DE102004033657A1

DE102004033657A1 - Verfahren zum Herstellen eines Gemisches für Getränke aus Wasser und wasserlöslichen Produkten, wie beispielsweise Kaffee-, Milch- oder Kakaopulver, sowie Vorrichtung zum Herstellen des Gemisches

Info

Publication number: DE102004033657A1
Application number: DE102004033657A
Authority: DE
Inventors: Alberto Oieda; Vicenc Font; Juan Carlos Coronado; Antonio Rebordosa
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Braun GmbH
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2006-02-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gemisches (1) für Getränke aus Wasser (2) und wasserlöslichen Produkten (3), wie beispielsweise Kaffee-, Milch- oder Kakaopulver. Es ist vorgesehen, daß das Wasser (2) als ein im wesentlichen gerichteter Wasserstrom (9) vorliegt, gegen den das wasserlösliche Produkt (3) mittels eines Trägermediums (14) unter einem Anströmwinkel alpha derart beaufschlagt wird, daß sich das Produkt (3) mit dem Wasser (2) vermischt und der Wasserstrom (9) als eine ein Durchdringen des Produkts (3) verhindernde Sperre wirkt. Ferner ist eine entsprechende Vorrichtung vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gemisches für Getränke aus Wasser und wasserlöslichen Produkten, wie beispielsweise Kaffee-, Milch- oder Kakaopulver, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Herstellen des Gemisches, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Derartige Vorrichtungen dienen der Herstellung eines Gemisches aus vorzugsweise heißem Wasser und wasserlöslichen Produkten, beispielsweise für die Zubereitung von Kaffee-, Milch- oder Kakaogetränken. Bei den bekannten Vorrichtungen, insbesondere Kaffeemaschinen, kommt es in den Bereichen, die von dem Pulver des wasserlöslichen Produktes beaufschlagt werden, zu Verschmutzungen, beispielsweise durch Anlagerungen oder Anbackungen des wasserlöslichen Produktpulvers an den Wandungen der Vorrichtung. Ganz abgesehen davon, das diese Ablagerungen im Laufe des Betriebes der Kaffeemaschinen wachsen und zu Funktionsstörungen und Verkeimungen führen können, sind die Vorrichtungen aufgrund der Geschmacksbeeinflussung durch diese Rückstände häufig nicht mehr einsetzbar, um beispielsweise nur heißes Wasser für Tee zu erwärmen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Gemisches aus Wasser und wasserlöslichen Produkten anzugeben, bei welchem ein Freisetzen des unerwünschten Produktpulvers weitgehend vermieden wird. Ferner soll eine entsprechende Vorrichtung angegeben werden.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, daß die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Das Verfahren sieht vor, daß das Wasser als ein im wesentlichen gerichteter Wasserstrom vorliegt, gegen den das wasserlösliche Produkt mittels eines Trägermediums unter einem Anströmwinkel derart beaufschlagt wird, daß sich das Produkt mit dem Wasser vermischt und der Wasserstrom als eine ein Durchdringen des Produkts verhindernde Sperre wirkt. Dadurch wird zum einen sichergestellt, daß es zu einem Vermischen des wasserlöslichen Produktes mit dem Wasser kommt. Durch den gerichteten Wasserstrom kann zum anderen gewährleistet werden, daß es zu keinen Freisetzungen von Pulver oder Stäuben des wasserlöslichen Produktes kommt, da der Wasserstrom quasi als eine Barriere für das wasserlösliche Produkt wirkt.

Das Produkt wird mitsamt seiner staubförmigen Bestandteilen durch den Wasserstrom gebunden und mit diesem mitgerissen, wobei die erzeugte Strömung ein Durchdringen des Produktes und damit ein Niederschlagen der Stäube an den Wandungen der Vorrichtung verhindert. Dadurch, daß der Wasserstrom gerichtet ist, kann er gezielt dort wirken, wo es üblicherweise bei der Herstellung des Gemisches zur Freisetzung des Produktstaubes und zu einer Anlagerung beziehungsweise Anbackung kommt. Dies können beispielsweise die von dem Produkt beaufschlagten Wandungen einer Mischkammer für die Herstellung des Gemisches sein.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es somit auch möglich, beispielsweise im Rahmen der Getränkezubereitung, von einem Produkt auf ein anderes Produkt umzustellen, ohne daß eine Geschmacksbeeinflussung durch Rückstände des vorherigen Produktes im neu zubereiteten Gemisch beziehungsweise Getränk wirkt. Darüber hinaus ist einem Verkeimen der Vorrichtung infolge von Ablagerungen des Produktes vermieden.

Nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß das Trägermedium für das wasserlösliche Produkt Luft ist. Mittels der Luft läßt sich das wasserlösliche Produkt, das als Pulver, Granulat oder Staub beziehungsweise Mehl vorliegen kann, in einfacher Weise, beispielsweise durch Einblasen, transportieren. Da die Luft beliebig vorgehalten werden kann und jederzeit zur Verfügung steht, ist dessen Verwendung nicht nur einfach realisierbar, sondern auch kostengünstig. Alternativ können auch Dampf oder solche Medien als Trägermedium verwendet werden, die ebenfalls ein Transportieren des Produktes ermöglichen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Trägermedium für das wasserlösliche Produkt beim Auftreffen auf den Wasserstrom diesen zumindest teilweise, unter Abscheidung des wasserlöslichen Produkts durchdringt. Dadurch steht mit dem Teil des Trägermediums, der den Wasserstrom durchdrungen hat, ein vom Produkt im wesentlichen befreites Medium zur Verfügung, daß für weitere beziehungsweise andere Anwendungen verwendet werden kann.

