NL2000750C2 - Inrichting en werkwijze voor het koelen van dranken. - Google Patents

Description

Inrichting en werkwijze voor het koelen van dranken

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het koelen van dranken, in het bijzonder milkshakes. De uitvinding heeft tevens betrekking op een verkoopautomaat 5 voorzien van ten minste één dergelijke inrichting. De uitvinding heeft vervolgens betrekking op een werkwijze voor het koelen van drank door gebruikmaking van een inrichting overeenkomstig de uitvinding.

Het machinaal bereiden van milkshakes geschiedt doorgaans door een water 10 omvattende basissubstantie aan te brengen in een vriescilinder. Een nabij de wand van de vriescilinder gepositioneerde fractie van de basissubstantie zal daarbij (deels) bevriezen. Door de bevroren fractie van de wand van de vriescilinder te schrapen, te vermalen, en vervolgens te vermengen met de onbevroren fractie van de basissubstantie kan de eigenlijke gekoelde milkshake worden verkregen. Doorgaans zal de milkshake 15 tevens worden belucht om de milkshake een luchtiger karakter te kunnen verschaffen.

Alhoewel deze werkwijze in de markt op grote schaal bedrijfsmatig wordt toegepast, heeft deze werkwijze voor het bereiden, en in het bijzonder afkoelen, van milkshakes meerdere nadelen. Een belangrijk nadeel van de bekende werkwijze is dat relatief veel bewegende componenten, zoals een schraper en breekmiddelen voor het vermalen van 20 de bevroren fractie, benodigd zijn om de milkshake te kunnen bereiden, hetgeen de bereidingswijze relatief omslachtig maakt. Bovendien is de voor toepassing van de bekende bereidingswijze benodigde apparatuur, voorzien van de schraper en de breekmiddelen, relatief complex en relatief onderhoudsgevoelig, en derhalve relatief duur.

25

De uitvinding heeft als doel het verschaffen van een relatief eenvoudige inrichting voor het koelen van milkshakes of andere dranken.

De uitvinding verschaft daartoe een inrichting van het in aanhef genoemde type, 30 omvattende: ten minste één drankvoorraadhouder voor een water omvattende drank, ten minste één koelmediumvoorraadhouder voor het houden van ten minste één koelmedium, met de drankvoorraadhouder en de koelmediumvoorraadhouder gekoppelde doseermiddelen ingericht voor het doseren van een hoeveelheid drank alsmede een hoeveelheid benodigd koelmedium voor het koelen van de gedoseerde 2 hoeveelheid drank, ten minste één mengkamer voor het verzamelen van de door de doseermiddelen gedoseerde hoeveelheid drank respectievelijk gedoseerde hoeveelheid koelmedium, en ten minste één roerelement voor het onderling vermengen van zich in de mengkamer bevindende drank en zich in de mengkamer bevindend koelmedium, 5 waarbij het koelmedium in de mengkamer een faseverandering naar de gasvormige toestand en/of een adiabatische expansie ondergaat onder afkoeling van de drank. Door een relatief koud (consumeerbaar) koelmedium fysiek te vermengen met de relatief warme drank kan een effectieve afkoeling van de drank worden gerealiseerd. Bovendien kan doordat een cryogeen koelmedium wordt toegepast, dat is ingericht voor het koelen 10 van de drank door het ondergaan van een fasenverandering naar de gasvormige toestand en/of door het ondergaan van een adiabatische expansie, een instantane en substantiële afkoeling van de drank worden bereikt, waarbij kristalvorming in de drank zal, of althans kan optreden. Deze kristalvorming, doorgaans (slechts) gevormd door een van de drank deel uitmakende ijsfractie, draagt bij aan een verbeterde smaaksensatie tijdens 15 het consumeren van de deels bevroren drank. Doordat de inrichting niet behoeft te zijn voorzien van bewegende componenten, kan de inrichting constructief relatief eenvoudig en goedkoop worden uitgevoerd. Bovendien is hierdoor de verwachting dat de relatief passieve inrichting relatief energiezuinig en geluidsarm kan functioneren. Naast milkshakes kunnen tevens andere dranken effectief worden gekoeld met behulp van de 20 inrichting overeenkomstig de uitvinding. Voorbeelden van andersoortige dranken zijn alcoholische (mix)dranken, ijsdranken, in het bijzonder slush puppies, fruitdranken, in het bijzonder smoothies, frisdranken, yoghurt, kwark, soepen, en water. Het is echter tevens mogelijk om softijs te koelen met behulp van de inrichting overeenkomstig de uitvinding, daar softijs (dik)vloeibaar is en derhalve geschikt is om te worden verplaatst, 25 in het bijzonder te worden verpompt, door transportmiddelen, zoals bijvoorbeeld een pomp. Derhalve wordt softijs tevens beschouwd als een drank in de context van dit octrooischrift. Tevens is het denkbaar om andersoortige dranken te koelen met behulp van de inrichting overeenkomstig de uitvinding zolang de (ten minste gedeeltelijk vloeibare) drank mechanisch transporteerbaar, en in het bijzonder verpompbaar is. Het 30 roerelement is ingericht voor het in bewegen brengen en houden van de drank tijdens het vermengen van de drank met het cryogene koelmedium, teneinde instantane bevriezing van de waterige drank en daarmee vorming van een ijsklomp te kunnen voorkomen. In een voorkeursuitvoering is de koelmediumvoorraadhouder ingericht voor het houden van een cryogeen koelmedium waarvan het kookpunt lager is dan het 3 vriespunt van de drank, hetgeen bij een cryogeen koelmedium doorgaans het geval zal zijn. Door een koelmedium toe te passen waarvan het kookpunt lager is dan het vriespunt van de drank, zal het koelmedium onderhevig zijn aan een faseovergang van de niet-gasvormige toestand, id est een vloeibare toestand of vaste toestand, naar een 5 gasvormige toestand. De warmte die benodigd is voor het opwarmen en verdampen respectievelijk sublimeren van het koelmedium zal worden onttrokken aan de af te koelen drank. Doordat het initieel vloeibare dan wel vaste koelmedium zal verdampen respectievelijk sublimeren zullen kleine gasbellen ontstaan in de drank, waardoor de drank belucht zal worden. Afhankelijk van de aard van de drank, en in het bijzonder de 10 viscositeit van de drank, zullen de gasbellen relatief stabiel en duurzaam blijven opgesloten in de drank dan wel relatief snel en eenvoudig kunnen ontsnappen uit de drank. Het is tevens denkbaar om de drank te koelen door een gecomprimeerd gasvormig koelmedium, bijvoorbeeld lucht, in de drank adiabatisch te laten expanderen. Door deze volumetoename zal de temperatuur van het koelmedium, en daarmee de 15 drank afnemen, waardoor de drank wordt gekoeld. Het koelen en beluchten van de drank met behulp van de inrichting overeenkomstig de uitvinding draagt doorgaans tevens bij aan een verbeterde smaaksensatie tijdens het consumeren van de drank. Tijdens de bekende bereiding van milkshakes worden de milkshakes doorgaans tevens belucht om de smaaksensatie ervan te kunnen verbeteren, waarbij de beluchting passief 20 (door het kloppen van lucht in de milkshake) en/of actief (door het inspuiten van lucht in de milkshake) kan geschieden.

