選設(shè)計成附接流體管路，例如管。裝置I然后例如可以集成在飲料生產(chǎn)裝置中，該飲料生產(chǎn)裝置例如具有泵以向流體入口 4提供牛奶和空氣。替代地，裝置I自身可以設(shè)置有使得缸筒2和3的相對旋轉(zhuǎn)引起牛奶和空氣被吸入(例如經(jīng)由通向外部牛奶儲器中的管)流體入口 4中的機構(gòu)。奶泡可通過流體出口 5直接提供給分配器，或可經(jīng)由管提供給分配器。本發(fā)明的裝置I因此可以嵌入牛奶的流動路徑提供奶泡，并且例如可以是飲料生產(chǎn)裝置如咖啡機的一部分。
[0057]圖6示出了本發(fā)明的裝置I的一個替代實施例的截面圖。內(nèi)缸筒3包括第一部分3a和第二部分3b。第一部分3a具有大于第二部分3b的直徑a的直徑i。特別地，第一部分3a的直徑i優(yōu)選被選擇成使得在第一部分3a與外缸筒2之間形成具有在0.1mm至1mm、更優(yōu)選地0.2mm至0.6mm、最優(yōu)選地0.3mm至0.5mm的范圍內(nèi)的寬度w的間隙6。內(nèi)缸筒3的第二部分3b的直徑s優(yōu)選被設(shè)計成使得在第二部分3b與外缸筒2之間形成腔室7，其中該腔室7優(yōu)選具有沿內(nèi)缸筒3的半徑方向上測定的寬度，該寬度大于間隙6的寬度W，優(yōu)選在Imm至20mm、更優(yōu)選2mm至1mm的范圍內(nèi)的。外缸筒2的直徑ο優(yōu)選為20mm至40mm，更優(yōu)選30mm，與本發(fā)明的第一實施例中一樣。因此，第二部分3b的直徑s最優(yōu)選地在20mm至28mm的范圍內(nèi)，并且第一部分3a的直徑i最優(yōu)選地在27.5mm至27.7mm的范圍內(nèi)，與第一實施例中一樣。
[0058]當(dāng)內(nèi)缸筒3相對于外缸筒2旋轉(zhuǎn)時，提供給流體入口4以便流經(jīng)間隙6的牛奶和空氣由于在內(nèi)缸筒3與外缸筒2之間的狹窄間隙6中承受的高剪切力而乳化。當(dāng)乳化的牛奶-空氣混合物從間隙6流出到腔室7中時，它膨脹并因此發(fā)泡。由于該膨脹，泡沫從流體出口 5被壓出。如果流體出口 5的直徑比腔室7更大，則牛奶進(jìn)一步發(fā)泡。
[0059]優(yōu)選地，本發(fā)明的兩個實施例都被設(shè)計成使得當(dāng)采用牛頓粘性定律時實現(xiàn)在從20Pa至80Pa、更優(yōu)選地30Pa至60Pa、最優(yōu)選地40Pa至50Pa的范圍內(nèi)的間隙6中的牛奶的剪應(yīng)力值。奶泡品質(zhì)方面的結(jié)果不僅取決于瞬時剪應(yīng)力，而且取決于該剪應(yīng)力作用的時間。在40Pa至50Pa的剪應(yīng)力下典型值為0.2s，當(dāng)在時間更長的情況下也獲得良好結(jié)果。通過以下條件并且利用處于常溫(20°C )的牛奶，可以實現(xiàn)優(yōu)選的剪應(yīng)力值:具有優(yōu)選0.1mm至1mm、更優(yōu)選地0.2mm至0.6mm、最優(yōu)選地0.3mm至0.5mm的寬度w的間隙、優(yōu)選地100rpm至15000rpm、更優(yōu)選地2000rpm至lOOOOrpm、最優(yōu)選地4000rpm至8000rpm的轉(zhuǎn)速、優(yōu)選20mm至40mm、更優(yōu)選地30mm的外缸筒2的內(nèi)徑O。假設(shè)處于常溫的牛奶具有μ = 2mPa.s的粘度并假設(shè)其為牛頓流體。
[0060]總的來說，本發(fā)明提供了一種用于產(chǎn)生奶泡的裝置1，其利用庫艾特流原理，并使用被施加到相對彼此轉(zhuǎn)動的兩個缸筒2、3之間的牛奶-空氣混合物的高剪應(yīng)力。該高剪應(yīng)力引起空氣和牛奶的乳化，一旦乳化物從缸筒2、3之間的間隙6流出并膨脹，又引起發(fā)泡效果。裝置I的參數(shù)(例如泡沫質(zhì)量的關(guān)鍵因素)是間隙6的尺寸、腔室7的尺寸(對于第二替代實施例)和內(nèi)缸筒3關(guān)于外缸筒2的相對轉(zhuǎn)速。這些因素例如比一些現(xiàn)有技術(shù)裝置中攪拌器的幾何形狀或使用熱蒸汽噴射的現(xiàn)有技術(shù)裝置的參數(shù)更容易理解和控制。因此能夠用相對簡單的裝置以良好受控的方式產(chǎn)生奶泡。泡沫可以嵌入在牛奶流動路徑中。
[0061]缸筒相對于彼此的切向速度、缸筒表面和牛奶承受剪應(yīng)力的時間(即在裝置中消耗的時間)。這些參數(shù)。此外，該裝置可以相當(dāng)簡單地設(shè)計，但仍可產(chǎn)生非?？煽康慕Y(jié)果。對于上述現(xiàn)有技術(shù)裝置，影響牛奶發(fā)泡的因素例如為旋轉(zhuǎn)部件如攪拌器的幾何形狀，或噴射到牛奶中的蒸汽的溫度和/或壓力。這些因素難以理解，并且在不構(gòu)建更復(fù)雜的裝置的情況下不易精確地控制。
【主權(quán)項】
