BRPI0806442A2

BRPI0806442A2 - Dispositivo e método para refrigerar bebidas

Info

Publication number: BRPI0806442A2
Application number: BRPI0806442-3A
Authority: BR
Inventors: Johannes Jacobus Martinus Marcel Boekhoorn; Maarten Arns; Harry Schippers
Original assignee: Toeca Internat Company B V
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2008-02-06
Publication date: 2014-07-15
Also published as: US8534081B2; RU2474375C2; JP2010517564A; WO2008097088A1; KR20090126257A; AU2008213213A1; AR065210A1; WO2008097088A9; NL2000750C2; EP2118593A1; CN101680697A; MX2009008520A; AU2009210876A1; RU2009133320A; AU2008213213B2; US20110000229A1; CL2008000398A1; CA2678443A1; NL2001873C2; ZA200905816B

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO E MÉTODO PARA REFRIGERAR BEBIDAS"

A invenção refere-se a um dispositivo para refrigerar bebidas, em particular milk-shakes, compreendendo pelo menos um recipiente de abastecimento de 5 bebida para bebida à base de água, e pelo menos um recipiente de abastecimento de meio de refrigeração para abrigar pelo menos um meio de refrigeração. A invenção também se refere a uma máquina de venda automática que contém pelo menos um desse dispositivo. Além disso, a invenção refere-se a um método para refrigerar bebidas utilizando um dispositivo para refrigerar 10 bebidas de acordo com a invenção.

Descrição do estado da técnica

A preparação da máquina de milk-shakes geralmente ocorre ao acomodar uma substância básica contendo água em um cilindro de congelamento. Uma fração da substância básica posicionada próxima à parede do cilindro de 15 congelamento congelará (parcialmente) neste ponto. O milk-shake realmente resfriado pode ser obtido raspando-se a fração congelada na parede do cilindro de congelamento, triturando e posteriormente misturando-a com a fração não congelada da substância básica. Geralmente, o milk-shake também será aerado para proporcionar um traço mais leve ao milk-shake. Embora este método seja 20 aplicado industrialmente em grande escala no mercado, este método para preparo e, em particular para refrigeração de milk-shakes tem muitas desvantagens. Uma desvantagem significativa do método conhecido é que um número relativamente grande de componentes móveis, tais como um raspador e meios de fragmentação para esmagamento da fração congelada, são 25 necessários para permitir o preparo do milk-shake, e isso torna o método de preparo relativamente demorado. Além disso, o equipamento necessário para aplicar o método de preparo conhecido, contendo um raspador e os meios de fragmentação, é relativamente complexo e exige uma manutenção relativamente freqüente, e, portanto, é relativamente caro.

O documento de patente da Grã Bretanha GB 2 408 467 descreve um

sistema de fluido carbonado compreendendo um tanque carbonador para fluído controlado e meios de injeção de gás no fluído do tanque, para criar um turbilhonamento do fluído dentro do tanque, no qual o gás pode ser formado pelo gás CO2 inferior. Entretanto, testes demonstraram que a injeção de um meio de resfriamento criogênico na bebida não resulta em um método satisfatório de preparação, uma vez que geralmente ocorre a formação de gelo ao redor do 5 bocal usado como meio de injeção, de modo que alimentações posteriores de meios de resfriamento criogênico não serão mais possíveis.

Objetivos da invenção

A invenção tem como objetivo prover um dispositivo aperfeiçoado para refrigerar milk-shakes ou outras bebidas.

Breve descrição da invenção

Para esta finalidade, a invenção provê um dispositivo do tipo citado no preâmbulo, caracterizado pelo fato de que o dispositivo compreende meios de dosagem acoplados ao recipiente de abastecimento de bebida e ao recipiente de abastecimento de meio de refrigeração e adaptados para dosar uma quantidade 15 de bebida e uma quantidade de meio de refrigeração necessário para refrigerar a quantidade dosada de bebida, pelo menos uma câmara de mistura para coletar de forma sucessiva uma quantidade de bebida e uma quantidade de meio de refrigeração respectivamente dosadas pelos meios de dosagem e pelo menos um elemento agitador, o qual é posicionado em relação à câmara de mistura, de 20 forma que o elemento agitador adapte-se para gerar um vórtice na bebida presente na câmara de mistura com a finalidade de receber uma quantidade de meio de refrigeração transmitido para a câmara de refrigeração, na qual o elemento agitador também se adapta para misturar conjuntamente a bebida presente na câmara de mistura e meio de refrigeração presente na câmara de 25 mistura, na qual o meio de refrigeração na câmara de mistura é submetido a uma mudança de fase para o estado gasoso e/ou uma expansão adiabática enquanto resfria a bebida. Pode-se realizar uma refrigeração eficaz da bebida misturandose fisicamente um meio de refrigeração relativamente frio (consumível) com a bebida relativamente morna.

Isto é também possível porque um meio de refrigeração criogênico é

empregado, o qual é adaptado para refrigerar a bebida, submetendo-a a uma mudança de fase para o estado gasoso e/ou uma expansão adiabática para atingir uma refrigeração instantânea e considerável da bebida, na qual a formação de cristais na bebida irá, ou, pelo menos, poderá ocorrer. Esta formação de cristais, geralmente composta (apenas) por uma fração de gelo 5 fazendo parte da bebida, contribui para uma elevada sensação de sabor durante o consumo da bebida parcialmente congelada. Caso o meio de refrigeração seja adaptado para ser submetido a uma mudança de fase do estado não gasoso para o estado gasoso, o ponto de ebulição do meio de refrigeração geralmente será mais baixo que o ponto de congelamento da bebida. O ponto de 10 congelamento é compreendido neste contexto como também significando uma faixa de congelamento e o ponto de ebulição é também compreendido neste contexto como significando uma faixa de ebulição.

O calor necessário para aquecer e evaporar ou sublimar o meio de refrigeração será retirado da bebida a ser refrigerada. Uma vez que o meio de 15 refrigeração inicial líquido ou sólido evaporará ou sublimará, pequenas bolhas de gás surgirão na bebida, por meio das quais a bebida será aerada. Dependendo da natureza da bebida e, em particular, da viscosidade da bebida, as bolhas de gás permanecerão incluídas na bebida de forma relativamente estável e sustentada, ou poderão se soltar da bebida de forma relativamente rápida e fácil.

É possível também considerar o resfriamento da bebida ao permitir a

expansão adiabática de um meio de refrigeração gasoso comprimido, por exemplo, ar, na bebida. Devido a este aumento no volume, a temperatura dos meios de refrigeração e, portanto, a bebida, diminuirá, resfriando, assim, a bebida. A refrigeração e aeração da bebida usando o dispositivo de acordo com a 25 invenção geralmente também contribuem para uma sensação de sabor aprimorada durante o consumo da bebida. Durante o preparo conhecido de milkshakes, os milkshakes geralmente são aerados para proporcionar a sensação de sabor que será melhorada, onde a aeração pode ocorrer de forma passiva (pela adição de ar no milkshake) e/ou ativa (pela injeção de ar no milkshake).

Outra vantagem significativa do dispositivo de acordo com a invenção é

que o dispositivo é adaptado para permitir a alimentação eficaz e controlada do meio de refrigeração. Por ser aplicado, em geral, um meio de refrigeração criogênico, preferencialmente nitrogênio líquido, a transmissão do meio de refrigeração para a bebida deve ocorrer de uma maneira relativamente crítica. Isto porque se um excesso de meio de refrigeração tivesse de ser transmitido para a bebida, então a bebida iria congelar instantaneamente, e isso não é 5 desejável. Se o meio de refrigeração tivesse de entrar em contato com uma parede da câmara de mistura, ocorreria, deste modo, o congelamento local da bebida na parede, o que pode afetar de forma muito adversa o processo de refrigeração futuro. Como mencionado acima, testes demonstraram que a injeção de um meio de refrigeração criogênico na bebida também não resulta em um 10 método satisfatório de preparo, uma vez que a formação de gelo ocorrerá geralmente no bocal e em volta do bocal do meio de injeção, pelo qual não será mais possível a transmissão do meio de refrigeração criogênico.

O dispositivo de acordo com a invenção proporciona uma solução para estes problemas gerando um vórtice na bebida antes da transmissão do meio de 15 refrigeração, este vórtice funciona, de fato, como um espaço de recebimento côncavo para o meio de refrigeração, no qual o meio de refrigeração geralmente será transmitido enquanto estiver entrando no espaço envolto pelo vórtice. Devido à rotação do vórtice, mantida pelo elemento agitador, o meio de refrigeração será deslocado sob a influência de forças centrífugas em direção radial (excêntrica) ao 20 longo da superfície da bebida formada pelo vórtice e será gradual e (em geral) parcialmente absorvida na bebida durante a refrigeração e aeração da bebida.

A magnitude das forças centrífugas é determinada (entre outros fatores) pela turbulência do vórtice, em que o grau de turbulência pode ser regulado, por exemplo, modificando a velocidade de agitação do elemento agitador e/ou 25 ajustando a posição do elemento agitador em relação à câmara de mistura. Uma turbulência ótima deve ser preferencialmente o objetivo para este caso, no qual, por um lado, há uma mistura ótima e há impedimento de contato entre o meio de refrigeração e a câmara de mistura e/ou o elemento agitador. Embora o elemento agitador seja geralmente ajustado de forma rotatória no dispositivo, também é 30 possível considerar a câmara de mistura sendo ajustada rotatoriamente no dispositivo. Uma combinação dos dois também pode ser considerada. O que é relevante é uma rotação relativa do elemento agitador e da câmara de mistura. Pelo fato de o dispositivo de acordo com a invenção, além do elemento agitador (e/ou a câmara de mistura), não precisarem ter componentes de movimentação, o dispositivo pode adquirir uma forma estrutural relativamente simples e barata. Além disso, é previsto que o dispositivo relativamente passivo pode, desta 5 maneira, funcionar de forma relativamente silenciosa e com economia de energia. Além de milk-shakes, outras bebidas também podem ser refrigeradas de forma eficaz usando o dispositivo de acordo com a invenção.

Exemplos de outros tipos de bebidas são bebidas alcoólicas (mix), bebidas geladas, em particular bebidas tipo raspadinha, bebidas de frutas, em particular 10 vitaminas, refrescos, iogurtes, queijo cremoso, sopas e água. No entanto, também é possível resfriar sorvete cremoso usando o dispositivo de acordo com a invenção, já que sorvete cremoso é um fluído (viscoso) podendo, assim, ser deslocado, em particular bombeado, por meios de transporte como, por exemplo, uma bomba. Portanto, o sorvete cremoso também é considerado uma bebida no 15 contexto desta patente. É possível ainda considerar a refrigeração de outros tipos de bebida usando o dispositivo de acordo com a invenção, contanto que a bebida (pelo menos parcialmente líquida) possa ser transportada de forma mecânica e, em particular, bombeada.

