特表 2024-535961 ミルク飲料又はフォーム・ミルク飲料を製造するための装置、並びにミルク又はフォーム・ミルクを加熱するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-04

(54)【発明の名称】ミルク飲料又はフォーム・ミルク飲料を製造するための装置、並びにミルク又はフォーム・ミルクを加熱するための方法

(51)【国際特許分類】

   A47J 31/44 20060101AFI20240927BHJP

   A47J 31/56 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

A47J31/44 410

A47J31/56

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023557011

(86)(22)【出願日】2022-10-05

(85)【翻訳文提出日】2024-02-08

(86)【国際出願番号】 EP2022077623

(87)【国際公開番号】W WO2023066659

(87)【国際公開日】2023-04-27

(31)【優先権主張番号】202021105696.7

(32)【優先日】2021-10-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523198431

【氏名又は名称】エバシス ソシエテ アノニム

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ベッセ、ジョナサン

(72)【発明者】

【氏名】ルイラー、ポール

(72)【発明者】

【氏名】ロビル、セバスチャン

【テーマコード（参考）】

4B104

【Ｆターム（参考）】

4B104AA27

4B104BA15

4B104BA17

4B104BA18

4B104BA20

4B104BA21

4B104BA23

4B104CA02

4B104DA13

4B104DA22

4B104DA23

4B104DA35

4B104EA17

4B104EA24

(57)【要約】

本発明は、ミルク飲料又はフォーム・ミルク飲料を製造するための装置であって、ポンプ１と、ポンプ１に接続されており、ミルク貯蔵槽Ｍに接続可能であるミルク吸入ライン２と、ポンプ１に接続されている出口ライン３と、加熱要素４とを備える装置に関する。ミルク又はフォーム・ミルクを加熱するために使用される加熱要素の許容できない負荷変動が発生することなく、ミルクとフォーム・ミルクとの両方を簡易的且つ急速に加熱するための装置を使用することができるように、及び加熱要素内でのミルクの堆積物又は付着物を回避するために、加熱要素４は、少なくとも２つの直列に接続されたフロー・ヒータ４ａ、４ｂを含む。本発明はさらに、ミルク又はフォーム・ミルクを加熱するための方法であって、冷たいミルク又は冷たいフォーム・ミルクが、ミルク貯蔵槽Ｍに接続されているミルク吸入ライン２からポンプ１によって吸い出され、ポンプ１に接続されている出口ライン３に運ばれ、加熱要素４によって加熱され、ミルク又はフォーム・ミルクが、加熱要素４の少なくとも２つの直列に接続されたフロー・ヒータ４ａ、４ｂを相次いで通って伝わる方法に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ミルク又はフォーム・ミルク飲料を製造するための装置であって、ポンプ（１）と、前記ポンプ（１）に接続されており、ミルク貯蔵槽（Ｍ）に接続可能であるミルク吸込ライン（２）と、前記ポンプ（１）に接続されている出口ライン（３）と、加熱要素（４）とを備える装置において、前記加熱要素（４）が、直列に接続されている少なくとも２つのフロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）を含むことを特徴とする装置。

【請求項2】

加熱された前記ミルク又は加熱された前記フォーム・ミルクの温度を検出するための、前記加熱要素（４）の下流側で前記出口ライン（３）に配置されている少なくとも１つの温度センサ（８ａ、８ｂ）を特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

少なくとも１つのスロットル弁（７）が、前記出口ライン（３）に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。

【請求項4】

前記加熱要素（４）が、前記スロットル弁（７）の下流側で前記出口ライン（３）に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。

【請求項5】

各フロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）が、厚膜ヒータとして設計されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項6】

前記加熱要素（４）が、少なくとも第１のフロー・ヒータ（４ａ）と、第２のフロー・ヒータ（４ｂ）とを含み、各フロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）が、他方のフロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）から少なくとも熱的に分離されている筐体（１０）を有し、前記フロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）の前記筐体（１０）が、好ましくは、熱的且つ局所的に互いに分離されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項7】

一方が他方の後に配置されている前記加熱要素（４）の２つのフロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）が、前記ミルク吸込ライン（２）又は前記出口ライン（３）の一部である接続ライン（３’）を介して、流体を伝えるように互いに接続されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項8】

各フロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）が、基板（１１）と、前記基板（１１）に接続されているカバー板（１２）とを含み、導管（１３）が、前記基板（１１）と前記カバー板（１２）との間に、前記ミルク又は前記フォーム・ミルクの通過用に形成されており、前記基板（１１）及び／又は前記カバー板（１２）が、前記導管を通って流れる前記ミルク又は前記フォーム・ミルクを伝導加熱するために電流接続部（１７）を介して電流が印加され得る抵抗加熱器を包含することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項9】

各フロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）の前記導管（１３）が、蛇行形状又は螺旋形状を有することを特徴とする、請求項８に記載の装置。

【請求項10】

各フロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）の加熱出力が、他方又は他のフロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）の前記加熱出力から独立して制御可能又は調整可能であることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項11】

各フロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）の加熱力が、供給される電流によって制御可能又は調整可能であることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

温度センサ（８ａ、８ｂ）が各フロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）の下流側に配置されており、各フロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）の加熱力が、前記温度センサ（８ａ、８ｂ）によって検出された前記ミルク又は前記フォーム・ミルクの温度に応じて制御又は調節されることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の装置。

【請求項13】

前記加熱要素（４）の各フロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）の最大加熱力が、１８００Ｗよりも小さく、好ましくは４５０Ｗから１４００Ｗの間であることを特徴とする、請求項１０から１２までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項14】

各フロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）によって生成される加熱力を制御するように構成されている制御装置であって、前記フロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）の前記加熱力が、前記制御装置によって互いに独立して制御又は調節され得る、制御装置を特徴とする、請求項１から１３までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項15】

加熱サイクル中に、少なくとも１つの第１のフロー・ヒータ（４ａ）が、一定の加熱力（ｐ１、ｐ０）、特に前記第１のフロー・ヒータ（４ａ）の最大加熱力で作動し、少なくとも１つの第２のフロー・ヒータ（４ｂ）が、時間可変の加熱力分布（ｐ２（ｔ））で作動するように、前記制御装置が設定されている、請求項１４に記載の装置。

【請求項16】

前記第２のフロー・ヒータ（４ｂ）の前記時間可変の加熱力分布（ｐ２（ｔ））の最大振幅（ｐ２）が、最大で、前記第１のフロー・ヒータ（４ａ）の前記一定の加熱力（ｐ１、ｐ０）と同じ大きさである、請求項１５に記載の装置。

【請求項17】

ミルクを加熱する場合には、前記第１のフロー・ヒータ（４ａ）の前記一定の加熱力（ｐ１、ｐ０）が、前記第２のフロー・ヒータ（４ｂ）の前記時間可変の加熱力分布（ｐ２（ｔ））の最大振幅（ｐ２）よりも、好ましくは２倍超、特に３倍大きい、請求項１５に記載の装置。

【請求項18】

フォーム・ミルクを加熱する場合には、前記第２のフロー・ヒータ（４ｂ）の前記時間可変の加熱力分布（ｐ２（ｔ））の最大振幅（ｐ２）が、前記第１のフロー・ヒータ（４ａ）の前記一定の加熱力（ｐ１、ｐ０）に少なくともおおよそ対応する、請求項１５に記載の装置。

