que é aquecida a Ts está a 70° Celsius, o tempo de aquecimento t é, de preferência, de pelo menos 30 segundos, enquanto quando se aquece a água a 80° Celsius ou 90° Celsius, o tempo de aquecimento t pode ser reduzido para cerca de 10 segundos. Esses valores não devem ser interpretados como limitadores, eles são dados para fins de exemplo somente.

O dispositivo de resfriamento 10 é arranjado para resfriar a água quente esterilizada que deixa o dispositivo de aquecimento 11 para uma temperatura pronta para o consumo. Para leite para lactente esta temperatura pode residir entre a temperatura ambiente e cerca de 45° Celsius com uma preferência para 37° Celsius (sendo a temperatura do corpo).

De acordo com a presente invenção, o dispositivo de resfriamento 10 compreende um trocador de calor de contra-fluxo, do qual um possível modo de realização é esquematicamente mostrado na Figura 2. Neste modo de realização, o trocador de calor de contra-fluxo compreende um primeiro corpo 20, por exemplo, de forma tubular ou como placa, que é circundado por um segundo corpo 25, de forma semelhante, mas ligeiramente maior, de modo a criar uma passagem de fluxo S para um fluido de resfriamento ao redor do mencionado primeiro corpo 20. Entretanto, em outros modos de realização (não mostrados), o primeiro e o segundo corpo podem ser formados e/ou orientados diferentemente. Mais geralmente, é suficiente quando o trocador de calor de contra-fluxo compreende duas passagens de fluxo, que ao longo de sua direção de fluxo principal ficam em comunicação termal uma com a outra.

No modo de realização da Figura 2, o primeiro corpo 20 é provido em uma extremidade com uma entrada 21, para receber água quente a partir do dispositivo de aquecimento 11, e provido com uma saída 22 próximo a sua outra extremidade, para permitir que a água resfriada deixe o trocador 10. O segundo corpo 25 é provido com uma entrada de fluido de resfriamento 26, localizada próxima à saída 22 do primeiro corpo 20, e uma saída de fluido de resfriamento 27, localizada próxima à saída de água quente 21 do primeiro corpo 20.

No uso a água quente proveniente do dispositivo de aquecimento 11, tendo uma temperatura de esterilização Ts é fornecida através do primeiro corpo 20 (indicado pela seta A), enquanto um fluido de resfriamento, tendo uma temperatura Tr que é mais baixa que Ts é fornecido através do espaço de fluxo S na direção oposta (indicada pelas setas B).

Devido à diferença de temperatura (Ts - TR) entre a água quente e o fluido de resfriamento, o calor proveniente da água quente será transferido para o fluido de resfriamento, fazendo a temperatura Ts inicial da água quente diminuir gradualmente (na direção da seta A) em direção a uma temperatura Tout final e a temperatura Tr inicial do fluido de resfriamento aumentar gradualmente (na direção da seta B) em direção a uma temperatura Ti final.

Em um modo de realização (não mostrado) a entrada de fluido de resfriamento 26 e a saída 27 do trocador de calor 10 podem ser conectadas a uma linha de suprimento e a uma linha de retorno de um sistema de suprimento de fluido de resfriamento separado, de modo a formar um circuito fechado no qual um fluido de resfriamento adequado pode circular.

Em um modo de realização alternativo, a entrada de fluido de resfriamento 26 pode ser conectada ao sistema de suprimento de água 2 nas Figuras 1 e 2, em particular, ao reservatório de água 9 do mesmo, de modo que a mencionada água possa servir como fluido de resfriamento. A saída de fluido de resfriamento 27 pode ser igualmente conectada ao mencionado reservatório de água 9, para retornar a água de resfriamento usada para o mencionado reservatório 9. Entretanto, isso fará a temperatura da água no reservatório 9 aumentar lentamente, durante o uso, fazendo, desse modo, a eficiência do trocador de calor 10 diminuir gradualmente.

Portanto, em um modo de realização alternativo e preferido, a saída de fluido de resfriamento 27 do trocador de calor 10 é conectada a uma entrada 24 do dispositivo de aquecimento 11, como mostrado nas Figuras 1 e 2. Conseqüentemente, a água que foi usada no trocador de calor 10 como fluido de resfriamento, será subseqüentemente esterilizada no dispositivo de aquecimento lie usada para preparar leite para lactente. Com esse arranjo, o calor retirado no trocador de calor 10 não é perdido, mas armazenado na água que é suprida ao dispositivo de aquecimento 11. Conseqüentemente, menos energia será necessária para aquecer essa água à temperatura de esterilização Ts. Além disso, com esse arranjo, assegura-se ao trocador de calor 10 um suprimento contínuo de fluido de resfriamento fresco, com uma temperatura substancialmente constante (ou seja, a temperatura Tr no reservatório 9, que pode ser mantido a temperatura ambiente ou a uma temperatura um pouco resfriada). Graças a esse suprimento constante, o trocador de calor 10 pode manter uma grande capacidade de resfriamento substancialmente constante.