Beispielsweise kann es vorgesehen sein, daß das den Wasserstrom durchdringende Trägermedium als Führungsmedium für Wasserdampf dient. In diesem Fall kann mittels des Trägermediums eine gezielte und definierte Strömungsbewegung des Wasserdampfes erreicht beziehungsweise sichergestellt werden, beispielsweise damit der Wasserdampf einen vorgegebenen Weg entlang strömt und/oder einen vorgegebenen Ort erreicht. Der Wasser dampf kann beispielsweise zum Erhitzen beziehungsweise Nacherhitzen eines flüssigen Mediums dienen.

So läßt sich im Falle von Luft als Trägermedium für das pulverförmige Produkt der beim Durchdringen der Wasserbarriere erhaltene gerichtete Luftstrom zum einen zum Führen des Wasserdampfes, nämlich längsseits entlang des Luftstromes, einsetzen. Zum anderen kann durch die Wirkung des Luftstromes als Sperre beziehungsweise Barriere sichergestellt werden, daß der von dem Luftstrom geführte Wasserdampfstrom weitgehend erhalten bleibt. Mit anderen Worten können dadurch Verlustströme, etwa aufgrund eines Hindurchtretens des Wasserdampfes durch den Luftstrom und damit ein Wärmeverlust, etwa bei einem nachfolgenden Erhitzen des Getränkes, verhindert werden.

Der Luftstrom kann beispielsweise derart ausgebildet sein, daß er den Wasserdampfstrom in Strömungsrichtung komplett umschließt. Alternativ kann der Luftstrom auch so ausgebildet sein, daß der Wasserdampfstrom nur teilweise umschlossen ist. Dieser Fall bietet sich insbesondere an, wenn der Wasserdampfstrom über seinen Strömungsweg in einen Energie- beziehungsweise Wärmeaustausch mit einem anderen Medium treten soll, etwa wenn der Wasserdampfstrom über eine Flüssigkeitsfläche geführt wird, um Wärme an die Flüssigkeit abzugeben.

Indem der Wasserdampfstrom zwischen dem Luftstrom und der Flüssigkeitsoberfläche geführt wird, ist eine optimale Wärmeabgabe der Flüssigkeit sichergestellt, da Verlustwärmeströme durch ein Wegströmen des Wasserdampfes von der Flüssigkeitsoberfläche aufgrund der Wirkung des Luftstromes als Dampfsperre vermieden sind. Auch kann der Wasserdampfstrom dadurch über lange Wege geführt werden, bis er die zu erhitzende Flüssigkeit erreicht. Diese erfindungsgemäße Maßnahme kann auch separat von dem Verfahren zum Herstellen eines Gemisches als ein Verfahren zum Führen von Wasserdampf verwendet werden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Wasser und/oder der Wasserdampf aus einem Wasser-Dampf-Gemisch separiert werden beziehungsweise wird. Dadurch ist in einfacher Weise eine Wasser- beziehungsweise Wasserdampfversorgung gewährleistet, indem lediglich ein einziger Ausgangsstrom (Wasser-Dampf-Gemisch) zur Verfügung gestellt werden muss, zumal beim Erhitzen von Wasser üblicherweise ein Wasser-Dampf-Gemisch entsteht. Auch läßt sich durch die Verwendung eines derartigen Gemisches in flexibler Art und Weise die Menge des erzeugten Wassers beziehungsweise des erzeug ten Dampfes aus dem Gemisch einstellen, so daß eine Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen möglich ist. In vorliegendem Fall liegt das Wasser somit als erhitztes Wasser vor, so daß mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bereits das Getränk vollständig hergestellt werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe wird ferner eine Vorrichtung zum Herstellen eines Gemisches für Getränke aus Wasser und wasserlöslichen Produkten vorgeschlagen, welches die in Anspruch 7 genannten Merkmale aufweist. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß Mittel zum Erzeugen einer Produktsperre vorgesehen sind, welche ein Durchdringen des Produktstromes verhindern, und daß Mittel vorgesehen sind, um den Produktstrom mittels eines Trägermediums unter einem Auströmwinkel gegen die Produktsperre zu führen, so daß der Produktstrom die Produktsperre nicht überwindet und sich mit dem Wasser vermischt. Die Vorrichtung weist somit zwei Funktionen auf: Zum einen ermöglicht sie ein Vermischen des wasserlöslichen Produktes mit dem Wasser. Zum anderen wird durch die Produktsperre sichergestellt, daß keine Stäube des Produktes freigesetzt werden, welche zu Verschmutzungen in Form von Ablagerungen, Anbackungen und gegebenenfalls Verkeimungen an Wandungen der Vorrichtung führen und somit eine Funktionsbeeinträchtigung der Bauteile bewirken.

