KR20200020602A - 일체형 헹굼 시스템 및 헹굼 방법이 있는 액체, 특히 우유의 제조 장치 - Google Patents
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Abstract
통합 헹굼 시스템을 구비한 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치(1)로서, 냉각 유닛(10)에 배치된, 액체를 저장하기 위한 적어도 하나의 저장소(12, 14); 펌프(18); 라인 시스템 - 이 라인 시스템은 적어도 하나의 저장소(12, 14)가 펌프(18)에 연결될 수 있는 우유 흡입 라인(16), 펌프(18)가 적어도 하나의 출구(24)에 연결될 수 있는 출구 라인(22), 및 우유 흡입 라인(16)이 헹굼 유체로 적재 가능한 헹굼 라인(42)을 포함함-, 공기 공급 라인(26)을 통한 공기가 계량되는 방식으로 우유 흡입 라인(16)으로의 입구 지점으로 유도될 수 있는 공기량 제어기(28), 및 상기 출구 라인(22)에 배치되고 후막 히터로서 설계된, 연속 흐름 히터로서 설계된 가열 요소(34)를 포함한다. 장치(1)는 공기 공급 라인(26)에서, 공기량 제어기(28)와 우유 흡입 라인(16)으로의 입구 지점 사이에 배치된, 제 2 체크 밸브(32) 및 제 1 체크 밸브(30)를 가지며, 공기 공급 라인(26)은 제 1 체크 밸브(30)와 제 2 체크 밸브(32) 사이에서 밸브(44)를 통해 헹굼 라인(42)에 연결 가능하다.
Description
본 발명은 일체형 헹굼 시스템을 갖는 액체, 특히 우유의 준비를 위한 장치뿐만 아니라 그러한 장치의 헹굼 및/또는 세정을 위한 방법에 관한 것이다. 선택적으로 따뜻하거나 차가운 우유 거품 또는 각각 따뜻하거나 차가운 우유가 장치에서 생성되는 것이 거품만들기(frothing up) 및/또는 가열의 준비로 이해된다.
액체 준비를 위해서, 특히 액체 식품 우유(foodstuff milk)는 우유를 함유하는 고온의 음료, 이를 테면, 예컨대, 카푸치노, 라떼 마키아토, 카페 라테, 초콜렛 또는 차이티를 준비하는 동안 우유의 가열 및 발포에 사용되는 소위 거품 또는 발포 장치가 공지되어 있다. 기본적으로, 이에 의해, 우유는 공기 및/또는 증기와 혼합된다.
우유 흡입 라인을 통해 용기로부터 펌프를 통해 우유를 흡입하고 이를 출구로 운반하는 것이 유럽 특허 제 1 593 330 호로부터 공지되어 있다. 흡입 중에, 우유는 연속 흐름 히터를 통해 안내되고 가열되며, 공기 공급 라인을 통해 제어 가능한 양의 공기 또는 각각의 가스가 차가운 우유 또는 가열된 우유와 혼합된다. 그 다음에, 혼합물이 수축 지점을 통해 출구 라인을 통해 출구로 운반된다. 계량된 공기 공급을 위해, 공기 공급 라인에 조절 가능한 공기량 제어기 또는 고정된 제트를 배치하는 것이 알려져 있다. 라인 시스템은 운반 방향에 반대인 우유 또는 각각의 공기 또는 가스 카운터의 복귀 흐름을 방지하는 다양한 체크 밸브를 포함한다. 헹굼 또는 각각의 세정을 위해, 헹굼 또는 각각의 세정 유체는 라인을 통한 헹굼 밸브를 통해 소스로부터 펌프에 의해 우유 흡입 라인으로 운반된다.
유럽 특허 제 3 281 569 호에는 모듈식 발포 유닛이 공지되어 있으며, 이 유닛에 의해, 펌프, 우유 흡인 라인 및 펌프의 출구 노즐로의 연결을 위한 단일 라인, 출구 라인, 및 공기 농후 요소를 갖는 라인 시스템외에도, 이 유닛은 후막 히터로 설계된 연속 흐름 히터로 설계된 가열 요소를 포함한다. 이 모듈식 발포 유닛은 모듈로서 컴팩트한 방식으로 통합될 수 있으며 냉각 유닛에서와 같이 배치될 수 있다. 모듈은 연결된 헹굼 시스템에 의해 세정되며, 이 시스템은 헹굼수를 배출하는 배출 라인의 매니폴드까지 냉각 유닛으로부터의 출구 사이에서 발포 유닛을 헹굼한다.
