CN110402093A - 饮料制备和注入系统 - Google Patents

Abstract

提供一种用于从不溶性材料制备期望的饮料产品的机器。该机器包括适于保持所述不溶性材料的冲调腔室，该冲调腔室具有入口和出口。设置入口管用于将流体从流体容器输送至冲调腔室的入口，并且设置分配管用于将流体从冲调腔室的出口输送至容器。设置流体泵用于使流体再循环通过冲调腔室。在另一方面，提供一种用于制备含有气体的期望的饮料产品的机器。该机器包括流体泵，用于使流体从流体容器再循环通过入口管至分配管并且返回至所述流体容器。该机器还包括空气泵，该空气泵设置在入口管和流体泵之间以用于将气体引入所述饮料流体中，该饮料流体通过所述流体泵进行再循环。还提供一种与机器一起使用的舱盒。

Description

饮料制备和注入系统

技术领域

本说明书涉及饮料制备系统，并且特别地涉及用于从不溶性材料制备饮料和用于制备含有注入气体的饮料的系统和系统部件。

背景技术

下述背景讨论并非承认，下文所讨论的任何事物可引用为现有技术或公知常识。下文所列出的文件全文以引用方式并入本文。

从不溶性材料(诸如咖啡粉、茶叶或干燥水果片)制备产品(诸如饮料)变得更困难并且更耗时，此时这些条件导致缓慢注入速率。例如，可期望的是利用环境或冷水而非热水来冲调咖啡或茶以增强某些期望属性(诸如口味的“平滑度”)和/或以有利于冰饮料的制备。在另一个实例中，可期望的是浸泡大片的干燥水果、干燥蔬菜或整叶茶而非利用小颗粒材料，以增强不溶性材料的视觉吸引力和/或以实现某些期望产品属性。

用于在这些环境下制备产品的常规方法需要前体流体和不溶性材料之间的延长接触时间段。例如，整叶茶可浸泡3分钟或更长，并且冷冲调咖啡可浸泡12小时或更长。

当从不溶性材料制备产品(诸如饮料)时，在较短时间内实现较高水平的提取的一种方法是使流体再循环通过冲调腔室。常规再循环过程仍需要延长接触时间段以实现令人满意结果。此类系统还难以操作并且不适用于咖啡店或每天分配大量饮料的其它商业操作。

当将冲调腔室设计用于从不溶性材料制备饮料时，一个挑战为难以对于不同量的不溶性材料优化冲调腔室尺寸。另一个挑战为难以将夹带空气从冲调腔室移除并且产品在冲调之后难以完全从冲调腔室清除。另一个挑战为机器操作员在冲调之后难以从冲调腔室移除耗用不溶性材料。

当将份量控制舱盒设计用于高压冲调系统时，一个挑战为选择舱盒参数，这些舱盒参数实现有效提取的充分流动，同时维持允许有效机械构造和安全操作的压力和机械力要求。

以溶解氮气制备新鲜饮料为困难、劳动密集型、耗时和昂贵工艺。典型方法包括(i)将饮料放入小桶中并且以氮气气体进行加压，然后存储一定时间段(通常为24小时)，其中周期性摇晃用以加速氮气气体的溶解，或(ii)将氮气通过扩散石在一定时间段(通常为10分钟至20分钟)内注入至加压小桶中。期望的是提供一种用于制备氮气注入饮料的更有效和成本有效工艺。存在对于饮料制备和注入系统的需求，该饮料制备和注入系统克服了常规饮料制备机器的问题，诸如上文所指出问题中的一者或多者。

发明内容

在一个方面，本发明提供一种用于从不溶性材料制备饮料产品的机器，该机器包括：

适于包含不溶性材料的冲调腔室，所述冲调腔室具有流体入口和流体出口；

入口管，该入口管用于将流体从流体容器输送至所述冲调腔室的所述流体入口；

分配管，该分配管用于将流体从所述冲调腔室的所述流体出口输送至所述流体容器；

流体泵，该流体泵用于使流体在高压下再循环通过所述冲调腔室，所述流体泵通过所述入口管从所述流体容器接收所述流体。

在另一个方面，本发明提供一种用于从不溶性材料制备饮料产品的机器，该机器包括：

适于包含不溶性材料的冲调腔室，所述冲调腔室具有流体入口和流体出口；

冲调棒状物，该冲调棒状物具有入口管和分配管，该入口管用于将流体从第一流体容器输送至所述冲调腔室的所述流体入口，该分配管用于将流体从所述冲调腔室的所述流体出口输送至所述第一流体容器；

氮气棒状物，该氮气棒状物具有入口管和分配管，该入口管用于从第二流体容器输送流体，该分配管用于将流体输送至所述第二流体容器；

第一流体泵，该第一流体泵连接至所述冲调棒状物以用于使流体在高压下再循环通过所述冲调腔室，所述流体泵从外部流体源和所述流体容器中的至少一者接收所述流体；

第二流体泵，该第二流体泵连接至所述氮气棒状物以用于使流体在高压下从所述氮气棒状物的所述入口管再循环至所述氮气棒状物的所述分配管；

气体入口，该气体入口设置在所述氮气棒状物的所述入口管和所述氮气棒状物的所述出口管之间以用于将气体引入所述流体中，所述流体通过所述第二流体泵进行再循环。

在另一个方面，本发明提供一种用于制备饮料产品的机器，该机器包括：

入口管，该入口管用于从流体容器移除饮料流体；

分配管，该分配管用于将饮料流体存贮至所述流体容器中；

流体泵，该流体泵设置在所述入口管和所述出口管之间以用于使流体在高压下从所述流体容器再循环通过所述入口管至所述分配管并且返回至所述流体容器；

气体入口，该气体入口设置在所述入口管和所述流体泵之间以用于将气体引入所述饮料流体中，所述饮料流体通过所述流体泵进行再循环。

在另一个方面，本发明提供了一种用于饮料制备系统的棒状物，该棒状物包括：

入口管，该入口管用于从流体容器移除饮料流体；

分配管，该分配管用于将饮料流体存贮至所述流体容器中；

连接器，该连接器分别设置在所述入口管和所述分配管上以用于将所述入口管和所述分配管连接至饮料制备系统的对应的流体管路。

在另一个方面，本发明提供一种用于从含有不溶性材料的舱盒制备饮料的机器的冲调腔室，该冲调腔室包括：

侧壁、基部和封盖，该侧壁、该基部和该封盖限定腔室以用于接纳舱盒，所述基部相对于所述封盖可移动，以改变腔室的尺寸并且有利于舱盒在机器中使用之后从腔室弹出；

用于使所述基部相对于所述封盖和所述侧壁移动的机构；

当所述基部充分地移动远离所述封盖和所述侧壁时用于使所述基部倾斜以允许所述舱盒从所述冲调腔室弹出的机构。

在另一个方面，本发明提供一种利用高压饮料制备机器从不溶性材料制备饮料的舱盒，所述舱盒包括：

密封在一起以限定内部空间的第一过滤材料和第二过滤材料，所述第一过滤材料和所述第二过滤材料具有充足的拉伸强度以承受高压饮料制备机器中的压力；

不溶性材料，该不溶性材料设置在所述内部空间中以用于制备期望的饮料。

在另一个方面，本发明提供一种利用饮料制备系统制备饮料的方法，所述方法包括以下步骤：

将不溶性材料的舱盒存贮至饮料制备系统的冲调腔室中；和

使流体在高压下再循环通过设置在所述冲调腔室中的不溶性材料的所述舱盒，所述流体从所述冲调腔室循环至容器然后返回通过所述冲调腔室多次直至制得期望的饮料产品。

在另一个方面，本发明提供一种利用饮料制备系统制备饮料的方法，所述方法包括以下步骤：

利用流体泵从流体容器抽取流体；

在流体穿过流体泵之前使气体与流体混合；

将流体和气体混合物分配返回至流体容器中；

以期望时间段重复上述步骤直至制得期望的饮料。

该系统通过使流体再循环通过冲调腔室来以较短时间量实现较高水平的提取而允许从不溶性材料制备产品(诸如饮料)。还公开了任选的特征，该任选特征使得产品能够冷却和/或注入溶解气体和/或保持以用于分配在用于制备产品的同一机器内。还公开了任选份量控制包装设计，这还简化了产品的制备和耗用的不溶性材料的弃置。

