JP5614200B2 - 液体食品フォーミング装置および液体食品フォーミング方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体食品、特にミルクをフォーミングするためのフォーミング装置およびフォーミング方法に関する。

液体食品をフォーミングするため、フォーミングチャンバ内で当該液体食品と蒸気と空気とが混合され、混合処理された液体食品がフォーミングされて注出口を経て注出される装置は公知である。
特に、コーヒーメーカの場合、例えば、カプチーノを調製するために、この種の装置を用いてミルクをフォーミングすることが知られている。この場合、一般に、空気またはミルクあるいはその両方が蒸気流によるベンチュリ効果によって吸引される。

例えば、欧州公開第００２４３３２６号（特許文献１）には、ミルク、蒸気および空気の各供給管が１つのフォーミングチャンバに連結された形式のミルクフォーミング装置が開示されている。ミルクおよび空気は蒸気流のベンチュリ効果によって吸込まれる。この装置は、空気およびミルクの流れを調節するための手動操作可能な絞り弁を有している。

コーヒーミックス飲料、特にコーヒー・ミルクミックス飲料が高い人気を有することから、液体食品をフォーミングするための装置の使用はますます広がっている。その結果、特に飲食店営業分野において、調製されるフォーミングの品質要求が高くなってきている。

加えて、フォーミングされた液体食品を含んだ冷たいミックス飲料もますます人気が高まっている。冷たいミックス飲料の調製には、国際公開第２００８／０８３９４１号（特許文献１）から、ミルクをポンプによって絞り弁部へ送り、続いて、場合により、冷たいフォーミングミルクを調製するために直接注出口を経て注出するかまたは、ホットフォーミングミルクを調製するために先ず連続加熱器を通して供給し、続いて、注出口を経て注出することが知られている。

冷たいフォーミングミルクの場合にも、フォーミングミルクは均質な微孔性を有すると共に、安定性を有しているのが望ましい。例えば、温度または脂肪含有量が種々に相異するミルク、及び粘性が種々に相異するその他の液体食品等の出発材料によって、所望されるフォームタイプが異なるために、それぞれに所望のフォームタイプを調製することは困難である。

欧州公開第００２４３３２６号 国際公開第２００８／０８３９４１号

上記実情に鑑み、本発明の目的は、ユーザにとって、液体食品のさまざまなフォーム粘稠度または液体食品のさまざまな出発パラメータ、例えば、温度、脂肪含有量または粘性など、あるいはその両方を考慮して、所望のフォームを調製するために液体食品のフォーミングを容易にする液体食品等のフォーミング装置およびフォーミング方法を提供することである。さらに本発明による装置は堅牢かつ安価な構造が期待される。

上記課題を解決するため、吸込み側に液体食品用の貯蔵タンクと流体流通可能に連結される送出管を有するポンプを備え、その際、前記ポンプの吸込み側の液体食品流路に、液体食品に空気を供給することのできる空気供給管が配置され、前記ポンプの下流側の液体食品流路に、絞り弁が配置されている、本発明による液体食品用、特にミルク用のフォーミング装置では、
制御ユニットと、前記空気供給管と、前記制御ユニットによって制御可能な給気弁とを含み、前記給気弁は前記制御ユニットによって、場合により少なくとも１つの空気大流量モードと、前記空気大流量モードに比較して空気流量が少ない空気小流量モードまたは空気供給停止モードあるいはその両方をプリセットし得る間欠給気弁であり、前記制御ユニットと給気弁とは、前記給気弁の前記少なくとも２つのモード間の反復切換えによって前記給気弁の平均空気流量が制御できるように構成されている。

上記課題を解決するため、吸込み側に液体食品用の貯蔵タンクと流体流通可能に連結された送出管を有するポンプによって液体食品が送出され、前記ポンプの吸込み側の液体食品流路に配置された空気供給管によって液体食品に空気が供給され、液体食品は前記ポンプの下流側で絞り弁を通って供給されるように構成した液体食品、特にミルクをフォーミングするための、本発明による方法では、
前記空気供給管の間欠給気弁は、前記給気弁の平均空気流量を制御すべく前記制御ユニットによって、少なくとも１つの空気大流量モードと、前記空気大流量モードに比較して少ない空気量を供給する空気小流量モードまたは空気供給停止モードあるいはその両モードとの間を反復切換えされる。

液体食品、特にミルクをフォーミングするための本発明による装置は、吸込み側に液体食品用の貯蔵タンクと流体流通可能に連結される送出管を有している。ポンプの吸込み側の液体食品流路には、液体食品に空気を供給することのできる空気供給管が配置されている。さらに、ポンプの下流側の液体食品流路には絞り弁が配置されている。すでに従来の技術から知られているように、冷たいフォームを調製するため、ポンプの吸込み側において液体食品に空気が供給され、ポンプの吐き出し側において絞り弁の下流で食品・空気混合物の膨張が生ずるため、冷たいフォームが調製される。