Em uma configuração preferencial, o elemento agitador é posicionado em relação à câmara de mistura de forma que o elemento agitador seja adaptado para gerar um vórtice substancialmente parabolóide elíptico na bebida presente na câmara de mistura. Em uma situação ideal, o vórtice é preferencialmente um parabolóide elíptico verdadeiro (corpo parabólico de revolução). O espaço côncavo simétrico, nesta ocasião, envolto pelo vórtice é particularmente vantajoso para permitir a transmissão controlada de meio de refrigeração, por meio do contato entre o meio de refrigeração e uma parede da câmara de mistura, e assim, o congelamento instantâneo da bebida pode ser evitado o máximo possível. O desenho deste vórtice simétrico e, em prática, substancialmente simétrico, depende de muitos fatores, incluindo a velocidade de agitação do elemento agitador, o desenho do elemento de agitação, o desenho da câmara de mistura, a direção do elemento agitador em relação à bebida, as propriedades do material da bebida, tal como a viscosidade, e direção do elemento agitador em relação à câmara de mistura. A respeito deste último fator, é vantajoso se um eixo longitudinal do elemento agitador for direcionado substancialmente paralelo a um eixo substancialmente vertical longitudinal da câmara de mistura direcionado, no qual o elemento agitador é, na verdade, geralmente posicionado perpendicular à bebida. O eixo longitudinal do elemento agitador coincide preferencialmente e substancialmente com o eixo longitudinal da câmara de mistura, em que um vórtice de seção transversal substancialmente simétrico possa ser formado na câmara de mistura, na qual a deformação assimétrica do vórtice por meio da ação de uma parede da câmara de mistura possa ser evitada. No entanto, é vantajoso neste ponto se a câmara de mistura adquirir uma forma substancialmente circular de seção transversal, na qual os movimentos circulares na bebida são causados principalmente pelo elemento agitador e não, ou pelo menos quase nada, pela parede da câmara de mistura, que elevará a geração e sustentação de um vórtice mais ou menos ideal. O diâmetro da câmara de mistura pode ser constante neste ponto, mas também pode mudar na direção do comprimento da câmara de mistura. Em uma configuração preferencial o desenho da câmara de mistura corresponde substancialmente a um cone cortado, no qual a câmara de mistura é formada preferencialmente por um copo para bebida ou outro tipo de recipiente para bebida. O uso de um copo para bebida como câmara de mistura tem a vantagem de que a refrigeração da bebida ocorre de fato apenas no copo para bebida e não anteriormente. Aqui, a mistura da bebida também ocorrerá no copo para bebida. Desta forma, sempre será possível proporcionar uma bebida recentemente gelada ao consumidor. O copo para bebida, em geral, será adaptado para ser usado apenas uma vez e, portanto, será descartável. No entanto, também é possível considerar que a câmara de mistura não seja formada por um copo para bebida, mas que o conteúdo da câmara de mistura, ou seja, a bebida gelada seja transferida depois do preparo para, por exemplo, um copo para bebida, jarro, garrafa, embalagem para bebida ou outro tipo de recipiente para bebida próprio para os consumidores.

A direção relativa do elemento agitador e da câmara de mistura pode ser preferencialmente alterada, de modo que a forma do vórtice a ser gerado possa ser regulada de forma relativamente simples, e em particular é mantida, de preferência, substancialmente constante. A forma do vórtice, e particularmente a extensão do vórtice, pode ser influenciada se o elemento agitador for agitado de forma mais profunda ou menos profunda na bebida. Modificar a forma do vórtice durante a refrigeração da bebida pode, de qualquer maneira, ser particularmente vantajoso. Uma vez que a bebida no primeiro caso está relativamente morna e não muito viscosa, em geral, é mais vantajoso posicionar o elemento agitador em uma posição relativamente alta na câmara de mistura, na qual o tamanho do vórtice permanecerá controladamente pequeno e o respingo de bebida para fora da câmara de mistura pode ser evitado o máximo possível. A formação de cristal de gelo ocorrerá na bebida durante e após a transmissão do meio de refrigeração, em que a bebida será geralmente aerada e, como resultado, a bebida se tornará substancialmente mais viscosa. A fim de poder ocasionar mistura suficiente do meio de refrigeração, da bebida e dos cristais de gelo então formados e das bolhas de gás presentes, é geralmente vantajoso deslocar o elemento agitador para uma posição mais baixa na câmara de mistura, na qual ocorrerá uma mistura mais intensa. Como resultado de uma viscosidade mais elevada da bebida, a forma do vórtice não tem necessariamente que mudar durante e após o deslocamento do elemento agitador em relação à câmara de mistura, e o respingo de bebida para fora da câmara de mistura pode ser constantemente evitado. Ficará evidente que a forma do vórtice também será influenciada pela modificação da velocidade de agitação do elemento agitador. A deslocabilidade do elemento agitador em relação à câmara de mistura permite, além disso, a remoção relativamente simples do elemento agitador da câmara de mistura, o que é particularmente vantajoso no caso de a câmara de mistura ser formada por um copo para bebida, na qual o copo para bebida pode ser retirado de forma relativamente simples do dispositivo. O elemento agitador e a câmara de mistura são, de preferência, deslocáveis mais na direção axial um em relação ao outro. Uma deslocabilidade axial geralmente será mais vantajosa para permitir uma regulagem relativamente eficiente e otimização da forma do vórtice por um lado e remoção do elemento agitador da câmara de mistura por outro lado.

O dispositivo é preferencialmente composto por meios de manutenção para manter a câmara de mistura em posição e/ou poder deslocá-la. Os meios de manutenção podem ser de natureza diversa e podem, por exemplo, ser adaptados para apoiar a câmara de mistura. Os meios de manutenção são preferencialmente adaptados para destravamento da câmara de mistura, em que os meios de manutenção são preferencialmente compostos por pelo menos dois elementos de travamento, em particular travas de fixação, adaptadas para serem 5 encaixadas de qualquer lado da câmara de mistura. Em uma concretização particularmente preferencial, os meios de manutenção são adaptados para deslocarem a câmara de mistura no dispositivo e particularmente, para deslocar a câmara de mistura em relação ao elemento agitador. Desta forma, os meios de manutenção podem deslocar a câmara de mistura de uma posição operacional, 10 em que a câmara de mistura é adaptada para receber a bebida e o meio de refrigeração transmitidos respectivamente pelos meios de dosagem, e uma posição não-operacional, em que a câmara de mistura pode ser retirada do dispositivo para permitir o consumo da bebida refrigerada.

Em uma concretização preferencial, o dispositivo compreende um sustentador da câmara de mistura para receber pelo menos uma parte da câmara de mistura. O sustentador da câmara de mistura é, de preferência, pelo menos parcial e termicamente isolado de forma a evitar o máximo possível o aquecimento da bebida refrigerada no dispositivo. O sustentador da câmara de mistura encaixa-se, de preferência, em uma câmara de mistura e pode ser adaptado para apoiar a câmara de mistura. O sustentador da câmara de mistura é, de preferência, deslocável em relação à câmara de mistura de forma que, depois que a bebida foi preparada, a câmara de mistura possa ser deslocada de forma relativamente fácil no dispositivo e possa ser opcionalmente distribuída pelo dispositivo. Em uma configuração preferencial, o elemento agitador, a câmara de mistura e o sustentador da câmara de mistura são deslocáveis simultaneamente em linha, de modo que a câmara de mistura é preferencialmente mantida em posição pelos meios de manutenção. Caso a câmara de mistura seja formada por um copo para bebida, então este copo deve ser geralmente colocado em uso pelo sustentador do copo para bebida, após o qual o elemento agitador será ajustado no copo para bebida.

Posteriormente, quantidades dosadas de bebida e meio de refrigeração são, então, acrescentados ao copo para bebida. Após o preparo da bebida refrigerada, o sustentador do copo para bebida e, portanto, o copo para bebida será deslocado em uma direção inferior, distante do elemento agitador para uma posição intermediária em que uma borda superior do copo para bebida é posicionada (exatamente) mais baixo que o elemento agitador. Nesta posição 5 intermediária, os meios de manutenção envolverão e apoiarão o copo para bebida na posição e o sustentador do copo para bebida será deslocado mais para baixo para uma posição mais inferior na qual uma borda superior do sustentador do copo para bebida é situada (exatamente) abaixo de uma borda inferior do copo para bebida. Os meios de sustentação deslocarão, desta forma, o copo para 10 bebida em um movimento geralmente linear até uma abertura de dispensação, em que o movimento linear é geralmente transversal à direção anterior de deslocamento do sustentador do copo para bebida. Nesta concretização preferencial, o sustentador do copo para bebida permanecerá localizado diretamente sob elemento agitador e, desta forma, adaptado para coletar 15 resíduos de bebida que pingaram do elemento agitador. Para permitir a remoção dos resíduos de bebida coletados no sustentador do copo para bebida, em geral, é vantajoso quando o sustentador do copo para bebida possui pelo menos um escoadouro. Se o elemento agitador fosse lavado após o preparo de uma bebida gelada, o agente de limpeza, em geral água, também poderia ser coletado e 20 escoado por meio do sustentador do copo para bebida. Durante a limpeza do elemento agitador, geralmente é vantajoso que o sustentador do copo para bebida seja deslocado para cima, até o elemento agitador ser posicionado pelo menos parcialmente no sustentador do copo para bebida a fim de poder limitar o respingo de resíduos de bebida e agente de limpeza de forma adjacente ao 25 sustentador do copo para bebida e, sua respectiva obstrução do dispositivo. É particularmente vantajoso, neste ponto, quando o sustentador do copo para bebida é vedado consideravelmente com uma força mediana durante a limpeza do elemento agitador, como, por exemplo, aplicando um elemento superior adaptado para ajustar-se ao sustentador do copo para bebida. Durante a limpeza 30 do elemento agitador, em geral, é vantajoso girar o elemento agitador, do qual os resíduos de bebida e agente de limpeza serão retirados de forma relativamente fácil dos elementos para agitação. O sustentador do copo para bebida será, apesar disso, pelo menos parcialmente preenchido com o agente de limpeza durante a limpeza, a fim de permitir também a limpeza do sustentador do copo para bebida como tal, além do elemento agitador. A remoção do agente de limpeza usado, em geral, ocorrerá por meio do escoamento da parte constituinte do sustentador do copo para bebida, e ocorrerá preferencialmente de maneira 5 forçada pela sucção do agente de limpeza para fora do sustentador do copo para bebida via escoamento.

O elemento agitador pode ser de diversos desenhos, embora o desenho e dimensionamento ideais para poder gerar um vórtice mais ou menos ideal geralmente dependerá, em grande parte, do dimensionamento e desenho do 10 copo para bebida, entre outros fatores. Um elemento agitador do tipo bastão agitador é preferencialmente aplicado, este elemento agitador contendo uma haste de rotação física alongada, à qual uma ou mais lâminas para agitação são conectadas, que incidem sobre pelo menos um lado em relação à haste de rotação, na qual as lâminas para agitação também podem ser incorporadas de 15 diversas maneiras. Em uma concretização preferencial, o elemento agitador é formado por um agitador tipo âncora. Um agitador tipo âncora é um tipo particular de bastão agitador, ao qual duas partes respectivas de âncora são encaixadas de lados opostos da haste de rotação. As partes da âncora também podem ser conectadas uma à outra por uma ou mais conexões transversais, em que uma 20 estrutura de simetria especular será criada. Testes demonstraram que este agitador tipo âncora, ou em especial agitador tipo estrutura, é particularmente adequado para permitir a geração de um vórtice estável na bebida presente na câmara de mistura, particularmente quando a câmara de mistura for constituída por um copo para bebida.

Em uma concretização preferencial, os meios de dosagem são adaptados

para transmitir o meio de refrigeração para a câmara de mistura em uma posição que fica entre um eixo longitudinal da câmara de mistura e uma parede da câmara de mistura, onde a transmissão do meio de refrigeração (bem como da bebida) geralmente ocorre ao permitir que o meio de refrigeração (bem como da 30 bebida) passe para a câmara de mistura. A introdução do meio de refrigeração na bebida geralmente resulta no congelamento direto e instantâneo dos meios de introdução aplicados, em que a refrigeração (adicional) da bebida não é possível. Se a temperatura do meio de refrigeração estivesse por volta do ponto de congelamento da bebida, seria possível, entretanto, considerar a introdução do meio de refrigeração. Contudo, se for aplicado nitrogênio líquido ou gelo seco como meio de refrigeração, a introdução não resultará em uma opção viável para 5 permitir a refrigeração satisfatória e controlada da bebida. Pela transmissão do meio de refrigeração para uma posição entre a haste de rotação do elemento agitador e uma parede da câmara de mistura, o contato entre o meio de refrigeração e o elemento agitador e a câmara de mistura pode ser evitado o máximo possível, em que a formação de grânulos de gelo na câmara de mistura 10 na posição do elemento agitador e/ou na posição da câmara de mistura pode, da mesma forma, ser evitada o máximo possível. Em concretização preferencial, os meios de dosagem são adaptados para transmitir o meio de refrigeração para a câmara de mistura na posição situada entre 10% e 80%, preferencialmente entre 20% e 70%, mais preferencialmente entre 25% e 60% da distância mais curta 15 entre o eixo longitudinal da câmara de mistura e a parede da câmara de mistura, conforme calculado a partir do eixo longitudinal da câmara de mistura. A distância mais curta é, neste ponto, mais preferencialmente calculada a partir do nível da bebida na posição do elemento agitador.