In een voorkeursuitvoering omvat de inrichting meerdere koelmediumvoorraadhouders die onderling in serie met elkaar zijn verbonden. Het toepassen van de meerdere serieel 25 geschakelde koelmediumvoorraadhouders is vanuit praktisch oogpunt veelal voordelig. Daarbij kan bijvoorbeeld een relatief volumineuze, zware eerste (hoofd)voorraadhouder, die bijvoorbeeld wordt gevormd door een gasfles, welke eerste (hoofd)voorraadhouder kan zijn gekoppeld met een relatief compacte tweede (neven)voorraadhouder. Daar de eerste (hoofd)voorraadhouder doorgaans relatief volumineus (bijvoorbeeld 40 liter) en 30 zwaar is uitgevoerd, wordt deze bij voorkeur onderin de inrichting gepositioneerd. De tweede (neven)voorraadhouder fungeert als buffervat met een beperkt volume van doorgaans enkele liters, en kan derhalve relatief eenvoudig hoger in de inrichting worden geplaatst. Het buffervat is daarbij ingericht voor aansluiting op de mengkamer.

4

Het buffervat omvat bij voorkeur een vlotter voor het afhankelijk van het koelmediumniveau in het buffervat kunnen afsluiten van het buffervat van de eerste koelmediumvoorraadhouder. Op deze wijze kan het niveau van het koelmedium in het buffervat in hoofdzaak constant worden gehouden, waardoor de hydrostatische druk in 5 het buffervat in hoofdzaak constant kan worden gehouden, hetgeen het doseren van de hoeveelheid aan de mengkamer toe te dienen koelmedium aanzienlijk facilieert. Op deze wijze kan het koelen van een drank op relatief beheerste wijze worden gerealiseerd. In plaats van het met behulp van een vlotter afhankelijk van het koelmediumniveau afsluiten van het buffervat, kan dit tevens op andere wijze worden 10 gerealiseerd. Daarbij zal het koelmediumniveau dienen te worden gedetecteerd en afhankelijk daarvan een afsluiter pneumatisch, hydraulisch of elektromechanisch dienen te worden geschakeld.

Door het koelmedium doorgaans bewust in vloeibare (of vaste) toestand te houden door 15 het koelmedium onder bovenatmosferische druk te bewaren in de koelmediumvoorraadhouder(s) kan op relatief eenvoudig wijze een faseverandering van het koelmedium in de mengkamer (alwaar doorgaans een atmosferische druk heerst) worden bewerkstelligd, waardoor een afkoeling van de drank kan worden gerealiseerd. Het onder druk in de vloeibare of vaste toestand houden van het cryogene koelmedium 20 is doorgaans tevens voordelig om relatief grote hoeveelheden koelmedium bij een relatief lage temperatuur te kunnen bewaren. De als drukvat fungerende koelmediumvoorraadhouder is bij voorkeur zijn ingericht voor het houden van een vloeibaar koelmedium, bij nadere voorkeur stikstof, bij een verhoogde druk van bijvoorbeeld 1 bar boven atmosferische druk. Naast stikstof is het tevens denkbaar om 25 (vloeibare) lucht, (vast) koolstofdioxide en (vloeibaar) helium toe te passen. Tevens zouden andersoortige koelmedia denkbaar kunnen worden toegepast, echter doorgaans op voorwaarde dat het koelmedium geschikt is om door een consument te worden geconsumeerd. Het is tevens denkbaar dat de koelmediumvoorraadhouder is ingericht voor het bij atmosferische druk houden van het koelmedium. Bij voorkeur wordt 30 evenwel een vloeibaar of gasvormig (en daarmee geen vast) koelmedium toègepast, daar de vloeibare en gasvormige koelmedia relatief eenvoudig transporteerbaar zijn, hetgeen de handling van de koelmedia en daarmee het koelproces als zodanig aanzienlijk facilieert. Het is evenwel denkbaar dat de drank wordt gekoeld door een eerste (vloeibaar of gasvormig) koelmedium en gelijktijdig tevens door een tweede 5 (vast, vloeibaar of gasvormig) koelmedium, hetgeen vanuit praktisch en/of esthetisch oogpunt interessant kan zijn. Teneinde het koelmedium onder druk te houden is het veelal voordelig om ten minste één koelmediumvoorraadhouder in hoofdzaak thermisch geïsoleerd uit te voeren. Daarbij is het voordelig ingeval de koelmediumvoorraadhouder 5 een dubbelwandige mantel omvat waarin vacuüm, of althans een onderdruk, is aangebracht. Ingeval meerdere koelmediumvoorraadhouders worden toegepast is het voordelig om alle koelmediumvoorraadhouders thermisch geïsoleerd uit te voeren, teneinde vroegtijdige opwarming van het koelmedium zo veel mogelijk te kunnen tegengaan. Bij voorkeur sluit de koelmediumvoorraadhouder onder tussenkomst van 10 een geïsoleerde leiding aan op de mengkamer, teneinde de energetische efficiency van de inrichting overeenkomstig de uitvinding te kunnen optimaliseren.

