CN114206125A - 用于制备冰茶或冰咖啡饮料的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种设备(300)，该设备包括含有冷却剂的冷却单元(310)、产物导管(330)、冷却导管(331)、冷却剂供应导管(317)、冷却剂返回导管(318)、冷却剂旁通导管(320)、冷却剂泵(319)、一个或多个阀(321,322)和控制器。该控制器被布置和配置为在至少初级模式和次级模式下操作该设备。在初级模式下，冷却剂围绕包括冷却单元(310)、冷却剂供应导管(317)、冷却导管(331)和冷却剂返回导管(318)的初级冷却回路循环。在次级模式下，冷却剂围绕包括冷却剂供应导管(317)、冷却导管(331)、冷却剂返回导管(318)和冷却剂单元旁通导管(320)的次级冷却回路循环，其中次级冷却回路不包括冷却单元(310)。

Description

用于制备冰茶或冰咖啡饮料的设备和方法

技术领域

本公开涉及冰咖啡和冰茶饮料、用于制备该饮料的方法和用于该方法的设备。具体地，本公开涉及一种一旦制备就具有奶油口感和长期稳定性的充气冰饮料。

背景技术

众所周知，在饮料中给消费者提供冰以提供更好的提神效果。除了简单地加入冰块之外，众所周知的是提供通过不断搅拌强烈制冷的饮料浓缩物而制成的饮料，诸如slush-puppie^rtm型饮料。这种刮削式饮料包含小的粗冰碎片，并且对于消费者具有浆状口感。

另选地，可以通过将冰块与饮料汁液混合以生产其中分布有冰薄片的饮料来产生饮料。这依赖于具有切割刀片的高速混合机。主要基于咖啡饮料的此类饮料的示例是所谓的Frappuccinos^rtm。虽然这类冰饮料被制备成具有令人愉快的外观，但它们通常在提供给消费者时快速融化，并且随后由融化的冰形成水状层，该水状层不含饮料其余部分中存在的香料。此外，即使是新鲜制备的，冰薄片也可作为团块可见，并且消费者在饮用饮料时可以辨别出来。

WO2014/135886描述了一种用于产生包含冷冻和非冷冻液体的冰沙(slush)的设备。冰沙由生饮料诸如啤酒、窖藏啤酒或苹果汁制成。

图1再现了WO2014/135886的设备的图解视图。该设备是冰沙机器18的形式，并且包括用于液体110的冷冻导管3，该导管具有入口103和出口104，该入口和出口在其间限定容积105。泵2将液体从入口103馈送通过容积105到出口104，然后在出口处液体经由导管1再循环回到入口103。导管1和冷冻导管3一起限定用于液体再循环的导管环路。可从分配出口8从环路分配冰沙，该环路经由导管环路入口7从贮存器17补充。

在冰沙机器18和分配出口8之间添加绝热的冰沙再循环脐带件10。

冷冻导管3形成热交换器6的一半，该热交换器具有冷却导管108，该冷却导管具有入口106和出口107，并且在入口和出口之间包含液态乙二醇冷却剂主体109。热交换器6连接到冷却剂环路，如箭头A所指示的，冷却剂环路将液体冷却剂从入口106循环到出口107，到达冷却剂制冷单元22，然后返回到入口106。在低于液体的凝固点的温度下向冷却导管的入口提供冷却剂；因此，当冷却剂在冷却导管内流动时，发生从液体到冷却剂的热传递。冷却剂制冷单元22是乙二醇制冷器，其包括用于使冷却剂20的贮存器冷却的蒸气压缩制冷系统21。泵19集成到制冷器单元中并且提供原动力以使冷却剂再循环。

液体冷却剂通过冷却导管108的流动速率可以改变，从而改变从冷冻导管3的容积105中的液体传出的热传递的速率。通过改变新鲜冷却剂到冷却导管中的流速，实现了冷却导管内冷却剂的平均温度的净增加或净降低：这改变了从工作流体到冷却剂的总体热传递速率，并且因此改变了在冷冻导管内流动的工作流体的冷冻速率。

通过冷却导管的流量由阀24控制。通过将冷却剂流体流速切断到基本上为零使得没有冷却剂流动通过冷却导管108来实现较低的热传递速率。通过打开阀24以允许冷却剂流动通过冷却导管108来实现更高的热传递速率。

提供另外的冷却剂旁通环路111，以用于将冷却剂流动转向离开冷却导管108。通过此环路的流动根据需要由常开阀23控制。

阀23、24由控制器15根据传感器4控制，该传感器用于感测生成的冰沙中的冷冻液体的分数。传感器4设置在导管环路1中紧邻导管入口103的上游处。控制器15可以通过根据来自传感器4的输出控制液体冷却剂通过冷却导管108的流动来在不同速率之间改变从容积105中的液体传出的热传递。在空闲状态下，机器仅需要克服系统中的基本能量增益，以将再循环环路中的工作流体的冰/液体比率保持在期望的预设水平。因此，通过关闭阀24以防止冷却剂流动通过冷却导管108来设置较低的热传递速率。当发生分配时，分配的半冷冻工作流体的容积用来自贮存器17的未冷冻工作流体替换。这导致由传感器4感测到的再循环环路内的流体的固形物分数的快速下降，从而导致控制系统通过打开阀24来增加从冷冻导管传出的热传递速率。WO2018/122277描述了一种用于制备含冰茶或咖啡饮料的设备和方法。该方法包括：(i)提供包含可溶茶或咖啡固形物和凝固点抑制剂的饮料汁液；(ii)通过添加气体使饮料汁液充气；(iii)使充气的、优选增甜的饮料汁液流动通过制冷系统，以冷却充气饮料汁液，从而在充气饮料汁液中形成多个冰晶体；以及(iv)将冷却的充气饮料汁液分配为含冰茶或咖啡饮料。

图2再现了WO2018/122277的设备的示意图。设备201包括用于容纳饮料汁液的贮存器205。贮存器205经由供应管道210连接到制冷回路215。制冷剂回路215包括汁液在其中流动的塑料管道216，该塑料管道具有允许汁液在回路215内再循环的再循环环路。制冷回路215包括热交换器220，以用于使用在单独的管道225内流动的预制冷的制冷剂来冷却汁液。

制冷回路215还与分配出口230流体连通，以用于将含冰茶或咖啡饮料从制冷回路215分配到接纳部235中。

提供加压气体240的源以将加压气体供应到供应管道210中以用于使饮料汁液充气。可以通过具有多个入口的喷嘴供应气体以促进细气泡的形成。气体混合还可以或另选地涉及静态混合器或一个或多个收缩孔口241。还提供泵245以使饮料在制冷回路215内循环。

设备201允许制备含冰茶或咖啡饮料。包含可溶茶或咖啡固形物和凝固点抑制剂的饮料汁液用来自贮存器205的加压气体泵送或驱动，通过供应管道210到达制冷回路215。经由混合装置241将气体从气体源240定量供给到供应管道210中。由泵245驱动的汁液在制冷回路215中循环并通过热交换器220，在热交换器中汁液被冷却从而缓慢形成冰晶体。含冰茶或咖啡饮料按需经由出口230从回路215分配到饮料接纳部235中。

虽然WO2014/135886的设备能够产生包含冷冻和非冷冻液体的冰沙，并且WO2018/122277的设备能够制备含冰茶或咖啡饮料，但是希望改进所描述的设备。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种用于制备含冰茶或咖啡饮料的设备，该设备包括：

a)冷却单元，该冷却单元包含冷却剂；

b)产物导管，该产物导管用于包含饮料汁液；

c)冷却导管，该冷却导管被布置在产物导管附近以允许冷却导管中的冷却剂和产物导管中的饮料汁液之间进行热交换；

d)冷却剂供应导管，该冷却剂供应导管用于将冷却剂从冷却单元供应到冷却导管；

e)冷却剂返回导管，该冷却剂返回导管用于将冷却剂从冷却导管返回到冷却单元；

f)冷却剂旁通导管，该冷却剂旁通导管被布置成将冷却剂从冷却剂返回导管引导到冷却剂供应导管中而不穿过冷却单元；

g)冷却剂泵，该冷却剂泵用于循环冷却剂；

h)冷却单元阀，该冷却单元阀用于控制从冷却剂返回导管到冷却单元中的流动；

i)冷却剂旁通导管阀，该冷却剂旁通导管阀用于控制通过冷却剂旁通导管的流动；和

j)控制器，该控制器用于控制冷却剂泵、冷却单元阀和冷却剂旁通导管阀的操作；

控制器被布置和配置为在至少初级模式和次级模式下操作设备：

-在初级模式下，控制器被布置和配置为关闭冷却剂旁通导管阀、打开冷却单元阀以及操作冷却剂泵，使得冷却剂围绕包括冷却单元、冷却剂供应导管、冷却导管和冷却剂返回导管的初级冷却回路循环；在次级模式下，控制器被布置和配置为打开冷却剂旁通导管阀、关闭冷却单元阀以及操作冷却剂泵，使得冷却剂围绕包括冷却剂供应导管、冷却导管、冷却剂返回导管和冷却剂单元旁通导管的次级冷却回路循环，其中该次级冷却回路不包括冷却单元。

