CN113491441A - 用于输出液态食品的设备和用于操作加热装置的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于输出液态食品的设备和用于操作加热装置(30)的方法。其中所述液态食品特别是奶液，所述设备具有用于加热所述液态食品的加热装置，该加热装置具有用于液态食品的流路和电加热器。流路和加热器与蓄热器热接触，蓄热器由具有高热质量和/或导热率的金属制成，并且蓄热器通过加热器达到工作温度，工作温度低于80℃，优选低于70℃。所述流路能通过至少一个方向控制阀与冲洗管道连接，通过冲洗管道能够将水和/或清洁剂溶液引导通过流路以用于清洁目的。此外，设备具有控制装置，控制装置构造成将加热装置加热到高于100℃的高温以进行热再生，并且打开方向控制阀一次或多次，用于引导水或清洁剂溶液通过加热到高温的加热装置的流路。

Description

用于输出液态食品的设备和用于操作加热装置的方法

技术领域

本公开涉及一种用于输出液态食品设备，所述液态食品特别是奶液，所述设备具有用于加热所述液态食品的加热装置，所述加热装置具有用于液态食品的流路和电加热器，流路和加热器与蓄热器热接触，所述蓄热器由具有高热质量和/或高导热率的金属制成，并且所述蓄热器通过加热器达到工作温度，所述工作温度低于80℃，优选低于70℃，并且所述流路能通过至少一个方向控制阀与冲洗管道连接，通过所述冲洗管道能够引导水和/或清洁剂溶液通过所述流路以用于清洁目的。

背景技术

在制备热饮(例如咖啡)时，通常添加液体的食品(例如奶液、奶沫或代乳制品)。由于这种液态食品是冷藏储存的，因此在将其添加到热饮中之前必须对其进行加热。这可以借助于具有热质量的流过式加热器(即所谓加热块)进行。

加热块是一种加热装置，这种加热装置具有用于液态食品的流路和电加热器，其中所述流路和加热器与蓄热器热接触，所述蓄热器由具有高热质量和/或高导热率的金属(例如铝、黄铜或铜)制成。这种用于输出液态食品的设备可以集成在全自动咖啡机中或者构造成附属设备。

在加热奶液或其它含蛋白质的液态食品时，可能会在流路的内壁上形成沉积物，即所谓的结垢。这里，特别是较高的温度会导致形成更多的沉积物。因此，用于奶液的流过式加热器通常在低于70℃的温度下运行，以避免更多的沉积物形成。此外，必须定期地用水和专门的奶液清洁剂冲洗流路。

尽管将温度控制在低于70℃的工作温度下，仍无法完全避免出现沉积物，并且即使定期清洁所述沉积物也只能部分去除。

发明内容

因此，本公开的目的是，提供一种用于输出液态食品的设备和一种用于操作所述设备的方法，在所述设备和方法中能更好地去除加热装置区域中的沉积物。

在前面所述类型的设备中，根据本公开设有控制装置，所述控制装置构造成将加热装置的蓄热器加热到高于100℃的高温，以进行热再生，并且一次或多次地打开方向控制阀，以便引导水或清洁剂溶液通过加热到高温的加热装置的流路。

本公开基于这样的认知，即，在将加热装置加热到超过100℃时，已经可以使用无清洁剂的冷水进行一次或多次冲洗，从而实现对附着在加热装置流路上的残余物非常高的清洁效果。在加热到高于100℃的流路中会使得流动通过的冷水出现局部的蒸发和重新冷凝。这种气蚀会导致出现强烈的壁部剪切应力和压力波动。此外，沉积物的结构由于其中包含的水分的蒸发而发生破裂，从而这种沉积物能较为容易地脱落。这里，有利的温度范围优选高于110℃，更为优选地高于120℃。

这里，所述控制装置优选构造成在将所述加热装置加热到高温之前通过所述方向控制阀向所述流路填充水或清洁剂溶液。由此确保了，在所述流路中不存在在加热时会导致形成另外的残余物的液态食品。

