KR102609325B1 - 동결된 액체 함유물로부터 소모성 액체 식품 또는 음료 제품을 제조하는 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
동결된 함유물로부터 소모성 액체 식품 또는 음료 제품을 제조하기 위한 장치 및 방법이 제공된다. 용기는 장치 내로 삽입되도록 구성된다. 상기 용기는 테이퍼진 측벽, 단부 층, 캐비티를 한정하는 마개를 포함하고; 상기 캐비티 내에는 동결된 함유물이 배치된다. 상기 캐비티에는 상기 동결된 함유물이 채워지지 않은 빈 공간이 있다. 상기 용기는 천공가능하고, 상기 동결된 함유물은 단부 층과 접촉하는 제1 위치로부터 빈 공간의 제2 위치로 변위가능하다. 액체로 용융되거나 희석될 때, 상기 동결된 함유물은 최종 식품 또는 음료 제품을 제공한다.
Description
관련 출원
본원은 35 U.S.C. §119(e) 하에서 2015년 3월 20일자로 출원된 미국 가출원 제62/136702호의 명칭 "동결 농축물 포장" 및 2016년 1월 6일자로 출원된 미국 가출원 제62/275,506호의 명칭 "동결된 액체 함유물로부터 소모성 액체 식품 또는 음료 제품을 제조하는 방법 및 시스템"에 관한 것으로 이에 대한 우선권을 주장하고, 35 U.S.C. §120 하에서 2015년 7월 16일자로 출원된 미국 가출원 제14/801,540호의 "동결 함유물부터 소모성 액체 식품 또는 음료 제품을 제조하기 위한 장치 및 방법"에 대한 우선권을 주장하며, 이들 모두를 그 전체로 본원에 참고로 인용한다.
기술 분야
본원의 기술 분야는 일반적으로 동결 함유물로부터 소모성 액체 식품 또는 음료 제품, 특히 기계-기반 분배 시스템에 의해 수용되도록 설계된 용기에 포장된 동결 액체를 생성하여 동결된 액체 함유물의 용융 및/또는 희석을 촉진하고 이로부터 바로 소비할 수 있는 식품 또는 음료의 생성을 촉진하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 동결된 액체 함유물은 식품 또는 음료 농축물, 추출물 및/또는 영양분이 있거나 없는 다른 소모성 유체로부터 유도될 수 있다.
현재 또는 종전의 기계-기반 커피 추출(brewing) 시스템과 필터링된 포드(pod)에 포장된 커피는 소비자가 버튼을 눌러 신선한 추출 음료를 생성할 수 있게 하며 필터의 측정, 취급 및/또는 지저분한 사용 분말의 처분과 같은 추가 공정 단계가 필요하지 않다. 이러한 기계-기반 시스템은 전형적으로 건조 커피 분쇄물, 찻잎 또는 코코아 분말과 같은 건조 고형물 또는 분말을 함유하는 용기뿐만 아니라 원치 않는 고형물이 사용자의 컵 또는 유리로 이동하는 것을 방지하는 여과 매질 및 일부 유형의 커버 또는 뚜껑을 사용한다. 용기 자체는 종종 얇은 벽을 가지므로 니들 또는 다른 기구로 천공되어 용매(예컨대, 뜨거운 물)가 상기 용기에 주입될 수 있다. 실제적으로, 용기는 기계에 삽입되고, 기계의 뚜껑을 닫을 때, 용기는 입구 및 출구를 만들기 위해 관통된다. 그 후, 뜨거운 용매가 입구로 전달되고, 용기에 첨가되며, 추출된 음료는 필터를 통해 출구로 배출된다.
이러한 시스템은 종종 용기 내의 함유물의 신선도, 유한 크기의 포장으로부터의 추출 강도를 유지하고/하거나 매년 생성되는 폐 분쇄물/잎을 갖는 다수의 여과된 용기를 편리하게 재활용할 수 없는 문제를 갖고 있다.
신선도를 유지하는 문제는 예를 들어 건조한 고체가 미세하게 분쇄된 커피일 때 발생할 수 있다. 이러한 문제는 주로 커피 분쇄물에서 중요한 향과 아로마 화합물의 원치 않는 산화의 결과이며, 이는 분쇄 커피가 주변 환경에 매우 큰 표면적을 제공한다는 사실에 의해 악화될 수 있는 문제이다. 일부 제조사는 가스치환포장(MAP) 방법(예를 들어, 대기 대신에 비-산화성 가스의 도입)을 사용하여 이러한 문제를 해결하려고 시도하였지만, 그들의 노력은 종종 여러 가지 이유로 대부분 성공적이지 못했다. 예를 들어, 갓 볶은 전체 콩 또는 분쇄된 커피는 CO2를 풍부하게 배출하므로 포장하기 전에 상기 분쇄물이 "탈기"될 수 있도록 사전-포장 단계를 필요로 하고, 따라서 용기는 용기 내부로부터 생성된 압력으로 인해 외부로 팽윤되거나 팽창되지 않으며, 그 결과 용기는 손상된 제품 외관을 취하게 된다. 또한, 이러한 CO2 탈기는 이와 함께 분쇄 커피에서 신선한 커피 향기의 풍부한 혼합물을 고갈시킨다. 또한, 커피 콩 및 분쇄물은 약 44%의 산소 조성으로 구성되어 있으며, 이는 로스팅 과정 후에 내부적으로 커피의 풍미와 향기에 영향을 줄 수 있다.
건조한 고형분 또는 분말을 함유한 이러한 용기의 또 다른 낙하는 종종 광범위한 음료 효능을 생성하고 주어진 포장 크기로부터 크기를 제공하지 못할 수 있다. 10 g의 분쇄 커피를 담은 포드는 SCAA(미국 커피 전문 협회) 추출 지침에 따라 추출하는 경우 실제 추출되는 커피 혼합물은 단지 약 2 g만을 생성할 수 있다. 결국, 2 g의 추출된 커피 화합물이 10 oz 컵의 커피에서 희석될 때, 약 0.75의 총 용해된 고형분(TDS) 농도가 생성된다. TDS(전체 %)는 분자, 이온화 또는 마이크로-과립형 콜로이드성 고체가 현탁된 형태로 액체에 함유된 무기 및 유기 물질의 혼합 함유물의 척도이다. 따라서, 이러한 커피 한 잔은 종종 많은 소비자들에게 매우 약한 커피 한잔으로 간주된다. 반대로, 일부 브루어(brewer)는 동일한 10 g의 커피 분쇄물을 과량 추출하여 높은 TDS를 생성할 수 있다; 그러나, 추출된 추가 용해된 고형분은 종종 구개에 가혹하며 커피의 풍미를 손상시킬 수 있다. 종종 이러한 단점을 줄이기 위해 가용성/인스턴트 커피가 첨가된다. 또한, 추출을 위해 설계된 대부분의 브루어는 압력 및 온도를 제공하여 분쇄 제품에서 원하는 모든 화합물을 제거할 수 없기 때문에 종종 좋은 커피가 최대 25%까지 낭비되고 원하는 것보다 약하거나 더 적은 양의 커피가 종종 생성된다.
재활용 문제로 돌아가서, 추출 후에 남은 커피 분쇄물, 찻잎 및/또는 다른 잔류 폐기물(예를 들어, 용기 내에 잔류하는 폐 필터)의 존재는 전형적으로 용기를 재활용에 부적합하게 만든다. 소비자는 폐 용기에서 뚜껑을 제거하고 잔여 물질을 세정해낼 수 있으나, 이것은 시간이 오래 걸리고 지저분해지고 물이 낭비되고/되거나 농작물 생태계로 다시 재활용될 수 있는 귀중한 토양 영양분을 낭비시킨다. 따라서, 대부분의 소비자들은 이러한 사소한 명백한 생태계적 이득에 대한 보답으로 재활용을 귀찮아 하지는 않을 것이다. 재활용은 또한 일부 용기에 사용되는 열가소성 물질의 유형에 의해 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 위에서 논의한 신선도의 손실을 최소화하기 위한 노력의 일환으로, 일부 제조업체는 EVOH 플라스틱의 내부 층이 있는 라미네이트 필름 물질과 같이 뛰어난 증기 차단 특성을 가진 물질을 사용하기로 결정했다. EVOH, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, PVC 및/또는 다른 물질의 일부 조합일 수 있는 이러한 라미네이트된 필름에서 상이한 열가소성 물질의 조합은 재활용에 적합하지 않다.
상기 단점에도 불구하고, 단일-서빙 캡슐 제품으로부터 음료를 생성하는 다수의 상이한 기계-기반 시스템이 현재 시장에 존재한다. 이들은 소비자가 만족할만한 (반드시 좋지는 않은) 커피 한 잔을 만들기 위해 제공하는 편의성 때문에 소비자들에게 인기가 높아지고 있으며, 종종 소비자가 단일 서빙 홈-추출한 컵의 편의를 위해 카페 품질의 추출된 커피를 교환하기도 한다.
단일-서빙 캡슐 제품 이외에, 단일 용기로부터 다수의 음료를 제조하기 위해 현재 큰 용기 및 캔(예컨대, 2 리터)에 포장된 커피 추출물 및 주스 농축물과 같은 동결 제품이 존재한다. 그러나, 이러한 동결 추출물 또는 농축물에서 음료를 제조하는 것은 대개 불편하고 시간이 많이 걸린다. 예를 들어, 일부 커피 제품은 사용하기 전에 전형적으로 수 시간 또는 며칠 동안 천천히 녹여야 한다. 모든 서빙이 완료된 경우 제품 안전을 유지하기 위해 최종 제품은 이후 냉장고에 보관해야 한다. 또한, 커피와 차처럼 뜨거운 음료를 즐기려면 녹인 추출물을 적절히 가열해야 한다. 이러한 제품 중 다수는 분쇄물 내에 고형분 비율이 높은 수명 안정적이지 않은 커피와 같은 것인데, 이러한 고형분은 가수분해된 목재로서 분해 및 부패될 수 있기 때문이다. 따라서, 이러한 대형 뱃치(batch) 동결 제품의 풍미와 품질은 동결 온도에서도 몇 시간만에 악화될 수 있다. 또한, 최종 소모성 음료를 형성하는 방법은 종종 자동화된 것이 아니기 때문에 과도하거나 미달되게 희석되어 사용자 경험이 일치하지 않을 수 있다.
본원에 기술된 기술 및 시스템은 현재 이용가능한 공지된 부분 제어 추출 시스템보다 광범위한 식품 및 음료 제품을 분배할 수 있는 통합 시스템을 포함한다. 특정 구현예에서, 시스템은 다중-함유물 동결 용기와 협력하여 작동하는 다중-기능 및 다중-사용 디스펜서(dispenser)를 포함한다. 용기는 밀폐된 MAP 가스 환경에서 미리-제조된 농축물 및 추출물을 동결 상태로 함유한다. 식품이나 음료는 보존 상태로 유지되기 때문에 FDA 식품-안전 형태로 존재한다. 또한, 동결된 액체 함유물은 통상적인 보존제 또는 첨가제를 사용하지 않고 최고 수준의 풍미와 향기로 보존된다.
한편, 디스펜서는 동결된 액체 함유물을 함유하는 특정 용기를 사용하여 고온 또는 저온 상태로 이들 식품 및 음료를 제조할 수 있다. 디스펜서 및 용기를 포함하는 일체형 시스템은 예를 들면 커피, 차, 코코아, 소다, 수프, 영양제, 비타민 물, 의약품, 에너지 보충제, 라떼, 카푸치노, 차이 라테 등을 안전하게 제공할 수 있다. 제품을 분배하는 동안, 용기는 분배 시스템에 의해 실질적으로 깨끗하고, 분쇄물, 잎, 필터 분말 또는 결정이 없어져서 재활용에 적합하다.
전술한 바와 같이, 본원에 기술된 기술 및 시스템은 가정에서 소비자가 편리하게 이용할 수 있으며 특정 측면에서는 추출할 필요 없이 커피, 차 및 다른 음료의 전반적인 품질 및 맛을 향상시킨다. 본원에 기술된 패키징 시스템 및 디스펜서의 구현예는 동결된 액체 함유물을 효과적이고 효율적으로 처리한다. 예를 들어, 본원에 개시된 구현예는 용기의 내부 표면으로부터 동결된 액체 함유물을 제거하거나 이를 통과시키는 방법, 용기의 출구 지점으로 가는 유동 경로를 생성하는 방법, 수용할 수 없는 내부 압력 또는 스프레이를 생성하지 않고 동결된 액체 함유물을 효율적으로 용융시키는 방법, 바람직한 온도 및 농도에서 최종 음료를 얻는 방법 및/또는 재활용을 위해 용기를 가장 잘 제조하는 방법을 다룬다.
상기 개시된 발명의 내용은 디스펜서에 삽입되도록 구성된 용기의 다양한 구현예를 포함한다. 각 용기에는 헤드스페이스(headspace)가 있는 동결 액체가 포함된다. 용기는 개구부 및 동결된 액체 함유물을 수용 및 저장하기 위한 캐비티(cavity)를 포함하며, 여기서 상기 용기는 천공가능하다(perforable). 용기는 용기의 캐비티 내에 동결된 액체 함유물을 밀봉하기 위해 용기의 개구부 위에 형성된 마개(closure)를 포함하며, 여기서 상기 용기는 상기 용기 내의 동결된 액체 함유물로부터 소모성 액체 음료를 생성하도록 구성된 분배 장치 또는 시스템에 삽입되도록 구성되어, 상기 동결된 액체 함유물이 상기 장치에 의해 용기 내에 생성된 천공을 통해 추출되도록 한다.
일부 예에서, 용기는 동결된 액체 함유물의 신선도 및 향기를 보존하도록 구성된 가스 불침투성 물질을 포함한다. 용기 및 마개는 소모성 액체 식품 또는 음료가 생성되면 용기 및 마개가 재활용될 수 있도록 재생가능한 물질로 구성될 수 있다. 용기는 사용 후 용기 자체가 용해되고 소비될 수 있도록 식용 물질로 구성될 수 있다. 용기 내에 함유된 동결된 액체 함유물은 예를 들어 동결 커피 추출물, 동결 차 추출물, 동결 레모네이드 농축물, 동결 야채 농축물, 동결 동물 브로스(broth) 또는 스톡, 동결 액상 유제품, 동결 알콜 제품, 동결 시럽 및 동결 과일 농축물 또는 이들의 임의의 조합물로부터 선택될 수 있다. 함유물은 동결 액체이며, 따라서 동결된 액체 함유물이기 때문에 함유물을 녹여서 액체 형태의 소모성 음료 또는 식품으로만 사용해야 한다. 용기 내에 필터가 필요 없기 때문에, 추출할 필요가 없으며 폐기물 부산물을 생성할 필요가 없다.
일부 예에서, 용기는 용기를 장치 내로 삽입하기 전에 용기를 천공하거나, 용기를 장치 내로 삽입한 후에 천공하거나, 또는 둘 다 될 수 있도록 구성된다. 상기 용기는 충전되지 않은 영역, 예를 들어, 상기 동결된 액체 함유물과 상기 마개 사이의 헤드스페이스를 포함할 수 있으며, 여기서, 상기 영역은 상기 용기 내의 대기 공기 대신에 비활성 또는 환원 반응성 가스를 포함하도록 구성된다. 또한, 이러한 영역은 제품 준비 중에 동결된 액체 함유물 주위의 유체를 희석/용융시키기 위한 유동 경로의 생성을 허용하도록 용기 내의 동결된 액체 함유물의 이동을 허용한다.
일부 예에서, 동결된 액체 함유물 및 용기는 피제어 부분 배치(controlled portion arrangement)로 제공된다. 상기 피제어 부분 배치는 단일-서빙 크기 형태를 포함할 수 있다. 상기 피제어 부분 배치는 액체의 단일 또는 복수의 주입으로부터 다중 서빙을 생성하기 위한 뱃치-서빙 크기 형태를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 포장, 저장소, 용기 등은 동결된 액체 함유물의 액화 및 희석을 촉진하기 위해 천공을 통해 가열된 액체 또는 다른 형태의 열을 수용하도록 구성된다. 포장은 용융/희석 유체의 도입 전에 또는 동시에 용기 내에서 동결된 액체 함유물의 용융을 촉진시키기 위해 외부로부터 열을 수용하도록 구성될 수 있다.
일부 예에서, 용기는 헤드스페이스 내로의 이동으로 인해 동결된 액체 함유물과 간섭하지 않고 용기의 천공을 용이하게 하기 위해, 쌍-안정성 또는 일-회 변형가능한 돔(dome) 형상을 갖는 단부를 포함할 수 있다. 또한, 동결된 액체 함유물은 몸체에 관통 구멍을 포함하도록 형성되어, 용기 내로 주입된 액체가 관통 구멍을 통해 용기로부터 출구 지점으로 흐를 수 있도록 한다.
개시된 본 발명은 동결된 액체 함유물을 함유하는 패키지로부터 액체 식품 또는 음료를 제조하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 밀폐된 용기에 동결된 액체 함유물을 제공하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 용기는 상기 동결된 액체 함유물을 저장하도록 구성된다. 이 구현예에서, 상기 방법은 항상 용융된 액체를 생성하기 위해 밀봉된 용기에서 동결된 액체 함유물을 용융시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 밀봉된 용기를 제1 위치에서 천공하여 용기로부터 용융된 액체를 분배하여 소모성 액체 식품 또는 음료를 생성하는 단계를 포함한다.
일부 예에서, 상기 동결된 액체 함유물을 용융시키는 단계는 제2 위치에서 상기 밀봉된 용기를 천공시켜, 상기 용기에 가열된 액체 또는 다른 형태의 열을 주입함으로써 상기 밀봉된 용기 내의 동결된 액체 함유물을 용융 및 희석시키는 것을 포함한다. 상기 동결된 액체 함유물을 용융시키는 단계는 주입된 액체, 가스 또는 증기를 통해 밀폐된 용기에 또는 밀폐된 용기 내에 외부에서 열 또는 전기 주파수 에너지를 가하여 상기 동결된 액체 함유물을 소모성 액체 형태로 용융시키는 것을 포함할 수 있다.
개시된 본 발명은 포장된 동결된 액체 함유물을 사용하여 그로부터 직접 액체 식품 또는 음료를 제조하기 위한 포장 시스템을 포함한다. 상기 시스템은 동결된 액체 함유물 및 상기 동결된 액체 함유물을 수용 및 저장하기 위한 캐비티를 한정하는 용기를 포함한다. 상기 시스템은 상기 용기와 함께 밀봉된 마개를 형성하기 위한 뚜껑을 더 포함하며, 여기서 상기 뚜껑은 상기 캐비티 내로의 액체, 가스 또는 증기의 주입을 허용하여 상기 동결된 액체 함유물을 용융시키고 희석시키는 것을 허용하도록 천공될 수 있고, 상기 용기는 상기 용융 및/또는 희석된 동결된 액체 함유물이 소모성 액체 음료 형태로 그로부터 분배될 수 있도록 천공될 수 있다.
식품 및 음료 포장 시스템에 부가하여, 본원에 기술된 시스템 및 기술은 이러한 포장 시스템 내에 저장된 동결된 액체 함유물을 용융 및/또는 희석하기 위한 장치(여기서, 패키지의 동결된 액체 함유물은 영양분이 있거나 없는 식품 및 음료 농축액, 추출물 및 기타 소모성 유체 유형으로 제조됨) 및 상기 용융 및/또는 희석된 함유물을 즉각적인 소비를 위해 전달하기 위한 다양한 방법을 포함한다. 본원에 기술된 기술은 예를 들어 소비자가 제품에 요구되는 신선한 맛, 효능, 부피, 온도, 질감 등을 갖도록 용기로부터 직접 단일-서브 또는 다중-서브 소모성 식품 또는 액체-기반 식품을 편리하고 자발적으로 생성하도록 허용한다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 농축물, 추출물 및 기타 소모성 유체 유형으로 제조된 동결된 액체 함유물, 바람직하게는 플래시-동결된 액체 함유물을 가스 불침투성의 MAP로 패키징된 완전 차단 및 무-잔류물의 필터리스(filterless) 재생가능한 용기에 포장될 수 있다. 또한, 이러한 용기는 함유물의 용융 및/또는 희석을 용이하게 하고 맛, 아로마 강도, 부피, 온도, 색상 및 질감을 포함하는 원하는 특성을 갖는 제품을 제공하기 위해 기계-기반 분배 시스템에 의해 수용되고 사용되도록 설계됨으로써, 소비자들은 오늘날 사용중인 다른 어떤 수단으로도 사용할 수 없는 최상의 맛과 신선함을 지속적이고 편리하게 경험할 수 있다. 추출 공정(예컨대, 경질인 커피 분쇄물로부터의 가용성 제품의 추출)을 통해 완제품을 만드는 현재의 단일-서브 커피 제조사와는 달리, 개시된 접근 방법은, 공장 환경에서 맛을 포착하고 보존하기 위한 이상적인 조건에서 발생할 수 있는 초기 제조 공정을 통해 생성된 동결 추출물 또는 농축물을 용융 및 희석시켜 제품을 생성한다.
