(57)【要約】  本発明は、空気及び泡立て可能な流体が運ばれ、予混合される混合ユニット（２０１）と、空気と流体との混合物が泡立てられる泡立てユニット（２０３）と、を備える圧送及び泡立てデバイス（１０）に関する。デバイスは、泡立てユニットに対して回転可能な処理要素（２０２）を更に備え、処理要素の回転により、遠心力によって混合ユニットに空気及び流体が吸い込まれ、混合ユニットに空気及び流体が運ばれ予混合されるようになっており、泡立てユニットに対する処理要素の同じ回転により、空気と流体との混合物が混合物の泡立てを可能にするレベルのせん断応力を受けて駆動されるようになっている。本発明は更に、デバイスと、流体容器（２０）とを備えるパック（１００）に関し、更に、このようなパックを接続可能なマシン（２００）に関する。本発明はまた、マシン及びパックを備えるシステム（３００）に関する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気及び泡立て可能な流体が運ばれ予混合される混合ユニット（２０１）と、空気と流体との混合物が泡立てられる泡立てユニット（２０３）と、を備える圧送及び泡立てデバイス（１０）であって、
前記泡立てユニット（２０３）に対して回転可能な処理要素（２０２）を更に備え、前記処理要素（２０２）の回転により、遠心力によって前記混合ユニット（２０１）に空気及び流体が吸い込まれ、前記混合ユニット（２０１）に空気及び流体が運ばれ予混合されるようになっており、前記泡立てユニット（２０３）に対する前記処理要素（２０２）の同じ回転により、空気と流体との前記混合物が、前記混合物の泡立てを可能にするレベルのせん断応力を受けて駆動されるようになっている、圧送及び泡立てデバイス（１０）。
【請求項２】
前記処理要素（２０２）は前記混合ユニット（２０１）と前記泡立てユニット（２０３）との間に配置されており、前記処理要素（２０２）は、静止している前記混合ユニット（２０１）及び静止している前記泡立てユニット（２０３）に対して回転可能である、請求項１に記載の圧送及び泡立てデバイス（１０）。
【請求項３】
前記処理要素（２０２）は、好ましくは０．２〜０．６ｍｍ、より好ましくは０．３〜０．５ｍｍの間隙を形成するように、前記泡立てユニット（２０３）に近接して配置されている、請求項１又は２に記載の圧送及び泡立てデバイス（１０）。
【請求項４】
前記泡立てユニット（２０３）は、圧送性能を高めるために実質的に螺旋形を有するディスクチャンバ（３０３）を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧送及び泡立てデバイス（１０）。
【請求項５】
前記処理要素（２０２）は、前記混合ユニット（２０１）に面しているパターン付き表面と、前記泡立てユニット（２０３）に面している実質的に平坦な表面とを備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧送及び泡立てデバイス（１０）。
【請求項６】
前記処理要素（２０２）の前記パターン付き表面は、ダイヤモンド形又はプロペラ形を有するように構成されている、請求項５に記載の圧送及び泡立てデバイス（１０）。
【請求項７】
前記処理要素（２０２）はディスクとして構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧送及び泡立てデバイス（１０）。
【請求項８】
前記処理要素（２０２）はシリンダとして構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧送及び泡立てデバイス（１０）。
【請求項９】
前記処理要素（２０２）は、前記処理要素（２０２）の両側に通じている流通穴（３０１）を備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧送及び泡立てデバイス（１０）。
【請求項１０】
泡が送出される前に前記泡を加熱することを可能にするための加熱デバイス（３０）を更に備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の圧送及び泡立てデバイス（１０）。
【請求項１１】