O aparelho 1 de acordo com a invenção pode compreender, além disso, um dispositivo de esterilização 30 para esterilizar garrafas 20, bicos ou outras partes do aparelho 1, como mostrado na Figura 1. Convenientemente, esse dispositivo 30 pode usar a água esterilizada proveniente do dispositivo de aquecimento 11 ou do dispositivo de resfriamento 10. Alternativamente, pode ser usado vapor. Esse vapor pode, por exemplo, ser produzido em um bloco termal, usando a água proveniente do reservatório 9 do dispositivo de aquecimento 11, como descrito no pedido de patente não previamente publicado do requerente, intitulado "Apparatus for preparing a beverage from sterilized water of a predetermined comsuption temperature", os conteúdos do qual são incorporados aqui pela referência.

O aparelho 1 pode compreender adicionalmente um meio de armazenamento (não mostrado), para armazenar informação relativa, por exemplo, a diferentes programas de alimentação, concentrações de água/fórmula prescritas dependendo da mistura da fórmula, idade e/ou peso do bebê, valores de limiar de segurança para disparar um alarme quando excedidos etc. De preferência, esse meio de armazenamento é programável,de modo a permitir um usuário armazenar suas preferências pessoais. Um controlador (não mostrado) pode ser provido para controlar os parâmetros de processo selecionados em direção a um ponto de ajuste desejado, como as temperaturas da água nos vários estágios do processo de preparação, taxas de fluxo etc. O controle pode ser feito ajustando-se, por exemplo, a capacidade dos meios de bombeamento 12, a velocidade rotacional do trado 8, uma abertura de passagem das válvulas 14 etc.

O aparelho 1 pode ser usado como segue. Antes de iniciar a operação, o reservatório 9 é cheio com água e o recipiente 7 é cheio com fórmula. A seguir, o usuário pode selecionar um programa de preparação específico, a quantidade de leite para lactente a ser preparada, uma concentração de água/fórmula desejada etc. Então, a água é bombeada a partir do reservatório 9 para dentro do dispositivo de aquecimento 11 para esterilização. Como examinado acima, a esterilização é feita aquecendo-se a mencionada água a uma temperatura predeterminada Ts abaixo de 100° Celsius, durante um intervalo de tempo predeterminado t. A água esterilizada é subseqüentemente passada através do trocador de calor de contra-fluxo 10, onde ela é resfriada para uma temperatura Tout com a água proveniente do reservatório 9. A seguir, a água resfriada é suprida à unidade de mistura 3. Antes de entrar na unidade de mistura 3, a temperatura da água Tout pode ser finamente ajustada, por exemplo, a 37° Celsius, por exemplo, passando-se a mencionada água ao longo de um elemento de aquecimento (não mostrado), ou adicionando-se um pouco de água quente proveniente do dispositivo de aquecimento 11 via desvio 29 (ver Figura 1).

A seguir, a quantidade desejada de água pode ser dosada na unidade de mistura 3, por exemplo, por meio da válvula 14 e/ou bomba 12. Enquanto isso, uma quantidade apropriada de fórmula foi transportada a partir do recipiente 7 para a unidade de mistura 3 por meio do arranjo de descarga 8, como descrito acima. Então, a água e a fórmula são supridas à unidade de mistura 3 e a mistura resultante é despejada dentro de uma garrafa 20 ou outro receptáculo, pronta para consumo. Em um modo de operação preferido, a ativação e a desativação do sistema de suprimento de água 2 e do sistema de suprimento de fórmula 6 são ajustadas uma à outra de modo tal que cada sessão de mistura comece e termine com uma pequena quantidade de água. No início da sessão, essa água pode formar uma película dentro da câmara de mistura 4, desse modo, impedindo a fórmula de aderir à mesma. No final da sessão de mistura, a água pode lavar quaisquer restos da mistura. Desse modo, a contaminação da unidade de mistura 3 pode ser impedida ou, pelo menos, reduzida.

