DE602005004558T2

DE602005004558T2 - Automatische Vorrichtung zum Erhitzen und Schäumen von Milch

Info

Publication number: DE602005004558T2
Application number: DE602005004558T
Authority: DE
Inventors: Andrea 20082 Binasco Coccia; Dario 20082 Binasco Sala
Original assignee: Gruppo Cimbali SpA
Current assignee: Gruppo Cimbali SpA
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2025-11-12
Also published as: DE602005004558D1; ATE384464T1; US20070107603A1; AU2006230680B2; EP1785074B1; AU2006230680A1; ES2297658T3; CN1961690A; EP1785074A1; CN1961690B; PT1785074E; RU2408050C2; JP2007130480A; US7600467B2; CA2564534A1; RU2006139849A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine automatische Vorrichtung zum Erhitzen von Milch gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Eine solche Vorrichtung ist z. B. durch das Dokument US 6 006 654 bekannt.
Im Besonderen ist die Behandlung, der Milch unterzogen wird, sie auf eine bestimmte Temperatur zu erhitzen, damit die Milch zur Verwendung in einem Heißgetränk geeignet gemacht wird oder um zu Kaffee hinzugefügt zu werden, um ein Getränk herzustellen, das als "Caffelatte" oder Milchkaffee bekannt ist.
Darüber hinaus umfasst die Behandlung auch das Aufschäumen der erhitzten Milch mit Luft, um Milch mit einem cremigen Schaum zu erzeugen, der zum Herstellen von Getränken auf der Basis von "Espresso"-Kaffee geeignet ist und als Cappuccino bezeichnet wird.
Die Entwicklung des Marktes für Espresso-Kaffee und Getränken auf Kaffeebasis hat zu einem ständig steigenden Bedarf an einer Vorrichtung zur automatischen Zubereitung von nur erhitzter oder erhitzter und aufgeschäumter Milch geführt.
Gemäß einer bekannten beschriebenen Technik, zum Beispiel in EP 0 195 750 , basiert das automatische Erhitzen und Aufschäumen der Milch auf der Nutzung der kinetischen Energie und Wärmeenergie des Dampfes, der im Kocher der Maschine zur Zubereitung des Kaffees erzeugt wird.
Nach dieser bekannten Technik wird die kinetische Energie des Dampfes, der kondensiert wird, um das Erhitzen durchzuführen, auch dazu verwendet, die Milch aus dem Behälter anzusaugen und sie mit einer Einrichtung zu erhitzen und aufzuschäumen, die auf dem Venturi-Effekt beruht.
Diese konzeptionelle Einfachheit dieser Technik geht jedoch mit verschiedenen Nachteilen einher, die durch die Natur der beteiligten Flüssigkeiten bedingt sind. In einer Einrichtung, die mit dem Venturi-Effekt arbeitet, um Milch zu erhitzen und aufzuschäumen, wie auch um sie aus dem Behälter anzusaugen, treten physikalische Umwandlungen de facto so auf, dass während die kinetische Energie des Dampfes den Milchfluss ansaugt, der Dampf bei Kontakt mit der Milch kondensiert und latente Wärme abgibt und sich im Volumen in dem Maß zusammenzieht, dass er kondensiert. Gleichzeitig wird die Luft, die auch durch den Venturi-Effekt angesogen wird, um den Milchschaum zu bilden, mit der Milch und dem Dampf beim Eintreten in die Kammer, in der der Aufschäumprozess stattfindet, gemischt, und dehnt sich beim Erhitzen aus.
Die Kombination dieser Phänomene der Kontraktion und Ausdehnung der Komponenten der Mixtur macht die automatische Steuerung der Einrichtung in der Folge komplex und schwierig, vor allem, wenn gewünscht ist, dass die Endtemperatur der aufgeschäumten Milch und die Qualität und Quantität des Schaums gesteuert werden soll.
Wenn man dazu auch die Notwendigkeit berücksichtigt, die verschiedenen Komponenten der Vorrichtung, die am Durchleiten der Milch beteiligt sind, zu reinigen, zu waschen und zu desinfizieren, liegt die Schlussfolgerung nahe, dass die oben beschriebene bekannte Technik viele erhebliche Nachteile in der Anwendung bei Automaten darstellt und auch auf Grund der Komplikationen bei Konstruktion und Funktion sehr teuer ist, die zur Überwindung der Nachteile erforderlich sind.
Gemäß einer anderen bekannten beschriebenen Technik, zum Beispiel in EP 0 157 06 9 , wird eine Pumpe verwendet, um den Milchfluss aus dem Aufbewahrungsbehälter in eine Behandlungskammer zu bringen, die Teil einer Venturi-Effekt-Vorrichtung ist, in der Milch erhitzt und optional auch aufgeschäumt wird.
Die Pumpe kann im Besonderen eine umschaltbare peristaltische Pumpe sein, wie sie zum Beispiel in GB-A-2 160 172 und in WO 2005/013781 A1 dargelegt wird.
Einige der Beschränkungen Venturi-basierter Einrichtungen können damit überwunden werden, aber das Problem der Temperatursteuerung der erhitzten Milch und in dem Fall, dass die Milch auch aufgeschäumt wird, der Qualität und Quantität des Schaums, bleiben ungelöst.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Überwindung der Nachteile der bekannten Techniken und die Erzeugung erhitzter Milch durch eine automatische arbeitende Vorrichtung mit der Fähigkeit, die Temperatur der ausgegebenen Milch zu steuern und zu regulieren.
Das Ziel wird durch eine Vorrichtung gemäß dem angehängten Anspruch 1 erreicht.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Erzeugen erhitzter und aufgeschäumter Milch mit der Steuerung der Temperatur und der Qualität und Quantität des Schaums des ausgegebenen Produkts.