前記処理要素（２０２）は、２０００〜１００００ｒｐｍ、好ましくは４０００〜８０００ｒｐｍの速度で回転する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の圧送及び泡立てデバイス（１０）。
【請求項１２】
前記混合ユニット（２０１）は流体の輸送路を備え、前記輸送路は、当該デバイスへと吸い込まれる流体を収容する容器内の流体内容物を空にすることができるような長さを有するように構成されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の圧送及び泡立てデバイス（１０）。
【請求項１３】
前記混合ユニット（２０１）と、前記泡立てユニット（２０３）と、前記処理要素（２０２）とは清掃のために互いに分離することができるように構成されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の圧送及び泡立てデバイス（１０）。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の圧送及び泡立てデバイス（１０）と、前記泡立て可能な流体を貯蔵するための流体容器（２０）とを備えるパック（１００）。
【請求項１５】
流体泡を供給するために、請求項１４に記載のパック（１００）を接続可能なマシン（２００）であって、空気入口（２１０）と、前記圧送及び泡立てデバイス（１０）内の前記処理要素（２０２）を回転状態にするための駆動手段（２２０）と、を備える、マシン（２００）。
【請求項１６】
前記圧送及び泡立てデバイス（１０）によって送出される前に前記泡を加熱することができる加熱源（２３０）を更に備える、請求項１５に記載のマシン（２００）。
【請求項１７】
前記圧送及び泡立てデバイス（１０）内の流体と空気との前記混合物中に導入される空気の量を調節する空気弁（２１１）を更に備える、請求項１５又は１６に記載のマシン（２００）。
【請求項１８】
要求に応じて流体泡を供給するためのシステム（３００）であって、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載のマシンと、請求項１４に記載のパック（１００）とを備える、システム（３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、任意選択的に加熱される、流体を圧送し泡立てるための、好ましくはミルク泡を生成するための遠心デバイスに関する。特に、本発明は、非常に高品質の流体泡を要求に応じて生成する、単純な構造を有し、容易に清掃可能な圧送及び泡立てデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
泡は、２つの相、水相及び気（空気）相からなる。したがって、流体泡は、流体構造体内に多くの気体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。流体泡を生成することは、これらの気体の気泡の発生だけでなく、安定した泡を供給するために流体構造体全体内へのこれらの気泡の充填及び保持も必要とする。
【０００３】
軽い舌ざわり及び異なる口あたりを提供するために、極めて小さく、安定した空気の気泡を有する食品流体製品から得られる食品泡を生成することが望ましい。食品泡の大部分においては、タンパク質が、分散気相の形成及び安定化を助ける主たる界面活性剤であり、タンパク質で安定化された泡を生み出す。タンパク質は、機械的応力及び重力応力などの、打ち勝つべき特定の応力を常に有することになる。形成された泡立ち構造体をこれらの応力に抗して安定化させるタンパク質の能力が、流体の５０％が泡から流出するのに要する時間、即ち、泡体積の５０％の減少に達するのに要する時間として通常表される、泡の安定性を決定することになる。
【０００４】
流体を泡立てる際には、優れた品質を有する泡を要求に応じて生成することが望ましいであろう。更に、この最上品質の泡をできるだけ迅速に、再現可能な方法で、つまり、泡の品質が制御され、流体ごとに再現されることができる仕方で供給することが望ましいであろう。
【０００５】