【請求項19】

前記第２のフロー・ヒータ（４ｂ）の前記時間可変の加熱力分布（ｐ２（ｔ））が、パルス状であることを特徴とする、請求項１５から１８までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項20】

前記第２のフロー・ヒータ（４ｂ）の前記時間可変の加熱力分布（ｐ２（ｔ））が、特に矩形信号、三角信号、若しくは鋸歯信号の形で複数のパルスを持つ時間分布、又は周期的な時間分布、特に正弦波形状を有し、好ましくは、前記パルスの振幅、パルス継続時間及び／若しくはパルス周波数、又は前記デューティ・サイクル、或いは前記周期的な時間分布が、加熱サイクル中に可変であることを特徴とする、請求項１５から１９までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項21】

前記加熱要素（４）内で加熱される前記ミルク又はフォーム・ミルクが所定の設定温度まで加熱されるように、前記第２のフロー・ヒータ（４ｂ）の前記時間可変の加熱力分布（ｐ２（ｔ））が加熱サイクル中に調節されるように、前記制御装置が構成されている、請求項１６から２０までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項22】

前記第１のフロー・ヒータ（４ａ）の前記一定の加熱力（ｐ１）が、１８００Ｗよりも小さく、好ましくは１４００Ｗよりも小さい、請求項１５から２１までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項23】

各フロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）が、異なる加熱力（ｐ０、ｐ１）及び／又は連続的に調整可能な加熱力を各々有するいくつかの異なる動作段階で作動することができる、請求項１から２２までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項24】

ミルク又はフォーム・ミルクを加熱するための方法であって、冷たいミルク又は冷たいフォーム・ミルクが、ミルク貯蔵槽（Ｍ）に接続されているミルク吸込ライン（２）からポンプ（１）によって吸い込まれ、前記ポンプ（１）に接続されている出口ライン（３）に運ばれ、加熱要素（４）によって加熱される方法において、前記ミルク又はフォーム・ミルクが、直列に接続されている前記加熱要素（４）の少なくとも２つのフロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）を相次いで通過することを特徴とする方法。

【請求項25】

フォーム・ミルクを生成する場合には、圧縮ガス、特に圧縮空気が、前記ミルク吸込ライン（２）及び／又は前記出口ライン（３）に接続されているガス供給ライン（５）を通って、前記ミルク吸込ライン（２）及び／又は前記出口ライン（３）に運ばれる、請求項２４に記載の方法。

【請求項26】

各フロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）の加熱出力が、他のフロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）の加熱出力から独立して制御又は調節される、請求項２４又は２５に記載の方法。

【請求項27】

各瞬間式水ヒータ（４ａ、４ｂ）の前記加熱出力が、それぞれの前記瞬間式水ヒータ（４ａ、４ｂ）に供給される電流によって制御又は調節される、請求項２６に記載の方法。

【請求項28】

温度センサ（８ａ、８ｂ）が、各フロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）に関連付けられており、各フロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）の前記加熱力の前記制御又は調節が、前記温度センサ（８ａ、８ｂ）によって検出された前記ミルク又はフォーム・ミルクの温度の関数として行われることを特徴とする、請求項２４から２７までのいずれか一項に記載の方法。

【請求項29】

各フロー・ヒータ（４ａ、４ｂ）の前記加熱力が、特に加熱された前記ミルク又は加熱された前記フォーム・ミルクの温度を所定の設定温度に適合させるために、制御装置によって制御又は調節されることを特徴とする、請求項２４から２８までのいずれか一項に記載の方法。

【請求項30】

加熱サイクル中に、少なくとも１つの第１のフロー・ヒータ（４ａ）が、一定の加熱力（ｐ１、ｐ０）で作動し、少なくとも１つの第２のフロー・ヒータ（４ｂ）が、時間可変の加熱力分布（ｐ２（ｔ））で作動する、請求項２４から２９までのいずれか一項に記載の方法。

【請求項31】

加熱サイクル中の前記第２のフロー・ヒータ（４ｂ）の前記時間可変の加熱力分布（ｐ２（ｔ））の最大振幅（ｐ２）が、最大で、前記第１のフロー・ヒータ（４ａ）の前記一定の加熱力（ｐ１）と同じ大きさである、請求項３０に記載の方法。

【請求項32】

ミルクを加熱する場合には、加熱サイクル中の前記第１のフロー・ヒータ（４ａ）の前記一定の加熱力（ｐ１）が、前記第２のフロー・ヒータ（４ｂ）の前記時間可変の加熱力分布（ｐ２（ｔ））の前記最大振幅（ｐ２）よりも、好ましくは２倍超、特に３倍大きい、請求項３１に記載の方法。

【請求項33】

フォーム・ミルクを加熱する場合には、加熱サイクル中の前記第２のフロー・ヒータ（４ｂ）の前記時間可変の加熱力分布（ｐ２（ｔ））の前記最大振幅（ｐ２）が、前記第１のフロー・ヒータ（４ａ）の前記一定の加熱力（ｐ１、ｐ０）に少なくともおおよそ対応する、請求項３１に記載の方法。

【請求項34】

前記第２のフロー・ヒータ（４ｂ）の前記時間可変の加熱力分布（ｐ２（ｔ））が、パルス状であり、及び／又は周期的な時間特性、特に正弦波形状を有する、請求項３１から３３までのいずれか一項に記載の方法。

【請求項35】

前記第２のフロー・ヒータ（４ｂ）の前記時間可変の加熱力分布（ｐ２（ｔ））が、方形波信号、若しくは三角信号、若しくは鋸歯信号に対応するか、又は周期的な時間特性を有し、好ましくは、加熱サイクル中に可変の振幅、パルス継続時間及び／若しくはパルス周波数、又は可変のデューティ・サイクルを持つ、請求項３１から３４までのいずれか一項に記載の方法。

【請求項36】

前記加熱要素（４）内で加熱される前記ミルク又はフォーム・ミルクが所定の設定温度まで加熱されるように、前記第２のフロー・ヒータ（４ｂ）の前記時間可変の加熱力分布（ｐ２（ｔ））が加熱サイクル中に制御される、請求項２４から３５までのいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前文によるミルク又はフォーム・ミルク飲料を製造するための装置、並びに請求項２４の前文によるミルク又はフォーム・ミルクを加熱するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１により、フォーム・ミルク又は温かいミルク飲料を製造するための方法、及びその方法を行うための装置が既知であり、ミルクは、容器からポンプを用いて吸い込まれ、出口まで運ばれ、フォーム・ミルクの製造の場合には、空気又は別のガスを制御可能な分量でミルクに混ぜることができる。ミルク又は製造されたフォーム・ミルクは、ミルク又はフォーム・ミルクを加熱するために、吸込み中に連続フロー・ヒータを通過し、次いで加熱されたミルク又は加熱されたフォーム・ミルクは、スロットル点を介して出口に運ばれる。これに関連して、ミルク又はフォーム・ミルクを加熱するために連続フロー・ヒータを使用することにより、冷たいミルクは、加熱のための特殊な容器に移される必要なく、任意の容器から直接取り出されることができる。さらに、ミルク又はフォーム・ミルクを加熱するための加熱要素として連続フロー・ヒータを使用することにより、加熱されたミルク又は加熱されたフォーム・ミルクが、スロットル点を介して出口に直接運ばれることができるため、高価でメンテナンスを多く要する抵抗通過要素が必要ではなくなる。さらに、連続フロー・ヒータを使用すると、迅速にミルク又はフォーム・ミルクを加熱することが可能になり、加熱要素として使用される連続フロー・ヒータにより、加熱要素を含む装置を迅速且つ簡単に洗浄することが可能になる。冷たいフォーム・ミルクを所望の設定温度に加熱することができるフロー・ヒータの使用によって、熱い水蒸気をミルクに散在させて温かいフォーム・ミルクを製造する複雑な混合装置の使用が無くされる。

