CN1809501B - 用于制备饮料的筒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种包含一种或多种饮料成分(200)且由大体上不透气和不透水材料成形出的筒(1)，所述筒包括或适于在其中成形出至少一个用于将水介质引入所述筒中的入口和至少一个出口(122)，其特征在于，通过所述筒的水介质流通常沿向内方向从所述至少一个入口流至所述至少一个出口。

Description

用于制备饮料的筒

技术领域

本发明涉及一种用于制备饮料的筒，且特别是涉及由大体上不透空气和不透水的材料形成且包含用于制备饮料的一种或多种成分的密封筒。

背景技术

以前已经提出将饮料制备成分密封在单独的不透空气的组件中。例如，包含压实的研磨咖啡的筒或囊已公知用于某些咖啡制备机中，所述咖啡制备机通常被称为“浓缩咖啡”机。在使用这些制备机器生产咖啡的过程中，咖啡筒被安放在煮泡室中且热水在相对较高的压力下通过所述筒，由此将芳香的咖啡成分从研磨咖啡中提取出来，从而生产出咖啡饮料。通常情况下，这些机器在大于6×10⁵Pa的压力下进行操作。所描述类型的制备机器迄今相对较为昂贵，这是因为所述机器的部件，例如水泵和密封装置必须能够耐受高压。

在WO01/58786中描述了一种用于制备饮料的筒，所述筒在大体上0.7至2.0×10⁵Pa的压力范围内进行操作。然而所述筒被设计用于商业或工业市场的饮料制备机器中且相对较为昂贵。因此，继续存在对用于制备饮料的筒的需求，其中所述筒和饮料制备机器在成本、性能和可靠性方面特别适于家用市场。

WO01/58786中的筒大体上为矩形形状。因此，饮料成分的滤床大体上也为矩形形状。水通过所述隔室的长边下面的狭槽进入包含饮料成分的隔室中。注入的由所述饮料成分生产出的饮料被收集在位于所述筒的一端的室中。已经发现部分流过所述筒的水在饮料成分的滤床处花费不同的时间，这取决于水进入所述隔室所通过的狭槽。这样会导致产生程度不均匀的提取以及在一个筒内或在连续的筒之间产出饮料成分。此外，在预湿步骤中，水被注入到隔室中以使饮料成分饱和，湿化程度是有沿着所述筒的长度呈现不均匀性的倾向的。

JP2000093309A描述了一种筒，所述筒具有在上端和下端由铝膜封闭的圆柱形壁部。在使用中，入口的上部膜被刺穿以允许水注入到中心柱体中，水自该处向外流入所述筒并向下过滤通过咖啡床，随后通过滤纸进入圆柱形收集室。通过刺穿下部膜而提供由此形成的饮料出口。所述筒相对较复杂，特别是由于它需要有圆柱形收集室，所述圆柱形收集室必须具有至少与滤纸相等的尺寸。要求在所述筒的下端具有收集室还增大了所述筒的总尺寸。此外，由于所述筒的入口和出口必须成形在所述筒的相对端部中，因此所述筒的使用相对复杂。

发明内容

因此，本发明提供一种包含一种或多种饮料成分且由大体上不透气和不透水材料成形出的筒，所述筒包括或适于在其中成形出至少一个用于将水介质引入所述筒中的入口和至少一个出口，其特征在于，通过所述筒的水介质流大致沿径向向内方向从所述至少一个入口流至所述至少一个出口。

应理解的是，在此使用的术语“筒”意味着包含以所描述方式存在的一种或多种饮料成分的任何组件、容器、小袋或接收器。所述筒可以是刚性的、半刚性的或柔性的。

在发明的筒包含适于形成饮料产品的一种或多种饮料成分。饮料产品可以是例如咖啡、茶、巧克力或包括牛奶的基于奶品的饮料中的一种。饮料成分可以是粉末的、研磨的、叶基的或液体。饮料成分可以是不可溶的或可溶的。实例包括烘焙和研磨的咖啡、叶茶、粉末可可固体和汤、基于液体牛奶的饮料和浓缩果汁。

所述筒可包括包含一种或多种饮料成分的储存室。所述储存室可包括至少一个向内的入口。

当水介质从其中流过时，进入储存隔室的径向流动被认为导致增加了饮料成分的提取效率。

所述筒优选为圆盘形。用于将水介质引入所述筒中的入口优选位于所述筒的周边处或其附近。周向歧管允许水介质从多点，优选从围绕圆盘形筒的周边的等间距的点处同时进入包含饮料成分的储存室中。优选地，所述筒进一步包括通过壁部与储存室隔开的周向歧管，其中所述壁部包括多个向内的入口。优选地，所述多个向内的入口是径向向内的。所述筒可包括开孔，一种或多种饮料成分通过所述开孔可被注入到储存室中，所述开孔由盖封闭，其中所述盖在使用中是可穿透的，以适应水介质流入所述筒中，且所述盖在使用中是可穿透的，以适应由水介质和在储存室中的一种或多种饮料成分相互作用产生的饮料的流出。

周向歧管优选位于所述筒的周边且与入口相连通。因此，饮料成分在操作循环的初始阶段更加快速地湿化并且此外在该湿化步骤中水介质得到更高效的使用。此外，通过所述隔室的流动路径长度大体上是一致的，而与水介质进入隔室所通过的开孔无关。这被认为导致改进了提取浓度的一致性并且导致更快的操作循环。另外，与矩形筒相比较，对于给定的隔室体积，通过所述隔室的流动路径长度被最小化。由于与同体积和同厚度的矩形筒相比流动路径长度相对较短，因此这样会导致所述筒内产生的背压最小化。

优选地，周向歧管位于所述筒的周边。优选地，所述壁部包括3至40个开孔。在一个实施例中，所述壁部包括3至5个开孔。在另一个实施例中，所述壁部包括35至40个开孔。

有利地，每个开孔的横截面积为0.45至0.65mm²。

优选地，所述筒包括与周向歧管相连通的入口室。优选地，所述入口室通过一个或多个成形在入口室壁部上的孔与周向歧管相连通。

在一个实施例中，所述筒进一步包括设置在储存室和至少一部分所述筒的顶部的下表面之间的过滤器，形成在过滤器和所述筒的顶部之间的一条或多条通道，所述一条或多条通道与出口相连通，由此联接入口与出口的饮料流动路径向上通过过滤器进入所述一条或多条通道。

