CN109414131B - 用于调制冲泡饮料的受控系统 - Google Patents

Abstract

一种用于调制冲泡饮料的受控系统，其包括冲泡饮料调制组件，所述冲泡饮料调制组件可操作地配置为接收冲泡饮料参数，所述冲泡饮料参数包括在冲泡算法中使用的分配溶剂体积和总冲泡时间，冲泡算法产生溶剂流速变化，所述溶剂流速变化是分配溶剂体积和总冲泡时间的函数。该系统还包括溶剂流动管理系统，其具有泵，所述泵基于冲泡算法可操作地配置为产生冲泡溶液；以及包括与溶剂流动管理系统通信地连接的电子控制系统，可操作地配置为启动与引导溶剂流动相关联的计数器以产生运行冲泡时间并执行冲泡算法以产生足以在剩余的冲泡时间内基于输入参数提供剩余的冲泡体积的溶剂流速变化。

Description

用于调制冲泡饮料的受控系统

相关申请的交叉引用

本申请要求分别于2016年4月25日和2016年10月5日提交的美国临时专利申请号62/285,020和62/404,208的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及饮料调制(brewing)系统，其利用了压力、温度以及通过溶质的溶剂流动。

背景技术

通过溶剂冲泡(infusion)过滤介质中包含的溶质来产生调制或冲泡饮料已经进行了一百多年。随着时间的推移，人们逐渐认识到，改变调制变量，例如冲泡温度、压力以及通过溶质的溶剂流速，可以改变所得饮料的化学组成和味道。因此，已经开发了许多调制系统，寻求通过选择性调节一个或多个调制变量来改变风味。然而，在冲泡期间，很少有(如果有的话)调制系统促进动态(即在调制循环内)调节这些变量中的一个或多个。这些调制系统在冲泡期间调节一个或多个变量导致其他调制变量的意外变化。这种缺乏独立的可变控制使得冲泡饮料的优化和改变变得困难。

例如，当前可利用的使用户能够在冲泡期间改变压力的调制系统依赖于通常由过滤器和溶质组成的阻力性介质在调制室中产生的反压力。在一种配置中，通过调节所述阻力性溶质介质的阻力同时保持泵送能量恒定来实现调制室压力改变。虽然这确实导致冲泡压力改变，但也改变了冲泡流速。在另一种通常可利用的系统中，用户通过改变溶剂泵送力同时保持阻力性介质的阻力恒定来改变冲泡压力。这也导致冲泡压力增加以及冲泡流速同时改变。因此，在传统的系统中，冲泡过程期间，变量压力和流速彼此相关。由于已知压力和流速都会影响调制冲泡液的化学组成，因此明显需要一种提供冲泡压力和流速独立调节的调制系统，使用户能够优化冲泡溶液的化学组成并产生均一的饮料。

虽然一些已知的装置配置为改变一个或多个调制变量以提供动态压力控制，但是也缺乏独立于压力控制的流速控制。具体地，所述装置使用户能够创建和执行调制方案，其相对于时间调节调制压力和温度。这通过使用压力传感器来监测调制室内的冲泡压力并调节水泵的泵送力使得在调制室中实现所需的冲泡压力来进行。通过使用由控制器控制的比例混合阀以混合热水和冷水来进行冲泡水的温度控制。虽然上述装置可能能够提供动态的温度和压力控制，但它是以调节排出的冲泡饮料的流速的能力为代价的。变化的排出流速会不利地产生不均一的饮料输出，这对于许多饮料零售商是代价高的。同样地，不均一性也会给零售商和消费者造成问题，因为在每个调制循环，饮料味道和饮料量都可能会改变。因此，流速、总分配体积以及最终的饮料味道取决于这些变量，例如溶质颗粒尺寸、填充密度、溶质量的波动以及过滤介质阻力。因此，这使得重复提取物的风味非常困难，即使使用相对于时间相同的冲泡压力和温度的调制方案。

众所周知，冲泡温度也影响冲泡饮料溶液的化学组成。因此，操作者可能发现在调制过程中改变调制冲泡温度对优化风味是有利的。当前的调制系统利用具有大热质的热水器(boiler)和调制室，其被设计成提供一致的调制温度，因子禁止使用变化的冲泡温度来产生最佳的风味。因此，提供精确、准确和动态温度控制的饮料调制系统能够优化饮料风味并且是需要的。

如前所解释的，迫切需要一种调制系统，其在冲泡饮料的生产过程中为调制器提供温度、压力和流速调制变量的独立动态变化。此外，需要一种调制系统，其减轻和/或消除外部因素对饮料风味的影响，例如溶质颗粒尺寸变化和溶质压实。

此外，某些已知的系统，例如美国专利号8,124,150(Majer)中所述的，试图通过比较调制室的下流实际流速、利用一个或多个额外的传感器将流速控制至预定和期望的值。由于溶质压实和吸收产生的压力在整个调制过程中变化，因此已知的系统改变调制室上游的阀门以相应地改变流速和调制室压力。这种操作模式的缺点在于，那些系统需要额外的传感器，而这些传感器容易出现故障并且读数不准确。此外，这些系统需要反馈回路，而反馈回路自身具有明显的缺点。

因此，还需要解决上述缺点。

发明内容

本发明涉及一种用于调制冲泡饮料的受控系统和方法，其满足所概述的需要。有效且高效的系统和方法使用户能够更方便且有效地生产、控制和/或重复冲泡饮料调制循环。尽管在本文中以用于调制冲泡饮料的受控系统和方法的方式说明和描述了本发明，但是，本发明并不意图受限于所示的细节，因为在不脱离本发明的精神以及在权利要求的范围和等同物的范围内，可以在其中进行各种修改和结构改变。另外，将不详细描述或者省略本发明示例性实施例的已知的元件，以免模糊本发明的相关细节。

鉴于前述和其他目的，根据本发明，提供了一种用于调制冲泡饮料的受控系统，其包括冲泡饮料调制组件，所述冲泡饮料调制组件可操作地配置为接收冲泡饮料参数，所述冲泡饮料参数包括在冲泡算法(infusion algorithm)中使用的分配溶剂体积和总冲泡时间，所述冲泡算法存储在存储器上，所述存储器与由冲泡饮料调制组件容纳的处理器通信地连接。冲泡算法被设计成产生溶剂流速变化，所述溶剂流速变化是分配溶剂体积和总冲泡时间的函数。该系统还可以包括溶剂流动管理系统，所述溶剂流动管理系统具有泵，所述泵基于冲泡算法可操作地配置为引导溶剂流动通过容纳在冲泡饮料调制组件的调制室中的溶质，以通过冲泡过程产生实际冲泡压力和冲泡溶液，其中调制室和泵通过溶剂流导管(solvent-flow conduit)流体地连接。该系统还可以包括电子控制系统，所述电子控制系统与溶剂流动管理系统通信地连接，并且可操作地配置为通过处理器来启动与引导动溶剂流动相关联的计数器，以产生运行冲泡时间并执行冲泡算法，以产生足以在剩余冲泡时间内基于运行冲泡时间、分配溶剂体积和总冲泡时间提供剩余冲泡体积的溶剂流速变化。

根据另一个特征，本发明的实施例包括算法，所述算法包括独立的并且可选择性地改变的溶剂变化参数(solvent modification parameter)，其中冲泡算法可操作地配置为产生溶剂流速变化，所述溶剂流速变化是溶剂变化参数的函数。

