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CN102573581A - 制备饮料的系统、设备和方法 - Google Patents

制备饮料的系统、设备和方法 Download PDF

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CN102573581A CN2009801609832A CN200980160983A CN102573581A CN 102573581 A CN102573581 A CN 102573581A CN 2009801609832 A CN2009801609832 A CN 2009801609832A CN 200980160983 A CN200980160983 A CN 200980160983A CN 102573581 A CN102573581 A CN 102573581A
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Abstract

使用可提取制品制备预定量的适于消费的饮料的系统，包括：第一可更换包囊(102)，为封闭包囊(102)，具有底部(107)；第二可更换包囊(2)，为开放包囊，具有包括入口过滤器(15)的底部(7)；第一设备(104)，包括具有用于保持第一包囊(102)的支撑表面(24)的接收器(3)，第一设备(104)具有用以刺穿第一包囊(102)的底部(107)的底部穿刺装置(112)、以及具有用于将一定量的比如水的受压流体供应给第一包囊(102)的流体分配装置(5)；第二设备(4)，包括具有用于保持第二包囊的支撑表面(24)的接收器(3)、以及用于将一定量的比如水的受压流体供应给第二包囊(2)的流体分配装置(5)。

Description

制备饮料的系统、设备和方法
本发明涉及使用可提取制品制备预定量的适于消费(consumption，饮用)的饮料的系统。
一种已知的系统包括：
第一可更换包囊(exchangeable capsule)，为封闭的包囊，具有底部；
第一设备，包括具有用于保持第一包囊的支撑表面的接收器(receptacle)，所述第一设备具有用以刺穿第一包囊的底部的底部穿刺装置、以及具有用于将一定量的受压流体(比如水)供应给第一包囊的流体分配装置。
特定类别的这些系统可以被用于使用包括可提取制品的密封封闭的包囊来制备饮料。在饮料制备期间，这种封闭包囊的入口区域被系统的底部穿刺装置刺穿，因此提供了至少一个入口开口，以便通过该入口开口将受压流体供应至包囊的内部空间中的可提取制品。将受压流体提供到内部空间导致包囊的内部空间中的压力上升。这又导致封闭包囊的出口区域抵压到设置在接收器的支撑表面中的盖穿刺装置上。当出口区域以足够的力抵压到盖穿刺装置上时，出口区域被盖穿刺装置撕裂而形成至少一个出口开口，经过该出口开口饮料可以从包囊排出。当使用封闭包囊(为这样的包囊：其在使用中被系统的底部穿刺装置刺穿以使流体能够进入包囊的内部空间)时，穿刺装置也使封闭的包囊(更具体地该包囊的出口区域)能够从系统的出口(更特别地从所述设备的支撑表面)移动离开。
在饮料的制备期间，例如因为出口区域在饮料的制备期间变湿并且/或者由于也将出口区域抵压在支撑表面的至少部分上和/或抵压在盖穿刺装置上的流体压力，包囊的出口区域可以粘附至(所述设备的)支撑表面。
因为底部穿刺装置延伸穿过现有技术的封闭包囊的底部，所以底部的材料包围该底部穿刺装置，以使得当缩回接收器时，底部穿刺装置将现有技术的封闭包囊从支撑表面拉走。当接收器在缩回位置时，包囊可以容易地离开接收器，例如由于落入设置在系统中的废物容器中。
