CN103635123A - 用于制备饮料的机器和方法 - Google Patents

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CN103635123A CN201280030730.5A CN201280030730A CN103635123A CN 103635123 A CN103635123 A CN 103635123A CN 201280030730 A CN201280030730 A CN 201280030730A CN 103635123 A CN103635123 A CN 103635123A
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Abstract

用于饮料的机器（1），其包括定义了一用于接收一内含饮料制剂的胶囊（2）的一第一区域（A）以及一用于配送饮料的第二区域（B）的一支撑机构（3）。该机器（1）还包括用于在所述第一区域（A）支撑内含饮料制剂的胶囊（2）的胶囊支撑装置（4），以及用于将一热射流空气引导至胶囊（2）的外壳上的预定局部部分（PI）以在该预定局部部分（PI）形成一用于允许饮料制剂从胶囊（2）内出来的第一贯通开口的装置（5）。

Description

用于制备饮料的机器和方法
本发明涉及在权利要求1的前序中定义的制备饮料的机器。
在进一步的样态中，本发明还涉及使用内含饮料制剂的胶囊制备饮料的方法。
这里使用的术语“饮料”不仅仅是严格意义上的饮料，还包括像咖啡、茶、牛奶、橙汁、乳酪、浸液以及汤等。
目前，饮料通常以标准量制备，如一玻璃杯、一茶杯、或一咖啡杯，所述饮料的量是通过使用内含适量的待混合，稀释和／或调制的制剂的胶囊来获取的。
这种胶囊的使用使得标准量的饮料可以简单而快速的方式迅速制得，而且确保了饮料品质的一致性。这是因为每一个胶囊都是一个可以使内含其内的一定剂量的制剂的感官特性和品质特性得以长时间保存的密闭容器，可防止因暴露在空气中或接触到环境湿气而变质。而且，此外，可在该胶囊内创造改性的无氧气氛，众所周知的，氧气会导致氧化反应发生并因此会降低制剂的感官特性。
饮料制备过程需要破坏胶囊的物理完整性而使制剂在与液体（通常是水）混合，稀释和/或调制前或后从胶囊中出来。
一般，是通过一个机械穿孔器破坏胶囊外壳的物理完整性。如果制剂的混合，稀释和／或调制是在胶囊内发生的，则这样的机械穿孔器就充当了一个穿孔／配送喷嘴，液体将通过它流入胶囊。
要知道的是，即便只需要机械穿孔器，或者更糟的需要一个穿孔／配送喷嘴，它还是存在缺陷的。
就比如，在一个用于制备不同口味饮料的饮料制备机器中，使用同一个穿孔器或穿孔器／分配器，可能会导致之前制备好的饮料的残渣污染和／或改变后制备的饮料的感官特性。这即便是看不到的，也可通过味觉被感知。
现有技术通过为饮料制备机提供多个机械穿孔器或穿孔/配送喷嘴,从而可以按要制备的饮料的种类来选择使用这些机械穿孔器或穿孔/配送喷嘴，排除了这样的缺陷。
然而，要注意的是，即便是可以为每种饮料提供一特定的穿孔器或穿孔/配送喷嘴，残渣遗留在穿孔器上的问题仍然会存在，这是因为在每次使用时每个穿孔器或穿孔/配送喷嘴的底端一定会接触胶囊中的制剂。
即使机器具有清洗环节，使得穿孔器或穿孔/配送喷嘴得以在每次使用后得以被浸洗，但由于它们的性质，饮料制剂还是会留残渣在机械穿孔器或者穿孔/配送喷嘴上。
因此，对一种使用内含饮料制剂的胶囊来制备饮料，而不会发生胶囊中饮料制剂间相互污染的问题的需求显然还是很强烈的。