根据本发明的另一个特征，溶剂变化参数是一数值，其指示溶剂流速加速、溶剂流速减速和/或恒定的溶剂流速。溶剂变化参数可以在较低和较高的数值范围内，例如-1至1。

根据又一个特征，本发明的实施例还包括在冲泡饮料调制组件上的用户界面，其中用户界面可操作地配置为通过用户输入来接收溶剂变化参数、分配溶剂体积和总冲泡时间。

根据另一个特征，本发明的实施例还包括安全算法，所述安全算法存储在与由冲泡饮料调制组件容纳的处理器通信地连接的存储器上，其中溶剂流动管理系统可操作地配置为，如果实际的调制室填充压力超过最大限定的调制室压力，则动态地将溶剂流速减少限定的百分比。

根据另一个特征，本发明的实施例还包括冲泡过程，所述冲泡过程具有以引导溶剂流动为开始的第一部分和以冲泡过程中的触发条件为开始的第二部分，其中冲泡过程的第二部分包括执行调制算法。在一个实施例中，触发条件是外部输入(例如，用户手动操作)、运行冲泡时间内的点、分配溶剂体积、由溶剂流动阻力的增加引起的分配溶剂的流速变化和/或冲泡填充压力。

根据另外的特征，本发明的实施例还包括用户界面，所述用户界面可操作地配置为接收独立的并且可选择性地改变的溶剂变化参数，并且接收冲泡填充压力和/或在总冲泡时间内接收至少一个预定的时间暂停。另外，用户界面可以可操作地配置为接收作为冲泡饮料参数之一的用户指定的调制室填充率。

还根据本发明，公开了一种用于调制冲泡饮料的受控系统，其包括在冲泡饮料调制组件上的用户界面，所述用户界面可操作地配置为接收在冲泡算法中使用的冲泡饮料参数，包括分配溶剂体积、总冲泡时间和期望的初始调制室填充率、期望的初始调制室填充压力和溶剂变化参数P，所述冲泡算法存储在存储器上，所述存储器与由冲泡饮料调制组件容纳的处理器通信地连接，其中冲泡算法产生溶剂流速变化，所述溶剂流速变化是待分配的剩余溶剂体积、剩余冲泡时间和/或P的函数，其中P是独立的并且可选择性地改变，并且是指示溶剂流速加速、溶剂流速减速和恒定的溶剂流速中的至少一个的数值。该系统还可以包括溶剂流动管理系统，所述溶剂流动管理系统具有泵，所述泵基于冲泡算法可操作地配置为动态地引导溶剂流动通过容纳在冲泡饮料调制组件的调制室中的溶质，以产生实际的冲泡压力和冲泡溶液，调制室和泵通过溶剂流导管流体地连接。

根据另一个特征，本发明的实施例还包括电子控制系统，所述电子控制系统可操作地配置为用至少一个传感器接收实际的调制室填充压力，以测定实际的调制室填充压力是否至少达到期望的初始调制室填充压力，并在实际的调制室填充压力至少达到期望的初始调制室填充压力时，测定实际的冲泡时间量和分配溶剂量，以产生剩余的冲泡时间和剩余的冲泡体积。

根据本发明，公开了一种用于控制冲泡饮料调制循环的方法，其包括以下步骤：接收冲泡饮料参数，所述冲泡饮料参数包括在冲泡算法中使用的分配溶剂体积和总冲泡时间，所述冲泡算法存储在存储器上，所述存储器与由冲泡饮料调制组件容纳的处理器通信地连接；用电子控制系统引导溶剂流经溶剂流导管通过容纳在冲泡饮料调制组件的调制室中的溶质，以产生冲泡过程、实际的冲泡压力和冲泡溶液；启动时间计数器以产生运行冲泡时间，所述时间计数器与引导溶剂流动通过溶剂流导管相关联；以及在启动时间计数器后通过处理器执行冲泡算法，以产生足以在剩余冲泡时间内基于运行冲泡时间、分配溶剂体积和总冲泡时间提供剩余的冲泡体积的溶剂流速变化。

在所附权利要求中阐述了认为是本发明特征的其他特征。根据需要，本文公开了本发明的详细实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，而本发明可以以各种形式实施。因此，本文中公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅是权利要求的基础，并且是教导本领域普通技术人员实际中以任何适当详细的方式多样化使用本发明的代表性基础。此外，本文使用的术语和短语不是限制性的，而是提供本发明理解性的描述。尽管说明书总结了限定本发明的特征的权利要求，这些特征被认为是新颖的，但是相信考虑以下说明并结合附图将能更好地理解本发明，在附图中延续相同的附图标记。附图未按比例绘制。

在公开和描述本发明之前，应当理解，本文使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，并不旨在限制。本文使用的术语“一(a)”或“一(an)”定义为一个或多于一个。本文使用的术语“多个”定义为两个或多于两个。本文使用的术语“另一个”定义为至少第二个或更多个。本文使用的术语“包括”和/或“具有”定义为包含(即，开放式语言)。本文使用的术语“连接”定义为连接，但不一定是直接连接，也不一定是机械连接。本文使用的词语“系统”定义为一个或多个装置或组件，所述一个或多个装置或组件形成用于执行或分配某物或为了共同目的而操作的网络。词语“对应”或其等同词定义为在特征、数量、来源、结构或功能方面类似或等同。

本文所用的术语“约(about)”或“近似(approximately)”适用于所有数值，无论是否明确指出。这些术语通常指的是本领域技术人员认为等同于所述值的一系列数字(即，具有相同的功能或结果)。在许多情况下，这些术语可能包括四舍五入到最接近的有效数字的数字。本文使用的术语“程序”、“软件应用”等定义为设计为用于在计算机系统上执行的指令的序列。“程序”、“计算机程序”或“软件应用”可以包括子程序、函数、程序、对象方法、对象实施、可执行的应用程序、小应用程序、小服务程序(servlet)、源代码、目标代码、共享库/动态加载库和/或设计为用于在计算机系统上执行的其他指令的序列。

附图说明

附图，其中各个视图中相同的附图标记指代相同或功能相似的元件，与以下详细说明一起包含在说明书中并构成说明书的一部分，用于进一步说明各个实施例并解释根据本发明的各种原理和优点。

图1是根据本发明的一个实施例的独立控制的饮料调制系统的示意图；

图2是根据本发明的另一个实施例的独立控制的饮料调制系统的示意图；

图3是根据本发明的另一个实施例的独立控制的饮料调制系统的示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的独立控制的饮料调制装置的局部透视图；

图5是根据本发明的一个实施例，对图1的饮料调制系统进行编程的示例性过程的工艺流程图；

图6是根据本发明的另一个实施例，对图1的饮料调制系统进行操作的示例性过程的工艺流程图；和

图7是根据本发明的另一个实施例对图1的饮料调制系统进行操作的示例性过程的工艺流程图。

具体实施方式

尽管根据说明书总结了限定本发明的特征的权利要求，这些特征被认为是新颖的，但是相信考虑以下说明并结合附图将能更好地理解本发明，在附图中延续相同的附图标记。应当理解，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，而本发明可以以各种形式实施。