Durch die Einstellung des Anströmwinkels, unter dem der Produktstrom gegen die Produktsperre geführt wird, ist die Möglichkeit gegeben, den Grad der Vermischung des Wassers mit dem Produkt zu beeinflussen. Ferner kann dadurch die Eindringtiefe des Produktstromes in die Produktsperre eingestellt werden. Als Trägermedium für das wasserlösliche Produkt kann beispielsweise Luft dienen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht einen Wechsel von einem Produkt auf ein anderes Produkt, ohne daß es in dem gerade zubereiteten Getränk zu einer Geschmacksbeeinflussung durch das oder die vorherigen Produkte kommt. In gleicher Weise ist mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine reine Wasseraufbereitung, daß heißt eine Wassererwärmung möglich, ohne daß in dem heißen Wasser Geschmacksrückstände vorheriger mit der Vorrichtung erzeugter Gemische auftreten.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Mittel zum Erzeugen der Produktsperre eine Leiteinrichtung für einen gerichteten Wasserstrom aufweisen. Das Wasser erfüllt somit zwei Funktionen: Zum einen dient es als ein Bestandteil des Gemisches, zum anderen wird aus dem Wasser der Wasserstrom gebildet, welcher dann als Sperre für das eingebrachte pulverförmige Produkt dient. Indem die Leiteinrichtung einen gerichteten Wasserstrom formt, ist es beispielsweise möglich, den Wasserstrom derart auszurichten, daß er quasi als Vorhang beziehungsweise Schleier entlang solcher Bauteile geführt wird, an welchen sich sonst das Produkt ablagert.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Prallfläche vorgesehen, entlang welcher der Wasserstrom geführt ist. Der Wasserstrom bildet somit auf der Prallfläche die Sperre beziehungsweise Barriere, die sich wie ein Vorhang über die Prallfläche erstreckt und ein Durchdringen beziehungsweise Durchströmen des in Richtung der Prallfläche eingeblasenen Produktes verhindert. Dabei dringt das Produkt in den Wasserstrom ein, wird von diesem mitgerissen und vermischt sich mit diesem.

Nach einer Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Leiteinrichtung gegenüberliegend der Prallfläche angeordnet ist, wobei die Leiteinrichtung und die Prallfläche den Durchlaßquerschnitt für das Wasser festgelegen. Dadurch ist in einfacher Weise die Ausrichtung des Wasserstroms zur Führung entlang der Prallfläche möglich.

Von Vorteil ist, wenn die Leiteinrichtung schräg zur Prallfläche verläuft. Sofern die Schräge derart angeordnet ist, daß sich der Durchlaßquerschnitt für das Wasser in Strömungsrichtung verkleinert, kommt es zu einem Aufstauen des Wassers vor der Leiteinrichtung, so daß ein gewisser Wasservorrat gebildet wird. Dadurch kann der Wasserstrom auch dann in ausreichendem Maße aufrecht erhalten werden, wenn es zu Schwankungen in der Bereitstellung beziehungsweise Zuführung des Wassers kommt, so daß auch bei solchen Situationen ein Verschmutzen durch das Produkt vermieden ist.

Von Vorteil ist ferner, wenn die Leiteinrichtung und die Prallfläche eine Durchlaßdüse für das Wasser bilden. Durch die Durchlaßdüse kann ein Wasserstrom mit einer hohen Strömungsgeschwindigkeit, welche die Sperrwirkung des Wasserstroms erhöht, erzielt werden.

Nach einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Prallfläche von einer Wandung einer Mischkammer gebildet ist. Dadurch wird ein Verschmutzen in Form von Anbackungen und gegebenenfalls Verkeimungen an der betreffenden Wand der Mischkammer vermieden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Mischkammer als Vormischkammer ausgebildet ist. In diesem Fall wird bereits in der Vormischkammer das Gemisch aus dem Wasser und dem wasserlöslichen Produkt gebildet, wobei das wasserlösli che Produkt bereits dort in Lösung gehen kann. In die Hauptmischkammer, die üblicherweise der Vormischkammer nachgeschaltet ist, gelangt dann das Produkt nicht in „trockener" Form, sondern bereits gebunden an das Wasser, daß heißt in Form des Gemisches aus dem Wasser und dem Produkt, wobei bereits Anteile des Produktes in Lösung gegangen sein können. Dadurch, daß ein Heraustreten von Produkt aus dem Wasserstrom aufgrund seiner Sperrwirkung nicht stattfindet, sind jedenfalls in der Hauptmischkammer ungewollte Ablagerungen des Produktes vermieden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Prallfläche sich schräg nach unten bis zum Ende eines, zum Abführen des Gemisches aus der Mischkammer dienenden Auslasses erstreckt. Dadurch kann sichergestellt werden, daß es in der Mischkammer wie auch im Bereich des Auslasses zu keinen Ablagerungen des Produktes an den Wandungen kommt.