공지된 발포 장치와 관련하여 문제가 되는 것은, 우유 또는 거품이 만들어진 우유에 노출되는 이들 라인 섹션들은 시간이 지남에 따라 건조된 우유로 막히게 된다는 것이다. 기능 이상 이외에, 이러한 침전물은 또한 응고된 우유 단백질 및 카제인 분해로 인해 부작용을 유발할 수 있다. 그러나, 특히 위생적인 이유로, 바람직하게는 각각의 발포 또는 각각, 운반 작업 후에, 장치의 우유 운반 부분을 헹구거나 각각, 세정하는 것이 필요하다. 이에 의해, 가능한 한 자동화된 헹굼 및/또는 세정 작업이 요망되며, 이는 원하는 재현 가능한 세정 결과를 작업자에게 신속하고 안전하며 독립적으로 유도하게 한다. 헹굼(즉, 주기적으로 또는 각각의 분배 후의 헹굼)과 세척(특히, 세정 유체로, 특히 영업이 끝날 때의 헹굼) 간에는 구별이 이루어진다.
일반적으로, 라인을 포함하는 공지된 발포 장치의 헹굼을 위해, 헹굼 유체는 헹굼 밸브를 통해 우유 흡입 라인의 섹션으로 도입되고, 그리고 추가 밸브를 통해, 발포 장치에 속하는 요소(그러나, 원칙적으로 출구 노즐에 대한 섹션이 없음)를 통해 흐른 후에 수집 용기 또는 배수구로 유도된다. 출구 노즐에 대한 섹션은 설정에 따라 주기적으로, 예를 들어 매 10 분마다 자주 헹굼된다. 특히, 이러한 헹굼 단계 이후에 헹굼 유체를 드립 팬에 배출하는 것을 고객이 볼 수 있기 때문에, 이는 문제가 된다. 헹굼 밸브와 우유 용기 사이를 연장하고 특히, 위에서부터 우유 용기로 튀어나온 우유 흡입 라인의 섹션은 원칙적으로, 특별한 헹굼 또는 각각, 세척 작업에서 덜 빈번하게 세정된다. 이 섹션은 일반적으로 냉각된 구역에 배치되며 결과적으로 위생적으로 영향을 덜 받는다.
또한, 앞서 언급한 거품 장치의 헹굼의 양태 이외에 고려되는 것은, 지방 함량, 저온살균법(pasteurization), pH 값, 단백질 함량, 및 저장 기간과 같은 우유의 특성 및 온도 외에도, 우유의 거품 형성이 또한 정밀하게 계량된 공기 공급에 따른다는 것이다. 정밀하게 계량된 공기 공급은, 재현성있으며 높은 우유 거품 품질에 필수적이다. 그러나, 실제로, 일관된 우유 거품 일관성을 위해, 더욱이, 제공된 임의의 밸브를 포함하여 장치 내부에, 특히 공기 공급의 섹션에서, 우유 또는 우유 거품 및/또는 헹굼 유체 및/또는 세정 유체의 잔류물이 건조되지 않고 정밀한 계량에 대해 부정적인 효과를 가져오지 않는 것이 필수인 것으로 나타나 있다. 특히, 정확한 공기 계량을 위해 완전히 세정된 공기 공급 라인이 필요하다.
우유 거품 생산을 위해 정확하게 규정되고 펄싱된 공기 공급의 중요성은, DE 10 2015 117 650을 따른다. 증기 생성을 위한 증기 생성기 및 압축된 가스의 압력 펄스의 생성을 위한 가압 가스 공급원을 갖는 우유의 가열 및 발포를 위한 장치가 공지되어 있으며, 이는 함께 모여 거품 액체 내로 도입되는 증기-가스 혼합물을 형성한다. 따라서, 형성된 거품의 특성은 일관성, 크림같음(creaminess), 다공성, 거품 두께 및 거품 안정성과 관련하여 사용자에 의해 유연한 방식으로 설정될 수 있어야 한다. 규정되고 그리고/또는 펄스화된 공기 주입을 달성하기 위한 이러한 구성은 매우 복잡하고 고가이다.
따라서, 본 발명은 액체, 특히 우유의 준비를 위한 장치, 차가운 또는 따뜻한 우유 거품 또는 차가운 또는 따뜻한 우유의 선택적 준비를 위한, 콤팩트하며, 견고하고 효율적인 장치를 생성하는 것을 목적으로하며, 이는 재현성 있으며 높은 우유 거품 품질에 의해 구별된다. 그 이상으로, 장치와 해당 방법은 헹굼 및 세척 효과와 관련하여 최적화되어야 한다.
이들 목적은 청구항 1에 따른 장치 및 청구항 9에 따른 방법으로 달성된다. 추가의 유리한 특징은 종속항, 다음의 설명뿐만아니라 도면으로부터 비롯된다.
