本发明涉及用于从基础液体和组分的各种混合物制备饮料的方法，系统和设备。更具体地，本发明涉及：a)制备饮料的方法，其通过选择至少一种基础液体和至少一种组分，和混合所述基础液体和组分以制备饮料；b)用于制备饮料的设备，其包括用于吸入基础液体的液体入口，用于纳入组分容器的贮器，和用于分配饮料的出口，所述饮料由所述基础液体和所述组分容器中含有的组分混合；以及c)用于制备饮料的系统，其包括基础液体源，组分源，用于将所述基础液体与所述组分混合以制备饮料的混合器，以及用于分配所生产的饮料的分配器。
发明背景
近年来，开发和销售各种用于制备和分配饮料的设备。这些方法和设备中的一些允许用户根据需要要以单客份量制备饮料，例如咖啡或茶。这些设备的复杂性，大小和费用都有很大差异，可以购买用于在家庭或办公室使用。
许多这些设备允许用户制备热的冲泡的饮料，如咖啡或茶。通常，这些设备通过将水加热至接近沸腾的温度，然后将加热的水通过咖啡粉或茶叶而起作用。在某些设备中，咖啡粉或茶叶容纳在专门设计用于该设备的预包装容器中。在咖啡或茶被冲泡并且从机器分配饮料之后，设备的使用者可以向饮料中添加诸如奶，奶油，糖或蜂蜜的组分。
然而，这些现有的设备存在许多缺点。它们通常限于如上所述的特定类型的热饮料，例如咖啡或茶。最近，饮料世界已经见到非常受欢迎的定制风味饮料的激增，例如专门混合风味剂和组分的复杂组合的小酒厂酿造啤酒，注入水果和香料的烈酒，提供口味和营养的运动饮料，以及零热量的软饮料，它们融合了新组分与传统风味剂。用于制备饮料的现有设备根本不能满足制备这些可定制饮料的需要和期望。例如，没有现有的方法，设备或系统允许用户根据需要创建输入用户选择的风味剂和组分，碳酸化到用户选择的水平，并且含有用户期望的精确量的酒精的单客份啤酒。
因此，仍然需要允许用户和消费者从简单的基本组分根据需要制备可定制饮料的多种组合的客份的方法，系统和设备。本发明的设备，方法和系统通过允许用户根据需要制备和分配单客份的定制饮料来满足和实现这些需求。通过选择一种或多种组分并将这些一种或多种组分与多种不同基础液体中的一种(或多种)组合，本发明的用户可以例如从相同的啤酒基础液体定制单客份的多种不同精酿啤酒。这些定制啤酒中的每一种都可以特征为由其用户选择的酒精含量，香味，碳酸化水平，苦味以及控制啤酒味道的其他变量产生的复杂口感。类似地，本发明的用户可以通过用香料，水果调味剂和混合器来调味基础液体烈酒并将所得饮料碳酸化到用户选择的水平，来定制单客份的鸡尾酒和其他混合饮料。
发明概述
在某些实施方案中，本发明涉及制备饮料的方法，其包括以下步骤：选择至少一种基础液体，选择至少一种组分，将所述至少一种基础液体与所述至少一种组分混合以制备饮料，和分配饮料。在本发明的某些实施方案中，所述至少一种基础液体选自啤酒，苹果酒，葡萄酒，麦芽基饮料，发酵饮料，苹果酒基饮料和烈酒。在本发明的某些实施方案中，所述至少一种基础液体是浓缩的。
在本发明的某些实施方案中，所述至少一种基础液体是加压的。在本发明的某些其他实施方案中，加压基础液体含有溶解的气体，其中溶解的气体是二氧化碳，氮气或二氧化氮。在本发明的其他实施方案中，加压基础液体在2℃下具有比大气压高至少0.5巴的气体压力。
在本发明的某些实施方案中，选择至少一种基础液体的步骤包括选择第一基础液体和选择第二基础液体。在本发明的某些其他实施方案中，第二基础液体选自啤酒，果汁，糖浆，碳酸水，碳酸软饮料，酒精，咖啡，茶，奶和植物提取物。在本发明的某些实施方案中，选择至少一种组分的步骤包括选择第一组分和第二组分，并且混合步骤包括将所述第一基础液体与所述第一组分混合以制备第一混合液体，和将所述第二基础液体与所述第二组分混合以制备第二混合液体。在本发明的某些其他实施方案中，制备饮料的方法还包括将第一混合液体与第二混合液体喷射混合以制备饮料的步骤。