Em uma concretização preferencial, o dispositivo é composto por uma variedade de recipientes de abastecimento de meio de refrigeração, que são mutuamente conectados em série. O uso da variedade de recipientes de abastecimento de meio de refrigeração conectados de forma serial geralmente é vantajoso a partir de um ponto de vista prático. Um primeiro recipiente de abastecimento (principal) pesado e relativamente volumoso pode ser constituído neste ponto por uma garrafa de gás, e este primeiro recipiente de abastecimento (principal) pode ser acoplado a um segundo recipiente de abastecimento (adicional) relativamente compacto. Uma vez que o primeiro recipiente de abastecimento (principal) geralmente adquire uma forma relativamente volumosa (por exemplo, 40 litros) e pesada, é preferível posicioná-lo na parte de baixo do dispositivo. O segundo recipiente de abastecimento (adicional) funciona como um reservatório de tampão com um volume limitado, geralmente de uns poucos litros, e pode, portanto, ser colocado relativa e simplesmente mais em cima do dispositivo. O reservatório tampão é adaptado neste ponto por conexão aos meios de dosagem, transmitindo o meio de refrigeração para a câmara de mistura. Geralmente, o reservatório de tampão é conectado em série com um primeiro recipiente de abastecimento de meio de refrigeração com a finalidade de abastecer o reservatório de tampão. O reservatório de tampão preferencialmente 5 contém uma bóia para permitir a conexão entre o reservatório de tampão e o primeiro recipiente de abastecimento de meio de refrigeração a ser rompido quando o meio de refrigeração no reservatório de tampão atingir um determinado nível. Desta forma, a pressão hidrostática no reservatório de tampão pode ser mantida substancialmente constante, o que é particularmente vantajoso ao 10 permitir a dosagem do meio de refrigeração. Ao invés de fechar o reservatório de tampão submetido ao nível do meio de refrigeração usando uma bóia, isto também pode ser feito de outra maneira. O nível do meio de refrigeração deverá ser detectado neste ponto e, para isso, uma válvula de fechamento deverá ser controlada de forma pneumática, hidráulica ou eletromecanicamente. O 15 reservatório de tampão preferencialmente adquire uma forma de parede dupla, em que um vácuo ou uma subpressão é aplicada na capa de parede dupla para permitir isolamento eficiente do reservatório do tampão.

Ao manter, de forma intencional, o meio de refrigeração em um estado geralmente líquido (ou sólido), armazenando o meio de refrigeração de maneira 20 condicionada no(s) recipiente(s) de abastecimento do meio de refrigeração, uma mudança de fase do meio de refrigeração pode ser ocasionada de maneira relativamente simples na câmara de mistura (em que geralmente prevalece uma pressão atmosférica), na qual a refrigeração da bebida pode ser realizada. Manter o meio de refrigeração criogênico sob pressão no estado líquido ou sólido 25 geralmente também é vantajoso, para permitir o armazenamento de quantidades relativamente grandes de meio de refrigeração em uma temperatura relativamente baixa. O recipiente de abastecimento de meio de refrigeração funcionando como reservatório de pressão é adaptado preferencialmente para manter um meio de refrigeração líquido, de preferência nitrogênio, em uma 30 pressão elevada de, por exemplo, 1 bar acima da pressão atmosférica. Além do nitrogênio, também é possível considerar a aplicação de ar (líquido), dióxido de carbono (sólido) e hélio (líquido). Outros tipos de meios de refrigeração também podem ser aplicados teoricamente, contudo com a condição geral de que o meio de refrigeração seja apropriado para consumo por um comprador. Também é possível considerar que o recipiente de abastecimento de meio de refrigeração seja adaptado para manter o meio de refrigeração a pressão atmosférica. Isto é adicional e particularmente vantajoso, em geral, de um ponto de vista de energia.

Preferencialmente, no entanto, um meio de refrigeração líquido ou gasoso (e, portanto, não sólido) é aplicado, uma vez que os meios de refrigeração líquido e gasoso podem ser transportados de forma relativamente fácil, o que facilita consideravelmente o manuseio dos meios de refrigeração, e assim, o processo de refrigeração como tal. Contudo, também é possível considerar que a bebida 10 seja refrigerada por um primeiro meio de refrigeração (líquido ou gasoso) e simultaneamente também por um segundo meio de refrigeração (sólido, líquido ou gasoso), o que pode ser vantajoso de um ponto de vista prático e/ou estético. A fim de manter o meio de refrigeração sob pressão, em geral, é vantajoso proporcionar uma forma considerável e termicamente isolada a pelo menos um 15 recipiente de abastecimento de meio de refrigeração. Neste ponto é vantajoso se o recipiente de meio de refrigeração for composto por uma capa de dupla camada, em que se cria vácuo ou, pelo menos, uma subpressão. No caso de uma variedade de recipientes de meio de refrigeração ser aplicada, é vantajoso proporcionar a todos os recipientes de abastecimento de meio de refrigeração 20 uma forma isolada termicamente, a fim de ser capaz de evitar o aquecimento prematuro do meio de refrigeração, o máximo possível.

Preferencialmente, o recipiente de meio de refrigeração conecta-se aos meios de dosagem por um conduíte isolado para permitir a eficiência de energia do dispositivo de acordo com a invenção a ser otimizada. O recipiente de 25 abastecimento do meio de refrigeração de preferência conecta-se diretamente, e não via conduíte, aos meios de dosagem a fim de aumentar ainda mais a eficácia do dispositivo.

Os meios de dosagem geralmente serão compostos por pelo menos um bocal conectado ao recipiente de abastecimento de bebida e pelo menos um bocal conectado ao recipiente de meio de refrigeração. O desenho, dimensionamento e posicionamento dos bocais podem ser muito diversos. No entanto, em uma concretização preferencial, o posicionamento dos bocais em relação à câmara de mistura é de tal forma que tanto a bebida quanto o meio de refrigeração podem passar para a câmara de mistura sob influência da força da gravidade. Opcionalmente, pode-se aplicar pressão na bebida e/ou no meio de refrigeração neste ponto. Permitir que o meio de refrigeração passe para a 5 câmara de mistura em vez de introduzir o meio de refrigeração na bebida presente na câmara de mistura tem a grande vantagem de que a formação de grânulos de gelo na bebida pode, desta forma, ser ainda mais evitada, em que a bebida permanece completamente agitável, o que aprimorará um resfriamento homogêneo relativamente rápido e eficaz da bebida.

Em uma concretização preferencial, o dispositivo compreende uma

unidade de controle que é pelo menos adaptada para controlar os meios de dosagem de forma que uma quantidade dosagem de bebida e uma quantidade dosada de meio de refrigeração possam ser sucessivamente transmitidas para a câmara de mistura. A unidade de controle é, de preferência, também adaptada 15 para controlar o elemento agitador, de forma que o elemento agitador é ativado antes que o meio de refrigeração seja transmitido para a bebida. Uma dispersão ótima do meio de refrigeração na bebida, e, portanto, uma refrigeração ótima da bebida pode ser realizada transmitindo o meio de refrigeração durante a agitação da bebida. No caso de a câmara de mistura ser constituída por um copo para 20 bebida, um vórtice com uma superfície líquida côncava será criado pela agitação da bebida, em cuja superfície o meio de refrigeração será ajustado posteriormente. Conforme relatado, uma transmissão controlada do meio de refrigeração para a bebida, uma mistura controlada da bebida e o meio de refrigeração e, portanto, uma refrigeração controlada e aeração da bebida podem 25 ser realizadas pela aplicação do vórtice. A superfície líquida côncava acelera a dispersão do meio de refrigeração por meio da bebida e evita o contato do meio de refrigeração com uma parede da câmara de mistura (copo para bebida). A velocidade de agitação ótima (velocidade de rotação) do elemento agitador depende de múltiplos fatores, incluindo o desenho e dimensionamento do 30 sustentador do copo e elemento agitador, além da viscosidade da bebida. A unidade de controle também é, de preferência, adaptada para regular a velocidade de agitação do elemento agitador, e a unidade de controle também é adaptada para controlar a alteração de distância (mais curta) entre o elemento agitador e a câmara de mistura, e, em particular, a direção relativa do elemento agitador, a câmara de mistura, o sustentador da câmara de mistura e os meios de manutenção, se aplicados.

Em uma concretização preferencial, o recipiente de abastecimento de meio de refrigeração é composto por meios de refrigeração para resfriar ativamente o meio de refrigeração. Desta forma, o meio de refrigeração pode evitar o aquecimento do meio de refrigeração no recipiente de abastecimento de meio de refrigeração, em que uma temperatura suficientemente baixa do meio de refrigeração com a finalidade de resfriar a bebida possa permanecer assegurada. Caso seja aplicado nitrogênio (líquido) como meio de refrigeração, então em geral não será necessário, e comumente não será possível do ponto de vista técnico, aplicar meios de refrigeração ativos com a finalidade de refrigeração ativa do nitrogênio (líquido). Os meios de dosagem são adaptados para dosar a quantidade de bebida, a quantidade de meio de refrigeração e, opcionalmente, se aplicada, uma quantidade de aditivo a ser transmitido para a câmara de mistura. A dosagem da quantidade de bebida e a quantidade de meio de refrigeração, respectivamente, podem ser baseadas em uma massa (peso) da bebida e meio de refrigeração a ser transmitido respectivamente para a câmara de mistura, e/ou um volume de bebida e meio de refrigeração a ser transmitido respectivamente para a câmara de mistura. Além disso, a dosagem pode ter o tempo controlado, em que os meios de dosagem permitem a transmissão respectiva da bebida e meio de refrigeração por um determinado período de tempo. Nesta dosagem definida pelo tempo, a quantidade respectiva de bebida e a quantidade de meio de refrigeração a serem, conseqüentemente, transmitidas para a câmara de mistura dependerão da velocidade de fluxo (quantidade por unidade de tempo) da bebida e o meio de refrigeração, respectivamente. O dispositivo é preferencialmente composto por meios de dosagem que podem ser fechados para o abastecimento dosado do meio de refrigeração para a câmara de mistura a fim de realizar uma dosagem eficiente. Os meios de dosagem geralmente serão operados de maneira hidráulica, pneumática e/ou elétrica. Em uma concretização preferencial, os meios de dosagem permitirão um abastecimento do meio de refrigeração de forma que a temperatura final da bebida resfriada na câmara de mistura seja inferior ou igual ao ponto de congelamento da bebida. Ao refrigerar novamente a bebida para uma temperatura que é (exatamente) inferior ou igual ao ponto de congelamento da bebida, a formação de uma fração de cristal, em particular uma fração de gelo, pode ser realizada na bebida, o que aumenta a sensação de sabor durante o consumo da bebida. Nota-se, de outra forma, que 5 geralmente a bebida será uma mistura que, como tal, geralmente não terá nenhum ponto de congelamento específico, e sim uma faixa de congelamento. Ficará evidente que também será possível considerar uma nova refrigeração da bebida para uma temperatura (exatamente) acima do ponto de congelamento da bebida, em que não será formado gelo na bebida.

Em uma concretização preferencial, o dispositivo compreende meios de

dispersão para o abastecimento disperso do meio de refrigeração para a câmara de mistura, a fim de permitir a realização de uma mistura pré-definida e, de preferência, substancialmente mais homogênea do meio de refrigeração com a bebida. O abastecimento de meio de refrigeração para a câmara de mistura de 15 forma dispersa (difusa) pode ocorrer de várias maneiras, como, por exemplo, pelo uso de um difusor venturi e/ou uma tela de atomização. Caso um meio de refrigeração sólido, como, por exemplo, gelo seco (dióxido de carbono sólido) seja aplicado como meio de refrigeração, o gelo seco pode ser transmitido de forma comprimida para a bebida para refrigerá-la. Também é possível transmitir 20 blocos de gelo seco para a bebida.