Das weitere Ziel wird durch eine Vorrichtung erreicht, die gemäß dem angehängten Anspruch 2 ausgebildet wird.
Die Erfindung wird nun detaillierter mit Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, bei denen 1 schematisch eine bevorzugte. aber nicht ausschließliche Ausführungsform der automatischen Vorrichtung zum Erhitzen und Aufschäumen von Milch zeigt.
Mit Bezugnahme auf die Zeichnung, gibt die Referenzziffer 1 eine herkömmliche Venturi-Effekt-Einrichtung an, die durch ein Rohr 2 erreicht wird, um den in einem Kocher 2 erzeugten Dampf zuzuleiten, ein Rohr 4 für Luft, die aus einer Quelle 5 kommt, wie auch ein Rohr 6 für Milch, die aus einem Behälter 7 kommt, der wiederum in einem Kühlbehälter 8 untergebracht ist.
Ein Magnetventil 9 ist im Dampfrohr 2 eingeführt und ein weiteres Magnetventil 10 ist in der Luftführung 4 eingefügt.
Ein Flussregulator 11 ist ebenso in dem letzteren Rohr 4 ausgebildet.
Die Venturi-Effekt-Vorrichtung 1 weist eine Mischkammer 12 mit einer Öffnung 13 auf, die sie mit einer Milchaufschäumkammer 14 verbindet.
Die letztere Kammer ist auch mit einer Produktausgabeöffnung 15 versehen.
Ein weiteres Rohr 16 verbindet die Dampfquelle 3 mit dem Magnetventil 10 aus Gründen, die in der folgenden Beschreibung deutlich werden.
Gemäß der Erfindung ist eine peristaltische Pumpe 17, die durch einen Elektromotor 18 angetrieben wird, in das Milchrohr 6 eingefügt.
Der Elektromotor 18 ist von dem Typ mit einstellbarer Geschwindigkeit in beiden Rotationsrichtungen.
Ebenso gemäß der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine zentrale Steuereinheit 19 zur elektronischen Steuerung sowohl von Motor 18 als auch der Magnetventile 9 und 10.
Im Besonderen umfasst die zentrale Steuereinheit 19 einen Mikroprozessor, der die Rotationsrate des Elektromotor 18 und somit der peristaltischen Pumpe 17 anpassen kann, sowohl in eine Richtung wie auch in die entgegengesetzte Richtung, um so die Flussrate der aus dem Behälter 7 angesaugten und in die Mischkammer 12 der Venturi-Effekt-Einrichtung 1 geleitete Milch anzupassen.
Gemäß der Erfindung ist daher der Ansaugeffekt in der Kammer 12 der Einrichtung 1, der durch den Dampffluss als Folge der Öffnung des Magnetventils 9 erzeugt wird, auf die Luft begrenzt, die durch das Rohr 4 fließt, wenn das Magnetventil 10 geöffnet wird, und wenn die Milch auch aufgeschäumt und nicht nur erhitzt werden soll, bleibt in diesem Fall das Magnetventil 10 geschlossen.
Das Aufschäumen findet in bekannter Weiser in der Kammer 14 statt, wenn die Mischung aus Milch, Dampf und Luft die Kammer erreicht.
Gemäß der Erfindung wird daher der Milchfluss nicht durch die Ansaugbedingungen, die in der Kammer 12 durch den Dampffluss erzeugt werden, sondern durch die peristaltische Pumpe 17 verursacht.
Diese Pumpe, die mit anpassbarer Geschwindigkeit vom Motor 18 angetrieben wird, treibt die Milch entlang dem Rohr 6 in die Kammer 12 der Einrichtung 1 in einer gesteuerten und einheitlichen Weise, wodurch jegliche Möglichkeit des Rückflusses verhindert wird.
Die Variation der Geschwindigkeit des Motors 18 variiert die Flussrate der Pumpe 17 und das Verhältnis zwischen den Flussraten von Milch und Dampf wird so angepasst.
Die gewünschte Temperatur des Endprodukts kann dann in der zentralen Steuereinheit 19 ohne die Gefahr einer Fehlfunktion oder Instabilität programmiert werden.
Als eine Alternative zum Ansaugen der Luft, die durch den Dampffluss in der Einrichtung 1 durch den Venturi-Effekt erzielt wird, wenn Luft zum Aufschäumen der Milch benötigt wird, kann diese durch das Öffnen des Magnetventils 10 zugeführt werden, in der Form eines kontinuierlichen Flusses, der aus einer Druckluftquelle stammt, zum Beispiel einen Kompressor, oder in Form einer Reihe von Druckimpulsen von gesteuerter Dauer.
Die peristaltische Pumpe 17 stellt auch den sicheren Abfluss der Milch zurück in den gekühlten Behälter 7 sicher, unabhängig von der Positionierung der Verzweigungen des Rohrs 6 relativ zur Schwerkraft durch die Umkehrbarkeit von Motor 18 und Pumpe 17.
De facto reicht es nach Beendigung einer Ausgabe von erhitzter und/oder aufgeschäumter Milch aus, die Rotation des Motors 18 für kurze Zeit umzukehren, in der Regel für ein paar Sekunden, um die gesamte Milch oberhalb der Mischkammer 12 zurück in den Behälter 7 zu saugen; wobei gleichzeitig, nachdem die Leitfähigkeit des Magnetventils 10 im Rohr 16, das aus dem Kocher 3 kommt, umgeschaltet wurde, ein mäßiger Dampffluss aus dem Rohr 4 die Einrichtung 1 reinigt, wodurch die restliche heiße Milch in die Ausgabeöffnung 15 getrieben wird.
Gemäß der Erfindung ist es daher möglich, Temperaturen bei erhitzter oder erhitzter und aufgeschäumter Milch zu erzielen, die an die herankommen, die in der Regel mit manuellem Erhitzen und dem Aufschäumen in einem Kännchen unter der Dampfdüse einer herkömmlichen Kaffeemaschine erzielt werden können, das heißt um etwa 80°C, anstelle von Temperaturen um etwa 65°C, die mit automatischen Vorrichtungen des Stands der Technik erzielt werden können.

