用於製備飲料的機器和方法

2023-06-04 17:25:56

用於製備飲料的機器和方法
【專利摘要】用於飲料的機器（1），其包括定義了一用於接收一內含飲料製劑的膠囊（2）的一第一區域（A）以及一用於配送飲料的第二區域（B）的一支撐機構（3）。該機器（1）還包括用於在所述第一區域（A）支撐內含飲料製劑的膠囊（2）的膠囊支撐裝置（4），以及用於將一熱射流空氣引導至膠囊（2）的外殼上的預定局部部分（PI）以在該預定局部部分（PI）形成一用於允許飲料製劑從膠囊（2）內出來的第一貫通開口的裝置（5）。
【專利說明】用於製備飲料的機器和方法
[0001]本發明涉及在權利要求1的前序中定義的製備飲料的機器。
[0002]在進一步的樣態中，本發明還涉及使用內含飲料製劑的膠囊製備飲料的方法。
[0003]這裡使用的術語「飲料」不僅僅是嚴格意義上的飲料，還包括像咖啡、茶、牛奶、橙汁、乳酪、浸液以及湯等。
[0004]目前，飲料通常以標準量製備，如一玻璃杯、一茶杯、或一咖啡杯，所述飲料的量是通過使用內含適量的待混合，稀釋和/或調製的製劑的膠囊來獲取的。
[0005]這種膠囊的使用使得標準量的飲料可以簡單而快速的方式迅速製得，而且確保了飲料品質的一致性。這是因為每一個膠囊都是一個可以使內含其內的一定劑量的製劑的感官特性和品質特性得以長時間保存的密閉容器，可防止因暴露在空氣中或接觸到環境溼氣而變質。而且，此外，可在該膠囊內創造改性的無氧氣氛，眾所周知的，氧氣會導致氧化反應發生並因此會降低製劑的感官特性。
[0006]飲料製備過程需要破壞膠囊的物理完整性而使製劑在與液體(通常是水)混合，稀釋和/或調製前或後從膠囊中出來。
[0007]—般，是通過一個機械穿孔器破壞膠囊外殼的物理完整性。如果製劑的混合，稀釋和/或調製是在膠囊內發生的，則這樣的機械穿孔器就充當了一個穿孔/配送噴嘴，液體將通過它流入膠囊。
[0008]要知道的是，即便只需要機械穿孔器，或者更糟的需要一個穿孔/配送噴嘴，它還是存在缺陷的。
[0009]就比如，在一個用於製備不同口味飲料的飲料製備機器中，使用同一個穿孔器或穿孔器/分配器，可能會導致之前製備好的飲料的殘渣汙染和/或改變後製備的飲料的感官特性。這即便是看不到的，也可通過味覺被感知。
[0010]現有技術通過為飲料製備機提供多個機械穿孔器或穿孔/配送噴嘴，從而可以按要製備的飲料的種類來選擇使用這些機械穿孔器或穿孔/配送噴嘴，排除了這樣的缺陷。
[0011]然而，要注意的是，即便是可以為每種飲料提供一特定的穿孔器或穿孔/配送噴嘴，殘渣遺留在穿孔器上的問題仍然會存在，這是因為在每次使用時每個穿孔器或穿孔/配送噴嘴的底端一定會接觸膠囊中的製劑。
[0012]即使機器具有清洗環節，使得穿孔器或穿孔/配送噴嘴得以在每次使用後得以被浸洗，但由於它們的性質，飲料製劑還是會留殘渣在機械穿孔器或者穿孔/配送噴嘴上。
[0013]因此，對一種使用內含飲料製劑的膠囊來製備飲料，而不會發生膠囊中飲料製劑間相互汙染的問題的需求顯然還是很強烈的。
[0014]基於這個問題，本發明提供了一種飲料製備機器，其使用內含飲料製劑的膠囊來製備飲料，該設備包含能夠滿足如上需求的結構和功能特性，從而消除了前述伴隨現有技術的缺陷。
[0015]這個問題已經被權利要求1中記載的使用裝有飲料製劑的膠囊的飲料製備機器所解決。
[0016]根據一進一步的樣態，本發明還提供了一種自內含飲料製劑的膠囊製備飲料的方法，該方法可以消除前述缺陷。
[0017]這個目的可以通過權利要求15中定義的自內含飲料製劑的膠囊製備飲料的方法來實現。