优选地，所述筒包括外部构件和结合在具有所述外部构件的组件上的内部构件，所述内部构件限定出所述筒的出口。优选地，所述内部构件包括限定出所述出口的漏嘴。

在使用中形成所述筒中的入口和/或出口之前，所述入口和/或出口可被大体上不透气和不透水的材料所覆盖。优选地，所述入口和/或出口可被大体上不透气和不透水的层压材料所覆盖。

所述外部构件和/或内部构件可由高密度聚乙烯制成。所述外部构件和/或内部构件可通过注射成型法制成。

还提供了多个筒，每个筒如上面所述，其中由包含在所述筒中的一种或多种饮料成分生产出的饮料的产率百分比的标准偏差在1.0以内。

优选地，所述壁部包括3至40个开孔。在一个实施例中，所述壁部包括3至5个开孔。在另一个实施例中，所述壁部包括35至40个所述开孔。一般来说，每个开孔的横截面积为0.45至0.65mm²。

所述筒可包括与入口和周向歧管相连通的入口室。优选地，所述入口室通过一个或多个成形在入口室壁部上的孔与周向歧管相连通。

选择性地，所述筒进一步包括设置在隔室和至少一部分所述筒的顶部的下表面之间的过滤器，形成在过滤器和所述筒的顶部之间的一条或多条通道，所述一条或多条通道与出口相连通，由此联接入口与出口的饮料流动路径向上通过过滤器进入所述一条或多条通道。

所述筒优选包括外部构件和结合在具有所述外部构件的组件上的内部构件，所述内部构件限定出所述筒的出口。

在进行组装之前当分离时，可以更加容易地对所述内部构件和外部构件中的部件进行消毒。一旦所述部件卡扣配合在一起，就形成了多个带有小孔的弯曲的通路，使用已公知的方法不能对所述通路进行有效的消毒。在所述筒被用于配制基于奶品的饮料时，对所述部件进行消毒的能力是特别有利的特征。可以使用卡扣配合装置以提供快速组装，且同时又是一种结合内部构件和外部构件的紧固方法。有利地，卡扣配合装置省去了暴露于饮料成分中的所述筒的内部对胶或其它粘结剂的需求。

优选地，所述内部构件包括限定出所述出口的漏嘴。有利地，所述内部构件包括漏嘴。所述漏嘴用以将排出的饮料引导进入接收器例如杯子中。漏嘴避免饮料发生过多的飞溅或喷射并且有助于在饮料从所述筒传送进入接收器时对饮料的流动特性进行调节。例如，漏嘴可成形以减轻传递给饮料的紊流程度，从而避免饮料中所含气泡量的不必要的减少。同样有利地，所述筒自身包括漏嘴，而不是在饮料制备机器中提供分离的漏嘴。由于每个漏嘴仅使用一次，然后由所述筒中的其它漏嘴进行处理，因此不存在操作循环之间多种饮料类型之间发生交叉污染的风险。同样优选地，通过漏嘴被排出的饮料不接触饮料制备机器的出口机构，由此避免产生对饮料制备机器的污染。优选地，所述漏嘴与内部构件形成一体。有利地，所述漏嘴与内部构件模制成形或成形为一体的单一单元，由此降低了所述筒的制造成本，同时减少了需要组装的部件数量。

在下面的描述中，术语“上部”和“下部”及等效方式将被用以描述本发明的部件的相对定位。术语“上部”和“下部”及等效方式应被理解为指的是处于其正常取向用以插入饮料制备机器内及随后如例如图4所示进行配制的筒(或其它部件)。具体而言，“上部”和“下部”分别指的是更接近或更远离筒的顶表面11的相对位置。此外，术语“内部”和“外部”及等效方式将被用以描述本发明的部件的相对定位。术语“内部”和“外部”及等效方式应被理解为指的是分别更接近或更远离筒1(或其它部件)的中心或主轴线X的筒(或其它部件)的相对位置。

