CN104041930A - 球化/反向球化自动化集成系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种球化/反向球化自动化集成系统和方法，其中方法包括：向封装在装置中的混合槽提供调味液；使用微控制器设备，操作如下步骤：测量注入混合槽中调味液的量；根据调味液的量计算要加入到混合槽中的盐溶液的量；从第一进端口将计算好量的盐溶液配送到混合槽中；在混合槽中将调味液和盐溶液按照预定好的时间混合，形成已加工液；以及将已加工液以小液滴形式，配送到凝胶浴中以胶凝所述小液滴，从而生产胶凝珍珠粒。

Description

球化/反向球化自动化集成系统和方法

技术领域

本发明涉及分子美食领域，更具体地，涉及球化和反向球化过程的自动化。

背景技术

分子美食，也称分子烹饪，其较晚进入前卫烹饪领域。球化技术是分子美食的标志，在2003年就已经被E1Bulli餐馆的传奇厨师Ferran Adria普及推广。Adria厨师用迷人的调味品组合制备多种可食用球状物。分子调酒是相关术语，是指使用目前仅在高端产品中提供的可食用球状物来调制饮料。球状物或可食用珍珠粒是通过胶凝预制液、使其形成球状物而产生的。我们通过胶凝，来描述球状物的膜的厚度由外向内增加的过程。

可食用球状物（可食用珍珠粒）的吸引力在于：作为有创新的餐馆和酒吧之常客的消费者，经过这种独特的美食款待后，订购手工装备来自制珍珠粒。该装备使用注射器并提供手工制作珍珠粒的方法。这种装备的缺点是：使用这种手工、以注射器为基础的装备，个人制作的珍珠粒的数量是有限的。球化装备这一技术的现状是：这种装备需要大量的劳动力且非常耗时，每批只能生产少量的可食用珍珠粒。此外，用这些以注射器为基础的装备，按照精确/准确的比例来混合球化反应所必需的粉料/试剂，需要花费大量时间和技巧。

此外，传统的制备方法需要在酒吧或餐馆中不常见的实验室器材和原料。这种手工制备方法需要许多冗长的步骤，包括各种粉料的准确精密混合。这种现有手工方法的另一个缺点是：制备的珍珠粒大小不一、薄厚不均，这会减少对消费者的吸引力。使用这种装备的制备珍珠粒的手工方法，需要制备者有某种最低的技术水平，这种最低技术水平需要训练。

为了克服现有技术上述缺点，制备可食用珍珠粒的自动化方法是必要的。

发明内容

简而言之，根据本发明实施例的用于生产胶凝珍珠粒装置包括：外壳，所述外壳具有至少一个供应调味液进入的开口调味；外部组件和内部组件。外部组件包括：第一进端口，通过第一进端口连接第一可更换包装容器；具有配管的配送器，通过所述配管，加工过的溶液被排到凝胶浴中。所述内部组件包括：混合槽，用于混合调味液和第一溶液；第一流阀与混合槽流控连接，第一流阀将调味液导入和导出所述混合槽；第二流阀与混合槽流控连接，第二流阀把成比例的一定量的第一溶液引流到混合槽；微控制器。

所述微控制器是处理器设备，其操作步骤为：测量调味液的量；根据调味液的量计算要加入到混合槽中的第一溶液的量；启动将已计量的第一溶液配送到混合槽中；启动混合装置，以在混合槽中混合调味液和第一溶液，来形成已加工溶液，混合所用的时间是预先确定的；启动配送器，以小液滴形式将已加工溶液配送到凝胶浴中，以胶凝小液滴，从而产生胶凝珍珠粒。

根据本发明的另一实施例，一种生产胶凝珍珠粒的反向球化方法，所述方法包括的步骤和动作为：向封装在装置中的混合槽提供调味液；使用微控制器来执行：测量倒入混合槽中调味液的量；根据调味液的量，计算要加入到混合槽中的盐溶液的量；从第一进端口将已计量的盐溶液配送到混合槽中；在混合槽中混合调味液和盐溶液，来形成已加工液，混合所用的时间是预先确定的；以小液滴形式将已加工液配送到凝胶浴中，以胶凝小液滴，从而产生胶凝珍珠粒。

根据本发明的另一实施例，一种使用球化过程生产胶凝珍珠粒的方法，包括的步骤和动作为：向封装在装置中的混合槽提供调味液；使用微控制器装置来执行：测量倒入混合槽中的调味液的量；根据所述调味液的量，计算要加到混合槽中的胶化剂（如浓缩海藻酸钠）的量；从第一进端口将已计量的胶化剂配送到混合槽中；启动混合装置，以在混合槽中混合调味液和胶化剂，来形成已加工溶液，混合所用的时间是预先确定的；启动配送器，以小液滴形式将已加工溶液配送到包含盐溶液的凝胶浴中，以胶凝小液滴，从而产生胶凝珍珠粒。