통합 헹굼 시스템을 구비한 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치로서, 냉각 유닛에 배치된, 액체를 저장하기 위한 적어도 하나의 저장소; 펌프; 라인 시스템 - 이 라인 시스템은 적어도 하나의 저장소가 펌프에 연결될 수 있는 우유 흡입 라인, 펌프가 적어도 하나의 출에 연결될 수 있는 출구 라인, 및 우유 흡입 라인이 헹굼 유체로 적재 가능한 헹굼 라인을 포함함-, 공기 공급 라인을 통한 공기가 계량되는 방식으로 우유 흡입 라인으로의 입구 지점으로 유도될 수 있는 공기량 제어기, 및 상기 출구 라인에 배치되고 후막 히터로서 설계된, 연속 흐름 히터로서 설계된 가열 요소를 포함한다. 이로써, 공기량 제어기와 우유 흡입 라인으로의 입구 지점 사이의 공기 공급 라인에는 제 2 체크 밸브 및 제 1 체크 밸브가 배치되며, 공기 공급 라인은 제 1 체크 밸브와 제 2 체크 밸브 사이에서 밸브를 통해 헹굼 라인에 연결 가능하다.
본 발명에서는, 공기 공급 라인에 계량된 공기 공급을 위한 공기량 제어기와 제 1 및 제 2 체크 밸브가 제공되며, 이에 의해, 공기량 제어기는 비례 밸브로서 설계될 수 있다. 공기 공급 라인을 헹굼 시스템에 연결하기 위해 언급된 밸브는 제 1 및 제 2 체크 밸브 사이에 배치된다. 제 1 체크 밸브는 도입 지점의 방향으로 상기 밸브와 공기 공급 라인 사이의 그 섹션을 개방 또는 폐쇄하고, 제 2 체크 밸브는 공기량 제어기의 방향으로 상기 밸브와 공기 공급 라인 사이의 그 섹션을 개방 또는 폐쇄한다. 제 1 체크 밸브 및 제 2 체크 밸브는 바람직하게는, 서로 독립적으로 스위칭 가능하다.
라인 시스템에서 2 개의 직렬로 배열된 체크 밸브의 규정된 개방은 시스템에서 맥동이 발생하지 않으면 거의 불가능하다는 것이 밝혀졌다. 특히 우유 이송의 경우, 이에 따라 우유 거품 품질이 달성되는데 부정적인 결과가 발생한다. 따라서, 서로 조화된 방식으로 개방 또는 폐쇄된 위치를 취할 수 있는 그러한 방식으로 공기 공급 라인에서 제 1 체크 밸브 및 제 2 체크 밸브를 설계할 필요가 있다. 이에 의해, 우유 흡입 라인의 세 번째 체크 밸브가 또한 고려되어야 하며, 이는 흡입된 우유가 운반 방향으로 역류되는 것을 방지할 수있다.
체크 밸브는 일 방향으로의 흐름을 허용하는 스프링 장착식 체크 밸브로 종종 설계된다. 스프링 장착식 체크 밸브의 기구는, 복귀 스프링의 스프링력에 의해 상응하는 형상의 시트에 단단히 가압되는 폐쇄 요소를 포함한다. 폐쇄 요소에 작용하는 반작용력이 복귀 스프링의 스프링력을 초과하면, 통로가 개방된다. 개방 압력은 예를 들어, 복귀 스프링의 스프링력을 통해 조정 가능하다. 일체형 헹굼 시스템을 갖는 액체를 준비하기 위한 본 발명에 따른 장치로, 개방 압력은 펌프의 흡입 측 상의 부압에 의해 결정적인 방식으로 결정된다. 흡입 측 상에서 생성된 부압이 충분하지 않으면, 공기 공급 라인의 제 1 체크 밸브 및 제 2 체크 밸브가 개방되지 않거나 불완전하게 개방된다. 흡입 측 상의 부압이 공기 공급 라인의 해당 체크 밸브를 개방할만큼 충분히 크다면, 체크 밸브의 진동이 발생할 수 있어, 정확히 계량된 공기 공급은 불가능하다. 더욱이, 특히 스프링 장착식 체크 밸브의 작동 모드는, 유입중인 우유 및/또는 우유 거품에 의해 야기되는 오염에 특히 민감하다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 장치의 공기 공급 라인에 배치된 제 1 체크 밸브 및 제 2 체크 밸브는 직접 폐쇄 체크 밸브로 설계된다. 이러한 체크 밸브의 기구는 폐쇄 요소를 포함하며, 상기 폐쇄 요소는 폐쇄 요소에 작용하는 중력에 의해 그리고/또는 매체에 의해 시트 내로 가압되어 긴밀하게 폐쇄된다. 직접 폐쇄 체크 밸브가 적어도 공기 공급 라인에 배치될 수 있도록, 액체의 준비를 위한 본 발명에 따른 장치의 공기 공급 라인이 수직 배향으로 배치되는 것이 예상된다. 따라서, 공기 공급 라인에서 수직 방향으로 위에서 아래로, 공기량 제어기 및 공기 공급 시스템에 포함된 제 2 및 제 1 체크 밸브가 배치된다. 공기 공급으로, 이러한 수직 배향이 해당 체크 밸브를 해제하여, 이들 밸브가 완전히 개방되고 정밀하게 계량된 공기 공급이 변동없이 가능하다. 이러한 구성으로, 대부분의 경우 단지 제 1 역류 방지 밸브(non-return valve)만이 우유 또는 각각의 우유 거품과 접촉할 수 있지만, 특히 우유 흡입 라인이 헹굼될 때, 적어도 한 쪽은 규칙적으로 헹굼된다. 우유 흡입 라인은, 우유 흡입 라인을 통해 우유가 수평 방향으로 흡입되도록 장치에서 측방향으로, 즉 실질적으로 수평으로 배치될 수 있다.
