DE102012019020A1

DE102012019020A1 - Device for creating milk foam for beverages, has milk container and/or milk line and/or dispersion unit provided in radiation region of ultrasonic beam, where container and/or line and/or dispersion unit are surrounded by heat exchanger

Info

Publication number: DE102012019020A1
Application number: DE201210019020
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: LABETHERM Ltd
Current assignee: LABETHERM Ltd
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2014-03-27

Abstract

The device has a milk container and/or a milk line (2) and/or a dispersion unit (11) provided in a radiation region of an ultrasonic beam (6). The milk container and/or milk line and/or the dispersion unit are surrounded by a heat exchanger (7) to be warmed and/or cooled. The dispersion unit is formed of fine-canal and/or porous element and designed as a rotation atomizer or an oscillation element. A venturi tube is formed as a part of the dispersion unit, and comprises a milk inlet that rotates in a pipe-internal diameter-circumference.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung des Milchschaumes für Getränke.The invention relates to a device for producing the milk foam for drinks.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Eine solche gattungsgemäße Vorrichtung ist in der EP 0 600 826 A1 beschrieben. Durch ein Widerstandsdurchlasselement werden die Milch und Luft durchgepresst, wodurch zu einer Emulgierung des Gemisches kommt, das als Milchschaum weiter verwendbar ist. Eine andere Lösung, die ein Venturi-Rohr als Emulgierungsvorrichtung verwendet. ist in der EP 0195750 beschrieben.Such a generic device is in the EP 0 600 826 A1 described. Through a resistance passage element, the milk and air are pressed through, resulting in an emulsification of the mixture, which is used as a milk foam on. Another solution using a Venturi tube as emulsifier. is in the EP 0195750 described.

Diese mechanisch wirkenden Systeme zeichnen sich dadurch aus, dass der Wirkungsgrad durch die nichtaufgeschäumte Milch niedrig ist und durch das Abfangen und Wiederverwenden der nichtaufgeschäumten Milch die hygienischen Verhältnisse kompliziert werden.These mechanically acting systems are characterized by the fact that the efficiency of the non-foamed milk is low and the interception and reuse of the non-foamed milk complicates the hygienic conditions.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung derart so auszubilden, dass unabhängig von der Milch und/oder Luft und/oder Wasserdampf-Temperatur der Wirkungsgrad, die Schaumbildungskapazität und die Schaumstabilität verbessert werden.The present invention is therefore based on the object, a device of the type described above in such a way that regardless of the milk and / or air and / or steam temperature, the efficiency, the foaming capacity and the foam stability can be improved.

Erfindungsgemäße LösungInventive solution

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der erhitzen oder nichterhitzen Milch die Oberflächenspannung der Fettmolekülen durch Ultraschall-Bestrahlung reduziert wird und dadurch eine bessere Vermischung der Fettpartikeln mit der Luft und/oder Wasserdampf ermöglicht und den Emulgierungsgrad optimiert. Dabei wird die Ultraschall-Strahlung zu nachfolgender Reinigung des System verwendet.The object is inventively achieved in that in the heated or non-heated milk, the surface tension of the fat molecules is reduced by ultrasound irradiation, thereby enabling a better mixing of the fat particles with the air and / or water vapor and optimizes the degree of emulsification. The ultrasonic radiation is used for subsequent cleaning of the system.

Das Prinzip der Emulgierung liegt darin, die Fettkugeln in der Milch so zu verändern, dass die reduzierte Oberflächenspannung die Vermischung mit der Luft und/oder Wasserdampf ermöglicht.The principle of emulsification is to change the fat globules in the milk so that the reduced surface tension allows mixing with the air and / or water vapor.