附图说明

为示范性说明本发明的目的、特征及有益效果，我们参照附图，对本发明示范性实施例的作出了如下详细说明，其中：

附图1是根据本发明实施例配置运行的、用来执行球化的装置的简要示意图；

附图2是根据本发明实施例的所述附图1中的装置的截面图；

附图3A是根据本发明实施例的所述装置的立体图；

附图3B是根据本发明实施例的所述装置的侧视图。

附图3C是根据本发明实施例的所述装置的俯视图；

附图3D是根据本发明实施例的所述装置的前视图；

附图4A到4F是根据本发明实施例的所述装置的组件的视图；

附图5是根据本发明实施例的所述装置的阀门和配线的示意图；

附图6是根据本发明实施例的流感器/微控制器的示意图；

附图7是根据本发明实施例的LED指示器的一个示例的示意图；

附图8是根据本发明实施例的微控制器内部的胶合板；

附图9是根据本发明实施例的与所有水接头一起使用的水杂质过滤器的示意图，用于在需要时改善水质；

附图10是根据本发明实施例的过滤装置和杯垫的示意图；

附图11是本发明实施例的能够节省时间的布局的示意图；

附图12是根据本发明实施例的安装基座的示意图；

附图13是根据本发明实施例的用户界面的示意图，所述用户界面用来调整配料的比例；

附图14是根据本发明实施例在用户设备上使用的界面的示意图；

附图15到17是根据本发明实施例的珍珠粒形成的特写镜头；

附图18是根据本发明实施例的在凝胶浴中的珍珠粒的示意图；

附图19是根据本发明实施例的一种方法的流程图；

附图20是根据本发明实施例配置运行的计算机设备的简化框图；

附图21是根据本发明实施例的示范分性量选择器界面的示意图；

附图22是根据本发明实施例的示范性饮料制造器界面的示意图；

附图23是根据本发明实施例的示范性口味选择器界面的示意图；

附图24是根据本发明实施例的四个专用可更换容器的示例图；

附图25是根据本发明实施例的用于可更换包装容器的喷嘴的示例图；

附图26是根据本发明实施例的喷嘴阵列背面的示例图；

附图27是根据本发明实施例的滑动板的简图，所述滑动板是锁定机构的一部分；

具体实施方式

本发明可被修改成代替形式，通过附图中的示例展示了特定的实施例，在此将对这些特定实施例进行详细说明。但应理解为，所述附图和详细说明不是将本发明限定在所披露的具体形式，相反，本发明覆盖了落入本发明保护范围的所有修改、等同物和替换。

在附图中，已用常规符号表明了设备组件和方法步骤，附图仅显示那些与理解本发明实施例相关的特定内容，以免使得对于本领域技术人员显而易见的、且得益于本发明的细节的公开变得模糊不清。因此，应理解为：为使图解简单明了，那些在可用于商业用途的实施例中有用或者必需的，常见易懂的部件不再描述，以助于更清楚理解这些不同的实施例。

我们介绍一种方法和装置，用来自动生产大量的用不同液体做成的可食用珍珠粒，所述方法和装置可使用或不使用固体颗粒物添加剂，与现有技术的手工方法相比，生产所述珍珠粒所用的时间相对较短。我们使这个被称为“球化”、“反向球化”、“逆向球化”的过程自动化。这些过程可被用来生产可食用珍珠粒，也被称为“胶凝珍珠粒”、“人造鱼子酱”、“水果鱼子酱”和其他名字。

制造胶凝珍珠粒的过程包括将待胶凝的液体(基质)与胶化剂(如海藻酸钠)和盐液相结合，以便与淀粉(通常是氯化钙、乳酸钙或葡萄糖酸钙乳酸)交联。因为pH低的（酸性的）液体会使胶凝失败，所以添加可食用的pH缓冲剂(通常是柠檬酸钠)，来增加pH值,以确保胶凝过程不被pH低的溶液妨碍。

我们采用与专用的可更换包装容器集成在一起的专用装置，使这个过程自动化，从而使任何制备者经过很少或不经过培训，就能生产绝妙的珍珠粒调合物。例如，酒吧老主顾可在其自己的平板电脑上，简单地从和装置相连接的显示屏上选择饮料，在装置上启动自动过程，来生产美味的珍珠粒饮料。这种新颖的方法能确保珍珠粒即便在大批量生产的时候，在味道、形状和质感上，也能有持续的质量控制。

概述----球化和反向球化

球化（或常规球化）包括将胶化剂(海藻酸钠，或任何将来由任何第三人开发或拥有的改进的胶化剂)溶解到基质中,并将其滴入胶化剂(带钙离子的液体)的槽中。这个过程可能会过度胶凝，珍珠粒在此过程中变得太硬（一直胶凝到珍珠粒的核心），或是珍珠粒的外壳层被胶凝得太厚。过多胶凝的珍珠粒容易下沉。这是由钙离子通过被胶凝的珍珠粒外壳层持续扩散导致的。通过“震荡”珍珠粒，或是将它们的温度提高到85摄氏度，持续大约十分钟这样的一小段时间，就可以阻止这个过程。附图18为珍珠粒180在凝胶浴容器150中的示意图。

反向球化或逆向球化包括将钙离子源溶解基质中，将其滴入胶化剂如带有海藻酸钠的溶液中。这种方法的优点在于：生产的珍珠粒外壳层相对恒定、产品更标准化，并且，还使种类更为繁多的液体，如奶制品、脂肪和酒，更协调地被胶凝。

概述----用途

胶凝珍珠粒用途广泛，仅举几例，如在食品/饮料备制、保健品(有益健康的食品)、药用和植物学应用方面。在本文件的以下部分中，我们将主要集中在食品/饮料和保健品应用上。在植物学应用方面，胶凝珍珠粒可用植物营养素和水备制，并可放入花瓶中，既有美学上的吸引力，又能灌溉植物。胶凝珍珠粒将维他命和水逐渐释放到花瓶中，来维持花和植物的新鲜。

装置说明

参照附图，特别是附图1，我们给出了根据本发明实施例的用来生产胶凝珍珠粒的装置100的示意图。利用很少的人工干预，装置100就能将普通液体转变成胶凝珍珠粒。根据本发明中的装置100是智能设备，能和其自身内部组件和远程设备，如移动设备，通讯交流。装置100能执行球化和反向球化。不管是球化还是反向球化，这里所示的装置100均为其最基本形式。装置的额外配件和更新将在后文参照装置100的其他实施例论述。

装置100执行工作时，需要多包新颖的执行球化和/或反向球化所需的浓缩液。装置100的其中一个实施例的容量大概为一立方英尺，包括用于把任何pH和/或酒精含量的任何输入液变成调味胶凝珍珠粒180的所有必需的组件。这既适合个人喝的饮品（含酒精或不含酒精的饮料），如那些酒吧提供的饮品，也适合食材和配菜(如在餐馆、快餐连锁店、酒会和个体消费者)、药品及植物营养液的批量生产。

附图1的实施例显示了三个容器110、115和150。包装容器115装有柠檬酸钠浓缩溶液，用作pH缓冲剂和降低酸性。pH缓冲是必需的，因为pH值低于5会使胶凝困难。容器110装有用于反向球化的盐电解浓缩液，如葡萄糖酸钙乳酸(一种无味的钙的来源)，或用作常规球化的交联淀粉，如浓缩海藻酸钠。容器150装有海藻酸钠凝胶浴，交联淀粉或钙离子溶液。容器110和115是可更换包装容器，需要时可更换。我们推荐的装置100的不同实施例，有一个到四个以上不同类型的可更换包装容器（将结合附图24论述）。

随着球化的进行，输入液在容器150中与诸如海藻酸钠的胶化剂混合。如需要，加入诸如柠檬酸钠的缓冲剂来调整混合液的pH值。然后，混合液被以小液滴的形式配送到诸如氯化钙或乳酸钙这样的盐电解液中。

