CN106457172A - 用于将固体的计量材料混合并且计量供应到载液中的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将固体的计量材料(Z、B)、如至少一种谷物(Z)、尤其是固体状的颗粒状的溶胀性谷物(Z)和/或至少另一种小块掺入物(B)混合并且计量供应到载液(TF)中的方法，借助该方法制造包括载液(TF)和所述至少一种固体的计量材料(Z、B)的混合物(G)，本发明还涉及一种用于实施该方法的设备。这根据所提出的方法通过如下方式实现：所述至少一种固体的计量材料(Z、B)分别具有所述至少一种固体的计量材料的持续体积流量(Q*)的形式，并且所述空气体积流量(QL)沿朝向制备的体积(V)的流动方向看这样碰撞到所述至少一种固体的计量材料的持续体积流量(Q*)上，使得空气体积流量(QL)作为用于相应的所述至少一种固体的计量材料(Z、B)的混合、干燥、排出和承载介质起作用。

Description

用于将固体的计量材料混合并且计量供应到载液中的方法和 设备
技术领域
本发明涉及一种用于将固体的计量材料、如至少一种谷物、尤其是固体状的颗粒状的溶胀性谷物和/或至少另一种小块掺入物混合并且计量供应到载液中的方法，借助该方法制造包括载液和所述至少一种固体的计量材料的混合物，在该方法中：在稳态运行中，将载液体积流量和所述至少一种固体的计量材料分别强制供应给制备的混合物体积并且使所有混合物成分相互混合；将混合物以恒定的混合物体积流量持续并且强制地从制备的体积中排出；具有自由液位的制备的体积通过该自由液位调节并且因此保持恒定；载液体积流量和可选地空气体积流量保持恒定并且持续且稳定地被提供并且分别在数量上能被预设和能有限地变化；将载液体积流量在自由液位下方这样导入混合物中，使得在该混合物中由此通过流体力学产生旋转流动；所述至少一种固体的计量材料的供应分别在数量上能被预设并且能有限地变化；并且所述至少一种固体的计量材料首先与空气体积流量汇合并且随后作为相应的混合物在自由液位上方进入制备的体积中。本发明还涉及一种用于实施该方法的设备。
混合物在其于计量装置下游的工艺设施中进一步加工结束时成为可饮用混合物，该混合物优选包括作为载液的饮用奶和作为谷物的所述至少一种固体的计量材料、如大米和/或燕麦，该混合物通过使用本发明方法和本发明设备制成。在此情况下，可饮用混合物表示其并非必须用勺子获取来食用，而是可以毫无问题地借助吸管吸出。术语“谷物”在下面除了大米和燕麦外例如也应包括仅以冷水浸泡的麦粒以及其它固体状的小块掺入物、如水果、坚果或籽。“固体状”应看作这样的谷物或掺入物，其未通过热作用或机械作用在加工过程中被破坏并且因此例如在很大程度上保持其颗粒结构。“小块”应指这样的谷物或掺入物，其在最小尺寸下在饮用时仍可被察觉到(例如籽或具有最大1至2mm颗粒直径的类似物)或在不大于5mm的最大颗粒尺寸下仍可(尤其是借助吸管)被饮用。
现有技术
用于实施同类型方法的设备由DE 3803217 A1已知。该文献公开了一种用于将固体和液体的计量材料、如粉末、颗粒或类似物混合和计量供应到水以及具有难以与水混合的特性的液体计量材料、如分散体、乳液中。该设备包括混合反应器室，计量材料借助空气被送入封闭的处于压力下的混合反应器室，并且在水和计量材料之间保持有间隔气垫。通过计量装置强制对计量材料进行计量供应，在该计量装置中设有一个被驱动的球，在该球中加工出三个盲孔，所述盲孔的位置与固体入口和固体出口无相交地设置。计量装置具有用于进风管路的接口，并且混合反应器室具有用于供应管路的接口，通过该供应管路供应空气并且因此将固体剂量输送到混合反应器室中。固体在一定程度上被按份输入计量装置的空间内，空气也被供应到该空间中。未公开的是，在固体被输入计量装置后固体以何种方式与通过进风管路被供应的空气混合并且随后以何种方式在通往离开计量装置的出口的路径上被进一步处理。仅按份分开例如潮湿的米粒到盲孔中并且随后仅借助重力将其排空似乎并不适于将这种计量材料可靠并且以必要的比例精度计量供应到载液中。
DE 60218450 T2的主题是粉末在水中的溶解，其中，水流结合喷射装置用于吸引粉末并将其输送到搅拌容器中。后者通过多个横向于容器纵轴线延伸的挡板被划分成上下相叠设置的室，这些室分别通过一个中心开口彼此连接。搅拌器轴延伸穿过该中心开口，搅拌器轴在每个室中驱动一个搅拌叶片。“粉末”也应理解为可在水中溶胀的颗粒状材料。
DE 60223586 T2涉及一种由谷物制成的产品，在此给出了谷物在颜色、形状以及外部与内部涂层方面的特征。
此外已知这样的方法和设备，它们用于制造具有较高谷物含量的高粘度最终产品、如大米甜点或大米/燕麦甜点，其只能用勺子食用。
