CN1049367C - 流体的混合 - Google Patents

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Abstract

一种混合含有平均粒径小于1mm的细固体颗粒和适用作食品或饮料的液体的可泵送流体的方法包含将这种流体通过入口供入由第一、二相对壁和圆周侧壁界定的混合室内，第一、二壁由一对以相对面平行的隔开的盘形成，第一盘不动，第二盘可绕其纵轴线旋转，每盘设有在盘间空间内从其相对面横向伸出的针，不动盘上的针设置成跟旋转盘上的针错开布置，转动旋转盘即可混合该流体并将混合后的流体从混合室通过跟入口离心地设置的出口排出。

Description

流体的混合
本发明涉及一种可泵送流体的混合方法。
通常，需要将可泵送食品或饮料混合得到希望的成品。例如，在自动售货机中需要将可溶性固体咖啡重新制成蒸馏咖啡时，就非常希望得到泡沫丰富、稳定、且口感滑溜的咖啡。通常，还希望在不起泡的情况下，将浓汤状的配料进行混合得到奶油状和口感滑溜的饮食品。
我们已发现一种利用依据针磨原理的装置混合可泵送流体的方法，这种可泵送流体包括分成精细的固体颗粒和适用于食品或饮料的液体，在所述的针磨中，用于混合的固体物质的颗粒通常小于1毫米，例如在50-800微米之间。而对于蒸馏咖啡来说，咖啡颗粒的大小通常为200-500微米。
依据本发明，提供一种混合适合于食品或饮料的可泵送流体的方法，所述的可泵送流体包括分布平均尺寸为50-800微米的细微固体颗粒和液体，所述的方法包括，将可泵送液体通过一入口供到一混合室中，该混合室由第一和第二面对的壁和一圆周侧壁而形成，所述的第一和第二壁由一对带有相对的并相互隔开的平行表面的盘而形成，第一盘是静止盘，第二盘是可绕其纵轴线旋转的转盘，每一盘上配备有一系列自位于两盘之间的空间中的相对表面沿横向延伸的针，静止盘上的针与转盘上的针设置成相互交错状，转盘转动时，将可泵送流体进行混合，经过一个位于入口离心位置处的出口将混合好的可泵送流体从混合室排出，其特征在于，使转盘的转速为2000-20000转/分，而转动的周期为0.5-20秒。
本方法特别适用于产生服务于个人用的食品或饮料，例如，象欲从自动售货机中得到的蒸馏咖啡或汤料。在服务于个人的用品生产中，转动转盘以混合可泵送流体的周期极短，而且可以根据需要选择时间，比如0.5-20秒，也可以是1-15秒，通常是2-10秒，更常用的例是3-6秒。转盘的转速依需要变化。例如，在诸如咖啡自动售货机中的混合蒸馏咖啡这类泡沫咖啡时，转速可以是8,000-20,000转/分，而且最好是10,000-15000转/分。在混合汤料时，转速一般低一些，比如在2000-10000转/分的范围。
盘与针的尺寸可依需要选择。例如，在咖啡自动售货机中混合蒸馏咖啡时，盘的直径可以是2-10厘米，最佳范围是4-8厘米，针的长度可以是1-10毫米，其最佳长度是2-5毫米，宽度可以是0.1-5毫米，最好是0.5-3毫米。混合到可以在室中任意方向上定向，例如，盘与其轴可以是直立、水平或任意角位置。
所述盘最好作成圆状。它们由合适的塑料材料如聚乙烯，聚丙烯或对人体无害的金属组成。所述针可方便地用诸如聚乙烯或聚丙烯的硬塑料材料制成。
所述的圆周侧壁最好作环形，可以借助于支撑盘的法兰形成，盘与盘互相固接形成所述混合室，该混合室由间隔设置的盘的相对面所围成。
可泵送流体通常从静止盘上的一个或多个孔流入混合室，在所述一个或多个孔上装有如管类的进入导管。可泵送流体最好在重力作用下供给混合室。将可泵送流体从混合室排出的出口装置可以是，例如，静止盘上的一个位于进入导管离心位置处的孔或是穿过与所述盘圆周边垂直的混合室的圆周侧壁而形成的孔，上述诸如管子的排出导管安装在该孔上。当盘由法兰支承时，出口装置可以是穿过所述固定在一起的法兰周边的孔。
在生产泡沫状成品时，需设置一吸入空气的单独装置，例如设置在静止盘中的一个孔，借助于转盘的高速运转，从该孔吸入环境空气。但是，也可在空气供入混合器之前，先与可泵送流体中的其它配料混合，再从同一入口进入混合室，再与可泵送流体的其它配料混合成一体。可泵送流体中空气的体积最好至少与可泵送流体中的液体的体积相同，尤其是在蒸馏咖啡的场合更是如此。