特别地，所述控制装置可以构造成多次短时间地打开所述方向控制阀，用于间歇地引导水流经被加热到高温的所述加热装置的所述流路。通过间歇性地使用水进行冲洗，实现了特别好的清洁效果。

在一个优选的实施方式中，所述设备具有泵，该泵用于通过食品供应管道将所述液态食品从存放容器中输送出去，其中，所述加热装置布置在所述泵的压力侧，用于加热由所述泵输送的食品。附加地可以设定，所述冲洗管道通向位于所述泵的抽吸侧的食品供应管道。由此，所述泵可以等同地用于在所述设备的操作期间输送液态食品和用于清洁加热装置，其方式是，在后一种情况下利用所述泵通过冲洗管道吸入水或清洁剂溶液并输送所述水或清洁剂溶液通过所述加热装置。这里，同时还冲洗泵本身并清除食品残余物。

在另一个优选的改进方案中，附加地设有在所述泵的抽吸侧通向食品供应管道的进气口。除了液态食品之外，通过所述进气口可以吸入空气，利用所述空气使在所述泵中的所述液态食品起沫并且将所述液态食品作为起沫的食品输出。在本公开的范围内，这里特别地设定，所述冲洗管道通向从所述进气口通往所述食品管道的吸气管道。此外，所述进气口可以通过空气阀关闭。一方面，所述空气阀可以对吸入的空气量进行计量。另一方面，在清洁的情况下可以关闭所述进气口并通过通向吸气管道的冲洗管道将水或清洁剂溶液朝泵的方向引导。

已经证实特别有利的是，在热再生的范围内，当所述蓄热器被加热到高温时，用于引导冷的淡水流经所述流路。为此，将第一换向阀打开至淡水冲洗管道。热再生可以与利用清洁剂溶液进行的清洁循环相结合，其方式是，在所述加热装置关闭或被加热到所述工作温度之前或之后，用于引导清洁剂溶液流经加热装置的流路。为此，可以通过泵从清洁剂混合物容器中抽吸清洁剂溶液并引导所述清洁剂溶液通过所述流路。接着，再次利用热水和/或冷水再次进行冲洗。

在根据本公开的用于运行加热装置的方法的范围内，根据本公开设定，将所述蓄热器加热到高于100℃的高温以进行热再生，并且一次或多次打开所述换向阀，以用于引导水或清洁剂溶液流经被加热到高温的加热装置的流路。

附图说明

本公开其它优点和改进方案由下面参考附图对实施例的说明得出。其中：

图1示出用于输出液态食品的设备的流路图；

图2示出在热饮输出设备中使用的加热块的等轴视图；

图3示出具有两个分开的流路的加热块的剖视图；以及

图4示出图2的螺旋状的流体管道以及加热块的加热件的等轴视图。

具体实施方式

在图1中示出热饮输出设备的液压部件的所谓流路图。这种热饮输出装置特别可以是全自动咖啡机。所述设备包括输出头10，在所述输出头下面放置有饮用器皿11。通过输出头10可以向饮用器皿11中输出不同的热饮或饮料配料。为此，所述设备包括热水器形式的热水制备器12。可以通过阀13a、13b将热水输出到输出头10的出口10a、10b。通过切换阀14a、14b也可以将用于冲洗流路的热水经由排放管道15直接导入排出口。

利用来自热水器12的热水例如可以制备热茶或新鲜冲沏的咖啡。为了清楚起见，在此未示出本身已知的传统结构形式的相应冲沏装置。

在本公开的范围内重要的是，输出存放在存放容器中的液态食品，特别是奶液。为此，设有冷藏箱20，在所述冷藏箱中冷却地存放有两个存放容器21a、21b。由此，可以存放两种不同的液态食品，例如普通全脂奶液和无乳糖奶液或低脂奶液，或者也可以存放代乳制品，如杏仁奶、米浆、豆奶或燕麦奶。同样，可以在存放容器21a、21b的一者中存放其它现成的饮料(例如茶)，并且有选择地将其它现成的饮料作为热饮或热饮添加物输出。