不溶性材料可包括天然食品，诸如烘烤咖啡豆、茶叶、干燥水果片、干燥蔬菜片、骨粉、干肉、豆腐、草本植物和/或可可产品。它们还可包括惰性材料，诸如塑料丸粒或纤维素纤维。它们还可包括可溶性材料(诸如糖)、其它天然或人造甜味剂、奶粉、非乳制增白剂、干燥果汁、干燥调味剂和/或提取物。它们还可包括液体材料，诸如糖浆或液体浓缩产品。它们可仅包括单种材料或两种或更多种材料的组合。

不溶性材料可通过各种手段引入至机器的冲调腔室。例如，不溶性材料可以单次使用或可重复使用过滤包装(其包括一层或多层的过滤材料)进行包装。过滤材料可自身向后折叠以形成一个或多个层。过滤材料的多个层可沿着周边边缘或在其它位置彼此密封以形成内部空间来包含一种或多种类型的不溶性材料。过滤材料的渗透性可每层不同，或可在层的不同区域之间改变。例如，热成形工艺可用于使层同时形成期望形状并且改进该层不同区域的渗透性。过滤层的渗透性可设计成以期望方式促进流体流动，例如，以改善提取的均匀性。过滤包装的一部分可设计成被捕获在封盖和冲调腔室的本体部分之间，例如使流体围绕着过滤包装流转的可能性最小化。过滤材料可由生物可降解和/或可分解材料来制成或可包括生物可降解和/或可分解材料，诸如天然纤维、生物可降解塑料或生物塑料(诸如PLA)。过滤包装形状可设计成在冲调期间提供改善结构完整性。过滤包装形状可设计成与冲调腔室的支撑元件对接以在冲调期间改善结构完整性。一个或多个过滤包装可以阻氧重叠地进行包装。

在另一个实例中，不溶性材料可以以具有杯份量的单次使用或可重复使用胶囊进行包装，该胶囊包括基部、大致的截头圆锥形或圆柱形侧壁和边沿，以及永久地或可移除地附连至边沿的封盖部分。该杯和封盖可由类似或非类似材料制成，包括铝、热成形塑料、注射成型塑料或塑料膜。封盖可包括拉片以用于在产品制备之后的移除，以简化胶囊部件的分离以用于再循环利用和/或分解。边沿可包括设计成在产品制备之后折断的部分，以简化封盖的移除和胶囊部件的随后再循环利用和/或分解。胶囊部件可由阻氧材料层制成或可包括阻氧材料层，诸如EVOH或PBT。可替代地，一个或多个胶囊可以阻氧重叠地进行包装。胶囊部件可由生物可降解和/或可分解材料制成或可包括生物可降解和/或可分解材料，诸如天然纤维、生物可降解塑料或生物塑料(诸如PLA)。胶囊可包括由纸材、非织造合成材料、网、微穿孔膜、微穿孔注射成型塑料或其它材料制成的过滤器元件。过滤器可取代封盖，可粘附至封盖，可粘附至杯，可被夹持在封盖和杯之间，可压配合至杯中或松散地放置于胶囊中。胶囊可包括元件以在穿过不溶性材料之前和/或之后有助于流体分散，例如，以增加提取的均匀性或以改善从胶囊的流体排放。胶囊可包括额外元件以从另一种类型的不溶性材料或从胶囊的另一内部部分隔离一种或多种类型的不溶性材料。胶囊可包括刺穿元件，该刺穿元件设计成在冲调之前、当将胶囊装载至冲调腔室时或在冲调期间刺穿胶囊的封盖、杯或其它部分。杯和/或封盖部分可包括结构特征(诸如凸起隆起块或脊状物)，该结构特征设计成与冲调腔室进行对接，在胶囊和冲调腔室之间形成通道，支撑胶囊的内部元件，增加胶囊的结构强度，增加胶囊的柔性和/或有助于胶囊部件在制造过程期间的处理、堆叠和/或分离。胶囊可设计成通过封盖或杯的一个或多个穿孔使流体引入胶囊中并且设计成通过封盖或杯的一个或多个穿孔使得流离开胶囊。这些穿孔可预存在于胶囊中，和/或它们可在冲调之前形成(例如，通过从胶囊移除封盖以暴露过滤器元件)，和/或它们可在将胶囊装载至冲调腔室期间形成(例如，通过以中空探针、实心探针和/或刀片刺穿封盖和/或杯)，和/或它们可在冲调期间形成(例如，通过利用流体压力来迫使胶囊的部件抵着胶囊的刺穿元件和/或冲调腔室)。胶囊可设计成使得过滤结构由胶囊内的刺穿元件的接合部和/或冲调腔室和胶囊的刺穿元件的接合部形成，诸如杯或封盖。

在另一个实例中，不溶性材料可以份量包装进行包装，该份量包装在冲调之前由用户打开并且手动地添加至冲调腔室。份量包装部件可由阻氧材料层制成或可包括阻氧材料层，诸如铝、EVOH或PBT。份量包装部件可由生物可降解和/或可分解材料来制成或可包括生物可降解和/或可分解材料，诸如天然纤维、生物可降解塑料或生物塑料(诸如PLA)。

在另一个实例中，不溶性材料可以以多剂量包装进行包装，该多剂量包装设计成分配预先量取的份量或设计成允许用户量取出期望的份量。多剂量包装部件可由阻氧材料层制成或可包括阻氧材料层，诸如铝、EVOH或PBT。

在另一个实例中，不溶性材料可批量地装载至机器中。机器可包括自动地量取不溶性材料的剂量的装置或用于允许用户量取期望的剂量的装置。机器可包括在产品制备之前更改不溶性材料的自动装置，例如，全部烘烤咖啡豆的一部分可在引入冲调腔室之前自动地研磨至期望颗粒尺寸。

流体供应源可为手动填充供应罐、自动填充供应罐或对供应系统的直接连接部，诸如水管件。

流体供应源和/或产品的冷却可通过各种手段(未示出)来提供，包括直接或间接机电或压电冷却、使用机电冷却以部分地冷冻供应罐中的流体(即，“储冰盒”)、相变材料中的存储冷却的使用、通过手动或自动装置将冷冻材料(诸如水冰)直接添加至进入流体，或通过手动或自动装置将冷冻材料(诸如水冰)直接添加至产品容器。冷却可在冲调之前、期间或之后发生。

流体供应源和/或产品的加热可通过各种装置(未示出)来提供，包括直接或间接电气或机电加热、相变材料中的存储热量的使用、通过中间热交换流体(诸如水、蒸汽或丙二醇)的加热，或通过加热和/或汽化流体(诸如水蒸汽)的直接添加。加热可在冲调之前、期间或之后发生，并且可与冷却相结合，例如以能够在最佳提取的高温下进行冲调，随后冷却至期望的饮用温度。