이러한 기술은 위에 기술된 바와 같이 동결된 액체 함유물을 보유하는 기능, 동결된 액체 함유물을 하나의 형태 또는 다른 형태로 구성하는 기능, 동결된 액체 함유물을 용융 및/또는 희석시키는 기능, 및 원하는 특징으로 소비할 수 있도록 하는 기능을 포함하는 패키징, 방법 및 장치 특징의 많은 조합 및 순열을 포함한다. 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물을 함유하는 밀봉된 용기가 기계에 삽입된다. 그 후, 기계는 밀봉된 용기를 천공하고, 가열된 액체, 가스 또는 증기가 그 안에 주입되어 동결된 액체 함유물을 용융 및 희석시킨다. 또한, 기계는 용융된 및/또는 희석된 동결된 액체 함유물을 소모성 액체 음료의 형태로 제2 용기 내로 분배할 수 있도록 용기를 천공한다. 이들 각각의 기능에 대한 다른 가능한 변형 예를 들어 공급된 희석 액체, 가스 또는 증기로부터 열을 제거하기 위해 동결 공정을 사용하기보다는 차가운 또는 아이스 음료를 만들기 위해 식품 또는 음료 냉각제로서의 동결된 액체 함유물의 네거티브 에너지의 이용을 포함하는 것 등이 이하에서 보다 상세하게 기술될 것이다.
본 발명의 일 측면에서, 용기는 용기의 제1 단부로부터 용기의 제2 단부까지 치수가 증가하는 테이퍼(tapered) 부를 갖는 측벽, 및 용기의 제1 단부에 배치된 단부 층을 포함한다. 단부 층은 개구부가 없는 시트로 형성되고, 측벽 및 단부 층은 용기의 캐비티를 한정한다. 용기의 제2 단부는 개구부를 한정한다. 용기는 또한 용기의 캐비티 내에 배치되는 고형 동결된 액체 함유물 및 용기를 밀봉하는 용기의 개구부 상에 형성된 천공가능한 마개를 포함한다. 고형 동결된 액체 함유물, 측벽의 적어도 일부 및 천공가능한 마개의 적어도 일부는 고형 동결된 액체 함유물이 없는 용기 내에 빈 공간을 한정하고, 상기 용기는 분배 장치에 삽입되도록 구성된다. 용기의 단부 층은 분배 장치 내에 배치된 니들(needle)에 의해 천공될 수 있다. 고형 동결된 액체 함유물은 캐비티 내에 제1 위치 및 제2 위치를 갖는다. 제1 위치에서, 고형 동결된 액체 함유물은 실질적으로 용기의 전체 단부 층과 일치한다. 제2 위치에서, 고형 동결된 액체 함유물은 용기의 단부 층으로부터 멀리 비어 있는 공간으로 이동되고, 빈 공간의 적어도 일부는 고형 동결된 액체 함유물에 의해 점유되지 않은 상태로 남는다.
일부 구현예에서, 용기는 고형 동결된 액체 함유물의 신선도 및 아로마를 보존하도록 구성된 가스 불침투성 물질을 포함한다.
다른 구현예에서, 용기 및 마개 각각은 용기 및 마개가 재활용될 수 있도록 재생가능한 물질을 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 용기는 필터리스이다.
또 다른 구현예에서, 상기 용기는 알루미늄을 포함한다.
일 구현예에서, 측벽, 단부 층 및 천공가능한 마개는 단일 챔버를 한정한다.
본 발명의 다른 측면에서, 동결된 액체 함유물을 함유하는 용기로부터 용융된 액체 생성물을 제조하는 방법은 동결된 액체 함유물을 함유하는 용기를 제공하는 단계를 포함한다. 용기는 용기의 단부에 배치된 단부 층을 가지며, 동결된 액체 함유물은 실질적으로 용기의 전체 단부 층과 접촉한다. 동결된 액체 함유물 및 용기는 동결된 액체 함유물을 갖지 않는 용기 내의 공극(void) 영역을 한정한다. 상기 방법은 또한 동결된 액체 함유물을 함유하는 용기를 디스펜서의 챔버에 배치하는 단계, 제1 니들로 용기의 단부 층을 천공하는 단계, 및 단부 층으로부터 동결된 액체 함유물을 제거하고 동결된 액체 함유물을 공극 부분으로 이동시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 디스펜서로 하여금 용기 내의 동결된 액체 함유물을 용융시켜 용융된 액체 생성물을 생성시키고 용기로부터 용융된 액체 생성물을 포획하도록 하는 단계를 더 포함한다.
일 구현예에서, 상기 방법은 단부 층의 천공과는 상이한 적어도 하나의 위치에서 용기를 천공하는 단계를 더 포함한다.
또 하나의 구현예에서, 상기 용기는 필터리스이다.
또 다른 구현예에서, 상기 용기는 측벽 및 천공가능한 마개를 더 포함한다. 측벽은 용기의 제1 단부에서의 단부 층으로부터 용기의 제2 단부까지 연장되고, 측벽 및 단부 층은 용기의 공극을 한정한다. 상기 용기의 제2 단부는 개구부를 한정하고, 상기 천공가능한 마개는 상기 개구부 위에 형성되며, 이때 상기 측벽, 상기 단부 층 및 상기 천공가능한 마개는 단일 챔버를 한정한다.
또 다른 구현예에서, 디스펜서가 동결된 액체 함유물을 용융시키는 단계는 상기 디스펜서가 상기 단부 층의 천공과는 상이한 제2 위치에서 제2 니들로 상기 용기를 천공시키고, 상기 디스펜서가 상기 제2 니들의 채널을 통해 상기 동결된 액체 함유물의 동결 온도보다 높은 액체를 상기 용기 안으로 주입시켜 상기 용기 내의 동결된 함유물을 용융시키고 희석시키는 것을 포함한다.
또 다른 구현예에서, 디스펜서가 동결된 액체 함유물을 용융시키는 단계는, (a) 용기의 외부 표면에 열을 가하는 것, 및 (b) 상기 용기의 내부 공간에 희석액을 첨가하는 것 중 적어도 하나를 통해 상기 디스펜서가 동결된 액체 함유물을 용융시키는 공정을 개시한다.
본 발명의 또 하나의 측면에서, 동결된 액체 함유물을 함유하는 용기로부터 용융된 액체 생성물을 제조하는 방법은 디스펜서의 챔버 내에 동결된 액체 함유물을 함유하는 용기를 수용하는 단계를 포함한다. 용기는 용기의 단부에 배치된 단부 층을 가지며, 동결된 액체 함유물은 실질적으로 용기의 전체 단부 층과 접촉한다. 동결된 액체 함유물 및 용기는 동결된 액체 함유물을 갖지 않는 용기 내의 공극 영역을 한정한다. 디스펜서는 제1 니들로 용기의 단부 층을 천공시킨다. 상기 방법은 또한 단부 층으로부터 동결된 액체 함유물을 떼어내고 동결된 액체 함유물을 공극 영역으로 변위시키는 것을 포함한다. 상기 디스펜서는 용기 내의 동결된 액체 함유물을 용융시켜 용융된 액체 생성물을 생성시키고, 상기 디스펜서는 용기로부터 상기 용융된 액체 생성물을 분배시킨다.
일 구현예에서, 단부 층으로부터 동결된 액체 함유물을 제거하고 동결된 액체 함유물을 공극 영역으로 변위시키는 것은 디스펜서가 제1 니들로 용기의 단부 층을 천공하기 때문에 발생한다.
다른 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 용융된 액체 생성물을 분배하기 전에 완전히 용융된다.
추가의 구현예에서, 동결된 액체 함유물을 용융시키는 단계는 단부 층을 천공한 후에 제1 니들을 가열하는 것을 포함한다.
또 다른 구현예에서, 상기 방법은 또한 단부 층의 천공과는 상이한 적어도 하나의 위치에서 디스펜서가 용기를 천공하는 단계를 포함한다.
또 다른 구현예에서, 상기 용기는 필터리스이다.
일 구현예에서, 동결된 액체 함유물을 용융시키는 단계는 상기 디스펜서가 단부 층의 천공과는 상이한 제2 위치에서 제2 니들로 용기를 천공하고 상기 디스펜서가 제2 니들을 가열하는 것을 포함한다.
또 다른 구현예에서, 디스펜서가 동결된 액체 함유물을 용융시키는 단계는, (a) 용기의 외부 표면에 열을 가하는 것, 및 (b) 상기 용기의 내부 공간에 희석액을 첨가하는 것 중 적어도 하나를 통해 상기 디스펜서가 동결된 액체 함유물을 용융시키는 것을 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 방법은 또한 디스펜서가 상기 용기의 동결된 액체 함유물의 특징을 식별하는 단계를 포함한다. 선택적으로, 상기 디스펜서가 상기 용기의 동결된 액체 함유물의 특징을 식별하는 단계는 상기 디스펜서가 상기 용기의 외부 표면상의 광학적 코드를 판독하는 것을 포함한다. 선택적으로, 상기 디스펜서가 상기 용기의 동결된 액체 함유물의 특징을 식별하는 단계는 상기 디스펜서가 상기 용기의 형상을 판독하는 것을 포함한다.
일 구현예에서, 상기 방법은 또한 상기 디스펜서가 상기 용융된 액체 생성물에 대해 원하는 온도를 수신하는 단계 및 상기 용융된 액체 생성물에 대해 원하는 부피를 수신하는 단계를 포함한다. 디스펜서는 용기의 외부 표면에 선택적으로 열을 가하고, 동결된 액체 함유물의 확인된 특징, 원하는 온도 및 용융된 액체 생성물에 대해 원하는 부피에 기초하여 용기의 내부에 희석액을 선택적으로 첨가한다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 용기는 용기의 제1 단부로부터 용기의 제2 단부까지 치수가 증가하는 테이퍼 부를 갖는 측벽, 및 용기의 제1 단부에 배치된 단부 층을 포함한다. 단부 층은 개구부가 없는 시트로 한정되고, 상기 측벽 및 상기 단부 층은 상기 용기의 캐비티를 한정한다. 용기의 제2 단부는 개구부를 한정한다. 고형 동결된 액체 함유물은 용기의 캐비티 내에 배치되고, 천공가능한 마개는 용기를 밀봉하는 용기의 개구부 상에 형성된다. 고형 동결된 액체 함유물, 측벽의 적어도 일부 및 천공가능한 마개의 적어도 일부는 고형 동결된 액체 함유물이 없는 용기 내에 빈 공간을 한정한다. 상기 용기는 분배 장치 내로 삽입되도록 구성되며, 용기의 단부 층은 분배 장치 내에 배치된 니들에 의해 천공된다. 고형 동결된 액체 함유물은 캐비티 내에 제1 위치 및 제2 위치를 갖는다. 제1 위치에서, 고형 동결된 액체 함유물은 용기의 단부 층에 인접해 있다. 제2 위치에서, 고형 동결된 액체 함유물은 용기의 단부 층으로부터 이격되어 빈 공간으로 변위된다. 제2 위치에서, 빈 공간의 적어도 일부는 고형 동결된 액체 함유물이 비어있는 채로 존재한다.
일 구현예에서, 고형 동결된 액체 함유물이 제1 위치에 있을 때, 고형 동결된 액체 함유물, 측벽 부분 및 천공가능한 마개 부분에 의해 한정되는 빈 공간은 측벽, 단부 층 및 천공가능한 마개에 의해 한정되는 전체 체적의 약 절반 이상이다.
다른 구현예에서, 고형 동결된 액체 함유물은 약 0℉ 내지 약 32℉의 온도에서 충분히 경질이어서 분배 장치의 니들에 의해 가해진 힘이 고형 동결된 액체 함유물을 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시킨다.
또 다른 구현예에서, 용기는 또한 고형 동결된 액체 함유물과 단부 층 사이에 배치된 플랫폼(platform)을 포함한다. 상기 플랫폼은 단부 층이 상기 니들에 의해 천공될 때 분배 장치의 니들과 접촉하도록 구성된다. 선택적으로, 단부 층은 플랫폼의 형상에 상보적인 만입부를 포함하고, 상기 플랫폼은 상기 만입부 내에 배치된다.
또 다른 구현예에서, 플랫폼은 실질적으로 편평한 디스크이다. 대안적으로, 상기 플랫폼은 단부 층에 대해 오목부 또는 볼록부 중 적어도 하나이다. 또한 대안적으로, 상기 플랫폼은 파형이다.
또 다른 구현예에서, 플랫폼은 오버플로우 튜브(overflow tube)를 포함한다. 오버플로우 튜브는 흐름이 채널을 통해 플랫폼의 제1 측면으로부터 플랫폼의 제2 측면으로 통과할 수 있게 하는 적어도 하나의 채널을 갖는다.
일 구현예에서, 측벽의 테이퍼 부는 연속적인 테이퍼이다.
또 다른 구현예에서, 측벽의 테이퍼 부는 제1 테이퍼 부 및 제2 테이퍼 부를 포함한다. 제1 테이퍼 부는 제2 테이퍼 부보다 큰 정도로 테이퍼진다. 제1 테이퍼 부는 단부 층에 인접하고, 제2 테이퍼 부는 단부 층에 대해 원위부에 위치한다. 선택적으로, 고형 동결된 액체 함유물의 높이는 제1 테이퍼 부와 제2 테이퍼 부 사이의 전이점 미만이다.
따라서, 하기의 상세한 설명을 보다 잘 이해할 수 있도록 하기 위해 그리고 본원에 개시된 장치 및 기술에 의해 만들어진 기술에 대한 현재의 기여도를 보다 잘 이해할 수 있도록 하기 위해, 개시된 본 발명의 특징을 광범위하게 개괄적으로 기술하였다. 물론, 후술될 개시된 장치 및 기술의 부가적인 특징이 존재한다. 본원에 사용된 표현 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이며 제한적으로 간주되어서는 안 됨을 이해해야 한다. 또한, 상기 측면들 및 구현예들 중 임의의 것이 다른 측면들 및 구현예들 중 임의의 것과 조합될 수 있으며 본 발명의 범주 내에 있을 수 있다.
개시된 기술의 다양한 목적, 특징 및 이점은 유사한 참조 번호는 유사한 요소를 나타내는 첨부 도면과 관련하여 고려하는 경우 개시된 본 발명의 하기 상세한 설명을 참조하여 더욱 충분히 이해될 수 있다.
도 1a~도 1g는 일부 구현예에 따라 상이한 형태로 구성되고 동결된 액체 함유물을 통해 액체의 원하는 유동이 가능하도록 포장되는 용기 형상 및 동결된 액체 함유물의 다양한 구현예를 도시한다.
도 2a~도 2d는 일부 구현예에 따라 포장을 관통시키고 외부적으로 및 제어가능하게 상기 포장을 가열함으로써 희석 시스템이 어떻게 동결된 액체 함유물에/로부터 액체를 첨가하거나 전달할 수 있는지를 보여주는 다양한 구현예를 도시한다.
도 3은 일부 구현예에 따라 용융액/희석액을 사용하지 않고 일부 대안적인 열원을 사용하여 동결된 액체 함유물을 용해시키는 방법을 도시한다.
도 4a~도 4d는 일부 구현예에 따라 다양한 용기 형상을 수용할 수 있는 예시적인 기계-기반 장치를 도시한다.
도 5는 일부 구현예에 따라 기계-기반 장치에 의해 수용될 수 있는 일련의 예시적인 패키징 옵션 및 용기 형상을 도시한다.
도 6 및 도 7은 일부 구현예에 따라 동일한 단부 기하구조 및 높이를 갖지만, 상이한 측벽 프로파일을 갖는 두 가지 버전의 용기를 도시한다.
도 8 및 도 9는 일부 구현예에 따라 액화 촉진 및 제품 식별 모두에 사용될 수 있는 특징인 용기 내의 측벽 만입부의 2가지 버전을 도시한다.
도 10a~도 10e는 일부 실시예에 따라 용기를 천공하는 데 사용될 수 있는 5가지 가능한 니들 형상을 도시한다.
도 11은 일부 실시예에 따라 동결된 액체 함유물을 액화시키는 것을 촉진하기 위한 원심 운동의 사용을 도시한다.
도 12a 및 도 12b는 일부 실시예에 따른 스프링-장착 니들을 도시한다.
도 13a~도 13d는 일부 실시예에 따라 동결된 액체 함유물로부터 식품 또는 음료를 제조하는 방법을 도시한다.
도 14a는 일부 실시예에 따라 내부 플랫폼을 구비한 용기의 측 단면도를 도시한다.
도 14b는 일부 실시예에 따라 내부 플랫폼 및 제거된 동결된 액체 함유물을 갖는 용기의 측 단면도를 도시한다.
도 14c는 일부 실시예에 따라 동결된 액체 함유물 플랫폼을 도시한다.
도 14d는 일부 실시예에 따라 오버플로우 튜브를 갖는 동결된 액체 함유물 플랫폼을 도시한다.
도 15a는 일부 실시예에 따른 용기의 측 단면도를 도시한다.
도 15b는 일부 실시예에 따라 도 15a의 상세 A의 측 단면도를 도시한다.
도 16은 일부 실시예에 따른 오버플로우 튜브를 갖는 플랫폼을 구비한 용기의 측 단면도를 도시한다.
도 17은 일부 실시예에 따라 오버플로우 튜브를 갖는 플랫폼을 구비한 용기의 측 단면도를 도시한다.
도 18은 일부 실시예에 따른 용기의 측 단면도를 도시한다.
도 1a~도 1g는 일부 구현예에 따라 상이한 형태로 구성되고 동결된 액체 함유물을 통해 액체의 원하는 유동이 가능하도록 포장되는 용기 형상 및 동결된 액체 함유물의 다양한 구현예를 도시한다.
도 2a~도 2d는 일부 구현예에 따라 포장을 관통시키고 외부적으로 및 제어가능하게 상기 포장을 가열함으로써 희석 시스템이 어떻게 동결된 액체 함유물에/로부터 액체를 첨가하거나 전달할 수 있는지를 보여주는 다양한 구현예를 도시한다.
도 3은 일부 구현예에 따라 용융액/희석액을 사용하지 않고 일부 대안적인 열원을 사용하여 동결된 액체 함유물을 용해시키는 방법을 도시한다.
도 4a~도 4d는 일부 구현예에 따라 다양한 용기 형상을 수용할 수 있는 예시적인 기계-기반 장치를 도시한다.
도 5는 일부 구현예에 따라 기계-기반 장치에 의해 수용될 수 있는 일련의 예시적인 패키징 옵션 및 용기 형상을 도시한다.
도 6 및 도 7은 일부 구현예에 따라 동일한 단부 기하구조 및 높이를 갖지만, 상이한 측벽 프로파일을 갖는 두 가지 버전의 용기를 도시한다.
도 8 및 도 9는 일부 구현예에 따라 액화 촉진 및 제품 식별 모두에 사용될 수 있는 특징인 용기 내의 측벽 만입부의 2가지 버전을 도시한다.
도 10a~도 10e는 일부 실시예에 따라 용기를 천공하는 데 사용될 수 있는 5가지 가능한 니들 형상을 도시한다.
도 11은 일부 실시예에 따라 동결된 액체 함유물을 액화시키는 것을 촉진하기 위한 원심 운동의 사용을 도시한다.
도 12a 및 도 12b는 일부 실시예에 따른 스프링-장착 니들을 도시한다.
도 13a~도 13d는 일부 실시예에 따라 동결된 액체 함유물로부터 식품 또는 음료를 제조하는 방법을 도시한다.
도 14a는 일부 실시예에 따라 내부 플랫폼을 구비한 용기의 측 단면도를 도시한다.
도 14b는 일부 실시예에 따라 내부 플랫폼 및 제거된 동결된 액체 함유물을 갖는 용기의 측 단면도를 도시한다.
도 14c는 일부 실시예에 따라 동결된 액체 함유물 플랫폼을 도시한다.
도 14d는 일부 실시예에 따라 오버플로우 튜브를 갖는 동결된 액체 함유물 플랫폼을 도시한다.
