DE3838683C2 - Mischeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung zum Vermischen von Nahrungsmittelpulver und Flüssigkeit in einem Mischraum mit einem motorisch angetriebenen und in einem Gehäuse ge­ lagerten Mischrad.

Solche Mischeinrichtungen werden in automatisch arbeitenden Getränke- und Suppenbereitungseinrichtungen verwendet. Die Flüssigkeit und das Nahrungsmittelpulver werden in einer Einspülschale in Kontakt gebracht. Von der Einspülschale fließen beide Stoffe in einen darunter liegenden Mischraum. In diesem Mischraum rotiert ein Mischrad. Mit dem Mischrad wird das Pulver und die Flüssigkeit durchmischt und dem Aus­ lauf zugeführt.

Die bekannt gewordenen Ausführungen sind mit einem Mischrad ausgestattet, das die Gestalt eines Flügelrades aufweist. Die Flügel dieses mit hoher Umdrehungszahl rotierenden Mischrades müssen in der relativ kurzen Zubereitungszeit die Auflösung und homogene Verteilung des Pulvers in der Flüssigkeit bewirken.

Die vielen verwendeten Pulversorten verschiedenartiger Zusammensetzung weisen ein teilweise sehr unterschied­ liches Lösungsverhalten auf.

Mit den herkömmlichen Flügelrädern wird bei schlecht lös­ lichen Produkten eine befriedigenden Homogenisierung des Getränkes nicht erreicht. Ein hoher Anteil größerer, zusam­ mengeklumpter Pulverteilchen gelangt unaufgelöst in das Getränk und setzt sich am Boden des Trinkgefäßes ab. Kleine Zusammenklumpungen der meist lyophoben Pulver­ teilchen bleiben im Getränk zwar kurze Zeit in Schwebe, verleihen dem Getränk dann aber nicht die gewünschte cremige Beschaffenheit.

Man hat versucht, diese Mischräder, die unterhalb der trichterförmigen Einspülschale im Mischraum angebracht sind, in ihrer Form so zu verändern, daß durch die Flügel die Pulverpartikel zerschlagen werden. Solche Änderungen sind nur in bestimmten Grenzen möglich.

Werden die Flügel zu groß ausgeführt, spritzt die Flüssig­ keit über die Einspülschale ins Freie oder es kommt bei den hierzu üblichen Spezialmotoren zu einem zu starken Drehzahlabfall oder auch zu untragbarer Lärmentwicklung. Trotzdem ist auch dann eine vollständige Auflösung nicht sicherzustellen. Keine der bisher bekannten Flügelgestal­ tungen des Mischrades gewährleisten eine problemlose Ver­ arbeitung aller Produkte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mischein­ richtung zu finden, mit der alle Pulverteilchen vollstän­ dig in der Flüssigkeit gelöst durch den Ausfluß fließen und eine homogene cremig-schaumige Beschaffenheit des Ge­ tränkes auch für schlecht lösliche Produkte sichergestellt wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe entsprechend Anspruch 1 gelöst.

Die in den Mischraum einströmende Flüssigkeit mit den Pul­ verteilchen wird durch den Ringspalt zwischen der Misch­ radstirnwand und der Gehäusewand am freien Durchfluß ge­ hindert, woraus eine deutlich längere Verweildauer aller Pulverpartikel im Vormischraum erreicht wird, ohne daß dadurch die Gesamtzubereitungsdauer verlängert wird.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Flügelrädern können nicht mehr (einzelne Pulverpartikel oder Klumpen innerhalb des rotierenden Flüssigkeitsstromes unmittelbar von dem Ein­ füllstutzen ohne ausreichende Vermischung, an dem Misch­ rad vorbei, direkt zum Auslauf gerissen werden.

Ebenso ist ausgeschlossen, daß direkt auf die rotierende Welle des Mischrades fallende Pulverteilchen, die mit hoher Geschwindigkeit weggeschleudert werden, durch die Zwischenräume der Flügel hindurch, unvermischt und unauf­ gelöst in das fertige Getränk gelangen.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß innerhalb des Vormischraumes eine oder mehrere weitgehend glatte Misch­ radscheiben durch den Flüssigkeitsrückstau bereits eine so starke Rotationsverwirbelung bewirken, daß auf zusätzliche Schaufeln oder Vorsprünge weitgehend verzichtet werden kann. Dies wirkt sich günstig auf die Lärmentwicklung aus und erleichtert die Pflege.

Die gewünschte cremig-schaumige Beschaffenheit des Ge­ tränks wird durch die vom Mischrad oder vom Gehäuse vor­ stehenden Verwirbelungseinrichtungen in dem Nachmischraum erreicht.

Diese Verwirbelungseinrichtungen sind vorzugsweise als auf der Mischradscheibe angeordnete dünne Stifte ausge­ bildet. Dabei wird der durch den Ringspalt fließende, ro­ tierende Flüssigkeitsstrom durch die nahe an der zylindri­ schen Gehäusewand angeordneten Verwirbelungseinrichtungen erfaßt. Dies wird durch eine einen gewissen Rückstau bewir­ kende Blende im Auslauf zusätzlich begünstigt. Dabei kommt es zu einer weiteren innigen Vermischung, wobei vor dem Austrag in den Auslauf kleinste Luftbläschen im Flüssig­ keitsstrom mitgerissen werden.