重要な点は、公知の装置とは異なり、本発明による装置は、制御ユニットと、空気供給管と、制御ユニットによって制御可能な給気弁とを含んでいることである。給気弁は間欠給気弁であり、換言すれば、制御ユニットによって、少なくとも１つの空気大流量モードと、前記状態に比較して空気小流量モードまたは空気供給停止モードあるいはその両方のモードとがプリセット可能であるということである。制御ユニットと給気弁とは連携するように構成されており、これにより、給気弁の平均空気流量を作り出す制御は給気弁の上記の少なくとも２つのモード間の反復切換えによって可能である。

それゆえ、本発明による装置は、制御ユニットによって空気供給管の給気弁が制御可能であるということでも、公知の装置との相違点を有している。従って、これによって空気流入量が自動的に制御可能であるために、例えば、制御を出発材料自体または／および出発材料の温度またはその他のパラメータまたは／および調製さるべきフォームの所望のタイプおよび粘稠度に応じて制御ユニットにより容易にプリセットすることが可能である。

他方で本発明による装置は、給気弁の空気流量が給気弁の少なくとも２つの流量モード間の反復切換えによって制御されるという点でも相違している。従って、絞り弁による空気流量の制御は行われず、それに代えて、給気弁の空気流量の異なる少なくとも２つの流量モード間の反復制御が行われるため、平均で所望の空気流量が得られる。

本願出願人の研究によれば、特に上記のタイプの空気流量制御は、絞り弁の使用に比較して、遥かに正確かつ容易に、所望の空気流量の高度精密制御を実現することが判明した。加えてさらに、給気弁の少なくとも２つの状態間の反復切換えによる空気流の“脈動化”はフォーム発生に好適な効果をもたらす。冷たいフォーミングミルクの調製に際しては、ホットフォームの調製に比較してさらに別の制御パラメータ、例えば、加熱温度または供給された蒸気の温度および量が制御に使用されないために、正確に配量可能な空気供給が重要である。さらに、空気の脈動化は、冷たいフォーミングミルクの調製に際して、フォーム形成に好適な効果を示す。

好ましくは、給気弁は２つの状態すなわち基本的に閉状態と開状態とを有する。先に挙げた状態は、完全に閉状態すなわち給気弁を通る空気流が生じない状態であるのが好ましい。ただし、構造に起因するかまたはスイッチング時間に起因して、“閉じた”状態に際しても僅かな空気の流れが生じ得る。この場合、給気弁の平均空気流量は閉状態と開状態との間の反復切換えによって制御される。とりわけ、電磁弁の使用が好適であるが、それはこの種の弁がすでに種々の実施形態にて入手可能であると共に、閉状態と開状態との間の高いスイッチング周波数を可能にするからである。

好適な実施態様においてにおいて、制御ユニットと給気弁とは連携するように構成されており、これにより、給気弁の平均空気流量は、給気弁の少なくとも２つの状態間の切換えが行われる切換え周波数のプリセットまたは／および少なくとも２つの状態間のデューティ比率のプリセットによって制御可能である。デューティ比率とは、反復切換えに応じて給気弁の１つの状態がその他の状態に対して占める時間比を表している。スイッチング状態が２つのみであれば、デューティ比率は一般にＤＣ（ｄｕｔｙ ｃｙｃｌｅ）百分率で表される。従って、デューティ比率５％ＤＣとは、開状態と閉状態とを有する給気弁において、平均して動作周期の５％につき給気弁は開いており、動作周期の９５％につき給気弁は閉じていることを意味している。

本願出願人の研究によれば、具体的にはデューティ比率のプリセットによって、注出される食品の総重量が同じであっても異なるフォーム粘稠度とりわけ異なるフォーム体積を正確にプリセットすることが実現可能である旨判明した。従って、本発明による装置によれば、制御ユニットによってデューティ比率をプリセットすることにより、調製されるフォームの粘稠度とりわけフォームボイドの平均サイズを容易かつ正確な再現性を以ってプリセットすることが可能である。

本願出願人の研究によれば、給気弁と制御ユニットとは、制御ユニットによって、１Ｈｚ〜５０Ｈｚの範囲、好ましくは１Ｈｚ〜２０Ｈｚの範囲、さらに好ましくは５〜１５Ｈｚの範囲の切換え周波数、とりわけ約１０Ｈｚの周波数をプリセットするように構成されているのが好ましいことが判明した。その理由は、代表的な弁とりわけ電磁弁は上記の周波数範囲において最善のフォーム結果を示すからであり、それゆえ特に、約１０Ｈｚの周波数での電磁弁の駆動が好適である。