另一个非提前公开的系统提供了第二可更换包囊的应用，所述第二可更换包囊为开放包囊，具有包括入口过滤器的底部。该开放包囊可以放置在第一(现有技术)设备中。但是，当在第一设备中使用该开放包囊时(即，在放置之后)，该设备的底部穿刺装置将不会刺穿开放包囊的入口过滤器。并且，该开放包囊的入口过滤器优选地已经适用于将流体从流体分配装置供应到开放包囊的内部空间。
当利用使用了具有没有被刺穿的入口过滤器的开放包囊的系统制备饮料时，开放包囊可能在接收器缩回后粘附至支撑表面。然后，可能需要例如用工具、人的手指或任何其他的适合的装置主动地将包囊从接收器移除，这在放入另一开放包囊之后并在能够制备另外的一定量的饮料之前进行。如果用户没有注意到开放包囊粘附至支撑表面，并放入另一个包囊，则包囊可能在接收器封闭后破坏，从而导致饮料的品质差、饮料中包含可提取制品或甚至导致损坏设备。
因此本发明的一个目的是提供一种根据前述类型的改进的系统。更具体地，本发明的一个目的是提供一种用于制备预定量的饮料的系统，其中包囊粘附在接收器上的风险被降到最小。
此外，根据本发明的第一方面，上述系统的特征在于根据权利要求1的特征。
有利地，一种用可提取制品制备预定量的适于消费的饮料的系统，包括：
第一可更换包囊，为封闭包囊，具有底部；
第二可更换包囊，为开放包囊，具有包括入口过滤器的底部；
第一设备，包括具有用于保持第一包囊的支撑表面的接收器，所述第一设备具有用以刺穿第一包囊的底部的底部穿刺装置、以及具有用于将一定量的受压流体(比如水)供应给第一包囊的流体分配装置；
第二设备，包括具有用于保持第二包囊的支撑表面的接收器，以及用于将一定量的受压流体(比如水)供应给第二包囊的流体分配装置；
其中，当所述第二包囊用在第一设备中时，所述第二包囊的入口过滤器定位在与第一设备的底部穿刺装置相距一定距离处，使得包囊不被底部穿刺装置刺穿并且包囊的底部保持完好；
其中，第二设备的接收器包括延伸底部穿刺装置，该延伸底部穿刺装置用以刺穿第二包囊的入口过滤器以在入口过滤器中形成至少一个开口，从而使得在接收器缩回后，包囊在接收器的缩回方向上移动。
因此，通过提供设置为用于刺穿开放包囊的入口区域的延伸底部穿刺装置，在接收器于制备饮料之前封闭后，该延伸底部穿刺装置延伸穿过入口过滤器。在饮料制备以后，接收器缩回，从而也使所述底部穿刺装置在接收器的缩回方向上移动。由于开放包囊的入口过滤器的材料包围该底部穿刺装置，因此包囊在缩回方向上随着该底部穿刺装置一起移动，直到该穿刺装置被从入口过滤器移开。
延伸底部穿刺装置与入口过滤器之间的初始连接力可以大于(开口)包囊的盖板与接收器的支撑表面的至少部分之间的粘附力，使得在包囊从延伸底部穿刺装置移除之前使该包囊从接收器的支撑表面脱离。因此，通过提供具有延伸底部穿刺装置的第二设备，开放包囊可以容易地离开接收器从而在所述设备中提供接收开口，该接收开口准备接收另外的包囊以用于制备另外的预定量的饮料。
为了提供延伸底部穿刺装置与第二包囊的入口过滤器之间的期望的初始连接力，有利地，根据本发明另一个实施例，如果系统的第二设备的延伸底部穿刺装置包括至少一个穿刺元件(比如刀片)，所述穿刺元件具有的长度被选择为使得穿刺元件的穿刺端在使用中至少部分地延伸穿过开放包囊的入口过滤器。根据本发明另一方面，通过提供包括相对于包囊中心点(更具体地相对于底部中心点)基本等距离设置的至少两个穿刺元件的延伸底部穿刺装置，包囊可以在缩回方向上以笔直的方式缩回而不会倾斜或歪斜。因此，开放包囊从接收器的适当移除进一步提高。
根据另一个实施例，第二包囊包括周向壁、在第一端处封闭周向壁的底部以及在与所述底部相对的第二端处封闭周向壁的盖，其中所述壁、底部和盖包围包括可提取制品的内部空间。例如，所述盖包括出口区域并且第二设备可以包括出口，该出口在使用中与所述出口区域流体连通以用于将制备的饮料从包囊排出并将饮料供应到比如杯子的接收器。第二包囊的底部可以包括入口区域并且所述系统可以被设置为使(第二设备的)流体分配装置与入口区域流体连接，以用于将流体供应至可提取制品提供从而制备饮料。