-与现有技术相比，本公开的设备可以实现冷却剂与饮料汁液之间的改进的热传递。

现在将进一步描述本公开。在以下段落中，更详细地定义本公开的不同方面。除非有明确相反的说明，否则如此定义的每个方面可与任何一个或多个其他方面组合。具体地讲，被指示为优选或有利的任何特征可与被指示为优选或有利的任何其他一个或多个特征组合。

虽然以下描述主要是指咖啡饮料，但是应当理解，本公开同样适用于茶饮料，即，适用于包含可溶茶和/或咖啡固形物的饮料。

本发明的设备和方法涉及制备含冰茶或咖啡饮料-所谓的冰茶或冰咖啡饮料。茶饮料和咖啡饮料是众所周知的，并且包括溶解的茶和咖啡固形物。举例来说，典型的咖啡饮料可以通过重构喷雾或冷冻干燥的咖啡粉或者通过提取烘焙和研磨的咖啡豆来形成。为了避免疑义，本文定义的咖啡饮料是从咖啡植物的任何部分生产的饮料，包括来自咖啡果、咖啡皮、咖啡豆或咖啡植物叶中的一种或多种的元素。类似地，茶饮料是由茶树的任何部分制成的，通常是从茶叶中提取的。最优选的饮料是由咖啡固形物(诸如存在于标准咖啡饮料中的)制成的饮料，即浓咖啡或卡布奇诺。因此，最优选的咖啡固形物是通过提取咖啡豆获得的那些。

根据本发明的设备和方法，提供了一种包含可溶茶或咖啡固形物的饮料汁液，该可溶茶或咖啡固形物被冷却，从而在饮料汁液内形成大量冰晶体。饮料汁液可以通过稀释一种或多种浓缩物，优选地液体浓缩物来形成。例如，饮料汁液可以包括饮料浓缩物的稀释物。如本文所定义的饮料汁液是指由设备或方法使用或在设备或方法中使用以形成饮料的液体。固形物是指当去除所有水时留下的水性溶液的那些组分。因此，例如，速溶咖啡粉可以被认为是脱水咖啡提取物的咖啡固形物。固形物优选地是可溶固形物，但可包含少量细小的不溶性物质。

饮料汁液包含可溶咖啡或茶固形物。优选地，汁液包含占总饮料汁液重量的0.5重量％至6重量％的咖啡或茶固形物，更优选地1重量％至5重量％的咖啡或茶固形物。这种水平的咖啡或茶固形物通常提供所需浓度的茶或咖啡饮料。

除了茶或咖啡固形物外，饮料汁液优选地还包括凝固点抑制剂。如将理解的，凝固点抑制剂是一种降低液体冻结温度的配料。通常，任何可溶配料将起到抑制水的熔点的作用，但是其影响熔点的程度将取决于配料本身和存在的量。

凝固点抑制剂影响冰晶体生长。在纯水/冰沙中，冰不是特别稳定，并且经受熟化过程，由此小晶体倾向于熔化而较大晶体倾向于生长。凝固点抑制剂的存在有助于减少奥斯瓦尔德(Ostwald)熟化，并且允许在形成的冰沙中保留小冰晶体。本公开的设备、方法和系统有利于产生由凝固点抑制剂稳定的细冰晶体。

优选地，饮料汁液包含凝固点抑制剂，凝固点抑制的量足以将饮料汁液的熔点抑制0.2℃至3℃或更高，优选地0.4℃至1℃。该测量值与冰/水的熔点相比较，并且基于水溶液中存在相同浓度的凝固点抑制剂。也就是说，该测量不考虑茶和/或咖啡固形物的存在，茶和/或咖啡固形物也将对水具有单独的抑制效果。熔点测量是本领域众所周知的。优选地，饮料汁液的熔点被抑制到-7℃至-12℃的温度。有益地，凝固点抑制剂的使用可以允许在分配出口分配到接纳部中的最终饮料具有例如0℃到-15℃的温度。

凝固点抑制剂可以是任何食品安全可溶配料，诸如盐、醇、糖、冰结构蛋白或其两种或更多种的组合。最优选的是，凝固点抑制剂是甜味剂，诸如多元醇或糖或其混合物。甜味剂可以作为甜味剂浓缩物提供。

最优选的凝固点抑制剂是糖，优选地蔗糖和/或果糖。合适的糖包括单糖和二糖，优选地蔗糖、果糖和/或葡萄糖。可以使用糖替代物代替糖或糖的一部分。合适的糖替代物包括聚葡萄糖。如果包括已经从咖啡或茶物质单独精炼的糖，则其被认为是凝固点抑制剂的一部分，而不是作为茶或咖啡固形物的一部分。

常规糖的使用允许以具有令人惊讶的物理外观的新形式提供由简单的常规饮料配料诸如咖啡和糖以及任选的奶制成的饮料。在凝固点抑制剂是糖或另一种甜味剂的情况下，饮料汁液可以被认为是增甜的饮料汁液。

优选地，增甜的饮料汁液包含3.2重量％至25重量％的糖或糖替代物，优选地5重量％至8重量％的糖或糖替代物。优选地，糖和/或糖替代物是蔗糖、果糖、聚葡萄糖或其混合物。在一个示例中，可以有益地使用4重量％果糖和2.5重量％聚葡萄糖的混合物。这些量的糖和/或糖替代物足以降低熔点，同时还为成品饮料提供期望的甜度。

因此，饮料汁液可以包含可溶咖啡或茶固形物和一种或多种糖和/或糖替代物，以及形成汁液的大部分的水。饮料汁液还可包含乳品配料，诸如奶或奶油，优选地其量小于25重量％，更优选地小于10重量％。在茶饮料和咖啡饮料中存在此类乳品配料是众所周知的，诸如对于英式早餐茶或对于拿铁咖啡。

然而，汁液中脂肪的存在诸如来自包含乳品配料的乳品脂肪影响气泡的稳定性。另外，高脂肪水平的存在导致在冷却步骤期间的高粘度增加，使得汁液难以泵送并导致难以提供一致的冰分数。因此，增甜的饮料汁液优选地包含小于20重量％，优选地小于10重量％的量的脂肪，并且优选地基本上或完全不含脂肪。

饮料汁液还可包含其他添加剂，诸如调味剂、稳定剂、水解胶体(胶基糖和增稠剂)、缓冲液、着色剂、维生素和/或矿物质以及口感增强剂，或其两种或更多种的组合。这些另外的添加剂优选地包含小于5重量％的饮料汁液，更优选地小于1重量％的饮料汁液。此类添加剂如胶基糖和增稠剂是众所周知的，以帮助稳定较厚的饮料，诸如冰咖啡，但被消费者认为是不健康的。有益地，尽管不存在此类配料，但本发明的设备和方法产生的饮料可以非常稳定。

最优选地，饮料汁液不含任何此类另外的添加剂，并且因此饮料汁液仅包含茶或咖啡固形物、凝固点抑制剂诸如一种或多种糖和水以及任选地任何乳品配料。优选地，饮料汁液不含任何乳品配料。

冷却单元可以包括液体冷却剂。优选地，液体冷却剂包含丙二醇并且在-5℃至-15℃的温度下。冷却单元可以是乙二醇制冷器。冷却剂泵可以集成在冷却单元中，或者是沿着冷却回路定位的单独的泵。优选地，冷却剂泵位于冷却剂供应导管中。

优选地，该设备被配置成使得在初级模式下，冷却剂围绕初级冷却回路连续循环，以及/或者在次级模式下，冷却剂围绕次级冷却回路连续循环。相比之下，在WO2014/135886的现有技术系统中，当选择较低的热传递速率时，冷却剂将在冷却导管108中保持静止，因为阀24被关闭以防止冷却剂流动通过冷却导管108。WO2014/135886的操作方法可导致有害影响，例如，新容积的冷的冷却剂可以输入到冷却导管108中，但不足以填充整个冷却导管108。这可能导致冷冻导管3中液体110的不一致冷却。有益地，本公开的设备确保产物导管中饮料汁液的更一致且可预测的冷却，因为由于连续循环，冷却导管中冷却剂的温度在整个冷却导管中保持更均匀。另外，设备可避免在冷却回路内存在相对暖或相对冷的液体的停滞容积，这有助于避免在冷却期间发生冷冻堵塞。此外，设备可以有益地加速饮料汁液的冷却。