尽管本文参考具体实施例说明和描述了本发明，但本发明不限于所示的细节。而是，在权利要求的范围和等同物的范围内且不脱离本发明，可以详细地进行各种修改。

参考图1，示出了示例性调制系统100的示意图。调制系统100包括溶剂流动管理系统“SFMS”110，其与溶剂温度管理系统“STMS”120可操作地连接。STMS 120与调制/冲泡室130可操作地连接。冲泡室130与溶液/冲泡压力管理/调节系统“SPMS”140可操作地连接。操作中，溶剂111进入SFMS 110，在此溶剂111以选定的和选择性调制的速率泵送到整个系统100中。本领域技术人员理解，在恒定流动(即，移动)通过溶剂导管的条件下，调制系统100正常操作。术语“导管”定义为通过其传送物质的任何通道。在一个实施例中，导管可以分别在调制系统100内的一个部件进入和离开至另一个部件的地方起始和终止。在其他实施例中，导管可以在冲泡过程开始(例如，SFMS)时起始，并且可以在冲泡过程结束(例如，出口)时终止。然后溶剂111进入STMS 120，在此溶剂111选择性地(无论是用户手动还是用控制系统自动化)热调节至选定的温度。随后，溶剂111进入冲泡室130，在此溶剂111与溶质131接触，从而产生冲泡溶液112。“冲泡溶液”可以认为是单相液体物质或多相液体物质的任何混合物。可以通过过滤器132去除颗粒物质。冲泡溶液112通过SPMS 140。SPMS 140选择性地调节冲泡室130中的冲泡压力。然后将冲泡溶液112分配到容器150中。

根据另一个实施例，控制系统160用于独立地和自动地监测和或改变溶剂特征变量，包括但不限于根据用户编程规范的冲泡的流速、温度和压力。通过相应地调节SFMS110，控制系统160可操作地改变溶剂111的流速。另外，通过调节STMS 120，控制系统160调节溶剂温度。此外，通过调节SPMS 140，控制系统160还可以调节冲泡压力。在冲泡过程中，可以在所述冲泡期间选择性地改变一个或多个上述冲泡参数。所述变量的这种动态改变可用于改变冲泡到所得溶液112中的化学物质和/或溶解的固体，产生由用户定制的优选的饮料。

产生所述优选的饮料所需的参数可由用户远程或现场创建。此外，所述参数可以以程序或调制方案经由存储器存储在控制系统160中，然后可以根据需要调用以再产生优选的饮料。控制系统160可以被编程为为多种溶质或具有相同溶质的多种优选的冲泡提供最佳冲泡。如本领域技术人员理解的，为了确保冲泡过程期间的准确性和精确度，可以在整个调制系统100中放置反馈传感器(未示出)，例如热电偶、压力计和流量计。如果需要，这些传感器将反馈显示到适当的控制装置，为控制装置提供必要的数据来调节调制系统100的各方面，以确保实现编程的冲泡条件和保持一致性。

控制系统160可以跟踪性能数据，例如由调制系统100产生的冲泡饮料的数量、体积和/或冲泡参数。该数据可以与任何记录的系统错误或可用于推荐和/或执行系统维护的数据组合。由控制系统160记录的数据可以现场或远程访问。

如普遍理解的那样，可以重新配置调制系统100以调换SFMS 110和STMS 120，使得溶剂111最初流入STMS 120，在此溶剂被热调节至适当或期望的温度。随后，热调节的溶剂111进入SFMS 110，然后流入冲泡室130。冲泡室130可以是任何结构的壳体，在其中能够处理溶质。

优选的饮料可以通过结合一个或多个动态调节系统(即SFMS 110、STMS 120和SPMS 140)来生产。换句话说，任何系统100部件，例如SFMS 110，能够在冲泡过程中调节溶剂/冲泡参数。在其他实施例中，饮料可以由调制系统100生产，调制系统100包括非动态控制的SPMS 140以及动态控制的SFMS 110和STMS 120。或者，调制系统100可以包括非动态控制的SFMS 110和SPMS 140以及动态控制的STMS 120。

现在参考图2，其示出了替代配置的饮料调制系统200的示意图。在所述配置中，溶剂202和201由两个SFMS 210泵送，SMFS与两个STMS 220可操作地连接。通过STMS 220后，热调节的溶剂202和201结合以产生所得温度的所得溶剂203。然后，所得溶剂203通过所得溶剂导管进入调制/冲泡室230，其中发生溶质232和溶剂203的冲泡，可以认为所得溶剂导管与溶剂导管相同或不相同。溶质232和溶剂的冲泡结果产生冲泡溶液204。然后，冲泡溶液204通过冲泡溶液导管-可以不认为其与溶剂导管或所得溶剂导管相同或不同-到达SPMS240，然后通过出口离开组件到达容器250。

在图2的形状示出的调制系统200中，SFMS 210由独立控制的泵送单元211和212组成，泵212接收溶剂202而泵211接收的溶剂201。所述泵211、泵212协力地工作以提供相当于调制室230中总的期望冲泡流速的加成(additive)流速。例如，如果期望的冲泡流速为1cc/s，则泵211可以以0.7cc/s泵送并且泵212可以以0.3cc/s泵送。SFMS 210可以独立地控制或与控制系统280连接，从而调节泵211、泵212，以基于所得溶剂203的总的期望流速来实现溶剂201、溶剂202的期望流速以及如下文所解释的期望的冲泡温度。

在一个实施例中，SFMS 210与STMS 220可操作地连接，在STMS 220中，溶剂202由热调节器222热调节，而溶剂201由热调节器221热调节，使用户期望的冲泡温度范围可以由他们的选择性组合产生。由热调节器221、热调节器222提供的热调节指示了可用于冲泡的溶剂温度范围。例如，如果用户期望在20℃-100℃进行冲泡，则热调节器221可以产生20℃或更低温度的溶剂201，而热调节器222可以产生100℃或更高温度的溶剂202。实践中，为了实现该范围内的冲泡温度，SFMS 210将以满足期望的总冲泡流速和所得溶剂203的温度的速率选择性地泵送溶剂201、溶剂202通过STMS 220。例如，假设调制室230和系统导管的热损失可忽略不计，如果用户期望冲泡流速为1cc/s且冲泡温度为90℃，则溶剂201可被调节至100℃并且溶剂202可以被调节至20℃。泵212将以1/8cc/s的速率流动溶剂202并且泵211将以7/8cc/s的速率流动溶剂201。为了提高冲泡温度的准确性，在确定溶剂201、溶剂202的流速时，可以考虑调制室230和系统导管的比热容和导热率。STMS 220还可以与控制系统280连接，控制系统280可以根据需要调节和/或监测相应溶剂201、溶剂202的温度。控制系统280可以利用来自STMS的溶剂温度和/或数据来调节SFMS的性能，从而有利地实现期望的冲泡温度和冲泡流速。

STMS 220与调制室230可操作地连接。在一个实施例中，调制室230由室壳体231和过滤系统233组成，其设计为容纳溶质232。调制室壳体231可以设计有易于有助于插入或移除溶质232的可移动部件。为了便于冲泡温度快速、准确和明显的波动，调制室230最佳地设计有最小的比热容和导热率。在调制室230内，所得溶剂203与溶质232接触，从而产生溶液204。

SPMS 240与调制室230可操作地连接，通过增加由阀门242产生的流动阻力，SPMS240选择性地调节冲泡压力。由于过滤器233和溶质232可以对流动产生阻力，因此在溶质232之前插入压力监测装置241，压力监测装置241与溶剂203可操作地连接，以实现精确的冲泡压力测量。为了使冲泡压力(即，冲泡过程压力)增加到大于由溶质232和过滤器233提供的冲泡压力，可以选择性地开启阀门242，增加溶液204流动阻力，从而增加冲泡压力。一旦启动，可以选择性地关闭阀门242，降低流动阻力从而降低冲泡压力。