最もよく使用されている食品流体泡の１つは、ミルク泡である。ミルク泡を生成するためのデバイスが現況技術において周知である。通例、これらのデバイスは、ミルクが内部に充填されるリザーバを備える。このリザーバにはまた、回転部分が設けられている。回転部分は、通例、リザーバの下面内に配置された泡立て器であり、ミルクを攪拌し、その結果、液膜の内部に空気が閉じ込められることによってミルクの泡立ちを生じさせる。しかし、これらの周知のデバイスにおけるミルク泡の生成は、時間と極めて多くの操作を必要とし、また、泡が生成されるたびに清掃を必要とする。また、得られる泡の特徴を調節するためには、泡立て器の幾何形状が制御される必要がある。これは、理解して正確に制御することが難しいことであり、プロセスのいかなる再現性も複雑になりすぎ、達成不可能になる。
【０００６】
現況技術における文献、欧州特許出願公開第２４７８８０４（Ａ１）号は、例えば、気体によって加圧されるミルクリザーバであって、加圧されたミルクは、別の気体と更に混合されるために混合区域へ導かれる、ミルクリザーバを開示している。その後、静的ミキサ又は回転泡立て器を通例備える起泡機構内で、起泡、及び気泡のサイズの減少が生じる。しかし、このようなシステムにおける泡立ての調節及び制御は込み入っており、正確でなく、また、複雑な構成を必要とする。更に、これらのシステムは、泡立ちが生成された後に清掃を必要とする。これは煩わしく、時間もかかる。
【０００７】
米国特許出願公開第２０１３／００４３２７４（Ａ１）号などの、現況技術における周知の他の文献は、容器と、注入手段と、弁とを備える、食品流体製品、通例、飲料のために特に適応させられた、貯蔵機能、注入機能及び注出機能を提供するパッケージ化による解決策を記載している。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、このシステムにおける泡立てプロセスは、制御された正確な仕方で生成されず、それを監視して調節すること、及び、それゆえ、泡立てられた流体ごとに再現可能な結果を得ることが非常に難しい。
【０００８】
したがって、制御され、調節された様態による流体の泡立ての生成を可能にする他の解決策が提供されている。ミルク泡を生成するためのデバイスが開示された、同じ出願人に帰属する欧州特許出願公開第１２１９９１８５．５号において一例が提示されている。互いに対して回転する２つのシリンダ間の間隙内において、ミルク−空気混合物に高いせん断応力が加えられる。せん断応力はミルク及び空気の乳濁液を生じさせ、その後、膨張が起こると、泡立ち効果が生じる。この解決策では、制御された仕方でミルク泡を生成することができる。しかし、デバイスは比較的複雑であり、ミルク泡が生成された後に頻繁な清掃を必要とする。これは、時間がかかり、ユーザにとって魅力的でないものである。
【０００９】
また、現況技術においては、例えば、欧州特許出願公開第２６９５５５６（Ａ１）号又は欧州特許出願公開第２６３６３４３（Ａ１）号に示されているデバイスなどの、スチームを用いて、ベンチュリ効果を通じて泡立てる周知の泡立てデバイスも存在する。文献、欧州特許出願公開第２６９５５５６（Ａ１）号は、加熱されたミルク泡を調製するためのデバイスであって、蒸気及びミルクによる混合チャンバを備える吸引デバイスを有し、それにより、この混合物は、ベンチュリ効果を利用することを通じて吸い込まれ、その結果、ミルク泡が供給される、デバイスを開示している。別の例が、文献、欧州特許出願公開第２６３６３４３（Ａ１）号に提供されている。同出願には、加熱されたミルク泡を生成するためのデバイスが記載されている。このデバイスは、ミルク泡を生成するために、ミルク及び蒸気の吸引効果を得るための狭窄化ノズル、特に、ベンチュリノズルを用いる。しかし、ベンチュリ効果を利用するこれらの周知のシステムは、清浄な仕方で動作されず、ミルクはデバイスと繰り返し接触する。これは頻繁な清掃を課するだけでなく、製品汚染源にもなり得る。更に、これらのデバイスは、温かいミルク泡の生成を可能にするのみであり、このようなシステムを用いる際に、冷たいミルク泡のために用いることはできない。これだけでなく、これらのシステムを用いることによって得られる泡の品質は満足のいくものではない。
【００１０】