在亚洲国家尤其希望包括饮用奶作为载液和大米和/或燕麦作为谷物的可饮用混合物。在此还希望添入载液中的谷物、如大米和/或燕麦不完全溶解，而是使其块度尽可能均匀分布且分散地、在饮用时仍可感知地保留。这一要求也适用于其它可添入载液中的小块掺入物。在制造例如包括饮用奶和燕麦和/或大米的可饮用混合物时一方面力求可将处于原始状态中、亦即冷且干燥的燕麦计量供应到载液、即饮用奶中，并且另一方面力求可使用所谓的“全球大米”，其只须在其计量之前进行特定、适合的预煮。在上述问题的背景下，“全球大米”是指这样的大米，其根据品种、产地和自然收成相关的波动具有不同蒸煮和消毒特性。这种原材料相关的波动通常影响最终产品。它们应可被控制和补偿。如此被预处理的米粒具有粘着的稠度并且倾向于与其它米粒结块。这加大了其于载液中的在数量方面均匀计量和其于载液中均匀分布的难度。
到目前为止，已知的方法和设备局限于，仅在大米含量相对于饮用奶含量显著高于6％(重量百分比)的条件下生产可用勺子食用的包括低粘度饮用奶作为载液和大米作为谷物的高粘度混合物。随着大米含量的上升，形成了更高的混合物粘度，这同时可使所述混合物、最终所追求的产品连续输送通过工艺设施并被从该工艺设施中输出。对此需要与本发明所描述的技术不同的技术。
但当因希望可饮用的相对低粘度的这种混合物而大米含量应当低于6％并且可能更低时，则目前用于计量的方法和设备均失效。
本发明的任务在于，提供一种用于将固体的计量材料、如至少一种谷物、尤其是固体状的颗粒状的溶胀性谷物和/或至少另一种小块掺入物混合并且计量供应到载液中的方法和设备，通过所述方法和设备，所述至少一种固体的计量材料在载液中的含量在需要时可超过迄今为止在现有技术中达到的程度并且同时可确保所述至少一种固体的计量材料无干扰地供应到载液中并且均匀地分布在那里。借助用于混合和计量的方法和设备应制造这样的混合物，其最终成为包括饮用奶作为载液和相对高含量的如大米和/或燕麦和/或麦粒作为谷物和/或其它小块掺入物、如水果、坚果、籽等的可饮用混合物。
发明概要
所述任务通过具有权利要求1特征的方法来解决。该方法的有利方案是从属权利要求的技术方案。用于实施本发明方法的设备是并列权利要求10的技术方案。该设备的有利方案是相配的从属权利要求的技术方案。此外提出一种混合物，其可通过使用本发明方法和借助本发明设备制成。
方法
本发明解决方案最明显反映出的最艰巨的任务和本发明的基本构思在于，从同类型的方法出发将预煮的米粒计量供应到载液中(这在下面示例性被强调)，即，所述至少一种固体的计量材料、如谷物大米分别具有所述至少一种固体的计量材料的持续体积流量的形式，并且所述空气体积流量沿朝向制备的体积的流动方向看这样碰撞到所述至少一种固体的计量材料的持续体积流量上，使得空气体积流量作为用于相应的所述至少一种固体的计量材料的混合、干燥、排出和承载介质起作用。如此形成的混合物随后在自由液位上方进入制备的体积中。
在此，这样确定由空气体积流量决定的空气速度与所述至少一种固体的计量材料的供应速度的比值，使得空气有利于并且促进混合并且此外被作为用于相应的所述至少一种固体的计量材料的传输和排出介质。如果所述至少一种固体的计量材料是潮湿的预煮的大米形式的谷物，那么相对于大米明显更冷的空气除了其传输功能外还可干燥米粒并且因此防止米粒的粘连和结块。
上面结合计量材料谷物大米所说明的解决方案特征也可按意义转用到其它谷物或其它固体状的小块掺入物上，只要在此出现类似的特性如粘连和结块。下面为了简化说明，上述类型的掺入物也纳入术语“谷物”中。
除了上面提到的本发明的步骤外，载液体积流量和空气体积流量以本身已知的方式保持恒定并且持续且稳定地被提供。混合物体积流量在此也以恒定体积流量强制被从制备的体积中排出并且在混合物和因此生产过程的最终产品、即可装罐或可储存的可饮用混合物的整个生产持续时间上保持持续。由此确保混合物从制备的体积中明确定义地排出并且同时也在制备的体积(沿流动方向看)下游进一步处理混合物的区域中实现了接近恒定和持续的流动，所述区域尽可能不具有堵塞和/或不受控振动的流动区域。
此外，以本身已知的方式规定，具有自由液位的制备的混合物体积通过该自由液位进行调节并且因此保持恒定。所述至少一种固体的计量材料、即待计量的谷物优选经由该自由液位进入载液中，由此可实现无干扰的计量。
此外已知并且规定，载液体积流量和可选地空气体积流量以及所述至少一种固体的计量材料的供应在数量上可分别被预设并且可有限地变化。这些参数的可预调性允许将所述至少一种固体的计量材料的含量调节到希望的数量值。可变化性允许在变化的运行条件下、如体积流量波动时调节希望和/或所需的滞留时间。当所述至少一种固体的计量材料被强制供应时，改善了混合和计量方法的安全性和可靠性。