两个存放容器21a、21b中的每个存放容器分别通过抽吸管道与一个泵22a、22b连接，通过所述泵可以将相关的液态食品从存放容器21a、21b输送到输出头10。用于存放在两个存放容器21a、21b中的液态食品的流路完全分开地一直延伸到输出头10。由于来自两个存放容器21a、21b的液态食品的液压回路对称地构成，下面仅说明来自存放容器21a的食品的流路。相同的说明合理地也适用于来自第二存放容器21b的食品的第二流路。

截止阀23a位于在存放容器21a和泵22a之间的抽吸管道中。此外，空气管道24a通向截止阀23a和泵22a之间的所述抽吸管道。所述空气管道设有空气阀25a。如果空气阀25a打开，则在泵22a工作时除了来自存放容器21a的液态食品还同时吸入空气。以这种方式，来自存放容器21a的液态食品可以在泵22a中起沫并作为起沫的饮料添加物(例如奶沫)输出。通过空气阀25a节拍式的运行，可以计量空气量。此外，冲洗管道26a通向所述空气管道24a。通过打开冲洗阀27a，淡水可以经由所述冲洗管道被引导通过奶液系统，以便清洁所述奶液系统。

在泵的压力侧设有螺旋混合器28a，所述螺旋混合器用作反压元件，用于增加在泵中占主导地位的压力。由此，有利于实现液态食品的起沫。作为螺旋混合器的替代，也可以使用任意其它的反压元件，例如固定筛或迷宫式的阻力通过元件。

在反压元件28a的下游并联地设置两个关闭阀29、29’。通过打开阀29，使得由泵22a输送的液态食品经由食品管道33a从存放容器21a中引导到构造成加热块的加热装置30，并通过所述加热装置进一步引导到输出头10上的饮料出口10a。在加热块30中加热液态食品，从而所述液态食品作为用于制备热饮的经加热的饮料配料输出。备选地，可以关闭阀29并且打开阀29’。由此绕过加热块并且所输送的液态食品直接地在输出头10的饮料出口10a处输出，也就是说液态食品没有被加热。当替代热饮希望获得冷的饮料(例如冰咖啡或冰巧克力)时，可以选择这个选项。

附加地，所述装置具有第二热水器40。通过所述第二热水器可以将用于清洁目的的热水填入清洁剂混合容器41中。此外，通过计量泵42可以用于将清洁剂从清洁剂容器43输送到清洁剂混合容器41中。以这种方式，混合形成清洁剂溶液。通过能够转换插接的连接元件44a，来自泵22a的抽吸管道可以与清洁剂混合容器41连接。由此，可以吸入清洁液并输送清洁液通过奶液系统。在这种情况下，排放阀14a朝排出管道15的方向打开，从而不会无意中将清洁剂溶液输出到饮用器皿中。接下来，通过打开阀27a用水进行再冲洗。相应的集成清洁系统记载在EP3349627A1中，这里为了避免不必要的重复，可以参考该文件的全部内容。

连接元件44a和用于第二存放容器21b的并联的连接元件44b用作用于存放容器和有选择地用于清洁剂混合容器41的插接接头，为了执行清洁，可以替代存放容器21a、21b连接所述清洁剂混合容器。

所述加热块30具有两个分开的流路31a、31b。流路31a与来自存放容器21a的食品管道23a连接，而流路31b与来自第二存放容器21b的食品管道32b连接。

在图2至图4中详细示出加热块30的结构。加热块30的基体33由铸铝体组成。在所述铸铝体中埋入用作流路31a、31b的管道以及带有电连接触点的电加热器34。管道31a、31b由不锈钢制成并且在加热体30的内部螺旋状地延伸。电加热器34同样构造成螺旋状的。螺旋状的加热器34和螺旋状的管道31a、31b这里绕加热块30的中心轴线同心地设置，这里，加热器34构成最内侧的螺旋结构。