したがって、高品質の泡を、要求に応じて、短時間で、信頼性の高いかつ再現可能な手法で生成することができ、かつ非常に簡単に清掃できる、単純なデバイスを提供することに対する需要が依然としてある。本発明は、これらの必要性に対処する泡立てデバイスを提供することを目的とする。
【発明の概要】
【００１１】
第１の態様によれば、本発明は、空気及び泡立て可能な流体が運ばれ、予混合される混合ユニットと、空気と流体との混合物が泡立てられる泡立てユニットとを備える圧送及び泡立てデバイスに関する。デバイスは、泡立てユニットに対して回転可能な処理要素を更に備え、処理要素の回転により、遠心力によって混合ユニットに空気及び流体が吸い込まれ、混合ユニットに空気及び流体が運ばれ予混合されるようになっており、泡立てユニットに対する処理要素の同じ回転により、空気と流体との混合物が、混合物の泡立てを可能にするレベルのせん断応力を受けて駆動されるようになっている。
【００１２】
好ましくは、処理要素は、混合ユニットと泡立てユニットとの間に配置されており、処理要素は、静止している混合ユニット及び静止している泡立てユニットに対して回転可能である。
【００１３】
処理要素は、好ましくは０．２〜０．６ｍｍ、より好ましくは０．３〜０．５ｍｍの間隙を形成するように、泡立てユニットに近接して配置されている。泡立てユニットは、圧送性能を高めるために実質的に螺旋形を有するディスクチャンバを備えることが好ましい。
【００１４】
本発明によれば、処理要素は、混合ユニットに面しているパターン付き表面と、泡立てユニットに面している実質的に平坦な表面とを備えることが好ましい。処理要素のパターン付き表面は、通常、ダイヤモンド形又はプロペラ形を有するように構成されており、処理要素は、ディスク又はシリンダとして構成されていることが好ましい。
【００１５】
通常、処理要素は、処理要素の両側に通じている流通穴を備える。
【００１６】
更に、本発明のデバイスは、通常、泡が送出される前に泡を加熱することを可能にするための加熱デバイスを備える。
【００１７】
本発明による圧送及び泡立てデバイスの処理要素は、２０００〜１００００ｒｐｍ、好ましくは４０００〜８０００ｒｐｍの速度で回転する。
【００１８】
通常、混合ユニットは流体の搬輸送路を備え、当該輸送路は、当該デバイスへと吸い込まれる流体を収容する容器内の流体内容物を空にすることができるような長さを有するように構成されている。
【００１９】
本発明の圧送及び泡立てデバイスは、混合ユニットと、泡立てユニットと、処理要素とを清掃のために互いに分離することができるように構成されていることが好ましい。
【００２０】
第２の態様によれば、本発明は、記載したもののような圧送及び泡立てデバイスと、泡立て可能な流体を貯蔵するための流体容器とを備えるパックに関する。
【００２１】
更に第３の態様によれば、本発明は、流体泡を供給するために、記載したもののようなパックを接続可能なマシンに関し、マシンは、空気入口と、圧送及び泡立てデバイス内の処理要素を回転状態にする（entrain in rotation）ための駆動手段とを備える。
【００２２】
通常、マシンは、圧送及び泡立てデバイスによって送出される前に泡を加熱することができる加熱源を更に備える。
【００２３】
マシンは、圧送及び泡立てデバイス内の流体と空気との混合物中に導入される空気の量を調節する空気弁を更に備えることが好ましい。
【００２４】
第４の態様によれば、本発明は、前述したようなマシン及びパックを備える、要求に応じて流体泡を供給するためのシステムに関する。
【００２５】
本発明の更なる特徴、利点及び目的は、以下の本発明の非限定的実施形態の詳細な説明を添付の図面と併せて読めば、当業者には明らかになるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の遠心圧送及び泡立てデバイスの好ましい実施形態の概略図である。
【図２ａ】図１に示される本発明の遠心圧送及び泡立てデバイスの閉じた図である。
【図２ｂ】図１に示される本発明の遠心圧送及び泡立てデバイスの開いた図である。
【図３ａ】図１に示される本発明の遠心圧送及び泡立てデバイスの空気注入口及び流体注入口の概略図である。
【図３ｂ】図１に示される本発明の遠心圧送及び泡立てデバイスの空気注入口及び流体注入口の概略図である。
【図３ｃ】図１に示される本発明の遠心圧送及び泡立てデバイスの空気注入口及び流体注入口の概略図である。
