(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器部分（２０）及び泡立て部分（１０）を備える、流体（１）を泡立てるための使い捨て泡立てデバイス（１００）であって、前記流体（１）が前記泡立て部分（１０）に送られるように、前記容器部分（２０）は、第１の流入空気（１４’）によって加圧されており、前記泡立て部分（１０）には、前記容器部分（２０）から来る前記流体（１）と混合される第２の流入空気（１５’）が供給され、前記泡立て部分（１０）は２つの部品を備え、前記２つの部品は、空気と流体（１）との混合物が特定レベルのせん断応力下で送られるように、前記２つの部品間を互いに対して動くことができ、これにより、空気と流体（１）との前記混合物を前記泡立て部分（１０）内で乳化させることが可能になり、
前記泡立て部分（１０）は、内部円筒部（１１）及び外部円筒部（１２）を備えており、前記内部円筒部（１１）と前記外部円筒部（１２）は、前記内部円筒部（１１）と前記外部円筒部（１２）との間に間隙（１３）が形成されるように、同心円状に配置されており、前記内部円筒部（１１）は、流体（１）と空気との前記混合物が前記間隙（１３）を通って送られる際に乳化されるように、前記外部円筒部（１２）に対して回転可能である、使い捨て泡立てデバイス（１００）。
【請求項２】
前記外部円筒部（１２）は、静止しており、前記内部円筒部（１１）は、前記外部円筒部（１２）に対して４０００〜８０００ｒｐｍを含む速度で回転する、請求項１に記載の使い捨て泡立てデバイス（１００）。
【請求項３】
前記間隙（１３）の幅は、泡立てられる前記流体（１）に応じて、前記間隙（１３）内の前記せん断応力により空気と流体（１）との前記混合物が最適に乳化されるように選択されている、請求項１又は２に記載の使い捨て泡立てデバイス（１００）。
【請求項４】
前記泡立て部分（１０）は、蓋として構成されており、前記容器部分（２０）は、ボトル、カプセル又はパウチとして構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の使い捨て泡立てデバイス（１００）。
【請求項５】
前記容器部分（２０）は、泡立てられる前記流体（１）を含む内部可撓性部分と、外部周囲剛性部分と、を備えており、前記内部可撓性部分と前記外部周囲剛性部分との間に間隙が形成され、そのため、前記第１の流入空気（１４’）が前記間隙に送られ、前記可撓性内部部分を押し、前記流体（１）を前記泡立て部分（１０）に送るように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の使い捨て泡立てデバイス（１００）。
【請求項６】
前記泡立てデバイス（１００）は、前記容器部分（２０）に対して垂直に配置されており、前記泡立て部分（１０）に垂直経路（８）が更に設けられ、前記垂直経路（８）に、空気と流体（１）との前記乳化された混合物が運ばれ、膨張され、ゆえに、泡立てられる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の使い捨て泡立てデバイス（１００）。
【請求項７】
前記泡立てデバイス（１００）は、前記容器部分（２０）に対して平行に配置されており、前記泡立て部分（１０）に第２の垂直経路（９）が更に設けられ、前記第２の垂直経路（９）に、空気と流体（１）との前記乳化された混合物が運ばれ、膨張され、ゆえに、泡立てられる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の使い捨て泡立てデバイス（１００）。
【請求項８】
前記泡立て部分（１０）に着脱可能に取り付けられた使い捨ての添加物用部分（５０）を更に備え、前記添加物用部分（５０）は、前記泡立て部分（１０）から来る添加物用空気（１８’）によって作用される圧力により、添加物の流れを送ることができる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の使い捨て泡立てデバイス（１００）。
【請求項９】
前記泡立て部分（１０）は、前記流体（１）と空気との前記混合物を加熱するためのヒータを更に備え、更なるエネルギーを与えることにより前記泡立て部分（１０）内の乳化プロセスを高める、請求項１〜８のいずれか一項に記載の使い捨て泡立てデバイス（１００）。
【請求項１０】
