CN110325080B - 通过预润湿由胶囊制备饮料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备饮料的方法，该方法通过在控制单元(21)的控制下由饮料制备机器(1)的水泵(16)穿过胶囊(2)的第一壁(6)将水供送到胶囊而在该机器中由包含饮料成分的胶囊制备饮料；穿过胶囊的第二壁(9)提取冲煮的饮料；该第二壁优选地至少通过在胶囊内由于供送到胶囊内的水而累积的压力的作用而被开口以提取冲煮的饮料；该方法包括：‑在包含处于干燥状态的饮料成分的胶囊中供送第一体积的水(V1)，以在从胶囊的第二壁(9)提取饮料之前预润湿胶囊中的饮料成分(“预润湿”)；‑在胶囊中供送第二体积的水(V2‑V1)以生成从胶囊的第二壁(9)提取的饮料；其中将第一体积的供送控制在至少一个流量值，该流量值在水压的第一斜线上升阶段(30)通过泵提供水压的持续增加，并且，其中在供送第一体积的水之后，控制第二体积的水的供送立即开始并且没有流的中断，并且控制第二体积的水的供送以增大水压直至达到在压力的第二斜线上升阶段(31)之后的至少一个提取压力，该压力的第二斜线上升阶段被控制成比压力的第一斜线上升阶段(30)更加陡峭。

Description

通过预润湿由胶囊制备饮料的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备饮料的方法，该方法由机器的泵穿过胶囊的第一壁将水供送到胶囊，并通过穿过胶囊的第二壁提取饮料而在饮料制备机器诸如咖啡机中由包含成分的胶囊制备饮料。该方法更具体地着重于由包含研磨咖啡的胶囊制备热饮料，具体为咖啡，以通过改善对某些制备参数的控制和具体顺序来改善杯中饮料的质量，这些参数具体地是向胶囊供送的水的流量和压力。
背景技术：
利用具有饮料成分的胶囊的饮料制备机器是广为所知且广泛使用的。最受欢迎的是利用一次性胶囊的那些，也称为包或盒，其包含研磨咖啡、研磨咖啡和牛奶的混合物、可溶咖啡、叶茶或它们的组合。诸如EP0512468中所公开的在达到足够的压力时打开的闭合胶囊是本领域所熟知的。使用此类胶囊的方法也是已知的，诸如在EP0512470中。
还已知的是，通过注入少量的水并且静置几秒，在专业类型的咖啡机中预润湿咖啡可改善或改变提取结果诸如通过提升芳香。
EP0870457涉及水不可渗透的柔性包(小袋)，该包定位在设置有固定尖装置的室中，该固定尖装置适于一旦该包被加压并且抵靠室壁和穿孔装置偏压而将包材料打孔。根据该文档，水被供送到包中，并且在达到足以引起包壁穿孔的压力之前，水流被中断。
EP2001343B1涉及制备饮料的方法，该方法包括将水供送至闭合的饮料制备室诸如闭合的刚性盒以制备饮料、打开室以及从室的出口分配由此制备的饮料的步骤，其中其包括以下步骤：
-将水供送到制备室中，直至达到至少3bar的第一压力(P1)，
-将通向制备室的水流中断至少一次(t泵)，
-将制备室在第一压力(P1)下于闭合条件下将制备室维持压力保持时间(t泵-t1)，该压力保持时间在1秒至60秒的范围内，
-打开制备室的出口，以及
-分配由此制备的饮料。
换句话讲，根据本专利的方法包括在刚性盒中的成分的预润湿阶段，在此期间水流被中断并且压力保持恒定几秒，然后再恢复用于饮料提取的流量。
WO2015104165涉及另一种方法，其中将第一体积的水供送到胶囊中，并且在中断之后，将第二体积的水供送到胶囊中，并且其中通过以流量计评估测量信号输出来确定中断进入胶囊的水流的时间点。根据该方法，可以更精确和更明确地确定胶囊被正确填充水以预润湿的时间点。
现有技术方法的问题在于预润湿具有多个缺点。当未适当控制时，诸如当胶囊的递送壁已被开口时，如果流被恢复，则其可导致流的阻塞问题。如WO2015104165所示，泵的控制要复杂得多。与不预润湿的常规制备相比，饮料的制备时间也显著增加。实际上，泵必须从关闭模式开始到完全操作模式，并且压力的斜线上升将需要更多的时间。所使用的电力也相当可观。
