(57)【要約】【課題】ミルク泡立て器を小型で簡素に構成しつつも、良質のミルク泡を生成することができるようにする。【解決手段】ミルク泡立て器が、ミルク供給導管２と、ミルクを送るためのポンプ５と、泡立て媒体にミルクを混合するための混合素子１とを含む。ミルク泡立て器は、泡立て媒体として機能する空気を貫流ミルクに噴射するための手段を備え、混合素子１に混合区画１５が設けられており、この混合区画は、ミルク／空気混合物を複合的に偏向および／または分離および／または回転する偏向装置を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミルク供給導管（２）と、ミルクを送るためのポンプ（５）と、ミルクを泡立て媒体と混合するための混合素子（１）とを含むミルク泡立て器において、
該ミルク泡立て器が、泡立て媒体として機能する空気を貫流ミルクに噴射するための手段を備え、前記混合素子（１）に混合区画（１５）が設けられており、該混合区画は、ミルク／空気混合物を複合的に偏向および／または分離および／または回転する偏向装置を備えることを特徴とするミルク泡立て器。
【請求項２】
請求項１に記載のミルク泡立て器において、
前記混合素子（１）が、ミルク／空気混合物を偏向および／または分離するための少なくとも６つの混合羽根（１６ａ、１６ｂ）を備える、ミルク泡立て器。
【請求項３】
請求項１に記載のミルク泡立て器において、
前記混合素子（１）が、ミルク／空気混合物を回転させるらせん状に構成された少なくとも２つの混合羽根（１６ｃ）を備え、該混合羽根（１６ｃ）が、混合区画に沿って回転方向が繰り返し変更されるように配置および構成されている、ミルク泡立て器。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のミルク泡立て器において、
前記泡立て器が、前記混合素子（１）の上流側に配置された、ミルクを加熱するための手段を備える、ミルク泡立て器。
【請求項５】
請求項４に記載のミルク泡立て器において、
ミルクを加熱するための手段が、電気的に作動する加熱素子、特に電気的に作動する連続流式ヒータ（６）を備える、ミルク泡立て器。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載のミルク泡立て器において、
該ミルク泡立て器が、ミルクの温度を感知するための温度センサ（７）を備える、ミルク泡立て器。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項記載のミルク泡立て器において、
該ミルク泡立て器が、空気を送るためのポンプ（１０）、および単位時間毎にミルクに噴射される空気流を変化させる少なくとも１つの手段を備える、ミルク泡立て器。
【請求項８】
請求項７に記載のミルク泡立て器において、
単位時間毎にミルクに噴射される空気流を変化させる前記手段が、前記空気供給導管（１３）内に配置された可変の制限器である、ミルク泡立て器。
【請求項９】
請求項７または８に記載のミルク泡立て器において、
空気を送るためのポンプの上流側に、フィルタ（１１）が配置されている、ミルク泡立て器。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項記載のミルク泡立て器において、
ミルクと接触する、前記混合素子（１）の少なくとも部分が、疎水性および／または耐油性の材料から作られている、ミルク泡立て器。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項に記載のように構成されたミルク泡立て器を用いてミルク泡を生成する方法において、
前記混合素子（１）内に導入される前のミルクに、泡立て媒体として空気を噴射し、
噴射後にミルク／空気混合物を複合的に偏向し、かつ／または分離し、かつ／または混合素子（１）内で回転させることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、
前記混合素子（１）内で、ミルク／空気混合物を少なくとも６回偏向し、かつ／または少なくとも６回分離する、方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法において、
ミルク／空気混合物を前記混合素子（１）内で回転させ、回転方向を少なくとも２回変更し、これにより、乱流を発生させる、方法。
【請求項１４】
請求項１１から１３までのいずれか１項に記載の方法において、
前記混合素子（１）内に導入される前に、少なくとも５０℃、特に少なくとも６０℃の温度にミルクを加熱する、方法。
【請求項１５】
請求項１１から１４までのいずれか１項に記載の方法において、
単位時間毎にミルク内に噴射される空気流を変化させる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載のミルク泡立て器および請求項１１に記載の、ミルク泡を生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような装置は、特にエスプレッソコーヒーメーカにおいて、またはエスプレッソコーヒーメーカと共に使用される。この装置により生成されたミルク泡は、例えば、カプチーノまたはカフェラテを生成する場合に使用される。