先に述べたように、とりわけ、デューティ比率のプリセットによる所望のフォーム粘稠度の制御が好適である。本願出願人の研究によれば、給気弁と制御ユニットとは、制御ユニットによって、給気弁の開状態と閉状態間のデューティ比率をＤＣ ２％〜ＤＣ ８０％の範囲、好ましくはＤＣ ５％〜ＤＣ ６０％の範囲でプリセットするように構成されているのが好ましい旨判明した。さらに、給気弁の開状態と閉状態間のデューティ比率はＤＣ ２％〜ＤＣ ９０％、好ましくはＤＣ ５％〜ＤＣ ７０％の範囲でプリセットし得るのが好適である。前記の範囲を通じて、デューティ比率に関する所定の値の範囲の最適化ならびに、デューティ比率の変化に応じたフォーム粘稠度とりわけフォーム体積の最適化が得られる。

空気供給は好ましくはベンチュリ効果によって行われる。そのため、空気供給管は好ましくは、液体食品の流れによるベンチュリ効果によって空気が供給されるように構成されている。

同じく、例えば、ポンプによる能動的な（自発的な）空気供給も本発明の範囲に含まれる。ただし、ベンチュリ効果による受動空気供給は、空気供給のために付加的なコンポーネントが不要であるとの利点を有している。

従って、本発明による装置により一方で、異なるフォーム粘稠度が達成可能であると共に、他方で、温度または／および粘性またはその他のパラメータが異なる種々の出発材料につき所定のフォーム粘稠度が達成可能である。

従って、制御ユニットはプログラマブルに構成されて、さまざまな調製飲料につきそれぞれ調製フォームに関するパラメータが制御ユニットに記憶可能でありかつ／または工場側で変更不能にプリセット可能であるのが好ましい。これらのパラメータには、好ましくは、切換え周波数、デューティ比率、フォーミング継続時間、フォーム量または／および添加されるコーヒー量ならびに飲料調製工程マップすなわちコーヒー添加の１または複数の時点または／および継続時間およびフォーム添加の１または複数の時点または／および継続時間からなる群から選択された、１または複数のパラメータが含まれている。これにより、異なる調製飲料につき、それらを調製するための全自動工程マップ、例えば、コーヒーおよびフォームの添加順序、それぞれの量比ならびにフォーム調製のためのパラメータのプリセットか可能である。従って、制御ユニットは好ましくは、さらにコーヒー調製装置と接続されて、制御ユニットによって同じくコーヒーの調製または／および注出も制御可能であるのが好ましい。

従って、制御ユニットは好ましくは、少なくとも１つのフォーミングモードを格納するための記憶デバイスを含み、その際、フォーミングモードは１つの切換え周波数または／および１つのデューティ比率を含んでいる。それゆえ、フォーミングモードのプリセットにより、空気供給が正確に制御されて、均等なフォーム粘稠度が保証される。さらに、複数のフォーミングモードが格納されている場合には、種々のフォーム粘稠度の調製または／および種々の異なる液体食品の使用から種々のパラメータを有する液体食品の使用がユーザにとって特に容易となる。従って、本願装置はユーザが所定のフォーミングモードを選択するための入力装置を含み、こうして、制御ユニットが本願装置を当該フォーミングモードに関して格納されているパラメータで制御するようにするのが好ましい。別法としてまたはさらに加えて、制御ユニットは、例えば、フォーミングされるべき液体食品の温度または／および脂肪含有量を測定するための少なくとも１つの検出器と接続されているのが好適である。検出器の測定データに応じ、制御ユニット内で、当該フォーミングモードまたは当該フォーミングモード群との対応付けが行われ、こうして、ユーザの調整操作を伴わずに、かつ例えば、液体食品の温度または／および脂肪含有量とは独立に、常に所望の粘稠度のフォームが調製されることになる。同じく、液体食品のパラメータ、例えば、温度、脂肪含有量または／および粘性がユーザによって操作装置を経て手動で入力されて、制御ユニットが当該フォーミングモードまたは当該フォーミングモード群を選択するのも本発明の範囲に含まれる。

パラメータとフォーミングモード群との対応付けに際し、当該モード群からの適用さるべきフォーミングモードの選択は好ましくはユーザにより操作装置によって行われる。

フォーミングモードのプリセットは好ましくは工場側で行われるが、ただし、ユーザが固有のフォーミングモードを記憶させるかまたは既存のフォーミングモードを修正することができるようにすることも本発明の範囲に含まれる。

制御ユニットによる空気流量の制御、特に本発明による装置における精密な制御によって、さらに、フォーミングプロセスの間に制御によってフォームの粘稠度を変化させることが可能である。それゆえ、例えば、粘稠度が連続的に変化するフォーム、とりわけフォームボイドの平均サイズが連続的に変化するフォームを調製することが可能でありかつ／または粘稠度の異なるフォーム層からなる層形態、とりわけフォームボイドの平均サイズが異なるフォーム層からなる層形態を自動的に調製することが可能である。