本发明旨在提供这些缺点的解决方案。
发明内容：
本发明涉及一种制备饮料的方法，该方法由饮料制备机器的泵穿过胶囊的第一壁将水供送到胶囊而在该机器中由包含饮料成分的胶囊制备饮料；穿过胶囊的第二壁提取所冲煮的饮料；所述第二壁优选地至少通过在胶囊内由于供送到胶囊内持续的水而累积的压力的作用而被开口以提取冲煮的饮料；该方法包括：
-在包含处于干燥状态的饮料成分的胶囊中供送第一体积的水，以在从胶囊的第二壁提取饮料之前预润湿胶囊中的饮料成分(“预润湿”)；
-在胶囊中供送第二体积的水以生成从胶囊的第二壁提取的饮料；其中将第一体积的供送控制在至少一个流量值，该流量值在水压的第一斜线上升阶段通过泵提供水压的持续增加，并且，
其中在供送第一体积的水之后，控制第二体积的水的供送立即开始并且没有流的中断，并且控制第二体积的水的供送以增大水压直至达到压力的第二斜线上升阶段之后的至少一个提取压力，该压力的第二斜线上升阶段被控制成比压力的第一斜线上升阶段更加陡峭。
因此，本发明通过在胶囊中连续供送水而不间断并且在预润湿期间具有低或降低的流量，从而在胶囊中产生饮料成分的有效预润湿。因此，本发明消除了与胶囊长期充满水的长保持时间相关的问题，以及和源自此类泵状态更改的中断和潜在阻塞问题之后通过泵恢复流动相关的问题。
在一个方面，调节泵的流量以便供送第一体积的水，尤其是为了匹配至少一个流量设定点，直到达到预定的流动时间或预定的水体积或达到低于提取压力的预定压力设定点。因此，测量流量并且将其与设定点进行比较，并且通过以下任何一项或它们的任何组合确定第一体积的结束：时间恒定值、体积恒定值或最终压力常量值。在最后一种情况下，例如，通过压力传感器直接测量压力值，或通过用传感器测量泵所消耗的电流并且计算压力来间接测量压力值，并且与用于以较低或降低的流量结束第一体积的水的供送的压力设定点进行比较。然而，最简单的方法是分配预定义的时间，用于以调节的流量向胶囊供送第一体积的水。
在一个优选的方面，第一体积水的供送以值控制，在包括在3秒和25秒之间更优选地5秒至20秒的期间，该值介于20ml/min和120ml/min之间、更优选地50ml/min至100ml/min。高于给定的最大流量限制时，必须缩短预润湿时间并且预润湿不会变得非常有效，而低于最小限制时，预润湿时间太长，压力增长太低并且/或者制备时间变得过于耗时。
在一个方面，针对第二体积的水的供送对水泵的压力进行调节，尤其是为了与至少一个压力设定点相匹配。可供送第二体积的水，直到提取目标体积的饮料。在一个另选方案中，供送另外体积的水，直到提取目标体积的饮料。这种另外体积的水可通过流量或压力来调节。具体地讲，另外体积的流量和/或压力可低于或高于供送的第二体积的水的流量和/或压力。根据调节，从一个体积到另一个体积的流量和/或压力的变化可以是连续的或逐步的。
因此，与第一体积的水相反，第二体积优选地不通过流量调节，而是仅通过压力调节，因为根据胶囊的类型(例如，包含不同来源的研磨咖啡共混物)，变得可能提供不同的提取压力。此外，其与提取压力的控制更加相关，以避免给定胶囊的提取压力过高或过低。当然，可也设想不同的调节，诸如流量或混合调节(流量和压力)。
通过胶囊的第一壁供送的第二体积的水的流量高于为预润湿而供送的第一体积的水的流量。当为第二体积的水调节压力时，以高于6bar的压力设定点调节泵，优选地介于8bar和25bar之间，更优选地为10bar至20bar的压力设定点。
优选地，在达到用于将胶囊的第二壁开口的开口压力之前，开始供送第二体积的水。一般来讲，通过将壁抵靠包括一个或多个突起的机器的胶囊支撑件断裂、切割或撕裂来获得第二壁的开口。为了克服壁开口必需的压降，必须设置足够高的压力设定点，使得压力斜线上升阶段足够陡峭并且成功地获得开口。
优选地选择压力和流量可控类型的泵，诸如齿轮泵、隔膜泵或注射器泵。泵的尺寸被设计为能够在广范围的流量诸如50ml/min至500ml/min内提供流量。
在一个方面，使用根据以下方式中的任一种或组合布置的流量测定装置来确定流量：
