KR102647459B1 - 다양한 용기 유형으로부터의 다중-성분재료 음료 제조를 위한 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음료 제조 기계(1)에 관한 것으로서, 음료 제조 기계(1)는 유체 공급원(2), 펌프(3), 가열 요소(4)를 포함하는 유체 시스템, 성분재료 용기(11, 17)를 수용하도록 구성된 적어도 2개의 용기 홀더(7a, 7b), 및 용기들 내에 함유된 음료 성분재료를 유체와 혼합하여 각각의 용기 내에서 혼합된 음료 성분을 생성함으로써 음료를 제조하도록 유체 시스템을 제어하기 위한 제어 유닛(8)을 포함하고, 제어 유닛은 혼합된 성분들의 일부 또는 전부를 순차적으로 또는 동시에 분배하여 음료를 생성하도록 추가로 배열되고, 용기 홀더(7a, 7b)는 상이한 크기 및/또는 유형의 용기들을 보유하기 위해 서로 상이하고, 음료 제조 기계는 상이한 구조적 및 운동학적 구성을 갖고 대응하는 성분재료 용기들 중 하나 내에 유체를 독립적으로 전달하도록 배열된 별개의 유체 주입 인터페이스(9a, 9b)를 추가로 포함하고; 각각의 인터페이스는 유체 시스템에 연결되고 상이한 용기에 적응된다.

Description

다양한 용기 유형으로부터의 다중-성분재료 음료 제조를 위한 시스템

본 발명은 다양한 분할형 성분재료(portioned ingredient)들로부터의 음료 제조를 위한 시스템에 관한 것으로, 상기 시스템은 기계 및 하나 이상의 성분재료 패키지(들)를 포함한다.

분할형 음료를 위한 음료 제조 시스템은 당업계에 잘 알려져 있다. 이들은 또한 상업적으로 널리 입수가능하다. 이들은 보통 하나 이상의 성분재료 용기가 삽입되는 기계를 포함한다. 기계는 용기 내에 함유된 성분재료에 유체, 전형적으로 온수를 통과시켜, (예를 들어, 우유 또는 초콜릿 가용성 분말로부터의) 용해, (예를 들어, 잎차, 루즈 커피 분말(loose coffee powder)로부터의) 저압 우려냄(infusion), 또는 (예를 들어, 루즈 또는 압밀(compacted) 형태의 로스팅되고 분쇄된 커피(roast and ground coffee)로부터의) 고압 추출에 의하여 음료를 생성할 수 있다. 기계는, 유체-전도성(fluid-conducting) 파이프, 유체-전도성 펌프, 유체 공급원(예를 들어, 물 탱크, 또는 직접 배관 연결 밸브)을 갖는 하나의 유체 시스템, 및 상기 성분재료 용기를 수용하고 전술된 방법에 따라 상기 성분재료 및 상기 유체를 혼합함으로써 음료를 제조하도록 구성되는 소위 브루잉 챔버(brewing chamber)를 포함한다.

하나의 단일 시스템으로 보다 다양한 음료들을 생성하기 위해, 다음과 같이 소정 개수의 시스템들이 제안되었다.

미국 특허 출원 공개 제2010/0162898호는 2010년 7월 1일자로 공개되고 Eugster Frismag AG에게 양도된 Mahlich의 미국 특허 출원이다. 이것은, 분유용의 다중-부분(multi-portion) 용기를 플러깅(plugging)하기 위한 제2 도킹 장치와 함께, 루즈 커피 분말 또는 커피 또는 코코아의 일부분을 적응시킬 수 있는 제1 커피 브루잉 유닛의 조합을 포함하는, 음료를 제조하기 위한 기계를 개시한다. Mahlich는, 커피에 압력 하의 온수를 통과시킴으로써 브루잉 유닛 내에서 커피를 추출한 다음에, 다중-부분 용기로부터 운반 트랙 내로 낙하하는 분말로부터 우유를 재구성하는 것 - 운반 트랙은 상기 분말을 우유 거품기(frother) 내로 운반하고, 우유 거품기에서 상기 분말은 물 및 증기와 혼합됨(물은 분유 용기 내로 직접 주입되지 않음) - 에 의하여, 다중-성분재료 음료(예를 들어, 카푸치노(cappuccino))가 제조될 수 있음을 기술한다.

이러한 문헌에서, 기계는 분유 도저(doser) 및 컨베이어를 필요로 하여 다중-부분 용기로부터 중력에 의해 낙하하는 분유를 추가 유닛을 향해 운반하고, 추가 유닛에서 분유가 물과 혼합되기 때문에 복잡하다. 이는 부피가 큰 기계(다중-부분 우유 용기가 큰 부피를 가짐)를 요구하고, 그의 복잡성(도저, 컨베이어, 우유 거품기)은 전체 기계를 고가이고, 유지하기가 복잡하고, 사용자에게 취급하기가 어렵게 만드는 추가의 요소이다. 더욱이, 성분재료가 혼합실 내에서 제조되기 때문에, 우유 성분은 최종 사용자에게 직접 분배(컵으로 직접적인 유동)될 수 없다. 이는, 우유와 같은 그러한 생물학적 매체 내의 세균의 발달을 피하기 위해, 기계의 구조적 부품들(적어도 혼합실 자체, 및 혼합실로부터의 재구성된 우유를 최종 사용자의 컵으로 운반하는 제품 분배 파이프)의 많은 세정을 필요로 한다.

유사한 개시 내용이 에 양도되고 2002년 10월 10일자로 공개된 Ufheil의 미국 특허 출원 공개 제2002/0145010 A1호에 제공되어 있다.

1988년 9월 7일자로 공개된 EP 125215 B1호는 Tuttoespresso S.R.L.의 유럽 특허이다. 이것은 일회용 성분재료 카트리지를 사용하는 수동 작동식 뜨거운 음료 분배기 기계를 설명한다. 이는, 음료의 삼투(percolation)를 위한 원통형 소형 카트리지를 수용하는 제1 챔버, 및 용액 또는 현탁 음료를 위한 이중원통형(bicylindrical) 대형 카트리지를 수용하는 이중원통형 챔버를 형성하기 위해 상기 제1 챔버와 연통하는 제2 원통형 챔버를 포함한다.

기계에는, 추가로, 고온에서 물을 공급하기 위한 복수의 유체 공급 중심 개구, 및 저온에서 물을 공급하기 위한 주변 개구가 제공된다. 저온의 물을 공급하기 위한 주변 개구는 고온에서 물을 공급하기 위한 중심 개구로부터 분리된다.

그렇게 구성되면, 투토에스프레소(Tuttoespresso) 기계는 소형 카트리지를 통해 고온에서 물만을 통과시키고, 대형 카트리지를 통해 고온 및 저온 둘 모두에서 물을 통과시킨다. 이는 음료 성분재료의 유형에 따라 음료 제조의 온도를 적응시키도록 허용한다.

이러한 기계는, 모든 음료 유형에 대해 동일한 양의 성분재료를 필요로 하지 않을 모노-포맷(mono-format) 용기 내의 큰 빈 공간(headspace)을 피하기 위해, 각각의 유형의 성분재료에 특별히 적응된, 다양한 용기 크기들로부터 음료를 제조할 수 있게 한다는 이점을 갖는다. 그러나, 이러한 기계는 하기의 주요 단점을 갖는다: 이것은 다중-성분재료 음료의 수동 및 순차적 제조를 위해서만 적응된다. 또한, 내부에 삽입된 성분재료 용기는 다양한 높이, 및 그들의 하부 부분에서 다양한 형상을 가질 수 있지만, 이들은 브루잉 챔버의 상부 부분에 적응시키기 위해, 그들의 상부 부분에서 공통의 형상 및 직경을 모두 공유하는 것을 필요로 한다. 그러한 구성 및 제약에 의해, 이러한 기계에 의해서는 사용자에 의한 버튼의 단지 한번 누르기만을 요구할 자동화 방식과 같은 사용자-친화적 방식으로 다중-성분재료 음료를 제조하는 것이 불가능하다. 그러한 다중-성분재료 음료 제조를 위해, 전술된 투토에스프레소 기계는 사용자가 순차적으로 하나의 성분재료 카트리지를 삽입하고, 기계를 작동시키고, 이어서 제1 카트리지를 제거하고 제2 카트리지를 삽입한 다음, 기계를 다시 작동시킬 것을 요구한다. 이는 까다롭고, 따라서 매우 사용자 친화적이지 않다.

음료 제조 기계의 동일한 브루잉 챔버 내측에 다양한 유형의 용기들을 적응시키기 위한 기계적 어댑터들을 제공하는 다른 음료 제조 기계가 기술되었다. 그러나, 이들 시스템 각각은, 사용자에 의한 스페어 부품의 취급, 각각의 유형의 용기에 의해 구체적으로 요구되는 어댑터의 올바른 선택, 및 이어서 어댑터 내측의 용기의 적절한 위치설정 그리고 이어서 기계 브루잉 챔버 내측의 어댑터의 적절한 위치설정을 필요로 한다. 따라서, 그러한 어댑터는 전혀 사용자 친화적이지 않다.

또한, 브랜드 이름이 ""이고 2016년 이래로 스위스 시장에서 입수가능한 다른 음료 제조 시스템이 상업적으로 개시되어 있다. 이러한 시스템은 스위스 회사 DELICA에 의해 제조되며, 음료 제조 기계 및 상이한 유형들의 캡슐들의 세트를 포함한다. 기계는 고정식 유체 주입 부분을 갖는 브루잉 챔버, 및 한 번에 상이한 유형의 2개의 캡슐을 수용하기 위한 2개의 삽입 슬롯을 갖는 제거가능한 캡슐 홀더를 포함한다. 액추에이터를 전환함으로써, 사용자는 수동으로 하나의 캡슐로부터 성분재료를 브루잉한 다음에, 다른 캡슐로부터 성분재료를 브루잉할 수 있다. 기계는 동일한 브루잉 챔버 내에서, 캡슐들 중 하나의 유형에 대해 각각 적응된 2개의 상이한 종류의 주입 장치를 포함한다. 전술된 투토에스프레소 시스템과 유사하게, 이러한 기계는, 몇몇 이점을 제공하지만, 모든 유형의 용기들이 공통 브루잉 챔버 내에 끼워져야 한다는 사실로 인해, 다양한 유형의 성분재료 용기를 수용하기에 제한된 다양한 가능성을 제공한다는 단점을 갖는다. 또한, 이러한 기계는 캡슐 홀더의 고정된 크기에 의해 제한된다. 이는 미리 정해진 크기의 성분재료 용기를 필요로 하며, 그것은, 또한, 내부에 삽입된 용기의 크기, 형상 또는 구조의 유연성을 크게 제한한다: 기본적으로, 크기 및 형상의 제한된 차이를 갖는 상이한 캡슐들만이 동일한 캡슐 홀더 내에 삽입될 수 있다. 이는 적어도 2개의 주요 단점을 초래한다.

우선, 성분재료의 혼합, 추출, 우려냄 또는 용해에 사용되는 기술의 유형은 매우 가깝다. 따라서, 캡슐 홀더 내에 삽입된 하나의 또는 다른 용기에 함유되는 성분재료의 유형의 차이가 무엇이든, 물의 주입은, 예를 들어, 절두원추형 형상(이는 기계의 경우임)을 갖는 강성 또는 반강성 캡슐을 통해 천공되는 주입 니들과 거의 동일할 것이다. 따라서, 최종 컵내 품질(final in-cup quality)을 향상시키기 위해, 용기 내측의 부피, 압력, 온도, 유체 동역학의 면에서 물 주입의 유형을 각각의 개별 성분재료에 적응시키는 것이 불가능하다.