Als Ergebnis wird ein völlig homogenes, cremig-schaumiges Getränk ohne unaufgelöste Pulverteilchen oder Klumpen er­ reicht, wobei als zusätzlicher, wichtiger Vorteil auch mit schlecht löslichen Produkten ein gutes Ergebnis er­ zielt wird.

Fig. 1 zeigt eine Mischeinrichtung im Schnitt.

Fig. 2 zeigt eine andere konstruktive Ausführung der Mischeinrichtung im Schnitt.

Fig. 3 zeigt das Mischrad der Mischeinrichtung nach Fig. 2, teilweise geschnitten.

Fig. 4 zeigt die Seitenansicht des Mischrades nach Fig. 3.

Fig. 5 zeigt eine weitere konstruktive Ausführung der Mischeinrichtung.

In der Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführung der Er­ findung dargestellt. Die Mischeinrichtung besteht aus dem Gehäuse 1 und dem darin gelagerten Mischrad. Dieses wird durch einen nicht dargestellten hochtourigen Motor angetrieben. Zum Einbringen von Pulver und Flüssigkeit dient die trichterförmig ausgebildete, abnehmbare Ein­ spülschale 3 mit dem Einfüllstutzen 4, die zum Gehäuse gegen die Drehrichtung des Mischrades 2 außermittig ange­ ordnet ist. Die beiden Flächen 11 einer Schleuderscheibe 13 und Fläche 12 der Mischradscheibe 8 begrenzen innerhalb des Gehäuses 1 den Vormischraum 5. Die Stirnfläche der Mischradscheibe 8 bildet mit dem Gehäuse 1 den zylin­ drischen Ringspalt 6. Auf der Planfläche 14 der Misch­ radscheibe 8 sind konzentrisch Stifte 9 angeordnet, vor­ zugsweise 8 bis 12 Stück am Umfang verteilt. Sie ragen in den durch die Mischradscheibe 8 und das Gehäuse 1 begrenz­ ten Nachmischraum 7. Der Auslauf 10 weist eine Blende 15 auf. Er ist an den Nachmischraum 7 angeschlossen. Das Gehäuse 1 samt Mischrad 2 ist in einem Winkel α, vorzugsweise 1° bis 5° ge­ genüber der Horizontalen zum Auslauf 10 hin geneigt.

Bei der Getränkebereitung gelangen Pulver und Flüssig­ keit über den Einfüllstutzen 4 in den Vormischraum 5. Durch die beiden scheibenförmigen Flächen 11 und 12 wird das gesamte Flüssigkeitsgemisch in Rotation ver­ setzt. Der enge Ringspalt 6 sorgt für einen Rückstau. Sowohl entlang der Flächen 11 und 12 als auch entlang des zylindrischen Gehäuses treten dabei starke Verwir­ belungen auf, die durch kleine Profilierungen, wie Rillen innen am zylindrischen Gehäuse 1 und an den Flächen 11 und 12, noch verstärkt werden können.

Durch die geringe Neigung der Mischeinrichtung und durch die einwirkende Zentrifugalkraft wird das rotierende Flüssigkeitsgemisch durch den Ringspalt 6 in den Nach­ mischraum 7 gedrückt. Hier wird das Getränk im Bereich der Stifte 9 weiter vermischt. Das bereits gut durch­ mischte Getränk wird völlig homogenisiert und dabei zu­ sätzlich Luft in fein verteilten Bläschen mitgerissen, bevor es aus dem Auslauf 10 in die untergestellte Tasse fließt.

Bei der Mischeinrichtung nach Fig. 2 wird Pulver und Flüssigkeit aus der Einspülschale 3 über einen stirn­ seitig am Gehäuse 1' mündenden Einfüllstutzen 4 einge­ bracht. Das Mischrad 2' ist leicht kegelig, topfschei­ benförmig ausgebildet. Es trennt den Vormischraum 5' von dem Nachmischraum 7'. Verbunden sind die beiden Räume nur über den Ringspalt 6'. Am tiefsten Punkt des Nachmischraums 7' ist der Auslauf 10 angeschlossen.

Das Mischrad 2' weist versetzt angeordnete, nach außen ge­ richtete dünne Stifte 9' auf. Der Antriebsmotor der Misch­ einrichtung ist nicht dargestellt.

Bei der Getränkezubereitung fließt das über den Einfüll­ stutzen 4 einströmende Pulver-Flüssigkeits-Gemisch auf die Innenseite des rotierenden Mischrades und wird dabei in schnelle Rotation versetzt. Durch die Zentrifugal­ kraft wandert der rotierende Flüssigkeitsstrom entlang der Fläche 12' in Richtung des Ringspaltes 6', wo er am raschen Durchtritt gehindert wird und sich ein Rückstau bildet. Es tritt eine starke Rotationsverwirbelung auf, die durch schmale, radial nach außen verlaufende Stege 16 entlang der planen Innenfläche des Mischrades 2' und/oder auf der Fläche 12' noch verstärkt werden kann. Die Rota­ tionsverwirbelung kann auch noch durch radial verlaufende Stege auf der Innenseite des Gehäuses 1' unterstützt werden.