【０００３】
多くの「乳化機」が、ミルク泡を生成するために知られている。乳化機は一般に混合素子を有し、混合素子には吸い込みチャンバに開口する蒸気供給導管が設けられている。この吸い込みチャンバは、ミルク供給導管および空気供給導管に接続されている。いわゆる「ベンチュリ効果」を利用することにより、蒸気流が吸い込みチャンバに負圧を形成し、これにより、ミルク供給導管を介してミルクが吸い込みチャンバに引き込まれ、空気供給導管を介して空気が引き込まれる。この蒸気／空気／ミルク混合物が、後続の乳化チャンバ内で乱流に変化し、ミルクおよび空気の高温の乳濁液が生じる。このような乳化機は、例えば、欧州特許出願公開第０１９５７５０号明細書および欧州特許第０８５８７５７号明細書により知られている。
【０００４】
大多数の公知の乳化機では、空気が一箇所のみに噴射されるので、続いて空気とミルクとを均一なミルク泡の形に混合するための手段が設けられている必要がある。
【０００５】
欧州特許出願公開第０６００８２６号明細書により、カプチーノコーヒーまたは類似の飲料のために泡立てられたミルクを生成するための装置が公知である。この装置は、ミルクを収容する電気的に加熱された容器を備え、下流側には入口端部でミルク供給導管に接続されたバッフル（邪魔板）およびミルク供給導管につながる空気供給導管が後置されている。ミルク供給を開始するためには、電気的に作動するポンプが設けられている。この装置は出口に開口を備え、この開口は、泡をミルク液流から分離するチャンバ内に開口している。バッフルはシリンダからなっており、このシリンダは、ミルクが通過させられる迷路状通路を形成するように周囲がフィン状に構成された素子を収容している。
【０００６】
欧州特許出願公開第１５９３３３０号明細書につき、泡立てミルクまたは高温の飲料を作るための方法および装置が公知である。この装置はポンプを備えており、このポンプによってミルクが容器から吸引され、出口に送液される。ミルク供給導管には、ミルクを加熱するための連続流式ヒータが配置されている。ミルク供給導管は、空気供給導管に接続されており、この空気供給導管は、可変の空気流コントローラを備えている。空気供給導管内には作動弁が配置されており、この作動弁により、高温のミルクを生成するための空気供給を遮断することができる。
【特許文献１】欧州特許出願公開第０１９５７５０号明細書
【特許文献２】欧州特許第０８５８７５７号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第０６００８２６号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第１５９３３３０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来技術に基づき、本発明の課題は、ミルク泡立て器を改良して、泡立て器を小型かつ簡素に構成しつつも、良質なミルク泡を生成することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１に記載の特徴により解決される。
【発明の効果】
【０００９】
泡立て媒体として機能する空気をミルクに噴射し、混合区画でミルク／空気混合物を複合的に偏向および／または分離することにより、簡単な方法および手段で良質のミルク泡を生成することができる。混合素子自体は、極めて小型に作製することができる。
【００１０】
いずれにせよ、泡立て媒体として機能する空気をミルクに噴射し、混合区画でミルク／空気混合物を複合的に偏向および／または分離することは、とりわけ均質で安定している微細でしっかりした泡によって、特に高品質なミルク泡を生成するために基本的な要求である。
【００１１】
混合素子内に導入する前に、電気的に作動するヒータ素子によってミルクを加熱することは特に好ましい。すなわち、既に加熱されたミルクを供給することは、最終製品の質にとって有利であり、通常の蒸気加熱の代わりに、電気的に作動する加熱素子によってミルクを加熱することは、ミルクが付加的に加水されることがないので、同様にミルク泡の質に好影響を及ぼす。
【００１２】
ミルク泡立て器の好ましい実施例が、従属する請求項２から請求項１０までに記載されている。
【００１３】
請求項１１には、請求項１〜請求項１０までのいずれか１項に記載のミルク泡立て器によってミルク泡を生成する方法が記載されている。この方法の好ましい実施態様が、従属する請求項１２〜請求項１５までに記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に本発明の好ましい実施形態を図面につき詳細に説明する。
【００１５】
