專利名稱：由可復(fù)水食料制備飲料類(lèi)的設(shè)備及相關(guān)食料品的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由可復(fù)水的食料根據(jù)要求制備飲料或調(diào)味汁的領(lǐng)域，例如基于咖啡、巧克力、奶的飲料、肉湯或菜湯、烹調(diào)用調(diào)味汁和其它類(lèi)似的食物制品。更具體說(shuō)，本發(fā)明涉及用于制備這些飲料和調(diào)味汁的設(shè)備，例如裝備有自動(dòng)分配器的設(shè)備。本發(fā)明還涉及用于制備這些飲料的食料，以及這些食料產(chǎn)品的制造方法。
已知可以用以咖啡、可可等為基料的粉狀組合物在自動(dòng)分配器中制備飲料的方法。其原理在于將一定量的粉末與一定體積的水混合，使其根據(jù)具體情況復(fù)原成冷或熱的飲料。通常來(lái)說(shuō)，粉末被以“散狀”儲(chǔ)放在位于分配器上部的儲(chǔ)器中，在一沿儲(chǔ)器向下延伸的料斗中收集粉末。在料斗的下游水平設(shè)置一計(jì)量裝置，例如計(jì)量螺桿，以便按使用者的需求提供所需量的產(chǎn)品。粉末和水通?？梢灾苯釉陲嬃先萜髦谢旌?，也可以在中間混料罐中混合。然后可以將該飲料分配。
這種飲料制備的方法具有很多缺陷。因此，不得不定期地和足夠數(shù)量地給分配器提供粉狀產(chǎn)品，而且通過(guò)使產(chǎn)品傾斜地傾入儲(chǔ)器中。這種填充方法是不實(shí)用的、不衛(wèi)生的并且需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間。產(chǎn)品以“散狀”儲(chǔ)放的體積相對(duì)較大，從而導(dǎo)致相對(duì)龐大的機(jī)器來(lái)確保它們具有足夠的工作能量。這種情況對(duì)處于緊湊空間中的分配器來(lái)說(shuō)是主要的問(wèn)題，例如，在某些公共運(yùn)輸設(shè)施如飛機(jī)和火車(chē)的給養(yǎng)供應(yīng)設(shè)備中安裝的分配器。
粉末基料的產(chǎn)品還對(duì)儲(chǔ)藏期間的熱和潮濕非常敏感。從而容易形成結(jié)塊的產(chǎn)品，并會(huì)使機(jī)器發(fā)生計(jì)量的問(wèn)題和裝置的堵塞。
已知設(shè)備的另一個(gè)缺陷源于以咖啡等為基料的聚結(jié)顆粒解聚時(shí)產(chǎn)生的“細(xì)粉”產(chǎn)品。這些“細(xì)粉”形成容易沉降和聚積在料斗或?yàn)V毒罐底部的粉塵，從而隨著粉塵的堆積而影響計(jì)量的準(zhǔn)確性。因此需要定期維修清潔機(jī)器。這還造成了原料不小的浪費(fèi)。
另一個(gè)缺陷源于缺乏粉狀產(chǎn)品和制備設(shè)備之間的實(shí)際對(duì)應(yīng)和適應(yīng)，其效果是機(jī)器中的任何隨意類(lèi)型的粉狀產(chǎn)品均可以被置換。對(duì)消費(fèi)者而言這種效果可能是負(fù)面的，使消費(fèi)者不再確信會(huì)得到他合理期望中的恒定質(zhì)量的產(chǎn)品。
另一個(gè)缺陷來(lái)源于“散狀”儲(chǔ)放的食料產(chǎn)品有很快被氧化的特點(diǎn)，從而喪失其風(fēng)味和鮮度，這是由于粉狀或聚結(jié)粒狀形式的產(chǎn)品具有與周?chē)諝庀鄬?duì)較大的接觸面。
文獻(xiàn)US5,237,910涉及了一種飲料分配器，使來(lái)自儲(chǔ)藏筒中的粉末或顆粒進(jìn)入料斗，其打開(kāi)是由諸如刀片的機(jī)械裝置完成的。諸如這種的系統(tǒng)仍存在有與常規(guī)分配器中儲(chǔ)放和供給粉狀食料有關(guān)的缺陷。
因此，本發(fā)明的目的是提出一消除這些缺陷的解決方案。
具體說(shuō)，本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種用于制備飲料或類(lèi)似物的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可簡(jiǎn)化再裝、保養(yǎng)和維修設(shè)備的操作。
另一個(gè)目的是消除與粉末在特定熱度和濕度條件下聚結(jié)形成團(tuán)塊有關(guān)的缺陷。
另一個(gè)目的是提出一消除產(chǎn)生“細(xì)粉”和所有相關(guān)缺陷的解決方案。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是有助于減少設(shè)備的體積，具體說(shuō)是減少儲(chǔ)放用來(lái)制作飲料的產(chǎn)品所需要的空間，同時(shí)不降低制備設(shè)備的工作能力。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提出一種包括一設(shè)備和適應(yīng)該設(shè)備之產(chǎn)品的系統(tǒng)，該系統(tǒng)尤其具有針對(duì)促使采用標(biāo)準(zhǔn)化或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的適應(yīng)性，因而可以減少不適宜或低質(zhì)量產(chǎn)品被引入的危險(xiǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一改進(jìn)其可以被復(fù)水的食料之保持的解決方案，具體說(shuō)是減少其氧化并且使其僅當(dāng)根據(jù)需要復(fù)水制品時(shí)發(fā)出香氣。