在本发明的某些实施方案中，所述至少一种基础液体是从容器分配出来的，所述容器选自小桶，袋，瓶中袋，盒中袋，瓶，罐和大桶。在本发明的某些其他实施方案中，使用加压流体或泵从容器分配基础液体。
在本发明的某些实施方案中，所述至少一种组分是选自以下的风味剂组分：香料风味剂，水果风味剂，啤酒花味道，麦芽风味剂，坚果风味剂，烟风味剂，咖啡风味剂，巧克力风味剂及其混合物。
在本发明的某些实施方案中，所述至少一种组分是选自以下的固体或液体浓缩组分：啤酒花浓缩物，水果浓缩物，甜味剂，苦味添加剂，浓缩香料，发泡促进剂，浓缩麦芽基液体，浓缩的发酵液体，浓缩啤酒，着色剂，酒精，调味添加剂及其混合物。
在本发明的某些实施方案中，选择至少一种组分的步骤包括选择第一组分和第二组分，并且混合步骤包括将所述至少一种基础液体与所述第一组分混合以制备第一混合液体，和将所述至少一种基础液体与所述第二组分混合以制备第二混合液体。在本发明的某些其他实施方案中，制备饮料的方法包括将第一混合液体与第二混合液体喷射混合以制备饮料的步骤。在本发明的其他实施方案中，第二混合液体含有发泡促进剂。
在本发明的某些实施方案中，将所述至少一种基础液体与所述至少一种组分混合的步骤在可弃式容器中进行。
在本发明的某些实施方案中，制备饮料的方法还包括在分配饮料之前使加压气体膨胀以冷却饮料的步骤。
在本发明的某些实施方案中，在将所述至少一种基础液体与所述至少一种组分混合和分配所述饮料的步骤期间，所述至少一种基础液体和所述饮料上的液体压力增加。在本发明的某些其他实施方案中，制备饮料的方法还包括在将所述饮料分配后将压力增加至比大气压高至少3巴的步骤。
在本发明的某些实施方案中，制备饮料的方法还包括在分配饮料之前向饮料添加加压气体的步骤。在本发明的某些其他实施方案中，所述压缩气体是二氧化碳，氮气或二氧化氮。在本发明的某些其他实施方案中，所述压缩气体具有选自以下风味剂的香味：发酵啤酒花，水果，草药，香料，糖果或其混合物。
在某些实施方案中，本发明涉及用于制备饮料的设备，所述设备包括用于吸入第一基础液体的第一液体入口，用于纳入第一组分容器的第一贮器，用于分配混合饮料的饮料出口，以及将液体从第一液体入口输送到饮料出口的第一液体管线。在本发明的某些实施方案中，用于制备饮料的设备包括用于纳入第二组分容器的第二贮器。在本发明的某些其他实施方案中，所述第一液体管线被分成将所述第一液体管线连接到所述第一贮器的第一支管线和将所述第一液体入口连接到所述第二贮器的第二支管线。在本发明的其他实施方案中，所述第一支管线将所述第一贮器连接到所述第二贮器。
在本发明的某些实施方案中，用于制备饮料的设备包括微处理器，所述微处理器被配置为控制能够改变所述第一支管线和所述第二支管线中的每一个中的流速的阀。在本发明的某些其他实施方案中，用于制备饮料的设备包括扫描器，所述扫描器被配置为识别所述第一组分容器和所述第二组分容器中的每一个的内容物。在本发明的其他实施方案中，所述扫描器联接到所述微处理器，并且所述第一支管线和所述第二支管线中的每一个中的流速基于所述第一组分容器和所述第二组分容器中的每一个的内容物的识别而变化。
在本发明的某些实施方案中，用于制备饮料的设备包括用于吸入第二基础液体的第二液体入口，和将液体从第二液体入口输送到所述饮料出口的第二液体管线。在本发明的某些其他实施方案中，所述第一液体管线和所述第二液体管线连接到混合室。在本发明的其他实施方案中，所述混合室包括双重喷射混合器，所述第一液体管线连接到第一喷射混合器出料端，所述第二液体管线连接到第二喷射混合器出料端，并且所述混合室经由喷射混合器出口连接到所述饮料出口。在本发明的其他实施方案中，所述双重喷射混合器是相对喷射混合器，其中所述第一喷射混合器出料端与所述第二喷射混合器出料端成180度角。在本发明的某些其他实施方案中，所述混合室直接连接到所述第一贮器和所述第二贮器。