附图说明

下面，仅通过实例并结合附图对本发明的实施例进行描述，其中：

图1是根据本发明的筒的第一和第二实施例的外部构件的剖面图；

图2是图1所示的外部构件的细节剖面图，图中示出了向内的圆柱形延伸部；

图3是图1所示的外部构件的细节剖面图，图中示出了狭槽；

图4是从图1所示的外部构件上面观察的透视图；

图5是从处于倒置取向的图1所示的外部构件上面观察的透视图；

图6是从图1所示的外部构件上面观察的俯视图；

图7是筒的第一实施例的内部构件的剖面图；

图8是从图7所示的内部构件上面观察的透视图；

图9是从处于倒置取向的图7所示的内部构件上面观察的透视图；

图10是从图7所示的内部构件上面观察的俯视图；

图11是处于组装状态的筒的第一实施例的剖面图；

图12是筒的第二实施例的内部构件的剖面图；

图13是图12所示的内部构件的细节剖面图，图中示出了孔；

图14是从图12所示的内部构件上面观察的透视图；

图15是从处于倒置取向的图12所示的内部构件上面观察的透视图；

图16是图12所示的内部构件的另一个剖面图；

图17是图12所示的内部构件的另一个细节剖面图，图中示出了空气入口；

图18是处于组装状态的筒的第二实施例的剖面图；

图19是根据本发明的筒的第三和第四实施例的外部构件的剖面图；

图20是图19所示的外部构件的细节剖面图，图中示出了向内的圆柱形延伸部；

图21是从图19所示的外部构件上面观察的俯视图；

图22是从图19所示的外部构件上面观察的透视图；

图23是从处于倒置取向的图19所示的外部构件上面观察的透视图；

图24是筒的第三实施例的内部构件的剖面图；

图25是从图24所示的内部构件上面观察的俯视图；

图26是图24所示的内部构件的细节剖面图，图中示出了内弯的上部缘边；

图27是从图24所示的内部构件上面观察的透视图；

图28是从处于倒置取向的图24所示的内部构件上面观察的透视图；

图29是处于组装状态的筒的第三实施例的剖面图；

图30是筒的第四实施例的内部构件的剖面图；

图31是从图30所示的内部构件上面观察的俯视图；

图32是从图30所示的内部构件上面观察的透视图；

图33是从处于倒置取向的图30所示的内部构件上面观察的透视图；

图34是处于组装状态的筒的第四实施例的剖面图；

图35a是浓度对操作循环时间的曲线图；

图35b是发泡率对操作循环时间的曲线图；和

图35c是温度对操作循环时间的曲线图。

具体实施方式

如图11所示，本发明的筒1通常包括外部构件2、内部构件3和层压件5。外部构件2、内部构件3和层压件5进行组装以形成筒1，所述筒具有用于包含一种或多种饮料成分的内部120、入口121、出口122以及联接入口121与出口122且通过内部120的饮料流动路径。入口121和出口122初始由层压件5进行密封且在使用中通过刺穿或切割层压件5而被打开。饮料流动路径由下面所讨论的外部构件2、内部构件3和层压件5之间的空间相互关系限定出。其它部件可选择性地被包括在筒1中，例如下面将要进一步描述的过滤器4。

图1至图11示出了将进行描述的筒1的第一种型式。筒1的第一种型式被特别设计用于配制过滤产品例如烘焙和研磨的咖啡或叶茶(LeafTea)。然而，筒1的该型式和下面描述的其它型式可与其它产品例如巧克力、咖啡、茶、甜味剂、兴奋剂、调味剂、酒精饮料、调味乳、果汁、果汁饮料、沙司和甜品一起使用。

从图5中可以看到，筒1的整体形状是大体上圆形或圆盘形状，且筒1的直径远大于其高度。主轴线X通过图1所示的外部构件的中心。通常情况下，外部构件2的总直径为74.5mm±6mm且总高度是16mm±3mm。通常情况下，当组装时筒1的体积为30.2ml±20％。

外部构件2通常包括碗形壳体10，所述碗形壳体具有弯曲的环形壁部13、封闭顶部11和敞开底部12。外部构件2在顶部11处的直径小于其在底部12处的直径，这是当从封闭顶部11横穿至敞开底部12时环形壁部13外张的结果。环形壁部13和封闭底部11一起限定出具有内部34的接收器。

向内中空的圆柱形延伸部18被设置在主轴线X中心上的封闭顶部11中。如图2更清楚地示出，圆柱形延伸部18包括具有第一、第二和第三部分19、20和21的阶梯状的轮廓。第一部分19为直圆柱体。第二部分20为截锥形状且向内渐细。第三部分21为另一个直圆柱体且被下面31封闭。第一、第二和第三部分19、20和21的直径增量减少，以使得当从顶部11横穿至圆柱形延伸部18的封闭下面31时，圆柱形延伸部18的直径减少。大体上水平的肩部32被形成在第二和第三部分20和21之间的接合处的圆柱形延伸部18上。

向外延伸的肩部33被形成在朝向底部12的外部构件2中。向外延伸的肩部33形成了与环形壁部13共轴的第二壁部15，以便限定出环形轨道，所述轨道形成了第二壁部15和环形壁部13之间的歧管16。歧管16通过外部构件2的圆周周围。一系列狭槽17被设置在与歧管16齐平的环形壁部13中，以提供歧管16和外部构件2的内部34之间的气体和液体连通。如图3所示，狭槽17包括环形壁部13中的垂直切口。设置了20至40个之间的狭槽。在所示的实施例中，三十七个狭槽17被大体上等间隔地设置在歧管16的圆周周围。狭槽17的长度优选在1.4至1.8mm之间。通常情况下，每个狭槽的长度为1.6mm，表示外部构件2的总高度的10％。每个狭槽的宽度在0.25至0.35mm之间。通常情况下，每个狭槽的宽度是0.3mm。狭槽17的宽度足够窄以阻止饮料成分在储存过程中或在使用中通过其进入歧管16内。

入口室26在外部构件2的圆周处被形成在外部构件2中。设置了圆柱形壁部27，如图5中最清楚地示出，所述壁部限定出外部构件2的内部34内的入口室26且使入口室26与所述内部34隔开。圆柱形壁部27具有形成在垂直于主轴线X的平面上的封闭上面28，和与外部构件2的底部12共面的敞开下端29。入口室26通过如图1所示的两个狭槽30与歧管16连通。另一种可选方式是，一至四个之间的狭槽可被用以在歧管16和入口室26之间连通。

向外延伸的肩部33的下端设有向外延伸的凸缘35，所述凸缘垂直于主轴线X进行延伸。通常情况下，凸缘35具有2至4mm之间的直径。一部分凸缘35被放大以形成柄部24，通过所述柄部可保持外部构件2。柄部24设有上弯的缘边25以改进握持性能。

外部构件2由高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯或两种或多种这些材料的层压制品形成为单一整体件。适当的聚丙烯为可从DSM UKLimited(Redditch，英国)买到的聚合物种类。外部构件可以是不透明的、透明的或半透明的。制造工艺可以是注射成型。

如图7至图10所示的内部构件3包括环形框架41和向下延伸的圆柱形漏斗部40。主轴线X通过内部构件3的中心，如图7所示。

如图8中最佳所示，环形框架41包括外部缘边51和内部轮轴52，所述外部缘边和内部轮轴通过十个等间隔的径向辐条53相联接。内部轮轴52与圆柱形漏斗部40结合成一体且从其中延伸出来。过滤孔55被形成在径向辐条53之间的环形框架41中。过滤器4被设置在环形框架41上以便覆盖过滤孔55。过滤器优选由具有高的湿强度的材料，例如聚酯的无纺纤维材料制成。可使用的其它材料包括不透水的纤维素材料，例如包括织造纸纤维的纤维素材料。织造纸纤维可与聚丙烯、聚氯乙烯和/或聚乙烯纤维混合。将这些塑性材料加入纤维素材料内使纤维素材料可进行热封。过滤器4还可进行处理或涂覆材料，所述材料通过热和/或压力进行活化以使得其可以这种方式被密封到环形框架41上。