為達(dá)到所有這些目的，本發(fā)明的第一個(gè)方面涉及一種設(shè)備，該設(shè)備意欲獲得至少一種形成固體或緊密結(jié)構(gòu)之食料產(chǎn)品的再裝料，該設(shè)備包括至少一個(gè)磨削或切割裝置，至少一個(gè)對(duì)再裝料起作用的擠壓裝置，所說(shuō)的擠壓裝置能夠給棒狀物施加一使之對(duì)頂?shù)侥ハ骰蚯懈钛b置上的推力，以便排(釋)放一確定量的磨削掉或被切割的產(chǎn)品，和至少一個(gè)用于收集上述釋放量粉末的裝置。
由此，設(shè)備被設(shè)計(jì)成接收和加工固態(tài)和相對(duì)緊密型再裝料的食料，其松散體積低于通?！吧睢卑b的粉狀或粒狀產(chǎn)品。本建議的設(shè)備中之機(jī)械裝置的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)需要僅制做可以分散在水中的量，從而限制了產(chǎn)品和空氣之間的接觸面積，并且還迫使香氣僅在制備期間發(fā)出。
作為優(yōu)選，設(shè)備包括一具有磨削或切割表面的磨削或切割裝置，由此其可根據(jù)需要使所需量的再裝料轉(zhuǎn)變成粉末、顆粒、薄片、屑片等的殘余物。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，該磨削或切割裝置為旋轉(zhuǎn)型。這種類(lèi)型裝置的優(yōu)點(diǎn)是體積不太大，具有良好的效率和容易操作。
有利地是，設(shè)備包括一再裝料供料器，其中包括一意欲接收大堆量再裝料的儲(chǔ)器，以便確保連續(xù)地供料和根據(jù)需要精確地和可重復(fù)地計(jì)量出磨削和切割的產(chǎn)品。
根據(jù)具體情況，收集裝置是設(shè)備的一個(gè)被提供有水的固定部件，例如混合室。或者，收集裝置是一個(gè)可拆裝的部件，如可拆裝的杯子、有柄大杯、碗型服務(wù)容器或其它一些服務(wù)用容器。
本發(fā)明還涉及固體棒狀形式的并以食料為基料的產(chǎn)品，該固體棒狀物可逐漸被磨削以形成粉末、顆粒、薄片或屑片的固體殘余物，并且能夠被分散在含水介質(zhì)中。
作為優(yōu)選，該固體棒狀物的每單位體積質(zhì)量為0.75-1.65g/cm3。當(dāng)是可溶性咖啡時(shí)優(yōu)選的單位體積質(zhì)量為0.8-1.3g/cm3。由此，這種棒狀物的松散體積為等量散狀儲(chǔ)放的粉末或顆粒的約1/3-1/5，其單位體積質(zhì)量通常為接近0.2-0.25g/cm3。
本發(fā)明還涉及一種用于制備以可水分散性產(chǎn)品為基料之制品的方法，該方法包括通過(guò)一磨削或切割裝置對(duì)以可水分散性物料為基料的固體再裝料進(jìn)行磨削或切割操作，以便釋放一確定量的被切割或磨削掉的產(chǎn)品，將如此釋放的所述體積的粉末與一確定體積的液體作混合操作，以便使所說(shuō)的制品復(fù)水(reconstitute)。
根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明還涉及由物料制造再裝料的方法，其中所說(shuō)的物料可分散于含水介質(zhì)中，其特征在于該方法包括以下操作將一預(yù)定量的粉狀物料置入一模具中，對(duì)所說(shuō)的體積進(jìn)行足夠的壓縮，以導(dǎo)致當(dāng)壓力被釋放時(shí)形成一固體塊狀物，
將如此形成的所說(shuō)塊狀物從模具中脫出。
或者，該再裝料的制造方法包括以下操作擠出一由粉狀物料形成的連續(xù)條狀物，對(duì)連續(xù)條狀物沿至少兩個(gè)不同的方向進(jìn)行滾壓，所說(shuō)的方向優(yōu)選地為大概垂直于所述條狀物移動(dòng)的縱向，以便形成一滾壓出的條狀物，其每單位體積質(zhì)量大略相等，將條狀物切割成所需長(zhǎng)度的分段。
通過(guò)以下非限定性實(shí)例給出的詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明的這些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)以及其它都將變得顯而易見(jiàn)，其中

圖1描繪了本發(fā)明用于制備飲料的設(shè)備的側(cè)視圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是圖1的前視圖；圖4是表示將一再裝料(refill)送入設(shè)備第一階段的原理圖解側(cè)視圖；圖5是表示將一再裝料送入設(shè)備第二階段的原理圖解前視圖；圖6是與圖5類(lèi)似的第三階段的視圖；圖7是表示檢測(cè)系統(tǒng)布局的示意圖；圖8是制造再裝料第一階段的原理圖解剖面圖，在此階段將一定量的產(chǎn)品或顆粒傾入壓縮設(shè)備中；圖9是類(lèi)似圖7的視圖，其中一定量的粉末被壓縮；圖10是類(lèi)似的視圖，其中如此壓縮的再裝料被擠出；圖11是根據(jù)圖8-10壓縮原理獲得的再裝料的外形圖；圖12是圖11之再裝料的前視圖；圖13舉例說(shuō)明了通過(guò)擠壓然后沿至少兩個(gè)方向滾壓制造再裝料的圖解原理；圖14舉例說(shuō)明了本發(fā)明另一種形式設(shè)備的原理圖；圖15舉例說(shuō)明了切割工具的優(yōu)選外形；圖16圖式舉例說(shuō)明了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的飲料分配器，其中干區(qū)和濕區(qū)是分開(kāi)的。