在一个实施例中，阀门242可以是针阀。在其他实施例中，阀门242可以包括蝶阀、球阀、夹管阀或能够调节调制室230内的压力的任何其他阻流装置。理想的阀门不受存在于冲泡溶液中的颗粒物质、油和其他溶解的固体的影响，其具有最小的内部体积，易于清洁，并且具有最小的导热率和比热容。实践中，压力监测装置241用于监测冲泡压力，进而调节阀门242以调节冲泡压力。SPMS 240可以与控制系统280连接，控制系统280可以基于来自压力监测装置241的输入来调节阀门242，以实现期望的冲泡压力。溶液容器250与SPMS 240可操作地连接，一旦溶液204离开饮料调制系统200，溶液容器250接收溶液204。

如普遍理解的那样，可以重新配置调制系统200以调换SFMS 210和STMS 220，使得溶剂201、溶剂202最初流入STMS 220，在STMS 220中溶剂201、溶剂202被加热到适当的温度，然后进入SFMS 210，然后流入调制/冲泡室230。

根据本发明的另一个实施例，控制系统280用于独立地和自动地改变冲泡的流速、温度和压力。通过相应地调节SFMS 210，控制系统280改变溶剂201、溶剂202的流速。另外，通过调节STMS 220，控制系统280调节溶剂温度。此外，通过调节SPMS 240，控制系统280调节冲泡压力。例如，在冲泡过程期间，控制系统280可以根据用户的期望选择性地改变一个或多个上述冲泡参数。这种动态改变可用于改变冲泡到所得溶液中的化学物质和/或溶解的固体，产生用户或消费者优选的饮料。产生所述优选的饮料所需的参数可以以程序或调制方案存储在控制系统280中，并根据需要调用以再次产生和复制优选的饮料配方。由此，冲泡饮料配方可以是由冲泡过程参数组成的任何秘方(recipe)或配方(formulation)。

现在参考图3，示出了根据本发明替代的实施例的饮料调制系统300的另一示意图。饮料调制系统300适于使调制系统能够产生冲泡饮料同时还产生用于使饮料起泡的蒸汽，并且能够选择性地分配热调节的溶剂而不使其通过调制室。

如图所示，溶剂301由SFMS 310泵送，SFMS 310可以包括溶剂泵311、溶剂泵312(溶剂泵211和212的可操作等同物)并且与STMS 320流体连通。本实施例中的STMS 320配置为选择性地热调节来自SFMS 310或其他溶剂源(即热水器)的溶剂流之一。对本领域技术人员显而易见的是，指示冲泡最低温度的一种溶剂的热调节将是溶剂301的最低温度。通过使用热交换器323，STMS 320是可操作的以选择性地加热由溶剂泵311、溶剂泵312泵送的溶剂301。热交换器323可以容纳在蒸汽热水器322内，蒸汽热水器322由加热元件321加热并由热水器溶剂供应管线324供应溶剂。

溶剂再循环系统326优选地与热交换器323流体连接，使得其在下游和上游连接蒸汽热水器322。溶剂再循环系统326是可操作的以选择性地再循环热调节溶剂301以保持最佳的温度。溶剂再循环泵327也可用于帮助溶剂301再循环。溶剂301的温度可以由温度测量装置325监测。通过使用控制器380或其他装置，温度测量装置325可以与再循环泵327通信地连接，以调节其性能并在溶剂导管内保持期望的温度和/或均匀的温度。在其他实施例中，温度测量装置325还可以与蒸汽热水器下游的阀门可通信地连接，所述阀门是可操作的以阻止溶剂流动直到达到期望的温度。

系统300还可以利用蒸汽分配系统370，所述蒸汽分配系统370通过使用一个或多个导管与蒸汽热水器322流体连通，并且优选地配置为便于分配蒸汽371。所述蒸汽371的分配由蒸汽阀372控制，所述蒸汽阀372也与蒸汽热水器322流体连通并且是可操作的以控制蒸汽371流动。蒸汽分配系统370还可包括蒸汽分配喷嘴373，所述蒸汽分配喷嘴373可以独特地适于以对饮料起泡有利的方式分配蒸汽371。对本领域技术人员显而易见的是，蒸汽热水器322配置为以在由压力开关或替代的等同物(未示出)控制的压力下供应蒸汽371。蒸汽热水器322还可以配置为通过使用选择性操作的填充阀和液位开关(未示出)来维持足够体积的溶剂水平。

与图2描绘的饮料调制系统200可操作的等同方式，由溶剂泵312泵送的热调节溶剂301可以与由溶剂泵311泵送的溶剂301混合，溶剂301没有明显的热调节因此是不同的温度，从而产生所得温度的所得溶剂301a。取决于期望的温度和流速，基于由温度测量装置325和325a测量的溶剂温度，SFMS泵送溶剂301。系统300还可以包括温度测量装置325b，其测量所得溶剂301a的温度。在一个实施例中，温度测量装置325b可以向控制器380提供反馈，所述控制器380可以改变SFMS的性能以确保所得溶剂301a保持在期望的温度。在其他实施例中，温度测量装置325b可以与加热元件321或其他系统300组件可通信地连接，以将所得溶剂301a可操作地调节到期望的温度。

所得溶剂301a流动到调制室330优选地由阀门328控制，所述阀门328可操作地配置为选择性地防止或阻止所得溶剂301a的流动、便于所得溶剂301a流动到调制室330、便于所得溶剂301a流动到外部的非调制室位置、和/或便于流动到排放口(未示出)。阀门328可以手动操作或由控制器380自动操作。实践中，当调制系统300处于其默认状态时，阀门328是关闭的，从而防止或以其他方式阻止流体流动。系统300的活动状态可以包括但不必限于，当用户期望分配特定温度和/或体积的所得溶剂301a而不使溶剂301a通过调制室330或期望溶剂301a通过调制室。因此，活动状态可以包括改变阀328，使得溶剂301a被引导流出分配喷口329以及SFMS和STMS，以期望的温度、体积和流速提供溶剂301a。系统组件的所述独立控制有利地为用户提供了现有技术的调制系统所不具备的最佳控制。

或者，阀门328可以将溶剂301a引导至排放口(未示出)，使得能够冲走系统内的溶剂301a或任何气体。阀门328还可以用于确保溶剂301a在被引导到调制室330进行冲泡或分配喷口329进行分配之前处于期望的温度。这是通过阀门328将溶剂301a引导至排放口直到温度测量装置325b指示溶剂301a处于适当温度来实现的。在其他实施例中，阀门328可以将溶剂301a再循环到蒸汽热水器322或再循环泵327。当溶剂301a处于适当的温度时，然后可以将阀门328切换为将溶剂301a引导至冲泡室330或分配喷口329。

系统300可以包括溶剂膨胀阀(未示出)，其中溶剂膨胀阀放置为与溶剂301a流体连接。溶剂膨胀阀优选地配置为在选定的压力以上打开并将溶剂301a储存在贮液器(reservoir)内，而当溶剂301a的压力降低至选定的压力时将溶剂重新引入系统300。在另外的操作模式中，溶剂膨胀阀可以配置打开并储存在第一和第二压力之间的选定体积的溶剂301a以及在第三和第四压力之间的第二体积的溶剂301a。上述操作模式可以通过使用一系列弹簧、气体、机械的或可操作等同物来实现，这些弹簧、气体、机械的或可操作等同物配置为在其行进期间阻止活塞在不同阶段的运动。