도 15a는 일부 실시예에 따른 용기의 측 단면도를 도시한다.
도 15b는 일부 실시예에 따라 도 15a의 상세 A의 측 단면도를 도시한다.
도 16은 일부 실시예에 따른 오버플로우 튜브를 갖는 플랫폼을 구비한 용기의 측 단면도를 도시한다.
도 17은 일부 실시예에 따라 오버플로우 튜브를 갖는 플랫폼을 구비한 용기의 측 단면도를 도시한다.
도 18은 일부 실시예에 따른 용기의 측 단면도를 도시한다.
이하의 설명에서는, 다수의 특정 세부 사항이 개시된 본 발명의 시스템 및 방법, 그리고 이러한 시스템 및 방법이 개시된 본 발명에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해 작동할 수 있는 환경과 관련하여 기술된다. 그러나, 개시된 본 발명이 이러한 특정 세부 사항 없이 실시될 수 있고 당해 분야에 잘 알려진 특정 특징들은 개시된 본 발명의 복잡성을 피하기 위해 상세히 기술되지 않는다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 또한, 이하에서 기술되는 구현예는 예시적인 것으로서, 개시된 본 발명의 범주 내에 있는 다른 시스템 및 방법을 고려할 수 있음을 이해해야 한다.
본원에 기술된 다양한 기술은 필터리스 용기를 사용하는 하나 이상의 동결된 식품 또는 음료 액체의 포장 및 이러한 동결된 액체 함유물을 고품질의 맛있는 식품 또는 음료 제품으로 효율적으로 전환시키는 방법을 제공한다. 단일 챔버 필터리스 용기는 기계-기반 시스템이 용기를 수용할 수 있고 동결된 액체 함유물의 용융 및/또는 희석을 용이하게 하여 소모성 액체 음료 또는 식품 제품을 추출할 필요 없이 원하는 맛, 효능, 부피, 온도 및 질감으로 편리하게 생성하도록 설계될 수 있다. 단순화를 위해, 동결 식품 또는 음료 액체는 "동결된 액체 함유물" 또는 "동결된 액체 함량"으로 지칭될 수 있다.
일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물을 생성하기 위해 동결되는 액체는 임의의 동결된 액체 물질일 수 있으며, 일부 구현예에서, 이는 소위 추출물 예를 들어 용매를 사용하여 특정 용해가능한 고형분의 제거를 통해 수득된 생성물로부터 유도될 수 있다. 예를 들어, 추출물은 물을 사용하여 커피 분쇄물 또는 찻잎으로부터 특정의 용해가능한 고형분을 제거할 수 있다. 다소 혼란스럽게도, 높은 고형분 함유물의 특정 액체 추출물은 종종 농축 추출물이라고 한다. 이와 관련된 용어 "농축(된)"의 사용은 높은 고형분 함유물이 순전히 고체의 용매 추출을 통해 달성되었는지 또는 일부 수단 예를 들어 열 또는 냉각을 이용한 역삼투 또는 증발에 의해 액체로부터 용매를 제거하여 그 효능 또는 강도를 증가시키는 농축의 2차 단계를 통해 달성되었는지에 따라 완전히 정확하거나 그렇지 않을 수 있다.
고체를 추출 또는 용해(예컨대, 분쇄물/잎 등을 대량으로 처리할 수 있는 공장에서 별도로)하여 음료 제품을 만드는 시스템인 "브루어"와 달리, 음료 생성을 용이하게 하기 위한 본원에 기재된 장치는 브루어가 아니다. 오히려, 이는 이전에 추출된 동결된 액체 함유물로부터 음료를 생성하는 데 사용될 수 있는 분배 기능에 의해 용융 및/또는 희석된다.
동결된 액체 함유물을 제조하는 데 사용되는 액체는 또한 순수한 농축물 예를 들어 과일 주스 또는 수프와 같은 소모성 화합물로부터 물 또는 다른 용매를 제거하여 과일 주스 농축물 또는 브로스 농축물을 만듬으로써 수득되는 생성물일 수 있다. 일부 구현예에서, 물은 우유로부터 제거되어 응축된 우유를 생성할 수 있다. 높은 TDS 값 및/또는 농도는 운송 비용 및 선반 공간을 줄이거나, 편의상, 희석을 통해 생성된 제품의 효능 및 서빙 크기의 다양성 또는 예를 들어 감소된 수분 활성으로 인해 향상된 항균성 등으로 인한 유효 기간 연장에 바람직할 수 있다. 이러한 세부 사항은 변형을 예시하기 위한 것이나, 임의의 액체 식품 또는 음료 제품이 제조 방법에 관계 없이 그리고 고체 함유물에 관계 없이 본 발명의 범주 내에 있다.
일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 커피 또는 차 추출물, 레모네이드, 과일 주스, 브로스, 액체 낙농, 알콜, 시럽, 점성 액체 또는 임의의 동결된 액체 식품 중 하나일 수 있다. 동결된 액체 함유물은 영양가가 있거나 없는 물질이 될 수 있으며, 자연적으로 또는 인위적으로 맛을 내며 방부제 등이 포함되거나 포함되지 않은 상태로 포장될 수 있다. 동결된 액체 함유물은 에너지 또는 신진 대사를 지원하는 탄수화물, 단백질, 식이성 미네랄 및 기타 영양소를 포함할 수 있다. 동결된 액체 함유물에는 다른 것들 중에서도 비타민, 칼슘, 칼륨, 나트륨 및/또는 철분과 같은 첨가제가 포함되거나 강화될 수 있다. 동결된 액체 함유물은 항균 첨가제, 항산화제 및 합성 및/또는 비-합성 화합물과 같은 방부제를 포함할 수 있다. 방부제의 예로는 다른 것들 중에서도 젖산, 질산염 및 질화물, 벤조산, 벤조산 나트륨, 하이드록시벤조산염, 프로피온산, 프로피온산 나트륨, 이산화황 및 아황산염, 소르브산 및 나트륨 소르베이트, 아스코르브산 나트륨, 토코페롤, 아스코르베이트, 부틸화 하이드록시톨루엔, 부틸화 하이드록시아니솔, 갈산 및 갈산 나트륨, 산소 소거제, EDTA 2나트륨, 시트르산(및 시트레이트), 타르타르산 및 레시틴, 아스코르브 산, 페놀라제, 로즈마리 추출물, 홉, 소금, 설탕, 식초, 알콜, 규조토 및 나트륨 벤조에이트 등을 포함할 수 있다. 이 첨가제 목록은 본원에 기재된 기술의 범주 내에 있는 것으로 의도되며, 구체적으로 언급된 첨가제는 단지 예시적인 것이며, 그 유도체뿐만 아니라 다른 화학적 화합물도 포함할 수 있음을 이해할 것이다.
동결된 액체 함유물 또는 물질에는 현탁된 고형분이 있을 수도 있고 없을 수도 있으며 비-용해성 고형분을 포함할 수도 있다. 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물이 제조되는 농축물, 추출물 또는 다른 소모성 유체 형태는 동결되기 전에 용매에 완전히 용해되는 첨가제를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 또한 포장 공정 중에 동결된 액체 함유물 내에 용해되지 않지만 원하는 특징을 가진 음료 또는 식품을 제조하는 동안 기계-기반 시스템에 의해 용해되는 조성물 질량을 포함할 수 있다.
도 1a~도 1e는 동결된 액체 함유물을 보유하는 용기를 통해 기계-기반 시스템에 의해 가압 또는 중력으로 공급되는 희석액의 원하는 흐름을 허용하도록 동결된 액체 함유물이 어떻게 구조화되고 포장될 수 있는지에 대한 다양한 구현예를 도시한다. 동결된 액체 함유물로의 열 전달을 촉진하는 것 이외에, 희석액은 난류 운동을 생성시키는 데 효과적일 수 있어, 본원에 기재된 기술 범위를 벗어나지 않는 다양한 방식으로 용융을 촉진할 수 있다. 용기 내에서, 동결된 액체 함유물은 임의의 유용한 모양 또는 크기로 동결될 수 있다.
도 1a에서, 용기(110)의 단면도가 도시되어 있으며(밀봉 뚜껑이 제자리에 없음), 여기서 상기 용기는 동결된 액체 함유물(120)을 포장하기 위한 캐비티를 한정한다. 이 경우, 출구 니들 천공을 위한 클리어런스를 허용하고 용기 내의 동결된 액체 함유물의 외부 표면 둘레에 통로를 생성하여 용기를 통해 용융/희석액의 원하는 흐름을 생성하고 동결된 액체 함유물 주위에 원하는 풍미, 강도, 부피, 질감 및 온도의 음료를 제조할 수 있도록 동결된 액체 함유물이 용기의 바닥 부분으로부터 이동되어 있는 것으로 도시되어 있다. 도 1b는 다른 구현예를 도시하며, 여기서, 동결된 액체 함유물은 상기 용기의 외부와 매칭되도록 구성되고 후속 적재되는 형상으로 성형되어, 상기 사전 성형된 형상이 그 몸체에 관통 구멍(130)을 형성하고 차단이나 배압 없이 원하는 액체 흐름을 제공하기 위해 출구 니들 천공을 수용하기 위한 아래의 릴리프 부분(132)을 형성한다. 도 1c는 용기를 통해 그리고 동결된 액체 함유물 주위에 원하는 액체 흐름을 제공하기 위한 큰 간극 공간을 갖는 다수의 다양한 형태 및 크기로 제공되는 다수의 동결된 액체 함유물(140 내지 180)을 도시한다. 일부 구현예에서, 밀봉된 용기 내에서의 동결된 액체 함유물은 복수의 농축물 및 조성물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 동결된 액체 함유물(140, 150)은 레모네이드 농축물을 포함하고, 동결 음료 농축물(160, 170 및 180)은 차 농축물을 포함할 수 있으므로 "아놀드 파머(Arnold Palmer)"를 생성할 수 있다.
도 1d 및 도 1e는 돔(195)(쌍안정성 또는 다른 방식)을 갖는 바닥 부분을 포함하는 다른 형상의 용기(115)에 대한 구현예를 도시한다. 도 1d에서, 용기(115)는 동결된 액체 함유물이 적소에 첨가되고 동결될 때 이의 초기 상태로 도시되어 있으며, 용기로부터 외향으로 팽창된 1차 또는 초기 위치의 돔 구조를 갖는 바닥의 동결된 돔 구조(195)로 완성된다. 도 1e는 동결된 액체 함유물(190)이 용기의 내부 바닥과 동결된 액체 함유물의 바닥 부분 사이의 공간 또는 공극을 되돌리거나 또는 "교체하는" 헤드스페이스 내로 위쪽으로 변위되도록 돔(195)이 용기의 캐비티 내측을 향하는 2차 위치로 변위된 후의 용기(115)의 상태를 도시한다. 이러한 변위는 바람직하게는 용기의 바닥에 출구 천공 니들을 위한 공간을 생성하고 또한 임의의 용융/희석 액체가 동결된 액체 함유물의 외부를 통과하는 유동 경로를 생성한다.
도 1f는 다중-면 형상을 포함하는 용기(196)를 도시한다. 이 구현예에서, 용기(196)는 상이한 형상 부분(196A-E)을 포함한다. 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물을 충전, 용융 및 희석하는 공정은 일반적으로 용기의 크기 또는 형상에 영향을 받지 않을 수 있다. 일부 구현예에서, 예를 들어, 동결된 액체 함유물의 제한 없는 방출을 촉진하고 용이하게 할 수 있고 니들 천공을 수용하고 액체 등을 희석하기 위한 준비된 유동 경로를 촉진시키기 위해 동결된 액체 함유물 주변의 클리어런스를 개발할 수 있게 하는 기하구조의 사용과 관련된 특정 설계 사항이 고려될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 이러한 설계 사항이 동결된 액체 함유물과 접촉하는 용기의 측벽에서 포지티브(positive)(비-잠금) 드래프트로 충족될 수 있다. 드래프트는 예를 들어 측벽을 용기의 바닥에서 용기의 상부로 테이퍼링시키는 것(예를 들어, 용기의 직경이 용기의 상부에 더 가까워질수록 더 커진다)과 같이 용기의 측벽을 테이퍼링시킴으로써 달성될 수 있다. 이는 동결된 액체 함유물을 용기의 바닥으로부터 밀어내어 동결된 액체 함유물의 측면 둘레에(예를 들어, 용기의 측면에 대한 동결된 액체 함유물의 기계적 잠금을 방지하는) 클리어런스를 생성하도록 포지티브 드래프트를 생성할 수 있다. 이러한 포지티브 드래프트는 입구 니들로부터 용기를 천공하는 출구 니들로 흐르는 액체와 같이 액체를 용기를 통해 이동시키도록 희석시키기 위한 자연 유동 경로를 생성하는 데 사용될 수 있다.
도 1g는 소비자에 의해 제거될 수 있는 당김 탭(pull-tab)(199)을 포함하는 뚜껑(198)을 갖는 용기(197)를 도시한다. 당김 탭(199)은 용기(197)와 조합된 스트로우 또는 유사 장치의 사용을 용이하게 하기 위해 제거될 수 있다. 다른 예로서, 용기(197) 내로의 희석 유체의 도입을 용이하게 하기 위해 당김 탭(199)이 제거될 수 있다.
도 2a는 내부에 펑크(210)를 포함할 수 있는 뚜껑 구조(118)와 같이 성형된 밀봉 마개를 포함하는 용기의 사시도를 도시하며, 이에 의해, 일부 구현예에서는 용융제로서 작용할 수 있는 희석 유체가 용기 내로 도입될 수 있다. 뚜껑 구조(118)는 특정 경우에 뚜껑의 천공을 필요로 하지 않으면서 뚜껑을 수동으로 제거하여 동결된 액체 함유물에 접근할 수 있도록 하는 탭(119)을 포함할 수 있다. 이러한 뚜껑 구조는 단일 스트림 재활용에 대한 노력을 더 잘 지원하기 위해 용기와 동일한 재질로 만들 수 있다. 이러한 뚜껑 구조는 수용 시스템에 의해 생성된 힘에 의해 증가 및 감소할 수 있는 예를 들어 용융/희석액에 의해 생성된 내부 압력을 적절히 견딜 수 있는 충분한 게이지 두께로 제조될 수 있다. 예를 들어, 용융을 용이하게 하는 진동, 원심 또는 회전 플랫폼 또는 주입된 희석액의 유속은 뚜껑, 밀봉부 및 용기에 가해지는 압력에 영향을 미친다. 또한, 수용 시스템에 의해 만들어진 천공은 밀봉부, 뚜껑 및 용기에 생성된 압력에 영향을 줄 수 있다. 뚜껑은 예를 들어 열 밀봉 또는 크림핑, 반경 방향 폴딩, 음파 용접 등 임의의 적절한 수단에 의해 용기에 부착될 수 있으며, 이러한 기능은 내부 캐비티를 밀봉하고 가스 또는 습기 이동에 대한 장벽 역할을 하는 뚜껑의 기구 또는 형태에 의해 달성될 수 있다.
도 2b는 두 개의 천공(215)을 포함하는 천공된 뚜껑의 다른 구현예를 도시한다. 도 2c는 희석액이 밀봉된 용기로부터 배출되도록 하는 바닥 천공(220)을 도시한다. 그러나, 이러한 예는 용기의 어느 곳에서나 펑크가 발생할 수 있으므로 예시적인 것이다. 펑크는 용매, 희석제, 액체 예컨대 원하는 용융 및 희석 환경을 위한 물, 가스 또는 증기를 분배하고 궁극적으로 적시에 원하는 음료를 생성하기 위해 특정 위치에서 이루어질 수 있다. 펑크는 필요에 따라 임의의 크기일 수 있어 예를 들어 특대의 고형분(동결 또는 비-용해성 고형분)이 용기로부터 분배되도록 허용할 수 있다. 일부 변형예에서, 천공은 특정 크기의 동결 구조물이 배출되어 유체, 아이스, 슬러시 또는 스무디 같은 음료를 생성하도록 용기로부터 분배시킬 수 있다. 또한, 다수의 천공은 용융/희석액이 내부에 투입될 때 용기의 배출을 제공하는 데 유리할 수 있다.
도 2d는 기계-기반 시스템으로 하향식으로 적재된 용기(260)의 뚜껑(250)을 통해 액체를 유입시키기 위한 용기(270)의 외주에 근접한 4개의 천공(230 내지 233)을 갖는 구현예를 도시한다. 이 구현예에 도시된 바와 같이, 펑크(240)는 용융되어 희석된 동결된 액체 함유물이 용기를 빠져나갈 수 있게 하기 위해 용기 뚜껑의 중심 근처에 제공될 수 있다. 이 도면에서, 동결된 액체 함유물(도시되지 않음)은 액체가 용기의 테이퍼진 측면에 의해 출구 천공으로 재지향되는 원하는 유동 환경을 허용하도록 거꾸로 된 용기의 돔 형상의 바닥 내부에서 동결된다. 이 예에서, 용융되고 희석된 액체는 수용 장치에 의해 제공된 단일 또는 복수의 노즐로부터의 소비를 위해 상기 용기로부터 제2 용기 내로 유출될 수 있다.
일부 구현예에서, 이들 용기에 함유된 동결된 액체 함유물은 적절할 때 추출 공정 중에 탈기되거나 탈산소화된 용매(예컨대, 물)의 사용을 포함하여 탈기 또는 탈산소화될 때보다 잘 보존될 수 있다. 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물을 만드는 데 사용된 액체는 신선도, 풍미, 맛 및 영양의 관점에서 최고 품질의 시간에 동결될 수 있다. 커피-기반 음료와 같은 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 최적의 맛, 향 및 전체 품질을 보존하기 위해 추출 직후에 최대 풍미의 기간 동안 플래시-동결되고, 그 후 이의 맛과 향을 보존하기 위해 동결 상태로 배포된다. 예를 들어, 에스프레소 농축물이 보존될 수 있으며, 로스팅 후 0 내지 36시간 내에 분쇄되고 분쇄 직후 추출되고 추출 공정 중에 탈산소화된 물을 사용하는 경우에 최고의 맛을 낼 수 있다. 추출 직후의 최대 풍미 기간 동안 액체 농축물, 추출물 또는 다른 소모성 유체를 플래시-동결시킴으로써, 추출물의 피크 풍미, 최적의 맛, 향 및 전체 품질을 수득하는 것이 가능하다. 또한, MAP 기술을 사용하여 가스 불침투성이고 재생가능한 용기(본원에서 추가로 설명됨)에 이러한 플래시-동결된 액체를 포장하고, 동결된 액체 함유물을 후속 저장 및 최종 소비자에게 전달하는 동안 동결 상태로 유지시키면, 신선한 풍미가 거의 무한정 유지될 수 있다. 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 용기의 선택되고 제어된 부분으로부터 열을 제거함으로써 동결되어 동결된 액체 함유물과 용기의 측면 사이에 생성된 결합(접착)을 나중에 용이하게 제거하도록 촉진할 수 있다. 예를 들어, 특정 구현예에서, 액체 함유물은 용기에 위치되고, 열은 액체의 상부 표면에서 동결되기 시작하여 액체가 아래로 동결되도록 하기 위해 제거된다. 이렇게 하면 동결된 액체 함유물과 용기의 측벽 내부 사이의 접착력이 감소한다.
일부 구현예에서, 함유물의 품질이 다른 FDA 식품 안전 방법 예컨대 탄산 음료를 제조하는 데 사용되는 시럽에 의해 유지될 수 있는 경우, 포장은 동결 이상으로 분포될 수 있다. 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 분배되는 동안 동결되고 1회 또는 수차례 녹거나 녹지 않을 수 있다. 동결된 액체 함유물의 응고점 이하의 온도에서 용기를 분배하고 유지하는 것은 품질 보전 및 영양이 풍부한 식품 안전성 측면을 증가시킬 수 있지만 모든 구현예에 반드시 필요한 것은 아니다. 일부 구현예에서, 음료 농축물은 플래시-동결되고 소비를 위해 준비되기 직전에 용융 및/또는 희석될 준비가 될 때까지 용기에서 동결 보관된다.
일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 또한 적층된 및/또는 혼합된 형태로 구성된 복수의 동결된 액체 함유물로서 포장될 수 있다. 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 함유물이 비-충전 영역을 유지하면서 용기의 캐비티 체적 내에 맞춰질 수 있고 수용 시스템에 의해 특정 천공 구현을 위해 위치가 재조정될 수 있는 한 임의의 형상 또는 다중 기하학적 형상으로 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 분쇄되거나 침전되어 용융 속도를 증가시키기 위해 동결된 액체 함유물의 표면적을 증가시킬 수 있다.