An der Mischkammer sind ein Wassereinlaß zum Zuführen des Wassers und ein Produkteinlaß zum Zuführen des wasserlöslichen Produktes vorgesehen. Gemäß der Erfindung empfiehlt es sich, daß der Produkteinlaß unterhalb des Wassereinlasses angeordnet ist. Ferner empfiehlt es sich, wenn die Leiteinrichtung im Bereich des Wassereinlasses angeordnet ist. Durch eine solche Anordnung kann sichergestellt werden, daß sämtliche Flächen der Mischkammer, die sonst mit dem einströmenden Produkt in Kontakt treten würden, mit dem Wasserstrom quasi wie ein Vorhang beziehungsweise Schleier überzogen und somit vor einem Anbacken des Produktes geschützt sind.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Leiteinrichtung aus einem Wandungsfortsatz gebildet ist. Die Leiteinrichtung kann hierfür einstückig mit der Wandung der Vorrichtung verbunden sein. Als Wandung kann beispielsweise die Verbindung zwischen dem Produkteinlaß und dem Wassereinlaß, welcher beide Einlässe miteinander verbindet, dienen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zur Bereitstellung des Wassers eine Erhitzungseinrichtung vorgesehen. Die Erhitzungseinrichtung kann ein Dampferzeuger sein. In diesem bevorzugten Fall wird ein Wasser-Dampf-Gemisch erzeugt, so daß das Wasser ein Bestandteil des Wasser-Dampf-Gemisches ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Separator vorgesehen, welcher das Wasser und den Wasserdampf aus dem Wasser-Dampf-Gemisch separiert. Dadurch kann sicherge stellt werden, daß das Wasser gar keine beziehungsweise weitgehend keine Wasserdampfblasen enthält, die möglicherweise im gerichteten Wasserstrom eine störende Wirkung in Bezug auf seine Sperrwirkung haben könnten. Der Separator kann als ein Abscheider in Form eines Fliehkraft- und/oder Schwerkraftabscheiders oder dergleichen ausgebildet sein. Der durch den Separator bereitgestellte Wasserdampf, welcher quasi ein Beiprodukt des Erhitzungsvorganges des Wassers ist, steht nun für eine weitere Verwendung zur Verfügung. Denkbar sind beispielsweise Anwendungen, bei denen die Wärme des Wasserdampfes beziehungsweise sein Aggregatszustand ausgenutzt wird.

Von Vorteil ist, wenn der Separator von einem nach oben verlängerten Teil der Prallfläche gebildet ist. Durch die Separationswirkung der Verlängerung ist somit die Möglichkeit geschaffen, daß über einen einzigen Einlaß das Wasser-Dampf-Gemisch in die Vorrichtung eingeführt werden kann. Dadurch ist in einfacher und kostengünstiger Weise eine Wasserdampfbereitstellung möglich, ohne daß ein weiterer Einlaß und somit ein Bauraumvergrößerung notwendig ist.

Von Vorteil ist, wenn ein Speicherraum für den Wasserdampf vorgesehen ist. Durch das Speichern des Wasserdampfes kann sichergestellt werden, daß in Betriebsphasen schwankender Zuführung des Wasser-Dampf-Gemisches trotzdem eine ausreichende und kontinuierliche Wasserdampfversorgung durch die Vorrichtung stattfindet.

Nach einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist eine Führungseinrichtung für den Wasserdampf, beispielsweise zu Zwecken einer externen Beheizung, vorgesehen. Mittels der Führungseinrichtung kann der Wasserdampf gezielt geleitet und einem vorgegebenen Ort zugeführt werden. Vorzugsweise ist die Führungseinrichtung der Mischkammer nachgeordnet.

Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Führungseinrichtung durch einen im wesentlichen gerichteten Luftstrom gebildet ist, an dem der Wasserdampf längsseits entlang strömt und welcher als eine ein Durchdringen des Wasserdampfes verhindernde Dampfsperre wirkt.

Nach einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Luftstrom von dem Trägermedium für das wasserlösliche Produkt gebildet ist, welches die Produktsperre durchdrungen hat. Ein Durchdringen der Luft durch die Produktsperre wird beispiels weise dann erzielt, wenn die über die Prallfläche geführte Luft den Auslaß passiert hat und dabei noch ausreichende kinetische Energie besitzt.

Weiterhin ist es vorgesehen, daß der Auslaß ein Heraustreten des Luftstroms nach außen ermöglicht. Dadurch gelangt nicht nur der Wasserstrom zusammen mit dem wasserlöslichem Produkt, sondern auch der Luftstrom nach außen, daß heißt aus der Vorrichtung heraus. Da der Wasserstrom gegenüber dem Luftstrom keine Sperrwirkung besitzt und umgekehrt der Luftstrom gegenüber dem Wasserstrom keine Sperrwirkung aufweist, können beide Ströme nach dem Heraustreten aus dem Auslaß voneinander unabhängige Strömungsrichtungen einnehmen. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Ausbildung der Auslaßgeometrie erreicht werden.

Weiterhin ist mindestens ein Dampfkanal seitlich von dem Auslaß vorgesehen, über den der Wasserdampf nach außen heraustritt. Durch eine derartige Anordnung des Dampfkanals zu dem Auslaß kann in einfacher Weise die gewünschte Führung des Wasserdampfes durch den Luftstrom hervorgerufen werden.

