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Anlage zur Zubereitung von Auszügen aus Aromaträgern Die Erfindung
bezieht sich auf eine Anlage zur Zubereitung von Auszügen aus Aromaträ,gern, wie
Kaffee, Tee od. dgl., mitBrühköpfen, oberhalb deren Steigrohre frei ausmünden, die
mit einer Fallrohranordnung über für jedes Steigrohr einzeln vorgesehene Durchlauferhitzer
in Verbindung stehen. Bei diesen Anlagen sieht man Mittel zur Vorausbestimmung der
zeitlichen Dauer der Heizmittelzufuhr und damit der Brühwassermenge vor. Das hat
den Vorteil, :daß einsfache Zeitschalter verwendet werden können, um die übergehenden
Brühwassermengen und damit .die Mengen :d@cs herzustellenden Aromaauszuges vorausbestimmen
zu können. Die erforderliche Genauigkeit der Mengenbemessung kann jedoch .nur dann
erreicht werden, wenn das Wärmeäquivalent des zugeführten Heizstromes genau bekannt
bzw. zu errechnen, zu bemessen und einzustellen ist. Besteht aber die Möglichkeit
zur Übertragung eines Teils der Wärme auf Körper mit nicht unerheblicher Wärmekapazität,
so entstehen Ungenauigkeiten, welche die genaue Bemessung der Brühwassermenge stören.
Zur Anwesenheit derartiger Körper führt nach den der Erfindung zugrunde liegenden
Erkenntnissen die bisherige Ausführung von: Heiz.drahtwicklungen. Diese Heizdrahtwicklungenbestehen
im allgemeinen. aus einer Drahtwendel, auf die Perlen aus Isolierstoffen, wie Steatit,
Asbest, Glas usw., aufgereiht sind. Außerdem benutzt man einen besonderen Mantel,
der die Perlenwendel an ihrem Platz halten soll. Genauere Versuche haben nun. gezeigt,
d aß bei geringen Belastungen einer derartigen Perlenwendel das Wärmeaufnah:mevermögen
der Perlen im Verhältnis zur Wärmeentwicklung durch den Heizdraht so groß ist, daß
auch in Verbindung mit genau arbeitenden Zeitschaltern keine entsprechend genaue
Bemessung-der
Brühwassermenge zu erreichen war. Man mußte daher zu höheren Belastungen übergehen.
Bei den dadurch entstehenden Temperaturen läßt aber die Isolationswirkung der Perlen
stark nach, so daß Durchschläge auftreten. Außerdem versagte diese Möglichkeit bei
Belastungen von etwa 4 kW ab nach oben, d. h. bei größeren Durchlaufleistungen.
und bei verhältnismäßig kleinen Durch-1 auf'g efäßen.
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Um diese Srhtwierigkeiten und Nachteile zu vermeiden, ist gemäß der
Erfindung auf der Inne:nwaudung der Durchlauferhitzer unter Zwischenschaltung einer
elektrisch isolierenden Schicht ein blanker, urisolierter Widerstan:ds-dralit unter
mechanischer' Vorspannung aufgebracht. Dadurch wird erreicht, daß die bei der Erhitzung
der Weildel eintretende D'urchm.e.sser-bz'w.Längenvergrößerung des Widerstandsdrahtes
nicht zu einem Abheben desselben von. der Unterlage führt. Vielmehr bleibt der Heizdraht
auch bei höheren. Temperaturen fest an der Unterlage haften, so, da.ß eine entsprechend
gleichbleibende Wärmeabfuhr an, die Trägerfläche erfolgt. Dadurch sinkt die mittlere
Temperaturbeanspruchung des Drahtes gegenüber Drähten, die nicht mit Vors:pannung
angelegt sind. Das ist voll entscheidender Bedeutung deshalb, weil dadurch ein Vorgang
vermieden wird, der andernfalls entstehen würde und der darin besteht, daß mit der
Erhöhung der mittleren: Temperaturbeanspruchung die Entfernung des Drahtes von seiner
Unterlage zunimmt. Mit dieser Zunahme ist eine vermehrte Wärmeisolierung,des Drahtes
verbunden, weil dadurch der Wärmeübergang auf die Trägerfläche stärker behindert
wird. Dadurch erhöht sich wieder die mittlere Temperaturbeanspruchung des Drahtes,
und es folgen vergrößerte Verlängerung des Drahtes; verstärktes Abheben, gesteigerte
Isolierwirkung und Erhöhung der mittleren Temperaturbeanspruchung bis zum Eintreten
eines bestimmten Beharrun.gszustandes. Wird eine derartige LIeiz"«-erndel dazu noch
in einem besonderen Mantelkörper untergebracht, so vergrößern sich noch die genannten
Vorgänge. Sie verlaufen dagegen: erfindungsgemäß in umgekehrter Reihenfolge. Denn
infolge .der geringen Temperatur!beanspruchung des Heizdrahtes liegt dieser fest
an der Trägerwandung an, zumal er unterVorspannung und zweckmäßig unter gleichzeitiger
Erhitzung -bis auf die Betriebstemperatur aufgebracht wird. Durch das feste Anliegen
des Heizdrahtes an der Trägerfläche -,erhält man, einen guten Wärmeübergang, der,
von der Heizdralltseite aus gesehen:, als Kühlung des Heizdrahtes angesprochen.