Weitere, als vorteilhafte Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und deren Kombinationen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung die anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert werden. Es zeigt:Further, as advantageous details and features of the invention will become apparent from the dependent claims and their combinations as well as from the following description of preferred embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to schematic drawings. It shows:

1 eine schematische Zeichnung des Systems; 1 a schematic drawing of the system;

2 eine schematische Darstellung Venturi-Rohres mit außen liegendem Ultraschall-Strahler, zwei Rotationszerstäuber und Schwingungselementen am Milcheingang; 2 a schematic representation Venturi tube with external ultrasonic radiator, two rotary atomizers and vibration elements at the milk inlet;

3 eine schematische Zeichnung Venturi-Rohres mit innenliegendem Ultraschall-Strahler und Rotations-Zerstäuber; 3 a schematic drawing Venturi tube with internal ultrasonic radiator and rotary atomizer;

4 eine schematische Zeichnung mit innenliegendem Ultraschall-Strahler und Rotations-Zerstäuber mit konvexer Prallfläche; 4 a schematic drawing with internal ultrasonic radiator and rotary atomizer with convex baffle surface;

5 eine schematische Zeichnung mit außenliegendem Ultraschall-Strahler und Rotations-Zerstäuber mit konkaver Prallfläche. 5 a schematic drawing with external ultrasonic radiator and rotary atomizer with concave baffle.

Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures

Bei den in den 1 bis 5 dargestellten Milchschaum-Vorrichtungen sind sämtliche umgebene Komponenten wie Gerätegehäuse, Verschraubungen, Verbindungen und der gleichen weggelassen.In the in the 1 to 5 shown milk froth devices are all surrounding components such as device housing, fittings, connections and the like omitted.

Das in der 1 dargestellte Schema veranschaulicht die prinzipielle Zusammensetzung des Systems, das aus dem Milchbehälter (1), der wahlweise durch den Wärmetauscher (7) beheizt oder gekühlt werden kann und der sich im Strahlungsbereich des Ultraschall-Strahlers (6) befindet, mit der Milchleitung (2), die auch im Strahlungsbereich des Ultraschall-Strahlers (6) liegen kann, die an der Dispergierungsvorrichtung (11) mündet. Auch die Dispergierungsvorrichtung (11) liegt im Strahlungs-bereich des Ultraschall-Strahlers (6). Eingangsseitig zu der Dispergierungsvorrichtung (11) sind noch die Druckluft-Zuleitung (5) und die Wasserdampf-Zuleitung (4) angeschlossen. Die Dosierung, die Temperatur und der Druck sind durch ein nichtdargestellten System von Ventilen und Sensoren behandelt. In der Dispergierungsvorrichtung (11) befindet sich das Milch-Zerstäubungssystem. Die Ausgangsleitung (21) aus der Dispergierungsvorrichtung (11) mündet in der Entmischkammer (20), in der sich der Milchschaum (31) von dem Wasserkondensat und/oder der nicht emulgierten Milch trennt. Durch den Milchschaum-Ausgang (21) verlässt der Milchschaum (31) die Vorrichtung.That in the 1 Scheme illustrates the principle composition of the system, which from the milk container ( 1 ), optionally through the heat exchanger ( 7 ) can be heated or cooled and in the radiation range of the ultrasonic radiator ( 6 ), with the milk line ( 2 ), which are also in the radiation range of the ultrasonic radiator ( 6 ) which may be present on the dispersion device ( 11 ) opens. The dispersion device ( 11 ) lies in the radiation range of the ultrasonic radiator ( 6 ). On the inlet side to the dispersion device ( 11 ) are still the compressed air supply line ( 5 ) and the steam supply line ( 4 ) connected. The dosage, the temperature and the pressure are treated by an unillustrated system of valves and sensors. In the dispersion device ( 11 ) is the milk atomization system. The output line ( 21 ) from the dispersion device ( 11 ) flows into the demixing chamber ( 20 ), in which the milk foam ( 31 ) separates from the water condensate and / or the non-emulsified milk. Through the milk foam outlet ( 21 ) leaves the milk foam ( 31 ) the device.