Doorgaans zullen de doseermiddelen ten minste één met de drankvoorraadhouder verbonden spuitmond, alsmede ten minste één met de koelmediumvoorraadhouder 15 verbonden spuitmond omvatten. De vormgeving, dimensionering en positionering van de spuitmonden kan daarbij zeer divers zijn. Echter, in een bijzondere voorkeursuitvoering is de positionering van de spuitmonden ten opzichte van de mengkamer zodanig dat zowel de drank alsook het koelmedium in de mengkamer kunnen vallen onder invloed van de zwaartekracht. Dit maakt het mogelijk om een 20 drinkbeker als mengkamer toe te passen, waardoor de koeling van de drank de facto pas in de drinkbeker plaatsvindt, en niet reeds op voorhand. Het roeren van de drank zal daarbij tevens in de drinkbeker geschieden. Op deze wijze zal een consument altijd een vers gekoelde drank kunnen worden verschaft. De drinkbeker wordt tijdens het vullen met de drank en (successievelijk) het koelmedium bij voorkeur losneembaar 25 opgenomen in een ten minste gedeeltelijk thermisch geïsoleerde bekerhouder.

In een voorkeursuitvoering omvat de inrichting een besturingseenheid die althans is ingericht voor het achtereenvolgens toedienen van de drank en het koelmedium aan de mengkamer. Bij nadere voorkeur is de besturingseenheid tevens ingericht voor het 30 aansturen van het roerelement, zodanig dat het roerelement wordt geactiveerd alvorens het koelmedium wordt toegediend aan de drank. Door het tijdens het roeren van de drank toedienen van het koelmedium kan een optimale dispersie van het koelmedium in de drank, en daarmee een optimale koeling van de drank worden bewerkstelligd.

Ingeval de mengkamer wordt gevormd door een drinkbeker zal door het roeren van de 6 drank een komvormige vloeistofspiegel ontstaan, waarin het koelmedium vervolgens zal worden aangebracht. De komvormige vloeistofspiegel versnelt verspreiding van het koelmedium door de drank, en gaat contact van het koelmedium met een wand van de mengkamer (drinkbeker) tegen. De optimale roersnelheid (rotatiesnelheid) van het 5 roerelement hangt af van meerdere factoren, waaronder de vormgeving en dimensionering van de bekerhouder en het roerelement, alsook de viscositeit van de drank.

In een voorkeursuitvoering omvat de koelmediumvoorraadhouder koelmiddelen voor 10 het actief koelen van het koelmedium, hetgeen in het bijzonder voordelig kan zijn ingeval bijvoorbeeld alcohol als koelmedium wordt toegepast. Op deze wijze kan het koelmedium opwarming van het koelmedium in de koelmediumvoorraadhouder worden tegengegaan, waardoor een voldoende lage temperatuur van het koelmedium voor het koelen van de drank gewaarborgd kan blijven. Ingeval (vloeibare) stikstof als 15 koelmedium wordt toegepast, dan zal het doorgaans niet noodzakelijk, en technisch veelal niet mogelijk zijn, om actieve koelmiddelen toe te passen voor het actief koelen van het (vloeibare) stikstof.

De inrichting omvat bij voorkeur doseermiddelen voor het gedoseerd toevoeren van het 20 koelmedium aan de mengkamer. De doseermiddelen kunnen daarbij bijvoorbeeld een afsluiter omvatten. De doseermiddelen kunnen tevens reguleerbaar zijn uitgevoerd, waardoor de hoeveelheid koelmedium dat per tijdseenheid aan de mengkamer wordt toegevoerd kan worden gereguleerd. Voordeel hiervan is dat de eindtemperatuur van de (afgekoelde) drank relatief eenvoudig kan worden gemanipuleerd. Veelal zullen de 25 doseermiddelen op hydraulische, pneumatische en/of elektrische wijze worden bediend. In een bijzondere voorkeursuitvoering laten de doseermiddelen een zodanige toevoer van het koelmedium toelaten dat de eindtemperatuur van de in de mengkamer gekoelde drank kleiner is dan of gelijk is aan het vriespunt van de drank. Door de drank terug te koelen naar een temperatuur (juist) kleiner dan of gelijk aan het vriespunt van de drank 30 kan de vorming van een kristalfractie, in het bijzonder een ijsfractie, in de drank worden gerealiseerd, hetgeen de smaaksensatie verbetert tijdens het consumeren van de drank. Overigens zij opgemerkt dat de drank doorgaans een mengsel zal zijn dat als zodanig doorgaans geen concreet vriespunt zal hebben maar eerder een vriestraject. In deze context wordt derhalve onder vriespunt tevens een vriestraject verstaan.

7

In een voorkeursuitvoering omvat de inrichting dispergeermiddelen voor het gedispergeerd toevoeren van het koelmedium aan de mengkamer, teneinde een vooraf gedefinieerd, en bij nadere voorkeur een in hoofdzaak homogene vermenging van het 5 koelmedium met de drank te kunnen realiseren. Het op gedispergeerde (diffuse) wijze toevoeren van het koelmedium aan de mengkamer kan op diverse wijzen worden bewerkstelligd, zoals bijvoorbeeld met behulp van een venturi-difïusor en/of een vemevelzeef. Ingeval een vast koelmedium, zoals bijvoorbeeld droogijs (vast koolstofdioxide) wordt toegepast als koelmedium kan het droogijs op verpulverde wijze 10 worden toegediend aan de te koelen drank. Het is tevens mogelijk om droogij stab letten toe te dienen aan de drank.