둘째로, 주어진 부피의 제품이 컵에 전달되는 데 필요한 성분재료의 양이 어느 정도이든, 성분재료 용기는 캡슐 홀더 내에 끼워지기 위해 반드시 고정된 형상 및 크기를 갖는다. 따라서, 성분재료의 양이 용기의 총 내부 부피보다 작은 많은 경우에, 용기는 빈 공간을 포함한다. 그러한 빈 공간은 소비자에게 해롭다: 용기는 필요한 것보다 부피가 더 크다. 더욱이, 음료 시스템은 포장 재료가 사용되기 때문에 환경 친화적이지 않은데, 이는 음료 시스템이 성분재료 용기의 부피를, 하나의 주어진 음료(또는 식품) 제품을 제조하는 데 필요한 성분재료의 실제 부피에 적응시킬 수 있다면 절약될 수 있다.

따라서, 본 발명의 기초를 이루는 기술적 문제는 공지된 음료 제조 시스템의 단점을 해결하고, 특히 음료 제조 기계와 성분재료 용기를 조합하는 음료 제조 시스템을 제공하는 것이고, 이는 다중-성분 음료들에 대한 음료 성분들의 자동화된 그리고 순차적인 또는 동시적인 생성을 제공하는, 사용자 친화적인 방식으로 최상의 품질의 음료를 생성할 수 있으며, 상기 기계는 가능한 최저 양의 기계적 구성요소로부터 제조된다.

본 발명은 첨부된 청구범위에 따른 음료 제조 시스템 및 음료 제조 기계에 의해 달성된다.

보다 정확하게는, 본 발명은 이하에 첨부된 청구항들 중 임의의 것에 따른 음료 제조 기계에 의해 달성된다.

특히, 본 발명에 따른 음료 제조 기계는:

- 유체 공급원, 유체 펌프, 유체 가열 요소를 포함하는 유체 시스템,

- 대응하는 음료 성분재료 용기들을 수용하도록 구성된 적어도 2개의 용기 홀더들, 및

- 용기들 내에 함유된 음료 성분재료와 유체를 혼합하여 각각의 용기 내에 음료 성분을 생성함으로써 음료를 제조하는 방식으로 유체 시스템을 제어하도록 배열되는 제어 유닛을 포함하고,

제어 유닛은 음료 성분들의 일부 또는 전부를 순차적으로 또는 동시에 분배하여 음료를 생성하도록 추가로 배열되고,

용기 홀더들은 상이한 크기들 및/또는 유형들의 용기들을 보유하기 위해 서로 상이하고,

음료 제조 기계는 상이한 구조적 및 운동학적 구성들을 갖고 대응하는 성분재료 용기들 중 하나 내에 유체를 독립적으로 전달하도록 배열되는 별개의 유체 전달 인터페이스들 - 각각의 인터페이스는 유체 시스템에 연결되고 상이한 용기에 (특히, 형상에서, 그리고 이것이 유체를 용기 내로 도입시키는 방식에서) 적응됨 - 을 추가로 포함한다.

유리하게는, 유체 전달 인터페이스들은 다음의 특성들, 즉 전달 요소들의 개수, 각각의 요소 내의 전달 출구들의 개수, 유체 전달 출구 형상, 유체 전달 출구 직경, 유체 전달 출구 유동 방향, 각각의 인터페이스의 유동 전도 채널 크기(개수, 직경 및/또는 길이) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합 중에서 특성들이 다른 상이한 유체 전달 요소들을 포함한다.

바람직하게는, 제어 유닛은 하나의 용기 내에 전달되는 유체 온도, 유체 유량, 유체 압력 또는 유체 부피 중 적어도 하나 또는 이들의 조합이 다른 용기 내에 전달되는 유체의 것과 상이하도록 전달 인터페이스 각각에 대해 유체 시스템을 상이한 방식으로 제어하도록 배열된다.

본 발명의 매우 바람직한 실시예에서, 유체 전달 요소의 유형은 하기를 포함하는 리스트 내에서 선택된다:

(a) 성분재료 용기의 벽을 천공할 수 있고 유체의 주입을 위해 그 내로 돌출될 수 있는 적어도 하나의 유체 주입 니들, 및

(b) 성분재료 용기의 적어도 유체-투과성 부분 위에 유체를 분배할 수 있는 샤워 플레이트(shower plate).

일 실시예에서, 유체 인터페이스 중 적어도 하나는 해제가능한 유체 연결부를 통해 기계 유체 시스템의 나머지에 연결되어, 이것이 기계로부터 분리될 수 있고 동일한 해제가능한 유체 연결부를 갖는 다른 유형의 유체 인터페이스에 의해 대체될 수 있게 한다.

유리하게는, 기계는 유체 냉각 요소를 추가로 포함한다.

본 발명의 매우 바람직한 실시예에서, 기계의 별개의 유체 전달 인터페이스들 각각은 운동학적 회전 또는 병진 이동들 중 적어도 하나를 수반하는 적어도 하나의 구조적 요소에 의해 상이하다. 예를 들어, 제1 유체 전달 인터페이스는 그의 주요 개방, 폐쇄 및 유체 주입 요소들의 간단한 전후 병진(back and forth translation)을 수반하는 커피 포드(coffee pod)를 사용하도록 구성될 수 있고, 기계는 기능을 위한 주요 개방, 폐쇄 및 유체 주입 요소들의 수직 및 수평 병진 이동을 수반하는, 수용성 성분재료 사쉐(sachet)를 사용하기 위한 유체 전달 인터페이스를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명은, 추가로, 하기의 리스트에서 취해진 적어도 2개의 용기와 조합하여, 본 명세서에 설명되고 청구된 바와 같은 기계를 포함하는 음료 제조 시스템에 관한 것이다: 루즈 커피 포드들, 루즈 커피 패드들, 압밀 커피 포드들, 강성 또는 반강성 캡슐들, 사쉐와 같은 가요성 필름 용기들, 강성 부분을 갖는 사쉐와 같은 복합 용기들, 강성 또는 반강성 캐니스터(canister)들.

바람직하게는, 용기는 각각 하기를 포함한다:

(i) 로스팅되고 분쇄된 커피를 함유하는 커피 포드인, 제1 용기 홀더에 의해 기능적으로 보유되는 제1 용기 - 상기 포드의 벽들은 습기 및 산소 장벽 특성을 갖는 천공가능한, 파열가능한 또는 인열가능한 적층 복합 필름으로 제조됨 -, 및

(ii) 적어도 하나의 스파우트(spout) 둘레에 밀봉된 천공가능한, 파열가능한 또는 인열가능한 필름 파우치(pouch)로 제조되는 사쉐인, 제2 용기 홀더에 의해 기능적으로 보유될 수 있는 제2 용기 - 상기 적어도 하나의 스파우트 요소는 적어도 하나의 유체 주입 입구 및 적어도 하나의 음료 분배 출구를 포함함 -.

유리하게는, 성분재료 용기들 중 적어도 하나 내의 빈 공간은 20% 미만, 바람직하게는 10% 미만, 가장 바람직하게는 5% 미만이다.

본 발명의 매우 바람직한 실시예에서, 성분재료 용기는 폐쇄 용기이며, 이는 사용 시에, 특히 그 내부에 유체를 수용하기 위해, 그리고 그 내부에 생성된 음료를 외부 수취 용기 내에 분배하기 위해 개방된다.

"상이한 유형의 용기"라는 것은, 용기들이, 적어도, 유체를 그 내부에 주입되도록 허용하는 그들 벽의 기계적, 기하학적, 및/또는 화학적 특성에 의해 및/또는 그 내부에 제조된 음료의 분배를 허용하는 그들 벽의 기계적, 기하학적, 및/또는 화학적 특성에 의해 차이가 난다는 것을 의미한다. 또한, 상이한 유형의 용기는, 그들의 형상에 의해, 그들의 내부 부피에 의해, 내부 유체 압력에 대한 그들의 기계적 저항에 의해, 그들의 벽을 통한 가스(특히 산소) 또는 습기 전달에 대한 그들의 장벽 특성에 의해 차이가 난다. 형상, 치수, 구성 재료, 및 또한, 내부에 함유된 성분재료와 유체의 혼합을 허용하는 기계적 셋업이 음료 성분재료의 양 및 조성에 대해 특정된다.

"운동학적"이라는 것은, 내부에서의 음료(또는 음료의 성분)의 제조 동안 용기 홀더 내의 제위치에 용기를 보유할 필요가 있는 모든 기계적 이동을 의미한다. 이는 또한, 용기와 그와 상호작용하는 유체 인터페이스 사이의 상대 이동이, 상기 유체 전달 인터페이스가 유체를 전달하는 용기에 기능적으로 적응하여 상기 용기와 유체 연결을 확립할 수 있음을 보장하는 것을 의미한다. 그러한 이동은 또한, 필요한 경우, 유체를 음료 성분재료와 혼합하기 위한 적절한 이동을 상기 용기에 제공하는 것을 포함한다. 예를 들어, 그러한 이동은 그의 유체 진입 측에서의 그리고/또는 그의 음료 전달 측에서의 상기 용기의 개폐 이동이다. 그러한 이동은 또한, 필요한 경우, 용기 내측의 혼합 장치의 기계적 작동을 포함할 수 있다.

본 발명의 추가적인 특징 및 이점이 첨부 도면을 참조하여 하기에 기재된 본 발명의 바람직한 실시예들의 설명에 기술되어 있으며, 그 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 음료 기계의 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 음료 기계에 사용하기 위한 포드의 측면도 및 하부 사시도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 음료 기계에 사용하기 위한 사쉐의 정면 절개도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 사쉐를 위한 강성 스파우트의 전방 사시도이다.
도 3c는 도 3b의 A-A를 따른 전방 절개 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 음료 기계에서 상이한 용기 홀더 및 그의 대응하는 유체 인터페이스의 일 실시예를 도시하는 개략적인 측면도이다.
도 5a는 개방 상태에 있는, 도 4의 실시예에서의 제1 유형의 용기 홀더 및 그의 유체 인터페이스의 전방 사시도이다.
도 5b는 용기가 내부에 삽입된, 도 5a의 용기 홀더 및 유체 인터페이스의 후방 사시도이다.
도 5c는 도 5b의 B-B를 따른 측면 절개 사시도이다.
도 5d, 도 5e, 도 5f 및 도 5g는 다양한 위치에서의 용기 홀더 및 그의 유체 인터페이스의, 도 5c와 유사한 개략적인 투명 측면도이다.
도 5h는 용기 홀더에 대한 유체 인터페이스의 폐쇄 위치를 도시하는, 도 5b의 B-B를 따른 측면 절개 사시도이다.
도 5i는 용기 배출 위치에 있는, 도 4 내지 도 5h에 도시된 바와 같은 용기 홀더 및 그의 유체 인터페이스의 개략적인 투명 측면도이다.
도 6a는 개방 상태에 있는, 도 4의 실시예에서의 제2 유형의 용기 홀더 및 그의 유체 인터페이스의 측면 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 C-C를 따른 측면 사시도이다.
도 6c는 도 6a의 D-D를 따른 측면 사시도이다.
도 6d는 도 6a의 E-E를 따른 측면 사시도이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음료 제조 기계의 셋업을 개략적으로 도시한다. 그러한 기계는 다중-성분재료 기계이다. 이는, 소비자에게 (예컨대, 컵 내로) 궁극적으로 전달되는 음료가 전용 성분재료 용기에서 별개의 제조를 필요로 하는 적어도 2개의 음료 성분을 포함하여, 최종 음료의 각각의 성분의 최적 품질 제조가 달성될 수 있음을 의미한다. 그러한 최적 제조는 각각의 유형의 성분재료에 특정되는 제조 공정에 의해 얻어진다. 이러한 이유로, 각각의 성분재료 용기의 구조는 특정 유형의 성분재료 및 혼합 공정에 적응된다.