일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물을 포함하는 액체는 그것이 용기 내에서 측정된 후에 동결될 수 있다. 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물을 생성시키는 데 사용되는 유체는 용기에 전달되기 전에 예를 들어 주형 내에서 예비-동결되고, 압출되고, 동결되고 크기로 절단되거나 또는 다른 수단에 의해 동결된 다음에 바람직한 형태의 동결된 고형분으로서 용기에 누적될 수 있다. 이는 동결된 액체 함유물이 천공을 위해 지정된 용기의 영역을 간섭하지 않도록 테이퍼 부를 갖는 용기의 치수와 협력하여 행해질 수 있다. 예를 들어, 동결된 액체 함유물은 그 직경이 도 1a에 도시된 바와 같이 용기의 상부, 하부 또는 다른 제1 또는 제2 단부의 직경보다 크기 때문에 천공 영역으로부터 변위되도록 성형될 수 있다. 다른 말로 표현하면, 동결된 액체 함유물은 제1 단계 또는 별도의 단계에서 생성된 다음 기계-기반 분배 시스템에 의해 수용될 수 있는 용기에 수용, 삽입 및 밀봉될 수 있다. 일부 구현예에서, 액체 음료 농축물은 슬러리 또는 액체로서 수용되어 동결되고, 차례로 또는 일제히 용기에 밀봉된다. 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 효능, 형상 및 크기를 가지며, 기계-기반 시스템이 액체 동결된 액체 함유물을 용이하게 용융 및/또는 희석할 수 있도록 용기 내에서 구조화되어, 상기 함유물을 원하는 풍미, 효능, 부피, 온도 및 질감의 소모성 액체로 전환시킬 수 있다.
일부 구현예에서, 본원에 기재된 기술을 사용하여 동결된 액체 함유물을 보유/저장하기 위한 용기는 연속적이고 폐쇄된 바닥부, 바닥부로부터 연장되는 연속적인 측벽 및 바닥부로부터 멀리 연장될 때 바깥쪽으로 테이퍼지는 연속적인 측벽에 의해 한정된 밀봉가능한 상부 개구부를 갖는 컵-형성 부분을 포함한다. 상기 벽은 특정 펑크, 동결된 액체 함유물 변위 및 유동 구현을 방해하는 필터 또는 기타 내부 기능에 의해 방해받지 않는다.
일부 구현예에서, 용기는 동결된 액체 함유물을 저장하기 위한 캐비티를 포함한다. 본원에서 이전에 또는 이후에 "용기"라 칭하는 동결된 액체 함유물이 밀봉된 포장은 다르게는 카트리지, 컵, 패키지, 파우치, 포드, 저장소, 캡슐 등으로 기술될 수 있다. 상기 용기는 임의의 형상, 스타일링, 색 또는 구성일 수 있으며, 분배 장치와 협력하여 액화 환경을 향상시키도록 스타일링될 수 있다. 상기 포장은 가요성이거나, 최종 형상을 가지거나 또는 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 포드에 적용되는 포드 감지 또는 동작 구동 기능을 보완하기 위한 심미적 또는 기능적 이유 때문에, 용기의 벽은 일정한 인터페이스 치수를 일정하게 유지하면서 다른 포드 크기를 제공하기 위해 오목하고/하거나 볼록하게 형상화될 수 있다.
예를 들어, 도 6 및 7은 동일한 단부 기하구조 및 높이를 갖지만 상이한 측벽 프로파일을 갖는 두 가지 버전의 용기(610 및 710)를 도시한다. 다르게 구부러진 측벽은 동결된 액체 함유물 및 헤드스페이스에 사용할 수 있는 다양한 내부 용적을 생성하지만 두 끝의 직경과 전체 높이는 동일하다.
일부 구현예에서, 용기의 외부 표면은 동결된 액체 함유물을 가열 및/또는 용융시키는 데 사용될 수 있는 적외선 에너지의 흡수를 향상시키도록 설계된 물질로 착색되거나 코팅된다. 일부 구현예에서, 제1 또는 제2 단부로부터의 단면도에서 볼 때, 용기 측벽의 형상은 별 또는 다른 비-원형 형상, 예를 들어, 둘레 표면적이 매끄러운 원통 또는 원추형보다 큰 것이어서, 이에 따라 동결 농축물의 가열 및 용융을 비례하여 빠르게 촉진한다. 이것은 열이 용기를 통해 동결된 액체 함유물로 전달되도록 표면적을 증가시키는 것을 포함하는 여러 방식으로 용융을 효과적으로 촉진시킴으로써, 용융을 촉진시키거나 또는 출구 천공(들)로부터 액체를 멀리 향하게 하여 용기 내에서 보다 열 전달 효율을 증진시키는 보다 난류인 환경을 생성할 수 있다.
일부 구현예에서, 도 8 및 9에 도시된 바와 같이, 동결된 액체 함유물의 용융 및 희석 중에 내부 난류를 촉진시키는 데 도움이 될 수 있고 용기를 채우는 데 사용된 함유물 또는 제품 군을 식별하는 데 사용될 수도 있는 "변조 특징부(keying feature)"(620 또는 621)가 존재한다.
일부 구현예에서, 용기는 MAP 가스 환경을 유지하는 것을 돕기 위해 용기를 밀봉하기 위한 마개를 포함한다. 이 경우, 뚜껑과 용기 사이에 형성된 기밀 밀봉은 패치, 글루, 코르크, 열 밀봉, 크림프 및/또는 이와 유사한 것을 포함하나 이들에 한정되지 않는 다양한 방법을 사용하여 달성될 수 있다. 일부 구현예에서, 마개는 예를 들어 앞서 언급한 바와 같이 뚜껑상의 당김 탭을 사용하여 수동으로 제거 가능하도록 설계되어, 소모성 음료를 제조하기 위한 기계-기반 시스템을 사용할 수 없는 경우에 다른 방식으로 사용될 수 있도록 한다. 일부 구현예에서, 상기 장치는 상기 용기를 상기 기계-기반 분배 시스템에 로딩하기 전에 기계 가공된 천공 대신 수동 천공을 요구할 수 있다.
동결된 액체 함유물은 가스 이동을 제어하는 물질로 포장될 수 있으며, 예를 들어, 상기 용기는 포장된 동결된 액체 함유물의 신선도와 향을 보존하기 위한 오래 지속되는 저장 패키지를 만들기 위한 가스 불침투성 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 용기는 알루미늄 기판 또는 다른 금속 물질로 구성될 수 있으며, 필요한 경우, 전형적으로 식품과의 접촉을 위해 FDA가 승인한 코팅으로 제조될 수 있다. 다른 예로서(예를 들어, 재생가능성이 중요한 관심사가 아닌 경우), 용기는 예를 들어 EVOH 플라스틱 층을 포함하는 다층 배리어 필름으로 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 용기가 금속으로 제조되는 경우, 용기는 바람직하게는 알루미늄과 같은 열 전도성이 높은 물질로 만들어지며, 따라서 가열된 희석 액체가 특히 동결된 액체 함유물을 용융시키기 위한 주요 수단이 아닌 경우에 보다 빠른 열 전달을 지지한다. 일부 구현예에서, 포장은 용해되고 소비될 수 있는 식용가능한 포장재를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 용기 및 그 마개는 가스 불침투성의 재생가능한 물질로 이루어져서, 마개 및 다른 포장 특징을 포함하는 폐 용기가 전체적으로 재활용될 수 있도록 한다.
일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 헤드스페이스를 갖거나 헤드스페이스가 없거나 또는 제한된 헤드스페이스를 갖도록 포장된다. 전술한 바와 같이, 헤드스페이스는 밀폐된 용기 내부의 임의의 잉여 공간을 말하며, 선택적으로는 동결된 액체 함유물의 상부와 용기의 뚜껑 또는 마개 부분 사이에 위치한다. 또한, 포장 용기 내의 임의의 헤드스페이스는 유리하게는 아르곤, 이산화탄소, 질소, 또는 공기 또는 산소보다 화학적으로 덜 활성인 것으로 알려진 다른 기체 화합물과 같은 MAP 가스를 사용하여 충전될 수 있다. 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물의 상부 또는 최외곽 층 또는 외피는 방부제 장벽으로 작용할 수 있는 동결되고 탈기된 코팅 물(water)로 층을 이룰 수 있다. 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 가요성 용기에서 진공 밀봉된다. 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 함유물과 대기, 특히 산소 가스뿐만 아니라 아로마를 운반하는 가스와의 표면적 접촉을 최소화하는 방식으로 용기에 포장된다.
일부 구현예에서, 용기는 용기의 측면 또는 바닥으로부터 동결된 액체 함유물을 떼어내는 데 필요한 힘을 상당히 감소시키는 물질로 내부에 코팅되어, 바깥쪽으로 또는 천공 니들의 작용에 의해 동결된 액체 함유물의 이동을 용이하게 하고 용융액 및/또는 희석액이 출구 천공으로 가는 도중에 동결된 액체 함유물의 외부 표면을 지나갈 수 있도록 제한되지 않는 경로를 생성한다. 일부 구현예에서, 용기의 바닥은 액체 함유물의 충전 및 동결 중에 용기의 바닥으로부터 멀어지도록 하향 팽창되고, 이어서 동결 후 그 제2 안정성 위치로 상향 반전되어 동결된 액체 함유물을 용기의 바닥으로부터 멀어지게 유지하여 출구 천공으로 가는 도중에 동결된 액체 함유물의 외부 표면 주위로 희석액이 니들 침투 및/또는 유동을 용이하게 할 수 있는 돔 구조(쌍안정성 또는 다른 방식)를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 돔은 제품을 소비자에게 선적하기 전에 공장에서 반전된다. 일부 구현예에서, 상기 돔은 사용 직전에 소비자에 의해 또는 삽입 및 니들 침투의 일부로서 기계에 의해 반전된다. 일부 구현예에서, 돔은 기계에 의해 반전된다. 이러한 구현예는 단지 예이며 동결된 액체 함유물 또는 음료 생성을 제거하는 것을 용이하게 할 수 있는 용기의 기능 또는 특징을 제한하기 위해 인용되지 않는다. 또한, 위의 예에서, 동결된 액체 함유물은 천공 니들 또는 돔에 의해 헤드스페이스 내로 위쪽으로 변위된다. 그러나, 다른 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 용기의 채워지지 않은 영역 내로 상이한 방향(예를 들어, 아래쪽 또는 옆쪽)으로 변위될 수 있고 본 발명의 범주 내에 있다. 유사하게, 동결된 액체 함유물은 용기의 바닥 또는 상부를 관통하는 니들에 의한 파쇄를 용이하게 하는 형상 및 크기일 수 있다.
일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물은, 원하는 풍미, 효능, 부피, 온도 및 질감의 음료를 생성하는 것을 용이하게 하기 위해 용질 추출 또는 커피 추출용으로 고안된 현재의 기계-기반 희석 시스템 또는 시판중인 시스템에 의해 용기를 수용할 수 있게 하는 특정 크기 및 형상의 용기 내에 포장되고 구조화될 수 있다.
일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물의 포장은 동결된 농축물이 유통되는 동안 용융되거나 자외선에 노출되는 것을 방지하는 추가적인 장벽 또는 2차 포장을 포함한다. 예를 들어, 카드보드 박스 내에 추가로 포장된 용기에 동결된 액체 함유물을 포장하는 것은 절연 층을 추가하는 것이고, 이에 의해 예를 들어 온도 손실 또는 용융이 바람직하지 않은 경우에 동결된 액체 함유물의 온도 손실 또는 용융을 느리게 할 것이다.
본 발명의 구현예에서, 동결된 액체 함유물로부터 식품 또는 음료를 생성하기 위한 장치는 유리하게는 여과된 음료 용기 중에서도 예를 들어 미국 특허 제5,325,765호에 예시된 바와 같이 현재 이용가능한 여과된 용기와 구별할 수 있는 필터리스인 용기를 포함한다. 필터리스 용기 및 예를 들어 (1) 용융 및/또는 희석 및 후속 전달 동안 동결된 액체 함유물의 (사실상) 완전 제거 및 (2) 균질한 구성 물질의 사용은 용기를 이상적으로 재활용에 적합하게 만든다.
일부 구현예에서, 용기는 기계-기반 시스템에 의해 수용되도록 구성되며, 그로부터 분배된 액체를 수용할 수 있어, 원하는 일련의 특징을 갖는 소모성 액체 생성물로의 동결된 액체 함유물의 용융 및/또는 희석을 더욱 용이하게 한다.
일부 구현예에서, 용기는 용융된 함유물 및 기계-기반 시스템으로부터의 모든 첨가된 희석액을 함유할 수 있고 완제품이 그로부터 즉시 소비될 수 있을 만큼 충분히 클 수 있다. 희석액을 첨가하기 위해 사용된 천공은, 희석된 및/또는 용융된 함유물을 제2 용기에 분배하는 것과 달리, 후속적으로 스트로우 또는 다른 수단을 사용하여 용기로부터 직접 소비할 수 있도록 적합화될 수 있다.
일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물을 담은 용기는 피제어 부분 배치로 제공되며, 여기서 피제어 부분 배치는 단일-서빙 크기의 형태 또는 다중-서빙을 생성하기 위한 뱃치-서빙 크기의 형태를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 기계-기반 시스템은 동결된 액체 함유물의 용융 및 희석을 용이하게 하기 위해 임의의 방법, 형상 또는 형태로 용기 또는 그 복수의 용기를 수용할 수 있다. 일부 구현예에서, 기계-기반 시스템은 더 큰 제품 가능성 어레이를 위해 다수의 용기 유형 및 크기를 수용할 수 있다.
일부 구현예에서, 용기는 소비자 또는 기계-기반 시스템에 의해 천공될 수 있다. 예를 들어, 소비자는 기계-기반 시스템에 의해 수용되기 전에 용기에 내장된 천공이 노출되도록 패치를 제거할 수 있다. 대안적으로, 기계-기반 시스템은 천공 니들 또는 용기를 파열시키기 위한 압력을 포함하는 다양한 방법을 사용하여 밀봉된 용기를 천공할 수 있다.
일부 구현예에서, 포장은 고온 또는 기계적 작용에 노출된 후에만 천공될 수 있다. 예를 들어, 포장은 가열될 때 동결된 액체 함유물이 침투할 수 있는 스폰지형 물질로 제조될 수 있다. 대안적인 예에서, 동결된 액체 함유물은 해동되거나 액화되어 기계-구동 니들이 적은 힘으로 용기 및 함유물을 통과할 수 있도록 된다.
전술한 바와 같이, 천공은 단일 구멍일 수 있다. 일부 구현예들에서 다수의 천공들이 다수의 위치에서 용기에 제공될 수 있다. 일반적으로, 용융된 동결된 액체 함유물을 여과할 필요가 없기 때문에, 본원에 기재된 천공은 용융/희석 액체, 가스 또는 증기의 도입을 위한 것이거나 또는 용융된 동결된 액체 함유물이 용기를 빠져나가는 것을 허용하기 위한 것이다. 일부 구현예에서, 용기는 천공되고, 푸시-로드(push-rod) 또는 그와 유사한 것이 용융 및 희석되기 전에 용기로부터 동결된 액체 함유물 전체를 번위시키기 위해 도입된다. 일부 구현예에서, 천공은 단계적으로 수행될 수 있는데, 분배 공정에서 상이한 간격으로 하나의 천공 다음에 다른 천공 또는 다수의 천공이 단계적으로 수행된다. 기계-기반 시스템이 동결된 액체 함유물을 대체하거나, 또는 소비자가 동결된 액체 함유물을 변위시키고 포장에서 꺼내어 동결된 액체 함유물만을 시스템에 적재할 수도 있다. 일부 구현예에서, 용기는 음료 제품을 낭비하지 않고 용기로부터 임의의 재순환 오염물을 제거하기 위해 용융 전 또는 후에 전체 동결된 액체 함유물이 용기를 빠져나가는 위치에서 기계-기반 시스템에 의해 천공된다.
상기 천공은 동결된 액체 함유물이 용융되고/되거나 희석되는 시간 전, 후 또는 그 동안에 수행될 수 있다. 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 이상적인 음료에 대해 분배된 희석제에 의해 희석되기 전에 용융되어 용기를 빠져나간다. 본 발명의 일부 예에서, 동결된 액체 함유물은 함유물이 후속 또는 2차 용기로 분배되기 전에 분배된 액체를 사용하여 희석될 수 있다. 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 용융되고 동시에 희석된다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물을 함유하는 용기에 액체를 도입하여 동결된 액체 함유물을 동시에 또는 일체로 용융 및/또는 희석시킬 수 있다.
용기 내의 동결된 액체 함유물 주위 또는 이를 통해 가압 액체를 밀어 넣는 것이 용융 속도를 높이는 데 효과적일 수 있지만, 동일한 결과를 얻고 이 과정의 속도를 향상시키는 다른 방법이 있다. 도 3은 동결된 액체 함유물을 동시에 용융 및/또는 희석하기 위해 가압된 액체를 사용하지 않는 목적한 음료를 제조하는 방법을 도시한다. 동결된 액체 함유물(310)은 천공가능한 용기 내에 봉입된다. 용기(320)는 기계-기반 시스템에 천공되고 수용되며, 동결된 액체 함유물은 외부 열원 등과 같은 용융화 성분을 통해 액화된다. 본원에 기재된 기술의 동결된 액체 함유물로부터 소모성 액체 생성물을 생산하는 공정은 그 안에 저장하기 위한 밀봉된 용기에서 함유물을 제공하는 초기 단계에 의해 수행될 수 있다. 상기 용기는 동결된 식품 또는 음료를 소모성 액체 식품 또는 음료 형태로 녹이기 위해 외부 열원을 통해 용기에 열을 가하는 기계-기반 시스템에 의해 수용되며, 여기서 밀폐된 마개가 상기 밀폐된 마개로부터 소모성 액체 음료를 직접 분배할 수 있도록 천공된다.
일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물에 함유된 네거티브 에너지가 디스펜서 내에 냉장 시스템을 필요로 하지 않고 디스펜서로부터의 냉 음료를 촉진시키는 방법으로서 소모성 식품 또는 음료를 만드는 데 사용되는 희석 액체, 가스 또는 증기로부터의 과도한 열을 흡수한다. 차가운 상태로 제공될 음료를 포함하는 상기 구현예에서, 동결된 액체 함유물의 용융 및 희석이 외부 열, 주변 온도 희석액 내에 함유된 에너지 및 용융/희석액과 동결된 액체 함유물 간의 상대적 운동의 조합을 사용하여 조심스럽게 관리되어 최종 제품의 전반적인 온도를 최소화할 목적으로 액화를 향상시킨다.
도 3을 추가로 참조하면, 용기를 빠져나온 용융 음료수 함유물(330)은 제2 단계에서 또는 원하는 희석제와 함께 기계-기반 시스템을 통해 분배된 추가의 액체로 희석된다. 용융된 함유물은 희석을 위한 다른 액체를 첨가하기 전, 후 또는 동시에 희석되지 않고 분배될 수 있다. 이는 기계-기반 시스템에 의해 함께 분배되기 전에 두 액체를 혼합하는 액체 저장소에서 용융된 음료수 함유물을 포획하는 것을 포함할 수 있다. 분배될 때, 2차 용기(340)는 적절할 때 용융된 함유물 및 희석제를 수용한다.
일부 구현예에서, 용융/희석된 함유물을 수집하는 데 사용되는 2차 용기는 액체 식품 또는 음료를 보유하는 것으로 알려진 임의의 용기를 포함할 수 있다. 이 2차 용기는 용기, 보온병, 머그, 컵, 텀블러, 보울 및/또는 이와 유사한 것일 수 있다. 이 2차 용기는 2차 포장에 포함되거나 포함되지 않을 수 있다. 참고: 이 예는 동결된 액체 함유물이 용융 및/또는 희석된 2차 포장으로 배출된 후 수프 한 그릇을 만들기 위해 조합되는 동결 액체 브로스 농축물의 용기와 함께 판매되는 인스턴트 쌀 또는 국수를 담은 수프 그릇이 있는 소비자 패키지이다. 대안적으로, 2차 용기는 소비자에 의해 개별적으로 제공될 수 있다.
