Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von temperiertem Milchschaum und/oder Milch, insbesondere zum Erzeugen wahlweise von kaltem, warmem oder heissem Milchschaum oder Milch.

Stand der Technik

Verfahren und Vorrichtungen zum Erzeugen wahlweise von kalter, warmer oder heisser Milch und/oder Milchschaum sind insbesondere in Kombi nation mit Getränkebereitern, z.B. Kaffeemaschinen, bekannt. Je nach gewähl ter Getränke- und/oder Kaffeespezialität, z.B. Cappuccino, Latte Macchiato,

Cafe Latte, Schokolade oder Chai, variiert die Menge aber auch die Temperatur der bereitgestellten Milch und/oder des bereitgestellten Milchschaums. Zur Er zeugung von Milchschaum wird im Allgemeinen Milch aus einem Behälter mit tels einer Pumpe angesaugt und während eines Strömungswegs zu einem Aus lass mit zugeführter Luft oder Gas gemischt, um dann als Milch-/Luftgemisch in einer Heizeinheit auf eine bestimmbare Temperatur temperiert und zu einem Schaum aufbereitet zu werden. Aus Gründen der Haltbarkeit und der Hygiene wird die Milch kühl gelagert, insbesondere bei Temperaturen zwischen 3°C und 7°C. Das Heizelement, in welcher die Milch bzw. der Milchschaum temperiert und eventuell erzeugt wird, kann ein Durchlauferhitzer sein, für welchen unter schiedliche Typen geeignet sind.

Allgemein gibt es verschiedene Arten, um Milchschaum zu erzeugen. So kann in einer Schaumeinheit Luft, Gas oder auch heisser Dampf mit der Milch derart gemischt werden, dass durch erzeugte Turbulenzen die Milch auf schäumt und einen mehr oder weniger stabilen Schaum bildet. Das Aufschäu men kann aber auch durch mechanisches Rühren oder mittels einer Drosselein richtung erfolgen. In bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist häufig vorgesehen, dass je nach gewählter Temperatur für die Milch und das Milch-/Luftgemisch bzw. dem Milchschaum unterschiedliche Strömungswege, häufig parallel ver laufend, vorgesehen sind. Kalte Milch wird über einen ersten Strömungsweg zum Auslass gefördert, während warme Milch über einen zweiten Strömungs weg geführt wird, in dem insbesondere ein Durchlaufheizelement angeordnet ist. Diese parallelen Strömungswege bedeuten aber nicht nur ein aufwändiges Leitungssystem und eine Vielzahl von schaltbaren Komponenten, sondern stel len auch hinsichtlich Kontamination und Bakterienwachstum sowie für eine Rei- nigung ein Problem dar.

Bekannte Systeme mit nur einer einzelnen Milchleitung sehen vor, dass unabhängig welche Temperatur in der Milch, Milch-Luftgemisch oder Milchschaum einzustellen ist, stets ein Heizelement zu passieren ist. Nachteilig erweist sich ein derartiges System, dass wenn kalte Milch oder kalter Milch- schäum unmittelbar nach Abgabe heisser Milch oder heissen Milchschaums be reitgestellt werden soll, bei Passieren auch eines ausgeschalteten Heizele ments die kalte Milch oder der kalte Milchschaum durch die Restwärme des Heizelements erwärmt wird. Demnach ist bekannt, das ausgeschaltete Durch laufheizelement durch nachströmende kalte Milch oder nachströmende Spülflüssigkeit zumindest teilweise zu kühlen und eventuell darüber hinaus zu reinigen.