混合室可以利用塑料材料并采用快速而便宜的注塑成型法制成。如果需要清洗所述混合室，可以采用这种方式，即，将一储水器与设置在静止盘一个孔上的进入导管相连，将一附助导管与在穿过混合室周边的孔上的排出口导管相连接，将该辅助导管与一个容器相连接，并转动混合装置，借助混合装置本身的泵功能泵送储水器中的水并通过混合装置。
该附加导管可以是软管，最好配有通常呈关闭状的阀。当阀打开时，能将水泵送到混合装置中。这种简单的清洗方法不需要拆卸所述混合室，特别对装配在自动售货机上的场合十分有益。
所述针的相互交错布置对在转动盘转动期间充分混合十分重要，当然可以理解，设置在一个盘上的针不能与设置在另一盘上的针发生干涉而妨碍转盘的转动。借助于这种交错排列关系，至少在一个盘上有一些针与另一盘上的针相互穿插，最好该盘上的所有针都与另一盘的针相互穿插。针的穿插范围依需要来确定，并可以从占所述针长度的几分之一变化到占从混合室中盘的表面延伸的针的总长度，只要针的端部与相对盘的表面不接触、不妨碍转盘的转动都可以。
针的横截面呈圆形，但也可作成正方形或长方形或其它合适的形状，如果需要，也可以使用各种形状的组合形式。
针最好设置或绕每一盘的中心的单环或是共轴的多组环状，各环之间最好按规则间隔设计。可以理解，一个盘上设置的一个或数个针环与另一盘上的一个或数个针环径向错开设置，就不会妨碍转盘的转动。针的数目依需要可以变化，例如，每一盘上设5-100个针。用于咖啡自动售货机中混合蒸馏咖啡时，每盘上设置的针数目通常为20-60个，最好是25-50个，而用于混合汤时，每一盘上设置的针数目最好是10-20个。
转盘的转动可利用使绕合适的装置实现，例如，对于把旋转轴连接到设有针的盘表面相反的一侧盘表面上，就可以用合适的动力源如电动机来驱动，通常，电动机的旋转轴作为所述的旋转轴。
除了蒸馏咖啡和汤外，该方法还用于配制密洛糖浆(milosyrup)、冰激淋和牛奶拌合等的混合饮料。
下面，结合附图并通过仅作为例子的蒸馏咖啡的配制用于准备蒸馏咖啡的实施例对本发明作出进一步说明。
图1是用于本发明混合装置的纵截面图；
图2是图1A-A截面的横剖面图；
图3是图1所示静止盘的放大图；
图4是图3B-B截面的横断面图，表示针的安排方式；
图5是图1所示转盘的放大图，以及
图6是图5C-C截面的横断面图，表示针的排列方式。
参照附图，塑料壳体10支撑着圆形转盘11，转盘11上设置有一系列沿三个同心环分布的不锈钢针12和一旋转轴13。塑料壳体10的基座用六角头螺姆14紧固在一电功率消耗为72瓦特，转速为12,000转/分的交流电动机15(220伏)上。电动机配有电缆16及用螺母18固定在旋转轴13上的驱动轴17。
圆形静止盘19配有沿两个同心圆环分布的一系列不锈钢针20，并带有同心环状塑料法兰21，形成圆周侧壁，与转盘的上表面一起围成混合室22。入口孔23，24横穿静止盘19而设置，进入管25安装在该入口23上。出口26也是横穿形成圆周壁的环形法兰21而形成。
在工作中，该混合装置装在咖啡自动售货机(未示)上，需要时，液体咖啡配料(细粒状咖啡和热水)在重力作用下经进入管25从中心孔供入混合室22，与此同时，电动马达开始驱动转动盘11以12000转/分的转速转动。高速转动将周围空气通过孔24吸入混合室22，使液体咖啡配料的空气在混合室22中混合4秒钟，产生泡沫状蒸馏咖啡，在离心力作用下，将形成的泡沫蒸馏咖啡通过所述圆周壁，然后，借助安装在形成圆周侧壁的法兰21的孔26上的排出管(未示)从自动售货机排出。
在一个替换实施例中，细粒状咖啡和热水在供入混合室之前，先与空气混合，再将充气混合物从孔23供入混合室。在该实施例中，设有出口26，孔24可用作出口而代替出口26。
与标准的蒸馏咖啡所有产生的蒸馏咖啡相比，利用上述装置所产生的蒸馏咖啡，表面均匀，口感好，泡沫丰富而稳定，且气泡比较小。气泡的大小虽然很类似但更均匀。
为了清洗混合装置，将储水器安装到进入管25上，将带有通常呈关闭状的阀(未示)的软管安装在排出管(未示)上。该排出管设置在形成上述圆周侧壁的法兰21中的孔26处。当转盘11转动时，所述的阀打开，借助于混合装置本身的泵功能将水从储水器泵入混合装置中并通过该混合装置。

