DE4445436A1 - Aufschäumvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufschäumvorrichtung der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art, wie sie bei­ spielsweise zum Aufschäumen von Milch bei der Zubereitung von Cappuccino verwendet wird.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP 195 750 A2 bekannt. Die bekannte Emulgier-Vorrichtung enthält eine kreiszylinder­ förmige sogenannte Emulgierkammer und Zuleitungen für Dampf, Milch und Luft. Die Dampfzuleitung mündet über eine Düse in eine Saugkammer mit größeren Querschnitt als die Düse, die der Emulgierkammer vorgeschaltet ist. In die Saugkammer mün­ den rechtwinklig zur Austrittsrichtung aus der Dampfdüse die Milchzuleitung und die zur Atmosphäre offene Luftzuleitung, wobei die Milchzuleitung und die Luftzuleitung fluchtend mit­ einandern ausgerichtet sind und sich direkt gegenüberliegen. Wird über die Dampfzuleitung von einem Dampferzeuger Dampf in die Saugkammer gedrückt, so wird durch den durch die Düse er­ zeugten Venturieffekt sowohl die Milch als auch die Luft mit­ gerissen, vermischt sich mit dem Dampf, und tritt dann außer­ mittig in die Emulgierkammer ein, wo eine weitere Vermischung und Aufschäumung stattfindet. Der Milchschaum verläßt die Emulgierkammer dann über einen Auslaß in ein darunter ge­ stelltes Gefäß.

Bei der bekannten Vorrichtung findet somit nur dann ein Auf­ schäumen der Milch mit Hilfe der Luft statt, wenn die Dampfströmung ausreichend stark ist, genügend Luft mitzurei­ ßen. Bei Beginn des Aufschäumvorganges befindet sich Konden­ sat in der Dampfleitung. Dieses muß erst ausgetrieben werden, bevor ein Venturieffekt stattfinden kann. Darüberhinaus füh­ ren die beiden sich gegenüberliegenden Einmündungsöffnungen der Zuleitungen für Milch und Luft in der Saugkammer mögli­ cherweise zu einer guten Durchmischung, auf jeden Fall behin­ dern sich jedoch die Strömungen gegenseitig, so daß der An­ teil an Luft zum Aufschäumen der Milch verringert wird und somit das Aufschäumen nicht optimal erfolgen kann. In einem weiteren Ausführungsbeispiel der bekannten Vorrichtung mündet die Dampfdüse in eine Kondensatkammer, in die rechtwinklig zur Dampfdüse auch die Milchzuleitung mündet. Stromabwärts der Einmündung der Milchzuleitung mündet die zur Atmosphäre offene Luftzuleitung. Wiederum wird sowohl die Milch als auch die Luft durch Venturieffekt in der Dampfströmung mitgeris­ sen. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel muß zunächst das Kondensat abgeblasen werden, bevor ein Venturieffekt auftre­ ten kann und Milch sowie Luft mitgerissen werden können. Dar­ überhinaus ist auch hier zu erwarten, daß das Aufschäumergeb­ nis nicht optimal ausfällt, da die Luft erst dann zugegeben wird, wenn sich die Milch schon fein verteilt in Tröpfchen­ form im Dampfstrahl befindet.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Auf­ schäumvorrichtung zu schaffen, die einen verbesserten Lufteintrag und somit verbesserte Aufschäumeigenschaften auf­ weist.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst.

Für Cappuccino verwendeter Milchschaum muß feinporig und da­ mit standfest und haltbar sein, wobei das Porenvolumen und die Anzahl der Poren durch die Luftmenge bestimmt wird. Durch das erfindungsgemäße, aktive Einblasen von Druckluft wird si­ chergestellt, daß ein feinporiger und somit standfester Schaum, und zwar sofort bei Start des Aufschäumvorganges, er­ zeugt wird. Die Luftzuleitung erfolgt unabhängig von der Dampfzufuhr, so daß auch die anfänglich geringe Milchmenge, die vom anfänglich unvollständigen Dampfstrahl mitgerissen wird, trotzdem optimal aufgeschäumt wird. Es kann also nicht vorkommen, daß zunächst unverschäumte oder wenig standfest verschäumte Milch austritt, bis der Dampfstrahl stark genug ist, die zur Ausbildung eines standfesten Schaumes notwendige Luftmenge mitzureißen.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Luft gemäß Anspruch 2 stromaufwärts vor dem Zusammenführen der Milchzuleitung und der Dampfzuleitung eingeblasen wird, sich also bereits entwe­ der im Dampf oder in der Milch befindet, bevor Milch durch vom Dampf mitgerissen und zerstäubt wird.