进行反向球化时，我们在容器150中将输入液与盐电解液（如葡萄糖酸钙乳酸）混合。如常规球化过程中那样，可加入缓冲剂，如柠檬酸钠，来调整混合液的pH值。混合液被以小液滴的形式配送到凝胶浴，如稀释的海藻酸钠，中。

容器110和115与装置100通过专用配件可拆卸连接。配件用于可更换的包装容器，可以是喷嘴(见附图4C)或其他能可靠安装且不泄露的配件系统。此外，所述配件系统能提供与装置100相关联的四层保护之一，对此将在下文论述。

经装置100加工，混合液的小液滴可被计数，并从装置100配送到胶凝(盐)电解液150中。凝胶浴容器150可温控,以延迟或减慢胶凝过程。例如：凝胶浴150可被加热到大约85摄氏度。加热阻止了胶凝持续。对常规球化而言，凝胶浴容器150为带钙离子的溶液，正常情况下是稀释的氯化钙或乳酸钙。对反向球化而言，凝胶浴容器150会是胶化剂如交联淀粉，通常情况下是稀释的海酸钠溶液。

制备者通过进端口160，将调味液或或任何混合液体倒入装置100中，以启动胶凝过程。制备者可以是调酒师、厨师、厨房员工、快餐店雇员、咖啡师、老顾客或居家使用者，等等。为了将酸性减少到适当值以及将适当比例的胶化剂或钙离子与液体混合，以产生珍珠粒形成前的已加工溶液，装置100将自动分析输入液。可根据pH传感器、乙醚传感器等的读数，使用溶液的准确数量，以优化配比和pH值，进行适当的珍珠粒生产。然后，珍珠粒形成前的已加工溶液自动从喷嘴(或喷嘴阵列)或配送喷头140(或是多个喷头)，滴入凝胶浴容器150中，采用的球化过程决定了凝胶浴容器150中为钙离子溶液还是胶化剂。珍珠粒形成前的已加工溶液以圆形小液滴形式配送，所述圆形小液滴是由表面张力形成的。

装置说明----端口

将被球化的液体被倒入至少一个孔160、喷头、漏斗、容室或其他进端口，进入装置100。进端口不用时需关闭。关闭可通过滑动板或顶载式板完成，使装置100和其装载物不被弄脏。见附图27。

附图3A到3D是装置100的不同视图。附图3A是立体图。箭头标示了液体输入通道、配送器和可更换包装容器的可能位置。附图3A中的装置的顶部标示了多个可选的用于引入液体的进端口或容室。端口320、330和340不用时可盖上，以防灰尘、细菌和其他微粒进入装置100。端口320根据瓶子的形状成形，已使装液体的瓶子能倒置插入到端口320中，以配送液体，为珍珠粒180调味。装置100可使用任何数目的端口320。一个实施例中使用了四个端口，所述四个端口配有伏特加、朗姆酒、松子酒和威士忌的瓶子，以调配出烈酒风味的珍珠粒。

这里显示的混合饮料端口330是椭圆形的，以适应例如莫吉托（mojito）这样的混合饮料。本实施例显示的水端口340是圆形的，以便在例如餐饮活动这样的情形中，当从水管或水龙头没有自来水时，适应装水的加仑容器。水端口340可包括也可不包括过滤器，所述过滤器用来清除没用的可溶物和/或颗粒物，所述可溶物和/或颗粒物来自于进水流。应该理解为：这里显示的端口的尺寸和形状，仅为说明目的，仅为使具备本领域知识的人理解本发明，不能被解释为是将本发明限定在这里显示的端口的大小、形状和数目上。

仪器说明----内部组件

参照附图2，我们给出了装置100的主要组件的剖面图。主液流线220用粗黑体线标示，电信号（模拟的或数字的）230用细黑线标示，用来表示pH的液体样品线240和乙醚含量测定用虚线箭头标示，这些标示仅用于说明目的。本领域技术人员能够理解：装置100还能测量液体的密度、粘度等。液流阀250由被十字贯穿的圆圈标识。来自可更换包装容器的液体通过通道（阀门）配送到凝胶浴容器中。一些液体，无论是从可更换包装容器（110，115）配送的，还是从用户提供的容器配送的，都首先通过通道流入混合槽210中。最初，只有用户提供的液体260进入混合槽210，大量用户提供的液体260可通过控制阀门250自动加工，所述阀门250在输入液的流线220上。

液体输入后，pH值指示器，如pH值传感器214，对混合槽210中的液体进行pH测量，并配送浓缩缓冲剂溶液如柠檬酸钠，使pH值达到适合胶凝的数值。混合槽210可用透明材料如透明合成树脂(聚合甲基丙烯酸甲酯)制作。可使用柠檬酸盐缓冲剂来调整pH值，不用pH值传感器。然后，流控器212测量含有葡萄糖酸钙的溶液的准确数量，以添加足够的钙离子到混合溶液中胶凝。在混合槽210内部，用搅拌/混合装置，特别例如是有磁性的(非接触式的)搅拌棍或桨叶，快速混合液体。搅拌棍可以是外层涂有聚四氟乙烯的磁铁，通过混合槽210下面旋转的磁铁旋转。

液体然后被配送器218以单个液滴或液滴阵列的形式配送。如果使用多漏斗喷头30、60、90，液滴一次就可被配送（见附图26所示的喷嘴阵列）。由于液滴是通过可选择的光学液滴计数器配送的，所以每滴液滴都可被计数。该光学液滴计数器采用非接触式的、防水的液滴计数系统。本发明的一个实施例中，配送器218和喷头140下面的光学液滴计数器连接，所述光学液滴计数器可以是使用红外线(IR)光束的图像侦测器，也可以是激光（红外线的或可见的）。每滴小液滴滴下时，切断光柱，计数器（未显示）数值就向加上一。其他实施例中，我们可使用光电二极管，所述光电二极管使用环境光线或外光源，如聚焦LED或灯泡，或电容传感器，所述电容传感器能在液滴经过传感器板时改变电容。