机器可包括将过滤包装、胶囊或一部分的耗用的不溶性材料弹出至废弃物容纳箱的装置。冲调腔室还可包括单次使用过滤元件以协助产品制备和/或耗用的不溶性材料的弃置(例如，过滤材料的卷轴，该卷轴穿过冲调腔室并且在产品制备序列结束时在打开冲调腔室之后进行推进，从而将部分的耗用不溶性材料连同其一起运载至废弃物容纳箱)。弹出可以自动地发生(i)在产品制备完成之后，(ii)作为下一产品制备序列的第一步骤中的一者，或(iii)作为产品制备序列的步骤(例如，以在提取之后但在产品制备序列的完成之前允许冲调腔室和相关联管件的漂洗)。另选地，每当冲调腔室由用户再一次打开前，弹出可手动地发生。

机器可包括将空气、氮气、一氧化二氮或一种或多种其它气体引入流体和/或产品的装置，例如以增加所产生的泡沫/咖啡酯的量或以将气体溶解于产品中，使得瀑布状的微气泡在产品的分配时得以释放。这些气体可在泵入口之前引入，使得泵和冲调腔室中所遇到的压力和剪切力将加速这些气体至流体或产品中的溶解。

可调整各种因素(“配方因素”)以影响产品的浓度、温度、体积或其它属性。这些因素包括所用不溶性材料的类型和份量、所用不溶性材料的粒度和/或不溶性材料颗粒的尺寸分布、胶囊、过滤包装或冲调腔室内的不溶性材料的不同粒度的分层、所用流体的量、将流体引入至机器的速度和时间、所用流体的温度、引入至流体和/或产品的气体的量、压力和时间、在制备周期的各个阶段和/或在机器内的各个区域中施加至流体和/或产品的压力、流动通过冲调腔室的速度、流速、时间、方向，和在机器内的再循环的脉冲序列。

这些因素可对每个机器、每个产品和/或每次制备进行调整。调整可通过份量控制、基于包装材料属性或标记物的自动机器调整或基于机器的操作员界面上的用户所选项的自动调整而自动地进行。这些调整还可由用户手动地进行。例如，这些因素可进行调整而以预备使用的浓度制备产品。可替代地，这些因素可进行调整以制备浓缩的产品，该浓缩的产品适于随后与其它食物产品(诸如水、冰、牛奶、奶油、苏打水、酒精饮料或冰淇淋)稀释，或用作食物或饮料制备中的成分。较浓缩产品还可通过将新鲜不溶性材料重新装载至冲调腔室中并且利用相同流体/产品完成一个或多个额外制备序列来制备。制备浓缩物可增强期望的风味属性，减少所需的存储空间，和/或增加可制备的食物和/或饮料产品的范围。

机器可配备有将流体和/或产品从饮用容纳箱(诸如壶或玻璃杯)抽取至机器中的装置，使得流体和/或产品可在产品制备序列的完成之前从容纳箱再循环通过冲调腔室并返回至容纳箱两次或更多次。

机器可配备有内部罐以用于保持一定量的流体和/或产品，可配备有提供用以使流体和/产品在产品制备序列的完成之前从所述罐再循环通过冲调腔室并返回至所述罐两次或更多次的装置。该罐可配备有量取其所包含的流体和/或产品的体积的装置，诸如电容式水平探针、水平浮标、观测仪表、磁性浮标、流体静力压力传感器、振动点传感器、电导率传感器、超声传感器、光学传感器，和/或鼓泡器传感器。该罐可配备有控制内部罐压力的装置，诸如调控气体至罐的供应源、压力释放阀或空气断路装置，并且此类装置可在产品制备周期中的各个点进行手动地或自动地控制或调整。机器可配备有调整并控制罐的温度的装置，诸如围绕着罐的冷藏和绝缘室。

机器可配备有量取产品强度的装置(诸如光学或电导率传感器)或量取流体和/或产品的流动的装置(诸如流体供应管路上的在线流量计)。机器可使用其传感器输入值的任一者以实现显示给用户的信息，或对于当前或以后产品制备周期调整一个或多个配方因素。

在查看本说明书的具体实例的下述描述之后，本文所公开教导内容的其它方面和特征对于本领域的技术人员将为显而易见的。

附图说明

本文所包括的附图用于示出本说明书的制品、方法和设备的各种实例，并且不旨在以任何方式限制所教导内容的范围。为了说明的简单性和清晰性，在认为合适的情况下，附图标号可在附图中重复以指示对应或类似的元件。

图1为根据本发明的饮料制备系统的示意图；

图2为根据本发明的另一个实施例的饮料制备系统的示意图；

图3为根据本发明的另一个实施例的饮料制备系统的示意图；

图4为根据本发明的另一个实施例的饮料制备系统的示意图；

图5为根据本发明的另一个实施例的饮料制备系统的示意图；

图6为根据本发明的另一个实施例的饮料制备系统的示意图；

图7为根据本发明的另一个实施例的饮料制备系统的示意图；

图8A为用于本发明的饮料制备系统中的舱盒的顶视图；

图8B为用于本发明的饮料制备系统中的舱盒的侧截面图；

图9A为用于本发明的饮料制备系统中的胶囊的顶视图；

图9B为用于本发明的饮料制备系统中的胶囊的侧截面图；

图10为本发明的饮料制备系统的冲调腔室的侧截面图；

图11为根据本发明的冲调棒状物的透视图；

图12为图11的冲调棒状物的截面图；

图13A为图11的冲调棒状物的侧视图；

图13B为沿着图13A的线B-B所观察的图11的冲调棒状物的截面图；

图13C为沿着图13A的线C-C所观察的图11的冲调棒状物的截面图；

图14为根据本发明的氮气棒状物的透视图；

图15为图14的氮气棒状物的截面图；

图16为根据本发明的冲调腔室和舱盒弹出器的侧截面图，其中冲调腔室设置在打开位置；

图17为图16的冲调腔室和舱盒弹出器的侧截面图，其中冲调腔室设置在打开位置，其中舱盒设置在冲调腔室中；

图18为图16的冲调腔室和舱盒弹出器的侧截面图，其中冲调腔室设置在闭合位置，其中舱盒设置在冲调腔室中；

图19为图16的冲调腔室和舱盒弹出器的侧截面图，其中冲调腔室的基部朝向冲调腔室的封盖移动；

图20为图16的冲调腔室和舱盒弹出器的侧截面图，其中冲调腔室的基部移动远离冲调腔室以弹出舱盒；

图21为根据本发明的另一个实施例的饮料制备系统的透视图；

图22为图21的饮料制备系统的局部分解透视图；

图23为图21的饮料制备系统的分解透视图；

图24为根据本发明的另一个实施例的饮料制备系统的透视图；

图25为图21的饮料制备系统的冲调部件的示意图；

图26为图21和图24的饮料制备系统的氮气部件的示意图；

图27A至图27C分别为优选与图21的机器一起使用的舱盒的截面图、顶视图和底视图；

图28为根据本发明的用于制备饮料的方法的流程图；和

图29为根据本发明的另一个实施例的用于制备饮料的方法的流程图。

具体实施方式

各种设备或方法将在下文描述以提供所要求保护发明的实例。所要求保护发明不限于具有下文所描述的任一设备或方法的所有特征的设备或方法，并且不限于多个或所有下文所描述设备所共有的特征。所要求保护发明可以下文所描述的设备元件或方法步骤的组合或子组合存在。可能的是，下文所描述的设备或方法不是所要求保护发明的实例。申请人、发明人和/或拥有人在所公开任何发明中保留下文所描述设备或方法的所有权利，该设备或方法在本文中未要求保护并且在本文中未放弃、弃权或将任何此类发明的公开内容公布于众。