일체형 헹굼 시스템을 구비한 액체를 준비하기 위한 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예에서, 우유를 발포시키기 위한 공기가 공기량 제어기를 통해 일정한 온도로 계량되는 방식으로 공급되는 것이 예상된다. 바람직하게는, 이것은 저온의 공기이며, 이는 반복 가능한 높은 우유 거품 품질의 생산에 특히 적합하다. 바람직하게는, 공기는 냉각 유닛으로부터 얻어지며, 여기서, 우유는 냉각되는 방식으로 저장된다. 또한, 본 발명에 따른 장치는 모듈형 발포 유닛으로서 냉각 유닛에 대체로 완전히 수용되는 것이 가능하다. 공급된 냉각된 공기는 우유 거품의 품질에서 온도와 관련된 변동을 방지한다. 우유 거품의 품질은 계절에 따라 변하는 주변 온도와는 무관하므로 지속적으로 높은 품질이다.
더욱이, 제한기가 출구 라인에서 펌프의 하류에 배치되고, 이에 의해 이 장치 내에는 매니폴드 밸브가 배치되며, 상기 매니폴드 밸브는 출구 라인을 헹굼 유체의 배출을 위한 노즐에 그리고 라인을 통해, 준비된 액체가 분배될 수 있는 출구로 선택적으로 연결한다. 특히, 매니폴드 밸브와 출구 사이의 라인은, 단지 작은 충전량만을 갖도록, 바람직하게는 2ml 내지 3ml이도록 치수가 정해진다.
그 이상으로, 헹굼 밸브에 의해, 우유 흡입 라인이 냉각 유닛 외부에서 통합 헹굼 시스템에 연결될 수 있다. 바람직하게는 준비된 우유를 분배하는 2 가지 동작 사이에서 수행되는 헹굼 작업 동안, 냉각 유닛 그리고 또한 공기 공급 라인 외부의 이들 영역에서 우유 또는 각각의 우유 발포체에 직접 노출되는 라인 및 요소는 적어도 부분적으로 헹굼 및 세정된다. 이는, 특히 고온에서, 우유 거품을 만드는 동안, 우유 거품이 공기 공급 라인의 방향으로 또한 팽창될 수 있어, 정확하게 계량된 공기 공급을 방해하는 이 공기 공급 라인에서 변화된 조건이 발생할 수 있기 때문에 무엇보다 중요하다. 더욱이, 공기 공급 라인에 배치되고 우유 또는 각각, 우유 거품과 접촉하는 체크 밸브가 오염되고 그의 기능적 능력에 악영향을 받는 것이 유리한 방식으로 방지될 수 있다.
공기 공급 라인을 헹굼 시스템에 연결할 수 있고 헹굼 및/또는 세정 유체가 적재될 수 있는 언급된 밸브는, 공기 공급 라인의 도입 지점으로부터 우유 흡입 라인 내로 상당한 거리에 배치되어,
우유 거품이 침투할 수 있는 공기 공급 라인의 섹션이 헹굼 유체에 의해 헹굼되는 것을 보장할 수 있다. 바람직하게는, 밸브는 도입 지점에 대해 보다 높은 레벨에 배치되어, 헹굼 유체가 중력에 의해 세정될 섹션 내로 유동한다.
일체형 헹굼 시스템은, 공기 공급 라인을 포함하여 우유 또는 각각, 우유 거품과 접촉하게 되는 요소를 완전히 세정하는 데 적합한 유체 형태의 임의의 매체를 헹굼 및/또는 세척 유체로 사용할 수 있다. 대안적으로, 기체 매체에 의한 세정 또는 각각, 헹굼이 또한 고려될 수 있다. 차가운 물이나 뜨거운 물로의 헹굼 또는 화학 첨가제를 갖는 용액 및 추가의 헹굼들이 특히 적합하다. 개방된 공기 입구 및 활성화된 펌프로 건조하는 것 외에도, 요소 및 라인의 완전한 건조를 달성하기 위해서 증기 또는 압축 공기가 또한 사용될 수 있다.
통합 헹굼 시스템으로 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치를 헹굼하기 위한 본 발명에 따른 방법은, 헹굼 작업을 위해, 헹굼 라인을 통해 헹굼 유체가 공급될 수 있고, 이에 의해, 헹굼 유체는 연속 유동 가열기로서, 특히 후막 가열기로서 설계된 가열 요소에, 적어도 부분적으로, 펌프의 우유 흡입 라인을 통해 그리고 출구 라인으로 이송되고, 이에 의해 헹굼 유체가 또한 밸브를 통해 공기 공급 라인에 유도되고 그리고 이 공기 공급 라인은 헹굼된다.
