СМЕСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВСПЕНИВАНИЯ НАПИТКОВ
MIXING DEVICE FOR BEVERAGES FOAMING

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к смесительному устройству для приготовления пенистых напитков.
Уровень техники
Многие пенистые напитки, такие как молочные напитки, шоколадные напитки и т.п., часто приготавливают посредством смешивания растворимого пищевого порошка или пищевого жидкого концентрата с растворителем. Известны смесительные устройства для быстрого приготовления таких напитков посредством смешивания растворимого пищевого компонента с растворителем, например водой. Эти устройства, как правило, содержат камеру смешивания, в которую подаются растворимый компонент и растворитель. Растворитель может направляться в камеру растворения для создания вихревого течения с целью достаточного растворения растворимого компонента в горячей воде или горячий растворитель может подаваться в виде струй, которые обеспечивают смешивание, растворение и вспенивание. Затем смесь обычно вспенивается ротором в камере для взбивания с целью восстановления напитка и образования пены. Затем напиток обычно удаляется из камеры для взбивания через дно камеры и дозируется в емкость для питья.
Согласно существующему уровню техники были разработаны камеры для взбивания различных типов с целью повышения качества пены напитков. В документах ЕР 1476060 и ЕР 1639924 приводится описание схожих камер для взбивания, в которых роторы имеют сужающуюся форму. На поверхностях роторов предусмотрены канавки или ребра, в то время как задняя стенка камеры для взбивания может содержать выступы или ребра. Эти камеры для взбивания предназначены для взбивания различных растворимых порошковых ингредиентов; в частности, эти камеры предназначены для вспенивания молочных напитков, а также кофейных напитков в зависимости от частоты вращения приводимого в движение ротора. Соответственно, эти камеры для взбивания не оптимизированы специально для вспенивания молока. Кроме того, благодаря наличию микроканавок на роторе и ребрах на задней стенке эти камеры для взбивания нельзя легко и быстро очистить.
В документе WO 2003/005868 приводится описание камеры для взбивания, в которой внутренняя поверхность стенки камеры содержит углубления. Из-за наличия этих углублений во время функционирования ротора возникают кавитации. Ротор также может иметь прерыватели. Эта камера для взбивания может равным образом использоваться для приготовления латте, капучино или эспрессо и, следовательно, эта камера для взбивания не оптимизирована специально для вспенивания молока.
В документе WO 2008/013452 приводится описание камеры для взбивания, в которой внутренняя стенка камеры содержит ребра, в частности, рядом с выпуском камеры для максимального длительного удерживания напитка в камере и предотвращает присутствие комков быстрорастворимого порошка в готовом напитке. Этот дозатор обуславливает более длительное время дозирования напитков, поскольку напиток удерживается в камере для взбивания до тех пор, пока функционирует ротор. Это означает, что потребитель должен ждать в течение длительного времени, пока чашка полностью наполнится напитком. Например, для приготовления напитка капучино сначала дозируется вспененное молоко, и затем во вспененное молоко дозируется кофе, в результате чего сумма времени для вспенивания молока и дозирования молока с помощью одной и той же камеры для взбивания будет соответствовать очень длительному времени дозирования. Кроме того, эта камера для взбивания используется для приготовления множества различных напитков, в частности супа, кофе, горячего какао, чая, лимонада и фруктовых соков, и не предназначена специально для приготовления молочных напитков с высоким качеством пены.
В настоящее время увеличивается спрос потребителей на напитки на основе молока, в частности на основе вспененного молока, например, капучино, латте макиато или напитки на основе какао. Свойства молочной пены этих напитков играют важную роль в обеспечении качества готового напитка, поскольку они относятся к визуальному аспекту или вкусовому впечатлению, оставляемому напитком. В частности, эти напитки могут быть приготовлены надлежащим образом, если молочная пена будет иметь следующие специальные свойства:
- объем пены должен быть достаточным. Например, по рецепту латте макиато одна треть объема напитка должна составлять молочная пена. Это важно для получения высокого отношения содержания молочной пены по сравнению с молочной жидкостью;
- пена должна быть густой. Это означает, что она должна выглядеть подобно микропене с пузырьками очень небольшого размера. Это качество является важным в случае, когда приготавливают слоистый напиток, например латте макиато, поскольку плотная пена способствует замедлению течения кофе и препятствует оседанию вышеуказанного потока на дне емкости для питья, которое должно оставаться чистым для создания эффекта разделения на слои. Кроме того, плотная белая пена обеспечивает возможность выполнения рисунка на поверхности напитка;
- пена должна быть однородной с одинаковыми пузырьками небольшого размера. Это качество создает привлекательный визуальный вид пены и вкусовое впечатление;
- пена должна иметь привлекательный внешний вид;
- пена должна быть кремообразной. Это свойство связано со степенью плотности пены, которая должна оставаться достаточно жидкой и не густой. Это может быть достигнуто за счет добавления большого количества жидкости в пену, что способствует получению очень маленьких пузырьков и уменьшенного отношения воздух/жидкость;
- пена должна быть устойчивой, так чтобы пена сохранялась в течение всего времени потребления напитка; пена должна сохранят начальные свойства в течение всего времени потребления напитка.