"구조"란, 형상, 치수, 구성 재료, 및 또한, 그 안에 함유된 성분재료와 유체의 혼합을 허용하는 기계적 셋업이 음료 성분재료의 양 및 조성에 특정되어 있음을 의미한다.

중요하게는, 최적의 혼합 조건이 달성될 수 있도록, 대응하는 음료 성분을 제조하기 위한 성분재료와 유체의 혼합이 각각의 용기 내에서 수행되어야 한다. 더욱이, 단지 각각의 음료 성분만이 소비자에게, 전형적으로 음료 컵 내에, 제어된 방식으로 전달된다.

이하에서 더 상세히 설명되는 예시적인 실시예에서, 2가지 유형의 성분재료 용기가 기계(1)와 함께 사용된다. 하나는 로스팅되고 분쇄된 커피를 함유하는 강성 포드이고, 다른 하나는 가용성 분말(예를 들어, 유제품 기반(dairy-based) 성분재료) 또는 액체 농축물을 함유하는 가요성 사쉐(또는 파우치)이다. 따라서, 음료 제조 기계(1)는 (적어도) 2가지 상이한 유형의 용기 홀더 및 기계적으로 그리고 운동학적으로 상이한 각각의 유체 전달 인터페이스를 조합한다.

음료 제조 기계(1)는 전형적으로 유체 공급원(2), 유체 펌프(3), 및 유체 가열 요소(4)를 갖는 유체 시스템을 포함한다.

도 1에 도시된 실시예에서, 유체 공급원은 밸브(5) 및 한 세트의 유체 연결 파이프(6)를 통해 유체 시스템의 나머지에 연결되는 탈착가능한 물 저장조(2)이다. 대안적인 유체 공급원은, 예를 들어, 수돗물 연결부, 물이 아닌 식용 유체 캐니스터, 물-병 연결부를 포함한다. 전술된 바와 같은 물 저장조(2)의 경우에, 상기 저장조로부터 유체 시스템 파이프(6)를 향해 펌핑되는 물을 여과하기 위해, 물 필터(도면에 도시되지 않음)가 저장조 내에 포함될 수 있다.

바람직하게는, 성분재료는 다음의 리스트 내에서 선택된다: 로스팅되고 분쇄된 커피, 압밀되거나 되지 않은 가용성 분말형 커피, 또는 잎차. 그것은, 또한, 분말형 가용성 형태의, 다양한 점성을 갖는 액체 농축 형태의, 또는 요변성(thixotropic) 특성을 갖는 젤 형태의, 유제품 성분재료(예를 들어, 우유 또는 크리머), 차, 초콜릿, 과일 쥬스, 수프, 야채 쥬스, 부용(bouillon), 차, 스무디(smoothie), 퓌레(puree), 콜리스(coulis), 크림 또는 이들의 조합일 수 있다.

모든 이들 성분재료는, 냉각 상태(4 내지 20℃ 사이), 주위 상태(20℃ 내지 35℃ 사이), 또는 고온 상태(35℃ 내지 95℃ 사이, 바람직하게는 40℃ 내지 90℃ 사이에 포함되는 온도)에서 액체 유체, 전형적으로 물 중에서의 용해, 추출 또는 우려냄과 호환될 수 있는 형태로 있다. 사용되는 혼합 유체는 전형적으로 물이다.

보다 정확하게는, 로스팅되고 분쇄된 커피는 커피 베드(coffee bed)를 고르게 통과하는 수막(water film) 형태의 커피 물질의 추출을 위해 높은 유체 압력을 필요로 한다. 또한, "그랜드(Grande)" 및 "긴 컵(long cup)"과 같은 긴 커피 컵은 더 큰 입자 및 더 낮은 압력에서 통과되는 더 많은 부피의 물을 필요로 한다(전형적으로, 6 바아(bar) 내지 16 바아 사이, 바람직하게는 8 내지 14 바아 사이에 포함되는 압력, 및 "긴 컵"의 경우는 100 ml 내지 150 ml 사이, 그리고 "그랜드"의 경우는 150 ml 내지 500 ml 사이, 바람직하게는 160 ml 내지 300 ml 사이에 포함되는 부피). 대신에, "에스프레소(Espresso)" 및 "리스트레토(Ristretto)"와 같은 더 짧은 커피 컵은 더 높은 압력에서 통과되는 더 적은 부피의 물을 필요로 한다(10 내지 20 바아 사이, 바람직하게는 12 내지 18 바아 사이에 포함되는 압력, 및 "리스트레토"의 경우 15 내지 30 ml 사이에 포함되는 부피, 그리고 "에스프레소"의 경우 30 내지 60 ml 사이, 바람직하게는 40 내지 50 ml 사이에 포함되는 부피).

다른 한편으로, 식품 또는 음료 성분재료가 가용성 식품 또는 음료 성분재료인 경우, 이는 하기의 리스트에서 선택된다:

- 인스턴트 커피 분말, 분유, 크림 분말, 인스턴트 차 분말, 코코아 분말, 수프 분말, 과일 분말 또는 상기 분말들의 혼합물,

- 커피 농축물, 우유 농축물, 시럽, 과일 또는 야채 농축물, 차 농축물, 과일 또는 야채 퓌레.

분말은 응집되거나 소결될 수 있다. 분말 또는 액체 농축물은, 예를 들어 고체 조각을 갖는 수프를 제조하기 위해 고체 조각과 혼합될 수 있다. 식품 또는 음료 성분재료는, 또한, 로스팅되고 분쇄된 커피 또는 찻잎과 같은 불용성 식품 또는 음료 성분재료일 수 있다. 그 실시예에서, 물은 불용성 성분재료를 추출한다.

가용성 제품은 (성분재료가 분말 형태인 경우) 유체와의 분말 입자의 동적 용해를 보장하기 위해 고속 제트에 의한 저압 용해를 필요로 한다. 성분재료의 유형(가용성 분말 또는 액체 농축물) 및 그의 조성물(예를 들어, 입자가 있는 또는 입자가 없는, 우유, 초콜릿, 수프 등)에 따라, 그리고 더욱 일반적으로는, 화학 조성, 액체 농축물의 점도, 및 분말 입자의 크기에 따라, 성분재료는 상이한 유형의 제조 시퀀스(sequence)를 필요로 할 수 있는데, 즉, 유체 압력의 변동, 및/또는 용기 내로 주입되는 유체의 유량이 동일한 용해 사이클 동안 조절될 수 있어, 혼합 유체(예를 들어, 뜨거운 물) 내로의 액체 농축물 또는 분말 입자의 완전하고 균일한 용해를 보장한다.

본 발명에 따른 기계의 유체 시스템을 통해 순환되는 유체는 바람직하게는 물이다. 그러나, 우유, 쥬스 및 다른 식용 액체와 같은 대안적인 유체가 사용될 수 있다. 그러한 유체는 스파클링(sparkling) 음료를 생성하기에 충분한 양으로 가스를 함유할 수 있거나 함유하지 않을 수 있다. 그러한 가스는 자연적으로 상기 유체 내에 존재하거나, 독립적으로 또는 내장형 가스 혼합 시스템에 의해 기계 내에서 직접적으로 독립적인 가스 공급원으로부터 부가된다. 가스-펌프, 또는 가압 가스 용기를 사용하는 그러한 가스 혼합 시스템은 당업계에 알려져 있다.

음료 기계(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 대응하는 음료 성분재료 용기를 수용하도록 구성된 적어도 2개의 용기 홀더(7)를 추가로 포함한다. 본 발명에 따르면, 용기 홀더(7)들은 서로 다르며, 따라서, 이들은 상이한 크기 및/또는 유형의 성분재료 용기를 보유하도록 구성된다. 본 명세서에 기술된 실시예에 따른 기계에서 사용하기 위한 2개의 상이한 용기 홀더가 아래에서 추가로 설명될 것이다.

용기 홀더(7)는, 적어도 그것이 실제로 음료를 제조하는 기능을 하는 시간 동안, 기계(1) 내에서의 용기의 정적 위치설정을 보장하도록 구성된 기계적 요소이고, 따라서, 대응하는 유체 인터페이스(9)는 내부에 또는 그를 통해 유체를 주입하기 위한 기능적 방식으로 용기에 연결될 수 있다.

도 4에 도시된 실시예에서, 용기 홀더는 용기가 (예컨대, 수동으로, 또는 중력에 의해 활주되거나, 다른 위치로부터 기계적으로 이송되어) 침착되는 홈의 형태를 취한다.

다른 실시예(도시되지 않음)에서, 용기 홀더는, 예를 들어 출원인의 유럽 특허 EP 1967100 B1호에 기술된 유형의, 캡슐 홀더와 같은 더 복잡한 요소이다. 선택적으로, 용기 홀더는 용기 개방을 보조하기 위한 수단을 포함한다(예컨대, 그의 분배 측에서 기계적, 열적, 또는 화학적 활성화의 효과에 의해 용기를 천공, 인열하거나 또는 대체로 용기의 개방을 작동시키기 위한 수단을 포함한다). 일부 경우에서, 용기 홀더는 소비자에게 음료 성분의 전달을 보조하기 위한 수단을 포함한다(예컨대, 용기 홀더는 소비자 컵을 향하여 음료 성분의 유동을 안내하는 채널을 포함한다). 그러나, 그러한 특징부는 선택적이다.

음료 기계(1)는 용기 내에 함유된 음료 성분재료와 유체를 혼합하여 각각의 용기 내에 혼합된 음료 성분을 생성함으로써 음료를 제조하는 방식으로 유체 시스템을 제어하도록 배열되는 제어 유닛(8)을 추가로 포함한다.

본 발명에 따르면, 제어 유닛은 혼합된 성분들의 일부 또는 전부를 순차적으로 또는 동시에 분배하여 음료를 생성하도록 프로그래밍된다. 제어 유닛(8)은 당업계에 공지된 바와 같이, 내부 메모리를 갖거나 갖지 않는 임의의 유형의 컴퓨터 칩 또는 칩 기판일 수 있다.

유체 시스템의 정확한 기능 파라미터를, 제어 유닛(8)에 의한 제어를 통해, 그 내부에 삽입된 모든 성분재료 용기에 적응하기 위해, 기계(1) 및 용기에는 바람직하게는 용기-기계 인식 시스템이 구비된다. 그러한 인식 시스템은, 예를 들어, 출원인의 유럽 특허 EP 2 481 330 B1호, 유럽 특허 EP 2 525 691 B1호 또는 유럽 특허 EP 2 525 692 B1호에 기재된 것과 같은 1차원 또는 2차원 바코드, 또는 출원인의 PCT 출원 WO 2014 029803 A1호에 기재된 유형의 기계적 인식과 같은, 당업계에 공지된 용기-기계 인식 시스템 내에서 선택된다. 인식 시스템은 또한, 예를 들어 출원인의 특허 출원 EP AN 16707015호, EP AN 제16196877호, EP AN 제16156864호 또는 EP AN 제17185291호에 기술된 것들과 같은, 예컨대 색상 인식, 전도성 인식, 또는 광학 코드 인식 시스템들 중에서 선택될 수 있다.