Bei dem in der 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Dispergierungsvorrichtung (11) als modifiziertes Venturi-System abgebildet, in dem umlaufend zum Innendurchmesser des Venturi-Rohres (8) die Milchzuleitungen (2) angebracht sind an deren Endungen sich Schwingungselemente (15) befinden und haben die Aufgabe, die unter Druck stehende Milchflüssigkeit (16) in kleine Volumenmengen zu dosieren. Diese Funktion kann auch ein Dosierventil (13) übernehmen. Konzentrisch zum Venturi-Rohr ist außen ein Ultraschall-Strahler (6) positioniert, der die zugeführte Milch (16) bestrahlt. In dem aufgeweiteten Bereich des Rohres sind zwei Rotationszerstäuber (14) positioniert und in diesem Beispiel beim Entgegenrotieren zerkleinern sie die Milchtropfen und stellen einen Strömungswiderstand dar.In the in the 2 schematically illustrated embodiment of the invention is the dispersion device ( 11 ) as a modified Venturi system in which circumferentially to the inner diameter of the Venturi tube ( 8th ) the milk supply lines ( 2 ) are attached to the endings vibration elements ( 15 ) and have the Task, the pressurized milk liquid ( 16 ) in small volumes. This function can also be a dosing valve ( 13 ) take. Concentric with the Venturi tube is on the outside an ultrasonic emitter ( 6 ), which supplies the supplied milk ( 16 ) irradiated. In the expanded area of the tube are two rotary atomizers ( 14 ) and in this example, when counter-rotating, they crush the milk drops and provide a flow resistance.

Bei dem in der 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Dispergierungsvorrichtung (11) mit einem innenliegenden Ultraschall-Strahler (6). Der Zerstäuber (14) ist von einem Motor (28) angetrieben und die Rotation des Zerstäubers (14) wirkt sich positiv auf die Emulgierung des Milch-Gas-Gemisches aus. Im Falle von kleinen Strömungsgeschwindigkeiten wird zerstäubende Wirkung des Venturirohres sehr reduziert und die tropfende Milch wird überwiegend vom Rotationszerstäuber verteilt.In the in the 3 schematically illustrated embodiment of the invention is the dispersion device ( 11 ) with an internal ultrasonic radiator ( 6 ). The atomizer ( 14 ) is from a motor ( 28 ) and the rotation of the atomizer ( 14 ) has a positive effect on the emulsification of the milk-gas mixture. In the case of small flow velocities, the atomizing effect of the Venturi tube is greatly reduced and the dripping milk is predominantly distributed by the rotary atomizer.

Die 4 stellt schematisch eine erfindungsgemäße Ausführung dar, in der der Ultraschall-Strahler (6) konzentrisch zum Luftzuleitungs-Rohr ist, wobei die Milchzufuhr (16) entgegen der Strömungsrichtung angebracht ist und die Milch wird auf die konvexe Prallfläche (19) des Zerstäubers (14) gespritzt und von den Schaufeln des Zerstäubers (14) mit der Luft oder Wasserdampf vermischt. Das Material der Prallfläche (19) ermöglicht das Durchdringen der Ultraschall-Strahlung bis zur Milch.The 4 schematically represents an embodiment according to the invention, in which the ultrasonic radiator ( 6 ) concentric with the air supply pipe, the milk supply ( 16 ) is mounted opposite to the direction of flow and the milk is placed on the convex baffle ( 19 ) of the atomizer ( 14 ) and sprayed from the blades of the atomizer ( 14 ) mixed with the air or water vapor. The material of the baffle ( 19 ) allows penetration of the ultrasound radiation to the milk.

