CZ288805B6 - Způsob míchání čerpatelných tekutin - Google Patents

Abstract

Zp sob m ch n erpateln²ch tekutin vhodn²ch pro potravinu nebo n poj, kter jsou tvo°eny jemn rozemlet²mi pevn²mi sticemi s pr m rnou velikost stic od 50 do 800 .mi.m a kapalinou zahrnuje p°iveden erpateln²ch tekutin vstupem do m chac komory, kter je tvo°ena prvn a druhou eln st nou a obvodovou bo n st nou, p°i em prvn a druh eln st ny jsou tvo°eny dvojic odd len²ch kotou , jejich protilehl ela jsou paraleln , prvn kotou je statick² kotou a druh² kotou je rota n kotou upraven² pro ot en kolem sv osy, a ka d² kotou je opat°en hroty zasahuj c mi p° n z protilehl²ch el kotou do vnit°ku prostoru mezi kotou i, p°i em hroty vy n vaj c ze statick ho kotou e jsou um st ny v mezilehl m vztahu s hroty vy n vaj c mi z rota n ho kotou e, ot en rota n m kotou em pro m ch n erpateln²ch tekutin a odveden sm chan erpateln tekutiny z m chac komory v²stupem um st n²m odst°ediv vzhledem ke vstupu. Rychlost ot en rota n ho kotou e je od 2000 do 20 000\

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká způsobu míchání čerpatelných tekutin.

Dosavadní stav techniky

Často je potřebné míchat čerpatelné potraviny nebo nápoje, aby se získaly požadované produkty. Například, při výrobě espresa rekonstituovaného z rozpustných kávových prášků nebo zrnek v prodejních automatech, je velmi žádoucí vytvořit pěnu, která je stabilní a v dostatečném množství a která má příjemnou chuť. Je také často žádoucí míchat ingredience polévek, aniž by se ovšem vytvořila pěna, přičemž výsledný produkt poskytuje krémovitou strukturu a příjemnou chuť.

Cílem vynálezu je tedy navrhnout způsob míchání čerpatelných tekutin, které jsou tvořeny jemně rozemletými pevnými částicemi a kapalinou vhodnou pro potravinu nebo nápoj, s použitím zařízení založeného na principu hrotového mlýnu, u kterého rozměr částic pevných materiálů určených ke smíchání je obvykle menší než 1 milimetr, například od 50 do 800 mikronů. Pro kávu espreso je rozměr kávových částic obvykle od 200 do 500 mikronů.

Mezinárodní patentová přihláška WO 94/13395 obecně popisuje způsob míchání čerpatelných tekutin, který ale neřeší problém vytváření stabilní a bohaté pěny při výrobě espresa v prodejních automatech, navíc ještě s příjemným pocitem v ústech. Dosavadní stav techniky tak doposud nenavrhuje uspokojivé řešení shora zmiňovaného problému.

Podstata vynálezu

Podle předkládaného vynálezu je tedy navržen způsob míchání čerpatelných tekutin vhodných pro potravinu nebo nápoj, které jsou tvořeny jemně rozemletými pevnými částicemi s průměrnou velikostí částic od 50 do 800 pm a kapalinou, který zahrnuje přivedení čerpatelných tekutin vstupem do míchací komory, která je tvořena první a druhou čelní stěnou a obvodovou boční stěnou, přičemž první a druhá čelní stěny jsou tvořeny dvojicí oddělených kotoučů, jejichž protilehlá čela jsou paralelní, první kotouč je statický kotouč a druhý kotouč je rotační kotouč upravený pro otáčení kolem své podélné osy, a každý kotouč je opatřen hroty zasahujícími příčně z protilehlých čel kotoučů do vnitřku prostoru mezi kotouči, přičemž hroty vyčnívající ze statického kotouče jsou umístěny v mezilehlém vztahu s hroty vyčnívajícími z rotačního kotouče, otáčení rotačním kotoučem pro míchání čerpatelných tekutin a odvedení smíchané čerpatelné tekutiny z míchací komory výstupem umístěným odstředivě vhledem ke vstupu. Podstata tohoto způsobu přitom spočívá v tom, že rychlost otáčení rotačního kotouče je od 2 000 do 20 000 otáček za minutu a perioda otáčení je od 0,5 do 20 sekund.