용기-기계 인식 시스템은 개별 용기 상에 위치된 개별 코드들의 세트, 및 기계에 위치되거나 또는 달리 (기계에 연결된 외부 감지 장치(예컨대, 스마트폰 또는 코드 센서를 갖는 다른 외부 전자 기기)를 통해) 상기 기계에 기능적으로 링크된 적어도 하나의 센서(또는 판독기)를 포함한다. 센서는 제어 유닛에 링크되어, 주어진 용기의 코드의 디코딩이 대응하는 용기 성분재료에 적응된 기계의 유체 시스템의 작업 설정을 트리거하게 한다. 그러한 작업 설정 또는 파라미터는 하나의 주어진 용기 내에 전달되는 유체 온도, 유체 유량, 유체 압력, 또는 유체 부피 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 각각의 개별 유형의 성분재료 용기에 상이한 코드를 적용함으로써, 그리고 본 발명에 따른 기계가 각각의 유형의 용기(예컨대, 강성 캡슐, 연성 포드(soft pod), 가요성 사쉐)와 함께 기능하도록 구성되는 개별적인 용기 홀더 및 유체 인터페이스를 포함하기 때문에, 따라서, 각각의 유형의 성분재료를 최상의 가능한 방식으로 추출하기 위해, 기계 내부에 삽입되는 각각의 용기에 전술된 음료 제조 파라미터들이 개별적으로 적응되는 것을 보장할 수 있다.

일반적으로, 고려되는 유체 압력은 기계의 유체 인터페이스와 성분재료 용기 사이의 접합부에서 측정되는 유체 압력이다. 이러한 압력은 용기의 성분재료 격실 내부의 실제 유체 압력과 반드시 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 가요성 사쉐의 주입 포트에서 전달되는 유체 압력은 기계의 유체 시스템의 유체 압력이다. 그러한 압력 - 유체 펌프에 의해 전달됨 - 은 예컨대, 19 바아일 수 있다. 그러나, 사쉐 내측의 압력은, 이어서, 성분재료에 의해 생성되는 기계적 저항으로 인해, 그리고 사쉐 벽의 탄력성 때문에, 그리고 주로 사쉐 밖으로 분배되는 음료로 인해 강하한다.

본 발명의 원리에 따르면, 음료 기계(1)는 상이한 구조적 및 운동학적 구성을 갖는 별개의 유체 전달 인터페이스(9)를 추가로 포함한다. 나머지 설명에서, 용어 "유체 주입 인터페이스"는 유체 전달 인터페이스의 일례로서 사용될 것이다. 그러한 구조적 및 운동학적 구성의 구체적인 실시예가 본 발명의 하나의 예시적인 실시예에 관련하여 이후에 더 상세히 기술된다. 유체 전달 인터페이스들(9)은 그들이 유체 연결되는 대응하는 성분재료 용기 내에서 유체를 독립적으로 전달하도록 배열된다. 물론, 각각의 유체 인터페이스는 유체 시스템에 연결되어, 유체 저장조로부터 펌프(3) 및 가열 요소(4)를 통해 유체를 수용한다.

따라서, 유체 인터페이스들(9)의 각각의 유체 인터페이스는 그가 유체를 전달하는 용기에 형상 및 치수가 적응된다.

전술된 유체 시스템은 바람직하게는 구조가 간단하며, 따라서, 유체 공급원(2)(예를 들어, 물 저장조), 이어서 펌프(3), 이어서 유체 가열 요소(4), 및 마지막으로 유체 인터페이스(9) 사이에서 직렬의 직접 연결을 포함한다.

그러나, 도 1에 도시된 대안예에서, 상기 유체 시스템은 유체 인터페이스에 펌프(3)를 연결하는 추가의 대안적인 유체 파이프(6a)를 포함하며, 이는 가열 요소에 평행하게 장착되고 가열요소를 바이패스(by-pass)한다. 그러한 구성에서, 기계는, 추가로, 가열 요소를 함유하는 (따라서 가열된 물을 전달하는) 유체 라인, 및/또는 가열 요소를 바이패스하는 (따라서, 비-가열된 유체를 전달하는) 유체 라인 사이에서, 순차적 또는 동시적 방식으로, 유체 인터페이스(9)를 향한 유체의 전달을 선택할 수 있는, 도 1에 도시된 바와 같은 선택 밸브 시스템(10)을 포함한다. 그러한 구성은 기계가 가열되지 않은 용기에 유체를 전달할 가능성을 제공하고, 따라서 유체 공급원(2)의 온도인 온도에서 유체 인터페이스(9)에 의해 그의 대응하는 용기로 전달된다. 도 1에 도시된 바람직한 실시예에서, 유체 선택 밸브(10)는 - 유체 시스템의 모든 다른 요소와 유사하게 - 기계 제어 유닛에 연결되어, 상기 제어 유닛이 밸브의 위치를 그의 폐쇄 상태로, 또는 고온 또는 비가열된 유체를 하나 또는 다른 유체 인터페이스(9)(순차적 제조)를 향해, 또는 이들 모두로 동시에(동시 제조) 전도하기 위한 개방 상태로 자동으로 전환하게 한다.

선택적으로, 기계(1)는 유체 공급원과 선택 밸브(10) 사이에서 유체 시스템 내에 배치되는 유체 냉각 요소, 예를 들어 펠레티에-효과(Pelletier-effect) 장치, 또는 압축기(도면에 도시되지 않음)를 추가로 포함한다.

본 발명에 따른 기계에서 사용하기에 적합한 펌프의 일례는 20 바아의 최대 출력 압력을 전달하는 표준 피스톤 펌프이다.

그러나, 전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 음료 제조 기계는 상이한 구조적 및 운동학적 구성을 갖고 대응하는 성분재료 용기들 중 하나 내에 유체를 독립적으로 주입(또는 더 일반적으로 전달)하도록 배열되는 별개의 유체 주입 인터페이스(9)를 포함하고; 각각의 인터페이스는 유체 시스템에 연결되고 상이한 용기에 적응된다. 따라서, 하나의 펌프(3)를 포함하는 하나의 단일 유체 시스템으로부터, 상이한 유형의 성분재료들을 함유하는 상이한 유형의 용기들 내에 유체, 예를 들어 물을 주입하는 기술적 제약이 있다. 이는, 큰 범위의 압력 및 유량을 순차적으로 또는 동시에 전달할 수 있는 다용도 펌프에 대한 필요성을 생성한다.

본 발명에 따르면, 유체 시스템의 펌프(3)는 저압 또는 고압 중 어느 하나에서, 그리고 낮은 유량 또는 높은 유량 중 어느 하나로, 유체를 성분재료 용기들 중 하나 또는 다른 하나로 전달한다. 본 발명의 맥락에서 펌프에 의해 달성되는 압력 범위는 전형적으로 0 내지 25 바아 사이, 바람직하게는 5 내지 20 바아 사이에 포함된다. 펌프에 의해 용기에 전달되는 유량은 0 내지 900 ml/min 사이, 바람직하게는 150 ml/min 내지 650 ml/min 사이에 포함된다.

전형적으로, 종래의 저압 기계, 예를 들어 커피 기계의 유체 시스템은 0 내지 5 바아 사이에 포함된 압력 하에서 350 내지 600 ml/min 사이의 물을 전달한다. 고압 에스프레소 커피 기계의 유체 시스템은 15 내지 25 바아 사이에 포함된 압력 하에서 150 내지 300 ml/min 사이의 물을 전달한다.

본 발명에 따른 기계는 전술된 조건에서 유체 공급원(예컨대, 저장조 또는 상기 기계에 연결된 외부 유체 라인)으로부터의 유체를 순환시키기 위한 다양한 유형의 펌프를 포함할 수 있다. 보다 정확하게는, 펌프는 다음의 - 완전하지 않은 - 리스트로부터 선택된다: 피스톤 펌프, 솔레노이드 펌프, 기어 펌프, 스크류 펌프, 회전식 베인 펌프, 및 연동 펌프. 본 발명의 맥락에서 유리한 하나의 추가의 유형의 펌프는 멤브레인 펌프, 특히 출원인의 유럽 특허 출원 EP AN 17155317호에 기술된 유형의 펌프이다.

멤브레인 펌프는 제조할 음료에 따라 캡슐로 전달될 유체의 압력 및 유량의 양호한 적응을 허용한다. 따라서, 공통 유체 시스템 및 단일 멤브레인 펌프를 사용함으로써, 상이한 유동/압력 요건이 사용될 수 있다. 그러한 해결책은 제조 공정의 미세 조정을 가능하게 하여 음료의 컵내 품질을 향상시키는 유연하고 비용-효과적인 해결책이다.

출원인의 출원 EP AN 17155317호에 기재된 멤브레인 펌프는 소정 압력(P1) 값을 초과하는 유량(F)을 감소시키기 위해, 펌프 출구를 펌프 입구에 연결하는 통합형 바이패스 밸브를 포함하기 때문에 유리하다. 이는, 추출 동안에도, 압력 및 유량 둘 모두의 상대 조정에서 특정 유연성을 제공하여, 순차적으로 이들 2개의 파라미터의 조절의 가능성을 또한 제공한다.

본 발명의 원리에 따르면, 음료 기계(1)는 동시에 또는 순차적인 방식으로, 상이한 구성들을 갖고 다양한 유형의 성분재료들을 함유하는 성분재료 용기들로부터의 음료 제조에 적응된다. 일부 성분재료는 추출을 필요로 하며, 다른 성분재료는 우려냄 또는 용해를 필요로 한다. 본 발명에 따른 기계는 추출, 우려냄, 또는 용해 값들과 호환가능한 압력, 온도 및 유량으로 유체를 용기에 전달하도록 구성된 유체 시스템, 및 특히, 펌프 및 유체 인터페이스를 포함한다.

"추출"이란, 고체 입자(예를 들어, 로스팅되고 분쇄된 커피)와 유체(전형적으로, 가열된 물)의 고압 접촉을 의미한다. 추출 압력은 전형적으로 5 내지 25 바아 사이, 바람직하게는 7 내지 20 바아 사이이다. 유량은 20 ml/min 내지 350 ml 사이 - 바람직하게는 50 내지 250 ml/min 사이에 포함된다.

"우려냄"이란, 가열된 유체(전형적으로, 물)와 불용성 식용 성분재료(예를 들어, 찻잎)의 느린 저압 접촉을 의미한다. 우려냄의 경우에, 압력은 일반적으로 대기압에 가깝거나 대기압과 동일하다. 우려냄 유량은 전형적으로 20 ml/min 내지 500 ml/min 사이의 범위 내에 포함된다(완전한 서빙, 잠재적인 사전 습윤(pre-wetting)을 위한 전체 유량이 포함됨).