前記流体（１）は、例えば、ミルク、クリーム、ヨーグルト、アイスクリームミックスなどの泡立て可能な流体である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の使い捨て泡立てデバイス（１００）。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の泡立てデバイス（１００）と、マシン（３０）とを備える泡立てシステムであって、前記泡立てデバイス（１００）は、前記マシン（３０）に接続可能であり、前記マシン（３０）は、前記泡立て部分（１０）を動作させる駆動手段（３１）と、第１の流入空気（１４’）を供給する第１の空気ポンプ（３４）と、第２の流入空気（１５’）を供給する第２の空気ポンプ（３５）とを備える、泡立てシステム。
【請求項１２】
所定の添加物用部分（５０）が専用の泡立てデバイス（１００）にのみ適するように、前記泡立てデバイス（１００）内の添加物用部分（５０）に添加物用空気（１８’）を供給する第３の空気ポンプ（３７）を更に備える、請求項１１に記載の泡立てシステム。
【請求項１３】
前記マシン（３０）は、以下の泡立てプロセスパラメータ、すなわち、前記容器部分（２０）から前記泡立て部分（１０）内に流れる流体の流量、前記泡立て部分（１０）の動作速度、前記泡立て部分（１０）内に供給される第２の流入空気（１５’）の流れ、前記泡立て部分（１０）内の空気と流体（１）との前記混合物の温度、添加物用部分（５０）から供給される添加物量の比率、のうちの少なくとも１つ又は組み合わせを監視する、請求項１１又は１２に記載の泡立てシステム。
【請求項１４】
前記マシン（３０）は、制御手段（３６）を備えており、前記泡立てデバイス（１００）は、前記泡立てプロセスパラメータのうちの少なくとも１つ又は組み合わせに関する情報を有するコード（４０）を備えており、これにより、前記制御手段（３６）は、前記コード（４０）の前記情報に従い、前記泡立てプロセスパラメータを自動的に調整する、請求項１３に記載の泡立てシステム。
【請求項１５】
前記マシン（３０）は、流体出口（１７）を出る前記泡を加熱するためのヒータを更に備える、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の泡立てシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を泡立てるための、好ましくは、食品流体製品を泡立てるための、及びより好ましくは、ミルクの泡を生成するためのデバイスに関する。特に、本発明は、非常に高品質の流体泡を、制御された信頼性の高い手法で生成し、清掃作業を必要としない使い捨て泡立てデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
泡は、二相、すなわち、水相と気（空気）相からなる。したがって、流体泡は、流体構造内に多くの気泡を閉じ込めることによって形成される物質である。流体泡の生成には、これら気泡の発生だけでなく、安定な泡を提供するために、全体的な流体構造内にこれら気泡を充填し、保持することも含む。
【０００３】
食品流体製品から生成された流体泡は、細かい気泡による特有の軽い口当たりを有し、異なる食感を与えることから、多くの様々な種類の料理に用いられている。これら泡立てられた製品のほとんどにおいては、タンパク質が、分散気相の形成及び安定化を補助する主要な界面活性剤であり、タンパク質で安定化した泡を生成する。タンパク質は、機械的応力及び重力的応力などの打ち勝つべき特定の応力を常に有する。これら応力に抗して形成された泡構造を安定させるタンパク質の能力が、泡の安定性を決定する。泡の安定性は、通常、流体の５０％が泡から排出されるのに要する時間、すなわち、泡の体積が５０％減少に達するのに要する時間と表される。
【０００４】
流体を泡立てる際に直面する主な問題は、所望の泡を、制御された繰り返し可能な手法で生成すること、及びまた、泡を安定させること、及び所定の時間にわたり泡を安定した状態に維持することである。
【０００５】
最も一般的に使用されている食品流体泡の１つはミルクの泡である。ミルクの泡を生成するためのデバイスは従来技術において既知である。通常、これらデバイスは、ミルクが充填される貯蔵部を備える。貯蔵部には、また、回転部品が設けられる。回転部品は、典型的には、貯蔵部の下面に配置された泡だて器である。泡だて器がミルクを撹拌し、更に、ミルクが液体膜内部に空気を閉じ込めることによってミルクを泡立てる。これら既知のデバイスにおけるミルクの泡の生成には、しかしながら、時間と、非常に多くの操作を要するとともに、泡が生成されるたびに清掃も必要とする。また、得られる泡の特性を調整するために、泡だて器の幾何学的形状を制御する必要があり、これは、厳密に理解及び制御し難いことである。