일부 구현예에서, 소비자는 동결된 액체 함유물의 희석없이 음료수를 원할 수 있다. 예를 들어, 동결된 액체 함유물은 이미 올바른 풍미, 부피 및 효능을 지니고 있다. 예를 들어, 동결된 액체 함유물은 이미 소비를 위해 원하는 TDS 수준, 예를 들어 에스프레소 또는 고온 퍼지(fudge) 소스로 존재할 수 있으며 원하는 온도 및 질감에서만 녹고 분배될 필요가 있다. 예를 들어, 기계-기반 시스템은 코일 히터에 열 전도성 용기를 놓거나 또는 적외선을 조사하거나 또는 용기의 외부에 가열된 가스 또는 증기를 충돌시킨 다음 용기가 원하는 온도에 도달한 후에 용기를 천공함으로써 동결된 액체 함유물을 녹일 수 있다. 또한, 동결된 액체 함유물은 기계-기반 시스템으로부터 후속 용기로 편리하게 분배될 수 있다. 일부 예에서, 뚜껑은 용기로부터의 직접적인 소비를 위해 용융 및 가열 전 또는 후에 제거된다.
도 4a~도 4d는 일부 구현예에 따라 다양한 용기를 수용할 수 있는 예시적인 기계-기반 장치를 도시한다. 상기 시스템은 예를 들어 용융 시스템일 수 있다. 용기는 예를 들어 다양한 크기 및 형태의 다양한 필터리스 용기를 포함할 수 있으며, 각각은 일정량의 동결된 액체 함유물을 보유한다. 상기 장치는 본원에 기재된 바와 같이 원하는 특징을 갖는 음료 또는 식품을 생성할 목적으로 용융, 희석 및 전달 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.
도 4a에서, 시스템(400)은 상이한 크기 및/또는 형상의 용기가 로딩될 수 있는 카세트(430)를 포함한다. 일단 단일 용기로 로딩되면, 카세트(430)가 제 위치로 슬라이딩되면서 상기 용기가 주 시스템 본체(410) 상의 중앙으로 올 때까지 클리어런스 터널(435)을 통과할 수 있다. 용융 시스템(400)의 사용에 대한 설명은 디스플레이(420)를 통해 사용자에게 전달될 수 있다. 용기의 동결된 액체 함유물을 용융/희석하는 데 사용되는 용매(예를 들어, 물)는 필요할 때까지 저장 탱크(440)에 저장된다.
도 4b 및 도 4c를 참조하면, 일단 용기가 시스템과의 상호 작용을 위해 적절하게 배치되면, 니들 지지 암(arm)(450)이, 단지 예로서, 니들(457)이 용기의 폐쇄 단부를 천공시킬 때까지 전기 또는 가스-구동 변형을 포함하는 모터(451) 및/또는 스크류(452)를 포함할 수 있는 임의의 공지 수단을 사용하여 용기 쪽으로 이동된다. 용기를 천공하기 위한 수동 레버의 사용 또한 본 발명의 범주 내에 있다. 니들의 형상은 출구 지점으로의 유동 경로를 촉진시키기 위해 동결된 액체 함유물의 일부를 칩으로 쪼개거나 파단시키거나 제거하기 위해 용기에 일정한 깊이 및 각도로 삽입될 수 있도록 돌출 팁(tip)을 포함할 수 있다. 니들(457)은 용기 및/또는 동결된 액체 함유물의 침투를 용이하게 하기 위해 일정 깊이에서 스크류 운동으로 회전할 수 있다. 대안적으로, 니들은 초기 분배 압력을 완화시키거나 장애물이 없는 천공 출구를 제공하기 위해 용기 내의 또는 용기로부터 제2 깊이까지 천공 후에 후퇴될 수 있다. 니들은 용기에 삽입되기 전이나 삽입되는 동안 가열될 수 있다. 가열된 프로브(probe)는 분배된 함유물의 용융을 가속하기 위해 천공 중 하나를 통해 용기에 삽입될 수 있다. 용기 설계 및 그 함유물에 따라, 제2 니들 지지 암(455)은 유사한 모터(454) 및 구동 스크류(455)를 사용하여 용기의 바닥을 관통하도록 용기 쪽으로 이동될 수 있다. 플레이트 히터 또는 IR 가열 원(도시되지 않음)과 같은 히터를 사용하여 선택된 제품 및 원하는 공정에 따라 동결된 액체 함유물을 예열 또는 용융시킬 수 있다. 필요한 경우, 저장 탱크(440)에 저장된 용융/희석액은, 배관(도시되지 않음)을 사용하여, 열 교환기(도시되지 않음)를 통과하고 니들(457)을 통과하여 현재 천공된 용기 내로 통과할 수 있다. 그 후, 용융된 액체는 니들(456)을 통해 용기로부터 배출될 수 있다. 일 구현예에서, 천공 니들(457)은 특정 예에서 카푸치노와 라떼 같은 커피-기반 유제품을 위한 거품과 같은 질감을 생성하기 위해 액상 제품을 폭기시키는 방식으로 뜨거운 액체, 증기, 가스 또는 이들의 임의의 조합을 포드에 직접 주입할 수 있다. 일 구현예에서, 포드 내로 주입된 니들은 기존의 구조를 포함하지 않고 포드를 안정화시키기 위해 순전히 사용될 수 있다.
도 10a~도 10e에 도시된 바와 같이, 니들의 분배 또는 배수 오리피스(들) 또는 릴리프는 1000A에서와 같은 지점(1001)에 또는 다른 곳에 위치되거나 도 10a에서와 같이 축 방향으로 정렬되거나 또는 도 10c 및 10d에서와 같이 측면(1004)에 위치될 수 있지만, 축 방향 통로(들)(1005, 1006)와 유체 연통하도록 위치되어, 용기 내로 주입된 액체가 동결된 액체 함유물의 중심으로부터 멀리 향하여, 용기의 측벽에 대해 동결된 액체 함유물을 이동시키거나 회전시키는 것을 도울 수 있다. 니들 강도 및 내구성에 대한 우려는 도 10b에서와 같이 십자형(1003) 니들 구조(1000B)로 해결될 수 있다. 예 10e는 먼저 날카로운 포인트(1007)로 용기의 폐쇄 단부를 쉽게 관통시킨 다음, 관통없이 돔형 단부(1008)를 갖는 동결된 액체 함유물에 견디도록 사용되는 한편, 니들의 측면 구멍(1009)으로부터 용융/희석된 액체가 배출되고, 여기서 상기 측면 구멍은 상기 용기의 폐쇄 단부의 내부 표면에 인접하여 위치된다. 천공 니들 부분과 같은 회전하는 스크류가 배출되는 유체의 흐름을 유도하기 위해 아르키메데스(Archimedes) 펌프처럼 사용될 수 있다.
도 4d는 넓은 범위의 음료수, 스프 등을 용융 장치와 함께 사용할 수 있도록 다양한 용기 크기 및 형상을 유지할 수 있는 카세트 또는 다른 장치에 대한 일 구현예를 도시한다.
도 5는 기계의 카세트(예를 들어, 도 4a의 카세트(430))에 의해 수용될 수 있는 용기 크기 및 형상의 범위를 도시한다. 각각 원본과 교체할 수 있지만 구멍의 크기와 모양이 다른 상이한 카세트를 사용하는 경우, 브루어는 무제한의 상이한 용기를 수용할 수 있다. 동결된 액체 함유물을 충전, 용융 및 희석하는 공정은 일부 구현예에서는 일반적으로 용기의 크기 또는 형상에 영향을 받지 않을 수 있음이 당업자는 알 수 있을 것이다.
용융 시스템은 동결된 액체 함유물의 액화를 촉진시키기 위해 열, 운동 또는 이들의 조합의 임의의 공급원을 사용할 수 있다. 따라서, 용융 시스템은 열 및/또는 운동의 다양한 공급원을 포함할 수 있다. 전자기 복사, 가열 코일, 고온 공기, 열전기 플레이트, 가열된 액체 욕, 스팀 등은 모두 용융 속도를 촉진할 수 있는 가능한 열원의 예이다. 또한, 운동은 원심분리, 회전, 요동, 회전 또는 직선 왕복 운동을 이용하여 전후 또는 상하로 교반하거나 용융 속도를 빠르게 하는 수단으로서의 진동 플랫폼 등을 사용하여 도입할 수 있다. 다른 구현예에서, 주입된 액체에 의해 야기된 천공 및 압력은 액화를 위한 바람직한 환경을 만들기 위해 용기 내부의 동결된 액체 함유물을 회전시키고 움직일 수 있다. 그러나 당업자라면 다양한 다른 물리적 작용 원리 및 기구가 액화를 촉진하는 데 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 본원에 기재된 바와 같이, 수동 또는 자동 (전자) 기계-기반 방법은 다양한 형태의 운동, 전기 주파수/전자기 에너지 및/또는 열을 사용하여 동결된 액체 함유물의 용융 및 온도 상승을 촉진시키는 데 사용될 수 있다. 이러한 예에서, 천공 니들은 운동 범위를 구현하거나 보완할 수 있도록 운동 범위를 제공받을 수 있다. 예를 들어, 원심 분리기 시스템에서 니들은 용기와 함께 회전할 수 있다.
시스템(400)은 원하는 식품 및/또는 음료를 자동으로 생성하기 위한 프로그래밍 명령과 함께, 내부 전자 구성요소, 메모리 및 적절한 제어기를 포함한다. 시스템(400)은 디스플레이 또는 다른 공지된 방법 예를 들어 휴대용 장치로부터의 무선 명령을 통해 사용자에 의해 명령이 주어질 수 있다.
완성된 식품 또는 음료는 소비자가 원하는 온도에서 그리고 소비자가 직접 소비하기에 적합한 방법을 통해 용기의 동결된 액체 함유물로 제조될 수 있다. 일 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 주스, 아이스 커피, 소다 등의 통상적으로 차가운 소비 음료를 위해 동결된 액체 함유물이 녹고 최소로 가열되도록 차가운 또는 주위 온도의 액체로 용융되고 희석된다.
도 11에 도시된 특정 예에서, 테이퍼진 측면(520)을 갖는 용기는 용기의 상부 및 하부에 천공되고, 상온 액체가 상부 천공 니들(1000D)을 통해 주입된다. 액체가 용기에 주입됨에 따라, 상기 기계-기반 장치는 상기 용기 내의 액체(1101)가 바닥-천공 니들(1000B)에 의해 형성된 상기 용기의 출구 천공(들)으로부터 흘러나오도록 상기 용기와 회전하고 토크를 가하고 상기 용기와 협동한다. 따라서, 희석 액체는 용기 내에서보다 긴 시간 동안 동결된 액체 함유물(190)과 상호 작용할 수 있고 동결된 액체 함유물과 희석액 사이에 더 많은 열교환을 제공할 수 있다. 액체의 유출은 포드가 용량에 근접하거나 부딪치는 경우 물을 밀어내거나 교반 동작을 줄이거나 중지시킴으로써 물의 흐름에 의해 효과적으로 제어될 수 있다. 선택적으로, 바닥-천공 니들(1000B)은 용기의 바닥으로부터 동결된 액체 함유물을 제거한다.
도 11에 도시된 구현예의 일부 구현에서, 분배 시스템은 용기(520)를 회전축 주위로 회전시키는 모터 또는 다른 공지된 기구를 포함한다. 용기의 반경 및 기하구조와 협력하여, 축을 중심으로 한 회전에 의해 액체에 부여되는 회전 운동은 액체상의 정상적인 중력의 견인력을 극복하여, 액체를 용기의 측면을 따라 그리고 용기(1101)의 바닥으로부터 멀리 변위시킨다. 니들(1000B)에 의해 형성된 펑크는 액체가 변위될 때 생성된 빈 공간에 위치된다.
일부 구현예에서, 방사 액체의 관성은 용기에 새로운 액체를 첨가하여 원하는 생성물을 나오게 하거나 회전 속도가 감소할 때까지 액체를 용기의 측벽에 유지시킨다. 이러한 구현예에서, 용기에 유입되는 액체의 유속은, 부분적으로, 용융된 동결 함유물이 용기 내에 있는 시간의 양을 제어한다. 이러한 체류 시간은 동결 함유물과 희석액 사이의 온도 교환에 영향을 미치고 궁극적으로 배출되는 액체 생성물의 온도에 영향을 준다. 일부 구현예에서, 용기 내로 공급되는 희석액의 유속 및 압력은 용기로부터의 깨끗하고 균일한 유동을 위해 용기에 인가된 회전 운동에 의해 부여된 변위력을 극복함으로써 출구 천공(들)을 통해 밀리는 액체의 양에 영향을 미친다. 일부 구현예에서, 용기의 회전을 유도하는 모터 또는 다른 기구가 공급되거나 배출되는 액체에 대한 장애물이 아니도록 위치된다. 예를 들어, 벨트 또는 기어 시스템 등이 모터 또는 다른 기구를 용기의 위 또는 아래에 위치시킬 필요 없이 축을 중심으로 용기를 구동시키는 데 사용된다.
동결된 액체 함유물이 용기의 바닥으로부터 떨어져서 이동되는 구현예에서, 상기 변위는 돔형 니들(1000E)에 의해 달성될 수 있다. 일부 구현예에서, 돔형 니들에 의한 변위는 상술한 돔(쌍안정성 또는 다른 방식)의 반전과 결합된다. 이 경우, 돔은 용기의 내부를 향하여 안쪽으로 만곡된 새로운 안정된 위치를 취하고, 동결 함유물을 용기의 바닥으로부터 멀리 유지시킨다. 이는 돔형 니들(1000E)이 용기와 접촉 상태를 유지하지 않아도 발생할 수 있다. 일부 구현예에서, 돔형 니들(1000E)은 용기 바닥을 밀어내고 용기 물질의 벤딩 또는 소성 변형을 통해 작은 변위를 생성한다. 일부 구현예에서, 니들로 용기의 바닥을 천공하는 데에 지연 작용이 발생한다. 이것은 단순히 돔형 단부가 폐쇄 단부를 파열시킬 정도의 충분한 힘을 니들에 가함으로써 발생할 수 있다.
일부 구현예에서, 도 10e에 도시된 바와 같이, 제2 관통 헤드(1007)가 돔형 니들(1000E)에서 나온다. 이러한 관통 헤드는 니들의 돔형 표면(1008)에 의해 보다 용이하게 팽창되는 초기 천공을 쉽게 생성하여, 니들이 용기 내로 더 멀리 이동하고 동결된 액체 함유물의 주변부 주위의 공간을 확대하게 한다. 일부 구현예에서, 니들의 관통 헤드(1007)의 출현은 공압식으로 구동된다. 일부 구현예에서, 이러한 운동은 돔형 단부(1008)가 파손을 확장시키고 쉽게 통과할 수 있도록 용기의 폐쇄 단부에서 약간의 찢김을 형성한다. 한편, 관통 헤드(1007)는 즉시 니들 본체 내로 후퇴할 수 있다.
일부 구현예에서, 희석에 사용되는 기계-기반 시스템의 구성요소는 액체 저장소 또는 그 복수를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 기계-기반 시스템은 보다 큰 액체 저장소 또는 적절한 배관 시스템 예를 들어 건물의 물 공급원에 연결된 여과된 물 시스템으로부터 희석제를 분배하는 배관 시스템에 연결될 수 있다. 희석액은 물일 수 있지만, 사람이 소비하기에 적합한 임의의 영양 또는 비-영양성 액체를 포함하여 탄산 액체, 낙농 액체 또는 이들의 조합을 포함하는 임의의 액체를 사용하여 동결된 액체 함유물을 원하는 조성물로 희석할 수 있다. 일부 구현예에서, 희석용 액체는 탄산 음료를 생성하기 위해 탄산화될 수 있고, 기계-기재 시스템은 탄산화 성분을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 희석액은 특정 온도로 증가되거나 가압되어 상온 또는 냉각 유체의 동결된 액체 함유물을 용융시킴으로써 냉장 또는 아이스 음료를 제조할 수 있다. 일부 예에서, 상기 장치는 사람이 용기와 상호 작용하지 않고 음료수로 생성될 위치에 용기를 자동으로 로딩할 수 있는 용기를 저장하기 위한 냉장 챔버를 포함한다. 앞의 예는 기계의 사용자 인터페이스와 결합하여 판매 스타일 용도에 원하는 용기를 적재할 수 있다.
희석에 필요한 원하는 제품을 생성하기 위한 일부 구현예에서, 희석제를 가열 및/또는 유동시켜 동결된 액체 함유물로부터 저스트-인타임(just-in-time) 방식으로 원하는 풍미, 효능, 부피, 온도 및 질감의 소모성 액체 생성물을 제조한다. 일부 구현예에서, 상기 희석 성분은 또한 용융 성분으로서 작용할 수 있다. 일부 구현예에서, 희석제는 임의의 용융 성분(예컨대, 전기 히터)을 보완하여 적시에 원하는 특성을 갖는 소모성 액체 생성물을 생성하도록 가열 및/또는 유동된다.
일부 구현예에서, 물은 디스펜서 내에서 증기로 가열되고, 용융/희석된 유체의 용기 또는 출구 경로를 외부에서 가열하기 위한 수단으로 사용된다. 일부 구현예에서, 이러한 외부 열은 상이한 가능한 목적에 기초하여 상이한 수준(양) 또는 위치에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 목적에는 다음이 포함될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다: (a) 동결된 액체 함유물의 외부 층만을 용융시켜 용기의 폐쇄 단부로부터 더 쉽게 변위시킬 수 있게 하는 단계; (b) 동결된 액체 함유물의 벌크를 용융/희석에 사용되는 저온 수 특히 저온 최종 제품이 요구되는 주스 및 다른 음료에 대한 보충물로서 부분적으로 용융시키는 단계; (c) 용기로부터 희석된 용융 액체를 분배하기 위한 수단으로서 동결된 액체 함유물을 완전히 용융시키는 단계; (d) 출구 채널을 통해 음료 컵 또는 머그 또는 다른 용기로 흐르면서 최종 음료를 더 바람직한 온도로 가열하기 위해 용기를 떠나면 용융/희석된 음료를 2차적으로 가온하는 단계; 및 (e) 동결된 액체 함유물로 어느 정도의 용이한 침투를 용이하게 하도록 용기를 천공하기 위해 사용되는 니들 중 하나를 가열하는 단계. 일부 구현예에서, 이러한 목적으로 사용되는 증기는 디스펜서 본체 내부에서 또는 외부에서 전기 또는 천연 가스와 같은 가연성 연료를 사용하여 생성된 고온 공기 또는 다른 가열된 가스로 대체될 수 있다. 증기 또는 고온 가스의 사용은 냉각된 음료 또는 식품이 최종 소비품으로 요구될 때 특히 중요할 수 있는 동결된 액체 함유물의 가열/용융에서 더 큰 수준의 제어를 제공할 수 있다. 이러한 과정은 또한 총 에너지 균형에 추가된 증기 또는 고온 가스의 양을 신중하게 측정/제어하기 위한 수단을 취한다.
일부 구현예에서, 디스펜서에 로딩된 용기는 용기 바닥을 천공하기 전에 가열된다. 이는 동결된 액체 함유물에 열의 전달을 증가시키기 위해 동결된 액체 함유물이 용기의 바닥 및 측벽과 접촉 상태를 유지하도록 허용한다. 이러한 구현예에서, 용기의 바닥은 소정의 시간이 지난 후 또는 용기가 소정의 온도에 도달한 후에 천공된다. 용기의 폐쇄 단부/바닥을 천공하는 데 있어서의 추가의 지연은 일정량의 용융/희석 유체가 용기에 유입되어 동결 함유물을 완전히 둘러싸도록 함으로써, 출구 천공이 생성되기 전에 변위된 동결 함유물과 측벽 사이의 임의의 공기 갭을 채우도록 의도된다. 그렇게 함으로써 공기 갭의 절연 효과 없이 수용기로부터 액체 및 동결 함유물로 열을 효율적으로 전달할 수 있다.
일부 구현예에서, 도 13a에 도시된 바와 같이, 동결된 액체 함유물(1320) 및 헤드스페이스(1306)를 갖는 필터리스 용기(1310)는, 지지 트레이(1302) 및 용기를 수용하도록 설계되어 용기(1310)의 측벽이 수용기(1301)의 벽과 밀착되고 용기의 플랜지가 트레이(1302)에 의해 지지되도록 된 디스펜서의 가열가능한 수용기(1301) 내로 위치된다. 디스펜서의 커버(1303)가 사용자에 의해 닫힐 때, 디스펜서는 꼭 맞는 트레이(1302) 및 수용기(1301)에 포획되어 그에 안착될 것이다. 수용기는 본원에 개시된 기술 중 임의의 것을 사용하여 가열가능하고, 수용기 벽과 용기 측벽 사이의 밀착 접촉은 디스펜서가 용기의 함유물을 효율적으로 가열할 수 있게 한다.