[0018]關於用於使用內含飲料製劑的膠囊製備飲料的飲料製備機器及方法，本發明的其他特徵和優選方式將通過下面的結合附圖的對本發明的實施例的示例性的而非限制性的描述而變得顯而易見，其中:
[0019]圖1是根據本發明的飲料製備機的立體圖。
[0020]圖2是圖1中機器的內部概略立體圖。
[0021]圖3a，3b以及3c是當將內含飲料製劑的膠囊放入圖1中的機器中時的立體圖。
[0022]圖4和圖5分別是放有和不放膠囊的圖1中的機器的細部放大立體圖。
[0023]圖6示出了圖2的概略立體圖，其中支撐裝置上放置了膠囊。
[0024]圖7a至圖7d依次序示出了該機器支撐一膠囊，該膠囊通過多個步驟形成一第一開口，旋轉90°，再旋轉90°，形成一第二開口。
[0025]參照附圖，標記I通常指本發明的使用內含飲料製劑的膠囊2來製備飲料的機器。
[0026]膠囊2被定義為一種可熱壓成形的，高溫密封的食品級材料製成的閉合體；可熱壓成形的，高溫密封的食品級材料可以被拿掉(像在酸奶杯裡)，和/或在注射模具中成型。
[0027]這種材質的例子包括但不限於:PET、PE、PE+EV0H+PE+PVC的多層膜，可降解的Mater-bi 等等。
[0028]這些材質熔點一般在130°C以上，通常略高於140°C。
[0029]機器I具有一支撐結構3，該支撐結構包括一盒狀本體，在盒狀本體內定義有:
[0030]用於接收內含飲料製劑的膠囊2的第一區域A ；
[0031]用於配送飲料的第二區域B。
[0032]更優的，第二飲料流送區域B設置於所述安裝膠囊2的區域A下方，使飲料製劑利用重力從膠囊3中落入第二飲料配送區域B。
[0033]機器I包括:
[0034]膠囊支撐裝置4，用於支撐第一區域A中的膠囊2，
[0035]裝置5，用於形成膠囊的外殼上的至少一個的孔，所述裝置5貼近第一區域A安置；以及
[0036]用於配送定量液體的裝置，在這個示例中為液體導管8 ；
[0037]在圖示實施例中，上述支撐裝置包括一個框架4，其用於從膠囊側向圍合膠囊，並且其有一個凹槽，用於實現與膠囊2的外部邊緣2a的滑動配合。
[0038]也就是說，這樣的框架4有兩個對置的部分，分別用於接收膠囊2的一側的外部邊緣2a。如圖3a，3b和3c所示，膠囊2從前側滑進使得其外部邊緣2a滑進框架4的凹槽，使其恰好保持在所述機器I中的第一區域A的位置。
[0039]為了方便的將膠囊2從外部引入框架4 (見圖3a，3b和3c)的前側，在框架4上的支撐結構3的盒狀本體有一個入口 7。
[0040]用於膠囊2中的支撐裝置4除了上述圖示的框架外，還可以包括，諸如，一個夾子、一個定義了膠囊安裝位置的本體，一個插放膠囊的導槽或其它具有等同結構和/或功能的布置。[0041]更優的，用於膠囊2的支撐裝置4被機器I的支撐結構3所支撐，以繞著一與地面平行的旋轉軸X-X旋轉。機器I包括驅動裝置(未示出)，其用於驅動和控制支撐裝置4繞著旋轉軸X-X旋轉。基於上述描述，用於膠囊2的支撐裝置4可以改變它們位置的方向(例如:繞著軸X-X旋轉180度)，從而被支撐的膠囊2發生翻轉時不會與支撐裝置4相分離。
[0042]有利的是，上述用於在膠囊外殼上形成至少一個貫通開口的裝置5包括局部加熱裝置。該局部加熱裝置能向上述支撐膠囊2的支撐裝置4的第一區域A的一限定部分導入局部熱通量，在膠囊2的外殼的局部位置Pl產生局部熱量、使得所述膠囊2的外殼失去它的物理完整性，從而在該外殼中形成一使得飲料製劑可從膠囊2中出來的第一貫通開口。
[0043]依照優選的實施例，上述局部供熱裝置5包括一個根據需要使得熱射流噴出的噴嘴6。
