选设计成附接流体管路，例如管。装置I然后例如可以集成在饮料生产装置中，该饮料生产装置例如具有泵以向流体入口 4提供牛奶和空气。替代地，装置I自身可以设置有使得缸筒2和3的相对旋转引起牛奶和空气被吸入(例如经由通向外部牛奶储器中的管)流体入口 4中的机构。奶泡可通过流体出口 5直接提供给分配器，或可经由管提供给分配器。本发明的装置I因此可以嵌入牛奶的流动路径提供奶泡，并且例如可以是饮料生产装置如咖啡机的一部分。
[0057]图6示出了本发明的装置I的一个替代实施例的截面图。内缸筒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的直径a的直径i。特别地，第一部分3a的直径i优选被选择成使得在第一部分3a与外缸筒2之间形成具有在0.1mm至1mm、更优选地0.2mm至0.6mm、最优选地0.3mm至0.5mm的范围内的宽度w的间隙6。内缸筒3的第二部分3b的直径s优选被设计成使得在第二部分3b与外缸筒2之间形成腔室7，其中该腔室7优选具有沿内缸筒3的半径方向上测定的宽度，该宽度大于间隙6的宽度W，优选在Imm至20mm、更优选2mm至1mm的范围内的。外缸筒2的直径ο优选为20mm至40mm，更优选30mm，与本发明的第一实施例中一样。因此，第二部分3b的直径s最优选地在20mm至28mm的范围内，并且第一部分3a的直径i最优选地在27.5mm至27.7mm的范围内，与第一实施例中一样。
[0058]当内缸筒3相对于外缸筒2旋转时，提供给流体入口4以便流经间隙6的牛奶和空气由于在内缸筒3与外缸筒2之间的狭窄间隙6中承受的高剪切力而乳化。当乳化的牛奶-空气混合物从间隙6流出到腔室7中时，它膨胀并因此发泡。由于该膨胀，泡沫从流体出口 5被压出。如果流体出口 5的直径比腔室7更大，则牛奶进一步发泡。
[0059]优选地，本发明的两个实施例都被设计成使得当采用牛顿粘性定律时实现在从20Pa至80Pa、更优选地30Pa至60Pa、最优选地40Pa至50Pa的范围内的间隙6中的牛奶的剪应力值。奶泡品质方面的结果不仅取决于瞬时剪应力，而且取决于该剪应力作用的时间。在40Pa至50Pa的剪应力下典型值为0.2s，当在时间更长的情况下也获得良好结果。通过以下条件并且利用处于常温(20°C )的牛奶，可以实现优选的剪应力值:具有优选0.1mm至1mm、更优选地0.2mm至0.6mm、最优选地0.3mm至0.5mm的宽度w的间隙、优选地100rpm至15000rpm、更优选地2000rpm至lOOOOrpm、最优选地4000rpm至8000rpm的转速、优选20mm至40mm、更优选地30mm的外缸筒2的内径O。假设处于常温的牛奶具有μ = 2mPa.s的粘度并假设其为牛顿流体。
[0060]总的来说，本发明提供了一种用于产生奶泡的装置1，其利用库艾特流原理，并使用被施加到相对彼此转动的两个缸筒2、3之间的牛奶-空气混合物的高剪应力。该高剪应力引起空气和牛奶的乳化，一旦乳化物从缸筒2、3之间的间隙6流出并膨胀，又引起发泡效果。装置I的参数(例如泡沫质量的关键因素)是间隙6的尺寸、腔室7的尺寸(对于第二替代实施例)和内缸筒3关于外缸筒2的相对转速。这些因素例如比一些现有技术装置中搅拌器的几何形状或使用热蒸汽喷射的现有技术装置的参数更容易理解和控制。因此能够用相对简单的装置以良好受控的方式产生奶泡。泡沫可以嵌入在牛奶流动路径中。
[0061]缸筒相对于彼此的切向速度、缸筒表面和牛奶承受剪应力的时间(即在装置中消耗的时间)。这些参数。此外，该装置可以相当简单地设计，但仍可产生非常可靠的结果。对于上述现有技术装置，影响牛奶发泡的因素例如为旋转部件如搅拌器的几何形状，或喷射到牛奶中的蒸汽的温度和/或压力。这些因素难以理解，并且在不构建更复杂的装置的情况下不易精确地控制。
【主权项】