如圖1-3通過(guò)優(yōu)選實(shí)施方案舉例說(shuō)明的用于制備飲料或調(diào)味汁的設(shè)備，是一種包括本發(fā)明基本部件的機(jī)器，但其中故意省略了某些可以形成常規(guī)飲料分配器結(jié)構(gòu)一部分的功能性部件，如櫥柜、電能供應(yīng)源和控制系統(tǒng)、水供應(yīng)源和加熱系統(tǒng)等等，省略它們的原因是為了簡(jiǎn)化和較好地理解本發(fā)明。
總體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的設(shè)備包括一底盤(pán)10，其上安裝了一磨削或切割單元20、一作用于食物制品的再裝料5上將其擠壓向磨削或切割單元20的擠壓?jiǎn)卧?0、以及一給擠壓?jiǎn)卧?0供送再裝料的進(jìn)料和儲(chǔ)放單元40。一收集單元7安置在磨削和切割單元的出口。該收集單元7可以是可服務(wù)于消費(fèi)者的容器，例如杯、有柄大杯、碗等等。設(shè)置一機(jī)械攪拌單元是有利的，以便在服務(wù)前改進(jìn)容器中的混合。該攪拌作用還可以完全或部分地通過(guò)加入容器的液體壓力和通過(guò)液體流入容器的入口位置來(lái)保證，所述入口可促進(jìn)在容器內(nèi)產(chǎn)生旋渦運(yùn)動(dòng)。
在另一種沒(méi)有描繪的方案中，收集單元可以是制備設(shè)備的中間部分，在其中待食用的制品被混合，例如與一個(gè)或多個(gè)磨削單元和液體供應(yīng)單元相連接的混合區(qū)。
給設(shè)備提供以可復(fù)水食料為基料的再裝料5。這些再裝料5是如圖11和12示例的固體單個(gè)棒狀物的形式。它們優(yōu)選是平行六面體形狀并且具有10-200克的質(zhì)量、優(yōu)選為15-50克。棒狀物的形狀和尺寸根據(jù)機(jī)器所需類(lèi)型、其能力或食料的性質(zhì)和特性等當(dāng)然可以有很大的區(qū)別。
磨削或切割單元20包括一旋轉(zhuǎn)型切割或磨削工具或元件21，其安裝在一旋轉(zhuǎn)軸線“0”的旋轉(zhuǎn)軸22上，旋轉(zhuǎn)軸與通過(guò)連接單元24固定在底盤(pán)上的電動(dòng)機(jī)23相連。磨削或切割元件是圓筒形，其外表面的結(jié)構(gòu)呈牙、槽、條紋或滾花的形式。已經(jīng)完成了試驗(yàn)結(jié)果，其所用元件的直徑為25-35mm，并且旋轉(zhuǎn)速度為200-2060轉(zhuǎn)/分鐘。
除圓筒形表面外，磨削元件還可以形成一平面磨削或切割的表面，其被賦有一直線或轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。在直線式運(yùn)動(dòng)的情況中，它可以例如是由輥軸支撐的磨削帶。該磨削帶可以來(lái)回移動(dòng)或者可以有一連續(xù)移動(dòng)。它還可以是一盤(pán)形磨削表面并被提供有轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，而該棒狀物被擠壓到該盤(pán)形的磨削表面上。
擠壓?jiǎn)卧?0包括一擠壓裝置，其作用于單個(gè)再裝料5的后端部，其中通過(guò)將該再裝料向著磨削或切割單元20推擠而被咬合。為此，擠壓裝置具有一個(gè)活塞單元31，其通過(guò)銷(xiāo)柱34與一撞錘32相連，該撞錘縱向移動(dòng)并且是電動(dòng)的，該撞錘本身通過(guò)連接元件33固定在底盤(pán)10上。活塞單元31沿推力I方向?qū)υ傺b料5起作用，該方向大略垂直于磨削或切割元件21的旋轉(zhuǎn)0軸線。在推擠構(gòu)型中，被接合的再裝料5與軸線I成一直線定位。推力分布在活塞的整個(gè)橫斷表面310上，該表面用于與再裝料或棒狀物5的互補(bǔ)表面相接觸。該表面優(yōu)選是一垂直指向于推擠I方向的平面。
活塞/撞錘組件對(duì)棒狀物施加的朝著磨削或切割元件的推力優(yōu)選地受一確定的進(jìn)料速度所限定。該進(jìn)料速度作為優(yōu)選是恒定的。然而，可以設(shè)想使活塞隨著可變化、漸進(jìn)或后退進(jìn)料速度而致動(dòng)。已經(jīng)完成了試驗(yàn)結(jié)果，采用進(jìn)料速度為至少55mm/min。應(yīng)當(dāng)注意制備飲料或類(lèi)似物的計(jì)量值，相當(dāng)于被磨削或切割單元20所磨掉或切割下并被收集的量值，這一數(shù)量可以根據(jù)擠壓?jiǎn)卧兄傺b料所覆蓋的距離來(lái)確定，同時(shí)考慮再裝料的已知的單位體積之質(zhì)量。
在擠壓裝置30中被接合的再裝料5被布置成對(duì)著擠壓?jiǎn)卧南聦?dǎo)面36。這個(gè)導(dǎo)面36是大概水平的，平行于軸線I，并且允許將再裝料沿推擠方向I引導(dǎo)且直至再裝料與磨削或切割裝置接觸時(shí)被完全磨掉或切割掉。然后，表面36優(yōu)選與轉(zhuǎn)動(dòng)元件21的表面保持齊平，留下十分之幾毫米至幾毫米的最小空間，以便僅允許所需尺寸的顆粒穿過(guò)并防止過(guò)大的顆粒穿過(guò)。因此過(guò)大尺寸的顆粒仍保持與工具接觸，直至被磨掉并且轉(zhuǎn)變成能夠穿過(guò)所說(shuō)空間的較小尺寸的顆粒。
為確保殘余物的均勻釋放而不形成比復(fù)水粒度大的碎片或碎段，導(dǎo)面36被置于轉(zhuǎn)動(dòng)元件之旋轉(zhuǎn)軸線“0”的上方是重要的，如圖4精確所示。具體說(shuō)，如果導(dǎo)面延伸到所說(shuō)軸線以下，則研磨所發(fā)生的表面將會(huì)具有一較弱的楔形后緣，其將導(dǎo)致破碎并釋放一些其粒度可能在水中分散時(shí)產(chǎn)生問(wèn)題的塊狀或段狀物，并且還會(huì)具有不期望地增加所設(shè)計(jì)用量的缺陷。
