TW200924681A - Single piece device for storing, metering and mixing a powder with a diluent - Google Patents

Description

200924681 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於製備及運送一可溶解之粉末與一 稀釋液之-混合物的系統。更詳言之，本發明關於藉由計 量一食用粉末及將此食用粉末與一稀釋液混合來製備及運 輸飲料或其他液體食物產品。本發明可衛生、簡易及快速 - _用於來自—粉末與水之飲料的運送，無論該飲料是否 有泡沐、熱的還是冷的。 φ 【先前技術】 在習知飲料配送器争，飲料係自一被裝在貯存器中的濃 縮液或粉末重組。該濃縮液或該粉末被計量然後與一通常 為熱水或冷水的稀釋液在該配送器中混合，穿過管子、泵 及混合皿。混合通常由一裝在一室中的機械攪拌器執行。 因此這些飲料的習知製備方式需要大量的維護及清理以便 保持這些與食物產品接觸的部件恒久清潔並避免污染及細 菌增長的風險。此等機器亦代表對於操作者部分的巨 0 資。 一些這種問題已藉由用於從一容納一濃縮液的可棄式或 可循環使用之包裝運送飲料的系統而得以解決。常見解決 方法在於將該食用液體泵送至該包裝中並藉由連接該包裝 至該機器且尤其係藉由連接此泵至該機器用該機器控制該 泵的啟動。操作者僅需在該包裝清空後移除該包裝並用一 個新的替代以便進行配送另一飲料。所以不再需要任何清 理。如此一種解決方法被描述於ΕΡ-Α1-1 768 925中。 133406.doc -6 - 200924681 化種可棄式储存、計量及運送包裝的解決方法從未被應 用於從谷納可溶解粉末的可棄式或可循環使用之包裝運 送飲料的系統。實際上熟知的係粉末對濕度及空氣十分敏 感很明顯的，用於漠縮液的原理不可能應用於粉末而不 產生問題。主要問題係用於計量該粉末的配量系統將在該 系統與空氣接觸的運送部分中進—步_粉末的部分溶 解。這將導致錯誤的粉末配量及該系統的完全阻塞。

如此-種能促成幾乎免於清理、簡易及快速重栽入的可 棄式或循環使料包裝將為粉末的運送帶來很大的優點。 尤其係其將帶來-對粉末特有的優點：其將消除存在於打 開-儲存容器及在系統貯存器中藉由直接傾注傳送其内容 物中的重新填充步驟，該步驟導致該粉末之充氣及兑 之降低。 βα 因此需要-種可解決前述所有問題的容納粉末的可棄式 儲存、計量及運送包裝。 、 【發明内容】 在-第-態樣中，本發明關於—㈣於儲存及計量―粉 末及將該粉末與一稀釋液混合以製備一食物產品的裝置， 該裝置能夠連接至一容納該稀釋液的儲存罐及—空氣原， -一用於形成一儲備粉末的多劑量容器， -一用於從該多劑量容器將粉末傳送 粉末導管的粉 末配量系統， 該粉末導管被整合於-經構形用以圍繞粉末口 133406.doc 200924681 運送空氣的空氣室中， -該粉末導管出口沒入一包括一稀釋液入口及一食物產 品出口的混合室中， •以上所有形成一單一件可棄式裝置。 本發明之該裝置為整合上述不同元件的一單件。各個元 件相對於該等其他元件定位使得來自該多劑量容器的該2 末在該粉末配量系統中流動，後者在運送經計量之粉末的

該粉末導管中將粉末從該多劑量容器運送至該混合室。根 據本發明，該粉末導管被整合於一空氣室中。該空氣室包 括-空氣人口及-空氣出σ，後者圍繞顯現於該混合室中 的該粉末導管出口。 因此根據本發明的該裝置提供一種改進的儲存、計量 運送-粉末及將其與—稀釋液混合的解決方法。經由將七 :不同元，完全整合於—單—件裝置中及將該粉末導管^ ° 二氣至中，該粉末之新鮮度及流動性可被維持。 根據本發明之該裝置的一個重要元件為該空氣室，其超 構形以便圍繞該粉末導管提供__空氣流。該空氣流被定伯 於该混合室之方向中以便在該粉末導管沒入該混合室的位 置包圍該粉末導管出口。在該空氣室中，較佳的係該空氣 流本質上平行於該粉末導管。如此—種配置可藉由-包圍 該粉：導管的空氣室、尤其係藉由一係與該粉末導管同心 之靖官的空氣室而輕易獲得。在本發明之較佳實施例中， 室經構形以便在該粉末導管出口提供一圍繞該粉末 "、分佈空氣流環°均質分佈意為空氣具有圍繞該粉 133406.doc 200924681 末導管出口本質上相同的流動值及相同的流動方向。 較佳的係該空氣室出口及該粉末導管出口在大致相同的 切削平面進入該混合室。出於這個原因，較佳的係該空氣 筒管具有一足夠的長度，因為如果其太短，其可能不能提 供避免在該粉末導管中蒸汽量的增加。較佳的係該空氣室 的空氣吸入口可與粉末導管縱軸成_角度使得該空氣流基 本上平行於該粉末導管。 ❹