优选地，当接通时，制冰冷却回路可以在初级模式或次级模式中的一个模式下操作。有益地，这避免了在设备的操作期间冷却剂在任何相当长的时间段内在制冰冷却回路的冷却管导管内静止的情况。这可以提高饮料汁液冷却的准确度、速度、均匀性和一致性。另外，如果在维护周期期间，制冰系统需要被加热以对制冰回路进行除霜和冲洗，则这可以通过使制冰冷却回路在次级模式下运行来有效地执行，这避免了加热冷却单元的缓冲液中的冷却剂的需要。

产物导管和冷却导管可以形成用于在饮料汁液内形成多个冰晶体的制冰系统。制冰系统可以包括产物导管的至少一部分和冷却导管，产物导管的至少一部分和冷却导管可以彼此同心地延伸。优选地，冷却导管围绕产物导管。在一个示例中，产物导管可以包括在外管内延伸的内管。内软管外部和外管内的环形空隙限定冷却导管。

同心延伸的产物导管和冷却导管可以被布置成螺旋构型。这可以有益地导致制冰系统的更紧凑的布置，并且还可以改善饮料汁液的冷却的均匀性和一致性。同心延伸的产物导管和冷却导管可以延伸至少5m，优选地至少10m的长度。

优选地，产物导管包括塑料管道，饮料汁液在该塑料管道内被泵送。合适材料的非限制性示例包括PTFE、尼龙、MDPE、EVA、聚乙烯、POM、PVC及其混合物。管道的塑料表面减少了管道上的冰晶体成核，鼓励在饮料汁液内形成冰晶体以及降低堵塞风险。在现有技术的刮削式制冷装置中，冰晶体倾向于沿冷却表面壁生长并形成盘状碎片。相比之下，塑料管路促进从壁到流动通道中的树枝状冰晶体生长。这样的晶体会很快脱落到流中，其中流和有限的奥斯瓦尔德熟化促进晶体更圆的发展：分支被折断或融化掉。

结果，产物导管中形成的冰晶体更小并且倾向于具有更紧密、更圆的结构，这增加了所生产的饮料的寿命。

冷却导管还可以包括塑料管道。合适材料的非限制性示例包括PTFE、尼龙、MDPE、EVA、聚乙烯、POM、PVC及其混合物。

冷却剂供应导管、冷却剂返回导管和冷却剂旁通导管还可以各自包括塑料管道，该塑料管道可以是选自上述材料的塑料。如本领域众所周知的那样，必要时将在导管之间提供合适的连接以确保流体密封。

冷却单元阀和冷却剂旁通导管阀可以各自是双向阀。

控制器可以包括硬件和/或软件。控制器可以包括控制单元或者可以是在专用或共享计算资源上运行的计算机程序。控制器可以包括单个单元或者可以由设备内的可操作地连接的多个子单元构成。控制器可以位于一个处理资源上，或者可以分布在空间上分离的计算资源上。设备的单独部分例如冷却单元、制冰系统、混合器等可以包括其自身的子控制器，该子控制器可操作地连接到控制器。

产物泵可以被布置成使饮料汁液在产物导管内循环。该产物泵可以被配置为从上游位置将饮料汁液吸入产物导管，或者这可能需要另外的泵或压缩气体源。如将理解的，设备还将包括必要的控制阀，以确保流动符合预期。

设备还可包括被定位在初级回路和/或次级回路中的加热器。优选地，加热器位于初级回路和次级回路两者共同的位置。更优选地，加热器位于冷却剂返回导管中。加热器可用于加热冷却剂以帮助解冻可能发生的任何堵塞。加热器可以是任何合适的加热器。加热器可以是流通式加热器(FTH)。FTH可以包括厚膜加热元件。

该设备还可包括饮料汁液源。饮料汁液源优选地供应包含可溶咖啡或茶固形物的饮料汁液。

饮料汁液源可以包括饮料浓缩物的贮存器。贮存器可以包含用于制备多种饮料的饮料浓缩物的容积。优选地，饮料汁液源可以包括饮料浓缩物的可更换供应包裹件。如本文所定义的可更换供应包裹件是指可与设备联接以及从设备脱离联接的包裹件，作为供应一定体积的饮料浓缩物以供设备使用的装置。装满的包裹件可以联接到设备。联接可以包括在包裹件和设备之间形成机械连接。一旦用空，该包裹件可以从设备脱离联接并且更换为另一个装满的包裹件，该另一个装满的包裹件然后可以联接到设备以供应另外的饮料浓缩物以供设备使用。该包裹件可以是一次性物品，或者另选代地可以是可再填充的。该包裹件可包括任何合适的容器，包括但不限于小袋、胶囊、料筒、盒、盒中袋或类似物。可以在与设备联接之前密封该包裹件。用于打开包裹件的装置可以集成在包裹件中或设备中。包裹件可以在将包裹件联接到设备期间自动打开。用作可更换供应包裹件的合适包裹件的非限制性示例是Promesso^rtm包裹件。

优选地，饮料汁液源包括多个可更换供应包裹件，该多个可更换供应包裹件包含不同类型的饮料浓缩物。该多个可更换供应包裹件可包括至少第一可更换供应包裹件和第二可更换供应包裹件，第一可更换供应包裹件包含咖啡或茶浓缩物，第二可更换供应包裹件包含凝固点抑制剂，优选地甜味剂浓缩物。

该设备还可以包括混合器，以通过将咖啡或茶浓缩物与凝固点抑制剂混合来形成饮料汁液。混合器还可以在饮料汁液中掺入稀释剂，优选地水。

该设备可以用于制备充气的含冰茶或咖啡饮料，并且还可包括充气器，优选地气泵，以用于将气体递送到饮料汁液中。例如，充气器可以包括被布置成在饮料汁液冷却之前将加压气体递送到饮料汁液中的加压气体源。气体源可以是包含处于压力下的空气或氮气的气缸，或者可以是用于按需供应加压空气的压缩机、泵或类似物。气体可以通过管道内的一个或多个空气入口供应。在优选示例中，充气器是气泵。

该设备还可包括饮料分配出口，以用于将饮料汁液流分配为含冰茶或咖啡饮料。

在一些示例中，该设备还可包括用于分配不同类型的另一种茶或咖啡饮料的第二饮料分配出口。该不同类型的饮料可以是不包含冰茶或咖啡饮料，并且可以任选地是不包含冰的充气茶或咖啡饮料。从饮料分配出口分配的含冰茶或咖啡饮料和从第二饮料分配出口分配的不同类型的茶或咖啡饮料两者都可以从混合腔室输出的饮料汁液得到。

该饮料分配出口或每个饮料分配出口可以采用常规饮料喷嘴的形式，诸如用于在酒吧或饮料吧台随时提供成品饮料的后混合式头部。

该设备可以形成饮料分配机器的一部分。饮料分配机器可以是销售点单元。饮料分配机器可以是移动单元。饮料分配机器可以被配置为由酒保或类似的服务生操作，或者可以被配置成自助机器。饮料分配机器可以是自动售货机。

根据另一方面，提供了一种用于制备含冰茶或咖啡饮料的方法，该方法包括：

a)提供在产物导管附近的冷却导管；

b)使包含可溶咖啡或茶固形物的饮料汁液循环通过产物导管；

c)使冷却剂围绕包括冷却导管的冷却回路循环，从而在产物导管中的饮料汁液和冷却导管中的冷却剂之间进行热交换以冷却饮料汁液以及从而在饮料汁液内形成多个冰晶体；

其中，在初级操作模式下，冷却回路中的冷却剂循环通过冷却单元以降低冷却剂的温度，但是在次级操作模式下，冷却回路中的冷却剂循环以绕过冷却单元，使得冷却剂的温度不被冷却单元降低。

优选地，冷却剂在初级操作模式和次级操作模式两者下都围绕冷却回路连续循环。如上所述，这可以确保产物导管中饮料汁液的更一致且可预测的冷却。

通过产物导管循环的饮料汁液的流动可以与通过冷却导管循环的冷却剂的流动的流动方向相反。

饮料汁液可以通过在产物导管中冷却之前添加气体来充气。充气是指将气体引入饮料汁液中以形成包含气体的细气泡的发泡结构。优选地，气体是空气或氮气，或另一种食品级气体。为了方便起见，空气是优选的。可以通过泵送气体来引入气体。例如，可以使用气泵来注入空气。