当产生冲泡时，即冲泡过程的结果，溶剂301a通过阀328并被引导至调制室330。调制室可以由室外壳331组成，所述室外壳331优选地配置为便于移除和更换过滤系统333。在一个实施例中，室壳体331在尺寸上略大于过滤器系统333，以便于彼此紧密且相对坚硬的连接。在替代的实施例中，室壳体331的内部体积大致等于溶质332和过滤器系统333的体积。在其他实施例中，连接的壳体331和过滤器系统333可以具有彼此的尺寸变化。过滤系统333可以包括溶质332，所述溶质332放置为与溶剂301a流体连通以便于冲泡，从而产生溶液301b(溶剂301a/溶质332混合物)。SPMS 340与调制室330流体连通，所述SPMS 340可操作等同于上述SPMS 240。SPMS 340可以包括阀门342和压力监测装置341，例如泵或阀门。阀门342配置为选择性地阻止溶液301b流出调制室330，有利地调节调制室330内的冲泡压力。溶液301b通过阀门342后，其离开调制系统300到达可移动的杯350或可操作等同物。

对本领域技术人员显而易见的是，调制系统300的配置应该考虑所述调制系统300内潜在的空化效应(cavitation)，所述空化效应可能降低所述调制系统的性能。因此，配置所述系统300使得溶剂301a和301处于恒定的正压力可能是有利的。

控制系统380，其可以是图2所述和所示的控制系统280的可操作等同物，适用于与系统300中的一个或多个设备通信地连接的调制系统300。控制系统380可以调节SFMS 310、STMS 320和SPMS 340的性能，以确保在冲泡或溶剂301a分配期间表现出用户的提取规格。

所公开的饮料调制系统300的一个益处是将调制室330与STMS 320和SPMS 340基本上分开而不会对冲泡溶液的质量产生不利影响的能力。上述配置的系统优选地配置为使得在调制室330附近产生溶剂301a，从而确保精确的冲泡温度，而不论调制室330与STMS320和SPMS340的分开距离如何。所述分开优选地使饮料调制系统300的整体外观对观看公众(包括用户)来说能够最小化。实践中，最小化调制系统外观的一种方法是将STMS 320和SFMS 310定位在用户的视野之外，而SPMS和调制室330可见。图4描绘了上述视觉最小化的系统的可见部分的示例性实施例。

图4描绘了可见的调制部件400，其可以包括具有平台安装板402的机械支撑件401。可见的调制部件400可以包括调制室403，其是参考图3所述和所示的调制室330的可操作等同物。部件400还包括SPMS 410，其也是参考图3所述和所示的SPMS 340的可操作等同物。部件400还可以包括蒸汽分配喷嘴451和分配喷口450，它们也是参考图3所述和所示的那些相当的部件的可操作等同物。

部件400，也可以称为主体，还可以包括容纳在用户界面壳体420中的用户界面421，所述用户界面壳体420优选地通过铰链支撑件422与机械支撑件401可操作地连接，所述铰链支撑件422可以配置为便于按照方向指示器431指示围绕界面壳体420的所述铰链旋转或按照方向指示器432指示反向旋转。界面壳体控制杆430可以与界面壳体420连接，从而有助于选择性的移动。可以使用传感器装置(未示出)来检测界面壳体420围绕铰链支撑件422的移动，可以使用所述铰链支撑件422来选择性地活动所述饮料调制系统的部件。所述转换装置的示例性使用是蒸汽分配阀(未示出)的致动，便于分配来自蒸汽分配喷嘴451的蒸汽。所述分配可以通过在一个方向上移动导致手动控制蒸汽分配以及在另一个方向上移动导致启动自动分配蒸汽来启动，可以相对于起泡饮料的温度升高来控制蒸汽分配。

调制室403配置为将过滤器系统(未示出)容纳在可移除的过滤器壳体461内，两者可以以等同于上述方式的方式操作。过滤器壳体461优选地具有连接到其上的过滤系统手柄460，配置为有助于其移除和更换。与可移除的过滤器壳体461可操作地接合的是SPMS410，所述SPMS 410配置为如上所述调节冲泡压力。

图5描绘了本发明的工艺流程图。调制方案创建过程在步骤500开始。步骤501是调制方案创建机制的初始化。在该步骤中，用户将访问创建所述调制方案的软件或替代的手段。在步骤502中，创建方案名称，优选地，所述名称是唯一的、独特的并且指示用于产生所述调制的溶质。步骤503-507指定调制参数。在步骤503中，优选地相对于时间指定温度。在步骤504中，优选地相对于时间指示压力，而在步骤505中，相对于时间指定体积。如本领域技术人员理解的，只要指定了温度、溶液流速和冲泡压力参数，可以相对于其他参数指定上述调制参数。另外，所述调制方案可以包括步骤506指定过滤面积，以及步骤507指定溶质参数。所述溶质参数可以包括平均溶质颗粒尺寸、压实和任何其他相关信息，在执行调制方案时这些参数对操作者可能是有用的。在步骤508中，将上述参数存储在称为数据库的存储介质中。调制方案创建过程在步骤508a完成。

现在参考图6，其示出了描绘操作饮料调制系统的示例性过程的工艺流程图。选择调制饮料，用户在步骤510开始。在步骤509，用户选择调制方案。在步骤511a期间，根据用户的期望和/或从通信连接的控制系统160提供的信息，基于溶质变化系统将溶质改变为适当的尺寸。在步骤511期间，将溶质插入调制/冲泡室130中。随后，在步骤512启动调制方案执行。在步骤514中，将信号发送到调制装置513的控制系统160，所述调制装置513可操作的等同于调制装置100。在步骤515中，控制系统160使溶剂进入调制装置513。在步骤516期间，SFMS 110、210、310接收来自控制系统160的控制信号，使得溶剂以选定的调制方案指示的速率流动。在步骤517期间，STMS 120接收来自控制系统160的控制信号并根据调制方案热调节溶剂。在步骤518期间，在调制室130内发生溶剂和溶质冲泡。在步骤519期间，冲泡溶液/饮料从所述调制室130离开。在步骤520期间，溶液穿过SPMS 140，所述SPMS 140接收来自控制系统160的控制信号，导致在冲泡过程期间调节压力。在步骤521期间，溶液离开调制装置513。

对本领域技术人员显而易见的是，步骤516、517、518、519、520可以全部同时地发生。在步骤521结束后，在步骤522期间从调制室130中除去用过的溶质。在除去溶质后，在步骤523结束该过程。

SFMS 110、210、310是移动流体的系统，其在调制系统中提供精确的、计量的、可变的溶剂流动。适用的系统可以包括泵送装置，所述泵送装置能够以等于或大于调制器所需的压力和速率来提供流动。在操作中示例性泵优选地是容积式的，然而，可以是齿轮泵、活塞泵、旋转叶片泵或满足上述标准的任何其他泵。泵送装置优选地与溶剂流量计或等同结构可操作地连接，所述等同结构用作确保分配所需的流速和体积的反馈结构。优选地，泵送通过具有100％容积效率的泵进行，该泵由具有反馈和/或位置控制的原动机(如伺服系统或步进电机)驱动，由此不需要使用流量计来实现精确的流速。另外，在调制过程中泵送装置能够调节和维持所需的流体流速，不论系统压力如何。SFMS可以是自控系统或与监视和调制性能的外部系统控制器连接。

STMS 120、220、320是用于向调制室提供快速可变、精确和准确温度的溶剂的系统。示例性系统包括速溶或无罐溶剂加热系统和使用恒温混合阀/系统。无论使用何种系统，理想的STMS能够提供等于或大于操作者期望的温度变化。理想的STMS具有以至少0.5℃/s的速率提供溶剂温度调节或以0.1℃/mL的流速与溶质接触的能力，并且在冲泡过程中提供+/-3℃的最小精确度。在输送溶剂时，最佳的系统考虑了与溶质材料可操作连接的溶剂导管的比热容和导热率。

