DE10033033C1 - Aufschäumvorrichtung - Google Patents

Abstract

Es sind Aufschäumvorrichtungen zum Aufschäumen von Milch bekannt, die eine Emulgiereinrichtung mit einem Milchzufuhr-Leitungsabschnitt und mit Steuereinrichtungen zum An- und Abschalten eines Aufschäumvorganges umfassen. Die bekannten Aufschäumvorrichtungen verschmutzen leicht durch die Milch. Es wird vorgeschlagen, eine Gasstromerzeugungseinrichtung vorzusehen, die derart ausgebildet und mit der Emulgiereinrichtung und/oder mit dem Milchzufuhr-Leitungsabschnitt verbunden ist, daß im wesentlichen unmittelbar nach dem Abschalten des Aufschäumvorganges der Emulgiereinrichtung und/oder dem Milchzufuhr-Leitungsabschnitt ein Gasstrom zugeführt wird, welcher mindestens in einem Teil des Milchzufuhr-Leitungsabschnitts bei der Mündung und/oder der Emulgiereinrichtung dort enthaltene Milch fortdrückt und durch Gas ersetzt. Auf diese Weise wird die Betriebssicherheit der Aufschäumvorrichtung verbessert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufschäumvorrichtung zum Aufschäumen von Milch nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Aufschäufvorrichtung für Milch, wie man sie insbesondere zur Herstellung von Cappuccino im Zusammenhang mit einer Kaffeemaschine benötigt, ist beispielsweise aus der EP 0 195 750 B1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung werden durch eine Dampfstrahlpumpe Milch und Luft angesaugt und miteinander vermengt, so daß die Milch durch den Dampf erwärmt und mit der Luft unter Schaumbildung vermengt wird. Die dort vorgesehene Milchleitung und die Luftleitung münden separat in Ansaugbereiche der Dampfstrahlpumpe. Bei der aus der DE 44 45 436 C2 bekannten Milchaufschäumvorrichtung mündet die Milchleitung in einen Ansaugbereich einer Dampfstrahlpumpe, die Luftleitung ist mit einem pumpennahen Abschnitt der Milchleitung verbunden, in welchem während des Betriebes Unterdruck herrscht, so daß Luft angesaugt wird. Weitere derartige Vorrichtungen arbeiten mit volumetrischen Pumpen.

Den bekannten Anordnungen ist gemeinsam, daß im Betrieb - hier sei besonders auf die erhebliche Belastung im gewerblichen Bereich hingewiesen - Ablagerungen von Milch in der Anordnung und zwar insbesondere an schwer zugänglichen engen Kanalabschnitten zurückbleiben, welche den Betrieb stören, zu Ausfällen führen können, unhygienisch sind und nur schwer beseitigt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Milchaufschäumvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Betriebssicherheit erhöht wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Aufschäumvorrichtung zum Aufschäumen von Milch, umfassend eine Emulgiereinrichtung mit einem Milchzufuhr-Leitungsabschnitt, der eine Mündung zur Emulgiereinrichtung aufweist und mit Steuereinrichtungen zum An- und Abschalten eines Aufschäumvorganges dadurch gelöst, daß eine Gasstrom-Erzeugungseinrichtung vorgesehen ist, die derart ausgebildet und mit der Emulgiereinrichtung und/oder mit dem Milchzufuhrleitungsabschnitt verbunden ist, daß im wesentlichen unmittelbar nach dem Abschalten des Aufschäumvorganges der Emulgiereinrichtung und/oder dem Milchzufuhrleitungsabschnitt ein Gasstrom zugeführt wird, welcher mindestens in einem Teil des Milchzufuhrleitungsabschnittes bei der Mündung und/oder der Emulgiereinrichtung dort enthaltene Milch fortdrückt und durch Gas ersetzt.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt also darin, daß nach Beenden eines jeden Aufschäumvorganges die zum Teil sehr engen Kanäle durch einen Gasstrom, sozusagen einen Druckstoß von Milch befreit werden, so daß es nicht zu der oben genannten Verschmutzung und den damit einhergehenden Störungen des Betriebs kommen kann.

Die Gasstromerzeugungseinrichtung kann als gesonderte Pumpe oder derartige, selbständig arbeitende Gasdruckquelle ausgebildet werden. Besonders einfach wird die Vorrichtung dann, wenn die Gasstromerzeugungseinrichtung als Gasdruckspeicher ausgebildet ist, welcher bei angeschaltetem Aufschäumvorgang mit Gas gefüllt wird und dieses nach dem Abschalten des Aufschäumvorganges als Gasstrom abgibt. Dadurch ist es möglich, ein definiertes Gasvolumen mit einem definierten Druckverlauf abzugeben. Diese Einrichtung eignet sich besonders dann sehr gut, wenn die Emulgiereinrichtung eine Gasstrahlpumpe zum Fördern der Milch mittels eines Fördergasstroms umfaßt, wobei der Gasdruckspeicher direkt oder indirekt durch Beaufschlagung mit dem Fördergas gefüllt wird. Eine weitere Energiequelle wird hier also nicht benötigt.