[0044]有利的是，依據一簡單有效的實施例，這樣的熱射流是熱空氣射流。這樣，機器I包含用於產生空氣流(沒有圖示)的裝置，和用於加熱該空氣流的裝置5。這樣的裝置中，熱空氣射流從噴嘴6中噴出，然後被引導至前述膠囊2的外殼的局部位置Pl之上。
[0045]應注意的是，在特殊條件下，過熱的氣體或蒸汽也可以當作流體使用。
[0046]如果流體是過熱的蒸汽，這個機器將包括用於產生流過噴嘴的過熱蒸汽的裝置。
[0047]或者，這樣的用於導流局部熱通量的局部加熱裝置5還可以包括一個雷射發射器或一個紅外線燈或其他加熱裝置，其能夠通過向所述位置Pl上引導局部熱通量的方式加熱上述外殼的局部位置Pi，而不直接接觸到膠囊。
[0048]為了在不發生直接物理接觸而只是將上述熱通量引導至所述外殼上的情況下破壞掉外殼的物理完整性,這樣的熱流應該被調整為只能使形成膠囊外殼的材料局部軟化和/或局部熔化而失去物理完整性。
[0049]就這一方面應該注意到，通過對不同材質的膠囊所做的實驗測試顯示，當加熱外殼的局部位置至接近其熔點的溫度，但還沒有達到這種材質的熔點時，膠囊外殼會如所需要的那樣被穿孔，從而形成第一貫通開口。
[0050]考慮到:
[0051]-上述適合形成膠囊2的材質的性質；
[0052]-例如假設是熱壓或熔焊材質，則在約140°C會發生兩層的熔焊，再上升幾度即足以使得材質被熔化而不是被熔焊；
[0053]通過一僅能使上述外殼的局部位置P2達到130°C至180°C，優選溫度應為145°C至160°C的熱通量可在局部加熱膠囊2的外殼上形成第一貫通開口。
[0054]在各附圖所示的優選的實施例中，熱流是熱空氣流，並且上述溫度值表示的是從噴嘴6噴出的熱空氣所達到的溫度值。
[0055]如果上述用於引導出一熱通量的局部加熱裝置5，由一個雷射發射器或一個紅外燈組成，則上述溫度值表示的是雷射或紅外燈發射的熱通量碰撞的那部分外殼所要達到的溫度。
[0056]更優的，支撐膠囊2的支撐裝置4所在的上述區域的限定部分的表面面積範圍為5mm2到200mm2,優選面積範圍在10mm2左右。
[0057]更優的，機器I包括用於引起支撐裝置4支撐的膠囊2中振動或晃動的振動裝置，使得飲料製劑可以更容易從膠囊外殼上的開口中出來。這是獨特的，但卻非限定性的，其優點是飲料製劑為固態形式時同樣適用，例如粉末或細粒。
[0058]更優的，上述振動裝置與膠囊支撐裝置4關聯。
[0059]自內含飲料製劑的膠囊製備飲料的方法，步驟如下:
[0060]提供一內含飲料製劑的膠囊2 ；
[0061 ] 在所述膠囊2外殼的第一局部位置Pl至少形成一個第一貫通開口，該至少一個貫通開口被設計為允許飲料製劑從膠囊中出來；
[0062]使得飲料製劑通過上述貫通開口從膠囊2出來；
[0063]使該飲料製劑與一液體混合。
[0064]更有利的是，上述在膠囊2的外殼的第一局部位置Pl至少形成一被設計為允許飲料製劑從膠囊中出來的第一貫通開口的步驟是通過一下方式實現的:通過將一局部熱通量引導至所述外殼的第一局部位置Pl上從而使得形成該膠囊2外殼的材料的該局部Pl的因發生局部軟化及/或局部熔化而失去其物質完整性。
[0065]更優的，這樣的熱通量由熱射流流體形成，該熱流體優選為溫度在130°C到180°C，優選溫度為145°C到160°C的空氣流。
[0066]可替換的是，可導入一過熱蒸汽射流或者通過生成的充足的熱通量使形成膠囊外殼的材料的局部位置Pi局部軟化和/或熔化。
[0067]更優的是，膠囊2外殼的第一局部位置Pl是在該膠囊的上部，也就是膠囊2的向上部分，向上或向下的方向指膠囊相對地面的方向。