参考图1，示出了用于从不溶性材料14(诸如烘烤&研磨咖啡)的舱盒或份量包装12制备饮料(诸如冷冲调咖啡)的系统或机器10。

在使用期间，用户从箔外包裹物(未示出)移除舱盒12并且将其置于机器10的冲调腔室16中并且闭合冲调腔室16。舱盒12包括围绕着舱盒12的顶部周边20的缝隙18，缝隙18捕获于冲调腔室16的第一部分24上的衬垫22和冲调腔室16的第二部分28的边沿26之间。这有助于减少流体围绕着舱盒12的传送并且将大部分的流引导通过不溶性材料14，从而导致更均匀提取。

用户然后将期望体积的冷或环境温度流体(通常为水)量取至壶或容器30中并且将壶30放置于机器10上的分配管34下方。用户然后将流体吸入管36降低至壶30中并且利用控制输入端(未示出)(其与控制系统(未示出)通信)引发冲调序列。

在冲调序列期间，泵40启动预定或用户所选时间段，从而使水再循环通过设置在壶30中的入口管36，通过冲调腔室16的入口42，通过不溶性材料14，返回通过冲调腔室16的出口44，并且通过分配管34返回至壶30中。

一旦冲调序列完成，则泵30停用并且壶30中所包含的冷冲调咖啡消费准备就绪。

为在使用后漂洗机器10，用户从冲调腔室16移除耗用咖啡舱盒12，然后闭合冲调腔室16。用户然后将较小量的水量取至容纳箱或容器30中，诸如饮用玻璃杯。用户从壶30移除流体吸入管36并且将其置于包含水的饮用玻璃杯30中，并且引发冲调序列。

泵40启动，从而通过流体吸入管36抽取水，将其泵送通过冲调腔室16并且离开分配管34，将残余产品从冲调器推动至壶30中。另选地，流体吸入管36和分配管34可定位成允许水从一个壶30抽取并且分配至第二壶30(未示出)中。只要用户看到从分配喷管34分配的水，他们就停止冲调序列。另选地，用户可选择漂洗序列，该漂洗序列相比于冲调序列具有较短预定时间段。

在漂洗序列之后，用户通过将清洁圆盘或舱盒(未示出)插入至冲调腔室16中并且闭合冲调腔室16可引发清洁序列。

用户然后将期望温度下的期望体积的水量取至空壶或容器30中并且将壶30放置于机器10上的分配喷管34下方。用户然后将流体吸入管36降低至壶30中并且引发冲调或清洁序列。

泵启动，从而使水从壶30再循环通过冲调腔室16并且返回至壶30中预定时间段。这将清洁圆盘或舱盒中的清洁化学物溶解于水中，并且形成再循环通过机器10的清洁流体，从而清洁并消毒所有内部润湿部分。用户然后完成清洁序列，丢弃壶30中的流体，然后利用清洁湿布清洁所有外部部分。在清洁序列之后，用户可选择引发如上文所描述的漂洗序列以从机器10移除残余清洁化学物。

参考图2，示出了用于从舱盒12制备饮料的系统或机器10的另一个实施例。相同附图标号用于指代之前所描述实施例中的类似元件。

图2所示的实施例类似于图1所示的实施例，不同之处在于机器10配备有水入口50，水入口50连接至水供应源52。水供应源可进行过滤和/或压力调控，并且水入口50可配备有限流器(未示出)以限制水流。通过定时器或通过利用流量传感器(诸如流量计56)来量取预定体积，所用水的体积可手动地控制。

在使用期间，用户从箔外包裹物(未示出)移除咖啡舱盒12并且将其置于冲调腔室16中并且闭合冲调腔室16。用户然后将空壶或容器30放置于机器上的分配喷管34下方，并且将流体吸入管36降低至壶30中，并且引发冲调序列。

在冲调期间，水入口阀58打开并且泵40启动，从而将水递送通过冲调腔室16并且递送至壶30中，直至设置在水入口50中的流量计56量取预定体积的水，水入口50位于水入口阀56的上游。水入口阀58闭合并且流体吸入阀54打开。泵40持续运行预定或用户所选时间段，从而使水从壶30再循环通过冲调腔室16并且返回至壶30中。一旦冲调序列完成，则泵40停用。

为漂洗机器10，用户从冲调腔室16移除耗用咖啡舱盒12，然后闭合冲调腔室16并且引发漂洗序列。

在漂洗序列期间，水入口阀58打开并且泵40启动，从而将水递送通过冲调腔室16并且递送至壶30中，直至流量计56量取预定体积的水。该体积足以确保将产品从泵40、冲调腔室16冲洗至壶30中。一旦漂洗序列完成，则泵40停用并且流体吸入阀54打开，从而允许水从水入口阀58向后流动通过流体吸入阀54和流体吸入管36至壶30中。一旦达到足以确保将产品从这些区域冲洗至壶30中的预定体积(如通过流量计56所量取)，则流体吸入阀54闭合。

在漂洗序列之后，用户通过将清洁圆盘或舱盒插入至冲调腔室16中并且闭合冲调腔室16可引发清洁序列。用户然后将空壶30放置于机器10上的分配管34下方，并且将流体吸入管36降低至壶30中，并且引发清洁序列。

水入口阀58打开并且泵40启动，从而将水递送通过冲调腔室16并且递送至壶30中，直至流量计56量取预定体积的水。这将清洁圆盘或舱盒中的清洁化学物溶解于水中，并且形成可再循环通过机器10的清洁流体，从而清洁并消毒所有内部湿润部分。水入口阀58闭合并且流体吸入阀54打开。泵40持续运行预定时间段，从而使水从壶30再循环通过冲调腔室16并且返回至壶30中。机器10自动地完成漂洗序列，从而将所有清洁溶液从机器10冲洗至壶30中。然后丢弃壶30中的流体。

参考图3，示出了用于从舱盒12制备饮料的系统或机器10的另一个实施例。相同附图标号用于指代先前所描述实施例中的类似元件。

该实施例类似于图2所示的实施例，不同之处在于机器10配备有内部罐60，从而允许所有再循环在机器10的本体内发生并且从而消除对于流体吸入管36的需求。

罐60包括水平传感器62(用于感测罐60中流体的水平)以及溢流管路64(用于允许过量流体安全地流动远离罐60)。罐60还包括分配阀66以用于控制将产品通过分配管34分配至容器30中。

参考图4，示出了用于从舱盒12制备饮料的系统或机器10的另一个实施例。相同附图标号用于指代先前所描述实施例中的类似元件。

该实施例类似于图3所示的实施例，不同之处在于水入口管路50通至罐60中的喷雾嘴68，并且分配阀66从罐60的底部重新定位至冲调腔室16的出口66。这种配置改善了漂洗序列的效率并且还允许机器10更紧凑地构建，因为罐60不再需要位于壶30的高度之上。

参考图5，示出了用于从舱盒12制备饮料的系统或机器10的另一个实施例。相同附图标号用于指代先前所描述实施例中的类似元件。

该实施例类似于图3所示的实施例，不同之处在于罐60以通过氮气入口70从氮气罐72或其它氮气供应源所接收的氮气进行加压。加压氮气穿过加压阀74和止回阀76至罐60中。罐60配备有压力释放阀78和减压阀80。

第二较高压力氮气供应源82通过第二氮气入口84和氮气供应阀86引入至泵吸入管路90，从而允许氮气溶解于产品中。分配阀66由分配龙头66取代，分配龙头66设计用于与加压氮气咖啡一起使用。进入水供应源52还通过储冰盒(未示出)来冷却，并且罐60在近乎冻结温度下保持于绝缘冷藏腔室(未示出)中。