Die Führungswirkung kann noch verbessert werden, wenn mindestens jeweils ein Dampfkanal an jeweils zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Auslasses seitlich von diesem angeordnet sind. Eine derartige Anordnung bietet sich insbesondere dann an, wenn die Vorrichtung als eine Vorrichtung zum Vormischen verwendet wird und dieser eine Hauptmischkammer nachgeschaltet ist, in welcher mittels des Wasserdampfes eine dort befindliche Flüssigkeit erhitzt beziehungsweise nacherhitzt werden soll und die Entfernung zwischen dem Wasserdampfeinlaß in die Hauptmischkammer und der sich darin befindlichen Flüssigkeit relativ groß ist. In diesem Fall kann mittels der Führungseinrichtung sichergestellt werden, daß der Wasserdampf bis in den Bereich der Hauptmischkammer geführt ist, in dem eine Wärmeabgabe mit der Flüssigkeit erfolgt. Weiterhin kann mittels der Luftführung sichergestellt werden, daß der Wasserdampf über einen weiten Bereich der Flüssigkeitsoberfläche entlang geführt wird, so daß es längs dieser Strecke zu einem Wärmeaustausch beziehungsweise einem Aufwärmen der Flüssigkeit kommt, ohne daß der Wasserdampf nach oben entweichen kann. Der Luftstrom wirkt dabei in der Art einer Reflektionsfläche für den Wasserdampf, indem der Wasserdampf von dem Luftstrom wieder in Richtung Flüssigkeitsoberfläche zurückgeworfen wird.