[0068]更優的是，在這種情況下，如果第一貫通開口在膠囊上部形成，通過翻轉後者可使得飲料製劑通過重力從上述膠囊的第一貫通開口下落。
[0069]更優的是，在飲料製劑從上述第一貫通開口出來前，在膠囊2的外殼的第二局部位置P2形成第二貫通開口。
[0070]更優的是，一旦膠囊2被翻轉就通過向膠囊2外殼的第二局部位置P2上引導局部熱通量而形成第二貫通開口。
[0071]為了使飲料製劑能夠更容易的從膠囊2中流出，膠囊2要便于振動或晃動。
[0072]應該注意的是，膠囊2的內部容量通常要大於其內部內含的飲料製劑的容量，因此膠囊一定會有一個不被所述飲料製劑接觸和掠過的外殼部分，因飲料製劑填滿膠囊2的底部，由於重力，外殼中不與飲料製劑接觸和掠過的部分在膠囊2的上部。
[0073]有鑑於此，上述膠囊2的外殼的第一局部位置Pl剛好與不能與飲料製劑接觸和掠過的外殼部分相重合。有利的是，這可實現前述被熱通量碰撞的外殼的局部位置Pl被快速加熱，這是因為這部分不接觸飲料製劑，從而該局部位置接收的熱能不會輕易消散，進而會導致外殼局部溫度升高，並最終被熔透。
[0074]更優的是，上述各方法步驟可以在前述機器I中得以實施。
[0075]前面的描述很明顯的說明了，本發明的機器和方法能夠滿足上述需要並且消除了本公開的引言部分描述的現有技術的不足。
[0076]因此，第一貫通開口可在內含飲料製劑的膠囊外殼上快速而簡便的形成，不需要穿孔器或其他任何接觸到膠囊外殼和內含在其內的飲料製劑的物品，從而避免了膠囊中的飲料製劑的相互汙染。
[0077]此外，本發明的機器不需要定期清洗穿孔器或其他裝置，因為該機器沒有這一部分。
[0078]本發明的機器的另一個優點是它結構簡單，因而不需要特殊的維護就可以長時間使用。
[0079]本領域的一般技術人員應當理解，在由後續的權利要求書限定的本發明的保護範圍內可對前述機器以及方法進行多種變化和改動。
[0080]這樣，例如，可以不同的形式對膠囊進行旋轉或翻轉，而仍將其通過特別設計的膠囊支撐裝置保持在機器的第一區域A中。
[0081]另外，在一實施例中可提供這樣的設置，即前述在該膠囊的外殼上形成至少一個貫通開口的裝置是可移動的，從而可以改變其操作位置。
【權利要求】
1.用於使用一內含飲料製劑的膠囊製備飲料的機器，其包括: 定義了一用於接收一內含飲料製劑的膠囊(2)的一第一區域(A)以及一用於配送飲料的第二區域(B)的一支撐機構(3)； 用於在所述第一區域(A)支撐內含飲料製劑的膠囊(2)的膠囊支撐裝置(4)； 用於在該內含飲料製劑的膠囊(2)的外殼上形成至少一個開口的裝置(5)，所述裝置(5)位於臨近所述第一區域(A)的位置以作用於該由所述膠囊支撐裝置(4)支撐的膠囊(2)； 其特徵在於:所述用於在膠囊(2 )上形成至少一個開口的裝置(5 )包括用於將一局部熱通量引導至該支撐裝置(4)支撐該內含飲料製劑的膠囊(2)的區域的一限定部分的局部加熱裝置(5)，該局部加熱裝置(5)在由所述支撐裝置(4)支撐的膠囊(2)的外殼的一局部位置(Pl)生成用於使得所述膠囊(2)的外殼失去其物理完整性的局部熱量，從而在所述膠囊(2)的外殼中形成一適用於允許飲料製劑從膠囊(2)內出來的第一貫通開口。
2.根據權利要求1所述的機器，其中:所述用於引導一局部熱通量的局部加熱裝置(5)包括一噴出一熱射流流體的配送噴嘴。
3.根據權利要求2所述的機器，其中: 所述機器包括用於生成一空氣流的裝置以及用於加熱該由所述用於生成一空氣流的裝置生成的空氣流的裝置；以及 熱射流空氣，其在該機器的所述加熱裝置中被加熱並從所述配送噴嘴出來。