Качества молочной пены отличаются от качеств пены, которыми должны обладать другие пенистые напитки, например кофе эспрессо. Камеры для взбивания по существующему уровню техники обеспечивают надлежащий компромисс применительно к возможности приготовления соответствующей пенки в кофе эспрессо или соответствующей молочной пены с помощью одного и того же устройства. Однако ни одна из камер для взбивания по существующему уровню техники не может обеспечить фактическое получение вспененного молока высокого качества.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить смесительное устройство, предназначенное для вспенивания молока с целью получения молочной пены высокого качества для приготовления пенистых молочных напитков.
Раскрытие изобретения
По первому аспекту изобретение относится к смесительному устройству, содержащему:
- корпус взбивалки, ротор и заднюю стенку, при этом корпус взбивалки и задняя стенка образуют камеру взбивалки, в которой установлен ротор;
- корпус взбивалки содержит впуск напитка и выпуск напитка;
- приводной вал для приведения в действие ротора, при этом вышеуказанный приводной вал поддерживается задней стенкой;
- ротор имеет радиальную заднюю поверхность, обращенную к задней стенке корпуса взбивалки, и радиальную переднюю поверхность с противоположной стороны от радиальной задней поверхности;
- корпус взбивалки содержит переднюю стенку, при этом вышеуказанная передняя стенка обращена к радиальной передней поверхности ротора,
и передняя стенка корпуса взбивалки имеет выступы, возвышающиеся от поверхности передней стенки, при этом верхняя поверхность каждого выступа является плоской, и кромки вышеуказанной верхней поверхности являются острыми.
Смесительное устройство настоящего изобретения содержит корпус взбивалки и заднюю стенку, образующие камеру взбивалки в собранном состоянии. Устройство также содержит ротор для взбивания приготавливаемого напитка, например, крыльчатку или поворотный диск. Ротор приводится в действие приводным валом, который поддерживается задней стенкой взбивалки в сборе. Корпус взбивалки содержит переднюю стенку, которая обращена к радиальной передней поверхности ротора. Корпус взбивалки содержит впуск напитка, через который различные компоненты напитка подаются ротором с целью взбивания. Впуск напитка, в общем, расположен в передней стенке корпуса взбивалки. Передняя стенка предпочтительно имеет форму усеченного конуса, сужающегося от впуска напитка к периферийному краю передней стенки. Корпус взбивалки также имеет периферийную сторону, в целом параллельную приводному валу. Эта периферийная боковая стенка в целом имеет форму цилиндра. Она окружает периферийный край ротора. Корпус взбивалки также содержит выпуск напитка, через который выпускается напиток, взбитый ротором. К выпуску напитка может быть прикреплена трубка или сопло для дозирования напитка в чашку.
В настоящем изобретении:
- термин «задний» относится к частям смесительного устройства, расположенным рядом с задней стенкой, поддерживающей приводной вал ротора;
- термин «передний» относится к частям смесительного устройства, расположенным рядом с впуском напитка корпуса взбивалки;
- термины «радиальный» и «осевой» определяются в отношении оси вращения ротора.
По изобретению передняя стенка корпуса взбивалки имеет выступы, возвышающиеся от ее поверхности. Эти выступы возвышаются от передней стенки корпуса взбивалки, которая обращена к передней поверхности ротора. Эти выступы также обращены к передней поверхности ротора. Верхняя поверхность каждого выступа, которая расположена наиболее высоко над передней стенкой корпуса взбивалки, является плоской, и кромки вышеуказанной верхней поверхности являются острыми.
По предпочтительному варианту выполнения выпуск напитка расположен в наиболее низком месте передней стенки корпуса взбивалки.