1.一種用于產(chǎn)生奶泡的裝置(1)，包括 外缸筒(2)， 同心地設(shè)置在所述外缸筒(2)內(nèi)的內(nèi)缸筒(3)， 流體入口(4)和流體出口(5)， 其中，所述外缸筒(2)和所述內(nèi)缸筒(3)能夠相對于彼此旋轉(zhuǎn)， 其中，在所述外缸筒(2)與所述內(nèi)缸筒(3)之間形成有間隙￠)，并且 其中，所述間隙(6)將所述流體入口(4)與所述流體出口(5)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于產(chǎn)生奶泡的裝置(I)，其中 所述間隙(6)在所述內(nèi)缸筒(3)和所述外缸筒(2)的半徑方向上的寬度(w)在0.3_至0.5mm的范圍內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于產(chǎn)生奶泡的裝置(I)，其中 所述流體出口(5)具有直徑(d)，直徑⑷大于所述間隙(6)的寬度(W)，直徑⑷優(yōu)選在2mm至1mm的范圍內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于產(chǎn)生奶泡的裝置(I)，其中 所述內(nèi)缸筒(3)包括第一部分(3a)和第二部分(3b)，所述第一部分(3a)的直徑(i)大于所述第二部分(3b)的直徑(S)， 在所述內(nèi)缸筒(3)的所述第一部分(3a)與所述外缸筒(2)之間形成所述間隙￠)，并且 在所述內(nèi)缸筒(3)的所述第二部分(3b)與所述外缸筒(2)之間形成腔室(7)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于產(chǎn)生奶泡的裝置(I)，其中 所述腔室⑵在所述內(nèi)缸筒(3)和所述外缸筒(2)的半徑方向上的寬度(a)在2mm至1mm的范圍內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的用于產(chǎn)生奶泡的裝置(I)，還包括 用于使所述內(nèi)缸筒(3)相對于所述外缸筒(2)旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)(8)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于產(chǎn)生奶泡的裝置(I)，其中 所述馬達(dá)(8)適于使所述內(nèi)缸筒(3)相對于所述外缸筒(2)以在4000rpm至8000rpm的范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的用于產(chǎn)生奶泡的裝置(I)，其中 所述馬達(dá)(8)包括軸(9)，所述軸(9)設(shè)置有包括至少一個第一磁體(11)的頭部(10)， 所述內(nèi)缸筒(3)包括至少一個第二磁體(12)，并且 所述至少一個第一磁體(11)和所述至少一個第二磁體(12)適于以不接觸的方式將所述馬達(dá)的軸(9)的旋轉(zhuǎn)傳遞到所述內(nèi)缸筒(3)上。9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的用于產(chǎn)生奶泡的裝置(I)，還包括設(shè)置在所述馬達(dá)(8)與所述內(nèi)缸筒(3)之間的不透水的分隔元件(13)。10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的用于產(chǎn)生奶泡的裝置(I)，其中 所述內(nèi)缸筒(3)是轉(zhuǎn)子，所述外缸筒(2)是定子。11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的用于產(chǎn)生奶泡的裝置(I)，其中 所述外缸筒的直徑(ο)在25mm至35mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選約30mmo12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的用于產(chǎn)生奶泡的裝置(I)，還包括 用于加熱從所述流體入口(4)流到所述流體出口(5)的液體的加熱器(14)。13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的用于產(chǎn)生奶泡的裝置(I)，其中 所述外缸筒(2)具有內(nèi)壁，并且 所述內(nèi)缸筒(3)具有外壁， 所述內(nèi)壁和所述外壁實現(xiàn)為兩個平行的邊界板，所述內(nèi)缸筒(3)關(guān)于所述外缸筒(2)的相對運動造成兩個平行的板之間的空間中流體的庫艾特流。14.一種用于在根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述裝置(I)中生產(chǎn)奶泡的方法，所述方法包括使所述內(nèi)缸筒(3)和所述外缸筒(2)相對于彼此轉(zhuǎn)動。15.一種用作由根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述裝置(I)起泡的流體的牛奶用途。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于產(chǎn)生奶泡的裝置(1)，該裝置利用庫艾特流和相應(yīng)地施加于兩個同心布置的缸筒(2、3)之間的牛奶-空氣混合物的高剪應(yīng)力。缸筒相對于彼此轉(zhuǎn)動。該高剪應(yīng)力引起空氣和牛奶的乳化，是發(fā)泡效果的基礎(chǔ)，乳化物從缸筒(2、3)之間的間隙(6)流出并膨脹。主要影響發(fā)泡效果的裝置(1)的參數(shù)是間隙(6)的寬度和缸筒的相對轉(zhuǎn)速。
【IPC分類】A47J43/12
【公開號】CN104883943
【申請?zhí)枴緾N201380066232
【發(fā)明人】博濟亞德 Y·艾特, A·約阿基姆, A·佩林
【申請人】雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2013年12月19日
【公告號】CA2894392A1, EP2934254A1, WO2014096183A1