a)确定机器的注射器泵的加压水室每时间单位的体积减小，或者，
b)通过流量计测量由泵供送到胶囊的水的流量，或者，
c)测量旋转体积泵的马达的旋转速度并且相应地计算流量。
具体地讲，在方式a)中，加压水室的体积减小可由界定室的可位移壁的相对位移来确定，该可位移壁由电动致动器根据时间移位。
此外，胶囊的类型可由饮料制备机器识别。制备的某些参数由控制单元根据所识别的胶囊的类型来确定。具体地讲，第一体积的水和/或第二体积的水的供送可由控制单元根据所识别的胶囊的类型来控制。例如，取决于胶囊的类型，例如咖啡共混物，第一体积的水的供送可在不同的一个或多个压力下以不同的一个或多个流量和/或第二体积的水来调节。可还控制另外体积的水的供送。
一般来讲，第一体积的水的供送可另选地由控制单元设置，而无需调节流量调节，而且只是通过以预定的电流水平为泵供电预定的时间以提供缓慢的流量和预润湿所需的压力的稳定增加。在这种情况下，例如可依据胶囊的类型预定这些用于供送第一体积的水的特征，即泵的供电和定时。
本发明还涉及用于实施上述方法的饮料制备机器，该饮料制备机器包括：
水源，
分配出口，
用于接纳胶囊的冲煮单元，
用于将水供送到冲煮单元的水泵，
其中该饮料制备机器包括控制单元，该控制单元被布置用于控制泵，以用于：
-在包含处于干燥状态的饮料成分的胶囊中供送第一体积的水，以在从胶囊的第二壁提取饮料之前预润湿胶囊中的饮料成分(“预润湿”)；
-在胶囊中供送第二体积的水以生成从胶囊的第二壁提取的饮料；其中将第一体积的供送控制在至少一个流量值，该流量值在水压的第一斜线上升阶段通过泵提供水压的持续增加，并且，其中在供送第一体积的水之后，控制第二体积的水的供送立即开始并且没有流的中断，并且控制第二体积的水的供送以增大水压直至达到在压力的第二斜线上升阶段之后的至少一个提取压力，该压力的第二斜线上升阶段被控制成比压力的第一斜线上升阶段更加陡峭。
该机器可包括注射器泵，通过该注射器泵由根据时间的加压水室的体积减小来确定或计算水流量。作为另外一种选择，该机器包括泵和用于测量由泵供送到胶囊的流量的流量计。作为另外又一种选择，该机器可包括旋转式体积泵，通过该旋转体积泵测量马达的旋转速度，并且根据该测量的结果计算水流量。
该机器可还包括压力传感器或传感器，用于测量代表泵的功率消耗的至少一个电参数。该电参数向控制单元提供指示水的压力的输入。控制单元可连接到泵以控制供应到泵的电力，以便将水输出流量维持在压力设定点，或者根据包括不止一个压力设定点的压力分布图来改变压力。
附图说明：
图1示出了适于实施根据本发明的方法的饮料制备机器的示例性示意图；
图2为表示根据时间(X轴)的由泵供送至胶囊(左Y轴)的水体积和测量的水压(右Y轴)的测得变化的示例性曲线图，其用于制备和递送用于制备咖啡液体提取物的60ml水体积；
图3为图2的咖啡液体的制备的示例性计算机化控制图，其相应地(从上到下)示出了时间标度、水温、目标水量、混合流量和压力调节、流量调节期间的流量阈值以及压力调节期间的压力设定点；
图4示出了具有用于实施本发明的方法的注射器型泵的饮料制备机器的更详细的内部剖视图；
图5为图4的机器的水泵的透视剖面图；
图6为图4中机器的水泵的致动器和传动装置的透视图；
图7为图4中水泵的剖视图，泵电连接到与电流传感器相关联的电源，传感器用于测量代表由示意性地示出的致动器从电源消耗的电力的至少一个电参数。
具体实施方式：
本发明涉及一种使用在图1中以非限制性方式表示的制备饮料机器1的制备方法。机器1通常适于接纳饮料胶囊2并且从其制备饮料。胶囊通常被接纳在饮料提取单元3中，该饮料提取单元适于包封胶囊并且用来自受控流体回路4的水向其供送。机器可任选地包括胶囊识别单元5，其中可单独识别每个胶囊2，以使得制备，具体地为制备的参数能够适应所识别的胶囊。例如，预润湿的条件可根据由识别单元5识别的胶囊的类型而改变。