Popsaný způsob je zvláště vhodný pro výrobu jednotlivých dávek potraviny nebo nápoje, například kávy espreso nebo polévek, které by mohly být získány v prodejním automatu. Při výrobě takových jednotlivých dávek je perioda otáčení rotačního kotouče extrémně krátká a může být zvolena podle požadavků, například od 0,5 do 20 sekund, nebo výhodně od 1 do 15 sekund, výhodněji od 2 do 10 sekund a zvláště výhodně od 3 do 6 sekund. Rychlost otáčení rotačního kotouče se rovněž může měnit podle požadavků. Například při míchání napěněné kávy jakou je káva espreso v kávových prodejních automatech, může být rychlost otáčení od 8 000 do 20 000 otáček za minutu, zvláště výhodně od 10 000 do 15 000 otáček za minutu. Pro míchání polévek je rychlost otáčení obecně menší, například od 2 000 do 10 000 otáček za minutu.

-1CZ 288805 B6

Rozměry hrotů a kotoučů mohou být opět zvoleny podle požadavků. Například pro míchání kávy espreso v kávových prodejních automatech může být průměr kotoučů od 2 do 10 cm, zvláště výhodně od 4 do 8 cm. Délka hrotů může být volena od 1 do 10 mm, zvláště výhodně od 2 do 5 mm. Šířka hrotů může být od 0,1 do 5 mm, zvláště výhodně od 0,5 do 3 mm. Míchací komora může být orientována v jakémkoliv směru v prostoru, například mohou být kotouče uloženy svými osami vertikálně nebo horizontálně nebo pod jakýmkoliv úhlem.

Kotouče mají ve výhodném provedení kruhový tvar. Mohou být výhodně vyrobeny z plastového materiálu, jako je například polyetylén, polypropylen, nebo z kovu, který je možné používat v potravinářském průmyslu. Hroty mohou být ve výhodném provedení vyrobeny z tvrdého plastového materiálu, jako je například polyetylén nebo polypropylen.

Obvodová boční stěna, která je ve výhodném provedení kruhová, může být vytvořena prostřednictvím přírub nesoucích kotouče, které mohou být vzájemně spojeny, aby vytvořily míchací komoru tvořenou protilehlými čely od sebe oddělených kotoučů.

Čerpatelná tekutina ve výhodném provedení proudí do míchací komory jedním nebo více otvory vytvořenými v horním statickém kotouči, ke kterým může být nasazeno jedno nebo více vstupních vedení, jako jsou například trubky. Čerpatelná tekutina je ve výhodném provedení přiváděna do míchací komory přitažlivostí. Výstupní prostředky pro odvádění čerpatelné tekutiny z míchací komory mohou být tvořeny například otvorem ve statickém kotouči, umístěným odstředivě vzhledem ke vstupnímu vedení, nebo mohou být tvořeny otvorem z obvodu míchací komory, vytvořeným bočně vzhledem k obvodům kotoučů, ke kterému může být nasazeno výstupní vedení, jako je například trubka. Když jsou kotouče neseny přírubami, mohou být výstupní prostředky tvořeny otvorem v obvodu přírub spojených dohromady.

Pro výrobu napěněných produktů mohou být upraveny samostatní prostředky pro přivádění vzduchu, například otvor ve statickém kotouči, kterým je dovnitř nasáván okolní vzduch v důsledku vysoké rychlosti otáčení rotačního kotouče. Vzduch ovšem může být také smíchán sjinými ingrediencemi čerpatelné tekutiny předtím, než je přivedena do míchací komory, přičemž tak vstupuje do míchací komory stejným vstupem a ve směsi s těmito ingrediencemi. Objem vzduchu v čerpatelné tekutině je ve výhodném provedení alespoň stejný jako objem kapaliny v čerpatelné tekutině, zejména pro kávu espreso.