在本发明的某些实施方案中，所述第一液体管线连接到混合室。在本发明的某些其他实施方案中，所述混合室是可弃式的并且由塑料材料构成。
在本发明的某些实施方案中，用于制备饮料的设备包括配置为测量所述混合室中的温度的温度传感器，和微处理器，所述微处理器连接到所述温度传感器并被配置为基于所述混合室中测量的温度来控制所述混合室中的温度。在本发明的某些其他实施方案中，所述混合室包括加压流体入口，并且所述加压流体入口连接到加压流体源。在本发明的其他实施方案中，所述微处理器通过将加压流体释放到所述混合室中以降低所述混合室中的温度来控制所述混合室中的温度。
在本发明的某些实施方案中，所述混合室包括在所述混合室内延伸的散热片，并且所述散热片联接到热交换器，所述热交换器被配置为从所述散热片移除热并排出所述混合室。
在本发明的某些实施方案中，用于制备饮料的设备包括配置为控制第一液体管线中的压力的压力调节器。在本发明的某些其他实施方案中，所述压力调节器被配置为在分配混合饮料期间将所述第一液体管线中的压力维持在第一压力水平，并且在所述混合饮料已经完全分配之后将所述第一液体管线中的压力升高到更高的第二压力水平。
在本发明的某些实施方案中，用于制备饮料的设备包括用于吸入第一加压气体的气体组分入口，第一液体管线内的压力室，其中所述压力室在第一贮器的下游和饮料出口的上游，并且压力室连接到气体组分入口。在本发明的某些其他实施方案中，设备包括测量装置，所述测量装置被配置为测量混合饮料中的溶解和/或夹带的气体的量，其中混合饮料位于所述压力室的上游。在本发明的其他实施方案中，用于制备饮料的设备还包括在所述压力室中联接到所述气体组分入口的喷嘴和连接到所述测量装置的微处理器，并且所述微处理器被配置为根据由所述测量装置测量的溶解和/或夹带的气体的量，允许喷嘴在所述压力室中鼓泡加压气体以提高所述混合饮料中的气体压力水平。在本发明的某些其他实施方案中，所述测量装置含有夹带的空气测量模块和溶解的空气/气体测量模块。
在某些实施方案中，本发明涉及用于制备饮料的系统，所述系统包括含有至少一种基础液体的基础液体源，含有至少一种组分的组分源，用于将所述至少一种基础液体与所述至少一种组分混合以制备饮料的混合器，和用于分配由所述基础液体和所述至少一种组分制备的所述饮料的分配器。在某些实施方案中，所述系统还包括用于对由所述基础液体和所述至少一种组分制备的所述饮料进行碳酸化的碳酸化器。在本发明的一些实施方案中，所述系统包括用于降低由所述基础液体和所述至少一种组分制备的所述饮料的温度的冷却元件。
发明详述
如上所述，本发明涉及用于从基础液体和组分的各种混合物制备饮料的方法和设备。在本发明的优选实施方案中，制备饮料的方法包括四个步骤：a)选择至少一种基础液体；b)选择至少一种组分；c)将所述至少一种基础液体与所述至少一种组分混合以制备饮料，和d)分配饮料。如本领域普通技术人员将认识到的那样，该方法允许从简单的组分组合创建可定制饮料的大量组合，从而可以满足各种不同用户的不同口味，并允许用户每次单客份地实验设计新饮料和风味剂的组合。
在本发明的实施方案中可以使用各种不同类型的基础液体。基础液体可以是酒精或非酒精液体，碳酸或非碳酸液体，或其各种组合。在一些实施方案中，酒精液体可以用作基础液体，例如啤酒(包括爱尔啤酒和拉格啤酒)，苹果酒，葡萄酒，麦芽基饮料，发酵饮料，苹果酒基饮料，烈酒等。在其它实施方案中，这些各种类型的液体的非酒精型可以用作基础液体。基础液体也可以是非酒精液体，例如啤酒，果汁，糖浆，碳酸或非碳酸水，碳酸或非碳酸软饮料，咖啡，茶，奶，植物提取物等。本领域技术人员还将认识到，这些各种潜在的基础液体也可以组合和重组以形成新的基础液体。