胶囊2通常包括第一壁6，通过该第一壁将来自流体回路的水供送至胶囊中的饮料成分7。第一壁可例如被机器的穿孔构件8穿孔以实现水的引入。胶囊还包括第二壁9，通过该壁将饮料从胶囊中提取。第二壁优选地最初通过胶囊中压力上升的共轭效应和与机器的胶囊支撑件10的机械作用而闭合和开口。如已知的，胶囊支撑件可包括机械地接合第二壁的一个或多个突起，该第二壁在压力下变形直至其断裂或穿孔。饮料可通过通道或孔11排出，以被收集在收集室12中，并且通过出口14分配到放置在下面的容器13。具有带第二壁的胶囊也在本发明的范围内，该第二壁仅在胶囊中压力升高的作用下开口并且无需借助任何机械作用，或者通过胶囊中压力升高的共轭效应和胶囊自身中设置的机械作用的一个或多个构件而开口。
饮料制备机器的流体回路包括可为水箱15的水源。该水箱通常为可再填充的，并且为此可移除地连接在流体回路的一端。流体回路4还包括诸如经由被供应水的第一水管线17流体地连接到水箱的水泵16。它还包括诸如经由第二水管线19流体地连接到水泵的水加热器18。冲煮单元3可诸如经由第三水管线20连接到水加热器。在此未示出的另外水管线可能是这样的水管线：绕过水加热器或连接到另外组件诸如水冷却器或放气阀或减压阀或再循环水管线。
饮料制备机器包括控制单元21，该控制单元通常适于从机器的不同电子部件接收数据输入22并且适于诸如通过向机器的各种电子部件提供数据输出23来控制此类部件。控制单元21可被分成电连接的子单元，这些子单元可在机器中物理地分离。控制单元通常包括处理装置，诸如微控制器，用于编码方法的操作指令的至少一个易失性和/或非易失性存储器，这些指令的形式为诸如一个或多个操作程序和值诸如设定点，诸如温度、流量、压力、电流相关数据、时间等。
该机器可包括流量测定装置以测量进入胶囊的水的流量。流量测定装置可包括流体地布置在流体回路中的流量计24，以用于测量从泵16供送到冲煮单元中的胶囊的水的流量，并且用于向控制单元提供流量相关的输入。如图1所示，流量计24可被定位在水箱15和泵16之间的水管线17中，或者如果更合适，可沿水回路定位在另一位置。流量测定装置可也体现在泵自身中。例如，该泵可以是注射器泵，通过该注射器泵由根据时间的加压室的体积减小来测定水流量。相对于图4和图7进行包括注射器泵的机器的更详细描述，另外在共同未决的欧洲专利申请号16177217.3中进行了详细描述。泵可包括旋转部分，该旋转部分的旋转速度与由控制单元计算的水流量成比例。
水泵16可为任何合适的泵，但对于供应至泵的致动器25的电力，优选地为适于由控制单元诸如通过脉宽调制控制来改变流量和/或压力的泵。因此，泵优选地为隔膜泵、齿轮泵或注射器泵。致动器25可以是作用于注射器泵的隔膜、齿轮装置或活塞的激活的旋转电机。其包括接收来自控制单元的输入信号以控制其旋转速度的输入装置。致动器还优选地连接到电流传感器26，该电流传感器连接到控制单元以输入表示致动器消耗的电流的信号。电流传感器可为电流表、电压表和电位差计中的至少一者，用于测量代表致动器通过为致动器(未示出)供电的电源的电力消耗的至少一个电参数。
连接至电流传感器26的控制单元21通过其控制逻辑来布置，以确定泵的出口52处的水的压力。所测量的一个或多个电参数诸如所吸收的电流可为用于确定压力而提供的至少一个参数。相应地，控制单元被配置成控制由电力源(未示出)提供给致动器25的电力。应当注意的是，电流传感器26可集成到控制单元本身中或集成到泵的致动器中。控制单元可还是包括电源的电力单元的部分。
在一个变型中，电流传感器26可被压力传感器(例如，压力换能器)或等效压力测定装置替换。
水加热器18还通过提供水温相关输入，诸如通过一个或多个温度传感器27(诸如NTC)提供，而连接到控制单元21。控制单元连接到加热器，用于控制加热元件的启动以及相应地调节温度。
任选地，胶囊识别构件28被布置在机器中，用于在冲煮单元中制备饮料之前识别胶囊和/或从胶囊上的数据载体检索数据。胶囊识别构件向控制单元提供与胶囊的类型和/或有关此类胶囊的制备参数(例如，设定点、时间、体积等)相关的输入信号。可由胶囊识别构件测量的胶囊特征可为机械、电气、磁性和/或光学性质。可测量胶囊的颜色、图案、形状、电导率、电容电导率、感应电导率、磁导率中的至少一者。