如图7的剖面轮廓所示，内部轮轴52位于比外部缘边51更低的位置处，这导致环形框架41具有倾斜的下部轮廓。

每个辐条53的上表面设有直立的腹板54，所述腹板将环形框架41上的空隙空间分成多个通道57。每个通道57在任一侧上由腹板54限定出边界而在下面上由过滤器4限定边界。通道57从外部缘边51在由腹板54的内部末端限定出的开孔56处向下朝向圆柱形漏斗部40延伸且通向所述漏斗部。

圆柱形漏斗部40包括环绕内部漏嘴43的外部管道42。外部管道42形成了圆柱形漏斗部40的外部。漏嘴43通过环形凸缘47在漏嘴43的上端处被联接到外部管道42上。漏嘴43包括与通道57的开孔56相连通的在上端处的入口45和在下端处的出口44，通过所述出口制备的饮料被排入杯子或其它接收器中。漏嘴43包括在上端处的截锥形部分48和在下端处的圆柱形部分58。圆柱形部分58可具有微小的锥度，以使得其朝向出口44渐窄。截锥形部分48帮助引导饮料从通道57向下流向出口44，而不引起饮料的紊流。截锥形部分48的上表面设有在圆柱形漏斗部40的圆周周围等间隔的四个支承腹板49。支承腹板49限定出其间的通路50。支承腹板49的上边缘彼此齐平且垂直于主轴线X。

内部构件3可由聚丙烯或如上所述的相似材料且以与外部构件2相同的方式通过注射成型形成为单一整体件。

另一种可选方式是，内部构件3和/或外部构件2可由可生物降解的聚合物制成。适当材料的实例包括可降解的聚乙烯(例如，由英国Symphony Environmental，Borehamwood供应的SPITEK)、可生物降解的聚酯酰胺(例如，由Symphony Environmental供应的BAK 1095)、聚乳酸(由美国Cargil，Minnesota供应的PLA)、淀粉基聚合物、纤维素衍生物和多肽。

层压件5由两层形成，铝的第一层和浇铸聚丙烯的第二层。铝层的厚度在0.02至0.07mm之间。浇铸聚丙烯层的厚度在0.025至0.065mm之间。在一个实施例中，铝层为0.06mm厚且聚丙烯层为0.025mm厚。该层压件由于其对于组装过程中的卷曲具有高抵抗性而特别有利。结果是，层压件5可被预切至恰当的尺寸和形状且随后被传送至生产线上的组装站，而不会发生扭曲。因此，层压件5特别适于进行焊接。可使用其它层压材料，包括PET/铝/聚丙烯、聚乙烯/EVOH/聚丙烯、PET/金属化物/聚丙烯和铝/聚丙烯层压材料。可使用辊压层压原料代替模具切割原料。

筒1可由刚性或半刚性盖而非柔性层压件封闭。

筒1的组装包括下列步骤：

a)内部构件3被插入外部构件2内；

b)过滤器4被切割成形且被安放到内部构件3上以便被接收在圆柱形漏斗部40上且靠在环形框架41上；

c)内部构件3、外部构件2和过滤器4通过超声波焊接进行联接；

d)筒1被填充以一种或多种饮料成分；

e)层压件5被附到外部构件2上。

这些步骤将在下面进行更详细地讨论。

外部构件2进行取向使得敞开底部12指向向上。内部构件3随后被插入外部构件2内，使得外部缘边51以松散配合的方式被接收在筒1的顶部11处的轴向延伸部14中。外部构件2的圆柱形延伸部18同时被接收在内部构件3的圆柱形漏斗部40的上部分中。圆柱形延伸部18的第三部分21固定于圆柱形漏斗部40内部，而圆柱形延伸部18的封闭下面31靠在内部构件3的支承腹板49上。过滤器4随后被安放在内部构件3上以使得过滤器材料接触环形缘边51。随后采用超声波焊接工艺以将过滤器4联接到内部构件3上，且与此同时并在同一工艺步骤中，将内部构件3联接到外部构件2上。内部构件3和过滤器4被焊接在外部缘边51周围。内部构件3与外部构件2通过外部缘边51周围的焊接线以及腹板54的上边缘被联接在一起。

如图11最清楚地示出，外部构件2和内部构件3当联接在一起时限定出环形凸缘41下面和圆柱形漏斗部40外部的内部120中的空隙空间130，所述空隙空间形成了过滤室。过滤室130和环形框架41上面的通道57由滤纸4隔开。

过滤室130包含一种或多种饮料成分200。所述一种或多种饮料成分被装入过滤室130内。对于过滤型饮料，所述成分通常为烘焙和研磨的咖啡或叶茶。饮料成分在过滤室130中的填装密度可根据需要进行变化。通常情况下，对于过滤咖啡产品，过滤室包含在厚度通常为5至14mm的过滤床上的5.0至10.2克之间的烘焙和研磨的咖啡。选择性地，内部120可包含一个或多个本体，例如球体，所述本体可在内部120内自由移动以通过引起紊流和打碎在饮料的排出过程中饮料成分的沉积物而有助于进行混合。

层压件5随后通过在层压件5的周边周围形成焊缝126以将层压件5联接到向外延伸的凸缘35的下表面上而被附到外部构件2上。焊缝126延伸以相对于入口室26的圆柱形壁部27的下边缘密封层压件5。进一步地，焊缝125被形成在层压件5和圆柱形漏斗部40的外部管道42的下边缘之间。层压件5形成了过滤室130的下壁部且同时密封了入口室26和圆柱形漏斗部40。然而，在进行配制之前，小的间隙123存在于层压件5和漏嘴43的下边缘之间。可使用多种焊接方法，例如热焊接和超声波焊接，这取决于层压件5的材料特征。

有利地，内部构件3横跨在外部构件2和层压件5之间。内部构件3由相对刚性的材料，例如聚丙烯形成。因此，内部构件3形成了承载构件，所述承载构件作用以使得当筒1受到压缩时保持层压件5和外部构件2隔开。筒1在使用中优选受到130至280N之间的压缩负载。压缩力作用以阻止筒在内部加压的情况下被破坏且还用以一起挤压内部构件3和外部构件2。这确保筒1中的通道和孔的内部尺寸是固定的且在筒1的加压过程中不能变化。