基于这个问题，本发明提供了一种饮料制备机器，其使用内含饮料制剂的胶囊来制备饮料,该设备包含能够满足如上需求的结构和功能特性，从而消除了前述伴随现有技术的缺陷。
这个问题已经被权利要求1中记载的使用装有饮料制剂的胶囊的饮料制备机器所解决。
根据一进一步的样态，本发明还提供了一种自内含饮料制剂的胶囊制备饮料的方法，该方法可以消除前述缺陷。
这个目的可以通过权利要求15中定义的自内含饮料制剂的胶囊制备饮料的方法来实现。
关于用于使用内含饮料制剂的胶囊制备饮料的饮料制备机器及方法，本发明的其他特征和优选方式将通过下面的结合附图的对本发明的实施例的示例性的而非限制性的描述而变得显而易见，其中：
图1是根据本发明的饮料制备机的立体图。
图2是图1中机器的内部概略立体图。
图3a，3b以及3c是当将内含饮料制剂的胶囊放入图1中的机器中时的立体图。
图4和图5分别是放有和不放胶囊的图1中的机器的细部放大立体图。
图6示出了图2的概略立体图，其中支撑装置上放置了胶囊。
图7a至图7d依次序示出了该机器支撑一胶囊，该胶囊通过多个步骤形成一第一开口，旋转90°，再旋转90°，形成一第二开口。
参照附图，标记1通常指本发明的使用内含饮料制剂的胶囊2来制备饮料的机器。
胶囊2被定义为一种可热压成形的，高温密封的食品级材料制成的闭合体；可热压成形的，高温密封的食品级材料可以被拿掉（像在酸奶杯里），和／或在注射模具中成型。
这种材质的例子包括但不限于：PET、PE、PE+EVOH+PE+PVC的多层膜，可降解的Mater-bi等等。
这些材质熔点一般在130℃以上，通常略高于140℃。
机器1具有一支撑结构3，该支撑结构包括一盒状本体，在盒状本体内定义有：
用于接收内含饮料制剂的胶囊2的第一区域A；
用于配送饮料的第二区域B。
更优的，第二饮料流送区域B设置于所述安装胶囊2的区域A下方，使饮料制剂利用重力从胶囊3中落入第二饮料配送区域B。
机器1包括：
胶囊支撑装置4，用于支撑第一区域A中的胶囊2，
装置5，用于形成胶囊的外壳上的至少一个的孔，所述装置5贴近第一区域A安置；以及
用于配送定量液体的装置，在这个示例中为液体导管8；
在图示实施例中，上述支撑装置包括一个框架4，其用于从胶囊侧向围合胶囊，并且其有一个凹槽，用于实现与胶囊2的外部边缘2a的滑动配合。
也就是说，这样的框架4有两个对置的部分，分别用于接收胶囊2的一侧的外部边缘2a。如图3a，3b和3c所示，胶囊2从前侧滑进使得其外部边缘2a滑进框架4的凹槽，使其恰好保持在所述机器1中的第一区域A的位置。
为了方便的将胶囊2从外部引入框架4（见图3a，3b和3c）的前侧，在框架4上的支撑结构3的盒状本体有一个入口7。
用于胶囊2中的支撑装置4除了上述图示的框架外，还可以包括，诸如，一个夹子、一个定义了胶囊安装位置的本体，一个插放胶囊的导槽或其它具有等同结构和／或功能的布置。
更优的，用于胶囊2的支撑装置4被机器1的支撑结构3所支撑，以绕着一与地面平行的旋转轴X-X旋转。机器1包括驱动装置（未示出），其用于驱动和控制支撑装置4绕着旋转轴X-X旋转。基于上述描述，用于胶囊2的支撑装置4可以改变它们位置的方向（例如：绕着轴X-X旋转180度），从而被支撑的胶囊2发生翻转时不会与支撑装置4相分离。
有利的是，上述用于在胶囊外壳上形成至少一个贯通开口的装置5包括局部加热装置。该局部加热装置能向上述支撑胶囊2的支撑装置4的第一区域A的一限定部分导入局部热通量，在胶囊2的外壳的局部位置P1产生局部热量、使得所述胶囊2的外壳失去它的物理完整性，从而在该外壳中形成一使得饮料制剂可从胶囊2中出来的第一贯通开口。
