DE4445436C2 - Aufschäumvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufschäumvorrichtung zum Aufschäumen von Milch zur Zubereitung von Cappuccino nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

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 ei­ ne Saugkammer mit größerem Querschnitt als die Düse, die der Emulgierkammer vorgeschaltet ist. In die Saugkammer münden rechtwinklig zur Austrittsrichtung aus der Dampfdüse die Milch­ zuleitung und die zur Atmosphäre offene Luftzuleitung, wobei die Milchzuleitung und die Luftzuleitung fluchtend miteinander ausgerichtet sind und sich direkt gegenüberliegen. Wird über die Dampfzuleitung von einem Dampferzeuger Dampf in die Saug­ kammer gedrückt, so wird durch den durch die Düse erzeugten Venturieffekt sowohl die Milch als auch die Luft mitgerissen, vermischt sich mit dem Dampf, und tritt dann außermittig in die Emulgierkammer ein, wo eine weitere Vermischung und Aufschäu­ mung stattfindet. Der Milchschaum verläßt die Emulgierkammer dann über einen Auslaß in ein darunter gestelltes 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 mitzureißen. Bei Beginn des Aufschäumvorganges befindet sich Kondensat in der Dampfleitung. Dieses muß erst ausgetrieben werden, bevor ein Venturieffekt stattfinden kann. Darüberhinaus führen die beiden sich gegenüberliegenden Einmündungsöffnungen der Zulei­ tungen für Milch und Luft in der Saugkammer möglicherweise zu einer guten Durchmischung, auf jeden Fall behindern sich jedoch die Strömungen gegenseitig, so daß der Anteil an Luft zum Auf­ schäumen der Milch verringert wird und somit das Aufschäumen nicht optimal erfolgen kann. In einem weiteren Ausführungsbei­ spiel der bekannten Vorrichtung mündet die Dampfdüse in eine Kondensatkammer, in die rechtwinklig zur Dampfdüse auch die Milchzuleitung mündet. Stromabwärts der Einmündung der Milchzu­ leitung mündet die zur Atmosphäre offene Luftzuleitung. Wieder­ um wird sowohl die Milch als auch die Luft durch Venturieffekt in der Dampfströmung mitgerissen. Auch bei diesem Ausführungs­ beispiel muß zunächst das Kondensat abgeblasen werden, bevor ein Venturieffekt auftreten kann und Milch sowie Luft mitgeris­ sen werden können. Darüberhinaus ist auch hier zu erwarten, daß das Aufschäumergebnis nicht optimal ausfällt, da die Luft erst dann zugegeben wird, wenn sich die Milch schon fein verteilt in Tröpfchenform im Dampfstrahl befindet.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Aufschäum­ vorrichtung zu schaffen, die insbesondere bei Beginn des Auf­ schäumvorganges einen verbesserten Lufteintrag und somit ver­ besserte Aufschäumeigenschaften aufweist.

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

Für Cappuccino verwendeter Milchschaum muß feinporig und damit standfest und haltbar sein, wobei das Porenvolumen und die An­ zahl der Poren durch die Luftmenge bestimmt wird. Durch das er­ findungsgemäße, aktive Einblasen von Druckluft wird sicherge­ stellt, daß ein feinporiger und somit standfester Schaum, und zwar sofort bei Start des Aufschäumvorganges, erzeugt wird. Die Luftzuleitung erfolgt unabhängig von der Dampfzufuhr, so daß auch die anfänglich geringe Milchmenge, die vom anfänglich un­ vollständigen 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.

Beim Einblasvorgang kann sowohl die Menge der eingeblasenen Luft als auch der Zeitpunkt, zu dem Luft eingeblasen wird, ver­ ändert werden. So kann beispielsweise durch zeitlich versetztes Ansteuern der Dampfzufuhr und der Druckpumpe erreicht werden, daß nach Beendigung der Dampfzufuhr die Druckpumpe noch kurze Zeit weiterläuft und damit die Zuleitung von Dampf freibläst. Auf diese Weise wird Unterdruck durch Dampfkondensation im Dampfkanal verhindert und es kann beispielsweise keine Milch zurückgesaugt 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.

Zwar ist es im Stand der Technik bekannt, Flüssigkeiten mit Druckluft aufzuschäumen, wie dies beispielsweise aus der DE-OS 23 18 772 für Reinigungs- bzw. Desinfektionsmittelschaum, aus der EP 578 968 A1 zum Herstellen von Bauschaum oder aus der DE 33 42 290 C2 zur Herstellung von Schlagsahne beschrieben wurde. In diesen bekannten Verfahren wurde Druckluft jedoch nur des­ halb eingesetzt, damit durch eine Geschwindigkeitskomponente ein Mitreiß- bzw. Venturieffekt auftritt, durch den das Auf­ schäumen erst möglich ist. Beim Aufschäumen von Milch für Cap­ puccino wird diese Geschwindigkeitskomponente bei den bislang bekannten Maschinen jedoch bereits durch einen Dampfstoß er­ zielt, der über einen Venturieffekt Milch und Luft ansaugt.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Luft gemäß Anspruch 2 stromaufwärts vor dem Zusammenführen der Milchzuleitung und der Dampfzuleitung eingeblasen wird, sich also bereits entweder in der Dampf- oder in der Milchzuleitung befindet, bevor die Milch aufgeschäumt 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 Luft­ strahl am Beginn des Aufschäumvorganges mithilft, eventuelles Kondensat aus der Dampfleitung auszutreiben, so daß einerseits der Dampf nicht zu stark abkühlt und andererseits der Konden­ satausstoß beschleunigt wird. Gleichzeitig verstärkt 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 Dampfleitung somit kei­ nen Einfluß mehr auf den Beginn des Aufschäumvorganges bzw. die Menge der aufgeschäumten Milch. Außerdem wird verhindert, daß Milch in die Dampfzuleitung rückgesaugt wird, bzw. es werden eventuell bereits festgesetzte Milchpartikel entfernt. Die Aus­ gestaltung nach Anspruch 4 bewirkt hingegen eine noch bessere Luftverteilung in der Milch, was das Aufschäumergebnis verbes­ sert.

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.

Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 7 wird die Schaumbildung 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 beigestelltes 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 Einmündungsstelle 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 (7)

1. Aufschäumvorrichtung zum Aufschäumen von Milch zur Zuberei­ tung von Cappuccino, mit einer Zuleitung für Dampf, einer Zu­ leitung für Luft und einer Zuleitung für Milch und mit einem Mischbereich, in dem die Zuleitungen zusammengeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (16; 118) für die Luft mit einer Druckluftquelle (119) zum Einblasen der Luft verbunden ist, und daß das Einblasen der Luft steuerbar ist.

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

3. Aufschäumvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Luftzuleitung (118) in die Dampfzuleitung (109) mündet.

4. Aufschäumvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Luftzuleitung (16) in die Milchzuleitung (114) mündet.

5. Aufschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Mischbereich eine Mischkammer (11; 111) enthält.

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

7. Aufschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß sich an den Mischbereich eine Auf­ schäumkammer (3; 103) anschließt, in die der Dampf, die Luft und die Milch gemischt eintreten und die mit einem Auslaß (4; 104) versehen ist.