这种配置允许制备一定量的氮气冷冲调咖啡，该氮气冷冲调咖啡然后保持冷藏并且在压力条件下保持使得其可分配需要份数。

参考图6，示出了用于从舱盒12制备饮料的系统或机器10的另一个实施例。相同附图标号用于指代先前所描述实施例中的类似元件。

这种配置还可用于从舱盒12形成单人份的氮气冷冲调咖啡。不同于利用纯氮气，这种配置替代地在压力下将空气(约79％的氮气)溶解于咖啡中。这极大地简化了机器并且消除了对于氮气供应源的需求。因为产品预期在冲调之后立即消费，所以添加氧气对于风味的影响是最小的。

机器10包括空气泵92，空气泵92通过空气过滤器94从空气源(诸如机器10周围的大气环境)抽取空气。空气在引入至流体泵40上游的流体吸入管36之前穿过限流器96和止回阀98。机器10然后使流体或饮料产品(诸如咖啡)再循环通过冲调腔室16期望时间段以制备期望氮气注入饮料产品。

参考图7，示出了用于从舱盒12制备饮料的系统或机器10的另一个实施例。相同附图标号用于指代先前所描述实施例中的类似元件。

机器10包括将空气、氮气或一种或多种其它气体引入至流体的装置。该气体在泵入口之前引入，使得泵40中所遇到的压力和剪切力将加速这些气体至流体或产品中的溶解。机器10可配置为独立机器，或另一机器的部件，诸如冰咖啡冲调器、冰茶冲调器或冷冲调机器。在该实施例中，所用的实例将空气添加至冷冲调咖啡以制作“氮气冷冲调”咖啡。

机器10包括高压流体泵40，高压流体泵40能够在10atm至15atm的压力下每秒泵送3盎司至5盎司的流体(5.4升至9.0升每分钟)。泵40还能够以类似速率泵送空气，并且对于干燥操作为额定的。其在饮料应用中为适于原位清洁消毒的卫生构造。

机器10还包括背压阀100，背压阀100设定成以至多9LPM的冷咖啡的流速维持15atm的背压。其为抗堵塞的，从而打开以允许进入入口的任何材料(诸如得自损坏咖啡舱盒的咖啡粉)的穿过。其不接近气泡密封，从而允许压力在泵停止之后的不超过5秒内从系统排出。机器10还包括设定为20atm的安全释放阀102，安全释放阀102排放至滴盘(未示出)。机器10还包括空气泵92，空气泵92的尺寸设定成结合限流器96进行操作以将10至15标准mL/秒的空气递送至流体泵40的入口中。

在使用期间，用户以得自水罐(无冰)的冷冲调咖啡填充塑料杯或容器30(其出于最佳视觉效果优选地为透明的)。用户将杯定位成使得流体吸入管36到达杯30的底部，然后按下控制按钮(未示出)以启动氮气序列。流体吸入管36可与分配管34一起组合至双功能元件或棒状物(在本文称为氮气棒状物104)中。

在氮气序列期间，产品泵40和空气泵92同时启动期望时间段(诸如5秒)。在此时期间，将咖啡向上抽取至氮气棒状物104，将少量的空气注射至咖啡中，并且将该咖啡/空气混合物返回泵送至杯30。通过泵40和背压阀100所形成的高压和湍流将空气快速地注入至咖啡中。泵40和92保持接通并且空气阀(未示出)打开期望时间段(诸如2秒)。产品泵40然后将空气泵送通过氮气棒状物104的分配管34，并且氮气注入产品在泵40和92停止并且空气阀闭合之后通过重力排放至杯30。

在氮气序列结束时，将冷冲调咖啡输送至氮气冷冲调器中。所得饮料产品包括显著瀑布状的气泡，该气泡优选地持续至少90秒并且制备优选地3/8"至1/2"厚的奶油泡沫层。具有氮气棒状物104的机器10可用于形成氮气冰茶或氮气拿铁咖啡(利用牛奶和浓缩冷冲调咖啡的共混物)。

参考图8A和图8B，示出了适用于上文所描述的机器30的实施例的至少一者中的舱盒12。

舱盒12包括第一过滤材料110，第一过滤材料110限定舱盒12的底部层，该底部层形成袋状物以保持不溶性材料14。第一过滤材料110优选地为非织造合成(并且优选地生物可降解的)材料。热成形工艺优选地用于同时形成期望形状并且用于拉伸材料110以增加下部的渗透性。这促进流体流动通过不溶性材料14并且流动离开第一过滤材料110的下部，从而改善提取的均匀度。第一过滤材料110的形状设计成与冲调腔室的支撑元件进行对接以在冲调期间改善结构完整性。

限定舱盒12的顶层的第二过滤材料112密封于由第一过滤材料110的袋状物所形成的开口上方。第二过滤材料112由与第一过滤材料110类似的材料形成，不同之处在于其相比于第一过滤材料110具有较高渗透性，从而促进流体流动至舱盒12的内部。

缝隙区域18限定于舱盒12的周边20周围，其中第一过滤材料110密封至第二过滤材料112以将不溶性材料14围封于舱盒12内。该缝隙区域18设计成相比于舱盒12中的过滤材料110,112的其余部分较硬以便于处理、便于移除，并且设计成阻止流动通过缝隙区域18和舱盒12的外部周围。缝隙区域18设计成捕获于冲调腔室16的第一部分24和第二部分28之间，从而进一步使流体围绕着舱盒12传送的可能性最小化。一个或多个舱盒12可包装于气体吹扫阻氧外包裹物(未示出)中以保留新鲜度。

参考图9A和图9B，示出了适用于上文所描述的机器30的实施例的至少一者中的舱盒或胶囊12。相同附图标号用于指代先前所描述实施例中的类似元件。

胶囊12包括由聚合物(诸如聚丙烯)制成的本体部分114，其中EVOH层用以保留新鲜度并且PE或其它塑料材料层用以改善封盖粘合。将本体部分114热成形以限定杯形状，该杯形状具有底部区域116、截头圆锥形侧壁区域118和边沿区域120。在侧壁118中可具有堆叠环状物(未示出)以改善空胶囊12在填充有不溶性材料14之前的处理。其还可具有结构特征(诸如凸起隆起块或脊状物(未示出))，该结构特征设计成与冲调腔室16进行对接，在胶囊12和冲调腔室16之间形成通道，增加胶囊12的结构强度，或增加胶囊12的柔性。

封盖部分122设计成密封至本体部分114的边沿120，从而闭合本体部分114中的开口以密封一部分的不溶性材料14。封盖部分122可由一层或多层的铝、EVOH、PE、聚丙烯或其它塑料制成，并且包括阻氧层(诸如铝或EVOH)以保留新鲜度。封盖部分122提供有拉片124以有助于封盖部分122在冲调之后的移除，从而允许耗用不溶性材料14在再循环利用胶囊12的本体部分114和/或封盖部分122之前被丢弃或降解。

内部空间126填充有不溶性材料14并且进行气体吹扫以保留新鲜度。封盖部分122以确保包装完整性和维持新鲜度的方式密封至边沿区域120，但仍允许封盖部分122在冲调之后的移除或部分移除。

本体部分114的底部区域116设计成由大量的出口探针(未示出)刺穿，该出口探针可提供于冲调腔室16的基部中，从而在冲调期间由这些出口探针和胶囊12的刺穿底部区域的接合部形成过滤结构。胶囊12的封盖部分122设计成由冲调腔室16的上部中的一个或多个入口探针(未示出)刺穿，以允许流体流入至胶囊12中。