依照优选的实施例，上述局部供热装置5包括一个根据需要使得热射流喷出的喷嘴6。
有利的是，依据一简单有效的实施例，这样的热射流是热空气射流。这样，机器1包含用于产生空气流（没有图示）的装置，和用于加热该空气流的装置5。这样的装置中，热空气射流从喷嘴6中喷出，然后被引导至前述胶囊2的外壳的局部位置P1之上。
应注意的是，在特殊条件下，过热的气体或蒸汽也可以当作流体使用。
如果流体是过热的蒸汽，这个机器将包括用于产生流过喷嘴的过热蒸汽的装置。
或者，这样的用于导流局部热通量的局部加热装置5还可以包括一个激光发射器或一个红外线灯或其他加热装置，其能够通过向所述位置P1上引导局部热通量的方式加热上述外壳的局部位置P1，而不直接接触到胶囊。
为了在不发生直接物理接触而只是将上述热通量引导至所述外壳上的情况下破坏掉外壳的物理完整性，这样的热流应该被调整为只能使形成胶囊外壳的材料局部软化和/或局部熔化而失去物理完整性。
就这一方面应该注意到，通过对不同材质的胶囊所做的实验测试显示，当加热外壳的局部位置至接近其熔点的温度，但还没有达到这种材质的熔点时，胶囊外壳会如所需要的那样被穿孔，从而形成第一贯通开口。
考虑到：
-上述适合形成胶囊2的材质的性质；
-例如假设是热压或熔焊材质，则在约140℃会发生两层的熔焊，再上升几度即足以使得材质被熔化而不是被熔焊；
通过一仅能使上述外壳的局部位置P2达到130℃至180℃，优选温度应为145℃至160℃的热通量可在局部加热胶囊2的外壳上形成第一贯通开口。
在各附图所示的优选的实施例中，热流是热空气流，并且上述温度值表示的是从喷嘴6喷出的热空气所达到的温度值。
如果上述用于引导出一热通量的局部加热装置5，由一个激光发射器或一个红外灯组成，则上述温度值表示的是激光或红外灯发射的热通量碰撞的那部分外壳所要达到的温度。
更优的，支撑胶囊2的支撑装置4所在的上述区域的限定部分的表面面积范围为5mm2到200mm2，优选面积范围在10mm2左右。
更优的，机器1包括用于引起支撑装置4支撑的胶囊2中振动或晃动的振动装置，使得饮料制剂可以更容易从胶囊外壳上的开口中出来。这是独特的，但却非限定性的，其优点是饮料制剂为固态形式时同样适用，例如粉末或细粒。
更优的，上述振动装置与胶囊支撑装置4关联。
自内含饮料制剂的胶囊制备饮料的方法，步骤如下：
提供一内含饮料制剂的胶囊2；
在所述胶囊2外壳的第一局部位置P1至少形成一个第一贯通开口，该至少一个贯通开口被设计为允许饮料制剂从胶囊中出来；
使得饮料制剂通过上述贯通开口从胶囊2出来；
使该饮料制剂与一液体混合。
更有利的是，上述在胶囊2的外壳的第一局部位置P1至少形成一被设计为允许饮料制剂从胶囊中出来的第一贯通开口的步骤是通过一下方式实现的：通过将一局部热通量引导至所述外壳的第一局部位置P1上从而使得形成该胶囊2外壳的材料的该局部P1的因发生局部软化及/或局部熔化而失去其物质完整性。
更优的，这样的热通量由热射流流体形成，该热流体优选为温度在130℃到180℃，优选温度为145℃到160℃的空气流。
可替换的是，可导入一过热蒸汽射流或者通过生成的充足的热通量使形成胶囊外壳的材料的局部位置P1局部软化和/或熔化。
更优的是，胶囊2外壳的第一局部位置P1是在该胶囊的上部，也就是胶囊2的向上部分，向上或向下的方向指胶囊相对地面的方向。
更优的是，在这种情况下，如果第一贯通开口在胶囊上部形成，通过翻转后者可使得饮料制剂通过重力从上述胶囊的第一贯通开口下落。
更优的是，在饮料制剂从上述第一贯通开口出来前，在胶囊2的外壳的第二局部位置P2形成第二贯通开口。