A Figura 3 mostra um modo de realização alternativo de um trocador de calor de contra-fluxo 110 de acordo com a invenção, onde os componentes semelhantes àqueles mostrados na Figura 2 foram assinalados com números de referência semelhantes, aumentados em 100. Neste modo de realização, os primeiro e segundo corpos 120, 125 são configurados como tubos alongados, onde o primeiro tubo 120 se estende dentro do segundo tubo 125, e ambos os tubos juntos são enrolados em uma espiral. Nesta configuração, a água quente a ser resfriada pode fluir através do primeiro tubo 120, interno, enquanto o fluido de resfriamento pode fluir através do segundo tubo 125, circundante, em direções opostas, como indicado pelas setas. Na Figura 3, a entrada 121 do primeiro tubo 120, de água quente, e a saída 127 do segundo tubo 125, de fluido de resfriamento, são mostradas se estendendo próximas ao centro da espiral, enquanto sua saída 122, respectivamente à entrada 126 se estende na circunferência externa da espiral. Claro que as mencionadas entrada e saída podem ser intercambiadas, desde que a água quente e o fluido de resfriamento fluam em direções opostas. Com essa configuração, a água quente é circundada pelo fluido de resfriamento por todos os lados, o que resulta em uma grande área de transferência de calor e, portanto, excelente capacidade de transferência de calor, embora o volume total do trocador 110 seja pequeno. Em modos de realização alternativos, o fluido de resfriamento pode fluir através do tubo interno 120 e a água quente através do tubo externo 125. Além disso, os tubos 120, 125 podem ser curvados diferentemente, por exemplo, em uma espiral tridimensional. Desse modo, a forma externa do trocador de calor de contra-fluxo 110 pode ser adaptada de acordo com o espaço disponível no aparelho 1.

A invenção não está limitada de qualquer modo aos exemplos de modos de realização mostrados na descrição e nas figuras. Todas as combinações (de partes) dos modos de realização mostrados e descritos estão explicitamente entendidas para serem incorporadas dentro da descrição e para recaírem dentro do escopo da invenção. Além disso, muitas variações são possíveis dentro do escopo da invenção, como esboçado pelas reivindicações.

Claims (10)

1. Aparelho para preparar uma bebida, por exemplo, leite para lactente, a partir de água e de um produto instantâneo, por exemplo, fórmula, o aparelho compreendendo: um sistema de suprimento de água para suprir água; um dispositivo de aquecimento para esterilizar a água suprida por meio de aquecimento; e um dispositivo de resfriamento para resfriar a água que foi aquecida no dispositivo de aquecimento; caracterizado pelo fato de que o dispositivo de resfriamento usa a água proveniente do sistema de suprimento de água como água de resfriamento.

2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de resfriamento e o dispositivo de aquecimento são arranjados de modo que o calor retirado da água no dispositivo de resfriamento seja usado para pré-aquecer a água suprida ao dispositivo de aquecimento.

3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de resfriamento e o dispositivo de aquecimento são arranjados de modo que a água proveniente do sistema de suprimento de água, antes de ser fornecida para o dispositivo de aquecimento para esterilização, seja usada no dispositivo de resfriamento como água de resfriamento.

4. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de resfriamento compreende um trocador de calor de contra-fluxo.

5. Aparelho de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o trocador de calor de contra-fluxo compreende um primeiro tubo, circundado por um segundo tubo, tubos que são enrolados em uma espiral.

6. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aquecimento é arranjado para esterilizar água aquecendo a mencionada água a temperaturas de esterilização abaixo de 100°C, durante um intervalo de tempo mínimo que aumenta com a diminuição da temperatura de esterilização.

7. Aparelho de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aquecimento é arranjado para aquecer a água a uma temperatura de esterilização igual ou maior que 70°C.

8. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma ou mais provisões de segurança, para monitorar parâmetros de processo selecionados, e iniciar a ação apropriada quando um valor de limiar for excedido, como alertar um usuário e/ou desligar o aparelho ou tomar ação corretiva para trazer o parâmetro de volta a um nível desejado.

9. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que é provido um desvio, permitindo à água aquecida proveniente do dispositivo de aquecimento desviar do dispositivo de resfriamento.

10. Aparelho, de preferência, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender um sistema de suprimento de água para suprir água; um dispositivo de aquecimento para esterilizar a água aquecendo-a; e um dispositivo de resfriamento para resfriar a água que foi aquecida no dispositivo de aquecimento, onde o dispositivo de resfriamento compreende um trocador de calor de contra-fluxo.