CN1694639A - 用可溶产品制备饮料的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用一次性筒内的可溶产品制备饮料的方法和装置，藉由对饮料分配的调节，即在至少75％的总分配时间内以悬浮状态输送可溶产品。根据一个实施例，所述装置包括一具有出口的筒(1)。

Description

用可溶产品制备饮料的方法和装置
技术领域
本发明涉及用装在一次性筒内的可溶产品制备饮料的装置和方法。具体地，本发明涉及在机器中制备饮料，这些机器具有用来容纳一筒可溶产品的收集器以生产出诸如咖啡、牛奶咖啡、茶或类似的热饮料。
背景技术
在已知的机器中，饮料制备和供应装置一般包括一收集器，该收集器具有一个容纳一次性筒的底座。
由于一次性筒是预先密封以防止可溶产品在搬运过程中漏出，收集器一般均配有穿孔件，以在该一次性筒的一个筒壁上(例如，在其底部)对应多条预制的断裂线打开一个或多个出口。
当一次性筒插入收集器的适当底座上时，加压的热水经过其一个入口进入一次性筒内部以形成一种饮料，该饮料由可溶产品在水中的悬浮液或分散液或溶液构成，这种饮料通过该一次性筒上的一出口或孔输出。
好的分配装置必须保证在一次性筒内产品可以完全且均匀地溶解或悬浮/分散在流体(通常是水)中，并且保证饮料制成后具有良好的外观；当饮料是咖啡和牛奶咖啡时，此良好的外观意味着“奶脂状”，即具有一层由持久的小泡泡构成的可见泡沫层。获得这种效果是较复杂的，因为一次性筒的形状和尺寸对于所有要分配的可溶产品都是相同的，而一次性筒内的可溶产品数量却因所制饮料不同而有明显的变化(例如：用于香浓咖啡是1.5克，用于巧克力和牛奶咖啡是15-16克)。这种数量上的变化导致难以获得均一的溶解-悬浮饮料。现有分配装置的另一个问题是如何保证装置的彻底清洁；这要求避免使用截面尺寸小于2毫米的分配管和输送管，否则就会有在管中形成沉积和渣滓的危险。
在本申请人早先的一件待审且尚未公开的专利申请中，建议沿着饮料分配路径设置一节流装置，其目的在于改善可溶产品与进入一次性筒内的水的混合效果、并且在一次性筒内产生-压力梯度以制得在输出时具有诱人外观的优质饮料。这是藉由一直径大于可溶产品出口直径的穿孔件来实现的：到达一次性筒的水的压力决定了溶解效果和饮料的输送。
然而，已经发现所制成的饮料并不总是最佳的，特别是在所产生的泡沫数量和持久性方面。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于制备饮料的装置和方法，可以保证饮料质量恒定和品质优异。
本发明的目的由根据权利要求1所述的一种饮料制备装置实现。本发明装置的具体实施例描述在从属的权利要求2至15中。
根据本发明的第一个方面，饮料制备装置包括饮料分配调节装置，在至少75％的总分配时间内以悬浮状输送所述可溶产品。
根据本发明的另一个方面，该调节装置包括设置在穿孔杆和一次性筒出口之间的一个或多个输送口或管道。
在一较佳实施例中，所述输送通道的截面大致呈圆冠形，所述出口直径与所述穿孔杆的配合部分的直径之间的比例R为1＜R≤1.067，较佳地为1＜R≤1.04，尤佳地为1＜R≤1.02，最佳地为1＜R≤1.014。例如：当穿孔杆直径D2为15毫米时，一次性筒上的出口直径D1为15＜D1≤16毫米，较佳地为15＜D1≤15.6毫米，尤佳地为15＜D1≤15.3毫米，最佳地为15＜D1≤15.2毫米。
在另一可能代替前述实施例或与前述实施例组合的实施例中，调节装置包括一个或多个止挡件以限制所述一次性筒的筒壁一部分在所述出口附近的变形。
这种止挡件例如可以是：穿孔杆的一个或多个支撑件；或者是直径大于所述出口的环形件。
在后一种情况下，所述环形件具有一向所述穿孔杆和向所述一次性筒底壁倾斜的表面，所述倾斜表面相对于所述环形件所支撑的水平面倾斜度在1°至45°之间，较佳地为15°至38°，最佳地为30°。
根据本发明的第二个方面，提供了一种如权利要求16所述的饮料制备方法。根据本发明的此方法的其它有利特点如权利要求17至30所述。
根据本发明的分配装置具有多个优点。形成于一次性筒和穿孔杆之间的直径较小的分配通道在饮料分配过程中提供一暂时性的节流结构，即当一次性筒被取出时，在输送通道就不再存在节流结构，而当在收集-穿孔器中插入一个新的一次性筒时就又在下一个输送通道中形成节流结构。进一步的优点是产品的均匀一致的溶解/分散/悬浮，且饮料制品具有最佳外观。
附图说明
以下结合附图对本发明不具有限定作用的实施例的描述，可以进一步明了本发明的进一步特点和优点；其中：
