DE102013008732A1 - Device for preparing a frothy drink suitable for consumption - Google Patents
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Abstract
Eine Vorrichtung (1, 1') zur Zubereitung eines zum Verzehr geeigneten, aufgeschäumten Getränks weist einen Vorratsbehälter (2A, 2B, 2C) zur Aufnahme eines flüssigen Getränkekonzentrats (3A, 3B, 3C), einen Heißwasserbereiter (4), eine Luftanreicherungseinrichtung (14A, 14B, 14C) zum Durchsetzen des Getränks mit Luft und eine Pumpe (17A, 17B, 17C) auf. Der Vorratsbehälter ist über eine erste Leitung (8A, 8B, 8C) und der Heißwasserbereiter (4) über eine zweite Leitung (11A, 11B, 11C) mit einer Sammelstelle (15A, 15B, 15C) verbunden, die über eine dritte Leitung (12A, 12B, 12C) mit einer Auslasseinrichtung (18A, 18B, 18C) verbunden ist, welche einen Strömungswiderstand (22A, 22B, 22C) mit einer Vielzahl von Durchlässen für das Getränk aufweist. Die Pumpe (17A, 17B, 17C) ist in der dritten Leitung (12A, 12B, 12C) angeordnet.A device (1, 1 ') for preparing a frothed drink suitable for consumption has a storage container (2A, 2B, 2C) for holding a liquid drink concentrate (3A, 3B, 3C), a hot water heater (4), an air enrichment device (14A) , 14B, 14C) for permeating the beverage with air and a pump (17A, 17B, 17C). The storage container is connected via a first line (8A, 8B, 8C) and the hot water heater (4) via a second line (11A, 11B, 11C) to a collection point (15A, 15B, 15C), which is connected via a third line (12A , 12B, 12C) is connected to an outlet device (18A, 18B, 18C) which has a flow resistance (22A, 22B, 22C) with a plurality of passages for the beverage. The pump (17A, 17B, 17C) is arranged in the third line (12A, 12B, 12C).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zubereitung eines zum Verzehr geeigneten, aufgeschäumten Getränks, mit wenigstens einem Vorratsbehälter zur Aufnahme eines flüssigen Getränkekonzentrats, einem Heißwasserbereiter, einer Luftanreicherungseinrichtung zum Durchsetzen des Getränks mit Luft und mindestens einer Pumpe, wobei der Vorratsbehälter über eine erste Leitung und der Heißwasserbereiter über eine zweite Leitung mit einer Sammelstelle verbunden sind, die über eine dritte Leitung mit einer Auslasseinrichtung verbunden ist, welche einen Strömungswiderstand mit einer Vielzahl von Durchlässen für das Getränk aufweist.The invention relates to a device for preparing a suitable for consumption, foamed beverage, with at least one reservoir for receiving a liquid beverage concentrate, a hot water heater, an air enrichment device for permeating the beverage with air and at least one pump, wherein the reservoir via a first line and the Hot water heater are connected via a second line to a collection point, which is connected via a third line to an outlet, which has a flow resistance with a plurality of passages for the beverage.
Eine derartige Vorrichtung ist aus
Die Vorrichtung ist jedoch relativ aufwändig, weil zum Erreichen vorbestimmter Eigenschaften des Getränks die beiden Pumpen, nämlich die zum Fördern des Wassers und die Dosierpumpe zum Fördern des Kaffe- und Milchkonzentrats, exakt aufeinander abgestimmt gesteuert werden müssen. In der Praxis hat sich dies jedoch als schwierig erwiesen. Schließlich erfordert auch die Wirbelkammer einen gewissen baulichen Aufwand, der mit entsprechenden Produktionskosten für die Vorrichtung einhergeht.However, the device is relatively complex because to achieve predetermined characteristics of the drink, the two pumps, namely the pumping of the water and the metering pump for conveying the coffee and milk concentrate, must be controlled exactly matched. In practice, however, this has proved difficult. Finally, the vortex chamber requires a certain amount of construction work, which is associated with corresponding production costs for the device.
Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einem einfachen Aufbau die Herstellung eines aufgeschäumten Getränks mit vorbestimmten Eigenschaften ermöglicht. Dabei soll der Schaum des Getränks homogen und über die gesamte Verzehrdauer weitestgehend stabil sein.It is therefore an object to provide a device of the type mentioned, which allows the production of a foamed beverage with predetermined characteristics in a simple structure. The foam of the drink should be homogeneous and largely stable over the entire consumption period.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Diese sehen vor, dass die Pumpe in der dritten Leitung angeordnet ist.According to the invention, this object is achieved with the features of
In vorteilhafter Weise kann dadurch mit einer einzigen Pumpe sowohl das Wasser als auch das Getränkekonzentrat gefördert werden. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass in dem aufgeschäumten Getränk die Komponenten Wasser und Getränkekonzentrat in einem exakt vorbestimmten Mengenverhältnis zueinander gemischt sind. Da beide Komponenten die Pumpe durchlaufen, findet in der Pumpe eine intensive und gleichmäßige Vermischung der Komponenten statt. Die Pumpe erfüllt also eine Doppelfunktion, bei der sie außer zum Fördern des Getränks auch als Mischer genutzt wird. Als Pumpe kommt bevorzugt eine Zahnradpumpe zu Einsatz. Es ist aber auch denkbar, dass die Pumpe eine andere Verdrängerpumpe ist, insbesondere eine Schlauchpumpe, eine Scheckenpumpe oder eine Kolbenpumpe.Advantageously, it can be promoted with a single pump, both the water and the beverage concentrate. This measure ensures that the components water and beverage concentrate are mixed in a precisely predetermined quantitative ratio in the foamed beverage. As both components pass through the pump, intensive and even mixing of the components takes place in the pump. The pump thus fulfills a dual function, in which it is used as well as for conveying the drink as a mixer. The pump is preferably a gear pump used. But it is also conceivable that the pump is another positive displacement pump, in particular a peristaltic pump, a sweep pump or a piston pump.
Die Erfindung hat auch den Vorteil, dass das Getränkekonzentrat nur indirekt durch Mischen mit heißem Wasser erhitzt wird. Dadurch kann zum Erhitzen des Getränks ein vergleichsweise kostengünstiger Heißwasserbereiter verwendet werden. Der Heißwasserbereiter ist bevorzugt als druckloser Warmwasserspeicher oder Boiler ausgebildet, bei dem das Wasser bereits vor der Produktion des Getränks auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt und ggf. auf dieser Temperatur gehalten wird. Dadurch kann das Getränk auf einfache Weise stets mit konstanter Temperatur produziert werden.The invention also has the advantage that the beverage concentrate is heated only indirectly by mixing with hot water. As a result, a relatively inexpensive hot water heater can be used to heat the beverage. The hot water heater is preferably designed as a pressureless hot water tank or boiler, in which the water is heated to a predetermined temperature before the production of the beverage and optionally maintained at this temperature. As a result, the beverage can always be produced in a simple manner at a constant temperature.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist in der ersten Leitung und/oder der zweiten Leitung ein Stellventil zum Einstellen des Flüssigkeitsdurchflusses angeordnet. Dadurch kann das Mischungsverhältnis zwischen dem Wasser und dem Getränkekonzentrat auf einfache Weise eingestellt werden. Als Stellventil kommt bevorzugt ein Nadelventil zum Einsatz.In a preferred embodiment of the invention, a control valve for adjusting the liquid flow is arranged in the first line and / or the second line. Thereby, the mixing ratio between the water and the beverage concentrate can be easily adjusted. As a control valve, a needle valve is preferably used.