为使用筒1，其首先被插入饮料制备机器内且借助饮料制备机器的刺穿构件通过所述刺穿构件刺穿且折回层压件5而打开入口121和出口122。在压力下的水介质，通常为水，在0.1-2.0巴之间的压力下通过入口121进入入口室26内而进入筒1内。水从该处被引导流动通过狭槽30且围绕歧管16并通过多个狭槽17进入筒1的过滤室130内。水径向向内受力通过过滤室130并与其中包含的饮料成分200混合。与此同时，水向上受力流过饮料成分。通过使水流过饮料成分而形成的饮料通过过滤器4和过滤孔55进入位于环形框架41上面的通道57内。过滤器4被密封到辐条53上以及缘边51与外部构件2的焊接确保了没有短路且所有饮料不得不流过过滤器4。

饮料随后沿在腹板54之间形成的径向通道57向下流动且通过开孔56并进入圆柱形漏斗部40内。饮料沿支承腹板47之间的通路50流动且自漏嘴43向下至出口44，在所述出口处饮料被排入接收器例如杯子内。

饮料制备机器优选包括空气吹扫设备，其中压缩空气在操作循环结束时加压通过筒1以将剩余饮料吹洗入接收器内。

图12至图18示出了筒1的第二种型式。筒1的第二种型式被特别设计用于配制爱斯普利索(espresso)咖啡风格的产品例如烘焙和研磨的咖啡，其中所希望的是生产具有已公知作为奶沫(crema)的细小气泡的泡沫的饮料。筒1的第二种型式中的许多部件与第一种型式中的部件相同且相似的附图标记已被用以表示相似的部件。在下列描述中，将讨论第一和第二种型式之间的不同点。以相同方式作用的共有部件将不进行详细地讨论。

外部构件2与筒1的第一种型式中且如图1至图6所示的外部构件具有相同的构造。

内部构件3的环形框架41与第一种型式中的环形框架相同。过滤器4同样被设置在环形框架41上以便覆盖过滤孔55。圆柱形漏斗部40的外部管道42也与前面一样。然而，与第一种型式相比，第二种型式的内部构件2的构造存在许多不同点。如图16所示，漏嘴43设有分隔部65，所述分隔部从出口44沿漏嘴43向上部分地进行延伸。分隔部65有助于阻止饮料排出漏嘴43时发生喷射和/或飞溅。漏嘴43的轮廓也是不同的且包括阶梯状轮廓，所述阶梯状轮廓具有接近管道43上端的明显的折弯66。

缘边67被直立设置从环形凸缘47伸出，所述环形凸缘联接外部管道42和漏嘴43。缘边67围绕漏嘴43的入口45且限定出缘边67和外部管道42的上部分之间的环形通路69。缘边67设有向内的肩部68。在缘边67的圆周周围的一点处设置了以狭槽的形式存在的孔70，所述狭槽从缘边67的上边缘延伸至沿边缘地处于肩部68的水平位置下面的点，如图12和图13最清楚地示出。狭槽具有0.64mm的宽度。

空气入口71被设置在环形凸缘47中且与孔70周向对齐，如图16和图17所示。空气入口71包括通过凸缘47的孔，以便提供凸缘47上面的点和外部管道42以及漏嘴43之间的凸缘47下面的空隙空间之间的连通。如图所示，空气入口71优选包括上部截锥形部分73和下部圆柱形部分72。空气入口71通常通过模具例如销而形成。空气入口71的渐细轮廓允许模具更易于从模制成型的部件上被除去。空气入口71附近的外部管道42的壁部被成形以形成从空气入口71延伸至漏嘴43的入口45的槽道75。如图17所示，斜置肩部74形成在空气入口71和槽道75之间以确保从狭槽70中流出的饮料射流不立即污染紧邻空气入口71的凸缘47的上表面。

筒1的第二种型式的组装过程与第一种型式的组装过程相似。然而，存在某些不同。如图18所示，圆柱形延伸部18的第三部分21固定于支承缘边67内部而不是靠在支承腹板上。第二部分20和第三部分21之间的圆柱形延伸部18的肩部32靠在内部构件3的支承缘边67的上边缘上。界面区域124因此形成在内部构件3和外部构件2之间，包括圆柱形延伸部18和支承缘边67之间的端面密封，所述端面密封在筒1的整个圆周附近周围延伸。但圆柱形延伸部18和支承缘边67之间的密封不是流体密封，这是由于支承缘边67中的狭槽70延伸通过支承缘边67且向下延伸至沿边缘地处于肩部68下面的点。因此圆柱形延伸部18和支承缘边67之间的界面配合使狭槽70转变成孔128，如图18中最清楚地示出，所述孔提供了环形通路69和漏嘴43之间的气体和液体连通。所述孔通常为0.64mm宽和0.69mm长。

用以配制饮料的筒1的第二种型式的操作与第一种型式的操作相似但具有某些不同之处。如前所述，过滤室130中的饮料流包括从在筒1周边的入口狭槽17至在筒1中心的漏嘴43的径向分量。径向通道57中的饮料沿在腹板54之间形成的通道57向下流动且流过开孔56并进入圆柱形漏斗部40的环形通路69内。自环形通路69，饮料受到收集在过滤室130和通道57中的饮料的背压而在压力下加压通过孔128。饮料因此加压作为射流通过孔128且进入由漏嘴43的上端形成的发泡室内。如图18所示，饮料射流直接在空气入口71上通过。当饮料进入漏嘴43时，饮料射流的压力下降。结果是，当空气通过空气入口71被吸上来时，空气被夹带在以大量小气泡的形式存在的饮料流内。从孔128中流出的饮料射流向下流至出口44，在所述出口处饮料被排入接收器例如杯子内，其中气泡形成了所需的奶沫。因此，孔128和空气入口71一起形成了喷射器，所述喷射器作用以使空气夹带在饮料内。饮料流动进入喷射器内的过程应尽可能地保持平稳以减小压力损失。有利地，喷射器的壁部应被制成凹形以减小由于‘壁部效应’摩擦导致的损失。孔128的尺寸公差较小。孔尺寸优选是固定的，公差在正或负0.02mm²之内。毛状物、小纤维或其它表面不规则物可被设置在喷射器的出口内或喷射器的出口处，以增加有效的横截面面积，所述横截面面积已被发现增加了空气夹带程度。