理想的调制室130、230、330是与SFMS、STMS和SPMS可操作连接的系统。调制室包括室，所述室配置为便于溶液和溶质接触从而产生冲泡的溶液、选择性地容纳溶质介质并允许所述冲泡溶液离开所述调制室。理想的调制室具有最小的比热容和导热率，使得冲泡温度可以快速改变。优选地，调制室配置为使得接触溶剂的材料具有等于或低于1W/m*K的导热率，示例性材料包括聚醚酰亚胺(PEI)和聚醚醚酮(PEEK)聚合物类。另外，所述调制室能够承受比调制系统提供的压力更大的压力。

SPMS 140、240、340与调制室可操作地连接，其通过改变冲泡溶液流动阻力来调节所述调制室内的压力。SPMS可以包括与调制室内的溶质可操作地连接的压力测量装置和能够调节冲泡溶液流动阻力从而增加调制室内的压力的阀门。示例性阀门包括压力调节器、针阀、蝶阀、球阀和夹管阀或能够调节调制室内的压力的任何其他流量调节装置。理想的阀门不受冲泡溶液中可能存在的颗粒物质、油和其他溶解的固体的影响。此外，SPMS最佳地包含最小的内部体积并且将腔室内的压力调节至至少+/-0.5bar的精确度以及压力变化的最小速率大于0.25bar/s。此外，内部体积应易于清洁。

电子控制系统160、280、380理想地用于在冲泡过程中选择性地调节和监测SFMS、STMS和SPMS的性能。另外，控制系统能够预编程有调制“方案”，调制“方案”可以根据不同的个人偏好和溶质定制。在需要时可以调用这些方案，从而最小化再现调制结果所需的劳动量、技能和时间。控制系统可以包括联网能力，例如连接到因特网，从而实现远程系统监控并将调制“方案”传输到调制系统。优选地，所述控制系统将能够处理多个用户输入变量以创建可执行的提取。所述变量包括压力、流速、温度、总时间和分配体积。

对本领域技术人员显而易见的是，变量流速、冲泡时间和分配冲泡体积并不都是独立的变量，因此，控制系统优选地能够为用户提供选择期望的两个独立的变量的能力。例如，用户可以选择相对于冲泡时间来指示冲泡流速，从而使分配体积成为因变量。或者，用户可以选择相对于时间来指示分配体积，使得流速成为由控制系统确定的因变量。

此外，所述控制系统优选地能够使得用户动态地(即，在调制过程期间)相对于其他变量改变所有调制变量。例如，用户可以决定相对于压力、时间或体积来指示温度变量。同样，可以相对于时间或体积或温度来指示压力。然而，为了简单起见，所有变量最好相对于相同的参数(时间或分配体积)来指示，而绝对极限和变化率由STMS、SFMS、调制室和SPMS的能力决定。如果反馈机制指示实际冲泡偏离调制方案的任何设定值，则优选地产生错误消息，将错误传达给用户，由此用户可以改变调制方案或改变溶质和/或过滤介质，使得调制系统成功地执行调制方案。

如果针对设定体积生成调制方案(也称为冲泡算法)并且用户希望增加调制溶液的体积同时保持有效的调制参数，则控制系统优选地能够获取原始的调制方案并且以临时方式调节分配流速，从而保持总时间恒定，并且还建议增加过滤介质尺寸以确保增加的冲泡体积与原始的调制方案具有一致的风味。

控制系统160、280、380可以利用一种或多种冲泡算法以有助于在冲泡期间控制SFMS、STMS和SPMS。例如，关于控制SFMS 110、210、310，算法可以配置为允许用户输入总溶剂冲泡时间和总的期望的分配体积，以确定在冲泡期间由SFMS产生的流速。有许多潜在的算法能够产生具有加速或减速的线性或非线性变化率的各种流速。在另一种操作模式中，可以使用多种算法来控制冲泡参数。例如，在冲泡期间可以使用两种算法来指定SFMS操作，其中一种算法用于由SFMS分配的第一部分时间和体积，而第二种算法用于冲泡的第二部分时间和体积。

算法还可以包括可由操作员提供的变量，其中操作员可以输入数字、数值或数字和模拟输入变量，例如，通过数字用户-界面。在其他实施例中，操作员可以输入数字、数值或图形变量，例如，通过使用图形用户界面上描绘的标度上的滑块(slide)。无论是数字还是数值，变量是改变算法如何指定冲泡参数，而无需用户选择或输入替代算法的参数。

例如，用于调制冲泡饮料的算法可以配置为接受总冲泡时间、总溶剂体积和算法变化参数P，所述算法确定如何分配溶剂(即流速)以在期望的时间内实现期望的体积。变化参数可以是独立的，因为它不代表任何特定的调制参数。在示例性算法中，用户可以改变P值，以改变溶剂流速和/或流速变化以实现期望的体积和时间。同样地，用户可以改变调制时间和/或调制体积的值而不改变P，而算法将调整如何分配溶剂以实现期望的时间和溶剂体积同时保持相同的通常流速趋势但不是相同的流速。这使得操作者选择P，为他们提供他们期望用于冲泡的流速趋势，并允许他们改变冲泡时间和/或溶剂体积，而不必明确指示新的流速。同样地，用户可以保持总冲泡时间和溶剂体积恒定而改变P，从而仅改变冲泡期间的溶剂流速。优选地，算法配置为其中P可以是值的范围，该范围的一端引起一种效果，并且该范围的另一端引起与值范围中间的拐点相等且相反的效果。算法还可以配置为在相应的系统中产生恒定的变化或阶梯式变化。算法还可以配置为使得用户指定初始或结束流速值。另外，算法可以包括在冲泡期间用户可能希望的暂停。

可用于控制SFMS的一种示例性算法产生恒定的、加速或减速的溶剂流速。流速变化率由用户输入的算法变化变量或参数P指定，其中P是如下的示例值：1≤P≤-1，1是最大加速，而-1是最大减速而0是恒定流速，其中溶剂的加速、减速和/或恒定流速统称为“ADC流速”。为了测定溶剂流动加速率m，将来自泵的总分配溶剂体积V，所述冲泡过程将持续的总冲泡时间T，用于公式m＝(2V÷T²)×P。使用时，控制系统可以确定V、T和P的值(通过用户输入或通过设置在调制系统中的一个或多个传感器)并计算初始溶剂流速b，其中b＝V/T-l/2mT，并告诉SFMS以这个初始速率流动流体以及以加速率m持续加快流速T秒。用户输入的算法变化参数有益地影响ADC流量，而用户不必输入和/或选择替代算法。

例如，如果用户希望通过在30秒的总时间内分配85cc溶剂来生产冲泡饮料并选择溶剂变化参数为0.6，

V＝85cc；T＝30s；P＝0.6；

m＝(2×85÷30²)×0.6＝0.1133cc/s²

b＝(85÷30)-(1/2)×0.1133×30＝1.133cc/s

因此，控制系统将以1.133cc/s的速率开始流动流体以及以0.1133cc/s²持续加速流速30秒。在30秒结束时，已经分配了85cc溶剂。

在SFMS控制的替代方法中，在冲泡期间不具有恒定的溶剂加速或减速速率，而是溶剂流加速或减速速率m近似于几个恒定的流速步骤。产生这些步骤的示例性方法是将冲泡分成数个(例如N个)相同持续时间的步骤，对于步骤F_(1，N)＝mt_(1，N)+b，每个步骤中间的时间t_(1，N)用于计算步骤流速F_(1，N)，其中b是初始溶剂流速。

控制系统还可以配置有安全算法，其中如果在冲泡期间调制室达到限定的最大压力，则控制系统将流速降低限定的百分比，并且如果再次达到最大安全值将继续将流速降低限定的百分比。一旦已经达到总的期望的分配体积，控制系统可以通知用户总的喷射时间以及达到了超压值。