优选地以在成品饮料中实现10％至150％，优选地20％至100％，最优选地25％至75％的膨胀率(overrun)的量添加气体。膨胀率是食品和饮料工业中测量发泡食品中包含的空气量的标准术语。可以使用下式计算膨胀率：

膨胀率＝(发泡饮料的体积-初始液体的体积)/初始液体的体积^*100

优选地，使饮料汁液充气的步骤涉及将气体在线(inline)添加到饮料汁液流中。也就是说，例如气体被添加到包含饮料汁液流的管道中，而不是例如汁液在容器中的湍流混合。优选地在冷却饮料汁液以形成冰晶体之前添加气体。

为了有利于产生小气泡的细分布，优选地，气体的在线添加是通过管道内的多个气体入口孔口进行的。另选地或除此之外，通过使带有添加气体的饮料汁液的泵送流通过静态混合器或一个或多个收缩孔口，可以增强气泡的细分布。

收缩孔口的使用可能是特别有利的，因为随后形成的高压射流用于将气泡分成甚至更细的气泡，这增强了成品饮料乳脂状和稳定性。

举例来说，1mm气体注射孔口可在管道中产生5mm气泡。这些气泡通过小于1mm的孔口将这些气泡分裂成各自小于1mm的气泡。这种细气泡结构有助于成品饮料的冰稳定性和乳脂状。

优选地在最高至10巴，优选地3巴至4巴的压力下添加气体。

在饮料汁液中形成多个冰晶体在饮料汁液内产生冰分数。优选地，冰分数形成饮料汁液的10重量％至50重量％，优选地20重量％至30重量％。这可以通过使用用于从冰晶体中倾析(decant)液体的简单的咖啡壶装置以及通过测定相对重量来测量。实际上，由于保留的水，这可在较小程度上过度估计冰分数，然而，其提供一致的可再现且可测量的结果。

该方法中产生的冰晶体优选地具有0.1mm-1mm，优选地0.2mm-0.65mm的尺寸。优选地，平均颗粒尺寸为约0.25mm。可以使用显微镜测量样品的尺寸以测量每个冰晶体的最长直径。

优选地，产物导管包括再循环流动路径。也就是说，饮料汁液的至少一部分围绕产物导管循环多次，以提供冰晶体生长和发展的时间。产物导管可包括环路。冰晶发展得越多，它们变得越圆，它们的长期稳定性就越高，并且它们变得更不易于附聚。

根据另外的方面，提供了一种系统，其包括如在上述方面中所描述的设备和饮料浓缩物的可更换供应包裹件。该系统可包括至少第一可更换供应包裹件和第二可更换供应包裹件，第一可更换供应包裹件包含咖啡或茶浓缩物，第二可更换供应包裹件包含凝固点抑制剂，优选地甜味剂浓缩物。

附图说明

现在将仅通过示例的方式关于以下非限制性附图来描述本公开，在附图中：

图1示出了WO2014/135886中描述的现有技术设备的图解视图；

图2示出了WO2018/122277中描述的现有技术设备的示意图；

图3示出了根据本公开的饮料制备机器的透视图；

图4示出了根据本公开的饮料制备机器的流动示意图；

图5A和图5B示出了用于WO2014/135886的现有技术设备和根据本公开的设备的制冰系统的比较流动示意图；

图6A、图6B和图6C示出了根据本公开的设备的部分的示意性布置；

图7A和图7B示出了根据本公开的设备的产物环路的另选流动示意图；

图8示出了根据本公开的设备的部分；

图9示出了根据本公开的另一饮料制备机器的透视图；并且

图10示出了图9的饮料制备机器的流动示意图。

具体实施方式

如图3所示，本公开提供了一种用于制备含冰茶或咖啡饮料的设备300。在例示的示例中，设备300采取移动销售点单元的形式，该移动销售点单元可以被配置为由酒保或类似的服务生操作，或者可以被配置成自助机器。

设备300包括主壳体301，该主壳体可以被配置为例如包含设备300的部件的机柜。主壳体301可包括一个或多个门、抽屉或检修面板，以允许接近内部部件，以用于维护、重新补充配料等目的。主壳体301可设置有脚轮302，以使设备300可移动。还可以提供用于外部电源(例如市电)和外部水源(例如自来水)的连接。另选地，设备300可包括内部电源(例如电池)和内部水源(诸如水贮存器)。

设备300还可包括用于分配饮料的饮料分配出口303。在例示的示例中，饮料分配出口303采取在安装到主壳体301的顶表面306的盛液器(font)305上的饮料喷嘴304(诸如后混合式头部)的形式。顶表面306可以用作接纳分配的饮料的接纳部(诸如玻璃杯307)的桌台或饮料吧台。

设备300被配置用于制备含冰茶或咖啡饮料，优选地，充气的含冰茶或咖啡饮料。图4示出了适于实现此配置的设备300的流动示意图的示例。设备300可以包括冷却单元310、制冰系统311、水预制冷器312和配料源区段313。

冷却单元310包括冷却剂。冷却剂可以是液体冷却剂。优选地，液体冷却剂包含丙二醇并且以-5℃至-15℃的温度保持在冷却单元310内的冷却剂贮存器中。冷却单元310可以包括压缩机单元316，以用于保持冷却剂贮存器中的冷却剂的期望温度。冷却单元310可以是乙二醇制冷器315。

如图4所示，冷却单元310可以通过一个或多个导管连接到制冰系统311，以允许冷却剂供应到制冰系统311以及从制冰系统返回冷却剂。可以提供多种导管配置以允许冷却剂在制冰系统311与冷却单元310之间流动。每个配置可以被定义为冷却回路。通过致动一个或多个阀来控制冷却剂将流过的导管，可以采用每种配置。

可以提供冷却剂供应导管317，以用于将冷却剂从冷却单元310供应到制冰系统311。可以提供冷却剂返回导管318，以用于将冷却剂从制冰系统311返回到冷却单元310。

冷却剂泵319可以被提供来在制冰系统311和冷却单元310之间泵送冷却剂。冷却剂泵319可以集成在冷却单元310中或者是沿冷却回路定位的单独的泵。优选地，冷却剂泵319位于冷却剂供应导管317中。

冷却剂旁通导管320可以被布置成选择性地将冷却剂从冷却剂返回导管318引导到冷却剂供应导管317中而不穿过冷却单元310。冷却剂旁通导管320可以从与冷却剂返回导管318的第一接合部323(其在冷却单元310的上游)延伸到与冷却剂供应导管317的第二接合部324(其在冷却单元310的下游)。

可以提供冷却单元阀321，以用于控制从冷却剂返回导管318到冷却单元310中的流动。冷却单元阀321可以位于第一接合部323下游的冷却剂返回导管318中。可以提供冷却剂旁通导管阀322，以用于控制通过冷却剂旁通导管320的流动。冷却剂旁通导管阀322可以位于冷却剂旁通导管320中。在例示的示例中，冷却单元阀321和冷却剂旁通导管阀322中的每一者是两通阀，例如电磁阀。

另选地，可以用位于第一接合部323处的三通阀代替冷却单元阀321和冷却剂旁通导管阀322，该三通阀用于使冷却剂通过冷却剂返回导管318朝向冷却单元310或通过冷却剂旁通导管320以便绕过冷却单元310的流动转向。

如图4所示，制冰系统311包括用于包含饮料汁液的产物导管330和冷却导管331，冷却导管被布置在产物导管330附近，以允许冷却导管331中的冷却剂和产物导管330中的饮料汁液之间进行热交换。制冰系统311用于在饮料汁液内形成多个冰晶体，如下面进一步解释的。

冷却导管331可以流体地连接到冷却剂供应导管317以从冷却剂供应导管接收冷却剂，并且还流体地连接到冷却剂返回导管318以向冷却剂返回导管递送冷却剂。

优选地，产物导管330的至少一部分和冷却导管331彼此同心地延伸。优选地，冷却导管331围绕产物导管330。在一个示例中，产物导管330包括在外塑料管内延伸的内塑料管。内塑料管外部和外塑料管内的环形空隙限定冷却导管331。

产物导管330和冷却导管331可以被布置成螺旋构型。产物导管330和冷却导管331可以延伸至少5m，优选地至少10m的长度。冷却导管331可以分成两个或更多个螺旋环路，每个环路与产物导管330的不同部分同心地延伸。例如，对于处于螺旋构型的10m长的产物导管330，冷却导管331可以分成两个5m的环路，这两个环路分别与产物导管330的上半部和下半部同心地延伸。冷却剂可以以并联或串联流动的方式供应到冷却导管331的环路。