【0003】

しかしながら、ミルク又はフォーム・ミルクを加熱するための加熱要素として装置内でフロー・ヒータを使用することは、不利な点ももたらす。例えば、フロー・ヒータ内の局所的に非常に高い表面温度により、フロー・ヒータを通過するミルクが局所的に焦げ、フロー・ヒータの瞬間式導管内の付着物又はミルクの堆積物につながる場合がある。そのような付着物又はミルクの堆積物は、攻撃的な特に酸性の洗浄溶液を使用することによってのみ除去されることができるので、フロー・ヒータから付着物又はミルクの堆積物を除去するためには、高価な洗浄剤から洗浄溶液を準備して行う洗浄が、定期的に必要になる。このことは、装置の洗浄コストを悪化させ増加させる。

【0004】

さらに、冷たいミルクとフォーム・ミルクとの両方が加熱されるべきである装置内でフロー・ヒータを使用する場合、ミルク又はフォーム・ミルクを加熱するには異なる加熱力が必要であり、フロー・ヒータの関係する負荷変動があるため、フロー・ヒータに電力を供給する電源ネットワーク内で、電流レベルが変動するという問題が生じ得る。電源ネットワークでの作動電圧の変動を防ぐためには、より大きな需要部は、ＤＩＮ ＥＮ ６１０００－３－３で規定されているフリッカ（電源ネットワークでの電圧変動）を回避するための特定の要件を満たさなければならない。特に、より大きな負荷は、１０分間隔にわたって決定される短期のフリッカ強度の１．０を超えるべきではない。このことは、フロー・ヒータを使用してミルク又はフォーム・ミルクを加熱するときの加熱負荷変動のため、容易には保証されることができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】欧州特許出願公開第１５９３３３０号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

この背景に対して、本発明は、ミルク又はフォーム・ミルクを加熱するために使用される加熱要素の容認できない負荷変動を引き起こすことなく、ミルクとフォーム・ミルクとの両方を簡易的に素早く加熱することができる装置及び方法を提供する課題、並びに加熱要素内のミルクの堆積物及び付着物を回避することによって加熱要素の簡易的な洗浄を可能にする課題に基づいている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

これらの課題は、請求項１の特徴を有する装置、及び請求項２４の特徴を有する方法で解決される。装置及び方法の好ましい実施例は、従属請求項から選ばれるべきであり、装置に関する請求項で定義された特徴は、方法にも移譲することができ、逆もまた同様である。

【0008】

本発明によれば、課題は、ミルク又はフォーム・ミルク飲料を製造するための装置であって、ポンプと、特にポンプ入口においてポンプに接続されており、ミルク貯蔵槽に接続可能であるミルク吸込ラインと、特にポンプ出口においてポンプに接続されている出口ラインと、加熱要素とを備える装置において、加熱要素が、直列に接続されている少なくとも２つのフロー・ヒータを含む、装置によって解決される。

【0009】

本発明によるミルク又はフォーム・ミルクを加熱するための方法では、冷たいミルク又は冷たいフォーム・ミルクが、ミルク貯蔵槽に接続されているミルク吸込ラインからポンプによって吸い込まれ、ポンプに接続されている出口ラインに運ばれ、加熱要素によって加熱され、ミルク又はフォーム・ミルクが、加熱のために、加熱要素の少なくとも２つの直列に接続されているフロー・ヒータを相次いで通過する。

【0010】

直列に接続されている（少なくとも）２つのフロー・ヒータを使用することによって、単一のフロー・ヒータのみを包含する加熱要素の使用と比較して、フロー・ヒータ内でミルク又はフォーム・ミルクを加熱するために、加熱サイクル中に生成されるフロー・ヒータ内の（最大）温度をより低く保つことができるので、加熱要素内の付着物及びミルクの堆積物を回避することができる。例えば７０℃以上の温度までミルクを加熱するために単一のフロー・ヒータを使用する場合、加熱サイクル中には、局所的に、特にフロー・ヒータの中心において１００℃を超える温度が生成される。特にフロー・ヒータのフロー導管の壁面で発生するこれらの高温において、通過するミルクの局所的な焦げが発生し得、ミルクの堆積物及び付着物をもたらす。このミルクの堆積物及び付着物は、フロー・ヒータのフロー導管の導管壁面に蓄積し得、それによって導管の断面積を低減する。或いは、このミルクの堆積物及び付着物は、フロー・ヒータのフロー導管から加熱されたミルクと共に粒子として排出され、それによって加熱されたミルク飲料の製品品質に悪影響を及ぼし得、特に味が望ましくなく変わることにつながり得る。

【0011】

直列に接続されている少なくとも２つの連続フロー・ヒータを伴う加熱要素を使用することによって、フロー・ヒータ内で生成される最大温度を特に１００℃未満の温度まで下げることができ、これにより、通過するミルクが焦げることを確実に防ぐことができる。したがって、直列に接続されている２つ以上のフロー・ヒータを使用すると、個別のフロー・ヒータのフロー導管内での付着物の形成を防ぐことができるので、本発明による装置及び方法は、ミルクを加熱するために使用された加熱要素の洗浄を容易にする。さらに、直列に接続されている少なくとも２つのフロー・ヒータを使用すると、ミルク又はフォーム・ミルクが加熱されるときに、ミルク飲料の味及び濃度に悪影響を及ぼし得る粒状のミルク粒子が製造されないので、加熱されたミルク又はフォーム・ミルクから製造されるミルク飲料の製品品質が向上する。

【0012】

さらに、少なくとも２つの直列に接続されたフロー・ヒータを使用することによって、個別のフロー・ヒータの加熱力を、単一のフロー・ヒータの使用と比較して低く保つことができるので、単一のフロー・ヒータの使用と比較して、電力システムでの電圧変動に関する仕様を満たすことができる。特に、少なくとも２つの直列接続されたフロー・ヒータを含む本発明による装置の加熱要素の短期のフリッカ強度は、１．０以下に保たれる。

【0013】

直列に接続されている少なくとも２つのフロー・ヒータの使用から得られる上述の利点を達成するためには、各フロー・ヒータの加熱出力が加熱要素の１つ又は複数の他のフロー・ヒータの加熱出力から独立して設定され得るように、加熱要素のフロー・ヒータが制御又は調節されることが好ましい。

【0014】

本発明による装置の好ましい実施例では、加熱要素は出口ラインに配置されている。これにより、加熱後、出口ラインに接続されている装置の出口の下方に置かれているカップなどの器へ、加熱されたミルク又は加熱されたフォーム・ミルクを分配するためには、加熱されたミルク又は加熱されたフォーム・ミルクは、出口まで出口ライン内の短い距離のみを運ばれればよいため、確実に熱損失が低くなる。さらにこの配置により、ミルクをガス特に圧縮空気と混合することによって出口ラインの上流側若しくは出口ラインの上流領域で製造され、及び／又は出口ラインに導入されるフォーム・ミルクと、ミルクとの両方を加熱することができる。