。 ””， …丨"π «V犯节、至。在具更簡 單之形式下，該混合室由一底壁及一向上延伸的側壁界 定。其較佳地係一種開放的混合室：其擁有抽離蒸汽的上 出口、。該出口-般被佈置在該混合室之頂部的中間。該混 合室通常係對稱的。在該較佳模式中，該混合室為圓錐 形。根據本發明，該混合室係無授拌的：無授摔構件係必 的’因為混合可以藉由稀釋液流及該室之該形式而達 到。該混合室可被封閉及加壓。 較佳的係該粉末導管之該出口在—相對 縱抽偏移的位置進入該混合室之該上部分。這意 末導管之該出口不在該混合心 較佳的係該粉末導管之，二"的中間顯現。亦為 到…。之間的Π =咖合*之該縱轴成-。 J月度更佳的係大約45。。 該粉末配量系統包括一配 本發明之該裝置外部的馬達Li二吏構該:%室可被-在 為任何習知類型的粉末配量室：:=。該:量室可 -桶、-滑動室或一旋轉 '、-螺旋鑽、 软佳的係一具有旋轉空腔的 133406.doc 200924681 桶。該粉末配量系統被定位於該容器之底部以接收粉末及 向該粉末導管傳輸一預定數量的粉末。 該粉末配量系統及向根據本發明之該裝置的稀釋液供應 旨在可藉由一配送基部裝置之方式控制，該粉末配量系統 及該稀釋液供應可用該裝置以一種互補方式對接。為了更 • 加簡潔明瞭，與第一裝置對接的第二裝置在餘下的敍述中 被稱為一"基站"。因此，耦合構件被提供並經用以連接該 第一裝置至該基站的方式構形，該基站本身亦能提供該稀 ® 釋液供應及用於驅動該粉末配量系統的構件。如此替代使 得無需該粉末配量系統及該混合室之維護及清理而進行配 送成為可能。該裝置帶來具有一空氣源的耦合構件，該空 氣源通常為一吹風機。較佳的係該稀釋液耦合構件、用於 驅動該粉末配量系統之構件及空氣耗合構件被提供並經以 可拆卸地將該裝置連接至能夠提供該稀釋液供應、該空氣 供應及用於驅動該粉末配量系統的該基站之方式構形。 〇 办，佳的係該稀釋液入口、該粉末配量系統耦合構件及該 二氣吸入口在該裝置的相同一面。如此一種裝置以一 單及快速的方式貼合在該基站上，該基站包括容納該_ 液的儲存罐、用於驅動該粉末配量系統的構件及該空氣 、原I據本發明之該裝置與該基站的麵合可藉由手動地插 本身包括互補輕合構件的該基站中而達成。 所Μ ’該使用者可藉由抓住該裝置並將其向該基站推動 生的簡單移動而輕易地手動執行該對接操作。更且體的 係該輕合構件亦包括在至少一個支援該裝置之插入或與該 133406.doc 200924681 基站上的互補導向構件對接的方向中用於平移導向的構 件。 根據本發明之該裝置亦可包括一密碼，其可被一關聯於 一與該裝置耦合之基站的讀取器讀取。該密碼包括涉及該 粉末之稱呼及/或性質、以及/或關於該稀釋液供應及/或液 體泵驅動構件之啟動的資訊。舉例來說，該密碼可被使用 以管理包含於該基站中之該液體泵及/或該稀釋液泵之流 率，以便控制該粉末/稀釋液之比率。該密碼諸如檢查裝 © 在該容器中之該產品的真實性或者調整該構件以改變該稀 釋液之溫度的其他應用亦是可行的。 該裝置之該食物產品出口使該食物產品能直接運送至一 貯藏器。一貯藏器應被理解為例如一杯子、一碗或一馬克 杯或任何其他服務於消費者的貯藏器。