Vorteilhaft ist, wenn die Luftanreicherungseinrichtung zwischen der Sammelstelle und der Pumpe in der dritten Leitung angeordnet ist. Die Pumpe kann dann außer zum Ansaugen des Wassers und des Getränkekonzentrats auch zum Ansaugen der Luft genutzt werden. Dabei durchsetzt die Luft sowohl das Wasser als auch das Getränkekonzentrat. Durch diese Maßnahme kann die Gleichmäßigkeit und die Qualität des produzierten Getränks nochmals verbessert werden.It is advantageous if the air enrichment device is arranged between the collection point and the pump in the third line. The pump can then be used in addition to the suction of water and beverage concentrate for sucking the air. The air penetrates both the water and the beverage concentrate. By this measure, the uniformity and the quality of the drink produced can be further improved.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung weist die Luftanreicherungseinrichtung eine Luftansaugöffnung auf, die über eine Lufteinstelleinrichtung mit der dritten Leitung verbunden ist. Mit Hilfe der Luftanreicherungseinrichtung kann durch Verändern des Durchlassquerschnitts der Volumenstrom der angesaugten Luft im Verhältnis zum Volumenstrom der Flüssigkeit (Wasser, Getränkekonzentrat) auf einfache Wiese entsprechend den jeweiligen Anforderungen eingestellt werden.In an expedient embodiment of the invention, the air enrichment device an air intake port which is connected via an air adjusting device with the third line. By means of the air enrichment device can be adjusted by changing the passage cross-section of the volume flow of the sucked air in relation to the volume flow of the liquid (water, beverage concentrate) in a simple way according to the respective requirements.
Der Strömungswiderstand kann mindestens ein Sieb und bevorzugt wenigstens zwei in Strömungsrichtung voneinander beabstandete Siebe aufweisen. Ein derartiger Strömungswiderstand kommt bevorzugt zur Anwendung, wenn das Getränkekonzentrat ein Kaffeekonzentrat ist, das mit einer Crema aufgeschäumt werden soll.The flow resistance can have at least one sieve and preferably at least two sieves spaced apart from one another in the flow direction. Such a flow resistance is preferably used when the beverage concentrate is a coffee concentrate, which is to be foamed with a cream.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Strömungswiderstand mindestens eine poröse Schicht auf. Dadurch kann ein Getränk mit einem besonders homogenen und stabilen Schaum erzeugt werden. Die Schicht kann eine Kunststoffmembran sein. Die Porenweite der Schicht kann 5 bis 500 Mikrometer, insbesondere 45 bis 300 Mikrometer, vorzugsweise 70 bis 100 Mikrometer betragen. Die Schicht kann antibakterielle Eigenschaften haben und insbesondere Silberpartikel und/oder Aktivkohle enthalten. Dabei ist es sogar möglich, dass die Silberpartikel an der Aktivkohle anhaften. Die Schicht kann ferner einen porösen Kunststoff enthalten. Sie kann auch im Wesentlichen aus thermoplastischer Stärke, einem Zellulosewerkstoff, Polymilchsäure, Polyhydroxybuttersäure und/oder einem auf der Basis von Zuckern hergestellten Kunststoff bestehen.In a preferred embodiment of the invention, the flow resistance has at least one porous layer. As a result, a beverage can be produced with a particularly homogeneous and stable foam. The layer may be a plastic membrane. The pore width of the layer may be 5 to 500 microns, especially 45 to 300 microns, preferably 70 to 100 microns. The layer may have antibacterial properties and in particular contain silver particles and / or activated carbon. It is even possible that the silver particles adhere to the activated carbon. The layer may further include a porous plastic. It may also consist essentially of thermoplastic starch, a cellulosic material, polylactic acid, polyhydroxybutyric acid and / or a plastic based on sugars.