图1是用于本发明一分配装置的一次性筒的立体图；
图2是图1所示一次性筒的截面图；
图3是一收集-穿孔器的立体图；
图4是图3所示收集-穿孔器的截面图，其中一次性筒已插入且开孔；
图5是另一形式的收集-穿孔器的截面图，并配有变形控制环；
图6是图5所示收集-穿孔器的平面图；
图7和图8是一次性筒的产品出口的两种可能实施例的平面图和放大图；
图9是与图5类似的另一控制变形的装置的视图。
具体实施方式
参见图1至3，本发明的分配装置包括一个一次性筒1和一收集-穿孔器2。一次性筒1的上表面具有一由凸缘3环绕的入口4，以及一其上刻有断裂线5a以形成一溶解产品出口的底壁5。上入口4以已知方式由一盖子(未示)封闭，盖子上设有一个或多个用于水的注入、溶解或分散-悬浮的入口孔。以已知方式，断裂线5a由底壁上厚度减小的弯曲刻线构成，这样可被收集器2上的穿孔杆7方便地顶断；断裂线5a对应于部位6处中断，以形成用于由断裂线5a所形成的部分底壁8(称为“盖”)的铰链、并且在一次性筒配合在收集-穿孔器2(图4)上之后，防止此“盖”脱离底壁5的其余部分。
参见图4，图中所示一次性筒1处于分配位置，即处于已与穿孔杆7配合的位置，这样在底壁5上沿着断裂线5a形成开口并使部分底壁8转向一次性筒内部，从而形成相应的出口。图中画出了所输送的可溶产品并用标号9示出。
根据本发明，穿孔杆7和底壁5的部分底壁8的尺寸为：当一次性筒插在穿孔杆7上时，在输入加压的热水之前，在底壁5和穿孔杆7之间至少有一间隔或通道10以使已溶解或分散或悬浮的产品流出。通道10较佳地呈一圆冠形(如图7)，即基本上围绕穿孔杆7的圆周延伸的单个通道。然而，通道也可以有其它实施方式以在底壁5和穿孔杆7之间形成不同形状和/或多个出口。采用椭圆形断裂线5a可能形成，例如，两个或两个以上的出口：当椭圆的短轴等于或小于穿孔杆7的直径D2(图8)时，可获得由底壁开口和穿孔杆7之间的两个接触点所分开的两个出口，当椭圆短轴大于直径D2时，在穿孔杆7的周围获得一连续的非圆形出口。
一般来说，在底壁5上形成出口边缘的断裂线5a与穿孔杆7的壁之间的最大距离差在0.4和1.5毫米范围内，较佳地为1.5毫米。无论何种情况下，出口的总面积要可调节饮料的输送、以在至少75％的水分配时间内同时送水和产品。这种同时分配可用肉眼观察从一次性筒流出的液体颜色来检查：如果液体颜色很淡或基本上没有颜色，则可以如上所述地判断没有发生同时分配。实际上，当穿孔杆和出口的尺寸差别非常小时(例如，当两个圆周几乎相等以及仅差0.01毫米时)，只要存在输送通道10，即使其非常小，也可以获得这样的效果。
所以，本发明的一个目的是提供上述形式的可溶饮料分配装置，其中，穿孔杆7的面积和由断裂线5a所限定面积之间的比例在1.0至1.284的范围内，但不包括1.0，并且断裂线5a(底壁5上的出口的边缘)和穿孔杆7的壁之间的通道的最大范围为0.4毫米至1.5毫米。穿孔杆7的面积是指当一次性筒1位于收集器2中时，在一次性筒1的底壁5高度处的穿孔杆7截面面积。
在下文中，将对一较佳实施例进行描述，其中穿孔杆7和断裂线5a都是圆形的(图7)。在此实施例中，通道10，即分配出口，基本上呈冠形截面，并且所谓输出通道10的直径D1和穿孔杆7的直径D2之间的比例R在1.001至1.04之间，较佳地在1.001至1.02之间，最好在1.001至1.014之间。
如上所述，一次性筒1一般由塑料材料制成，如适用于食品的乙烯或丙烯同聚或共聚物。一种较佳的材料其结晶度高于70％并有一定百分比的无定形聚合物以使一次性筒的底壁在加压热水输送过程中粘弹性变形。“粘弹性变形”一词意味着，在分配结束或在分配的一个或一个以上的阶段中，底壁的材料在底壁5上沿着断裂线5a的出口边缘周围至少一部分上的变形减小或基本上没有。换言之，在饮料分配的所有阶段中，底壁的材料，即至少在出口周围的部分，可以抵抗由加压输送到一次性筒上的水或其它液体所引起的变形；藉此，输送通道10的变形程度和其尺寸在饮料分配过程中是可控制的。可以选择材料模制工艺以在制成品中尽可能多地保留一定百分比的无定形聚合物。可从乙烯和丙烯的(共)聚合物中选择合适的材料，例如，包含具有2-10个碳原子的一个或多α-烯烃，例如乙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯；由丙烯及其混合物与乙烯和/或α-烯烃连续聚合而获得的丙烯配方。这些(共)聚合物一般在230℃/21.6N时具有0.2至60之间的融合流动指数。