세정 또는 각각, 헹굼 작업의 촉발은 시간 제어를 통해 이루어질 수 있으며, 이에 따라 준비된 우유를 출구로 각각 분배한 후 또는 미리 정해진 수의 분배 동작 후에, 헹굼이 자동으로 활성화된다. 헹굼 작업은 제어 시스템에 의해 제어될 수 있으며, 이에 의해 시스템의 충전 및 충전 유형에 관한 데이터를 포착하여 이를 제어 시스템에 전송하는 센서가 배치된다. 우유 흡입 라인의 헹굼 밸브와 공기 공급 라인의 상기 밸브가 헹굼 시스템에 할당되며, 이는 한편으로는, 냉각 유닛에서 우유 흡입 라인을 통해 헹굼 유체를 유도하기 위해 그리고 다른 한편으로는, 공기 공급라인을 통해 헹굼 유체를 유도하도록 선택적으로 전환될 수 있다. 동시 헹굼이 마찬가지로 가능하다. 헹굼은 또한, 역방향으로도 가능하다. 준비된 우유를 각각 분배한 후에 헹구는 경우, 헹굼 유체는 우유 거품 준비의 시작시에 본 발명에 따른 장치 내에 위치된다. 이에 의해, 본 발명에 따른 장치는 배출구로부터, 즉 매니폴드 밸브와 출구 또는 우유 또는 각각, 우유 거품 사이의 섹션에서 냉각된 영역의 경계까지 헹굼 유체, 바람직하게는 물로 채워진다. 폐쇄된 매니폴드 밸브의 경우, 물은 이 밸브와 출구 사이의 섹션에 남아있으며, 예를 들어, 우유 또는 우유 거품의 후속 흐름을 위해 이를 차단한다. 헹굼 유체의 배출을 위해, 출구 라인에 제공된 매니폴드 밸브가 개방되고 물 또는 각각, 헹굼 유체가 용기 또는 노즐 내로 안내될 수 있다. 이와 동시에, 펌프가 시동되고 공기량 제어기가 개방된다. 흡입된 우유 또는 각각, 우유 거품이 매니폴드 밸브에 도달하는 시점에서, 이것은 대응하게 배치된 센서 또는 각각, 시간 지연을 통해 검출 될 수 있으며,이 밸브는 준비된 우유 또는 각각, 우유 거품이 출구로 전도되는 방식으로 전환된다. 매니폴드 밸브와 출구 사이의 섹션에 있던 물은 마찬가지로 출구 방향으로 가압된다. 그러나, 이 양은 너무 적어서 물이 만들어질 음료에 대한 우유 또는 각각, 우유 거품에 대한 악영향을 나타내지 않는다. 준비된 우유의 분배의 종료가 검출되면, 상기 밸브가 개방되며, 이 밸브를 통해 공기 공급 라인이 헹굼 시스템에 연결될 수 있고 헹굼 유체가 공급된다. 공급된 헹굼 유체의 압력으로 인해, 제 1 체크 밸브가 개방되고 제 2 체크 밸브가 공기량 제어기 방향으로 섹션을 폐쇄하고 제 3 체크 밸브가 우유 흡입 라인을 폐쇄하며, 이에 의해 펌프의 흡입 압력이 보상된다. 바람직하게는, 헹굼 유체는 적어도 1, 바람직하게는 2 bar의 압력을 갖는다. 시간 지연의 경우, 바람직하게는 약 0.5 초의 범위에서, 공기량 제어기는 폐쇄 위치로 이동된다. 헹굼 유체가 매니폴드 밸브에 도달하면, 이 밸브가 개방되어 헹굼 유체가 배출된다. 헹굼 또는 각각, 세정 작업으로, 출구 측의 매니폴드 밸브와 상기 밸브 사이의 본 발명에 따른 장치의 구성요소가 헹굼된다. 대안적으로, 매니폴드 밸브와 출구 사이의 섹션이 주기적으로 헹굼될 수 있다.
후막 히터로서 설계된 가열 요소가 통합 헹굼 시스템을 갖는 본 발명에 따른 장치를 유리하게 사용할 수 있다. 2 개의 우유 또는 각각, 우유 거품 분배 작동 사이에서, 연속 유동 히터로서 고려되는 후막 히터는 헹굼 유체, 예를 들어 물로 채워지며, 이 물은 연속적으로 흐르는 우유 거품에 영향을 받지 않고 높은 에너지로 가열될 수 있다. 따라서, 짧은 가열 기간이 유발된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 일체형 헹굼 시스템을 갖는 액체 식품, 특히 우유의 준비를 위한 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 도시한다.
도 1은 일체형 헹굼 시스템을 갖는 액체 식품, 특히 우유의 준비를 위한 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 도시한다.