胶囊的识别能够确定胶囊的类型并且相应地调整制备参数，包括用于预润湿的第一体积的控制条件和用于提取饮料的第二体积的水。不同类型的胶囊可对应于不同的胶囊特征，例如不同的咖啡共混物、咖啡重量、胶囊尺寸以及它们的组合。不同的咖啡共混物可包括不同的咖啡研磨特征(例如，粒度分布、平均直径)、咖啡来源、密度、烘焙程度以及它们的组合。
现在将结合图2和图3描述本发明的方法。在已将胶囊包封在冲煮单元3中并且制备启动信号被有效地输入控制单元(例如，识别的胶囊和/或在机器的用户界面上按下的按钮)之后，在控制单元的控制下将第一体积的水V1从泵供送到胶囊以预润湿饮料成分(图2)。优选地通过流量使用流量测定装置调节第一体积的水V1。将流量控制为慢速但连续。将优选地介于50ml/min和100ml/min之间的缓慢流量维持几秒，优选地介于5秒和20秒之间。在此期间内，不从胶囊的第二壁9提取饮料。胶囊的第二壁优选地保持为未开口的，直到第一体积供送结束，因为壁处的压力未达到开口压力，例如断裂压力。为此，考虑到胶囊的背压特征，根据优选地每种类型的胶囊的开口压力来预定流量和流动时间。如图2所示，当胶囊充满水时，压力在第一压力斜线上升阶段30中逐渐增大。水泵的流量由控制单元经由流量测定装置调节，使得将所测量的流量与至少一个流量设定点(可能是在该阶段期间可能的流量分布图的几个不同值)进行比较，并且诸如通过脉宽调制来调节泵的流量，以匹配流量设定点。在例示的示例中，单元中存储的流量设定点为50ml/min。
紧接在用第一体积的水预润湿之后，将第二体积的水V2-V1从泵供送至胶囊而不在第一和第二体积的水之间存在中断(图2)。具体地讲，压力显著增加，诸如通过控制单元增大泵上的电流。在供送第二体积的水期间，控制单元通过压力并且优选地不再通过流量调节泵。为此，控制单元的控制逻辑被布置成通过确定泵出口处的水压力，立即从流量调节切换至压力调节，例如在针对第一体积经过的时间之后。至少一个压力设定点成为调节供应到泵的电流的参考。压力设定点被选择为高于胶囊的第二壁的开口特征的值。例如，压力设定点设定为20bar，而第二壁的开口压力为8bar。转到这种最大压力设定点迫使泵以更高的流量至少暂时地向胶囊供应水，并且根据所遇到的背压来调整流量。提取阶段可被编程为逐渐地或逐步地减小或增大流量。提取阶段的数目不受限制，并且此类阶段可通过压力或流量来控制。在一个可能的示例中，泵的调节可被编程为在胶囊开口之后提供类似于咖啡过滤器滴落型机器的滴落饮料分配。
在第二体积的水的供送开始时，饮料成分诸如研磨咖啡可紧贴第二壁，并且背压可能显著增大。因此，可也至少暂时增大流量以应对背压。这可导致流量的更陡峭曲线部分(通过水体积V3-V1的累积水体积32的一部分示出)。因此，用于第二体积的水的压力斜线上升阶段31变得比第一体积中的压力斜线上升阶段30更陡峭。
术语“更陡峭”用于和第一斜线上升阶段30相比限定第二斜线上升阶段31，意味着阶段中压力曲线的部分在压力轴线(Y轴线)方向更加垂直。更具体地讲，根据以慢速流量进行的本发明的预润湿，压力的第一和第二斜线上升阶段可形成呈指数或接近呈指数增长的曲线。因此，在第二斜线上升阶段31中测量的任何切线(在该点处的指数曲线的一阶导数)具有比在第一斜线上升阶段中测量的任何切线更高的斜率(并且因此而“更陡峭”)。
胶囊的第二壁的开口一般在中间压力点33发生，该中间压力点在不同胶囊之间有所不同，因为其取决于第二壁的开口特征(例如，壁厚、材料)。在胶囊开口之后，压力通常继续增大，直至达到由单元控制的提取压力34。在达到最大提取压力之后，压力可在最大提取压力34下稳定直至提取结束，或甚至降低。
在一个变型中，可将不止一个压力设定点提供给饮料的制备循环以形成压力分布图(而不是单个压力设定点)。因此，可将饮料的提取控制在不止一个的提取压力，例如根据时间的两个或三个不同的设定点。压力曲线可还在与胶囊的支撑件的接合处受到在胶囊中产生的背压的影响，诸如通过在提取期间压紧成分和/或在第二壁中形成的流开口区域。
