泵送和发泡设备制造技术

本发明专利技术提供了泵送和发泡设备(100)，所述泵送和发泡设备包括：储存可发泡流体(1)的容器隔室(20)、通过其将空气提供至所述设备(100)内的空气入口(13)以及泵送流体并利用空气使流体发泡的加工隔室(10)，所述加工隔室(10)包括可相对于彼此移动的至少一个可移动部件和静止部件；所述部件被布置成使得所述部件的相对运动通过抽吸将流体从所述容器隔室(20)相应地泵送到所述加工隔室(10)中，并且还驱动空气和流体的混合物通过提供特定水平剪切应力的窄间隙，所述剪切应力使所述混合物发泡。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于泵送和发泡流体、优选地用于生产奶泡的设备。具体地讲，本专利技术涉及以快速、简单、可重复且清洁的方式按需生产非常高质量的流体泡沫的泵送和发泡设备。
技术介绍
泡沫由两相组成：水相和气(空气)相。因此，流体泡沫是通过使许多气泡捕获于流体结构中而形成的物质：生产流体泡沫不仅涉及生成这些气泡，还涉及将这些气泡填充和保留在整个流体结构中以提供稳定的泡沫。理想的是，生产得自食物流体产品的具有微小稳定气泡的食物泡沫，以提供轻盈质地和不同的口感。在大部分食物泡沫中，蛋白质是帮助分散气相的形成和稳定、产生蛋白质稳定的泡沫的主要表面活性剂。蛋白将始终具有一定的应力，以克服诸如机械力和引力：蛋白质稳定抵抗这些应力所形成的发泡结构的能力将确定泡沫稳定性，通常表示为50％的流体从泡沫中排出所需的时间，即泡沫体积减少50％所需的时间。当使流体发泡时，期望按需生产具有优良质量的泡沫。另外，期望尽快并以可重复的方式提供这种优质泡沫，这意味着泡沫质量是受控的，且在不同流体之间可重复。最常用的食物流体泡沫之一是奶泡。生产奶泡的设备是现有技术中众所周知的：通常，这些设备包括其中灌装乳的贮存器，贮存器还设有旋转部件，旋转部件通常是布置在贮存器下表面的搅拌器，通过搅拌乳使空气被捕获在液膜内，从而引起乳发泡。但是，在这些已知设备中生产奶泡需要时间、很多的操作并且每次生产泡沫后都要清洁。另外，为了控制所得泡沫的品质，需要控制搅拌器的几何结构，有时这很难理解和精确控制，使得任何方法的可重复性都太复杂而难以实现。例如，现有技术中的文献EP2478804A1公开了一种通过气体加压的乳贮存器，加压的乳被引至混合区，以用于与另一种气体进一步混合。随后在起泡装置中进行起泡并减小泡沫尺寸，起泡装置通常包括静态混合器和旋转搅拌器。然而，在这种系统中调控发泡复杂而不精确，还需要复杂的构型。另外，这些系统在生产泡沫后需要清洁，这既麻烦又费时。现有技术中已知的其他文献，如US2013/0043274A1，描述了包装解决方案，这些包装解决方案提供了特别适于食物流体产品(通常是饮料)的储存、定量给料和分配功能，包括容器、定量给料装置和阀门。定量给料装置包括转子，该转子具有被旋转驱动的至少一截断部分，并用作定量给料设备，将液体从定量给料入口取出，然后驱至定量给料出口，从而将来自容器的液体输送到混合室，液体在混合室中混入稀释剂：当该稀释剂为气体(N2或CO2)时，在饮料的上层上形成泡沫顶。但是，这种系统的发泡方法不是可控且精确的方法，很难对其进行监控和调节，因此在不同流体之间很难获得可重复的发泡结果。因此，提出了允许以受控且可调的方式生产发泡流体的其他解决方案。属于同一申请人的EP12199185.5(其中公开了一种用于生产奶泡的设备)中提供了一种示例：在两个相对于彼此旋转的筒之间的间隙中将高剪切应力施加于乳-空气混合物，剪切应力导致形成乳和空气的乳液，随后一旦发生膨胀就会产生发泡效果。采用该解决方案，能够以可控的方式生产奶泡。然而，该设备相对复杂，并在生产奶泡后需要经常清洁，这耗时且对用户没有吸引力。也有现有技术中众所周知的发泡设备，它们通过文丘里效应使用蒸汽发泡，例如EP2695556A1或EP2636343A1中所示的设备。