액체, 특히 우유의 준비를 위한, 도 1에 도시된 본 발명에 따른 장치(1)는 제 1 저장기(12) 및 제 2 저장기(14)에 저장된 하나의 유형의 우유, 다른 유형의 우유 또는 각각 우유 대용물을 포함한다. 제 1 및 제 2 저장기들(12, 14)은 도시된 예시적인 실시예에서 펌프(18)의 흡입 측과 3/2 방향 제어 밸브(15)를 통해 우유 흡입 라인(16)에 연결되어, 우유 또는 각각의 우유 대용물이 제 1 및/또는 제 2 저장조(12, 14)로부터 취출될 수 있다. 우유 흡입 라인(16)에는 펌프(18)의 방향으로 개방되는 제 3 체크 밸브(20)로 표시된 체크 밸브가 배치된다. 펌프(18)는 하나의 출구 라인(22)을 통해 그의 압력 측 상에서 출구(24)에 연결되며, 출구(24)에서 준비된 우유 또는 각각의 우유 발포체가 전달될 수 있다. 출구(24) 이전의 출구 라인(22)에 매니폴드 밸브(23)가 배치되어, 선택적으로, 흐름이 출구(24)의 방향으로 라인(27)을 통해 개방되거나 흐름이 노즐(25)의 방향으로 개방된다.
펌프(18)의 흡입 측에서 우유 흡입 라인(16)으로 들어오는 것은, 공기 공급 라인(26)이며, 공기 공급관(26)에는 공기량 제어기(28)가 제공된다. 공기량 제어기(28)는 비례 밸브로서 설계될 수 있어서, 공기가 환경으로부터 정밀하게 계량된 방식으로 공급된다. 특히, 공기는 냉각 유닛(10)으로부터 얻어질 수 있으며, 따라서 주위 온도와 독립적인 일정한 온도를 갖는다. 우유는 공기 공급 라인(26)을 통해 계량된 양의 공기와 혼합될 수 있으며, 이에 의해 우유/공기 혼합물이 형성되며 이는 펌프(18)에 의해 흡입된다. 공기 공급 라인(26)에는 제 1 체크 밸브(30) 및 제 2 체크 밸브(32)가 배치되며, 이는 보다 정확하게 설명될 것이다.
펌프(18)의 압력 측 상에는 출구 라인(22) 상에 연속-흐름 히터로서 설계된 가열 요소(34)가 배치된다. 가열 요소(34)는 후막 히터(thick film heater)로서 설계되고, 전기 가열 저항기가 유동 경로가 제공되는 지지체 상의 가열 요소(34) 상에 설치된다. 활성화된 가열 요소(34)를 갖는 유동 경로를 따른 유동 동안에, 액체, 즉 우유 또는 우유/공기 혼합물은 온도 센서(미도시)에 의해 제어될 수 있는 미리 정해진 온도가 된다. 스위치-온된 가열 요소(34)로, 따뜻한 또는 뜨거운 우유 및/또는 우유 거품이 발생될 수 있으며; 스위치-오프된 가열 요소(34)로, 찬 우유 또는 우유 거품이 출구(24)로 전달될 수 있다. 이것은, 특히, 빠른 반응 시간과 최소 폐열을 갖는 후막 히터에 의해 가능하다.
또한 도 1에서, 가열 요소(34)로부터 하류의 출구 라인(22)에는 제한기(36)가 배치되며, 제한기(36)는 이미 존재하고 아마도 가열된 우유/공기 혼합물로부터 안정적이고 균일한 우유 거품을 발생시킨다. 제한기(36)는 제트, 배플, 고정되거나 조절 가능한 노즐로서 설계될 수 있으며, 이에 의해 관류 단면적의 협소화가 제한 지점에 제공된다. 특히, 제한기(36)는 제어 유닛(도시되지 않음) 또는 다른 장치에 의해 조절 가능한 스로틀로서 설계될 수 있다. 제한기(36)는 역압(counter pressure)을 발생시키며, 이는 또한 가열 요소(34)에 포함된 유동 경로에서 그 자체를 눈에 띄게 만든다. 따라서, 증가하는 팽창이 상쇄되며, 더 높은 온도를 유발하는 경향이 있으며, 이에 따라 기포가 우유 거품에서 더 크게 성장한다. 우유/공기 혼합물의 더 작은 기포는 이 혼합물의 가열을 용이하게 하며, 이는 그렇지 않은 경우, 열등한 열전도체로서 공기에 의해 부정적인 영향을 받는다.
조절 가능한 제한기(36) 뿐만아니라 정확하게 계량된 공기량 및 조절 가능한 온도는 우유/공기 혼합물 내로의 공기 및 우유의 최적 혼합 및 혼합물 내의 작은 기포의 분산을 가능하게 하며, 이는 높은 거품 품질을 의미한다.