Míchací komora může být vyrobena z plastového materiálu, který může být rychle a levně vyráběn nebo zpracováván injekčním vstřikováním. Pokud je to žádoucí, může být prováděno čištění míchací komory připojením nádržky s vodou ke vstupnímu vedení, nasazenému k otvoru statického kotouče a připojením přídavného vedení k výstupnímu vedení, nasazenému na otvor v obvodu míchací komory, připojením přídavného vedení k nádržce a otáčením míchacího přístroje při současném čerpání vody z nádržky s vodou skrz tento míchací přístroj vlastním čerpacím účinkem.

Přídavné vedení, kterým může být pružná trubka, je ve výhodném provedení opatřeno ventilem, který je normálně uzavřen, a který, pokud je otevřen, umožňuje, aby voda byla čerpána skrz míchací přístroj. Tento jednoduchý způsob čištění, nevyžadující demontáž míchací komory je výjimečně užitečný zejména tehdy, pokud je míchací komora zasazena do prodejního automatu.

Vzájemný mezilehlý vztah hrotů je důležitý pro dosažení uspokojivého míchaní při otáčení rotačním kotoučem, a mělo by být samozřejmě zcela zřejmé, že hroty jednoho kotouče by neměly interferovat s roty druhého kotouče, čímž by bylo zabráněno v otáčení rotačním kotoučem. Prostřednictvím tohoto vzájemně mezilehlého vztahu zde nastává vzájemné pronikání nebo zaměňování hrotů, ve výhodném provedení všech hrotů jednoho kotouče s hroty druhého kotouče. Rozsah této vzájemné záměny hrotů může záviset na daných požadavcích a může se měnit od zlomků délky hrotů až do v podstatě celé délky hrotů, procházejících od čel kotoučů

-2CZ 288805 B6 v míchací komoře až k čelu protilehlého kotouče, aniž by mohlo dojít k zabránění v otáčení rotačním kotoučem.

Hroty mají obvykle kruhový průřez, ale mohou mít také čtvercový nebo pravoůhelníkový tvar průřezu nebo jiný vhodný tvar průřezu, pokud je to vhodné, přičemž mohou být použity různé kombinace těchto tvarů.

Hroty jsou výhodně umístěny kolem středu každého kotouče jako jeden prstenec nebo jako množství soustředných prstenců, přičemž ve výhodném provedení jsou vzájemně pravidelně rozloženy v každém prstenci. Mělo by být zřejmé, že prstenec nebo prstence hrotů jednoho kotouče jsou radiálně posunuty vzhledem k prstenci nebo prstencům hrotů druhého kotouče, takže nebrání v otáčení rotačním kotoučem. Počet hrotů se může měnit podle daných požadavků, například od 5 do 100 na každém kotouči. Pro míchání kávy espreso v kávovém prodejním automatu se počet hrotů výhodně pohybuje od 20 do 60 a zvláště výhodně od 25 do 50 na každém kotouči, zatímco pro míchání polévek se počet hrotů na každém kotouči pohybuje ve výhodném provedení od 10 do 20 na každém kotouči.

Otáčení rotačním kotoučem může být prováděno prostřednictvím jakýchkoliv vhodných prostředků, jako je například rotační vřeteno spojené s čelem kotouče, protilehlým k čelu, které je opatřeno hroty, přičemž toto vřeteno je upraveno pro pohánění zdrojem energie, jako je například motor. Ve výhodném provedení může hřídel motoru sloužit jako rotační vřeteno.

Vedle použití pro kávu espreso a pro polévky může být způsob podle vynálezu použit také pro přípravu sirupu Milo, zmrzliny a mléčných koktejlů.

