TWI352585B - Low pressure beverage preparation system and metho - Google Patents

Description

1^52585 玖、發明說明： (―)發明所屬之技術領域 本發明係關於用於製備飲料的機器，且特別地，係關於 供連同密封之筒匣使用之製備飮料的機器，此類筒匣係自 大體上不透氣和不透水之材料所形成且其中含有用製備飮 料之一或數種成分。 先前’已建議將飮料製備成分密封在個別之不透氣包裝 中以便使用於飲料機器中。舉例而言，已知將含有密緻硏磨 咖啡之筒匣或膠囊使用於某些製備咖啡機中，其通常稱爲 π蒸館咖啡"機。於使用此類製備機製造咖啡時，將咖啡筒 匣置入調製室中，將熱水以相當高之壓力通經該筒匣，藉 以自硏磨咖啡中萃取芳香之咖啡組份而製成咖啡飮料。一 般，此類機器係在大於6xl05Pa之壓力下操作。截至目前 爲止，所述該型之製備機相當昂貴，因爲機器的組件，例 如水泵和密封必須能耐受高壓。 (二）先前技術 世界專利（WO)〇l/5 8786中，記述用於製備飮料的筒匣’ 其係通常在0.7至2.0x1 05Pa範圍內之壓力下操作。然而， 設計該筒匣供使用於商業或工業市場上之製備飮料機中且 相當昂貴。因此，仍然需要用於製備飲料之筒匣，其中以 成本、性能及可靠性計，此類筒匣及飮料製備機器特別適 合於家庭市場。亦需要適合此類筒匣之飲料製備機器其操 作簡單且操作可靠。 -6- (S)發明內容 · 的=二本發明提供~種低壓飮料製備系統以便自~系〆. 〜斗向® ’自動製備-系列的飮料型式，該系統包括：· 〜具飮料製備機器； 關多飮料筒匣’每—飮料筒匣含有與特定飮料型式相 或數種飲料成分，其中該飮料製備系統包括： 並=用於容納許多飲料㈣之—在飮料製備機器中之設備 5、使用時’在低於2巴之壓力下供應含水介質至飮料筒

自經包含在其中之一或數種飮料成分產生飮料之設備；I b.W飮料製備機器中之讀取機’用於自動解譯經 飮料筒匣上之碼； 在 處里備，基於該碼，用於產生特定之調製循環； :d·在供應含水介質至飮料筒厘前’基於該碼’用以自動 調整含水介質的溫度之設備； 6•在至少某些的許多飮料筒厘中之設ί蒲’用於基於飮料 型式，可選擇地使飮料產生泡沫；及 f.用者介面，用以開始操作循環； · 其中該飮料製備系統可產生一系列的飲料型式’包括至 少（但不限於）過濾之咖啡、克皮奇諾（cappuccin〇)飲料茶 、巧克力和起泡沫之牛乳，及 其中，用者力面之ί荣作與被分配之飮料型式無關。 有利地，本發明的飮料製備機器其操作簡單。特別地，不 管所分配之飲料型式，相同之操作方法可由消費者使用。 應了解者，如本文中所使用之術語”筒匣"意指：以所述 Ϊ352585 方式含有一或數種飮料成分之任何包裝、容器、小囊或容 器。該筒匣可能是剛性、半剛性或撓性。 w · 供使用於本發明系統中之筒匣可含有適合於形成飮料產 . 物之—或數種飲料成分。舉例而言，該飲料產物可能是咖 啡 '茶、巧克力或奶品製造業爲基礎之飲料（包括牛乳）之 ~ °該類飮料成分可能是粉狀、硏磨狀 '葉狀或液體。該 類飲料成分可能是不溶性或可溶性。實例包括烘焙和硏磨 咖啡 '茶葉、粉狀可可固體粒子和湯，液體含牛奶之飮料 及濃縮之果汁。 _ 較佳地’該系列的飮料型式包括咖啡、茶、巧克力、牛 乳、湯和果汁。 較佳地，該飲料製備機器另外包括在分配飮料後，用於 淸洗飮料筒匣之設備。 亦可將該系統連同包含一或數種非飲料成分之一或數個 筒厘使用’以便製備非飮料產物，例如調味醬和餐後甜點。 讀取機可能是一種光學條型碼讀取機。 該系統可能是一種家庭用低壓飮料製備系統。 春 本發明亦提供製備至少—種的—系列飲料之方法，包括 下列步驟： 將含有一或數種飮料成分之至少一個飲料筒匣嵌入低 壓飲料製備系統中； b .操作飮料製備機器的用者介面來開始操作循環； c-操作讀取機來探測經記錄在飮料筒匣上之碼； d.基於該碼，產生特定調製循環； -8- 1352585 e_將含水介質通經飮料筒匣而產生飮料，其中基於該碼 ’設定含水介質的溫度、預濕 '體積、流量及空氣淸洗； f ·對於至少某些的系列之飮料，使該飮料產生泡沫。 其中b方法使用一或數個飲料筒厘，可產生一系列的飮 料型式’包括至少（但不限於）過濾之咖啡、克皮奇諾 (cappuccino)型咖啡、茶、巧克力及起泡沫之牛乳，及其中 用者介面之操作與經分配之飲料型式無關。 本發明亦提供製備飮料之方法，包括下列步驟：

a_將含有一或數種飮料成分之第一飮料筒匣嵌入飮料製 備機器中； b.操作該飮料製備機器，在低於2巴之壓力下，使含水 介質通經第一飮料筒匣來分配第一部份的飮料入—容器中； c_儲存關於該型的第一飮料筒匣之資訊在飮料製備機器 的記憶器中； d·將含有一或數種飮料成分之第二飲料筒厘嵌入飲料製 備機器中；