【0015】

好ましい実施例では、加熱要素は、（少なくとも）第１のフロー・ヒータと、第２のフロー・ヒータとを備え、各フロー・ヒータは、他のフロー・ヒータとは別個の筐体と、入口と、出口とを有する。出口ライン又はミルク吸込ラインにおいて流れの方向で一方が他方の後に配置されている２つのフロー・ヒータは、出口ライン又はミルク吸込ラインの一部である接続ラインによって、互いに流体を伝える直列回路で接続されている。すなわち、例えば上流側の第１のフロー・ヒータの出口は、流れの方向で下流側に配置されている第２のフロー・ヒータの入口に接続されている。それに対応するように、さらなるフロー・ヒータが、直列回路で配置されることができる。

【0016】

フォーム・ミルクの製造のために、ガス供給ラインが設けられていることが好ましい。このガス供給ラインは、ミルク吸込ライン及び／又は出口ラインに接続されており、圧縮ガス（以下加圧ガスとも呼ぶ）、特に圧縮空気をミルク吸込ライン及び／又は出口ラインに運ぶために、ガス源、特に圧縮ガス源に連結され得る。その結果として、フォーム・ミルクは、既にミルク吸込ライン内又は出口ラインの上流領域（加熱要素の上流側）内のいずれかで生成されることができ、出口ラインに接続されている加熱用の少なくとも２つのフロー・ヒータを伴う加熱要素まで、出口ラインを介して供給されることができる。加圧ガスが圧力パルスの形でミルクに導入される場合、振幅、周波数、パルス継続時間、及び／又は圧力パルスのデューティ・サイクルを変化させることができ、それにより異なる性質のフォーム・ミルクを製造することができるので、この場合には、製造されるフォーム・ミルクの性質に関して可変性が高くなる。フォーム・ミルクの性質はさらに、加圧ガス及び／又はミルクの体積流量に影響され得る。

【0017】

ガス供給ラインは、出口ラインに好都合に接続されており、その結果、圧縮ガス（加圧ガス）を供給することによって、ガス供給ラインを介して出口ラインに供給される圧縮ガスがミルクと混合することができるという点で、出口ライン内、特に加熱要素の前の出口ラインの上流領域内で、均質なフォーム・ミルクを製造することができる。ミルクの圧縮ガスとの混合は、ポンピング装置の下流側で行われる。出口ラインに圧縮ガスを送給することは、導入の点の上流側に配置されているポンプの機能が、導入される圧縮ガスによる悪影響を受けないという利点を有する。ポンプの下流側に位置付けられた導入点においてミルクに圧縮ガスを導入することにより、特にポンプの滑り又は緩みが防止されて、フォーム・ミルクを均一な体積流量で出口ラインを通して分配することができる。さらに、ポンプの送達流量、したがってミルクの送達速度は、体積流量又は導入される加圧ガスの量から独立して調整されることができる。その結果、ポンプの送達流量が異なっていても、異なる送給圧力、したがって異なる分量で加圧ガスを供給することができる。これが理由で、微細な孔のフォーム・ミルク又は粗い孔のフォーム・ミルクなど、製造されるフォーム・ミルクの異なるフォーム性質を、調整可能な送達体積で設定することができる。

【0018】

装置の洗浄を容易にするために、ミルク吸込ラインに接続された洗浄ラインが設けられていることが好ましい。この洗浄ラインは、すすぎ液及び／又は洗浄剤、特に水及び／又は水性の洗浄溶液をミルク吸込ラインに供給するため、洗浄剤貯蔵槽（Ｒ）、特に水接続部に接続され得る。本発明による装置においては、加熱要素内の付着物及びミルク堆積物の形成が回避され得るため、通常、装置、特にミルク吸込ラインと、ポンプと、出口ラインと、加熱要素とを、水のみですすぐことが十分である。これにより、高価な洗浄剤、例えば洗浄錠剤又は洗浄溶液の使用が不必要になる。

【0019】

出口ラインには、少なくとも１つのスロットル点が好都合に設けられていることが好ましい。このスロットル点は、例えばスロットル弁によって形成されることができる。これにより確実に、ミルクと、ガス供給ラインを通して供給される圧縮ガスとが均質に混合する。調整可能なスロットル弁は、出口ラインに好都合に配置されている。これにより、スロットル点の適切な断面積、したがって特定のスロットル抵抗を設定することが可能になり、それによって、出口ラインから出口ラインに接続されている装置の出口まで出力されるミルク又はフォーム・ミルクの所望の流量を設定することができる。スロットル点、例えばスロットル弁は、加熱要素の上流側、特にガス供給ラインの入口点と加熱要素との間に、好都合に配置されている。

【0020】

加熱要素の加熱力を制御するため、及び加熱されるミルク又はフォーム・ミルクの所定の目標温度を維持するために、出口ラインの加熱要素の下流側には、加熱されるミルク又はフォーム・ミルクの温度を検出するための少なくとも１つの温度センサが好都合に配置されている。

【0021】

温度センサは、加熱要素の各フロー・ヒータの下流側に配置されており、流れの方向でその温度センサに先行するフロー・ヒータに割り当てられており、各フロー・ヒータの加熱出力は、その温度センサによって検出されたミルク又はフォーム・ミルクの温度の関数として制御されていることが好ましい。このようにして、個別のフロー・ヒータの加熱出力は、ミルク又はフォーム・ミルクの設定温度をできるだけ正確に達成するために、それぞれのフロー・ヒータに割り当てられた温度センサの測定値の関数として、互いに独立して制御されることができる。

【0022】

フロー・ヒータ内での加熱中にミルクが焦げることを確実に防ぐために、各フロー・ヒータ内では最大加熱力を超過せず、この最大加熱力は、１８００Ｗよりも小さく、特に４５０Ｗから１４００Ｗの間であることが好ましい。正確なフロー・ヒータの加熱力は、製造されるべき飲料の要件、特にミルク又はフォーム・ミルクの分量に適合されることができる。正確なフロー・ヒータの加熱力は、製造されるべき飲料の要件、特にミルク又はフォーム・ミルクの分量に適合されることができる。

【0023】

各フロー・ヒータによって生成される加熱力を制御するために、制御装置が好都合に設けられている。この制御装置は、フロー・ヒータの加熱力が互いに独立して制御又は調節され得るように構成されていることが好ましい。

【0024】

加熱サイクル中に、加熱要素の少なくとも１つの第１のフロー・ヒータが、一定の加熱力ｐ０、特に最大加熱力ｐ１で作動し、少なくとも１つの第２のフロー・ヒータが、時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）で作動するように、制御装置が設定されていることが好ましい。ミルクが焦げることを防ぐためには、第１のフロー・ヒータが作動する最大加熱力ｐ１、及び第２のフロー・ヒータが作動する時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）の最大振幅ｐ２が、各々１４００Ｗよりも小さいことが好ましく、（最大）加熱力は、通って流れるミルクの分量に適合可能である。