每配送一次,可选择的液滴计数器就自动重置。可以用布置在电解液容器150内的过滤器1010(见附图10中的侧视图)，将珍珠粒180从电解液中移出，用清洗液（如清水）清洗。本发明的一个实施例中，过滤器1010类似于深滤茶器，并适于放入容器150中，带有一个或两个手柄，以便于取出。一旦珍珠粒180形成，过滤器1010可被从容器150中举起，以去除过量的海藻酸钠，并将干珍珠粒180倒入饮料杯或自选容器中。在一个全自动实施例中，杠杆可与过滤器1010的一个手柄连接，并能将所述过滤器从容器150中举起、取出，使珍珠粒180落入放置在容器150旁边的容器中。装置100可设定这样程序：珍珠粒180在容器150中，经过预先设定的时间后，被过滤和倒出。

装置说明----微处理器

附图5显示了根据本发明的一个实施例的四个电磁阀520，电磁阀520与红线530相连，红线530与微控制器212相连（如附图6所示）。本发明实施例中，阀门520由抗菌的PEFE聚四氟乙烯构成，以具有对水和酒精混合物的高耐力。影像侦测器218和喷头140（无盖）位于下面，红黄黑电缆540将其连接到微处理器212。本领域技术人员能领会到，微处理器212必然至少包括一个处理器和一个与该处理器配套的存储器，所述处理器和存储器与传感器有效连接。

附图6显示了装置100的控制中心----微控制器212，该微控制器带有LED指示器，其显示装置的哪个部件正在运行。

本领域技术人员能够领会到：指示器可封装在外壳中，与这里简单画出的盒子相比，所述外壳能提供更令人愉悦的美感。例如，附图7显示了一个外壳的例子，其中，LED指示器显示制作珍珠粒的过程。附图8显示了微控制器212内部的胶合板。

装置说明----视图

视图3B显示了侧视图。视图3C和视图3D分别显示装置100将珍珠粒180配送到玻璃杯里的俯视图和前视图。如图所示，显示屏380设在装置100的前面。取决于装置100在具体环境中的摆放位置，显示屏380也可设在装置100的上面、侧面或后面。如果装置100在酒吧间里前部顶侧向外放置，显示屏后置就会更易于调酒师操作。如果顾客要自己调配珍珠粒混合物，前置显示器可能更可取。

附图4A到4F是装置100组件的视图。附图4A是液流管将水或另一种清洁剂情况载入或载出装置100时，装置100背面的视图。附图4B显示了装置100的两个视图，每个视图中都有配送喷头140。如图所示，配送喷头140可设置在装置100的正面或侧面。其设置很可能取决于装置100如何放置和空间有多大。

附图4B也显示配送喷头140可根据需要铰链式开关。关于电解液150的配送喷头140可被调整，以优化配送喷头140和装有稀释的海藻酸钠溶液的容器150之间的距离。配送喷头140和容器150之间的距离影响珍珠粒180的形状/几何形状。混合饮料、钙盐溶液、柠檬酸钠(如需要)的粘度也会影响珍珠粒形状。为优化珍珠粒180的形状，我们可能要通过喷头140的垂直平移和/或通过藻酸盐容器150的水位移动，微调配送喷头140和藻酸盐容器150之间的距离。

附图4C是可更换包装容器110的喷嘴410的一个实施例。喷嘴410在本实施例中由装置100的相互连接的凸锁定环和相应的凹锁定环构成。附图25显示了喷嘴410的另一实施例，将在下文论述。附图4D显示了另一层保护，其中，可更换包装容器的喷嘴410的可插入部分上装RFID标签。附于喷嘴的小片能被装置100上的RFID读数器读取，所述读数器必需校验标签。对此将会在安全部分做更详细论述。附图4F显示了用在装置100中的两种不同大小的管。小直径配管被用来做鱼子酱大小的珍珠粒180；大直径配管则被用来做口调味糖大小的珍珠粒180。注意在变换口味或程序时，必须用水或其他合适的清洁剂冲洗配管，这点十分重要。

附图11是装置100的安装基座1110的三个视图。安装基座1110可永久地附着在装置100上，也可以是一种易于移取的附着，以便清洁和更换。

仪器说明----外壳

我们还没有讨论装置100的外壳。所述外壳已在附图中被用基本的矩形显示，根据审美观，可将其做成不同形状和尺寸。所述外壳可用不同材料制作，材料范围可以从金属，例如铝和不锈钢，到陶瓷、复合材料，再到聚合物这样的PLA（特别是利用3D打印的制作），如透明有机玻璃或安全玻璃、塑胶和他们的组合。外壳材料的选择可能要基于符合食品安全标准，如NSF（美国全国卫生基金会）、FDA(食品和药物管理局)和EU(欧盟)提供的那些标准。外壳可露出或隐藏内部组件和配管。照明可布置在透明的外壳内部，使外壳内部在酒吧环境中能被看得见。在装置和方法的一个实施例中，配置了台式设备，仅供执行自动反向球化。这就产生了如下的对复杂性进行简化：

1、当要被加工的可更换包装容器中的溶液和水的粘度相当时，可能省去对强泵的需要。此外，可更换包装容器和配送喷嘴可靠重力自动给料，省去所有的泵。我们也可以在当可更换包装容器被垂直放置并且溶液逆重力上行时，通过让泵用作阀门这种方式，省去多数阀门。两个包括缓冲剂（柠檬酸钠）和凝胶浴（钙盐，如葡萄糖酸钙乳酸）的可更换包装容器不是细菌的生长载体。这使机器更具先天的更食品安全性，更易于保持清洁。

2、通过浓缩藻酸盐涂覆在探头上，用户输入液的pH测量不会更难。我们也可通过一直添加固定量的柠檬酸盐缓冲剂，省去全部pH传感器。

以上简化导致更简单的设计，这种更简单的设计用的工作组件较少、占用的空间较小，根据我们的市场调研，这已被列为受关注的主要事项。我们估算，作为工作台面上的设备，面积约为9英寸乘18英寸的装置最合适。以上简化使装置不需要任何用户互动，就能可靠地生产颗粒均匀的、不同液体的珍珠粒。制备者简单地倒入液体，珍珠粒就出来了。

仪器----配件

本独特球化装置和方法的诸多预期用途中，其中之一是在酒吧环境中使用，在那种环境中，配件能增加珍珠粒180的新颖和愉悦。根据附图10，一个这样的配件是杯垫1025，所述杯垫1025能启动玻璃杯中带磁性的转子1040。当装有可食用珍珠粒180的玻璃杯被放在有磁性的杯垫1025上时，转子1040使珍珠粒180在玻璃杯中旋转。