Предпочтительно, выступы радиально равномерно расположены на передней стенке корпуса взбивалки вокруг центральной оси ротора за исключением области выпуска напитка. В частности, предпочтительно, чтобы кромки обоих выступов, окружающих выпуск напитка, были расположены на расстоянии боле 2 мм от края выпуска напитка, предпочтительно на расстоянии более 5 мм и еще более предпочтительно на расстоянии 9 мм.
Предпочтительно, чтобы все выступы имели одинаковую форму и одинаковый размер.
Предпочтительно, чтобы каждый выступ продолжался вдоль всей радиальной длины передней стенки. Если впуск напитка смесительного устройства обычно соответствует осевому отверстию в передней стенке корпуса взбивалки, это означает, что выступы могут продолжаться радиально на поверхности передней стенки от отверстия передней стенки, соответствующего впуску смесительного устройства, до периферийного края передней стенки.
Предпочтительно, верхняя поверхность каждого выступа параллельна поверхности передней стенки. Каждый выступ является местным возвышением поверхности передней стенки.
Предпочтительно, ширина каждого выступа превышает его высоту.
По предпочтительному варианту выполнения выступы имеют форму четырехстороннего шестигранного тела, например трапецеидального тела, параллелепипеда или куба. Следует отметить, что такие тела, имеющие плоскую верхнюю сторону, плоские вертикальные стороны и прямые кромки, эффективно улучшают образование качественной пены. Выступы предпочтительно имеют форму параллелепипеда, который является четырехсторонним шестигранным телом, состоящим из трех пар прямоугольников.
Ширина и количество выступов на передней стенке корпуса взбивалки могут варьироваться. Сумма поверхностей всех выступов, в общем, составляет 20-75% поверхности передней стенки корпуса взбивалки, предпочтительно 25-50% и еще более предпочтительно 30-40%.
Передняя стенка может содержать 3-11 выступов, предпочтительно 5-11 выступов и 7 выступов по предпочтительному варианту выполнения.
Выступы могут возвышаться на 0,5-2 мм над поверхностью верхней стенки, предпочтительно 0,8-1,3 мм.
По конкретному варианту выполнения смесительное устройство может содержать камеру растворения, прикрепленную к впуску напитка корпуса взбивалки. Камера растворения и корпус взбивалки могут быть отлиты как одно целое. Выпуск камеры растворения выходит в корпус взбивалки. Предпочтительно, камера растворения содержит, по меньшей мере, впуск для ингредиента напитка и впуск для растворителя.
По предпочтительному варианту выполнения ротор является диском, имеющим четыре канавки, которые продолжаются радиально на его радиальной передней поверхности, при этом вышеуказанные канавки расположены на равном расстоянии друг о друга. Предпочтительно, эти канавки продолжаются от центра диска к периферии диска и имеют глубину 1-2 мм и ширину 2-16 мм.
Предпочтительно, ротор имеет радиальную переднюю поверхность, форма которой, по существу, соответствует поверхности передней стенки корпуса взбивалки. Кольцевой зазор между радиальной передней поверхностью ротора и поверхностью передней стенки корпуса взбивалки предпочтительно составляет не более 1 мм.
Весьма удовлетворительные результаты были получены для смесительного устройства, описанного выше, в котором:
- выпуск напитка расположен в самой нижней точке поверхности передней стенки корпуса взбивалки; и
- передняя стенка корпуса взбивалки имеет семь выступов, равномерно расположенных на поверхности передней стенки вокруг выпуска напитка; и
- семь выступов имеют одинаковую параллелепипедную форму; и
- семь выступов возвышаются на 0,8-1,3 мм над поверхностью передней стенки; и
- сумма поверхностей всех выступов составляет 30-40% поверхности передней стенки корпуса взбивалки; и
- ротор является диском, имеющим четыре канавки, которые радиально продолжатся на его радиальной передней поверхности, при этом вышеуказанные канавки расположены на равном расстоянии друг от друга.
По изобретению весьма удовлетворительные результаты были получены для описанного выше смесительного устройства, в котором передняя стенка корпуса взбивалки имеет форму усеченного конуса, сужающегося от диаметра приблизительно 38 мм до диаметра приблизительно 26 мм, в котором ротор имеет диаметр приблизительно 25 мм. Настоящее изобретение распространяется на другие меньшие или большие устройства, имеющие такое же пропорциональное соотношение между различными диаметрами усеченного конуса передней стенки и ротора.