在替代安全算法中，如果冲泡压力达到第一用户或系统限定的压力，但小于第二用户或系统限定的压力(这可能是系统或操作上故障)，则将先前算法产生的流速减少第一随机或选定的百分比。然后，如果冲泡压力达到和/或超过第二用户或系统限定的压力，则将流速减小第二随机或选定的百分比，第二随机或选定的百分比大于第一百分比。如果冲泡压力下降到低于第一限定压力，则流速返回至初始算法产生的流速。在先前已经达到第一和/或第二压力后，如果冲泡压力下降到低于第三用户或系统限定的压力，则将流速增加第三百分比，使得可以恢复由于先前的流速降低而损失的时间。优选地，形成足够的时间使得流速可以返回至初始算法产生的流速，并且冲泡饮料喷射的最终总时间等于期望的冲泡时间。初始计算的流速值的百分比变化也可以取决于压力增加或减少的速率。例如，快速的压力增加速率导致流速更大的百分比降低。

图7描绘了使用示例性调制装置在冲泡期间实施的安全算法的工艺流程图，所述示例性调制装置包括SFMS、调制室、冲泡压力传感器、溶剂加热器或STMS和计算机控制系统。控制系统优选地配置为使用户可以指定调制温度、初始的调制室填充压力、调制室填充速率、总冲泡时间和总冲泡体积。用户还可以指定流速配置文件(profile)或算法，并且如果适当，输入算法变化参数。工艺在步骤600开始并立即进行到步骤602，用户选择或输入完成调制方案所需的上述参数，计算机控制系统使用温度设定来改变加热器或STMS以将溶剂加热到期望的温度。在已经将研磨物插入调制室中后，用户启动冲泡循环。

在已经启动冲泡过程后，步骤604包括控制系统启动时间计数器、分配流体时间计数器和SFMS，以使流体以用户指定的调制室填充速率流动。然后，步骤606包括控制系统检查实际的冲泡压力IP，使用例如与调制室相关联的一个或多个传感器相对于用户指定的初始的调制室填充压力进行。一旦已经达到初始的调制室填充压力，即实际的冲泡压力大于或等于填充压力，步骤608包括控制系统记录流体的时间和体积，流体将调制室加压至填充压力。然后，控制系统从总冲泡时间中减去填充调制室所需的时间，从而得到剩余的冲泡时间。同样地，控制器从总流体体积中减去实现调制室填充压力所需的流体体积，从而得到剩余的冲泡体积。然后，控制系统用该数据以及用户指定的流速算法和算法变化参数来产生其余冲泡的流速，并根据通过算法计算或产生的流速使溶剂立即流动。可以使用替代方法来感测调制室填充。在该方法中，溶剂以恒定的泵送力而非用户指定的填充率供应至调制室，并且通过感测流速变化，控制系统检测调制室填充，一旦调制室填充则发生感测流速变化。

当流动溶剂时，步骤610包括检查以查看是否已经分配了所有期望分配的冲泡流体。如果已经分配了所有冲泡流体，则步骤612包括控制系统将饮料调制组件重置或置于备用状态，以准备下一次冲泡。如果尚未分配所有期望分配的冲泡流体，则安全算法监测调制室内的压力，如图7的步骤614至626所示。

具体地，步骤614包括将冲泡压力IP与第一安全压力IP₁和第二安全压力IP₂进行比较，其中IP₂>IP₁。如果冲泡压力IP增加至大于IP₁且小于IP₂的点(IP₁<IP<IP₂)，则步骤616包括将算法产生的流速减小第一因子或百分比并相应地增加冲泡流体的分配体积喷射的时间，从而保持总的期望的喷射体积。如果冲泡压力IP不在大于IP₁且小于IP₂的值内，则步骤618包括将冲泡压力IP与第二安全压力IP₂进行比较。如果IP≥IP₂，则步骤620包括将初始计算的流速减小第二因子或百分比，相应地增加喷射时间，从而保持总的期望分配的喷射体积。如果IP不等于或者大于IP₂，则步骤622包括将冲泡压力IP与第三压力IP₃进行比较。IP3优选地低于IP₁和IP₂。如果IP<IP₃，则进行步骤624。步骤624包括将实际的体积分配与算法计算的体积进行比较。如果实际的体积小于算法产生的体积，则步骤626包括将流速增加第三因子或百分比，并且相应地减小喷射时间，以维持分配的冲泡流体期望的总体积。重复步骤610至626，直到分配了所有期望的流体。该过程可以在步骤628终止，并且除非另有明确说明，否则可以以各种顺序以及在不同时间进行上述步骤。

优选地，控制系统将实现指定的填充压力所需的时间连同冲泡的实际时间和调制室压力相对于时间的曲线图传达给用户。控制系统可以存储冲泡压力相对于冲泡时间的曲线，用于调用、分析和/或用作比较源以用于使用相同的冲泡方案或溶质的以后的冲泡，使得随后的冲泡可以通过溶剂变化来优化以产生均一的冲泡压力。

在另外的操作方法中，可以结合先前所述的算法调制控制系统来使用天平(scale)，以向饮料调制系统提供附加的功能。在一个实施例中，在调制过程期间可以使用天平称量分配的冲泡溶液，由此控制系统配置为实现期望的分配冲泡溶液质量。期望的分配冲泡溶液质量可以由用户直接输入或根据期望的溶质与溶液比率和输入的溶质质量由控制系统计算。溶质质量可以由用户手动输入或从天平自动输入。

当与图7公开的调制算法结合使用时，变量总分配体积由期望的分配冲泡溶液质量或溶质与分配冲泡溶液质量的比率以及溶质质量代替。一旦启动调制循环，控制系统以初始的填充速率分配流体，直到达到填充压力。然后，控制系统使用分配的冲泡溶液质量作为剩余的流体进行分配，并基于该体积和已经达到填充压力之后剩余的时间计算剩余的流速。在剩余的时间的一部分已经发生后，将分配的冲泡溶液质量与当时应该分配的计算体积进行比较。如果发现不同，则控制系统重新计算待分配的剩余的体积，并以校正的流速继续冲泡。在提取期间这种校正可以发生多次或单次。还可以包括偏移值以考虑在冲泡已经停止之后可能发生的滴落。该偏移值将从剩余的期望的冲泡溶液质量中加入或移除一定体积的流体，使得可以精确地实现目标冲泡溶液。

上述系统的益处可以从包括少于全部三个溶液控制系统(SFMS、STMS和SPMS)得出。例如，饮料调制系统可以包括STMS和SFMS，或者替代配置可以包括与调制室可操作地连接的SFMS和SPMS。

虽然公开的饮料调制/冲泡系统减轻了溶质尺寸和溶质压实变化的效果对冲泡风味的影响，但是发现利用控制系统记录的数据来改变溶质参数(如溶质尺寸或溶质压实)是有用的。这可以通过溶质变化系统来完成，所述溶质变化系统可以包括与调制室可操作连接的溶质研磨机和/或压实工具，溶质在调制室中分配。在一个示例性系统中，如上所述的控制系统与溶质变化系统通信地连接，特别是溶质研磨机，由此可以利用来自冲泡过程的传感器数据来改变所述研磨机的性能以改善总系统的性能。一个这样的示例是在冲泡过程期间利用压力传感器数据来改变研磨机的性能以产生更小或更大的溶质，以确保均一的饮料风味。例如，如果使用方案调制/冲泡饮料，而SPMS 140、240、340不能产生由方案指定的压力配置文件或SPMS需要过多或过度的流量调节水平，则控制系统可以与溶质研磨机通信，使其降低或增加或减少设置在调制室内的溶质的尺寸。显而易见的是，假设相同水平的溶质压实和溶质质量，则减小平均溶质颗粒尺寸将导致更高的溶质阻力，而增加平均溶质颗粒尺寸将导致阻力降低，从而降低冲泡压力。同样地，该系统可以配置为利用控制系统数据来改变溶质压实而不是平均溶质颗粒尺寸。