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen, dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines Gemisches für Getränke aus Wassers und wasserlöslichen Produkten
2 das Verfahren gemäß 1 mit einer zusätzlichen Führungseinrichtung für Wasserdampf,
3 eine schematische Darstellung der Wirkung der Führungseinrichtung für den Wasserdampf gemäß 2 in einer nachgeschalteten Hauptmischkammer,
4 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Schnittdarstellung und
5 das Ausführungsbeispiel gemäß 4 in perspektivischer Ansicht.
Die 1 zeigt das Prinzip eines Verfahrens zum Herstellen des Gemisches für Getränke aus Wasser und wasserlöslichen Produkten 3. Das Wasser liegt als ein im wesentlichen gerichteter Wasserstrom 9 vor, gegen den das wasserlösliche Produkt 3 mit Luft 14 unter einem Anströmwinkel α geblasen wird. Dies geschieht in der Art und Weise, daß sich das Produkt 3 mit dem Wasser des Wasserstroms 9 vermischt und der Wasserstrom 9 als eine ein Durchdringen des Produkts 3 verhindernde Sperre wirkt. Nach dem Auftreffen des über die Luft 14 gegen den Wasserstrom 9 geblasenen Produkts 3 kommt es also zu einem Vermischen des Produkts 3 mit dem Wasser des Wasserstroms 9, so daß ein Produkt-Wasser-Gemisch bereitgestellt ist, daß sich in Richtung gemäß Pfeil 1 bewegt. Da der Wasserstrom 9 als eine Sperre für das Produkt 3 wirkt, werden sämtliche Partikel des Produkts 3 nach Auftreffen auf den Wasserstrom 9 von diesem in Strömungsrichtung des Wasserstroms 9 mitgerissen. Ein Entweichen des Produkts 3, beispielsweise in Form von Staub aus dem Wasserstrom 9, ist damit vermieden.
Anders als bei dem Produkt 3 verhält es sich bei der Luft 14. Die auf den Wasserstrom 9 auftreffende Luft 14 durchdringt den Wasserstrom 9, wobei sie beim Durchdringen eine Auslenkung um einen Winkel β erfährt. Bezugsgröße für den Winkel β ist dabei die unveränderte Bewegungsrichtung des Luftstroms 14, wenn er nicht gegen den Wasserstrom 9 auftreffen würde. Dieser Luftstrom ist in 1 gestrichelt dargestellt und weist das Bezugszeichen 19 auf. Dem durch den Wasserstrom 9 durchgedrungenen Teil des Luftstroms 14 ist das Bezugszeichen 20 zugeordnet.
Die Effekte des Verfahrens lassen sich somit wie folgt zusammenfassen: Zum einen wird ein Vermischen des Produktes 3 mit dem Wasser 9 erreicht. Zum anderen wird vermieden, daß das Produkt 3 sich an Wandungen der Vorrichtung ablagert beziehungsweise anbackt und so zu einer Verschmutzung der Wandungen führt. Derartige Produktablagerungen sind insbesondere in den Fällen unerwünscht, wenn wechselnde Produkte verwendet werden, so daß es zu einer Geschmacksbeeinflussung durch das oder die vorherigen Produkte in dem mit einem anderen Produkt zubereiteten Gemisch beziehungsweise Getränk kommt. Insbesondere sind Rückstände durch Anbackungen des Produktes dann unerwünscht, wenn anstelle des Gemisches lediglich heißes Wasser, beispielsweise für Tee, mit der gleichen Vorrichtung zubereitet werden soll.
Der Anströmwinkel α des Produktstromes aus Produkt 3 und Luft 14 als Trägermedium beträgt bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel vorzugsweise 90 Grad. Natürlich können auch andere Winkel α ausgeführt werden, die sich im Bereich größer oder auch kleiner 90 Grad erstrecken können. In diesem Winkelbereich kann sichergestellt werden, daß in ausreichendem Maße eine Vermischung des Wassers 9 mit dem Produkt 3 stattfindet und daß der Wasserstrom 9 in ausreichendem Maße eine Sperrwirkung entfaltet, das heißt, ein Durchdringen des Produkts 3 verhindert.
Auch zeigt 1, daß durch den Wasserstrom 9 eine Separation der zugeführten Luft 14 von dem Produkt 3 erfolgt, so daß der durch den Wasserstrom 9 durchgehende Teil der Luft unter einer Ausrichtung β als gereinigter Luftstrom 20 vorliegt, der für weitere Anwendungen verwendet werden kann.
In 2 ist das Verfahren gemäß 1 dargestellt, wobei zusätzlich der Luftstrom 20 als Bestandteil einer Führungseinrichtung 12 zum Führen von Wasserdampf 21 vorgesehen ist. Stoffströme und Bauteile, die mit denen aus 1 gleich sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; insoweit wird auf die Beschreibung zu 1 verwiesen.
Im Unterschied zu 1 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 das Verfahren zum Herstellen des Gemisches aus Wasser und Produkt als „Black Box" dargestellt und mit dem Bezugszeichen 22 versehen. Der Wasserdampf 21 nimmt jedoch nicht an dem in der Black Box 22 stattfindenden Mischvorgang teil. Vielmehr wird der aus dem Mischvorgang verbleibende, den Wasserstrom 9 durchdringende und gereinigte Luftstrom 20 dazu verwendet, den Wasserdampf 21 zu führen und zwar dann, wenn der Wasserdampf 21 die Vorrichtung beziehungsweise die Black Box 22 verläßt. Diesem geführten Wasserdampfstrom ist das Bezugszeichen 13 zugeordnet.
Die Wirkung des durch den Luftstrom 20 geführten Wasserdampfstroms 13 ist in 3 dargestellt. Dort ist eine Hauptkammer beziehungsweise Hauptmischkammer 23 gezeigt, in welche der geführte Wasserdampf 13 und der als Führungseinrichtung wirkende Luftstrom 20 über den Eingang 24 der Kammer 23 hineintritt. Der Luftstrom 20 ist derart ausgerichtet, daß er nach dem Eintritt in die Kammer 23 in Richtung zum Boden der Kammer 23 bis fast zu einer am Boden befindlichen Flüssigkeitsschicht 25 trifft. Unterhalb des gerichteten Luftstroms 24 ist der Wasserdampfstrom 13 angeordnet beziehungsweise geführt. Der Wasserdampfstrom 13 folgt dem Luftstrom 20 in Richtung des Bodens der Kammer 23 bis er die Flüssigkeitsschicht 25 beziehungsweise einen Bereich oberhalb des Flüssigkeitsbereichs 25 erreicht. Ein Aufsteigen des Wasserdampfstroms 13 wird durch den als Sperre wirkenden Luftstrom 20 verhindert, so daß es zu Wechselwirkungen beziehungsweise Reflektionen 26 zwischen dem Luftstrom 20 und der Oberfläche der Flüssigkeitsschicht 25 kommt. Dies geschieht solange, bis der Luftstrom 20 über den Ausgang 27 die Hauptkammer 23 verläßt, so daß dadurch der Wasserdampfstrom 13 über den Ausgang 27 herausgeführt ist.