另一个配件是紫外线灯，用来增加珍珠粒180自然发光的特性，这种特性是由柠檬酸钠和/或特定的酒造成的。可更换包装容器中的化合物的作用是提高/增强可食用物质“在黑暗中闪光”的能力。紫外线灯可被放入玻璃杯或杯垫，或简单地放在附近。

使用过滤器，如钙离子过滤器，使来自水源的杂质减到最少。水既可用来作常规维护而清洁系统，也可在必要时（特别是在稀释将要进入水解液的物质），用来稀释可更换包装容器。过滤器可单独包装，并在清理装置100时与端口160连接。

附图26显示了喷嘴阵列，喷嘴阵列可被用来代替单独的喷头，一次就能制作大批量珍珠粒。此外，我们可增加锁定机构来保护液体。附图27显示了示例滑动板2710，所述滑动板2710能封盖可更换包装容器。

专用可更换包装容器。

根据本发明的实施例，附图24中显示了四个专用可更换包装容器，所述包装容器是系统不可缺少的组成部分。这里所示的可更换包装容器包括：包装容器2410中的诸如海藻酸钠胶化剂/水胶体浓缩液；包装容器2420中的浓缩液盐溶液；包装容器2430中的浓缩的可食用液体pH缓冲剂溶液；包装容器2440中的清洁剂，如水。盐溶液可更换包装容器2430包括盐溶液，如钙溶液或镁盐溶液。

出于监测目的，每个可更换包装容器可配备一套三个或四个的LED。一个实施例中，珍珠粒没被计数。相反，每个可更换包装容器会提供原料，使珍珠粒的特定数量公式化。可更换包装容器通过喷嘴或轴环附着在装置100上，附图25显示的就是其中一例。

专用可更换包装容器----设备安全。

在保持消费者对品牌的忠诚度上，最重要的特色之一就是产品质量的连续性，这就需要对可更换包装容器采取稳固的安全措施。专用的可更换包装容器必须能被装置100识别，必须耐替换，应难以再生产。根据本发明实施例，本方法至少包括四个层次的安全措施。第一个层次是安全特性，其中，只有专用的可更换包装容器能插入装置100中。专用可更换包装容器出端口的大小、形状和装置100上进端口的大小和形状完全一致。如附图24所示，端口可用不同颜色标记，或采用其他标记来指示哪个包装容器放到哪里。

根据本发明的一个实施例，我们考虑通过使用专用的、单向流喷嘴来增加安全性。这会使消费者（或仿造者）不能将空的、真品可更换包装容器使用仿造产品再填装。喷嘴上的螺纹可用奇数、非标准尺寸、左旋的螺纹来制作，以确保没有兼容的现成系统。另外，可更换包装容器的形状，可加工成使假冒品不会与开口相适的程度。另一可用的方法是：在可更换包装容器的喷嘴上加一层薄膜，为使液体流出就必须刺破薄膜。被刺破的可更换包装容器表明其已被用过了。我们可在装置100上加装电磁锁定机构，将该锁定机构和传感器相连，来测定包装容器被插入的时间。在顶载式版本中，我们可通过启动滑动板穿过端口，锁上进端口。

第二层次的安全措施涉及到电子签名验证的使用，如在可更换包装容器里使用标签的射频识别(RFID)可更换包装容器验证。该安全系统包括设置在可更换包装容器里面或上面某处的无动力小标签，或粘贴在可更换包装容器上的RFID标签或标签。RFID标签上的信息将包括以下任一项或其组合：设备识别信息，可更换包装容器序列号，“散列”，或加密代码。装置100包括RFID读数器。RFID读数器可粘在装置100的每个可更换包装容器容腔附近。为验证可更换包装容器真伪，它会执行下列任务：

1、识别可更换包装容器中RFID标签的存在；

2、通过检测来确定有效的可更换包装容器序列号；以及

3、计算通过序列号和散列码编码的校验和，显示出任何可能使用嵌入假冒的RFID标签的伪造品。

如果RFID读数器不能确定可更换包装容器的有效性和/或来源，微控制器就不会启动锁定机构来使液流进入装置100。读数显示屏会显示信息如“发现不能识别的可更换包装容器。请更换真正的ACME产品。如果错误收到该信息，请通过……联系ACME”。本发明另一实施例中，标签也可被用在瓶子的进端口，这样，就只有特定的瓶子才能被使用。

第三层保护措施是化学保护，采用这种保护时，先特意用低于5的pH制成高酸溶液，使个人在没有减小pH值专用机的情况下，就不能使用专用可更换包装容器。我们的构思是装置和可更换包装容器之间互相依赖，反之亦然。

第四层安全措施以可更换包装容器为中心，包括监测可更换包装容器，特别是它们的耗量和更换。因为装置100是智能设备，装有与传感器及类似设备可操作连接的微处理器，所以，它能追踪可更换包装容器的使用情况。因此，装置100会知道可更换包装容器第一次被插入的时间（开封时）并开始在该点追踪。我们假设可更换包装容器使用时间为四到六周，但监测显示其六个月内未被更换。这就意味着可能存在问题。我们可在发生召回或怀疑有偷窃或污染的情况下，远程使包装容器不能解锁。

用户界面。

正在进行的胶凝过程的信息，以及成品配送量，均能出现在显示屏上，供用户反馈。实现该操作的一种方法是通过使用与配管连接的流感器。附图3D中显示了显示屏，附图21，22和23中，示范性显示屏显示了份量选择器、饮料创造者界面和口味选择器。为正确操作装置100，有必要采用最小的用户界面。但是，装置100设定的程序能接受用户输入的数据，创制顾客配方。

用户输入的数据可通过装置100本身直接进入，或通过和装置100能有效进行通信的无线设备进入。混合液被配送后，余下的未经加工的用户液体的以后的电解液可被以一系列的方式加工。当可更换包装容器（110，115）快用完的时候，用户被提示更换可更换包装容器，提示的方式类似于打印机提示用户更换墨盒。我们可用流感器或图像侦测器来监测包装容器中的液体数量，了解可更换包装容器中的供给将被用完的时间。通过用通信源，如互联网），我们的新订单通过与装置的远程通信自动被发送。