【図４ａ】図１に示される本発明の遠心圧送及び泡立てデバイス内の内部処理ディスクの可能な種々の実施形態の概略図である。
【図４ｂ】図１に示される本発明の遠心圧送及び泡立てデバイス内の内部処理ディスクの可能な種々の実施形態の概略図である。
【図４ｃ】図１に示される本発明の遠心圧送及び泡立てデバイス内の内部処理ディスクの可能な種々の実施形態の概略図である。
【図４ｄ】図１に示される本発明の遠心圧送及び泡立てデバイス内の内部処理ディスクの可能な種々の実施形態の概略図である。
【図５】本発明による遠心圧送及び泡立てデバイスを備えるシステム全体の概略機能図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、任意選択的に加熱することができる、流体を圧送し泡立てるための、好ましくはミルク泡を生成するための遠心デバイス１０に関する。特に、本発明は、更により詳細に説明するように、要求に応じて非常に高品質の流体泡を生成する、単純な構造を有し、容易に清掃可能な圧送及び泡立てデバイス１０に関する。
【００２８】
通常、本発明のデバイス１０内で処理される流体は、好ましくは食品又は飲料液体、特に、ミルクなどの泡立て可能な液体であるが、クリーム、ヨーグルト、アイスクリーム液体ミックス、非乳製品又はミックス等などの任意の種類の泡立て可能な流体を使用することができる。図５の機能図に示すように、圧送及び泡立てデバイス１０は流体容器２０に接続されており、流体は、泡立てのために、流体容器２０からデバイス１０に入る。デバイス１０は、通常、容器２０及び加熱デバイス３０とともに、パック１００に組み込まれている。パック１００は清掃可能又は使い捨てにすることができる。パック１００は、流体泡を供給するために、マシン２００に接続することができる。
【００２９】
図１に、本発明による圧送及び泡立てデバイス１０が示される。圧送及び泡立てデバイス１０は、混合ユニット２０１と、内部処理ディスク２０２と、泡立てユニット２０３と、送出口２０４とを備える。加熱デバイス３０もまたデバイス１０の一部とすることができ、加熱デバイス３０は、デバイス１０の裏面に配置されている（図１に示されるように）か、また、デバイス１０の隣に配置され得る（図示せず）かのいずれかである。混合ユニット２０１は空気注入口２０５を備える。空気は空気注入口２０５から入り、空気導管２０７内を流れる。混合ユニット２０１は流体注入口２０６を更に備え、流体注入口２０６は流体導管２０８に通じており、流体は流体導管２０８を通って流れ、空気導管２０７から来る空気と予混合される。流体及び空気の両方は予混合されると、混合ユニット出口２０９を通って泡立てユニット２０３へと運ばれる。泡立てユニット２０３において、流体と空気との混合物は泡立てられ、その後、泡立てられると、流体と空気との混合物はチャンバ出口３０２を通って、加熱デバイス３０へと運ばれる。加熱デバイスは作動又は非作動とすることができるため、高温又は低温流体泡が送出口２０４を通じて提供される。
【００３０】
予混合は、いわゆる混合ユニット２０１における空気導管２０７と流体導管２０８との合流によって流体が一つに合わせられたときに気泡とともに運ばれることとして述べている。しかしながら、気泡がより細かくなり、空気と流体とのより密な、完全な混合が最終的に達成されるのは予混合物が泡立てられるときである。
【００３１】
本発明の内部処理ディスク２０２は、例えば図１又は図２ｂに示されるように、混合ユニット２０１と泡立てユニット２０３との間に配置されている。ディスク２０２は、モータ接続部３０５に接続されたディスク軸３０４により回転し、モータ２２０によって回転状態にされる。添付の図面、特に図４ａ〜図４ｄからわかるように、ディスク２０２は、パターン付き表面を有し、反対側の表面は実質的に平坦に作られている１つの部品を備える。パターン付き表面は、ディスクが回転しているとき、流体を容器２０から、同様に空気を空気入口２１０から混合ユニット２０１へと（それぞれ流体注入口２０６及び空気注入口２０５を通じて）圧送／吸引するのを補助する。ディスク２０２の回転は、実際、遠心力によって流体及び空気の吸引を可能にするものであり、ディスク２０２のパターン付き表面によって補助される。