设备300的导管可以被配置成至少初级冷却回路和次级冷却回路。初级冷却回路优选地包括冷却单元310、冷却剂供应导管317、冷却导管331和冷却剂返回导管318。次级冷却回路优选地包括冷却剂供应导管317、冷却导管331、冷却剂返回导管318和冷却剂旁通导管320，但不包括冷却单元310。

设备300还可包括被定位在初级冷却回路和/或次级冷却回路中的加热器340，例如流通式加热器。在例示的示例中，加热器340位于冷却剂返回导管318中，使得其位于初级冷却回路和次级冷却回路两者共同的位置。

如图4所示，提供用于将制冷水供应到配料源区段313的水预制冷器312。水预制冷器312可以包含水或被供应水。例如，水预制冷器312可以包含独立成套的贮存器，诸如瓶子或水箱，该贮存器包含一定体积的水，通过将空的贮存器替换为满的贮存器来不时地补充水。然而，优选地，连接水预制冷器312以从外部源(诸如自来水347)接收水。可以提供水过滤器348和流量控制阀349以调节和控制供应。水预制冷器312可以是能够将进入的水冷却到合适的温度以供应到配料源区段313的任何合适的装置。优选地，将水制冷至2℃-5℃的温度。水预制冷器312可以是相变材料(PCM)冷却器或类似装置。然而，优选的水预制冷器312在图6A至图6C中示意性地示出，并且利用冷却剂从冷却单元310的流动。在此示例中，水预制冷器312中的水由热交换器冷却，该热交换器本身由来自冷却单元310的冷却剂冷却。热交换器可以是水预制冷器312的一部分，或者可以与水预制冷器312热接触。热交换器可以包括用于传递热能的一个或多个区块。在图6A的示例中，优选地由铝制成的第一区块350包括第一导管353，来自冷却单元210的冷却剂流过该第一导管。可以提供多个第一导管。形成水预制冷器312的一部分并且也优选地由铝制成的第二区块351包括第二导管354，水预制冷器312中的水流过该第二导管。可以提供多个第二导管。第二导管354中的水由通过第二区块351和第一区块350的热传递来冷却。可以提供单个集成区块来代替第一区块350和第二区块352。第二导管354可采取迂回路线穿过第二区块351以及/或者水可多次穿过第二导管354以在连续的通路中被制冷。此外，第二导管354可形成保持用于制冷的静止水的贮存器，这与作为流通式制冷器操作相反。

如图4中最清楚地示出的，冷却单元310可以将冷却剂供应到制冰冷却回路和预制冷器冷却回路，制冰冷却回路将冷却剂从冷却单元310供应到制冰系统311，预制冷器冷却回路用于将冷却剂从冷却单元310供应到水预制冷器312。有益地，单个冷却单元310可以为制冰冷却回路和预制冷器冷却回路两者提供冷却剂。

预制冷器冷却回路可以包括用于将冷却剂从冷却单元310供应到水预制冷器312的次级冷却剂供应导管376。可以提供次级冷却剂返回导管379，以用于将冷却剂从水预制冷器312返回到冷却单元310。

可提供次级冷却剂泵377以在冷却单元310和水预制冷器312之间泵送冷却剂。次级冷却剂泵377可以集成在冷却单元310中或者是沿次级冷却回路定位的单独的泵。优选地，次级冷却剂泵377位于次级冷却剂供应导管376中。

如图4所示，配料源区段313包括含有饮料浓缩物的饮料浓缩物贮存器360。优选地，其还包括含有甜味剂浓缩物的甜味剂浓缩物贮存器361。饮料浓缩物包含可溶咖啡或茶固形物。甜味剂浓缩物包含凝固点抑制剂，凝固点抑制剂可以是食品安全可溶配料，诸如盐、醇、糖和/或糖替代物、冰结构蛋白或其两种或更多种的组合。最优选的是，凝固点抑制剂本身是甜味剂，诸如多元醇或糖或其混合物。最优选的凝固点抑制剂是糖或糖替代物，优选地蔗糖和/或果糖和/或聚葡萄糖。合适的糖包括单糖和二糖，优选地蔗糖、果糖和/或葡萄糖。

任选地，配料源区段313可以包括两个贮存器，该两个贮存器优选地包含相同的配料，其中设备被编程为当两个贮存器中的第一个贮存器被用空时将供应从两个贮存器中的第一个贮存器切换到两个贮存器中的第二个贮存器。以这种方式，可以增加设备的服务准备就绪时间。例如，图4的示例中的贮存器360和贮存器361可以任选地被配置为两者都包含相同的饮料浓缩物-甜味剂浓缩物混合物。

可以提供第一预混合器362，以用于将从饮料浓缩物贮存器360供应的饮料浓缩物与从水预制冷器312供应的水混合。同样，可以提供第二预混合器363，以用于将从甜味剂浓缩物贮存器361供应的甜味剂浓缩物与从水预制冷器312供应的水混合。可以通过供应阀369控制到第一预混合器362和/或第二预混合器363的供水。

配料源区段313还可包括混合腔室364，以用于将来自第一预混合器362的输出与来自第二预混合器363(如果存在)的输出混合以形成饮料汁液。除了向第一预混合器362和第二预混合器363供应水之外或代替向第一预混合器和第二预混合器供应水，可以从水预制冷器312向混合腔室364供应水。混合腔室364可以包括搅拌器，以用于辅助饮料汁液的混合，并且还用于再循环停留在混合腔室364中的饮料汁液。搅拌器可包括旋转刀片、桨状件、搅动件或类似装置。附加地或另选地，搅拌器可包括饮料汁液从混合腔室364的输出返回到混合腔室364的再循环，以在混合腔室364内产生饮料汁液的湍流和混合。可以提供再循环泵和再循环导管以影响此类搅拌。

然后，饮料溶液可被向前供应到制冰系统311，如下面进一步解释的。

饮料浓缩物贮存器360中的饮料浓缩物可以是粉末，但是优选地是液体浓缩物。同样，甜味剂浓缩物贮存器361中的甜味剂浓缩物可以是粉末，但是优选地是液体浓缩物。

饮料浓缩物贮存器360和甜味剂浓缩物贮存器361可以各自包括通过操作员手动填充的腔室、料斗或类似物，例如通过打开浓缩物的整体容器并将浓缩物倒入腔室或料斗中。然而，优选的是饮料浓缩物贮存器360和甜味剂浓缩物贮存器361各自包括可更换供应包裹件，该可更换供应包裹件可以与设备300联接以及从设备脱离联接。可更换供应包裹件的使用可以改善设备300的使用的容易性和清洁度。可以使用各种类型的可更换供应包裹件，包括但不限于小袋、胶囊、料筒、盒、盒中袋或类似物。可以在与设备300联接之前密封可更换供应包裹件。用于打开可更换供应包裹件的装置可以集成在可更换供应包裹件中或设备300中。在将可更换供给包裹件联接到设备300期间，可更换供应包裹件可以自动打开。可更换供应包裹件的优选的选项是可从Koninklijke Douwe Egberts B.V.获得的Promesso^rtm可更换供应包裹件。这种可更换供应包裹件可包括用于容纳浓缩物的容器和具有出口的定量加料器(doser)。定量加料器被布置用于以定量供给的方式将浓缩物从容器供应到定量加料器的出口。定量加料器可以包括泵组件，该泵组件使得能够将期望剂量的浓缩物从容器中泵送出出口并进入预混合器362、363。

可更换供应包裹件和设备可以机械地连接。当连接时，定量加料器的出口与相应的预混合器362、363流体连通，并且设备300的驱动轴(未示出)可以被布置用于将扭矩从设备300传输到定量加料器，使得当驱动轴被激活时，浓缩物从定量加料器的出口供应到预混合器362、363中。

如图8所示，每个预混合器362、363可以设置有预混合器入口370，以用于从可更换供应包裹件的定量加料器接收浓缩物。预混合器入口370可以朝向预混合器362、363的顶部定位，使得浓缩物可以基本上在重力的影响下从定量加料器的出口流入预混合器362、363。

可以提供预混合器出口372以用于将输出物排出到混合腔室364中，并且导管371可以在预混合器入口370和预混合器出口372之间延伸。此外，每个预混合器362、363可包括进入导管371的水入口开口373，以用于将从水预制冷器312供应的水馈送到预混合器362、363中。优选地，水入口开口373被定向成朝向预混合器入口370喷射流入的水，从而冲洗在使用中联接到预混合器入口370的可更换供应包裹件的定量加料器的出口。