도 13b를 참조하면, 수용기 커버(1303)의 폐쇄 동안, 하나 이상의 스프링-로딩된 공급 니들(1304)이 용기의 상부 뚜껑을 관통하고, 하나 이상의 배출 니들(1200)이 용기의 바닥을 관통한다. 니들의 작동은 디스펜서의 수용기를 닫는 사용자의 수동 힘에 의해 동력을 공급받거나, 또는 대안적으로 이들 작동 중 하나 또는 둘 모두가 제어된 작동기에 의해 수행될 수 있다. 도 13b에 도시된 바와 같이, 이러한 니들은 또한 동결 함유물(1320)을 통과시키려고 시도할 때 니들에 의해 가해지는 힘을 제한하는 스프링 기구의 도움을 받아서 제조될 수 있다.
도 10e를 참조하면, 일부 구현예에서, 배출 니들(1000E)상의 무딘 팁(1008)은 용기의 동결된 액체 함유물을 용기의 밀폐된 바닥으로부터 멀리 테이퍼진 헤드스페이스 내로 이동시키고, 여기서 이는 동일한 무딘-팁 형상의 배출 니들에 의해 지지된다. 일 구현예에서, 이러한 무딘 배출 니들은 용기 바닥에 보다 근접하게 위치된 니들의 측벽에 개구부를 갖는 T-자형 통로(1009)를 이용하여, 지지된 동결된 액체 함유물로부터의 간섭 없이 이중 배출 흐름을 허용함으로써 용기를 비우거나/배기시키도록 한다. 다른 구현예에서, 출구 니들은 도 12a 및 12b에 도시된 바와 같은 조립체의 일부이다. 니들 조립체는 디스펜서 프레임(1201)의 부분에 의해 고정되고, 관통기(1203), 압축 스프링(1202), 돔형 니들 하우징(1204) 및 유체 수집 트레이(1205)를 포함한다. 니들 조립체(1200)가 처음에 용기의 폐쇄 단부를 관통할 때, 관통기(1203)는 니들 하우징(1204)을 지나고 이를 밀봉하여 유체가 용기로부터 배출되는 것을 방지한다. 이어서, 관통기(1203)는 스프링(1202)에 의해 상방으로 가압되어, 니들 하우징(1204)의 내부에 채널을 개방하여, 유체가 용기로부터 배출되도록 하고 트레이(1205)에 의해 수집된 후 사용자의 컵에 분배된다.
한편, 스프링-로딩된 공급 니들(들)(1304)의 날카로운 팁(들)은 용기의 뚜껑을 관통하여 최근에 옮겨진 동결 함유물(1320)에 대해 고정되며, 여기서 이들은 니들 팁과 동결된 액체 함유물의 상부 표면 간의 간섭으로 인해 더 이상의 침투가 중단될 수 있다. 디스펜서의 가열가능한 수용기(1301)는 용기의 동결된 액체 함유물을 제어 가능하게 가온 및 해동시킴으로써 용기 내의 최근 재위치된 동결된 액체 함유물을 연화시키고, 추가의 해동 및/또는 희석을 위해 동결된 액체 함유물을 준비시킨다. 일부 구현예에서, 측정된 액체 부분은 니들 삽입과 동시에 용기 내로 주입되어 동결 함유물이 용기 바닥면(그리고, 잠재적으로는 측벽)으로부터 변위될 때 생성된 갭을 통해 수용기로부터 열을 전달하는 것을 도와 용융 과정을 가속화한다.
일부 구현예에서, 용기로의 액체의 주입은 공급 니들(들)이 가열로 인해 동결된 액체 함유물이 연화됨에 따라 그 뒤의 스프링 압력의 영향 하에서 용기의 동결된 액체 함유물 내로 추가로 이동할 때까지 지연된다. 이러한 작용은 동결된 액체 함유물을 추가로 해동 및/또는 희석시킨다. 일부 구현예에서, 함유물은 이 지점에서 무딘 배출 니들(1000E)의 쌍둥이 T-자형 통로(1009)를 통해 제어 가능하게 흘러나간다. 다른 구현예에서, 배출 니들은 도 12a에 도시된 바와 같이 그의 유동 경로를 따라 폐쇄됨으로써, 공급 니들(들)이 도 13c에 도시된 바와 같이 선택된 전개 깊이에 도달할 때까지 함유물 배출을 방지한다. 마찬가지로, 액체의 주입은 용기 파손 및/또는 오버플로우를 방지하기 위해 지연된다.
디스펜서가 계속해서 동결된 액체 함유물을 해동하고 희석시킴에 따라, 공급 니들은 스프링 작용에 의해 도 13d에 도시된 바와 같이 완전히 전개된 길이까지 완전히 연장되는데, 이는 용기의 바닥에 접촉하기에는 부족하다. 공급 니들은 용기 내의 식품 또는 음료가 요구하는 온도 및 부피의 범위 내에서 유체를 공급할 수 있다. 일부 구현예에서, 도 10c 및 도 10d에 도시된 바와 같이, 이들 니들(1000C, 1000D)은 유입 유체를 용기의 측벽에 대해 다소 접선 방향으로 유도할 수 있는 출구 오리피스를 갖는 "L" 자 형상의 하나 또는 두 개의 내부 통로를 갖는다. 이러한 기하구조는 더 나은 혼합, 더 깨끗한 폐 컵을 제공하고 그러한 기계적 교반을 통해 해동 속도를 높이기 위해 용기의 동결된 액체 함유물을 제어 가능하게 교반하도록 의도된다. 고정 용기 내부에서의 이러한 교반은 니들의 출구 및 디스펜서의 유동 제어 밸브에 의해 설계된 바와 같이 임의의 방향으로 회전하거나 끊임없이 변화하는 난류 동작에서 텀블링될 수 있다. 또한, 일부 구현예에서, 액체는 전후 운동, 회전 운동 또는 다른 난류 작용을 유도하도록 교호 방식으로 공급 니들에 공급된다. 이러한 액체 공급은 디스펜서 시스템에 의해 제어되는 다중-방향 밸브의 사용에 의해 달성될 수 있다.
선택적으로, 잠금 기구는 니들이 함유물을 관통하도록 동결된 함유물을 충분히 연화시키고 액화시키기 위해 용기에 열량을 가하는 것과 같은 특정 기준이 충족될 때까지 스프링을 압축된 상태로 유지시킨다. 다른 구현예에서, 기체, 액체 또는 증기 형태의 열이 초기 전개시에 공급 니들을 통해 공급된다. 기체, 액체 또는 증기의 공급은 니들이 완전히 펴지거나 다른 기준이 충족될 때까지 계속된다.
일부 구현예에서, 용융 성분 또는 이의 복수 및 희석 성분 또는 이의 복수의 변수는 음료 및 액체 식품 생성을 위한 더 넓은 범위의 특징을 생성하도록 프로그램 가능하고 조절 가능하다. 예를 들어, 희석에 사용되는 가압된 액체의 온도를 감소시키는 것은 기계-기반 시스템 및 장치에 의해 생성되는 소모성 액체 생성물의 온도를 감소시킬 것이다.
단지 예시적인 목적으로 제시된 하나의 특정 구현예에서, 동결된 1 oz의 TDS가 12인 커피 추출물을 용기에 포장하고, 용기에 가열된 물을 공급하여 그 함유물을 녹여서 7 oz의 200도로 희석함으로써 동결된 액체 함유물의 용융을 촉진시켜 원하는 온도에서 TDS가 1.5인 8 oz짜리 뜨거운 커피 음료를 단일-서빙으로 제공하는 기계-기반 시스템에 수용될 수 있다. 일부 구현예에서, BRIX와 같은 TDS 대신에 다른 측정 기술이 사용될 수 있다. 대안적으로, 조절가능한 희석 설정에 의해, 동결 커피 추출물을 녹여서 1 oz의 물만으로 희석하여 약 6의 TDS를 갖는 원하는 온도의 2 oz 에스프레소 스타일 음료를 만들 수 있다. 또한, 용기는 동결 추출물이 거의 녹지 않도록 가열될 수 있어 냉장 또는 아이스 라떼용 우유 또는 주스, 아이스 커피 또는 차와 같은 다른 아이스 음료와 같은 소비자가 제공한 액체에 첨가될 수 있다.
일부 구현예에서, 온도, 부피, 형상, 크기, 부분성(portionality) 등과 같은 동결된 액체 함유물을 정의하는 변수는 또한 동결된 액체 함유물을 동결시키는 데 사용되는 액체의 제조 중에 조절되어 기계 설정/제어가 제한적인 기계-기반 시스템으로부터 원하는 식품 또는 음료를 더 잘 용이하게 제조할 수 있다. 예를 들어, 주어진 용기의 동결된 액체 함유물에 대한 기초로서 더 적은 양의 효능이 덜한 유체를 동결시키는 것이 더 낮은 온도의 케테리스 파리부스(ceteris paribus)의 음료를 생성하는 데 사용될 수 있다.
기계-기반 시스템이 용융 및/또는 희석 성분의 설정을 자동으로 조정하여 원하는 음료 또는 액체 식품 결과를 생성할 수 있는 센서 기술을 포함하는 것을 본원에 기재된 기술의 일부로서 고려될 수도 있다. 천공 특성은 또한 용기 유형, 크기, 함유물, 바닥 위치 및 다른 특성을 인식하는 것을 돕는 센서 기술을 사용하여 프로그래밍 가능하거나 자동으로 설정될 수 있다. 이러한 센서 기술은 특정 설정이 적용되는 것을 막는 데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 동결 브로스 농축물 용기는 소비자가 제품을 과도하게 희석하고 낭비하는 설정을 구현하는 것을 억제할 수 있다. 다른 예로서, 동결 브로스 농축물 용기는 소비자가 예를 들어 오렌지 주스 농축물을 과열시키는 설정을 구현하는 것을 억제할 수 있다. 일부 구현예에서, 이러한 센서 기술은 바람직한 제품을 생성하고 사람의 실수를 제거하는 것을 돕는다. 일부 구현예에서, 이러한 센서 방법은 용기 내에 형성된 특정 기하구조를 사용하여 작동된다. 예를 들어, 도 8 및 9에 도시된 바와 같이, 특정 길이의 만입부는 분배 기계에 의해 물리적 또는 광학적으로 감지될 수 있으며, 이러한 측정은 용기의 함유물에 관한 정보를 전달하는 데 사용되며, 그에 따라 분배 기계가 적절한 용해/희석 공정을 자동으로 선택할 수 있게 한다. 도 8 및 9에 예시된 바와 같이 용기의 형상에 대한 물리적 변형은 또한 용기 내로 주입된 희석액의 혼합을 도울 수 있고, 그 결과 동결된 액체 함유물의 액화를 촉진하는 데 도움을 줄 수 있다.
일부 구현예에서, 용융 및/또는 희석 제어는 소비자의 개인 선호도를 만족시키는 제품을 달성하기 위해 바코드형 지시 또는 용기 상의 다른 시각적 데이터 시스템을 사용하여 프로그래밍 가능하거나 설정될 수 있다. 기계-기반 시스템은 바코드, 데이터 글립(glyph), QR 코드, RFID 태그 또는 기타 기계-판독가능한 표지를 감지하고 읽을 수 있다. 일부 구현예에서, 용기 또는 동결된 액체 함유물의 적어도 하나의 기준은 원하는 제품을 생성하기 위한 수용성 기계-기반 시스템의 설정을 확립하거나 억제한다. 이러한 기준에는 중량, 색상, 형상, 구조 및 온도가 포함될 수 있지만 이에 국한되지는 않는다. 일부 구현예에서, 기계-기반 시스템은 동결된 액체 함유물 및/또는 그 용기의 온도를 검출하고 원하는 풍미, 강도, 부피, 온도 및 질감의 음료를 생성하기 위해 그 설정을 자동으로 조정하기 위한 열전쌍을 포함할 수 있다. 이것은 희석 기능을 불가능하게 하고 액체를 분배하지 않는 용융 성분을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 소비자는 온도 또는 효능과 같은 정확한 바람직한 특징을 입력할 수 있으며, 기계-기반 시스템은 이를 원하는 센서 기술과 조합하여 원하는 파라미터를 달성할 수 있다.
또한, 기계-기반 시스템은 다양한 용기 스타일, 용기 크기 및 동결된 액체 함유물로부터 바람직한 음료 및 액체 식품을 생성하도록 설계될 수 있다. 일부 구현예에서, 기계-기반 시스템은 음료 생성을 위한 제어 및 설정을 구별하고 제한하기 위한 기계적 기능을 포함할 수 있다.
또한, 기계-기반 시스템은 상이한 용기 및 동결된 액체 함유물 유형에 대한 제품 생성에 필요한 기계적 기능을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서 동결된 액체 함유물은 기계-기반 시스템에 의해 분쇄되거나 침전되어 동결된 액체 함유물의 표면적을 증가시킴으로써 용융 속도를 증가시킬 수 있다. 이러한 기계적 기능은 소비자가 수동으로 개시하거나 센서 트리거(trigger)에 의해 자동으로 실행될 수 있다. 예를 들어, 용기 벽으로부터 동결된 액체 함유물을 제거하는 것은 문제를 일으키고 동결된 액체 함유물과 접촉하는 곳에서 용기를 뚫는 것을 어렵게 만들 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 기계는 특정 동결된 용기 유형을 인식할 수 있으며, 이를 중량 또는 온도와 같은 감지 기준을 사용하여 다른 동결된 용기와 구분하고, 용기를 기계적으로 조정하여, 동결된 액체 함유물이 용기와 접촉하지 않는 특정 위치에서 천공될 수 있도록 한다. 이것은 용기를 거꾸로 뒤집는 것을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 기계-기반 시스템은 용기를 통해 가열 및 가압될 수 있는 특정 양의 액체를 유동시키거나 가압함으로써 동결된 액체 함유물을 용융시키고 희석시켜 원하는 풍미, 강도, 부피, 온도 및 질감으로 동결된 액체 함유물을 완전히 녹여 희석시킬 수 있다. 이 구현예와 함께, 기계-기반 시스템은 소비자가 희석하기를 원하지 않는 원하는 소모성 액체의 생성을 용이하게 하기 위해 용기 히터 또는 가열된 펑크 니들 등과 같은 추가의 용융 구성요소를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 유동하는 액체는 전체 동결된 액체 함유물을 용융시켜 폐기물을 제거하고 용융 또는 희석 공정의 일부로서 임의의 잔류물 또는 오염물의 용기를 세정하여 균일한 물질의 용기가 분쇄물, 잔류물 또는 필터를 갖지 않게 하고, 따라서 쉽게 재활용할 수 있는 형태로 변환된다. 재활용에 중점을 둔 일부 구현예에서, 제조자는 보증금 환불을 위해 판매 시점으로의 복귀를 장려하도록 각각의 용기에 대한 보증금 요구를 도입할 것이다.
일부 구현예에서, 동결 식품 또는 음료 액체는 오버플로우 없이 흐르는 희석액을 취급하도록 포장된다. 또한, 이러한 특정 장치는 식품 또는 음료 액체를 특정 기하학적 형상, 구조 및 비율로 동결시켜 용기를 통해 출구로 필요한 유동 경로를 제공하는 것을 포함할 수 있다.
명확화를 위해, 시스템의 상이한 측면에 대한 예시적인 구현예가 용기의 유형 및 설계, 동결된 액체 함유물의 특성, 동결된 액체 함유물의 용융 및/또는 희석을 위한 수단, 및 원하는 풍미, 효능, 부피, 온도 및 질감에서 적시에 일관된 기준으로 소모성 식품 또는 음료를 생성하기 위해 생성된 액체에 적용되는 전달 메카니즘과 관련하여 기재되었다. 동결된 액체 함유물의 용기 유형, 형태 및 특징에 대한 이들 다양한 옵션, 동결된 액체 함유물의 용융 및/또는 희석을 위한 메커니즘 및 액화 함유물의 전달 수단은 소비자가 편리하게 즐길 수 있는 특정 특징을 가진 즐거운 최종 제품을 제조하기 위해 다양한 방식으로 조합될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명의 구현예가 다양한 종류의 식품 및 음료 제품의 제조를 가능하게 하는 동결된 액체 함유물을 함유하는 필터리스 단일 챔버 혼합 용기를 제공함은 상기 설명으로부터 명백하다. 용기는 최종 제품 또는 이의 농축된 버전을 사용자가 제품을 제조하기로 결정할 때까지 동결 상태로 보존하는 산소 장벽을 선택적으로 포함하는 밀봉된 환경으로 유지된다. 또한, 하나 이상의 입구 또는 출구에 의한 관통 후에도, 용기는 본질적으로 유체를 동결된 액체 함유물과 혼합하여 생성물을 생성하는 동시에 제어된 유체 출구를 제공하는 밀봉된 혼합 챔버로 남는다. 본원에 기재된 임의의 디스펜서 구현예 또는 다른 공지의 단일 서빙 음료 제조기/추출 시스템에 삽입될 때, 용기는, 동결된 액체 함유물과 용융 및 조합되어 원하는 생성물을 생성하는 용융 및/또는 희석된 액체(예를 들어, 물)를 수용함으로써 필터리스 단일 챔버 혼합 용기로서 작용한다. 본원에 기재된 용기의 구현예의 이러한 사용은 기존 음료 제조기/추출 시스템이 시스템을 변형할 필요 없이 디스펜서로서 작용하게 함으로써 사용자가 자신의 기존 시스템을 디스펜서 또는 브루어로 사용할 수 있게 한다.
특정 구현예에서, 충분한 개방 공간이 용기의 혼합 챔버 내에 남아있어 동결된 액체 함유물이 챔버의 개방 공간으로 변위되도록 함으로써 액체 입구 및 출구(예를 들어, 니들) 및/또는 유입 및 유출 액체를 간섭하지 않도록 한다. 일부 구현예에서, 용기 내의 동결된 액체 함유물은 용기의 혼합 챔버의 총 부피의 절반을 차지하지 않는다. 다른 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 혼합 챔버의 총 부피의 절반 이상을 차지한다.
전술한 바와 같이, 특정 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 니들의 작용에 의해 상기 용기의 바닥으로부터 제거된다. 용기의 테이퍼진 측벽은 동결된 액체 함유물이 용기의 바닥 부분에서 방출되는 것을 도와준다. 테이퍼진 측벽은 또한 함유물이 이전에 용기의 빈 공간이었던 것으로 변위된 후에 동결된 액체 함유물 주위에 유동 경로를 제공한다. 동결된 액체 함유물을 제거하는 데 필요한 힘의 양에 영향을 미치는 또 다른 요소는 동결된 액체 함유물 자체의 크기이다. 상대적으로 더 작은 동결된 액체 함유물은 챔버의 상대적으로 적은 내부 표면 영역과 접촉하여 더 큰 동결된 액체 함유물에 비해 함유물을 제거하는 데 필요한 힘의 양을 감소시킬 것이다.
동결된 액체 함유물의 크기를 조절하면 추가적인 이점이 있다. 예를 들어, 선택된 범위 또는 특정 임계치 아래에서 동결된 액체 함유물 크기를 유지함으로써, 본 발명의 구현예가 전체 부피의 희석액이 용기를 통과하기 전에 동결된 액체 함유물이 완전히 용융되는 것을 보장한다. 이러한 구현예에서, 동결된 액체 함유물이 용융된 후 용기를 통과하는 유체는 용기의 내부 및 잔류물의 생성물 출구 유동 경로를 세척한다. 그렇게 하면 용기의 재활용 가능성이 증가하고 제품 배출 유동 경로의 오염이 줄어든다. 또한, 동결 액상 함유물의 크기를 일정한 임계치 이내로 유지함으로써, 최종 제품이 특정 제품에 적합한 온도 범위를 확보할 수 있게 한다.