【０００６】
従来技術の、文書、欧州特許出願公開第２４７８８０４（Ａ１）号では、例えば、ガスによって加圧されるミルク貯蔵部について開示している。加圧されたミルクは混合領域に導かれ、別のガスと更に混合される。後に、泡立て機構内において、泡立て及び気泡の大きさの低減が起こる。泡立て機構は、典型的には、静的ミキサー又は回転泡立て器を備える。しかしながら、こうしたシステムにおける泡立ての調整及び制御は複雑であり、厳密でなく、複雑な構成も必要とする。更に、これらシステムでは、泡が生成された後に清掃が必要であり、煩雑でありかつ時間がかかる。
【０００７】
米国特許出願公開第２０１３／００４３２７４（Ａ１）号などの、従来技術において知られている他の文書は、食品流体製品、典型的には、飲料に特に適応させた保管機能、投入機能及び注出機能を提供するパッケージング解決策について記載している。パッケージング解決策は、容器、投入手段及び弁を備える。投入手段は、少なくとも円錐台部品を有するロータを備える。円錐台部品は回転駆動し、投入デバイスとして機能し、投入入口から液体を受け取り、液体が容器から混合チャンバに運ばれて混合チャンバで希釈剤と混合されるように、この液体を、投入出口に移動させる。この希釈剤がガス（Ｎ２又はＣＯ２）である場合、飲料の最上層に泡の盛り上がりができる。しかしながら、このシステムにおける泡立てプロセスは制御された厳密な手法で行われず、泡立てプロセスを監視及び調整することが非常に困難である。
【０００８】
したがって、泡立て流体を、制御されかつ調整された手法で生成することを可能にするための他の解決策が提供されている。同じ出願人に属する欧州特許出願公開第１２１９９１８５．５号に一例が記載されている。同出願では、ミルクの泡を生成するためのデバイスが開示されている。このデバイスでは、互いに対して回転する２つの円筒部の間の間隙内にあるミルクと空気との混合物に高せん断応力が印加され、このせん断応力によりミルクと空気とのエマルジョンがもたらされ、膨張が生じると後の泡立て効果が生じる。この解決策によって、ミルクの泡を制御された手法で生成することができる。しかしながら、このデバイスは比較的複雑であり、ミルクの泡が生成された後に頻繁に清掃を必要とし、時間がかかるものであり、ユーザにとって魅力的ではない。
【０００９】
高品質の流体泡を制御されかつ調整された手法で生成するとともに、清掃作業を必要としない単純なデバイスを提供することに対する需要は依然としてある。本発明は、これら需要に対する解決策を提供することを目的とする。
【発明の概要】
【００１０】
第１の態様によれば、本発明は、流体１を泡立てるための使い捨て泡立てデバイス１００であって、容器部分２０及び泡立て部分１０を備え、流体１が泡立て部分２０に送られるように、容器部分２０が第１の流入空気１４’によって加圧されている、泡立てデバイス１００に関する。泡立て部分２０には、容器部分２０から来る流体１と混合される第２の流入空気１５’が供給され、泡立て部分１０は２つの部品を備え、２つの部品は、空気と流体１との混合物が特定レベルのせん断応力下で送られるように、２つの部品間を、互いに対して動くことができ、これにより、空気と流体１との混合物を泡立て部分１０内で乳化させることが可能になる。
【００１１】
好ましくは、泡立て部分２０は、内部円筒部１１及び外部円筒部１２を備え、内部円筒部１１と外部円筒部１２は内部円筒部１１と外部円筒部１２との間に間隙１３が形成されるように、同心円状に配置されており、流体１と空気との混合物が間隙１３内を移動する際に乳化するように、内部円筒部１１は外部円筒部１２に対して回転可能である。また、好ましくは、間隙１３内のせん断応力により空気と流体１との混合物が最適に乳化するように、間隙１３の幅は、泡立てられる流体１に応じて選択されている。
【００１２】
第２の態様によれば、本発明は、泡立てデバイス１００及びマシン３０を備える泡立てシステムに関し、泡立てデバイス１００はマシン３０に接続可能である。マシン３０は、泡立て部分１０を動作する駆動手段３１と、第１の流入空気１４’を供給する第１の空気ポンプ３４と、第２の流入空気１５’を供給する第２の空気ポンプ３５と、を備える。
【００１３】