O recipiente de abastecimento de bebida é preferencialmente constituído por meios geradores de pressão para permitir o deslocamento da bebida sob pressão desde o recipiente de abastecimento de bebida até os meios de dosagem. Os meios geradores de pressão, neste ponto, geralmente serão 25 compostos por pelo menos uma bomba. Aqui, os meios geradores de pressão podem ser de natureza pneumática, hidráulica e/ou mecânica. Os meios geradores de pressão podem, neste ponto, unir-se diretamente à bebida. Contudo, o recipiente de abastecimento de bebida geralmente será composto por uma bolsa na qual a bebida é recebida, em que os meios geradores de pressão 30 se unem diretamente à bolsa e, portanto, indiretamente à bebida. A bolsa, neste ponto, geralmente será envolta por uma estrutura em que o recipiente de abastecimento de bebida é adaptado como uma famosa bag-in-box. Em outra concretização preferencial, o recipiente de abastecimento de meio de refrigeração contém meios geradores de pressão para permitir o deslocamento do meio de refrigeração sob pressão a partir do recipiente de abastecimento de meio de refrigeração até os meios de dosagem. Os meios 5 geradores de pressão, neste ponto, também podem ser compostos por pelo menos uma bomba, embora isso geralmente dependa da temperatura do meio de refrigeração a ser deslocado. Caso seja aplicado nitrogênio líquido como meio de refrigeração, geralmente não será possível aplicar uma bomba com a finalidade de bombear o nitrogênio líquido (relativamente frio). No caso de meios de 10 refrigeração líquidos relativamente frios, incluindo nitrogênio líquido, em geral, é vantajoso exercer uma pressão de gás no meio de refrigeração líquido para permitir o deslocamento do meio de refrigeração para os meios de dosagem e, posteriormente, para a câmara de mistura. O gás aplicado com a finalidade de exercer pressão suficiente pode ser de diversas naturezas e pode, por exemplo, 15 ser constituído por ar (atmosférico). No entanto, também pode ser eficiente aplicar meio de refrigeração vaporizado com a finalidade de gerar pressão de gás suficiente.

Caso a câmara de mistura não seja constituída por um copo para bebida, a câmara de mistura tem preferencialmente uma forma pelo menos parcial e de 20 preferência mais consideravelmente tubular, na qual a bebida pode ser conduzida para dentro da câmara de mistura por um primeiro lado (abastecimento) da câmara de mistura tubular e pode ser conduzida para fora da câmara de mistura por um segundo lado oposto (escoamento) da câmara de mistura. Caso a bebida presente na câmara de mistura tubular fosse considerada, em teoria, uma 25 montagem de embalagens de bebida, então todas as embalagens de bebida, em uma situação ideal, terão o mesmo tempo de permanência (uniforme) na câmara de mistura, que também é denominado de fluxo constante. Embora esta situação ideal geralmente não seja viável na prática, esta situação será pretendida, a fim de permitir o melhor controle possível do processo de refrigeração da bebida. 30 Neste ponto, geralmente será necessário deslocar todas as embalagens de líquidos na mesma velocidade na câmara de mistura. Ao invés de uma bomba, um êmbolo com o ajuste de travamento na câmara de mistura também pode ser aplicado no caso de uma câmara de mistura tubular com a finalidade de transportar a bebida através da câmara de mistura, para a qual o êmbolo é preferencialmente movido através da câmara de mistura em uma velocidade consideravelmente constante. Embora uma câmara de mistura separada seja geralmente aplicada, também é possível considerar a câmara de mistura e o 5 recipiente de abastecimento de bebida sendo pelo menos parcialmente integrados um ao outro, ou mesmo sendo constituído por um e o mesmo componente, em que o recipiente de abastecimento de bebida seja de fato também adaptado para funcionar como câmara de mistura.

Em outra concretização preferencial, o dispositivo compreende uma estrutura consideravelmente fechada, na qual pelo menos o recipiente de abastecimento de bebida, o recipiente de abastecimento de meio de refrigeração e, opcionalmente, a câmara de mistura são acomodados. Com os recipientes de abastecimento e a câmara de mistura envoltos pela estrutura, um micro-clima substancialmente constante pode ser criado ao redor destes componentes de uma maneira relativamente simples. Este micro-clima, em geral, será relativamente fresco, por exemplo, cerca de 4°C, a fim de, por um lado, permitir preservação relativamente contínua da bebida e, por outro lado, para permitir que as propriedades físicas da bebida sejam mantidas relativamente constantes, em que o método para refrigerar bebida usando o dispositivo de acordo com a invenção possa ser controlado relativamente bem. A estrutura pode ser resfriada por meio de um sistema de refrigeração separado, embora geralmente também seja possível resfriar a estrutura pela evaporação ou sublimação do meio de refrigeração (inicialmente) recebido no recipiente de abastecimento de meio de refrigeração. O calor latente necessário para esta evaporação ou sublimação pode ser extraído do micro-clima envolvendo o recipiente de abastecimento de meio de refrigeração, de modo que o micro-clima pode ser resfriado.

Pode ser vantajoso para o dispositivo conter pelo menos um recipiente de abastecimento de aditivo para um aditivo, este recipiente de abastecimento de aditivo sendo adaptado para conexão com os meios de dosagem, por meio dos 30 quais pelo menos um aditivo pode ser transmitido para a câmara de mistura. Desta forma, é possível de uma maneira relativamente simples enriquecer uma bebida (básica) com um ou mais aditivos. Opcionalmente, os aditivos também podem ser acrescentados à bebida depois e/ou exatamente antes da refrigeração da bebida na câmara de mistura. Exemplos de possíveis aditivos são agentes colorantes, aromatizantes, substâncias aromáticas, espessantes, conservantes, etc. Este pelo menos um aditivo é preferencialmente acrescentado à bebida, 5 aplicando-se meios geradores de pressão, conforme já discutido antes, do recipiente de abastecimento de aditivo.

Caso a câmara de mistura não seja constituída por um copo para bebida, a bebida pode ser retirada da câmara de mistura após refrigeração da bebida na câmara de mistura, por exemplo, por meio do derramamento, inclinando a 10 câmara de mistura. No entanto, o dispositivo é preferencialmente composto por meios de dispensação para dispensar a bebida refrigerada. Aqui, os meios de dispensação são preferencialmente compreendem uma torneira passível de ser fechada. Também é possível que os meios de dispensação sejam compostos por uma abertura de dispensação acessível para o consumidor e na qual o dispositivo 15 - se aplicado - colocará um copo de bebida após o preparo da bebida refrigerada no dispositivo. O consumidor pode, então, retirar o copo de bebida do dispositivo do espaço de recebimento.

A invenção também se refere a um reservatório de tampão para uso em um dispositivo de acordo com a invenção. O reservatório de tampão é adaptado para armazenamento temporário do meio de refrigeração. O reservatório de tampão é geralmente conectado em série a um primeiro recipiente de abastecimento de meio de refrigeração com a finalidade de abastecer o reservatório de tampão. Um lado de saída do reservatório de tampão, opcionalmente via conduíte, em geral é adaptado para transmitir o meio de refrigeração para a câmara de mistura. O reservatório de tampão é preferencialmente provido de uma bóia para permitir a ruptura da conexão entre o reservatório de tampão e o primeiro recipiente de abastecimento de meio de refrigeração quando um determinado nível de meio de refrigeração é atingido no reservatório de tampão. Desta forma, a pressão hidrostática no reservatório de tampão pode ser mantida consideravelmente constante, o que é particularmente vantajoso para permitir a dosagem do meio de refrigeração. O reservatório de tampão adquire preferencialmente uma forma de parede dupla, em que um vácuo ou pelo menos uma subpressão é aplicada na capa de parede dupla para permitir o isolamento eficiente do reservatório de tampão. O reservatório de tampão pode ser vendido como componente separado.

Adicionalmente, a invenção refere-se a uma máquina de venda automática ou máquina de dispensação contendo pelo menos um dispositivo de acordo com a invenção. Os meios de dispensação são preferencialmente compostos por um espaço de recebimento para receber pelo menos um recipiente para bebida (copo). Vantagens adicionais e variantes de concretizações do dispositivo de acordo com a invenção já foram descritos acima em detalhes. A máquina de venda automática será geralmente do tipo comercial e será adaptada para dispensar uma ou mais bebidas mediante pagamento. A máquina de venda automática pode estar localizada, por exemplo, nas instalações de uma empresa ou em áreas públicas. O dimensionamento e desenho da máquina de venda automática podem ser de naturezas diversas, nas quais as máquinas de venda automática podem, por exemplo, ser montadas como modelo de chão ou modelo de mesa. Entretanto, também é possível considerar o dispositivo fazendo parte de uma máquina adaptada para uso pessoal. Uma configuração de modelo de mesa geralmente será geralmente mais apropriada. Caso uma máquina seja aplicada em um ambiente privado, não será necessário pagar pela bebida antes de esta ser entregue pela máquina.

A invenção também se refere a um método para refrigerar bebidas, em particular embora não necessariamente usando um dispositivo de acordo com a invenção, sendo composto pelas etapas de: A) transmissão de uma quantidade dosada de bebida a ser refrigerada para uma câmara de mistura, B) 25 movimentação da bebida transmitida para a câmara de mistura de forma que seja formado um vórtice na bebida, C) transmissão de uma quantidade dosada de meio de refrigeração de forma que o meio de refrigeração seja ajustado em um espaço envolto pelo vórtice e D) mistura da bebida com pelo menos uma parte da quantidade de meio de refrigeração transmitida, em que o meio de refrigeração é 30 submetido a uma mudança de fase para o estado gasoso e/ou é submetido a uma expansão adiabática enquanto resfria a bebida. As vantagens deste método já foram descritas acima em detalhes. O calor latente necessário para a transição de fase pode ser extraído da bebida durante a refrigeração da bebida. A transição para o estado gasoso geralmente é favorável para a refrigeração da bebida de um ponto de vista de energia, embora deste modo a bebida também possa ser aerada de forma eficaz e relativamente simples, o que normalmente aprimorará a 5 sensação de sabor no caso de um milkshake, sorvete cremoso, uma bebida tipo raspadinha, uma vitamina sendo preparada ou pelo menos refrigerada aplicandose o método de acordo com a invenção. Ao gerar um vórtice (também denominado de redemoinho), o meio de refrigeração pode ser transmitido de forma controlada para a bebida e subseqüentemente misturado de maneira eficaz 10 com a bebida, em que é minimizado o risco de formação de grânulos de gelo na câmara de mistura.

Em uma concretização preferencial, um vórtice parabolóide substancialmente elíptico é gerado durante a etapa B). Um parabolóide elíptico é um corpo de revolução parabólico (côncavo) simétrico que pode ser gerado 15 ajustando-se uma haste de rotação de um elemento agitador consideravelmente perpendicular em (uma superfície líquida consideravelmente horizontal de) uma bebida. O eixo de rotação deste vórtice consideravelmente parabolóide coincidirá com o eixo de rotação do elemento agitador. No entanto, ficará evidente que um vórtice parabolóide verdadeiramente elíptico poderá apenas ser atingido em 20 teoria, e que em prática a forma deste vórtice ideal pode ser somente aproximada.