4.根據權利要求2所述的機器，其中: 所述機器包括用於生成過熱蒸汽的裝置，以及 由所述用於生成過熱蒸汽的裝置生成的一過熱蒸汽射流從所述配送噴嘴出來。
5.根據權利要求1所述的機器，其中:所述用於引導一局部熱通量的局部加熱裝置包括一雷射發射器或一紅外線燈。
6.根據權利要求1至5中任意一項所述的機器，其中:所述局部加熱裝置向所述限制部分引導溫度為130攝氏度至180攝氏度，優選為145攝氏度至160攝氏度的局部熱通量。
7.根據權利要求1至6中任意一項所述的機器，其中:所述局部加熱裝置通過在不與所述外殼直接接觸的情況下引導一局部熱通量至所述膠囊(2)的外殼而使得該外殼失去完整性。
8.根據權利要求1至7中任意一項所述的機器，其中:所述該支撐裝置(4)支撐該內含飲料製劑的膠囊(2)的區域的限制部分的面積範圍為5_2到200_2，優選面積範圍為至少10mm2o
9.根據權利要求1至8中任意一項所述的機器，其中: 膠囊(2)的支撐裝置(4)由所述支撐結構(3)以可旋轉的形式(X-X)支撐，並且 所述機器(I)包括用於導致並控制所述膠囊(2 )的支撐裝置(4 )相對所述支撐結構(3 )轉動的驅動裝置。
10.根據權利要求1至9中任意一項所述的機器，其中:所述膠囊支撐裝置(4)由所述支撐結構(3 )支撐以導致被支撐的膠囊(2 )翻轉。
11.根據權利要求1至10中任意一項所述的機器，包括與所述膠囊(2)的支撐裝置(4)相關聯以導致被所述支撐裝置(4)支撐的膠囊(2)被振動/晃動的振動裝置。
12.根據權利要求1至11中任意一項所述的機器，其中，所述用於在形成膠囊(2)的外殼中形成該至少一個貫通開口的裝置不與所述支撐裝置(4)支撐所述內含飲料製劑的膠囊(2)的區域的限定部分發生幹涉，據此防止了其與被支撐的膠囊(2)發生任何直接接觸。
13.用於使用一內含飲料製劑的膠囊(2)製備飲料的機器，其包括: 定義了一用於接收一內含飲料製劑的膠囊(2)的一第一區域(A)以及一用於配送飲料的第二區域(B)的一支撐機構(3)；用於在所述第一區域(A)支撐一內含飲料製劑的膠囊(2)的膠囊支撐裝置(4)； 用於在該內含飲料製劑的膠囊(2)的外殼上形成至少一個開口的裝置(5)，所述裝置(5)位於臨近所述第一區域(A)的位置以作用於由所述膠囊支撐裝置(4)支撐的膠囊(2)；其特徵在於: 所述膠囊支撐裝置(4)由所述支撐結構(3)支撐以使得可相對該支撐結構旋轉其位置，優選為發生相對水平軸的180度的旋轉以將所述膠囊(2)至少部分翻轉； 所述支撐裝置(4)適於將所述膠囊同樣保持在一翻轉的位置；並且 包括決定並且控制所述支撐裝置(4)的旋轉的驅動裝置。
14.用於使用一內含飲料製劑的膠囊(2)製備飲料的機器，其包括: 定義了一用於接收一內含飲料製劑的膠囊(2)的一第一區域(A)以及一用於配送飲料的第二區域(B)的一支撐機構(3)； 用於在所述第一區域(A)支撐一內含飲料製劑的膠囊(2)的膠囊支撐裝置(4)； 用於在該內含飲料製劑的膠囊(2)的外殼上形成至少一個開口的裝置(5)，所述裝置`(5)位於臨近所述第一區域(A)的位置以作用於由所述膠囊支撐裝置(4)支撐的膠囊(2)；其特徵在於:包括與所述膠囊(2)的支撐裝置(4)相關聯以導致被所述支撐裝置(4)支撐的膠囊(2 )被振動/晃動的振動裝置，從而使得所述膠囊(2 )中的內容物在重力的作用下可輕易的通過膠囊外殼上的開口出來。