的。其可為一 暢配送。 疊的。舉例來說，其可為一瓶子、一袋 物。其可由塑膠、卡板紙、鋁或一混合 之薄壓板製成。較佳的係其為可折疊 器在一具有濕氣及氧氣阻擋物的單層或 對水分進入的阻擋亦有助於該粉末的順 較佳的係根據本發明之該裝

133406.doc 200924681 該裝置之該等不同元件可藉由太々七 ^ J稭由水久或可拆卸之構件而被 連接，較佳的是永久構件。永久構件可被設計為密封、焊 接、魅合、不可逆轉夾合構件㈣件。可拆卸構件 由該裝置之該等元件中的一個上的螺紋部分或等效互補機 械喃合構件構成，其與屬於該裝置之另_元件的螺紋部分 或互補機械嚙合構件合作。 依-較佳方式，當該多劑量容器為空時，根據本發明之 該裝置即被丟棄。 ❹ ❹ 如果該容器在-柔軟組件中’該容器可在其上部分中呈 現抓握構件，該抓握構件與在該基站中的互補抓握構件配 合。舉例來說，此抓握構件可為如上述之用於平移導向的 構件。它們可促進該粉末從該容器更好的運送。 根據本發明，術語”粉末"意為任何可在粉末或如粗粒、 微粒、細粒之顆粒形式下的鬆散材料。該裝置中的該粉末 可為用於重組一熱的或冷的、有泡沫或無泡沫之飲料的濃 縮食品。舉例來說，該粉末為一可溶牛奶、咖啡、可可、 茶、或其一組合之粉末。其他粉末狀食品例如脫水馬鈴薯 泥或其他脫水食品、醬料或肉湯粉、湯粉或類似亦可被用 於本發明中。 在一第二態樣中，本發明係關於一種用於儲存及計量一 粉末及將該粉末與一稀釋液混合以便藉由如下之構件製備 一食物產品的方法： 一粉末多劑量容器， 一粉末配量系統， 133406.doc •12- 200924681 一整合於一空氣室中的粉末導管， 、-混合室，該粉末導管沒人其中，該混合室包括一稀釋 液入口及一食物產品出口， 其中該粉末容器、該粉末配量系統、該粉末導管、該空 氣室及該混合室形成一單一件裝置，魅氣室圍繞該粉末 導s運送一空氣流，肖空氣流被定向於該混合室之方向 中。 Ο

如上述，較佳的係該空氣流基本上平行於該粉末導管。 在本發明之較佳實施例中，在該粉末導管出口處圍繞該粉 末流之該空氣流環呈現一均質分佈。較佳的是該空氣流在 該空氣室之該出口呈現-線性流。舉例來說，一線性流可 確保蒸汽確會進人該粉末導管但並非太重要不至於妨礙由 該粉末產生的該粉末流以及其在該粉末管中的再增加。 較佳的係該粉末導管在一相對於該混合室之縱軸偏移的 位置進人該混合室之上部分。亦為較佳的係該粉末流用一 與該混合室之縱軸成一在0到大約45。之間的角度導入該混 合室，更佳的係大約45。。 本發明之該裝置及該方法呈現多個優點。該粉末配量系 統不需要任何清理，因為其係可棄式的。操作員不必從一 谷器將粉末傳輸至一罐容器，因為根據本發明之該裝置整 合儲存及配送之功能。這避免意外地將粉末灑入飲料配送 器。其還不需要一位受過訓練或技術熟練的操作員以在該 飲料機器中更換粉末。實施本發明之該裝置的配送器可提 供咼品質的飲料，因為該粉末被容納於一密封容器而非打 133406.doc -13· 200924681 開的罐容器中，所以與空氣具有更少的接觸。因為該等粉 末在該工廠中被填充至該等容器中然後被直接放置於該基 站中，所以亦可提供一提高的品質控制。 本發明亦包含一種用於儲存及計量一粉末以便進一步將 該粉末與一稀釋液混合以製備一食物產品的裝置，該裝置 能夠被連接至一容納該稀釋液的儲存罐，該裝置包括·· -一用於形成一儲備粉末的多劑量容器， -一粉末配量系統，及 © - —粉末導管， 以上所有形成一單一件可棄式裝置。 該粉末配量系統可包括一配量室及搞合構件，該構件使 該配量室能夠被-在該裝置外部的馬達驅動。該粉末配量 系統之該配量室可包括一無端式螺桿、一螺旋鑽、一桶、 一滑動室或一旋轉室。 本發明亦可延伸至製備非食物產品的領域。 【實施方式】 圖1顯示本發明之一裝置丨。該裝置丨包括一經一食品原 料粉末3填充的容器2,該粉末藉由重力掉落至由一配量室 . 丨4^耦合構件13組成的該配量系統4上，該耦合構件使該 配置室能被一外部馬達驅動。預先計量之粉末3於該配量 系統4中被配量並經由粉末導管5被運送於該混合室7之皿 中，在此處其與一經由該混合室7之該稀釋液入口8導入的 預先計量之熱水混合，該稀釋液入口被耦合至一外部稀釋 液供應。所得到的該混合物經由食物產品出口 9被配送。 133406.doc •14· 200924681 該裝置！包括-與該粉末導管5同心並包圍該導管的柱形空 氣室6。該空氣室用於產生一圍繞沒入該混合室7中之該粉 末導管出口 12的空氣流11。因此，該空氣室被提供具有-搞合至-外部空氣源的空氣吸入管1〇;該空氣“之形式 及空氣吸人管Η)之定向有助於—平行於該粉末導管5並以 -種平行於該粉末流的彳式出現於該混合室7中的空氣流 11的形成。㈣末導管被定向於—相對於該室之中間縱轴