1.一种用于产生奶泡的装置(1)，包括 外缸筒(2)， 同心地设置在所述外缸筒(2)内的内缸筒(3)， 流体入口(4)和流体出口(5)， 其中，所述外缸筒(2)和所述内缸筒(3)能够相对于彼此旋转， 其中，在所述外缸筒(2)与所述内缸筒(3)之间形成有间隙￠)，并且 其中，所述间隙(6)将所述流体入口(4)与所述流体出口(5)连接。2.根据权利要求1所述的用于产生奶泡的装置(I)，其中 所述间隙(6)在所述内缸筒(3)和所述外缸筒(2)的半径方向上的宽度(w)在0.3_至0.5mm的范围内。3.根据权利要求1或2所述的用于产生奶泡的装置(I)，其中 所述流体出口(5)具有直径(d)，直径⑷大于所述间隙(6)的宽度(W)，直径⑷优选在2mm至1mm的范围内。4.根据权利要求1或2所述的用于产生奶泡的装置(I)，其中 所述内缸筒(3)包括第一部分(3a)和第二部分(3b)，所述第一部分(3a)的直径(i)大于所述第二部分(3b)的直径(S)， 在所述内缸筒(3)的所述第一部分(3a)与所述外缸筒(2)之间形成所述间隙￠)，并且 在所述内缸筒(3)的所述第二部分(3b)与所述外缸筒(2)之间形成腔室(7)。5.根据权利要求4所述的用于产生奶泡的装置(I)，其中 所述腔室⑵在所述内缸筒(3)和所述外缸筒(2)的半径方向上的宽度(a)在2mm至1mm的范围内。6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于产生奶泡的装置(I)，还包括 用于使所述内缸筒(3)相对于所述外缸筒(2)旋转的马达(8)。7.根据权利要求6所述的用于产生奶泡的装置(I)，其中 所述马达(8)适于使所述内缸筒(3)相对于所述外缸筒(2)以在4000rpm至8000rpm的范围内的转速旋转。8.根据权利要求6或7所述的用于产生奶泡的装置(I)，其中 所述马达(8)包括轴(9)，所述轴(9)设置有包括至少一个第一磁体(11)的头部(10)， 所述内缸筒(3)包括至少一个第二磁体(12)，并且 所述至少一个第一磁体(11)和所述至少一个第二磁体(12)适于以不接触的方式将所述马达的轴(9)的旋转传递到所述内缸筒(3)上。9.根据权利要求6至8中任一项所述的用于产生奶泡的装置(I)，还包括设置在所述马达(8)与所述内缸筒(3)之间的不透水的分隔元件(13)。10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于产生奶泡的装置(I)，其中 所述内缸筒(3)是转子，所述外缸筒(2)是定子。11.根据权利要求1至10中任一项所述的用于产生奶泡的装置(I)，其中 所述外缸筒的直径(ο)在25mm至35mm的范围内，优选约30mmo12.根据权利要求1至11中任一项所述的用于产生奶泡的装置(I)，还包括 用于加热从所述流体入口(4)流到所述流体出口(5)的液体的加热器(14)。13.根据权利要求1至12中任一项所述的用于产生奶泡的装置(I)，其中 所述外缸筒(2)具有内壁，并且 所述内缸筒(3)具有外壁， 所述内壁和所述外壁实现为两个平行的边界板，所述内缸筒(3)关于所述外缸筒(2)的相对运动造成两个平行的板之间的空间中流体的库艾特流。14.一种用于在根据权利要求1至13中任一项所述装置(I)中生产奶泡的方法，所述方法包括使所述内缸筒(3)和所述外缸筒(2)相对于彼此转动。15.一种用作由根据权利要求1至13中任一项所述装置(I)起泡的流体的牛奶用途。
【专利摘要】本发明提供了一种用于产生奶泡的装置(1)，该装置利用库艾特流和相应地施加于两个同心布置的缸筒(2、3)之间的牛奶-空气混合物的高剪应力。缸筒相对于彼此转动。该高剪应力引起空气和牛奶的乳化，是发泡效果的基础，乳化物从缸筒(2、3)之间的间隙(6)流出并膨胀。主要影响发泡效果的装置(1)的参数是间隙(6)的宽度和缸筒的相对转速。
【IPC分类】A47J43/12
【公开号】CN104883943
【申请号】CN201380066232
【发明人】博济亚德 Y·艾特, A·约阿基姆, A·佩林
【申请人】雀巢产品技术援助有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年12月19日
【公告号】CA2894392A1, EP2934254A1, WO2014096183A1