好ましくは、マシン３０は、以下の泡立てプロセスパラメータ、すなわち、容器部分２０から泡立て部分１０へと流れる流体の流量、泡立て部分１０の動作速度、泡立て部分１０に供給される第２の流入空気１５’の流量、泡立て部分１０内の空気と流体１との混合物の温度、の少なくとも１つ又は組み合わせを監視する。
【００１４】
好ましくは、マシン３０は制御手段３６を備え、泡立てデバイス１００はコード４０を備え、コード４０は、泡立てプロセスパラメータの少なくとも１つ又は組み合わせに関する情報を有し、コード４０内の情報に従い、制御手段３６がこれら泡立てプロセスパラメータを自動的に調整する。別の可能性は、ユーザがマシン３０上で直接これらパラメータを手動で調整し、これらパラメータに作用するというものである。
【００１５】
本明細書では、用語「流体」は、液体又は液体と気体との混合物を意味する。
【００１６】
本発明の更なる特徴、利点及び目的は、当業者には、以下の、本発明の非限定的な実施形態の詳細な説明を読み、添付の図面と併せて解釈すると明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】水平実施形態による、本発明の使い捨て泡立てデバイスの主要構成要素の概略図である。
【図２】水平実施形態による、本発明の使い捨て泡立てデバイスの主要構成要素の概略正面図である。
【図３】水平実施形態による、本発明の使い捨て泡立てデバイスの泡立て部分及び容器部分の断面図である。
【図４】水平実施形態による、本発明の使い捨て泡立てデバイスの泡立て部分の断面詳細図である。
【図５】水平実施形態による、本発明の使い捨て泡立てデバイスの泡立て部分の断面詳細図である。
【図６】垂直実施形態による、本発明の使い捨て泡立てデバイスの泡立て部分の断面図である。
【図７】垂直実施形態による、本発明の使い捨て泡立てデバイスの泡立て部分の詳細断面図である。
【図８】垂直実施形態による、本発明の使い捨て泡立てデバイスの泡立て部分の詳細図である。
【図９】本発明による、使い捨て泡立てデバイスの水平実施形態における、泡立て部分に取り付けられた添加物用部分の概略図である。
【図１０】本発明による、使い捨て泡立てデバイスの水平実施形態における、泡立て部分に取り付けられた添加物用部分の断面図である。
【図１１】本発明による、使い捨て泡立てデバイスの水平実施形態における、互いに取り付けられる前の添加物用部分及び泡立て部分の正面図である。
【図１２】本発明による、使い捨て泡立てデバイスの水平実施形態における、互いに取り付けられる前の添加物用部分及び泡立て部分の背面図である。
【図１３】本発明による、使い捨て泡立てデバイスの水平実施形態における、互いに取り付けられた、添加物用部分及び泡立て部分の詳細断面図である。
【図１４】マシンに接続された使い捨て泡立てデバイスを備え、使い捨て泡立てデバイスは、泡立て部分と、容器部分と、添加物用部分と、を備える、本発明に従う泡立てシステムを示す概略機能図である。
【図１５】垂直実施形態による、本発明の使い捨て泡立てデバイスの別の可能な実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明による使い捨て泡立てデバイス１００は、泡立て部分１０及び容器部分２０を備える。泡立て部分１０は、容器部分２０内に収容された流体１を泡立てるように設計されている。典型的には、本発明のデバイスにおいて処理される流体１はミルクではあるものの、例えば、クリーム、ヨーグルト、アイスクリームクリームミックスなどの任意の種類の泡立て可能な流体を用いることができる。
【００１９】
本発明の好適な実施形態においては、例えば、泡立て部分１０は、蓋又はキャップとして構成されており、容器部分２０は、ボトル、カプセル又はパウチとして構成されている。しかしながら、本発明の任意の他の可能な実施形態もまた、本特許出願の範囲内及び添付の特許請求項の範囲内に含まれることは自明である。
【００２０】
本発明の泡立てデバイス１００は完全に使い捨てのため、清掃作業は必要ない。泡立てデバイス１００は、典型的には、容器部分２０から流体１が空になるまで複数の泡立て操作を可能にする。異なる泡立ての適用が実施される合間に、泡立てデバイス１００は、適切な保管領域、通常、冷蔵庫内に保管される。適用の合間、容器部分２０は、各使用後、加圧されたままとされるか、減圧されるかのいずれかとされ得る。これら場合のいずれにおいても、容器部分２０からのいかなる流体の漏れも避けなければならない。