Aus WO 2017/155403 ist eine Anordnung zur Herstellung von heis- sem oder kaltem Milchschaum bekannt, welche relativ kurz hintereinander zur Verfügung gestellt werden können. Hierbei ist vorgesehen, dass eine Durch- flussheizeinheit in einen aktiven und einen inaktiven Zustand schaltbar ist. Die Durchflussheizeinheit ist als Dickschichtheizung mit einer kleinen thermischen Masse ausgebildet. Die Dickschichtheizung wird hinsichtlich ihres thermischen Verhaltens präzise definiert, um so der thermischen Trägheit unmittelbar nach Ein- bzw. Ausschalten der Dickschichtheizung Rechnung zu tragen. Dabei wird insbesondere das thermische Verhalten unmittelbar nach dem Ausschalten de finiert, d.h. wenn nach der Herstellung von warmem bzw. heissem Milchschaum bei eingeschalteter Heizeinheit diese abgeschaltet wird, um unmittelbar an schliessend kalten bzw. nur wenig erwärmten Milchschaum bereitzustellen. Die Dickschichtheizung ist demnach eingerichtet, dass in einem Fluidkanal der Dickschichtheizung eine kleine Milchmenge von ca. 40 bis 60 ml im aufge schäumten Zustand und mit einer Temperatur von weniger ca. 7°C an einem Fluideinlass einer umfassten Milchleitung beim Durchströmen der seit weniger als 10s inaktiven Durchflussheizeinheit bis auf eine Temperatur von unter 20°C erwärmt wird. Demnach kann bei einem ersten Bezug tatsächlich kein Kaltge tränk bereitgestellt werden, da hierfür die Temperatur < 10°C, insbesondere < 7°C liegen sollte. Aber auch wenn eine grössere Milchmenge von 60 bis 80 ml zur Fierstellung eines Getränks benötigt wird, ist in der Regel der Erstbezug zu warm und erst beim zweiten Bezug kann ein Kaltgetränk bereitgestellt werden. Demnach ist ein Wechsel zwischen einem Fleissgetränk und einem Kaltgetränk häufig nur mit einer umfangreichen Spülung mit kalter Milch erreichbar, welches das System unrentabel und hinsichtlich der Bildung einer Milchhaut problema tisch machen kann. Im Allgemeinen erhitzt sich mit Einschalteten einer als Dickschicht heizung ausgebildeten Durchflussheizeinheit zunächst die Fleizeinheit bevor dann mit einer gewissen Verzögerung auch die gewünschte Temperatur in dem umfassten Fluidkanal erreicht ist. Diese Temperatur ist für die Erwärmung des in dem Fluidkanal strömenden Milchschaums massgeblich. Auch wenn die Dickschichtheizung eine kleine thermische Masse und ein steiles Heizprofil auf weisen sollte, so folgt die Erwärmung des Milchschaums gemäss einer flachen Aufheizkurve, d.h. Aufheiz- und Abkühlphase sind mit einer gewissen zeitlichen und/oder thermischen Verzögerung behaftet. Bei einem sogenannten über schwingenden Fleizsystem kann es während der Aufheizphase zu einer örtli- chen Überhitzung kommen, was für Lebensmittel und der bei Überhitzung sich bildenden Ablagerungen in dem Fluidkanal in vielfältiger Weise nachteilig ist.

Als Dickschichtheizung ausgebildete Durchflussheizeinheiten zur Er zeugung von temperiertem Milchschaum sind bereits bekannt. Eine Dick schichtheizung ist im allgemeinen ein Schichtverbund, umfassend ein Trä- gersubstrat, z.B. ein Metallelement belegt mit einer dielektrischen Beschich tung, z.B. einer Glaskeramikschicht, die einerseits als Isolator fungiert und an dererseits Leiterbahnen aus einem elektrisch leitenden Material trägt, welche im aktivierten Zustand Wärme erzeugen. Die erzeugte Wärme kann auf ein Fluid übertragen werden, welches in einem an der Dickschichtheizung ausgebildeten beispielsweise mäanderförmigen oder spiralförmigen Fluidkanal strömt. Insbe sondere können Grösse, Form und/oder elektrische Eigenschaften der Dick schichtheizung auf die jeweilige Aufgabe bzw. den Einsatzort angepasst wer- den. Zusätzlich können Temperatursensoren und weiteres integriert werden. Dickschichtheizungen zeichnen sich durch ein steiles Temperaturprofil bzw. Heizprofil und damit durch ein sehr schnelles und kurzes Ansprechverhalten aus, so dass eine Dickschichtheizung vor allem nicht in einem Stand-by-Modus eingesetzt wird. Zusammenfassung der Erfindung

Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren und Vorrichtungen wird erfindungsgemäss die Erzeugung wahlweise von kalter, warmer oder heisser Milch bzw. Milchschaum mit einem einfachen Ablauf des Verfahrens und einem einfachen Aufbau der Vorrichtung, d.h. ohne parallele Strömungswege und auf- wendiger Schaltung von Komponenten, sowie ohne eine Verzögerung durch se lektives Ein- bzw. Ausschalten einer Heizeinheit erreicht.

Die Lösung der Aufgaben ergibt sich aus den Merkmalen der unab hängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindungen erge ben sich aus den abhängigen Ansprüchen und den Figuren. Das erfindungsgemässe Verfahren zum Erzeugen wahlweise von kaltem, warmem oder heissem Milchschaum und/oder Milch umfasst die folgen den Schritte:

^■ Bereitstellen mindestens eines Behälters zum Bevorraten einer zu schäumenden Milch; ■ Bereitstellen eines Fluids und einer Fluidleitung;

^■ Fördern einer vorbestimmbaren Menge der zu schäumenden Milch mittels einer Pumpe durch ein Leitungssystem, welches eine Milchan saugleitung zwischen dem mindestens einen Behälter und der Pumpe und eine einzelne Auslassleitung zwischen Pumpe und mindestens einem Auslass um fasst;

^■ Eventuelles Zuführen von Luft über einen Luftmengenregler in die Milchansaugleitung zum Erzeugen eines Milch-/Luftgemisches stromaufwärts der Pumpe;

^■ Fördern des Milch-/Luftgemisches oder der Milch durch ein als Durchlauferhitzer ausgebildetes Heizelement, welches in der Auslassleitung an geordnet und als Dickschichtheizung ausgebildet ist; und

^■ Abgeben des Milchschaums oder der Milch an dem mindestens ei- nen Auslass.

Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Dickschichthei zung permanent auf eine vorbestimmbare Temperatur aufgeheizt ist, und nach jeder Abgabe des Milchschaums oder der Milch das Leitungssystem mit dem Fluid zumindest teilweise beaufschlagt ist. Insbesondere kann das ausserhalb eines Kühlbereichs befindliche System beaufschlagt werden. Hierbei eignet sich als Fluid Wasser, insbesondere gefiltertes Wasser.