Předkládaný vynález bude nyní podrobněji popsán na příkladu přípravy kávy espreso a s odkazy na přiložené výkresy.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 reprezentuje vertikální řez míchacím přístrojem použitým podle předkládaného vynálezu;

Obr. 2 reprezentuje příčný řez přístrojem znázorněným na obr. 1 rovinou A-A,

Obr. 3 reprezentuje zvětšený pohled na statický kotouč znázorněný na obr. 1,

Obr. 4 reprezentuje příčný řez statickým kotoučem znázorněným na obr. 3 rovinou B-B, který znázorňuje uspořádání hrotů,

Obr. 5 reprezentuje zvětšený pohled na rotační kotouč znázorněný na obr. 1, a

Obr. 6 reprezentuje příčný řez rotačním kotoučem znázorněným na obr. 5 rovinou C-C, který znázorňuje uspořádání hrotů.

Příklady provedení vynálezu

Jak je znázorněno na výkresech nese plastové pouzdro 10 kruhový rotační kotouč 1_1, který je opatřen ocelovými hroty 12 z nekorodující oceli, uspořádanými ve třech soustředných prstencích, a rotačním vřetenem 13. Základna plastového pouzdra 10 je přišroubována prostřednictvím šroubů 14 s šestihrannou hlavou k střídavému elektrickému motoru 15 (na 220 voltů) s příkonem elektrické energie 72 wattů a s rychlostí otáčení 12 000 otáček za minutu. Tento střídavý

-3CZ 288805 B6 elektrický motor 15 je opatřen elektrickým kabelem 16 a hnacím hřídelem 17, spojeným s rotačním vřetenem 13 prostřednictvím matice 18.

Kruhový statický kotouč 19, opatřený ocelovými hroty 20 z nekorodující oceli, uspořádanými ve dvou soustředných prstencích, je opatřen kruhovou plastovou přírubou 21, která tvoří obvodovou boční stěnu, která společně s horním povrchem kruhového rotačního kotouče 11 uzavírá míchací komoru 22. Jsou upraveny vstupní otvory 23, 24, které procházejí kruhovým statickým kotoučem 19, přičemž na vstupní otvor 23 je nasazeno vstupní potrubí 25. Je také vytvořen výstupní otvor 26, který prochází kruhovou plastovou přírubou 21. která tvoří obvodovou boční stěnu.

Při činnosti je míchací přístroj podle vynálezu zasazen do kávového prodejního automatu (není znázorněn). V odezvu na požadavek, jsou tekuté kávové ingredience (částicová káva a horká voda) přiváděny vlastní tíží do míchací komory 22 skrz centrální vstupní otvor 23 přes vstupní potrubí 25, přičemž současně začne otáčení kruhového rotačního kotouče 11 při 12 000 otáčkách za minutu prostřednictvím střídavého elektrického motoru 15. Vysoká rychlost otáčení vtahuje okolní vzduch skrz vstupní otvor 24 do míchací komory 22, kde jsou tekuté kávové ingredience a vzduch míchány po dobu 4 sekund, aby se vytvořila káva espreso, která je odstředivou silou přiváděna k obvodové boční stěně a je poté odváděna z prodejního automatu přes výstupní potrubí (není znázorněno), které je usazeno do výstupního otvoru 26 v kruhové plastové přírubě 21, tvořící obvodovou boční stěnu.

V alternativním provedení vynálezu jsou částicová káva a horká voda míchány se vzduchem předtím, než jsou přiváděny do míchací komory 22, přičemž tato provzdušněná směs vstupuje do míchací komory 22 vstupním otvorem 23. U tohoto příkladu provedení není upraven výstupní otvor 26, přičemž místo tohoto otvoru slouží jako výstupní otvor vstupní otvor 24.

Vyrobená káva espreso má příjemný vzhled a chuť, stabilní pěnu v dostatečném množství, jejíž bublinky jsou menší, mají pravidelnější velikost a rovnoměrnější rozložení než je běžné u kávy espreso vyráběné ve standardních přístrojích.