当封闭(第一)包囊被用在系统的第二设备中时，实现所述延伸底部穿刺装置的另一个优点，其中所述延伸底部穿刺装置可以包括至少一个穿刺件，所述穿刺件适于在使用中沿着封闭包囊的纵向中心轴线从所述包囊的底部朝向所述盖在封闭包囊长度的至少21.7％上刺入封闭包囊。利用这种延伸底部穿刺装置，可以获得穿刺装置在封闭包囊的内部空间中的更大穿入深度，从而为经过包囊本身的流体提供最佳的流动条件，对制备的饮料的质量和可重复性有利。实际上，延伸底部穿刺装置可以用作包囊内的分隔板并防止通过可提取制品的优先流体流动路径发生。此外，延伸底部穿刺装置可以提供另一个优点，包囊内的可提取制品就恰好在提取过程之前被更紧密地压紧，这从制备饮料的质量方面而言也是有利的。
本发明也涉及上述系统的包囊以及系统的这种包囊的应用。本发明进一步涉及根据权利要求14的使用可提取制品制备预定量的适于消费的饮料的方法。这种包囊、包囊的应用以及方法可以提供与针对所述系统所说明的类似的优点和效果。所述系统、包囊和方法的进一步的实施例阐述在从属权利要求中阐述。
现在将参考附图通过非限制性的实例进一步阐述本发明，附图中：
图1示意性地显示了现有技术的包括开放包囊的用于制备饮料的设备，其中封闭包囊的部分用虚线102表示；
图2示意性地显示了根据本发明的系统的第二设备的第一实施例；
图3示意性地显示了根据本发明一个实施例的系统的包括封闭包囊的第二设备。
注意在不同的附图中相同的或相应的元件用相同的或相应的标号表不。
图1显示了系统的第一设备104，该第一设备是用于使用可提取制品制备预定量的适于消费的饮料的现有技术的设备104。图2至图3显示了系统的第二设备4的实例。
第一设备104包括具有用于保持第一(现有技术)包囊102的支撑表面24的接收器3。在图1中第一包囊102的部分用虚线表示。图3显示了设置在第二设备4中的第一包囊。
如图1中所示，第一设备104具有用以刺穿第一包囊102的封闭底部107(见图3)的底部穿刺装置112，并具有用于将一定量的受压流体(比如水)供应至第一包囊102的流体分配装置5。通常地，第一设备的接收器3具有与第一包囊102的形状至少部分地互补的形状。
在图1中，第一设备104包括可更换的开放包囊2。接收器3可以保持该可更换的开放包囊2(例如，不是封闭的第一包囊102)。通常地，接收器3可以具有与包囊2的形状至少部分地互补的形状。流体分配装置105可以将在超过6巴(例如9巴)的压力下的一定量流体(例如水)供应至可更换包囊2。例如，在操作期间，所述的压力可以累积到6巴或更大。
在设备104的接收器3中提供的可更换开放(第二)包囊2包括基本上硬质的周向壁6、在第一端8处封闭周向壁6的底部7、以及在与底部7相对的第二端10处封闭周向壁6的盖9。周向壁6、底部7和盖9包围包括可提取制品的内部空间11。优选地，可提取制品包括一定量的焙烤过的和研磨过的咖啡。
如前文提到的，第一设备104包括用以刺穿现有技术的封闭包囊102(的封闭底部107)的底部穿刺装置112。如图1所示，底部穿刺装置112和接收器的上部3a在延伸位置中，用于在封闭包囊102的底部107中形成入口开口124，以通过该入口开口将流体供应至可提取制品。底部穿刺装置112包括孔114，可以通过所述孔将流体供应给容纳在封闭包囊102的内部空间中的可提取制品。第一设备104还包括盖穿刺装置22，所述盖穿刺装置这里具体体现为突出部，用以刺穿封闭包囊102的盖109。根据图1的开放包囊2包括具有出口过滤器的盖9，该出口过滤器没有被盖穿刺装置26刺穿。
提供在第一设备104中的开放包囊2也没有被底部穿刺装置112刺穿。来自于流体分配装置105的流体通过孔114进入设置在接收器3与开放包囊2之间的空腔44。开放包囊2包括设置在底部7中的入口过滤器15，所述入口过滤器适于将流体从空腔44排放到开放包囊2的内部空间11，以用于从可提取制品提取期望的物质，在这个实例中可提取制品是大约4.5至8克(例如5至6.5克)焙烤过和研磨过的咖啡，以制备饮料，在这个实例中是单杯30至200毫升的饮料，饮料在这里是咖啡。因此，更通常地，在图1的实例中，底部7包括入口区域，该入口区域由与底部穿刺装置112相距一定距离设置的入口过滤器15形成。第一设备104设置为使流体分配装置105与入口区域流体连接，以用于将流体供应给可提取制品从而制备饮料。盖9设有开口23，所述开口适于将制备的饮料从包囊2排放到系统1的出口26。