【００２１】
本発明の泡立てデバイス１００は、流体と空気との混合物が、少なくとも部分的にクエット流によって泡立て部分１０内を通過するように設計されている。クエット流は、１つの板がもう一方に対して移動するような２つの平行平板間の空間内における粘性流体の層流を意味する。流れは、２つのプレートの間に含まれる流体にせん断力が作用することによって推進され、それにより、高いせん断エネルギーを通じてこの流体に泡立ちエネルギーが供給され、流体は乳化される。
【００２２】
泡立て部分１０は、典型的には、内部円筒部１１を備える。内部円筒部１１は、互いに対して動くことができるように外部円筒部１２内に同心円状に配置され、外部円筒部１２と内部円筒部１１との間の空間内に間隙１３が配置される。好ましくは、内部円筒部１１はロータであり、外部円筒部１２はステータである。ロータは、好ましくは、固定されたステータに対して回転する。内部円筒部１１は接続手段１９を介して駆動手段３１（好ましくはモータ）に接続可能であり、接続手段１９は、内部円筒部１１を、外部円筒部１２に対して所定の回転速度で回転させる。
【００２３】
泡立て部分１０は、また、第１の空気入口１４及び第２の空気入口１５を備え、そのそれぞれは、第１のチャネル１４”及び第２のチャネル１５”にそれぞれ接続されている。第１の空気入口１４は、容器部分２０が、典型的には、１ｂａｒ以下の圧力に加圧されるように、第１のチャネル１４”を通じて容器部分２０に第１の流入空気１４’を運ぶ。弁２１の補助により容器部分２０の内部に正圧が生成されるため、加圧された流体１は弁２１の動作により泡立て部分１０へと迅速に運ばれる。容器部分２０から泡立て部分１０に流体１を送るとき、容器部分２０は、以下の２つの理由、１）圧力が、流体１を泡立て部分に流すドライバであるため、及び２）泡立てがより良好かつより効率的に実施されるために、加圧される。第２の空気入口１５は、第２のチャネル１５”を通じて第２の流入空気１５’を供給する。第２の流入空気１５’は、容器部分２０から来る流体１に添加され、流体と空気との混合物を形成し、流体と空気との混合物は、その後、回転可能な内部円筒部１１と外部円筒部１２との間の間隙１３内部において、クエット流の原理で乳化される。乳化された流体と空気との混合物が間隙１３を出るとすぐにそれは膨張するため、流体内の気泡の大きさが急激に増すにつれて泡立て効果が得られ、その後、流体出口１７を通じて泡が提供され得る。クエット流の原理では、２つの板は、実際には、泡立てデバイス１００内の、互いに対して回転可能な内部円筒部１１の外壁及び外部円筒部１２の内壁により設けられ、内部円筒部１１と外部円筒部１２は共通の回転軸線１６を有する。
【００２４】
本発明の別の実施形態によれば、容器部分２０は、泡立てられる流体１を含む内部可撓性部分と、周りを取り囲む（contoured by）、容器部分２０の外枠を構成する外部剛性部分と、を備え得る。この構成では、第１の空気入口１４は、第１の流入空気１４’を、容器部分２０の内部可撓性部分と外部剛性部分との間に形成された間隙に、第１のチャネル１４”を通じて運ぶ。この間隙に供給された空気は、次いで、内部可撓性部分に圧力をかけるため、泡立て部分１０に流体が流れることを可能にする。典型的には、内部可撓性部分は、好ましくはプラスチック材料でできた可撓性バッグであり、外部剛性部分は、ボトルとして作製される。この構成により、以下の利点をもたらす。
可撓性内部部分はその中に収容された流体の減少に伴って収縮するため、流体が第１の流入空気１４’に接することは決してなく、流体の酸化のあらゆる可能性が最小になる。
流体の漏れがないことから内部可撓性部分と外部剛性部分との間の間隙に圧力を維持する必要がないため、容器部分２０を各使用後に減圧することができる。これにより、弁２１の簡略化が可能になる。
【００２５】
任意選択的に、本発明の泡立てデバイス１００は、泡立て部分１０内の流体と空気との混合物を加熱するためのヒータ（図示せず）を更に備え、これによって、更なる利用可能なエネルギーが与えられることにより泡立て効果を高める。更に、飲料の調製には、例えば、典型的には、ホットミルクの泡が望まれる。ヒータは、好ましくは、マシン３０内に設けられ、泡が形成された後に加熱されるように、流体出口１７に接続される。更に、本発明によるシステムの清潔度を高めるために、泡とマシン３０との間に接触はない。
【００２６】