Claims (15)

1.一种用于调制冲泡饮料的受控系统，包括：

冲泡饮料调制组件，其可操作地配置为接收冲泡饮料参数，所述冲泡饮料参数包括在冲泡算法中使用的分配溶剂体积和总冲泡时间，所述冲泡算法存储在存储器中，所述存储器与由冲泡饮料调制组件容纳的处理器通信地连接，所述冲泡算法产生溶剂流速变化，所述溶剂流速变化是分配溶剂体积和总冲泡时间的函数；

溶剂流动管理系统，其具有泵，所述泵基于冲泡算法可操作地配置为引导溶剂流动通过容纳在冲泡饮料调制组件的调制室中的溶质，以通过冲泡过程产生实际冲泡压力和冲泡溶液，所述调制室和泵通过溶剂流导管流体连通；和

电子控制系统，其与所述溶剂流动管理系统通信地连接，并通过处理器可操作地配置为：

启动与引导溶剂流动相关联的时间计数器以产生运行冲泡时间；和

执行冲泡算法以产生溶剂流速变化，该溶剂流速变化足以在剩余的冲泡时间内基于运行冲泡时间、分配溶剂体积和总冲泡时间提供剩余的冲泡体积；

所述冲泡过程还包括：以引导溶剂流动为开始的第一部分和以所述冲泡过程中的触发条件为开始的第二部分，所述冲泡过程的第二部分包括执行调制算法。

2.根据权利要求1所述的用于调制冲泡饮料的受控系统，其中所述冲泡算法还包括：

溶剂变化参数，其是独立的并且可选择性改变的，其中所述冲泡算法可操作地配置为产生溶剂流速变化，所述溶剂流速变化是溶剂变化参数的函数。

3.根据权利要求2所述的用于调制冲泡饮料的受控系统，其中：所述溶剂变化参数是一数值，指示溶剂流速加速、溶剂流速减速和恒定的溶剂流速中的至少一个。

4.根据权利要求3所述的用于调制冲泡饮料的受控系统，其中：所述溶剂变化参数在较低和较高的数值范围内。

5.根据权利要求4所述的用于调制冲泡饮料的受控系统，其中：所述溶剂变化参数的范围为-1至1。

6.根据权利要求5所述的用于调制冲泡饮料的受控系统，还包括：

在所述冲泡饮料调制组件上的用户界面，所述用户界面可操作地配置为通过用户输入来接收溶剂变化参数、分配溶剂体积和总冲泡时间。

7.根据权利要求1所述的用于调制冲泡饮料的受控系统，还包括：

存储在所述存储器中的安全算法，所述存储器与由冲泡饮料调制组件容纳的处理器通信地连接，所述溶剂流动管理系统可操作地配置为，如果实际的调制室填充压力超过最大限定的调制室压力，则动态地将溶剂流速减小限定的百分比。

8.根据权利要求1所述的用于调制冲泡饮料的受控系统，其中：所述触发条件是外部输入、运行冲泡时间内的点、分配溶剂体积、分配溶剂的流速变化和冲泡填充压力中的至少一个。

9.根据权利要求8所述的用于调制冲泡饮料的受控系统，其中所述冲泡饮料调制组件还包括：

用户界面，其可操作地配置为接收：

溶剂变化参数，所述溶剂变化参数是独立的并且可选择性地改变；和

所述冲泡填充压力。

10.根据权利要求1所述的用于调制冲泡饮料的受控系统，其中所述冲泡饮料调制组件还包括：

用户界面，其可操作地配置为在总冲泡时间内接收至少一个预定的时间暂停。

11.根据权利要求1所述的用于调制冲泡饮料的受控系统，其中所述冲泡饮料调制组件还包括：

用户界面，其可操作地配置为接收作为冲泡饮料参数之一的用户指定的调制室填充率。

12.一种用于调制冲泡饮料的受控系统，包括：

在冲泡饮料调制组件上的用户界面，所述用户界面可操作地配置为接收冲泡饮料参数，所述冲泡饮料参数包括在冲泡算法中使用的分配溶剂体积、总冲泡时间和期望的初始调制室填充率、期望的初始调制室填充压力和溶剂变化参数，所述冲泡算法存储在存储器中，所述存储器与由冲泡饮料调制组件容纳的处理器通信地连接，所述冲泡算法产生溶剂流速变化，所述溶剂流速变化是待分配的剩余溶剂体积、剩余的冲泡时间和溶剂变化参数中的至少一个的函数，其中溶剂变化参数是独立的并且可选择性地改变，并且是指示溶剂流速加速、溶剂流速减速和恒定的溶剂流速中的至少一个的数值；

溶剂流动管理系统，其具有泵，所述泵基于冲泡算法可操作地配置为动态地引导溶剂流动通过容纳在冲泡饮料调制组件的调制室中的溶质，以产生实际的冲泡压力和冲泡溶液，所述调制室和泵通过溶剂流导管流体连接；

电子控制系统，其与所述溶剂流动管理系统通信地连接，并且通过处理器可操作地配置为：

启动与引导溶剂流动相关的时间计数器以产生运行冲泡时间；和

执行冲泡算法以产生溶剂流速变化，该溶剂流速变化足以在剩余的冲泡时间内基于运行冲泡时间、分配溶剂体积和总冲泡时间提供剩余的冲泡体积。

13.根据权利要求12所述的用于调制冲泡饮料的受控系统，其中：所述溶剂变化参数的范围为-1至1。

14.根据权利要求12所述的用于调制冲泡饮料的受控系统，其中：所述电子控制系统可操作地配置为：

用至少一个传感器接收实际的调制室填充压力，以测定实际的调制室填充压力是否至少达到期望的初始调制室填充压力；和

当实际的调制室填充压力至少达到期望的初始调制室填充压力时，测定实际的冲泡时间量和分配溶剂量，以产生剩余的冲泡时间和剩余的冲泡体积。

15.一种用于控制冲泡饮料调制循环的方法，包括步骤：

接收冲泡饮料参数，所述冲泡饮料参数包括在冲泡算法中使用的分配溶剂体积和总冲泡时间，所述冲泡算法存储在存储器中，所述存储器与由冲泡饮料调制组件容纳的处理器通信地连接，所述冲泡算法产生溶剂流速变化，所述溶剂流速变化是分配溶剂体积和总冲泡时间的函数；

用电子控制系统引导溶剂流动经过溶剂流导管通过容纳在冲泡饮料调制组件的调制室中的溶质，以产生冲泡过程、实际的冲泡压力和冲泡溶液；

启动通过溶剂流导管与引导溶剂流动相关联的时间计数器以产生运行冲泡时间，所述冲泡过程还包括：以引导溶剂流动为开始的第一部分和以所述冲泡过程中的触发条件为开始的第二部分，所述冲泡过程的第二部分包括执行调制算法；和

在时间计数器启动后用处理器执行冲泡算法，以产生溶剂流速变化，该溶剂流速变化足以在剩余的冲泡时间内基于运行冲泡时间、分配溶剂体积和总冲泡时间提供剩余的冲泡体积。

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