为了加强所述至少一种固体的计量材料在载液中和载液中的混合过程中的混合，载液以本身已知的方式被这样导入混合物中，使得在该混合物中由此通过流体力学产生旋转流动。通过旋转流动产生离心力，该离心力导致二次流动并且因此附加地导致制备的混合物体积中的二次搅拌和混合运动。
上述方法技术步骤确保相应被计量的所述至少一种固体的计量材料在制备的体积中明确定义的平均滞留时间并且在那里根据该平均滞留时间与被供应的载液和制备的混合物体积一起混合并且均匀分布在该混合物中。因为滞留时间被定义为制备的体积和贯穿该制备的体积的体积流量的商，并且按计划所述制备的体积和进入制备的体积中的体积流量保持恒定并且持续且稳定地被提供，并且此外强制从制备的体积排出的混合物体积流量也保持恒定并且是持续的，所以在无干扰的计量运行中滞留时间是明确定义且恒定的。计量条件因此是明确定义的、可随时再现的并且在按计划和无干扰的运行中是恒定的。
此外，根据本发明规定，制备的混合物体积可有限地预设。
本发明的一个重要解决方案特征在于，所供应的空气用作用于待计量并且可能潮湿的至少一种固体的计量材料的混合、传输和排出介质并且必要时附加地用作干燥介质。此外，从上向下朝向制备的体积方向输入的空气流附加地防止从载液上升的蒸汽(热蒸汽)到达直至所述至少一种固体的计量材料体积流量与空气体积流量的汇合处并且在那里粘连在其初始状态中通常相对干燥的计量材料。已表明有利的是，在空气体积流量和所述至少一种固体的计量材料的汇合区域中，由空气体积流量决定的空气速度比由所述至少一种固体的计量材料体积流量决定的供应速度大50至100倍。在具体数字中这表示，例如空气以5至6m/s的空气速度并且所述至少一种固体的计量材料以0.05至0.1m/s的供应速度被供应，从而合并的空气和计量材料体积流量具有近似等于空气速度的输入速度。
在干燥并且不倾向于粘连的至少一种固体的计量材料、谷物如冷且干燥的燕麦的情况下必要时可放弃供应空气。与此相关，本发明方法规定，所述至少一种固体的计量材料在不混合空气的情况下进入制备的体积中。
此外，已表明有利的是，待计量的所述至少一种固体的计量材料分成一个以上的体积流量并且彼此分开地分别进入制备的体积中。由此一方面可同时将多个且相互不同的固体的计量材料计量供应到载液中，另一方面该方法方案在计量仅一种唯一的固体的计量材料时提高了计量方法的可靠性和安全性，因为制备的体积的输入表面强制性相应增大。
此外，为了在制备的体积中加强混合效果而提出，除了通过流体力学产生的搅拌和混合运动外，设置通过机械产生的这种运动。另一在此方面的加强效果在于，使通过流体力学产生的旋转流动与通过机械产生的环绕的搅拌和混合运动反向定向。
应用
所提出的方法特别适合用于制造这样的混合物，其包括饮用奶作为载液并且至少包括谷物燕麦或大米或麦粒，该混合物借助根据权利要求1至9之一的方法制成。燕麦和大米的必要特性在上面已经部分定义过，在此有利的是，燕麦作为谷物产品且未预煮地被使用并且如此原始、冷且干燥地被计量。大米被预煮地使用并且在约70℃的热度下以及优选在层状进风的情况下被计量。麦粒仅通过以冷水浸泡的预处理被计量。
设备
用于实施本发明方法的设备构造为计量装置并且将方法技术的解决方案特征一致地转换为设备特征。计量装置通常设置在UHT设备(UHT：超高温)中并且通常位于预温区和预热区之间，预热区下游还有高温加热区、保温区和冷却区之间，在冷却区中最终产品、即由混合物通过UHT处理制成的可饮用混合物被冷却到装罐或储存温度。
计量装置以本身已知的方式构造有用于制备的混合物体积的容器，该容器具有自由液位。容器在自由液位下方具有用于载液的进入接口用以在容器中产生旋转流动、用于至少一种固体的计量材料的进入孔和用于混合物的排出接口，其中，混合物包括载液和所述至少一种固体的计量材料。容器包括用于自由液位的液位调节装置并且该容器包括前室，所述前室通过进入孔通入容器的位于自由液位上方的头部空间中。前室包括用于分别向前室中供应所述至少一种固体的计量材料的接口和供应空气体积流量的空气接口。
除了同类型的特征外，计量装置根据本发明包括至少一个前室，该前室具有用于供应所述至少一种固体的计量材料的接口，这样构造该接口，使得所述至少一种固体的计量材料以所述至少一种固体的计量材料的持续体积流量的形式进入前室中。在所述至少一个前室上这样设置上述接口和空气接口，使得空气体积流量在其离开空气接口后并且在通往容器进入孔的路径上碰撞到所述至少一种固体的计量材料的持续体积流量上并且在此作为用于相应的所述至少一种固体的计量材料的混合、干燥、排出和承载介质起作用。此外，在容器中设有机械搅拌装置。
为了防止容器一方面被过度填充并且另一方面过度排空，以致一方面必要的滞留时间过长或过短并且另一方面容器溢出或排空，容器具有用于液位上限检测装置的第三接口和用于液位下限检测装置的第四接口。