优选的是将饮料浓缩物保持在制冷状态以保持新鲜度并提高保存期限。为了实现这一点，优选的是，水预制冷器312和/或热交换器与饮料浓缩物贮存器360热接触。水预制冷器312和/或热交换器还可以有益地与预混合器362和/或混合腔室364热接触。

在一个示例中，饮料浓缩物贮存器360与第一区块350和/或第二区块351接触。任选地，第一区块350和/或第二区块351与饮料浓缩物贮存器360的面面对面接触。在形状上为平行六面体的可更换供应包裹件的使用可能是有益的，因为其提供相对较大的表面积以与第一区块350和/或第二区块351接触。在图6A的布置中，呈可更换供应包裹件C形式的饮料浓缩物贮存器360与水预制冷器312、特别是其第二区块351并排定位并且与该第二区块热接触。可更换供应包裹件C的侧面优选地与第二区块351的侧面面对面接触。在图6B的另选布置中，可更换供应包裹件C被定位在水预制冷器312、特别是其第一区块350上方并且与该第一区块热接触。可更换供应包裹件C的底面优选地与第一区块350的顶面面对面接触。在图6C的另外的另选布置中，可更换供应包裹件C被定位在水预制冷器312、特别是其第二区块351上方，并且与该第二区块热接触。可更换供应包裹件C的底面优选地与第二区块351的顶面面对面接触。

优选地，甜味剂浓缩物贮存器361与水预制冷器312和/或热交换器热隔离。这可能有益于防止甜味剂浓缩物的配料结晶。优选地，甜味剂浓缩物贮存器361的温度保持在大于10℃。例如，在图6A至图6C的布置中，呈可更换供应包裹件S形式的甜味剂浓缩物贮存器361与水预制冷器312分离，即与水预制冷器脱离热接触。

任选地，绝热材料可以插置在甜味剂浓缩物贮存器361与水预制冷器312之间。

混合腔室364的输出380可以经由导管和一个或多个产物供应阀366a、366b将饮料汁液供应到制冰系统311。饮料汁液优选地在到达制冰系统311之前被充气。在饮料汁液到达多个产物供应阀366a、366b中的一个产物供应阀之前，气泵367可以在空气供应阀368的控制下将空气注入包含饮料汁液的导管中。空气可以通过一个或多个气体注射孔口注射。为了有利于小气泡的细分布的产生，具有添加气体的饮料汁液流可以被泵送通过静态混合器或一个或多个收缩孔口。举例来说，1mm气体注射孔口可在导管中产生5mm气泡。这些气泡通过小于1mm的孔口将这些气泡分裂成各自小于1mm的气泡。这种细气泡结构有助于成品饮料的冰稳定性和乳脂状。优选地在最高至10巴，优选地3巴至4巴的压力下添加空气。如图4所示，饮料汁液可以通过上游产物泵365被泵送出混合腔室364并通过产物供应阀366a、366b。

一个或多个产物供应阀366a、366b可以连接到制冰系统311的产物导管330。一个或多个产物供应阀366a、366b可以包括第一产物供应阀366a和第二产物供应阀366b。产物导管330可以形成环路以允许饮料汁液循环。饮料汁液可以通过一个或多个饮料汁液入口输入到产物导管330中。可以提供第一饮料汁液入口394，该第一饮料汁液入口可以通过第一产物供应导管375a连接到第一产物供应阀366a。可以提供第二饮料汁液入口395，该第二饮料汁液入口可以通过第二产物供应导管375b连接到第二产物供应阀366b。

包含多个冰晶体的饮料汁液可以通过供应饮料分配出口303的出口393从产物导管330排出。优选地，仅提供单个出口393。优选地，产物导管330内的饮料汁液的体积和/或压力维持在设定限值内，并且优选地是基本上恒定且优选地在约2巴。这可以通过确保通过一个或多个饮料汁液入口394、395输入到产物导管330的饮料汁液的总体积等于通过出口393排出的饮料汁液的体积来实现。

产物导管330包括用于使饮料汁液围绕产物导管330循环的初级产物泵390。如图7A和7B所示，上游压力传感器391和下游压力传感器392可以位于初级产物泵390的任一侧，以感测初级产物泵390两端的压差。这种压差可以用于计算、推断或估计饮料汁液的冰/液体比率。

图7A示出了仅提供第一饮料汁液入口394的示例。一定量的相对暖的饮料汁液397通过第一饮料汁液入口394输入，并且在与包含多个冰晶体的已经存在且相对冷的饮料汁液396通过出口393排出的同时顺时针循环(如图7A所示)。随着相对暖的饮料汁液397通过初级产物泵390，由控制器检测到上游压力传感器391与下游压力传感器392之间的压差的变化，该控制器用于增加产物导管330的冷却速率，如下文进一步讨论的，以冷却相对暖的饮料汁液397以形成期望的冰/水比率。

图7A的布置的潜在缺点在于，在由控制器命令的增加的冷却速率将进一步冷却施加至仍然在产物导管330中循环的相对冷的饮料汁液396的情况下，可能发生冷冻堵塞。

因此，图7B呈现了一种改进的布置，其中使用至少第一饮料汁液入口394和第二饮料汁液入口395。第一饮料汁液入口394和第二饮料汁液入口395沿着产物导管330分布。例如，产物导管330的环路可以被认为具有长度X，并且第二饮料汁液入口395可以沿着产物导管330的环路被定位在距第一饮料汁液入口394的0.4X和0.6X之间。例如，在长度X＝10m的产物导管330的情况下，第二饮料汁液入口395将沿着产物导管330的环路被定位在距第一饮料汁液入口394的4m(10m x 0.4)和6m(10m x 0.6)之间。更优选地，第二饮料汁液入口395可以围绕产物导管330的环路被定位在距第一饮料汁液入口394的一半即0.5X处。任选地，可以提供第三饮料汁液入口和/或第四饮料汁液入口等。这些饮料汁液入口可以优选地围绕产物导管330的环路均匀分布，即在OX、0.33X和0.67X处，其中提供三个饮料汁液入口；在OX、0.25X、0.50X和0.75X处，其中提供四个饮料汁液入口，等等。

通过至少两个饮料汁液入口输入相对暖的饮料汁液397是有益的，因为其在相对冷的饮料汁液396中提供相对暖的饮料汁液397的更均匀分布，如图7B中示意性地示出的。这可以有助于或减少或消除冷冻堵塞的发生。通过配置和布置将饮料汁液输入到产物导管330中，该产物导管在至少两个饮料汁液入口之间进行交替，优选地相对快速地交替，使得相对暖的饮料汁液397的“块”被输入到相对冷的饮料汁液396的流中，使得每个块在任一侧由相对冷的饮料汁液396界定，可以获得进一步的益处。这可以有益地在相对冷的饮料汁液396中产生相对暖的饮料汁液397的甚至更均匀的分布。这可以减少或消除冷冻堵塞的发生。另外，使用这种布置可意味着控制器不需要从强力冷却模式快速切换到非冷却模式。此外，相对冷的饮料汁液396与相对暖的饮料汁液397的每个块的相对小体积的接近有助于更有效地冷却相对暖的饮料汁液397。

如上所述，通过布置用于控制饮料汁液到第一饮料汁液入口394的流动的第一产物供应阀366a和用于控制饮料汁液到第二饮料汁液入口395的第二产物供应阀366b的流动，可以实现这种配置。此外，控制器可以被配置和布置成控制第一产物供应阀366a和第二产物供应阀366b的致动，以通过使第一产物供应阀366a和第二产物供应阀366b在第一产物供应阀366a打开且第二产物供应阀366b关闭的第一配置和第一产物供应阀366a关闭且第二产物供应阀366b打开的第二构型之间循环来使饮料汁液通过第一产物供应阀366a和第二产物供应阀366b交替输入产物导管330。优选地，循环时间可以使得对于每个循环获得0.3秒至0.8秒，优选0.4秒至0.6秒，更优选0.5秒的阀打开时间。

优选地，第一产物供应阀366a和第二产物供应阀366b的循环包括每个循环中的重叠周期，其中第一产物供应阀366a和第二产物供应阀366b两者都打开以帮助确保到产物导管330中的恒定流入。