Ο 〇〇’偏移的方向中。較佳的係該粉末導管5之縱軸χχ，與該 混合室7之縱軸〇〇,產生一角度α。 此裝置為單件可棄式裝置j，其包括該容器2、該粉 末配量系統4、該粉末導管5、該空氣室6及該混合室7。 ”，、水藉由與該裝置耦合的基站（未顯示）之構件被提供 於該裝置中：水經由一儲水器、一水泵及一水加熱系統以 及最後該稀釋液入口8而被提供。一控制器可進一步被提 供以便根據該使用者致動或被提示在該基站上輸入一命令 而協調該配量系統4之該原料粉末之配量及該基站之該泵 的該稀釋液之配量。 圖2顯示一耦合至一粉末配量系統的容器2，該系統之配 量室14為一滑動室141。該滑動室具有垂直壁及頂部和底 部開口。該滑動室能夠從其被置放於該容器2下及其被粉 末填充的一個載入位置移動至其被置放於該粉末導管5之 上及其運送其在該载入位置所填充之該粉末的配送位置。 該滑動室141在其載入位置被彈力構件142，例如一彈簧壓 迫’以便將該儲存容器2隔離於環境。該配量系統包括一 133406.doc -15- 200924681 與該滑動室141成一體的丰 把丨43，用於在一劑量之該粉末 被載入後朝該滑動室之配读办里必& _ 心配送位置移動該滑動室141。該手 把143呈現能與該基站巾沾 ,m _ ^ 的一個驅動馬達耗合的麵合構 件。 圖3顯示一麵合至一j. θ . 叙末配置系統的容器2，該系統之配 量室14H繞其垂直轴148轉動的旋轉室。兩個與該轴 148垂直的壁149、150相繼地阻播及釋放自該容器至該粉 ❹

末導管5及進一步至其圍繞該軸148之旋轉動作的粉末。當 一壁1 49、150在該容器ψ π办！v 土± + 你^谷器出口外旋轉時，其在一保護室147 中移動以便避免污染。 日顯不一耦合至一粉末配量系統的容器2，該系統之配 量室14為H切桿，該螺桿與該粉末導管同軸，其端 部分⑷封閉地安裝於該粉末導管5中。該螺桿在該粉末導 管5之方向中從該容器2運送及配量該粉末。 圖5顯示一轉合至一粉末配量系統的容器2,該系統之配 量室14為-封閉—體化於—柱形室146中的桶。該桶此 驅動軸M5之末端呈現能被耦合至該基站中之一個驅動馬 達的耦合構件。 【圖式簡單說明】 圖1為一根據本發明之裝置的示意圖。 圖2至圖5顯示具有不同配量室的配量系統。 【主要元件符號說明】 1 裝置 2 容器 133406.doc 16· 200924681

3 粉末 4 粉末配量系統 5 粉末導管 6 空氣室 7 混合室 8 稀釋液入口 9 食物產品出口 10 空氣吸入管 11 空氣流 12 粉末導管出口 13 耦合構件 14 配量室 141 滑動室 142 彈力構件 143 手把 144 螺桿端部分 145 驅動軸 146 柱形室 147 保護室 148 垂直軸 149 壁 150 壁 OO' 混合室縱軸 XX， 粉末導管縱軸 a 角度 133406.doc

Claims (1)

1. 200924681 十、申請專利範圍： 1·種用於儲存及計量一粉末（3)並將該粉末與一稀釋液混 口以製備-食物產品的裝置⑴，該裝置能被連接至一容 納該稀釋液的儲存罐及一空氣源，該裝置包括： -一用於形成一儲備粉末（3)的多齊容器⑺， -一粉末配量系統（4)， • 整合於一空氣室（6)中的粉末導管（5)， 該粉末導管出口 (5)併入於一包括一稀釋液入口⑻ © 及一食物產品出口（9)的混合室（7)中， -以上所有形成一單一件可棄式裝置。 月求項1之裝置，其中該空氣室⑹經構形以圍繞該粉 末導管出口運送空氣。 3. 如凊求項1或2之裝置’其中該空氣室⑹經構形以便提供 一基本上平行於該粉末導管（5)的空氣流。 4. 如請求们之裝置，其中該空氣室⑹圍繞該粉末導管 (5)。 其中該空氣室⑹為—與該粉末導管 Ο 5_如請求之裝置 (5)同心的筒管。 ,6.如請求項1之裝置’其中該空氣室經構形以便在該粉末 ^管出口提供-圍繞該粉末流的均質分佈空氣流環。 7. 如請求们之裝置，其中該粉末導管（5)之出口在—相對 於該混合室⑺之縱軸（00，）偏移的位置進入該混 上部分。 〇〈 8. 如請求们之裝置’其中該粉末導管（5)之縱軸（χχ|)與該 133406.doc 200924681 混合室（7)之縱軸（OO，）成一在〇到大約45。之間的角声。 9.如請求項丨之裝置，其中該混合室（7)呈現一用於抽離蒸 汽的上開口。 10.如請求之裝置，其中該混合室（7)為一圓錐形混人 室。 σ • u.如請求項1之裝置，其特徵為該粉末配量系統包括一配 量室（14)及一耦合構件（13)，該構件使該配量室能被一 在該裝置外部的馬達驅動。 ❹12· ^請求項1G之裝置，其特徵為該粉末配量系、統之該配量 室包括一無端式螺桿、一螺旋鑽、一桶、一滑動室 旋轉室。 如1求項1之裝置，其中提供稀釋液耦合構件、用於驅 動該粉末配量系統之構件及空氣耦合構件並經一將該裝 置可拆卸地連接至一能夠提供稀釋液供 用於驅動該粉末配量系統之構件的基站之方 形。 ❹ 14. ^清未項13之裝置，其中該稀釋液人口（8)、該粉末配量 =輛合構件（13 )及空氣吸人口（ 1G )在該裝置的同側。 求項1之裝置’其中其食物產品出口⑼使該食物產 0口月b直接運送至一貯槽。 16.如請求項 裝置，其中▲該多劑量容器（2)淨空時便可 棄置該裝置。 133406.doc 200924681 站關聯之讀取器讀取的密碼，該裝置被結合至該基站。 19· -種用於儲存、計量—粉末（3)及將該粉末與—稀釋液混 合以便藉由下述構件製備一食物產品的方法： / -一粉末多劑量容器（2)， •一粉末配量系統（4)， -一整合於一空氣室（6)中的粉末導管（5)， . _ 一包括一稀釋液入口（8)及一食物產品出口（9)的混 合室(7)，該粉末導管（5)併入於其中， © 其中該粉末容器、該粉末配量系統、該粉末導管、該空 氣室及該混合室形成一單一件裝置’該空氣室圍繞該粉 末導管運送一空氣流，該空氣流被定向於該混合室之方 向中。 20. 如請求項19之方法，其中該空氣流基本上平行於該粉末 導管（5)。 21. 如請求項19或20之方法，其中在該粉末導管出口圍繞該 0 粉末流的空氣流環呈現一均質分佈。 22· —種用於儲存及計量一粉末以便進一步將該粉末與一稀 釋液混合以製備-食物產品的裝置，該裝置能被連接至 一谷納該稀釋液的儲存罐，該裝置包括·· -一用於形成一儲備粉末的多劑量容器， •一粉末配量系統，及 -一粉末導管， 上述所有形成一單一件可棄式裝置。 23.如請求項22之裝置，其中該粉末配量系統包括一配量室 133406.doc 200924681 及使該配量室能被該裝置之外部的一個馬達驅動的耦合 構件。 24.如請求項22或23之裝置，其中該粉末配量系統之該配量 室包括一無端式螺桿、一螺旋鑽、一桶、一滑動室或一 旋轉室。

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