为了提高计量过程的安全性和可靠性，适宜的是，容器具有一个以上的前室、优选四个分别通过一个相配的进入孔通入该容器的头部空间中的前室。在此情况下规定，所述至少一个进入孔或必要时一个以上的所述进入孔设置在界定容器头部空间的容器盖中。由此所述通过空气流动输送到头部空间中的相应至少一个计量材料、谷物和/或其它小块掺入物经由尽可能大的混合物自由液位表面输入混合物中。
如另一建议所规定的那样，用于供应载液的进入接口在容器的圆周上并且切向于容器的圆周方向设置，这在载液输入混合物中时可避免形成泡沫并且附加地加强混合物中的搅拌和混合运动。
通过一种实施方式促进混合物从容器中无干扰并且无堵塞地排出，在该实施方式中，容器在其足部区域中由一个具有第一锥角的锥形底部和一个接着朝向用于排出混合物的排出接口延伸的具有第二锥角的锥形变细接管界定，并且第一锥角构造得明显大于第二锥角。
为了确保混合物从容器明中确定义地排出并且同时也实现(沿流动方向看)向UHT设备的位于容器下游的区域接近恒定且持续的流动，所述区域尽可能不具有堵塞和/或不受到振动的流动区域，另一建议规定，直接在容器的排出接口上设置容积式泵、优选螺杆泵形式的旋转容积式泵。
为了排出被供应的传输空气和必要时其它从所述至少一种固体的计量材料或加热的混合物中脱出的气体和源于容器头部空间的蒸汽，或者为了使容器在液位下降、如在排空或在液位波动时可进风，则在容器的头部空间上设置进风和排风装置。
如果容器具有伸入其头部空间中的容器清洗装置，那么可毫无问题且自动进行计量装置的CIP清洗(定位清洗)。为了也能够有针对性且可靠地对前室进行CIP清洗，另一建议规定，前室具有伸入其中的室清洗装置。
应用
所提出的设备特别适合用于制造包括饮用奶作为载液和大米和/或燕麦或麦粒作为谷物和/或至少另一种固体状的小块掺入物、如坚果、水果、籽或类似物的混合物，该混合物借助根据权利要求10至19之一的设备制成。
附图说明
本发明更详细的描述通过下面的说明和附图以及权利要求给出。尽管本发明在各种实施方式中实现，但在附图中示出且在下面在结构和功能方面说明所述设备的一种优选实施例，借助所述设备可实施按照本发明的方法。附图如下：
图1以透视图示出包括四个设置在容器盖上的前室的本发明计量装置的透视图；
图2以示意性简化图示出根据图1的计量装置的纵向剖视图。
具体实施方式
设备
计量装置100(图1和2)例如沿载液TF流动方向看位于UHT设备预温区的最后一个热交换器后面。载液TF以载液体积流量QTF和流入速度cTF经由进入接口16通入计量装置100的容器2中，进入接口16优选设置在容器2的圆周上并且切向于容器的圆周方向设置并且位于存储于容器2中的混合物G的通过自由液位N标出的液面下方，所述混合物G包括载液TF和至少一种固体剂量材料、如至少一种固体状的颗粒状的溶胀性谷物Z。代替所述至少一种谷物Z也可以是至少另一种小块掺入物B(附图中未示出)。容器2构成用于容纳混合物G的内部空间，制备的混合物G体积V应通过自由液位N相对于容器2的头部空间5界定。容器2在头部空间5上方通过容器盖4并且在其足部区域中通过具有第一锥角W1的锥形底部6和相连的具有第二锥角W2的锥形变细接管8界定。第一锥角W1构造得大于第二锥角W2，在此有利的是，锥角W1略小于锥角W2的三倍。变细接管8通入混合物G的排出接口18中，在该排出接口上直接设有优选以螺杆泵的形式的容积式泵48。混合物G以混合物体积流量QG和排出速度cG从容器2中排出。容器2还包括至少一个用于所述至少一种固体剂量材料Z、B、在本实施例中为谷物Z和/或所述至少另一种小块掺入物B(未示出)的进入孔34，该进入孔34优选设置在容器盖4中。
在容器2上设有至少一个前室50，该前室通过所述至少一个进入孔34通入位于自由液位N上方的头部空间5中。前室50包括用于供应所述至少一种固体计量材料的体积流量Q*、谷物体积流量QZ和/或掺入物体积流量QB(未标出)的接口54和用于供应空气体积流量QL的空气接口56。通过接口54，前室50可被加载至少一种固体的计量材料Z、B，并且通过空气接口56，前室50可被加载空气L。这样设置空气接口56，使得空气体积流量QL在前往进入孔34的路径上碰撞到所述至少一种固体的计量材料体积流量Q*、谷物体积流量QZ或掺入物体积流量QB上。由空气体积流量QL借助前室50的平均横截面在这里为优选干燥、相对冷的空气L获得空气速度cL，并且谷物Z或掺入物B在给定横截面比值时以供应速度cZ或cB被供应。
通过根据本发明选择的在空气体积流量QL和谷物体积流量QZ或掺入物体积流量QB之间的比值或者在空气速度cL和供应速度cZ或cB之间的比值(其优选介于50至100(cL/cZ＝cL/cB＝50至100)之间)，空气L作为用于谷物Z或掺入物B的混合、传输和排出介质起作用，从而由谷物和空气Z+L或掺入物和空气B+L的混合物以谷物和空气体积流量QZ+L或掺入物和空气体积流量QB+L和输入速度cZ+L或cB+L从前室50经由进入孔34进入头部空间5中。