従って、少なくとも１つのフォーミングモードは切換え周波数または／およびデューティ比率に関する２つの異なった値を有しているのが好ましく、その際、それぞれの１組の値にはそれを適用するための継続時間が対応させられている。好ましくは、１つのフォーミングモードに関して、一定の切換え周波数がプリセットされ、かつ、所定の継続時間に応じて段階的または連続的に変化する複数のデューティ比率がプリセットされている。これにより、視覚的かつ味わいの点で好適なフォーム層形態をもつ飲料等の自動的調製が可能である。

好適には、制御ユニットはポンプと接続され、これら両者が連携して、ポンプの送出量が制御ユニットによって制御されるように構成されている。従って、これにより、所望の調製フォームに対して給気弁の正確な空気流量がプリセット可能であるだけでなく、さらに、液体食品の正確な供給、具体的には、変動する送出量の正確な供給もプリセットすることが可能である。

本願出願人の研究によれば、歯車ポンプの場合には特に高信頼度で送出量を制御することができるため、液体食品の送出に歯車ポンプを使用するのが好適であることが判明した。さらに、歯車ポンプは食品・空気混合物の均一な混合をもたらす。同じく、その他のポンプの使用も本発明の範囲に含まれ、特に、磁気ピストンポンプも本発明による装置に良好に使用可能であることが判明した。

従って、フォーミングモードは、好ましくはさらに、フォーミングプロセス全体に関する１つのフォーミング継続時間、特には、１つのフォーミング継続時間と少なくとも１つのポンプ送出能力とを含んでいる。

給気弁は好ましくは、給気弁の空気流量が電気制御信号によって制御されるように構成されている。
ポンプ下流の食品流路に配置された絞り弁はノズルまたは絞り弁として構成されていてよい。有利には、絞り弁は制御式絞り弁、特に制御式絞り弁として構成されて、制御ユニットによって、場合により絞り弁を貫流する液体食品のための少なくとも２つの流れ断面積をプリセットされている。

従って、これにより、冷たいフォーミングミルクの調製に際して、さらに制御ユニットによって、絞り弁の流れ断面積と共に、絞り弁の下流における食品・空気混合物の膨張挙動を適確に制御することが可能である。
従って、好ましくは、先に挙げた記憶デバイスに格納されたフォーミングモードはさらに絞り弁の開放状態または／および流れ断面積を含んでいる。

さらに別の好ましい実施形態において、本発明による装置はさらにフォーミングチャンバと蒸気供給管とを含んでいる。蒸気供給管は、場合によりさらに別の供給管を経て、フォーミングチャンバと流体流通可能に連結されている。さらに、絞り弁は液体食品流路の下流でフォーミングチャンバと流体流通可能に連結されている。

本発明による装置のこの好ましい実施形態は、場合によりホットまたは冷たいフォームを調製することができるという利点を有している。

冷たいフォームの調製には、フォーミングチャンバに蒸気は供給されず、調製は上述したようにして行われ、その際、冷たいフォームはフォーミングチャンバの下流に配置された注出口から注出される。ホットフォーミングミルクの調製には、従来の技術から知られている装置において公知のように、液体食品、空気および蒸気からなる混合物のフォーミングはフォーミングチャンバ内で行われ、続いて、蒸気の供給によって加熱されたフォームがフォーミングチャンバの下流に配置された注出口から注出される。この場合、空気の供給は好ましくは、上述したように、ポンプの吐き出し側において間欠給気弁を経て行われる。

本発明による装置のこの実施形態は、特にシンプルな、従って、低コストで堅牢な構造によって、場合により冷たいまたはホットフォームを調製し得るという利点を有している。特に、ホットフォームの調製には、フォーミングチャンバ内でのフォーミングが蒸気供給管を介した蒸気の供給によってそれ自体公知の方法で行われるために、従来すでに使用されているコンポーネントと制御パラメータを準用することができる。他方、冷たいフォームの調製に際しては、蒸気の供給は行われないが、それにもかかわらず、冷たいフォーミングミルクの注出もフォーミングチャンバを経て行われる。従って、特に、並行し配設される専用の管区間は不必要であり、そのため、簡易、低コストで、故障が発生しにくく、しかも従来以上に浄化しやすい構造が達成される。

とりわけ、さらに絞り弁を既述したように制御式に構成しかつ制御ユニットを次のように、すなわち、ホットフォーミングミルクの調製時には絞り弁は開放され、すなわち、貫流抵抗が生じないかまたは僅かな貫流抵抗が生ずるにすぎないようにし、他方、冷たいフォーミングミルクの調製時には絞り弁はそれに比較して縮小した断面を有するように、つまり、絞り弁下流で空気・食品混合物の膨張と、それによるフォーム形成が生ずべく断面を制御するように構成するのが好適である。