【0025】

加熱要素内で加熱されるミルク又はフォーム・ミルクが、諸段階で既定の設定温度まで加熱されるように、第１のフロー・ヒータの一定の加熱力ｐ０、ｐ１及び第２のフロー・ヒータの時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）が、加熱サイクル中に調節されるよう、制御装置が配置されていることが好ましい。このようにして、既定の設定温度は、ミルク又はフォーム・ミルクの組成及び熱的性質にかかわらず、標的を定めた正確なやり方で達成されることができる。このことがさらに改善され得るのは、第３のフロー・ヒータ及び必要に応じてさらなるフロー・ヒータが、第１及び第２のフロー・ヒータと直列に接続され、適宜制御され、それによって、好ましくは流れの方向で見て前方のフロー・ヒータが一定の加熱力で作動し、後続のフロー・ヒータのうちの少なくとも１つが、時間と共に可変である加熱力で作動する場合である。

【0026】

第２のフロー・ヒータ（又はさらなるフロー・ヒータ）の時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）の最大振幅ｐ２は、最大で、第１のフロー・ヒータの一定の加熱力ｐ０、ｐ１と同じ大きさであることが好ましい。これにより、ミルク又はフォーム・ミルクは、諸段階で加熱されることができ、温度は、標的を定めたやり方で指定された設定温度に近づくことができる。

【0027】

ミルクを加熱する場合には、第１のフロー・ヒータの一定の加熱力ｐ１を、第２のフロー・ヒータの時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）の最大振幅ｐ２よりも、好ましくは２倍超、好ましくは１倍から４倍の間、特に３倍高く設定することが有利である。フォーム・ミルクと比較してミルクの熱容量がより高いため、冷たいミルクを加熱する場合には、冷たいフォーム・ミルクの加熱と比較して（各場合、同じ初期温度及び同じ設定温度において）、より高い加熱力が必要になる。これが理由で、ミルクを加熱する場合には、第１のフロー・ヒータの一定の加熱力ｐ１が、第２のフロー・ヒータの時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）の最大振幅ｐ２よりも大きくなるように選択される。

【0028】

一方で、フォーム・ミルクを加熱する場合には、第２のフロー・ヒータの時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）の最大振幅（ｐ２）は、第１のフロー・ヒータの一定の加熱力ｐ０に少なくともおおよそ対応するように好都合に設定される。第２のフロー・ヒータの時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）の最大振幅ｐ２は、第１のフロー・ヒータの一定の加熱力の±２０％の範囲にあることが好ましい。これにより、個別のフロー・ヒータの加熱出力のエネルギー効率を、加熱されるべき製品（ミルク又はフォーム・ミルク）の特性に適合させることが可能になる。

【0029】

ミルク又はフォーム・ミルクを低い温度、例えば２０℃から４０℃までの範囲に加熱する場合には、第２の連続フロー・ヒータの時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）の最大振幅ｐ２は、第１のフロー・ヒータの一定の加熱力ｐ０よりも小さくてもよく、この場合には、最大加熱力ｐ１よりも小さい低いレベルの加熱力ｐ０に設定される。

【0030】

第２のフロー・ヒータの時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）は、パルス状であることが好ましく、その結果、加熱サイクル中に、少なくとも１つ又は複数の相次ぐパルスを包含する可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）の時間推移が得られる。例えば、方形若しくは三角形のパルス又は鋸歯状パルスを包含するパルスは、電圧パルスでの第２のフロー・ヒータのパルス状の制御によって生成され得る。次いで、得られる第２のフロー・ヒータの時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）は、例えば方形波信号、三角信号、又は鋸歯信号に対応し得る。第２のフロー・ヒータの時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）はまた、周期的な時間特性、特に正弦波形状を有してもよい。

【0031】

加熱サイクル中に、振幅、パルス継続時間及び／若しくはパルス周波数、特にパルスのパルス周波数とパルス継続時間との積（デューティ・サイクル）、又は周期的な時間推移を変化させることが可能であることが有利である。このことは、順応性の増加を表しており、加熱されたミルク又はフォーム・ミルクの最終的な温度をできるだけ正確に維持するため、及びそれを指定された設定温度に適合させるために、例えば、加熱サイクル中に、加熱要素の１つ又は複数のフロー・ヒータの加熱力に対する調整を行うことが可能になる。

【0032】

加熱要素のフロー・ヒータは、厚膜ヒータとして設計されていることが好ましい。これにより、早い反応時間が可能になり、したがって、ミルク又はフォーム・ミルクを包含する飲料の製造に必要となる分量のミルク又はフォーム・ミルクを急速に加熱することが可能になり、この分量は、１回の加熱サイクルで加熱される。これに関して、厚膜ヒータとして構成されている各フロー・ヒータは、他方又は他のフロー・ヒータから、少なくとも熱的に切り離されている筐体、又は熱的且つ局所的に分離されている筐体を含む。フロー・ヒータは、共通の板の上又は共通の骨組みの中に配置されてもよいが、互いに熱的に切り離されていることが好ましく、別個に制御されることができ、その結果、各フロー・ヒータは、他のフロー・ヒータから独立して、異なる加熱能力で作動することができる。加熱要素の個別のフロー・ヒータの筐体を好ましく（熱的に）切り離すことにより、各フロー・ヒータの加熱力は、各場合に供給される電流によって、他方又は他のフロー・ヒータの加熱力から独立して制御又は調節され得る。これにより、全体として選択的且つ独立に加熱要素の個別のフロー・ヒータを制御すること、並びに加熱サイクル中の個別のフロー・ヒータの加熱出力を急速に制御及び調整することが確実になる。

【0033】

好ましい実施例では、厚膜ヒータとして設計されている各フロー・ヒータは、金属の基板と、基板に接続されているカバー板とを備える。導管が、基板とカバー板との間にミルク又はフォーム・ミルクの通過用に形成されており、基板及び／又はカバー板は、導管を通って流れるミルク又はフォーム・ミルクを伝導加熱するために電流が印加され得る抵抗加熱器を包含する。これにより、熱質量が低く、反応時間が早い小型の設計のフロー・ヒータが可能になる。各フロー・ヒータの導管が蛇行形状又は螺旋形状を有する場合に、特に小型で省スペースの設計が実現される。

【0034】

本発明は、ミルク又はフォーム・ミルクを加熱するための方法であって、冷たいミルク又は冷たいフォーム・ミルクが、ミルク貯蔵槽に接続されているミルク吸込ラインからポンプによって吸い込まれ、ポンプに接続されている出口ラインに運ばれ、加熱要素によって加熱される方法において、ミルク又はフォーム・ミルクが、直列に接続されている加熱要素の少なくとも２つのフロー・ヒータを相次いで通過する方法をさらに備える。

【0035】

工程において、各フロー・ヒータの加熱力は、ミルク又はフォーム・ミルクの所定の設定温度を得るために、例えばそれぞれのフロー・ヒータに供給される電流によって、他方又は他のフロー・ヒータの加熱力から独立して制御又は調節されることが好ましい。

【0036】

個別のフロー・ヒータの加熱力を制御するために、工程において、各フロー・ヒータに温度センサを割り当てることが好都合であり、それによって、各フロー・ヒータの加熱力の制御は、温度センサによって検出されたミルク又はフォーム・ミルクの温度の関数として実行される。

【0037】

工程において、加熱サイクル中に、少なくとも１つの第１のフロー・ヒータが、一定の加熱力ｐ０、ｐ１で作動し、少なくとも１つの第２のフロー・ヒータが、時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）で作動することが好ましく、第２のフロー・ヒータの時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）の最大振幅ｐ２が、最大で、第１のフロー・ヒータの一定の加熱力ｐ０、ｐ１と同じ大きさであることが特に好ましい。