第二体积的水的供送的结束可通过由流量测定装置确定并且由控制单元控制的水累积体积来确定。当达到累积的水体积时(例如，在图2和图3中的60ml处)，泵被相应地停止。
优选地，部分或全部制备参数，具体地为水累积体积、流量设定点、压力设定点、第一体积的水的供送时间、水或加热器温度可以形成可存储在控制单元的存储器中的制备参数。这些参数可部分地或完全地包含在存储器的至少一个查找表中，或者可部分地或完全地从胶囊或外部机器上的数据载体传输到控制单元的存储器。
在图4至图7示出的示例性实施方案中，饮料制备机器1具有水箱15以及经由水泵16连接的分配出口14。水箱15可连接到用于将水箱15连接到泵16的连接管线17。水泵16可被构造成通过布置在饮料提取单元3中的胶囊(未示出)将水从水箱驱动至出口。
泵16为注射器型泵，其包括室35以及界定室的可位移壁36。泵还包括电致动器25，用于在第一位置和第二位置之间驱动可位移壁36，从而导致液体从水源流入室35中，并且导致水从室35流出到饮料提取室。例如，此类水通过泵穿过加热器18传递。
泵16包括电力单元38，其具有电源39并且被构造成用于向致动器25提供电力。电力单元38可通过电插头或连接器37连接到市电或不同的电源，例如电池或变压器(DC)和/或可再生能源电源(太阳能光伏电源)。
电力单元38具有传感器26，用于测量代表致动器25从电源消耗的电力的至少一个电参数。电力单元38包括连接到传感器26和电源的控制单元21。控制单元21被构造成根据以下项控制电源39提供给电动致动器25的电力：至少一个测量的参数；以及进入室35的所需水输入和/或来自室35的所需液体输出，诸如液体输入和/或液体输出的所需流量和/或压力。
控制单元21可控制水加热器18。控制单元21可控制包括胶囊支撑件10和胶囊笼41的冲煮单元3的打开和闭合。控制单元可还控制可移动座40的打开和闭合，在插入机器之前胶囊可位于该可移动座上(另外在图1中示出)。
控制单元21可通过有线或无线通信连接到用户界面42或与外部机器通信的通信模块，例如网络和/或便携式机器(例如智能手机)。
回到注射器泵，水室35可具有与水箱流体连接的泵入口43以及与水加热器和冲煮腔室流体连接的泵出口44。此类泵入口43可具有止回阀53，用于防止液体经由入口从室35中流出。泵出口44可具有止回阀54，用于防止液体经由出口流入室35。通常，水室35形成具有可变体积的单个腔体，此类入口和出口与该单个腔体流体地连通。
致动器25通常为通过传动装置46连接到可位移壁36的电动马达。与马达相关联的传动装置46可包括齿轮布置，诸如正齿轮布置，例如包括(齿形)轮47、(齿形)小齿轮48、蜗形或阿基米德螺钉49中的一者或多者的布置，诸如经由齿形小齿轮48连接到另一个齿形轮50的齿形轮47与固定到可位移壁36的阿基米德螺钉49相互啮合。
控制单元21可被构造成控制电源以向电致动器25提供所需电压，诸如恒定或可变电压，例如固定或可调频率下和/或固定或可调振幅下的交变电压。传感器26可被构造成测量致动器在所需电压下的电流摄入作为至少一个参数。
控制单元21可被构造成控制电源以向电致动器25提供所需电流，诸如恒定或可变电流，例如固定或可调频率下和/或固定或可调振幅下的交变电流。传感器26可被构造成测量致动器25在所需电流下的电压摄入作为至少一个参数。
控制单元21可被构造成：
-执行比较，诸如至少一个测量的参数与存储在控制单元中的预定设定点随时间推移的比较，诸如选自以下的预定设定点：工厂存储的设定点；通过更新控制单元存储的预定设定点，例如通过有线或无线更新；以及专门针对饮料供应提供的预定设定点，诸如与饮料供应的成分或与专用于饮料供应的用户输入相关联的预定设定点；以及
-根据比较来控制提供给致动器25的电力。
控制单元21可被构造成调节致动器25从电源的电压摄入，以确保从用电流传感器26测量电流摄入作为至少一个参数导出的致动器的所需电流摄入，例如以所需压力从室35向分配出口提供液体。