Die Ansprüche 3 und 4 beschreiben alternative Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Aufschäumvorrichtung, wobei die Ausge­ staltung nach Anspruch 3 den großen Vorteil hat, daß der Luftstrahl am Beginn des Aufschäumvorganges mithilft, eventu­ elles Kondensat aus der Dampfleitung auszutreiben, so daß ei­ nerseits der Dampf nicht zu stark abkühlt und andererseits der Kondensatausstoß beschleunigt wird. Gleichzeitig ver­ stärkt die Luft den Mitreißeffekt und übernimmt, bis sich ein konstanter Dampfstrahl aufgebaut hat, das Ansaugen der Milch. Auch kann durch diese Ausgestaltung die Luftzufuhr kurzzeitig vor der Dampfzufuhr gestartet werden, so daß die Leitung von Kondensat freigeblasen wird, bevor der Dampf hindurchtritt. Bei dieser Ausgestaltung hat Kondenswasser in der Dampflei­ tung somit keinen Einfluß mehr auf den Beginn des Aufschäum­ vorganges bzw. die Menge der aufgeschäumten Milch. Außerdem wird verhindert, daß Milch in die Dampfzuleitung rückgesaugt wird, bzw. es werden eventuell bereits festgesetzte Milchpar­ tikel entfernt. Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 bewirkt hingegen eine noch bessere Luftverteilung in der Milch, was das Aufschäumergebnis verbessert.

Anspruch 5 beschreibt eine konstruktiv besonders bevorzugte Ausgestaltung, die leicht zu reinigen ist.

Zweckmäßigerweise wird die Luft durch die in Anspruch 6 ange­ gebene Druckpumpe eingeblasen.

Zweckmäßigerweise kann der Einblasvorgang der Luft gemäß An­ spruch 7 geregelt werden, wobei sowohl eine Veränderung der Menge der eingeblasenen Luft als auch eine Veränderung des Zeitpunktes, zu dem Luft eingeblasen wird, möglich ist. So kann beispielsweise durch zeitlich versetztes Ansteuern der Dampfzufuhr und der Druckpumpe erreicht werden, daß nach Be­ endigung der Dampfzufuhr die Druckpumpe noch kurze Zeit wei­ terläuft und damit die Zuleitung von Dampf freibläst. Auf diese Weise wird Unterdruck durch Dampfkondensation im Dampf­ kanal verhindert und es kann beispielsweise keine Milch zu­ rückgesaugt werden. Außerdem kann dadurch Luft ohne Dampf zu­ geführt und die Milch kalt aufgeschäumt werden. Dies ist für kalte Kaffeegetränke, ähnlich Eiskaffee interessant. Anderer­ seits kann bei abgestellter Luftzufuhr allein Dampf zugeführt werden, wodurch die Milch nur erhitzt und nicht aufgeschäumt wird.

Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 8 wird die Schaumbil­ dung weiter verbessert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische, geschnittene Darstellung eines er­ sten Ausführungsbeispieles der Erfindung, und

Fig. 2 eine schematische, geschnittene Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Aufschäum­ vorrichtung 1 und in Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Aufschäumvorrichtung 100 gezeigt. Beide Aufschäumvor­ richtungen 1, 100 sind entweder in eine Espressomaschine oder eine Kaffeemaschine fest integriert, die jeweils einen in den Zeichnungen nicht gezeigten Dampferzeuger mit der entspre­ chenden Steuerung und Dampfventilen aufweisen. Die Aufschäum­ vorrichtungen 1, 100 können jedoch auch zusammen mit jeweils einem eigenen Dampferzeuger als gesonderte Baueinheit ausge­ bildet sein.

Gemäß Fig. 1 weist die Aufschäumvorrichtung 1 einen Körper 2 auf, in dem eine kreiszylinderförmige Aufschäumkammer 3 aus­ gebildet ist, die einen sich nach unten öffnenden Auslaß 4 aufweist. Der Auslaß 4 erstreckt sich durch ein propfenförmi­ ges Bauteil 5, das herausnehmbar im Körper 2 aufgenommen wird und beim Herausnehmen den Zugang zu Aufschäumkammer 3 gestat­ tet. Dadurch kann die Aufschäumkammer 3 und der Auslaß 4 leichter gereinigt werden.