【0038】

ミルクを加熱する場合には、第１のフロー・ヒータの一定の加熱力ｐ１が、第２のフロー・ヒータの時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）の最大振幅ｐ２よりも、好ましくは２倍超、好ましくは１倍から４倍の間、特に３倍大きくなるように選択されることが好ましい。２より大きい係数には、フリッカを回避するための仕様を満たすという利点がある。しかしながら、係数が４より大きい場合には、調節の自由度が下がることになるので、係数は４よりも小さくなるように選ばれることが好ましい。

【0039】

フォーム・ミルクを加熱する場合には、工程において、第２のフロー・ヒータの時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）の最大振幅ｐ２は、第１の連続フロー・ヒータの一定の加熱力に少なくともおおよそ対応するように、設定されることが好ましい。このようにして、第１のフロー・ヒータと比較した第２のフロー・ヒータの電力のジャンプ、したがってフリッカを回避することができる。

【0040】

それにより、第２のフロー・ヒータの時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）は、パルス状であることが特に好ましい。第２の連続フロー・ヒータの加熱力分布ｐ２（ｔ）の時間特性は、少なくとも１つのパルス、好ましくは互いに続くいくつかのパルスを包含し、これらのパルスは、方形波信号、三角信号、又は鋸歯信号などの異なる形を有してもよい。第２のフロー・ヒータの加熱力分布ｐ２（ｔ）の時間推移はまた、例えば正弦波信号として、周期的であってもよい。ミルク又はフォーム・ミルクの温度が、徐々に目標を定めてできるだけ正確に所定の設定温度に接近することを達成するためには、加熱サイクル中に、パルスの振幅、パルス継続時間及び／若しくはパルス周波数、又はデューティ・サイクルを変化させられることが好ましい。

【0041】

これら及び他の利点、並びに本発明による装置及び方法の好ましい特徴及び特性は、添付図面を参照して、以下でより詳細に説明される実施例の実例から明らかである。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1】本発明によるミルク若しくはフォーム・ミルクを加熱するための装置又は工程の概略回路図である。

【図2A】ミルクを加熱する場合のフロー・チャートである。

【図2B】フォーム・ミルクを加熱する場合のフロー・チャートである。

【図3A】加熱サイクル中の本発明による第１のフロー・ヒータの時間依存の加熱出力を示す図である。

【図3B】加熱サイクル中の本発明による第２のフロー・ヒータの時間依存の加熱出力を示す図である。

【図3C】加熱サイクル中の時間の関数として、本発明による第１のフロー・ヒータ及び第２のフロー・ヒータの総加熱出力を示す図である。

【図4】本発明による装置内で使用されるフロー・ヒータの好ましい実施例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0043】

図１は、ミルク又はフォーム・ミルクを加熱するための本発明による装置の好ましい実施例を示している。この装置は、ポンプ入口１ａ及びポンプ出口１ｂを伴うポンプ１と、ポンプ入口１ａにおいてポンプに接続されているミルク吸込ライン２と、ポンプ出口１ｂにおいてポンプに接続されている出口ライン３と、出口ラインに配置されている加熱要素４とを備える。ミルク吸込ライン２は、ミルク貯蔵槽Ｍに接続されており、このミルク貯蔵槽は例えば、冷蔵庫内に置かれたミルクの容器であってもよい。出口ライン３は、その下流端部において出口に接続されているが、ここには図示していない。

【0044】

さらに、装置は、進入点Ｅにおいて出口ライン３に開口しているガス供給ライン５を備える。ガス供給ライン５は、圧縮ガス（加圧ガス）を提供するガス源Ｑに連結している。図示の実施例の実例では、ガス源Ｑは、圧縮機２１を含み、この圧縮機は、例えば周囲空気を引き入れることによって空気を供給する空気供給部２０を有する。それにより、供給された空気は、圧縮機２１によって所定の圧力まで圧縮される。ガス源Ｑからガス供給ライン５への単位時間あたりに導入される圧縮ガスの量（圧縮ガスの体積流量）を制御するために、環境に接続された制御弁Ｖ３が、制御ライン５’を介してガス供給ライン５に接続されている。したがって、ガス源Ｑからガス供給ライン５への単位時間あたりに導入される圧縮ガスの分量は、一方では圧縮ガスの所定の圧力によって制御され、他方では制御弁Ｖ３の位置によって制御される。弁位置の微調整を制御することができ、それによってガス供給ライン５に運ばれる圧縮ガスの体積流量を制御することができるように、制御弁Ｖ３の制御は、パルス幅変調によって電気的に実施されることが好ましい。液体がガス供給ライン５に進入することを防ぐために、逆止弁９が、ガス供給ライン５の下流端部において特に入口点Ｅの直前で、ガス供給ライン５に配置されている。

【0045】

装置を洗浄するために、洗浄剤貯蔵槽Ｒに接続された洗浄ライン６がミルク吸込ライン２に接続されている。洗浄ライン６は、第１の分路６’と第２の分路６’’とを備え、その各々には、遮断弁Ｖ１、Ｖ２が配置されている。洗浄ライン６の２つの分路６’、６’’は、互いに離れた入口点Ｅ’、Ｅ’’においてミルク吸込ライン２に各々開口しており、２つの入口点Ｅ’、Ｅ’’間には、逆止弁９が配置されている。

【0046】

ポンプ１は、図１に概略的に示されるように歯車ポンプとして設計されていることが好ましく、２つの逆回転し噛み合う歯車を備える。ポンプ１は、ミルク貯蔵槽からミルクＭをポンプ入口１ａに引き込み、引き込まれたミルクを出口ライン３に接続されているポンプ出口１ｂまで運ぶ。

【0047】

出口ライン３には、ガス供給ライン５の入口点と加熱要素４と間に、スロットル弁７によって形成されているスロットル点が配置されている。スロットル弁７は、出口ライン３に適切な流れの断面積を設定することができるように調整可能であることが好ましい。

【0048】

図１に示されている実施例において、スロットル弁７の下流側で出口ライン３に配置されている加熱要素４は、直列に接続された２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂを備える。第１のフロー・ヒータ４ａの下流側には、第１のフロー・ヒータ４ａに割り当てられた第１の温度センサ８ａが配置されており、第２のフロー・ヒータ４ｂの下流側には、第２のフロー・ヒータ４ｂに割り当てられた第２の温度センサ８ｂが配置されている。

【0049】

２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂは、各々厚膜ヒータとして設計されている。そのような厚膜ヒータの好ましい実施例は、図４に示されている。厚膜ヒータとして設計されている各フロー・ヒータ４ａ、４ｂは、平坦な金属の基板１１と、基板１１に接続されており、基板１１に面している側に起伏のある構造を有するカバー板１２とを含む。基板１１及びカバー板１２は、互いに液密に接続されており、筐体１０を形成する。カバー板１２の起伏のある構造により、基板１１とカバー板１２との間には、流体を通すための一続きの導管１３が形成されている。図４に示されている実例において、導管１３は、螺旋形状に形成されている。平坦な基板１１の外側には、断熱層が配置されており、この断熱層には、電気的な接続部１７を伴う加熱線の形で電気的な抵抗加熱器が配置されている。この場合、電気抵抗加熱器を形成する加熱線は、基板１１とカバー板１２との間で、導管１３の螺旋形状に従う。電気接続部１７に電流が印加されたときに、フロー・ヒータと導管１３を通って流れる流体とが加熱される。導管１３は、加熱されるべき流体を導入し排出するために、入口１５と出口１６とを有する。入口１５及び出口１６は、ここには図示されていない接続部品に接続されており、接続部品の各々には、流体の供給及び排出のためのラインが接続され得る。