"용해"란, 유체 내에서의 성분재료 분말 입자, 또는 성분재료 젤 상(gel phase), 또는 성분재료 액체 농축물의 가용화(solubilisation)를 의미한다. 분말, 젤 또는 액체 농축물의 용해의 경우에, (용기 내측이 아닌) 용기 유체 진입 지점에서 유체 인터페이스에 의해 전달되는 유체 압력은 전형적으로 0 내지 3 바아 사이이고, 유량은 50 ml/min 내지 500 ml/min 사이이다.

도 2a 및 도 2b에 예시된 제1 성분재료 용기는 로스팅되고 분쇄된 커피 포드(11)이다. 유리하게는, 내부에 함유된 커피는 압밀된 또는 반-압밀된 형태이다.

압밀 커피 포드는 20 g/sqm(그램/제곱미터) 내지 500 g/sqm 사이, 바람직하게는 50 g/sqm 내지 300 g/sqm 사이에 포함되는 종이 중량(두께)을 갖는, 셀룰로오스를 포함하는 재료로 제조된다. 포드는 습기 및 산소 장벽 능력을 갖는 패키지로, 그룹으로 또는 개별적으로 오버랩핑(overwrapping)된다. 대안으로서, 커피 포드는 산소 및 습기 장벽 특성을 제공하는 다층 열가소성-알루미늄 재료로 제조될 수 있어서, 오버랩 장벽 패키지가 불필요하게 된다.

바람직하게는, 각각의 포드는 20 mm 내지 60 mm 사이에 포함되는 직경을 갖는다. 그러한 직경은 (기계적 구조물의 무거운 그리고 고가의 구성을 필요로 할) 기계로부터의 매우 높은 폐쇄력(closing force)을 필요로 함이 없이 포드의 경계와 유체 인터페이스(9)의 적절한 밀봉이 달성될 수 있음을 보장하도록 허용한다. 다른 한편, 충분한 성분재료(예를 들어, 커피)가 내부에 함유되는 것을 보장하기 위해, 직경은 너무 작지 않게 선택된다.

포드의 두께는 컵 내에 커피의 정확한 부피를 전달하기 위해 요구되는 커피의 양에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 이는 바람직하게는 5 내지 35 mm 사이에 포함되는 두께를 갖는다.

각각의 포드는 일정 부피의 로스팅되고 분쇄된 커피를 함유하는 중공 공동(12)을 포함한다. 공동(12)은, 실질적으로 빈 공간이 내부에 존재하지 않도록, 성분재료로 가득차게 된다. 공동(12)은 하나의 단일 부분으로 형성된 하부 벽(13)과 측벽(14), 및 측벽(14)의 주변 에지(16)에 부착된 상부 벽(15)에 의해 한정된다. 도 2a에 도시된 실시예에서, 상부 벽(15)은 평평하다. 그러나, 다른 실시예 - 도 4에 도시됨 - 에서는 상부 벽(15)이 또한 볼록할 수 있다. (상부 벽과 포드의 나머지 사이의 밀봉부의 평면에서 고려되는) 다른 형상이 또한 구상될 수 있다(삼각형, 정사각형, 원형, 구형...).

도 3a에 도시된 제2 성분재료 용기는 반가요성 사쉐(17)이다. 사쉐(17)는 내부 용적부(18)를 한정하는 가요성 공동 부분을 포함하고, 상기 공동은 열가소성 물질, 종이, 합금, 금속, 또는 이들의 조합의 필름으로 제조된다. 강성 스파우트(19)는 가요성 공동 부분에 부착되어, 유체 인터페이스(9)에 의해 스파우트(19) 내로 주입된 유체가 그 안에 함유된 성분재료와 혼합하기 위해, 스파우트의 주입 구멍을 통해 사쉐의 내부 용적부(18) 내로 전달되게 한다.

도 3a에 도시된 강성 스파우트는 공동을 형성하는 필름의 경계 내에 통합된다(즉, 그것은 필름 내로 "오버랩핑"되어, 외부로부터 명백하지가 않다). 도 3a에서, 사쉐는 사쉐 공동을 형성하는 투명 필름으로 표현되어, 통합된 스파우트가 명백해지게 한다.

본 발명에 따른 음료 기계와 함께 사용하기에 적합한 사쉐의 일례가, 예를 들어 출원인의 특허 출원 PCT/EP17/070040호에 기재되어 있다.

소위 "강성 스파우트"는 대응하는 유체 전달 인터페이스와 협력하도록 구성된 장착물(fitment) 조립체(19)이며, 그의 바람직한 실시예가 이후에 기술된다.

도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 장착물 조립체(19)는, 그를 통해 유체(전형적으로, 물)가 사쉐(17) 내로 공급될 수 있는 적어도 하나의 주입 구멍(21)과 연통하는 유체 입구(20), 및 그를 통해 식품 또는 음료 제품이 분배되는 2개의 분배 출구(22)를 포함한다. 장착물 조립체(19)는 서로에 대해 상대적으로 이동가능한 2개의 부분을 추가로 포함하여, 이러한 상대 이동이 장착물 조립체(19)와 용기의 내부 용적부(18)의 연통을 개방 또는 폐쇄하고/하거나 장착물 조립체(19)의 외부와 분배 출구(22)의 연통을 추가로 개방 또는 폐쇄하게 한다.

도 3c에 도시된 바와 같이, 장착물 조립체(19)는 전형적으로, 고정형이고 사쉐 벽의 나머지와 함께 조립되는 1차 부분(23)을 포함한다. 장착물 조립체(19)는 1차 부분(23)에 대해 실질적으로 수직으로 변위가능한 2차 부분(24)을 추가로 포함한다.

유체 입구(20)는 1차 부분(23) 내에 배열되고, 주입 구멍(21)을 통해 사쉐의 내부 용적부(18)와 연통한다.

일 실시예에서, 1차 부분은 2개의 유체 입구를 포함하는데(도 3b 및 도 3c는 2개의 유체 입구를 도시하지 않고 단지 하나만을 도시하며, 이는 다른 가능한 실시예임), 그 각각은 각자의 주입 구멍을 통해, 제조된 제품의 유형의 함수로서 순차적으로 및/또는 동시에 작동되는 용기의 내부 용적부와 연통한다. 그러한 대안적인 실시예에서, 유체 입구들은 사쉐가 어느 한 위치, 즉 전방 또는 후방에서 사용될 수 있도록 가역적으로 위치된다.

유체 입구(20)를 통해, 유체가 필름 공동(18) 내에 함유된 식품 또는 음료 성분재료 내로 공급되어, 주입된 유체와 성분재료를 적절하게 혼합하여 (최종 식품 또는 음료가 다중-성분 제품, 예를 들어 우유 및 커피, 또는 우유 및 과일인 경우) 대응하는 식품 또는 음료 제품, 또는 식품/음료 성분을 제조한다.

장착물 조립체는 바람직하게는 강성이고, 바람직하게는 사출 성형에 의해 강성 플라스틱 재료로 제조된다. 전형적으로, 이러한 플라스틱 재료는 다음으로부터 선택될 수 있다: 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리유산(polylactic acid). 또한, 덜 바람직한 실시예에 따르면, 장착물 조립체는 알루미늄 또는 양철(tin-plate)과 같은 금속으로 제조될 수 있다.

도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 사쉐(17)는 장착물 조립체(19)의 최외측 측방향 경계에 근접하게 위치된 2개의 센터링 소켓(25)을 추가로 포함한다. 센터링 소켓은 장착물 조립체의 고정 부분(23) 내에 위치되는 구멍(또는 홈)이다. 또한, 장착물 조립체는 장착물 조립체(19)의 가동 부분(24) 내에 위치된 구멍(또는 홈)인 2개의 안내 소켓(26)을 추가로 포함한다. 센터링 및 안내 소켓들(25, 26)의 역할은 이하에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.

사쉐는 폭이 5 내지 350 mm 사이, 바람직하게는 30 내지 80 mm 사이에 포함된다. 이것은 45 내지 250 mm 사이, 바람직하게는 70 내지 180 mm 사이에 포함되는 높이를 갖는다. 이것은 3 내지 35 mm 사이, 바람직하게는 5 내지 15 mm 사이에 포함되는 두께를 갖는다.

하기에서, 본 발명에 따른 다중-성분재료 음료 제조 기계의 예시적인 실시예가 기술된다. 이러한 실시예에서, 기계(1)는 도 4에 도시된 바와 같은 2개의 상이한 유체 전달 인터페이스(9a, 9b)를 포함하며, 이들 각각은 2개의 상이한 유형의 성분재료 용기와 함께 작용하도록 기계적으로, 치수적으로, 그리고 운동학적으로 적응된다.

보다 정확하게는, 도 4는 성분재료 용기가 삽입되어 추출 동안 제자리에 유지되는 기계(1)의 일부분을 도시한다. 이 도면은 기계의 나머지 부분, 특히 유체 시스템, 물 저장조, 제어 유닛 및 전기 회로부를 도시하지 않으며, 또한 상기 기계의 케이싱도 도시하지 않는다.

기계(1)는, 커피 기반 음료 제조물을 제조하기 위해 성분재료 용기에 높은 유체 압력을 전달하는 제1 유체 전달 인터페이스(9a)(이하, "커피 인터페이스(9a)"), 및 수용성 성분재료, 예를 들어 수용성 분말로부터 음료(또는 음료 성분)를 제조하기 위한 제2 유체 전달 인터페이스(9b)(이하, "가용성 인터페이스(9b)")를 포함한다.

커피 인터페이스(9a)는 유체 전도 방식으로, 파이프(6) 및 유체 시스템(펌프(3) 및 유체 공급원(2)을 포함함)의 나머지 부분에 연결되는 유체 진입 라인(27)을 포함한다.

커피 인터페이스(9a)는 기계의 섀시(도시되지 않음)에 고정된 브루잉 챔버의 고정 부분(28)을 추가로 포함한다. 도 4에 도시된 실시예에서, 브루잉 챔버의 고정 부분은 브루잉 챔버 내에 함유된 용기로부터 생성된 음료를 수집하는 데 사용되는 음료 분배 구조물을 포함한다. 도 4에 도시된 실시예에서, 고정 부분(28)은 그의 음료 전달 단부에서 커피 포드(11)를 개방하기 위한 개방 수단을 추가로 포함한다. 개방 수단은, (예를 들어, 인열 또는 천공에 의해) 개방 상태로 파열될 때까지 포드 벽들에 사용되는 재료를 압박하여, 그에 따라 음료가 외부로 유출하게 하도록 적응된 형상 및 치수를 갖는 복수의 융기형 요소를 포함한다. 이러한 실시예에서, 음료는 융기형 요소 내에 또는 그들 사이에 위치되는 분배 구멍을 통해 외부로 유출된다. 도 4 및 도 5a 내지 도 5i에 예시된 실시예에서, 개방 수단은 일련의 천공 니들(29)로 제조된다. 고정 부분(28)은 원형인 단면을 가지며, 디스크 형상의 포드(11)를 수용 및 보유하도록 구성된 직경을 갖는다. 물론, 다른 단면 형상이 포드의 형상에 따라 구상될 수 있어서, 포드가 고정 부분(28)에 기능적으로 적응하게 한다.

본 발명의 하나의 대안적인 실시예(도면에 도시되지 않음)에서, 커피 포드는 유체 투과성 재료로 제조되며, 커피 음료를 외부로 유출시키기 위해 상기 포드 표면의 천공을 필요로 하지 않는다. 이러한 경우에, 고정 부분(28)은 융기형 요소를 포함하지 않고, 단지 포드로부터 음료를 수집하기 위한 음료 분배 구멍만을 포함한다.