流体と空気との予混合物は、混合ユニット出口２０９から、ディスク２０２のパターン付きの側において遠心作用において運ばれ、ディスク２０２の外径に向かって分流され、その後、泡立てユニット２０３に流入する。泡立てユニット２０３では、流体と空気との混合物がクエット流により送られる。クエット流とは、１つの板が他方の板に対して動くような、２つの平行平板間の空間における粘性流体の層流を意味する。この流れは、２つの板間に含まれる流体に作用するせん断力によって推進され、よって高せん断エネルギーによってこの流体に泡立てエネルギーが与えられ、この流体が乳化するようになっている。本発明によれば、流体と空気との予混合物は、ディスクの実質的に平坦な表面とディスクチャンバ３０３との間に形成された間隙内のせん断応力によって推進される。ディスクの表面部分（平坦な方）は、静止しているこのディスクチャンバに対して回転する。間隙内で流体と空気の混合物に与えられるせん断応力は、流体の構造内に含まれる空気の気泡のサイズを減少することを可能にし、そのため、これらの気泡を流体マトリックス内により効率的に閉じ込めることができ、それにより、得られる泡の安定性が大きく高められる。更に、デバイスの圧送性能を高めるために、ディスクチャンバ３０３の形状は螺旋タイプのものが好ましい。
【００３２】
図４ｂ、図４ｃ、図４ｄのいずれにも示されるように、ディスクのパターン付きの側からディスクチャンバ３０３への流体の循環を向上させ、ディスク２０２がディスクチャンバ３０３の底面に向かって吸引される（これにより摩擦が増加し、部品の摩耗及び良好な品質でない泡立ちをもたらす可能性がある）のを回避し、同時に圧送性能を向上させるために、少なくとも１つ又は複数の流通穴３０１がディスク２０２に、通常、開けられた状態で配置されている。
【００３３】
ディスク２０２の両側、即ち、パターン付きの側及び実質的に平坦な側は、流体と空気との予混合物の圧送及び泡立ての両方に関与する。しかしながら、圧送用に特に設計されているのはディスクのパターン付きの側であり、実質的に平坦な側は泡立て用に特に設計されている。実際、ディスク２０２が回転すると、パターン付きの側はこの回転により生成された遠心力によって流体と空気との予混合物を圧送／吸引する。吸引された流体及び空気は遠心作用によりディスク２０２の外側部分に向かって送られ、予泡立物（pre-foaming）を生成し、これをディスクの平坦側とディスクチャンバ３０３との間に更に分流し、細かく泡立てる。更に、ディスクの実質的に平坦な表面は、回転しているとき、空気と流体との予混合物の、流通穴３０１を通じた、ディスクチャンバ３０３への吸引効果にも関与するため、圧送も補助する。
【００３４】
泡が調製さると、泡はチャンバ出口３０２を通りディスクチャンバ３０３を出て、泡を任意選択的に加熱することができる加熱デバイス３０に入り、送出口２０４を通って更に送出され得る。実際、泡を低温で作製し、次いで、後に、加熱デバイス３０の加熱ステージを通過するときに任意選択的に加熱することができる。泡が加熱デバイスを循環しているときでも加熱デバイスが作動していないときには、泡はなお低温で送出される。しかしながら、作動すると、循環している泡は高温で送出される。
【００３５】
内部処理ディスク２０２は、泡及び空気の圧送／吸引の両方を行い、これを泡立てることができるように、デバイス１０内において高速で回転する。このディスクの典型的な回転速度値は、２０００〜１００００ｒｐｍ、好ましくは４０００〜８０００ｒｐｍである。
【００３６】
ディスクに関する場合でも、本発明のデバイス１０内部の処理用回転可能要素は、泡立て性能の向上をもたらすためにシリンダ形状を有するように作製することができる。他の形状も可能である。
【００３７】
通常、本発明の圧送及び泡立てデバイス１０は、使い捨て又は容易に清掃可能のいずれかであるように作製される。特に、図２ａ及び図２ｂに示されるようなこの２番目のオプションでは、混合ユニット２０１及び泡立てユニット２０３は、通常、互いに対してずらすことができるように作製されているため、それらの内側に容易にアクセスでき、処理ディスク２０２を残部から分離し、清掃することができる。図２ａ及び図２ｂに示す配置は、回転可能な軸方向開口部を示すが、例えば差込みピン又はヒンジを用いる他のいずれかの開口部も可能であり、本発明の範囲内に含まれる。