本發(fā)明的設(shè)備最后包括一進(jìn)料單元40，其不斷地給擠壓?jiǎn)卧土弦员惚ＷC恒定計(jì)量的產(chǎn)品。為此，在擠壓?jiǎn)卧乃鰝?cè)面上設(shè)置一儲(chǔ)器或加載器41。更具體說(shuō)，儲(chǔ)器包括一殼體42，其大概垂直地在一平面P1中延伸，該平面P1大略平行于推擠方向I。殼體的尺寸應(yīng)能夠接納多個(gè)的再裝料或棒狀物5，由此形成一自由的垂直堆垛。為此，殼體的長(zhǎng)度L和寬度l要明顯大于棒狀物的寬度，并且高度h要大于棒狀物高度的數(shù)倍。
再裝料通過(guò)推擠構(gòu)件43而被接合，該構(gòu)件被設(shè)置在設(shè)備的所述側(cè)面上并且包括一橫向的活塞，該活塞包括一推進(jìn)單元或活塞滑塊45和一個(gè)與電動(dòng)撞錘47相連的連桿46，其中撞錘47本身通過(guò)連接裝置48固定到底盤(pán)上。儲(chǔ)器的下基部具有一個(gè)在橫向軸線J方向上的通口49，其尺寸足夠大到允許再裝料的通過(guò)和允許活塞滑塊45當(dāng)為該擠壓?jiǎn)卧?0再裝料時(shí)橫向來(lái)回地移動(dòng)并通過(guò)。
圖4-6舉例說(shuō)明了將棒狀物送入設(shè)備的工作循環(huán)。圖4顯示了將棒狀物5a磨碎成一確定程度的階段，擠壓裝置30先沿I方向后以從推擠方向沿縱向離開(kāi)的方向A作移動(dòng)。該移動(dòng)留下了縱向空間“e”，其長(zhǎng)度至少等于新的再裝料的長(zhǎng)度。圖5顯示了下一階段，其中橫向推擠構(gòu)件43此后沿平行于水平面P且垂直于推擠方向I的方向J、以箭頭B所示的方向推擠一新的再裝料5b。保持這一推擠，直至再裝料5b達(dá)到擠壓?jiǎn)卧械暮线m位置；也就是說(shuō)直至該元件到達(dá)與軸線I的縱向推擠方向成直線。該橫表面的一部分可以用于使該元件限位在所述對(duì)齊(成直線)的位置上。然后活塞滑塊45占據(jù)開(kāi)口49中的一位置，以允許堆在加載器的殼體42中的再裝料壓在活塞滑塊45上。圖6中舉例說(shuō)明的接下來(lái)的階段在于，使活塞滑塊45返回由箭頭C所示的其起始位置。在此位置，開(kāi)口又一次被揭開(kāi)，以允許一新鮮的再裝料5c落下到加載器中，以便它在新一輪進(jìn)料循環(huán)開(kāi)始之前可以占據(jù)開(kāi)口49中的一備用位置。
應(yīng)注意到，當(dāng)擠壓?jiǎn)卧械默F(xiàn)有再裝料被磨碎至一確定程度并被檢測(cè)到時(shí)進(jìn)料循環(huán)才啟動(dòng)。可以通過(guò)各種裝置例如通過(guò)在縱向活塞滑塊31和該設(shè)備的一固定部分之間設(shè)置的接近傳感器來(lái)進(jìn)行磨削量的檢測(cè)，由此給出活塞滑塊31之相對(duì)前進(jìn)位置的指示。當(dāng)縱向活塞滑塊31達(dá)到所述前進(jìn)的預(yù)定限制位置時(shí)，傳感器發(fā)出一信號(hào)至中央控制單元，然后中央控制單元命令進(jìn)料循環(huán)開(kāi)始。因此進(jìn)料不斷地進(jìn)行而不中斷磨削或切割循環(huán)是可以理解的。新的再裝料被送入該再裝料的連續(xù)加工中(在后者(再裝料)被完全轉(zhuǎn)變成殘余物之前該再裝料處在被使用的過(guò)程中)。由此保持了整個(gè)時(shí)間內(nèi)恒定的且不中斷的計(jì)量工作。
還注意到，裝填單元的電動(dòng)撞錘可以被電磁型系統(tǒng)取代，所說(shuō)的電磁型系統(tǒng)按兩個(gè)位置的原理進(jìn)行操作一回撤位置，其中活塞滑塊處在儲(chǔ)器的外面；以及一接合的位置，其中活塞滑塊被引入到儲(chǔ)器中。
通過(guò)磨削或切割單元20磨掉或切割下的產(chǎn)品數(shù)量可以按不同方式來(lái)控制。第一種方式是根據(jù)測(cè)定棒狀物的相對(duì)進(jìn)程、或者通過(guò)測(cè)定活塞滑塊41相對(duì)于機(jī)械磨削或切割裝置或設(shè)備的任何其它適宜固定參考物的進(jìn)程(兩者是等效的)來(lái)確定磨削或切割產(chǎn)品的數(shù)量。換句話說(shuō)，產(chǎn)品數(shù)量的排放可簡(jiǎn)單地取決于棒狀物或活塞滑塊移動(dòng)的距離(兩者是等效的)。例如，需要“x”克咖啡來(lái)生產(chǎn)一定濃度的飲料，可相當(dāng)于設(shè)備中活塞滑塊所覆蓋的距離“y”，該距離“y”將主要根據(jù)棒狀物的尺寸和單位體積質(zhì)量來(lái)計(jì)算出。
另一種控制方法在于排(釋)放的產(chǎn)品量是根據(jù)測(cè)定的釋放和收集的產(chǎn)品質(zhì)量來(lái)確定的。在此第二種情形中，設(shè)備包括一測(cè)定質(zhì)量的裝置，例如天平60，其上安置了容器7。由此測(cè)定的質(zhì)量將給出是否繼續(xù)或停止磨削或縱向推擠循環(huán)的指示信號(hào)。
在不背離本發(fā)明范圍的前提下可以將很多變化的和可能的功能引入本發(fā)明。例如，可以設(shè)想將所述的擠壓裝置用不同的機(jī)械裝置如偏心凸輪或一些其它類(lèi)型的偏心推擠裝置來(lái)取代。