Em uma concretização preferencial, um vórtice é gerado na etapa B) com uma profundidade entre 1 e 6 cm, preferencialmente entre 2 e 6 cm, mais preferencialmente entre 3 e 5 cm. A profundidade do vórtice pode ser regulada 25 (entre outras formas) alterando-se a velocidade de agitação (velocidade de rotação) do elemento agitador. Ao proporcionar ao vórtice uma altura entre 1 e 6 cm, o meio de refrigeração será geralmente absorvido de forma controlada para dentro do vórtice. Se a altura do vórtice ficasse menor que 1 cm, o volume envolto pelo vórtice geralmente ficará muito pequeno para absorver o meio de 30 refrigeração total para ser transmitido para a bebida. Se a altura do vórtice ficasse maior que 6 cm, o vórtice então geralmente girará de forma turbulenta de forma que as forças centrífugas exercidas sobre o meio de refrigeração presente no vórtice se tornem tão grandes que o meio de refrigeração deslizará relativamente rápido e, em geral, muito rápido na direção de uma parede da câmara de mistura, em que o contato entre o meio de refrigeração e a parede da câmara de mistura ocorrerá relativamente rápido. Isto traz a conseqüência de que a formação de 5 grânulos de gelo ocorrerá de forma relativamente rápida no local da parede. Particularmente, caso seja aplicado um copo para bebida, geralmente é vantajoso que a altura do vórtice fique entre 3 e 5 cm. Se for aplicado um vórtice relativamente raso, a dosagem do meio de refrigeração dentro do vórtice, em geral, será particularmente crítica, uma vez que o volume envolto pelo vórtice é, 10 assim, relativamente limitado. Com um vórtice relativamente raso de, por exemplo, 1 cm, a velocidade de dosagem geralmente terá de ser relativamente baixa, de forma a evitar o máximo possível o contato entre o meio de refrigeração por um lado e a parede da câmara de mistura e/ou o elemento agitador por outro lado. Constatou-se na prática que uma velocidade de dosagem entre 0,4 e 15 15 mililitros de meio de refrigeração por segundo, em geral, é suficiente para poder atingir uma transmissão controlada do meio de refrigeração. Caso um copo para bebida padrão em forma de cone cortado seja aplicado como câmara de mistura com a finalidade de preparar um milk-shake com um volume de cerca de 450 ml, então cerca de 300 mililitros de milk-shake, em geral, serão transmitidos para o 20 copo de bebida, no qual é gerado um vórtice com uma altura de 4 a 5 cm, para o qual é transmitido cerca de 40 gramas de nitrogênio líquido em porções a uma velocidade de dosagem de cerca de 5 gramas por segundo (cerca de 7 mililitros por segundo).

Em uma concretização preferencial, a quantidade de meio de refrigeração 25 transmitida para a câmara de mistura durante a etapa C) totaliza entre 10% por volume e 70% por volume do volume envolto pelo vórtice. Uma porcentagem de volume inferior a 10% geralmente será muito baixa para poder atingir uma aeração e resfriamento desejado da bebida. Em uma porcentagem de volume superior a 70%, o vórtice é preenchido de forma que há uma possibilidade 30 imediata de contato entre o meio de refrigeração e o elemento agitador e/ou a parede da câmara de mistura. Ficará evidente que estas porcentagens estão relacionadas à altura do vórtice. Portanto, um equilíbrio ótimo terá de ser encontrado na prática entre uma forma ideal e altura do vórtice por um lado e um grau ótimo de preenchimento do vórtice, por outro lado.

A fim de poder evitar o máximo possível a probabilidade de contato entre o meio de refrigeração e a parede da câmara de mistura e/ou o elemento agitador 5 e, portanto, a possibilidade de formação de grânulos de gelo, em geral é vantajoso se, durante a etapa C) o meio de refrigeração for transmitido para a câmara de mistura em uma posição localizada entre 10% e 80%, preferencialmente entre 10% e 50%, da distância mais curta entre o eixo longitudinal da câmara de mistura e a parede da câmara de mistura, conforme 10 calculado a partir do eixo longitudinal da câmara de mistura, e de preferência, do eixo longitudinal da câmara de mistura na posição de um ponto mais inferior do vórtice.

Pelo menos um elemento agitador é preferencialmente aplicado a fim de manter a bebida em movimento de acordo com a etapa B) e para misturar a 15 bebida e o meio de refrigeração de acordo com a etapa D). O elemento agitador, neste ponto, é preferencialmente composto por uma haste de rotação física e pelo menos uma lâmina para agitação conectada à haste de rotação e incidindo sobre pelo menos um lado em relação à haste de rotação, em que pelo menos uma lâmina para agitação se projeta em relação a uma camada superior da 20 bebida. O desenho do elemento agitador e a direção relativa do elemento agitador e a câmara de mistura geralmente serão importantes para poder gerar o vórtice o mais ideal possível, em particular um vórtice parabolóide substancialmente elíptico.

Em uma concretização preferencial, a velocidade de agitação do elemento 25 agitador é mais alta durante a etapa D) do que durante a etapa B). Antes e durante a transmissão do meio de refrigeração, a bebida geralmente não estará muito viscosa e relativamente líquida. Ao manter a velocidade de agitação relativamente baixa nessa(s) etapa(s), um vórtice relativamente estável pode ser realizado, ao qual o meio de refrigeração pode ser acrescentado de forma 30 relativamente controlável. Durante a transmissão do meio de refrigeração para a bebida, a bebida resfriará e, portanto, a formação de cristais de gelo geralmente ocorrerá na bebida, e a bebida se tornará, em geral, substancialmente mais viscosa. A fim de poder realizar a refrigeração homogênea da bebida, é vantajoso aumentar a velocidade de agitação, em que a profundidade do vórtice geralmente aumentará. No entanto, o respingo da bebida não ocorrerá, ou dificilmente ocorrerá porque a bebida estará, deste modo, suficientemente viscosa. Neste 5 ponto, também é vantajoso quando a posição do elemento agitador em relação à câmara de mistura possa ser alterada entre uma posição mais baixa e pelo menos uma posição mais alta do que a posição mais baixa, em que o elemento agitador é posicionado a uma posição mais alta durante a etapa B), e em que o elemento agitador é deslocado para a posição mais baixa durante a etapa C) e/ou 10 D). A turbulência do vórtice também pode ser regulada, ajustando-se a altura do elemento agitador em relação à câmara de mistura, em que um vórtice com pouca turbulência será gerado no primeiro caso na bebida durante a etapa B), e em que a turbulência do vórtice será aumentada durante a etapa C) e/ou D). Conforme já afirmado, uma mistura mais intensa ocorrerá na câmara de mistura 15 no caso de um grau mais alto de turbulência (movimentação circular) do vórtice. No entanto, esta turbulência relativamente alta geralmente pode ser permitida apenas no caso de a bebida ter ficado suficientemente viscosa como conseqüência da refrigeração e aeração da bebida aquosa. Também é possível considerar que a velocidade de agitação seja mantida substancialmente 20 constante, mudando apenas a posição do elemento agitador em relação à câmara de mistura para permitir a manipulação suficiente da forma do vórtice.

O elemento agitador é preferencialmente removido da câmara de mistura após a realização da etapa D), em que a câmara de mistura possa ser prontamente deslocado e/ou esvaziado. Em uma concretização preferencial, o 25 método também abrange a etapa E), consistindo no deslocamento da câmara de mistura para uma abertura de dispensação para a câmara de mistura após a realização da etapa D). Neste ponto, a abertura de dispensação geralmente será acessível a um consumidor com a finalidade de poder adquirir a bebida recentemente resfriada. Aqui, a câmara de mistura geralmente será formada por 30 um copo para bebida.

É possível considerar a quantidade dosada total de bebida sendo transmitida de uma só vez para a câmara de mistura e a quantidade dosada total de meio de refrigeração sendo transmitido de uma só vez para a câmara de mistura. Entretanto, também é possível considerar que as etapas A) e C) sejam repetidas pelo menos uma vez após realizar a etapa C), em que a quantidade total de bebida e a quantidade total de meio de refrigeração sejam transmitidas 5 em porções sucessivas (subdoses) para a câmara de mistura a fim de resfriar de forma sucessiva quantidades relativamente pequenas de bebida com quantidades relativamente pequenas de meio de refrigeração. Desta forma, a bebida normalmente pode ser refrigerada de uma maneira mais controlada na câmara de mistura.

Em uma concretização preferencial, uma quantidade de meio de

refrigeração é fornecida para a câmara de mistura durante a etapa C), de forma que a temperatura final da bebida refrigerada é inferior ou igual ao ponto de congelamento (ou faixa de congelamento) da bebida. Pelo fato de a temperatura final da bebida ser mais baixa que o ponto de congelamento da bebida, uma 15 fração de cristal, em particular uma fração de gelo, será geralmente criada na bebida, o que geralmente aprimora a sensação de sabor.

O meio de refrigeração fornecido durante a etapa C) é preferencialmente misturado de forma substancialmente homogênea durante a etapa D) com o deslocamento da bebida na câmara de mistura, na qual, por um lado, pode ser 20 realizada uma refrigeração substancialmente homogênea da bebida e, por outro lado, a formação de grânulos de gelo na bebida pode ser evitada ou, pelo menos, desestimulada.

Em uma concretização preferencial, a bebida transmitida para a câmara de mistura é colocada em movimento durante a etapa B) de forma que o contato do 25 meio de refrigeração transmitido durante a etapa C) com uma parede da câmara de mistura é inicialmente evitado. A refrigeração da parede da câmara de mistura como resultado de contato direto entre o meio de refrigeração e a parede da câmara de mistura geralmente acarretará uma perda na capacidade de refrigeração do meio de refrigeração. Portanto, é vantajoso evitar o máximo 30 possível o contato direto entre um meio de refrigeração que produz baixas temperaturas (criogênico) e a parede da câmara de mistura e fazer com que o meio de refrigeração relativamente frio entre inicialmente em contato direto com a bebida para refrigerar. Após alguns instantes, o meio de refrigeração aquecerá e se misturará com a bebida e, possivelmente, ainda entrará em contato com a parede da câmara de mistura. No entanto, neste momento, o meio de refrigeração já foi aquecido à temperatura da bebida refrigerada, em que a ação de refrigeração do meio de refrigeração não está mais presente.

Descrição resumida dos desenhos

A invenção será ilustrada com base em configurações modelo não Iimitativas mostradas nas figuras a seguir:

A figura 1 ilustra uma vista esquemática de uma máquina de venda automática contendo um dispositivo de acordo com a invenção,

A figura 2 ilustra uma vista esquemática de uma máquina de venda automática contendo outro dispositivo de acordo com a invenção,

A figura 3 ilustra uma vista frontal de uma parte de outra concretização de um dispositivo de acordo com a invenção,

A figura 4a ilustra uma vista esquemática lateral de um copo para bebida

para uso no dispositivo de acordo com a figura 3,

A figura 4b ilustra uma vista esquemática lateral de um elemento agitador para uso no dispositivo de acordo com a figura 3, e

As figuras 5a-5d ilustram as etapas sucessivas no preparo de uma bebida refrigerada de acordo com a invenção.