Der durch den Ringspalt 6' durchtretende Flüssigkeitsstrom rotiert in dem Nachmischraum 7' weiter, wobei er durch die von der Mischradscheibe 8' vorstehenden Stifte 9' stark verquirlt wird. Dabei wird eine ausreichend lange Verweil­ dauer durch von der Blende 15 bewirkten Rückstau gewähr­ leistet. Das fertige Getränk, fließt über den Auslauf 10 in ein untergestelltes Auffanggefäß.

In den Fig. 3 und 4 ist die versetzte Anordnung der Verwirbelungsstifte 9' auf der Mischradscheibe 8' erkenn­ bar. Bei dickflüssigen Getränken kann ein relativ enger Ringspalt 6' nach Zubereitungsende ein rasches Abfließen des noch im Mixer befindlichen Getränkerestes behindern. Deshalb kann das Mischrad 2' am Ringspalt 61 mit kerben­ förmigen Durchlässen 17 ausgebildet sein. Um ein zu rasches Durchtreten der Flüssigkeit zu vermeiden und einen ausreichenden Vermischungseffekt sicherzustellen, können die vorstehenden Stege 18 entgegen der Drehrich­ tung des Mischrades leicht geschränkt sein. Die dadurch dem Durchtritt der Flüssigkeit entgegengesetzte Strömung bewirkt bei rotierendem Mischrad 2' den erwünschten Rück­ stau, behindert nach Abschalten des Motors aber nicht den raschen Ablauf der Restflüssigkeit.

Fig. 5 zeigt eine prinzipielle ähnliche Ausführung wie Fig. 2, jedoch ist hier der Mischer mit mehr als nur zwei Mischräumen ausgeführt.

Das topfförmige Mischrad 2'' weist in Richtung zum Ein­ füllstutzen 4'' eine über schmale Stege 23 angebrachte Scheibe 19 auf. Der Zwischenraum zwischen der Scheibe 19 und der Fläche 12'' bildet den ersten Spalt 21. Eine am äußeren Umfang des Mischrades angebrachte Scheibe 20 bildet zum Gehäuse 1'' den zweiten Ringspalt 6''. An dieser Scheibe 20 sind ablaufseitig parallel zur Antriebs­ welle Stifte 9'' angebracht. Durch diese Anordnung werden drei durch Ringspalte miteinander verbundene Vormischraum- Abschnitte 5'', 22 und 7'' gebildet.

Die Arbeitsweise gleicht der bei Fig. 2 beschriebenen. Mit der Ausführung nach Fig. 5 wird eine noch intensivere Homogenisierung erreicht, als mit den vorher beschriebenen Ausführungen.

Die wenigen Beispiele verdeutlichen, daß die Mischein­ richtung nach dem Prinzip der Erfindung in einer Vielzahl von Ausführungen realisiert werden kann. Die Erfindung ist also nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.

So können die 2 oder mehreren Mischräume auch überein­ ander und das Mischrad horizontal laufend angeordnet sein. Das Mischrad kann auch aus 2 Stücken bestehen, die auf einer Welle befestigt sind. Auch kann der Ring­ spalt in Abhängigkeit des Getränkes einstellbar ausge­ führt werden.

Claims (8)

1. Mischeinrichtung zum Mischen von Nahrungsmittelpulver und Flüssigkeit in einem Mischraum mittels einem mo­ torisch angetriebenen und in einem Gehäuse gelagerten Misch­ rad, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischraum durch das Mischrad (2) in einen Vormisch­ raum (5) und einen Nachmischraum (7) unterteilt ist und der Vormischraum (5) und der Nachmischraum (7) durch einen Ringspalt (6) von 0,1 bis 5 mm Spalthöhe in Verbindung stehen.

2. Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vormischraum (5) durch die Flächen (11) der Schleuderscheibe (13) und der Fläche (12) der Mischradscheibe (8) begrenzt ist.

3. Mischeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Stifte (9) für die Verwirbelung bevorzugt in dem Nachmischraum (7) ange­ ordnet sind.

4. Mischeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (9) bis nahe an die Stirnwand reichen.

5. Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vormischraum (5) in mindestens noch einen weiteren Mischraum (22) unterteilt ist.

6. Mischeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte des Ein­ füllstutzens (4) des Ringspaltes (6) und des Auslaufes (10) so bemessen sind, daß sich in dem Vormischraum (5) und dem Nachmischraum (7) ein Flüssigkeitsstau bildet.

7. Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (6) vorzugs­ weise 0,5 bis 2 mm beträgt.

8. Mischeinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse oder das Mischrad (2) im Ringspaltbereich (6) mit Leiteinrichtungen versehen ist, welches auch bei größerer Spaltbreite einen Rückstau des rotirenden Flüssigkeitsgemisches bewirkt.