図１を参照すると、どのようにミルク泡立て器が混合素子１を備え、この混合素子内で貫流ミルクに空気が噴射され、ミルクを泡立てるのかが図示されている。混合素子１は、ミルク供給導管２を介して、冷蔵装置４内に保持されたミルク容器３に接続される。ミルクを送液するためにミルクポンプ５が設けられており、このミルクポンプには、ミルクを加熱するための電気的に作動される連続流式ヒータ６が後置されている。概略的に示すように、連続流式ヒータ６には温度センサ７が設けられており、この温度センサ７により、連続流式ヒータ６で加熱されたミルクの温度が感知される。空気を噴射するために役立つ空気ポンプ１０の上流側には空気フィルタ１１が、かつ下流側には開口部１２が設けられている。空気フィルタ１１は、汎用の機械式フィルタとして製造されていてもよいし、または、例えば活性炭フィルタの形態をとっていてもよい。可変の開口部１２により、単位時間毎にミルクに噴射される空気流を変化させることができる。さらに、電子制御装置１３が設けられている。この制御装置１３は、２つのポンプ５，１０ならびに連続流式ヒータ６および温度センサ７に接続されており、完全なミルク泡を制御するために働く。制御装置１３は、泡立てを開始および停止するための少なくとも１つのボタン１３ａを備えている。混合素子１の流出端は、放出素子８に接続されている。この放出素子８は２つの出口９を備え、これらの出口９を介して、泡立てられたミルクを放出することができる。この放出素子８は、コーヒーメーカの構成要素を形成していてもよく、この場合には、調製されたコーヒー飲料のための出口としても機能する。
【００１６】
混合素子１は第１区画１４を備え、この第１区画内では２つの媒体、すなわちミルクと空気とが一緒に導入される。第１区画１４には、２つの媒体を均質に混合して微細孔性の泡を生成する実際の混合区画１５が続く。混合区画１５は、２つの媒体またはミルク／空気混合物の複合的な偏向をもたらす複数の混合羽根１６を備える固定式の混合機を含む。この固定式の混合機は、交換可能な混合インサートの形をとる。同時に、偏向により乱流を発生させることができる。上述の混合羽根１６に付加的または代替的に、ミルク／空気混合物の分離をもたらす分離素子が設けられており、また分離された部分は常に再結合できるようになっていてもよい。２つの媒体の良好な混合のために、おおまかに１２〜３６回だけ混合物を偏向および／または分離する必要がある。必要に応じて、混合物を回転させてもよい。
【００１７】
固定式の混合機がどれだけ良好に機能するかは、特に混合素子、混合羽根の数および幾何学形状により影響され、混合は、２つの効果、すなわち、流体の分離および半径方向混合により達成される。
【００１８】
ミルクおよび空気の混合物が特に層流として混合素子を貫流する場合には、比較的多数の混合羽根を設け、２つの媒体、すなわちミルクおよび空気の徹底的な混合を確保する必要がある。このための試験では、２つの媒体を完全に混合するためにおおまかに１２〜３６回だけ混合物を偏向および／または分離する必要があることが示された。
【００１９】
ミルク／空気混合物の流れが混合素子内で乱流になる場合には、混合羽根の数を減じることができる。混合素子がらせん状の幾何学形状を有し、１つの羽根から次の羽根へ移動する際に混合物の回転が変化するらせん状混合機では、もたらされる著しく流れが乱れた移行ゾーンが完全な混合を主に引き受ける。このような混合素子により、羽根の数を例えば２〜４個減じることができる。
【００２０】
この実施例では４つの混合羽根１６のみが示しされているが、少なくとも６つ、特に少なくとも１２個の混合羽根１６が、ミルク／空気混合物を偏向および／または分離するために設けられていると有利である。
【００２１】
好ましくは、混合羽根１６は、必要に応じて混合物が付加的に回転され、混合区分に沿って回転方向を複合的に変更するように構成されている。
【００２２】
図１に示すミルク泡立て器の機能を以下に詳述する。
【００２３】
ボタン１３ａの押圧により、泡立てが始まり、ミルクポンプ５および連続流式ヒータ６の両方が始動され、これにより、ミルク容器３から送られたミルクが連続流式ヒータ６内で加熱され、次いで混合素子１内に流入する。同時にポンプ１０が始動され、これにより、空気が混合素子１内に噴射される。好ましくは、混合素子１内に流入するミルクには、始動時から空気が噴射される。
【００２４】
混合素子１内に流入するミルクは既に所定の温度まで加熱されているので、空気は高温のミルク内に噴射される。連続流式ヒータ６の出口における加熱されたミルクの温度は温度センサ７によって感知することができ、コントローラ１３によって任意の所定の最終温度まで調整される。ミルクは通常は連続流式ヒータ６内で約６０℃〜７０℃までの範囲の温度に加熱される。単位時間毎に噴射される空気流は、開口１２によって変化させることができる。
【００２５】
ミルクに空気を噴射することにより、空気は高温のミルク内に瞬時に混合される。次いでこのミルク／空気の２媒体混合物は、複合的に偏向および／または分離することにより混合区画１５内で集中的かつ一様に混合され、これにより、混合素子１の出口では、一様な微細孔ミルク泡が利用可能になる。正確に寸法決めされている場合には、生成されたミルク泡の質を著しく損なうことなしに任意の位置に混合素子１を設置することができ、混合素子がミルクの流れを垂直方向に通るのか、水平方向に通るのか、または傾斜して通るのかは重要ではない。
【００２６】
特にミルクと接触する混合素子部分は、疎水性および／または耐油性の材料、例えばＰＴＦＥ（テフロン（登録商標））から作られている。