Descrição detalhada das figuras

A Figura 1 ilustra uma vista esquemática de uma máquina de venda automática 1 contendo um dispositivo 2 para refrigerar bebidas. O dispositivo 2 é composto por um primeiro recipiente de abastecimento 3, no qual é mantida uma 25 bebida à base de água (A), em particular uma mistura para milk-shake, e um segundo recipiente de abastecimento 4, no qual é mantido nitrogênio líquido (B) sob pressão. O primeiro recipiente de abastecimento 3 é conectado por meio de um primeiro conduíte de abastecimento 5 a uma câmara de mistura 6, enquanto o segundo recipiente de abastecimento 4 é conectado por meio de um segundo 30 conduíte de abastecimento 7 à câmara de mistura. Ambos primeiro conduíte de abastecimento 5 e segundo conduíte de abastecimento contêm uma válvula de fechamento 8, 9 para permitir o abastecimento dosado respectivamente de bebida e nitrogênio líquido para a câmara de mistura 6. O abastecimento de bebida para a câmara de mistura 6 ocorre pelo bombeamento da bebida a partir 5 de um primeiro recipiente de abastecimento 3 para a câmara de mistura 6 usando uma bomba 10. O fornecimento de nitrogênio líquido para a câmara de mistura 6 ocorre com base na gravitação e/ou aplicando um tubo de elevação e, como resultado de uma pressão de gás, em particular pressão de nitrogênio, desenvolvido no segundo recipiente de abastecimento 4. Nesta concretização, o 10 nitrogênio líquido é armazenado no segundo recipiente de abastecimento 4 à pressão atmosférica. A fim de poder manter o nitrogênio líquido até chegar à câmara de mistura 6 de uma maneira relativamente simples, tanto o segundo recipiente de abastecimento 4 e o segundo conduíte de abastecimento 7 adquirem uma forma isolada. Na câmara de mistura 6, a bebida e o nitrogênio 15 líquido são misturados, na qual o nitrogênio líquido aquecerá e evaporará para o estado gasoso, e então que o calor é extraído da bebida. Desta forma, a bebida, em particular o milk-shake, pode ser simultaneamente refrigerada e aerada de forma relativamente eficaz. A bebida, em particular o milk-shake, também resfriará durante a mistura, de forma que uma fração de gelo se formará na 20 bebida, a qual - a maioria em combinação com aeração simultânea da bebida elevará consideravelmente a sensação de sabor da bebida, em particular o milkshake. Nesta concretização, a bebida a ser conseqüentemente dispensada é refrigerada novamente a uma temperatura por volta de -2°C. Durante a mistura da bebida com o nitrogênio, a bebida será continuamente transportada através da 25 câmara de mistura 6 usando uma bomba 10, a fim de poder evitar o congelamento da bebida na câmara de mistura 6. Após passar pela câmara de mistura tubular 6, a bebida refrigerada e aerada pode ser dispensada por um conduíte de escoamento 11 em um copo 12. O conduíte de escoamento 11 pode, neste ponto, ser fechado usando uma válvula de fechamento 13. Um terceiro 30 recipiente de abastecimento 14 contendo um aditivo © pode ser aplicado opcionalmente a fim de enriquecer a bebida refrigerada e aerada no conduíte de escoamento 11 com o aditivo. O terceiro recipiente de abastecimento 14 contém uma válvula de fechamento separada 15 para permitir acréscimo opcional do aditivo na bebida. Via um painel de controle 16, que faz parte da máquina de venda automática 1, um usuário pode fazer diversas escolhas em relação à bebida a ser dispensada pela máquina de venda automática 1. O dispositivo pode, assim, ser controlado adequadamente por uma unidade de controle (não 5 mostrada). A fim de poder manter substancialmente constante a temperatura da bebida ainda não fornecida para a câmara de mistura 6, o dispositivo 2 é composto por uma estrutura consideravelmente fechada 17, na qual todos os recipientes de abastecimento 3, 4, 14, bem como a câmara de mistura 6 são acomodados. Por inevitáveis vazamentos de nitrogênio 18 do segundo recipiente 10 de abastecimento 4, a estrutura 17 pode ser mantida em uma temperatura relativamente baixa (cerca de 4°C), o que aumenta a preservação da bebida e, além disso, facilita o controle da refrigeração na câmara de mistura 6. A estrutura

17, também pode ser opcional e ativamente refrigerada por meios de refrigeração separados. O dispositivo 2 mostrado é muito simples estruturalmente, visto que 15 nenhum componente móvel é aplicado. Portanto, o dispositivo é relativamente simples de limpar. Além da simplicidade estrutural do dispositivo 2, o dispositivo 2 é particularmente adequado para permitir o resfriamento eficiente e aeração simultânea de uma bebida. Caso não seja desejada a aeração da bebida a ser finalmente dispensada, uma unidade de liberação separada poderia então ser 20 aplicada, a qual teria de ser conectada seqüencialmente em série com a câmara de mistura 6.

A Figura 2 ilustra uma vista esquemática de uma máquina de venda automática 19 contendo outro dispositivo 20 de acordo com a invenção. O dispositivo 20 é composto por uma garrafa de gás 22 preenchida com nitrogênio líquido 21 e com um volume interno de 40 litros. Por um conduíte isolado termicamente 23, a garrafa de gás 22 é conectada a um reservatório de tampão

24 com um volume interno de 3 litros. O conduíte 23 pode ser fechado da garrafa de gás 22 por meio de uma chave 25 geralmente fazendo parte da garrafa de gás 21. O reservatório de tampão 24 é composto por uma capa de parede dupla 26 30 em que é criado um vácuo, no qual pode ser armazenado nitrogênio 21 em estado líquido em reservatório de tampão 24. O reservatório de tampão 24 contém um cano de subpressão 27 para permitir a saída de nitrogênio evaporado a fim de poder evitar a formação de pressão excessiva no reservatório de tampão 24. Por meio de uma bóia agulha verticalmente deslocável 28 recebida em reservatório de tampão 24, o reservatório de tampão pode ser fechado da garrafa de gás 22 quando um nível suficiente de líquido tiver sido atingido no reservatório de tampão 24 (como mostrado também na figura). Uma face inferior do reservatório de tampão 24 compreende uma válvula de fechamento controlável

29. Quando a válvula de fechamento 29 for aberta, nitrogênio líquido começará a sair do reservatório de tampão 24. Uma vez que o volume de reservatório de tampão 24 e o nitrogênio recebido nesse local sejam conhecidos, é possível calcular, com base na pressão hidrostática do nitrogênio, quanto nitrogênio sairá 10 do reservatório de tampão 24 por unidade de tempo quando a válvula de fechamento 29 é aberta. Na medida em que o nível de nitrogênio no reservatório de tampão 24 cai, a bóia agulha 28 também se abaixa, e nitrogênio 21 será deslocado da garrafa de gás 22 e o conduíte 23 para o reservatório de tampão 24. Quando novamente for atingido um nível suficiente de líquido, a bóia agulha 15 28 fechará outra vez o reservatório de tampão 24. O dispositivo 20 também é composto por dois recipientes de abastecimento de bebida 30a, 30b nos quais são acondicionadas diferentes bebidas para refrigeração 31a, 31b. O dispositivo 20 também é composto por um recipiente de abastecimento de aditivo 32 permitindo possível mistura de bebidas 31a, 31b com um aditivo 33 como, por 20 exemplo, um agente colorante ou um aromatizante. Os recipientes de abastecimento 30a, 30b, 32 podem ser guiados por uma bomba 34a, 34b, 34c a um bocal respectivo 35a, 35b, 35c, pelo qual a(s) bebida(s) e/ou o aditivo podem ser dispensados. Bebidas 31a, 31b, aditivo 33 e nitrogênio líquido 21 podem ser recebidos em um copo para bebida 36, conforme descrito abaixo. A partir de um 25 recipiente de abastecimento 37 para copos para bebida 36, será deslocado um copo para bebida 36 a um sustentador de copo para bebida 38 termicamente isolado. Depois de colocar o copo para bebida 36 no sustentador do copo para bebida 38, o sustentador do copo para bebida 38 será deslocado para cima até um elemento agitador 39 ser inserido no copo para bebida 36. Uma bebida 30 desejada 31a, 31b é então dosada e transmitida pelo(s) bocal(is) 35a, 35b para o copo para bebida 36. Os bocais 35a, 35b, 35c estarão, na prática, situados acima do copo para bebida 36, e a bebida 31a, 31b pode cair no copo para bebida 36 sob a influência pelo menos da força de gravidade. Uma quantidade dosada de aditivo 33 também pode opcionalmente ser transmitida para o copo para bebida 36. Pela indução de rotação axial do elemento agitador 39 no copo para bebida 36 por meio de um motor elétrico 40, a bebida 31a, 31b pode ser colocada em movimento rotatório, com o qual a bebida 31a, 31b adquirirá uma superfície 5 líquida côncava. Uma quantidade dosada de nitrogênio líquido 21 será então acondicionada no espaço côncavo acima da bebida 31a, 31b e será dispersa na bebida 31a, 31b como resultado da rotação. O reservatório de tampão 24 será direcionado de forma que o nitrogênio líquido também possa cair no copo para bebida 36 sob a influência pelo menos da força da gravidade. Durante esta 10 mistura, o nitrogênio 21 evaporará enquanto refrigera e aera a bebida. Após misturar a bebida com o nitrogênio, o sustentador do copo para bebida 38 será deslocado para baixo, posteriormente o copo para bebida pode ser retirado. A fim de obter uma bebida refrigerada 31a, 31b uma pessoa deve, antes de mais nada, pagar a quantia suficiente via compartimento de pagamento 41, posteriormente 15 podendo a pessoa pode fazer sua(s) escolha(s), que é(são) conhecida(s) via um painel de controle 42. O dispositivo 20 é adicionalmente composto por uma unidade de controle 43 para processar o pagamento e a(s) escolha(s) realizada(s) pela pessoa. A unidade de controle 43 também será adaptada para controlar os meios de deslocamento (não mostrados) para transportar o copo para bebida 36 20 do recipiente de abastecimento de copo para bebida 37 para o sustentador do copo para bebida 38, para transportar o sustentador do copo para bebida 38, para controlar o motor elétrico 40, para controlar as bombas 34a, 34b, 34c e para controlar a válvula de fechamento 29 do reservatório de tampão 24 para permitir a dosagem de nitrogênio líquido 21.

A Figura 3 mostra uma vista frontal detalhada de uma parte de outra

concretização de um dispositivo 44 de acordo com a invenção. O dispositivo 44 de acordo com a Figura 3 é composto por um sustentador de copo isolado 45, este sustentador de copo 45 sendo adaptado para receber pelo menos uma parte de um copo para bebida descartável 46 de um abastecimento de copo para 30 bebida (não mostrado). O dispositivo 44 também é composto por um elemento agitador 47 que na situação mostrada é posicionado parcialmente no copo para bebida 46. O dispositivo 44 é adicionalmente composto por meios de dosagem 48 acoplados respectivamente a um recipiente de abastecimento de bebida (não mostrado) e um recipiente de abastecimento (não mostrado) para nitrogênio líquido como meio de refrigeração. A dosagem de quantidades de bebida e nitrogênio líquido respectivamente a serem transportadas para o copo para bebida 46 é determinada por uma unidade de controle (não mostrada). As 5 quantidades dosadas de bebida e nitrogênio serão transmitidas sucessivamente para o copo para bebida 46, no qual antes da adição do nitrogênio, o elemento agitador 47 é ativado a fim de poder gerar um vórtice na bebida já transmitida para o copo para bebida 46. Meios de dosagem 48 permitirão que o nitrogênio líquido caia no vórtice criado a fim de permitir a mistura de nitrogênio com a 10 bebida, enquanto resfria a bebida. Adicionalmente, o nitrogênio líquido evaporará neste ponto, no qual a bebida também será aerada. Além das bolhas de nitrogênio, espera-se que, na prática, bolhas de ar também sejam feitas na bebida por meio da ação do elemento agitador 47. As bolhas de gás feitas na bebida normalmente serão estabilizadas pela presença de cristais de gelo 15 formados na bebida, sob a influência do nitrogênio líquido. Tanto o volume, quanto a viscosidade da bebida aumentarão devido à presença de cristais de gelo e bolhas de ar na bebida. Nesta concretização, o sustentador de copo 45, e seu respectivo copo para bebida 46, são verticalmente deslocáveis ao longo de uma primeira guia 49 em relação ao elemento agitador 47 e meios de dosagem 48. 20 Após o preparo da bebida refrigerada, o sustentador de copo 45 e seu respectivo copo para bebida 46 serão transportados para baixo, distante do elemento agitador 47, para uma posição intermediária, na qual uma borda superior 50 do copo para bebida 46 está situada (exatamente) abaixo do elemento agitador 47. O dispositivo 44 também é composto por um elemento para manipulação 52 25 deslocável horizontalmente ao longo de uma segunda guia 51. O elemento para manipulação 52 é adaptado como um elemento chamado “pick & place”, e é adaptado para envolver o copo para bebida 46 na posição intermediária mencionada acima, de forma que a borda superior 50 do copo para bebida geralmente ficará apoiada sobre o elemento para manipulação 52. O copo para 30 bebida 46 será mantido nesta posição enquanto o sustentador de copo 45 será deslocado mais ainda para baixo para uma posição na qual uma borda superior 53 do sustentador de copo 45 está situada (exatamente) abaixo de uma borda inferior 54 do copo para bebida 46. Então, o elemento para manipulação 52 geralmente deslocará o copo para bebida 46 em um movimento linear (horizontal) para uma abertura de dispensação (não mostrada) da qual o copo para bebida 46, contendo bebida recém refrigerada, pode ser retirado do dispositivo 44 e a bebida pode ser consumida. Conforme mostrado, o sustentador do copo 45 será 5 posicionado diretamente abaixo do elemento agitador 47 após a retirada do copo para bebida 46, ao qual o sustentador de copo 45 é adaptado para coletar resíduos de bebida que respingam do elemento agitador 47. O sustentador de copo 45 contém, assim, um escoador 55 que será conectado a um conduíte de escoamento (não mostrado) para permitir o escoamento de resíduos de bebida 10 coletados. Caso o elemento agitador 47 fosse lavado com um agente de limpeza, geralmente água, após o preparo de uma bebida gelada, este também é coletado pelo sustentador de copo 45 e escoado por ele. Antes da limpeza, o sustentador de copo 45 é, neste ponto, deslocado para cima até o elemento agitador 47 ser acondicionado considerável e totalmente no sustentador de copo 45. O 15 sustentador de copo 45 é, neste ponto, fechado com um elemento para fechamento 56 conectado ao elemento agitador 47 a fim de poder limitar o respingo de resíduos de bebida e agente de limpeza fora do sustentador de copo