15.用於使用一內含飲料製劑的膠囊(2)製備飲料的方法，其包括以下步驟: 提供一包括飲料製劑的膠囊(2 ); 在該內含飲料製劑的膠囊(2)的外殼的一第一局部位置(Pl)上形成至少一個貫通開Π ； 使得飲料製劑通過所述貫通開口從所述膠囊(2)出來； 將所述飲料製劑與一液體混合； 其特徵在於:所述用於在膠囊(2)的外殼的一第一局部位置(Pl)上形成至少一個貫通開口是通過以下方式實施的:將一局部熱通量引導至該支撐裝置(4)支撐該內含飲料製劑的膠囊(2)的區域的所述第一局部位置(P1)，以使得所述膠囊(2)的外殼因該局部位置(PD的材料被局部軟化及/或局部熔化而失去其物理完整性。
16.根據權利要求15所述的方法，其中:向所述膠囊(2)的外殼的所述第一局部位置引導所述局部熱通量從而在不與所述膠囊的外殼(2)發生接觸的情況下在該外殼上形成一貫通開口。
17.根據權利要求15或16所述的方法，其中:通過向所述膠囊(2)的外殼的第一局部位置(Pl)上引導一熱射流流體而獲得該熱通量。
18.根據權利要求17所述的方法，其中:所述熱流體是空氣或過熱蒸汽。
19.根據權利要求15或16所述的方法，其中:所述熱通量由一雷射發射器或一紅外線燈生成。
20.根據權利要求15至19中任意一項所述的方法，其中:所述被引導至該膠囊(2)的外殼的該第一局部位置(Pl)的熱通量的溫度範圍為130攝氏度至180攝氏度，優選為145攝氏度至160攝氏度。
21.根據權利要求15至20中任意一項所述的方法，其中:所述第一局部位置(Pl)的面積範圍為5mm2到200臟2，優選面積範圍為10mm2左右。
22.根據權利要求15至21中任意一項所述的方法，其特徵在於:所述膠囊的外殼的該第一局部位置(Pl)是膠囊參照其相對地板的位置而言面向上方的一個部分。
23.根據權利要求22所述的方法，其特徵在於:包括在形成所述第一貫通開口後翻轉所述膠囊(2)以使得所述製劑在重力的作用下通過所述第一貫通開口從所述膠囊(2)中出來的步驟。
24.根據權利要求15至23中任意一項所述的方法，包括在使得飲料製劑通過所述貫通開口流出所述膠囊(2)之前，在所述膠囊(2)的外殼的一第二局部位置(P2)形成一第二貫通開口的步驟。
25.根據權利要求23或24所述的方法，其特徵在於:在將所述膠囊翻轉後，通過將所述局部熱通量引導至所述膠囊的外殼的所述第二局部位置(P2)而形成該第二貫通開口。
26.根據權利要求15至25中任意一項所述的方法，包括振動或晃動所述膠囊(2)以使得其中的飲料製劑在重力作用下從所述第一貫通開口落下的步驟。
27.根據權利要求15至26中任意一項所述的方法，其中，所述用於在形成膠囊(2)的外殼的第一局部位置(Pl)形成該第一貫通開口的步驟是在不令膠囊的外殼接觸任何固體實體的情況下實施的。
28.根據權利要求15至27中任意一項所述的方法，其中， 所述膠囊(2)具有一大於其中內含的飲料製劑的體積的內部體積，據此所述膠囊(2)具有不與所述飲料製劑相接觸或不被飲料製劑掠過的外殼部分； 所述膠囊(2)的外殼的所述第一局部位置(Pl)與所述不與所述飲料製劑相接觸或不被飲料製劑掠過的外殼部分相重合。
29.根據權利要求15至28中任意一項所述的方法，其中，所述各步驟由權利要求1至14中任意一項的用於使用一內含飲料製劑的膠囊製備飲料的機器實施。
【文檔編號】A47J31/40GK103635123SQ201280030730
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年6月20日 優先權日:2011年6月28日
【發明者】威廉·詹內利 申請人:因傑尼有限公司