e•操作該飲料製備機器，在低於2巴之壓力下，使含 介質通經第二飮料筒匣來分配第一部份的飲料入該容器中 其中將在分配第二飮料筒匣期間，飲料製備機器的〜 數種操作參數，參照經儲存在記憶器中之關於第—飲料 匣的型式之資訊予以設定。 視需要’該方法另外包括使用附加之飮料筒匣來分配 三或更多部份的飮料。 較佳地’ ~或數種操作參數包括： -9- 1352585 I.通經飮料筒匣之含水介質的溫度； Π.含水介質的流量； ^ · ΠΙ.預濕階段之存在或不存在； . IV. 空氣淸洗階段之存在或不存在； V. 含水介質之壓力；及/或 VI. 所分配之含水介質的總容積。 下列敘述中，將使用術語"向上"和"向下"及同義詞來記 述本發明特徵的相對定位。應了解：術語"向上"和"向下Μ 及同義詞係述及呈其正常定向之筒匣（或其他組件）以便 鲁 嵌入飮料製備機器中並隨後分配，例如第4圖中所示。特 別地’"向上”和"向下|，係各自述及較接近筒匣的頂表面η 或距頂表面較遠之相對位置。另外’可使用術語"內部"和 外部及同義詞來記述本發明特徵的相對定位。應了解： 術pa內R[5 "和”外部”及同義詞係述及筒厘（或其他組件）中 之相對位置’其各自係距筒匣！（或其他組件）的中心或長軸 線X較近或較遠。 (四）實施方式 # 如第11圖中所示’連同本發明使用之筒匣〗通常包括一 外部構件2 '內部構件3及一層疊物5。將外部構件2、內 部構件3和層疊物5組合而形成筒匣I，其具有_個內部 120以便含有一或數種飮料成分，—個進口 I〗]、—個出口 I22及連接進口丨2】至出口 1S2之一條飲料流動路徑且其 通經該內部〗2〇。進口 121和出口 122起始由層疊物5予 以密封’於使用時’經由刺穿或切割該層疊物5而開啓。 -10- 1352585 Μ飲料流動路徑係由如下文中所討論之外部構件2、內部 構件3和層疊物5間之空間相互關係予以界定。視需要， 可將其他組件包括入筒匣1中，例如過濾器4，如下文中 更進一步敘述。 爲了背景目的，將予敘述之筒匣1的第一變體顯示於第 1至11圖中。特別設計該筒匣！的第一變體供使用於分配 過濾之產物，例如烘焙和硏磨咖啡或茶葉。然而，可將此 筒匣1之變體及下文所述之其他變體連同其他產物而使用 ’例如巧克力、咖啡、茶、增甜劑、浸果酒' 調味料、含 酒精之飲料、加味牛乳、果汁、果汁汽水、調味醬和餐後 甜點。 如自第5圖中可見，該筒匣i的總形狀通常是圓形或碟 形’具有筒匣1的直徑顯著大於其高度。如第1圖中所示 ’長軸線X通經外部構件的中央。一般’該外部構件2的 全直徑是74.5毫米±6毫米而全高度是16毫米±3毫米。典 型’當組合時，筒匣1的容積是3〇 2毫升±20〇/〇。 外部構件2通常包含一個碗形之外殼其具有一彎曲之 環狀壁13、閉合頂部n及敞口底部12。與底部ι2上之直 徑比較’頂部1 1上之外部構件2的直徑較小。當使用人自 閉合式頂部11橫越至敞口底部12時，由環狀壁13之張開 所產生。該環狀壁13和閉合頂部]1在一起界定具有內部 34之一個容器。 將一個空心向內導引之圓筒形伸長部1 8設置在定中心 在長軸線X上之閉合頂部Η中。如第2圖中更淸楚顯示， -11- 1352585 該圓筒形伸長部18包含具有第一、第二和第三部份19' 20 和21之階梯形輪廓。第—部份19是直的圓形圓筒。第二 部份20之形狀是截頭圓錐形且向內逐漸變細。第三部份2] 是另外之直的圓形圓筒且經由較低面3 1予以封閉。第一、 第二和第三部份19、20和21的直徑遞增式減小，致使當 使用人自頂部1 1橫越至圓筒形伸長部1 8的閉合較低面3 1 時’該圓筒形伸長部18的直徑減小。將一個通常水平之凸 出部32形成在圓筒形伸長部18上，在第二與第三部份20 與2 1間之接合上。 將一個向外延伸之凸出部33形成在外部構件2中向著底 部12。該向外延仲之凸出部33形成與該環狀壁13共軸之 第二壁15以便界定一個環狀軌道形成岐管16在第二壁15 與環狀壁1 3之間。該岐管1 6環繞外部構件2的圓周通過 。·設置一系列的槽縫17在與岐管16齊平之環狀壁13中來 提供岐管1 6與外部構件2的內部3 4間之氣體和液體連通 。如第3圖中所示，槽縫17包含垂直槽在環狀壁13中。 提供20至40個槽縫。在所示之具體實施例中，將三十七 個槽縫17通常環繞岐管16的圓周等間隔配置。槽縫17之 長度較佳在1.4至1.8毫米間。一般’每一槽縫的長度是 1 .6毫米，代表1 0%的外部構件2之全高度。每一槽縫的寬 度在0.25至0.35毫米間。一般’每一槽縫的寬度是〇·3毫 米。各槽縫17的寬度係十分狹窄來防止通經其中之飮料成 分在儲存或使用期間進入岐管]6中。 將一個進氣室26形成在外部構件2中，在該外部構件2 -12- 1352585 的周界上。如第5圖中最淸楚顯示，設置一個圓筒形壁27 ，其界定該進氣室26在其中’及分隔該進氣室26與外部 構件2之內部34。該圓筒形壁27具有一個閉合之上面28 (將它形成在垂直於長軸線X之一個平面上）及與外部構件 2的底部12共（平）面之一個開口下端29。如第1圖中所示 ，該進氣室26係經由兩個槽縫30與岐管16連通。或者， 可使用一至四個槽縫來溝通岐管16與進氣室26之間。 向外延伸之凸出部33的下端具有一個向外延伸之凸緣 35，其垂直延伸至長軸線X。一般，該凸緣35具有2至4 毫米間之寬度。將一部份的凸緣35擴大形成手柄24，利 用此手柄可支持外部構件2»該手柄24具有一個朝上翻轉 之邊緣25來改良握持。 外部構件2係由高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚 酯或兩或數種此類材料之層疊物形成爲單—整片。一種適 當聚丙稀是由英國DSM有限公司（英國，Redd itch市）可供 應之各種聚合物。該外部構件可能是不透明、透明或半透 明。製造方法可能是射出成型。 如第7至1〇圖中所示之內部構件3包括環狀框架41和 向下延伸之圓筒形漏斗4〇。如第7圖中所示，長軸線X通 經內部構件3的中心。 如第8圖中最佳顯示’該環狀框架々I包含一個外部輪 網5 1和經由十個等間隔之徑向輻5 3所連接之內部輪轂5 2 。該內部輪轂52與圓筒形漏斗40成爲整體並自該漏斗4〇 -13- 1352585 延伸。將過濾孔徑55形成在各徑向輻53間之環狀框架41 中。將過濾器4配置在該環狀框架41上以便覆蓋各個過濾 孔徑55。該過濾器宜自具有高濕強度之材料造成，舉例而 言，聚酯的不織布纖維材料。可使用之其他材料包括不透 水之纖維素材料’例如包含織造紙纖維之纖維素材料。可 將織造紙纖維與聚丙烯、聚氯乙烯及/或聚乙烯等的纖維摻 合。將此類塑性材料倂合入纖維素材料中能致使纖維素材 料可熱封。亦可將過濾器4使用一種材料處理或覆蓋經由 熱及/或壓力可將它活化以便以此種方式可將它密封至環 狀框架4 1。 如第7圖的截面輪廓中所顯示’將內部輪轂52定位在較 外部輪輞51較低位置上’導致具有斜坡型較低輪廓之環狀 框架4 1。 每一個輻53的上（表）面具有一個直立之金屬薄片條54 ’其將環狀框架41上方之空隙空間分成許多的通路57。 每—通路5 7經由金屬薄片條5 4予以限制在任一邊上並經 由過濾器4限制在較低面上。各條通路57自外部輪輞51 向下延伸向著’並通入經由各金屬薄片條5 4的內部末端所 界定之開口 56上之圓筒形漏斗40中》 圓筒形漏斗40包含環繞一個內部排放管43之一外管 42°該外管42形成圓筒形漏斗4〇之外部。將排放管43藉 環狀凸緣47(在排放管43的上端）連接至外管42。該排放 管43包含—個進口 45在上端，其與通路57的各個開口 -14- 1352585 56及在下端之出口 44相通’將所製備之飮料通過它卸入 杯子或其他容器中。該排放管43包括—個截頭圓錐形部份 48在上端及一個圓筒形部份58在下端。該圓筒形部份58 可具有較小錐度’致使它向著出口 44狹窄。該截頭錐形部 份48協助引導飮料自通路57向下向著出口 44不會引發素 流至飮料中。該截頭錐形部份48之上（表）面上，具有環繞 圓筒形漏斗40的圓周，等間隔之四個支架金屬薄片條49 。此等支架金屬薄片條49界定通道50在其中間。各支架 金屬薄片條49的上邊緣相互齊平且垂直於長軸線χ。 如上所述，可將內部構件3自聚丙烯或相似材料形成爲 一個單整片並經由以與外部構件2之相同方式射出成型。 或者’可將內部構件3及/或外部構件2自一種生物可降 解之聚合物造成。適當材料的實例包括可降解之聚乙烯（舉 例而言，由英國，Borehamwood市，Symphony環境公司所 供應之SPITEK)、生物可降解之聚酯醯胺（例如，由Symphony 環境公司所供應之BAK 1095)、聚乳酸（由美國，明尼蘇打 州，Cargil公司所供之PLA)，含澱粉之聚合物、纖維素衍 生物及多肽。 層疊物5係自兩層所形成，第一層是鋁、第二層是鑄造 聚丙烯。該鋁層之厚度在0.02至〇.〇7毫米間。鑄造聚丙烯 層之厚度在〇_〇25至0.0 6 5毫米間。—具體實施例中’鋁層 是0.06毫米厚、聚丙烯層是0.025毫米厚。因爲在組合期 間，其具有甚大之抗捲邊性，所以此層疊物特別有利。其 -15- 1352585 結果是，可將該層疊物5預切成正確大小和形狀，隨後轉 移至生產線上之組合站而不會歷經畸變。因此，該層疊物 5特別極適合於焊接。可使用其他層疊材料包括pet/鋁/PP 、PE/EVOH/PP、PET/金屬化/PP及鋁/pp/層疊物。可使用 軋製層疊物備料代替衝模切割備料。 可將筒匣1由剛性或半剛性蓋子閉合，代替撓性層疊物。 筒匣1之組合包括下列步驟： a) 將內部構件3嵌入外部構件2中； b) 將過濾器4切成適當形狀並放置在內部構件3上以便 容納在圓筒形漏斗40上方且達成倚靠在環狀框架41上； Ο將內部構件3、外部構件2和過濾器4利用超音波焊接 而連接； d) 將筒匣1充滿一或數種飮料成分； e) 將層疊物5附加至外部構件2上。 此等步驟在下文將更詳細討論。 將外部構件2定向，使敞口底部12導引向上。然後將內 部構件3嵌入外部構件2中’將外部輪輞5 1容納在筒匣1 的頂部1 1上之軸向伸長部〗4中成爲鬆配合。同時，將外部 構件2之圓筒形伸長部丨8容納在內部構件3的圓筒形漏斗 4 〇之上部份中。將圓筒形伸長部丨8的第三部份2 1支持在 圓筒形漏斗40內部，使圓筒形伸長部]8的閉合較低之面 3 1倚靠內部構件3的支架金屬薄片條49。然後將過濾器4 放置在內部構件3上方，致使過濾器材料接觸環狀輪輞5 ! 。然後使用超音波焊接方法來連接過濾器4至內部構件3 -16- 1352585 且同時’在相同處理步驟中，連接內部構件3至外部構件 2。將內部構件3和過濾器4係環繞外部輪輞51焊接。內· · 部構件3和外部構件2藉環繞外部輪輞5 1及亦各金屬薄片 條54的上邊緣之焊接線予以連接。 如弟11圖中取淸楚顯不.當將外部構件2和內部構件3 連接在一起時，界定一個空隙空間1 3 0在內部〗2 〇中（低於 環狀凸緣41)及在形成過濾室之圓筒形漏斗4〇之外部。將 過濾室130和環狀框架41上方之通路57經由過據器4之 紙分離。 ♦ 過濾室130含有一或數種飮料成分2 0 0。將—或數種飮 料成分塡充入過爐室130中。關於過濾型飮料，其成分一般 是供焙和硏磨咖啡或茶葉。視需要，可變更過據室13〇中 飲料成分的塡充密度。一般’關於過滬之咖啡產物，過濾 室含有5.0至10.2克之烘焙和硏磨咖啡在典型5至14毫米 厚度之過濾床層中。視需要，內部120可含有一或數種物 體，例如圓球，其可自由移動在內部1 2 0內，經由誘發紊流 及在排放飮料期間，粉碎飮料成分之沉積物來協助混合。 ® 然後，將層疊物5經由形成一個焊接126環繞層疊物5 的周界來連接層疊物5至向外延伸之凸緣35的較低（表）面 而附加至外部構件2上。將該焊接1 2 6延伸來密封層疊物 5對著進氣室26的圓筒形壁27之下部邊緣。另外，將焊 接125形成在層疊物5與圓筒形漏斗40的外管42之下邊 緣間。該層疊物5形成過濾室]3 0之較低壁且亦密封進氣 室2 6和圓筒形漏斗4 〇。然而，在分配前，層疊物5與排 -17- I352585 放管4 3之下邊緣間，有小間隙1 2 3存在。基於層疊物5之 材料特性，可使用各種之焊接方法，例如熱和超音波焊接。 有利地，內部構件3跨越在外部構件2與層疊物5之間 °該內部構件3係自具有相當剛性之材料形成，例如聚丙 烧。如該材料本身，內部構件3形成一個承受負載之構件 ’當壓縮筒匣1時，其充作保持層疊物5與外部構件2間 隔分開。其較佳者爲：於使用時，使筒匣1歷經丨3 〇至2 8 0N 間之壓縮負載。該壓縮力充作防止在內部加壓下筒匣失去 作用且亦充作擠壓內部構件3和外部構件2在一起。此方 式保證：將筒匣1中之通路和孔徑的內部尺寸固定，在加 壓同厘1期間，不能改變。 於使用筒匣1時，首先將它嵌入飮料製備機器中（此機器 將在下文中更詳述），及將進口 121和出口 122經由飮料製 備機器的刺穿構件敞開，此等構件能鑽孔並摺回層疊物5 °在壓力下，一種含水介質，一般是水通過進口 121進入 筒厘1及在〇·1至2.0巴之壓力下進入進氣室26，唯關於 本發明之筒匣，可使用較高之壓力；自該處，將水引導流 經各個槽縫30及環繞岐管16並通過許多槽縫17進入筒匣 1之過濾室1 3 0中。將水強制徑向向內通過過濾室1 3 0並 與包含在其中之飮料成分20〇混合。同時，強制水向上通 過飮料成分。由水通經飮料成分所形成之飮料通經過濾器 4和過濾孔徑55進入橫臥環狀框架41上方之通路57中。 密封過濾器4在各輻5 3上，並焊接輪輞5 1與外部構件2 保證：沒有短路，所有飮料必須通經過濾器4。 -18- 1352585 然後，飲料沿著經形成在各金屬薄片條5 4間之徑向通路 57向下流動並通過各個開口 56進入圓筒形漏斗40中。飲 料沿著各個支架金屬薄片條49間之通道50通過，並自排 放管43向下至出口 44，於該處，將飲料卸入容器例如— 只杯子中。 較佳地，該飮料製備機器包括一個空氣淸洗設備，其中 強制壓縮空氣在分配循環終了時，通過筒匣1來衝出殘餘 飮料入容器中。 筒匣1的第二變體顯示於第12至18圖中。特別設計筒 匣1的第二變體供使用於分配蒸餾咖啡型產物例如烘焙和 硏磨咖啡，於此種情況，意欲製造具有稱爲起泡沫之微小 氣泡的泡沫之飲料。筒匣1的第二變體之許多特徵與第一 變體中者相同，使用相同參考數字，來述及相同特徵。下 列敘述中，將討論第一與第二變體間之差別。以相同方式 產生之共同特徵將不詳細討論。 外部構件2具有與筒匣1的第一變體中相同構造，如第 1至6圖中所顯示。 內部構件3的環狀框架41與第一變體中相同。亦，將過 濾器4配置在該環狀框架4 1上，以便覆蓋過濾孔徑5 5。 圓筒形漏斗40的外管42亦係如前。然而，與第一變體比 較’第二變體的內部構件3之構造有許多不同。如第16圖 中所示，排放管43具有隔板65，其自出口 44向上部份延 伸入排放管43。該隔板65協助防止飮料噴射及/或飛濺 (當飲料自排放管出口時）。該排放管43的輪廓亦不同，其 -19- 1352585 包括具有明顯彎曲66之階梯狀輪廓接近管43之上端。 將—個邊緣67自環狀凸緣47直立提供，連接外管42至 排放管43。該邊緣67環繞通至排放管43之進口 45並界 定一個環狀通道69在邊緣67與外管42之上部份間。該邊 緣07具有一個向內導引之凸出部68。將一個孔徑70設置 在環繞邊緣67的圓周之一點上，孔徑70之形式是槽縫， 其自邊緣67的上邊緣延伸至一點，邊際低於凸出部68的 水平面，如第1 2與1 3圖中最淸楚顯示。該孔徑之槽縫具 有0,64毫米之寬度。 將一個進氣口 71設置在環狀凸緣47中，與孔徑70圓周 上對準，如第1 6和1 7圖中所示。該進氣口 7 1包括通經凸 緣47之一個孔徑以便提供高於凸緣47之一點與低於凸緣 4 7之空隙空間之連通（在外管4 2與排放管4 3間）。較佳， 如所示，該進氣口 71包括一個上部截頭圓錐形部份73及 一個下部圓筒形部份72。該進氣口 71典型係由一種造型 工具例如銷所形成。進氣口 7 1的錐形輪廓容許將造型工具 自造型之組件上較易取下。將進氣口 71附近之外管42之 壁成形形成一個斜槽75自進氣口 71引導至排放管43之進 口 45。如第1 7圖中所示，將一個傾斜之凸出部74形成在 進氣口 7 1與斜槽7 5之間來保證：自孔徑7 〇湧出之飮料的 噴射流不會立即污染進氣口 71的最近之附近，凸緣47的 上部表面。 筒匣]的第二變體之組合步驟相似於第一變體之組合。 然而，有某些不同。如第18圖中所示，將圓筒形伸長部18 -20- 1352585 的第三部份21座落在支持邊緣67內部而非對著支架金屬 薄片條。第二部份20與第三部份21間圓筒形伸長部18之 凸出部32倚靠在內部構件3的支持邊緣67之上部邊緣上 ，因此形成一個界面區124在內部構件3與外部構件2間 ，包括一個面密封在圓筒形伸長部1 8與支持邊緣6 7間， 其差不多環繞筒匣1的全部圓周而延伸。可是，圓筒形伸 長部18與支持邊緣67間之密封並非不透流體，因爲支持 邊緣67中之孔徑70延伸通過該支持邊緣67並向下至邊際 低於凸出部68之一點。因此，圓筒形伸長部18與支持邊 緣6 7間之界面配合轉變孔徑7 0成爲一個孔徑1 2 8，如第 18圖中最淸楚所示’提供環狀通道69與排放管43間之氣 體和液體連通。該孔徑一般是0.64毫米寬χ0.69毫米長。 操作第二變體筒匣1以便分配飮料相似於第一變體之操 作’但是具有某些不同。各徑向通路57中之飮料係沿著經形 成在各金屬薄片條54間之通路57向下流動並通過各開口 56進入圓筒形漏斗4〇的環狀通道69中。自環狀通道69 ’使飮料經由收集在過濾室13〇和通路57中飮料的反壓， 在壓力下強制通過孔徑丨2 8。因此，使飲料強制通過孔徑】2 8 成爲噴注並進入由排放管43的上端所形成之膨脹室中。如 第18圖中所示，飮料的噴注直接越過進氣口 ”上。當飲 料進入排放管4 3時，飲料噴注的壓力下降。其結果是’將 空氣夾帶入飲料流中’當將空氣牽引通過進氣口门時，其 形式是許多小空氣泡。將自孔徑〗2 8中湧出之飲料噴注向 下匯集至出口 4 4，於該處，將飮料排放入容器例如—只杯 -21- 1352585 子中，於此處，空氣泡形成所需要之起泡沫。因此，孔徑 128和進氣口 71在一起形成一個噴射器，其充作夾帶空氣 入飮料中。飮料之流入噴射器中應保持儘可能順暢以便減 少壓力損失。應將噴射器之壁造成凹形爲有利來減少由於" 附壁效應"摩擦之損耗。孔徑1 28的尺寸公差小。較佳地， 將孔徑大小固定在加或減0.02平方毫米。可將毛髮、原纖 維或其他表面不規則物提供在噴射器內或在其出口上來增 加有效之截面面積，現已發現：其可增加夾帶空氣的程度。 筒匣1的第三變體顯示於第19至29圖中。特別設計筒 匣1之第三變體供使用於分配可溶性產物，其可能呈粉狀 、液體、糖發、凝膠或相似形式。於使用時，當使含水介 質通經筒匣1時，乃將可溶性產物溶解或形成爲含水介質 例如水中之懸浮液。飮料的實例包括巧克力、咖啡、牛乳 '茶、湯或其他可再水化或水溶性產物。筒匣1的第三變 體之S午多特徵與先前變體中者相同，使用相同參考數字來 述及相同特徵。下列敘述中，將討論第三變體與先前變體間 之不同。以相同方式所產生之共同特徵將不再詳細討論。 與先前變體的外部構件2比較，第三變體中外部構件2 的空心向內導引之圓筒形伸長部〗8具有較大之全徑，如第 20圖中所示。特別地，與先前變體中外部構件2之]3·2毫米 比較’第一部份1 9的直徑一般在1 6至1 8毫米間。另外， 該第一部份19具有一個凸形外表面19a或凸出物，如第2〇 圖中最淸楚所示’其功能將在下文中敘述。然而，筒厘1 -22- 丄松585 的第三部份21之直徑是相同，導致在此（筒匣1的第三變 體）中，凸出部32的面積係較大。一般，當組合時，筒匣】 的容積是32.5毫升±20 %。 環狀壁13的下端中，槽縫的數目和定位亦不同。設置三 5五個槽縫。如第2 3圖中所示之具體實施例中，將四個槽 縫36環繞岐管16之圓周等間隔設置。此等槽縫36較筒厘 1之先前變體中者略寬，係在〇_35至0.45毫米間，較佳是 Q·4毫米寬。 在其他方面，筒匣1的外部構件2相同。 內部構件3的圓筒形漏斗40之構造與筒匣1的第一變體 中相同。設置外管42、排放管45、環狀凸緣47及支架金 屬薄片條49。唯—不同是：將該排放管45成形，具有上 部截頭圓錐段92和下部圓筒形段9 3。 與先前變體成對比且如第24至28圖中所示，環狀框架 41由環繞圓筒形漏斗40之一個邊緣部份80所代替並藉八 個徑向支柱87連接至其上，其鄰接圓筒形漏斗40在或接 近環狀凸緣47。邊緣部份80的圓筒形伸長部81自支柱87 向上延伸來界定具有一個敞口上面之室90。圓筒形伸長部 81之上部邊緣91具有一個翻口輪廓，如第26圖中所示。 邊緣部份80之環狀壁82自支柱87向下延伸來界定一個環 狀通道86在邊緣部份80與外管42之間。 該環狀壁82包括一個外部凸緣83在下端’其位於垂直 於長軸線X。一個邊緣8 4自凸緣8 3之下表面向下下垂且 含有環繞該邊緣8 4，圓周上等間隔之五個孔徑8 5。因此， -23- 1352585 該邊緣84具有構造如城之下部輪廓。 將孔徑89設置在各個支柱87間，容許室90與環狀通道 8 6間相通。 筒匣1的第三變體之組合步驟相似於第一變體的組合， 但是具有一些不同。如第29圖中所示，將外部構件2和內 部構件3推入配合在一起並藉按鈕配合裝置來保持並非焊 接在一起。於連接該兩構件時’將向內導引之圓筒形伸長 部18容納在邊緣部份80的上部圓筒形伸長部81之內部。 將內部構件3保持在外部構件2中，係由圓筒形伸長部]8 的第一部份19之凸形外表面19a與上部圓筒形伸長部81 的翻口邊緣91的摩擦相互接合來實現。隨著將內部構件3 定位在外部構件2中，界定一個混合室134，其位於邊緣 部份8 0之外部。該混合室丨3 4含有分配前之飮料成分2 〇 〇 。應特別提及：使四個槽縫3 6和五個孔徑8 5彼此間在圓 周I ±交錯"在組合期間，兩個部件彼此間之徑向位置不須 測定或固定’因爲使用四個槽縫36和五個孔徑85保證： 無論各組件的相對旋轉定位，不對準發生在各槽縫與各孔 徑之間。 將一或數種飲料成分塡充入筒匣的混合室134中。視需 要’可變更混合室134中飲料成分的塡充密度。 然後將層疊物5以如上所述，先前變體中之相同方式附 加至外部構件2和內部構件3上。 於使用時’以如筒匣的先前變體中之相同方式，使水通 過四個槽縫36進入混合室134中。強制水徑向向內通過該 -24- 1352585 混合室並與包含在其中之飮料成分混合。將產物溶解或混. 合入水中並在混合室134中形成飮料，然後經由混合室134 · 中飮料和水的反壓’將其驅使通過孔徑85進入環狀通道 86中。四個進口槽縫36和五個孔徑85的圓周上交錯保證 .水的噴注不能自進口槽縫36直接徑向通至各孔徑85而 不在混合室134中首先循環。以此種方式，顯著增加產物 的溶解或混合的程度和稠度。將飮料強制向上入環狀通道 86中’通過各個支柱87間之孔徑89進入室90中。飮料 自室90通經各支架金屬薄片條49間之槽縫Μ進入排放管 修 43中並向著出口 44,於該處，將飮料卸入容器例如—只杯 子中。關於黏性液體或凝膠形式之飲料成分，該筒匣獲得 特別應用。在一種應用中，將液體巧克力成分包含在筒匣 ]中’在周圍溫度下，其具有1700至39〇〇mpa間之黏度而 在0C時’具有5〇〇〇至1〇〇〇〇mPa間之黏度及67 Brix±3 的折射固體粒子。在另外之應用中，將液體咖啡容納在筒 厘1中’在圓周溫度下，其具有70至2 OOOmPa間之黏度而 在〇C下，具有80至500 0m Pa間之黏度，於此情況下，該 ® 咖啡具有40至70%間之總固體粒子含量。該液體咖啡成分 可含有0.1至2.0重量％間之碳酸氫鈉，宜在〇.5至！.〇重 量％間。碳酸氫鈉充作維持咖啡的p Η値在或低於4.8而使 塡充咖啡之筒匣具有高達12個月之儲存壽命。 筒®】的第四變體顯示於第30至34圖中。特別設計筒 1$ 1 &第四變體供使用於分配液體產物，例如濃縮之液體 乳°筒匣1的第四變體之許多特徵與先前變體中者相同， -25- 1352585 使用相同參考數字來述及相同特徵。下列敘述中，將討論 第四變體與先前變體間之不同。以相同方式所產生之共同 特徵將不予詳細討論。 外部構件2與筒匣1的第三變體中者相同，如第19至 2 3圖中所不。 內部構件3的圓筒形漏斗4〇相似於筒匣1的第二變體中 所所示者但是具有一些不同。如第30圖中所示，使排放管 43成形’具有上部截頭圓錐段〗〇6及下部圓筒形段i〇7。 將三個軸向肋105設置在排放管43之內表面上來導引所分 配之飮料向下向著出口 44並防止所卸出之飮料在該排放 管中旋轉。因此，各肋105充作檔板。如筒匣1之第二變 體中，提供一個進氣口 71通過環狀凸緣47。然而，該進 氣口 71下面之斜槽75較第二變體中更爲伸長。 設置一個邊緣部份8 0相似於上述筒匣1第三變體中所示 者。將五至十二個孔徑85設置在邊緣84中。典型地，設 置十個孔徑而非筒匣1的第三變體中所設置之五個孔徑。 設置一個環狀碗100自邊緣部份80的凸緣83延伸並與 它成爲整體。該環狀碗100包含具有開敞上口 104(將它向 上導引）之向外張開之本體10〗。將第30和31圖中所示之 四個進料孔徑103定位在該本體101中，係在或接近碗100 之下端。於該處，其連接邊緣部份80。宜將各個進料孔徑 環繞碗1〇〇之圓周等間隔。 層疊物5是屬於先前具體實施例中上述之型式。 筒匣1的第四變體之組合步驟與第三變體者相同。 -26- 1352585 筒匣1之第四變體的操作相似於第三變體者。以如前之 相同方式，使水進入筒匣1和混合室134中。於該處，水 與液體產物混合並將它稀釋，然後如上述，將它強制出低 於碗1 00並通過孔徑85向著出口 44 »如第34圖中所示， 將一部份的液體產物起始包含在該環狀碗100內，且不歷 經經由進入混合室1 3 4中之水立即稀釋。更恰當地，混合 室1 3 4的較低部份中之經稀釋液體產物將趨向於通過孔徑 85出口而非被強制向上及通過上口 104進入環狀碗100 中。因此，與混合室134之較低部份中之產物比較，在操 作循環的起始階段期間，環狀碗100中之液體產物將依然 相當濃縮。環狀碗100中之液體產物在重力下通過進料孔 徑103滴入產物流中，通過各孔徑85並低於碗100自混合 室134出口。環狀碗100充作將進入圓筒形漏斗40之經稀 釋之液體產物的濃度均化，其方式是經由留住一部份的濃 縮液體產物並將它穩定釋入出口之液流流動路徑中遍歷該 操作循環，如第46a圖中所舉例說明，於此情況，顯示在 大槪〗5秒的操作循環期間，以所存在之總固體粒子百分數 所量計之牛乳的濃度。a線說明：連同碗1 0 0之濃度輪廓 而b線說明：不連同碗1〇〇之筒匣。如自圖中可見，連同 碗1〇〇之濃度輪廓在操作循環期間較爲均勻，並無濃度之 直接大降低，如不連同碗100時發生。牛乳的起始濃度典 型是3 0- 3 5 %SS ’在循環終了時是i〇%SS。此導致大約3:1 的稀釋比率’唯關於本發明，I : ；!至6 :]間的稀釋比率係可 能。關於其他液體飲料成分，濃度可變更。舉例而言，關 -27- 1352585 於液體巧克力，其起始濃度是大槪67 % SS，而在循環終了 時，是12至15 % SS。此導致大約5:1的稀釋比率 ·. (含水介質：分配飲料中飮料成分的比率），唯關於本發明 . ’ 2 : 1至1 0 : 1間之稀釋比率係可能。關於液態咖啡，其起 始濃度在40至67%間而在分配終了時之濃度是1_2%SS。 此導致2 0 : 1至7 0 : 1間之稀釋比率，唯關於本發明，1 〇 :] 至1 〇 〇 : 1間之稀釋比率係可能。 自該環狀通道86，經由收集在過濾室130和室90中之 飲料的反壓，強制飮料在壓力下通過孔徑128。因此，強 鲁 制飲料通過孔徑1 28成爲噴注並進入由排放管43的上端所 形成之膨賬室中。如第34圖中所示，飮料的噴注直接通過 進氣口 71上。當飲料進入排放管43時，.飮料噴注的壓力 下降》其結果是’將空氣夾帶入飮料流中，當將空氣牽引 通過進氣口 7 1時’其形式是許多小空氣泡。將自孔徑丨2 8 湧出之飮料噴注向下匯集至出口 44，於該處，將飮料排放 入容器例如一只杯子中，在其中，空氣泡形成所需要之多 泡沬外觀。 鲁 有利地’由於各組件係可分開且並非個別包含曲折通路 或狹窄縫隙’可將內部構件3、外部構件2 '層疊物5和過 爐器4迅速殺菌。毋寧是，僅在殺菌後、聯合各組件後， 形成必須之通路。於飮料成分是奶品製造業爲基礎之產物 ’例如液體乳濃縮物之情況，此點特別重要。 飲料筒厘的第四具體實施例用於分配以濃縮之奶品製造 業爲基礎之液體產物，例如液體乳特別有利。先前，將粉 -28- 1352585 狀乳產物以小囊之形式提供以便添加至預先製備之飮料。 然而，關於克皮奇諾（cappuccino)型飮料（係飮料面上蓋上 以一層熱奶或奶油泡沫的用蒸汽加壓產生），必須使牛乳起 泡沫。先前，此泡沫係由將水蒸汽通經液體乳產物而獲得 。然而，此操作必須水蒸汽供應設備，其增加成本及增加 使用來分配飮料之機器的複雜性。在操作筒匣期間，使用 水蒸汽亦增加傷害的危險。因此，本發明提供具有含濃縮 之奶品液體產物在其中之飮料筒匣。現已發現：當與鮮乳 或UHT乳比較時，就特別容積之乳而論，經由濃縮牛乳產 物’可產生較大數量的泡沫。此方式減小牛乳筒匣所需要 之尺寸。新鮮半脫脂乳含有大槪1.6%脂肪和1 0%總固體粒 子。本發明的濃縮之液體乳製備物含有0.1至12%脂肪及 2 5至4 0 %總固體粒子。在典型實例中，該製備物含有4 % 脂肪和3 0 %總固體粒子。濃縮之乳製備物適合於使用低壓 製備機使它起泡沫，如下文中將敘述。特別，使用上述第 四具體實施例的筒匣，牛乳的起泡沫在低於2巴之壓力下 可實現，較佳在大槪1.5巴。 關於飲料例如克皮奇諾（cappUCCin〇s)和牛奶冰淇淋攪和 飮料’濃縮乳之起泡沫特別有利。較佳，使牛乳通經孔徑 1 2 8及通過進氣口 7 1及視需要使用碗1 〇 〇能使牛乳之起泡 沬程度大於4〇°/。，較佳大於70%。關於液體巧克力，大於 70°/。的起泡沬程度係可能。關於液體咖啡，大於7〇%的起泡 沬程S彳系可能。起泡性程度係以所產生之泡沬的體積：經 分配之液體飲料成分的體積之比率予以量計。舉例而言， -29- 1352585 於分配138.3毫升之飮料的情況，其中58.3毫升是泡沫， 其起泡性係以[58.3/(138.3-58.3)]*100 = 72.9%予以量計。牛 乳（及其他液體成分）的起泡性經由供應碗1 〇 〇予以增加， 如在第46b圖中可見。具有碗1〇〇存在時所分配之牛乳的 起泡性（a線）大於碗不存在時所分配之牛乳的起泡性（b線） 。這是因爲牛乳之起泡性與牛乳之濃度確實相互關連且如 第46a圖中所示，碗1〇〇在較大部份的操作循環時維持牛 乳的較高濃度。亦已熟知，牛乳之起泡性與含水介質的溫 度確實相互關連如第4 6 c圖中所示。因此，碗1 〇 〇係有利 ，因爲當含水介質是在其最熱時，較多的乳留在筒匣中直 至接近操作循環終了時。 第四具體實施例之筒匣於分配液體咖啡產物時，亦屬有 利。 現已發現：當與先前技藝筒匣相比較時，本發明的飮料 筒匣之具體實施例有利地提供所調製之飲料的改良稠度。 參照下列表1，其顯示廿種樣品的調製產率之結果。每~ 個筒匣Α和Β含有烘焙和硏磨咖啡。筒匣Α是根據本發明 的第一具體實施例之飮料筒匣。筒匣B是先前技藝飮料筒 匣，如申請人之文獻：世界專利WO 01/58786中所述。將 經調製之飲料的折射率以Brix單位計量測並使用標準表和 公式予以轉化成爲可溶性固體粒子的百分數（％ S S )。下列實 例中： °/〇SS = 〇.7774*(Brix 數値）+ 0.0569 產率。調製容積（克））/ (100*咖啡重量（克）） -30- 1352585

表1筒匣A 樣品 調製體積（克） 咖啡重量（克） Brix 可溶之固體 粒子％(*) 產率°/。 1 1 05.6 6.5 1.58 1.29 20.88 2 104.24 6.5 1.64 1.33 2 1.36 3 100.95 6.5 1.67 1.36 2 1.05 4 102.23 6.5 1.71 1.39 2 1.80 5 100.49 6.5 1.73 1.40 2 1.67 6 107.54 6.5 1.59 1 .29 21.39 7 102.70 6.5 1 .67 1.36 21.41 8 97.77 6.5 1.86 1.50 22.61 9 97.82 6.5 1.7 1.38 20.75 10 97.83 6.5 1.67 1.36 20.40 11 97.6 6.5 1 .78 1.44 21.63 12 106.64 6.5 1.61 1.3 1 21.47 13 99.26 6.5 1.54 1.25 19.15 14 97.29 6.5 1.59 1 .29 19.35 15 101.54 6.5 1.5 1 1.23 19.23 16 104.23 6.5 1.61 1.31 20.98 17 97.5 6.5 1.73 1 .40 2 1.03 18 100.83 6.5 1.68 1.36 21.14 19 101.67 6.5 1.67 1.36 2 1.20 20 101.32 6.5 1.68 】.36 2 1.24 平均 20.99

-31- 1352585 筒厘B 樣品 調製體積（克） 咖啡重量（克） Brix 可溶之固體 粒子％(*) 產率％ 1 100.65 6.5 1.87 1.511 23.39 2 95.85 6.5 1.86 1.503 22.16 3 98.4 6.5 1.8 1 .456 22.04 4 92.43 6.5 2.3 1.845 26.23 5 100.26 6.5 1.72 1.394 2 1.50 6 98.05 6.5 2.05 1.651 24.90 7 99.49 6.5 1.96 1.581 24.19 8 95.62 6.5 2.3 1.845 27.1 4 9 94.28 6.5 2.17 1.744 25.29 10 96.13 6.5 1.72 1.394 20.62 11 96.86 6.5 1.8 1 1.464 2 1.82 12 94.03 6.5 2.2 1.767 25.56 13 96.28 6.5 1.78 1.441 2 1.34 14 95.85 6.5 1.95 1.573 23.19 15 95.36 6.5 1.88 1.518 22.28 16 92.73 6.5 1.89 1.526 2 1.77 17 88 6.5 1.59 1.293 17.50 18 93.5 6.5 2.08 1.674 24.08 19 100.88 6.5 1.75 1.417 22.00 20 84.77 6.5 2.37 1.899 24.77 平均 23.09 關於上述數據，實施t-試驗統計分析，產生下列結果

-32- 1352585 表2 t試驗：兩樣品假定相等偏差 產率％(筒匣A) 產率％(筒匣B) 平均 20.99 23.09 偏差 0.77 5.04 觀察 20 20 匯集之偏差 2.90 假定之平均差 0 df 3 8 t S tat -3.90 P(T< = t)one-tail 0.000188 t 臨界 〇 n e -1 a i 1 1.686 P(T< = t)two-tail 0.000376 t 臨界 t w o -1 a i 1 2.0244 標準偏差 0.8 76 2.24 5 該分析顯示：產率％的一致性，其相等於調製強度，本 發明的筒匣較先前技藝筒匣顯著較佳（在95 %置信水平）， 與2.24%比較，具有0.88%的標準（偏）差。此乃意指：使用 本發明的筒匣所調製之飮料具有較爲可重複且均勻之強度 。此飮料爲消費者所喜愛，消費者喜歡反覆嘗試其飮料而 不想任意改變飲料強度。 可將上述筒匣的材料塗覆以一種障壁塗料來改良其抗氧 性及/或抗濕性及/或抗其他污染物進入。該障壁塗料亦可 改良抗來自筒匣內之飮料成分的滲漏及/或減少來自筒匣 1352585 材料之可萃取物的瀝取程度（該可萃取物可能不利影響飲 料成分）。該障壁塗料可能是選自下列族群之一種材料：PET 、聚醯胺、ΕΥΟΗ、PVDC或一種金屬化之材料。該障壁塗 料可由許多機構予以施加，包括但不限於蒸氣沉積、真空 沉積 '電漿塗佈、共擠壓、模內標記及兩階/多階模製。 根據本發明，供連同上述之飮料筒匣使用之飮料製備機 器201顯示於第35至45圖中。該飲料製備機器201通常 包括一個外殼21 0(其中含有水箱220);水加熱器22 5 ;水 栗230;空氣壓縮機235;控制處理機；用者界面240及筒 匣頭250。接著該筒匣頭250通常包括一個筒匣支架251 (於使用時’用以支持飲料筒匣1);筒匣辨識設備252以及 進口和出口刺穿器253、254，於使用時用於形成進口 121 和出口 122在飲料筒匣1中。 外殼210含有機器201的其他組件並支持在適當位置。 該外殻2 1 0較佳由強固塑性材料例如ABS整個或部份造成 。或者，該外殻210可由一種金屬材料，例如不銹鋼或鋁 整個或部份造成。該外殻210宜包括具有前半211和後半 2 1 2之蛤殻型設計，在組合期間，其容許接近以便裝配機 器201之各組件且其後，可被連接在一起而界定外殻210 之內部2 1 3。後半2 1 2中具有一個凹座2 1 4以便附著水箱 2 2 0。該外殼2 1 0係使用各種設備所形成，例如（棘）爪、支 座、輪轂及刻有螺紋之部份以便保持機器2 0 1的各組件在 適當位置，不須使用一個分開之底盤。此方式減少機器20 1 的總成本和重量。外殼2 1 0之底座2 ] 5較佳具有足部以便 -34- 1352585 以穩定方式直立機器在其上。或者1該底座215本身可具 有形成穩定支持之形狀。 外殼210的前半211包含分配站270，在該處進行飮料 之分配。該分配站270包含具有一個空心內部之容器架271 ，形成滴流淺盤272。該容器架的上表面2 73具有格柵274 ，將容器放置在其上。該滴流淺盤2 72自外殼210可移出 以便容易倒去所收集之水。將凹座275形成在外殼210之 前半中，在容器架271上方來適應容器的尺寸。 如第35和36圖中所示，將筒匣頭250定位向著容器架 上方外殼2 1 0之頂部。較佳地，可相對於筒匣頭2 5 0，調 整格栅274之高度以適應不同大小的容器。其較佳者爲： 將容器儘可能接近筒匣頭250，同時仍容許將容器嵌入及 自分配站2 7 0取出，以便將高度減至最小；即，在接觸容 器前，經分配之飮料必須下降。此方式充作將飮料之噴射 和飛賤減至最少並將已存在之所夾帶空氣泡的損失減至最 小》宜將將高度在70毫米至Π 〇毫米間之容器嵌入在格柵 274與筒匣頭2 5 0之間。 將機器上之用者界面240定位在外殼210之前面上，其 包括起動/停止鈕_ 241及許多的狀態指示器243至246。 各個狀態指示器2 4 3至2 4 6宜包括一县/来二極體（L E D ) 243來指示機器201準備妥當；LED 244指示：是否誤差已 — —— —一 — " ------- _ 1 - - __ 發生在機器1 〇 1之操作中，及一或數具L E D 2 4 5 - 2 4_6_來指 --------------------------------- —--------' ......... _....___________ - — - -----

示：是否機器201以手動或自動模式正操作。可控制各LED 广 ..... .〜 乂厂.-·-… -35- 1 4 3至2 4 6 ’基於機器20 ]之狀態，以恆定強度照明、間歇 1352585 性閃爍或兩者。LEDs 243至246可具有各種顏色包括綠、 紅及黃色。 起動/停止鈕241控制操作循環的開始，及是手動操作之 按鈕、開關或相似者。 可設置容積調整控制器，容許機器201之使用人手動調 整所輸出之飲料的容積，不須變更其他操作特性。較佳， 該容積調整控制器容許調整加或減20 %之容積。該容積調 整控制器可能是一旋轉旋鈕、線性滑子、具有增量和減量 鈕之數位讀出器 '或相似者。更典型，容積係由操作起動/ 停止鈕241之使用人來控制。 可設置一個手動電力開關（圖中未示）在機器201上。或 者，電源可經由嵌入來自主電源之電源插頭或將它取出予 以簡單控制。 將水箱220定位至外殼210的後方並連接至外殼2i〇之 後半212上。該水箱220包括一個通常圓筒形本體221， 爲了美學原因’視需要’此本體221可能是直立圓形或截 體。該水箱包括一個進口以便將水塡充入水箱，於使用時 ’其經由手工可移動之蓋222予以閉合。設置一個出口向 著水箱的下端’其與水泵230相通。該水箱220可自透明 或半透明材料造成而容許消費者觀察留在水箱中之水的數 量。或者’水箱220可自不透明材料造成但是設置一個觀 察窗在其中。另外，或代替上述，該水箱22〇可具有一個 低水平面傳感器，當水箱中之水平面下降至一預先選定之 水平面時’其防止水泵2 3 0之操作及任意觸發警告指示器 -36- 1352585 例如LED。該水箱220較佳具有大槪1 .5升之內部容量。 如第43圖中示意所示，將水泵230操作上連接在水箱220 與水加熱器22 5間且經由控制處理機予以控制。該泵在2.5 巴的最大壓力下，提供9 00毫升/分的水之最大流速。較佳 地’於正常使用時，可將壓力限制爲2巴。通過機器201 之水的流速可由控制處理機予以控制爲泵的最大流速之百 分數’其方式是，經由循環切斷供應至泵之電力，較佳地 ’該泵可以 1 〇 %、2 0 %、3 0 %、4 0 % ' 5 0 %、6 0 %、7 0 %、8 0 % 、9 0 %或1 00%的最大額定流速之任何一者予以驅動。所泵 送之水體積的精確性宜是正或負5 %導致經分配之飲料的 最後體積正或負5%精確性。適當之泵是由1；“3 8_|'.1.(義大 利，Pavia)所製造之Evolution EP8型泵。宜將體積流動傳 感器（圖中未示）設置在水泵2 3 0的上游或下游之流動管線 中。該體積流動傳感器宜是一具旋轉傳感器。 將水加熱器2 2 5定位在外殼2 1 0之內部中。該加熱器2 2 5 具有1550瓦的功率定額且能在不到1分鐘內，加熱自水泵 2 3 0所接收之水自大槪2 0 °C之起始溫度至大約8 5 °C之操作 溫度。較佳，一次操作循環之結束與能開始後繼分配循環 之加熱器2 2 5間之停留時間是小於1 〇秒。在操作循環期間 ，加熱器維持所選擇之溫度至正或負2 °C以內。如下文中 所討論，可將操作循環之水在8 3 °C或9 3 °C下輸送至筒匣頭 2 5 0。加熱器2 2 5能自8 5 °C之標稱水溫度快速調整輸出溫 度至8 3 °C或9 3 °C。該加熱器2 2 5包括一個逾限溫度切斷器 ，如果溫度超過9 8 °C ’此切斷器能關閉加熱器。將自加熱 -37- 1352585 器2 2 5輸 。如果水 力低於或 盤回收容 將空氣 經由控制 下提供每 毫升的操 可產生兩 飲料製 。將該控 '空氣壓 控制處 數個操作 例中，操 溫度，飮 驟，飲料 階段的流 將操作 在筒匣1 飮料時所 多數據位 3舉例說E 參數之必 出之水藉一具三通閥餵供至筒匣頭25〇和筒匣1 流動之壓力可接受，則將水通至筒匣1。如果壓 高於預定極限’則將水藉該三通閥轉向入滴流淺 器270中。 壓縮機235藉單向閥操作上連接至筒匣頭25〇並 處理機予以控制。該空氣壓縮機235能在1.0巴 分鐘500毫升空氣之最大流速。於使用時，將35 作體積加壓至2·〇巴。較佳地，該空氣壓縮機235 種流速：快（或最大）流速及慢流速。 備機器2 0 1之控制處理機包括處理模組及記憶器 制處理機操作上連接至水加熱器2 2 5 '水泵2 3 0 縮機235及用者界面240並控制彼等之操作。 理機之記憶器包括關於飮料製備機器201之一或 參數之一或數個變數。在所舉例說明之具體實施 作參數是在操作階段期間通經飮料筒匣1之水的 料筒匣1之加料速率、浸泡步驟之存在或無此步 之總分配體積，排放階段期間水的流量以及沖洗 量和時間。 參數的變數儲存在記憶器中。筒匣1包括經設置 上或其中之碼，其代表最適宜分配該筒匣I中之 需要之操作參數。該碼是呈二進位格式並包括許 元相當於儲存在控制處理機記憶器中之變數。表 月：如何可使用1 3位元的數據來代表上述各操作 須變數。 -38- 1352585

位元 參數 敘述 0& 1 水溫

00 =冷 01=溫 1 0 = 8 3 °C 1 1 = 9 3 °C 2 & 3 筒匣進料 漬漬漬漬 浸浸浸浸 以未以未 附並附並 料料料料 加加加加 速速慢慢 快快緩緩-- -- -- --r—u 11η·3 r—< C*~*3 PI.U n I …* 4, 5, 6&7 飲料體積 0000 000 1 00 10 0011: 0 100 0 10 1: 0 110 0 111: 1 000: 1001: 10 10: 10 11: 1100: 110 1: 1110: 1111: 50晕升 60毫升 70毫升 :8 0毫升 90毫升 1 00毫升 1 1 0毫升 1 30毫升 1 50毫升 1 70毫升 :1 9 0毫升 2 1 0毫升 23 0毫升 2 5 0毫升 27 5毫升 3 00毫升 9& 1 0 流量 000=30% 001=40% 010=50% 011=60% 100=70% 101=80% 110=90% 111=100% & 洗 淸 間間間間 時時時時 短長短長 / ---. / / 動動動動 流流流流 慢慢速速 緩緩快快 -39- 1352585 筒匣1上或其中之碼通常可包括一或數個額外數據位元 以便核對誤差。在一實例中，提供一個]6位元碼。舉例而 言，使用表3中所列之變數，具有碼" 1000100011110 ”之筒 匣1可能具有下列之操作參數： 1 0 8 3 °c之水溫 〇〇 快速加料附以浸濕 1000 150毫升的所分配之飮料體積 111 等於100%之流量 1〇 快速空氣流動淸洗/短時間 因此，與先前飲料製備機器中不同，控制處理機的記憶 器並不儲存基於筒匣型式，飲料筒匣之操作指令，即：咖 啡筒匣之指令、巧克力筒匣之指令、茶筒匣之指令等。代 替的是，控制處理機之記憶器儲存用於調整操作循環之個 別操作參數的各個變數。此方式具有許多優點。第一，可 實行較大程度的分配循環之控制。舉例而言，關於不同等 級之咖啡或咖啡摻合物，可使用略爲不同之操作參數而非 關於所有型式之咖啡使用相同參數。依賴於按照筒匣型而 非按照個別參數之儲存指令之先前寫碼解法不適合於相似 飮料型式之操作循環之精細差別，因爲彼等快速消耗寫碼 介質和控制處理機中可供利用之儲存空間。第二，本發明 的寫碼方法容許將新穎飮料筒匣型使用於先前存在之飮料 製備機器中，甚至當將新穎飮料筒匣1之操作循環之操作 參數僅在出售飲料製備機器2 0 1後才予以決定之情況。這 是因爲飲料製備機器2 0 1的控制處理機不須辨識：飲料係 -40- 1352585 屬於新顆型。更恰當地’設定操作循環的操作參數而與飮 料型式直接無關。因此，本發明的編碼方法提供飮料製備* 機器，對於新頼飲料型式之優良其後相容性。反之，關於 先前機器’製造商受限爲使用先前存在之分配循環之—來 分配新穎飮料型式，例如經由市場中機器所決定， 筒匣頭250顯示於第39至42圖中。筒匣頭25〇之筒匣 支架251包括一個固定之下部部份255、一個可旋轉之上 部部份2 5 6及經定位在該固定之下部部份2 5 5與可旋轉之 上部部份256間之—個可支樞式旋轉之筒匣架257。該上 部部份2 5 6 '下部部份2 5 5和筒匣支架25 7係環繞一個共 同鉸鏈軸258而旋轉。第39至42圖顯示該筒匣支架251 ’爲了淸晰省略機器2 Ο 1之某些組件。 該可旋轉之上部部份256及可支樞式旋轉之筒匣架257 藉一個夾緊機構2 8 0相對於固定之下部部份2 5 5而移動。 該夾緊機構28 0包括具有第一和第二構件或部份281和282 之一個夾緊槓桿。夾緊槓桿的第一部份281包括一個U形 臂’將其可支樞旋轉式安裝至上部部份256在兩個第一支 樞點283上（每一支樞點283在筒匣支架251的每一邊上）。 該夾緊槓桿的第二部份包括兩個超過中心臂2 8 2 (每一臂 在筒匣支架251之每一邊上），將每一者可支樞旋轉式安裝 至上部部份2 5 6上，在位於鉸鏈軸2 5 8上之第二支樞點2 8 5 上’偶合上部部份2 5 6至固定之下部部份2 5 5。每一個超 過中心臂2 8 2是一個往復式構件包括：汽缸2 8 2 a、桿2 8 2 b 和彈性套筒2 8 2 c。該汽缸2 8 2 a具有一個內部鑽孔，其被可 -41- 1352585 旋轉式安裝在鉸鏈軸258上之一端上。將桿282b之第一終 端可滑動式容納在汽缸282a的該鑽孔中。將桿282b之相 對端可旋轉式安裝至U字形臂281，在第三支樞點286上 。未將第三支樞點2 8 6連接至上部部份2 5 6和下部部份2 5 5 且相對於256和255可自由移動。將彈性套筒282c外部安 裝在桿282b上，於使用時，延伸在汽缸282a和桿282b上 之鄰接表面間。彈性套筒2 82 c適應超過中心臂2 8 2之縮短 ，但是偏移該超過中心臂282成爲一種伸長之構型。因此 ’經由汽缸28 2 a中桿2 8 2b的相對移動，可能使第三支樞 點286向著鉸鏈軸258移動及遠離該軸258。彈性套筒282c 宜由聚矽氧所形成。 ϋ形臂281環繞筒匣支架251之前面而延伸並包括兩個 向下下垂之鈎構件287(筒匣支架251的每一邊一個），每一 者包括面對鉸鏈軸258之一個凸輪表面288。筒匣支架251 之固定下部部份255具有兩個凸起部259或爪，每一者定 位在下部部份255的每一邊上’在或接近有前邊緣260， 通常其與鈎構件287對準。 如第39圖中所示’該υ形臂281可能自一片塑膠模製而 形成’包括一個人體功學之手柄及與該臂成整體之鈎構件 2 8 7 ° 將同Ε架2 5 7可旋轉式安裝在筒匣支架2 5丨的下部部份 2 5 5與上部部份2 5 6間。該架2 5 7具有大體上係圓形凹座 2 90，於使用時其容納飮料筒匣丨。該凹座29〇包括一個不 規則面29】以便適應飲料筒厘1之手柄部份24，其亦充作 -42- 1352585 防止飮料筒匣1在筒匣支架251中之旋轉。將筒匣架257 相封於固定之下部部份2 5 5彈出，致使呈開口位置，如第 41圖中所示，將筒匣架257偏離不與固定之下部部份255 接觸以便將筒匣架257移出，不與進口和出口刺穿器254 、253接觸.。該筒匣架257具有一個孔徑292以便容納進 口和出口刺穿器構件253、254通經其中及當將筒匣架257 移動呈閉合位置時，筒匣辨識設備252的頭3 00在其中。 上部部份2δ6包括嵌入圓形觀察窗312之通常圓形體310 ’在操作循環期間，消費者可通過此窗觀察飮料筒匣]並 亦可目視證實：是否將筒匣1裝載入機器2〇1中。該觀察 窗312係具有一個向下導引之邊緣311之杯形，當閉合筒 匣支架251時，其接合並緊握飮料筒匣1之凸緣35對著下 部部份2 5 5。同時’該窗3 1 2接觸筒匣1之閉合頂1 1。將 一個波彈簧（圖中未示）定位在觀察窗312與圓形本體310 間’使觀察窗3 1 2能相對於圓形本體3 1 0軸向移動約小程 度。經由邊緣3 1 1施加在凸緣3 5上之壓力及經由窗3 1 2施 加在閉合頂1 1上之壓力保證：筒匣1與筒匣支架2 5 1間之 流體密封。 下部部份255包括進口和出口刺穿器253、254及筒匣辨 識設備252之頭300。該進口刺穿器253包括具有尖銳（終） 端2 6 ]之空心針狀管2 6 0以便在使用時，將飮料筒匣丨之 層疊物5穿孔。如第4 2圖中所示，該進口刺穿器2 5 3與水 導管2 6 2呈流體相通，其通經下部部份2 5 5並予以連接至 水加熱器2 2 5的出口導管2 6 3。該出口刺穿器2 5 4其型式 -43- 1352585 相似於專利申請人之歐洲專利ΕΡ Ο 3 8 9 1 4 1號及ΕΡ Ο 334 572號中所述之出口刺穿器，並包括具有尺寸大於排放管 43之圓形或D形截面的敞口終端之圓筒264。將出口刺穿 器254上端的弓形部份265形成細齒來刺穿及最後切割飮 料筒匣1的層疊物。將其餘的上端縱向切回圓筒至少至細 齒部份的齒266之基部，在將飮料分配通經其中前，摺疊 或牽引該切割之層叠物5遠離出口孔徑。出口刺穿器254 外部刺穿排放管43的層疊物5且當筒匣架257在閉合位置 時’靜止在排放管43與排放漏斗40的外壁42間之環狀通 路中。出口刺穿器254摺回該切割之層疊物5入環狀通路 中。藉以，維持出口刺穿器254及切割之層疊物5離開所 卸出之飲料的路徑。 出口刺穿器2 5 4係由凸緣2 5 4 a所環繞，將該2 5 4 a相對 於其周_之事物，凸出約〇. 5毫米。 有利地，該出口刺穿器254自下部部份2 5 5可移動，使 它能被充分淸潔’例如在洗碟機中。將可移動之出口刺穿 器254容納在下部部份255中之凹座267中，將它固定在 該處。進口刺穿器253及/或出口刺穿器254可由一種金屬 ’例如不銹鋼或自一種塑膠材料造成。有利地，使用塑膠 切割兀件能夠刺穿層疊物5，層疊物5能經由非金屬材料 刺穿和切割。因此，可造成刺穿器2 5 3、2 5 4不太尖銳來降 低對於消費者傷害的危險。另外，塑膠刺穿元件不易銹會虫 °較佳’將進口刺穿器2 5 3和出口刺穿器2 5 4形成爲單一 整體單元且自下部部份2H可移動。 -44- 1352585 於使用時，筒匣支架251的上部部份256自敞口位置可 移動，其中如第36圖中所示，將它垂直定向或向著垂直於 閉合位置，其中將它大體上水平定向並與固定之下部部份 255和筒匣架257呈相互接合。利用夾緊槓桿的操作將上 部部份2 5 6自開啓位置移動至閉合位置。爲了閉合上部部 份256’使用人經由U形臂281握住夾緊槓桿並向下拉。 因此，上部部份256旋轉，其首先使觀察窗312的邊緣311 與筒匣架257中飮料筒匣1凸緣35接觸及窗312本身與筒 匣1之閉合頂部1 1接觸。上部部份2 5 6之連續旋轉將上部 部份256和筒匣架257向下旋轉而與下部部份255接觸。U 形臂2 8 1之更進一步旋轉致使U形臂2 8 1相對於上部部份 256及下部部份255旋轉，導致上部部份256之鈎構件287 嚙合下部部份255之凸起部259而凸輪表面288跨在各凸 起部2 5 9上。在此最後階段的旋轉期間，將筒匣I壓縮在 筒匣架257與觀察窗312之間。其結果是，將觀察窗312 相對於上部部份2 5 6之圓形本體3 1 0軸向移動對抗波彈簧 的偏置。此項移動容許吸收飮料筒匣1和飲料製備機器中 之公差並保證·將施加至同厘之壓縮力的數量保持在可接 受範圍內。如經由波彈簧的作用所緩和之機構的夾緊力保 證筒匣上之夾緊壓力在130至280N之間。該力宜是大槪 200N。低於大約130N之力不能提供充分密封而大於大約 280N之力導致筒匣1的各組件之塑膠斷裂。在閉合筒匣頭 期間’張緊筒匣1之層疊物5，係當致使它與環繞出口刺 穿器2 5 4之凸緣2 5 4a接觸時。當將圓筒形漏斗的外管42 -45- 1352585 之遠側端相對於凸緣35向上移動約Ο.5毫米時，其造成層 疊物5彎曲失去平面。此項移動亦保證：經施加至筒匣之 甚大部份的壓縮力進行通過筒匣1的中央區域，通過具有 負載之內部構件3。因此在閉合位置中，將筒匣1藉觀察 窗312之邊緣311環繞凸緣35夾緊並經由與觀察窗312和 凸緣25 4a接觸，牢固夾緊在筒匣的閉合頂部11與內部構 件3之外管42間。此等夾緊力協助防止在加壓期間筒匣！ 之破裂並亦保證：將內部構件3和外部構件2彼此間完全 固定而因此，所有內部通路及孔徑維持在其所意欲之尺寸 ，甚至在內部加壓期間。 可將一條假想之基準線劃在筒匣支架2 5 1的第一與第二 支樞點2 8 3、2 8 5間。如第4 1圖中可見，在開啓位置時， 將第三支樞點286定位在基準線的邊上，最接近固定之下 部部份2 5 5。當上部部份2 5 6到達閉合位置時，夾緊槓桿 的第三支樞點2 86通經該基準線連接第一和第二支樞點2 8 3 、2 8 5至該線的相對邊距固定之下部部份2 5 5最遠。因此 ’該U形臂2 8 1自第一穩定位置"急速通過"至第二穩定位 置。該''急速通過"作用經由縮短通過中心臂2 8 2及繼而壓 縮彈性套筒2 8 2 c予以適應。一旦各個第三支樞點2 8 6通過 該假想之基準線，然後彈性套筒2 8 2 c之回復充作繼續各第 三支樞點2 8 6的移動遠離假想基準線。因此，該夾緊槓桿 具有雙穩定操作，因爲該槓桿在開啓位置和閉合位置係穩 定’但是在當各第三支樞點286位於連接第一和第二支樞 Μ 2 8 j、2 8 5之假想基準線上時，在g亥點係不穩定。因此， -46- 1352585 該夾緊槓桿的急速通過作用產生一個實際之閉合機構，其 導致明確之閉合作用，其中在夾緊槓桿之旋轉的最後階段 中，U形臂28 1和第二臂2 84之急速通過作用強制鈎構件 287與凸起部259牢固接合。另外，該彈性套筒282c提供 上部部份256再開啓之抵抗性，因爲只需要極小之力來壓 縮套筒282c足以移動各個第三支樞點286回至路線和連接 第一和第二支樞點2 8 3、2 8 5之基準線之線一致。有利的是 ’鈎構件2 8 7與凸起部259之相互嚙合防止上部部份和下 部部份之分離（除了經由夾緊槓桿之旋轉以外）。當筒匣頭 2 5 0歷經內部加壓時，防止在操作期間，筒匣頭2 5 〇之開 啓，這是有用的。 筒匣辨識設備252之目的在容許機器201辨識己嵌入之 ίλ料筒匣1的型式而因此，可調整一或數個操作參數。在 典型具體實施例中，該筒匣辨識設備25 2包括—具光學條 型碼讀取機’此機讀取提供在飮料筒匣1之層疊物5上之 印刷的條型碼32 〇，如第4 5圖中所示。該條型碼3 2 0係由 許多的對比顏色之條紋所形成。較佳，各條是白背景上之 萬色以便使對比極大。條型碼32〇不需要遵照公告之標準 但是可使用條型碼之標準格式例如ΕΑΝ- 1 3、UPC-A或 Interleaved 2至5。該光學條型碼讀取機包括一或數個 L E D s來照明該條型碼3 2 〇 ;—具聚焦之透鏡3 2 2來獲得條 裂碼之像；一具電荷耦合裝置（CCd)323用以產生所獲得之 像的電信號樣本以及L E D和C C D之支持電路系統。適合容 ①內該條型碼讀取機之下部部份中之空間受限。可使用鏡子 -47- 1352585 324反射來自LED 321之光至聚焦之透鏡（其並非定位在 下部部份255中）。示意之裝置顯示於第44a和44b圖中。 較低部份2 5 5包括一個孔徑3 2 6其與飮料筒匣1上之條型 碼3 2 0同樣大小。於使用時，所產生之電信號經由信號處 理軟體予以解碼並將結果前送至控制處理機。該軟體可能 辨識：是否讀出之條型碼包含誤差。在將誤差訊息傳送給 消費者前，可將條型碼320再掃描許多次。如果機器201 不能讀出條型碼，則消費者可使用手動之操作模式，使用 飲料筒匣1來分配飮料。 該筒匣頭2 5 0亦包括一具筒匣感測器以便探測：是否筒 匣存在於筒匣支架251中。 該筒匣頭2 5 0亦包括一具閉鎖感測器，其探測是否將筒 匣支架2 5 1適當閉合。較佳，該閉鎖感測器包括一個微開 關，當將筒匣支架251閉合並鎖住時，觸發此微開關。較 佳地’將筒匣感測器和閉鎖感測器串聯連接以致使兩感測 器的輸出必定令人滿意，即：可能開始操作循環前，有筒 匣存在並將機構鎖住。 機器201之操作包括：將飮料筒匣1嵌入筒匣頭250中； 進行操作循環在.其中分配飮料及自機器20 1中移出筒匣1。 機器2 0 1之操作特性係由經埋在控制處理機中之軟體予 以決定。將機器之操作以•狀態1計敘述。其中機器2 0 1通常 將以特別狀態存在直至一個事件發生而改變該狀態，稱爲 狀態轉變之一個步驟。 表4顯示：狀態轉變表，其舉例說明：飮料製備機器2 0 1 的一具體實施例之各狀態及狀態轉變。 -48- 1352585 表4 狀態 狀態敘述 溫度 閉鎖感測器 筒匣感測器 變數 (ΟΚ,ΝΟΚ, CLR) 水平面 指示器 水流速 開始，停止 1 水加熱 >或=85至 步驟2 閉合： [筒匣感測器 =讀出容器] 開啓： [筒匣感測器 =CLR] N/A 低至步驟10 Ν/Α 無作用 2 水預備 如時間超過 10分鐘至步 驟9 <85至步驟2 閉合： [筒匣感測器 =讀出容器] 開啓= [筒匣感測器 =CLR] 筒匣感測器 =OK 至步驟4 筒匣感測器 =ΝΟΚ至步 驟3 低至步驟〗0 Ν/Α 無作用 3 預備自動調 製 N/A [背景中予以 控制之溫度] 開啓= [筒匣感測器 =CLR]至步 驟2 Ν/Α 低至步驟]〇 Ν/Α 至步驟5 4 調製自動進 行[操作調製 狀態]至步驟 7 N/A [背景中予以 控制之溫度] 開啓： [筒匣感測器 =CLR]至步 驟10 Ν/Α 低至步驟10 無流動至步 驟10 關水至 步驟6 5 暫停調製 N/A [背景中予以 控制之溫度] 開啓： [筒匣感測器 =CLR]至步 驟10 Ν/Α 低至步驟I 〇 Ν/Α 至5步驟 6 預備手動調 製 N/A [背景中予以 控制之溫度] 開啓： [筒匣感測器 =CLR]至步 驟2 Ν/Α 低至步驟10 Ν/Α [開啓水] 至步驟8

-49- 1352585 7 調製手動進 行 N/A [背景中予 以控制之溫 m 開啓〃 [筒匣感測 器=CLR] 至步驟】〇 N/A 低至步驟10 無流動 至步驟10 釋放， 至步驟7 8 淸洗 [關水，通入 空氣，過η 秒鐘然後至 步驟9 N/A [背景中予 以控制之溫 度] 開啓： [筒匣感測 器=CLR] 至步驟10 N/A 無作用 N/A 無作用 9 完成調製 [空氣沖洗] [筒匣感測 器=CLR] 如時間過10 秒進入步驟 2 N/A [背景中予 以控制之溫 度] 開啓至步驟 2 N/A 低至步驟10 N/A 至步驟9 10 備用 N/A [關加熱器] 開啓： [筒匣感測 器=CLR] 至步驟1 閉合： [筒匣感測 器=讀出容 器] N/A 低至步驟10 N/A 至步驟1 11 誤差 電力關/開 需要掃除 N/A N/A N/A N/A N/A N/A 12 水低平面 低至步驟10

-50- 1352585 下列實例舉例說明操作循環來例示：由控制處理機使用 "狀態轉變"。 假定將該機器201起始關掉並無筒匣1嵌入筒匣頭250 中。當開啓該機器2 0 1時，控制處理機係呈狀態1。開啓 水加熱器2 2 5。一旦溫度達到8 5 °C，控制處理機轉變至狀 態2。如果在狀態1或2期間之任何時間，閉合筒匣支架 2 5 1，可能觸發閉鎖感測器發送信號至控制處理機指示：筒 匣支架251係適當閉合。然後，該控制處理機經由發出一 個”讀出容器指令，詢問筒匣感測器。筒匣感測器回復一 個信號至控制處理機指示：是否筒匣在筒匣支架251中在 適當位置。如果無筒匣存在，則控制處理機轉變至狀態3 ，於此情況下，它仍然呈預備狀態直至將筒匣支架2 5 1重 開。此時，控制處理機轉變回到狀態2。如果在狀態2中 ，有筒匣存在，則控制處理機轉變至狀態4並自動開始操 作。在狀態4至9期間，控制背景中之水溫度以便維持在 所意欲溫度的需要之容限範圍以內，如由飮料筒匣1上之 條型碼所設定之操作參數所設定。一旦完成了分配的卸出 階段，在狀態8中，立即開始空氣淸洗。一旦完成空氣淸 洗就是完成操作循環，該機器進入備用模式（係呈狀態1 0) 中。如果，在操作期間誤差發生，則處理機轉變成狀態1 I 。如果探測水平面低，處理機轉變至狀態1 2。 如上所述，爲了嵌入筒匣1，開啓筒匣支架2 5 1顯現筒 匣架2 5 7 »然後將筒匣1放置在被容納在凹座290中之筒 匣架2 5 7上，致使將筒匣的手柄’2 4定位在不規則面2 9丨中 -51- 1352585 。將筒匣I的光學或磁性條型碼320直接定向高於筒匣架 2 5 7中之孔徑3 2 6 »然後，如上述，將筒匣支架2 5丨經由操 作夾緊槓桿而閉合。在閉合期間，進口和出口刺穿器2 5 3 ' 254刺穿筒匣1之層疊物5而形成筒匣進口 121和出口 1 2 2。如上所述，將由出口刺穿器2 5 4所切割之層疊物5摺 入環繞排放管43之環狀通路中。當閉合時，該筒匣支架 251緊握筒匣1環繞筒匣架257與上部部份256之間及窗 311與筒匣1之頂部11間的邊緣35而形成具有充分完整 性的不透流體之密封來抵抗操作循環期間所發展之壓力。 爲了開始操作循環，消費者操作起動/停止鈕241。 該操作循環包括筒匣辨識及排放循環等步驟》 如上所述，筒匣辨識係由光學筒匣辨識設備25 2予以實 施，假定：來自筒匣感測器和閉鎖感測器之輸出是令人滿 意。一旦將條型碼3 2 0解碼，立即將機器2 0 1之操作參數 經由控制處理機予以調整。然後自動開始卸出飮料循環。 該卸出飮料循環具有四個主要階段，關於所有飮料型式 ，並非全使用此四階段： (i) 預濕 (ii) 暫停 (iii) 調製/混合 (iv) 淸洗 在預濕階段中，藉水泵230，將水自水儲存箱220加至 筒匣1中。加進水致使過濾室1 3 0中之飮料成分2 0 0被潤 濕。加料可能以每分鐘6 0 0毫升之"快”流量或每分鐘3 2 5 -52- ^52585 毫升之"慢，I流量進行。關於含有黏性液體飮料成分之筒厘-’慢加料速率特別有用’於此情況下，在彼等能以較高體. 積之流率予以泵送前，此等成分需要稍微稀釋。選擇注入 筒11 1中之水的體積以保證：在此階段期間，水或飲料不 ’ 會滴出筒匣出口 122。 暫停階段容許飮料成分2 0 0浸漬入預濕階段期間所注入 之水中歷預定時間。已知預濕和浸漬兩階段可增加來自飮 料成分200之可萃取物的產率並改良飮料的最終香味；於 飮料成分是烘焙和硏磨咖啡之情況，特別使用預濕和浸漬。φ 在調製/混合階段中，爲了自飮料成分200產生飲料，將 水通經筒匣】。水的溫度係由控制處理機予以決定，控制 處理機發出指令至水加熱器225加熱自水箱220通至筒匣 頭2 5 0之水。水係經由進口閥通過導管262進入筒匣支架 2 5 1的下部部份2 5 5中及經由進口刺穿器2 5 3進入飮料筒 匣1的進口室126中。關於飮料筒匣1的變體調製及/或混 合以及隨後自飮料筒匣1分配飮料係如上述。 空氣淸洗包括噴吹加壓之空氣通過飮料製備機器和飮料 鲁 筒匣1以保證：分配所有飮料及保證：將流動路徑淸潔以 便預備分配另外之飮料。在停止調製/混合階段時，並不立 即開始空氣淸洗而是容許大部份的流體先淸潔流動路徑。 此方式目的在防止開始空氣淸洗時，內部壓力之不可接受 之阻擋。 在正常ί架作中’使用人經由操作起動/停止鈕2 4丨手動式 停止機器2 0 1 » -53- 1352585 —旦完成了操作循環，消費者經由開啓筒匣支架25〗取 出筒匣1，手動式移出並處置該筒匣。或者，該機器201可 能具有一個自動射出機構以便於開啓筒匣支架251時自動 移出筒匣。 使用機器201和筒匣1時，飲料之輸出時間一般在1〇至 120秒間，較佳30至40秒（關於烘焙和硏磨咖啡）；5至120 秒間，較佳1 〇至2 0秒（關於巧克力）及5至1 2 0秒間，較 佳1 0至2 0秒（關於牛乳）》 該機器2 0 1亦可有利地包括記億器，其與控制處理機呈 操作上連通，此記憶器中儲存關於由使用人所分配之飲料 型式之資訊’因此，可能調整機器201的操作循環供下一 個筒匣1用。於連續使用兩或數個飮料筒匣1來形成飲料 之情況’此設備特別有利。舉例而言，可分配咖啡筒匣， 接著分配牛乳筒匣而形成克皮奇諾（cappuccino)飮料（就是 面上蓋以一層熱奶或奶油泡沬的用蒸汽加壓產生之飮料）。 或者’可使用巧克力筒匣，接著使用牛乳筒匣而產生奶油 狀熱巧克力飲料。經由使用其中儲存關於所分配之第一種 飮料資訊的記憶器，可變更分配第二筒匣（比如說，牛乳筒 E)的方式而獲得最適宜飮料。上述實例中，可將適合於熱 巧克力所分配之牛乳較經添加至咖啡之牛乳稀釋較少。另 外’適合於巧克力所分配之牛乳可以較慢之流速予以分配 以便減少飲料的起泡沫程度。筒匣的許多組合係屬可能， 而操作參數爲有技巧之人士顯然可見。另外，可使用記億 器來容許機器2 0 Γ，預測”使用人下次希望分配之飲料的型 -54- 1352585 式。舉例而言，如果使用人最顯著喜愛用—種飮料型式， 該機器可指令水加熱器維持在適合該飲料型式之最適宜溫 度。 (五）圖式簡單說明 本發明的具體實施例現在參照各附隨之圖式，僅經由實 例予以敘述。 第1圖是根據本發明，供使用之筒匣的第一和第二具體 實施例之外部構件的截面圖； 第2圖是第1圖外部構件的細節之截面圖，顯示向內導 引之圓筒形伸長部； 第3圖是第1圖外部構件的細節之截面圖，顯示一個槽 縫； 第4圖是來自第1圖外部構件上方之透視圖； 第5圖是呈反轉定向之來自第〗圖外部構件上方之透視 圖； 第6圖是來自第1圖外部構件上方之平面圖； 第7圖是筒匣第一具體實施例的內部構件之截面圖； 第8圖是來自第7圖內部構件上方之透視圖； 第9圖是第7圖在反轉方向所示內部構件上方之透視圖； 第〗〇圖是來自第7圖內部構件上方之平面圖； 第Π圖是呈組合狀態之筒匣第一具體實施例的截面圖； 第12圖是筒匣之第二具體實施例中內部構件的截面圖； 第1 3圖是第]2圖內部構件的細節之截面圖，顯示一個 孔徑； -55- 1352585 第14圖是由第12圖內部構件上方之透視圖； 第15圖是第12圖在反轉方向之內部構件上方之透視圖； 第16圖是第12圖內部構件之另外截面圖； 第17圖是第12圖內部構件的另外細節之截面圖，顯示 一個進氣口； 第1 8圖是筒匣第二具體實施例呈組合狀態的截面圖； 第19圖根據本發明’供使用之筒匣第三和第四具體實施 例的外部構件之截面圖； 第20圖是第19圖外部構件的細節之截面圖，顯示—個 向內導引之圓筒形伸長部； 第21圖是自第19圖外部構件上方之平面圖； 第2 2圖是自第1 9圖外部構件上方之透視圖； 第23圖是第19圖在反轉方向之外部構件上方之透視圖； 第24圖是筒匣第三具體實施例的內部構件之截面圖； 第25圖是來自第24圖外部構件上方之平面圖； 第26圖是第24圖內部構件的細節之截面圖，顯示一個 翻口之上部邊緣； 第27圖是來自第24圖內部構件上方之透視圖； 第28圖是第24圖在反轉方向之內部構件上方之透視圖； 第29圖是呈組合狀態之筒匣第三具體實施例的截面圖； 第30圖是筒匣第四具體實施例的內部構件之截面圖； 第31圖是來自第30圖內部構件上方之平面圖； 圖 視 ; 透 圖之 視方 透上 之件 方構 上部 件內 構向 部方 內轉 圖反 ο 在 3 圖 第ο 自 3 來第 是是 圖 圖 2 3 3 3 第第 -56- 1352585 第3 4圖是呈組合狀態之筒匣第四具體實施例的截面圖； 第3 5圖是根據本發明，飮料製備機器的前透視圖； 第36圖是第35圖飮料製備機器的前透視圖，具有呈敞 開位置之筒匣頭； 第37圖是第35圖中該機器的後透視圖，爲了淸晰，省 略某些零件； 第38圖是第35圖中該機器的另外後透視圖，爲了淸晰 ，省略某些零件； 第39圖是第35圖中該機器的筒匣頭之透視圖，爲了淸 晰，省略某些零件； 第40圖是第35圖中該機器的筒匣頭之另外透視圖，爲 了淸晰，省略某些零件； 第41圖是筒匣頭呈閉合位置之截面圖； 第42圖是筒匣頭呈開啓位置之截面圖； 第43圖是第35圖中該機器之示意設計圖案； 第44a與44b圖是第35圖中該機器之第一和第二代碼辨 識設備的示意設計圖案； 第45圖是包含條型碼之本發明的飮料筒匣（1)之平面圖； 第4 6 a圖是濃度對操作循環時間的繪圖； 第4 6b圖是起泡對操作循環時間的繪圖； 第4 6 c圖是溫度對操作循環時間的繪圖。 主要部分之代表符號說明 1 筒匣 2 外部構件 -57- 1352585 3 4 5 10 11 12 13 14 15 16 內部構件 過濾器 層疊物，蓋 碗形之外殼 頂部 敞口底部 彎曲之環狀壁 軸向伸長部 第二壁 岐管