在容器2中设有液位调节装置38，其通过优选设置在容器盖4中的第二接口26伸入自由液位N中并且用于调节自由液位。此外，搅拌装置36优选又穿过容器盖4、即穿过第一接口24伸入容器2中、液位上限检测装置40穿过第三接口28伸入容器2中并且容器清洗装置44穿过第五接口32伸入容器2中，其中，搅拌装置36较深地伸入制备的体积V中。也优选在容器盖4上设有进风和排风装置20，通过该进风和排风装置排出通常热的潮湿的第一空气L*和可能的其它气体或蒸汽成分。可能从第一空气L*中沉积的冷凝液k通过连接到进风和排风装置20上的溢流管22也与相应除湿的第二空气L**一样排入容器2的环境中。在底部6中，液位下限检测装置42穿过第四接口30伸入容器2的足部区域中。
借助容器清洗装置44在清洗步骤中将第一清洗液C1送入完全排空混合物G时的容器2的整个内部空间中。前室50的可靠且有针对性的清洗通过室清洗装置46来确保，所述室清洗装置穿过在前室50的室盖52上的室清洗接口58伸入前室中，并且通过室清洗装置在清洗步骤中加入第二清洗液C2。
容器2优选支撑在支撑框架14上，该支撑框架优选通过三条腿支撑在底座上，该容器具有用于其内部空间检查和维护工作的检查孔10，并且该容器设有多个、优选三个视镜12，所述视镜优选在竖直布置中分布在容器2的周面上。容器2在本实施例中具有四个分别通过一个相配的进入孔34通入该容器的头部空间5中的前室50。通过这些前室50可同时向制备的体积V中输入不同的谷物Z和/或掺入物B或者也可同时输入相同或不同谷物Z和/或掺入物B的部分流。
谷物Z优选可以是大米R并且在此优选是“全球大米”或燕麦H或麦粒W(未标示)。大米R和燕麦H仅单独地(G＝TF+R；G＝TF+H)或者彼此分开、但最终作为按希望比例的总和(G＝TF+H+R)被计量供应给载液TF、优选饮用奶M。燕麦H优选作为谷物产品未预煮地并且原始、冷且干燥被计量，而大米R则被预煮并且以约70℃的热度并且在根据本发明的进风的情况下被计量。麦粒W仅通过以冷水浸泡的预处理被计量。由混合物G和因此在热处理结束时获得可饮用产品，其谷物Z含量相对于载液TF达到4％及更高。
干燥并且通常相对于谷物Z较冷的空气L一方面作为用于谷物Z的混合、传输和排出介质起作用并且另一方面空气尤其是在热的潮湿的预煮的大米R的情况下作为干燥介质用于干燥，所述干燥防止了米粒的粘连和结块。
借助空气流，谷物Z被吹到自由液位N上、在自由液位N的整个表面上侵入制备的混合物G体积V中并且在那里在持续供应相配的载液体积流量QTF时均匀分布。包括载液TF和均匀分布在其中的谷物Z的混合物G(G＝TF+Z)在计量装置100的稳态运行中在制备的体积V中停留明确定义的平均滞留时间t，所述平均滞留时间t由制备的体积V的大小和优选被强制排出的混合物体积流量QG借助t＝V/QG求出。
应用
所提出的计量装置100特别适合用于制造包括饮用奶M作为载液TF和大米R和/或燕麦H作为谷物Z的混合物G，该混合物借助根据权利要求10至19之一的设备制成。
附图标记列表
100 计量装置
2 容器
4 容器盖
5 头部空间
6 底部(锥形)
8 变细接管
10 检查孔
12 视镜
14 支撑框架
16 进入接口
18 排出接口
20 进风和排风装置
22 溢流管
24 第一接口(用于搅拌装置)
26 第二接口(用于液位调节装置)
28 第三接口(用于液位上限检测装置)
30 第四接口(用于液位下限检测装置)
32 第五接口(用于容器清洗装置)
34 进入孔(用于谷物和/或掺入物)
36 机械搅拌装置
38 液位调节装置
40 液位上限检测装置
42 液位下限检测装置
44 容器清洗装置
46 室清洗装置
48 容积式泵(如旋转式；螺杆泵)
50 前室
52 室盖
54 接口(用于固体的计量材料Z、B；谷物和/或掺入物)
56 空气接口
58 室清洗接口
B 掺入物
C1 第一清洗液
C2 第二清洗液
G 混合物(载液TF+至少一种固体的计量材料Z、B)
H 燕麦
L 空气
L* 第一空气
L** 第二空气
M 饮用奶
N 自由液位
Q* 所述至少一种固体的计量材料Z、B的体积流量
QB 掺入物体积流量
QG 混合物体积流量
QL 空气体积流量
QTF 载液体积流量
QZ 谷物体积流量
QB+L 掺入物和空气体积流量
QZ+L 谷物和空气体积流量
R 大米
TF 载液
V 制备的(混合物G)体积
W 麦粒
W1 第一锥角
W2 第二锥角
Z 谷物
Z、B 固体的计量材料(至少一种固体的计量材料Z、B)
TF、Z、B 所有混合物成分