Pro čištění míchacího přístroje je ke vstupnímu potrubí 25 nasazena vodní nádržka, a pružná trubka opatřená ventilem, který je normálně uzavřen, (neznázoměno) je nasazena na výstupní potrubí (neznázoměno) usazené k výstupnímu otvoru 26 v kruhové plastové přírubě 21, tvořící obvodovou boční stěnu. Při otáčení kruhovým rotačním kotoučem 11 a při otevřeném ventilu je voda čerpána z vodní nádržky skrz míchací přístroj svým vlastním čerpacím účinkem.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (13)

1. Způsob míchání čerpatelných tekutin vhodných pro potravinu nebo nápoj, které jsou tvořeny jemně rozemletými pevnými částicemi s průměrnou velikostí částic od 50 do 800 pm a kapalinou, který zahrnuje přivedení čerpatelných tekutin vstupem do míchací komory, která je tvořena první a druhou čelní stěnou a obvodovou boční stěnou, přičemž první a druhá čelní stěny jsou tvořeny dvojicí oddělených kotoučů, jejichž protilehlá čela jsou paralelní, první kotouč je statický kotouč a druhý kotouč je rotační kotouč upravený pro otáčení kolem své osy, a každý kotouč je opatřen hroty zasahujícími příčně z protilehlých čel kotoučů do vnitřku prostoru mezi kotouči, přičemž hroty vyčnívající ze statického kotouče jsou umístěny v mezilehlém vztahu s hroty vyčnívajícími z rotačního kotouče, otáčení rotačním kotoučem pro míchání čerpatelných tekutin a odvedení smíchané čerpatelné tekutiny z míchací komory výstupem umístěným odstředivě vzhledem ke vstupu, vyznačující se tím, že rychlost otáčení rotačního kotouče je od 2 000 do 20 000 otáček za minutu a perioda otáčení je od 0,5 do 20 sekund.

-4CZ 288805 B6

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že čerpatelná tekutina proudí do míchací komory jedním nebo více otvory vytvořenými v horním statickém kotouči, ke kterým je usazeno jedno nebo více vstupních vedení.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že čerpatelná tekutina proudí do míchací komory přitažlivostí.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že výstupními prostředky pro odvádění čerpatelná tekutiny z míchací komory je otvor vytvořený v obvodu míchací komory, vytvořený bočně vzhledem k obvodu kotoučů, přičemž k tomuto otvoru je usazeno výstupní vedení.

5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že výstupními prostředky pro odvádění čerpatelná tekutiny z míchací komory je otvor vytvořený ve statickém kotouči, umístěný odstředivě vzhledem ke vstupnímu vedení.

6. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že pro výrobu napěněných produktů jsou upraveny prostředky pro přivádění vzduchu.

7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že objem vzduchu včerpatelné tekutině je alespoň stejný jako objem kapaliny v této čerpatelné tekutině.

8. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že prostředky upravenými pro přivádění vzduchu je otvor vytvořený ve statickém kotouči, kterým je okolní vzduch nasáván dovnitř v důsledku vysoké rychlosti otáčení rotačního kotouče.

9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vzduch je smíchán sdalšími ingrediencemi čerpatelné tekutiny předtím, než je přivedena do míchací komory, takže vstupuje do míchací komory stejným vstupem jako ostatní ingredience čerpatelné tekutiny a to ve směsi s nimi.

10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje čištění míchacího přístroje připojením nádržky s vodou ke vstupnímu vedení nasazenému k otvoru statického kotouče, připojením přídavného vedení k výstupnímu vedení nasazenému na otvor v obvodu míchací komory, připojením přídavného vedení k nádržce a otáčením rotačního kotouče při současném čerpání vody z nádržky s vodou skrz tento míchací přístroj vlastním čerpacím účinkem.

11. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že přídavné vedení je opatřeno ventilem, který je normálně uzavřen, a který, pokud je otevřen, umožňuje, aby voda byla čerpána skrz míchací přístroj.

12. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že pro míchání napěněné kávy v kávovém prodejním automatu se rychlost otáčení rotačního kotouče pohybuje od 8 000 do 20 000 otáček za minutu.

13. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že doba trvání otáčení rotačního kotouče se pohybuje od 0,5 do 15 sekund.