图19至图29示出了筒1的第三种型式。筒1的第三种型式被特别设计用于配制可溶解的产品，所述可溶解的产品可以粉末、液体、浆剂、凝胶或相似的形式存在。当在使用中水介质例如水通过筒1时，可溶解的产品被水介质溶解或在其中形成悬浮物。饮料的实例包括巧克力、咖啡、牛奶、茶、汤或其它可再水化的或水可溶解的产品。筒1的第三种型式的许多部件与前面型式中的部件相同且相似的附图标记已被用以表示相似的部件。在下列描述中，将讨论第三种型式和以前型式之间的不同之处。以相同的方式作用的共有部件将不进行详细地讨论。

与在前型式中的外部构件2相比，第三种型式的外部构件2的中空的向内的圆柱形延伸部18具有如图20所示的更大的总直径。具体而言，与在前型式的外部构件2的13.2mm相比，第一部分19的直径通常在16mm至18mm之间。此外，第一部分19设有凸起的外表面19a或凸出部分，如图20中最清楚地示出，所述凸起外表面的功能将在下面进行描述。然而筒1的第三部分21的直径是相同的，这导致肩部32的面积在筒1的该第三种型式中更大。通常情况下，当筒1进行组装时其体积为32.5ml±20％。

环形壁部13的下端中的狭槽的数量和定位也是不同的。设置了3至5个之间的狭槽。在图23所示的实施例中，四个狭槽36被等间隔地设置在歧管16的圆周周围。狭槽36比筒1在前型式中的狭槽略宽，在0.35至0.45mm之间，优选为0.4mm宽。

在其它方面中，筒1的外部构件2是相同的。

内部构件3的圆柱形漏斗部40的构造与筒1的第一种型式中的漏斗部相同，设置了外部管道42、漏嘴45、环形凸缘47和支承腹板49。唯一不同之处在于漏嘴45被成形具有上部截锥形部分92和下部圆柱形部分93。

与在前型式形成对比的是，且如图24至图28所示，环形框架41被裙部80代替，所述裙部围绕圆柱形漏斗部40且通过八个径向支柱87被联接到所述漏斗部上，所述支柱在或接近环形凸缘47处与圆柱形漏斗部40邻接。裙部80的圆柱形延伸部81自支柱87向上延伸以限定出具有敞开上面的室90。圆柱形延伸部81的上缘边91具有如图26所示的内弯轮廓。裙部80的环形壁部82自支柱87向下延伸以限定出裙部80和外部管道42之间的环形通路86。

环形壁部82包括在下端处的外部凸缘83，所述外部凸缘与主轴线X垂直。缘边84从凸缘83的下表面向下悬挂且包含在缘边84周围周向等间隔的五个孔85。因此，缘边84设有城堡形下部轮廓。

孔89被设置在支柱87之间以允许室90和环形通路86之间相连通。

筒1的第三种型式的组装过程与第一种型式的组装过程相似，但具有某些不同之处。外部构件2和内部构件3如图29所示被推入配合在一起，且通过卡扣配合布置而不是焊接在一起而被保持。在联接两个构件后，向内的圆柱形延伸部18被接收在裙部80的上部圆柱形延伸部81内部。内部构件3通过圆柱形延伸部18的第一部分19的凸起外表面19a与上部圆柱形延伸部81的内弯缘边91之间的相互摩擦接合而被保持在外部构件2中。通过使内部构件3位于外部构件2中，混合室134被限定位于裙部80外部。混合室134在配制之前包含饮料成分200。应该注意，四个入口36和五个孔85相对于彼此周向交错。两个部分相对于彼此的径向位置在组装过程中不需要被确定或固定，这是因为四个入口36和五个孔85的使用确保了不管部件的相对旋转放置如何，在入口和孔之间都会发生不对齐的情况。

一种或多种饮料成分被装入筒的混合室134内。混合室134中的饮料成分的填装密度可根据需要进行变化。

层压件5随后以与上面在在前型式中描述的方式相同的方式被附到外部构件2和内部构件3上。

在使用中，水以与筒的在前型式相同的方式通过四个狭槽36进入混合室134。水径向向内加压通过混合室且与其中包含的饮料成分进行混合。产品溶解或混合在水中且在混合室134中形成饮料并随后通过混合室134中饮料和水的背压被驱动通过孔85进入环形通路86内。四个入口狭槽36和五个孔85的周向交错布置确保水的射流不能在没有混合室134内的第一循环的情况下直接沿径向从入口狭槽36流至孔85。按照这种方式，产品溶解或混合的程度和一致性显著增加了。饮料在环形通路86中加压向上通过支柱87之间的孔89并进入室90内。饮料从室90通过支承腹板49之间的入口45进入漏嘴43内且朝向出口44流动，在所述出口处饮料被排入接收器例如杯子内。筒特别适用于以粘性液体或凝胶形式存在的饮料成分。在一种应用中，液体巧克力成分被包含在筒1中，且在环境温度下具有1700至3900mPa之间的粘度和在0℃下具有5000至10000mPa之间的粘度以及白利糖度为67±3的折射固体。在另一种应用中，液体咖啡被包含在筒1中，且在环境温度下具有70至2000mPa之间的粘度和在0℃下具有80至5000mPa之间的粘度，其中咖啡具有40％至70％之间的总固体含量。

图30至图34示出了筒1的第四种型式。筒1的第四种型式被特别设计用于配制液体产品例如浓缩液体牛奶。筒1的第四种型式的许多部件与在前型式中的部件相同，且相似的附图标记已被用以表示相似的部件。在下列描述中，将讨论第四种型式和在前型式之间的不同之处。以相同的方式作用的共有部件将不进行详细地讨论。