Im Körper 2 sind weiterhin eine Reihe von Bohrungen vorgese­ hen. Eine erste Bohrung 6 größeren Durchmessers steht über eine weitere Bohrung 7, die koaxial mit der Bohrung 6 ausge­ bildet ist, mit der Aufschäumkammer 3 in Verbindung und mün­ det außermittig in die Aufschäumkammer 3. In die Bohrung 6 ist ein Düsenteil 8 lösbar eingeschoben, das das Ende einer Dampfzuleitung 9 bildet, die zu einem nicht gezeichneten Dampferzeuger führt. Das Düsenteil 8 hat eine Mittelbohrung 10, deren Querschnittsfläche wesentlich kleiner ist als die Querschnittsfläche der größeren Bohrung 6 und die Quer­ schnittsfläche der Bohrung 7, jedoch koaxial mit beiden aus­ gerichtet ist. Das Düsenteil 8 wird so weit in die Bohrung 6 eingeschoben, daß zwischen dem Düsenteil 8 und der kleineren Bohrung 7 ein Abstand verbleibt, der eine Mischkammer 11 de­ finiert. In diese Mischkammer 11 mündet von unten her und rechtwinklig zur Mittelbohrung 10 des Düsenteiles 8 eine wei­ tere Bohrung 12, deren Querschnitt kleiner als der Quer­ schnitt der großen Bohrung 6 ist. An die Bohrung 12 des Kör­ pers 2 ist ein Anschlußstück 13 einer Milchzuleitung 14 lös­ bar angeschlossen. Die Milchzuleitung 14 kann in ein inte­ griertes Milchgefäß münden, kann jedoch auch in Form eines Schlauchendes ausgebildet sein, das einfach in ein beige­ stelltes Milchgefäß eingetaucht wird.

Rechtwinklig in die Bohrung 12 mündet im Abstand zur Einmün­ dung der Bohrung 12 in die Bohrung 6 über eine weitere Boh­ rung 15 eine Luftzuleitung 16 zum Einblasen von Luft unter Druck in die Milch in der Bohrung 12. Die Luftzuleitung 16 führt zu einer Druckluftquelle, d. h. entweder zu einer nicht gezeigten Druckluftpumpe oder eine Druckgaspatrone oder der­ gleichen. In der Druckluftleitung kann entweder ein regelba­ res Ventil oder eine Drossel oder dergleichen angeschlossen werden, um die pro Zeiteinheit eingeblasene Luftmenge auf ei­ nen optimalen und auf die zugeführte Dampfmenge abgestimmten Wert einzustellen.

Wird die Aufschäumvorrichtung 1 in Betrieb gesetzt, so wird der Dampferzeuger und gleichzeitig die Luftzufuhr angeschal­ tet. Dampf wird über die Dampfzuleitung 9 in das Düsenteil 8 geleitet und tritt aus der Mittelbohrung 10 in die Mischkam­ mer 11 ein und erzeugt dort an der Einmündung der Bohrung 12 einen Unterdruck, durch den Milch über das Ansatzstück 13 der Milchzuleitung 14 gesaugt wird. Gleichzeitig wird über die Luftzuleitung 16 Luft in die Bohrung 12 stromaufwärts vor dem Zusammenführen von Dampf und Milch, d. h. vor der Einmündung der Bohrung 12 in die Mischkammer 11 eingeblasen. Milch, Dampf und Luft werden gemischt und in die Aufschäumkammer 3 gedrückt, wobei die Milch aufgeschäumt wird und eine innige Vermischung stattfindet. Der fertige Milchschaum verläßt dann die Aufschäumkammer 3 über den Auslaß 4.

Die Aufschäumvorrichtung 100 aus Fig. 2 ist bis auf die nach­ folgend beschriebenen Abweichungen identisch mit der Auf­ schäumvorrichtung 1 der Fig. 1 ausgebildet, wobei gleiche bzw. vergleichbare Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen, ad­ diert zu 100 versehen und nicht nochmals erläutert sind. Die Aufschäumvorrichtung 100 unterscheidet sich von der Auf­ schäumvorrichtung 1 durch eine abgewandelte Luftzufuhr, d. h. die Luft wird innerhalb eines Verbindungsstückes 117 in die vom Dampferzeuger kommende Dampfzuleitung 109, stromaufwärts des Düsenteils 108, eingeblasen. In das Verbindungsstück 117 mündet eine als Druckluftleitung ausgebildete Luftzufuhr 118, die mit einer Luftpumpe 119 versehen ist. Die Luftpumpe 119 wird über eine Steuerung 120 in Abhängigkeit vom Betriebszy­ klus entweder der Aufschäumvorrichtung oder der zugeordneten Kaffee- oder Espressomaschine, jedoch unabhängig vom Dampfer­ zeuger geregelt.

Wenn als Druckerzeuger ein Dampfkessel verwendet wird, so weist dieser etwa einen Druck von 1,1 bar auf. Dieser Druck wird bis zum Verbindungsstück 117, beispielsweise durch ein Dampfventil, auf 0,6 bar verringert. Dies ist auch der Druck an der Einmündungsstelle der Luftzuleitung 118. Die Luftpumpe selbst bringt z. B. 1,5 bar, wobei zwischen Luftpumpe und Ein­ mündungsstelle in die Dampfzuleitung 109 eine Blende mit ei­ nem Durchmesser von 0,1 bis 0,4 mm sitzt, beispielsweise im Inneren des Verbindungsstückes 117.