现在将描述设备300的使用的非限制性示例。呈包含含有可溶咖啡固形物的饮料浓缩物的Promesso^rtm可更换供应包裹件形式的饮料浓缩物贮存器360和呈包含甜味剂浓缩物的Promesso^rtm可更换供应包裹件形式的甜味剂浓缩物贮存器361安装在设备300中，机械地联接到相应的第一预混合器362和第二预混合器363。

供应到水预制冷器312的水通过流过预制冷器冷却回路的冷却剂被制冷到2℃-5℃的温度，特别是其中冷却剂由次级冷却剂泵377从冷却单元310沿着次级冷却剂供应导管376泵送，通过热交换器的第一导管353，然后沿着次级冷却剂返回导管379回到冷却单元310。冷却剂围绕预制冷器冷却回路的流动由控制器控制。如本领域技术人员将理解的，可以提供传感器和/或仪表，例如流量计和温度传感器，以向控制器提供必要的数据输入，从而允许实现预制冷器冷却回路的流量和/或温度控制。

当由控制器要求时，一定剂量的饮料浓缩物从饮料浓缩物贮存器360通过预混合器入口370被定量供给到第一预混合器362中，在第一预混合器，饮料浓缩物与通过水入口开口373注射的水混合并用水稀释。水通过控制器打开相应的供应阀369从水预制冷器312供应。稀释的饮料浓缩物沿着导管371穿过并且通过预混合器出口372排出到混合腔室364中。

如果被分配的饮料需要，一定剂量的甜味剂浓缩物也可以优选地同时从甜味剂浓缩物贮存器361通过预混合器入口370被定量供给到第二预混合器363中，在第二预混合器，该甜味剂浓缩物与通过水入口开口373注射的水混合并用水稀释。如上所述，水通过控制器打开相应的供应阀369从水预制冷器312供应。稀释的甜味剂浓缩物沿着导管371穿过并且通过预混合器出口372排出到混合腔室364中。

将稀释的饮料和甜味剂浓缩物在混合腔室364中通过搅拌器混合在一起以形成饮料汁液。

当由控制器要求时，通过操作第一产物供应阀366a和第二产物供应阀366b，来自混合腔室364的饮料汁液通过第一产物供应导管375a和第二产物供应导管375b被供应到制冰系统311。饮料汁液在到达制冰系统311之前被充气。气泵367在饮料汁液到达第一产物供应阀366a和第二产物供应阀366b之前将空气在空气供应阀368的控制下注入到包含饮料汁液的导管中。

如图7B中示意性地示出的，控制器控制第一产物供应阀366a和第二产物供应阀366b的致动，以通过使第一产物供应阀366a和第二产物供应阀366b在第一配置和第二配置之间循环来使饮料汁液通过第一产物供应阀366a和第二产物供应阀366b交替输入到产物导管330中，每个循环的循环时间为0.3秒至0.8秒，优选地0.4秒至0.6秒，更优选地0.5秒。优选地，第一产物供应阀366a和第二产物供应阀366b的循环包括每个循环中的重叠周期，其中第一产物供应阀366a和第二产物供应阀366b两者都打开以帮助确保到产物导管330中的恒定流入。因此，饮料汁液从至少两个位置作为相对暖的饮料汁液397的“块”输入到产物导管330中，使得每个块在任一侧上由相对冷的饮料汁液396界定。

相对暖的饮料汁液397在产物导管330中循环，在产物导管中，饮料汁液被在冷却导管331中流动的冷却剂冷却，并且优选地还被已经存在的相对冷的饮料汁液396冷却，以在充气饮料汁液中形成多个冰晶体。

同时，已经包含多个冰晶体的充气饮料汁液从产物导管330通过单个出口393向前排出到饮料分配出口303，在饮料分配出口，充气饮料汁液被分配到玻璃杯307中。

如图5B所示，在冷却导管331中流动的冷却剂的方向可以与产物导管330中饮料汁液的流动方向相反。

当需要主动冷却产物导管330中的饮料汁液时，例如，因为由上游压力传感器391和下游压力传感器392感测到的冰/水比率不在期望的水平，控制器将制冰系统311切换到初级模式，其中冷却剂围绕冷却单元310、冷却剂供应导管317、冷却导管331和冷却剂返回导管318循环。通过在初级模式下使冷却剂通过冷却单元310，冷却剂被冷却，从而实现饮料汁液的主动冷却。有益地，在初级模式中，冷却剂可以围绕初级冷却回路连续地流动并且不需要变成静止的。

当不需要主动冷却产物导管330中的饮料汁液时，例如，因为由上游压力传感器391和下游压力传感器392感测的冰/水比率处于期望的水平，控制器将制冰系统311切换到次级模式，其中冷却剂围绕包括冷却剂供应导管317、冷却导管331、冷却剂返回导管318和冷却剂旁通导管320的次级冷却回路循环。具体地，次级冷却回路不包括冷却单元310，因此冷却剂不经受任何附加冷却。这允许冷却剂在其围绕次级冷却环路循环时逐渐变暖。有益地，在次级模式中，冷却剂可以围绕次级冷却回路连续地流动并且不需要变成静止的。

该方法与图5B中示意性地示出的WO2014/135886的现有技术布置相反。在该布置中，当不需要冷却导管108中的饮料汁液的主动冷却时，阀24被关闭，以防止冷却剂流过冷却导管108。打开阀23以使用泵19经由冷却剂旁通环路并通过冷却剂制冷单元22循环冷却剂。然而，冷却导管108中的冷却剂保持静止。

因此，本设备300、系统和方法允许制备含冰茶或咖啡饮料，其也优选地是充气的。产生的饮料的外观将取决于饮料的冰分数和膨胀率。具有高膨胀率(诸如100％)和低冰分数(诸如10％-20％)的饮料可以类似于均匀的浅棕色泡沫，并且可以保持这种形式和稳定性超过10分钟。

在实践中，冰被很好地绝热并缓慢融化。最终会形成下面的咖啡层或茶层，但这通常需要至少30分钟。优选地，没有单独的水层形成，如将在由粗冰晶体制成的饮料中所见的。在具有较粗冰晶体的饮料中，这些冰晶体通常迁移到顶部，因为它们密度最小，然后在没有饮料固形物存在的情况下融化。

具有较低膨胀率诸如25％以及具有较高冰分数诸如30％的饮料可在较暗的饮料层上形成初始较厚的泡沫层。然而，整个结构将具有均匀的冰分布并且不会形成单独的水层。相反，尽管分离较少，但其可类似于具有泡沫头部的深色汁液的经典饮料Guinness^rtm外观，并显示出风暴云沉降效应。泡沫持续存在的部分原因是其被分布在其中的细冰晶体所稳定。

图9示出了根据本公开的设备300的另一实施方案。在以下描述中，将仅描述这个实施方案和前述实施方案之间的差异。本领域技术人员将理解，在所有其他方面，设备300可以如以上在前述实施方案中描述的那样被配置和起作用。

如在先前的实施方案中，图9的设备300可以采取移动销售点单元的形式，该移动销售点单元可以被配置为由酒保或类似的服务生操作，或者可以被配置成自助机器。设备300可以包括用于分配第一饮料的第一饮料分配出口303a和用于分配第二饮料的第二分配出口303b。在例示的示例中，饮料分配出口303a、303b各自采取饮料喷嘴304a、304b(诸如后混合式头部)的形式。饮料分配出口303a、303b两者都可以例如在单个盛液器上提供，或者如图9所示，分开地设置在两个盛液器305a、305b上，该两个盛液器中的每个盛液器安装在主壳体301的顶表面306上。

设备300可以被配置用于制备可以经由第一饮料分配出口303a分配的含冰茶或咖啡饮料，优选充气的含冰茶或咖啡饮料。设备300还可以被配置用于制备可以经由第二饮料分配出口303b分配的不同类型的另一饮料。该不同类型的饮料可以例如是不包含冰的饮料，例如不包含冰的茶或咖啡饮料。该不同类型的饮料可以例如是充气茶或咖啡饮料，并且优选地是冷却和充气的茶或咖啡饮料。

图10示出了适于实现此配置的设备300的流动示意图的示例。除了以下几点之外，流程示意图与图4的流程示意图相同。

供应到第二饮料分配出口303b的饮料绕过制冰系统311，使得在分配之前在饮料中不形成冰晶体。相反，饮料可包含或包括从混合腔室364输出的饮料汁液。如图10所示，可以提供另外的产物供应阀366c，以经由饮料导管398选择性地将饮料汁液引导到第二分配出口303b。如在上述实施方案中，此饮料汁液可以任选地由气泵367充气。上游产物泵365可以驱动饮料汁液流到第二饮料分配出口303b。