外部构件2与筒1的第三种型式中的外部构件相同且如图19至图23所示。

内部构件3的圆柱形漏斗部40与筒1的第二种型式中示出的漏斗部相似，但具有某些不同之处。如图30所示，漏嘴43被成形具有上部截锥形部分106和下部圆柱形部分107。三个轴向肋部105被设置在漏嘴43的内表面上以引导配制饮料向下朝向出口44流动且阻止排出饮料在漏嘴内产生自旋。因此，肋部105用作挡板。如筒1的第二种型式中一样，空气入口71被设置穿过环形凸缘47。然而，空气入口71下面的槽道75比第二种型式中的槽道更加细长。

裙部80的设置方式与上面描述的筒1的第三种型式所示的裙部的设置方式相似。5至12个之间的孔85被设置在缘边84中。通常情况下设置十个孔，而不是筒1的第三种型式中设置的五个。

环形碗部100被设置从裙部80的凸缘83中延伸出来且与其结合成一体。环形碗部100包括具有向上的敞开的上部口部104的外张体部101。图30和图31所示的四个进料孔103位于在或接近碗部100的下端处的体部101中，在所述碗部的下端处体部与裙部80联接。进料孔优选在碗部100的圆周周围是等间隔的。

层压件5为在前实施例中描述的类型。

筒1的第四种型式的组装过程与第三种型式的组装过程相同。

筒的第四种型式的操作与第三种型式的操作相似。水以与前面相同的方式进入筒1和混合室134中。在那里水与液体产品混合且稀释所述液体产品，所述液体产品随后加压在碗部100的下面排出，且如前所述通过孔85朝向出口44。如图34所示的初始包含在环形碗部100内的液体产品的比例没有被进入混合室134内的水立即稀释。相反地，混合室134下部中的稀释液体产品倾向于通过孔85流出而不是加压向上并通过上部口部104进入环形碗部100内。因此，与混合室134下部中的产品相比，环形碗部100中的液体产品在操作循环的初始阶段中将保持相对浓缩。环形碗部100中的液体产品在重力作用下滴下通过进料孔103且通过孔85进入流出混合室134的产品流内且流到碗100下面。环形碗部100作用以通过保留一部分浓缩液体产品且在整个如图35a所示的整个操作循环过程中稳定地释放所述浓缩液体产品进入流出液体流的流路内而使得进入圆柱形漏斗部40的稀释液体产品的浓度均匀化，在所述图35a中示出了在约15秒的操作循环中被测量作为总固体存在量的百分比的牛奶浓度。线a表示具有碗部100的浓度曲线，而线b表示没有碗部100的筒。可以看到，具有杯部100的浓度曲线在操作循环中更平滑，且不会产生在没有碗部100的情况下发生的突然的较大的浓度降。牛奶的初始浓度通常为30-35％SS且在循环结束时为10％SS。这导致约3比1的稀释率，尽管对于本发明而言1比1至6比1之间的稀释率是可能的。对于其它液体饮料成分，浓度可发生变化。例如对于液体巧克力，初始浓度约为67％SS且在循环结束时为12-15％SS。这导致约5比1的稀释率(配制饮料中水介质与饮料成分的比率)，尽管对于本发明而言2比1和10比1之间的稀释率是可能的。对于液体咖啡而言，初始浓度在40-67％之间，且在配制结束时为1-2％SS。这导致在20比1至70比1之间的稀释率，尽管对于本发明而言10比1至100比1之间的稀释率是可能的。

饮料自环形通路86通过收集在过滤室134和室90中的饮料的背压作用而在压力下加压通过孔128。饮料因此作为射流加压通过孔128且进入由漏嘴43的上端形成的发泡室内。如图34所示，饮料射流直接在空气入口71上通过。当饮料进入漏嘴43时，饮料射流的压力下降。结果是，当空气通过空气入口71被吸上来时，空气被夹带在以大量小气泡的形式存在的饮料流内。从孔128中流出的饮料射流向下流至出口44，在所述出口处饮料被排入接收器例如杯子内，其中气泡形成了所需的泡沫外观。

有利地，由于所述部件是可分离的且不单独地包括曲折的通道或狭窄的缝隙，因此内部构件3、外部构件2、层压件5和过滤器4可都易于进行消毒。相反地，仅在将部件结合在一起后，在消毒后，才形成了必需的通道。这对于饮料成分是基于奶品的产品例如液体牛奶浓缩物来说特别重要。

饮料筒的第四个实施例特别有利于配制浓缩的基于奶品的液体产品例如液体牛奶。以前，以小袋的形式提供奶粉产品用以将其加入预制备的饮料中。然而，对于卡布奇诺类型的饮料，需要使牛奶发泡。这在以前已通过使蒸汽通过液体牛奶产品而实现。然而，这就需要提供蒸汽供应，所述蒸汽供应增加了用以配制饮料的机器的成本和复杂性。使用蒸汽还增加了在筒的操作过程中受伤的风险。因此，本发明提供了一种饮料筒，所述饮料筒中具有浓缩的基于奶品的液体产品。已发现通过对牛奶产品进行浓缩，当与鲜奶或超高温(UHT)牛奶相比时，对于特定体积的牛奶可生产更大量的泡沫。这减小了牛奶筒所需的尺寸。新鲜的半脱脂牛奶包含约1.6％的脂肪和10％的总固体。本发明的浓缩液体牛奶制备产品包含0.1至12％之间的脂肪以及25至40％的总固体。在典型实例中，制备产品包含4％的脂肪和30％的总固体。浓缩的牛奶制备产品适于利用将在下面描述的低压制备机器进行发泡。具体而言，在低于2巴，优选约1.5巴的压力下，利用上面描述的第四个实施例的筒实现牛奶的发泡。

浓缩牛奶的发泡对于例如卡布奇诺咖啡和奶昔等饮料特别有利。牛奶通过孔128且在空气入口71上通过以及碗部100的选择性使用优选使得对于牛奶而言发泡水平能够大于40％，优选大于70％。对于液体巧克力而言，发泡水平可能大于70％。对于液体咖啡而言，发泡水平可能大于70％。发泡率水平被测量作为产生的泡沫体积与配制液体饮料成分的体积的比率。例如，在配制138.3ml饮料的情况下，其中58.3ml是泡沫，发泡率被测量为[58.3/(138.3-58.3)]*100＝72.9％。如图35b中所示，通过设置碗部100可增大牛奶(和其它液体成分)的发泡率。在存在碗部100的条件下配制的牛奶的发泡率(线a)大于在无碗部存在的条件下配制的牛奶的发泡率(线b)。这是因为牛奶的发泡率与牛奶的浓度正相关，且如图35a所示碗部100在更大部分的操作循环内保持了更高的牛奶浓度。还已公知的是，牛奶的发泡率与水介质的温度正相关，如图35c所示。因此，碗部100是有利的，这是因为当水介质处于其最热点时，更多的牛奶保持在筒中直至接近操作循环结束。这再次增大了发泡率。