액체의 준비를 위한 장치(1)는 냉각 유닛(10)에 합체될 수 있는 모듈로서 하우징에 통합될 수 있다. 사실상, 본 발명에 따른 장치(1)의 모든 구성요소는 냉각 유닛(10)에 통합될 수 있으며, 이에 의해 냉각 유닛(10)은 커피 기계로의 추가 장치로서 또는 커피 기계의 통합된 구성요소로서 또한 설계될 수 있다.
본 발명에 따른 장치(1)는, 본 발명에 따른 장치(1)에 포함된 요소를 헹구거나 각각 세정하기 위한 일체형 헹굼 시스템을 더 포함한다. 헹굼 밸브(40)에 의해, 우유 흡입 라인(16)은 헹굼 시스템에 연결 가능하며, 특히 헹굼 라인(42)에 연결 가능하다. 따라서, 우유 전달 요소들, 예를 들어, 우유 흡입 라인(16), 펌프(18), 가열 요소(34), 제한기(36) 및 출구(24) 그리고 출구(24) 자체에 이르는 라인(27)을 포함하는 출구 라인(22)에는 헹굼 유체가 넣어질 수 있으며, 이에 의해 헹굼 밸브(40)의 개방시에, 제 3 체크 밸브(20)가 우유 흡입 라인(16)을 차단 해제한다. 이에 의해, 제 3 체크 밸브(20)는 적어도 1 bar의 헹굼 유체의 압력에서 개방될 수 있다. 막 발포체의 제조를 위한 장치에 대해 공지된 세정 또는 각각의 헹굼 시스템과는 대조적으로, 통합된 헹굼 시스템을 갖는 본 발명에 따르면, 저온으로 인해 젖산 및 카세인의 발달이 단지 최소인 냉각된 영역이 충분히 헹굼되는 것이 제공된다.
이제 중요하게도, 본 발명에 따른 통합된 헹굼 시스템에 의해서, 또한 공기 공급 라인(26)이 헹굼된다. 이를 위해, 이 라인은 밸브(44)를 통해 헹굼 라인(42)과 연결되며 이에 의해 헹굼 유체의 공급원에 연결될 수 있다. 따라서, 우유에 노출된 라인 섹션뿐만 아니라 공기 공급 라인(26)을 언제든지 헹구거나 각각 세정할 수 있는 가능성이 존재한다. 헹굼 라인(42)은 밸브(44)가 배치되는 섹션을 가지며, 이는 제 1 체크 밸브(30)와 제 2 체크 밸브(32) 사이의 공기 공급 라인(26)에서 나온다. 헹굼 유체를 헹굼 라인(42)에 적재하는 동안, 제 2 체크 밸브(32)는 폐쇄 위치에 있는 반면, 제 1 체크 밸브(30)는 개방된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 공기량 제어기(28), 제 2 체크 밸브(32) 및 제 1 체크 밸브(30)를 갖는 공기 공급 라인(26)이 수직 구성으로 배향되는 것이 특히 중요하다. 이에 의해, 제 1 체크 밸브(30) 및 제 2 체크 밸브(32)는 직접 폐쇄 체크 밸브로서 설계되는 것이 가능한데, 이 밸브들은 공기 공급원에 대한 수직 정렬을 통해, 폐쇄 요소에 작용하는 중력에 의해 해제된다. 따라서, 그 다음에, 공기 공급 라인(26)에서 펌프(18)에 의해 생성된 부압만으로는 제 1 체크 밸브(30)를 개방하기에 충분하지 않을 때, 공기 공급 라인(26)의 헹굼 또는 각각의 세정이 가능하다.
요약하면, 통합 헹굼 시스템을 구비한 액체, 특히 우유의 준비를 위한 본 발명에 따른 장치(1)는, 공기 공급 라인(26)의 헹굼 또는 각각의 세정을 통해 그리고 공기 공급 라인(26)의 직접 폐쇄 체크 밸브(30, 32)의 수직 구성을 통해, 위생 및 감각 상태(hygienic and sensory conditions)의 개선이 달성될 수 있고 그리고 공기 공급이 정밀하게 계량된 방식으로 공급될 수 있다는 이점을 갖는다. 이것은 공기 공급 라인(26)이 우유에 노출된 요소와 동일한 헹굼 사이클에서 헹굼 및 세정될 수 있기 때문에 추가적인 시간과 노력없이 달성된다.