附图13显示了一个示范性用户界面，其中，制备者可与装置100互动，并调整将要胶凝的液体在饮料或食品中的比例。例如，假设制备者是酒吧的老顾客，他想用装置100做胶凝玛格丽塔鸡尾酒。用手机或其他诸如平板电脑(酒吧可能会提供平板电脑给老顾客使用)这样的设备，该老主顾能浏览食品和饮料单，选择用来制作珍珠粒180的材料。可以理解为这位老顾客也能直接通过平板电脑或手机为其选定的材料付费。一旦选定食品或饮料，装置100就会找回相应的配方。配方能从本发明装置的本地存储中被找回，或通过无线信道，从远程数据存储中找回。

一旦找到配方，界面1370就会显示将被用来组成配方的原料的数量或比例。由于这个制备者已经选择了玛格丽塔鸡尾酒珍珠粒，装置150将显示这三种主要原料：龙舌兰酒、君度橙酒和酸橙汁。界面1370也会显示每种原料的比例，加在一起就是100%。此时，制备者能定制他或她的珍珠粒混合物。假设制备者喜欢少点龙舌兰酒，他或她用界面1370来调整数量，龙舌兰酒数量因此减少。装置100会自动调整其他原料，从而得到想要的味道。装置100会配送并混合准确数量的调味液（龙舌兰酒、君度橙酒和酸橙汁），将其与胶化剂混合，调整pH值，将其配送到诸如盐电解液这样的凝胶浴中。一旦珍珠粒在盐电解液中达到预设的时间，过滤器就会被启动，把珍珠粒从凝胶浴中举起。珍珠粒然后被清洗并倒入诸如玻璃杯这样的容器中。整个过程不需制备者进行任何干预。

附图21、22和23显示了三个示例，这三个示例显示的是制备者可能从用户界面（能和装置100有效通信）上看到的内容。附图21给出的显示器中，制备者能选择份量，附图22给出的显示器中，制备者由始至终都能和与装置100互动，制作珍珠粒混合物。附图22和23展示了几种可组合在一起的特别的调味料和原料，包括草本植物，如调味菜。通过了解触摸屏技术，或通过使用滚动条、文本输入或其他方式，用户能调整原料比例。如附图14所示，界面1370可附着在装置100上，也可设置在象平板电脑或手机这样的远程设备上。平板电脑和移动装置可使用无线网关，通过界面1370，与装置100互操作。

方法----概述

根据本发明的一个实施例，附图19显示了一种制作珍珠粒方法的流程图。步骤1901是等待用户输入或互动。所述方法从输入液（基质）被倒入混合槽210开始。一旦测定在步骤1902中液体被倒入，在步骤1903中装置就会测量，可通过流量表、传感器或标准容器测量，输入液。如在步骤1904中确定的液体一旦被输入，在步骤1905中就会记录液体体积，并将其显示在可选择的步骤1906中的显示器上（显示器是可选择的配件/升级）。

步骤1910中，液体输入在混合槽中混合，混合所用的时间是预先设定的。步骤1912中，基质的pH值能被测定，测定可通过内部的pH值传感器进行。如果pH比步骤1914中确定的预定阀值高，就加入仔细标定比例量的象柠檬酸钠这样的缓冲剂，以达到步骤1916中所需的pH值。pH缓冲剂和混合物的比率是可受程序控制的。缓冲剂溶液的余量在步骤1918中会被显示。

反向球化中，一旦达到最佳pH值，在步骤1920中，象钙盐（浓缩的葡萄糖酸钙溶液）这样的胶化剂就被注入到合适的稀释液中。稀释液的数量已可受程序控制的输入到装置100中，计算方式为：VCa=(0.01*Vinput)/（xCa-0.01），其中，VCa是加入的葡萄糖酸盐的体积，xCa是可更换包装容器内液体的浓度，Vinput是用户输入液的体积。假设体积=质量除以密度，密度约等于1g/cm3(与水相同)。常规球化中，我们加入胶化剂，例如但不限于海藻酸钠。

在步骤1922中，通过将此混合来制作规格一致的溶液，混合所用时间是预先确定的。步骤1924中，显示屏上可显示葡萄糖酸盐（或藻酸盐）的余量百分比，需要时，在步骤1926中提醒制备者将藻酸盐放到配送器下。某些实施例将这个过程予以自动化，藻酸盐被注入到准备好的容器中。一旦在步骤1930中确认藻酸盐配送器就位（无论是人工输入的还是传感器反馈），装置100就在步骤1932中配送，并可选择地计数将成为珍珠粒180的液体小液滴。反向球化中，小液滴被配送到象海藻酸钠这样的缓冲剂电解液中。常规球化中，这种电解液是盐溶液。装置100也可在显示屏上显示配送的珍珠粒的数量，以及在步骤1934中完成的百分比。

方法----珍珠粒形成。

附图15到17显示了珍珠粒180配送和形成的特写镜头。附图15显示了小液滴开始从装置100中出现的特写镜头。附图16显示了另一幅小液滴变大的特写镜头。此时它要落入电解液容器150中。附图17显示了另一幅小液滴已经落入电解液容器150中的特写镜头。你会注意到另一滴小液滴马上就开始形成。珍珠粒180的颜色可以定制，珍珠粒的大小也可以定制，这取决于配管或喷嘴的宽度。

方法----用户互动。

本发明另一实施例中，用户可以提供自己的配方。用户能在社交网络或云连接系统上，在本地或远程地保留和存储他们自己的饮品喜好。假设用户能走进世界任何地方的任何酒吧，点“和往常一样”。用户能分享他们的风味“珍珠粒配方”，并根据饮品喜好组建社交群。根据附图14，界面1370提供提交按钮1430和分享按钮1425。当用户启动分享按钮1425时，用户定制配方将被在用户的社交网（来自facebook,twitter,yahoo!Social等）内与联系人分享。将此扩展开来，我们根据非常精确的用户饮品统计，打开从饮料公司到极具针对性的广告商之间的通道。云计算安全措施可被用来保护用户的身份。使用云计算，我们也能定位产品的使用、评估客户满意度和人口属性，以便策略性制定计划和营销。

