JP5377291B2 - 所定消費温度の殺菌水から飲料を調製するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、インスタント食品及び水から飲料を調製するための装置に関し、水は事前に殺菌され、所望の消費温度に冷却される。

例えば、フォーミュラからベビーミルクを調製するために、この種類の装置は既知である。この目的のために使用されるとき、殺菌水の温度が迅速に、正確に、且つ、確実に所望温度に冷却されることが最も重要である。

ＤＥ８８１３９１３Ｕから、所望の消費温度の殺菌水を提供するために、使用される水が加熱システム及び冷却システムに沿って進められる、ベビーミルクを調製するための装置が既知である。この既知の装置の利点は、水が使用前に供給され且つ殺菌され、従って、新鮮で微生物学的安全であることが保証されることである。しかしながら、不利点は、加熱及び冷却プロセスが長時間かかり、長い待ち時間を招くことである。さらに、前記温度は、今や冷却システムの特性、加熱システムの加熱温度、流速等のような多くのプロセスパラメータに依存するので、所望の消費温度が正確且つ確実に達成され得そうもない。

上記の不利点は、ある量の殺菌水を正確に制御された消費温度で迅速に供給し得るベビーミルク装置を特徴とするＵＳ２００５／０１５０３９３において多かれ少なかれ克服されている。その目的を達成するために、装置は、少なくとも２つの貯水槽を含み、各貯水槽は、加熱器、温度センサ、及び、制御可能な水出口を備える。加熱器は、水を沸騰し且つ殺菌するために周期的且つ交互に動作されるので、如何なる所与の時間でも、一方の貯槽は、消費温度よりも暖かい水を収容し、他方の水槽は、前記消費温度よりも低い水を収容する。結果的に、前記貯槽からの適切な量の水を混合することによって、如何なる所与の時間でも、所望の消費温度の水を生成することが可能である。この既知の装置の不利点は、構成部品（加熱器、貯槽、温度センサ等）の重複性の故に、構成が大容積で高価なことである。その上、水の周期的な加熱及び冷却は、水質を劣化し、エネルギを消費する。

従って、既知の曽於非点が克服され或いは部分的に軽減された上述の種類の装置を提供することが本発明の目的である。より具体的には、排出される飲料の短い調製時間並びに正確且つ確実な温度制御を特徴とする、インスタント食品及び殺菌水から飲料を調製するための装置を提供することが、本発明の目的である。

その目的を達成するために、本発明に従った装置は、請求項１の機能によって特徴付けられる。加熱システム及び冷却システムの出口開口の間のどこかで分岐するバイパスを備える装置を提供することによって、冷却システムからの冷却水をバイパスからの適当な量の温水と混合するだけで、如何なる所望の温度の水をも製造することが可能である。そのような混合は、最少の追加的な構成部品で、素早く、正確に、且つ、確実に行われ得る。その上、冷却水及び温水は共に殺菌され、それらの殺菌は使用の直ぐ前に行われる。よって、最終混合物は、新鮮で微生物学的に安全であることが保証される。

本発明の１つの特徴によれば、バイパス及び冷却システムからそれぞれ出る温水及び冷水は、弁の使用によって所望の比率に混合され得る。この弁は、バイパス内に或いは冷却システムから出る線内に或いは両者内に配置され得る。後者の場合には、三方向弁が使用され得る。それらの弁又は各弁は、完全に開放され或いは完全に閉塞され得る単純な弁であり得る。その場合には、弁が開閉される期間及び／又は頻度を変更することによって、流速制御が遂行され得る。代替的に、それらの弁又は各弁は、通路開放が制御されることを可能にし、それによって、弁を通じる流速が前記通路開放を調節することによって制御されることを可能にする。もし弁が適切に配置されるならば、別個の混合室や追加的なポンプ手段は不要である。これは装置を単純でコンパクトに維持するのに役立ち得る。

本発明の他の特徴によれば、冷却システム及び加熱システムは、供給システムからの水が、水が冷却流体として作用し得る冷却システム、水が殺菌され得る加熱システム、及び、再び水が冷却され得る冷却システムを通じて連続的に進むよう相互接続され得る。そのような構成は極めてエネルギ効率的である。何故ならば、加熱システム内の水に入力されるエネルギの一部が、冷却システム内で回復され、引き続き、加熱システムに送り込まれる水を予加熱するために再使用されるからである。さらに、そのような構成は、ポンプ手段の数が最小限化されることを可能にする。何故ならば、冷却流体の周りに注入するために別個のポンプ手段が必要とされないからである。もし適切な弁、例えば、上述の三方向弁と組み合わせて使用されるならば、加熱システム及び冷却システムを通じて水を進め、冷却システム及びバイパスからの水を所望温度に混合するためには、装置は単一のポンプ手段で十分である。