为了本发明的目的，术语“啤酒”被定义为通过使用酵母在水中酿造和发酵淀粉源而生产的饮料。合适的淀粉源包括但不限于谷物如大麦，小麦，玉米，稻，高粱和粟。其他淀粉源，例如木薯，甘蔗和马铃薯也可以用作淀粉源来生产啤酒。类似地，可以使用各种酵母菌株来发酵“啤酒”，包括但不限于爱尔酵母(aleyeast)菌株(“顶部发酵”酵母)和拉格酵母(lageryeast)菌株(“底部发酵”酵母))。
为了本发明的目的，术语“啤酒”包括但不限于根据特定国家法律，法规或标准中所含有的定义而定义为“啤酒”的饮料的特定子集。例如，德国啤酒纯净法(reinheitsgebot)指出，具有除水，麦芽和啤酒花以外的组分的饮料不能被认为是“啤酒”，但是为了本发明的目的，术语“啤酒”没有这样的组分限制。类似地，为了本发明的目的，术语“啤酒”不表示或暗示限制饮料的酒精含量。
在某些示例性实施方案中，基础液体是诸如啤酒的酒精基础液体。酒精基础液体可以具有0.5酒精体积分数(abv)至12abv的酒精含量。在本发明的各种实施方案中，酒精基础液体可以含有2-4abv，4-6abv，6-8abv，8-10abv或10-12abv。
基础液体可以在各种温度下储存。在本发明的示例性实施方案中，基础液体在低于10℃，低于7.5℃，低于5℃和/或低于2.5℃的温度下储存。在基础液体为酒精基础液体的实施方案中，基于酒精基础液体中酒精的量，基础液体在0℃以下的温度和更低的温度下保存。
在本发明的某些实施方案中，基础液体是浓缩基础液体。基础液体可以浓缩至浓缩基础液体所来源的原始液体的浓度的约1.5倍至约5倍。在一示例性实施方案中，基础液体被浓缩至基础液体所来源的原始液体的原始浓度的约2倍。在另一示例性实施方案中，基础液体被浓缩至基础液体所来源的原始液体的浓度的约2.5倍。在又一示例性实施方案中，基础液体被浓缩至基础液体所来源的原始液体的浓度的约3倍。
在某些实施方案中，浓缩基础液体具有约30白利糖度至约80白利糖度的糖含量，更优选约50白利糖度至约70白利糖度的糖含量。在本发明的其它实施方案中，浓缩基础液体具有10至30白利糖度的糖含量。
如本领域普通技术人员将认识到的，可以使用各种方法来生产浓缩基础液体，例如纳滤，超滤，微滤，反渗透，蒸馏，分馏，碳过滤或框架过滤。浓缩基础液体可以使用由选自以下的一种或多种材料构成的半透膜来制备：乙酸纤维素，聚砜，聚酰胺，聚丙烯，聚交酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，沸石，铝和陶瓷。
在优选的实施方案中，浓缩基础液体是由高比重(high-gravity)啤酒生产的浓缩啤酒。如本领域技术人员所知，酒精饮料的“比重(gravity)”或“比重(specificgravity)”是指与发酵过程中的水相比，麦芽汁(或葡萄汁，如果饮料是葡萄酒)的相对浓度。“比重”是指在将酵母加入(或“调味”)到麦芽汁以开始发酵过程之前，麦芽汁(在糖化过程中从谷物中提取的含糖液体)的浓度，在发酵过程中酵母消耗麦芽汁中的糖，产生二氧化碳和酒精。
为了本发明的目的，“高比重”啤酒是指具有至少1.070的原始比重的啤酒。较高的原始比重表明酿造啤酒的麦芽汁含有相对较高浓度的糖和风味增强组分。较高浓度的糖为酵母提供了更多的食物，从其中可以生产额外的酒精，因此，与具有较低原始比重的啤酒相比，高比重啤酒倾向于具有更高的酒精含量。如本领域技术人员将认识到的，不同的酵母菌株对酒精具有不同的耐受性，并且某些菌株可能能够以比其他菌株更高的酒精水平存活。在这些优选的实施方案中，高比重啤酒具有至少8酒精体积分数(abv)，至少12abv或至少16abv的酒精浓度。
在本发明的某些实施方案中，基础液体是加压基础液体。基础液体可以使用溶解在基础液体中的加压气体进行加压。在本发明的某些实施方案中，加压气体具有在2℃下约0.5巴超压至在2℃下约4巴超压中任一点的气压。在示例性实施方案中，加压气体具有在2℃下约2巴超压的气压。在本发明的各种实施方案中，加压气体可以是二氧化碳，氮气，二氧化氮，一氧化二氮或其各种组合。