参考图10，示出了适于对如上文所描述的机器10的实施例之一的舱盒12进行冲调的冲调腔室16。冲调腔室16由第一(上)部分24和第二(下)部分28组成，构造成由用户易于打开和闭合，并且承受至多20巴的内部压力。

第一穿孔板130设置在冲调腔室16的第一部分24内，并且可以凹入螺钉132进行固定，如所示。该第一穿孔板130包括减慢通过流体入口42进入的流体的速度的射流断路器结构134，并且将该流体均匀地分散于第一穿孔板130和穿孔136上以将进入流体均匀地分布于舱盒12的表面上，以促进均匀分布流来改善从舱盒12的提取的均匀度。

衬垫22由第一穿孔板130保持于适当位置。该衬垫22密封至冲调腔室16的第一部分24以防止流体泄漏。衬垫22还密封至第一穿孔板130以确保流体被迫使通过穿孔136并且不能够绕过第一穿孔板130的边缘周围。此外，衬垫22抵着舱盒12的顶部密封，从而确保流体不能绕过舱盒12的外部周围。衬垫22将均匀压力施加至舱盒12的密封区域，从而将其抵着冲调腔室16的第二部分28密封以防止泄露，并且捕获舱盒12的密封区域使得其不能移离位置。

第二穿孔板138设置在冲调腔室16的第二部分28内，通过摩擦配合固定于适当位置，焊接于适当位置或其它手段。第二穿孔板138向舱盒12的底部提供支撑，从而确保结构完整性得以维持并且促进均匀分布的流体流动通过穿孔140以改善提取的均匀度。第二穿孔板138还在冲调腔室16的底部形成空间142，其中产品可易于流动朝向产品出口44。

冲调腔室16还可配备有在提取之后弹出耗用舱盒的装置、用以防止冲调腔室在压力条件下打开的装置，和传感器，该传感器用以检测冲调腔室是否闭合以防止机器功能在冲调腔室未完全闭合时的引发和/或以向用户提供状态反馈。

利用具有偏心凸轮和/或用以维持闭合位置的闩锁特征的机械机构(未示出)，冲调腔室可手动地打开和闭合。利用电机驱动机构(未示出)，冲调腔室还可自动地打开和闭合。

冲调腔室可水平地或以一定角度进行取向，以有利于舱盒插入、舱盒移除、舱盒弹出或冲调腔室排放。这还可简化机器构造，允许更紧凑设计，或允许用户更友好界面。

参考图11至图13A至图13C，示出了冲调棒状物150(或分配棒状物)的一个实施例，冲调棒状物150用于将产品分配至容器30中并且用于从相同容器30抽取产品以用于再循环返回至机器10中。相同附图标号用于指代先前所描述实施例中的类似元件。

冲调棒状物150允许飞溅最小化，并且容器30中的混合可通过分配管34和吸入管36的两个共轴流动路径进行优化。吸入管36延伸至容器30中最深。其可包括末端154中的一个或多个真空断开狭槽152以防止吸入管36在接触容器30的基部时的堵塞。分配管34围绕吸入管36，从而形成分配产品的共轴流动路径，该分配产品在吸入管36中的产品的相对方向上移动。

分配产品通过限定于分配管34的端部的周边的三个出口孔156退出。该实施例中的出口孔156靠近冲调棒状物150的端部，从而当容器30中仅存在少量的产品时允许机器10有效地操作。另选地，出口孔156可位于冲调棒状物150更上方以用于当在容器30中以较大体积进行冲调时改善混合。

当在容器30的初始填充期间以低流量条件操作时，流量控制表面158设计成将分配流体的层状流引导于吸入管36的外表面上并且引导朝向容器30的基部。当容器30中已存在液体时，流量控制表面158还设计成在高流量再循环条件期间将分配液体的流量从冲调棒状物150径向向外引导，以优化容器30内的混合。

冲调棒状物还包括铰链元件160，铰链元件160允许棒状物150向前旋转以有利于容器30的放置和移除。冲调棒状物150还包括液体管路连接器162以用于将入口管36和分配管34连接至流体管路(未示出)，以用于将流体传送至机器10的期望位置，机器10包括冲调腔室16的入口42和出口44。

参考图14至图15，示出了用于使流体从容器30再循环以用于将氮气或其它气体添加至流体的氮气棒状物104的一个实施例。相同附图标号用于指代先前所描述实施例中的类似元件。

吸入管36延伸至容器30中最深。其可包括末端154中的一个或多个真空断开狭槽152以防止吸入管36在接触容器30的基部时的堵塞。分配管34围绕吸入管36，从而形成分配产品的共轴流动路径，该分配产品在吸入管36中的产品的相对方向上移动。

分配产品通过多个出口孔156退出，多个出口孔156布置于分配管34的端部的周边。出口孔156将分配流体的流量从氮气棒状物104径向向外引导，以优化容器30内的混合。

氮气棒状物104还包括铰链元件160，铰链元件160允许棒状物104向前旋转以有利于容器30的放置和移除。氮气棒状物104还包括液体管路连接器162以用于将入口管36和分配管34连接至流体管路(未示出)，以用于将流体传送至机器10的期望位置。

参考图16至图20，示出了冲调腔室16的一个优选实施例。相同附图标号用于指代先前所描述实施例中的类似元件。

冲调腔室16包括在不溶性材料14已添加之后自动地调整冲调腔室16的内部深度的装置，以及在冲调之后将耗用不溶性材料自动地弹出至废弃物容器中的装置。

这些图示出了冲调周期的各个阶段的冲调腔室16。在图16中，冲调腔室16的第一(顶部)部分24或封盖打开，准备插入舱盒12。在图17中，舱盒12已插入至冲调腔室16的第二(底部)部分28中。在图18中，冲调腔室16的顶部部分24闭合。在图19中，冲调腔室16的内部深度已调整以适配舱盒12尺寸，并且冲调可发生。在图20中，冲调腔室16的第二部分28的基部已打开，并且舱盒12正被弹出。

参考图16至图20，冲调腔室16以角度A进行设置以有利于舱盒12的插入，并且以允许将舱盒12弹出至电机机构172的前方。冲调腔室16包括第一(顶部)部分24和第二(底部)部分28。顶部部分24包括封盖174，封盖174可手动地打开和闭合并且利用柄部176锁定于闭合位置，柄部176链接至闩锁机构(未示出)。

第一部分24包括弹性密封元件或衬垫22以抵着冲调腔室16的内表面进行密封。其还包括具有大量穿孔136的流体分布板130以用于将流体流均匀地分布横穿舱盒12的表面。

第二部分28包括基部170，基部170可以电机机构172移动朝向或远离第一部分24。基部170还包括与第一部分24的那些类似的密封元件或衬垫22和流体分布板138。冲调腔室基部170的移动由螺杆178控制，螺杆178通过电机机构172来移动。

在舱盒弹出阶段期间，冲调腔室基部170随着舱盒12降低而旋转或枢转以有利于将舱盒12弹出至耗用舱盒容器(未示出)中。该旋转受凸轮从动件(未示出)控制，该凸轮从动件移动通过轨道180。

在冲调腔室封盖174闭合之后，冲调腔室基部170移动朝向封盖174以减小冲调腔室16的内部深度来匹配舱盒12的尺寸。这可通过从电机机构172所测量的时间、位置或反馈电阻进行控制。

在冲调阶段期间，流体被引入通过冲调腔室基部170中的入口42和第二穿孔板138，流动通过舱盒12，并且通过冲调腔室封盖174中的第一穿孔板130和出口44退出。该流动方向允许夹带空气更易于从冲调腔室16移除，从而确保不溶性成分14的更完全润湿并且优化提取效率。冲调序列可包括含有单程流动和再循环流动的一个或多个步骤。例如：