これにより、ホットフォーミングミルクの調製に際し、ポンプの負荷とポンプの所要エネルギー消費は絞り弁開による貫流抵抗の低下によって減少し、ホットフォーミングミルクの調製は好ましくはもっぱらまたは基本的にフォーミングチャンバ内でそれ自体公知の方法で行われるという利点が生ずる。他方、冷たいフォーミングミルクの調製に際しては、そのために最適な貫流抵抗が制御ユニットによる絞り弁の適切な制御によってプリセット可能である。

好ましくは、上述した好ましい実施形態は、フォーミングチャンバと蒸気供給管の他にさらに、第２の給気弁によって、場合により開閉可能な第２の空気供給管を含んでいる。第２の空気供給管は、場合によりさらに別の供給管を経て、フォーミングチャンバと流体流通可能に連結されている。第２の給気弁は制御ユニットと連携するように構成されており、これにより、制御ユニットによって第２の空気供給管を介した空気供給を場合によりプリセットすることが可能である。

従って、この好ましい実施形態において、空気は、場合によりポンプの吸込み側で給気弁を介してかつ／またはポンプの吐き出し側で第２の給気弁を介して供給されることができる。これは、特にホットフォーミングミルクの調製のために、公知の方法とパラメータとに依拠することができるという利点を有している。とりわけ、ホットフォーミングミルクの調製のために、それ自体公知の方法でフォーミングチャンバ内において、一方でミルク、他方で空気・蒸気混合物を使用することが可能である。

好ましくは、冷たいフォーミングミルクの調製は、もっぱらポンプの吸込み側に配置された空気供給管を経て空気が供給されることによって行われる。ホットフォーミングミルクの調製は、好ましくは、もっぱら第２の空気供給管を経てポンプの吐き出し側で空気が供給されることによって行われる。

好ましくは、第２の空気供給管は、ベンチュリ効果によって空気が吸込まれるように構成されている。特に、第２の空気供給管は好ましくは、蒸気流によって空気が吸込まれるようにして蒸気供給管と連結されている。

好ましくは、ホットまたは冷たいフォーミングミルクを調整するための本発明による装置の実施形態において、第２の給気弁または／および蒸気供給は制御ユニットによって制御可能である。加えてさらに好適な装置では、先に挙げた記憶デバイスに格納されたフォーミングモードはさらに、蒸気流入と第２の空気供給管を介した空気流入とに関するパラメータを含んでいる。

さらに、第２の給気弁は、第１の給気弁と同様に構成されているかまたはポンプの吸込み側に配置された給気弁の好適な実施形態と同様に構成されているのが有利であり、すなわち、第１の給気弁も第２の給気弁も共に間欠給気弁であるのが好適である。これにより、ホットフォームの調製時にも、冷たいフォームの調製時にも、間欠給気弁の使用による利点が実現される。同じく、第２の給気弁の制御を、ポンプの吸込み側に配置された給気弁または該給気弁の好適な実施形態の制御と同様に構成し、具体的には、スイッチング周波数とデューティ比率とをプリセットするのが好適である。

冷たいフォーミングミルクおよびホットフォーミングミルクを調製するための本発明による装置の構成において、好ましくは、これら２つのタイプのフォームの注出は同一の注出口から行われる。

蒸気生成のため、本願装置は好ましくは蒸気発生器を含んでいる。この場合にも、蒸気発生器は制御ユニットと接続されて、制御ユニットと連携するように構成されており、これにより、少なくとも蒸気供給の開始および終了時点が制御可能とすることがとりわけ好適である。特に、供給される蒸気量が制御ユニットによって制御可能とすることが好適である。これにより、液体食品の送出量、蒸気供給および空気供給に関するフォーム調製時のあらゆるパラメータがプリセット可能であり、従って、所望のフォーム品質は高度な再現性を有している。

この場合、好ましくは、フォーミングモードはさらに蒸気量または／および蒸気供給の継続時間も含んでいる。

好ましくは、蒸気供給管はフォーミングチャンバに直接合流している。

給気弁または／および第２の給気弁は好ましくは、給気弁の空気流量が電気制御信号によって制御されるように構成されている。

好ましくは、本発明による装置は、液体食品の収容／冷却用の冷却ルームを含んでいる。とりわけ、本発明による装置はそれ自体として公知のコーヒーメーカ、特に全自動コーヒーメーカに組み込まれているのが好適である。

同じく、本発明による装置をコーヒーメーカの併設機器として設けることも本発明の範囲に含まれる。この場合、本発明による装置はその制御ユニットをコーヒーメーカの制御ユニットと接続するための制御コネクタを含み、かつ、制御ユニットは、コーヒーメーカの制御信号に応じて当該制御信号に対応するフォーム調製が行われるように、形成されているのが好適である。従って、この場合、中央制御は、必要に応じ（すなわち、コーヒーメーカによって調製される飲料に応じ）、制御信号によってプリセットし得る粘稠度のフォームを要求するコーヒーメーカから出発して、行われる。好ましくは、フォームはコーヒーメーカの注出口を経て注出される。