【0050】

加熱要素４の２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂは、出口ライン３に直列接続で配置されている。この場合、２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂの筐体１０は、２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂの筐体１０間の断熱距離を維持することによって、互いに熱的に分離されていることが好ましい。２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂの筐体１０の断熱は、２つの筐体１０間の断熱層を用いて実現されることもでき、その結果、２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂは、小型の構造を達成するために、加熱要素４の周囲筐体の中又は共通の板の上に互いに近くに配置されることもできる。ミルク又はフォーム・ミルクの通過のために、（図１に示されているように）第１のフロー・ヒータ４ａの入口１５が出口ライン３に接続されており、第１のフロー・ヒータ４ａの出口１６が、接続ライン３’を介して第２のフロー・ヒータ４ｂの入口１５に接続されている。第２のフロー・ヒータ４ｂの出口１６は、出口ライン３に接続されている。

【0051】

図１の装置内でのフォーム・ミルクの製造のために、ミルクは、ミルク貯蔵槽Ｍからミルク吸込ライン２を通ってポンプ１によって吸い込まれ、出口ライン３に運ばれる。それと同時に、圧縮ガス（加圧ガス）、特に圧縮空気は、ガス供給ライン５を介して出口ライン３に所定の圧力で運ばれる。ミルク及び圧縮ガスは、出口ライン３の中で混合して、ミルク－ガス混合物、特にミルク－空気混合物を形成する。ミルクと圧縮ガスとの均質な混合は、圧縮ガスの圧力及びスロットル弁７の適切な調整によって達成されることができる。

【0052】

図１の装置によって、ミルク又はフォーム・ミルクのいずれも加熱されることができ、ここでは図示されていない装置の出口を通って、出口の下方に置かれているカップなどの器Ｇに分配されることができる。ミルク貯蔵槽Ｍからの冷たいミルクが泡立てられることなく装置によって加熱されるべきである場合、ガス供給ライン５が閉止され、又はガス源Ｑが遮断される。ミルク貯蔵槽Ｍからポンプ１によって引き出された冷たいミルクは、出口ライン３に運ばれ、加熱要素４の２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂを相次いで通過する。加熱要素４の２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂは、通過するミルクを加熱するために、互いに独立して電流を供給されることができる。そうすることで、２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂに異なる加熱力が設定される。

【0053】

図２Ａは、図１の装置内で冷たいミルクを加熱する場合の好ましいフロー図の一実例を示している。第１のフロー・ヒータ４ａは、２つの異なる動作段階で制御されることができる。第１の動作段階では、第１のフロー・ヒータ４ａは最大加熱力ｐ１で作動し得る。最大加熱力は、ミルクの焦げを防ぐように選択され、例えば１４００ワットである。第２の動作段階では、第１のフロー・ヒータ４ａはより低い加熱力ｐ０＜ｐ１で作動してもよい。ミルクが通過する流れの方向に続く第２のフロー・ヒータ４ｂもまた、２つの動作段階で制御されることができる。第１の動作段階では、第２のフロー・ヒータ４ｂは、第１のフロー・ヒータ４ａと同じ最大加熱力ｐ１で、又は最大加熱力ｐ１よりも低い一定の加熱力ｐ０で作動し得る。第２の動作段階では、第２のフロー・ヒータ４ｂは時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）で作動し得、時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）の（最大）振幅ｐ２は、最大加熱力よりも小さく、したがって第１のフロー・ヒータ４ａの第１の動作段階の加熱力ｐ１よりも小さい。ミルクを加熱する場合には、時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）の（最大）振幅ｐ２は、０．１・ｐ１から０．５・ｐ１の範囲であることが好ましい。フリッカを回避するために、一定の加熱力ｐ０又は第２のフロー・ヒータ４ｂの最大振幅ｐ２は、６００Ｗ未満、特に４５０Ｗ未満であることが好ましい。

【0054】

図３には、図２Ａの例示的なフロー・チャートより、第１のフロー・ヒータ４ａ及び第２のフロー・ヒータ４ｂの諸動作段階での加熱出力の時間的な推移が、図式的に示されている。図３Ａは、第１のフロー・ヒータ４ａの加熱出力の時間的な推移を示しており、図３Ｂは、第２のフロー・ヒータ４ｂの加熱出力の時間的な推移を示している。図３Ａからわかるように、第１のフロー・ヒータ４ａは、第１の動作段階と第２の動作段階との両方において、時間的に一定の加熱力ｐ１又はｐ０を有する。第１の動作段階での加熱力ｐ１は、例えば１４００ワットの最大加熱力に対応し、第２の動作段階は、より低いが加熱サイクル中に同様に時間的に一定である加熱力ｐ０を有する。例えば４０ｍｌの分量のミルクが２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂを通過して所定の設定温度まで加熱される加熱サイクルは、開始ｔ１及び終了ｔ２によって定義され、加熱サイクルの総加熱時間Δｔは、時間ｔ２とｔ１との差：Δｔ＝ｔ２－ｔ１から得られる。

【0055】

図３Ｂからわかるように、第２のフロー・ヒータ４ｂの第２の動作段階は、異なるパルス継続時間及びパルス周波数を持ついくつかのパルスを有し、これらのパルスが加熱サイクル内で互いに続いている。加熱サイクル中に、パルスの振幅ｐ２とパルス継続時間との両方、及び／又はパルス周波数、並びに特にパルス周波数とパルス継続時間との積から得られるデューティ・サイクルを変化させられることが好ましい。

【0056】

図３Ｃは、開始ｔ１と終了ｔ２との間の加熱サイクル中の時間の関数としてヒータ４の総加熱力を示している。加熱要素４の総加熱力は、図３Ｃに示すように、直列に接続された２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂの時間依存の加熱力の和から得られる。

【0057】

図１の装置内で冷たいミルクを加熱する場合には、冷たいミルクＭは、例えば０℃から２０℃の間、特に４℃から１０℃の間にある場合がある初期温度で、図２Ａのフロー図に従って加熱装置４を通って運ばれる。加熱装置４の第１のフロー・ヒータ４ａは、例えば第１の動作段階において最大加熱力ｐ１で作動し、第２のフロー・ヒータ４ｂは、第２の動作段階において時間と共に可変である加熱力ｐ２（ｔ）で作動する。２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂの対応する制御のために、ここには図示していない制御装置が設けられている。この制御装置は、２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂの加熱出力が、互いに独立して設定されることができ、事前に決定され得る設定点温度までミルクを加熱するように制御されることができるよう設定されている。

【0058】

加熱されるべきミルクの流量は、熱いミルクの所望の量に調整されることができ、例えば１０から５００ｍｌ／分の間である。第１のフロー・ヒータ４ａ内でミルクが加熱される中間の温度は、このフロー・ヒータ４ａが作動する出力レベル（ｐ１、ｐ０）に依存しており、冷たいミルクの初期温度よりも高く、特に最大８０℃であり得る。第２のフロー・ヒータ４ａを通過した後のミルクが加熱される最終的な温度は、設定温度に対応し、特に２０℃から８０℃までの範囲である。