阶段1：将流体(诸如水)以低流速和1atm至3atm之间的较低压力泵送通过冲调腔室16以从冲调腔室16清除空气，润湿不溶性材料14，并且将初始体积的产品分配至容器30中。

阶段2：使产品以1atm至3atm范围内的压力从容器30再循环通过冲调腔室16并且返回至容器30以从系统清除剩余空气。

阶段3：使产品以高速度和3atm至5atm范围内的较高压力从容器30再循环通过冲调腔室16并且返回至容器30以优化提取。仅一部分的最终期望体积的再循环对于产品的口味可具有有益影响，例如，这已发现的是减少了最终咖啡产品中的苦味和烘烤口味的蔓延。

阶段4：将水泵送通过冲调腔室16并且泵送至容器30中以从耗用不溶性材料和机器10的内部流动路径清除产品，还从而将产品稀释至较接近于期望强度。

阶段5：使流动方向逆转，并且将空气推动通过第一部分24中的第一穿孔板130至冲调腔室16中，从而将残余水/咖啡推动通过第二部分28中的第二穿孔板138离开冲调腔室16。该流动方向允许夹带流体更易于从冲调腔室16清除，从而得到更易于弃置的较干耗用舱盒12。

参考图21至图23，示出了机器10的一个优选实施例。相同附图标号用于指代先前所描述实施例中的类似元件。

机器10包括外壳200，外壳200支撑罐60、冲调腔室16、冲调棒状物150和氮气棒状物104。外壳200包括泵、阀、传感器和控制件以用于操作如图25示意性地所示和下文更全面地所描述的机器10。

外壳200还包括滴盘202以用于收集可从棒状物104,150或容器30滴落或溢流的流体。出于清洁的目的，滴盘202可从外壳200可滑动地移除。料仓204还提供用于收集已用舱盒12，已用舱盒12在机器10中使用之后被弹出至料仓204中。出于排空和清洁的目的，料仓204也为从外壳200可移除的。

显示屏206和控制件208设置在外壳200上并且连接至控制系统(未示出)以用于允许用户选择机器10的期望操作。切换板210提供于氮气棒状物104之后，并且连接至控制系统以启动氮气冲调序列的操作。

参考图24，示出了仅用于制备氮气冲调饮料的机器10的一个优选实施例。相同附图标号用于指代先前所描述实施例中的类似元件。

机器10包括外壳200，外壳200支撑氮气棒状物104和滴盘202。可按压切换板210提供于氮气棒状物104之后，并且连接至控制系统(未示出)以启动氮气冲调序列的操作。除了切换板210之外或替代切换板210，柄部212可提供用于允许用户启动并控制氮气冲调序列。

外壳200包括泵、阀、传感器和控制件以用于操作如图26示意性地所示和下文更全面地所描述的机器10。

参考图25，提供了图21至图23所示的机器10的控制件的示意图。相同附图标号用于指代先前所描述实施例中的类似元件。

机器10包括流体入口阀58以用于控制流体(诸如水)从流体供应源至罐60的流动。设置在罐60中的水平传感器62通过控制系统与流体入口阀58通信以确保罐60包括期望量的流体。罐60还包括与控制系统通信的温度传感器220以确保罐60所包括的流体处于期望温度范围内。

再循环阀222设置在罐60与流体泵40和容器30两者之间以控制流体的再循环。流体泵40包括流体泵编码器224，流体泵编码器224量取由流体泵40泵送至冲调腔室16的水的体积。流体压力传感器226设置在流体泵40和冲调腔室16之间以确保泵送至冲调腔室16的流体的压力在期望范围内。

冲调腔室入口分叉阀228位于流体泵40和冲调腔室16的入口42之间以控制流体至冲调腔室16的流动。冲调腔室出口分叉阀230类似地位于冲调腔室16的出口44和容器30之间以控制流体至容器30的流动。容器还包括背压旁通阀232。

机器10还包括气体入口阀234以用于控制气体(诸如空气)从气体供应源(诸如机器10周围的空气)通过过滤器的流动。当期望将空气吹扫通过流体管路和冲调腔室16时，将气体入口阀234的气体引导通过再循环阀222。冲调腔室16和舱盒弹出系统包括与控制系统通信的大量传感器以用于控制冲调周期和舱盒弹出周期。冲调腔室传感器236提供用于感测冲调腔室16在冲调周期的启动之前闭合的时间。第一位置传感器238提供用于感测冲调腔室基部170处于用于接收舱盒12的第一位置的时间。第二位置传感器240提供用于感测基部170处于用于弹出舱盒12的第二位置的时间。用于使基部170在舱盒装载位置和舱盒弹出位置之间移动的电机机构172包括用于测量电机速度的弹出编码器242和用于测量电机电流的弹出电流表244。料仓传感器246还提供用于感测料仓204装满舱盒12的时间。

参考图26，提供了图24所示的机器10的控制件的示意图。相同附图标号用于指代先前所描述实施例中的类似元件。

机器10包括流体泵40以用于将流体从容器30泵送通过入口管36(其用于接收注入的气体(诸如空气))并且然后返回通过分配管34至容器30。气体泵92提供用于从气体供应源(诸如机器10周围的空气)泵送气体(诸如空气)以用于在流体穿过流体泵40之前与容器30的流体混合。机器10还包括气体入口阀86以用于控制气体(通常为空气)从气体供应源(通常为周围空气环境)至通向泵40的入口管36的流动。切换板210提供用于致动氮气冲调过程。

参考图27A至图27C，示出了优选用于图21至图23的机器10中的舱盒12。相同附图标号用于指代先前所描述实施例中的类似元件。

舱盒12包括在缝隙18处密封在一起以限定用于接收不溶性材料14的内部空间250的第一过滤材料110和第二过滤材料112。舱盒12包括侧壁252，侧壁252横跨于第一过滤区域254和第二过滤区域256之间。第一过滤材料110和第二过滤材料112中的一者形成为限定内部空间250的袋状物。过滤材料110,112中的另一者形成层以围封内部空间250。另选地，过滤材料110和112可沿着舱盒12的侧壁252各自形成为部分地沿着缝隙18密封的部分袋状物。

舱盒具有在第一过滤区域254和第二过滤区域256之间延伸的深度D。第一过滤区域254具有第一宽度W1和第一面积A1。第二过滤区域256具有第二宽度W2和第二面积A2。舱盒12具有平均宽度W(W1加上W2除以2)和平均过滤面积A(A1加上A2除以2)。舱盒12的平均宽度W对深度D的比例在2.5:1至6:1的范围内，并且更优选地在3:1至5:1之间。

第一过滤材料110和第二过滤材料112(和特别地第一过滤区域254和第二过滤区域256)中的至少一者具有在4N/15mm至100N/15mm范围内，更优选地在10N/15mm至50N/15mm范围内和最优选地在15N/15mm至30N/15mm范围内的拉伸强度。该拉伸强度根据ISO方法1924-2在纵向方向和横向方向中的至少一者上进行测量。

出于制备冷冲调咖啡饮料产品的目的，舱盒12包括不溶性材料14，不溶性材料14优选地包括具有在150微米至200微米范围内，更优选地在200微米至900微米范围内和最优选地在250微米至700微米范围内的平均粒度的烘烤和研磨咖啡豆。参考图28，提供了示出根据本发明的利用机器10制备饮料的方法300的流程图。