Doorgaans zullen de drank en eventueel één of meerdere aan de drank toe te voegen additieven, waaronder bijvoorbeeld een kleurstof of een aroma, middels 15 transportmiddelen vanuit de drankvoorraadhouder (en eventueel additiefVoorraadhouder(s)) naar de mengkamer worden getransporteerd. Ingeval de mengkamer niet wordt gevormd door een drinkbeker, maar eerder een tussenkamer alvorens de gekoelde drank door de inrichting de facto wordt afgegeven, is het voordelig ingeval de transportmiddelen zijn ingericht voor het transporteren van de 20 drank van een toevoerzijde naar een afVoerzijde van de mengkamer. Na toediening van het koelmedium zal het koelmedium met de stroom mee worden getransporteerd. In plaats van het genereren van een propstroom is het tevens denkbaar dat de transportmiddelen slechts zijn ingericht voor het toedienen van drank (en eventuele additieven) aan de mengkamer, waarna het roerelement de massa in beweging houdt.

25

Bij voorkeur omvatten de transportmiddelen ten minste één pomp, teneinde de drank te kunnen verpompen door de mengkamer heen. In een alternatieve voorkeursuitvoering is het tevens denkbaar dat de inrichting drukgenererende middelen omvat voor het uitoefenen van een druk op de zich in de drankvoorraadhouder bevindende drank, 30 waardoor de drank uit de drankvoorraadhouder in de richting van de mengkamer kan worden geperst. De drukgenererende middelen kunnen daarbij pneumatisch, hydraulisch en/of mechanisch van aard zijn. De drukgenererende middelen kunnen daarbij direct aangrijpen op de drank. Echter, veelal zal de drankvoorraadhouder een zak omvatten, waarin de drank is opgenomen, waarbij de drukgenererende middelen 8 direct aangrijpen op de zak, en daarmee aldus indirect op de drank. Veelal zal de zak daarbij zijn omgeven door een behuizing, waardoor de drankvoorraadhouder is ingericht als een zogenaamde ‘bag-in-box’.

5 Ingeval de mengkamer niet wordt gevormd door een drinkbeker is de mengkamer bij voorkeur ten minste gedeeltelijk, en bij nadere voorkeur in hoofdzaak buisvormig vormgegeven, waarbij de drank via een eerste (toevoerjzijde van de buisvormige mengkamer in de mengkamer kan worden geleid en via een overliggende tweede (afVoerjzijde van de mengkamer uit de mengkamer kan worden geleid. Ingeval de zich 10 in de buisvormige mengkamer bevindende drank in theorie zou worden beschouwd als een samenstel van drankpakketjes, dan zullen alle drankpakketjes in een ideale situatie een zelfde (uniforme) verblijftijd hebben in de mengkamer, hetgeen tevens wordt aangeduid als een propstroom. Alhoewel deze ideale situatie in de praktijk doorgaans niet haalbaar zal zijn, zal veelal echter evenwel worden gestreefd naar deze situatie, 15 teneinde het proces van het afkoelen van de drank zo optimaal mogelijk te kunnen beheersen. Daarbij zal het doorgaans noodzakelijk zijn om alle vloeistofpakketjes met eenzelfde snelheid te verplaatsen in de mengkamer. In plaats van een pomp kan bij een buisvormige mengkamer tevens een in de mengkamer onder klempassing opgenomen plunjer worden toegepast voor het transporteren van de drank door de mengkamer, 20 waarbij de plunjer bij voorkeur met een in hoofdzaak constante snelheid door de mengkamer heen wordt bewogen. Alhoewel doorgaans een separate mengkamer zal worden toegepast, is het tevens denkbaar dat de mengkamer en de drankvoorraadhouder onderling ten minste gedeeltelijk zijn geïntegreerd, of zelfs worden gevormd door één en dezelfde component, waarbij de drankvoorraadhouder de facto tevens is ingericht om 25 als mengkamer te functioneren.

In een andere voorkeursuitvoering omvat de inrichting een in hoofdzaak gesloten behuizing waarin althans de drankvoorraadhouder, de koelmediumvoorraadhouder, en eventueel de mengkamer zijn opgenomen. Door de voorraadhouders en de mengkamer 30 te laten omkasten door de behuizing kan relatief eenvoudig een in hoofdzaak constant microklimaat worden gecreëerd rondom deze componenten. Dit microklimaat zal doorgaans relatief koel zijn, bijvoorbeeld ca. 4°C, teneinde de drank enerzijds relatief duurzaam te kunnen conserveren, en teneinde anderzijds de fysische eigenschappen van de drank relatief constant te kunnen houden, waardoor de werkwijze voor het met 9 behulp van de inrichting overeenkomstig de uitvinding laten afkoelen van een drank relatief goed beheersbaar is. De behuizing kan worden gekoeld middels een separaat koelsysteem, doch het is doorgaans tevens mogelijk de behuizing te koelen door verdamping of sublimatie van het (initieel) in de koelmediumvoorraadhouder 5 opgenomen koelmedium. De voor deze verdamping of sublimatie benodigde latente warmte kan worden onttrokken aan het de koelmedium voorraadhouder omgevende microklimaat, waardoor het microklimaat kan worden gekoeld.

