离心泵送和发泡设备制造技术

本发明专利技术涉及一种泵送和发泡设备(10)，所述设备包括：混合单元(201)，空气和可发泡流体在该混合单元中被传送并预混；以及发泡单元(203)，所述空气和流体的混合物在该发泡单元中被发泡；所述设备(10)还包括能相对于所述发泡单元(203)旋转的处理元件(202)，使得所述处理元件(202)的旋转通过离心力将空气和流体吸入所述混合单元(201)中，空气和流体在该混合单元中被传送并预混，所述处理元件(202)相对于所述发泡单元(203)的该同一旋转以一定水平的剪切应力驱动空气和流体的混合物，从而允许所述混合物被发泡。本发明专利技术还涉及包括设备(10)和流体容器(20)的包装件(100)，并且还涉及能被连接到此类包装件(100)的机器(200)。本发明专利技术还涉及包括机器(200)和包装件(100)的系统(300)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离心泵送和发泡设备
本专利技术涉及用于泵送和使流体发泡、优选地用于生产奶泡(任选地被加热)的离心设备。具体地讲，本专利技术涉及按需生产非常高质量的流体泡沫的泵送和发泡设备，该设备架构简单并且可容易地清洁。
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到整个流体结构中以便提供稳定的泡沫。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：蛋白质使抵抗这些应力所形成的发泡结构稳定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。用于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还需要清洁。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，有时这很难理解和以精确方式控制，使得方法的任何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，加压的乳被引导至混合区，以用于与另一种气体进一步混合。随后在起泡布置中进行起泡并减小泡沫尺寸，起泡布置通常包括静态混合器和旋转搅拌器。然而，在这种系统中调节并控制发泡复杂而不精确，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，然后驱动至定量给料出口，从而将来自容器的液体输送到混合室中，液体在混合室中与稀释剂混合：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以可控且精确的方式生产，很难对其进行监控和调节，因此在不同发泡流体之间很难获得可重复的结果。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，能够以受控的方式生产奶泡。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，该抽吸装置包括具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中提供了另一种示例，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能够非常容易地清洁的简单设备。本专利技术旨在提供解决这些需求的发泡设备。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术涉及一种泵送和发泡设备，其包括：混合单元，空气和可发泡流体在该混合单元中被传送并预混；以及发泡单元，空气和流体的混合物在该发泡单元中被发泡，该设备还包括能相对于发泡单元旋转的处理元件，使得处理元件的旋转通过离心力将空气和流体吸入混合单元中，空气和流体在该混合单元中被传送并预混，处理元件相对于发泡单元的该同一旋转以一定水平的剪切应力驱动空气和流体的混合物，从而允许混合物被发泡。优选地，处理元件布置在混合单元与发泡单元之间，处理元件能相对于均为静态的混合单元和发泡单元旋转。处理元件通常被布置成靠近发泡单元，从而限定优选地在0.2和0.6mm之间、更优选地在0.3和0.5mm之间的间隙。发泡单元优选地包括具有大致螺旋形状的圆盘腔室，以提高泵送性能。根据本专利技术，处理元件优选地包括面向混合单元的图案化表面和面向发泡单元的大致平坦表面。处理元件的图案化表面通常被构造成具有菱形或螺旋浆形状，处理元件优选地被构造为圆盘或圆柱体。通常，处理元件包括使处理元件的两侧连通的循环孔。另外，本专利技术的设备通常包括加热设备，以允许在泡沫被递送之前加热泡沫。