方法----配方。

存在无数的能够和装置100一起制作的食品和饮料的配方。如：雪碧，含酒或不含酒的鸡尾酒，酱油和其他调味汁或溶解到液体中的调料，醋，诸如橄榄油类似的油，柠檬汁，糖浆，调鸡尾酒用的饮料，碳酸饮料，布丁，甜点，水果饮品，纯净水和气泡水等。此外，药物，尤其是儿童用药，可做到珍珠粒180中，使药对小孩来说看起来更可口。大于5的pH对所有类型的胶凝液体最佳。一般约按重量的0.8%加入海藻酸钠，约按重量的0.5%加入氯化钠。为达到最少投入，最大产量，最大输出，必须确定可更换包装容器内溶液的浓度。

方法----指标，分析。

如前所述，根据本发明实施例的装置100，即便是其最基本形式，也包括“控制中心”(微处理器)和传感器，允许监测和收集大量有用的指标。使用这些指标，我们能远程监测装置和可更换包装容器的状态，并生成“健康报告卡”。我们能监测可更换容器数量、哪个可更换包装容器被用的最多、每个可更换包装容器使用的频率、在某区域哪种口味最受欢迎。

我们能发出提示，来订购新的可更换包装容器，并在服务器上跟踪顾客，在服务器上，装置为客户服务表中的客户。我们还能追踪顾客喜欢的配方并推荐相似的混合物供其品尝。我们能进行远程故障排除和维护。

硬件实施例。

附图20显示了根据本发明的一个实施例配置运行的计算设备2000的简要结构图。设备2000包括在计算设备中常见的组件：至少一个处理器设备2004，存储器2006，总线2002，存储器2010，输入/输出子系统2040，用于连接互联网的可选择交流界面2018，云计算器2040，或者其他交流设备。输入/输出（I/O）子系统2040与显示屏320可操作连接。制备者通过自己的计算设备，通过互联网或移动应用程序网关，与设备互动。数据存储2080与所述设备能有效通信。数据存储2080能保留配方、诸如饮品偏好类似的用户信息和其他数据。

至少一个传感器2025与处理器设备2004可操作连接。传感器2024，特别的，可以是pH值指示器，乙醚传感器，流感器，光感器及其他。液滴滴出时，可选择的计数器2033的数值增加。方框2030表示阀门、计量器和泵，在胶凝珍珠粒形成过程中，可能需要它们来操作设备2000。箭头线表示内部组件、外部组件和配件等之间的有线或无线连接。例如，我们构想了一种实施例，不同于传统布线，该实施例用信号控制流量阀，计量器和泵，取消装置2000中线的使用。诸如电磁锁定机构类似的可选择的锁定机构2050能被用来保护液体。

因此，尽管我们对目前被认为是优选的实施例进行了说明，本领域技术人员应理解到，在本发明的精神范围内，可对本发明作出修改。以上对实施例的说明，并非意于穷尽或限制保护范围。如所说明的那样，选用的实施例是被用来解释发明原理、演示其实际应用，使具本领域普通技术人员能理解怎样制作和使用本发明。应理解为：本发明不限定于以上说明的实施例。

Claims (42)

1.一种使用反向球化过程生产胶凝珍珠粒的自动化方法，包括：

向封装在装置中的混合槽提供调味液；

使用微控制器设备，操作如下步骤：

测量注入混合槽中调味液的量；

根据调味液的量计算要加入到混合槽中的盐溶液的量；

从第一进端口将计算好量的盐溶液配送到混合槽中；

在混合槽中将调味液和盐溶液按照预定好的时间混合，形成已加工液；及

将已加工液以小液滴形式，配送到凝胶浴中以胶凝所述小液滴，从而生产胶凝珍珠粒。

2.依据权利要求1所述的自动化方法，进一步包括：

使用pH值指示器，执行：

测量混合槽中调味液的pH值；及

当所述的pH值确定不适合胶凝时，从第二进端口配送可食用pH缓冲剂到混合槽，以调整pH值。

3.依据权利要求2所述的自动化方法，其中，配送可食用pH缓冲剂包括配送柠檬酸钠溶液。

4.依据权利要求1所述的自动化方法，其中，混合调味液和盐溶液包括启动混合槽中的搅拌机构。

5.依据权利要求1所述的自动化方法，进一步包括：用可选择的液滴计数器，当小液滴配送到凝胶浴中时，对小液滴计数。

6.依据权利要求1所述的自动化方法，进一步包括：通过从第一专用可更换包装容器插入单向流喷嘴到所述第一进端口中，将装有盐溶液的第一专用可更换包装容器可拆卸地连接到第一进端口。

7.依据权利要求2所述的自动化方法，进一步包括：通过从第二专用可更换包装容器插入单向流喷嘴到所述第二进端口中，将装有可食用缓冲剂的第二专用可更换包装容器可拆卸地连接到第二进端口。