커피 인터페이스(9a)는 브루잉 챔버의 가동 부분(30)을 추가로 포함한다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 가동 부분(30)은, 브루잉 챔버를 개방 및 폐쇄하기 위해, 기계의 섀시에 대해 이동가능한 클래딩(cladding) 구조물(31) 내에서 병진 방식으로 장착되는 원통형 요소이다. 클래딩 구조물(31)은 상기 구조물(31)을 고정 부분(28)에 대하여 전후로 병진 방식으로 이동시키도록 구성된 작동 메커니즘에 부착된다. 가동 부분(30)은 또한, 작동 메커니즘에 의해 병진 방식으로 작동된다. 가동 부분(30)의 이동은 클래딩 구조물(31)의 변위에 동축이며, 이때 감소된 변위 길이가 클래딩 구조물(31)의 변위 길이와 비교된다. 가동 부분(30)의 감소된 변위 길이는 포드의 두께에 좌우된다. 일 실시예에서, 클래딩 구조물(31) 및 가동 부분(30) 각각은 하나의 특정 작동 메커니즘에 링크되지만, 대안적으로, 이들은 부분적으로 결합해제된 기계적 시스템을 통해 하나의 단일 작동 메커니즘에 링크되어, 동일한 액추에이터(예컨대, 모터, 또는 레버)가 클래딩 구조물(31) 및 가동 부분(30) 둘 모두를 작동시키지만, 상이한 변위 길이를 허용하게 한다. 도 4에 도시된 실시예에서, 작동 메커니즘은 수동 레버(33)이다. 그러나, 도 5a 내지 도 5i에 도시된 대안적이고 바람직한 실시예에서, 작동 메커니즘은 전기이고, 스크류(36) 및 너트(37) 시스템, 그리고 기어 메커니즘 시스템(38)을 통해 모터(34)에 의해 이동되는 부분적으로 결합해제된 크릭 메커니즘(crick mechanism)을 형성하는 일련의 아암(35)과 전기 모터(34)를 연관시킨다. 클래딩 구조물(31)은 상기 클래딩 구조물이 브루잉 챔버의 폐쇄 구성에서 고정 부분(28)에 대해 전방으로 이동될 때 브루잉 유닛을 밀봉하는 밀봉 링(39)(도 5c에 도시됨)을 포함한다.

가동 부분(30)은 기계의 유체 시스템으로부터 성분재료 용기(현재 기술된 실시예에서, 커피 포드)로 유체를 전달하는 데 사용되는 유체 전달 요소를 포함한다. 도 4 및 도 5a 내지 도 5i에 도시된 일 실시예에서, 유체 전달 요소는, 커피 포드의 벽을 천공할 수 있고 커피 베드(bed)를 통한 유체의 주입을 위해 그 내부로 돌출될 수 있는 복수의 유체 주입 니들(40)을 포함한다.

본 실시예에서, 유체 전달 요소는 20개의 니들을 포함하며, 각각의 니들은 1 내지 5 mm 사이, 바람직하게는 3 mm의 기부 직경, 및 1.5 내지 10 mm 사이, 바람직하게는 3.9 mm의 기부-대-팁 길이를 갖는다. 니들은 플라스틱으로 제조되고(대안적으로, 이들은 또한 금속으로 제조될 수 있음), 도 5c에 도시된 바와 같이, 유체가 유체 진입 라인(27)으로부터 커피 포드(11)를 향해 순환하도록 하는 중공형이다.

본 발명의 대안적인 실시예(도면에 도시되지 않음)에서, 커피 인터페이스(9a)의 유체 전달 요소는 커피 포드의 유체 투과성 부분 위에 유체를 분배할 수 있는 샤워 플레이트를 포함한다. 이러한 실시예에서, 샤워 플레이트의 어떠한 요소도 커피 포드의 벽을 천공하지 않는다. 이러한 경우에, 포드는 내부에 커피를 보유할 수 있는 유체 투과성 재료(예를 들어, 셀룰로오스 재료, 또는 부직 필름 재료)로 제조되어, 샤워 플레이트로부터 나오는 유체가 유체 투과성 재료를 통해 포드 내측의 커피 베드에 분배되게 한다.

포드의 표면으로 전달되는 유체의 주입 압력은 전형적으로, 8 내지 19 바아의 범위 내에, 그리고 더 일반적으로는, 본 명세서에 제공되는 고압 추출들을 위해 이미 제공된 압력 범위 내에 포함된다.

도면에 예시된 바와 같이, 가동 부분(30) 및 클래딩 구조물(31)은 디스크 형상의 포드(11)에 적응하기 위해 원형인 단면을 갖는다. 물론, 포드의 형상 및 3차원 프로파일에, 그리고 고정 부분(28)의 형상에 적응하도록 다른 단면 형상이 구상될 수 있다.

커피 인터페이스(9a)는 커피 포드 홀더(7a)와 연관된다. 도 4에 도시된 실시예에서, 커피 포드 홀더(7a)는 포드를 위한 수직 삽입 경로를 생성하는 2개의 평행한 수직 삽입 및 보유 홈(41)(도면에는 단지 하나만 도시됨)을 포함한다. 더욱이, 커피 포드 홀더(7a)는 수직 삽입 경로의 저부에 있는 보유 정지 지점(holding breakpoint)(42)을 포함하며, 커피 포드가 완전히 삽입될 때, 커피 포드가 그 위에 안착된다. 정지 지점(42)은, 도 4에 예시된 바와 같이, 커피 포드(11)가 정지 지점 상에 안착될 때, 상기 포드가 전술된 커피 인터페이스의 고정 및 가동 부분과 정렬 상태로 되도록 하는 높이에 위치된다. 커피 포드 홀더(7a)는 바람직하게는, 내부에 포드(11)의 삽입을 허용하는 상승 위치 - 예를 들어 도 5b, 도 5c 및 도 5d에 예시됨 - 와 포드(11)가 커피 인터페이스(9a)의 고정 부분(28) 및 가동 부분(30)과 동축 정렬되는 하강 위치 - 예를 들어 도 5a, 도 5e, 도 5f, 도 5g 및 도 5h에 예시됨 - 사이에서 수직으로 이동가능하다.

사용 시에, 포드 인터페이스(9a)는 특정 운동학적 구성에 따라 기능하며, 이는 다음과 같이 특정 순서로 일어나는 수평 및 수직 이동을 포함한다.

일반적으로, 기계는 "온"으로 켜지고, 음료 제조 사이클은 도면에 도시되지 않은 제어 패널을 사용하여 시작되는데, 이는 임의의 공지된 유형(예컨대, 간단한 프레스 버튼, 촉각 패널, 포드 삽입 홈(41)에 각각 접근하고 이를 폐쇄하기 위해 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 이동되는 활주 도어, 기계(1)에 원격으로 연결된 별개의 장치의 적용 등)의 것일 수 있다.

그의 저장 및 비활성 위치에 있는 포드 인터페이스(9a)가 도 5b, 도 5c 및 도 5d에 도시되어 있다. 이러한 위치에서, 가동 부분(30) 및 클래딩 구조물(31)은 고정 부분(28)으로부터 멀어지게 이동되어, 브루잉 챔버가 개방되게 한다. 이러한 위치에서, 커피 포드(11)가 위로부터 삽입되어, 화살표로 도시된 바와 같이 이를 브루잉 챔버를 향해 홈(41) 내로 활주시킬 수 있다. 이러한 위치에서, 너트(37)는 스크류(36)를 따라 최상부 위치에 있다.

삽입 중 임의의 시간에, 식별 코드, 예를 들어, 전술된 바와 같은 코드는 음료 제조 파라미터를 자동으로 설정할 센서(도면에 도시되지 않음)에 의해 판독될 수 있다.

포드(11)가 기계 내에 완전히 삽입되고 도 5e에 도시된 바와 같이 브루잉 챔버와 정렬 상태로 될 때, 브루잉 챔버는 도 5e에 화살표로 도시된 바와 같이, 클래딩 구조물(31) 및 가동 부분(30)을 유체 전달 인터페이스(9a)의 고정 부분(28)을 향해 이동시킴으로써 폐쇄된다. 이동은 기어(38)를 통해 스크류(36)를 회전시키는 모터(34)에 의해 작동되어, 너트(37)가 상기 스크류를 따라 하향으로 이동하게 한다. 너트의 이동은, 도 5e에 도시된 바와 같이, 가동 지점(35a)을 고정 지점(35b)을 향해 더 가깝게 가져감으로써 크릭의 아암(crick's arm)(35)을 통해 가동 부분(30) 및 클래딩 구조물(31)의 이동을 작동시키고, 이는, 동시에, 가동 지점들(35c, 35d)을 지점(35e)으로부터 멀리 구동시킨다.

이동이 계속됨에 따라, 가동 부분(30)은 도 5f에 도시된 바와 같이 포드(11)와 접촉하게 되고, 유체 주입 니들(40)은 커피 포드(11)의 표면을 천공한다.

마지막으로, 너트(37)가 도 5g에 도시된 바와 같이, 스크류(36)를 따라 그의 최하부 위치로 이동됨에 따라, 클래딩 구조물(31)은 그가 작동 시스템에 의해 크릭의 지점(35c)에서 이동됨에 따라 훨씬 더 멀리 이동한다(이러한 단계에서, 지점(35d)은 부분적으로 결합해제된 크릭 메커니즘의 기하학적 구조로 인해, 너트(37)의 이동에도 불구하고, 고정된 채로 유지된다). 일단 너트(37)가 스크류(36)를 따라 그의 최하부 위치에 도달하였으면, 클래딩 구조물(31)의 밀봉 링(39)은 고정 부분(28)의 표면에 대해 견고하게 안착되어, 브루잉 챔버가 폐쇄되고 누설-밀폐(leak-tight)되어 그 내부에 커피 포드(11)를 봉입하게 한다. 물은 유체 진입 라인(27)을 통해 포드(11) 내로 주입되어 그 내부에서 커피를 제조할 수 있게 하는데, 이는, 이어서, 고정 부분(28)의 분배 측에서 분배된다. 고정 부분(28)의 커피 포드 천공 니들(29)이 커피 포드(11)의 벽을 천공함에 따라, 포드 내에 제조되는 커피는 상기 니들(29)을 통해 수집 챔버(43) 내로, 그리고 이어서, 도 5c 및 도 5h에 도시된 커피 분배 스파우트(44)를 통해 사용자의 컵을 향해 유동할 수 있다. 커피가 제조 및 분배된 후에, 커피 인터페이스의 브루잉 챔버는, 도 5i에 도시된 바와 같이, 사용된 커피 포드의 추출을 허용하기 위해, 그의 초기 개방 위치로 다시 이동한다.

전술된 바와 같은 이동가능한 포드 인터페이스 요소의 병진에 있어서의 총 개방-폐쇄 스트로크는, 클래딩 구조물(31)의 경우에 15 내지 50 mm 사이, 바람직하게는 25 내지 35 mm 사이에 포함되고, 더욱 바람직하게는 이는 30 mm이며, 가동 부분(30)의 경우에 10 내지 30 mm 사이, 바람직하게는 12 내지 18 mm 사이에 포함되고, 더욱 바람직하게는 이는 15 mm이다. 바람직하게는, 이들 요소의 병진 이동은 수평이다.