Das in 3 dargestellte Beispiel zeigt eine Anwendungsmöglichkeit für das Führen des Wasserdampfstromes 13 auf. Der Wasserdampfstrom 13 ist dort zum Erwärmen der Flüssigkeitsschicht 25 vorgesehen. Eine wirkungsvolle Erwärmung findet jedoch nur statt, wenn der Wasserdampf in ausreichende Nähe der Flüssigkeitsschicht 25 geführt wird. Im Falle, daß die Hauptkammer 23 zu hoch ist, daß heißt wenn die Entfernung zwischen dem Eingang 24 und der Flüssigkeitsschicht 25 zu groß ist, ist eine Wärmeübertragung jedoch schwierig zu erreichen. In diesem Fall kann durch die Führung des Wasserdampfstroms 13 durch den als Dampfsperre wirkenden Luftstrom 20 der Wasserdampf 13 auch über größere Entfernungen bis zu der Flüssigkeitsschicht und entlang dieser geführt werden, so daß auch bei „höheren" Hauptkammern 23 es zu einem ausreichenden Wärmekontakt zwischen Wasserdampf 13 und flüssigem Medium 25 kommt.
In den 4 und 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die Vorrichtung weist eine Mischkammer 4, einen Wassereinlaß 5 zum Zuführen des Wassers 2 in die Mischkammer 4, einen Produkteinlaß 6 zum Einblasen des wasserlöslichen Produkts 3 in die Mischkammer 4 und einen Auslaß 7 zum Abführen des Gemisches 1 aus der Mischkammer 4 auf. Der Produkteinlaß 6 ist unterhalb des Wassereinlasses 5 angeordnet. Ferner weist die Vorrichtung Mittel zum Erzeugen einer Produktsperre im Wassereinlaß 5 auf, welche ein Durchdringen des Produktstroms 3 verhindern.
Darüber hinaus weist die Vorrichtung nach den 4 und 5 Mittel im Produkteinlaß 6 auf, um den Produktstrom 3 in der Mischkammer 4 unter dem Winkel α gegen die Produktsperre zu führen, so daß der Produktstrom 3 die Produktsperre nicht überwindet und sich mit dem Wasser 2 vermischt. Als Mittel zum Erzeugen der Produktsperre ist eine Leiteinrichtung 8 vorgesehen, welche einen gerichteten Wasserstrom 9 erzeugt.
Ferner weist die Vorrichtung eine Prallfläche 10 auf, entlang dieser der Wasserstrom 9 geführt ist. Die Leiteinrichtung 8 und die Prallfläche 10 sind zueinander gegenüberliegend angeordnet, so daß ein Durchlaßquerschnitt 31 für das Wasser 2 durch die Leiteinrichtung 8 und die Prallfläche 10 festgelegt ist. Die Leiteinrichtung 8 und die Prallfläche 10 bilden damit eine Durchlaßdüse 32. Dadurch ist es möglich, daß das zugeführte Wasser 2 derart beschleunigt wird, daß der Wasserstrom 9 entsteht, der als Sperre beziehungsweise Barriere für das Produkt beziehungsweise den Produktstaub wirkt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Leiteinrichtung 8 aus einem Wandungsfortsatz 37 gebildet. Dieser Wandungsfortsatz 37 ist einstückig mit dem Gehäuseteil verbunden, das zur Verbindung der beiden Eingangsrohre 28, 29 dient. Der Wandungsfortsatz 37 beziehungsweise die Leiteinrichtung 8 ist dabei schräg zur Prallfläche 10 verlaufend angeordnet, und zwar derart, daß die Leiteinrichtung 8 in Strömungsrichtung den Durchlaßquerschnitt 31 verkleinert. Auf diese Weise wird ein Düseneffekt erzeugt, wobei es zu einem Aufstauen von Wasser vor der Leiteinrichtung 8 kommt. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, daß Unterbrechungen oder Schwankungen in der Wasserzufuhr kompensiert werden können, so daß es zu keinem Ausfall beziehungsweise Abreißen des Wasserstroms 9 kommt.
Weiterhin ist die Prallfläche 10 von einer schräg nach unten verlaufenden Wand 38 der Mischkammer 4 gebildet, die sich bis zum Ende des Auslasses 7 erstreckt.
Der Mischkammer 4 ist eine Führungseinrichtung 12 für den Wasserdampf 13 nachgeordnet. Die Führungseinrichtung 12 wiederum weist Mittel zum Erzeugen einer Dampfsperre auf, welche ein Durchdringen beziehungsweise Entweichen des Wasserdampfes 13 verhindert. Als derartiges Mittel ist der Luftstrom 20 vorgesehen, der dabei von dem Anteil der Luft 14 gebildet wird, welcher die Produktsperre durchdrungen hat.
Die Vorrichtung weist ferner zwei Dampfauslässe 15 auf, die jeweils durch einen Dampfkanal 35 gebildet sind. Die Dampfauslässe 15 sind einander gegenüberliegend angeordnet, wobei in deren Mitte sich der Auslaß 7 für das Gemisch 1 und den Luftstrom 20 befindet. Die beiden Dampfauslässe 15 sind gegenüber dem Auslaß 7 in jeweils gleichem Abstand seitlich zum Auslaß 7 angeordnet, wobei dieser wiederum gegenüber den beiden Dampfauslässen 15 nach vorne absteht. Durch diese Anordnung ist sichergestellt, daß der Wasserdampf 13 beim Austreten aus den Dampfauslässen 15 an dem separaten und gerichteten Luftstrom 14 geführt ist, wobei der Luftstrom 14 durch die Bauform des Aulasses eine gewollte Ausrichtung erfährt.
Die Prallfläche 10 weist ausgehend von der Mischkammer 4 ein nach oben hin verlängertes Teil 34 auf, welches mit seinem Ende bis etwa in die Hälfte des Querschnitts, welcher durch das Eingangsrohr 28 gebildet ist, hineinragt. Das freie Ende ist gegenüber der Prallfläche 10 soweit verdreht, daß es parallel zur Strömung entgegen der Strömungsrichtung ausgerichtet ist. Dadurch wirkt die derart nach oben verlängerte Prallfläche 10 in diesem Bereich als Separator 16 für das Wasser 2 und den Wasserdampf 13, welche dem Eingangsrohr 28 in Form eines Wasser-Dampf-Gemisches 17, beispielsweise aus einer elektrischen Erhitzungseinrichtung 33, zugeführt werden. Die Erhitzungseinrichtung 33 ist als Dampferzeuger ausgebildet, welcher das aufzuheizende Wasser 36 zum Verdampfen zugeführt wird.
Das aus dem Wasser-Dampf-Gemisch 17 herausgetrennte Wasser 2 wird nach unten der Leiteinrichtung 8 zugeführt. Der verbleibende Wasserdampf gelangt in einen dem Eingangsrohr 28 horizontal nachgeschalteten Speicherraum 18, von wo er in die seitlich angeordneten Dampfauslässe 15 und von dort nach außen herausströmt.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung die Möglichkeit geschaffen ist, in einfacher Weise ein Mi schen von Wasser, insbesondere von heißem Wasser, mit wasserlöslichen Produkten, wie beispielsweise Kaffeepulver, für eine Zubereitung von Getränken durchzuführen, ohne daß Stäube oder Pulver der verwendeten Produkte freigesetzt werden, die sich ansonsten störend auf Bauteilen ablagern beziehungsweise anbacken würden. Durch Vermeidung derartiger Ablagerungen können unterschiedliche Produkte nacheinander verwendet werden, ohne daß es zu Geschmacksnachwirkungen durch das vorhergehend verwendete Produkt kommt.