8.依据权利要求6所述的自动化方法，进一步包括：在装置中使用数码识别读数器，用来验证放置在第一专用可更换包装容器中的识别符。

9.依据权利要求1所述的自动化方法，进一步包括：利用远程设备，操作微控制器。

10.依据权利要求1所述的自动化方法，其中，接收调味液包括通过至少一个被制作成适应于非专用瓶的端口接收瓶装液体。

11.依据权利要求1所述的自动化方法，进一步包括：从凝胶浴中移出胶凝珍珠粒，以用于服务。

12.一种生产胶凝珍珠粒的设备，包括：

外壳，包括至少一个供调味液进入的开口；

外部组件，包括：

第一进端口，通过所述第一进端口连接包括第一溶液的第一专用可更换包装容器，

配送器，所述配送器包括配管，通过所述配管，加工过的溶液呈小液滴形式被排到凝胶浴中；

内部组件，包括：

混合槽，所述混合槽与混合机构连接，所述混合机构将调味液与第一溶液混合；

第一流阀，所述第一流阀与混合槽流控联接，将调味液导入和导出所述混合槽；

第二流阀，所述第二流阀与混合槽流控联接，把成比例的一定数量的第一溶液引流到所述混合槽；

微控制器设备，所述微控制器设备执行：

测量调味液的量；

根据所述调味液的量计算要加入到混合槽中的第一溶液的量；

将已计算出量的第一溶液配送到混合槽中；

启动混合机构，以在混合槽中以预定的时间混合调味液和第一溶液，形成已加工溶液；及

启动配送器，以小液滴形式配送已加工溶液到凝胶浴中，以胶凝小液滴，因此产生胶凝珍珠粒。

13.依据权利要求12所述的装置，其中，装置执行球化，其中，第一溶液包含浓缩的海藻酸钠。

14.依据权利要求12所述的装置，其中，所述装置执行反向球化，其中，第一溶液包含盐溶液。

15.依据权利要求12所述的装置，进一步包括：

第二进端口，通过所述进端口与包括可食用pH缓冲剂溶液的第二专用可更换包装容器流控联接；

第三流阀，所述第三流阀与混合槽流控联接，将缓冲剂溶液导入和导出所述混合槽；其中，微控制器设备进一步执行：

确定调味液的pH值是否在阈值内；

当确定pH值不在阈值内时，将一定量的缓冲剂溶液排放到混合槽中。

16.依据权利要求15所述的装置，进一步包括：

第三进端口，通过所述第三进端口连接包含盐溶液的第三专用可更换包装容器；及其中，装置进行常规球化时，所述装置进一步包括：

第四流阀，所述第四流阀与胶凝洗涤液流控联接，并将盐溶液导入所述凝胶浴中；及

其中，装置进行反向球化时，所述装置进一步包括：

第四流阀，所述第四流阀与混合槽流控联接，所述第四流阀将盐溶液导入和导出所述混合槽。

17.依据权利要求16所述的装置，进一步包括：

第四进端口，通过第四进端口连接包含清洁剂的第四专用可更换包装容器；及

第五流阀，所述第五流阀与凝胶浴流控联接，并将清洁剂导入所述的凝胶浴中。

18.依据权利要求12所述的装置，其中，所述内部组件进一步包括：

pH值指示器，用于测量混合槽中调味液的pH值。

19.依据权利要求12所述的装置，其中，套管和喷嘴的直径影响胶凝珍珠粒的大小，因此，较宽配管和较宽喷嘴产生较大胶凝珍珠粒。

20.依据权利要求12所述的装置，进一步包括：

放置在混合槽中的搅拌机构。

21.依据权利要求12所述的装置，其中，内部组件进一步包括：

光学液滴计数器，用于在小液滴配送到凝胶浴中时，计数小液滴的数目。

22.依据权利要求17所述的装置，进一步包括：

依附于至少与一个可更换包装容器的单向流喷嘴，以保障插入至少一个进端口。

23.依据权利要求22所述的装置，进一步包括：

数码识别读数器，用来验证设置在至少一个可更换包装容器上的识别符。

24.依据权利要求12所述的装置，其中，内部组件进一步包括：

通信连接，用来提供远程操作微控制器的功能。

25.依据权利要求12所述的装置，其中，外部组件进一步包括：

显示屏窗口，用来提供胶凝珍珠粒生产量的信息。

26.依据权利要求25所述的装置，进一步包括：

用户界面，所述用户界面包括用户可选的选项，选择所述选项用来定制胶凝珍珠粒。

27.依据权利要求26所述的装置，其中，用户界面在远程设备上生成。

28.依据权利要求27所述的装置，其中，用户可选择的选项包括配方，其中，微控制器设备进一步执行：

接收配方；及、

按照配方要求，计算要组合的液体的量。

29.依据权利要求16所述的装置，其中，所述装置执行反向球化，并且盐溶液包含葡萄糖酸钙乳酸。

30.一种使用球化过程生产胶凝珍珠粒的自动化方法，包括：

向封装在装置中的混合槽中加入调味液；

使用微控制器设备执行：

测量倒入混合槽中的调味液的量；

根据所述调味液的量计算待加入到混合槽中的胶化剂的量；及

从第一进端口将已计算出量的胶化剂配送到到混合槽中；

启动混合装置，以在混合槽中混合调味液和胶化剂，得到已加工溶液，混合所用的时间是预先确定的；及

启动配送器，以小液滴形式配送已加工溶液到含有盐溶液的凝胶浴中，来胶凝小液滴，因此产生胶凝珍珠粒。

31.依据权利要求30所述的自动化方法，进一步包括：

将凝胶浴中盐溶液加热到预定的温度，从而减缓胶凝珍珠粒的球化。

32.依据权利要求30所述的自动化方法，其中，混合调味液和胶化剂包括浓缩的海藻酸钠。

33.依据权利要求30所述的自动化方法，进一步包括：

使用光学液滴计数器，在小液滴配送到凝胶浴中时，计数小液滴的数目。

34.依据权利要求30所述的自动化方法，进一步包括：

使用pH值指示器来执行：

测量混合槽中调味液的pH值；及

当确定所述的pH值不适合胶凝时，从第二进端口配送可食用pH缓冲剂到混合槽，以调整pH值。

35.依据权利要求30所述的自动化方法，其中，配送胶化剂包括：

通过将单向流喷嘴从第一专用可更换包装容器插入所述第一进端口，可拆卸地连接包括胶化剂的第一专用可更换包装容器至第一进端口。

36.依据权利要求34所述的自动化方法，其中，配送可食用pH缓冲剂包括：

通过将单向流喷嘴从第二专用可更换包装容器插入所述第二进端口，可拆卸地连接包括可食用pH缓冲剂的第二专用可更换包装容器至第二进端口。

37.依据权利要求35所述的自动化方法，进一步包括：

使用装置中的数码识别读数器，来验证设置在第一可更换包装容器上的识别符。

38.一种生产胶凝珍珠粒的系统，所述系统包括：

装置，所述装置包括：

多个进端口；

混合槽；

通信界面；

与通信界面相连接的微处理器设备；

与微处理器设备连接的至少一个传感器，所述传感器监测至少一个专用可更换包装容器的使用情况；及

至少一个可更换包装容器，所述可更换包装容器包括：

溶液，所述溶液被配送到所述多个进端口中的一个；及

喷嘴，所述喷嘴大小和形状被制作成适合接入多个进端口中的至少一个。

39.依据权利要求38所述的系统，其中，所述喷嘴是单向流喷嘴。

40.依据权利要求38所述的系统，进一步包括：

与至少一个可更换包装容器可操作地连接的多个发光二极管。

41.依据权利要求38所述的系统，进一步包括：

锁定电磁机构，用来控制至少一个专用可更换包装容器的打开和关闭；及

与所述锁定电磁机构连接的传感器。

42.依据权利要求38所述的系统，其中，所述装置进一步包括设置在靠近所述多个进端口中至少一个的位置的数码识别读数器，所述读数器用来阅读设置在至少一个专用可更换包装容器上的标签；及

其中，至少一个专用可更换包装容器包括数码识别标签。