По второму аспекту изобретение относится к дозатору напитков, содержащему смесительное устройство, например, описанное выше.
По третьему аспекту изобретение относится к способу приготовления пенистого напитка посредством использования смесительного устройства, например, описанного выше, в котором ингредиент напитка и растворитель поступают в смесительное устройство, и при этом осуществляется вращение ротора.
Предпочтительно, ингредиент напитка является сухим молоком или какао-порошком.
Предпочтительно, растворитель является водой.
По предпочтительному способу ротор вращается с частотой вращения, по меньшей мере, 10000 об/мин, предпочтительно, по меньшей мере, 11000 об/мин.
По четвертому аспекту изобретение относится к использованию смесительного устройства, например, описанного выше, для приготовления пенистого какао-напитка или пенистого молочного напитка.
Краткое описание чертежей
Характеристики и преимуществ изобретения станут более понятными со ссылкой на чертежи, на которых:
на фиг. 1 показан дозатор напитков, содержащий смесительное устройство;
на фиг. 2 - смесительное устройство, в которое могут быть внедрены отличительные признаки настоящего изобретения;
на фиг. 3 и 4 - корпус взбивалки смесительного устройства по предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, вид сзади и вид в перспективе;
на фиг. 5 - ротор по предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Как показано на фиг. 1, дозатор напитков содержит два блока 14а, 14b для хранения пищевых ингредиентов, соединенных с соответствующими блоками 13а, 13b дозирования, которые дозируют пищевые ингредиенты в общую камеру 6 растворения. По другому варианту выполнения дозатор напитков может содержать один блок дозирования, соединенный с разными блоками для хранения пищевых ингредиентов. Блоки 14а, 14b для хранения пищевых ингредиентов могут представлять собой емкость одноразового использования, например картридж, жестяную банку, мешок и т.д., или они могут представлять собой емкость многоразового использования, которая пополняется порошкообразными пищевыми ингредиентами.
Пищевой ингредиент может быть любым ингредиентом, который образует напиток, когда его смешивают с жидким растворителем. Он может быть растворимым порошком или растворимым жидким концентратом. По изобретению он предпочтительно является шоколадом или молоком. Если предусмотрены разные блоки для хранения, они предпочтительно содержат разные пищевые ингредиенты.
Блоки для дозирования содержат средство для дозирования пищевого ингредиента. Это средство может быть дозировочным шнеком, перфорированным диском или перистальтическим насосом для концентрата напитка. Блоки дозирования установлены у нижней части блоков для хранения для приема из них ингредиента напитка самотеком.
Порция пищевого ингредиента, поступающая из блока 13а, 13b дозирования, направляется в камеру 6 растворения, где она смешивается с растворителем, как правило водой, поступающей из впуска 12 растворителя. Форма камеры 6 и ориентация впуска 12 растворителя обеспечивают, что растворитель создает достаточное турбулентное течение, которое способствует растворению пищевого ингредиента в растворителе в камере. Смесь растворенного пищевого ингредиента затем поступает в смесительное устройство 1, содержащее корпус 2 взбивалки и заднюю стенку 4. Узел корпуса 2 взбивалки и задней стенки 4 образует камеру, в которой расположен ротор 3, например, крыльчатка. Ротор соединен с приводным валом 41, прикрепленным к раме 10 дозатора. Приводной вал приводится в действие двигателем 8. Взбитый напиток выпускается из смесительного устройства 1 через выпуск 7, который может быть соединен с выпускной трубой 9, и направляется в чашку 15.
На фиг. 2 детально показано смесительное устройство 1, установленное в дозаторе из фиг. 1. Смесительное устройство 1 содержит корпус 2 взбивалки, ротор 3 и заднюю стенку 4. Корпус взбивалки и задняя стенка образуют камеру взбивалки, в которой установлен ротор взбивалки. Ротор 3 крепится к приводному валу 41, и приводной вал поддерживается задней стенкой 4. Приводной вал 41 соединен с двигателем 8 и приводится в действие этим двигателем. Ротор 3 имеет заднюю радиальную поверхность 33, которая обращена к задней стенке 4 корпуса взбивалки, и переднюю радиальную поверхность с противоположной стороны от задней радиальной поверхности. Передняя поверхность 32 ротора обращена к впуску 11 смесительного устройства. Корпус взбивалки содержит переднюю стенку 21 (обозначенную пунктирной линией) у впуска смесительного устройства. Передняя стенка имеет отверстие 22, соответствующее впуску 11 смесительного устройства. Передняя стенка 21 радиально сужается от периферийного края к краю отверстия 22; предпочтительно, передняя стенка имеет форму усеченного конуса. Корпус взбивалки содержит периферийную боковую стенку 23, которая продолжается от периферийного края передней стенки и параллельно оси XX'. Конец периферийной боковой стенки упирается в заднюю стенку 4 для закрывания смесительной камеры. Впуск 11 корпуса взбивалки крепится к камере 6 растворения. Корпус взбивалки и камера растворения могут быть изготовлены как одно целое из отдельной заготовки.