Durch die vorgeschlagene Vorrichtung wird das erfindungsgemäße Verfahren in kleiner Bauweise, daß heißt mit geringstem Platzbedarf umgesetzt. Weitere Vorteile ergeben sich aus der einfachen Herstellung der Vorrichtung, ihrer einfachen Montage in einer Hauptkammer wie auch ihre Verwendung als separates Bauteil, losgelöst von der Hauptkammer, und schließlich der Möglichkeit einer automatischen Reinigung durch den zugeführten Wasserdampf.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Gemisches (1) für Getränke aus Wasser (2) und wasserlöslichen Produkten (3), wie beispielsweise Kaffee-, Milch- oder Kakaopulver, wobei das Wasser (2) als ein im wesentlichen gerichteter Wasserstrom (9) vorliegt, gegen den das wasserlösliche Produkt (3) mittels eines Trägermediums (14) unter einem Anströmwinkel α derart beaufschlagt wird, daß sich das Produkt (3) mit dem Wasser (2) vermischt und der Wasserstrom (9) als eine ein Durchdringen des Produkts (3) verhindernde Sperre wirkt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium (14) beim Auftreffen auf den Wasserstrom (9) diesen zumindest teilweise, unter Abscheidung des wasserlöslichen Produkts (3) durchdringt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das den Wasserstrom (9) durchdringende Trägermedium (14) als Führungsmedium (20) für Wasserdampf (13) dient.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium (14) Luft ist.
Verfahren zum Führen von Wasserdampf, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Wasserstrom (9) durchdringende Luft (14) als ein im wesentlichen gerichteter Luftstrom (20) vorliegt, an dem der Wasserdampf (13) längsseits entlang strömt und welcher als eine ein Durchdringen des Wasserdampfes (13) verhindernde Sperre wirkt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser (2) und/oder der Wasserdampf (21) aus einem Wasser-Dampf-Gemisch (17) separiert werden/wird.
Vorrichtung zum Herstellen eines Gemisches (1) für Getränke aus Wasser (2) und wasserlöslichen Produkten (3), wie beispielsweise Kaffee-, Milch- oder Kakaopulver, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Erzeugen einer Produktsperre vorgesehen sind, welche ein Durchdringen des Produktstromes (3) verhindern, und daß Mittel vorgesehen sind, um den Produktstrom (3) mittels eines Trägermediums (14) unter einem Anströmwinkel α gegen die Produktsperre zu führen, so daß der Produktstrom (3) die Produktsperre nicht überwindet und sich mit dem Wasser (2) vermischt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen der Produktsperre eine Leiteinrichtung (8) für einen gerichteten Wasserstrom (9) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Prallfläche (10) vorgesehen ist, entlang welcher der Wasserstrom (9) geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leiteinrichtung (8) gegenüberliegend der Prallfläche (10) angeordnet ist, wobei die Leiteinrichtung (8) und die Prallfläche (10) den Durchlaßquerschnitt (31) für das Wasser (2) festgelegen.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung (8) schräg zur Prallfläche (10) verläuft.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung (8) und die Prallfläche (10) eine Durchlaßdüse (32) für das Wasser (2) bilden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallfläche (10) von einer Wandung einer Mischkammer (4) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (4) als Vormischkammer ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallfläche (10) sich schräg nach unten bis zum Ende eines zum Abführen des Gemisches (1) aus der Mischkammer (4) dienenden Auslasses (7) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wassereinlaß (5) zum Zuführen des Wassers (2) und ein Produkteinlaß (6) zum Zuführen des wasserlöslichen Produkts (3) an der Mischkammer (4) vorgesehen sind, wobei der Produkteinlaß (6) unterhalb des Wassereinlasses (5) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung (8) im Bereich des Wassereinlasses (5) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung (8) aus einem Wandungsfortsatz gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bereitstellung des Wassers (2) eine Erhitzungseinrichtung (33) vorgesehen ist, welche vorzugsweise ein Wasser-Dampf-Gemisch (17) erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zum Separieren von Wasserdampf (21) und dem Wasser (2) aus dem Wasser-Dampf-Gemisch (17) ein Separator (16) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Separator (16) von einem nach oben verlängerten Teil (34) der Prallfläche (10) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicherraum (18) für den Wasserdampf (21) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 22, gekennzeichnet durch eine Führungseinrichtung (12) für den Wasserdampf (13), beispielsweise zu Zwecken einer externen Beheizung, welche vorzugsweise der Mischkammer (4) nachgeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (12) durch einen im wesentlichen gerichteten Luftstrom (20) gebildet ist, an dem der Wasserdampf (13) längsseits entlang strömt und welcher als eine ein Durchdringen des Wasserdampfes (13) verhindernde Dampfsperre wirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom (20) von dem Trägermedium (14) für das wasserlösliche Produkt (3) gebildet ist, welches die Produktsperre durchdrungen hat.
Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (7) für ein Heraustreten des Luftstroms (20) nach außen ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Dampfkanal (35) seitlich von dem Auslaß (7), vorzugsweise zwei Dampfkanäle (35) seitlich des Auslasses (7), vorgesehen ist, über den der Wasserdampf (13) nach außen austritt.