本発明はさらに、液体食品、特にミルクをフォーミングするための請求項１４に記載の方法を含んでいる。この場合、吸込み側に液体食品用の貯蔵タンクと流体流通可能に連結された送出管を有するポンプによって液体食品が送出される。さらに、ポンプの吸込み側の液体食品流路に配置された空気供給管によって液体食品に空気が供給され、液体食品はポンプの下流側で絞り弁を貫流して供給される。重要なのは、空気供給管の間欠給気弁が、給気弁の平均空気流量を制御すべく制御ユニットによって、少なくとも１つの空気大流量モードと、空気大流量モードに比較して少ない流量である空気小流量モードまたは供給を遮断する空気供給停止モードあるいはその両方との間を反復切換えされる。

好ましくは、本発明による方法はその好適な実施態様も含めた本発明による装置によって実施される。

有利には、本発明による方法において、制御ユニットによる給気弁の制御に際し、開状態と実質的な閉状態との間での反復切換えが行われる。特に、制御ユニットによって開閉状態間のスイッチング周波数または／およびデューティ比率がプリセットされているのが好適である。

好ましくは、フォーミングプロセスの間、給気弁の空気流量は制御ユニットにプリセットされた工程マップに応じて変化させられる。この工程マップは、各制御パラメータの経時的な値群を含んでいる。

さらに、本発明による方法において、液体食品は絞り弁の下流でフォーミングチャンバ内に供給され、その際、ホットフォーミングミルクを調製するため、ポンプの吸込み側に配置された空気供給管または／およびポンプの吐き出し側に配置された第２の空気供給管によって空気が供給され、かつ、フォーミングチャンバに蒸気供給管によって蒸気が供給され、冷たいフォーミングミルクを調製するため、ポンプの吸込み側で空気供給管によって液体食品に空気が供給されて、液体食品は蒸気の供給なしにフォーミングチャンバを経て注出されるのが好適である。

この場合、特に、ホットフォーミングミルクを調製するため、絞り弁は開放され、冷たいフォーミングミルクを調製するため、絞り弁は絞り弁を貫流する液体食品のための流れ断面積が上記開状態に比較して縮小された絞り状態に設定されるのが好適である。

本発明による液体食品をフォーミングするための装置の一実施例を概略的に示す図である。

図１を参照して、以下に、本発明による装置ならびに本発明による方法のその他の有利な特徴ならびに好適な実施態様においてを説明する。

ミルク貯蔵タンク１から、歯車ポンプとして形成されたポンプ２により、送出管３を経てミルクが送出される。ポンプ２は液体食品供給管４を経てフォーミングチャンバ５に連結されている。

重要なのは、ポンプ２の吸込み側において空気供給管３ａを経て空気が送出管３内に供給可能であり、従って、液体食品に供給可能なことである。空気供給管３ａは、電磁弁として形成された、制御ユニット９によって制御可能な給気弁３ｂを有している。送出管３への空気供給管３ａの合流部は、送出管３内の液体食品の流れに起因するベンチュリ効果によって空気が同所に供給されるように構成されている。

ポンプ２の下流の食品供給管４には、同じく制御ユニット９によって制御可能な制御式絞り弁４ａが液体食品の流路に配置されている。

本願装置はさらに、蒸気供給管７を経てフォーミングチャンバ５に連結されている蒸気発生器６を有している。蒸気供給管７には、第２の空気供給管８が合流式に配置されており、この場合、双方の管の合流部は、蒸気の流れに起因するベンチュリ効果によって第２の空気供給管から空気が吸込まれて、フォーミングチャンバ５内に導かれるように構成されている。
さらに、第２の空気供給管は電磁弁として形成された第２の給気弁１０を有している。調製された生成フォームは注出口５ａを経て容器、例えば、カップ１１に注出される。

制御ユニット９はさらに、第２の給気弁１０、蒸気発生器６およびポンプ２と接続されているため、フォーミングプロセスに際して、液体食品の送出量と送出速度、蒸気量と蒸気流、空気供給管３ａならびに第２の空気供給管８の空気量と空気流ならびに食品供給管４の絞り弁４ａにおける流れの断面積は、それぞれ制御ユニット９によって制御可能である。

そのため、制御ユニット９は、上述したコンポーネントに関する当該パラメータを含んだ複数のフォーミングモードを格納した記憶デバイスを含んでいる。とりわけ、給気弁３ｂと第２の給気弁１０については、それぞれ少なくとも１つの切換え周波数ならびに少なくとも１つのデューティ比率がプリセットされている。