한편, (예를 들어, TDS 및/또는 Brix로 측정한 바와 같이) 동결된 액체 함유물의 농도를 제어함으로써, 동결된 액체 함유물의 크기 및 사용된 희석액의 양을 고려하여 적절한 최종 제품 강도를 보장할 수 있다. 비교적 큰 동결된 액체 함유물은 동일한 희석 및 용융 액체를 사용하는 동일한 최종 제품에 대해 상대적으로 더 작은 동결된 액체 함유물보다 낮은 농도를 필요로 한다. 원하는 최종 제품 농도는 또한 동결된 액체 함유물의 농도를 결정하며, 예를 들어, 최종 TDS가 6인 2 oz의 에스프레소는 최종 TDS가 1.25인 8 oz의 커피 한잔보다 상대적으로 더 농축된 동결된 액체 함유물을 필요로 할 것이다. 또한, 일부 구현예에서, 동결된 액체 함유물의 농도의 정도는 동결된 액체 함유물의 크기가 디스펜서 또는 공지된 브루어로부터의 출구 니들이 동결된 액체 함유물을 통과할 수 있을 정도로 충분히 작도록 충분히 높게 함으로써 니들이 상기 함유물로부터의 간섭 없이 동결된 액체 함유물 위의 개방된 공간으로 접근할 수 있게 한다. 따라서, 본원에 개시된 용기의 특정 구현예는 공지의 출구 니들 침투 깊이를 갖는 공지의 단일 서빙 추출 시스템에 적합한 크기 및 형상을 갖는다. 이러한 치수가 알려져 있기 때문에, 이들 구현예는 함유물이 니들의 침투 깊이보다 작은 함유물 높이를 가지면서 용기의 실질적으로 전체 단부 층과 접촉할 수 있게 하는 정도의 농도를 갖는 액체 함유물을 동결시킨다. 이러한 방식으로, 본 발명의 구현예는 이들 시스템의 공지된 치수 및 특징에 기초하여 공지된 단일 서빙 추출 시스템에 대해 맞춤화된다.
전술한 바와 같이, 본원에 기재된 특정 구현예는 용기의 바닥(단부 층)과 접촉하는 용기 캐비티 내부에 배치된 동결된 액체 함유물을 갖는 용기를 포함한다. 이들 구현예에서, 디스펜서 또는 추출 기계로부터의 니들은 용기의 바닥을 천공하고 동결된 액체 함유물을 용기 내부의 비어 있는 공간으로 들어올린다. 동결된 액체 함유물이 니들에 의해 변위되기 위해서, 동결된 액체 함유물은 니들이 동결된 액체 함유물에 함몰되지 않도록 충분한 경도(디스펜서/브루어에 넣을 때 그 온도에서)를 가져야 한다. 니들이 동결된 액체 함유물에 함몰되면, 상기 함유물이 용기의 바닥 층에서 변위되지 않으며 동결된 액체 함유물과 유입되는 액체가 혼합되어 형성된 최종 제품의 출구 유동 경로가 차단된다. 유사하게, 동결된 액체 함유물이 니들의 충격 지점에서 굴곡지면, 동결된 액체 함유물은 용기 챔버의 내벽으로부터 방출되지 않을 것이다. 또한 이 때문에 출구 유동 경로가 막히게 된다. 따라서, 본 발명의 특정 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 디스펜서 니들(예를 들어, 외경이 약 2.5 ㎜이고 대각선 길이가 약 4 ㎜인 중공 원통형 니들)에 의해 힘이 인가되는 경우에 충분히 강하기 때문에, 동결된 액체 함유물은 함유물에 묻혀 있는 니들이 빠져나가지 않고 니들로부터 벗어나도록 편향되는 대신에 용기의 내부 표면으로부터 빠져나간다. 상기 주어진 니들의 예시적인 치수는 이들 구현예의 동결된 액체 함유물이 비-원통형 단면을 갖는 것뿐만 아니라 더 크거나 더 작은 구멍을 갖는 것들을 비롯하여 다른 니들 치수와 함께 작동하기 때문에 제한되지 않는다.
전술한 바람직하지 않은 효과를 경험하기보다는 본원에 기재된 용기의 내부 표면으로부터 제거하기 위해 모스(Mohs) 스케일(약 0℉ 내지 약 32℉)에서 약 1 내지 약 6의 경도 수준이 충분한 경도를 제공하는 것으로 여겨진다. 따라서, 본 발명의 특정 구현예는 약 0℉ 내지 약 32℉에서 모스 스케일에서 약 1 내지 5의 경도를 갖는다. 본 발명의 다른 구현예는 약 0℉ 내지 약 32℉에서 모스 스케일에서 약 1 내지 4의 경도를 갖는다. 본 발명의 또 다른 구현예는 약 0℉ 내지 약 32℉에서 모스 스케일에서 약 1 내지 3의 경도를 갖는다. 본 발명의 추가의 구현예는 약 0℉ 내지 약 32℉에서 모스 스케일에서 약 1 내지 2의 경도를 갖는다. 본 발명의 특정 구현예는 약 0℉ 내지 약 32℉에서 모스 스케일에서 약 0.5 내지 1.5의 경도를 갖는다. 본 발명의 다른 구현예는 약 0℉ 내지 약 32℉에서 모스 스케일에서 약 1.5 내지 2.5의 경도를 갖는다. 본 발명의 또 다른 구현예는 약 0℉ 내지 약 32℉의 모스 스케일에서 약 0.75 내지 1.25의 경도를 갖는다.
특정 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 함유물이 디스펜서 또는 브루어 니들에 의해 변위되기에 충분히 경질성이 아닌 농도(즉, 비교적 높은 % TDS)일 것이다. 오히려, 니들이 함유물에 묻히거나, 함유물이 용기 챔버 내벽에서 벗어나지 않고 니들에서 굴곡질 것이다. 도 14a는 내부 플랫폼(1405)을 구비한 용기(1400)의 측 단면도를 도시한다. 플랫폼(1405)은 용기(1400)의 단부 층 (1410)과 동결된 액체 함유물(1415) 사이에 위치한다. 도 14a에서, 플랫폼(1405)은 단부 층(1410) 및 동결된 액체 함유물(1415)로부터 이격되어 도시되어 있다. 일부 구현예에서, 플랫폼(1405)은 단부 층(1410) 상에 놓이고 단부 층(1410)과 접촉하고, 동결된 액체 함유물(1415)은 플랫폼(1405) 및 선택적으로 단부 층(1410)의 일부와 접촉한다.
도 14b는 내부 플랫폼(1405)이 단부 층(1410)으로부터 떨어져 변위되고 떼어낸 동결된 액체 함유물(1415)을 지지하는 용기(1400)의 측 단면도를 도시한다. 도면에 도시된 바와 같이, 디스펜서/브루어 니들(1420)은 단부 층(1410)을 천공하지만, 플랫폼(1405)을 천공하지 않는다. 대신에, 니들(1420)은 플랫폼(1405)과 접촉하고 용기(1400)의 내부 표면으로부터 동결된 액체 함유물을 떼어낸다. 플랫폼(1405)은 임의로는 용기(1400)와 동일한 물질(예컨대, 알루미늄)로 만들어져서 용기의 재활용 가능성을 유지한다. 플랫폼(1405)은 당업계에 공지된 경화 처리에 의해 단부 층(1410)보다 경질로 제조될 수 있고 및/또는 플랫폼(1405)은 단부 층(1410)보다 두꺼운 물질로 제조될 수 있다.
도 14a 및 14b는 편평한 디스크로서 플랫폼(1405)을 도시한다. 그러나, 다른 구현예는 도 14c 및 14d에 도시된 것들을 포함한다. 도 14c는 부채꼴(scalloped) 원주(1435)를 갖는 플랫폼(1430)을 도시하고, 도 14d는 오버플로우 튜브(1445)를 갖는 부채꼴 플랫폼(1440)을 도시한다. 오버플로우 튜브(1445)는, 예컨대 도 14b의 니들(1420)에서와 같이, 플랫폼이 디스펜서 니들에 의해 상승될 때 플랫폼(1440) 상에 배치된 동결된 액체 함유물 위의 공간과 플랫폼 아래에 생성된 공간 사이에 채널을 형성한다. 오버플로우 튜브(1445)를 설명하는 더 상세한 내용은 하기와 같다. 또 다른 구현예는 (단부 층에 비해) 약간 오목 또는 볼록하거나, 절두 원추형이거나, 파형이거나, 스탬프형 회선을 갖거나 또는 다른 비평면 프로파일을 갖는 플랫폼을 포함한다. 이러한 구현예는 플랫폼이 단부 층에 부착할 가능성을 감소시키고 및/또는 단부 층에 형성된 출구를 통한 액체 유동에 대한 장벽으로 작용할 가능성을 감소시킨다. 플랫폼(1430, 1440)은 편평하거나 임의의 다른 비평면 프로파일을 가질 수 있다. 플랫폼(1430, 1440)은 도면에 도시된 바와 같이 매끄러운 엣지 또는 부채꼴 엣지를 가질 수 있다.
도 15a는 배합 드래프트 각도를 갖는 용기(1500)의 구현예를 도시한다. 용기(1500)는 약 2.00 in의 상부 플랜지 직경(1505), 약 1.44 in의 하부 전이 직경(1510) 및 약 1.26 in의 단부 층 직경(1515)을 갖는다. 용기(1500)는 약 1.72 in의 높이(1520)를 갖는다. 용기(1500)는 단부 층(1530)으로부터 약 0.75 in에서 발생하는 전이점(transition point)(1525)을 갖는 배합 드래프트 각도를 갖는 측벽을 갖는다. 전이점(1525) 위의 드래프트 각도(1535)는 약 2.5도이며, 전이점(1540) 아래의 드래프트 각도는 약 8도이다. 측벽의 하부 부분에서의 더 큰 드래프트 각도는 용기의 단부 층 상에 놓이는 동결된 액체 함유물의 방출을 용이하게 한다. 반면, 상부 부분의 하부 드래프트 각도는 디스펜서 및/또는 공지의 단일 서빙 브루어의 수용기에서 용기를 고정하는 것을 돕는다.
도 15b는 도 15a의 용기(1500)의 상세 A를 도시한다. 이 도면은 용기의 플랜지의 롤링 립(rolled lip)(1545) 부분뿐만 아니라 롤링 립(1545)의 가장 높은 부분 아래에 위치하는 만입부(1550)를 도시한다. 예컨대 알루미늄과 같은 특정 물질은 기계가공 또는 스탬핑될 때 날카로운 엣지를 유지할 것이다. 이러한 엣지는 이러한 엣지를 갖는 용기의 사용자에게 안전 위험을 줄 수 있다. 롤링 립(1545)은 플랜지 몸체 아래의 플랜지 엣지를 잡아당겨 남은 날카로운 엣지로부터 사용자를 보호한다. 한편, 만입부(1550)는 뚜껑이 플랜지 몸체에 장착되고 상부 뚜껑 표면이 롤링 립(1545)의 최상부 아래에 유지되도록 한다. 용기(1500)에 대해 상술한 특정 크기는 배합 드래프트 각도를 유지하면서 변경될 수 있으며 본 발명의 범주 내에 있다.
도 16은 오버플로우 튜브(1610)를 갖는 플랫폼(1605)을 구비한 용기(1600)의 측 단면도를 도시한다. 플랫폼(1605)은 편평한 디스크로 도시되어 있지만, 본원에 기술된 임의의 형상일 수 있다. 용기는 약 2.00 in의 플랜지 직경(1615) 및 약 1.72 in의 높이(1620)를 갖는다. 용기(1600)는 단부 층(1630)으로부터 약 0.75 in에서 발생하는 전이점(1625)을 갖는 배합 드래프트 각도를 갖는 측벽을 갖는다. 전이점(1625) 위의 드래프트 각도(1635)는 약 2.5도이며, 전이점(1640) 아래의 드래프트 각도는 약 15도이다. 용기(1600)의 단부 층은 플랫폼(1605)의 외주와 계단 사이에 거의 또는 전혀 공간이 없는 플랫폼(1605)을 수용하는 단차부(1645)를 갖는다. 도시된 구현예에서, 플랫폼(1650)의 직경 및 단차 형상은 약 1.16 in이다. 플랫폼(1605)과 단차부(1645) 사이의 밀착은 함유물이 얼려지기 전에 플랫폼(1605)과 단부 층(1675) 사이에서 액체 함유물이 정착되는 것을 감소시키거나 방지하며, 이는 그렇지 않으면 용기(1600)의 내부 표면으로부터 동결된 액체 함유물을 제거하는 데 필요한 힘의 양을 증가시키고 동결 함유물이 용융/분배 사이클 동안 예정된 흐름을 차단하는 오버플로우 튜브(1610)의 바닥 내로 흐르게 한다.
도 16에서, 플랫폼(1605) 및 오버플로우 튜브(1610)는 용기(1600)의 단부 층(하부)(1675)으로부터 플랫폼 및 오버플로우 튜브를 구별하기 위해 그물눈(cross-hatch)으로 도시되어 있다. 오버플로우 튜브(1610)는 용기 중심선(1655)으로부터 약 0.50 in 지점의 내측에 배치된다. 이 지점은 공지의 단일 서빙 브루어의 배출 니들에 대한 일반적인 입구 지점이다. 따라서, 배출 니들이 용기의 단부 층을 관통할 때, 상기 니들은 오버플로우 튜브(1610)의 채널로 진입하는 니들보다는 오히려 도 14b의 구현예에 대해 기술된 것과 유사한 방식으로 플랫폼(1605) 및 동결된 액체 함유물(도시되지 않음)을 들어올릴 것이다. 오버플로우 튜브(1660)의 상부는 플랫폼(1670)의 상부 표면으로부터 약 0.50 in의 동결된 액체 함유물에 대한 공칭 충전 라인(1665) 위에 존재한다. 용기(1600)에 대해 상술한 특정 크기는 배합 드래프트 각도를 유지하면서 변경될 수 있으며 본 발명의 범주 내에 있다.
도 17은 플랫폼(1705) 및 오버플로우 튜브(1710)를 구비한 용기(1700)를 도시한다; 동결된 액체 함유물(1715)이 플랫폼(1705)의 상부 표면에 놓인다. 이 도면은 용기(1700)의 단부 층(1725)을 관통하고 플랫폼 및 동결된 액체 함유물을 들어올리는 디스펜서 또는 공지의 단일 서빙 브루어의 니들(1720)을 도시한다. 오버플로우 튜브(1710)는 동결된 액체 함유물 주변의 유동 경로가 차단되거나 유입되는 액체 흐름이 불충분한 경우에 (예를 들어, 상부 뚜껑(미도시)을 관통하는 입구 니들에 의해) 용기(1700) 내로 주입되는 액체를 위한 다른 유동 경로를 제공한다. 액체 수준이 오버플로우 튜브(1710)의 상부 입구(1730)에 도달할 때, 용기 내부에 과잉의 액체가 형성되어 용기(1700)의 혼합 챔버 외부로 넘쳐흐르는 것보다, 액체가 니들(1720)을 통해 빠져나갈 수 있도록 플랫폼(1705) 아래의 공간으로 흐르게 된다. 이 과정에서, 뚜껑을 관통하는 니들을 통해 용기로 도입되는 물도 오버플로우 튜브로 직접 들어가는 것을 방지해야 하며, 이에 의해 동결 함유물을 녹여서 희석시키려는 목적을 무산시켜야 한다. 특정 구현예에서, 도 10c 또는 10d에 도시된 것과 유사한 니들 기하구조는 유입수를 오버플로우 튜브(1610)로부터 멀어지도록 하고 구조적으로 용기의 측벽을 향하도록 하는 데 효과적일 것이다.
본원에 개시된 임의의 용기 구현예는 임의로는 내부 표면으로부터의 동결된 액체 함유물의 방출을 용이하게 하기 위해 용기에 의해 형성된 혼합 챔버의 내부 표면 상에 코팅을 가질 수 있다. 코팅의 선택에 대한 고려 사항은 코팅이 식품 안전성이어야 하고 용융 및/또는 희석 공정 동안 제품 중 또는 저장 중에 동결된 액체 함유물로 용납될 수 없는 수준의 화학물 침출을 나타내서는 안 된다는 것을 포함한다. 유사하게, 함유물이 액체 형태인 경우, 특히 충전 및 분배 작동 중에, 동결 함유물로부터 바람직한 풍미와 아로마 화합물 또는 오일을 흡수해서는 안 된다. 코팅되지 않은 표면에 대해 용기로부터 동결된 액체 함유물을 방출시키는데 필요한 힘을 감소시키기 위해, 상기 코팅이 바람직한 정지 마찰 계수, 다공도 척도 및 표면 거칠기 척도를 가져야 한다는 등의 다른 요인이 포함된다. 상기 코팅은 용기가 노출될 온도 범위(예를 들어, 약 -20℉ 내지 약 212℉) 하에서 전술한 바람직한 특성을 유지해야 한다. 일부 구현예에서, 코팅의 정지 마찰 계수는 0.05 내지 0.7이다. 다른 구현예에서, 코팅의 정지 마찰 계수는 0.3 내지 0.4이다. 다른 구현예에서, 코팅의 정지 마찰 계수는 0.1 내지 0.2이다. 다른 구현예에서, 코팅의 정지 마찰 계수는 0.05 내지 0.1이다. 다른 구현예에서, 코팅의 정지 마찰 계수는 0.08 내지 0.3이다. 다른 구현예에서, 코팅의 정지 마찰 계수는 0.07 내지 0.4이다. 다른 구현예에서, 코팅의 정지 마찰 계수는 0.1 내지 0.7이다. 일부 구현예에서, 상기 코팅은 폴리프로필렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오르에틸렌, 플루오르화 에틸렌 프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌 및/또는 이들 물질의 혼합물 및/또는 코-폴리머(예컨대, 폴리프로필렌/폴리에틸렌 혼합물) 중 하나 이상을 포함한다.
본 발명의 일 구현예에서, 본원에 개시된 임의의 하나의 기하구조를 갖는 용기는 동결된 액체 함유물과 용기의 단부 층(바닥) 사이에 적어도 5 ㎜의 공간을 허용하는 한편, 또한 함유물이 단부 층으로부터 변위될 때 동결된 액체 함유물과 용기의 커버 층(상부) 사이에 적어도 5 ㎜의 공간을 유지하도록 크기가 결정되는 동결된 액체 함유물을 함유한다. 이 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 함유물(15℉)이 195℉에서 8 oz의 물과 조합될 때 약 140℉ 내지 190℉의 온도에서 최종 음료 제품을 제공하도록 크기가 추가로 정해진다. 또한, 이 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 8 oz의 물과 조합될 때 1.15 TDS 내지 135 TDS 사이의 최종 제품 강도를 갖는 커피 음료를 생성하기 위한 농도 수준을 갖는다. 또한, 이 구현예에서, 동결된 액체 함유물(0℉ 내지 32℉ 사이의 온도에서)은 함유물과 접촉하는 디스펜서 및/또는 공지의 단일 서빙 브루어 니들(예를 들어, 약 2.5 ㎜ 외경 및 약 4 ㎜ 길이의 대각선을 갖는 중공형 니들)로부터의 힘이 함유물에 매립되거나 함유물의 일부만을 용기의 표면으로부터 멀리 이동시키는 대신에 용기의 내부 표면으로부터 떼어내도록 하는 경도 수준을 갖는다. 다른 구현예에서, 상기 동결된 액체 함유물과 상기 용기의 상부 및 하부 사이의 간격은 적어도 7 ㎜이다. 또 다른 구현예에서, 동결된 액체 함유물은 8 oz의 물과 조합될 때 약 1.25 TDS의 최종 제품 강도를 갖는 커피 음료를 생성하기 위한 농도 수준을 갖는다.
도 16에 도시된 용기의 기하구조 이외에, 본 발명의 구현예는 도 18에 도시된 용기(1800)의 것과 유사한 프로파일을 가지며 1.65 in~1.80 in 범위의 높이, 1.65 in~2.00 in 범위의 상부 내경(상부 ID), 4도 내지 6도 범위의 드래프트 각도 및 (상기 범위 내의 드래프트 각도를 유지하면서) 1.30 in~1.75 in 범위의 하부 내부 직경(하부 ID)을 갖는 테이퍼진 원통형 용기를 포함한다. 특정 구현예에서, 높이는 1.70 in~1.75 in 범위이며, 상부 ID는 1.70 in~1.95 in 범위이고, 드래프트 각도는 4 내지 6도이고, (상기 범위 내의 드래프트 각도를 유지하면서) 하부 ID는 1.35 in~1.70 in 범위이다. 다른 구현예에서, 높이는 1.65 in~1.80 in 범위이며, 상부 ID는 1.75 in~1.90 in 범위이고, 드래프트 각도는 4 내지 6도이고, (상기 범위 내의 드래프트 각도를 유지하면서) 하부 ID는 1.40 in~1.65 in 범위이다. 또 다른 구현예에서, 높이는 1.65 in~1.80 in 범위이며, 상부 ID는 1.80 in~1.90 in 범위이고, 드래프트 각도는 4도 내지 6도 범위이며, (상기 범위 내의 드래프트 각도를 유지하면서) 하부 ID는 1.45 in~1.60 in 범위이다. 일 구현예에서, 높이는 약 1.72 in이고, 상부 ID는 약 1.80 in이고, 드래프트 각도는 약 5도이고, 하부 ID는 약 1.45 in이다. 이들 파라미터의 다른 범위도 본 발명의 범주 내에 있다.