【００２７】
本発明によるミルク泡立て器の利点は、とりわけ、比較的簡素に作製されており、比較的少ない単一部材を含み、良質のミルク泡、すなわち、均質で、微細孔性の安定したミルク泡が確保され、ミルクが混合素子１の出口で直接に提供されているという付加的な利点により、下流側の乳化器の必要性がなくなることである。汎用の泡立て器と比べると弁などの必要性もほとんどなく、したがって、泡立て器を極めて小型に低コストで作製することが可能になる。とりわけ、このミルク泡立て器は雰囲気条件または作動パラメータの変化に決定的に左右されることはないことを証明した。
【００２８】
電気的に作動する加熱素子６によってミルクを加熱することにより、蒸気を用いることに比べてより良質のミルク泡が得られることに留意されたい。なぜならば、ミルクを蒸気加熱すると蒸気が凝結され、ミルクが加水され、ミルク泡の形態をした最終製品の外観および味にネガティブに影響するからである。
【００２９】
ミルクおよび空気が噴射されるので、一方ではミルクおよび空気の単位時間毎の絶対流量を変化させることができ、かつ他方では、ミルクと空気との比率を、例えば調節可能な開口１２を組み込むことによって変化させることもできる。
【００３０】
とりわけ、加熱器および混合機を別個に設置することにより、混合素子１内の高温の場所が除去されるので、混合素子１内にミルク沈殿物が生じる危険性が減じられる。
【００３１】
必要に応じて、本発明に従ったミルク泡立て器を、低温のミルクを泡立てるために用いることもできる。この場合には、ミルクは直接に、すなわち、連続流式ヒータ６を迂回して混合素子１内に導入されるが、連続流式ヒータを通って、ただし連続流式ヒータの非作動状態でミルクを通過させることも同様に可能である。さら、混合素子１内に導入される前に所定の最大温度にミルクを冷却するために冷却器が含まれていてもよい。換言すれば、同一の混合素子１によって低温のミルクおよび高温のミルクを泡立てることも同様に可能である。低温のミルクを泡立てる場合にも、泡立て媒体として役立つ空気がミルクの流れに噴射されることは主要な利点である。
【００３２】
図２ａを参照すると、第１実施態様の混合素子１を通るミルク／空気混合物の流れが概略的に示されている。この混合素子１は、複数の混合羽根１６ａ、１６ｂを備えており、この装置の一方の混合羽根１６ａは、ミルク／空気混合物を偏向する役割を果たし、他方の混合羽根１６ｂは、ミルク／空気混合物を分離するために設けられている。もちろんミルク／空気混合物を偏向し、かつ分離する複合混合羽根を用いることも同様に可能である。いずれにせよ、混合羽根１６ａ、１６ｂの数および幾何学形状により、均一なミルク泡が混合素子の出口で生成されていることを確保する必要がある。既に説明したように、少なくとも６個、特に少なくとも１２個の混合羽根１６ａ、１６ｂを、ミルク／空気混合物を偏向および／または分離するために設けることが特に有利であることが判った。図２ａの線１７ａは、混合素子を通るミルク／空気混合物の流れを示している。
【００３３】
図２ｂを参照すると、さらなる実施態様による混合素子１を通るミルク／空気混合物の流れが概略的に示されている。この混合素子１は、らせん状に構成された複数の混合羽根１６ｃを備えるらせん状混合機として構成されており、ミルク／空気混合物は回転される。混合羽根１６ｃは軸線方向の列を形成し、ミルク／空気混合物の回転方向はそれぞれの混合羽根により矢印１７ｂにより示されるように変化する。小さい矢印１７ｃもミルク／空気混合物がどのように半径方向に混合され、これにより、半径方向流速の差を最小化できることを示している。いずれにせよ、横断面全体にわたった均一な流速が、泡内の泡粒の一様な分離および一様な大きさを確保する。
【００３４】
混合素子１を基本的にらせん状混合機として構成することは、らせん状混合器はデッドゾーンを有さず、良好な自己洗浄効果によって沈殿物形成の危険性を減じることに特に効果的であるという主要な利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ミルク泡立て器を示す概略図である。
【図２ａ】第１実施例による混合素子の概略図である。
【図２ｂ】さらなる実施例による混合素子の概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  混合素子
２  ミルク供給導管
３  ミルク容器
４  冷却器
５  ポンプ
６  連続流式ヒータ
７  温度センサ
８  放出素子
９  出口
１０  ポンプ
１１  空気フィルタ
１２  開口
１３  コントローラ
１４  第１区画
１５  混合区画
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ  混合羽根
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ  矢印
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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