然而，也可以使用随着加压热水的输入其底壁经受塑性变形的一次性筒。在此情况下，不会产生上述的抵抗材料本身变形的粘弹性变形作用，并且采用“机械方式”以限制底壁的变形程度。图5和图6示出了这种方式的一较佳实施例，即设置一与穿孔杆7同心且离开一定距离的环12。环12由三个支脚11支撑并且较佳地具有一向穿孔杆7倾斜的表面13，即朝着收集器2内部和朝着底壁倾斜。上表面部分13相对水平面的倾斜度因此在1°至45°的范围内，较佳地在15°至38°之间，最好为30°。
如另一种形式的环12，采用径向支脚11(图9)延伸到环12的表面13的高度，并且其上表面的一部分形状与环的倾斜表面13类似，并且同样离穿孔杆7有一段距离。
因此，本发明的一个目的是提供上述形式的分配装置，其中，具有用于控制分配饮料的一次性筒的底壁变形的措施。这些措施藉由可产生实际上的粘弹性变形的一次性筒的聚合物结构材料和/或藉由诸如底壁的环或支脚的机械支撑结构而达成。在两种情况下，当分配饮料时，在产品输送出口边缘5a周围的材料变形角度范围保持在0°至45°范围内，较佳地在15°至38°之间，最好在30°左右。
以下通过举例进一步对本发明进行描述。
举例
装置1.从本申请人生产的Tuttoespresso热饮分配装置中制出10杯咖啡，该热饮分配装置具有一收集器，该收集器配有一直径(D2)为14.7毫米的穿孔杆，并且一次性筒的出口的直径(D1)为15毫米。所用的一次性筒由乙烯共聚物制成，底壁有基本上粘弹性变形。
装置2.采用类似的一次性筒制出另外10杯咖啡，但该一次性筒用具有较高结晶度的乙烯共聚物制成，筒的底壁存在塑性变形。收集器具有一朝向收集器内部和底部倾斜30度的支撑环。
装置3.为了对比，在相同条件下由采用传统的一次性筒和收集器的热饮分配装置再制出10杯咖啡。
通过测量所获得的泡沫体积(cc)进行评估。结果显示装置1制出的各杯咖啡中泡沫平均为12.8cc，装置2制出的咖啡中泡沫平均为9.6cc，在装置3(传统的)中制出的咖啡中泡沫平均为6.8cc。

Claims (31)

1.一种用可溶产品制备饮料的装置，包括一收集器，所述收集器具有一用于容纳装有可溶产品的一次性筒的底座，所述一次性筒包括用于输送由所述可溶产品和一种流体所组成的饮料的至少一个出口，其中，所述至少一个出口由所述一次性筒的筒壁上的至少一条断裂线构成，所述收集器包括至少一个穿孔杆以对应于所述断裂线刺穿所述一次性筒，其特征在于，还包括饮料输送调节装置，在至少75％的总分配时间内输送所述可溶产品。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调节装置包括在所述穿孔杆的壁与所述出口的边缘之间的至少一个输送通道。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述穿孔杆的所述至少一个配合部分是具有圆形截面的大致圆柱形，所述出口形状基本上是圆的。
4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述输送通道的截面大致呈圆冠形，所述出口直径与所述穿孔杆的配合部分的直径之间的比例R为1＜R≤1.067，较佳地为1＜R≤1.04，最佳地为1＜R≤1.02。
5.一种用可溶产品制备饮料的装置，包括一收集器，所述收集器具有一用于容纳装有可溶产品的一次性筒的底座，所述一次性筒包括用于输送由所述可溶产品和一种流体所组成的饮料的至少一个出口，其中，所述至少一个出口由所述一次性筒的筒壁上的至少一条断裂线构成，所述收集器包括至少一个穿孔杆以对应于所述断裂线刺穿所述一次性筒以形成至少一个饮料输送通道，其特征在于，还包括控制一次性筒底壁在所述饮料的分配过程中变形的装置。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述输送通道的截面大致呈圆冠形，所述出口直径与所述穿孔杆的配合部分的直径之间的比例R为1＜R≤1.067，较佳地为1＜R≤1.04，最佳地为1＜R≤1.02。
7.如权利要求2或6所述的装置，其特征在于，所述输送通道的截面大致呈圆冠形，所述出口直径与所述穿孔杆的配合部分的直径之间的比例R为1＜R≤1.014。
8.如权利要求1或5所述的装置，其特征在于，所述调节/控制装置包括一个或多个止挡件以限制所述一次性筒的筒壁一部分在所述出口附近的变形。
9.如权利要求1或5所述的装置，其特征在于，所述调节/控制装置包括所述一次性筒的底壁至少一部分由具有粘弹性变形特点的塑料材料制成。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述一个或多个止挡件包括一个或多个支撑所述穿孔杆的支脚。