在一个备选的实施形式中，加热块也可以包括由铜制成的基体，食品管道作为流路焊接在所述基体上。在这种情况下，所述加热器可以设置在基体的内部或设置在所述基体的与食品管道相对置的侧面上。

利用所述加热器34可以使加热块30处于在60℃至70℃之间的恒定工作温度。流动通过螺旋状的管道31a、31b的流体在通过加热块30的途中被加热。当引导液态食品通过流路31a和/或31b时，由于铸铝体33大的热质量可以经由加热器34保持恒定的工作温度。通过加热块30上的温度传感器35持续地测量加热块的温度并且可以通过加热器34补充调节加热块的温度。

两个热水器12、40都与水入口45连接。在供应管道中设有水泵，利用所述水泵输送淡水。此外，在由水泵46引向热水器的两个供应管道中还设有流量计47、48，利用所述流量计测量水量。由此，可以相对于热水器12计量饮料量，并对于热水器40计量清洁剂混合容器41中的清洁溶液的浓度。此外，从水供应管道中分支出一个管道，这个管道经由冲洗阀27a、27b通向两个流体支路的吸气管道。如已经说明的那样，可以经由所述阀冲洗奶液系统的相应流体支路。

在这个实施例中示出了具有两个分开的流路的加热块。原则上，也可以为两种食物提供单独的加热块。同样，如果要存放并有选择地输出多于两种不同的液态食品时，也可以以相应的方式设置多于两个流路。如果存在两种以上的液态食品种类时，同样也可以设有单独的加热块。

为了清洁加热块30，实施热再生，为此，通过打开阀27a和阀27b用冷水填充加热块30。阀23a、23b此时关闭，从而泵22a、22b通过空气管道24a、24b从供水口47抽吸水。此外，将排水阀14a、14b切换到排放管道15，从而来自加热块30的经加热的水直接到达排出口而不是到达输出头10。接下来，将加热块30加热到约125℃的温度。流路31a、31b中的水开始沸腾。现在，重新多次短时间地打开阀27a和阀27b，以便多次用水冲洗经加热的加热块。此时，出现局部的蒸发并再次出现冷凝。由此导致的气蚀现象实现了强烈的壁部剪切应力和压力波动。用冷水多次冲洗加热到高温的加热块30已经可以用这种方式在不使用清洁剂的情况下对粘附在加热块中的奶液残余发挥很大的清洁作用。此外，通过使包含在奶液沉积物中的水分蒸发使得奶沉积物的结构破裂并且由此可以更为简单地使其脱落。

加热块30的热再生可以在“常规”清洁之后实施，或者集成到“常规”清洁中。

为了进行“常规”清洁，将加热器关闭，并且通过利用泵22a、22b将预先在清洁剂混合容器41中混合的、热的清洁剂溶液输送通过加热块来实施清洁操作。为此，泵22a、22b不是与两个存放容器21a、21b连接，而是通过手动地将两个连接元件44a、44b转换插接到清洁位置而与通向清洁剂混合容器41的抽吸管道连接。这里可以通过舌簧触点监控连接元件44a、44b的位置，从而当连接元件44a、44b置于清洁位置时，控制装置才能够进行清洁操作。打开阀23a、23b，从而泵22a、22b吸入清洁剂溶液。在引导清洁剂溶液通过奶液系统之后，再次用热水进行冲洗。

在所述“常规”清洁过程和为此所需的手动步骤结束之后，可以自动地进行对加热块30的热再生。

备选地，在引导清洁剂溶液通过之后，可以进行热再生，包括随后对加热块30的冷却。此后，进行“常规”清洁的第二部分，其方式是，用热水进行再冲洗。

通过能编程的控制装置50来对热饮输出设备进行操控。所述控制装置与用户界面51(例如触摸屏或其它显示和输入单元形式的用户界面)连接。通过控制装置50操控热饮输出设备的全部功能，主要是操控水泵22a、22b、全部换向阀14a、14b、23a、23b、27a、27b、操控加热块30以及激活清洁系统41、42、43和其计量泵42。温度调节也可以通过所述控制装置进行。为此，控制装置读取与加热块30连接的温度传感器35。由此，通过控制装置50可以在正常操作中控制咖啡饮料或其它热饮的制备，也可以执行对奶液系统和加热块30的清洁。