45, e sua respectiva obstrução de limite do dispositivo 44 como tal. Durante a limpeza do elemento agitador 45, geralmente é vantajoso girar o elemento 20 agitador 47, do qual os resíduos de bebida e agente de limpeza serão retirados de forma relativamente fácil. Nota-se que o processo de limpeza descrito acima também pode ser aplicado de forma separada e, portanto, não é necessariamente dependente e deve seguir o método de acordo com a invenção. Além disso, é possível considerar que este processo de limpeza também poderia 25 ser aplicado em dispositivos diferentes de um dispositivo de acordo com a invenção, em que o processo de limpeza mencionado acima pode, como tal, ser considerado uma invenção.

A Figura 4a mostra uma vista esquemática lateral do copo para bebida 46 para uso no dispositivo 44 de acordo com a figura 3. O copo para bebida 46 é 30 fabricado, nesta configuração modelo, de papelão plastificado e tem o formato de um cone cortado. Nesta configuração modelo, o diâmetro inferior D1 eqüivale a 60 mm, o diâmetro superior D2 a 90 mm e a altura interna Hc a 100 mm. O volume do copo eqüivale aqui a cerca de 450 ml. A Figura 4b mostra uma vista esquemática lateral do elemento agitador 47 para uso no dispositivo 44 de acordo com a figura 3. O desenho e dimensionamento do elemento agitador 47 é, particularmente em relação ao desenho e dimensionamento do copo para bebida 46, em geral particularmente 5 crítico em poder formar um vórtice satisfatório na bebida a fim de poder atingir uma transmissão controlada do meio de refrigeração para a bebida. Por meio de um elemento agitador 47 de acordo com a figura 4b, um vórtice parabolóide substancialmente elíptico pode ser formado no copo para bebida 46 de acordo com a figura 4a. O elemento agitador 47 é o chamado agitador tipo estrutura 10 composto por uma haste de rotação central 57 à qual são conectadas duas partes âncora 58a, 58b. As partes âncora 58a, 58b são mutuamente ligadas por meio de duas conexões transversais 59, 60. A largura W1 de um lado debaixo do elemento agitador eqüivale a 50 mm, a largura W2 de um lado de cima do elemento agitador 47 eqüivale a 68 mm, e a altura Hs do elemento agitador 47 15 eqüivale a 88 mm. As distâncias H1, H2 da face inferior do elemento agitador 47 para conexões transversais 59, 60 eqüivalem respectivamente a 22 mm e 38 mm.

As Figuras 5a-5d mostram etapas sucessivas no preparo de uma bebida refrigerada, em particular um milk-shake, de acordo com a invenção. Aqui, é feito o uso particular do dispositivo 44 de acordo com a figura 3. As Figuras 5a-5d 20 mostram particularmente a montagem de meios de dosagem 48, elemento agitador 47 e copo para bebida 46. O método para preparar um milk-shake refrigerado de acordo com a invenção pode ser descrito conforme segue, com referência às figuras 5a-5d. Em uma primeira etapa (ver figura 5a) cerca de 176 ml de milk-shake 62 é transmitido por um primeiro bocal 61 de meios de dosagem 25 48 para o copo para bebida 46. No presente, o milk-shake 62 é composto por uma substância aquosa que geralmente será enriquecido com, por exemplo, leite desnatado, leite de búfala, leite em pó, frutose, soro de leite em pó e um ou mais aditivos como agente colorante, substância aromática e/ou aromatizante. Por ação de um elemento agitador 47, um vórtice 63 com a forma de um parabolóide 30 substancialmente elíptico é criada no milk-shake 62. O elemento agitador 47 tem uma velocidade de rotação de 1150 revoluções por minuto. O nível mais alto de líquido é indicado aqui por meio da linha pontilhada L1. Nesta situação, o elemento agitador 47 é localizado a cerca de 15 mm (h1) de um elemento inferior 46a do copo para bebida 46. Após a transmissão do milk-shake 62, nitrogênio líquido 65 será transmitido para o copo para bebida 46 via um segundo bocal 64 fazendo parte dos meios de dosagem 48, de forma que o nitrogênio 65 cairá no vórtice 63 (ver Figura 5b). A altura do vórtice Hv1 eqüivale, nesta situação, a 5 cerca de 3 cm. O volume total de nitrogênio 65 transmitido para o vórtice 63 corresponde a cerca de 45% do volume envolto pelo vórtice 63. Devido ao movimento de rotação do vórtice 63, forças centrífugas serão exercidas sobre o nitrogênio presente no vórtice 63, em que o nitrogênio 65 dentro do vórtice 63 se moverá em direção excêntrica. A quantidade de nitrogênio 65 fornecido e a forma 10 do vórtice 63 são, entretanto, ajustadas uma à outra, de forma que o nitrogênio líquido 65 não entrará em contato com o copo para bebida 46, ou dificilmente entrará em contato. Conforme mostrado, o nitrogênio 65 é transmitido a cerca de 50% da distância mais curta entre o elemento agitador 47 e o copo para bebida

46, conforme calculado do ponto mais baixo do vórtice 63 e do elemento agitador 47. O contato entre o nitrogênio líquido 65 e o elemento agitador 47 e o copo para bebida 46 pode, dessa forma, ser evitado o máximo possível. A Figura 5c mostra que o nitrogênio líquido 65 ainda presente no vórtice move-se em direção excêntrica, em que o nitrogênio 65 é continuamente absorvido no milk-shake 62 durante a agitação enquanto refrigera e aera o milk-shake 62. Como resultado, o volume do milk-shake 62 aumenta para um nível líquido L2 mais alto que o nível líquido inicial L1, para o qual a viscosidade do milk-shake 62 aumenta consideravelmente. Uma vez que a possibilidade de respingo é reduzida, uma velocidade de agitação mais alta é então aplicada a fim de poder causar uma mistura intensa entre o milk-shake 62 e o nitrogênio 65. Para intensificar ainda mais esta mistura, o elemento agitador 47 é deslocado para baixo em relação ao copo para bebida 46 (ou vice-versa) para uma posição inferior (conforme Figura 5d), na qual a distância h2 entre a parte mais baixa do elemento para rotação 47 e o elemento inferior 46a do copo para bebida 46 é reduzida de 15 mm (h1) para cerca de 2-4 mm. O resultado disso é um vórtice mais profundo 62 com uma altura Hv2 de cerca de 5 cm, pelo qual o nível de líquido aumenta para o nível L3. Após mistura suficiente do milk-shake 62 com nitrogênio líquido 65, o elemento agitador 47 será retirado do copo para bebida 46, e, em seguida, o milk-shake 62 refrigerado e aerado pode ser consumido. Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Claims

1. Dispositivo para refrigerar bebidas (2, 20, 44), composto por: - pelo menos um recipiente de abastecimento de bebida (3, 30a ,30b) para bebida à base de água (A, 31a, 31b, 62), e - pelo menos um recipiente de abastecimento de meio de refrigeração (4, 22) para abrigar pelo menos um meio de refrigeração (B, 21, 65), caracterizado pelo fato de que o dispositivo compreende, ainda: - meios de dosagem (8, 9, 35a, 35b, 35c, 48, 61, 64) acoplados ao recipiente de abastecimento de bebida (3, 30a, 30b) e ao recipiente de abastecimento de meio de refrigeração (4, 22) e adaptados à dosar uma quantidade de bebida (A, 31a, 31b, 62) e uma quantidade de meio de refrigeração (B, 21, 65) necessário para refrigerara quantidade dosada de bebida (A, 31a, 31b, 62), - pelo menos uma câmara de mistura (6, 36, 46) para coletar de forma sucessiva uma quantidade de bebida (A, 31a, 31b, 62) e uma quantidade de meio de refrigeração (B, 21, 65) respectivamente dosados pelos meios de dosagem (8, 9, 35a, 35b, 35c, 48, 61, 64), e - pelo menos um elemento agitador (39,47) posicionado em relação à câmara de mistura (6, 36, 46), de forma que o elemento agitador (39,47) adaptese para gerar um vórtice (63) na bebida (A, 31a, 31b, 62) presente na câmara de mistura (6, 36, 46) com a finalidade de receber uma quantidade de meio de refrigeração (B, 21, 65) transmitido para a câmara de mistura (6, 36, 46), na qual o elemento agitador (39, 47) também se adapta para misturar conjuntamente a bebida (A, 31a, 31b, 62) presente na câmara de mistura (6, 36, 46) e meio de refrigeração (B, 21, 65) presente na câmara de mistura (6, 36, 46), na qual o meio de refrigeração (B, 21, 65) na câmara de mistura (6, 36, 46) é submetido a uma mudança de fase para o estado gasoso e/ou uma expansão adiabática enquanto resfria a bebida (A, 31a, 31b, 62).

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento agitador (39, 47) está posicionado em relação à câmara de mistura (6, 36, 46), de forma que o elemento agitador (39, 47) adapte-se para gerar um vórtice parabolóide substancialmente elíptico (63) na bebida (A, 31a, 31b, 62) presente na câmara de mistura (6, 36, 46).

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um eixo longitudinal do elemento agitador (39, 47) é direcionado substancialmente paralelo ao eixo longitudinal da câmara de mistura (6, 36, 46).

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o eixo longitudinal do elemento agitador (39, 47) coincide com o eixo longitudinal da câmara de mistura (6, 36, 46).

5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a câmara de mistura (6, 36, 46) adquire uma forma consideravelmente circular de seção transversal.

6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o desenho da câmara de mistura (6, 36, 46) corresponde consideravelmente a um cone cortado.

7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a câmara de mistura (6, 36, 46) é destacável, em particular removível, ajustada no dispositivo (2, 20, 44).

8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma câmara de mistura (6, 36, 46) é formada por um copo de bebida (36).

9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a orientação do elemento agitador (39, 47) e da câmara de mistura (6, 36, 46) pode ser trocada.

10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o elemento agitador (39, 47) e a câmara de mistura (6, 36, 46) são móveis em direção axial um em relação ao outro.

11. DISPOSITIVO PARA REFRIGERAR BEBIDAS, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (2, 20, 44) é composto por meios de manutenção (38, 45) para manter a câmara de mistura (6, 36, 46) em posição.

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que os meios de armazenamento (38) se adaptam para deslocar a câmara de mistura (6, 36, 46) no dispositivo (2, 20, 44).

13. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (2, 20, 44) é composto por um sustentador da câmara de mistura (38) para receber pelo menos uma parte da câmara de mistura (6, 36, 46).

14. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o sustentador da câmara de mistura (38, 45) se adapta de forma a abranger considerável e totalmente a câmara de mistura (6, 36, 46).

15. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o elemento agitador (39, 47) é composto por uma haste de rotação física (47) e por pelo menos uma lâmina para agitação (58a, 58b, 59, 60) conectada à haste de rotação (57) e incidindo sobre pelo menos um lado em relação à haste de rotação (57).

16. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o elemento agitador (39, 47) possui uma forma substancialmente simétrica especular.

17. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os meios de dosagem (8, 9,35a,35b,35c, 48, 61, 64) se adaptam para permitir que o meio de refrigeração (B, 21,65) passe para a câmara de mistura (6, 36, 46).

18. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os meios de dosagem (8, 9, 35a,35b,35c, 48, 61, 64) se adaptam para transmitir o meio de refrigeração (B, 21, 65) para a câmara de mistura (6, 36, 46) em uma posição que fica entre o eixo longitudinal da câmara de mistura (6, 36, 46) e uma parede da câmara de mistura (6, 36, 46).

19. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que os meios de dosagem (8, 9, 35a, 35b, 35c, 48, 61, 64) se adaptam para transmitir o meio de refrigeração (B, 21, 65) para a câmara de mistura (6, 36, 46) em uma posição localizada entre 10% e 80% da distância mais curta entre o eixo longitudinal da câmara de mistura (6, 36, 46) e a parede da câmara de mistura (6, 36, 46), conforme calculado a partir do eixo longitudinal da câmara de mistura (6, 36, 46).

20. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (2, 20, 44) é composto por um grande número de recipientes de abastecimento de meio de refrigeração (4, 22), que são mutuamente conectados em série.

21. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que um dos recipientes de abastecimento de meio de refrigeração (4, 22) é formado por um reservatório de tampão (24), o qual é posicionado entre um primeiro recipiente de abastecimento de meio de refrigeração (4, 22) e a câmara de mistura (6, 36, 46), e o reservatório de tampão (24) é composto por uma bóia (28) que permite o fechamento do reservatório de tampão (24) do primeiro recipiente de abastecimento de meio de refrigeração (4, 22) suscetível ao nível do meio de refrigeração (B, 21, 65) no reservatório de tampão (24).

22. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que pelo menos um recipiente de abastecimento de meio de refrigeração (4, 22) adquire uma forma substancialmente isolante do ponto de vista térmico.

23. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os meios de dosagem (8, 9, 35a, 35b, 35c, 48, 61, 64) são compostos por pelo menos um bocal (35a, 35b, 35c, 48, 61, 64) conectado ao recipiente de abastecimento de bebida (3, 30a, 30b), e por pelo menos um bocal (35a, 35b, 35c, 48, 61, 64) conectado ao recipiente de abastecimento de meio de refrigeração (4, 22).

24. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (2, 20, 44) é composto por uma unidade de controle (43) adaptada para regular os meios de dosagem (8, 9, 35a, 35b, 35c, 48, 61, 64) de forma que uma quantidade dosada de bebida (A, 31a, 31b, 62) e uma quantidade dosada de meio de refrigeração (B, 21, 65) possam ser transmitidas sucessivamente para a câmara de mistura (6, 36, 46).

25. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o recipiente de abastecimento de meio de refrigeração (4,22) se adapta para armazenar um carga do meio de refrigeração (B, 21, 65) sob pressão.

26. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o recipiente de abastecimento de meio de refrigeração (4, 22) é adaptado para armazenar um abastecimento de meio de refrigeração gasoso e/ou líquido sob pressão.

27. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o recipiente de abastecimento de meio de refrigeração (4, 22) se adapta para armazenar um meio de refrigeração criogênico (B, 21, 65), cujo ponto de ebulição é mais baixo que o ponto de congelamento da bebida (A, 31a, 31b, 62).

28. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o recipiente de abastecimento de meio de refrigeração (4, 22) se adapta para armazenar pelo menos um meio de refrigeração (B, 21, 65) escolhido a partir do grupo dos seguintes meios de refrigeração: ar, nitrogênio, dióxido de carbono e hélio.

29. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o recipiente de abastecimento de meio de refrigeração (4, 22) é composto por meios de refrigeração para resfriar de forma ativa o meio de refrigeração (B, 21, 65).

30. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o recipiente de abastecimento de meio de refrigeração (4, 22) é acoplado à câmara de mistura (6, 36, 46) por meio de um conduíte isolado (7, 23).

31. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o recipiente de abastecimento do meio de refrigeração (4, 22) dispõe de meios geradores de pressão que permitem o deslocamento de meio de refrigeração (B, 21, 65) sob pressão a partir do recipiente de abastecimento do meio de refrigeração (4, 22) para os meios de dosagem (8, 9, 35a, 35b, 35c, 48, 61, 64).

32. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os meios de dosagem (8, 9, 35a,35b,35c, 48, 61, 64) permitem um abastecimento do meio de refrigeração (B, 21, 65) de forma que a temperatura final da bebida (A, 31a, 31b, 62) resfriada na câmara de mistura (6, 36, 46) seja inferior ou igual ao ponto de congelamento da bebida (A, 31a, 31b, 62).

33. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (2, 20, 44) é composto por meios de dispersão para abastecimento disperso do meio de refrigeração (B, 21, 65) para a câmara de mistura (6, 36, 46).

34. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o recipiente de abastecimento de bebida (3, 30a, 30b) dispõe de meios geradores de pressão que permitem o deslocamento da bebida (A, 31a, 31b, 62) sob pressão do recipiente de abastecimento de bebida (3, 30a, 30b) para os meios de dosagem (8, 9, 35a,35b,35c, 48, 61,64).

35. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (2, 20, 44) é composto por uma estrutura substancialmente fechada (17), na qual pelo menos o recipiente de abastecimento de bebida (3, 30a, 30b) e o recipiente de abastecimento de meio de refrigeração (4, 22) são acondicionados.

36. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (2, 20, 44) é composto por30 pelo menos um recipiente de abastecimento de aditivo (14, 32) para um aditivo (33), este recipiente de abastecimento de aditivo deve ser adaptado para conexão à câmara de mistura (6, 36, 46).

37. Máquinas de venda automática que contêm pelo menos um dispositivo (2, 20, 44), conforme alegado em qualquer uma das reivindicações 1-36.

38. Máquinas de venda automática de acordo com a reivindicação 37, caracterizadas pelo fato de que a máquina de vênda automática (1, 19) é composta por meios de distribuição para uma câmara de mistura (6, 36, 46) contendo uma bebida gelada (A, 31 a, 31 b, 62).

39. Método para refrigerar bebidas, em particular usando um dispositivo (2, 20, 44) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-36, composto pelas seguintes etapas: A) transmissão de uma quantidade dosada de bebida (A, 31a, 31b, 62) para refrigeração em uma câmara de mistura (6, 36, 46), B) movimentação da bebida (A, 31a, 31b, 62) transmitida para a câmara de mistura (6, 36, 46) de forma que seja formado um vórtice (63) na bebida (A, 31a, 31b, 62), C) transmissão de uma quantidade dosada de meio de refrigeração (B, 21, 65) para a câmara de mistura (6, 36, 46), de forma que o meio de refrigeração (B, 21, 65) fique disposto em um espaço envolto pelo vórtice (63) e D) mistura de bebida (A, 31a, 31b, 62) com pelo menos uma parte da quantidade transmitida de meio de refrigeração (B, 21, 65), no qual o meio de refrigeração (B, 21, 65) é submetido a uma mudança de fase para o estado gasoso e/ou é submetido a uma expansão adiabática enquanto resfria a bebida (A, 31a, 31b, 62).

40. Método, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que um vórtice (63) consideravelmente parabolóide elíptico é gerado durante a etapa (B).

41. Método, de acordo com a reivindicação 39 ou 40, caracterizado pelo fato de que é gerado um vórtice (63) durante a etapa (B) com uma profundidade entre 1 e 6 cm, preferencialmente entre 3 e 5 cm.

42. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39-41, caracterizado pelo fato de que durante a etapa C) o meio de refrigeração (B, 21, 65) é transmitido para a câmara de mistura (6, 36, 46) em uma posição localizada entre 10% e 80%, preferencialmente entre 10% e 50%, da distância mais curta entre o eixo longitudinal da câmara de mistura (6, 36, 46) e a parede da câmara de mistura (6, 36, 46), conforme calculado a partir do eixo longitudinal da câmara de mistura (6, 36, 46).

43. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39-42, caracterizado pelo fato de que a quantidade de meio refrigerado (B, 21, 65) transmitido para a câmara de mistura (6, 36, 46) durante a etapa C) totaliza entre 10% por volume e 70% por volume do volume envolto pelo vórtice (63).

44. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39-43, caracterizado pelo fato de que pelo menos um elemento agitador (39, 47) é aplicado a fim de manter a bebida (A, 31a, 31b, 62) em movimento, de acordo com a etapa B) e misturar a bebida (A, 31a, 31 b, 62) e o meio de refrigeração (B, 21, 65) de acordo com a etapa D).

45. Método, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que o elemento agitador (39, 47) é composto por uma haste de rotação física (57) e pelo menos uma lâmina para agitação (58a, 58b, 59, 60) conectada à haste de rotação e incidindo sobre pelo menos um lado em relação à haste de rotação (57), na qual pelo menos uma lâmina para agitação (58a, 58b) se projeta em direção à camada superior da bebida (A, 31 a, 31 b, 62).

46. Método, de acordo com a reivindicação 44 ou 45, caracterizado pelo fato de que a velocidade de agitação do elemento agitador (39, 47) é mais elevada durante a etapa D) do que durante a etapa B).

47. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 44-46, caracterizado pelo fato de que a posição do elemento agitador (39, 47) em relação à câmara de mistura (6, 36, 46) pode ser alterada entre uma posição inferior e pelo menos uma posição mais elevada que a posição inferior, na qual o elemento agitador (39, 47) é posicionado em uma posição mais elevada durante a etapa B), e na qual o elemento agitador (39, 47) é deslocado para uma posição inferior durante a etapa D).

48. Método, de acordo com reivindicação 47, caracterizado pelo fato de que o elemento agitador (39, 47) é retirado da câmara de mistura (6, 36, 46) após realização da etapa D).

49. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39-48, caracterizado pelo fato de que o método também é composto pela etapa E), consistindo no deslocamento da câmara de mistura (6, 36, 46) para uma abertura de dispensação para a câmara de mistura (6, 36, 46) após realização da etapa D).

50. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39-49, caracterizado pelo fato de que a câmara de mistura (6, 36, 46) é formada por um copo para bebida (36, 46).

51. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39-50, caracterizado pelo fato de que a etapa A) e a etapa C) são repetidas pelo menos uma vez após realização da etapa C).

52. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39-51, caracterizado pelo fato de que a quantidade de meio de refrigeração (B, 21, 65) é transmitida em um grande número de subdoses para a câmara de mistura (6, 36, 46) durante a etapa C).

53. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39-52, caracterizado pelo fato de que uma quantidade de meio de refrigeração (B, 21, 65) é fornecida para a câmara de mistura (6, 36, 46) durante a etapa C) de forma que a temperatura final da bebida resfriada (A, 31a, 31b, 62) seja inferior ou igual ao ponto de congelamento da bebida (A, 31a, 31b, 62).

54. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39-53, caracterizado pelo fato de que o meio de refrigeração (B, 21, 65) fornecido durante a etapa C) é misturado de forma considerável e homogênea durante a etapa D) com o deslocamento da bebida (A, 31a, 31b, 62) na câmara de mistura (6, 36, 46).

55. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 39-54, caracterizado pelo fato de que a bebida (A, 31a, 31b, 62) transmitida para a câmara de mistura (6, 36, 46) é colocada em movimento durante a etapa B) de forma que o contato do meio de refrigeração (B, 21, 65) transmitido durante a etapa C) com uma parede da câmara de mistura (6, 36, 46) seja evitada no primeiro caso.