为了本发明的目的，“高碳酸”饮料被定义为含有比通常在碳酸饮料中发现的二氧化碳水平更多量的溶解二氧化碳的饮料。结果，高碳酸饮料可以通过添加一种或多种液体(例如无气泡水(stillwater))稀释，并且得到具有可接受的碳酸化水平的饮料。高碳酸饮料的示例性实施方案包括：碳酸化至高于每升6克二氧化碳的水平的啤酒(碳酸化时具有2-6g/l二氧化碳的典型碳酸化水平)或碳酸化至每升大于7克二氧化碳的水平的水或软饮料(碳酸化时具有4-7g/l的典型碳酸化水平)。在本发明的一些优选实施方案中，基础液体是高碳酸饮料。
以与本发明的方法和装置中可以使用许多不同的基础液体相同的方式，本领域普通技术人员将认识到，在本发明中可以使用各种类型的组分。在本发明的一些实施方案中，添加到饮料中的组分包括一种或多种固体或液体风味剂组分，其可以加入到浓缩饮料中以制备最终饮料。合适的风味剂组分的实例包括(但不限于)香料风味剂，水果风味剂，草药风味剂，啤酒花味道，麦芽风味剂，坚果风味剂，烟风味剂，其他合适的风味剂(例如咖啡风味剂或巧克力风味剂)，以及这些风味剂的混合物。
在本发明的其它实施方案中，添加到浓缩饮料中的组分包括一种或多种固体或液体浓缩组分。在本发明的各种实施方案中，潜在的浓缩组分选自：啤酒花浓缩物，水果浓缩物，甜味剂，苦味添加剂，浓缩香料，发泡促进剂，浓缩麦芽基液体，浓缩的发酵液体，浓缩啤酒，着色剂，风味添加剂及其混合物。在某些情况下，浓缩组分(例如，浓缩啤酒)可以是酒精浓缩组分。
本领域普通技术人员将认识到，可以使用各种方法来制备各种类型的浓缩组分，例如纳滤，超滤，微滤，反渗透，蒸馏，分馏，碳过滤或框架过滤，使用以上描述的关于浓缩基础液体的制备的各种半透膜材料。浓缩组分可以是浓缩过程的渗透物或渗余物，并且可以通过重复一种或多种浓缩过程并将这些过程中的渗透物和渗余物合并来制备。浓缩组分可以含有水，酒精，挥发性风味组分，氨基酸，芳族物质，一价盐，碳水化合物，蛋白质和/或二价盐和多价盐。
在本发明的某些实施方案中，希望制备饮料的用户可以选择两种或更多种不同的基础液体用于饮料。在示例性实施方案中，第一基础液体是酒精液体，例如啤酒(包括爱尔啤酒和拉格啤酒)，苹果酒，葡萄酒，基于麦芽的饮料，发酵饮料，苹果酒基饮料或烈酒，第二基础液体是啤酒，果汁，糖浆，碳酸或非碳酸水，碳酸或非碳酸软饮料，咖啡，茶，奶和/或植物提取物。
如果使用两种或更多种不同的基础液体来制备饮料，则可以将第一组分与第一基础液体混合以制备第一混合液体，并且可以将第二组分与第二基础液体混合以制备第二混合液体。然后可以将第一混合液体与第二混合液体混合以制备饮料。
在本发明的示例性实施方案中，第一混合液体和第二混合液体通过喷射混合而混合在一起，但是本领域普通技术人员将认识到也可以使用其它混合方法(即诸如叶片或螺旋桨的机电装置)。例如，在本发明的其它示例性实施方案中，第一和第二混合液体可以通过没有移动部件的静态混合器混合在一起，静态混合器利用湍流来混合液体和制备饮料。静态混合器可以由包括不锈钢，聚丙烯，特氟龙，pdvf，pvc，cpvc和聚缩醛的各种材料构成，并可以是板式静态混合器或螺旋式静态混合器。在本发明的一些实施方案中，混合室是可弃式塑料混合器室，其出于卫生原因可以被丢弃和更换。
在本发明的某些实施方案中，静态混合器是管线内混合器。在本发明的一些实施方案中，该混合元件是文丘里管(管道或管线的缩小的窄直径部分，其导致通过该部分的液体速度增加但压力降低-被称为“文丘里效应”的现象)。当液体流经文丘里管时，文丘里效应产生引起湍流的真空，引起液体和其他组分的混合发生。
普通技术人员还将认识到，第三基础液体可以与第三组分混合，第四基础液体可以与第四组分混合，等等。