本発明のさらに他の特徴によれば、バイパスからの殺菌水は、装置の部分、特に装置の混合室、混合手段、及び／又は、計量分配出口のような使用中に調製される飲料と接触する部分を洗浄するために有利に使用され得る。飲料がベビーミルクである場合、バイパスからの水は、ボトル及び／又は乳首を洗浄するためにも使用され得る。そのような場合には、水が依然として極めて熱い加熱システム又はその付近でバイパスを分岐させることが好ましくあり得ることが明らかであろう。

本発明の有利な特徴によれば、装置は、飲料調製セッションの前及び／又は後にそのような洗浄作用を遂行するようプログラムされ得る。例えば、水及びインスタント食品が混合されるとき、セッションの終了時にのみ解放されるよう、少量の水が初期的に取り置かれ得る。次に、この水は装置内に残存し得る如何なる混合物をも洗い去り得る。同様に、装置の関連部分を水の薄膜で覆うよう、各セッションの開始時に、他の成分の前に、少量の水が解放され得る。薄膜は、調製される混合物が前記部分に粘着することを防止するのに役立ち得る。

本発明の他の有利な特徴によれば、装置は、過熱蒸気を生成するための蒸気生成器を備え得る。そのような過熱蒸気を用いるならば、ボトル及び／又は乳首は、素早く且つエネルギ効率的に殺菌され得る。これは沸騰水又はマイクロ波を利用する従来的な方法とは対称的である。これらの従来的な方法は、時間及びエネルギがかかる。何故ならば、第一の方法を用いるならば、かなりの量の水が沸騰させられなければならず、第二の方法を用いるならば、ボトルは、容器が完全に蒸気で充填されるのを保証するために、かなりの量の水でも充填されなければならない、プラスチック容器内に配置されなければならないからである。

過熱蒸気は、例えば、本装置の加熱システム又は冷却システムから引き出される殺菌水を利用し得るサーモブロックによって生成され得る。

好適な実施態様によれば、蒸気生成器は、さらに、容器を保持し且つ密封するよう設計されるインターフェースを含み得る。インターフェースは、容器に蒸気を充填するための入口開口と、凝結水が容器から出ることを可能にする出口開口とを備える。容器は、過熱蒸気で充填され得るし、前記容器内に配される乳首のような小さな品目は殺菌され得る。好ましくは、インターフェースは、ベビーボトルに蒸気を充填することによって、ベビーボトルの内側が殺菌され得るよう、容器がベビーボトルによって移動され得るよう設計される。

本発明の他の特徴によれば、冷却システムは、向流熱交換器を含み得るし、且つ／或いは、加熱システムは、水を１００℃よりも下の温度に加熱することによって前記水を殺菌するよう配置され得る。両方の特徴は、水を加熱し、引き続き、冷却するために必要とされる時間を最小限化し、短い調製時間をもたらすのに役立つ。

本発明に従った装置のさらなる有利な特徴及び実施態様は従属項中に示される。

本発明を説明するために、その例示的な実施態様が、図面を参照して以下に記載される。

以下に、本発明は、フォーミュラからベビーミルクを調製するための装置に関して説明される。しかしながら、本発明は、そのような用途に限定されない。逆に、それは所定の消費温度の殺菌水を使用する如何なる装置にも、例えば、乳児、年配者、又は、病人のような余り抵抗のない消費者のための飲料を調製する装置、医療飲料又は健康増進飲料のような健康関連飲料を調製する装置、又は、不十分な水道水品質を伴う領域における使用が意図される装置にも具現化され得る。

この記載において、「殺菌」という用語は、「臨床的殺菌」ではなく「商業的殺菌」に言及している。商業的に殺菌される水は、依然として細菌を含み得るが、有害なものは破壊され或いは不活性化される。最も商業的な用途のために、本発明を含めて、商業的殺菌で十分である。

図１に示される装置１は、所定量の水及びフォーミュラを混合ユニット３に送り込むよう構成された、水供給システム２と、フォーミュラ供給システム６とを含み、前述の成分は、ベビーミルクを形成するよう混合される。