Beim Betrieb der Aufschäumvorrichtung 100 werden Dampferzeu­ ger und Luftpumpe 119 gleichzeitig angeschaltet, obwohl selbstverständlich vor dem Anschalten des Dampferzeugers ein Luftstoß zum Freiblasen der Leitung abgegeben werden kann. Dampf und Luft mischen sich im Verbindungsstück 117 und tre­ ten gemeinsam durch die Mittelbohrung 110 des Düsenstückes bewirken somit den Unterdruck in der Mischkammer 111, der Milch über die Bohrung 112, das Anschlußstück 113 und die Milchzuleitung 114 ansaugt. Gleichzeitig wird die Milch fein verteilt und gelangt dann in die Aufschäumkammer 103, wo durch Entspannung ein Aufschäumen stattfindet, so daß den Auslaß 104 ein stabiler, feinporiger Milchschaum verläßt.

Nach dem Abschalten der Dampfzufuhr läuft die Luftpumpe noch kurze Zeit weiter und bläst den Dampfkanal frei. Dadurch kann sich kein Unterdruck durch Kondensation aufbauen, der mögli­ cherweise Milch in das Düsenteil 108 zurücksaugen könnte, was zur Verstopfung des Düsenteiles führen könnte.

Soll Milch kalt aufgeschäumt werden, so kann die Luftpumpe 119 allein, d. h. ohne Dampferzeuger in Betrieb gesetzt wer­ den, wobei Milch durch den Venturieffekt der strömenden Luft angesaugt, in die Aufschäumkammer 103 mitgerissen und aufge­ schäumt wird, so daß aus dem Auslaß 104 kalter Milchschaum austritt.

Andererseits kann auch lediglich der Dampferzeuger, ohne die Luftpumpe 119, in Betrieb gesetzt werden, wobei die Milch durch den heißen Dampf nur erwärmt und nicht aufgeschäumt wird.

In Abwandlung der beschriebenen und gezeichneten Ausführungs­ beispiele können Einzelheiten der Konstruktion und Steuerung der beiden dargestellten Aufschäumvorrichtungen untereinander ausgetauscht werden. So kann beispielsweise auch bei der Auf­ schäumvorrichtung 100 anstelle der Luftpumpe eine Druckfla­ sche oder dergleichen eingesetzt werden. Die Aufschäumvor­ richtung 1 kann ebenfalls mit der unabhängig geregelten Luft­ pumpe nach Fig. 2 versehen werden. Der Ort des Lufteinblasens in die Dampfleitung ist nicht kritisch und kann beispielswei­ se auch in einem Abstand von 0,5 m vor dem Düsenteil 108 er­ folgen. Die Richtungen der Bohrungen im Körper und die Ausge­ staltung des Körpers selbst kann ebenfalls variiert werden. Schließlich kann die erfindungsgemäße Aufschäumvorrichtung, obwohl speziell zum Aufschäumen von Milch beschrieben, auch zum Aufschäumen und/oder Emulgieren einer anderen Flüssigkeit mit Dampf/Luft verwendet werden. Darüber hinaus kann auch die Milch unter Druck aktiv eingespritzt werden.

Claims (8)

1. Aufschäumvorrichtung, insbesondere zum Aufschäumen von Milch zur Zubereitung von Cappuccino, der über Zuleitungen Dampf, Luft und Milch zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuleitung (16, 118) mit einer Druckluftquelle (119) zum Einblasen von Luft verbunden ist.

2. Aufschäumvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Luft stromaufwärts der Zusammenführung von Milchzuleitung (14, 114) und Dampfzuleitung (9, 109) einblasbar ist.

3. Aufschäumvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Luftzuleitung (118) in die Dampfzulei­ tung (109) mündet.

4. Aufschäumvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Luftzuleitung (16) in die Milchzulei­ tung (114) mündet.

5. Aufschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dampfzuleitung (9, 109) und die Milchzuleitung (14, 114) in einer Mischkammer (11, 111) zusam­ mengeführt sind.

6. Aufschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Druckluftquelle (118) eine Druckpumpe (119) ist.

7. Aufschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Einblasen von Luft unabhängig von der Dampfzufuhr regelbar ist.

8. Aufschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Aufschäumkammer (3, 103) vorge­ sehen ist, in die Dampf, Luft und Milch gemischt eintreten und die mit einem Auslaß (4, 104) versehen ist.