Überraschend hat sich gezeigt, dass im Gegensatz zu den bekann ten Verfahren zur Erzeugung wahlweise von kaltem, warmem oder heissem Milchschaum mit nur einem einzigen Strömungsweg stromabwärts der Pumpe, d.h. einem einfachen Leitungssystem, der Stand-by-Modus eines als Dick schichtheizung ausgebildeten Durchlauferhitzers sehr vorteilhaft ist. Dies steht im Gegensatz zu der herkömmlichen Betriebsweise von als Dickschichtheizung ausgebildeten Durchlauferhitzern. Diese sind gerade eingerichtet, um eine träge und längere Ansprechzeit beim Umschalten zwischen aktivem und inaktivem Zustand und damit einen Stand-by-Modus zu vermeiden. Der Stand-by-Modus bedeutet, dass die Dickschichtheizung permanent auf einer vorbestimmbaren Temperatur temperiert ist, wenn die Vorrichtung zur Erzeugung temperierten Milchschaums bzw. von Milch im Betrieb ist. Vorteilhaft ist, dass im Stand-by-Modus, d.h. im aktiven Zustand ei ner schaltbaren Heizeinheit, im Falle einerweiteren Temperaturerhöhung die Aufheizphase deutlich verkürzt und verlässlicher ist als im Falle einer ausge schalteten und abgekühlten Heizeinheit. Darüber hinaus kann eine zeitliche Verzögerung bei der Einstellung der Temperatur im Fluidkanal weitgehend ver mieden werden. Zwar ist auch bei als Dickschichtheizung ausgebildeten Heiz einheiten mit kleiner thermischer Masse und sehr steilem Heizprofil die Auf heizphase verkürzt, es dauert aber doch eine gewisse Zeit bis das strömende Fluid auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt ist. Insbesondere erweist sich dies als nachteilig, wenn die Milch oder der Milchschaum nur in kleinen Mengen erwärmt werden soll. So werden für bestimmte Kaffeespezialitäten nur kleine Mengen an temperierter Milch bzw. Milchschaum benötigt, so dass letztlich be dingt durch ein verzögertes Aufheizen die erforderliche Temperatur der kleinen Menge an Milch bzw. Milchschaum nicht erreicht wird. Ein kleiner Cappuccino mit etwa 80 ml Milchschaum oder ein sogenannter Cortado mit noch geringerer Milchschaummenge könnte aufgrund dessen letztlich zu kalt sein. Eine träge und längere Ansprechzeit der zur Erwärmung von Milch und/oder Milchschaum eingesetzten Heizeinheit ist bei kleinen Mengen von zu temperierendem Milch schaum bzw. Milch besonders nachteilig. Gemäss einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass erst vor einer Abgabe an Milchschaum und/oder Milch an dem dafür vorgesehe nen mindestens einen Auslass das Fluid, vorzugsweise Wasser, aus dem Lei tungssystem über ein Mehrwegeventil ausgeleitet wird. Demnach ist zwischen zwei Abgaben an Milchschaum und/oder Milch das Leitungssystem und insbe- sondere das als Dickschichtheizung ausgebildete Heizelement mit dem Fluid beaufschlagt. Dies erweist sich in vielfältiger Weise als vorteilhaft, wie dies noch erläutert wird.

Gemäss der Erfindung verbleibt das als Dickschichtheizung ausgebil dete Heizelement permanent in einem aktiven Zustand und wird demnach nicht je nach Bedarf ein- bzw. ausgeschaltet. Vorzugsweise ist die Dickschichthei zung auf eine Temperatur zwischen 60°C und 70°C erwärmt. Demnach liegt auch in dem in der Dickschichtheizung vorgesehenen Fluidkanal permanent eine entsprechende hohe Temperatur vor. Im Falle, dass zur Erzeugung von heissem Milchschaum oder heis- ser Milch die Temperatur der Dickschichtheizung weiter erhöht werden muss, muss diese nur um eine verhältnismässig kleine Temperaturdifferenz erhöht werden. Diese Temperaturdifferenz kann, beispielsweise etwa 4°C bis 7°C be- tragen. Diese kleine Temperaturdifferenz gemäss einer bevorzugten Ausfüh rungsform kann schnell und sicher überwunden werden. Eine örtliche Überhit zung, bedingt durch ein Überschwingen in der Regelung der Heizeinheit und somit der Temperatur der Dickschichtheizung, kann durch die kleine zu über windende Temperaturdifferenz vermieden werden. Gemäss der Erfindung kann zur Erzeugung von temperiertem Milch schaum und/oder Milch insbesondere gekühlte Milch mit einer Temperatur von 3°C bis 7°C über die Milchansaugleitung mittels der Pumpe durch das Leitungs system gefördert werden. Um eine Temperatur des Milchschaums und/oder der Milch an einer Abgabestelle bzw. dem Auslass von ca. 64°C bis 68°C zu errei- chen, wobei auch eine Abkühlung des geförderten Milchschaums bzw. der Milch auf dem Strömungsweg zur Abgabestelle zu berücksichtigen ist, sollte die Temperatur des Heizelements in etwa 70°C bis 75°C betragen.