Bei dem in der 5 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Dispergierungsvorrichtung (11) durch einen, dem Luftzuleitungsrohr konzentrisch angebrachten Zerstäuber (14) mit der zu der Strömungsrichtung konkav positionierten Prallfläche (29) und der konzentrischen Milchzuführung (2) gebildet. Die Milchleitung (2) liegt in dem Strahlungsbereich des Ultraschall-Strahlers (6). Die zugeführte Milch (16) wird vom Verteilerkonus (30) auf die konkave Prallfläche (29) verteilt. Das Gemisch wird durch den Spalt zwischen der Prallfläche (29) und dem Rohrkörper gepresst und von den Zerstäuber-Schaufeln (14) durchgewirbelt.In the in the 5 schematically illustrated embodiment of the invention is the dispersion device ( 11 ) by a, the air supply pipe concentrically mounted atomizer ( 14 ) with the impact surface concavely positioned to the flow direction ( 29 ) and the concentric milk feed ( 2 ) educated. The milk line ( 2 ) lies in the radiation range of the ultrasonic radiator ( 6 ). The supplied milk ( 16 ) is calculated by the distribution bonus ( 30 ) on the concave impact surface ( 29 ). The mixture is passed through the gap between the baffle ( 29 ) and the tube body and from the atomizer blades ( 14 ) whirled through.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Milchbehältermilk container
22: Milchleitungmilk line
33: Dampfgeneratorsteam generator
44: WasserdampfleitungSteam line
55: Druckluft-GaszuleitungPneumatic gas supply
66: Ultraschall-StrahlerUltrasonic emitters
77: Kälte-/WärmetauscheCold / heat exchanger
88th: Venturi-RohrVenturi
99: Gaszuführunggas supply
1010: Milcheinlass-ÖffnungMilk intake port
1111: Dispergierungsvorrichtungdispersing
1212: feinkanaliges oder poröses Elementfine channel or porous element
1313: Dosierventilmetering valve
1414: Rotationselement/ZerstäuberRotating member / atomizer
1515: Schwingungselementvibrator
1616: Milchmilk
1717: Milchschaum-LeitungFroth line
1818: Düse mit SchwingelementNozzle with vibrating element
1919: konvexe Prallflächeconvex baffle
2020: EntmischkammerEntmischkammer
2121: Milchschaum-AusgangFroth output
2222: Thermometerthermometer
2323: Milchablaufmilk outlet
2424: VentilValve
2525: Gerätesteuerungdevice control
2626: Reinigungsflüssigkeitcleaning fluid
2727: Wasserzuleitungwater supply
2828: Antrieb von RotationszerstäuberDrive of rotary atomizer
2929: konkave Prallflächeconcave impact surface
3030: Verteilerkonusdistribution cone
3131: Milchschaumfroth
3232: Druckluft/Druckwasser-DampfCompressed air / pressurized water vapor
3333: Steuerungseinheitcontrol unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0600826 A1 [0002]
EP 0195750 [0002]

Claims

Device for producing milk foam ( 31 ) for drinks, characterized in that the milk container ( 1 ) and / or the milk line ( 2 ) and / or the dispersion device ( 11 ) in the radiation area of the ultrasonic radiation device ( 6 ) are located.

Device according to claim 1, characterized in that the milk container ( 1 ) and / or the milk line ( 2 ) and / or the dispersion device ( 11 ) at least one heat and / or cooling heat exchanger ( 7 ) or surrounded by it.

Device according to the preceding claim, characterized in that the dispersion device ( 11 ) of at least one fine-channeled and / or one porous element ( 12 ) is formed.

Device according to the preceding claim, characterized in that in the dispersion device ( 11 ) at least one rotary atomizer ( 14 ) is located.

Device according to the preceding claim, characterized in that in the dispersion device ( 11 ) at least one vibration element ( 15 ) is located.

Device according to the preceding claim, characterized in that a Venturi tube ( 8th ) part of the dispersion device ( 11 ).

Device according to the preceding claim, characterized in that Venturi tube ( 11 ) at its tube inner diameter circumference circumferential milk inlets ( 10 ) for the milk liquid.

Device according to the preceding claim, characterized in that a system of opening and closing valves ( 24 ) the supply of compressed air ( 32 and the pressurized milk liquid ( 2 ) controls.

Device according to the preceding claim, characterized in that the ultrasonic radiation also serves to clean the device.

Device according to the preceding claim, characterized in that a control unit ( 33 ) controls the entire coffee cooking and foaming process.