Het kan voordelig zijn ingeval de inrichting ten minste één additiefvoorraadhouder voor 10 een additief omvat, welke additiefvoorraadhouder is ingericht om aan te sluiten op de mengkamer. Op deze wijze is het mogelijk om relatief eenvoudig een (basis)drank te verrijken met één of meerdere additieven. De additieven kunnen eventueel tevens na en/of juist vóór afkoeling van de drank in de mengkamer aan de drank worden toegevoegd. Voorbeelden van mogelijke additieven zijn kleurstoffen, smaakstoffen, 15 geurstoffen, verdikkingsmiddelen, conserveringsmiddelen, et cetera. Het ten minste ene additief wordt bij voorkeur door toepassing van drukgenererende middelen, zoals in het voorgaande reeds zijn besproken, vanuit de derde voorraadhouder toegevoerd aan de drank.

20 Ingeval de mengkamer niet wordt gevormd door een drinkbeker kan de drank, na afkoeling van de drank in de mengkamer,uit de mengkamer worden verwijderd, bijvoorbeeld middels gieten door kanteling van de mengkamer. Echter, bij voorkeur omvat de inrichting afgiftemiddelen voor afgifte van de gekoelde drank. De afgiftemiddelen omvatten daarbij bij voorkeur een afsluitbare kraan.

25

De uitvinding heeft tevens betrekking op een buffervat ten gebruike in een inrichting overeenkomstig de uitvinding. Het buffervat is ingericht voor tijdelijke opslag van het koelmedium. Het buffervat is doorgaans is serie geschakeld met een eerste koelmediumvoorraadhouder voor het bevoorraden van het buffervat. Aan een 30 afvoerzijde is het buffervat, al dan niet onder tussenkomst van een leiding, doorgaans ingericht voor toediening van het koelmedium aan de mengkamer. Bij voorkeur is het buffervat voorzien van een vlotter, teneinde de verbinding tussen het buffervat en de eerste koelmediumvoorraadhouder te kunnen onderbreken bij het bereiken van een bepaald koelmediumniveau in het buffervat. Op deze wijze kan de hydrostatische druk 10 in het buffervat in hoofdzaak constant worden gehouden, hetgeen bijzonder voordelig is voor het kunnen doseren van het koelmedium. Het buffervat is bij voorkeur dubbelwandig uitgevoerd, waarbij een vacuüm of althans een onderdruk is aangebracht in de dubbelwandige mantel, teneinde het buffervat op efficiënte wijze te kunnen 5 isoleren.

De uitvinding heeft daarnaast betrekking op een verkoopautomaat of afgifte-automaat (‘dispensing automaat’) voorzien van ten minste één inrichting overeenkomstig de uitvinding. Bij voorkeur zijn de afgiftemiddelen voorzien van een opneemruimte voor 10 opname van ten minste één drankhouder (beker). Verdere voordelen en uitvoeringsvarianten van de inrichting overeenkomstig de uitvinding zijn in het bovengaande reeds uitvoerig beschreven.

De uitvinding heeft vervolgens betrekking op een werkwijze voor het koelen van 15 dranken, in het bijzonder doch niet noodzakelijkerwijs met behulp van een inrichting overeenkomstig de uitvinding, omvattende de stappen: A) het aan een mengkamer toedienen van een af te koelen drank, B) het in beweging brengen van de aan de mengkamer toegediende drank, C) het aan de mengkamer toedienen van een koelmedium, en D) en het het koelmedium laten ondergaan van een faseverandering 20 naar de gasvormige toestand en/of een adiabatische expansie onder afkoeling van de drank. Voordelen van deze werkwijze zijn reeds in het voorgaande uitvoerig beschreven. De voor de faseovergang benodigde latente warmte kan worden onttrokken aan de drank onder afkoeling van de drank. Het overgaan in de gasvormige toestand is vanuit energetisch oogpunt veelal gunstig voor het koelen van de drank, doch op deze 25 wijze kan de drank tevens op relatief eenvoudig wijze efficiënt worden belucht, hetgeen de smaaksensatie veelal ten goede zal komen, met in het geval een milkshake, softijs, een slush puppie, een smoothie, worden bereid of althans worden afgekoeld door toepassing van de werkwijze overeenkomstig de uitvinding.

30 In een voorkeursuitvoering wordt tijdens stap C) zodanig veel koelmedium aan de mengkamer toegevoerd dat de eindtemperatuur van de afgekoelde drank lager is dan of gelijk is aan het vriespunt (of vriestraject) van de drank. Door de eindtemperatuur van de drank lager te laten uitkomen dan het vriespunt van de drank zal doorgaans een 11 kristal fractie, in het bijzonder een ijsfractie, ontstaan in de drank, hetgeen de smaaksensatie doorgaans ten goede komt.

Bij voorkeur wordt het tijdens stap C) toegevoerde koelmedium tijdens stap D) in 5 hoofdzaak homogeen vermengd met de zich in de mengkamer verplaatsende drank, waardoor enerzijds een in hoofdzaak homogene afkoeling van de drank kan worden gerealiseerd, en waardoor anderzijds ijsklompvorming in de drank kan worden voorkomen, of althans kan worden tegengegaan.

10 In een voorkeursuitvoering wordt de aan de mengkamer toegediende drank tijdens stap B) zodanig in beweging gebracht dat contact van het tijdens stap C) toegediende koelmedium met een wand van de mengkamer in eerste instantie wordt tegengegaan. Afkoeling van de wand van de mengkamer als gevolg van direct contact tussen het koelmedium en de wand van de mengkamer zal veelal een verlies van koelcapaciteit 15 van het koelmedium met zich meebrengen. Het is derhalve voordelig om direct contact tussen een kou verwekkend (cryogeen) koelmedium en de wand van de mengkamer zoveel mogelijk tegen te gaan, en om het relatief koude koelmedium slechts direct contact te laten maken met de te koelen drank in eerste instantie. Na enige momenten zal het koelmedium opwarmen en zich vermengen met de drank en eventueel alsnog in 20 komen met de wand van de mengkamer. Echter, op dat moment is het koelmedium reeds opgewarmd tot de temperatuur van de gekoelde drank, waardoor de koelende werking van het koelmedium niet langer meer aanwezig is.