Claims (13)
- 통합 헹굼 시스템을 구비한 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치(1)로서,
냉각 유닛(10)에 배치된, 액체를 저장하기 위한 적어도 하나의 저장소(12, 14);
펌프(18);
라인 시스템 - 상기 라인 시스템은 적어도 하나의 저장소(12, 14)가 펌프(18)에 연결될 수 있는 우유 흡입 라인(16), 펌프(18)가 적어도 하나의 출구(24)에 연결될 수 있는 출구 라인(22), 및 우유 흡입 라인(16)이 헹굼 유체로 적재 가능한 헹굼 라인(42)을 포함 -,
공기 공급 라인(26)을 통한 공기가 계량되는 방식으로 우유 흡입 라인(16)으로의 입구 지점으로 유도될 수 있는 공기량 제어기(28), 및
상기 출구 라인(22)에 배치되고 후막 히터로서 설계된, 연속 흐름 히터로서 설계된 가열 요소(34)를 포함하는, 통합 헹굼 시스템을 구비한 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치에 있어서,
공기량 제어기(28)와 우유 흡입 라인(16)으로의 입구 지점 사이의 공기 공급 라인(26)에는 제 2 체크 밸브(32) 및 제 1 체크 밸브(30)가 배치되며, 공기 공급 라인(26)은 제 1 체크 밸브(30)와 제 2 체크 밸브(32) 사이에서 밸브(44)를 통해 헹굼 라인(42)에 연결 가능한 것을 특징으로 하는, 통합 헹굼 시스템을 구비한 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 체크 밸브(30) 및 상기 제 2 체크 밸브(32)는 직접 폐쇄 체크 밸브로서 설계되는 것을 특징으로 하는, 통합 헹굼 시스템을 구비한 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 공기 공급 라인(26), 상기 제 2 체크 밸브(32) 및 상기 제 1 체크 밸브(30)에 포함된 상기 공기량 제어기(28)는 수직 구조로 서로 위에 위치되는 것을 특징으로 하는, 통합 헹굼 시스템을 구비한 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공기량 제어기(28)는 계량된 방식으로 상기 냉각 유닛(10)으로부터 공기를 공급하도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 통합 헹굼 시스템을 구비한 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 헹굼 라인(42)은 헹굼 밸브(40)를 통해 상기 냉각 유닛(10) 외부의 상기 우유 흡입 라인(16)에 연결 가능한 것을 특징으로 하는, 통합 헹굼 시스템을 구비한 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출구 라인(22)에 상기 펌프(18)의 하류에 제한기(restrictor)(36)가 배치되는 것을 특징으로 하는, 통합 헹굼 시스템을 구비한 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
출구 라인(22)에는 매니폴드 밸브(23)가 배치되고, 상기 매니폴드 밸브(23)는 헹굼 유체를 배출하기 위한 노즐(25) 및 준비된 액체가 분배될 수 있는 출구(24)에 선택적으로 출구 라인(22)을 연결하는, 것을 특징으로 하는, 통합 헹굼 시스템을 구비한 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
매니폴드 밸브(23)와 출구(24) 사이의 라인(27)은 2ml 내지 3ml의 충전 용적을 갖는 것을 특징으로 하는, 통합 헹굼 시스템을 구비한 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 통합 헹굼 시스템으로 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치(1)를 헹굼하기 위한 방법으로서,
헹굼 라인(42)을 통한 헹굼 작업을 위해, 헹굼 유체가 공급될 수 있고, 상기 헹굼 유체는 상기 펌프(18)의 상기 우유 흡입 라인(16), 연속 유동 히터(34)로서 설계되는 가열 요소(34) 및 상기 출구 라인(22)을 통해 적어도 부분적으로 유도되고, 이에 의해 상기 공기 공급 라인(26)은 밸브(44)를 통해 헹굼 유체로 공급되고 헹굼되는 것을 특징으로 하는, 통합 헹굼 시스템으로 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치를 헹굼하기 위한 방법. - 제 9 항에 있어서,
헹굼 작업은 상기 출구(24)까지의 그리고 상기 출구(24)를 포함하는 준비된 액체를 각각 분배 한 후에 발생하는 것을 특징으로 하는, 통합 헹굼 시스템으로 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치를 헹굼하기 위한 방법. - 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
헹굼 작업 중에 상기 우유 흡입 라인(16), 상기 공기 공급 라인(26) 및 상기 출구 라인(22)은 적어도 부분적으로 동시에 헹굼되는 것을 특징으로 하는, 통합 헹굼 시스템으로 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치를 헹굼하기 위한 방법. - 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
헹굼 작업 중에, 상기 출구 라인(22)의 매니폴드 밸브(23)는, 상기 출구(24)까지의 출구 라인 및 라인(27)이 헹굼 액체로 채워지도록 적어도 부분적으로 개방되는 것을 특징으로 하는, 통합 헹굼 시스템으로 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치를 헹굼하기 위한 방법. - 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출구(24)에서 준비된 액체를 각각 분배하기 전에, 상기 출구(24)까지의 헹굼 밸브(40) 및 상기 밸브(44)로부터의 장치(1)는 헹굼 유체로 채워지며, 이에 의해, 분배의 개시시, 상기 매니폴드 밸브(23)는 노즐 (25)을 통해 상기 장치(1) 밖으로 헹굼 유체를 유도하기 위해 개방되고 그 다음에 준비된 액체가 상기 매니폴드 밸브(23)에 도달할 때 폐쇄되는 것을 특징으로 하는, 통합 헹굼 시스템으로 액체, 특히 우유를 준비하기 위한 장치를 헹굼하기 위한 방법.
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