控制单元21可被构造成调节致动器25从电源的电流摄入，以确保从用电流传感器26测量电压摄入作为至少一个参数导出致动器的所需电压摄入，以所需流量(毫升/分钟)从室35向出口提供液体。
控制单元21可被构造成在如下情况下中断对致动器25的供电：界定室的可位移壁36到达室的端壁51或物理上确定或由传感器确定的末端位置，例如由磁性或光学传感器确定的末端位置或由机械止挡件(未示出)确定的末端位置。
为了确定水流量，控制单元21可接收与根据时间的腔室35的体积减小相关的输入。室35的体积通过可位移壁36朝向端壁51的位移而直接减小。因此，位移可通过经由传感器测量传动装置(例如小齿轮47)的旋转构件中的至少一个的旋转速度来确定。然后考虑与室体积的比例，根据旋转速度的测量来计算流量。另选地，可位移壁或弓根螺钉的位置可由位置传感器和根据时间的从壁的位置计算的流量来确定。
控制单元21可一般被构造成：执行比较，诸如至少一个测量的参数和与胶囊相关联的预定设定点随时间推移的比较；以及根据比较来控制提供给致动器37的电力。例如，控制单元21控制提供给致动器25的电力，以便最小化预定设定点与至少一个测量参数(例如水压)之间的差值。预定设定点可从包含成分的胶囊或与这些成分相关联的用户输入的特征导出。这些成分的特征可从冲煮单元中的这些成分的流动特性导出。该流动特性可从代表由电流传感器测量的致动器从电源消耗的电力的至少一个电参数导出。根据饮料的类型，因此所用的成分(例如研磨和/或速溶咖啡、茶或牛奶浓缩物或粉末)可或多或少地耐受经过其的液体流。

Claims (19)

1.一种制备饮料的方法，所述方法通过在控制单元(21)的控制下由饮料制备机器(1)的水泵(16)穿过胶囊(2)的第一壁(6)将水供送到所述胶囊而在所述机器中由包含饮料成分的所述胶囊制备饮料；穿过所述胶囊的第二壁(9)提取所冲煮的饮料；所述方法包括：
-在包含处于干燥状态的饮料成分的所述胶囊中供送第一体积的水(V1)，以在从所述胶囊的所述第二壁(9)提取饮料之前预润湿所述胶囊中的所述饮料成分；
-在所述胶囊中供送第二体积的水(V2-V1)以生成从所述胶囊的所述第二壁(9)提取的饮料；
其中将第一体积的水的供送控制在至少一个流量值，在所述流量值下在水压的第一斜线上升阶段(30)通过所述水泵提供水压的持续增加，并且，
其中在供送所述第一体积的水之后，控制所述第二体积的水的供送立即开始并且没有流的中断，并且控制所述第二体积的水的供送以增大水压直至达到压力的第二斜线上升阶段(31)之后的至少一个提取压力，所述压力的第二斜线上升阶段被控制成比压力的第一斜线上升阶段(30)更加陡峭；其中，在供送第二体积的水期间，立即从流量调节切换至压力调节；选择高于胶囊的第二壁的开口特征的值的压力设定点。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二壁至少通过在所述胶囊内由于供送到所述胶囊内的水而累积的压力的作用而被开口以提取所冲煮的饮料。
3.根据权利要求1所述的方法，其中调节所述水泵(16)的流量以便供送所述第一体积的水(V1)，直到达到预定的流动时间或预定的水体积或达到低于所述提取压力的预定压力设定点。
4.根据权利要求3所述的方法，其中调节所述水泵(16)的流量以便供送所述第一体积的水(V1)，以匹配至少一个流量设定点。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一体积的水(V1)的供送通过对所述水泵(16)在预定时间期间的预定供电来控制。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中在介于5秒和20秒之间的期间内，将第一体积的水的供送控制在介于50ml/min和100ml/min之间的值。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中针对所述第二体积的水(V2-V1)的供送对所述水泵(16)的压力进行调节。