【００３８】
図３ａ〜図３ｃに示されるような、本発明の混合ユニット２０１の可能な種々の構成がある。長い流体導管２０８は、一定の流量で流体容器２０を空にするのを補助する。好ましくは、空気導管２０７を構成しているチャネルの部分は、約４〜１２ｍｍ２である。流体導管２０８のチャネルの部分は、約４〜８ｍｍ２である。
【００３９】
図３ａ及び図３ｂは、空気注入口２０５がデバイス１０の外側に向かって直接開放されているため、空気の調整が不可能な実施形態を示す。別の可能な（及び好適な）実施形態は、導入される空気の制御を可能にするために、マシン２００（図５及び以下の更なる説明を参照）に接続された空気注入口２０５を有するものである。
【００４０】
図４ａ〜図４ｃに示されるように、内部処理ディスク２０２のパターン付き表面には、可能な種々の配置及びパターンが可能である。図４ａのようなプロペラ型を構成するものはより良好な圧送をもたらすであろう。しかし、流体と空気との混合物の良好な泡立てを行うことができるためには流体と空気との混合物を運ぶのが速すぎる。良好な圧送及び泡立ての最良の結果は、表面の１つがダイヤモンド型の形状を有し（図４ｂ及び図４ｃのような）、反対側の表面が実質的に平坦な状態で（平坦さは良好な泡立ての助けとなる）設けられることによってもたらされる。パターン付き表面の流通穴３０１は摩擦を低減し（前に説明したように、ディスクチャンバ３０３の下面におけるディスクの吸引を回避する）、流体と空気との混合物の循環を向上させ、圧送性能を向上させる。ディスクの各側、即ち、ディスクチャンバ３０３において、実質的に平坦な表面に対する既定の間隙（この間隙はクエット流及び泡立て性能にとって非常に重要である）、及びディスクのパターン付きの側において、混合ユニット２０１の下面に対する既定の間隙（この間隙は必要な空気及び流体の圧送／吸引効果に関連する）を確保するために、ディスクの平坦表面には更に、デバイス１０内にディスクを適切に配置するためのセンタリングピン３０６を備えている。したがって、これらセンタリングピン３０６は、ディスク２０２を混合ユニット２０１とディスクチャンバ３０３との間の所定の高さに適切に配置する。
【００４１】
通常、圧送及び泡立てデバイス１０は、清掃可能又は使い捨てのいずれかで作製されている場合、容器隔室２０から流体が空にされるまで複数の圧送及び泡立て操作を可能にする。種々の泡立て動作行う間、流体を適切な衛生状態に維持するために、圧送及び泡立てデバイス１０並びに流体容器２０を適切な保管領域、通常、冷蔵庫内に保管することが好ましい。
【００４２】
図５に示されるように、本発明の圧送及び泡立てデバイス１０は、通常、パック１００に組み込まれている。パック１００は、清掃可能又は使い捨てのいずれかで作製され得る。パック１００は、通常、流体容器２０も組み込む。パックは、デバイス１０に空気を供給することができ、流体と空気との混合物を圧送し、泡立てるディスク２０２を回転状態にすることができるマシン２００と、送出される泡に任意の加熱を行うための加熱源２３０とに、プラグ接続される又は接続される。マシン２００は空気入口２１０を備え、空気入口２１０は、混合物中に取り込まれる空気の量を調節する空気弁２１１に任意選択的に接続され得る。マシン２００は、デバイス１０内部の内部処理ディスク２０２を回転状態にする、典型的にはモータである駆動手段２２０と、所望する場合、デバイス１０内の加熱デバイス３０内を循環している泡を加熱することができる加熱源２３０とを更に備える。マシン２００及びパック１００の両者は、要求に応じて泡を提供することができるシステム３００を構成する。
【００４３】
任意選択的に、マシン２００は、圧送及び泡立てデバイス１０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（図示せず）も備えることができる。代替として、マシン２００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、圧送及び泡立てデバイス１０の泡立てプロセスのパラメータの一部又は全てを手動で調節することを意味する。
【００４４】