图2显示了第二设备4和第二开放包囊2。为了清楚，只有与图1中不同的元件将在这里详细描述。开放包囊2包括在包囊2的底部7中的入口过滤器15。入口过滤器15包括多个开口，这多个开口用于将来自所述设备4的流体分配装置5的流体供应到包囊的内部空间11。开放包囊具有在轴向方向上看去大约23.7mm±0.2mm的高度h1。底部7的厚度可以为大约0.7mm±0.05mm。
所述系统1的第二设备4包括接收器3，该接收器具有上部3a和适于在使用中包围所述开放包囊2的支撑表面24。上部3a是可位移的，从缩回位置位移到延伸位置以封闭接收器3，以及在缩回方向R上从延伸位置位移到缩回位置以打开接收器3，从而从接收器3释放使用过的包囊2。第二设备4的流体分配装置5包括延伸底部穿刺装置12(相对于第一设备的底部穿刺装置延伸)，该延伸底部穿刺装置包括穿刺件12a，比如具有穿刺端12b的刀片。延伸穿刺装置12用以刺穿开放包囊2的入口过滤器15，以在入口过滤器中形成至少一个开口，使得在接收器缩回后，包囊2在接收器3的缩回方向R上移动。
穿刺件12的长度被选择为使得在如图2所示的延伸位置中穿刺端12b至少部分地延伸穿过开放包囊2的入口过滤器15。穿刺件12优选地具有这样的长度，该长度被选择为使得在接收器3的上部3a的延伸位置中，所述穿刺件沿着包囊的纵向中心轴线从入口过滤器15朝向包囊2的盖9在开放包囊长度的至少2.7％上刺入开放包囊2。根据显示的实施例的入口过滤器15包括设置在开放包囊2的底部7中的多个入口开口。在这个实例中，多个入口开口分布在基本整个底部7上。因此，流体经由多个入口开口供应至可提取制品，这导致可提取制品在包囊2的基本整个横截面上被浸湿。因此，获得了流体对可提取制品的非常均匀的供给。在本发明另一个(未示出)实施例中，入口过滤器15可以由滤纸、柔性薄片或类似材料形成。
图2中所示的系统1如下述一样操作以制备一杯咖啡，其中可提取制品是焙烤过和研磨过的咖啡。
包囊2被放置在接收器3中。接收器3的上部3a朝向接收器3的支撑表面24延伸。由于接收器的上部3a的位移，延伸底部穿刺装置12被致动以刺穿包囊2的底部7，使得延伸底部穿刺装置12至少部分地延伸穿过入口过滤器15。然后，受压流体(这里是热水)通过入口过滤器15的开口以及通过刺穿的开口、并经由设置在穿刺装置12中的孔14和孔开口14被供应给内部空间11中的可提取制品。水将浸湿咖啡粒并提取期望的物质以形成咖啡饮料。
制备的咖啡将通过支撑表面24的出口开口26从包囊2排出，并且可以被供应给比如杯子的容器(未示出)。
在使用第二设备的期间，(第二包囊的)盖9可以至少部分地粘附于支撑表面24并且粘附于盖穿刺装置22。制备饮料之后，接收器的上部3a在缩回方向R上缩回，以使得延伸底部穿刺装置12在缩回方向R上缩回。由于延伸底部穿刺装置12与入口过滤器15之间的初始连接力大于第二包囊2的盖9与接收器3的支撑表面24之间的粘附力，因此开放包囊2与延伸底部穿刺装置22一起在缩回方向R上被带动。因此，包囊2以容易的方式从接收器3移除，从而防止包囊2粘在接收器3中。
图3中显示了根据本发明的系统1的第二设备4，该第二设备包括第一封闭包囊102。为了清楚，在这里只描述与关于图2示出和描述的系统1的设备4不同的元件。图3中，为了清楚在封闭包囊102与接收器3之间画出了间隙。将认识到，在使用中，包囊102可以与接收器3相接触。封闭包囊102具有沿着所述封闭包囊102的纵向中心轴线的基本上30mm的长度h2。如图3所示，在接收器3的延伸位置中，延伸底部穿刺装置12的穿刺件12a沿着封闭包囊102的纵向中心轴线在包囊长度h2的至少21.7％(图3中的1)上延伸穿过封闭包囊102。当使用封闭包囊102时，根据本发明的系统1的第二设备4的延伸底部穿刺装置12为经过包囊102的流体提供最佳的流动条件，防止通过可提取制品的优先流体流动路径发生，并且可以更紧密地压紧可提取制品，这对于制备的咖啡的质量是有利的。