還可以設(shè)想安裝很多系列的單元，并聯(lián)地固定在更復(fù)雜的設(shè)備中，以便允許生產(chǎn)數(shù)種類(lèi)型的飲料或調(diào)味汁、以及數(shù)種類(lèi)型以所需比率相組合的產(chǎn)品。圖14舉例說(shuō)明了該原理。所說(shuō)的設(shè)備包括三個(gè)不同系列，每個(gè)系列包括一進(jìn)料單元40a、40b、40c；一擠壓?jiǎn)卧?0a、30b、30c和一磨削或切割單元20a、20b、20c。該三個(gè)系列與一普通的收集裝置7相連通，所說(shuō)的收集裝置7可以是杯或類(lèi)似物，也可以是一中間室。所述一些切割或磨削單元可如此有利地被連接，以便它們可以與一所有單元共用的電動(dòng)機(jī)選擇性地接通。
圖7舉例說(shuō)明了設(shè)備的檢測(cè)裝置的位置。通過(guò)第一檢測(cè)元件70進(jìn)行檢測(cè)通過(guò)磨削單元的微小進(jìn)給量，該第一檢測(cè)元件位于磨削單元20的附近并且能夠給一控制系統(tǒng)(未繪出)發(fā)送信號(hào)，由此激活給磨削單元裝填一新棒狀物的程序。檢測(cè)元件可以是電感型的并且當(dāng)一被活塞滑塊31支承的信號(hào)源元件72通過(guò)時(shí)而被激活，該元件是諸如金屬片的一種元件。一第二、固定式檢測(cè)元件71也是電感型的，位于第一元件70的后面，當(dāng)信號(hào)源元件72移動(dòng)通過(guò)該第二檢測(cè)元件71時(shí)活塞滑塊31到達(dá)一回撤位置，這時(shí)第二元件71被激活。在開(kāi)始新的棒狀物之前第二檢測(cè)元件71給出活塞滑塊處于合適位置的信息。
在進(jìn)料單元40的活塞滑塊45的方向上相互平行定位地設(shè)有兩個(gè)與前述元件相同類(lèi)型的檢測(cè)元件73和74，以確?；钊瑝K處于儲(chǔ)器開(kāi)口49中接合定位的合適位置上和根據(jù)進(jìn)料循環(huán)程序返回到回撤位置。
一檢測(cè)元件75提供棒狀物存在于儲(chǔ)器開(kāi)口49處的信息，該元件優(yōu)選是光感型的。最后，該光感型檢測(cè)元件提供在切割或磨削工具下面存在容器7的信息。
以下是控制操作原理的一個(gè)實(shí)例設(shè)有一自動(dòng)或手動(dòng)模式供選擇，在自動(dòng)模式中，主要程序包括以下階段(1)檢查當(dāng)處于相應(yīng)于單元71被激活的撤回位置時(shí)活塞滑塊31的位置，(2)檢查當(dāng)處于相應(yīng)于單元74被激活的撤回位置時(shí)活塞滑塊45的位置，(3)啟動(dòng)程序以裝填棒狀物并且激活磨削單元的電動(dòng)機(jī)，或者如果(1)和(2)的位置異常時(shí)發(fā)送一錯(cuò)誤信息，(4)通過(guò)光感檢測(cè)器檢查一杯的存在，并且將天平調(diào)零，(5)致動(dòng)該擠壓撞錘，(6)檢測(cè)所達(dá)到的重量，(7)撤消該擠壓撞錘，(8)重新開(kāi)始從(4)的循環(huán)。
在選擇自動(dòng)模式后，該再裝填子程序包括(9)檢查推擠撞錘的最大進(jìn)程，(10)如果沒(méi)有達(dá)到最大進(jìn)程，從(9)起重復(fù)，(11)如果達(dá)到了最大進(jìn)程，重復(fù)步驟(1)和所述隨后步驟以激活一新棒狀物的裝填。
本發(fā)明還涉及意欲被填充到設(shè)備中的實(shí)際食料產(chǎn)品。該產(chǎn)品可以是棒狀物的形式也可以是任何其它適宜的形式如丸狀、塞狀、片狀等，只要設(shè)備以適宜方式被配置得能夠接收和處理所有設(shè)想的其它形式。然而，橫截面為正方形或矩形的棒狀物形狀就其能夠容易堆積、移動(dòng)、導(dǎo)向和加工而論，在技術(shù)上似乎是最實(shí)際的。
以再裝料形式的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)能夠被磨削或切割成粉末、顆粒、薄片或碎屑的固體殘余物形式，并且能夠被分散在液體介質(zhì)中、優(yōu)選含水介質(zhì)中，根據(jù)具體情況可以將其加熱或不加熱。所產(chǎn)生的殘余物的大小可以根據(jù)產(chǎn)品的性質(zhì)以及其當(dāng)飲料復(fù)水時(shí)在介質(zhì)中的分散能力而變化。術(shù)語(yǔ)“可分散”理解為殘余物可溶或部分可溶的意思。在一些情況中，產(chǎn)品可以含有不溶于水的小直徑顆粒或內(nèi)含物，如加香料、脂肪、辛辣調(diào)味料或干燥的藥草。當(dāng)是飲料和湯汁型制品時(shí)，所添加的液體介質(zhì)可以是含水介質(zhì)，或者當(dāng)是調(diào)味汁或其它烹調(diào)制品時(shí)，添加的液體介質(zhì)可以是脂肪液體介質(zhì)或水包油或油包水型乳液。根據(jù)具體情況，介質(zhì)可以加熱或可以處于室溫或者可以冷藏。
再裝料可以是以選自粉狀組合物的食料為基料的，所說(shuō)的粉狀組合物以可溶性咖啡、可可、奶、菊苣、湯料、調(diào)味汁或含果汁組合物的粉末或聚結(jié)濃縮物為基料的，其可以是加甜的和提供能量的并且可以在液體介質(zhì)中被復(fù)水。根據(jù)具體情況，這些物料可以是部分或完全脫水的、冷凍干燥的可壓實(shí)的物料。優(yōu)選使用通過(guò)霧化工藝獲得的基料粉末。出于經(jīng)濟(jì)原因，不必讓該粉末經(jīng)歷通常當(dāng)生產(chǎn)諸如可溶性咖啡的成品時(shí)進(jìn)行的聚結(jié)過(guò)程。然而，也可以使用一類(lèi)先通過(guò)霧化然后經(jīng)過(guò)聚結(jié)的產(chǎn)品。也可以使用通過(guò)冷凍干燥獲得的粉末，如可溶性咖啡。然而，由每單位體積質(zhì)量為200-250 g/l、優(yōu)選225-235 g/l的霧化的可溶性咖啡已獲得最好的效果。還被發(fā)現(xiàn)，一種以含水量為3.5-5％、優(yōu)選4％的可溶性咖啡為基料的產(chǎn)品似乎可生產(chǎn)較細(xì)顆粒的殘余物，由此更容易可溶的顆粒，弄臟切割工具的后果比含水量大于5％的產(chǎn)品要小。例如，含水量6％的咖啡產(chǎn)品將產(chǎn)生很多其粒度可造成水溶性問(wèn)題的顆粒，其中所說(shuō)的水溶性問(wèn)題需要使用一混合機(jī)和增加制備的時(shí)間。