第四个实施例的筒在配制液体咖啡产品方面也是有利的。

已经发现，与现有技术的筒相比，本发明的饮料筒的实施例有利地提供了配制饮料的一致性的改进。参见下表1，该表示出了二十个样本的煮泡产率结果，每个筒A和筒B包含烘焙和研磨的咖啡。筒A是根据本发明的第一实施例的饮料筒。筒B是申请人的文献WO01/58786中描述的现有技术饮料筒。煮泡饮料的折射率的测量单位为白利单位并利用标准表和公式被转化成可溶固体的百分比(％SS)。在下面的实例中：

％SS＝0.7774*(白利值)+0.0569

％产率＝(％SS*煮泡体积(g))/(100*咖啡重量(g))

表1

筒A

筒B

对上面的数据进行t检验统计分析，得出下列结果：

表2

t检验：双样本等方差假设

分析表明等同于煮泡强度的本发明的筒的％产率的一致性大大优于(95％的置信水平)现有技术的筒，具有与2.24％相比0.88％的标准偏差。这意味着利用本发明的筒配制的饮料更具可重复且均匀的浓度。这为喜欢他们的饮料多次品尝起来相同且不希望煮泡浓度随意变化的消费者所优选。

上面描述的筒的材料可设有防蚀涂层以改进它们对于氧气和/或湿气和/或其它污染物进入的抵抗性。防蚀涂层还可提高对于从筒内泄漏出来的饮料成分的抵抗性和/或减少可提取物从筒材料中过滤的程度，所述过滤可不利地影响饮料成分。防蚀涂层可由从PET、聚酰胺、EVOH、PVDC或金属化材料的组群中选择出来的材料制成。防蚀涂层可由多个机构施加，所述机构包括但不限于气相沉积、真空沉积、等离子涂覆、共挤出法、模内标签工艺和两/多阶段模制成型工艺。

Claims (20)

1.一种包含一种或多种饮料成分(200)且由大体上不透气和不透水材料成形出的筒(1)，所述筒包括或适于在其中成形出与入口和周向歧管(16)相连通的入口室，所述入口、入口室和所述周向歧管被成形在所述筒的周边处，所述入口用于将水介质引入所述筒中以及与所述入口位于同一筒的底部上的出口，所述出口设置在筒底部的中心，所述周向歧管围绕所述出口，且其特征在于，通过所述筒的水介质流大致包括通过进入所述入口室的所述入口进入所述筒、围绕所述周向歧管流动并且随后沿径向向内方向朝向所述出口流动的水介质。

2.根据权利要求1所述的筒(1)，其中所述筒包括包含一种或多种饮料成分的储存室(130；134)。

3.根据权利要求2所述的筒(1)，其中所述储存室包括至少一个向内的狭槽(17；36)。

4.根据权利要求1所述的筒(1)，其中所述筒为圆盘形。

5.根据权利要求2所述的筒(1)，其中所述周向歧管(16)通过壁部(13)与储存室(130；134)隔开，并且所述壁部包括多个向内的狭槽。

6.根据权利要求5所述的筒(1)，其中所述多个向内的狭槽是径向向内的。

7.根据权利要求5所述的筒(1)，其中所述筒包括开孔(12)，一种或多种饮料成分通过所述开孔可被注入到储存室中，所述开孔由盖(5)封闭，其中所述盖在使用中是可穿透的，以适应水介质流入所述筒中，且所述盖在使用中是可穿透的，以适应由水介质和在储存室中的一种或多种饮料成分相互作用产生的饮料的流出。

8.根据权利要求5所述的筒(1)，其中所述壁部(13)包括3至40个狭槽(17；36)。

9.根据权利要求8所述的筒(1)，其中所述壁部(13)包括3至5个狭槽(17；36)。

10.根据权利要求8所述的筒(1)，其中所述壁部包括35至40个所述狭槽(17；36)。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的筒(1)，其中每个狭槽(17；36)的横截面积为0.45至0.65mm²。

12.根据权利要求1所述的筒(1)，其中所述入口室(26)通过一个或多个成形在入口室壁部(27)上的孔(30)与周向歧管(16)相连通。

13.根据权利要求2所述的筒(1)，进一步包括设置在储存室(130；134)和至少一部分所述筒的顶部(11)的下表面之间的过滤器(4)，形成在过滤器和所述筒的顶部之间的一条或多条通道(57)，所述一条或多条通道与出口(122)相连通，由此联接入口(121)与出口(122)的饮料流动路径向上通过过滤器(4)进入所述一条或多条通道。

14.根据权利要求1所述的筒(1)，其中所述筒包括外部构件(2)和结合在具有所述外部构件的组件上的内部构件(3)，所述内部构件限定出所述筒的出口。

15.根据权利要求14所述的筒(1)，其中所述内部构件(3)包括限定出所述出口的漏嘴(43)。

16.根据权利要求1所述的筒(1)，其中在使用中形成所述筒中的入口和/或出口之前，所述入口和/或出口被大体上不透气和不透水的材料所覆盖。

17.根据权利要求1所述的筒(1)，其中所述入口和/或出口被大体上不透气和不透水的层压材料(5)所覆盖。

18.根据权利要求14所述的筒，其中所述外部构件(2)和/或内部构件(3)由聚丙烯制成。

19.根据权利要求14所述的筒(1)，其中所述外部构件(2)和/或内部构件(3)通过注射成型法制成。

20.多个筒(1)，每个筒如权利要求1所述，其中由包含在所述筒中的一种或多种饮料成分生产出的饮料的产率百分比的标准偏差在1.0以内。

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