ヒータは、２つの円筒部１１又は１２のうちの１つの内部に組み込むこともできる。例えば、ヒータは内部円筒部１１の内部に収容され得る。内部円筒部１１が、更に、熱伝導材料、好ましくは金属でできている場合、間隙１３を画定する内部円筒部１１の外部表面に熱が効率的に伝達されるため、言及した間隙１３内を流れる流体と空気との混合物を効率的に加熱する。好ましくは、ヒータは円筒部表面を内部円筒部１１の長さ全体（すなわち高さ）に沿って加熱する。
【００２７】
本発明の別の実施形態によれば、泡立てデバイス１００は、添加物用部分５０を更に含み得る。添加物用部分５０は、典型的には、同じく使い捨てであり、好ましくは、泡立て部分１０に着脱可能な手法で取り付けられている。泡立て部分１０は、マシン３０から来る、添加物用空気入口５１を備え、添加物用部分５０内に含まれる添加物が、流体出口１７を通じて供給された泡とともに同時に、添加物出口５２を通じて送られるように、添加物用空気出口５６から来た加圧空気を添加物用部分５０に注入することが可能になる。添加物入口弁５３が添加物用部分５０内に設けられ、添加物用部分５０への空気の流れを調整する。添加物用部分５０は、泡立て部分１０に添加物用部分５０を着脱可能な手法で差し込むことを可能にする取付手段５５を備える。典型的には、取付手段５５は、摺動手段を備え、この摺動手段は、泡立てデバイス１００がマシン３０に接続されている場合であっても、添加物用部分５０を泡立て部分１０に差し込み、泡立て部分１０上で案内することを可能にする。
【００２８】
本発明の添加物用部分５０は、供給される泡に対する添加物量の比率と、添加物を送るタイミングとが両方とも、制御手段３６によって又はマシン３０を操作するユーザによって指示されるという意味で、泡立てデバイス１００及びマシン３０の受動要素すなわちスレーブ要素であることに留意すべきである。更に、添加物を移動させる添加物用空気１８’は、マシン３０内の第３の空気ポンプ３７によって押され、更に説明するように、泡立て部分１０内の添加物チャネル１８”内を移動する。このため、所定の添加物用部分５０は、専用の泡立て部分１０とともにのみ、すなわち、専用の泡立てデバイス１００とともにのみ動作することができる。
【００２９】
本発明の泡立てデバイス１００は、マシン３０に接続可能である。このマシン３０は、泡立てデバイス１００に接続された以下の要素を備える。
典型的にはモータであり、接続手段１９に接続されるように適合された、及び泡立て部分１０の内部円筒部１１を回転駆動するように適合された機械的接続部を備える駆動手段３１と、
第１の空気入口１４に接続可能であり、第１の流入空気１４’を供給する第１の空気ポンプ３４と、
第２の空気入口１５に接続可能であり、第２の流入空気１５’を供給する第２の空気ポンプ３５と、
任意選択的に、泡立て部分１０内の添加物用空気入口５１に接続可能であり、添加物チャネル１８”を通じて添加物用部分５０内に添加物用空気１８’を供給する第３の空気ポンプ３７。
【００３０】
更に詳述するように、任意選択的に、マシン３０は、泡立てデバイス１００の泡立てプロセスパラメータを管理及び制御する制御手段３６も備え得る。代替として、マシン３０が制御手段３６を備えないことも可能であり、これは、ユーザが、その後、泡立てデバイス１００の泡立てプロセスのパラメータの一部又はすべてを手動で調節することを意味する。
【００３１】
流体から得られる泡のタイプは、主に、泡立てられる流体の種類に依存する。例えば、ミルクを泡立てる場合、得られる泡のタイプは、生全乳、パスチャライズドホモジナイズドフルクリームミルク、パスチャライズドスキムミルク、ＵＨＴホモジナイズドフルクリームミルク、ＵＨＴスキムミルク等など、使用されるミルクの種類に応じて異なる。所定の種類のミルクでは、その製造中に用いられる処理条件を考慮しなければ、泡立て特性は主として、ミルクが泡立てられる温度と、その脂肪含有量とによって決定される。概して、低脂肪ミルクは低温でより良好に泡立つ。これは、少ない程度ではあるものの、全乳及びクリームの両方にも当てはまる。約３７℃から約７１℃までの温度でこの傾向は反転し、高脂肪含有量の乳製品で、任意の所定の時点にて生成される泡の量が多くなる。
【００３２】
その一方で、流体泡の品質は、泡の性質によって決定される。泡の性質は、泡立てられたときに流体構造内に形成された気泡の量及び大きさと、通常、流体の５０％が泡から排出されるのに要する時間（泡の体積が５０％減少に達するのに要する時間）と表される、安定な、すなわち、実質的にその体積を維持する泡の量と定義される泡の安定性と、流体出口１７によって供給される泡の体積に対する、泡立て部分１０に入る流体の体積の比率と定義される泡立てレベル（泡立ての効果による、流体のある初期体積の体積増分と定義される泡のオーバーランとしても知られる）、などである。