（図示しない）操作装置を経てユーザは所望の調製フォームを選択することができる。制御ユニット９は当該フォーミングモードの値に応じて個々のコンポーネントを制御する。

ユーザが例えば、冷たいフォーミングミルクを選択する場合には、蒸気発生器６は非動作化されると共に、第２の給気弁１０は閉じられるが、これに対して、給気弁３ｂと空気供給管３ａとを介した空気供給は所定の切換え周波数と所定のデューティ比率とで行われ、絞り弁４ａの流れの断面積は小さく設定される。従って、制御ユニット９によってポンプ２が駆動すると、一方で、ポンプの吸込み側においてベンチュリ効果によって、給気弁３ｂの所定のデューティ比率と所定の切換え周波数とによる、正確に定められた流速の空気供給が行なわれる。さらに、絞り弁４ａの流れの断面積の縮小により、絞り弁４ａの下流の食品供給管４の領域とフォーミングチャンバ５内とにおいて、ミルク・空気混合物の膨張が生ずる。冷たいフォーミングミルクは注出口５ａを経てカップ１１に注出される。

一方で、ユーザがホットフォーミングミルクを選択する場合には、制御ユニット９によって、給気弁３ｂは閉じられて、絞り弁４ａは開放されるため、食品供給管４に比較して流れの断面積の縮小は生じない。制御ユニット９はさらに、当該フォーミングモードの値に応じて、ポンプ２と蒸気発生器６とを駆動し、これらのコンポーネントを所定の値に応じて制御する。さらに、第２の給気弁１０は制御ユニット９によって、所定の切換え周波数と所定のデューティ比率とで制御されるため、制御ユニットによってプリセットされたパラメータによる平均空気流量が作り出される。

この場合、空気はベンチュリ効果によって吸込まれるが、その際、第２の空気供給管８は一方で蒸気供給管７と、他方で第２の給気弁１０と流体流通可能に連結されており、かつ、第２の給気弁１０は周囲大気に対して開放されることから、空気は周囲領域から吸込まれる。これによって、フォーミングチャンバ５内において、ミルク、蒸気および空気の混合が行われるため、供給された蒸気によって加熱されたフォームが調製される。ホットフォーミングミルクは注出口５ａを経てカップ１１に注出される。

制御ユニット９の記憶デバイスに格納されたさらに別のフォーミングモードにおいて、ポンプ、蒸気発生器および給気弁の制御のためにそれぞれ対をなす２組の値がプリセットされており、かつまた、それぞれの１組の値につき独立した継続時間が設定されている。ユーザがこのフォーミングモードを選択する場合には、先ず、第１の所定の継続時間にわたって、第１の対をなす値に基づく制御が、続いて、第２の所定の継続時間にわたって、第２の対をなす値に基づく制御が実施されるため、フォームタイプの異なる２層からなる調製フォームが実現する。

なお、給気弁３ｂは、周囲大気から空気を吸込むことができるように配置されている。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造に限定されるものではない。

Claims (19)