De uitvinding zal worden verduidelijkt aan de hand van in navolgende figuren 25 weergegeven niet-limitatief uitvoeringsvoorbeeld. Hierin tonen: figuur 1 een schematisch aanzicht op een verkoopautomaat voorzien van een inrichting overeenkomstig de uitvinding, en figuur 2 een schematisch aanzicht op een verkoopautomaat voorzien van een andere inrichting overeenkomstig de uitvinding.

30

Figuur 1 toont een schematisch aanzicht op een verkoopautomaat 1 voorzien van een inrichting 2 voor het koelen van dranken. De inrichting 2 omvat een eerste voorraadhouder 3 waarin een water omvattende drank (A), in het bijzonder een milkshakemengsel, is opgenomen en een tweede voorraadhouder 4 waarin onder druk 12 vloeibare stikstof (B) wordt gehouden. De eerste voorraadhouder 3 is middels een eerste toevoerleiding 5 verbonden met een mengkamer 6, onderwijl de tweede voorraadhouder 4 middels een tweede toevoerleiding 7 is verbonden met de mengkamer. Zowel de eerste toevoerleiding 5 alsook de tweede toevoerleiding zijn voorzien van een afsluiter 5 8,9 voor het gedoseerd kunnen toevoeren van drank respectievelijk vloeibare stikstof aan de mengkamer 6. Het aan de mengkamer 6 toevoeren van de drank geschiedt middels het met behulp van een pomp 10 verpompen van de drank van de eerste voorraadhouder 3 naar de mengkamer 6. Het aan de mengkamer 6 toevoeren van vloeibare stikstof geschiedt op basis van gravitatie en/of door toepassing van een 10 stijgbuis en als gevolg van een in de tweede voorraadhouder 4 opgebouwde gasdruk, in het bijzonder stikstofdruk. De vloeibare stikstof wordt in dit uitvoeringsvoorbeeld in de tweede voorraadhouder 4 bewaard onder een druk van circa 2 bar. Teneinde de stikstof tot aan de mengkamer 6 relatief eenvoudig vloeibaar te kunnen houden zijn zowel de tweede voorraadhouder 4 alsook de tweede toevoerleiding 7 geïsoleerd uitgevoerd. In 15 de mengkamer 6 worden de drank en de vloeibare stikstof met elkaar vermengd, waardoor de vloeibare stikstof zal opwarmen en zal verdampen tot gasvormig, waarbij warmte wordt onttrokken aan de drank. Op deze wijze kan de drank, in het bijzonder de milkshake, relatief efficiënt gelijktijdig worden gekoeld en worden belucht. Bovendien zal de drank, in het bijzonder de milkshake, tijdens vermenging zodanig afkoelen dat 20 zich een ijsfractie zal vormen in de drank, hetgeen - temeer in combinatie met de gelijktijdige beluchting van de drank - de smaaksensatie van de drank, in het bijzonder de milkshake, aanzienlijk zal verbeteren. In dit uitvoeringsvoorbeeld wordt de uiteindelijk af te geven drank teruggekoeld naar een temperatuur van circa -2°C. Tijdens het vermengen van de drank met de stikstof zal de drank continu met behulp van de 25 pomp 10 worden getransporteerd door de mengkamer 6 heen, teneinde bevriezing van de drank in de mengkamer 6 te kunnen voorkomen. Na het doorlopen van de buisvormige mengkamer 6 kan de afgekoelde en beluchte drank via een afvoerleiding 11 worden afgegeven in een beker 12. De afvoerleiding 11 is daarbij afsluitbaar met behulp van een afsluiter 13. Optioneel kan een derde voorraadhouder 14 voorzien van 30 een additief (C) worden toegepast, teneinde de afgekoelde en beluchte drank in de afvoerleiding 11 te verrijken met het additief. De derde voorraadhouder 14 is voorzien van een separate afsluiter 15 voor het optioneel kunnen toevoegen van het additief aan de drank. Via een van de verkoopautomaat 1 deel uitmakend bedieningspaneel 16 kan een gebruiker diverse wensen ingeven voor de door de verkoopautomaat 1 af te geven 13 drank. Via een besturingseenheid (niet-weergegeven) kan de inrichting vervolgens corresponderend worden aangestuurd. Teneinde de temperatuur van de nog niet aan de mengkamer 6 toegevoerde drank in hoofdzaak constant te kunnen houden omvat de inrichting 2 van een in hoofdzaak gesloten behuizing 17, waarin alle voorraadhouders 3, 5 4, 14, alsmede de mengkamer 6 zijn opgenomen. Door onvermijdelijke stikstoflekkages 18 van de tweede voorraadhouder 4 kan de behuizing 17 op een relatief lage temperatuur (circa 4°C) worden gehouden, hetgeen de conservering van de drank ten goede komt, en bovendien het beheersen van het in de mengkamer 6 gecontroleerd laten afkoelen facilieert. De getoonde inrichting 2 is constructief relatief eenvoudig, doordat 10 geen bewegende componenten worden toegepast. Derhalve is de inrichting relatief eenvoudig reinigbaar. Naast de constructieve eenvoud van de inrichting 2 is de inrichting 2 bijzonder geschikt om een drank efficiënt te kunnen afkoelen en gelijktijdig te beluchten. Ingeval beluchting van de uiteindelijk af te geven drank niet gewenst zou zijn, dan zou een separate ontluchtingseenheid kunnen worden toegepast die opvolgend 15 in serie met de mengkamer 6 zou moeten worden geschakeld.