cQ* 所述至少一种固体的计量材料Z、B的供应速度
cB 掺入物供应速度
cB+L 掺入物输入速度
cG 排出速度
cL 空气速度
cTF 流入速度
cZ 谷物供应速度
cZ+L 谷物输入速度
k 冷凝液
t 平均滞留时间(t＝V/QG)
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.用于将固体的计量材料(Z、B)、如至少一种谷物(Z)——尤其是固体状的颗粒状的溶胀性谷物(Z)——和/或至少另一种小块掺入物(B)混合并且计量供应到载液(TF)中的方法，借助该方法制造包括载液(TF)和所述至少一种固体的计量材料(Z、B)的混合物(G)，在该方法中：
在稳态运行中，将载液体积流量(QTF)和所述至少一种固体的计量材料(Z、B)分别强制供应给制备的混合物(G)体积(V)并且使所有混合物成分(TF、Z、B)相互混合；
将混合物(G)以恒定的混合物体积流量(QG)持续并且强制地从制备的体积(V)中排出；
具有自由液位(N)的制备的体积(V)通过该自由液位(N)调节并且因此保持恒定；
载液体积流量(QTF)和可选地空气体积流量(QL)保持恒定并且持续且稳定地被提供并且分别在数量上能被预设和能有限地变化；
将载液体积流量(QTF)在自由液位(N)下方这样导入混合物(G)中，使得在该混合物中由此通过流体力学产生旋转流动；
所述至少一种固体的计量材料(Z、B)分别具有所述至少一种固体的计量材料的持续体积流量(Q*)的形式，
所述至少一种固体的计量材料的体积流量(Q*)分别在数量上能被预设并且能有限地变化；
所述空气体积流量(QL)沿朝向制备的体积(V)的流动方向看这样碰撞到所述至少一种固体的计量材料的持续体积流量(Q*)上，并且两者首先汇合并且随后以相应的混合物(QL+Q*)在自由液位(N)上方进入制备的体积(V)中，并且
空气体积流量(QL)作为用于相应的所述至少一种固体的计量材料(Z、B)的混合、干燥、排出和承载介质起作用，
其特征在于，
在空气体积流量(QL)和所述至少一种固体的计量材料的体积流量(Q*)的汇合区域中，由空气体积流量(QL)决定的空气速度(cL)比由所述至少一种固体的计量材料的体积流量(Q*)决定的供应速度(cQ*；cZ；cB)大50至100倍。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制备的体积(V)能被有限地预设。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，待计量的所述至少一种固体的计量材料(Z、B)分成一个以上的体积流量并且彼此分开地分别进入制备的体积(V)中。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述通过流体力学产生的旋转流动相对于机械产生的环绕的混合运动反向定向。
5.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述载液(TF)是饮用奶(M)，并且所述至少一种固体的计量材料(Z、B)是谷物(Z)或掺入物(B)，所述谷物是燕麦(H)或大米(R)或麦粒(W)，所述掺入物是坚果或水果或籽。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述燕麦(H)作为谷物产品未预煮地并且原始、冷且干燥地供应，并且将所述麦粒(W)在被冷水浸泡的情况下供应。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述大米(R)预煮地并且以约70℃的热度供应。
8.用于实施根据权利要求1至7之一所述的方法的设备，所述设备包括计量装置(100)，该计量装置包括用于具有自由液位(N)的制备的混合物(G)体积(V)的容器(2)，该容器在自由液位(N)下方具有用于载液(TF)的进入接口(16)用以在容器(2)中产生旋转流动、用于至少一种固体的计量材料(Z、B)——如至少一种谷物(Z)和/或至少一种掺入物(B)——的进入孔(34)和用于混合物(G)的排出接口(18)，所述混合物包括载液(TF)和所述至少一种固体的计量材料(Z、B)，所述设备还包括用于自由液位(N)的调节装置(38)并且包括至少一个前室(50)，所述前室通过进入孔(34)通入容器(2)的位于自由液位(N)上方的头部空间(5)中，所述前室包括用于分别向前室(50)中供应所述至少一种固体的计量材料(Z、B)的接口(54)和供应空气体积流量(QL)的空气接口(56)，
其特征在于，
－所述用于供应所述至少一种固体的计量材料(Z、B)的接口(54)构造为，使得所述至少一种固体的计量材料(Z、B)分别以所述至少一种固体的计量材料的持续体积流量(Q*)的形式进入前室(50)中，