根据本专利技术的泵送和发泡设备中的处理元件以在2000和10000rpm之间、优选地在4000和8000rpm之间的速度旋转。通常，混合单元包括用于传送流体的路径，该路径被构造成具有一定长度，使得容器中的流体内容物可被排空，该流体从该容器被吸入设备中。本专利技术的泵送和发泡设备优选地以使得混合单元、发泡单元和处理元件可彼此分离以被清洁的方式构造。根据第二方面，本专利技术涉及一种包装件，该包装件包括如所述的泵送和发泡设备以及用于储存可发泡流体的流体容器。仍然根据第三方面，本专利技术涉及一种机器，如所述的包装件能被连接到该机器以用于提供流体泡沫，该机器包括空气入口和用于带动泵送和发泡设备内的处理元件旋转的驱动装置。通常，该机器还包括能够在由泵送和发泡设备递送泡沫之前加热泡沫的加热源。该机器优选地还包括调节引入泵送和发泡设备中的流体和空气的混合物中的空气量的空气阀。根据第四方面，本专利技术涉及一种用于按需提供流体泡沫的系统，该系统包括如前所述的机器和包装件。附图说明结合附图，在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、优点和目的对于技术人员而言将变得显而易见，其中：图1示出了本专利技术的离心泵送和发泡设备的优选实施方案的示意图。图2a-b分别示出了如图1所示的本专利技术的离心泵送和发泡设备的闭合视图和打开视图。图3a-b-c示出了如图1所示的本专利技术的离心泵送和发泡设备中的空气和流体入口的示意图。图4a-b-c-d示出了如图1所示的本专利技术的离心泵送和发泡设备中的内部处理圆盘的不同可能实施方案的示意图。图5示出了包括根据本专利技术的离心泵送和发泡设备的完整系统的功能示意图。具体实施方式本专利技术涉及用于泵送和使流体发泡、优选地用于生产奶泡的离心设备10，流体可任选地被加热。具体地讲，本专利技术涉及按需生产非常高质量的流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.泵送和发泡设备(10)，所述泵送和发泡设备包括混合单元(201)，空气和可发泡流体在所述混合单元中被传送并预混；以及发泡单元(203)，所述空气和流体的混合物在所述发泡单元中被发泡；所述设备(10)还包括能相对于所述发泡单元(203)旋转的处理元件(202)，使得所述处理元件(202)的旋转通过离心力将空气和流体吸入所述混合单元(201)中，空气和流体在所述混合单元中被传送并预混，所述处理元件(202)相对于所述发泡单元(203)的同一旋转以一定水平的剪切应力驱动所述空气和流体的混合物，从而允许所述混合物被发泡。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.05 EP 15193272.01.泵送和发泡设备(10)，所述泵送和发泡设备包括混合单元(201)，空气和可发泡流体在所述混合单元中被传送并预混；以及发泡单元(203)，所述空气和流体的混合物在所述发泡单元中被发泡；所述设备(10)还包括能相对于所述发泡单元(203)旋转的处理元件(202)，使得所述处理元件(202)的旋转通过离心力将空气和流体吸入所述混合单元(201)中，空气和流体在所述混合单元中被传送并预混，所述处理元件(202)相对于所述发泡单元(203)的同一旋转以一定水平的剪切应力驱动所述空气和流体的混合物，从而允许所述混合物被发泡。2.根据权利要求1所述的泵送和发泡设备(10)，其中所述处理元件(202)被布置在所述混合单元(201)与所述发泡单元(203)之间，所述处理元件(202)能相对于均为静态的所述混合单元(201)和所述发泡单元(203)旋转。3.根据权利要求1-2中任一项所述的泵送和发泡设备(10)，其中所述处理元件(202)被布置成靠近所述发泡单元(203)，从而限定优选地在0.2和0.6mm之间、更优选地在0.3和0.5mm之间的间隙。4.根据前述权利要求中任一项所述的泵送和发泡设备(10)，其中所述发泡单元(203)包括具有大致螺旋形状的圆盘腔室(303)以用于提高泵送性能。5.根据前述权利要求中任一项所述的泵送和发泡设备(10)，其中所述处理元件(202)包括面向所述混合单元(201)的图案化表面和面向所述发泡单元(203)的大致平坦表面。6.根据权利要求5所述的泵送和发泡设备(10)，其中所述处理元件(202)的所述图案化表面被构造成具有菱形或螺旋桨形状。7.根据前述权利要求中任一项所述的泵送和发泡设备(10)，其中所述处理元件(202)被构造为圆盘。8.根据权利要求1-6中任一项所述的泵送和发泡设备(10)，其中所述处理元件(202...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·萨维奥，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