【0059】

２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂの加熱力を制御するために、２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂに関連付けられている温度センサ８ａ、８ｂによって、通過したミルクの温度が検出される。図２Ａに示されているように、第１のフロー・ヒータ４ａを通過したミルクの温度は、第１の温度センサ８ａによって検出され、４５℃から６５℃の間であることが好ましい。第２のフロー・ヒータ４ｂを出た後の加熱装置４内で加熱されたミルクの最終的な温度は、例えば６５℃から７５℃の範囲である。例えば６５℃から７５℃の範囲にある加熱されたミルクの所定の目標温度を設定するために、制御装置は、加熱サイクル中に、可能な限り正確に所定の目標温度に到達するように第２のフロー・ヒータ４ｂを制御する。このために、第２の連続フロー・ヒータ４ｂの加熱力の分布は、進行中の加熱サイクル中に、振幅ｐ２、パルス継続時間、及び／又はパルス周波数、或いは加熱力パルスのデューティ・サイクルを変えることによって、調整されることができる。特に、第２のフロー・ヒータ４ｂの加熱力の時間分布ｐ２（ｔ）のパラメータは、先行する第１の温度センサ８ａによって検出されたミルクの温度に適合されることができる。さらに、第２のフロー・ヒータ４ｂの加熱力の時間的な分布ｐ２（ｔ）のパラメータは、以前の加熱サイクルで検出されたパラメータ、特に２つの温度センサ８ａ、８ｂによって検出されたミルクの温度に応じて、以前の加熱サイクルに調整されることができる。

【0060】

制御装置は、２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂの起動又は制御に対して、他のパラメータも考慮することができる。それは例えば、ミルク吸込ライン２に配置されていることが好ましいさらなる第３の温度センサによって、必要に応じて検出されることができるミルクの入力温度などである。さらに、フォーム・ミルクを加熱する場合には、２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂの制御において、フォーム・ミルクの組成と、特にフォーム・ミルク中のガス含有量を考慮したパラメータとが考慮され得る。これらのパラメータは、ガス供給ライン５の流量計及び／又は圧力センサなどのさらなるセンサによって検出されることができ、制御装置に送給される。

【0061】

図２Ｂは、図１の装置内でミルク－ガス混合物（フォーム・ミルクＭ＋Ｇ）を加熱する場合の手順を概略的に示している。このために、（例えば、０℃から２０℃、特に４から１０℃の範囲にある初期温度を有する場合がある）冷たいミルクを加圧ガスと混合することによって、フォーム・ミルクＭ＋Ｇが製造され、加熱要素４の２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂを相次いで通過する。ミルクの加熱とは対照的に、フォーム・ミルクを加熱する場合の第１のフロー・ヒータ４ａは、第２の動作段階においてより低い加熱力ｐ０で作動する。より低い加熱力にもかかわらず、液体のミルクと比較してフォーム・ミルクの熱容量がより低いため、第１のフロー・ヒータ４ａ中のフォーム・ミルクは、図２Ａによるフロー図において第１のフロー・ヒータ４ａ内で加熱されたミルクの温度と同じ範囲である温度まで、少なくともおおよそ加熱される。第１のフロー・ヒータのより低い加熱力ｐ０がそれに応じて選択され、その結果、通過したフォーム・ミルクは、図２Ｂのフロー図において４５から６５℃の好ましい範囲にある温度まで加熱される。第２のフロー・ヒータ４ｂは、図２Ｂのフロー図でフォーム・ミルクを再び加熱する間に、第２の動作段階において時間的に可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）で作動する。これにより、図２Ａのフロー図によるミルクの加熱の場合と同様に、ここでも、進行中の加熱サイクル中に、振幅ｐ２とパルス継続時間との両方、並びに／又はパルス周波数、或いはパルスのデューティ・サイクルを適合させることができ、変えることもできる。加熱されたフォーム・ミルクＭ＋Ｇの最終的な温度は、６５から７５℃の範囲であることが好ましい指定された設定温度にできるだけ近いものである。したがって、２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂは、制御装置によって、加熱されたフォーム・ミルクＭ＋Ｇの最終的な温度が指定された設定温度にできるだけ近く対応するように制御される。第２のフロー・ヒータ４ｂの時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）の（最大）振幅ｐ２は、第１のフロー・ヒータ４ａが作動する加熱力ｐ０に少なくともおおよそ対応することが好ましい。フォーム・ミルクを加熱する場合には、時間可変の加熱力分布ｐ２（ｔ）の（最大）振幅ｐ２は、０．８・ｐ０から１．２・ｐ０の範囲にあることが好ましい。

【0062】

図２の実例で与えられるミルク又はフォーム・ミルクの温度は、単に事例として理解されるべきであり、要件に適合されることができる。

【0063】

装置を洗浄するために、ミルク吸込ライン２がミルク貯蔵槽Ｍから取り外され、例えば水などの洗浄剤が、洗浄ライン６を通してミルク吸込ライン２に運ばれる。それにより、洗浄ライン６の２つの分路６’、６’’を介して、液体の洗浄剤が通ることによってミルク吸込ライン２の上流領域と、ポンプ１のポンプ入口１ａに接続されている下流領域との両方を洗浄することができる。したがって、洗浄剤は、ポンプ１によって中に吸い込まれ、出口ライン３に運ばれることができ、洗浄剤はまた、２つのフロー・ヒータ４ａ、４ｂのそれぞれ入口１５から導管１３を通って出口１６まで流れ、それによって、２つのフロー・ヒータからミルク成分を取り除く。

【0064】

本発明による装置及び方法は、図面にここで示されている実施例に限定されない。例えば、加熱要素４は、出口ライン３の代わりにミルク吸込ライン２に配置されてもよい。ガス供給ライン５はまた、加熱要素４の下流側で出口ライン３に接続される場合がある。さらに、ガス供給ライン５はまた、出口ライン３の代わりにミルク吸込ライン２に接続される場合がある。出口ライン３とミルク吸込ライン２との両方に、加圧ガスを導入することも可能である。また、加熱要素４は、出口ライン３の代わりにミルク吸込ライン２に配置されてもよい。

【0065】

さらに洗浄ライン６には、例えば粉末又は錠剤の形の洗浄剤を水に溶かして、水性の洗浄溶液を製造する混合容器が配置されてもよい。歯車ポンプとして設計されているポンプ１の代わりに、蠕動ポンプなどの他のポンピング装置が装置内で使用されてもよい。図１に示されている、環境から供給された空気を所定の圧力まで圧縮する圧縮機２１を備えるガス源Ｑの代わりに、圧縮ガスを包含するカートリッジなどの別のガス源が使用されてもよい。空気に加えて、二酸化炭素又は窒素などの別の食品用ガスが、圧縮ガスとして使用されてもよい。

【0066】

さらに、直列に接続されている加熱要素４のフロー・ヒータの数を増やしてもよい。加熱サイクル中に、フロー・ヒータのうちのいくつか又はすべてを時間的に一定の加熱力で各々動作させることも可能である。しかしながら、加熱要素４の１つ又は複数のフロー・ヒータを時間的に一定の加熱力で動作させ、さらなる１つ又は複数のフロー・ヒータを時間的に可変の加熱力分布、すなわち制御可能な加熱力分布で動作させることも可能である。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【国際調査報告】