기계(1)는, 수용성 성분재료, 예를 들어 수용성 분말로부터 음료 제조물(음료, 또는 최종 음료가 예를 들어 우유 및 커피와 같은 몇몇 성분으로 제조되는 경우의 음료 성분)을 제조하기 위해, 저압 유체를 성분재료 용기로 전달하는 제2 유체 전달 인터페이스(9b)(이하, "가용성 인터페이스(9b)")를 추가로 포함한다. 이하 설명되는 바람직한 실시예의 성분재료 용기는, 앞에서 본 명세서에 기술된 바와 같이, 강성 부분(하나 또는 수 개의 독립적인 요소) 및 가요성 부분을 포함하는 사쉐이다.

사용 시에, 사쉐(17)는, 예를 들어 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 강성 스파우트(19)가 그의 최하측 단부에 있는 상태로, 기계(1) 내에 수직으로 배치된다.

가용성 유체 전달 인터페이스(9b)는 제1 세트의 요소를 포함하며, 이는 상기 조립체가 기능하고 있을 때 상기 조립체 내에 사쉐를 견고하게 보유한다. 도 6b에 예시된 바와 같이, 2개의 센터링 핀(45)의 세트(단지 하나가 절결도인 도면에 나타나 있음)가 인터페이스(9b) 내에 배열되며, 이들 핀은 상기 핀이 기계 내에서 후퇴되는 위치(도 6b에 도시된 바와 같음)와, 센터링 핀(45)이 사쉐(17)를 향해 이동되어 센터링 소켓(25) 내에 삽입되는 위치(도시되지 않음) 사이에서 수평 병진으로 이동가능하다.

가용성 유체 전달 인터페이스(9b)는 사쉐(17) 내에 유체의 주입을 허용하는 제2 요소를 추가로 포함한다. 보다 정확하게는, 도 6a 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 사쉐의 장착물 조립체(19)의 유체 입구(20)는 기계(1)의 주입 및 천공 수단, 바람직하게는, 그를 통해 고압 유체가 사쉐(17)의 유체 입구(20)에서 주입되는, 하기에서 "주입 니들"로 불리는, 유체 분배 인터페이스(9b)의 유체 중공 니들(46)에 의해 천공가능하다. 그러나, 유체 입구는 임의의 외부 뚜껑 또는 멤브레인을 천공할 필요 없이 직접 유체를 주입할 주입 수단에 의해 직접 접근할 수 있는 것이 또한 가능하다. 본 발명의 바람직한 구성에서, 용기를 구성하는 재료의 가요성 시트가 또한 유체 입구를 덮도록 배열되고, 이러한 시트는, 이어서, 방금 기술된 바와 같이 니들에 의해 천공된다.

바람직하게는, 물은 2 바아 초과, 더욱 바람직하게는 3 바아 초과의 압력에서, 바람직하게는 2 내지 10 바아 사이에 포함되는 압력, 더욱 바람직하게는 대략 7 바아의 압력에서 주입된다. 이러한 압력은 진입 지점에서 측정되고, 사쉐 내의 실제 압력보다 높다. 유체 입구(20)는, 주입 및 천공 수단에 의해 그를 통해 주입되는 고압 유체가 용기 또는 용기들 내로 구동되는 고속 제트로 전환되는 바와 같은 방식으로 구성된다. 전형적으로, 유체 입구의 직경은 1 mm 내지 4 mm 사이, 더 바람직하게는 1.5 mm 내지 3 mm 사이에 포함되고, 주입 및 천공 수단에 의해 천공될 수 있는 항복가능한 커버를 그 위에 포함한다.

주입 니들(46)은 또한, 바람직하게는 고무로 제조된, 원환상(toroidal) 링(도면에 도시되지 않음)을 포함하여, 주입 및 천공 수단이 유체를 유체 입구 내로 주입하고 있는 동안 유체 입구 외측에의 유체의 누출이 없는 것을 보장한다. 유체 입구는, 최대 1 mm, 바람직하게는 적어도 0.24 mm, 바람직하게는 0.3 mm 내지 1 mm 사이, 바람직하게는 0.3 내지 0.5 mm 사이, 더욱 바람직하게는 약 0.4 mm의 직경을 갖는 적어도 하나의 주입 구멍을 통해 용기의 내부 용적부와 연통된다. 그러한 구성에 의해, 고압 유체가 주입 니들(46)에 의해 사쉐(17)의 유체 입구(20)를 통해 주입될 때, 그것은 주입 구멍(21)을 향해 내부적으로 운반되며, 이로부터 그것은 사쉐의 내부 격실 내측에 주입되는 유체의 고속 제트로 변환된다.

유체 입구는 또한, 주입 및 천공 수단에 의해 유체 입구 내로 제공되는 유체 공급물에 대해 바람직하게는 약 90°로, 배향가능한 고속 제트를 용기 내로 제공하도록 구성될 수 있지만, 임의의 다른 각도가 가능하고 본 출원의 범주 내에 포함될 것이다.

"제트"란, 신속하고 강력하게 유체 입구로부터 밖으로 나오고 식품 또는 음료 용기의 내부 용적부 내로 들어가는 액체 또는 유체의 스트림으로 이해된다.

유체 입구(20)는 고속으로 용기의 내부 용적부 내에 유체를 도입하도록 구성되며, 이러한 유체 제트는 적어도 약 20 m/s, 바람직하게는 적어도 30 m/s의 속도를 제공하는 것이 바람직하다. 전술된 바와 같이, 그러한 구성은 바람직하게는, 유체 입구의 섹션의 크기를 감소시키기 위해 유체 입구 내의 유체 경로 내에 협착부(constriction)(주입 구멍의 것)를 배치함으로써 본 발명에서 얻어진다.

유체 입구를 통해 동일한 유체가 제공될 경우, 주입 구멍의 표면은 유체와 혼합되어야 하는 용기 내측의 식품 및 음료 성분재료의 특성에 따라 달라질 수 있다. 특히, 성분재료가 용해되기가 어려울 때, 더 작은 주입 구멍은 더 높은 속도를 갖는 제트를 생성하는데, 이는 용기 내에서의 이러한 성분재료의 교반 및 용해를 개선시킨다.

가용성 분배 인터페이스(9b)는, 가동 부분(24)을 사쉐의 나머지 부분에 대해 상대적으로, 특히 고정 부분(23)에 대해 상대적으로 이동시킴으로써, 사쉐(17)의 스파우트(19)의 개방 및 폐쇄를 허용하는 제3 세트의 요소를 포함한다.

보다 정확하게는, 음료 제조 기계(1)에는 장착물 조립체의 안내 소켓(26)과 각각 맞물리는 구동 핀(47)이 추가로 제공된다. 구동 핀은, 도 6d에 도시된 바와 같이, 사쉐(17)의 가동 부분(24)을 사쉐의 스파우트에 대하여 각각 폐쇄 상태 및 개방 상태로 수직으로 상향으로 그리고 하향으로 이동시키도록 구성되는 이동가능한 프레임(48) 상에 장착된다.

(전술된 일 실시예에 따르면) 사쉐의 스파우트가 가요성 필름 부근 내에 봉입(즉, 오버랩핑)되는 경우에, (도 3c에 도시된 바와 같은) 사쉐의 분배 출구는 유리하게는, 가동 부분(24)이 고정 부분(23)에 대해 수직으로 변위될 때, 이러한 영역에서 스파우트(19)를 둘러싸는 가요성 필름을 인열 개방시킬 수 있는 예리한 부분(240)을 그의 하부 면 상에 포함한다. 이러한 개방은 음료가 궁극적으로 스파우트의 분배 개구로부터 아래에 배치된 컵을 향해 유동하게 허용한다.

이하 설명되는 예시적인 실시예에서, 상이한 이동들의 작동은, 도 6a에 도시된 바와 같이, 전기 모터(48), 수평 샤프트(51)를 따라 수평으로 이동가능한 프레임(50)을 구동시키는 기어 메커니즘(49)을 사용함으로써 자동으로 수행된다. 사쉐(17)는 위에서부터 (도 6b에 도시된 바와 같은) 깔때기 형상을 갖는 사쉐 홀더(7b) 내로 삽입되어, 그 안에 삽입된 사쉐의 수직 변위를 일정 높이에서 정지시키는데, 그 일정 높이에서 사쉐의 센터링 소켓(25)이 인터페이스(9b)의 센터링 핀(45)과 정렬된다.

도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 센터링 핀(45)과 유체 주입 니들(46)은 수평으로 이동가능한 구동 프레임(52)에 의해 지지된다. 구동 핀(47)은 도 6b에 도시된 바와 같이 수직으로 변위가능한 방식으로 프레임(52)에 맞물리는 수평으로 그리고 수직으로 이동가능한 구동 프레임(53)에 의해 지지되어, 프레임(53)이 프레임(52)과 함께 수평으로 이동하고, 추가로 프레임(52)에 대해 상대적으로 수직으로 이동할 수 있게 한다. 구동 프레임(52)은 연결 피벗 지점(57)을 통해 Y 자형 구동 록킹(drive rocking) 부재(55)의 상부 아암(54)에 부착된다. 구동 프레임(53)은 하부 연결 피벗 지점(58)을 통해 하부 아암(56)에 부착된다. 상부 아암 및 하부 아암은 공통 피벗 지점(59)을 통해 수평으로 변위가능한 구동 프레임(50)에 함께 부착된다.

사용 시에, 가용성 인터페이스(9b)는 도 6b에 도시된 제1 개방 위치를 가지며, 여기서 이동가능한 프레임(50)은 모터(48) 및 기어 메커니즘(49)에 근접하게 위치된다. 안내 및 구동 핀들(45, 47)과 주입 니들(46)은 사쉐 홀더(7b)로부터 멀리 후퇴된다.

사쉐는 사쉐(17)의 홀더(7b) 내에 삽입되고, 이어서, 기계(1)는 수동으로, 또는 삽입 동안 센서에 의해 판독되는 사쉐 식별 코드의 검출에 의해 작동된다(센서는 도면에 나타나지 않음). 대안적으로, 코드가 사쉐 상에 존재하는 경우, 코드는 홀더(7b) 내의 사쉐의 삽입 전에도, 또는 그 내부에의 그의 완전한 삽입 후에도 판독될 수 있다(유체 전달 인터페이스(9a)와 관련하여 앞에서 본 명세서에 기술된 포드에 대해 동일한 대안책이 가능하다).

일단 음료 제조 사이클이 시작되면, 모터(48)는 기어(49)를 통한 프레임(50)의 이동을 작동시킨다. Y 자형 록킹 부재(55) 및 구동 프레임(52, 53)은, 도 6c에 도시된 바와 같이, 센터링 핀(45), 구동 핀(47) 및 물 주입 니들(46)이 각각 사쉐의 센터링 소켓(25), 안내 소켓(26) 및 사쉐의 스파우트(19)의 유체 주입 소켓에 삽입될 때까지, 사쉐 홀더(7b) 및 그 내에 보유된 사쉐(17)를 향해 전방으로 이동된다.

사쉐 스파우트(19)가 센터링 핀(45)에 의해 제위치에 매우 잘 유지됨에 따라, 유체(전형적으로, 물)를 기계 유체 시스템으로부터 니들(46)을 통해 사쉐 내로 순환시킴으로써 유체의 주입이 시작될 수 있으며, 여기에서 유체가 성분재료, 예를 들어 분말 또는 액체 농축물과 혼합된다.