1. 吸込み側に液体食品用の貯蔵タンクと流体流通可能に連結される送出管（３）を有するポンプ（２）を備え、前記ポンプ（２）の吸込み側の液体食品流路に、液体食品に空気を供給することのできる空気供給管（３ａ）が配置され、前記ポンプ（２）の下流側の液体食品流路に、絞り弁（４ａ）が配置されている液体食品をフォーミングするための装置であって、
   制御ユニット（９）と、前記空気供給管（３ａ）と、前記制御ユニット（９）によって制御可能な給気弁（３ｂ）とを含み、
   前記給気弁（３ｂ）は、前記制御ユニット（９）によって、少なくとも空気大流量モードと、前記空気大流量モードに比較して空気流量が少ない空気小流量モードまたは空気供給停止モードあるいはその両方を設定可能な間欠給気弁（３ｂ）であり、
   前記制御ユニット（９）と前記給気弁（３ｂ）は、前記給気弁（３ｂ）の前記少なくとも２つのモード間の反復切換えによって前記給気弁（３ｂ）の平均空気流量が制御可能なように協働するように構成されていることを特徴とする装置。
2. 前記給気弁（３ｂ）は閉状態と開状態とを有し、
   前記制御ユニット（９）と前記給気弁（３ｂ）は、前記給気弁（３ｂ）の閉状態と開状態間の反復切換えによって前記給気弁（３ｂ）の平均空気流量が制御可能なように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記制御ユニット（９）と前記給気弁（３ｂ）は、前記給気弁（３ｂ）の前記少なくとも２つの状態間の切換えが行われる切換え周波数または前記少なくとも２つの状態間のデューティ比あるいはその両方の設定によって前記給気弁（３ｂ）の平均空気流量が制御可能なように協働するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 前記給気弁（３ｂ）と前記制御ユニット（９）は、前記制御ユニット（９）によって、切換え周波数が１Ｈｚ〜５０Ｈｚの範囲内で設定可能なように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記給気弁（３ｂ）と前記制御ユニット（９）は、前記制御ユニット（９）によって、前記給気弁（３ｂ）の開状態と閉状態間のデューティ比がＤＣ ２％〜ＤＣ ９０％の範囲内で設定可能なように構成されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記制御ユニット（９）は、少なくとも１つのフォーミングモードを格納するための記憶デバイスを含み、
   前記フォーミングモードは、切換え周波数またはデューティ比あるいはその両方を含んでいることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 少なくとも１つのフォーミングモードは、前記切換え周波数または前記デューティ比あるいはその両方に関する２つの異なった値を含み、
   前記それぞれの一組の値またはそれぞれの値には前記値を適用するための継続時間が対応付けられていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 前記フォーミングモードはさらに、前記全フォーミングプロセスに関するフォーミング継続時間を含むこと、または、
   前記フォーミングモードはさらに、フォーミング継続時間および少なくとも前記ポンプ（２）の送出能力を含むことを特徴とする請求項６または７に記載の装置。
9. 前記制御ユニットは前記ポンプ（２）と接続されて、これらは協働して、前記ポンプ（２）の送出量が前記制御ユニットによって制御可能なように構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記絞り弁（４ａ）は、制御式絞り弁（４ａ）として、かつ、前記制御ユニット（９）と、前記制御ユニット（９）によって、前記絞り弁（４ａ）を貫流する液体食品のための２つの異なった流れ断面積が設定可能なように協働するように形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
11. さらに、フォーミングチャンバ（５）と蒸気供給管（７）とを含み、
    前記蒸気供給管は、前記フォーミングチャンバ（５）と流体流通可能に連結され、
    前記絞り弁（４ａ）は前記液体食品流路の下流で前記フォーミングチャンバ（５）と流体流通可能に連結されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. さらに、第２の給気弁（１０）によって開閉可能な第２の空気供給管（８）を含み、
    前記第２の空気供給管は、前記フォーミングチャンバ（５）と流体流通可能に連結され、
    前記第２の給気弁（１０）は、前記制御ユニット（９）と、前記制御ユニット（９）によって前記第２の空気供給管（８）を介した空気供給が設定可能なように協働するように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 前記第２の給気弁（１０）は、前記制御ユニット（９）によって、少なくとも空気大流量モードと、前記空気大流量モードに比較して空気流量が少ない空気小流量モードまたは空気供給停止モードあるいはその両方を設定可能な間欠給気弁（３ｂ）であり、
    前記制御ユニット（９）と前記第２の給気弁（１０）は、前記第２の給気弁（１０）の前記少なくとも２つのモード間の反復切換えによって前記第２の給気弁（１０）の平均空気流量が制御可能なように協働するように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 吸込み側に液体食品用の貯蔵タンクと流体流通可能に連結された送出管（３）を有するポンプ（２）によって液体食品が送出され、
    前記ポンプ（２）の吸込み側の液体食品流路に配置された空気供給管（３ａ）によって、前記液体食品に空気が供給され、
    前記液体食品は、前記ポンプ（２）の下流側の絞り弁（４ａ）を通って供給される液体食品をフォーミングするための方法であって、
    前記空気供給管（３ａ）の間欠給気弁（３ｂ）は、制御ユニット（９）によって、
    前記給気弁（３ｂ）の平均空気流量を制御するために、少なくとも空気大流量モードと、前記空気大流量モードに比較して少ない空気量を供給する空気小流量モードまたは空気供給停止モードあるいはその両モード間を反復切換えされることを特徴とする方法。
15. 前記制御ユニット（９）による前記給気弁（３ｂ）の開状態と閉状態間の反復切換え制御のために、
    前記制御ユニット（９）によって開状態と閉状態間の切換え周波数またはデューティ比あるいはその両方が設定されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. フォーミングプロセスの間、前記給気弁（３ｂ）の空気流量は、前記制御ユニット（９）に設定された工程マップに応じて変化させられることを特徴とする請求項１４または１５に記載の方法。
17. 前記液体食品は前記絞り弁（４ａ）の下流でフォーミングチャンバ（５）内に案内され、
    熱いフォーミングミルクを調製するため、フォーミングチャンバ（５）に少なくとも蒸気供給管（７）によって蒸気が供給され、また、
    冷たいフォーミングミルクを調製するため、前記ポンプ（２）の吸込み側で前記空気供給管（３ａ）によって前記液体食品に空気が供給され、前記液体食品は蒸気の供給なしに前記フォーミングチャンバ（５）を介して注出されることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 熱いフォーミングミルクを調製するため、前記ポンプの吐き出し側で第２の空気供給管によって前記フォーミングチャンバ（５）に空気が供給されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 熱いフォーミングミルクを調製するため、前記絞り弁（４ａ）は開放され、
    冷たいフォーミングミルクを調製するため、前記絞り弁（４ａ）は前記絞り弁（４ａ）を貫流する前記液体食品のための流れ断面積が前記開状態に比較して縮小された絞り状態に設定されることを特徴とする請求項１７または１８に記載の方法。

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