－在所述至少一个前室(50)上这样设置所述用于供应所述至少一种固体的计量材料(Z、B)的接口(54)和空气接口(56)，使得空气体积流量(QL)在其离开空气接口(56)后并且在通往进入孔(34)的路径上碰撞到所述至少一种固体的计量材料的持续体积流量(Q*)上，
－并且在容器(2)中设有机械搅拌装置(36)。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述容器(2)具有用于液位上限检测装置(40)的第三接口(28)和用于液位下限检测装置(42)的第四接口(30)。
10.根据权利要求8或9所述的设备，其特征在于，所述容器(2)具有四个分别通过一个相配的进入孔(34)通入该容器的头部空间(5)中的前室(50)。
11.根据权利要求8至10之一所述的设备，其特征在于，所述至少一个进入孔(34)设置在界定容器(2)头部空间(5)的容器盖(4)中。
12.根据权利要求8至11之一所述的设备，其特征在于，所述进入接口(16)在容器(2)圆周上并且切向于该容器的圆周方向设置。
13.根据权利要求8至12之一所述的设备，其特征在于，所述容器(2)在其足部区域中由具有第一锥角(W1)的锥形底部(6)和接着朝向排出接口(18)延伸的具有第二锥角(W2)的锥形变细接管(8)界定，并且第一锥角(W1)构造得大于第二锥角(W2)。
14.根据权利要求8至13之一所述的设备，其特征在于，直接在排出接口(18)上设置容积式泵(48)。
15.根据权利要求8至14之一所述的设备，其特征在于，在容器(2)的头部空间(5)上连接有进风和排风装置(20)。
16.根据权利要求8至15之一所述的设备，其特征在于，所述容器(2)具有伸入其头部空间(5)中的容器清洗装置(44)。
17.根据权利要求8至16之一所述的设备，其特征在于，所述前室(50)具有伸入其中的室清洗装置(46)。

Claims (21)

1.用于将固体的计量材料(Z、B)、如至少一种谷物(Z)——尤其是固体状的颗粒状的溶胀性谷物(Z)——和/或至少另一种小块掺入物(B)混合并且计量供应到载液(TF)中的方法，借助该方法制造包括载液(TF)和所述至少一种固体的计量材料(Z、B)的混合物(G)，在该方法中：在稳态运行中，将载液体积流量(QTF)和所述至少一种固体的计量材料(Z、B)分别强制供应给制备的混合物(G)体积(V)并且使所有混合物成分(TF、Z、B)相互混合；将混合物(G)以恒定的混合物体积流量(QG)持续并且强制地从制备的体积(V)中排出；具有自由液位(N)的制备的体积(V)通过该自由液位(N)调节并且因此保持恒定；载液体积流量(QTF)和可选地空气体积流量(QL)保持恒定并且持续且稳定地被提供并且分别在数量上能被预设和能有限地变化；将载液体积流量(QTF)在自由液位(N)下方这样导入混合物(G)中，使得在该混合物中由此通过流体力学产生旋转流动；所述至少一种固体的计量材料(Z、B)的供应分别在数量上能被预设并且能有限地变化；并且所述至少一种固体的计量材料(Z、B)首先与空气体积流量(QL)汇合并且随后作为相应的混合物(QL+Z+B；QL+Z；QL+B)在自由液位(N)上方进入制备的体积(V)中，
其特征在于，
所述至少一种固体的计量材料(Z、B)分别具有所述至少一种固体的计量材料的持续体积流量(Q*)的形式，并且
所述空气体积流量(QL)沿朝向制备的体积(V)的流动方向看这样碰撞到所述至少一种固体的计量材料的持续体积流量(Q*)上，使得空气体积流量(QL)作为用于相应的所述至少一种固体的计量材料(Z、B)的混合、干燥、排出和承载介质起作用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制备的体积(V)能被有限地预设。
3.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在空气体积流量(QL)和所述至少一种固体的计量材料的体积流量(Q*)的汇合区域中，由空气体积流量(QL)决定的空气速度(cL)比由所述至少一种固体的计量材料的体积流量(Q*)决定的供应速度(cQ*；cZ；cB)大50至100倍。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一种固体的计量材料(Z、B)在不混合空气的情况下进入制备的体积(V)中。
5.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，待计量的所述至少一种固体的计量材料(Z、B)分成一个以上的体积流量并且彼此分开地分别进入制备的体积(V)中。