文献EP2695556A1公开了一种用于制备热奶泡的设备，其具有抽吸装置，该抽吸装置包括有蒸气和乳的混合室，使得该混合物通过利用文丘里效应被抽吸，从而提供奶泡。文档EP2636343A1提供了另一种示例，其中描述了一种用于生产热奶泡的设备：这种设备采用收口喷嘴(特别是文丘里喷嘴)来获得对乳和蒸汽的抽吸作用，以便生产奶泡。然而，这些利用文丘里效应的已知系统并非以清洁的方式运行，乳与设备反复接触，这不仅增加了经常清洁的负担，还可成为产品污染的来源。另外，这些设备只允许生产热奶泡：当使用这种系统时，不能选择生产冷奶泡。除此之外，通过使用这些系统获得的泡沫质量无法令人满意。因此，仍需要提供一种能够以可靠且可重复的方式在短时间内按需生产高质量泡沫并且清洁的简单设备。本专利技术旨在提供满足这些需求的发泡设备。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术涉及泵送和发泡设备100，其包括：容器隔室20，其中储存可发泡流体1；空气入口13，空气通过该空气入口被提供到设备100中；以及加工隔室10，空气和流体在其中被泵送并发泡。加工隔室10至少包括可移动部件和静止部件，它们相对彼此可移动，并且其布置方式使得它们的相对运动分别从空气入口13和容器隔室20通过抽吸将空气和流体泵送到加工隔室10中，并且还在特定水平的剪切应力下驱动泵送的空气与流体混合物，使该混合物发泡。根据第一实施方案，可移动部件包括泵送齿轮11和圆盘121，静止部件包括外室122：圆盘121相对于外室122可旋转，泵送齿轮11包括可旋转传动齿轮111和可旋转从动齿轮112，它们的相对旋转产生抽吸区域113，其中空气和流体通过抽吸被泵送并预混合；以及推压区域114，其中泵送的空气和流体预混物在特定水平的剪切应力下于圆盘121和外室122之间被驱动，使其发泡。根据第二实施方案，可移动部件包括圆盘121，静止部件包括外室122：圆盘121相对于外室122可旋转，容器隔室20被构造成胶囊，使得圆盘121相对于外室122的相对旋转利用离心力通过抽吸来泵送空气和流体，并且还通过剪切应力使泵送的空气和流体发泡。根据第三实施方案，可移动部件包括泵送和发泡齿轮110，静止部件包括外室122，相对于外室122可旋转的圆盘121包括上圆盘部分122’和下圆盘部分122”，使得泵送和发泡齿轮110被布置在上圆盘部分122’和下圆盘部分122”之间。泵送和发泡齿轮110包括可旋转传动齿轮111和可旋转从动齿轮112，它们的相对旋转产生抽吸区域113，其中空气和流体通过抽吸被泵送并预混合；以及推压区域114，其中空气和流体的发泡混合物被驱至设备100外部。根据第二方面，本专利技术涉及泵送和发泡系统，其包括上述泵送和发泡设备100以及机器30，使得发泡设备100可与机器30相连接，并且机器30包括移动可移动部件的驱动装置31。如将进一步详细描述的那样，本专利技术的设备100能够按需提供具有可调泡沫质地和厚度并且稳定性非常高的优质泡沫，且泡沫输送具有快速而稳定的泡沫沉降。此外，本专利技术的设备紧凑，在机械方面需要的装备非常有限，对于用户而言易于使用且便于清洁。此外，该设备使所得到的泡沫具有可重复性，从而基本上可针对两个不同的饮料获得相同泡沫，这是由于在该设备中实施的方法通过在有限且稳定的参数下运行而受到控制，由此使结果具有高可靠性。在本说明书中，术语“流体”表示液体或液体和气体的混合物。附图说明当结合附图阅读本专利技术的非限制性实施方案的以下详细描述时，本专利技术的其他特征、优点和目的对于本领域的技术人员而言将变得显而易见，其中：图1示出了根据第一优选实施方案的本专利技术的泵送和发泡设备的主要部件的示意图。图2a-b示出了图1中所示的根据第一优选实施方案的本专利技术的泵送和发泡设备中的加工隔室的结构。图3示出了根据第二优选实施方案的本专利技术的泵送和发泡设备的主要部件的示意图。图4示出了根据第三优选实施方案的本专利技术的泵送和发泡设备的主要部件的示意截面图。图5本文档来自技高网...