Vorteilhaft ist, wenn der der Strömungswiderstand eine Kammer aufweist, in der eine Mehrzahl von aneinander angrenzenden, relativ zueinander bewegbaren Widerstandselementen angeordnet sind, zwischen denen die Durchlässe gebildet sind, und wenn mindestens eine Wandung der Kammer eine Vielzahl von Austrittsöffnungen für das Getränk aufweist, deren Abmessungen derart an die Abmessungen der Widerstandselemente angepasst sind, dass diese beim Austritt des Getränks aus den Austrittsöffnungen in der Kammer zurückgehalten werden. Beim Durchtritt der des luftdurchsetzten Getränks durch einen solchen Strömungswiderstand wird ein sehr feinporiger und stabiler Schaum erzeugt, der eine hohe Qualität aufweist. Die Widerstandselemente können aus einem im Wesentlichen unnachgiebigen Werkstoff bestehen und insbesondere durch Sandkörner gebildet sein. Die Widerstandselemente können aber auch aus einem elastischen Werkstoff bestehen, der sich beim Durchfluss des Getränks verformt. In diesem Fall können die Widerstandselemente als Kunststoffgranulat ausgebildet sein.It is advantageous if the flow resistance has a chamber in which a plurality of adjacent, relatively movable resistance elements are arranged, between which the passages are formed, and if at least one wall of the chamber has a plurality of outlet openings for the beverage whose Dimensions are adapted to the dimensions of the resistance elements such that they are retained on the exit of the beverage from the outlet openings in the chamber. Upon passage of the aerated beverage through such flow resistance, a very fine-pored and stable foam is produced which has a high quality. The resistance elements may consist of a substantially unyielding material and in particular be formed by grains of sand. The resistance elements may also consist of an elastic material which deforms during the flow of the beverage. In this case, the resistance elements may be formed as plastic granules.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Widerstandselemente aus einem elastischen Werkstoff und sind zwischen in der dritten Leitung hintereinander angeordneten Lochscheiben oder Sieben eingeschlossen, die mit ihren Erstreckungsebenen quer zur Längserstreckung der dritten Leitung ausgerichtet und aus einer Ruhelage unter Komprimierung der Widerstandselemente aufeinander zu bewegbar sind, wobei die weiter von der Luftanreichungseinrichtung entfernte Lochscheibe oder das weiter von der Luftanreichungseinrichtung entfernte Sieb als Widerlager ausgebildet ist, gegen das die Widerstandselemente bei Druckbeaufschlagung mit dem luftdurchsetzten Getränk positionierbar ist. Durch die Lochscheiben oder Siebe werden die Widerstandselemente einerseits daran gehindert, aus dem zwischen den beiden Lochscheiben oder Sieben eingeschlossenen Volumen herauszugelangen. Die Querschnittsabmessungen der Lochungen der Lochscheiben oder Siebe sind dazu so an die Abmessungen der Widerstandselemente angepasst, dass diese nicht durch die Lochungen hindurch treten können. Andererseits kann der Druck des luftangereicherten Getränks beim Durchströmen des Strömungswiderstands mit dem Getränk über die Lochscheiben oder Siebe besser auf die Widerstandselemente übertragen werden, so dass der Strömungswiderstand stärker komprimiert wird. Mit zunehmendem Druck des dem Strömungswiderstand zugeführten, luftdurchsetzten Getränks werden die in dem Strömungswiderstand enthaltenen Widerstandselemente stärker verdichtet. Dabei nimmt der Querschnitt der zwischen den Widerstandselementen gebildeten Durchlässen ab. Bei einer Abnahme des Drucks des durch den Strömungswiderstand geleiteten Getränks werden die Widerstandselemente beispielsweise aufgrund ihrer Elastizität und/oder aufgrund von Turbulenzen, die beim Durchtritt des luftdurchsetzten Getränks durch die Durchlässe im Getränk auftreten, aufgelockert. Dabei nimmt der Querschnitt der zwischen den Widerstandselementen gebildeten Durchlässen zu. Die Elastizität des Strömungswiderstands ist bevorzugt derart auf den von der Pumpe erzeugten Förderdruck abgestimmt, dass das luftdurchsetzte Getränk beim Durchfluss durch den Strömungswiderstand eine Kraft von 1 Newton bis 400 Newton auf den Strömungswiderstand ausübt.In a preferred embodiment of the invention, the resistance elements are made of an elastic material and are trapped between in the third line successively arranged perforated disks or screens, which are aligned with their extension planes transverse to the longitudinal extent of the third line and from a rest position under compression of the resistance elements to each other to move in which the perforated disk further removed from the air-enrichment device or the screen further removed from the air-enrichment device is designed as an abutment against which the resistance elements can be positioned when pressurized with the aerated beverage. On the one hand, the perforated disks or sieves prevent the resistive elements from leaving the volume trapped between the two perforated disks or sieves. The cross-sectional dimensions of the perforations of the perforated discs or screens are adapted to the dimensions of the resistance elements so that they can not pass through the perforations. On the other hand, the pressure of the air-enriched beverage can be better transmitted to the resistance elements when flowing through the flow resistance with the beverage through the perforated disks or sieves, so that the flow resistance is compressed more. As the pressure of the aerated beverage supplied to the flow resistance increases, the resistive elements contained in the flow resistance become more compacted. In this case, the cross section of the passages formed between the resistance elements decreases. As the pressure of the beverage passed through the drag increases, for example, the resistance elements are loosened due to their elasticity and / or due to turbulence which occurs as the aerated beverage passes through the passageways in the beverage. In this case, the cross section of the passages formed between the resistance elements increases. The elasticity of the flow resistance is preferably matched to the delivery pressure generated by the pump, that the air-permeated beverage exerts a force of 1 Newton to 400 Newton on the flow resistance when flowing through the flow resistance.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung mindestens zwei der Getränke-Zubereitungsanordnungen, bestehend aus dem Vorratsbehälter, dem Sammler, der ersten Leitung, der zweiten Leitung der dritten Leitung, der Pumpe und der Auslasseinrichtung auf, wobei die Pumpen der Getränke-Zubereitungsanordnungen mit einer Steuereinrichtung in Steuerverbindung stehen, mittels der die Pumpen wahl- oder wechselweise ansteuerbar sind. Die einzelnen Vorratsbehälter können dann mit Getränkekonzentraten für unterschiedliche Getränke, wie Milch, Kakao, Kaffee, Tee, Fruchtsäfte usw. befüllt sein. Die Steuereinrichtung kann verschiedene, den einzelnen Getränken zugeordnete Betätigsteinrichtungen aufweisen, wie z. B. Taster, einen Touch-Screen oder dergleichen aufweisen, durch deren Betätigen die dem betreffenden Getränk zugeordnete Pumpe für eine vorbestimmte Zeitdauer betätigt werden kann, um das betreffende Getränkkonzentrat mit Wasser zu mischen und aufzuschäumen.In an advantageous embodiment of the invention, the device comprises at least two of the beverage preparation assemblies, consisting of the reservoir, the collector, the first conduit, the second conduit of the third conduit, the pump and the outlet device, wherein the pumps of the beverage preparation arrangements with a control device are in control connection, by means of which the pumps are selectively or alternately controllable. The individual storage containers can then be used with beverage concentrates different drinks, such as milk, cocoa, coffee, tea, fruit juices, etc. be filled. The control device may have different, the individual drinks associated Aktigsteinrichtungen such. As buttons, a touch screen or the like, by pressing the corresponding beverage associated pump can be operated for a predetermined period of time to mix the beverage concentrate in question with water and foam.
Zweckmäßig ist, wenn mindestens eine der Getränke-Zubereitungsanordnungen zwischen ihrer Luftansaugöffnung und ihrer dritten Leitung ein Luftabsperrventil aufweist, das mit der Steuereinrichtung in Steuerverbindung steht. Das Luftabsperrventil kann dann in Abhängigkeit von einem von der Steuerung erzeugten Stersignal geöffnet oder geschlossen werden, je nach dem, ob das herzustellende Getränk aufgeschäumt werden soll oder nicht (z. B. Kaffee mit oder ohne Crema).It is expedient if at least one of the beverage preparation arrangements has an air shut-off valve between its air intake opening and its third line which is in control connection with the control device. The air shut-off valve can then be opened or closed depending on a control signal generated by the control, depending on whether or not the beverage to be frothed is to be foamed (eg coffee with or without crema).
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Eine in
Die Vorrichtung hat außerdem einen Heißwasserbereiter
Jeder Vorratsbehälter
Ein zweiter Anschluss jedes Sammlers
Die Sammler
Jede Luftanreicherungseinrichtung
Bei der Zubereitung eines Getränks saugt die dem Getränk zugeordnete Pumpe
Der Volumenstrom des angesaugten Getränkekonzentrats ist an dem betreffenden Stellventil
Jede Auslasseinrichtung
Der Strömungswiderstand
Wie in
Die Kartusche
In
An ihrem von der ersten Lochscheibe
In
In
Bei dem in
Die Widerstandselemente
Wie in
Bei dem in
An ihrem von der ersten Lochscheibe
Die für den Kaffee vorgesehene Auslasseinrichtung
Zusätzlich zu den den Vorratsbehältern
Wie in
Erwähnt werden soll noch, dass die Steuereinrichtung
In
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