6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述通过流体力学产生的旋转流动相对于机械产生的环绕的混合运动反向定向。
7.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述载液(TF)是饮用奶(M)，并且所述至少一种固体的计量材料(Z、B)是谷物(Z)或掺入物(B)，所述谷物是燕麦(H)或大米(R)或麦粒(W)，所述掺入物是坚果或水果或籽。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述燕麦(H)作为谷物产品未预煮地并且原始、冷且干燥地供应，并且将所述麦粒(W)在被冷水浸泡的情况下供应。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述大米(R)预煮地并且以约70℃的热度供应。
10.用于实施根据权利要求1至9之一所述的方法的设备，所述设备包括计量装置(100)，该计量装置包括用于具有自由液位(N)的制备的混合物(G)体积(V)的容器(2)，该容器在自由液位(N)下方具有用于载液(TF)的进入接口(16)用以在容器(2)中产生旋转流动、用于至少一种固体的计量材料(Z、B)——如至少一种谷物(Z)和/或至少一种掺入物(B)——的进入孔(34)和用于混合物(G)的排出接口(18)，所述混合物包括载液(TF)和所述至少一种固体的计量材料(Z、B)，所述设备还包括用于自由液位(N)的调节装置(38)并且包括前室(50)，所述前室通过进入孔(34)通入容器(2)的位于自由液位(N)上方的头部空间(5)中，所述前室包括用于分别向前室(50)中供应所述至少一种固体的计量材料(Z、B)的接口(54)和供应空气体积流量(QL)的空气接口(56)，
其特征在于，
设有至少一个前室(50)，
－所述接口(54)构造为，使得所述至少一种固体的计量材料(Z、B)分别以所述至少一种固体的计量材料的持续体积流量(Q*)的形式进入前室(50)中，
－在所述至少一个前室(50)上这样设置所述接口(54)和空气接口(56)，使得空气体积流量(QL)在其离开空气接口(56)后并且在通往进入孔(34)的路径上碰撞到所述至少一种固体的计量材料的持续体积流量(Q*)上并且在此作为用于相应固体的计量材料(Z、B)的混合、干燥、排出和承载介质起作用，
－并且在容器(2)中设有机械搅拌装置(36)。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述容器(2)具有用于液位上限检测装置(40)的第三接口(28)和用于液位下限检测装置(42)的第四接口(30)。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其特征在于，所述容器(2)具有四个分别通过一个相配的进入孔(34)通入该容器的头部空间(5)中的前室(50)。
13.根据权利要求10至12之一所述的设备，其特征在于，所述至少一个进入孔(34)设置在界定容器(2)头部空间(5)的容器盖(4)中。
14.根据权利要求10至13之一所述的设备，其特征在于，所述进入接口(16)在容器(2)圆周上并且切向于该容器的圆周方向设置。
15.根据权利要求10至14之一所述的设备，其特征在于，所述容器(2)在其足部区域中由具有第一锥角(W1)的锥形底部(6)和接着朝向排出接口(18)延伸的具有第二锥角(W2)的锥形变细接管(8)界定，并且第一锥角(W1)构造得大于第二锥角(W2)。
16.根据权利要求10至15之一所述的设备，其特征在于，直接在排出接口(18)上设置容积式泵(48)。
17.根据权利要求10至16之一所述的设备，其特征在于，在容器(2)的头部空间(5)上连接有进风和排风装置(20)。
18.根据权利要求10至17之一所述的设备，其特征在于，所述容器(2)具有伸入其头部空间(5)中的容器清洗装置(44)。
19.根据权利要求10至18之一所述的设备，其特征在于，所述前室(50)具有伸入其中的室清洗装置(46)。
20.混合物(G)，包括作为载液(TF)的饮用奶(M)和作为谷物(Z)的大米(R)和/或燕麦(H)和/或麦粒(W)和/或包括其它固体状的小块掺入物(B)，该混合物通过使用根据权利要求1至9之一所述的方法制成。
21.混合物(G)，包括作为载液(TF)的饮用奶(M)和作为谷物(Z)的大米(R)和/或燕麦(H)和/或麦粒(W)和/或包括其它固体状的小块掺入物(B)，该混合物借助根据权利要求10至19之一所述的设备制成。
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