在设备300的操作中，可以从第一饮料分配出口303a分配含冰饮料，并且可以从第二饮料分配出口303b分配非含冰饮料。有利地，从混合腔室364输出的同一饮料汁液可用于供应饮料分配出口303a、303b两者。

与前述实施方案相比，通过在设备300内将甜味剂浓缩物贮存器361保持在制冷状态，设备300可以附加地或另选地被调整。已经发现，并不总是需要对甜味剂浓缩物贮存器361进行制冷来防止冰结晶，特别是在甜味剂浓缩物的预期使用率意味着甜味剂浓缩物贮存器361将每5至10天更换的情况下。有利地，对甜味剂浓缩物贮存器361进行制冷可以在冷却包含甜味剂浓缩物的所得饮料汁液时提供改进的效率，降低微生物生长的风险，并且减少将甜味剂浓缩物贮存器361连接到设备300的其余部分所需的导管长度。此外，保持饮料浓缩物贮存器360和甜味剂浓缩物贮存器361两者处于制冷状态可以允许壳体301内的简化部件布局。例如，甜味剂浓缩物贮存器361不需要单独的未冷却腔室，并且贮存器360、361两者都可以储存在同一隔室中。

在第一示例性配置中，甜味剂浓缩物贮存器361可以放置成与水预制冷器312和/或热交换器和/或饮料浓缩物贮存器360热接触。例如，呈可更换供应包裹件S形式的甜味剂浓缩物贮存器361可以与水预制冷器312、特别是其第一区块350和/或第二区块351并排定位并且与该第一区块和/或第二区块热接触。

在第二示例性配置中，饮料浓缩物贮存器360和甜味剂浓缩物贮存器361可以放置在设备的制冷隔室中。制冷隔室可以由水预制冷器312和/或热交换器和/或由另一个制冷装置冷却。

虽然本文已详细描述了本公开的优选实施方案，但本领域技术人员应当理解，可在不脱离所附权利要求的范围的情况下，对本发明做出变化。

Claims (20)

1.一种用于制备含冰茶或咖啡饮料的设备，所述设备包括：

a)冷却单元，所述冷却单元包含冷却剂；

b)产物导管，所述产物导管用于包含饮料汁液；

c)冷却导管，所述冷却导管被布置在所述产物导管附近以允许所述冷却导管中的冷却剂和所述产物导管中的饮料汁液之间进行热交换；

d)冷却剂供应导管，所述冷却剂供应导管用于将冷却剂从所述冷却单元供应到所述冷却导管；

e)冷却剂返回导管，所述冷却剂返回导管用于将冷却剂从所述冷却导管返回到所述冷却单元；

f)冷却剂旁通导管，所述冷却剂旁通导管被布置成将冷却剂从所述冷却剂返回导管引导到所述冷却剂供应导管中而不穿过所述冷却单元；

g)冷却剂泵，所述冷却剂泵用于循环所述冷却剂；

h)一个或多个阀，所述一个或多个阀用于控制从所述冷却剂返回导管到所述冷却单元中的流动以及用于控制通过所述冷却剂旁通导管的流动；和

i)控制器，所述控制器用于控制所述冷却剂泵和所述一个或多个阀的操作；所述控制器被布置和配置为在至少初级模式和次级模式下操作所述设备：

-在所述初级模式下，所述控制器被布置和配置为配置所述一个或多个阀并操作所述冷却剂泵，使得冷却剂围绕包括所述冷却单元、所述冷却剂供应导管、所述冷却导管和所述冷却剂返回导管的初级冷却回路循环；

-在所述次级模式下，所述控制器被布置和配置为配置所述一个或多个阀并操作所述冷却剂泵，使得冷却剂围绕包括所述冷却剂供应导管、所述冷却导管、所述冷却剂返回导管和所述冷却剂单元旁通导管的次级冷却回路循环，其中所述次级冷却回路不包括所述冷却单元。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个阀包括用于控制从所述冷却剂返回导管到所述冷却单元中的流动的冷却单元阀和用于控制通过所述冷却剂旁通导管的流动的冷却剂旁通导管阀。

3.根据权利要求2所述的设备，其中：

-在所述初级模式下，所述控制器被布置和配置为关闭所述冷却剂旁通导管阀、打开所述冷却单元阀以及操作所述冷却剂泵，使得冷却剂围绕所述初级冷却回路循环；并且

-在所述次级模式下，所述控制器被布置和配置为打开所述冷却剂旁通导管阀、关闭所述冷却单元阀以及操作所述冷却剂泵，使得冷却剂围绕所述次级冷却回路循环。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个阀包括三通阀，所述三通阀能够通过所述控制器选择性地致动以使冷却剂围绕所述初级冷却回路或所述次级冷却回路的流动转向。

5.根据任一项前述权利要求所述的设备，其中控制器被配置和布置成使得在所述初级模式下，所述冷却剂围绕所述初级冷却回路连续循环，以及/或者在所述次级模式下，所述冷却剂围绕所述次级冷却回路连续循环。

6.根据任一项前述权利要求所述的设备，其中所述产物导管和所述冷却导管形成用于在所述饮料汁液内形成多个冰晶体的制冰系统；并且任选地其中所述制冰系统包括所述产物导管的至少一部分和所述冷却导管，所述产物导管的至少一部分和所述冷却导管彼此同心地延伸，优选地所述冷却导管围绕所述产物导管。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述同心延伸的产物导管和冷却导管被布置成螺旋构型。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的设备，其中所述同心延伸的产物导管和冷却导管延伸至少5m，优选地至少10m的长度。

9.根据任一项前述权利要求所述的设备，还包括被定位在所述初级冷却回路和/或所述次级冷却回路中的加热器；优选地，其中所述加热器位于所述初级冷却回路和所述次级冷却回路两者共同的位置；更优选地其中所述加热器位于所述冷却剂返回导管中。

10.根据任一项前述权利要求所述的设备，还包括饮料汁液源；并且任选地其中所述饮料汁液源供应包含可溶咖啡或茶固形物的饮料汁液。

11.根据权利要求10所述的设备，其中所述饮料汁液源包括饮料浓缩物的可更换供应包裹件；并且任选地所述饮料汁液源包括多个可更换供应包裹件，所述多个可更换供应包裹件包含不同类型的饮料浓缩物。

12.根据权利要求11所述的设备，其中所述多个可更换供应包裹件包括至少第一可更换供应包裹件和第二可更换供应包裹件，所述第一可更换供应包裹件包含咖啡或茶浓缩物，所述第二可更换供应包裹件包含凝固点抑制剂，优选地甜味剂浓缩物。

13.根据权利要求12所述的设备，还包括混合器，以通过将所述咖啡或茶浓缩物与所述凝固点抑制剂混合来形成所述饮料汁液；并且任选地其中所述混合器还在所述饮料汁液中掺入稀释剂，优选地水。

14.根据任一项前述权利要求所述的设备，其中所述设备用于制备充气的含冰茶或咖啡饮料，并且还可包括充气器，优选地气泵，以用于将气体递送到所述饮料汁液中。

15.一种用于制备含冰茶或咖啡饮料的方法，所述方法包括：

a)提供在产物导管附近的冷却导管；

b)使包含可溶咖啡或茶固形物的饮料汁液循环通过所述产物导管；

c)使冷却剂围绕包括所述冷却导管的冷却回路循环，从而在所述产物导管中的所述饮料汁液和所述冷却导管中的所述冷却剂之间进行热交换以冷却所述饮料汁液以及从而在所述饮料汁液内形成多个冰晶体；

其中，在初级操作模式下，所述冷却回路中的所述冷却剂循环通过冷却单元以降低所述冷却剂的温度，但是在次级操作模式下，所述冷却回路中的所述冷却剂循环以绕过所述冷却单元，使得所述冷却剂的温度不被所述冷却单元降低。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述冷却剂在所述初级操作模式和所述次级操作模式两者下都围绕所述冷却回路连续循环。

17.根据权利要求15或权利要求16所述的方法，其中所述饮料汁液在所述产物导管中被冷却之前通过添加气体来充气。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中通过所述产物导管循环的所述饮料汁液的流动与通过所述冷却导管循环的冷却剂的流动的流动方向相反。

19.一种系统，所述系统包括根据权利要求11到14中任一项所述的设备和饮料浓缩物的可更换供应包裹件。

20.根据权利要求19所述的系统，所述系统包括至少第一可更换供应包裹件和第二可更换供应包裹件，所述第一可更换供应包裹件包含咖啡或茶浓缩物，所述第二可更换供应包裹件包含凝固点抑制剂，优选地甜味剂浓缩物。

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