werden kann. Dadurch hat der Heizdraht die Neigung, sich unter seiner mechanischen
Vorspannung fest an die Trägerfläche anzulegen, his ein Gleichgewichtszustand erreicht
wird, der eine lange Lebensdauer verbürgt. Demgemäß kann auch darauf verzichtet
werden, eine erfindungsgemäß ausgeführte Drahtwendel durch einen besonderen ,Mantelkörper
zu halten und zu schützen, zumal durch Anwendung der erfinidung.sgemäß vorgeschlagenen
Ausbildung ein dauernd gleichbleibender Sitz des Heizdrahtes verbürgt ist. :1uf
diese Weise gelingt es, bei gleicher Fläche und gleicher Heizleistung mittlere Temperaturbeanspruchungen
des Heizdrahtes zwischen, i2to und i8o° C zu erreichen, während der gleiche Draht
bei gleicher Heizleistung und gleicher Fläche in den bisherigen Ausführungen Temperaturen
von 700
bis iooo° C und mehr annahm.
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Demgemäß kennzeichnet sich ein :besonders vorteilhaftes Verfahren.
zur Herstellung derartiger Heizkörper dadurch, d'aß blanker, un.isolierter Widerstandsdraht
erhitzt und. in diesem Zustand unter Zwischenschaltung einer elektrisch isolierenden
Zwischenschicht auf einen Träger unter mechanischer Spannung aufgebracht wird. Zweckmäßig
wird dabei der Widerstandsdraht auf eine Temperatur erhitzt, die 'gleich ist derjenigen
Temperatur, auf die der Widerstandsdraht im Betrieb erhitzt wird.
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Bei größeren. Heizleistungen sind die geltend gemachten Gesichtspunkte
entsprechend anzuwenden. Dabei ist es vorteilhaft, eine zu große Dimensionierung
des Heizkörpers zu vermeiden, der somit in: mehrere kleinere Heizelemente aufzulösen
ist, die ihrerseits parallel .geschaltet sind.
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Die Zeichnung zeigt eine Ausführung des Erfindungsgedankens am Beispiel
einer Kaffeemaschine. In der Zeichnung bezeichnet 3 eine an. eineFrischwasserzulei.tung
oder an einen Frischwasserbehälter mit Wassermangelsicherung angeschlossene Fallleitung.
Leitungsanschluß 5 führt zu einem Durchflußerhitzer B. Der Durchflußerhitzer 8 ist
mit einer HeiDwicklung ausgerüstet. Inder Stromzuführung 1q. zu dieser Heizwicklung
liegt ein Zeitschalter, der nach herzustellenden Kaffeemengen bzw. Kaffeeportionen
geeicht ist. An Durchflußerhitzer 8 angeschlossen ist Steigrohr 2ö, das zu dem Dampfabscheider
23 führt. Der ausgeschiedene Dampf wird über Ausnehmungen 56 des Dampfabscheiders
23 in das Freie entlassen. An den Dampf abscheider schließt sich der drehbare Brüharm
26 an. Der Brüharm ,gibt das ihm tropfenweise zugeführte Siedewasser an den Brühkopf
29 ab. Man erkennt weiter, -daß im Brühkopf 29 oberh.al'b des ,zur Aufnahme des
Kaffeepulvers: 3o dienenden Einsatzes 31 das Verteilersieb 32 für die Siedewassertropfen
liegt. Das Kaffeepulver selbst ruht auf dem feinmaschigen Drahtsieb- 33 auf. Der
gebildete Kaffeeauszug sammelt .sich im Raum 34 und gelangt über die Bodenöffnung
35 in -den: zur Aufnahme des fertigen Kaffees bestimmten Behälter 36, wobei ein
Schawglas 37 den Kaffeesäulenstand anzeigt. Der Behälter 36 weist bei 38 eine Heizwicklung
auf, .die so bemessen ist, daß es auch ;bei noch so. langer Beheizun'g nur zu einem
Ersatz -der Wärmeableitungs-und Strahlungsverluste, niemals aber zu einem Aufkochen
des Kaffeeauszuges kommen kann. Eine Hahnanordnung 39 ermöglicht ein Abzapfen.
des fertig gebildeten Kaffees bei q.o.