形成本發(fā)明設(shè)備再裝料的塊狀產(chǎn)品可以通過(guò)各種方法來(lái)制造。圖8-10舉例說(shuō)明了一個(gè)通過(guò)機(jī)械壓縮獲得產(chǎn)品的優(yōu)選方法。為此，可以使用能夠給棒狀物施加優(yōu)選20-50MPa壓力的機(jī)械擠壓器8。
如圖8所示，將一定量的食料粉末或顆粒如粉狀咖啡或可溶性聚結(jié)物引入由一子組件形成的殼體中，所說(shuō)的子組件包括一下部腔80和一模制本體81。起始物料，例如是可溶性咖啡時(shí)的情況，其單位體積質(zhì)量為約0.2-0.25g/cm3。下部腔中裝有一部分型板82，其整體的形狀為半菱形。通過(guò)上部腔83來(lái)關(guān)閉擠壓器，即該上部腔中裝有一部分型板84，其形狀大略與部分型板82的形狀相對(duì)稱(圖9)。通過(guò)擠壓器施加足夠長(zhǎng)時(shí)間的壓力。
壓縮系數(shù)可以根據(jù)所用食料的性質(zhì)而變化。壓縮系數(shù)可以是約3-5，意味著最終產(chǎn)品的單位體積質(zhì)量為0.75-1.65g/cm3的量級(jí)。對(duì)諸如可溶性咖啡的食料而言，單位體積質(zhì)量為1-1.3g/cm3的量級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)可溶性咖啡在飲料中的濃度可以為1-1.7wt％間變化(即150ml水中約1.5-2.5g)；即表示對(duì)約30g的棒狀物來(lái)說(shuō)，可以供應(yīng)約12-20份的150ml速溶咖啡/棒狀物。
然后，將下部腔80打開(kāi)釋放壓縮過(guò)的棒狀物5。為此，可以想到對(duì)于擠壓器機(jī)體的釋放邊緣85被做成為在底部略微張開(kāi)，以促使棒狀物出來(lái)。應(yīng)當(dāng)注意到腔的形狀也被設(shè)計(jì)成促使棒狀物的釋放形狀。
應(yīng)當(dāng)注意到各種因素都會(huì)影響壓實(shí)性，具體說(shuō)，最重要的因素是食料的特性、壓實(shí)的壓力、壓實(shí)過(guò)程中產(chǎn)品的溫度、相對(duì)含水量、促使粘合的添加劑或粘合劑的存在，如油的脂肪或其它一些類(lèi)型。
同樣，可以向即將要壓實(shí)的產(chǎn)品添加增強(qiáng)風(fēng)味或香味的添加劑。例如，可以使用含水相或油相的咖啡增香劑。同樣，可以考慮膠囊形式的風(fēng)味劑或香味劑。膠囊載體例如可以是麥芽糖糊精。
具體說(shuō)，在試驗(yàn)過(guò)程中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)是霧化的可溶性咖啡時(shí)，咖啡溫度為至少50℃、優(yōu)選65℃±2℃對(duì)相對(duì)含水量為約4％的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)是必須的。低于此溫度，棒狀物變得太易碎，并且不能很好地儲(chǔ)藏。當(dāng)相對(duì)含水量增加時(shí)，就必需在較低溫度下工作，以避免可能造成模塑困難的聚結(jié)現(xiàn)象。例如，對(duì)相對(duì)含水量為約6％的可溶性咖啡來(lái)說(shuō)，理想的溫度為20℃。過(guò)量的含水量也容易產(chǎn)生在機(jī)器中轉(zhuǎn)變成殘余物期間弄臟磨削工具的問(wèn)題。
產(chǎn)品的溫度調(diào)節(jié)可以在烘箱或在腔室中實(shí)現(xiàn)，在其中對(duì)粉狀產(chǎn)品在其裝料到模具中之前進(jìn)行調(diào)節(jié)。還優(yōu)選地將壓縮模具加熱至最佳溫度。作為一般規(guī)律，根據(jù)產(chǎn)品情況，產(chǎn)品的溫度要保持在20-80℃之間恒定。
如圖13舉例說(shuō)明的另一種方法是通過(guò)擠壓/滾壓技術(shù)制作棒狀物或任何其它形狀的再裝料。為此，使用單螺桿或雙螺桿擠壓機(jī)91擠出一連續(xù)的條狀物90，其由粉狀類(lèi)型的物料92開(kāi)始，例如通過(guò)霧化獲得的形成可溶性咖啡基料的粉末。當(dāng)離開(kāi)模具時(shí)，這種連續(xù)的條狀物或擠出物沿第一方向通過(guò)第一滾壓裝置93被滾壓，然后沿第二方向通過(guò)第二滾壓裝置94被滾壓，其中所說(shuō)的第二滾壓裝置優(yōu)選地被設(shè)置成大致垂直于第一滾壓裝置93。滾壓裝置93、94優(yōu)選是漏斗形狀的，并具有較寬的入口，以促使條狀物的橫截面減小轉(zhuǎn)變成所需的外形。將滾壓裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)速度選擇成極微小地高于擠出速度，以便補(bǔ)償橫截面的減小。滾壓裝置優(yōu)選地被配置成相互有部分的重疊。以獲得大略均勻的單位體積質(zhì)量和可接受的尺寸容差的方式進(jìn)行滾壓。如此確定擠出和滾壓的條件，以便避免產(chǎn)品的玻璃固化現(xiàn)象，產(chǎn)品的玻璃固化可導(dǎo)致在液體中的溶解性或復(fù)水性的問(wèn)題。然后，這樣就獲得單位體積質(zhì)量大略均一的連續(xù)滾壓條96。之后，通過(guò)切割工具95將條狀物切割成所需長(zhǎng)度的段(97a、97b)?？梢栽O(shè)想使用此方法來(lái)形成共同擠出的棒狀物，使該棒狀物形成至少兩個(gè)不同物料的部分，例如以可溶性咖啡為基料的第一部分和以可溶性壓實(shí)的粉狀奶為基料的第二部分，以便復(fù)水成卡普西諾(cappuccino)或“牛奶咖啡”(caféaulait)型的飲料。
圖15顯示了本發(fā)明制備設(shè)備的切割工具外形，其可獲得令人滿意的效果。在其周邊上，工具具有一系列牙齒200，該牙齒包括一形成負(fù)切角的切削部分201。諸如此種具有負(fù)切角的部分可以增加顆粒尺度并且避免轉(zhuǎn)變成過(guò)量的揮發(fā)性粉末。所述切角定義為切削部分201的表面與通過(guò)切割端點(diǎn)的徑向線形成的角度，如圖15所示。
圖16舉例說(shuō)明了在自動(dòng)分配器型機(jī)器的室中配置該制備設(shè)備的有利示例性方案。在此情況中建議，產(chǎn)生磨削殘余物的周?chē)h(huán)境、即所謂的“干區(qū)”11，與將殘余物和確定量水混合的周?chē)h(huán)境、即所謂的“濕區(qū)”12相分開(kāi)。這兩個(gè)區(qū)11和12優(yōu)選以避免水蒸氣和飛濺物從濕區(qū)轉(zhuǎn)到干區(qū)的方式分開(kāi)。由此，可以在兩個(gè)區(qū)之間設(shè)置一蒸汽隔板13是有利的。還可以通過(guò)適宜的隔離裝置將干區(qū)與潮濕的機(jī)器外部相分隔。這樣可防止棒狀物吸收水分并由此提高棒狀物機(jī)械性能的均勻性，結(jié)果提高了恒定磨削殘余物的數(shù)量和質(zhì)量。為此，將包括磨削單元20、擠壓?jiǎn)卧?0和儲(chǔ)存單元40的磨削棒狀物的設(shè)備安置在干區(qū)。該收集裝置可以是杯子7，其與磨削單元沿垂直方向配置在一條直線上以便收集干的殘余物。通過(guò)用于承載杯子并且可以在殘余物收集位置A和在服務(wù)室18中的工作位置B之間移動(dòng)的裝置14將杯子7運(yùn)送至濕區(qū)。諸如此類(lèi)的裝置是現(xiàn)有技術(shù)中已知的并且可以是例如以一個(gè)或多個(gè)方向鉸接的臂件。在兩個(gè)區(qū)之間可以安裝開(kāi)口裝置，如一被指令自動(dòng)打開(kāi)的升降口15。當(dāng)在服務(wù)位置B時(shí)，通過(guò)添加冷水或熱水來(lái)完成飲料的制備。當(dāng)是熱飲料時(shí)，在濕區(qū)安置一單元加熱器16或等效型的加熱裝置，并且連接到一飲用水供應(yīng)處，以便將水加熱至所需要的溫度。殘余物/水混合物可以通過(guò)一混合裝置17來(lái)混合。該完全的制備循環(huán)當(dāng)然可通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的控制裝置(未繪出)來(lái)管理。
當(dāng)然，本發(fā)明不只限制于這些實(shí)施方案，而是還覆蓋了可以認(rèn)為是本發(fā)明等同物或落入本發(fā)明范圍的變換方案，本發(fā)明的范圍由下面的權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求
1.飲料制備設(shè)備，特別是意欲裝配一自動(dòng)分配器系統(tǒng)的設(shè)備，該設(shè)備包括一磨削或切割裝置(20)，一對(duì)以可水分散性物料為基料的固體和壓實(shí)再裝料(5)起作用的擠壓裝置(30)，該擠壓裝置給再裝料(5)施加一使之對(duì)頂?shù)剿f(shuō)磨削裝置(20)上的推力，以便釋放一確定量的被磨削的或切割的產(chǎn)品，一用于收集被磨削或切割之產(chǎn)品的裝置(7)。
2.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于磨削或切割裝置(20)是一轉(zhuǎn)動(dòng)部件(21)，其包括一大致圓筒形狀的磨削或切割表面，其沿一大致垂直于推擠方向(I)的旋轉(zhuǎn)軸線(O)延伸，在所說(shuō)的推擠方向中置有擠壓裝置(30)的行程。
3.如權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于它包括一導(dǎo)引表面(36)，其上的再裝料(5)在擠壓裝置(30)施加的推力下被導(dǎo)向磨削或切割裝置(20)，所說(shuō)的導(dǎo)引表面位于轉(zhuǎn)動(dòng)部件(21)之旋轉(zhuǎn)軸線(0)的上方。
4.如權(quán)利要求3的設(shè)備，其特征在于擠壓裝置(30)包括一具有推擠表面(310)的活塞單元(31)，所說(shuō)的推擠表面意欲與再裝料(5)的互補(bǔ)面相接觸，并且其被定位得大致垂直于推擠方向(I)。
5.如權(quán)利要求3或4的設(shè)備，其特征在于在擠壓裝置(30)撤回一至少等于新再裝料(5b)的長(zhǎng)度之后，一再裝料被進(jìn)料至所述導(dǎo)引表面(36)上；所說(shuō)的料件(5b)被一橫向推擠構(gòu)件(43)所接合，所說(shuō)的構(gòu)件(43)沿平行于水平面(P)且垂直于擠壓裝置(30)之推擠方向(I)的一方向(J)施加一推力(于料件(5b)上)。