На фиг. 3 и 4 показан корпус 2 взбивалки, имеющий отличительные признаки настоящего изобретения. Передняя стенка 21 имеет выступы 5, поднимающиеся от поверхности 211. Верхняя поверхность каждого выступа параллельна поверхности передней стенки, и каждый выступ выглядит как местное возвышение на поверхности передней стенки.
В показанном предпочтительном варианте выполнения передняя стенка имеет семь выступов. Все выступы имеют одинаковую форму прямоугольного параллелепипеда с плоской верхней поверхностью 51 и плоскими боковыми поверхностями с острыми кромками между вышеуказанными различными поверхностями. Для наилучшего вспенивания молока кромки выступов не должны быть криволинейными или гладкими. Все выступы предпочтительно имеют одинаковый размер. Выступы предпочтительно продолжаются по всей осевой длине поверхности 211 передней стенки корпуса взбивалки, т.е. от отверстия 22 до периферийного края передней стенки. По изобретению выступы отсутствуют на периферийной боковой стенке взбивалки смесителя, которая параллельна оси XX'. Ширина каждого выступа превышает его высоту. Благодаря небольшой высоте выступов на поверхности 211 передней стенки (0,5-2 мм, предпочтительно 0,8-1,3 мм) выступы имеют форму прямоугольных пластин, выступающих от поверхности 211 передней стенки корпуса взбивалки. Выпуск 7 корпуса взбивалки расположен в самой нижней части передней стенки, и семь выступов 5 равномерно расположены на поверхности 211 передней стенки вокруг выпуска 7. В целом, сумма поверхностей всех выступов составляет приблизительно 35% поверхности передней стенки корпуса взбивалки. По предпочтительному варианту выполнения два выступа, окружающие выпуск напитка, не должны быть расположены непосредственно рядом с вышеуказанным выпуском. Предпочтительно, эти два выступа расположены на расстоянии d, по меньшей мере, 2 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 5 мм от выпуска напитка. По предпочтительному варианту выполнения эти два выступа расположены на расстоянии d, равном 9 мм. Эта конфигурация обеспечивает приготовление взбитого молока из растворимого сухого молока и воды с пеной высокого качества и за короткое время. Соответственно, это обеспечивает приготовление молочных напитков с устойчивой пеной за короткое время. Выпуск корпуса взбивалки содержит трубку, которая ориентирована немного вниз, что способствует выливанию напитка.
На фиг. 5 показан ротор, который предпочтительно используется со смесительным устройством настоящего изобретения и, в частности, с корпусом взбивалки из фиг. 3 и 4. Ротор является диском, передняя поверхность 32 которого содержит четыре канавки 34. Эти канавки расположены на равном расстоянии друг от друга. Предпочтительно, эти канавки продолжаются от центра диска к периферии диска и имеют глубину 1-2 мм и ширину 2-6 мм.
По изобретению, в частности, были получены удовлетворительные результаты благодаря использованию смесительного устройства, показанного на фиг. 3, 4 и 5, в котором передняя стенка корпуса взбивалки имеет форму усеченного конуса, сужающегося от диаметра примерно 38 мм до диаметра примерно 26 мм, и в котором ротор имеет диаметр примерно 25 мм.
Молочная пена весьма высокого качества была получена с помощью ротора и камеры взбивалки, описанных выше, при частоте вращения ротора приблизительно 11500 об/мин.
Смесительное устройство по настоящему изобретению имеет преимущество, обеспечивающее получение взбитого молока с пеной высокого качества, имеющей большой объем, высокую плотность, привлекательный внешний вид, однородные пузырьки небольшого размера, высокую устойчивость и кремообразную и натуральную текстуру.