更优的是，一旦胶囊2被翻转就通过向胶囊2外壳的第二局部位置P2上引导局部热通量而形成第二贯通开口。
为了使饮料制剂能够更容易的从胶囊2中流出，胶囊2要便于振动或晃动。
应该注意的是，胶囊2的内部容量通常要大于其内部内含的饮料制剂的容量，因此胶囊一定会有一个不被所述饮料制剂接触和掠过的外壳部分，因饮料制剂填满胶囊2的底部，由于重力，外壳中不与饮料制剂接触和掠过的部分在胶囊2的上部。
有鉴于此，上述胶囊2的外壳的第一局部位置P1刚好与不能与饮料制剂接触和掠过的外壳部分相重合。有利的是，这可实现前述被热通量碰撞的外壳的局部位置P1被快速加热，这是因为这部分不接触饮料制剂，从而该局部位置接收的热能不会轻易消散，进而会导致外壳局部温度升高，并最终被熔透。
更优的是，上述各方法步骤可以在前述机器1中得以实施。
前面的描述很明显的说明了，本发明的机器和方法能够满足上述需要并且消除了本公开的引言部分描述的现有技术的不足。
因此，第一贯通开口可在内含饮料制剂的胶囊外壳上快速而简便的形成，不需要穿孔器或其他任何接触到胶囊外壳和内含在其内的饮料制剂的物品，从而避免了胶囊中的饮料制剂的相互污染。
此外，本发明的机器不需要定期清洗穿孔器或其他装置，因为该机器没有这一部分。
本发明的机器的另一个优点是它结构简单，因而不需要特殊的维护就可以长时间使用。
本领域的一般技术人员应当理解，在由后续的权利要求书限定的本发明的保护范围内可对前述机器以及方法进行多种变化和改动。
这样，例如，可以不同的形式对胶囊进行旋转或翻转，而仍将其通过特别设计的胶囊支撑装置保持在机器的第一区域A中。
另外，在一实施例中可提供这样的设置，即前述在该胶囊的外壳上形成至少一个贯通开口的装置是可移动的，从而可以改变其操作位置。

Claims (29)

1.用于使用一内含饮料制剂的胶囊制备饮料的机器，其包括：
定义了一用于接收一内含饮料制剂的胶囊（2）的一第一区域（A）以及一用于配送饮料的第二区域（B）的一支撑机构（3）；
用于在所述第一区域（A）支撑内含饮料制剂的胶囊（2）的胶囊支撑装置（4）；
用于在该内含饮料制剂的胶囊（2）的外壳上形成至少一个开口的装置（5），所述装置（5）位于临近所述第一区域（A）的位置以作用于该由所述胶囊支撑装置（4）支撑的胶囊（2）；
其特征在于：所述用于在胶囊（2）上形成至少一个开口的装置（5）包括用于将一局部热通量引导至该支撑装置（4）支撑该内含饮料制剂的胶囊（2）的区域的一限定部分的局部加热装置（5），该局部加热装置（5）在由所述支撑装置（4）支撑的胶囊（2）的外壳的一局部位置（P1）生成用于使得所述胶囊（2）的外壳失去其物理完整性的局部热量，从而在所述胶囊（2）的外壳中形成一适用于允许饮料制剂从胶囊（2）内出来的第一贯通开口。
2.根据权利要求1所述的机器，其中：所述用于引导一局部热通量的局部加热装置（5）包括一喷出一热射流流体的配送喷嘴。
3.根据权利要求2所述的机器，其中：
所述机器包括用于生成一空气流的装置以及用于加热该由所述用于生成一空气流的装置生成的空气流的装置；以及
热射流空气，其在该机器的所述加热装置中被加热并从所述配送喷嘴出来。
4.根据权利要求2所述的机器，其中：
所述机器包括用于生成过热蒸汽的装置，以及
由所述用于生成过热蒸汽的装置生成的一过热蒸汽射流从所述配送喷嘴出来。
5.根据权利要求1所述的机器，其中：所述用于引导一局部热通量的局部加热装置包括一激光发射器或一红外线灯。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的机器，其中：所述局部加热装置向所述限制部分引导温度为130摄氏度至180摄氏度，优选为145摄氏度至160摄氏度的局部热通量。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的机器，其中：所述局部加热装置通过在不与所述外壳直接接触的情况下引导一局部热通量至所述胶囊（2）的外壳而使得该外壳失去完整性。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的机器，其中：所述该支撑装置（4）支撑该内含饮料制剂的胶囊（2）的区域的限制部分的面积范围为5mm2到200mm2，优选面积范围为至少10mm2。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的机器，其中：
胶囊（2）的支撑装置（4）由所述支撑结构（3）以可旋转的形式（X-X）支撑，并且
所述机器（1）包括用于导致并控制所述胶囊（2）的支撑装置（4）相对所述支撑结构（3）转动的驱动装置。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的机器，其中：所述胶囊支撑装置（4）由所述支撑结构（3）支撑以导致被支撑的胶囊（2）翻转。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的机器，包括与所述胶囊（2）的支撑装置（4）相关联以导致被所述支撑装置（4）支撑的胶囊（2）被振动/晃动的振动装置。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的机器，其中，所述用于在形成胶囊（2）的外壳中形成该至少一个贯通开口的装置不与所述支撑装置（4）支撑所述内含饮料制剂的胶囊（2）的区域的限定部分发生干涉，据此防止了其与被支撑的胶囊（2）发生任何直接接触。
13.用于使用一内含饮料制剂的胶囊（2）制备饮料的机器，其包括：
定义了一用于接收一内含饮料制剂的胶囊（2）的一第一区域（A）以及一用于配送饮料的第二区域（B）的一支撑机构（3）；
用于在所述第一区域（A）支撑一内含饮料制剂的胶囊（2）的胶囊支撑装置（4）；
用于在该内含饮料制剂的胶囊（2）的外壳上形成至少一个开口的装置（5），所述装置（5）位于临近所述第一区域（A）的位置以作用于由所述胶囊支撑装置（4）支撑的胶囊（2）；
其特征在于：
所述胶囊支撑装置（4）由所述支撑结构（3）支撑以使得可相对该支撑结构旋转其位置，优选为发生相对水平轴的180度的旋转以将所述胶囊（2）至少部分翻转；
所述支撑装置（4）适于将所述胶囊同样保持在一翻转的位置；并且
包括决定并且控制所述支撑装置（4）的旋转的驱动装置。
14.用于使用一内含饮料制剂的胶囊（2）制备饮料的机器，其包括：
定义了一用于接收一内含饮料制剂的胶囊（2）的一第一区域（A）以及一用于配送饮料的第二区域（B）的一支撑机构（3）；
用于在所述第一区域（A）支撑一内含饮料制剂的胶囊（2）的胶囊支撑装置（4）；
用于在该内含饮料制剂的胶囊（2）的外壳上形成至少一个开口的装置（5），所述装置（5）位于临近所述第一区域（A）的位置以作用于由所述胶囊支撑装置（4）支撑的胶囊（2）；
其特征在于：包括与所述胶囊（2）的支撑装置（4）相关联以导致被所述支撑装置（4）支撑的胶囊（2）被振动/晃动的振动装置，从而使得所述胶囊（2）中的内容物在重力的作用下可轻易的通过胶囊外壳上的开口出来。