이어서, 프레임(50)이 샤프트(51)를 따라 그의 이동을 계속함에 따라, Y 자형 록킹 부재는 또한, 사쉐 홀더(7b)에 가까운(또는 그와 접촉하는) 그의 최전방 위치에 도달할 때까지 전방으로 이동된다. 프레임(50)이 계속 전방으로 이동함에 따라, 이동은 이어서 수직으로 이동가능한 구동 프레임(53)으로 전송된다. 정확하게는, 공통 피벗 지점(59)의 수평 이동은 상부 피벗 지점(57)으로부터 더 멀리 구동되는 하부 피벗 지점(58)의 하향 수직 이동으로 변환된다. 구동 프레임(53)과 그에 부착된 구동 핀(47)은 도 6d에 도시된 바와 같이 수직으로 하향 이동된다. 하향 이동하면, 구동 핀은 또한 사쉐의 가동 부분(24)을 하향으로 변위시키며, 이는 사쉐(17)의 분배 출구를 개방시킨다. 내부에 제조된 음료는 사쉐에서 나와 전달 스파우트(60)를 통해 사쉐 아래에 배치된 컵(도시되지 않음) 내로 유동한다.

성분재료의 유형에 따라, 가동 부분(24)의 개방 및 폐쇄 위치는 음료의 제조 동안 임의의 시간에 작동될 수 있으며, 이는, 기계의 제어 유닛 내에 프로그래밍되거나, 또는 사쉐에 의해 보유된 코드 내로 인코딩되고 시퀀스가 시작되기 전에 판독되는 미리 정해진 시퀀스들에 따라, 성분재료를 물과 혼합하는 동안 사쉐를 채우거나 다소 비워지게 허용한다. 예를 들어, 사쉐 내로의 물의 주입은 사쉐가 개방되기 전 또는 후에 시작될 수 있다. 사쉐는 전체 시퀀스 동안 시작으로부터 개방될 수 있거나, 또는 그것은 물 속에서의 분말의 용해를 향상시키기 위해 혼합 동안 1회 또는 수 회 폐쇄될 수 있다. 물의 온도는 용해 사이클 동안 변화되거나 안정적으로 유지될 수 있다. 주입 압력은 또한, 이렇게 얻어진 음료의 발포를 향상시키거나 감소시키기 위해 변할 수 있다.

음료 제조 사이클이 완료된 후에, 전달 인터페이스(9b)는 그의 원래 위치로 다시 이동되고, 사용된 사쉐는 사쉐 홀더로부터 제거된다.

일반적으로, 프레임(50)의 수평 개방 및 폐쇄 스트로크는 7 내지 20 mm 사이, 바람직하게는 10 내지 12 mm 사이에 포함되며, 더욱 바람직하게는 이는 11 mm이다. 프레임(53)의 수직 개방 및 폐쇄 스트로크는 5 내지 15 mm사이에 포함되며, 바람직하게는 이는 8 mm이다.

흥미롭게도, 기계의 제어 유닛(8)은 제조될 음료의 유형에 따라, 동시에 또는 순차적인 방식으로 다양한 유체 전달 인터페이스(9a, 9b)의 기능을 관리할 수 있다. 각각의 전달 인터페이스가 그 자신의 기계적 요소를 포함하고 다른 것과 독립적이라는 사실은, 동일한 유체 시스템을 사용하지만, 각각의 상이한 유형의 용기, 전형적으로 포드 및 사쉐로부터 음료를 제조하는 데 필요한 운동학의 유형에 적응하도록 허용한다.

전술된 특정 실시예에서, 커피 베드가 고정 상태로 유지되는 것을 보장하기 위해 사용 동안 용기 홀더에 의해 견고하게 유지되는 벽들을 갖는 비교적 작은 부피의 용기(본 명세서에 기술된 실시예에서 포드)로부터 고압에서 커피를 추출함으로써 우수한 컵내 품질이 달성되었다. 유사하게, 분말 성분재료의 우려냄 또는 용해는, 실질적으로 수직인 평면을 따라 배향된 평면 형상을 제공하고 분말과 유체 사이의 적절한 혼합을 위한 충분한 공간을 제공하는 더 큰 부피 및 가요성 벽을 갖는 사쉐 내에서 저압에서 성분재료를 유체와 혼합함으로써, 컵내 품질의 면에서 우수한 결과를 제공하였다. 분말이 액체 농축물 또는 젤 성분재료로 대체되는 경우에 유사한 이점이 제공될 것이다.

본 발명에 따른 기계가 특히 유리하다. 지속가능성(sustainability)의 면에서, 패키지 크기는 필요한 성분재료의 양에 적응되고, 이어서, 기계는 일회용 패키지의 크기에 또한 적응된다.

기계학의 면에서, (예를 들어, 위에서 더 세부적으로 설명된 바와 같이 포드에 대한 그리고 사쉐에 대한, 그러나, 또한 임의의 다른 형태의 성분재료 용기에 대한) 각각의 유체 전달 조립체의 폐쇄력은, 용기들의 유형들 둘 모두에 수반되는 유체 압력, 및 유체 주입이 완전히 상이하기 때문에, 용기의 구성에 적응된다. 보다 정확하게는, 전술된 예에서, 사쉐는 단지 2개의 센터링 핀에 의해 제위치에 보유되며, 이는, 유체 누출이 일어나지 않기에 충분하고(사쉐 내측의 압력은 낮으며, 대기압에 근접하거나 또는 동일함), 한편 커피 포드는 단단히 밀봉되는 폐쇄된 브루잉 챔버 내에 완전히 봉입된다(커피 베드를 통과하는 물은 최대 20 바아의 압력임). 따라서, 기계의 각각의 개별 유체 전달 조립체에 대한 운동학적 및 기계적 요소들의 치수는 또한 완전히 상이하며, 동일한 유체 시스템을 사용하면서 각각의 유형의 성분재료 및 용기에 독립적으로 적응될 수 있다.

본 명세서에 기술된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 다양한 변형 및 수정이 당업자에게는 명백할 것임이 이해되어야 한다. 그러한 변형 및 수정은 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 그리고 그의 부수적인 이점을 감소시키지 않고 이루어질 수 있다. 따라서, 그러한 변형 및 수정은 첨부된 청구범위에 의해 커버되는 것으로 의도된다.

Claims (10)

1. 음료 제조 기계(1)로서,
   - 유체 공급원(2), 유체 펌프(3), 유체 가열 요소(4)를 포함하는 유체 시스템,
   - 대응하는 음료 성분재료 용기들(11, 17)을 수용하도록 구성된 적어도 2개의 용기 홀더들(7, 7a, 7b), 및
   - 상기 용기들 내에 함유된 상기 음료 성분재료와 유체를 혼합하여 각각의 용기 내에 음료 성분을 생성함으로써 음료를 제조하는 방식으로 상기 유체 시스템을 제어하도록 배열되는 제어 유닛(8)을 포함하고,
   상기 제어 유닛(8)은 상기 음료 성분들의 일부 또는 전부를 순차적으로 또는 동시에 분배하여 상기 음료를 생성하도록 추가로 배열되고,
   상기 용기 홀더들(7, 7a, 7b)은 상이한 크기들 및/또는 유형들의 용기들을 보유하기 위해 서로 상이하고,
   음료 제조 기계는 상이한 구조적 및 운동학적 구성들을 갖고 상기 대응하는 성분재료 용기들 중 하나 내에 유체를 독립적으로 전달하도록 배열되는 별개의 유체 전달 인터페이스들(9a, 9b) - 각각의 인터페이스는 상기 유체 시스템에 연결되고 상이한 용기에 적응됨 - 을 추가로 포함하는, 음료 제조 기계(1).
2. 제1항에 있어서, 상기 유체 전달 인터페이스들(9a, 9b)은 다음의 특성들, 즉 전달 요소들의 개수, 각각의 요소 내의 전달 출구들의 개수, 유체 전달 출구 형상, 유체 전달 출구 직경, 유체 전달 출구 유동 방향, 각각의 인터페이스의 유동 전도 채널 크기(개수, 직경 및/또는 길이) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합 중에서 특성들이 다른 상이한 유체 전달 요소들을 포함하는, 음료 제조 기계(1).
3. 제2항에 있어서, 상기 제어 유닛(8)은 하나의 용기(11) 내에 전달되는 유체 온도, 유체 유량, 유체 압력 또는 유체 부피 중 적어도 하나 또는 이들의 조합이 다른 용기(17) 내에 전달되는 유체의 것과 상이하도록 상기 유체 전달 인터페이스(9a, 9b) 각각에 대해 상기 유체 시스템을 상이한 방식으로 제어하도록 배열되는, 음료 제조 기계(1).
4. 제2항에 있어서, 상기 유체 전달 요소의 유형은:
   (a) 성분재료 용기의 벽을 천공할 수 있고 유체의 주입을 위해 그 내로 돌출될 수 있는 적어도 하나의 유체 주입 니들(40, 46), 및
   (b) 상기 성분재료 용기의 적어도 유체-투과성 부분 위에 유체를 분배할 수 있는 샤워 플레이트(shower plate)를 포함하는 리스트 내에서 선택되는, 음료 제조 기계(1).
5. 제1항에 있어서, 상기 유체 전달 인터페이스(9a, 9b) 중 적어도 하나는 해제가능한 유체 연결부를 통해 상기 유체 시스템의 나머지에 연결되어, 이것이 상기 기계로부터 분리될 수 있고 동일한 해제가능한 유체 연결부를 갖는 다른 유형의 유체 전달 인터페이스에 의해 대체될 수 있게 하는, 음료 제조 기계(1).
6. 제1항에 있어서, 유체 냉각 요소를 추가로 포함하는, 음료 제조 기계(1).
7. 제1항에 있어서, 별개의 유체 전달 인터페이스들은 운동학적 회전 또는 병진 이동들 중 적어도 하나를 수반하는 적어도 하나의 구조적 요소에 의해 상이한, 음료 제조 기계(1).
8. 루즈 커피 포드(loose coffee pod)들, 루즈 커피 패드들, 압밀 커피 포드들, 강성 또는 반강성 캡슐들, 사쉐(sachet)와 같은 가요성 필름 용기들, 강성 부분을 갖는 사쉐와 같은 복합 용기들, 강성 또는 반강성 캐니스터(canister)들의 리스트에서 취해진 적어도 2개의 용기(11, 17)와 조합하여, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 기계(1)를 포함하는 음료 제조 시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 용기들 각각은:
   (i) 로스팅되고 분쇄된 커피(roast and ground coffee)를 함유하는 커피 포드(11)인, 제1 용기 홀더에 의해 기능적으로 보유되는 제1 용기 - 상기 포드의 벽들은 습기 및 산소 장벽 특성을 갖는 천공가능한, 파열가능한 또는 인열가능한 적층 복합 필름으로 제조됨 -, 및
   (ii) 적어도 하나의 스파우트(spout) 둘레에 밀봉된 천공가능한, 파열가능한 또는 인열가능한 필름 파우치(pouch)로 제조되는 사쉐(17)인, 제2 용기 홀더에 의해 기능적으로 보유되는 제2 용기 - 상기 적어도 하나의 스파우트 요소는 적어도 하나의 유체 주입 입구 및 적어도 하나의 음료 분배 출구를 포함함 - 를 포함하는, 음료 제조 시스템.
10. 제8항에 있어서, 상기 성분재료 용기들 중 적어도 하나 내의 빈 공간(headspace)은 20% 미만인, 음료 제조 시스템.

Images