【００３３】
したがって、所定の種類の流体１（すなわち、脂肪含有量及び流体製造時の処理条件が一定値である）において、この流体１に対して得られる泡の特性（気泡の量／大きさ、安定性及びオーバラン）は、本発明の泡立てデバイス１００内において実施される泡立てプロセスによって、具体的には、以下に詳述するプロセスパラメータによって決定される。
容器部分２０から泡立て部分１０へと弁２１を通じて送られる流体の流量。この流量は第１の空気ポンプ３４によって制御され、したがって、容器部分２０内に注入される第１の流入空気１４’の流量によって決定される。
駆動手段３１によって制御される内部円筒部１１（ロータ）の回転速度。
泡立て部分１０内に供給され、第２の空気ポンプ３５によって制御される第２の流入空気１５’の量。
任意選択的に、ヒータによって制御される、流体出口１７を出る泡の温度、又は泡立て部分１０内にある間隙１３内の流体と空気との混合物の温度。
任意選択的に、添加物用部分が使用される場合、供給される泡に対する添加物量の比率は、第３の空気ポンプ３７によって制御される。第３の空気ポンプ３７は、添加物チャネル１８”を通じて添加物用部分５０に添加物用空気１８’を供給する。
【００３４】
本発明の泡立てデバイス１００内において行われるクエット流効果において、泡立て部分１０内の流体と空気との混合物にかかるせん断応力は、主として、内部円筒部１１の外部壁と外部円筒部１２の内部壁との間に形成される間隙１３の幅に依存する。本発明によれば、使い捨て泡立てデバイス１００は間隙１３の所定の幅を有し、この幅は、泡立てられることになる容器部分２０内の流体１の種類に応じて選択され、せん断（クエット流）による最適な泡立て効果が得られるように選択される。典型的には、間隙１３の幅は、泡立てられる流体１の粘性が増すほど大きくなり、例えば、ミルクでは液体ヨーグルトに比べてかなり小さな間隙１３を要する。好ましくは、流体がミルクである場合の間隙１３の幅は約０．３ｍｍであり、流体が液体ヨーグルトである場合、この値は約０．４ｍｍである。
【００３５】
好ましくは、駆動手段３１（典型的にはモータ）は、内部円筒部１１を外部円筒部１２に対して４０００〜８０００ｒｐｍの範囲内の回転速度で回転させるように適合されている。これら回転速度の好ましい値は、最良の泡立て効果をもたらす（供給される泡が最適な泡立て特性を有するという意味）ことが分かっている。クエット流効果で重要なことは、内部円筒部１１と外部円筒部１２との間に、間隙１３内におけるせん断駆動流体運動（shear-driven fluid motion）をもたらす相対回転速度が存在することである。通常、これは、外部円筒部１２を固定し、内部円筒部１１を言及した速度値で回転させることによって、又はこの逆において実現される。相対回転速度は、また、２つの円筒部を互いに対して反対の向きに回転させることによって実現され得る。
【００３６】
好ましくは、本発明によれば、泡立てデバイス１００は、また、典型的にはバーコードであるコード４０を備える。コード４０は、容器部分２０又は泡立て部分１０のいずれかに配置され得る。コード４０は、以下に詳述される、以下のプロセスパラメータの少なくとも１つの情報を含む。情報は、泡立てプロセスを最適な手法で実施するために、マシン３０内の制御手段３６に提供される。
容器部分２０内の圧力の関数である、容器部分２０から泡立て部分へと送られる流体の流量。
内部円筒部１１の回転速度。
泡立て部分１０内に供給される第２の流入空気１５’の量。
ヒータによって提供される、流体出口１７を出る泡又は間隙１３内の流体と空気との混合物の温度。
任意選択的に、添加物用部分５０が使用される場合、供給される泡に対する添加物量の比率。
【００３７】
マシン３０が制御手段３６を備えていない場合、ユーザは、上述のパラメータの少なくとも１つを所望のように調節することができる。
【００３８】
図１〜図５に示される本発明の一実施形態によれば、泡立て部分１０（すなわち、内部円筒部１１及び外部円筒部１２）は、いわゆる水平配置で、容器部分２０に垂直に配置されている（泡立て部分１０の回転軸線１６は容器部分２０の主軸線に垂直である））。この水平配置においては、内部円筒部１１が外部円筒部１２に対して回転する際に、泡立て部分１０内を流れる流体と空気との混合物に、小さな間隙１３が高せん断応力を付与する。このため、混合物はこの間隙１３内で乳化する。この乳化した混合物が垂直経路８に流れると、混合物は、膨張し、このため、間隙領域の外部で泡立てられる。