方法300包括将不溶性材料14插入机器10的冲调腔室16中的步骤302。不溶性材料14优选地设置在舱盒12中。

方法300持续至闭合冲调腔室16并且引发冲调周期的步骤304。方法300然后持续至其中机器10使流体(通常为水)在高压(优选至少10atm)下再循环通过冲调腔室16期望时间段的步骤306。流体可包含于流体容器30中并且从容器30再循环通过入口管36至通向冲调腔室16的入口42的流体管路并且然后通过流体管路再循环通过冲调腔室16的出口44至设置在容器30中的分配管24。入口管36和分配管34可一起包含于冲调棒状物150中。冲调腔室可包括基部170，基部170适于在流体再循环通过冲调腔室16之前移动朝向冲调腔室10的封盖174。

方法300然后持续至从冲调腔室16移除不溶性材料14以允许不溶性材料的新鲜供应源接收于冲调腔室16中的步骤308。不溶性材料可包含于舱盒12中并且可手动地或通过其中基部170充分地移动远离封盖174以使舱盒12枢转和弹出至收集料仓204中的舱盒弹出序列来移除。

参考图29，提供了示出根据本发明的利用机器10制备含有气体的饮料的方法400的流程图。

机器10可为诸如图21所示的组合机器以利用冲调棒状物150制备饮料并且利用氮气棒状物104将气体注入至饮料中。另选地，机器可为诸如图24所示的独立机器以仅利用氮气棒状物104将气体注入饮料中。

方法400包括利用流体泵40从流体容器30(诸如玻璃杯)通过入口管36抽取流体(诸如冷冲调咖啡)的步骤402。方法然后持续至其中将气体(诸如空气或氮气)在流体穿过流体泵40之前与流体混合的步骤404。1方法然后持续至其中将含有气体的流体通过分配管34返回分配至容器30中的的步骤406。入口管36和分配管34可一起包含于氮气棒状物104中。

方法400然后持续至其中步骤402至步骤406重复期望时间段以制备注入有气体的最终饮料产品的步骤408。

虽然上述描述提供了一个或多个过程或设备的实例，但是将理解，其它过程或设备可在附属权利要求书的范围内。

Claims (16)

1.一种用于从不溶材性料制备饮料产品的机器，所述机器包括：

适于包含不溶性材料的冲调腔室，所述冲调腔室具有流体入口和流体出口；

入口管，所述入口管用于将流体从流体容器输送至所述冲调腔室的所述流体入口；

分配管，所述分配管用于将流体从所述冲调腔室的所述流体出口输送至所述流体容器；

流体泵，所述流体泵用于使流体在高压下再循环通过所述冲调腔室，所述流体泵通过所述入口管从所述流体容器接收所述流体。

2.根据权利要求1所述的机器，其中所述流体泵适于使流体在至少1atm的压力下再循环。

3.一种用于从不溶材性料制备饮料产品的机器，所述机器包括：

适于包含不溶性材料的冲调腔室，所述冲调腔室具有流体入口和流体出口；

冲调棒状物，所述冲调棒状物具有入口管和分配管，所述入口管用于将流体从第一流体容器输送至所述冲调腔室的所述流体入口，所述分配管用于将流体从所述冲调腔室的所述流体出口输送至所述第一流体容器；

氮气棒状物，所述氮气棒状物具有用于从第二流体容器输送流体的入口管和用于将流体输送至所述第二流体容器的分配管；

第一流体泵，所述第一流体泵连接至所述冲调棒状物以用于使流体在高压下再循环通过所述冲调腔室，所述流体泵从外部流体源和所述流体容器中的至少一者接收所述流体；

第二流体泵，所述第二流体泵连接至所述氮气棒状物以用于使流体在高压下从所述氮气棒状物的所述入口管再循环至所述氮气棒状物的所述分配管；

气体入口，所述气体入口设置在所述氮气棒状物的所述入口管和所述氮气棒状物的所述出口管之间以用于将气体引入通过所述第二流体泵进行再循环的所述流体中。

4.一种用于制备饮料产品的机器，所述机器包括：

入口管，所述入口管用于从流体容器移除饮料流体；

分配管，所述分配管用于将饮料流体存贮至所述流体容器中；

流体泵，所述流体泵设置在所述入口管和所述出口管之间以用于使流体在高压下从所述流体容器再循环通过所述入口管至所述分配管并且返回至所述流体容器；

气体入口，所述气体入口设置在所述入口管和所述流体泵之间以用于将气体引入通过所述流体泵进行再循环的所述饮料流体中。

5.一种用于饮料制备系统的棒状物，所述棒状物包括：

入口管，所述入口管用于从流体容器移除饮料流体；

分配管，所述分配管用于将饮料流体存贮至所述流体容器中；

连接器，所述连接器分别设置在所述入口管和所述分配管上以用于将所述入口管和所述分配管连接至所述饮料制备系统的对应流体管路。

6.根据权利要求5所述的棒状物，其中所述入口管和所述分配管限定彼此共轴的流体流动路径。

7.根据权利要求5所述的棒状物，其中所述棒状物包括适于设置在所述流体容器中的末端，并且其中所述入口管包括流体开口，所述流体开口相比于所述分配管中限定的对应的流体开口更靠近于所述棒状物的所述末端设置。

8.根据权利要求7所述的棒状物，其中所述分配棒状物的所述开口包括围绕着所述棒状物的周边限定的多个出口孔。

9.根据权利要求7所述的棒状物，其中所述棒状物包括与用于所述分配管的所述出口孔邻近的流动控制表面以用于引导通过所述分配管所分配的流体的层流。

10.一种用于从含有不溶性材料的舱盒制备饮料的机器的冲调腔室，所述冲调腔室包括：

侧壁、基部和封盖，所述侧壁、所述基部和所述封盖限定腔室以用于接纳所述舱盒，所述基部相对于所述封盖能够移动，以改变所述腔室的尺寸并且有利于所述舱盒在所述机器中使用之后从所述腔室弹出；

用于使所述基部相对于所述封盖和所述侧壁移动的机构；

用于当所述基部充分地移动远离所述封盖和所述侧壁时使所述基部倾斜以允许所述舱盒从所述冲调腔室弹出的机构。

11.一种利用高压饮料制备机器从不溶性材料制备饮料的舱盒，所述舱盒包括：

密封在一起以限定内部空间的第一过滤材料和第二过滤材料，所述第一过滤材料和所述第二过滤材料具有充分拉伸强度以承受所述高压饮料制备机器中的压力；

不溶性材料，所述不溶性材料设置在所述内部空间中以用于制备期望的饮料。

12.根据权利要求11所述的舱盒，其中所述舱盒具有宽度W和深度D，其中所述宽度对所述深度的比例在2.5:1至5:1的范围内。

13.根据权利要求11所述的舱盒，其中所述第一过滤材料和所述第二过滤材料的所述拉伸强度为至少4N/15mm。

14.根据权利要求11所述的舱盒，其中所述不溶性材料具有在150微米至1200微米的范围内的平均粒度。

15.一种利用饮料制备系统制备饮料的方法，所述方法包括以下步骤：

将不溶性材料的舱盒存贮至所述饮料制备系统的冲调腔室中；和

使流体在高压下再循环通过设置在所述冲调腔室中的所述不溶性材料的舱盒，所述流体从所述冲调腔室循环至容器然后返回通过所述冲调腔室多次直至制得期望的饮料产品。

16.一种利用饮料制备系统制备饮料的方法，所述方法包括以下步骤：

利用流体泵从流体容器抽取流体；

在所述流体穿过所述流体泵之前使气体与所述流体混合；

将流体和气体混合物分配返回至所述流体容器中；

以期望的时间段重复上述步骤直至制得期望的饮料。