流体から得られる泡の種類は、主として、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。所与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、その脂肪及びタンパク質含有量とによって決定される。
【００４５】
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、即ち、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、送出口２０４によって供給される泡の体積に対する、デバイス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。
【００４６】
したがって、所与の種類の流体（即ち、脂肪及びタンパク質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、本発明の圧送及び泡立てデバイス１０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。
−  ディスク２０２の回転速度及びそのパターン、容器隔室２０から流体を供給する流体導管２０８の直径に依存する、容器隔室２０からデバイス１０へと送られる流体の流量。
−  ディスク２０２の回転速度、及び空気導管２０７の大きさに依存する、空気注入口２０５から来る空気の量。
【００４７】
本発明の圧送及び泡立てデバイス１０において行われるクエット流効果において、泡立てユニット２０３内の流体と空気との混合物が受けるせん断応力は、ディスク２０２の平坦表面とディスクチャンバ３０３の内部表面との間に形成される間隙の幅に主として依存する。この幅は、泡立てられる容器隔室２０内の流体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。通常、間隙の幅は、泡立てられる流体の粘性が増すほど大きくなり、例えば、ミルクでは、必要とする間隙が、液体ヨーグルトに比べてかなり小さい。通常、ミルク用の間隙の幅は０．３ｍｍ及び０．５ｍｍ前後であり、液体ヨーグルト用の幅は０．４ｍｍはこれより大きい。
【００４８】
圧送及び泡立てデバイス１０は、典型的にはバーコードであるコードも備え得る。コードはプロセスパラメータの情報を含み、プロセスパラメータの情報は、泡立てプロセスを最適な手法で実施するためにマシン２００の制御手段に提供される。
【００４９】
本発明のデバイスは、優れた品質の泡を要求に応じて提供することができる。現在、市販されている泡より高い品質を有し、調整可能な泡のテクスチャ及び濃度を有する微小泡を送出し、泡の送出により、迅速かつ安定な泡の定着をもたらす。更に、本発明のデバイスはコンパクトであり、マシン側で必要な設備はごくわずかであり、ユーザの側では使いやすく、流体がマシンと接触しないため、清浄である。また、デバイスによって供給される泡は、高温又は低温とすることができるとともに、非常に高い安定性を有する。更に、デバイスで実行されるプロセスは限定的かつ安定したパラメータに作用することにより制御されるため、信頼性の高い結果がもたらされることで、デバイスは、得られる泡の再現性をもたらし、それにより、飲料ごとに同じ泡を実質的に得ることができる。
【００５０】
要約すると、本発明のデバイスの主な利点のいくつかは以下の通りである。
−  上質な微小泡の送出
−  空気入口、及び任意選択的に、調節可能な空気弁に作用することにより調節可能な泡密度
−  単純な構造（１つの部品、即ち内部処理ディスクのみが回転する）
−  カップまで直接つながっている、インライン式システム
−  非常に容易に清掃可能又は使い捨てのいずれかの実施形態を有することができる
【００５１】
本発明はその好ましい実施形態を参照して説明されたが、多くの変更及び改変が、当業者によって、添付の請求項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行われ得る。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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