水供給システム２は、図示されるように、貯水槽９を含み得るし、或いは、代替的に、水道水幹線に直接的に接続され得る。水供給システム２は、さらに、多くの方法で配置され得る、ポンプ手段１２と、適切な供給線とを含む。従って、図１は、限定的であると解釈されるべきではない。

フォーミュラ供給システム６は、容器７と、容器７から混合ユニット３に所望量のフォーミュラを計量分配するための適切な排出構造８とを含み得る。供給システム６は、例えば、その内容がここに参照として引用される、“Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ｂａｂｙ ｍｉｌｋ ｆｒｏｍ ｉｎｓｔａｎｔ ｆｏｒｍｌａ”と題する、本出願人の未公開特許出願中に記載されるように構成され得る。

混合ユニット３は、水及びフォーミュラを塊のない滑らかな混合物に混合するための適切な混合手段（図示せず）を備える混合室４を含み得る。代替的に、混合は、装置１の外側で行われ得る。適切な混合構成は、例えば、その内容がここに参照として引用される、“Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ａ ｂｅｖｅｒａｇｅ ｆｒｏｍ ａｎ ａｑｕｅｏｕｓ ｌｉｑｕｉｄ ａｎｄ ａ ｆａｔｔｙ ｉｎｓｔａｎｔ ｐｒｏｄｕｃｔ， ｉｎ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ ｂａｂｙ ｍｉｌｋ”と題する、本出願人の未公開特許出願中に記載されている。

図１に例証される装置１は、さらに、水を殺菌するための加熱システム１１を含む水処理区画５と、殺菌水の温度を消費に適した所望温度に低下するための温度制御手段とを含む。乳児のために、そのような適切な消費温度は、例えば、室温から摂氏約４５°まで及び得るが、好ましくは、摂氏約３７°である。

加熱装置１１は、例えば、ボイラ、電気コイル、又は、如何なる他の適切な加熱手段をも含み得る。この加熱システム１１において、水は沸騰を通じて殺菌され得る。代替的に、水は、十分な量の加熱時間ｔの間に、摂氏１００°より下の殺菌温度Ｔｓで水を加熱することによって殺菌され得る。その場合には、加熱又は殺菌時間Ｔｓがより低くなるに応じて、加熱時間ｔは、より長くある必要があり、最少必要殺菌温度Ｔｓは、摂氏約７０°にある。例えば、水が加熱されるＴｓが摂氏７０°であるとき、加熱時間ｔは、好ましくは、少なくとも３０秒であるのに対し、水を摂氏８０°又は摂氏９０°で加熱するとき、加熱時間ｔは、約１０秒に減少され得る。これらの値は限定的に解釈されるべきではなく、それらは例示的な目的でのみ与えられている。このようにして、水が素早く殺菌され得ることが理解されよう。

温度制御手段は、殺菌水を冷却するための冷却システム１０と、例証されている実施態様では加熱システム１１から直接的に熱湯を引き出すよう構成されるバイパス２９と、所望の消費温度の水を得るよう、冷却システム１０からの適切な量の冷水と加熱システム１１からの熱湯とを混合するために、例証されている実施態様では三方向弁１４として形成された弁とを含む。

冷却システムは、例えば、熱交換器、好ましくは、向流熱交換器を含み得る。冷却流体が向流熱交換器内で流れ方向に冷却されるべき熱湯に沿って進められ、その方向は熱湯の流れ方向と実質的に対向し或いはそれと鈍角を囲む。そのような向流熱交換器を用いるならば、比較的大量の熱を熱湯から抜き取り可能であり、それによって、前記水が比較的速く冷却されることを可能にする。結果的に、冷却時間は短くあり得る。

好適実施態様において、向流熱交換器は、例えば、その内容がここに参照として引用される、“Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ｂｅｖｅｒａｇｅ ｆｒｏｍ ｓｔｅｒｉｌｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ａｎ ｉｎｓｔａｎｔ ｐｒｏｄｕｃｔ”と題する、本出願人の未公開特許出願の図２及び図３中に示されるように構成され得る。

そのような向流熱交換器において使用される冷却流体は、冷却流体貯槽、ポンプ手段、供給線、及び、回帰線（図示せず）を備える、別個の供給ループによって供給され得る。しかしながら、好適実施態様では、供給システム２からの水は、冷却流体として使用される。使用後、その場合にはより高い温度を有するであろうこの水は、供給システム２、具体的には、貯槽９に戻り得る。しかしながら、これは、時間経過と共に、貯槽９内の水温をゆっくり上昇させ、それによって、熱交換器１０の冷却効率を徐々に減少させる。