Bisher waren Systeme bekannt, bei denen ein als Dickschichthei zung ausgebildetes Heizelement für die Temperierung des Milchschaums bzw. der Milch von einem deaktivierten bzw. ausgeschalteten Zustand in einen akti viert bzw. eingeschaltet Zustand geschaltet werden musste, wobei sich das Heizelement gemäss eines Heizprofils, von einer tiefen Temperatur ausgehend, aufheizt. Während dieser Aufheizphase kann es zu einer örtlichen Überhitzung kommen. Dies kann bei an sich bekannten Heizeinheiten beobachtet werden, wobei nach einer sprunghaften Änderung einer Eingangsgrösse eine Aus gangsgrösse zunächst einen Sollwert überschreitet und sich erst dann der ge wünschte Wert dieser Ausgangsgrösse einstellt. So kann sich beim Einschalten und Aufheizen einer Dickschichtheizung die Temperatur kurzfristig über die tat sächlich eingestellte Temperatur hinaus erhöhen, wodurch eine örtliche Überhit- zung auftreten kann. Diese Überhitzung wirkt sich negativ auf den zu temperie renden Milchschaum oder die zu erwärmende Milch aus, insbesondere wenn es zu entsprechenden Denaturierungserscheinungen der Milchproteine und dadurch bedingt zu Ablagerungen kommt. Die gemäss einer Ausführungsform vorgesehene Beaufschlagung des Leitungssystems mit Fluid, z.B. Leitungswasser, nach jeder Abgabe von Milchschaum und/oder Milch kann je nach Temperatur des insbesondere in die Milchansaugleitung zugeführten Fluids zumindest Abschnitte des Leitungssys- tem und die daran angeordneten Komponenten kühlen oder erwärmen. Aber auch unabhängig von der Temperatur des zuführbaren Fluids erwärmt sich die ses durch die von dem Heizelement übertragbare Wärme, so dass auch zumin dest Abschnitte des Leitungssystems, insbesondere die Auslassleitung und der mindestens eine Auslass selbst, erwärmt werden. Erwärmte Leitungsabschnitte und daran angeordnete Komponenten erweisen sich als ausgesprochen vorteil haft, um den in dem Heizelement erwärmten Milchschaum oder die erwärmte Milch ohne eine nennenswerte Abkühlung an dem mindestens einen Auslass zur Verfügung stellen zu können.

Wird dagegen kalter Milchschaum oder kalte Milch beispielsweise von einem Benutzer angefordert, so sieht das Verfahren gemäss einer Ausfüh rungsform der Erfindung vor, dass das Leitungssystem und das als Dickschicht heizung ausgebildete Heizelement mit Fluid gespült werden, so dass die Dick schichtheizung durch das strömende Fluid in einem Zeitraum von > 10 s auf eine Temperatur vorzugsweise entsprechend der Kühltemperatur in der Küh- leinrichtung, d.h. auf < 7°C gekühlt wird. Insbesondere kann angestrebt wer den, dass auf eine Temperatur < 4°C gekühlt wird, um eine Erwärmung wäh rend des Strömungsweges und den daran angeordneten Elementen weitge hend zu kompensieren. In einer Ausführungsform wird als Fluid Wasser einge setzt, welches beispielsweise durch ein kommunales Versorgungsnetz bereitge- stellt werden kann. Dabei ist zu beachten, dass das sogenannte Leitungswas ser in Abhängigkeit von der Umgebung und der Saison unterschiedliche Tem peraturen hat, welche auch als Wassereinlauftemperatur bezeichnet wird. So kann diese Temperatur des Leitungswasser je nach Jahreszeit zwischen 10°C und 25°C liegen. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Fluid, z.B. das über das Versorgungsnetz bereitgestellte Leitungswasser, mittels einer Kühleinheit gekühlt werden. Als Orientierung einer einzustellenden Kühltemperatur kann die Temperatur der in einer Kühlung gekühlten und bevorrateten Milch dienen. Die Kühlung der Milch bzw. auch von Teilen der Vorrichtung kann ausgebildet sein, um auch das Fluid auf eine Temperatur von < 7°C zu kühlen. Alternativ kann das Fluid in einer separaten Kühleinheit gekühlt werden, welche beispielsweise an der Fluidleitung anordenbar ist. Demnach kann vermieden werden, dass der erste Bezug eines kalten Getränks tatsächlich eine höhere Temperatur als ge wünscht hat. Das gekühlte Fluid kann beispielsweise über eine in der zuführen den Fluidleitung angeordnete Kühleinheit gekühlt werden, so dass ein Spülen des Leitungssystems mit kaltem Fluid auch dann möglich ist, wenn beispiels weise bei hoher Umgebungstemperatur das Fluid in der Fluidleitung selbst schon erwärmt ist. Eines der Möglichkeiten zur effizienten Temperierung des Fluids ist der Einsatz eines Latentwärmespeichers mit einem Phasenwechsel material (PCM), welches in unterschiedlicher Form bekannt und einsetzbar ist. Das Phasenwechselmaterial kann zur Wärme- und Kältespeicherung und zur Begrenzung von Temperaturspitzen eingesetzt werden. Das Phasenwechsel- material verfügt über ein hohes Speichervolumen, so dass die während eines Phasenwechsels gespeicherte latente Energie für ein Wärmemanagement ge nutzt werden kann. Die PCM-Technologie nutzt den Effekt, dass beim Über gang z.B. von fester zu flüssiger Phase, die Temperatur solange konstant bleibt, wie beide Aggregatzustände gleichzeitig vorhanden sind. Die dabei latent gespeicherte Energie steht bei dem umgekehrten Vorgang wieder zur Verfü gung. Das PCM und insbesondere die Schmelztemperatur des Materials kann entsprechend den Einsatzbedingungen gewählt werden. Beispielsweise eignen sich für Kühlaufgaben wässrige Salzlösungen, wobei das Phasenwechselmate rial in geschlossenen Behältern, gebunden in Matrix- und/oder Trägerstrukturen und/oder mikroverkapselt eingesetzt werden kann.

So kann mit Einsatz der PCM-Technologie eine weitergehende Küh lung des Fluids bzw. des Leitungswassers erreicht werden. Das als Dickschicht heizung ausgebildete Heizelement kann demnach nicht nur auf die Temperatur des Leitungswassers, d.h. auf 10°C bis 25°C, gekühlt werden, sondern auch im eingeschalteten Zustand derart gekühlt werden, dass schneller eine Temperatur der Milch und/oder des Milchschaums von < 7°C am Auslass erreichbar ist. Bei einer entsprechenden Auslegung der Kühlung können Temperaturen im Be reich von 4°C bis 7°C, insbesondere von < 4°C, realisiert werden. Besonders vorteilhaft kann es dabei sein, dass die Kühlung der be vorrateten Milch die PCM-Technologie nutzt, um damit auch das zur Beauf schlagung und Spülung genutzte Fluid, bzw. Leitungswasser, zu kühlen.

Das Spülen des Leitungssystems mit Fluid erfolgt bei einer Stellung einer in der Auslassleitung angeordneten und vorzugsweise als Mehrwegeventil ausgebildeten Ventilanordnung, welche ein Ausleiten des Fluids aus dem Lei tungssystem gestattet. In einer anderen Stellung des Mehrwegeventils kann das Fluid im Kreislauf geführt werden. Das Mehrwegeventil ist mittels einer Steuereinheit schaltbar, wobei die Steuereinheit weitere Komponenten steuern kann. Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, um je nach einer von einem Be nutzer ausgehenden Anweisung das Verfahren zur Erzeugung von temperier tem Milchschaum und/oder Milch zu steuern.

Gemäss der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Erzeugen wahlweise von kaltem, warmem und heissem Milchschaum und/oder Milch nach dem erfin- dungsgemässen Verfahren vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst mindestens einen Behälter, in welchem eine zu schäumende Milch bevorratet ist, eine Pumpe, ein Leitungssystem, umfassend eine Milchansaugleitung, über welche der mindestens eine Behälter mit der Pumpe verbindbar ist und eine einzelne Auslassleitung, über welche die Pumpe mit mindestens einem Auslass verbind- bar sind. Ferner ist eine Fluidleitung vorgesehen, über welche das Leitungssys tem mit einem Fluid beaufschlagbar ist. Umfasst sind ferner ein Luftmengenreg ler, mittels welchem Luft dosierbar über eine Luftzufuhrleitung an einer Einlei tungsstelle in die Milchansaugleitung zuführbar ist, ein als Durchlauferhitzer ausgebildetes Heizelement, welches in der Auslassleitung angeordnet und als Dickschichtheizung ausgebildet ist, und eine Drosseleinrichtung, welche strom abwärts der Pumpe in der Auslassleitung anordenbar ist.

Um Milchschaum aus einem Milch-/Luftgemisch zu erzeugen, kann stromabwärts der Pumpe und vorzugsweise stromabwärts des als Dickschicht heizung ausgebildeten Heizelements die Drosseleinrichtung in der Auslasslei- tung angeordnet sein. Die Drosseleinrichtung kann als feste oder einstellbare Düse oder Blende ausgebildet sein und umfasst insbesondere eine einstellbare Verengung der Durchflussquerschnittsfläche. Die Drosseleinrichtung ist eingerichtet, um einen Gegendruck zu erzeugen, welcher vorteilhaft in dem als Dickschichtheizung ausgebildeten Heizelement Wirkung zeigt. Der erzeugte Gegendruck wirkt einer mit zunehmender Temperatur stattfindenden Ausdeh nung von Luftblasen in dem Milch-/Luftgemisch entgegen. Demnach werden grosse Luftblasen vermieden, welche nicht nur die Qualität und die Stabilität des Milchschaums reduzieren, sondern auch einen negativen Effekt auf die Wärmeübertragung haben, da Luft ein schlechter Wärmeleiter ist.

In einer Ausführungsform der Vorrichtung weist das als Dickschicht heizung ausgebildete Heizelement einen auf einem Träger aufgebrachten elektrischen Widerstand und einen mit dem Heizelement in Kontakt stehenden Fluidkanal auf.

Vorteilhaft kann die Vorrichtung zumindest teilweise in einer Kühlein richtung angeordnet sein.

Ferner kann die Vorrichtung einen Leitwertsensor umfassen, welcher eingerichtet ist, um einen Leitwert eines in dem Leitungssystem befindlichen Mediums zu bestimmen. Anhand des Leitwertes ist ermittelbar, um welches Me dium es sich handelt, insbesondere um Milch, Milch-/Luftgemisch, Fluid oder Luft.

Gemäss einer Ausführungsform ist in der Auslassleitung ein Mehr- Wegeventil vorgesehen, welches die Auslassleitung wahlweise mit einem Aus guss zum Ausleiten von Fluid, mit einer Kreislaufleitung, um Fluid im Kreislauf durch das Leitungssystem zu führen oder mit dem mindestens einen Auslass zu verbinden, an dem Milchschaum und/oder Milch bezogen werden kann. Dabei kann der mindestens eine Auslass als eine Auslassdüse ausgebildet sein. Ein Leitungsabschnitt zwischen Mehrwegeventil und dem mindestens einen Aus lass kann derart dimensioniert sein, dass dieser nur ein kleines Füllvolumen aufweist, beispielsweise von etwa 2 bis 3 ml.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist darüber hinaus vorgese hen, dass in der Luftzufuhrleitung ein erstes Rückschlagventil und ein zweites Rückschlagventil angeordnet sind. Zwischen dem ersten Rückschlagventil und dem zweiten Rückschlagventil ist über ein erstes Ventil R1 Fluid in die Luftzu- führleitung zuführbar. Demnach ist in der Fluidleitung in einem Strömungsweg zu der Luftzufuhrleitung das von der Steuereinheit regelbare erste Ventil R1 vorgesehen. Das erste Rückschlagventil und das zweite Rückschlagventil sind vorzugsweise unabhängig voneinander schaltbar.

Vorzugsweise sind das erste Rückschlagventil und das zweite Rück schlagventil als direkt schliessende Rückschlagventile ausgebildet, welche in ei ner vertikalen Orientierung in der Luftzufuhrleitung anordenbar sind, so dass diese von oben nach unten durchströmbar sind. Direkt schliessende Rück- schlagventile umfassen im Allgemeinen ein Schliesselement, welches durch ein Medium und/oder aufgrund der Schwerkraft in seinen Sitz gedrückt werden kann. Verzögerungen und Vibrationen beim Schliessvorgang sind reduzierbar. Demnach kann mittels der vertikalen Orientierung von dem ersten Rückschlag ventil und dem zweiten Rückschlagventil in der Luftzuführleitung eine exakte Dosierung der Luftmenge mittels des ebenfalls in der Luftzuführleitung angeord neten Luftmengenreglers erreicht werden. Mit dieser Anordnung kann das zu geführte Fluid gegebenenfalls auch genutzt werden, um zumindest Teile der Luftzuführleitung zu spülen, welches vorteilhaft im Hinblick auf eine exakte Luftmengendosierung ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Fluid über die Fluidleitung in die Milchansaugleitung zuführbar ist, um weitgehend die Milch bzw. das Milch-/Luftgemisch oder den Milchschaum führende Abschnitte des Leitungssystems mit dem Fluid zu beaufschlagen bzw. zu spülen. Hierbei ist ein von einer Steuereinheit regelbares zweites Ventil R2 in der Fluidleitung vorgesehen, welches die Einleitung des Fluids in die Milchansaugleitung steu ert.

Insbesondere handelt es sich bei dem Fluid um Wasser, welches über eine Wasserleitung zur Verfügung gestellt werden kann. Da je nach Umge bungstemperatur und Saison das in einer Wasserleitung geführte Wasser be- reits eine höhere Temperatur haben kann, z.B. wird in den Sommermonaten zu nächst Wasser von mehr als 20°C aus der Wasserleitung bezogen, kann in ei ner Ausführungsform der Erfindung eine Kühleinheit vorgesehen sein, mittels welcher das Fluid auf eine tiefe Temperatur, insbesondere auf eine Temperatur < 7°C gekühlt werden kann.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der erfindungsgemäs- sen Vorrichtung zum Erzeugen von wahlweise kaltem, warmem oder heissem Milchschaum und/oder Milch kann das als Dickschichtheizung ausgebildete Heizelement stets in einem aktivierten Zustand gehalten werden, zumindest dann wenn ein damit in Verbindung stehender Getränkeaufbereiter ebenfalls im Betrieb ist. Da zwischen zwei Milch- bzw. Milchschaumbezügen das Leitungs system und der als Dickschichtheizung ausgebildete Durchlauferhitzer mit dem Fluid beaufschlagt sind, kann die Dickschichtheizung stets in einem Stand-by- Modus und bei einer hohen Temperatur gehalten werden, so dass nur kurze Aufheizphasen bzw. Abkühlphasen der Dickschichtheizung, wenn erforderlich, zu berücksichtigen sind.

Kurzbeschreibunq der Zeichnungen

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand ei ner Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 schematisch eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Er zeugung wahlweise von kaltem, warmem oder heissem Milchschaum und/oder Milch. Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Die in Figur 1 schematisch dargestellte Ausführungsform einer erfin dungsgemässen Vorrichtung 1 ist eingerichtet, um wahlweise kalten, warmen oder heissen Milchschaum und/oder Milch zu erzeugen. Die zu schäumende Milch oder eine andere zu schäumende Flüssigkeit, ist in einem Behälter 10 be- vorratet, welcher vorzugsweise in einer Kühlung 2 vorgesehen ist. Vorzugs weise kann die Kühlung 2 derart ausgebildet sein, dass die Vorrichtung 1 zu mindest teilweise in dieser untergebracht sein kann. Da heute eine Vielzahl von Milcharten zur Verfügung stehen, können mehrere Vorratsbehälter 10 vorgese hen sein, in welchen jeweils ein Milchtyp bevorratet sein kann. Von dem mindestens einen Behälter 10 führt eine in einem Leitungssystem 12 umfasste Milchansaugleitung 14 zu einer Saugseite einer Pumpe 16, um so Milch aus dem mindestens einen Behälter 10 anzusaugen, wenn ein entsprechend vorge sehenes Absperrventil 11 den Strömungsweg öffnet. In der Milchansaugleitung 14 ist in dem dargestellten Ausführungs beispiel ein Leitwertsensor 18 angeordnet, welcher eingerichtet ist, um mittels der Messung eines Leitwertes den Typ eines in der Milchansaugleitung 14 ge führten Mediums zu ermitteln, d.h. ob es sich um Milch, Fluid bzw. Wasser, Spüllösung oder um Luft handelt. Ferner ist in der Milchansaugleitung 14 ein Ventil 20 angeordnet, welches die Milchansaugleitung 14 in Richtung der Saugseite der Pumpe 16 öffnet und als ein Rückschlagventil ausgebildet ist.

Stromaufwärts des Ventils 20 mündet in die Milchansaugleitung 14 eine Fluidleitung 22, über welche ein Fluid zuführbar ist. Insbesondere ist das Fluid Wasser, welches vorzugsweise mit einer bestimmbaren Temperatur das Leitungssystem 12 beaufschlagt. Unter Beaufschlagung kann sowohl ein Befül len und Halten als auch ein Spülen verstanden werden. Das Fluid, welches mit tels der durch ein zweites Ventil R2 absperrbaren Fluidleitung 22 in die Milchan saugleitung 14 einleitbar ist, kann vorzugsweise durch eine nicht dargestellte Steuereinheit geregelt zwischen zwei Bezügen von Milch und/oder Milch schaum in die Vorrichtung 1 eingebracht werden und insbesondere darin ver bleiben bis ein erneuter Bezug von Milchschaum und/oder Milch angefordert wird.