Figuur 2 toont een schematisch aanzicht op een verkoopautomaat 19 voorzien van een andere inrichting 20 overeenkomstig de uitvinding. De inrichting 20 omvat een met vloeibare stikstof 21 gevulde gasfles 22 met een inwendig volume van 40 liter. Via een 20 thermisch geïsoleerde leiding 23 is de gasfles 22 verbonden met een buffervat 24 met een inwendig volume van 3 liter. Middels een veelal van de gasfles 21 deel uitmakende afsluitkraan 25 kan de leiding 23 worden afgesloten van de gasfles 22. Het buffervat 24 omvat een dubbelwandige mantel 26 waarin een vacuüm is aangebracht, waardoor stikstof 21 in vloeibare toestand kan worden opgeslagen in het buffervat 24. Het 25 buffervat 24 is voorzien van een overdrukbuis 27 voor het kunnen laten ontsnappen van verdampte stikstof, teneinde excessieve drukopbouw in het buffervat 24 te kunnen voorkomen. Middels in het buffervat 24 opgenomen verticaal verplaatsbare naaldvlotter 28 kan het buffervat 24 worden afgesloten van de gasfles 22 bij het bereiken van voldoende vloeistofniveau in het buffervat 24 (zoals tevens getoond in de figuur). Een 30 onderzijde van het buffervat 24 omvat een bedienbare afsluiter 29. Door de afsluiter 29 te openen zal vloeibare stikstof gaan stromen uit het buffervat 24. Daar het volume van het buffervat 24 en de daarin opgenomen stikstof bekend is, kan aan de hand van de hydrostatische druk van het stikstof worden berekend hoeveel stikstof per tijdseenheid zal stromen uit het buffervat 24 bij het openen van de afsluiter 29. Bij het dalen van het 14 stikstofhiveau in het buffervat 24 zal de naaldvlotter 28 tevens dalen, waardoor stikstof 21 zich zal verplaatsen vanuit de gasfles 22 en de leiding 23 naar het buffervat 24. Bij het wederom bereiken van voldoende vloeistofniveau zal de naaldvlotter 28 het buffervat 24 wederom afsluiten. De inrichting 20 omvat tevens een tweetal 5 drankvoorraadhouders 30a, 30b, waarin verschillende te koelen dranken 31a, 31b zijn opgenomen. Tevens omvat de inrichting 20 een additiefvoorraadhouder 32 voor het uiteindelijk kunnen mengen van de dranken 31a, 31b met een additief 33, zoals bijvoorbeeld een kleurstof of een aroma, De voorraadhouders 30a, 30b, 32 kunnen via een pomp 34a, 34b, 34c naar een respectievelijke spuitmond 35a, 35b, 35c worden 10 geleid, met behulp waarvan de drank(en) en/of het additief kunnen worden afgegeven. De dranken 31a, 31b, het additief 33, en de vloeibare stikstof 21 kunnen worden opgevangen in een drinkbeker 36 zoals in het navolgende zal worden beschreven.

Vanuit een voorraadhouder 37 voor drinkbekers 36 zal een drinkbeker 36 worden verplaatst naar een thermisch geïsoleerde drinkbekerhouder 38. Na plaatsing van de 15 drinkbeker 36 in de drinkbekerhouder 38 zal de drinkbekerhouder 38 in opwaartse richting worden verplaatst tot een roerelement 39 zich in de drinkbeker 36 zal bevinden. Vervolgens wordt een gewenste drank 31a, 31b gedoseerd en via de spuitmond(en) 35a, 35b worden toegediend aan de drinkbeker 36. In de praktijk zullen de spuitmonden 35a, 35b, 35c zich boven de drinkbeker 36 bevinden, waardoor de drank 31a, 31b in de 20 drinkbeker 36 kan vallen onder invloed van althans de zwaartekracht. Optioneel kan tevens een gedoseerde hoeveelheid van het additief 33 worden toegediend aan de drinkbeker 36. Door het roerelement 39 middels een elektromotor 40 axiaal te laten roteren in de drinkbeker 36 kan de drank 31a, 31b in een roterende beweging worden gebracht, waardoor de drank 31a, 31b een komvormige vloeistofspiegel zal verkrijgen. 25 Vervolgens zal een gedoseerde hoeveelheid vloeibaar stikstof 21 in de komvormige ruimte bovenop de drank 31a, 31b worden aangebracht door als gevolg van de rotatie in de drank 31a, 31b zal worden gedispergeerd. In de zal het buffervat 24 zodanig georiënteerd zijn dat het vloeibare stikstof tevens in de drinkbeker 36 kan vallen onder invloed van althans de zwaartekracht. Tijdens deze vermenging zal het stikstof 21 30 verdampen onder afkoeling en beluchting van de drank. Na vermenging van de drank met de stikstof zal de drinkbekerhouder 38 in neerwaartse positie worden verplaatst, waarna de drinkbeker 36 kan worden uitgenomen. Voor het verkrijgen van een gekoelde drank 31a, 31b dient een persoon vooreerst via een betaalgleuf 41 voldoende te betalen, waarna de persoon zijn voorkeuren) kenbaar kan maken via een bedieningspaneel 42.

15

De inrichting 20 omvat verder een besturingseenheid 43 voor het verwerken van de betaling en de door de persoon ingegeven voorkeursen). Tevens zal de besturingseenheid 43 zijn ingericht voor het aansturen van verplaatsingsmiddelen (niet-weergegeven) voor het verplaatsen van een drinkbeker 36 vanuit de 5 drinkbekervoorraadhouder 37 naar de drinkbekerhouder 38, voor het verplaatsen van de drinkbekerhouder 38, voor het aansturen van de elektromotor 40, voor het aansturen van de pompen 34a, 34b, 34c, alsook voor het aansturen van de afsluiter 29 van het buffervat 24 voor het kunnen doseren van de vloeibare stikstof 21.

10 Het moge duidelijk zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot de hier weergegeven en beschreven uitvoeringsvoorbeelden, maar dat binnen het kader van de bijgaande conclusies legio varianten mogelijk zijn, die voor de vakman op dit gebied voor de hand zullen liggen.