【技术保护点】
泵送和发泡设备(100)，所述泵送和发泡设备包括：储存可发泡流体(1)的容器隔室(20)、通过其将空气提供到所述设备(100)内的空气入口(13)以及泵送流体并利用空气使流体发泡的加工隔室(10)，所述加工隔室(10)包括可相对于彼此移动的至少一个可移动部件和静止部件；所述部件被布置成使得所述部件的相对运动通过抽吸将流体从所述容器隔室(20)相应地泵送到所述加工隔室(10)中，并且还驱动空气和流体的混合物通过提供特定水平剪切应力的窄间隙，所述剪切应力使所述混合物发泡。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.25 EP 14173791.61.泵送和发泡设备(100)，所述泵送和发泡设备包括：储存可发泡流体(1)的容器隔室(20)、通过其将空气提供到所述设备(100)内的空气入口(13)以及泵送流体并利用空气使流体发泡的加工隔室(10)，所述加工隔室(10)包括可相对于彼此移动的至少一个可移动部件和静止部件；所述部件被布置成使得所述部件的相对运动通过抽吸将流体从所述容器隔室(20)相应地泵送到所述加工隔室(10)中，并且还驱动空气和流体的混合物通过提供特定水平剪切应力的窄间隙，所述剪切应力使所述混合物发泡。2.根据权利要求1所述的泵送和发泡设备(100)，其中所述间隙(123)形成于所述加工隔室(10)的可移动部件和静止部件之间；所述可移动部件被布置成相对于所述静止部件旋转，并且所述部件被布置成基本上彼此并行和/或同心。3.根据权利要求2所述的泵送和发泡设备(100)，其中所述间隙(123)的宽度在0.2mm至0.6mm的范围内，优选地在0.3mm至0.4mm的范围内。4.根据权利要求2所述的泵送和发泡设备(100)，其中所述至少一个第一部件和所述第二部件被布置成使其相对运动通过抽吸来泵送空气，并在所述加工隔室(10)内将所述空气与所述流体混合。5.根据权利要求4所述的泵送和发泡设备(100)，其中通过修改所述空气入口(13)的大小和/或通过调节所述可移动部件相对于所述静止部件的速度可调节进入设备(100)的空气的量。6.根据权利要求4所述的泵送和发泡设备(100)，其中所述泵送和发泡设备包括携带数据的可读代码，所述数据指示所述空气入口的大小和/或所述可移动部件相对于所述静止部件的速度。7.根据前述权利要求中任一项所述的泵送和发泡设备(100)，其中所述容器隔室和所述加工隔室通过单次使用连接装置连接，以使得所述设备(100)是一次性的。8.根据前述权利要求中任一项所述的泵送和发泡设备(100)，其中所述加工隔室(10)被构造成盖，所述容器隔室(20)被构造成诸如瓶或袋的多剂量容器或者诸如胶囊、小袋或荚包的单剂量容器。9.根据前述权利要求中任一项所述的泵送和发泡设备(100)，还包括可拆卸地附接到所述设备(100)上的添加剂隔室，在提供泡沫的同时，所述添加剂隔室提供添加剂。10.根据前述权利要求中任一项所述的泵送和发泡设备(100)，其中所述可移动部件包括泵送齿轮(11)和圆盘(121)，并且所述静止部件包括外室(122)，所述圆盘(121)相对于所述外室(122)可旋转，所述泵送齿轮(11)包括可旋转传动齿轮(111)和可旋转从动齿轮(112)，所述可旋转传动齿轮和所述可旋转从动齿轮的相对旋转形成抽吸区域(113)和推压区域(114)，在所述抽吸区域中空气和流体通过抽吸被泵送并预混合，在所述推压区域中所述泵送的空气和流体的预混物在特定水平的剪切应力下于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·萨维奥兹，Y·艾特博济亚德，A·佩兰，
申请(专利权)人：雀巢产品技术援助有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH