專利名稱：從料盒制備飲料期間改進泡沫生成的方法及其實施裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種從份包裝中獲得泡沫飲料的方法，并且涉及用于實施所述方法的裝置。
背景技術：
從份包裝制備飲料是已知的實踐，所述份包裝包含食品成份如待萃取的研磨制劑、待溶解的粉末或某些其它部分或完全可溶解的團塊。這些成份通常容納于特殊包裝如料盒中，該特殊包裝插入包括水源、能夠輸送壓力的泵和用于將水引入料盒內(nèi)的注入部件的裝置中。在料盒內(nèi)的流體壓力已經(jīng)充分增加之后，通過流過至少一個壁而獲得飲料。通常，壁本來就帶孔，或者在料盒內(nèi)部達到預定流體壓力時與刺穿或撕裂元件接觸通過撕裂而帶孔。然后，所獲得的飲料流出進入用于消費的容器。
在許多熱飲或冷飲中，出于味道和外觀兩種原因，泡沫的存在是一種經(jīng)常追求的品質(zhì)。泡沫通常是分散的液體-氣體、一般是液體-空氣系統(tǒng)，其要求存在通常由食品提供的脂肪物質(zhì)和使得可以形成然后被稱為“泡沫”的分散系統(tǒng)的物理攪拌方法。
某些出版物涉及通過供給空氣和/或蒸汽來產(chǎn)生泡沫。然而，空氣在大氣壓力或在低壓下供給，或者為殘余空氣；這樣通常有損于泡沫的品質(zhì)和數(shù)量。
例如，專利申請DE10247573描述了利用位于過濾器與咖啡存儲容器之間的孔板增加過濾咖啡的泡沫量，該孔板由于流動引起的低氣壓而吸收環(huán)境空氣。
專利US4,581,239描述了一種使用小袋灌注的方法，連續(xù)注入通過攪拌而散布并可能與氣體或蒸汽接觸的熱水。氣體的引入在大氣壓力或氣體泵的壓力下進行，以便僅控制水與所灌注的產(chǎn)品之間的接觸時間。
專利EP0652721B1描述了一種方法，其中用針刺穿柔性小袋以便將空氣與水的混合物注入小袋中，壓力增加并將該小袋撕裂。該混合物中的空氣實際上是在萃取過程開始時與水混合的、容納于管中的殘余空氣。
專利申請GB2363343描述了一種用于在需要時從文丘里管類型的系統(tǒng)產(chǎn)生泡沫的方法。該方法在于將貯存器中的空氣注射到具有高蛋白質(zhì)含量的液體如牛奶上，從而形成泡沫。
在已經(jīng)形成泡沫之后繼續(xù)注射以便將其從貯存器排出。然后，在需要時經(jīng)由與用于獲得飲料的管分開的管將所述泡沫排出。
專利申請US2002/0129712描述了一種用于獲得奶油咖啡的方法。在這種方法中，一種裝置可以增加泡沫量，并且通過在清洗期間注入熱水或水蒸汽來實現(xiàn)這一點。這種方法使得可以獲得熱飲并且需要在介于150與210之間的溫度下注入流體。
專利申請WO0158786涉及一種料盒，該料盒包含容納有用于萃取飲料的成份的隔室和用于流出飲料的通道，該通道包括空氣入口和用于降低飲料射流壓力的裝置。隔室中用于萃取的壓力為0.7至2巴數(shù)量級。該系統(tǒng)提供大量空氣并使得可以在流出口的特殊裝置中產(chǎn)生泡沫。然而，該系統(tǒng)使用由流出料盒的飲料所產(chǎn)生的低氣壓，因此引入的空氣體積受到限制。此外，由于在較低壓力下提供空氣，因此形成的氣泡尺寸大，并且所形成的泡沫因此不是很穩(wěn)定并且缺乏變化。最后，這種系統(tǒng)使得料盒的生產(chǎn)更復雜且成本昂貴。
某些出版物還描述了出于改善發(fā)泡之外的目的或者沒有具體理由而將空氣供給至份包裝。特別地，專利申請EP0250810A1描述了一種萃取容納有烘焙咖啡的封閉料盒以制備飲料的方法，其中料盒用水進行預濕(在約2至3kg/cm2的壓力下)。接著，注入空氣以便對咖啡層充氣；然后空氣占據(jù)容積并且強迫預濕水占據(jù)最大的容積。最后，注入水直至壓力介于3至6kg/cm2以完成潤濕。經(jīng)過這三個步驟以后，再注入水以便增加壓力并刺穿料盒，這時壓力為6至16kg/cm2數(shù)量級。所有這些步驟的目的在于容許對咖啡進行更好的潤濕和更好的充氣，以使研磨烘焙咖啡的味道最優(yōu)化。
專利EP051247、EP0512142和EP468080描述了將水和空氣的混合物注入料盒中的方法?？諝庖彩莾H容納于管中的殘余空氣。
這些專利或?qū)＠暾埫枋隽送ㄟ^過濾、溶解或萃取食品而獲取通常為熱飲的方法。
然而，當制備從料盒獲取的熱飲或冷飲時，需要改進對泡沫產(chǎn)量和品質(zhì)的控制。
這是因為難以從料盒產(chǎn)生飲料的泡沫，特別是如果所述飲料是冷的或者處于環(huán)境溫度下時更是如此，因為這時由于布朗運動受到激勵的程度較小因而形成分散系統(tǒng)需要的能量供應必須較大。
另外，可獲得的空氣體積也通常不足以產(chǎn)生數(shù)量和品質(zhì)都令人滿意的泡沫。
另一個問題涉及需要生產(chǎn)大量的飲料以及料盒中可用的空氣不足以產(chǎn)生數(shù)量和品質(zhì)都令人滿意的泡沫。問題在于既需要生產(chǎn)大量飲料--特別是在某些熱或冷牛奶類特制品的情況下，同時又使用合理大小的料盒尺寸。目前，飲料組分中包含的某些成份如奶粉占據(jù)了料盒中的大量容積，留下很少或者沒有留下頂部空間，因此很少有可用的氣體容積用于發(fā)泡。為了獲得泡沫，這時料盒必須尺寸較大，使得生成泡沫所需的氣體容積可以保留，但是這產(chǎn)生了處理料盒尺寸、使機器適應不同尺寸、包裝材料成本之類的問題，并且還引起其它問題。
此外，通過在低壓或大氣壓力下供給空氣，泡沫具有“肥皂”構型，大部分氣泡尺寸過大，產(chǎn)生的泡沫缺乏穩(wěn)定性。如果料盒中可用的空間小，則空氣的供給不足以產(chǎn)生泡沫。為了制造泡沫，則需要使用機械攪拌系統(tǒng)，但是那樣會使得裝置和/或料盒復雜得多而泡沫的品質(zhì)卻保持平平。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的在于從料盒獲得具有改進的泡沫水平和品質(zhì)的熱飲或冷飲。為此，通過將受控體積的空氣加入料盒內(nèi)部而使料盒中的空氣濃度增加。在制備飲料時增加空氣濃度的作用在于增加料盒內(nèi)的攪拌，從而獲得穩(wěn)定性更好且數(shù)量相當大的更細的乳脂狀泡沫。
本發(fā)明的另一個目的在于提出一種方法，該方法使得可以在很寬的飲料體積范圍內(nèi)與配料在料盒內(nèi)所占據(jù)的容積無關地獲得泡沫飲料。另一個目的在于提出一種方法，該方法可以在制備冷飲時改進泡沫的特性。
最后，另一個目的在于提出一種簡化的裝置，該裝置無需使用復雜的注入系統(tǒng)和/或具有復雜的進氣口和混合系統(tǒng)的料盒來產(chǎn)生泡沫。因此，本發(fā)明涉及一種從料盒獲取泡沫飲料的方法，所述料盒包括至少一個容納有至少一種飲料制劑的腔室，所述方法的特征在于將預定體積的流體注入所述料盒中，注入過程通過以下方式實現(xiàn)-注入主要包括空氣的相，該空氣被壓縮至一壓力以在料盒中形成備用/儲備氣袋(reserve pocket of air)，所述壓力低于料盒打開時的壓力或飲料自由地流過所述料盒時的壓力，然后-注入包括與料盒中空氣混合的水的相；注入的水相引起內(nèi)部壓力的增加，直至料盒打開或者飲料自由地流過料盒，從而可以排出飲料并形成泡沫。
因此，本發(fā)明的原理主要在于生成備用氣袋，其在料盒容許飲料大量流出并通過在料盒中充分攪拌以產(chǎn)生泡沫之前被壓縮于料盒中；然后通過增加由水相施加在料盒上的壓力調(diào)節(jié)流出量。
優(yōu)選地，空氣的供給通過容納于至少一個存儲構件中的預定體積的空氣控制，該存儲構件在每個注入料盒的循環(huán)之前均填充有空氣。然后在每個注入循環(huán)期間通過被注入料盒中來排空所述預定體積的空氣，從而在料盒中形成壓縮空氣儲備。
優(yōu)選地，所述預定體積的流體還包括注入料盒中的一定體積的水，所述水的作用就象活塞以便驅(qū)動空氣體積直至水被引入料盒為止。根據(jù)這種構型，確保了料盒中通過水對空氣的加壓；這樣使得可以積聚較大數(shù)量的空氣并且保持小尺寸的料盒。還降低了漏氣的危險并且保持了比較易于實現(xiàn)的系統(tǒng)。最后，確保了在注入主要是水的部分之前注入空氣的良好的協(xié)調(diào)性。應當指出，注入空氣然后注入水的階段可以這種方式重疊進行，即可同時將空氣和水注入料盒。因此，在注入水階段期間，一定量的空氣可溶于水。相反地，一定量的水可在空氣注入階段注入或者在注入空氣之前注入，從而導致例如在空氣到達之前清除裝置的位于管中的殘留水。盡管如此，原理在于在膠囊中生成在其中壓縮的備用氣袋，以及向其供應水，水通過攪拌與空氣混合以形成飲料，例如溶解制劑并且另外形成泡沫。
根據(jù)一個有利方面，預定體積的空氣為至少10立方厘米。優(yōu)選地，預定體積的空氣為至少15立方厘米，更優(yōu)選地為至少20立方厘米，又更優(yōu)選地為至少23立方厘米。備用的體積遠大于容納于流體管中并且通常盡可能除去的殘余空氣的體積。因此，這種預期的體積能夠在料盒中積聚較大數(shù)量的壓縮氣體；這使得可以獲取較大數(shù)量的尺寸較小的泡沫和氣泡；因此獲得具有較少“肥皂”外觀由此更加穩(wěn)定的泡沫。
在一個有利的可能實施例中，注入的水的體積為未加熱的體積，可以生產(chǎn)冷泡沫飲料。因此可以在溫度低于通常傳送這種飲料的溫度情況下獲取泡沫飲料。因此，提供了更新鮮但具有通常熱飲才有的泡沫水平和品質(zhì)的飲料。
泡沫飲料應理解為是指可從料盒獲取的任何飲料，例如速溶和/或研磨咖啡、卡布奇諾(cappuccino)、速溶茶、即溶巧克力、奶粉、果汁、浸劑如基于芳香植物--例如馬鞭草、春黃菊、茴香等--的飲料。
料盒應理解為例如是指專利申請WO03/059778中所述的料盒(該申請的內(nèi)容在此引入作為參考)和/或包括至少一個容納有食品組份的腔室--其由適當?shù)妮腿』蛉芙庋b置的接納裝置所接納、并且包括為料盒供給流體的裝置的任何包裝。
打開裝置應理解為是指任何這樣的裝置，該裝置可以克服預定壓力以使飲料穿過所述裝置。例如，其可為形成為盒的一部分的隔膜，具有一當料盒內(nèi)的壓力超過某一閾值時破裂的薄弱線。
打開裝置的另一示例可為由保持裝置如設置在料盒內(nèi)的壁或隔膜以及凹凸部和/或穿孔元件組成的組件，它們在高于某一預定流體閾值的壓力作用下，為了打開而共同協(xié)作以刺穿或撕裂所述壁或隔膜，從而流體可以從料盒流出或逸出。
例如，穿孔或穿刺元件可形成為料盒接納單元的一部分，當料盒中的內(nèi)部壓力增加時，所述料盒的壁變形并在與所述穿孔元件接觸時被刺穿或撕裂。在另一示例中，穿孔或穿刺元件形成為料盒的一部分并且作用于料盒的壁或隔膜上。
(打開裝置的)另一種可能方案可為壁或隔膜中的閉合通道，其在壓力增加的作用下打開、被刺穿或撕裂。
無論哪種情況，壓力增加容許料盒的壁或隔膜破裂并且/或者容許強迫穿過壓力保持裝置并隨后流出飲料。
自由流動應理解為是指飲料穿過包括一個或多個壓力保持壁的料盒的流出，所述壁產(chǎn)生為了流出必須要克服的壓降，但是不需要刺穿和/或撕裂這個/這些壁。例如，其可為多孔壁或具有一系列小橫截面的連續(xù)彎道(chicane)或曲折的通道，使得可以產(chǎn)生相當大的壓降，必須通過增加料盒內(nèi)的壓力克服該壓降以使液體穿過該壁流出。
打開壓力應理解為是指例如容許通過至少一個打開裝置的移動刺穿和/或撕裂任何已知壓力保持裝置如料盒的壁的內(nèi)部壓力的值。
因此，優(yōu)選地，料盒通過料盒的壁打開以便飲料可以流出，該壁在料盒內(nèi)達到某一流體壓力時在與撕裂或穿刺元件接觸時撕裂或被刺穿。
料盒接納單元應理解為是指至少一個當壓力上升隨后飲料流出實現(xiàn)本方法時用于支承料盒的裝置。
空氣和水的混合物應理解為是指散布有空氣的水相。
泡沫應理解為是指包含氣泡的液體分散系統(tǒng)的層，其特別是在已經(jīng)流出至容器中之后建立在飲料的或大或小的液體部分的表面處。根據(jù)本發(fā)明的一個特征，料盒具有小于注入料盒的空氣體積的頂部空間。料盒的頂部空間通常被認為是料盒腔室中未被食品制劑占據(jù)的死體積。
在優(yōu)選實施例中，流體借助于料盒內(nèi)的至少一個加壓射流注入。在液體射流--在這種情況下為水或水-空氣混合物--的沖擊下，空氣在水位之下被引入料盒中并促使形成泡沫。射流改進了混合情況，這使得在料盒中能夠更迅速地形成更多的氣泡。優(yōu)選地，流體通過從料盒中偏離中心的位置噴射的至少一個射流注入，并且優(yōu)選地還指向不穿過料盒中心的方向，以便在料盒外殼內(nèi)產(chǎn)生液體的旋流運動。這種運動改進了料盒中食品制劑的溶解--特別是當該制劑填充了料盒中的顯著容積時，而且還增加了促使形成氣泡的水/空氣相互作用。
令人驚訝地，本發(fā)明的方法主要適于改進從在注入期間溶于水中的制劑獲取的飲料的發(fā)泡。實際上，根據(jù)本發(fā)明的方法并不同樣適用于不溶解的產(chǎn)品如研磨產(chǎn)品。在該類型產(chǎn)品的情況下，水和空氣的混合易于帶走細料，由于不溶解，細料會阻塞料盒中的開口。一種減輕該缺點的方法是過濾研磨產(chǎn)品以便去除大部分細料。
因此，制劑優(yōu)選地為速溶咖啡、速溶茶、即溶巧克力、奶粉、果汁或這些產(chǎn)品的組合。例如，在制劑占據(jù)料盒中的大部分容積的情況下，例如用于生成如卡布奇諾等飲料的單獨的或與其它粉末混合的奶粉，料盒實際上從開始就填充有所述制劑；并且很快料盒中就不再有可用的空氣來形成泡沫。因此需要供應壓力空氣以便向料盒供給空氣。當水到達料盒時，密度小于水的空氣易于在料盒中上升，同時料盒中可用的容積隨著制劑逐漸溶于料盒中的水而增加。在打開之前保持在壓力下的空氣通過料盒中產(chǎn)生的攪動作用與水混合，這樣就形成了泡沫。
本發(fā)明還包括用于從料盒制備泡沫飲料的裝置，所述料盒包括容納有飲料制劑的腔室。
所述裝置至少包括-選擇裝置，用于選擇所需飲料以便致動制備所述飲料的制備循環(huán)，-供水裝置，-空氣供應裝置，-流體傳送裝置，
-用于接納容納有飲料制劑的料盒的接納單元，-流體注入構件，用于以密封方式將流體注入料盒中；其特征在于，設有空氣存儲構件以存儲預定體積的空氣，所述預定體積的空氣在每個飲料制備循環(huán)在壓力下被注入料盒以便在料盒中形成備用壓縮氣袋。
優(yōu)選地，空氣存儲構件包括位于水傳送裝置之后的腔室。按照這種方式，空氣主要通過加壓水的流輸送入裝置中。并不需要設置不同的水和空氣回路，這樣簡化了裝置。因此，空氣可在到達料盒之前就開始在水中溶解和/或形成氣泡；這使得可以進一步增加泡沫的體積和品質(zhì)。
用于選擇所需飲料的選擇構件應理解為是指可以實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法、可能包括用于接通裝置的結(jié)構的手動或電子控制器。該構件還可例如用于選擇所需的飲料體積。該構件可為已知用于這類應用的任何構件并且可例如為手控閥和/或與程序器相關聯(lián)的電子控制面板。
供水裝置應理解為是指在實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法時用于向裝置供水的任何已知裝置。例如，可以設想為蓄水器或連接至總水管的接頭。
空氣供應裝置應理解為是指可以為空氣存儲構件填充確定體積的空氣的任何已知裝置。填充可以簡單地為使存儲構件與大氣連通，在這種情況下形成有開口，然后空氣被引入回路以填充存儲構件。另一種系統(tǒng)可為壓縮機，該壓縮機在需要時將空氣注入存儲構件中。
空氣存儲構件應理解為是指能夠存儲預定體積的空氣或任何其它氣體的腔室或空腔，在根據(jù)本發(fā)明的方法進行期間，所述空氣或任何其它氣體將導致形成泡沫。例如，空氣存儲構件可為充氣腔室。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，存儲然后注入的空氣的體積大于可存儲在料盒頂部空間中的空氣的體積。因此，可以設計具有最小可能容積的料盒，并且可提供分送甚至更大體積飲料的可能方案。那樣還可以更加靈活地控制料盒的尺寸并且可以使得在包裝材料方面比較經(jīng)濟。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法可以從其中頂部空間和料盒中由未潤濕的制劑所占據(jù)容積之間的比值低于1∶3、甚至低于1∶5或甚至低于1∶20或為零的料盒形成充足體積的泡沫。在某些情況下，例如基于奶粉的制劑的情況下，頂部空間可以盡可能地小，或甚至為零，而不會不利于泡沫的形成。還可根據(jù)料盒中已經(jīng)存在的空氣調(diào)節(jié)空氣的供給。因此，空氣噴射構件包括用于調(diào)節(jié)注入空氣的體積的裝置。
水傳送裝置應理解為是指使得液體能夠運動并且在料盒內(nèi)產(chǎn)生足夠壓力以便打開料盒從而飲料可以流出的任何已知裝置。例如，該裝置可為離心泵和/或向心泵和/或容積式泵。
空氣和水注入構件應理解為是指可以將流體在壓力下以密封方式引入料盒的裝置，例如通過穿孔或通過膠囊注入表面處的相關布置來實現(xiàn)。在2003年8月25日提交、名稱為“Method for preparing a food product”的共同待決歐洲專利申請No.03019163.9中描述了注入構件的一個優(yōu)選示例，該申請的內(nèi)容在此引入作為參考。優(yōu)選地，流體注入構件被構造成刺穿料盒并以至少一個加壓流體射流的形式注入流體。另外優(yōu)選地，注入構件定位成以料盒中偏離中心的加壓射流的形式注入水。這種定位具有如下優(yōu)點，即在料盒中生成水的旋流或“渦旋”運動，并且這增加了水和空氣之間的相互作用并由此增加了氣泡的形成。
在優(yōu)選模式中，該裝置還包括至少一個打開裝置，所述打開裝置構造成承受備用壓縮氣袋的壓力并且由與制備飲料和形成泡沫所需的壓力相對應的壓力打開。這是因為，重要的是要控制料盒的打開以便可以在料盒打開之前生成空氣儲備。如果料盒過早打開，則空氣將逸出料盒并且因而不能用來形成泡沫。料盒的打開需要準確地調(diào)節(jié)并在將足夠量的水引入料盒以溶解制劑并與空氣混合以便形成泡沫之后進行。
在優(yōu)選實施例中，打開裝置一方面包括壁或隔膜，另一方面包括凹凸部或穿孔元件，它們在壓力的作用下共同協(xié)作通過刺穿或撕裂所述壁或隔膜而打開。這種構型提供了料盒打開壓力調(diào)節(jié)的精確度并且保證過程可以很好地重復。因此，在第一可能實施例中，打開裝置屬于料盒。在可選實施例中，打開裝置的壁或隔膜屬于料盒而凹凸部或穿孔元件屬于料盒接納單元。
流體應理解為同等地指單獨的空氣和/或水，或者空氣和水的混合物。
除非另外指明，本申請中提及的壓力值為絕對壓力。


在以下示出可以實施根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置的優(yōu)選實施方式的描述中，將會清楚本發(fā)明的其它特征與優(yōu)點。
所述實施方式為本發(fā)明的非限制性示例，其描述將參照下列附圖圖1示出處于靜止階段的用于在制備飲料時優(yōu)化泡沫的裝置的簡圖；圖2示出處于空氣壓縮階段的用于在制備冷飲時優(yōu)化泡沫的裝置的簡圖；圖3示出處于空氣-水混合物注入階段的用于在制備冷飲時優(yōu)化泡沫的裝置的簡圖；圖4示出處于空氣壓縮階段的用于在制備熱飲時優(yōu)化泡沫的裝置的簡圖；圖5示出處于空氣-水混合物注入階段的用于在制備熱飲時優(yōu)化泡沫的裝置的簡圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的裝置的一部分的一個示例的剖面示意圖，該部分包括料盒接納單元、料盒以及流體注入構件，裝置的這一部分被示出處于打開位置；圖7為圖6所示裝置部分的示意圖，裝置的這一部分被示出處于閉合位置；圖8示出處于空氣存儲構件排空階段的用于在制備飲料時優(yōu)化泡沫的裝置的簡圖。
具體實施例方式
圖1示出用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置1處于靜止狀態(tài)的總圖，該裝置1包括水貯存器2、水傳送裝置3--在該實施例中為活塞泵，它使流體朝向空氣存儲構件運動，這里，該空氣存儲構件為充氣器4。所述空氣存儲構件的容積是確定的；在本發(fā)明中，所述容積為至少10立方厘米，優(yōu)選地為至少15立方厘米，更優(yōu)選地為至少20立方厘米，更優(yōu)選地為至少23立方厘米。存儲構件可包括容積可調(diào)的腔室，以使注入的空氣量適合參數(shù)--諸如料盒中可用的頂部空間、所期望的泡沫量、制劑的性質(zhì)等--的要求。例如，可調(diào)式系統(tǒng)可以是腔室的可移動和可調(diào)節(jié)的壁，該壁可手動或電控調(diào)節(jié)。
在所示實施例中，空氣存儲構件配備有排空裝置5，該排空裝置5在每個循環(huán)之后常開以從回路清除殘留的水，由此重新建立預定體積的空氣。該排空裝置可為任何已知的裝置，例如電控閥或瓣閥。該排空裝置還使得能夠防止水停滯，并由此防止微生物繁殖。裝置1還配備有空氣源6，該空氣源6使構件4向大氣通風。此處由手控閥7控制通風；該閥處于靜止位置并由此保持空氣入口裝置打開，容許存儲構件4充以空氣。當消費者希望制備其選擇的飲料--熱飲或冷飲時，其僅需要操作手控閥7。該閥的運動關閉通風裝置6，并且關閉充氣器4的電控閥5。手控閥的運動可以在裝置對料盒加壓之前關閉裝置的回路。
圖1還示出了加熱構件8的存在，該加熱構件8使得可以獲取熱飲。該構件的存在對于適當?shù)陌l(fā)泡方法來說是可選的，因為根據(jù)本發(fā)明的方法使得對于熱飲和冷飲都能夠獲得令人滿意的泡沫。相反，如果方法的執(zhí)行需要的話，可以設想為裝置1配備若干加熱系統(tǒng)。加熱構件可以是任何已知的加熱裝置，例如加熱塊(thermobloc)或瞬時加熱系統(tǒng)如電阻元件或加熱料盒。專利申請EP1253844A1和WO2004/006742描述了可被用于該裝置中的加熱裝置的示例。
閥7可移動到若干位置；每個位置均限定單一流體回路。因此，在該實施例中，根據(jù)將閥移動至打開一個回路的位置的方向來選擇飲料。在圖4所示的一個位置中，流體經(jīng)過加熱塊8，由此獲得的飲料為熱飲。在圖2和3所示的另一個位置中，流體不沿通向加熱塊的路徑前進，所獲得的飲料因此為冷飲。
止回閥9剛好位于注入構件10之前，優(yōu)選地位于閥7與注入構件10之間。止回閥容許一些空氣溶解于水中，使得隨著壓力的上升開始形成氣泡。該閥保持閉合直至達到一最小壓力。當流體循環(huán)時，作用于該閥的壓力增加，并且作為管中第一流體的空氣首先被壓縮，隨后與作為第二流體并用作活塞以部分地驅(qū)動空氣的水部分地混合。當達到閥9的額定壓力時，所述閥9打開以使空氣和水-溶解空氣混合物經(jīng)過，然后借助于注入構件10以密封的方式將這些流體注入料盒(未示出)中，該料盒本身連接于料盒接納單元(未示出)。
當裝置1配備有用于選擇所期望飲料的電子控制裝置時，可為裝置1配備一種在消費者需要冷飲時容許繞過加熱構件的系統(tǒng)。該系統(tǒng)例如可以是位于加熱構件上游的雙出口閥，該閥打開與所選擇的飲料類型相對應的出口。例如，如果消費者選擇冷飲，則由閥擇定的出口迫使流體不流向加熱塊。
圖2示出處于空氣壓縮階段的用于在制備冷飲時優(yōu)化泡沫的裝置。在這種情況下，由消費者這樣來操作手控閥7，即，使得可供流體通過的唯一路徑不會經(jīng)過加熱回路8附近并且/或者不會沿循著加熱回路8。手控閥7的操作使得泵3和充氣器排空裝置5接通，隨后排空裝置5移動至閉合位置。由于通風裝置6和排空裝置5關閉，所以在那一刻充氣器與管充滿空氣，從而裝置1那時處于用于對料盒加壓的回路中。然后將容納于貯存器2中的水抽吸至遠到充氣器4的管中。然后水用作活塞驅(qū)動充氣器上游的管的空氣，然后驅(qū)動充氣器本身的空氣，以便最后驅(qū)動位于所述充氣器下游的管的空氣。貫穿這些階段，受驅(qū)動的空氣沿著為其擇定的唯一路徑在管中循環(huán)，從而在不流向加熱裝置8的情況下穿過通向止回閥9的路徑。所述止回閥處于閉合位置，因此壓縮空氣將在其入口處積聚直至達到容許閥打開并且允許流體通過的壓力閾值。
圖3示出處于將空氣-水混合物注入料盒的階段的用于在制備冷飲時優(yōu)化泡沫的裝置1。裝置1的部件均處于與圖2部件相同的位置。如上文中所述，水用作活塞，驅(qū)動回路中、特別是充氣器4的空氣。然后空氣行進至止回閥9并且在其入口處壓縮。泵3繼續(xù)將水送入回路中，水沿為其擇定的唯一路徑循環(huán)從而使回路中的壓力增加，進而使止回閥入口處的壓力增加。準確地說，該止回閥的益處是其引起空氣壓縮并導致一些所述空氣溶于連續(xù)的水相中。
當壓力到達某一閾值時，止回閥打開，從而空氣、進而水-溶解空氣混合物可以經(jīng)過該止回閥。該止回閥的開啟壓力為至少1.015巴，優(yōu)選地為至少2巴，更優(yōu)選地為至少3巴，又更優(yōu)選地為約4至5巴。
經(jīng)過所述止回閥之后，通過注入構件10將空氣、進而水-溶解空氣混合物依次和/或同時和/或部分同時和/或部分相繼地引入料盒(未示出)中，該引入過程以密封的方式進行。
圖4示出處于空氣壓縮階段的用于在制備熱飲時優(yōu)化泡沫的裝置1在這種情況下，由消費者這樣來操作手控閥7，即，使得可供流體通過的唯一路徑經(jīng)過加熱裝置8附近并且/或者經(jīng)過加熱裝置8。該手控閥7的操作使得泵3和充氣器排空裝置5接通，該充氣器排空裝置5隨后切換至閉合位置。由于通風裝置6和排空裝置5關閉，所以在那時充氣器與管充滿空氣，從而裝置1處于用于對回路加壓的回路中。
隨后，容納于貯存器2中的水被抽吸送入遠到充氣器4的管中。水用作活塞驅(qū)動充氣器上游的管的空氣，然后驅(qū)動充氣器本身的空氣，以便最后驅(qū)動位于所述充氣器下游的管的空氣。貫穿這些階段，受驅(qū)動的空氣沿著為其擇定的唯一路徑在管中循環(huán)，從而經(jīng)過通向加熱塊8的路徑。隨后(空氣)被加熱然后繼續(xù)前進直到止回閥9。所述止回閥處于閉合位置，使得空氣在其入口處積聚并且壓縮。
圖5示出處于空氣-水混合物注入階段的用于在制備熱飲時優(yōu)化泡沫的裝置1。該裝置的部件均處于與圖4部件相同的位置。如上所述，水用作活塞，驅(qū)動回路中、特別是充氣器4的空氣。所述空氣隨后經(jīng)過加熱塊直至止回閥9并在其入口處壓縮。泵3繼續(xù)將水送入回路中。水在為其擇定的唯一路徑中循環(huán)。因而水經(jīng)過加熱塊--在這里被加熱至所需的溫度，然后行進直至止回閥，從而使得一些空氣溶解，并且使得回路中的壓力增加，進而使得止回閥入口處的壓力增加。
當壓力達到某一閾值時，止回閥打開，從而空氣、進而水-溶解空氣混合物可以經(jīng)過該止回閥。該止回閥的開啟壓力為至少1.015巴，優(yōu)選地為至少2巴，更優(yōu)選地為至少3巴，又更優(yōu)選地為約4至5巴。
經(jīng)過所述止回閥之后，通過注入構件10將空氣、進而水-溶解空氣混合物接連地和/或同時和/或部分同時和/或部分相繼地引入料盒(未示出)中，該引入過程以密封的方式進行。應當指出，在注入周期開始時，在空氣到達料盒之前，可以將特定數(shù)量的殘留水注入料盒中。該數(shù)量可來源于管中剩余的水，特別是閥7與止回閥9之間的水。這些數(shù)量的水并不影響料盒中氣袋的形成并且不會以任何方式影響根據(jù)本發(fā)明的泡沫生成的原理。
圖6和7示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的一部分的示例的剖面示意圖，該部分包括料盒接納單元、料盒和流體注入構件，裝置的這一部分用附圖標記11表示。
料盒12通過料盒接納單元13保持在可以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的位置。料盒通常采用其支承單元的形狀以便更穩(wěn)定。這種總體呈杯狀的料盒12容納有食品(未示出)。在這種情況下，料盒12包括側(cè)壁14和限定底部的底壁15。在該示例中，底部15的直徑小于杯的開口的直徑。作為說明，側(cè)壁14和底部15通常由選自包括EVOH、PVDC、PP、PE、PA的組的塑料以單層或多層的方式制成。料盒還由一頂壁16封閉，該頂壁16由密封于邊緣17上的薄膜例如通過熱熔形成。所述薄膜16通常由能夠被裝置11的穿孔和注入裝置穿透的材料制成，在下文中將詳細說明所述穿孔和注入裝置。
因此，側(cè)壁14、底部15和薄膜16形成其中容納有食品的腔室。當然，膠囊還可以為開口或部分開口的膠囊。在所示的示例中，應當指出，膠囊12在其下部包括薄膜18，薄膜18密封于料盒的內(nèi)部邊緣19上并且在腔室的下部封閉腔室。該薄膜18設置在盤狀物20的上方，該盤狀物20包括多個凹凸元件，它們在盤狀物20的上表面均勻地隔開并且形成多個通道。薄膜18用于在料盒12內(nèi)壓力上升的作用下與凹凸元件接觸而撕裂。重要的是，應當指出，將打開裝置設計成使得在注入流體時并不過早打開，特別是當料盒中的空氣正自動壓縮時不會打開。這是因為，如果薄膜在料盒中的空氣壓縮時破裂，則空氣將會在未形成泡沫的情況下逸出。應當指出，流出孔21位于該打開裝置下方以便可以獲取飲料。在這種情況下，該流出孔21專門用于膠囊12，并且這具有如下優(yōu)點，即可在不與裝置11直接接觸的情況下將產(chǎn)品直接分送至杯中，從而確保飲料沒有交叉污染、更加衛(wèi)生、需要較少的清洗工作、并且制備裝置的實際設計更加簡單。對于料盒12的更加詳細的說明，可參考以申請人公司的名義于2003年1月13日提交的名稱為“Closed capsule with opening means”的歐洲PCT專利申請No03/059778A2，該申請的全部內(nèi)容在此引入作為參考。
裝置11包括設置在料盒接納單元13上方的、總體形狀為柱形的流體注入構件10。注入構件和料盒接納單元能夠在打開位置(圖6)和閉合位置(圖7)之間相對于彼此垂直運動，在打開位置料盒12可在其接納單元13中就位，在閉合位置裝置11可以被致動。
注入構件尤其包括在流體入口凹部24與具有注入孔26的穿孔和注入元件25之間延伸的流體供應管道23。所述穿孔和注入元件25被設計成在使裝置11進入閉合位置的注入構件10和料盒接納單元13的相對運動期間穿過薄膜16并使注入孔26進入料盒12內(nèi)部。
凹部24用于連接至裝置1的流體供應接頭。所述流體在壓力下到達，因此注入構件10形成能夠從由注入孔26限定的至少一個注入點注入呈射流形式的流體的組件。射流的數(shù)量有限以便保持水的速度足夠高從而產(chǎn)生有效攪拌。優(yōu)選地，射流的數(shù)量小于或等于三個。優(yōu)選地，有單一射流。如果射流的數(shù)量過高，速度就被分開并且由此太低以致于不能產(chǎn)生有效攪拌進而不能產(chǎn)生恰當體積的泡沫。另外，優(yōu)選地，每個射流(或唯一的射流)在料盒中偏離中心以便在料盒中形成流體的旋流運動。注入構件22還包括這樣布置的密封件27，即，使得在閉合位置(圖7)其壓靠在料盒的邊緣17上。
圖8示出處于空氣存儲構件排空階段的用于在制備飲料時優(yōu)化泡沫的裝置1。這時手控閥7被放置于靜止位置，使得空氣供應裝置6容許回路被充氣。閥的該位置使裝置5不活動以便排空空氣存儲構件4。所述空氣存儲構件于是將排空，在回路內(nèi)產(chǎn)生低氣壓。低氣壓產(chǎn)生真空，該真空由通過通風構件6放進的空氣補償。該步驟一方面使得可以利用空氣填充充氣器4以使裝置1準備好制備另一杯泡沫飲料，并且另一方面排空充氣器的水。
在沒有該步驟的情況下，所述充氣器將不能實現(xiàn)其空氣供應器進而混合的作用。此外，排空所述充氣器使得可以重新建立預定體積的空氣并且避免水的任何停滯，并由此避免微生物如酵母或細菌的任何繁殖。
權利要求
1.從料盒獲取泡沫飲料的方法，所述料盒包括至少一個容納有至少一種飲料制劑的腔室，所述方法的特征在于將預定體積的流體注入所述料盒(12)中，注入過程通過以下方式實現(xiàn)-注入主要包括空氣的相，該空氣被壓縮至一壓力以在料盒中形成備用氣袋，所述壓力低于料盒打開時的壓力或飲料自由地流過所述料盒時的壓力，然后-注入包括與料盒中空氣混合的水的相；注入的水相引起內(nèi)部壓力的增加，直至料盒打開或者飲料自由地流過料盒，從而可以排出飲料并形成泡沫。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預定體積的流體包括容納于至少一個存儲構件(4)中的預定體積的空氣，所述存儲構件(4)在每個注入料盒(12)的循環(huán)之前均填充有空氣。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述預定體積的流體包括注入料盒(12)中的一定體積的水，所述水的作用就象活塞以便驅(qū)動空氣體積直至水被引入料盒為止。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所注入的水的體積為未加熱的體積，可以生產(chǎn)冷泡沫飲料。
5.根據(jù)權利要求2至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述預定體積的空氣為至少10立方厘米。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述預定體積的空氣為至少15立方厘米，更優(yōu)選地為至少20立方厘米，又更優(yōu)選地為至少23立方厘米。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述料盒(12)具有小于注入該料盒中的空氣體積的頂部空間。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，為了飲料可以流出，所述料盒經(jīng)由當料盒內(nèi)達到某一流體壓力時與撕裂或穿刺元件接觸而撕裂或被刺穿的料盒壁打開。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，流體借助于料盒內(nèi)的至少一個加壓射流注入。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，流體通過從料盒中偏離中心的位置噴射的至少一個射流注入以便在液體中生成旋流運動。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，容納于料盒中的制劑為在注入期間溶于水的制劑。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于，所述制劑為速溶咖啡、速溶茶、即溶巧克力、奶粉、果汁、浸劑或這些產(chǎn)品的組合。
13.用于從包括容納有飲料制劑的腔室的料盒制備泡沫飲料的裝置，所述裝置包括選擇裝置(7)，該選擇裝置用于選擇所需飲料以便致動制備所述飲料的制備循環(huán)，-供水裝置(2)，-空氣供應裝置(6)，-流體傳送裝置(3)，-用于接納容納有飲料制劑的料盒(12)的接納單元(13)，-流體注入構件(10)，該流體注入構件用于將流體注入料盒(12)并且構造成以密封方式將流體注入料盒中；其特征在于，設有空氣存儲構件(4)以存儲預定體積的空氣，所述預定體積的空氣在每個飲料制備循環(huán)在壓力下被注入料盒(12)以便在料盒中形成備用壓縮氣袋。
14.根據(jù)權利要求13所述的裝置，其特征在于，所述空氣存儲構件包括位于水傳送裝置之后的腔室。
15.根據(jù)權利要求13或14所述的裝置，其特征在于，所述空氣儲存構件(4)包括容積至少為10立方厘米的腔室。
16.根據(jù)權利要求所述的裝置，其特征在于，所述空氣儲存構件(4)包括充氣腔室、至少一個用于填充所述腔室的進氣口、進水口和朝向注入構件(10)的出水口。
17.根據(jù)權利要求16所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括至少一個排空裝置(5)，該排空裝置用于排空空氣儲存構件(4)以防止水停滯并容許所述空氣儲存構件填充空氣。
18.根據(jù)前述權利要求13至17中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括至少一個用于加熱水并使得可以獲取熱飲的加熱構件(8)。
19.根據(jù)權利要求18所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括閥裝置，該閥裝置容許繞過加熱構件，使得消費者可以選擇熱飲或冷飲。
20.根據(jù)權利要求20所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括至少一個打開裝置，該打開裝置構造成承受備用壓縮氣袋的壓力并且由與供應給料盒的水相對應的較高壓力打開。
21.根據(jù)權利要求20所述的裝置，其特征在于，所述打開裝置一方面包括壁或隔膜，另一方面包括凹凸部或穿孔元件，它們在壓力的作用下共同協(xié)作通過刺穿或撕裂所述壁或隔膜而打開。
22.根據(jù)權利要求21所述的裝置，其特征在于，所述打開裝置屬于料盒。
23.根據(jù)權利要求21所述的裝置，其特征在于，所述打開裝置的壁或隔膜屬于料盒而凹凸部或穿孔元件屬于料盒接納單元(13)。
24.根據(jù)權利要求13至23中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括至少一個止回閥(9)，該止回閥使得一些空氣在水被注入料盒(12)之前溶于水。
25.根據(jù)權利要求13至24中任一項所述的裝置，其特征在于，所述注入構件構造成刺穿料盒并以至少一個加壓射流的形式注入水。
26.根據(jù)權利要求24所述的裝置，其特征在于，所述注入構件定位成從偏離中心的位置將水注入料盒中。
全文摘要
從料盒中獲取泡沫飲料的方法，所述料盒包括至少一個容納有至少一種飲料制劑的腔室。所述方法包括將預定體積的流體注入所述料盒中，所述流體的第一部分主要包括空氣，該空氣在料盒中被壓縮至一壓力，所述壓力低于料盒打開時或飲料自由地流過所述料盒時的壓力，所述流體的第二部分包括水，或者空氣與水的混合物，其在第一部分之后注入料盒中，以便通過引起內(nèi)部壓力增加直至料盒打開或者飲料自由地流過料盒從而可以排出飲料并形成泡沫來獲得飲料。
文檔編號A47J31/34GK1972613SQ200580020547
公開日2007年5月30日 申請日期2005年6月9日 優(yōu)先權日2004年6月25日
發(fā)明者J-L·德尼薩爾, J-P·德尼薩爾, Z·I·曼德拉利斯 申請人:雀巢技術公司