6.如權(quán)利要求5的設(shè)備，其特征在于它包括一進(jìn)料單元(40)，該進(jìn)料單元包括一儲(chǔ)器(41)，其形成一在水平面(P1)上大致垂直延伸的殼體(42)，所說(shuō)的水平面(P1)與推擠方向(I)大略平行，以便構(gòu)成一包含很多再裝料的垂直堆垛；該儲(chǔ)器(41)的底部包括一允許新再裝料(5b)通過(guò)的開(kāi)口(49)，所說(shuō)的新再裝料(5b)相當(dāng)于堆垛中最底下的再裝料，以便在橫向推擠構(gòu)件(43)的推擠作用下(該新再裝料(5b))被接合，由此使再裝料(5b)從平面(P1)移動(dòng)到擠壓裝置(30)的推擠力(I)的工作路線中。
7.如前述權(quán)利要求之任一的設(shè)備，其特征在于收集裝置(7)是一可拆裝的服務(wù)容器，如杯、有柄大杯或碗。
8.如權(quán)利要求1-6之任一的設(shè)備，其特征在于收集裝置(7)是一設(shè)備中被提供有水的固定部件，例如混合室。
9.以可以分散在液體介質(zhì)中的物料為基料、并且意圖在權(quán)利要求1-8之任一設(shè)備中作為再裝料使用的棒狀物。
10.用于制備以可水分散性食料為基料之制品的方法，包括通過(guò)一機(jī)械磨削或切割裝置(20)對(duì)固體的和相對(duì)壓實(shí)的并以所說(shuō)食料產(chǎn)品為基料的再裝料(5)進(jìn)行一磨削操作，以便排(釋)放一確定量的磨削或切割形式的產(chǎn)品，將如此釋放量的產(chǎn)品與一確定體積的液體混合的操作，以便使所說(shuō)的制品復(fù)水。
11.如權(quán)利要求10的方法，其特征在于根據(jù)測(cè)定該固體再裝料(5)相對(duì)于機(jī)械磨削裝置或任何其它屬于本設(shè)備的固定參考裝置的相對(duì)前進(jìn)的進(jìn)程來(lái)確定所述磨削或切割產(chǎn)品的釋放量。
12.如權(quán)利要求10的方法，其特征在于根據(jù)測(cè)定所釋放的磨削或切割產(chǎn)品的質(zhì)量來(lái)確定所述磨削或切割產(chǎn)品的釋放量。
13.以食料為基料的產(chǎn)品，其特征在于其是一固體物件的形式，它可以被逐漸磨削或切割成粉末、顆粒、薄片或碎屑?xì)堄辔锊⒕哂锌煞稚⒂谝后w介質(zhì)的能力。
14.如權(quán)利要求13的產(chǎn)品，其特征在于所說(shuō)的固體物件是棒狀、丸狀、芯狀或片狀的形式。
15.如權(quán)利要求13或14的產(chǎn)品，其特征在于所述的粉末、顆粒、薄片或碎屑?xì)堄辔锟煞稚⒂诤慕橘|(zhì)中。
16.如權(quán)利要求13、14或15的產(chǎn)品，其特征在于所述的固體再裝料之每單位體積質(zhì)量為0.75-1.65g/cm3。
17.如權(quán)利要求13-16之任一的產(chǎn)品，其特征在于所述的固體再裝料由顆粒、粉末或微粒被壓縮而形成。
18.如權(quán)利要求13-16之任一的產(chǎn)品，其特征在于使固體再裝料形成擠出顆粒、粉末或微粒。
19.如權(quán)利要求13-16之任一的產(chǎn)品，其特征在于用于制作固體再裝料的食料選自粉狀組合物，所說(shuō)的粉狀組合物是以可溶性咖啡、可可、奶、菊苣、湯料、調(diào)味汁或含果汁組合物的粉末或聚結(jié)濃縮物為基料的，其可以是加甜的和提供能量的并且可以在液體介質(zhì)中復(fù)水。
20.用于制造前述權(quán)利要求之任一的可水分散性物料再裝料的方法，其特征在于包括以下操作將一預(yù)定量的粉狀物料置入一模具(8)中，對(duì)所說(shuō)的體積進(jìn)行足夠的壓縮，以導(dǎo)致當(dāng)壓力被釋放時(shí)形成一固體塊狀物，然后，將如此形成的所說(shuō)塊狀物(5)從模具中脫離。
21.如權(quán)利要求20的方法，其特征在于在壓縮力之前和/或期間將粉狀物料加熱。
22.如權(quán)利要求20或21的方法，其特征在于施加20-50MPa的壓力。
23.如權(quán)利要求20或21的方法，其特征在于施加壓力直至一固體塊狀物的單位體積質(zhì)量達(dá)到0.75-1.65g/cm3的時(shí)刻。
24.如權(quán)利要求10-23之任一的方法，其特征在于使粉狀物料達(dá)到20-80℃的溫度。
25.用于制造一再裝料的方法，其中所說(shuō)的再裝料由前述權(quán)利要求之任一的可水分散性物料構(gòu)成，其特征在于包括以下操作擠壓出由粉狀物料(92)形成的一連續(xù)條狀物(90)，對(duì)該連續(xù)條狀物沿至少兩個(gè)不同的方向進(jìn)行滾壓，所說(shuō)的方向垂直于條狀物所移動(dòng)的縱向，以便形成一滾壓過(guò)的條狀物(96)，其每單位體積質(zhì)量大略相等，將條狀物切割成所需長(zhǎng)度的分段(97a、97b)。
全文摘要
本發(fā)明涉及飲料制備設(shè)備,特別是欲裝備一自動(dòng)分配器系統(tǒng)的設(shè)備,該設(shè)備包括:一磨削或切割裝置(20),對(duì)以可水分散性物料為基料的固體和壓實(shí)再裝料(5)起作用的擠壓裝置(30),該擠壓裝置給再裝料(5)施加一使之對(duì)頂?shù)剿f(shuō)磨削裝置(20)上的推力,以便釋放確定量的磨削的或切割的產(chǎn)品,用于收集磨削或切割產(chǎn)品的裝置(7)。
文檔編號(hào)G07F11/66GK1296800SQ0012845
公開(kāi)日2001年5月30日 申請(qǐng)日期2000年11月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月23日
發(fā)明者M·羅瑟 申請(qǐng)人:雀巢制品公司