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Leitungsanschlug 5 ,der Durchflußanordnun.g ist schlangenförmig um
den Durchfluflerhitzer 8 herumgewunden, um eine Vorwärmung des Frischwassers bei
.1.i zu erzeugen. Das vorgewärmte Frischwasser :tritt bei 4.2 in den D urchflußraum
43
ein, um über das Steigrohr 2o abgezogen. zu werden. Der Durchflußbehälter
selbst besteht aus dem inneren Zylinder 44, der mit einer elektrischen Isolationsschicht
45 versehen ist. Auf der AußenisolatiOn:45 liegen blanke Wicklungsdrähte 46. Es
handelt sich also um einen Durchflußerhitzer, der als Ergebnis des erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Herstellungsverfahrens entstanden ist; Herstellungsverfahren und
Ausbildung des Durchflußerhitzers bilden Gewähr dafür, daß den Einstellungen des
Zeitschalters auf bestimmte Einschaltzeiten genaue Liefermengen an Siede"vasser
entsprechen. Das Steigrohr2o, der Dampfabscheider 23 sowie die inneren Einrichtungen,
des Brühkopfes sind bei 48 und 49 verschalt, wobei die Verschalung gleichzeitigdie
Wärmeabstrahlungsverluste vermindert.
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Die Zeichnung läßt erkennen., daß bei einer Anlage zur Zubereitung
von Auszügen :aus Aromaträ@gern mit einem Brühkopf 29 .his 35, oberhalb dessen ein
Steigrohr 2o bei 26 frei ausmündet, das mit einer Fallrahranordnung 3 über einen
im Steigrohr 20 vorgesehenen Durchlauferhitzer 8 in: Verbindung steht, erfindungsgemäß
ein. blanker, unisolierter Widerstandsdraht 46 unter Zwischenschaltung der elektrisch
isolierenden Zwischenschicht 45 auf dem Durchlauferhitzer 44 als Träger der so gebildeten,
Heizd.rahtwicklung aufgebracht ist. Dadurch, daß der Widerstandsdraht 46 bei der
Herstellung dieses Durchlauferhitzers erhitzt und in. diesem Zustand auf die Trägeranordnung
44, 45 unter mechanischer Spannung aufgebracht wird, steht der Widerstandsdraht
46 unter mechanischer Vorspannung. Infolge des weiteren Verfahrensschrittes, den
Widerstandsdraht auf eine Temperatur zu erhitzen, die gleich ist der Temperatur,
auf die .der Widerstandsdraht im Betrieb erhitzt wird, treten: die genannten Wirkungen
dahin ein, daß bei gegebenem Strom eine genaue Wärmemenge auf die Flüssigkeitsmenge
übergeht, die durch den Durchlauferhitzer 8 strömt. Dadurch, daß die übergehende
Wärmemenge unmittelbare Ursache für die Flüssigkeitsförderung ist, wird diese Wärmemenge
auch maßgebend für die Fördermenge der Flüssigkeit sein. Man ist also in der Lage,
durch Einstellung des in der Stromzuführung liegienden, nicht gezeichneten Zeitschalters
die dem Brühkopf 29 bis 35 zuzuführende Flüssigkeitsmenge genau zu bestimmen, ohne
daß unkontrollierbare, im Betrieb veränderliche Wärmekapazitäten der an der W ärmeleitung
beteiligten Elemente in der Lage wären, die erforderliche Genauigkeit in der Vorbestimmung
dieser Flüssigkeitsmenge zu ändern. Dadurch wird man unabhängig von .der Überwachung
des Gerätes. Entsprechend dem üblichen Aufhau der Zeitschalter, die die Stromzufuhr
nach einer bestimmten. Zeit selbsttätig abschalten, erfolgt auch eine selbsttätige
Beendigung der Fördermengezufuhr zum Brühkopf. Dadurch entspricht ,die Güte des
herzustellenden Aromaauszuges genau dem Verhältnis zwischen eingestellter Fördermenge
der das Aroma ausziehenden Flüssigkeitsmenge und im Brühkopf vorgesehener Aromaträgermenge.
Wird dieses Verhältnis gleichbleibend eingestellt, was durch Dosierung der Aromaträgermenge
mittels entsprechend geeichter Meßmittel leicht erreicht werden kann, .so erhält
der herzustellende Aromaauszug eine genau bestimmte Güte.