Claims (13)

1.一种混合适合于食品或饮料的可泵送流体的方法，所述的可泵送流体包括分布平均尺寸为50-800微米的细微固体颗粒和液体，所述的方法包括，将可泵送液体通过一入口供到一混合室中，该混合室由第一和第二面对的壁和一圆周侧壁而形成，所述的第一和第二壁由一对带有相对的并相互隔开的平行表面的盘而形成，第一盘是静止盘，第二盘是可绕其纵轴线旋转的转盘，每一盘上配备有一系列自位于两盘之间的空间中的相对表面沿横向延伸的针，静止盘上的针与转盘上的针设置成相互交错状，转盘转动时，将可泵送流体进行混合，经过一个位于入口离心位置处的出口将混合好的可泵送流体从混合室排出，其特征在于，使转盘的转速为2000-20000转/分，而转动的周期为0.5-20秒。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，可泵送流体通过设置在所述静止盘上部的一个或多个孔流入混合室，所述一个或多个孔上配置有进入导管。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，可泵送流体在重力作用下流入混合室。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于从混合室中排出可泵送流体的出口装置，是一穿过与所述盘的圆周面垂直的混合室的圆周而形成的孔，所述圆盘上配有排出导管。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于从混合室中排出可泵送流体的出口装置，是一个设置在静止盘上并位于进入导管离心位置处的孔。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于在产生泡沫状制品时，配制一个吸入空气的装置。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在泵送流体中的空气体积至少与所述可泵送流体中的液体体积相同。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所设置的用于吸入空气的装置是穿过静止盘的孔，在转盘高速转动作用下从该孔将所述环境空气吸入。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述空气在供入混合室之前就和可泵流送体的其它配料相混合，并且通过同一入口进入混合室，再和可泵送流体的其它配料混合成一体。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述混合装置的清洗，是这样实现的，将一储水器与装在静止盘一个孔上的进入导管连接，将一附助导管与排出导管相连，所述排出导管安装在穿过混合室圆周的一个孔上，再将该辅助管连接在一个容器上，混合装置转动时借助混合装置本身的泵功能将水从储水器中泵送到混合装置中，并使水通过该混合装置。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述附加导管上配有通常呈关闭态的阀，当阀打开时，将水泵入混合室并穿过该混合室。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征是，在咖啡自动售货机上混合泡沫状咖啡时，转盘的转速是8000-20000转/分。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在是，转盘转动的时间为0.5-15秒。
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