11.如权利要求8或10所述的装置，其特征在于，所述一个或多个止挡件包括直径大于所述出口的至少一个环形件。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述环形件具有一向所述一次性筒底壁倾斜的表面部分。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述倾斜表面部分相对于所述环形件所支撑的水平面倾斜度在0°至45°之间。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述倾斜表面部分相对于所述环形件所支撑的水平面倾斜度在15°至35°之间。
15.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述倾斜表面部分相对于所述环形件所支撑的水平面倾斜度为30°。
16.一种用可溶产品制备饮料的方法，可溶产品装在一次性筒内，所述一次性筒置于一收集器的底座中，所述收集器具有至少一个穿孔杆以在所述一次性筒上打开一出口，所述出口由所述一次性筒的筒壁上的至少一条断裂线构成，使流体经过所述一次性筒的一个进口进入所述筒内以分配由所述可溶部品和所述流体组成的饮料，其特征在于，对所述饮料的分配进行调节，使在至少75％的总分配时间内输送所述可溶产品。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，通过所述穿孔杆的壁与所述出口的边缘之间的至少一个输送通道进行分配调节。
18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述穿孔杆的至少一个配合部分是圆形截面的大致圆柱形，所述出口大致是圆形的。
19.如权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述输送通道的截面大致呈圆冠形，所述出口直径与所述穿孔杆的配合部分的直径之间的比例R为1＜R≤1.067。
20.如权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述输送通道的截面大致呈圆冠形，所述出口直径与所述穿孔杆的配合部分的直径之间的比例R为1＜R≤1.04。
21.如权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述输送通道的截面大致呈圆冠形，所述出口直径与所述穿孔杆的配合部分的直径之间的比例R为1＜R≤1.02。
22.如权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述输送通道的截面大致呈圆冠形，所述出口直径与所述穿孔杆的配合部分的直径之间的比例R为1＜R≤1.014。
23.如权利要求16所述的方法，其特征在于，藉由一个或多个止挡件以限制所述一次性筒的壁的一部分在所述出口附近的变形而对分配实行调节。
24.如权利要求16所述的方法，其特征在于，在所述一次性筒的所述底壁上切出所述出口。
25.如权利要求23或24所述的方法，其特征在于，所述一个或多个止挡件包括一个或多个支撑所述穿孔杆的支脚。
26.如权利要求23或24所述的方法，其特征在于，所述一个或多个止挡件包括直径大于所述出口的一个或多个环形件。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述环形件具有一向所述一次性筒底壁倾斜的表面部分。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述倾斜表面部分相对于所述环形件所支撑的水平面倾斜度在0°至45°之间。
29.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述倾斜表面部分相对于所述环形件所支撑的水平面倾斜度在15°至35°之间，较佳地为30°。
30.如权利要求16所述的方法，其特征在于，通过对所述一次性筒的制造使用具有粘弹性变形特点的塑料材料来控制所述变形。
31.一种在用于如权利要求1至15中任一项所述饮料制备装置中、或实行如权利要求16至30中任一项所述制备方法用可溶产品制备饮料的一次性筒。
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