15.用于使用一内含饮料制剂的胶囊（2）制备饮料的方法，其包括以下步骤：
提供一包括饮料制剂的胶囊（2）；
在该内含饮料制剂的胶囊（2）的外壳的一第一局部位置（P1）上形成至少一个贯通开口；
使得饮料制剂通过所述贯通开口从所述胶囊（2）出来；
将所述饮料制剂与一液体混合；
其特征在于：所述用于在胶囊（2）的外壳的一第一局部位置（P1）上形成至少一个贯通开口是通过以下方式实施的：将一局部热通量引导至该支撑装置（4）支撑该内含饮料制剂的胶囊（2）的区域的所述第一局部位置（P1），以使得所述胶囊（2）的外壳因该局部位置（P1）的材料被局部软化及/或局部熔化而失去其物理完整性。
16.根据权利要求15所述的方法，其中：向所述胶囊（2）的外壳的所述第一局部位置引导所述局部热通量从而在不与所述胶囊的外壳（2）发生接触的情况下在该外壳上形成一贯通开口。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中：通过向所述胶囊（2）的外壳的第一局部位置（P1）上引导一热射流流体而获得该热通量。
18.根据权利要求17所述的方法，其中：所述热流体是空气或过热蒸汽。
19.根据权利要求15或16所述的方法，其中：所述热通量由一激光发射器或一红外线灯生成。
20.根据权利要求15至19中任意一项所述的方法，其中：所述被引导至该胶囊（2）的外壳的该第一局部位置（P1）的热通量的温度范围为130摄氏度至180摄氏度，优选为145摄氏度至160摄氏度。
21.根据权利要求15至20中任意一项所述的方法，其中：所述第一局部位置（P1）的面积范围为5mm2到200mm2，优选面积范围为10mm2左右。
22.根据权利要求15至21中任意一项所述的方法，其特征在于：所述胶囊的外壳的该第一局部位置（P1）是胶囊参照其相对地板的位置而言面向上方的一个部分。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于：包括在形成所述第一贯通开口后翻转所述胶囊（2）以使得所述制剂在重力的作用下通过所述第一贯通开口从所述胶囊（2）中出来的步骤。
24.根据权利要求15至23中任意一项所述的方法，包括在使得饮料制剂通过所述贯通开口流出所述胶囊（2）之前，在所述胶囊（2）的外壳的一第二局部位置（P2）形成一第二贯通开口的步骤。
25.根据权利要求23或24所述的方法，其特征在于：在将所述胶囊翻转后，通过将所述局部热通量引导至所述胶囊的外壳的所述第二局部位置（P2）而形成该第二贯通开口。
26.根据权利要求15至25中任意一项所述的方法，包括振动或晃动所述胶囊（2）以使得其中的饮料制剂在重力作用下从所述第一贯通开口落下的步骤。
27.根据权利要求15至26中任意一项所述的方法，其中，所述用于在形成胶囊（2）的外壳的第一局部位置（P1）形成该第一贯通开口的步骤是在不令胶囊的外壳接触任何固体实体的情况下实施的。
28.根据权利要求15至27中任意一项所述的方法，其中，
所述胶囊（2）具有一大于其中内含的饮料制剂的体积的内部体积，据此所述胶囊（2）具有不与所述饮料制剂相接触或不被饮料制剂掠过的外壳部分；
所述胶囊（2）的外壳的所述第一局部位置（P1）与所述不与所述饮料制剂相接触或不被饮料制剂掠过的外壳部分相重合。
29.根据权利要求15至28中任意一项所述的方法，其中，所述各步骤由权利要求1至14中任意一项的用于使用一内含饮料制剂的胶囊制备饮料的机器实施。
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