하기의 비-제한적인 실시예는 단지 예시적인 목적으로 제공된다. 다른 용기 크기 및 다른 동결된 액체 함유물도 본 발명의 범주 내에 있다.
실시예 1 - 커피 음료
본 발명의 일 구현예에서, 필터리스 단일 챔버 혼합 용기가 동결된 액체 함유물을 함유한다. 용기는 도 18에 도시된 것과 유사한 프로파일을 가지며, 약 1.72 in의 높이, 약 1.80 in의 상부 ID, 약 5도의 드래프트 각도 및 약 1.45 in의 하부 ID를 갖는다. 용기는 천공 층으로 상부에서 밀봉되고, 단부 층은 (예를 들어, 비-제한적으로, 상술된 니들과 같은 디스펜서/브루어 니들에 의해) 천공될 수 있다. 동결된 액체 함유물은 실질적으로 전체 단부 층 및 측벽의 일부분과 접촉하는 농축 커피 추출물이다.
1.15%~약 1.35% TDS 범위의 TDS(1.25% TDS의 선택적 표적을 가짐)를 갖는 최종 커피 음료 생성물을 제조하기 위해, 15℉에서 동결된 액체 함유물을 녹여 195℉에서 8 oz의 물로 희석한다. 하기 표 1은 본 구현예의 동결된 액체 함유물의 여러 가지 다른 구현예뿐만 아니라 동결된 액체 함유물의 양 및 상기 함유물의 농도의 정도를 변화시키는 다양한 파라미터에 미치는 영향을 보여준다.
| 함유물 부피 (in3) |
함유물 중량 (oz) |
단부 층 상의 함유물 높이 (in) |
함유물 상의 빈 공간 (in) |
용기 부피 내의 빈 공간 (%) |
함유물 TDS (%) |
함유물 Brix (°Bx) |
최종 생성물 온도 (℉) |
| 0.3 | 0.18 | 0.13 | 1.57 | 91 | 57 | 67 | 188 |
| 0.5 | 0.30 | 0.25 | 1.45 | 85 | 35 | 41 | 183 |
| 0.7 | 0.42 | 0.37 | 1.33 | 79 | 25 | 29 | 178 |
| 0.9 | 0.54 | 0.49 | 1.21 | 73 | 20 | 24 | 175 |
| 1.5 | 0.90 | 0.81 | 0.89 | 56 | 12 | 14 | 162 |
| 2.0 | 1.20 | 1.07 | 0.63 | 41 | 10 | 12 | 153 |
| 2.9 | 1.74 | 1.49 | 0.21 | 14 | 7 | 8 | 137 |
표 1에 나타낸 바와 같이, 커피 음료 온도를 140℉ 이상으로 유지하기 위해(예컨대, 음료 온도를 120℉ 이상으로 유지하면서 우유 또는 크림을 추가할 수 있도록), 동결된 액체 함유물 중량은 약 60% TDS~약 8% TDS의 농도에서 약 0.15~약 1.2 oz이다(여기서 더 작은 함유물이 보다 높은 농도를 필요로 한다). 용기에 포함될 때, 동결된 액체 함유물 위 및 상부 층(즉, 헤드스페이스) 아래의 빈 공간의 길이는 약 0.6~약 1.6 in이며, 이는 약 41%~약 91%의 빈 공간을 생성한다.
본 발명자들은 용기의 단부 층으로부터 약 0.5 in 이하의 동결된 액체 함유물 높이를 유지하는 것이 단부 층으로부터의 상기 함유물의 방출 용이성을 증가시키는 것을 발견하였다. 따라서, 상기 함유물은 약 0.5~약 0.1 in의 높이로 더 제한될 수 있고, 이에 따라 상응하는 약 60%~약 20% TDS의 농도 정도를 갖는다. 이렇게 하면 이전 실시예에 비해 헤드스페이스와 빈 부피가 증가하는데, 이는 동결된 액체 함유물에 비해 혼합 챔버의 물 비율이 증가하는 조건 하에서 용융 및 혼합이 향상될 것으로 예상된다.
동결된 액체 함유물의 농도 범위를 35% 이하의 TDS로 제한하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 비교적 높은 농도의 동결된 액체 함유물을 생성하는 것은 비교적 낮은 농도의 것보다 더 많은 에너지를 소비하므로, 에너지를 절약하기 위해서는, 추출 공정 중에 물의 역 삼투압 제거와 같은 2차 공정이 필요할 수 있다. 이러한 경우, 동결된 액체 함유물은 약 0.30~약 0.5 oz의 중량을 가지며, 약 73%~약 85%의 빈 부피를 갖는 약 1.2~약 1.45 in의 헤드스페이스를 남긴다.
실시예 2 - 에스프레소 음료
본 발명의 다른 구현예에서, 필터리스 단일 챔버 혼합 용기가 동결된 액체 함유물을 함유한다. 상기 용기는 실시예 1에서 기술된 것과 동일한 프로파일 및 치수를 갖는다. 이 실시예에서, 동결된 액체 함유물은 또한 실질적으로 전체 단부 층 및 측벽의 일부분과 접촉하는 농축 커피 추출물이다.
약 9.15%~약 9.35% TDS(약 9.25% TDS의 선택적 표적을 가짐)의 TDS를 갖는 최종 에스프레소 음료 생성물을 제조하기 위해, 15℉에서 동결된 액체 함유물을 녹이고 195℉의 충분한 물로 희석하여 4 oz의 분배된 부피(때로는 더블 에스프레소로서 기재됨)를 수득한다. 하기 표 2는 본 구현예의 동결된 액체 함유물의 몇 가지 다른 구현예 및 동결된 액체 함유물의 양 및 상기 함유물 농도를 변화시키는 다양한 파라미터에 미치는 영향을 보여준다.
| 함유물 부피 (in3) |
함유물 중량 (oz) |
단부 층 상의 함유물 높이 (in) |
함유물 상의 빈 공간 (in) |
용기 부피 내의 빈 공간 (%) |
함유물 TDS (%) |
함유물 Brix (°Bx) |
최종 생성물 온도 (℉) |
| 1.0 | 0.64 | 0.54 | 1.16 | 70 | 58 | 68 | 145 |
| 1.1 | 0.70 | 0.60 | 1.10 | 67 | 53 | 62 | 140 |
| 1.2 | 0.76 | 0.65 | 1.05 | 64 | 48 | 56 | 134 |
| 1.3 | 0.83 | 0.71 | 0.99 | 61 | 45 | 53 | 128 |
유사한 결과가 표 1 및 표 2에 기재된 동결된 액체 함유물의 다양한 구현과 함께 위의 설명에서 상술한 바와 같은 본원에 개시된 다른 용기 디자인을 사용하여 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 범주는 도 18에 도시된 바와 같은 프로파일을 갖는 용기 내의 동결된 액체 함유물의 특정 구현예의 사용에 제한되지 않는다.
상세한 설명 전체에 걸쳐 논의된 바와 같이, 본 발명의 구현예는 많은 이점을 제공한다. 예를 들어, 용기가 단일 챔버 혼합 용기이기 때문에, 상기 용기는 필터 물질, 폐 커피 분쇄물, 사용된 찻잎, 또는 용기가 단일 스트림으로 쉽게 재활용되지 못하도록 하는 다른 물질을 보유하지 않는다. 또한, 추출 공정에 의해 생성된 동결된 액체 함유물을 제공함으로써, 커피 분쇄물과 같은 부산물은 (바이오매스 에너지 및/또는 지속가능한 토양 영양분과 같이) 보다 쉽게 재활용되거나 재사용될 수 있는 중앙 시설에서 유지된다. 또한, 상기에서 보다 상세하게 기술된 바와 같이, 동결된 액체 함유물을 사용하여 보다 많은 다양한 최종 제품을 지원할 수 있다.
본원에 개시된 바와 같이 원하는 온도 및 원하는 부피에서 자동적인 방식으로 식품 또는 음료를 제조하는 것과 관련된 기술 및 시스템의 측면은 컴퓨터 시스템 또는 컴퓨터화된 전자 장치와 함께 사용하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 이러한 구현예는 컴퓨터 판독가능한 매체(예를 들어, 디스켓, CD-ROM, ROM, 플래시 메모리 또는 다른 메모리 또는 고정 디스크)와 같은 유형(tangible)/비-일시적 매체 상에 고정된 일련의 컴퓨터 명령 또는 논리를 포함하거나 또는 매체를 통해 네트워크에 연결된 통신 어댑터와 같은 모뎀 또는 다른 인터페이스 장치를 통해 컴퓨터 시스템 또는 장치로 전송 가능할 수 있다.
상기 매체는 유형 매체(예를 들어, 광 또는 아날로그 통신 라인) 또는 무선 기술(예를 들어, Wi-Fi, 셀룰러, 마이크로파, 적외선 또는 다른 전송 기술)로 구현된 매체일 수 있다. 일련의 컴퓨터 명령은 본원에서 시스템과 관련하여 기술된 기능의 적어도 일부를 구현한다. 당업자는 이러한 컴퓨터 명령이 많은 컴퓨터 아키텍처 또는 운영 시스템과 함께 사용하기 위한 다수의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있음을 이해해야 한다.
이러한 명령은 반도체, 자기, 광학 또는 다른 메모리 장치와 같은 임의의 유형의 메모리 장치에 저장될 수 있으며 광학, 적외선, 마이크로파 또는 다른 전송 기술과 같은 임의의 통신 기술을 사용하여 전송될 수 있다.
이러한 컴퓨터 프로그램 제품은 동봉된 인쇄물 또는 전자 문서(예컨대, 수축 포장된 소프트웨어)와 함께 이동식 매체로 배포되거나 컴퓨터 시스템(예컨대, 시스템 ROM 또는 고정 디스크)과 함께 미리 로딩되거나 네트워크(예컨대, 인터넷 또는 월드 와이드 웹)를 통해 서버 또는 전자 게시판에서 배포될 수 있다. 물론, 본 발명의 일부 구현예들은 소프트웨어(예컨대, 컴퓨터 프로그램 제품)와 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 본 발명의 또 다른 구현예는 전적으로 하드웨어 또는 전적으로 소프트웨어(예를 들어, 컴퓨터 프로그램 제품)로서 구현된다.
본 발명을 읽음으로써 당업자에게 명백해지는 바와 같이, 본 발명은 위에서 구체적으로 개시된 것 이외의 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 상술한 특정 구현예는 예시적인 것으로서 제한적인 것으로 간주되지 않는다. 당업자는 일상적인 실험만을 사용하여 본원에 기술된 특정 구현예에 대한 다수의 균등물을 인식하거나 확인할 수 있을 것이다.
Claims (100)
- 용기(receptacle)로서,
상기 용기의 제1 단부로부터 상기 용기의 제2 단부까지 치수가 증가하는 테이퍼 부(tapered portion)를 포함하는 측벽으로서, 상기 용기의 제2 단부는 개구부를 한정하는 것인, 측벽;
상기 용기의 제1 단부에 배치된 단부 층으로서, 상기 단부 층은 개구부가 없는 시트에 의해 한정되고, 상기 측벽 및 상기 단부 층은 상기 용기의 캐비티를 한정하는 것인, 단부 층;
상기 용기의 캐비티 내에 배치된 고형 동결된 액체 함유물; 및
상기 용기를 밀봉하는 상기 용기의 개구부 상에 형성된 천공가능한 마개를 포함하고,
상기 고형 동결된 액체 함유물, 상기 측벽의 적어도 일부 및 상기 천공가능한 마개의 적어도 일부는 고형 동결된 액체 함유물이 없는 용기 내의 빈 공간을 한정하고;
상기 용기는 분배 장치 내로 삽입되도록 구성되며;
상기 용기의 단부 층은 상기 분배 장치 내에 배치된 니들(needle)에 의해 천공될 수 있고;
상기 고형 동결된 액체 함유물은 상기 캐비티 내에 제1 위치 및 제2 위치를 가지며, 상기 제1 위치에서, 상기 고형 동결된 액체 함유물은 실질적으로 상기 용기의 단부 층과 일치하며(conform), 상기 제2 위치에서, 상기 고형 동결된 액체 함유물은 상기 용기의 단부 층으로부터 상기 빈 공간 내로 변위되고, 상기 제2 위치에서, 상기 빈 공간의 적어도 일부는 상기 고형 동결된 액체 함유물이 비어 있는 채로 유지되는 것인 용기. - 제1항에 있어서, 상기 용기는 상기 고형 동결된 액체 함유물의 신선도(freshness) 및 아로마(aroma)를 보존하도록 구성된 가스 불침투성 물질을 포함하는 것인 용기.
- 제2항에 있어서, 상기 측벽의 테이퍼 부, 용기의 개구부 상에 형성된 마개, 및 용기의 단부 층을 포함하는 상기 용기는 가스 불침투성 용기를 형성하는 것인 용기.
- 제1항에 있어서, 상기 고형 동결된 액체 함유물은 하기 중 적어도 하나를 포함하는 것인 용기:
동결 커피 추출물;
동결 차 추출물;
동결 레모네이드 농축물;
동결 식물성 농축물;
동결 브로스(broth);
동결 액상 유제품;
동결 알콜-계 제품;
동결 농축 수프;
동결 시럽;
동결 과일 농축물;
비타민 물; 및
기능성 식품 혼합물. - 제1항에 있어서, 상기 용기는 필터리스(filterless)인 것인 용기.
- 제1항에 있어서, 상기 고형 동결된 액체 함유물 및 용기는 피제어 부분 배치(controlled portion arrangement)로 제공되는 것인 용기.
- 제6항에 있어서, 상기 피제어 부분 배치는 단일-서빙(single-serving) 크기의 형태를 포함하거나,
상기 피제어 부분 배치는 액체의 단일 또는 복수의 주입으로부터 다중-서빙(multiple-serving)을 생성하기 위한 뱃치-서빙(batch-serving) 크기의 형태를 포함하는 것인 용기. - 제1항에 있어서, 상기 용기는 상기 용기의 천공을 통해 가열된 액체를 수용하여 상기 고형 동결된 액체 함유물의 액화 및 희석을 촉진하도록 구성된 것인 용기.
- 제1항에 있어서, 상기 단부 층은 쌍안정성(bistable) 돔(dome) 또는 1회 변형성 돔을 포함하고, 상기 돔은 부분적으로 구형인 것인 용기.
- 제9항에 있어서, 상기 돔은 상기 고형 동결된 액체 함유물이 상기 캐비티 내의 상기 제1 위치에 있을 때 상기 캐비티로부터 멀어져 연장되는 제1 안정성 배향을 갖고, 상기 돔은 상기 고형 동결된 액체 함유물이 상기 캐비티 내의 제2 위치에 있을 때 상기 캐비티 내로 연장되는 제2 안정성 배향을 갖는 것인 것인 용기.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 위치에 있을 때, 상기 고형 동결된 액체 함유물은 상기 용기의 빈 공간 및 단부 층 아래의 측벽의 전체 테이퍼 부에 실질적으로 일치하고;
상기 고형 동결된 액체 함유물은, 제2 위치에 있을 때, 니들에 의해 빈 공간으로 변위되어 상기 고형 동결된 액체 함유물을 둘러싸는 클리어런스(clearance)를 생성하도록 크기가 정해져서, 상기 캐비티의 제2 단부로부터 상기 고형 동결된 액체 함유물 주위로 상기 캐비티의 제1 단부까지 유동 경로를 생성하는 것인 용기. - 제3항에 있어서, 상기 용기의 제2 단부에서의 상기 측벽의 일부와 상기 마개는 열 밀봉, 크림핑(crimping), 접착(gluing), 또는 음파 용접(sonic welding)을 통해 결합되는 것인 용기.
- 제1항에 있어서, 상기 측벽의 테이퍼 부 및 상기 단부 층의 적어도 일부 상에 상기 캐비티의 내부에 코팅을 추가로 포함하고, 상기 코팅은 코팅되지 않은 측벽에 비해 용기에 대한 고형 동결된 액체 함유물의 부착을 감소시키는 것인 용기.
- 제1항에 있어서, 상기 빈 공간은 대기 공기 대신에 불활성 가스 및 환원 반응성 가스 중 적어도 하나를 포함하는 것인 용기.
- 용기로서,
상기 용기의 제1 단부로부터 상기 용기의 제2 단부까지 치수가 증가하는 테이퍼 부를 포함하는 측벽으로서, 상기 용기의 제2 단부는 개구부를 한정하는 것인, 측벽;
상기 용기의 제1 단부에 배치된 단부 층으로서, 상기 단부 층은 개구부가 없는 시트에 의해 한정되고, 상기 측벽 및 상기 단부 층은 상기 용기의 캐비티를 한정하는 것인, 단부 층;
상기 용기의 상기 캐비티 내에 배치된 고형 동결된 액체 함유물; 및
상기 용기를 밀봉하는 상기 용기의 상기 개구부 상에 형성된 천공가능한 마개
를 포함하고,
상기 고형 동결된 액체 함유물, 상기 측벽의 적어도 일부 및 상기 천공가능한 마개의 적어도 일부는 고형 동결된 액체 함유물이 없는 상기 용기 내의 빈 공간을 한정하고;
상기 용기는 분배 장치 내로 삽입되도록 구성되며;
상기 용기의 단부 층은 상기 분배 장치 내에 배치된 니들에 의해 천공될 수 있고;
상기 고형 동결된 액체 함유물은 상기 캐비티 내에 제1 위치 및 제2 위치를 가지며, 상기 제1 위치에서, 상기 고형 동결된 액체 함유물은 상기 용기의 상기 단부 층에 인접하며, 상기 제2 위치에서, 상기 고형 동결된 액체 함유물은 상기 용기의 단부 층으로부터 상기 빈 공간 내로 변위되고, 상기 제2 위치에서, 상기 빈 공간의 적어도 일부는 상기 고형 동결된 액체 함유물이 비어 있는 채로 유지되는 것인 용기. - 제15항에 있어서, 상기 고형 동결된 액체 함유물이 제1 위치에 있을 때, 상기 고형 동결된 액체 함유물, 상기 측벽 부분 및 상기 천공가능한 마개의 부분에 의해 한정되는 상기 빈 공간은 상기 측벽, 단부 층 및 천공가능한 마개에 의해 한정되는 전체 부피의 절반 이상인 것인, 또는
상기 고형 동결된 액체 함유물은 0℉ 내지 32℉의 온도에서 충분히 경질이어서 상기 분배 장치의 니들에 의해 가해진 힘이 상기 고형 동결된 액체 함유물을 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키는 것인, 용기. - 제15항에 있어서, 상기 용기는 상기 고형 동결된 액체 함유물과 상기 단부 층 사이에 배치된 플랫폼을 추가로 포함하고, 상기 플랫폼은 상기 단부 층이 상기 니들에 의해 천공될 때 상기 분배 장치의 니들과 접촉하도록 구성된 것인 용기.
- 제17항에 있어서, 상기 단부 층은 상기 플랫폼의 형상에 상보적인 만입부(depression)를 포함하고 상기 플랫폼은 상기 만입부 내에 배치되는 것인, 또는
상기 플랫폼은 실질적으로 편평한 디스크인 것인, 또는
상기 플랫폼은 상기 단부 층에 대해 오목부 또는 볼록부 중 적어도 하나인 것인, 또는
상기 플랫폼은 파형(corrugated)인 것인, 또는
상기 플랫폼은 적어도 하나의 채널을 갖는 오버플로우 튜브(overflow tube)를 포함하고 상기 적어도 하나의 채널은 흐름이 상기 적어도 하나의 채널을 통해 상기 플랫폼의 제1 측면으로부터 상기 플랫폼의 제2 측면으로 통과할 수 있게 하는 것인, 용기. - 제15항에 있어서, 상기 측벽의 테이퍼 부는 연속적인 테이퍼를 포함하는 것인 용기.
- 제15항에 있어서, 상기 측벽의 테이퍼 부는 제1 테이퍼 부 및 제2 테이퍼 부를 포함하고, 상기 제1 테이퍼 부는 상기 제2 테이퍼 부보다 큰 정도로 테이퍼지고, 상기 제1 테이퍼 부는 상기 단부 층에 인접하고(proximate), 상기 제2 테이퍼 부는 상기 단부 층에 대해 원위(distal)에 위치한 것인 것인 용기.
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