Das Fördergas kann durch gesonderte Pumpeinrichtungen zur Verfügung gestellt werden. Nachdem aber bei der hier üblichen Anwendung der Aufschäumvorrichtung im Zusammenhang mit einer Kaffeemaschine ohnehin eine Dampferzeugungseinrichtung vorgesehen ist, wird die Anordnung dann besonders einfach, wenn das Fördergas Dampf ist, welcher die Milch gleichzeitig erhitzt. Der Gasdruckspeicher wird dann vorzugsweise mit einer zur Gasstrahlpumpe führenden Dampfleitung verbunden, wobei eine Anbringung sehr nahe an der Gasstrahlpumpe von Vorteil ist. Die Anbringung erfolgt hierbei vorzugsweise derart, daß Kondenswasser, welches sich im Gasdruckspeicher bilden könnte, bei dessen Entleerung selbsttätig abgeführt wird.

Wenn der Gasdruckspeicher in der Dampfleitung sitzt, so wird er so ausgebildet, daß beim Abschalten des Aufschäumvorganges, wenn also die Dampfzufuhr unterbrochen wird, der gespeicherte Dampf mit einer Strömungsgeschwindigkeit ausströmt (und den unterbrochenen Dampfstrom somit fortsetzt), welche nicht ausreicht, weiterhin Milch/Luft anzusaugen, sondern vielmehr nur noch ausreicht, um die mit Milch bzw. Milchschaum gefüllten Kanäle leerzublasen. Es kann dann auch zu einem gewissen Zurückströmen der Milch in die Milchleitung kommen, was aber auf unschädliche Mengen durch entsprechende Dimensionierung des Gasdruckspeichers beschränkt werden kann.

Um sicherzustellen, daß alle mit Milch in Berührung kommenden Leitungsabschnitte gereinigt werden, können mehrere Gasdruckspeicher vorgesehen werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der vorhandene Gasdruckspeicher direkt oder über einen Fördergas-Leitungsabschnitt mit einem Eingang eines Drosselelementes oder eines aus dieser Richtung durchströmbaren Rückschlagventils verbunden, dessen Ausgang in eine Luftleitung mündet, die mit dem Milchzufuhrleitungs­ abschnitt verbunden ist. Es wird also in diesem Fall an zwei verschiedenen Punkten der Gasstrahlpumpe Dampf zugeführt, um die dort noch stehende Milch abzuführen. Der Gasdruckspeicher kann als unelastisches Gefäß ausgebildet sein, so daß die Druckspeicherung nur durch Kompression des Speichervolumens erfolgt. Erheblich kleiner bauend und hinsichtlich des Abgabe- Druckverlaufes besser einstellbar ist jedoch ein elastisches Faltenbalgelement oder dergleichen Federspeichenelement, bei welchem eine mechanische Feder vom hydraulischen Dampf-Druck gespannt wird und das Gasvolumen entsprechend seinen Eigenschaften wieder abgibt.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine erste bevorzugte Ausführungsform in einem schematisierten Teil-Querschnitt,

Fig. 2 eine Darstellung ähnlich der nach Fig. 1 jedoch mit einer zweiten Ausführungsform und

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der Erfindung in einer Darstellung entsprechend der nach Fig. 1.

In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche und gleich wirkende Teile mit den selben Bezugsziffern bezeichnet.

Wie in Fig. 1 gezeigt umfaßt die Milchaufschäumvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Gasstrahlpumpe 10, welche als Emulgiereinrichtung fungiert. Bei dieser Gasstrahlpumpe 10 ist in einer an sich bekannter Weise ein Druckkanal 11 vorgesehen, der sich in einer Düse 12 verjüngt. Nach der Düse 12 mündet ein Saugkanal 13. Durch die in der Düse 12 erhöhte Strömungsgeschwindigkeit von Gas, welches durch den Druckkanal 11 zugeführt wird, ergibt sich ein Unterdruck, so daß Gas oder Flüssigkeit aus dem Saugkanal 13 abgesaugt wird.

Der Druckkanal 11 steht mit einer Dampfleitung 14 in Verbindung, die mit einem hier nicht gezeigten Dampfkessel über ein Steuerventil verbunden ist, so daß eine Dampfströmung an- und abgeschaltet werden kann.