在前述的说明中，已经参考本发明的实施例的特定实例描述了本发明。但是，显然地，在不背离如在所附权利要求中阐述的本发明的更宽精神和范围的情况下，可以在本发明中做各种修改和变化。
包囊及其部件可以由各种材料、或各种材料的各种组合制成。包囊也可以具有各种形状。例如，包囊的周向壁可以具有任何形状，比如圆筒形、截头圆锥形或多边形(比如六边形或八边形)。底部和盖也可以具有各种形状，包括非平面的形状。此外，延伸底部穿刺装置可以具有不同的形状、包括不同数量的穿刺件以及可以具有不同的尺寸。此外，接收器可以具有不同的结构，只要接收器的上部可以被位移到支撑表面以及从支撑表面缩回。
但是，其他的修改、变化和替换也是可能的。说明书、附图和实例因此将被认为是说明性的而不具有限制性意义。
在权利要求中，括号中的任何参考标号不应该被解释为对权利要求的限制。词语“包括”不排除列在权利要求中的特征或步骤之外的其他的特征或步骤的存在。而且，词语“一”和“一个”不应该被解释为限制于“只有一个”，而是相反被用来表示“至少一个”，并且不排除多个。在相互不同的权利要求中列举的特定手段的事实并不表示不能将这些手段的组合以获益。

Claims (15)

1.使用可提取制品制备预定量的适于消费的饮料的系统，包括：
第一可更换包囊(102)，为封闭包囊(102)，具有底部(107)；
第二可更换包囊(2)，为开放包囊，具有包括入口过滤器(15)的底部(7)；
第一设备(104)，包括具有用于保持第一包囊(102)的支撑表面(24)的接收器(3)，所述第一设备(104)具有用以刺穿所述第一包囊(102)的底部(107)的底部穿刺装置(112)、以及具有用于将一定量的受压流体比如水供应给所述第一包囊(102)的流体分配装置(5)；
第二设备(4)，包括具有用于保持第二包囊的支撑表面(24)的接收器(3)、以及用于将一定量的受压流体比如水供应给所述第二包囊的流体分配装置(5)；
其中，当被用在所述第一设备(104)中时，所述第二包囊(2)的入口过滤器(15)定位在与所述第一设备(104)的底部穿刺装置(112)相距一定距离处，以使得所述包囊(2)不被所述底部穿刺装置(112)刺穿并且所述包囊(2)的底部保持完好；
其中，所述第二设备(4)的接收器(3)包括延伸底部穿刺装置(12)，所述延伸底部穿刺装置用以刺穿所述第二包囊(2)的入口过滤器(15)以在所述入口过滤器中形成至少一个开口，以使得在所述接收器缩回后所述包囊在所述接收器的缩回方向(R)上移动。
2.根据权利要求1的系统，其中，所述第二包囊包括周向壁(6)、在第一端(8)处封闭所述周向壁(6)的底部(7)以及在与所述底部(9)相对的第二端(10)处封闭所述周向壁(6)的盖(9)，其中所述壁、底部和盖包围包括所述可提取制品的内部空间，其中所述盖(9)包括出口区域并且所述第二设备包括一出口(26)，该出口在使用中与所述出口区域流体连通，以用于从所述包囊(2)排放制备的饮料并将所述饮料供应至比如杯子的容器。