【００３９】
図６〜図８に示される本発明の別の実施形態によれば、泡立て部分１０（すなわち、内部円筒部１１及び外部円筒部１２）は、いわゆる垂直配置で、容器部分２０に平行に配置されている（泡立て部分１０の回転軸線１６は、容器部分２０の主軸線に平行である）。この垂直配置においては、小さな間隙１３は、内部円筒部１１が外部円筒部１２に対して回転する際に、泡立て部分１０内を流れる流体と空気との混合物に、高せん断応力を付与する。このため、混合物はこの間隙１３内で乳化する。この乳化した混合物が第２の垂直経路９に流れると、混合物は、膨張し、このため、間隙領域の外部で泡立てられる。
【００４０】
図１５に概略的に示されるように、内部円筒部１１は、第１の部品１１ａ及び第２の部品１１ｂを備え得る。第１の部品１１ａの直径は第２の部品１１ｂの直径よりも大きい。第１の部品１１ａの直径の値は、第１の部品１１ａと外部円筒部１２との間に、所定の幅を有する、ある間隙１３が形成されるように選択される。ある間隙１３は、言及した間隙１３内の空気と流体との混合物に付与されるせん断応力、及びしたがって、この混合物の乳化性を決定する。内部円筒部１１の第２の部品１１ｂの直径は、第２の部品１１ｂと外部円筒部１２との間にチャンバ７が形成されるように設計されている。チャンバ７は、適切な膨張、及びしたがって、流体と空気との混合物の泡立てが最適な手法で行われるような幅を有する。泡立て部分１０内に供給された、間隙１３内を流れる流体と空気との混合物は、内部円筒部１１が外部円筒部１２に対して回転するときに内部円筒部１１と外部円筒部１２との間の狭い間隙１３内にかかる高せん断応力により乳化する。流体と空気との乳化した混合物が間隙１３からチャンバ７内に流出すると、混合物は膨張し、その結果として、泡立つ。膨張により、泡は流体出口１７から押し出される。流体出口１７の直径がチャンバ７の直径よりも大きく作製される場合、流体と空気との混合物はより高度に泡立つ。この記載したばかりの配置と同様の配置も、上述の水平配置で実施することができる。
【００４１】
添付の図９〜図１３が、水平配置を有する泡立て部分１０に添加物用部分５０が取り付けられる１つの可能な実施形態を示す場合であっても、泡立て部分１０が垂直配置にある場合の泡立て部分１０に、添加物用部分５０を、図９〜図１３に示されるものと同様の手法で取り付けることも可能であることに留意すべきである。
【００４２】
典型的には、泡立てデバイス１００及びマシン３０を備える完全な泡立てシステムが構成される。典型的には、泡立てデバイス１００は、泡立て部分１０と、容器部分２０と、任意選択的にコード４０と、また任意選択的に添加物用部分５０と、を備える。
【００４３】
本発明をその好適な実施形態を参照しながら記載してきたが、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく当業者は多くの修正及び変更を施してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１００  使い捨て泡立てデバイス
１０  泡立て部分
１１  内部円筒部
１１ａ  第１の部品
１１ｂ  第２の部品
７  チャンバ
８  垂直経路
９  第２の垂直経路
１２  外部円筒部
１３  内部円筒部と外部円筒部との間の間隙
１４  第１の空気入口
１４’  第１の流入空気
１４”  第１のチャネル
１５  第２の空気入口
１５’  第２の流入空気
１５”  第２のチャネル
１６  回転軸線
１７  流体出口
１８’  添加物用空気
１８”  添加物チャネル
１９  接続手段
５１  添加物用空気入口
５６  添加物用空気出口
２０  容器部分
１  流体
２１  弁
４０  コード
５０  添加物用部分
５２  添加物出口
５３  添加物入口弁
５５  取付手段
３０  マシン
３１  駆動手段
３４  第１の空気ポンプ
３５  第２の空気ポンプ
３６  制御手段
３７  第３の空気ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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