Claims

Automatische Vorrichtung zum Erhitzen von Milch auf eine bestimmte Temperatur mit Hilfe von Dampf, wobei die Vorrichtung eine dampferzeugende Quelle (3), einen Behälter (7) mit der zu behandelnden Milch, eine Mischkammer (12), in die ein Milchfluss mit bestimmter Fließrate und zumindest ein Dampffluss in einer bestimmten Fließrate durch zugehörige Rohre (6, 2), die sich in die Mischkammer (12) öffnen, geleitet werden, umfasst, wobei die Kammer (12) mit einer Öffnung (13) für die Ausgabe der erzeugten Mixtur versehen ist, wobei die Vorrichtung weiterhin eine peristaltische Pumpe (17) umfasst, die am Milchrohr (6) zwischen dem Behälter (7) und der Kammer betrieben wird (12), wobei die peristaltische Pumpe (17) durch einen Elektromotor (18) mit einstellbarer Geschwindigkeit angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine zentrale Steuereinheit (19) mit zumindest einem Mikroprozessor mit über speziellen Tasten abrufbaren Funktionen umfasst, zur Anpassung der Rotationsrate des Elektromotors (18) und damit zur Einstellung der Fließrate der peristaltischen Pumpe (17) gemäß der Temperatur, die der Milchfluss in der Mischkammer (12) als Ergebnis des Zuflusses eines bestimmten Dampfflusses aufweisen soll.
Automatische Vorrichtung zur Behandlung von Milch gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor zum Steuern des Elektromotors (18) der am Rohr (6) eingebauten peristaltischen Pumpe (17) zum Zuführen der Milch in die Mischkammer (12) weiterhin die Funktion umfasst, die Rotationsrichtung des Motors umzukehren.
Automatische Vorrichtung zum Behandeln von Milch gemäß den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Luftquelle (5), ein entsprechendes Rohr (4), das die Luftquelle (5) mit der Mischkammer (12) verbindet, um einen bestimmten Luftfluss hineinzuführen, und eine nach der Mischkammer (12) angeordnete Milchaufschäumkammer (14) enthält, die damit in Austausch steht und eine Öffnung zum Ausgeben des Produkts aufweist, wobei die Behandlung im Erhitzen und Aufschäumen von Milch besteht.
Automatische Vorrichtung zum Behandeln von Milch gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfluss zum Aufschäumen der Milch die Mischkammer durch Ansaugen erreicht (12), die durch den Dampffluss über eine Einrichtung (1) durch den Venturi-Effekt entsteht.
Automatische Vorrichtung zum Behandeln von Milch gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfluss zum Aufschäumen von Milch die Mischkammer (12) in der Form eines ununterbrochenen, unter Druck stehenden Flusses erreicht.
Automatische Vorrichtung zum Behandeln von Milch gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfluss zum Aufschäumen von Milch die Mischkammer (12) in der Form von Impulsen in regulierter Dauer erreicht.