Auf der Saugseite der Pumpe 16 umfasst das Leitungssystem 12 fer- ner eine Luftzufuhrleitung 24, um Luft dosiert und geregelt in die Milchansaug leitung 14 an einer Einleitungsstelle 25 einzuleiten. Hierfür ist ein Luftmengen regler 26 vorgesehen, beispielsweise als Proportionalventil ausgebildet. Hiermit kann eine exakt bestimmbare Luftmenge in das Leitungssystem 12 eingeleitet bzw. der geförderten Milch beigemischt werden, so dass in der Milchansauglei- tung 14 stromabwärts der Einleitungsstelle 25 ein Milch-/Luftgemisch vorliegt, welches von der Pumpe 16 gefördert wird. In Figur 1 ist dargestellt, dass in der Luftzufuhrleitung 24 ein erstes Rückschlagventil 27 und ein zweites Rückschlagventil 28 vorgesehen sind. Das erste Rückschlagventil 27 und/oder das zweite Rückschlagventil 28 können als direkt schliessende Rückschlagventile ausgebildet und in einer vertikalen Orien- tierung angeordnet sein, so dass die auf ein umfasstes Schliessorgan wirkende Schwerkraft ein Öffnen des ersten Rückschlagventils 27 und/oder des zweiten Rückschlagventils 28 unterstützt. Demnach öffnet die Luftzufuhrleitung 24 auch dann, wenn der erzeugte Unterdrück für die Luftansaugung eventuell nicht ganz ausreichend ist. Zwischen dem ersten Rückschlageventil 27 und dem zweiten Rück schlagventil 28 mündet ein Abschnitt der Fluidleitung 22, so dass bei einem in diesem Abschnitt geöffneten ersten Ventil R1 Fluid in die Luftzufuhrleitung 24 eingebracht wird und so auch diesen Abschnitt des Leitungssystems 12 spülen kann. Um das Fluid zu kühlen, welches mittels der Fluidleitung 22 in das Lei- tungssystem einleitbar ist, kann eine Kühleinheit 60 vorgesehen sein. Die Küh leinheit 60 kann als Latentwärmespeicher mit einem Phasenwechselmaterial (PCM) ausgebildet sein. Mittels der dabei zum Einsatz kommenden PCM- Technologie kann durch ein Versorgungsnetz bereitgestelltes Leitungswasser bis auf eine Temperatur < 7°C gekühlt werden. Demnach ist die Temperatur des Fluids, insbesondere des Leitungswassers, unabhängig von Umgebungs temperatur und Temperatur des Leitungswassers im Versorgungsnetz einstell bar. Alternativ kann die Kühlung 2 für die Milch und Teilen der Vorrichtung 1 auch als Latentwärmespeicher mit PCM ausgebildet sein, um das Fluid entspre chend zu kühlen. Die Pumpe 16 ist auf ihrer Druckseite über eine einzige Auslasslei tung 30 mit einem Auslass 32 verbunden, an welchem aufbereitete Milch und/oder aufbereiteter Milchschaum abgegeben werden kann. Stromaufwärts des Auslasses 32 ist ein Mehrwegeventil 33 angeordnet, um wahlweise eine Strömung in Richtung Auslass 32 oder in Richtung eines Ausgusses 35 vorzu- sehen. In einerweiteren Stellung des Mehrwegeventils 33 kann auch eine Kreislaufspülung ermöglicht werden. Stromabwärts der Pumpe 16 ist in der Auslassleitung 30 ein Durch lauferhitzer vorgesehen, welcher eine als Dickschichtheizung 40 ausgebildetes Heizelement 39 ist. Das Heizelement 39 umfasst einen auf einem Träger aufge brachten elektrischen Heizwiderstand und einen Fluidkanal, welcher von einem zu erwärmenden Fluid durchströmbar ist. Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass sich das als Dickschichtheizung 40 ausgebildete Heizelement 39 perma nent in einem aktiven Zustand befindet und somit stets auf eine Temperatur von beispielsweise ca. 60°C bis 70°C erwärmt ist. Ferner ist vorgesehen, dass zwi schen zwei Bezügen von Milchschaum und/oder Milch am Auslass 32, das Lei- tungssystem 12 mit dem Fluid beaufschlagt ist. Die Beaufschlagung mit dem Fluid bewirkt, dass zwischen zwei Bezügen von Milchschaum und/oder Milch das Leitungssystem 12 zumindest teilweise mit Fluid gefüllt ist. Die Befüllung des Leitungssystems 12 und der Dickschichtheizung 40 reduziert die Gefahr ei ner Überhitzung und erlaubt, dass der sich von der Dickschichtheizung 40 er- streckende Abschnitt der Auslassleitung 30 sowie die daran angeordneten Komponenten, z.B. der Auslass 32, erwärmen.

Ferner ist in der Auslassleitung 30 insbesondere stromabwärts der Dickschichtheizung 40 eine Drosseleinrichtung 50 angeordnet, welche vorzugs weise mittels einer (nicht dargestellten) Steuereinheit einstellbar ist. Mittels der Drosseleinrichtung 50 kann die Stabilität und Qualität des erzeugten Milch schaums positiv beeinflusst werde.

Jeweils vor dem Bezug von temperiertem Milchschaum und/oder Milch an dem Auslass 32 wird das Fluid aus dem Leitungssystem 12 über das Mehrwegeventil 33 ausgeleitet. Um warmen Milchschaum und/oder warme Milch zu erzeugen, wird entsprechend das Milch-/Luftgemisch oder die Milch durch das erwärmte Heizelement 39 und dem erwärmten Abschnitt der Aus lassleitung 30 geleitet. Um beispielsweise heissen Milchschaum und/oder Milch zu erzeugen, kann die Temperatur der Dickschichtheizung 40 um eine geringe Temperaturdifferenz erhöht werden, so dass das durchströmende Milch-/Luftge- misch und/oder die Milch so erwärmt werden kann, dass am Auslass 32 diese eine Temperatur im Bereich von ca. 64°C bis 68°C aufweist. Eine Abkühlung des Milchschaums und/oder der Milch in dem Leitungssystem 12 wird durch den temperierten Strömungsweg deutlich reduziert. Dabei können auch kleine Mengen an Milch-/Luftgemisch oder Milch in einer sehr kurzen Zeitspanne auf die richtige Temperatur gebracht werden.

Zum Erzeugen von kaltem Milchschaum und/oder kalter Milch ist es mit der erfindungsgemässen Vorrichtung und dem Verfahren nicht mehr erfor- derlich das als Dickschichtheizung 40 ausgebildete Heizelement 39 auszuschal ten und das thermische Verhalten desselben zu berücksichtigen. Vielmehr ist vorgesehen, dass bei geöffnetem Mehrwegeventil 33 das in dem Leitungssys tem befindliche Fluid ausgeleitet wird und kaltes bzw. mittels einer Kühleinheit 60 gekühltes Fluid mittels der Pumpe 16 über die Fluidleitung 22 in das Lei- tungssystem 12 gesaugt und in diesem gefördert wird, so dass durch das in dem Fluidkanal der Dickschichtheizung 40 strömende kühle Fluid dieser soweit gekühlt wird, dass nachfolgendes Milch-/Luftgemisch oder Milch trotz einge schalteter Dickschichtheizung 40 nicht oder nur geringfügig erwärmt wird.