当然，也在本公开的范围内的是，所述阀、泵和/或加热块30的加热器通过单独的控制部件来操控，这些控制部件又相互通信。

Claims (8)

1.用于输出液态食品的设备，所述液态食品特别是奶液，所述设备具有用于加热所述液态食品的加热装置(30)，所述加热装置(30)具有电加热器(34)和用于所述液态食品的流路(31a、31b)，其中，所述流路(31a、31b)和所述电加热器(34)分别与蓄热器(33)热接触，所述蓄热器由具有高热质量和/或高导热性的金属制成，并且所述蓄热器通过所述电加热器(34)达到工作温度，其中，所述工作温度低于80℃，优选低于70℃，并且其中，所述流路(31a、31b)能够通过至少一个方向控制阀(27a、27b、23a、23b)连接于冲洗管道，通过该冲洗管道，水和/或清洁剂溶液能够被引导流经所述流路(31a、31b)以用于清洁目的，

其特征在于，

所述设备具有控制装置(50)，所述控制装置(50)构造成将所述加热装置(30)加热到高于100℃的高温以实现热再生，并且构造成一次或多次打开所述方向控制阀(27a、27b、23a、23b)，以用于引导水或清洁剂溶液流经被加热到高温的所述加热装置(30)的所述流路(31a、31b)。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制装置(50)构造成在将所述加热装置(30)加热到高温之前，通过所述方向控制阀(27a、27b、23a、23b)向所述流路(31a、31b)填充水或清洁剂溶液。

3.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制装置构造成多次短时间地打开所述方向控制阀(27a、27b、23a、23b)，用于间歇地引导水流经被加热到高温的所述加热装置(30)的所述流路(31a、31b)。

4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备具有泵(22a、22b)，该泵(22a、22b)用于通过食品供应管道将所述液体食品从存放容器(21a、21b)中输送出去，其中，所述加热装置(30)布置在所述泵(22a、22b)的压力侧，用于加热由所述泵(22a、22b)输送的食品。

5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述冲洗管道通向位于所述泵(22a、22b)的抽吸侧的所述食品供应管道。

6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备具有通向所述食品供应管道的进气口，所述进气口位于所述泵(22a、22b)的抽吸侧，其中，所述冲洗管道通向从所述进气口通往所述食品供应管道的吸气管道(24a、24b)。

7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制装置(50)构造成：在所述热再生的范围内，当所述加热装置(30)被加热到高温时，用于引导冷的淡水流经所述流路(31a、31b)，并且在所述加热装置(30)关闭或加热到所述工作温度之前或者之后，用于引导冲洗液体流经所述加热装置(30)的所述流路(31a、31b)。

8.用于操作加热装置(30)的方法，所述加热装置(30)用于在输出液态食品时加热所述液态食品，所述液态食品特别是奶液，其中，所述加热装置(30)具有电加热器(34)和用于所述液态食品的流路(31a、31b)，所述流路(31a、31b)和所述电加热器(34)分别与蓄热器(33)热接触，所述蓄热器(33)由具有高热质量和/或高导热性的金属制成，其中，在输出操作中，所述蓄热器(33)通过所述加热器(34)达到工作温度，所述工作温度低于80℃，优选低于70℃，并且其中，为了进行清洁，所述流路(31a、31b)通过至少一个方向控制阀(27a、27b、23a、23b)连接于冲洗管道，通过所述冲洗管道能够引导水和/或清洁剂溶液流经所述流路(31a、31b)，

其特征在于，

将所述加热装置(30)加热到高于100℃的高温以实现热再生，并且一次或多次打开所述方向控制阀(27a、27b、23a、23b)，以引导水或清洁剂溶液流经被加热到高温的所述加热装置(30)的所述流路(31a、31b)。

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