従って、最も好適な実施態様では、使用後、冷却水は線２７−２４を介して加熱システム１１内に送り込まれ、それはそこで殺菌される。そのような構成のお陰で、冷却システム１０内で抜き取られる熱は失われず、加熱システム１１に供給される冷却水中に蓄えられる。結果的に、この水を殺菌温度Ｔｓに加熱するために、より少ないエネルギが必要とされる。さらに、この構成を用いるならば、冷却システム１０は、実質的に一定温度（即ち、周囲温度に或いはある冷却温度に維持され得る貯槽９内の温度Ｔ_Ｒ）の、新鮮な冷却流体の連続的な供給が保証される。そのような一定な供給のお陰で、冷却システム１０は、実質的に一定の大きな冷却能力を維持可能であり、それもやはり短い冷却時間に寄与し得る。

冷却システム１０を離れる水は、所望の消費温度であり得るが、僅かにより低い可能性が高い。後者の場合には、バイパス２９及び弁１４のお陰で、水温を所望値に正確に上昇するために、適切な量の殺菌された熱湯が加熱システム１１から加えられ得る。冷水と温水との所要の混合比を決定するために、冷水及び温水の温度を測定する適切な温度センサが提供され得る（図示せず）。そのようなセンサは、例えば、弁１４の上流に近接して或いは加熱システム１１及び冷却システム１０内に配置され得る。測定温度及び所望の消費温度に基づいて、所要の冷水及び温水容積を計算するために、コントローラが提供され得る（図示せず）。センサの数（及び関連費用）を最小限化するために、弁１４の下流の水の温度だけを測定し、フィードバック制御ループを用いて、弁設定、即ち、温水流速及び冷水流速を調節することが可能である。代替的に、装置及び／又は例えば貯水槽及び／又は加熱システム中の温度センサから得られる情報の事前設定に基づいて、フィードフォワードループを介して弁を制御することが可能である。そのようなフィードフォワードループの利点は、それが速く、従って、正しい温度の水が最初から供給されることを可能にすることである。

さらに、コントローラは、例えば、周期的に、或いは、所定の瞬間、例えば、あらゆる飲料調製セッションの前及び／又は後に、弁１４にバイパス２９からの水のみを通過させるようプログラムされ得る。セッションの開始時に、熱い殺菌水は、インスタント食品及び／又は飲料が装置に粘着するのを防止する膜を形成し得るのに対し、混合セッションの終了時に、水はそのようなインスタント食品又は飲料の如何なる残余をも洗い去り得る。故に、飲料及び／又はインスタント食品と接触するようになる装置の部分（例えば、弁１４の下流部分）は、清浄に維持され得る。

さらに、コントローラは、例えば、送りプログラム、場合によってはフォーミュラブランドに依存する処方される水／フォーミュラ濃度、幼児の年齢及び／又は体重、超過時に開始する警報のための安全閾値等に関する使用者特定情報を含み得るし、或いは、そのような使用者特定情報でプログラム可能であり得る。

図１に従った装置１は、さらに、ボトル２０、乳首４６、又は、装置の他の取り外し可能な部分を殺菌するための殺菌装置３０を含む。結果的に、この装置３０は、加熱システム１１又は冷却システム１０からの殺菌水を使用し得る。好適実施態様において、装置３０は、過熱蒸気を生成するよう配置される蒸気生成器３２を含み得る。そのような蒸気生成器は、例えば、図３及び図４に示されるような、サーモブロック３５を含み得る。

このサーモブロック３５は、例えばステンレス鋼の金属管３６と、管状加熱素子３８とを含み得る。それらは共に、例えば、アルミニウムから成る金属ブロック３９内に埋設される。水が管３６内に注入され、過熱蒸気を生成するよう加熱される。蒸気生成器３２は、さらに、容器４５を固定し且つ密封するよう設計されるインターフェース４０を含み得る。容器４５は、殺菌されるべき乳首４６又は何らかの他の部分を取り囲むよう寸法取られる、図３に例証されるようなボトル２０又は図４に示されるような何らかの他の容器であり得る。