3.根据权利要求1或2的系统，其中，所述延伸底部穿刺装置(12)与所述开放包囊的入口过滤器(15)之间的初始连接力大于所述包囊(2)的盖(9)与所述接收器(3)的支撑表面(24)的至少一部分之间的粘附力。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述第二设备(4)的延伸底部穿刺装置(12)包括比如刀片的至少一个穿刺件(12a)，所述穿刺件具有的长度被选择为使得所述穿刺件的穿刺端(12b)在使用中至少部分地延伸穿过所述开放包囊(2)的入口过滤器(15)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述延伸底部穿刺装置(12)包括至少两个穿刺件，所述至少两个穿刺件相对于包囊中心点、更具体地相对于底部中心点基本上等距地设置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述第二包囊的入口过滤器的厚度(t)为大约0.7mm±0.05mm。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述开放包囊(2)具有沿着所述包囊的纵向中心轴线的大约23.7mm±0.2mm的长度(h1)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述第二设备(4)的延伸底部穿刺装置(12)包括至少一个穿刺件(12a)，其中所述穿刺件(12a)具有的长度被选择为使得所述穿刺件在使用中沿着开放包囊的纵向中心轴线从所述入口过滤器朝向所述包囊的盖在所述包囊长度的至少2.7％上刺入所述包囊。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述开放包囊的入口过滤器由以下部件形成：
柔性多孔板，比如滤纸，
柔性薄片，比如聚合物膜，设有多个入口开口，或
设置在所述包囊的底部中的多个入口开口。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统的设备，其中，所述延伸底部穿刺装置(12)包括至少一个穿刺件(12a)，所述穿刺件适于在使用中沿着第一包囊(102)的纵向中心轴线从所述底部朝向所述包囊的盖在所述包囊长度的至少21.7％上刺入所述包囊(102)。
11.根据权利要求10的设备，其中，所述第一封闭包囊(102)具有沿着所述封闭包囊的纵向中心轴线的基本上30mm的长度(h2)。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的系统的第二包囊。
13.根据权利要求1至9中任一项所述的系统(1)的第二包囊的应用，用于使用根据权利要求1至9中任一项所述的系统的第二设备(4)制备饮料。
14.使用可提取制品制备预定量的适于消费的饮料的方法，包括：提供可更换包囊(2)，包括周向壁(6)、在第一端(8)处封闭所述周向壁的底部(7)、以及在与所述底部相对的第二端(10)处封闭所述周向壁的盖(9)，其中所述壁、底部和盖包围包括所述可提取制品的内部空间(11)，其中所述包囊为包括在所述包囊的底部中的入口过滤器(15)的开放包囊(2)，
提供一设备(4)，该设备包括用于保持所述可更换包囊的接收器(3)、用于将一定量的受压流体比如水供应至所述可更换包囊的流体分配装置、以及一出口，该出口在使用中与所述包囊流体连通以用于从所述包囊排放制备的饮料并且将所述饮料供应到比如杯子的容器，
其中，当被使用在包括用以刺穿封闭包囊的底部的底部穿刺装置(112)的设备(102)中时，所述开放包囊的入口过滤器(15)定位在与所述设备的底部穿刺装置相距一定距离处，以使得所述开放包囊不被所述设备的底部穿刺装置刺穿并且所述开放包囊的底部保持完好，
其中，所述系统的设备(4)的接收器(3)包括延伸底部穿刺装置(112)，所述延伸底部穿刺装置用以刺穿所述开放包囊的入口过滤器(15)以在所述入口过滤器中形成至少一个开口，以便在所述接收器缩回后所述包囊在所述接收器的缩回方向(R)上移动，以及
将所述流体供应至所述可提取制品以便制备所述饮料。
15.根据权利要求14所述的方法，使用根据权利要求1至9中任一项所述的系统和/或根据权利要求10至11中任一项所述的设备。
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