Der Saugkanal 13 steht mit einer Milchleitung 15 in Verbindung, deren freies Ende in einem Milchbehälter angeordnet ist, so daß bei hinreichend hoher Dampfströmungs­ geschwindigkeit Milch angesaugt wird. In die Milchleitung 15 mündet nahe bei der Gasstrahlpumpe 10 eine Luftleitung 16, welche mit der Umgebungsluft gegebenenfalls über ein Regelventil in Verbindung steht. Dann, wenn die Gasstrahlpumpe in Betrieb ist und Milch über die Milchleitung 15 angesaugt wird, besteht an der Mündungsstelle der Luftleitung 16 in der Milchleitung 15 ein Unterdruck, so daß Luft auch in die Milchleitung 15 gesaugt und bereits dort mit der Milch vermischt wird. Das Milch-/Luftgemisch gelangt dann zusammen mit dem Dampf in eine weitere und aus dem Stand der Technik allgemein bekannte Emulgierkammer, wo eine verbesserte Durchmischung von Milch und Luft unter gleichzeitiger Erwärmung des Gemisches durch den Dampf statt finden.

An die Dampfleitung 14 ist in der Nähe der Gasstrahlpumpe 10 ein gasdichter, elastisch dehnbarer Faltenbalg 20 angeschlossen, der als Gasdruckspeicher dient. Wenn im Betriebsfall in der Dampfleitung 14 Dampf strömt, so wird augrund des Dampfdruckes der Faltenbalg 20 mit Dampf gefüllt und deht sich entgegen seinen elastischen, mechanisch federnden Rückstellkräften aus. Sobald nun durch das (nicht gezeigte) Ventil in der Dampfleitung 14 die Dampfzuführung abgeschaltet wird, stößt der Faltenbalg 20 den in ihm gespeicherte Dampf aus, so daß trotz Abschaltens der Dampfströmung aus dem (nicht gezeigten) Dampferzeuger ein gewisses Volumen von Dampf mit sinkendem Druck nachströmt. Da nach dem Abschalten des (nicht gezeigten) Dampfventils der Druck im Faltenbalg 20 genauso hoch ist wie in der Dampfleitung 14, wird über einen sehr kurzen Zeitraum noch das Milch/Luftgemisch angesaugt und der (nicht gezeigten) Emulgierkammer zugeführt. Dadurch aber, daß der Druck aufgrund der Federeigenschaften des Faltenbalgs 20 sehr schnell absinkt, genügt der hinter der Düse 12 durch die sinkende Strömungsgeschwindigkeit ebenfalls sinkende Unterdruck nicht mehr, um das Milch/Luftgemisch anzusaugen. Es wird lediglich noch der Rest von Milch/Luftgemisch, der sich in den Kanälen zwischen der Düse 12 und der (nicht gezeigten) Emulgierkammer befindet, in die Emulgierkammer ausgestoßen, so daß die schwer zu reinigenden Kanäle milchfrei sind und damit nicht mehr verschmutzen können. Dies erhöht die Betriebssicherheit der Anordnung und verbessert deren hygienische Eigenschaften.

Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß zwischen der Luftleitung 16 und zwar nahe deren Mündung in die Milchleitung 15 und der Dampfleitung 14 und zwar nahe dem Faltenbalg 20 eine Drossel 22 vorgesehen ist, die auch als Rückschlagventil ausgebildet sein kann, welches nur in Richtung auf die Luftleitung 16 durchströmbar ist. Wenn bei dieser Anordnung die Dampfzufuhr abgeschaltet wird und der Faltenbalg 20 seinen Inhalt in die Dampfleitung 14 abgibt, wird ein Teil des Dampfes durch die Drossel 22 (bzw. das Rückschlagventil) in die Luftleitung 16 eingeführt. Dadurch wird erreicht, daß keine Milch in die Luftleitung 16 gelangen kann. Bei einer entsprechenden Dimensionierung des Faltenbalges 20 bzw. des Drosselventils 22 sowie bei Anordnung einer entsprechenden Drosselstelle in der Luftleitung 16 stromauf der Mündung der Drossel 22 kann erreicht werden, daß nicht nur die Luftleitung 16 milchfrei bleibt, sondern auch der Saugkanal 13 sowie der Endabschnitt der Milchleitung 15 (bei der Mündung der Luftleitung) von Milch frei gemacht werden, was die Kontaminierungsgefahr weiter verringert.

Die in Fig. 3 gezeigte weitere Ausführungsform der Erfindung ist der nach Fig. 2 funktionell ähnlich. Der Unterschied liegt darin, daß der Faltenbalg 20 innerhalb eines Sekundär­ faltenbalges 20' angeordnet und über einen Stößel 23 derart verbunden ist, daß dann, wenn sich der Faltenbalg 20 durch den in der Dampfleitung 40 befindlichen Dampfdruck (also im Betriebszustand bei der Erzeugung von Milchschaum) ausdehnt, der Sekundärfaltenbalg 20' ausgedehnt, also vorgespannt wird. Dabei wird Luft aus der Luftleitung 16 angesaugt, welche mit dem Sekundärfaltenbalg 20' verbunden ist. Der Sekundärfaltenbalg 20' wird also mit Luft gefüllt. Dann, wenn das (nicht gezeigte) Dampfventil in der Dampfleitung 14 abgeschaltet wird und der Faltenbalg 20 sich wie oben beschrieben zusammenzieht und das in ihm gespeicherte Dampfvolumen mit den beschriebenen Effekten abgibt, wird auch der Sekundärfaltenbalg 20' zusammengezogen und gibt das in ihm gespeicherte Luftvolumen in die Luftleitung 16 ab, was denselben Effekt hat, wie die in Zusammenhang mit der Ausführungsform nach Fig. 2 beschriebene Zufuhr von Dampf in die Luftleitung 16. Es werden also auch hier wieder die Leitungen und Kanäle frei geblasen zwar zum einen durch Dampf und zum anderen durch Luft.

Aus obigem ergibt sich, daß es bei der vorliegenden Erfindung in erster Linie darauf ankommt, daß das Milch-/Luftgemisch aus den engen Kanälen entfernt wird, in denen während der Betriebspausen ein Absetzen von Milchpartikeln und ein Verkleben der Kanäle stattfinden könnte. Dieses "Freiblasen" kann selbstverständlich auch durch andere Gas- oder Dampfzuführungsmittel bewerkstelligt werden. Es wäre beispielsweise auch möglich, daß anstelle eines abrupt schaltenden Dampfventiles ein solches gewählt wird, das einen definierten, langsameren Schließvorgang durchführt, in dessen Endphase das Ausblasen der Milch bewerkstelligt wird.

Bezugszeichenliste

10

Gasstrahlpumpe

11

Druckkanal

12

Düse

13

Saugkanal

14

Dampfleitung

15

Milchleitung

16

Luftleitung

20

Faltenbalg

21

Hilfsfaltenbalg

22

Drossel/Rückschlagventil

23

Stößel

Claims (6)

1. Aufschäumvorrichtung zum Aufschäumen von Milch, umfassend eine Emulgiereinrichtung (10) mit einem Milchzufuhr- Leitungsabschnitt (15), der eine Mündung zur Emulgiereinrichtung (10) aufweist und mit Steuereinrichtungen zum An- und Abschalten eines Aufschäumvorganges, gekennzeichnet durch eine Gasstrom- Erzeugungseinrichtung (20), die derart ausgebildet und mit der Emulgiereinrichtung (10) und/oder mit dem Milchzufuhrleitungsabschnitt (15) verbunden ist, daß im wesentlichen unmittelbar nach dem Abschalten des Aufschäumvorgangs der Emulgiereinrichtung (10) und/oder dem Milchzufuhr-Leitungsabschnitt (15) ein Gasstrom zugeführt wird, welcher mindestens in einem Teil des Milchzufuhr-Leitungsabschnitts bei der Mündung und/oder der Emulgiereinrichtung (10) dort enthaltene Milch fort drückt und durch Gas ersetzt.

2. Aufschäumvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasstromerzeugungseinrichtung (20) als Gasdruckspeicher ausgebildet ist, welcher bei angeschaltetem Aufschäumvorgang mit Gas gefüllt wird und dieses nach dem Abschalten des Aufschäumvorganges als Gasstrom abgibt.

3. Aufschäumvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulgiereinrichtung (10) eine Gasstrahlpumpe zum Fördern der Milch mittels eines Fördergasstromes umfaßt und daß der Gasdruckspeicher (20) direkt oder indirekt durch Beaufschlagung mit dem Fördergas gefüllt wird.

4. Aufschäumvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördergas Dampf ist und der Gasdruckspeicher (20) mit einer zur Gasstrahlpumpe (10) führenden Dampfleitung (14) verbunden ist.

5. Aufschäumvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruckspeicher (20) direkt oder über einen Fördergasleitungsabschnitt (14) mit einem Eingang eines Drosselelementes (22) verbunden ist, dessen Ausgang in eine Luftleitung (16) mündet, die mit dem Milchzufuhr- Leitungsabschnitt (15) verbunden ist.

6. Aufschäumvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruckspeicher (20) ein elastisches Faltenbalgelement oder dergleichen Federspeicherelement umfaßt.