インターフェース４０は、さらに、サーモブロック３５内で生成される蒸気が容器４５内に噴射されるのを可能にするための入口開口４２と、凝結水が容器４５を出るのを可能にするための出口開口４４とを含む。この蒸気生成器３２を用いるならば、ボトル２０の内側は、ボトル２０をインターフェース４０上に配置し且つ一発の蒸気を噴射することによって素早く殺菌され得る。同様に、図４の乳首４６は、容器４５に蒸気を噴射することによって殺菌され得る。ボトル２０を取り囲むために今や別個の容器は必要とされないので、殺菌装置３０の寸法が便利に小さくあり得ることがさらに理解されよう。結果的に、十分な蒸気を生成するために必要とされる水量、故に、エネルギ量も同様に小さい。蒸気が過熱されるという事実のお陰で、殺菌は極めて素早く、即ち、数秒内に行われ得る。殺菌装置３０は、装置１内に一体化され得るが、独立型（スタンドアローン）機器としても着想され得る。好適実施態様において、殺菌装置３０は、適切な結合手段（図示せず）を介して装置１に結合され得る選択的なモジュールとして設計され得る。

図２は、バイパス２９が、加熱システム１０からの熱い殺菌水を冷却システムに供給する供給線２１と出口２２との間のどこかで冷却システム１０から分岐している点で、図１に示されるものと異なる、本発明に従った装置１の代替的な実施態様を示している。明らかに、この実施態様に従ったバイパス２９内の水は、図１の実施態様に従ったバイパス内の水よりも低い熱さである。これは、例えば、所要の消費温度が冷却システムを離れる冷却水の温度に多かれ少なかれ対応するより低い値とバイパス内の水の温度により近くあるより高い値との間で変化し得る場合に有利であり得る。もちろん、他の変化も可能である。

本発明は、本記載及び図面中に示される例示的な実施態様に如何様にも限定されない。図示され記載される実施態様の（部分の）全ての組み合わせが、この記載中に組み込まれ且つ本発明の範囲内にあることが明らかに理解されよう。その上、請求項によって境界付けられるような本発明の範囲内で、多くの変形が可能である。

本発明に従った装置の第一の構成を示す概略図である。 図１の装置の変形を示す概略図である。 図１又は図２の構成に接続され得るベビーボトル用の殺菌構成を示す概略図である。 本発明に従った装置の構成部品又は乳首を殺菌するよう構成される、図３に従った殺菌構成を示す概略図である。

Claims (11)

1. インスタント食品及び殺菌水から飲料を調製するための装置であり、
   水を供給するための水供給システムと、
   水を殺菌するための加熱システムと、
   殺菌水を冷却するための冷却システムとを含む装置であって、
   前記加熱システムの出口で或いはその下流で並びに前記冷却システムの出口の上流で分岐されるバイパスを備えることによって、前記冷却システムを離れる冷却水が前記バイパスからの暖かい殺菌水と混合されることを可能にすることを特徴とする、
   装置。
2. 少なくとも前記冷却システムを離れる前記冷却水及び／又は前記バイパスを離れる前記暖かい水の流速を制御することによって混合温度を制御するための弁が設けられる、請求項１に記載の装置。
3. 前記弁は、三方向弁である、請求項２に記載の装置。
4. 前記冷却システム及び前記加熱システムは、前記供給システムからの水が、連続的に、冷却流体として働くよう前記冷却システムに通され、殺菌されるよう前記加熱システムに通され、更に、再び冷却されるよう前記冷却システムに通されるよう配置される、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の装置。
5. 前記バイパスからの殺菌水は、当該装置の前記飲料及び／又は前記インスタント食品と接触する部分を洗浄するために、周期的に或いは所定の瞬間に、前記部分を通じて進められる、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の装置。
6. 前記供給システム、前記冷却システム、前記加熱システム、又は、前記バイパスのうちの１つによって供給される水から過熱蒸気を生成するよう配置される蒸気生成器を含む、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の装置。
7. 前記蒸気生成器は、サーモブロックを含む、請求項６に記載の装置。
8. 前記蒸気生成器は、容器を固定し且つ密封するためのインターフェースを含み、該容器は、使用時に前記インターフェース内又は上に配置されることができ、前記インターフェースは、蒸気が前記容器内に噴射され得る入口開口と、使用中に前記容器内で凝結し得る水が前記容器を離れ得る出口開口とを含む、請求項６又は７に記載の装置。
9. 前記蒸気生成器は、当該装置への取り外し可能な結合のための適切な結合手段を備えるモジュールとして設計される、請求項８に記載の装置。
10. 前記冷却システムは、向流熱交換器を含む、請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の装置。
11. 前記加熱システムは、所定の時間の長さの間に、７０℃より上で１００℃より下の温度で水を殺菌するよう構成され、前記所定の時間の長さは、前記殺菌温度に依存し、前記殺菌温度がより高いときにより短い、請求項１乃至１０のうちのいずれか１項に記載の装置。

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