Claims (28)

1. Inrichting voor het koelen van dranken, omvattende: - ten minste één drankvoorraadhouder voor een water omvattende drank, 5. ten minste één koelmediumvoorraadhouder voor het houden van ten minste één koelmedium, - met de drankvoorraadhouder en de koelmediumvoorraadhouder gekoppelde doseermiddelen ingericht voor het doseren van een hoeveelheid drank alsmede een hoeveelheid benodigd koelmedium voor het koelen van de gedoseerde 10 hoeveelheid drank, ten minste één mengkamer voor het verzamelen van de door de doseermiddelen gedoseerde hoeveelheid drank respectievelijk gedoseerde hoeveelheid koelmedium, en - ten minste één roerelement voor het onderling vermengen van zich in de 15 mengkamer bevindende drank en zich in de mengkamer bevindend koelmedium, waarbij het koelmedium in de mengkamer een faseverandering naar de gasvormige toestand en/of een adiabatische expansie ondergaat onder afkoeling van de drank.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de inrichting meerdere koelmediumvoorraadhouders omvat die onderling in serie met elkaar zijn verbonden.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat één van de koelmediumvoorraadhouders wordt gevormd door een buffervat, welk buffervat is 25 gepositioneerd tussen een eerste koelmediumvoorraadhouder en de mengkamer, welk buffervat een vlotter omvat voor het afhankelijk van het koelmediumniveau in het buffervat kunnen afsluiten van het buffervat van de eerste koelmediumvoorraadhouder.

4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten 30 minste een koelmediumvoorraadhouder in hoofdzaak thermisch geïsoleerd is uitgevoerd.

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de doseermiddelen ten minste één met de drankvoorraadhouder verbonden spuitmond, alsmede ten minste één met de koelmediumvoorraadhouder verbonden spuitmond omvatten.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de spuitmonden zodanig 5 ten opzichte van de mengkamer zijn gepositioneerd dat de drank en het koelmedium in de mengkamer kunnen vallen.

7. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste één mengkamer wordt gevormd door een drinkbeker. 10

8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van een ten minste gedeeltelijk thermisch geïsoleerde bekerhouder welke is ingericht voor het houden van de drinkbeker.

9. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting een besturingseenheid omvat ingericht voor het achtereenvolgens toedienen van de drank en het koelmedium aan de mengkamer.

10. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de 20 koelmediumvoorraadhouder is ingericht voor het onder druk op voorraad houden van het koelmedium.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de koelmediumvoorraadhouder is ingericht voor het onder druk op voorraad houden van 25 een gasvormig en/of vloeibaar koelmedium.

12. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de koelmediumvoorraadhouder koelmediumvoorraadhouderis ingericht voor het houden van een cryogeen koelmedium waarvan het kookpunt lager is dan het vriespunt van de 30 drank.

13. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de koelmediumvoorraadhouder koelmediumvoorraadhouderis ingericht voor het houden van ten minste één koelmedium gekozen uit de groep van de volgende koelmedia: lucht, stikstof, koolstofdioxide, en helium.

14. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de 5 koelmediumvoorraadhouder koelmediumvoorraadhouderkoelmiddelen omvat voor het actief koelen van het koelmedium.

15. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de koelmediumvoorraadhouder onder tussenkomst van een geïsoleerde leiding is 10 gekoppeld met de mengkamer.

16. Inrichting volgens conclusie een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de doseermiddelen een zodanige toevoer van het koelmedium toelaten dat de eindtemperatuur van de in de mengkamer gekoelde drank kleiner is dan of gelijk is aan 15 het vriespunt van de drank.

17. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting dispergeermiddelen omvat voor het gedispergeerd toevoeren van het koelmedium aan de mengkamer. 20

18. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de transportmiddelen drukgenererende middelen omvatten voor het uitoefenen van een druk op zich in de drankvoorraadhouder bevindende drank voor het verplaatsen van de drank vanuit de drankvoorraadhouder in de richting van de mengkamer. 25

19. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de mengkamer ten minste gedeeltelijk buisvormig is.

20 D) en het het koelmedium laten ondergaan van een faseverandering naar de gasvormige toestand en/of een adiabatische expansie onder afkoeling van de drank.

20. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de 30 inrichting een in hoofdzaak gesloten behuizing omvat waarin althans de drankvoorraadhouder en de koelmediumvoorraadhouder zijn opgenomen.

21. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting ten minste één additiefvoorraadhouder voor een additief omvat, welke additiefvoorraadhouder is ingericht voor aansluiting op de mengkamer.

22. Buffervat ten gebruike in een inrichting voor het koelen van dranken volgens conclusie 3.

23. Verkoopautomaat voorzien van ten minste één inrichting volgens een der conclusies 1-21. 10

24. Verkoopautomaat volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de afgiftemiddelen zijn voorzien van een opneemruimte voor opname van ten minste één drankhouder.

25. Werkwijze voor het koelen van dranken, in het bijzonder met behulp van een inrichting volgens een der conclusies 1-21, omvattende de stappen: A) het aan een mengkamer toedienen van een af te koelen drank, B) het in beweging brengen van de aan de mengkamer toegediende drank, C) het aan de mengkamer toedienen van een koelmedium, en

26. Werkwijze volgens conclusie 25, met het kenmerk, dat tijdens stap C) zodanig 25 veel koelmedium aan de mengkamer wordt toegevoerd dat de eindtemperatuur van de afgekoelde drank lager is dan of gelijk is aan het vriespunt van de drank.

27. Werkwijze volgens conclusie 25 of 26 , met het kenmerk, dat het tijdens stap C) toegevoerde koelmedium tijdens stap D) in hoofdzaak homogeen wordt vermengd met 30 de zich in de mengkamer verplaatsende drank.

28. Werkwijze volgens een der conclusies 25-27, met het kenmerk, dat de aan de mengkamer toegediende drank tijdens stap B) zodanig in beweging wordt gebracht dat contact van het tijdens stap C) toegediende koelmedium met een wand van de mengkamer in eerste instantie wordt tegengegaan.