8.根据权利要求7所述的方法，其中针对所述第二体积的水(V2-V1)的供送对所述水泵(16)的压力进行调节，以与至少一个压力设定点相匹配。
9.根据权利要求7所述的方法，其中供送所述第二体积的水(V2-V1)直至提取目标体积的饮料。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二体积的水被控制为在达到用于将所述胶囊的所述第二壁(9)开口的开口压力(33)之前开始。
11.根据权利要求7所述的方法，其中用于供送第二体积(V2-V1)的压力由压力传感器或由测量驱动所述水泵(16)的马达的电流相关变量的传感器(26)来测量。
12.根据权利要求7所述的方法，其中将压力调节为介于8bar和20bar之间的压力设定点。
13.根据权利要求12所述的方法，其中将压力调节为介于10bar至15bar之间的压力设定点。
14.根据权利要求3或4所述的方法，其中通过根据以下方式中的任一种布置的流量测定装置来确定流量：
a)确定所述机器的注射器泵的加压水室每时间单位的体积减小，或者，
b)通过流量计测量由所述水泵供送到所述胶囊的水的流量，或者，
c)测量旋转体积泵的马达的旋转速度并且相应地计算流量。
15.根据权利要求14所述的方法，其中在方式a)中，所述加压水室每时间单位的所述体积减小由界定所述加压水室的可位移壁的相对位移来确定，所述可位移壁由电动致动器移位。
16.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述胶囊的类型由所述饮料制备机器识别，并且至少所述第一体积的水(V1)和/或所述第二体积的水(V2-V1)的供送由所述控制单元根据所识别的胶囊的类型来控制。
17.一种用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法的饮料制备机器，其包括：
水源(15)，
分配出口(14)，
冲煮单元(3)，所述冲煮单元用于接纳所述胶囊(2)，
水泵(16)，所述水泵用于将水供送到所述冲煮单元，
其中所述饮料制备机器包括控制单元(21)，所述控制单元被布置用于控制所述水泵，以用于：
-在包含处于干燥状态的饮料成分的所述胶囊中供送第一体积的水(V1)，以在从所述胶囊的所述第二壁(9)提取饮料之前预润湿所述胶囊中的所述饮料成分；
-在所述胶囊中供送第二体积的水(V2-V1)以生成从所述胶囊的所述第二壁(9)提取的饮料；
其中将第一体积(V1)的水的供送控制在至少一个流量值，在所述流量值下在水压的第一斜线上升阶段(30)通过所述水泵提供所述水压的持续增加，并且，
其中在供送所述第一体积的水之后，控制所述第二体积的水的供送立即开始并且没有流的中断，并且控制所述第二体积的水的供送以增大水压直至达到压力的第二斜线上升阶段(31)之后的至少一个提取压力，所述压力的第二斜线上升阶段被控制成比压力的第一斜线上升阶段(30)更加陡峭；在供送第二体积的水期间，控制单元被配置成，立即从流量调节切换至压力调节，且使压力设定点被选择为高于胶囊的第二壁的开口特征的值。
18.根据权利要求17所述的饮料制备机器，其中所述饮料制备机器包括：
-注射器泵，借助所述注射器泵，通过加压水室每时间单位的体积减小来确定水的流量，或，
-水泵(16)和流量计(24)，所述流量计用于测量由所述水泵供送到所述胶囊的流量，或，
-旋转体积泵，通过所述旋转体积泵测量所述旋转体积泵的马达的旋转速度，并且相应地计算流量。
19.根据权利要求17或18所述的饮料制备机器，其中所述饮料制备机器包括传感器(26)，所述传感器用于测量代表所述水泵的电力消耗的至少一个电参数，并且所述控制单元连接到所述水泵以控制供应至所述水泵的电力，以便将水输出流量维持在压力设定点，或者根据包括不止一个压力设定点的压力分布图来改变压力。
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