17,3018,81 19.281 19a 20.282 2 1 槽縫 圓筒形伸長部 第一部份 凸形外表面 第二部份 第三部份 2 4 2 5 26 27 2 8 2 9 3 1 手柄 朝上翻轉之邊緣 進氣室 圓筒形壁 閉合之上面 開口下端 較低之面 水平凸出部

-58- 1352585 3 3 向外延伸之凸出部 34,213 內部 3 5 向外伸展之凸緣 36, 121 槽縫 40 圓筒形漏斗 4 1 環狀框架 42 外管 43,45 排放管 44,122 出口 47 環狀凸緣 4 8,7 3,92, 1 0 6 截頭圓錐段 49 支架金屬薄片條 5 0 通道 5 1 外部輪輞 5 2 內部輪轂 5 3 徑向輻 5 4 直立之金屬薄片條 5 5 過濾孔徑 56 開口 5 7 通路 5 8,7 2,9 3, 1 0 7 圓筒形段 6 5 隔板 6 6 彎曲部份 6 7 : 8 4 邊緣 -59- 1352585 6 8 向內導引之凸 69,8 6 環狀通道 70 孔徑 7 1 進氣口 7 5 斜槽 80 邊緣部份 82 環狀壁 8 3 外部凸緣 8 5,1 2 8,2 9 2 孔徑 8 7 徑向支柱 89 孔徑 90 室 9 1 翻口邊緣 1 00 環狀碗 10 1 向外張開本體 10 3 進料孔徑 10 4 開敞上口 10 5 軸向肋 12 0 內部 12 3 小間隙 1 24 界面區 12 5,126 焊接 13 0 空隙空間，過 1 3 4 混合室 出部 濾室 -60- 1352585 200 飮料成分 2 0 1 飮料製備機 2 1 0 外殼 2 11 前半 2 12 後半 214,267,275,290 凹座 2 15 底座 220 水箱 22 1 筒匣形本體 222 可移動之蓋· 22 5 水加熱器 23 0 水泵 23 5 空氣壓縮機 24 0 用者界面 24 1 起動/停止鈕 243,244,245,246,32 1 狀態指示器 2 5 0 筒匣頭 2 5 1 筒匣支架 252 筒匣辨識設· 2 5 3 進口刺穿器 254 出口刺穿器 2 5 4 a 凸緣 2 5 5 固定之下部1 2 5 6 可旋轉之上； 發光二極體 份 部份 -61- 1352585 2 5 7 筒匣架 259 凸起部 260 前邊緣 3 空心針狀管 26 1 尖銳端 262 水導管 263 出口導 管 266 齒 270 分配站 5 滴流淺盤回收容器 27 1 容器架 272 滴流淺 盤 273 上表面 2 74 格柵 280 夾緊機構 2 8 1 U形臂 282 超過中心臂 2 82a 汽缸 2 8 2b 桿 2 8 2 c 彈性套 筒 283,285 支樞點 286 第三支 樞 點 287 鈎構件 288 凸輪表 面 290 圓形凹 座 29 1 不規則 面

-62- 1352585 3 00 頭 3 10 圓 形 本 體 3 11 向 下 導 引 之 邊緣 3 12 圓 形 觀 察 窗 3 2 0 條 型 碼 322 聚 隹 y 1 透 鏡 323 電 荷 耦 合 裝 置 3 24 鏡 子

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Claims (1)

1352585 第931〇1 693號「低壓飮料製備系統及製備飲料之方法」專 利案 (20K 拾、申請專利範圍： 1.—種低壓飲料製備系統，用於自—系列的飲料筒匣自動 製備一系列型式的飮料，該系統包括： —飮料製備機器（201);及 複數個飲料筒匣（1)，每—飮料筒匣含有與特定飮料型 式相關之一或數種飮料成分（2〇〇)，其中該飲料製備系統 包括： a. 收容裝置，用於在飮料製備機器中收容該等飲料筒 匣之一者；及供應裝置，用於使用時，以低於2巴之壓 力將含水介質供應至飲料筒匣，以便自經包含在其中之 —或數種飲料成分製造飮料； b. 於該飲料製備機器中之讀取機（252)，用於自動解譯 已寫在飮料筒匣上之碼（320); c. 處理裝置，用於基於該碼產生特定的調製循環； d. 調整裝置，用於在供應含水介質至飮料筒匣前，基 於該碼自動調整含水介質的溫度； e·噴射裝置’於該等飲料筒匣中至少一部分，用於基 於飲料型式’可選擇地使飲料產生泡沫；及 f•用者介面（240)，用以開始操作循環； 其中該飲料製備系統可產生—系列的飮料型式，包括 至少，但不限於，過濾之咖啡、克皮奇諾（cappuceinD) 1352585 咖啡、茶、巧克力和起奶泡沫之牛乳， 其中，用者介面之操作與被分配之飲料型式無關。 2. 如申ira專利範圍弟1項之低壓飲料製備系統，其中該系 列的飮料型式包括咖啡、茶、巧克力、牛乳、湯和果汁。 ’ 3. 如申請專利範圍第1項之低壓飲料製備系統，其中飲料 製備機器（201)另外包括清洗裝置，用於在分配飲料後清 洗飲料筒匣。 4. 如申請專利範圍先第1項之低壓飮料製備系統，其中另 外包括流量控制裝置，用於控制進入筒匣中之含水介質流 量。 · 5. 如申請專利範圍第1項之低壓飮料製備系統，其中另外 包括體積控制裝置’用於控制被輸出至筒匣之含水介質 的體積。 6 ·如申請專利範圍第1至5項中任一項之低壓飮料製備系 統，其中一或數種的飲料成分是液體。 7 ·如申請專利範圍第1至5項中任一項之低壓飲料製備系 統’其中一或數種的飲料成分是以乳製品爲基質。 8. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之低壓飮料製備系 % 統’其中該系統亦可與一或多個包含一或數種非飲料成 分之筒匣一起使用’以便製備諸如調味醬和甜點等非飲 料產物。 9. 如申請專利範圍第1項之低壓飲料製備系統，其中該飮 料製備機器包括處理裝置及用於儲存關於經由該飲料製 備機器所分配之飲料筒匣之資訊的記億器，其中該飲料 製備機器在分配第二飲料筒匣過程中的—個以上的操作 -2- 1352585 參數係可參考儲存在該記憶器中關於第一飲料筒匣的型 式之資訊而設定。 10. 如申請專利範圍第9項之低壓飲料製備系統，其中該記 憶器儲存關於包含在由飲料製備機器所分配之飮料筒匣 中之飮料成分之資訊。 11. 如申請專利範圍第9項之低壓飲料製備系統，其中該記 憶器儲存關於經由飲料製備機器所分配之飮料筒匣的順 序之資訊。 12. 如申請專利範圍第10項之低壓飮料製備系統，其中該 記億器儲存關於經由飮料製備機器所分配之飲料筒匣的 順序之資訊。 13. 如申請專利範圍第1、9、10、11或12項之低壓飮料製 備系統，其中該讀取機是光學條碼讀取機。 1 4 ·如申請專利範圍第1、9、1 0、1 1或1 2項之低壓飮料製 備系統，其中其係家庭用低壓飲料製備系統。 15.—種使用如申請專利範圍第1項之低壓飲料製備系統製 備飮料之方法，此方法包括下列步驟： a. 將至少一個含有一或數種飮料成分之飲料筒匣（1)塞 入低壓飲料製備機器（201)中； b. 操作飲料製備機器的用者介面而開始操作循環； c. 操作讀取機來探測已寫在飲料筒匣上之碼（3 20); d. 基於該碼產生特定調製循環； e. 將含水介質通經飲料筒匣而產生飲料，其中含水介 質的溫度、預濕、體積 '流量及空氣清洗係基於該碼而 設定； -3- 1352585 f•對該系列的至少某些飲料，使飲料產生泡沫； 其中該方法可以使用一或數種飮料筒匣產生一系列的 . 飲料型式，包括至少，但不限於，過濾之咖啡、卡布奇 諾（cappuccino)、茶、巧克力和起奶泡沫之牛乳，且其中 . 用者介面之操作與被分配之飮料型式無關。 種使用如申請專利範圍第9項之低壓飲料製備系統製 備飲料之方法，包括下列步驟： a. 將含有一或數種飮料成分（200)之第一飮料筒匣（1) 塞入飲料製備機器（201)中： | b. 操作該飲料製備機器，以低於2巴之壓力，使含水 介質通經第一飲料筒匣來分配第一部份的飲料進入—容 器中； c_將關於第一飮料筒匣的型式之資訊儲存於飲料製備 機器的記憶器中； d. 將含有一或數種飲料成分（200)之第二飲料筒匣（1) 塞入飮料製備機器中；及 e. 操作該飲料製備機器，以小於2巴之壓力，使含水 · 介質通經第二飲料筒匣來分配第二部份的飲料進入—容 器中； 其中參考經儲存在記憶器中之關於第一飲料筒匣的型 式之資訊來設定一或多個飲料製備機器在分配第二飮料 筒匣期間的操作參數。 17_如申請專利範圍第16項之方法，其中另外包括使用附加 之飮料筒匣來分配三或更多部份的飲料。 -4- 1352585 18.如申請專利範圍第16或17項之方法，其中該一或多個 操作參數包括： - I.通經飲料筒匣之含水介質的溫度； ^ Π.含水介質之流量； ‘ III. 預濕階段之存在或不存在； - IV. 空氣清洗階段之存在或不存在； V. 含水介質之壓力；及/或 VI. 所分配之含水介質的總體積。

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