在本发明的某些示例性实施方案中，第一基础液体是浓缩基础液体，第二基础液体是碳酸或非碳酸水。在这些实施方案中，水稀释浓缩第一基础液体(其也可以是碳酸化或非碳酸化的)，使得一客份稀释液体的糖含量等于浓缩第一基础液体所来源的饮料的糖含量。在一些实施方案中，稀释液体的酒精含量等于浓缩第一基础液体所来源的饮料的酒精含量。在其它实施方案中，可以将含有酒精的浓缩组分加入到稀释液体中以将其酒精含量提高至所需水平。
在本发明的其它实施方案中，单一基础液体可与多种组分组合以制备饮料。例如，第一基础液体可以与第一组分组合以制备第一混合液体，并且相同的第二基础液体可以与第二组分组合以制备第二混合液体。然后可以将这些第一和第二混合液体混合在一起，以使用本领域技术人员已知的混合方法(如上述喷射混合)制备饮料。或者，第一混合液体可以与第二组分组合以制备饮料。
在将第一混合液体与第二混合液体混合以制备饮料的本发明的实施方案中，第二混合液体可以含有发泡促进剂。合适的促进剂包括例如来自片状小麦，片状大麦，小麦麦芽和/或大麦芽的蛋白质和糖蛋白。这些发泡促进剂导致待分配的饮料具有改善的发泡性能，在分配的饮料顶部产生期望的泡沫圈(foamcollar)。在本发明的某些实施方案中，第一混合液体可以含有第一着色剂，并且第二混合液体可以含有第二着色剂，从而允许饮料被分配不同层的颜色(或者如果液体混合在一起，则为颜色的组合)。如本领域普通技术人员将认识到的，添加更多含有着色剂的混合液体将导致含有更多层颜色的饮料。
在本发明的实施方案中，一种或多种基础液体可以容纳在一个或多个容器中并从一个或多个容器中分配。这些容器可以是小桶，袋，瓶，罐，大桶和其他等效的容器。在示例性实施方案中，容器是“瓶中袋”容器，其由容纳待分配的液体的内部可折叠的囊或袋(“袋”)构成，其中内部“袋”本身容纳在外部刚性容器(“瓶”)中。类似地，在其它示例性实施方案中，容器是“盒中袋”容器，其包括与示例性的“瓶中袋”容器相同的内部可折叠的“袋”，但是还包括其中容纳袋的外部刚性“盒”代替圆形“瓶”。在其他实施方案中，可以使用其他类型的“容器中容器”装置作为容器。
容纳基础液体的容器可以由各种材料构成，包括例如金属如钢和铝，塑料如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或高密度聚乙烯(hdpe)，玻璃或聚合物如橡胶。在某些实施方案中，例如上述“瓶中袋”和“盒中袋”容器，容器的不同部件根据这些部件的特定功能而各自由不同的材料构成。
在本发明的某些实施方案中，容纳基础液体的容器被加压并且容纳加压流体。这种加压流体可以在制备饮料期间将基础液体驱动离开容器。在本发明的其他实施方案中，基础液体容器可以利用泵送装置来从容器驱动基础液体，或者使用容纳在分离的容器(例如瓶)中的加压流体从容器驱动基础液体。在其他实施方案中，容器可以简单地使用重力来从容器驱动基础液体。
在示例性实施方案中，容器是瓶中袋容器(如上所述)，并且通过将加压流体(例如大气)喷射并泵送到袋和容纳袋的刚性瓶之间的空隙中来将袋中容纳的基础液体驱动离开容器。当流体填充该空隙时，其对袋中的液体施加压力，迫使其离开容器。在该示例性实施方案中，用户可以控制从容器释放多少基础液体(因此，控制使用多少基础液体用于生产饮料)。在一些示例性实施方案中，从瓶中袋容器驱动的液体的量可以基于基础液体待与混合的具体组分而被预编程或自动确定。在另一示例性实施方案中，容器是盒中袋容器(如上所述)，并且通过将加压流体(例如大气)喷射并泵送到袋和容纳袋的刚性盒之间的空腔中来将袋中容纳的基础液体驱动离开容器。
在本发明的某些实施方案中，在一个或多个容器中提供一种或多种组分。这些容器可以是荚状容器，胶囊，包，瓶，圆筒和匣，并且可以由各种材料，例如金属，铝，塑料或聚合物构成。在本发明的示例性实施方案中，容器是可重复使用的容器。在本发明的某些实施方案中，可重复使用的容器可以用其他组分重新填充。在本发明的某些其他实施方案中，可重复使用的容器可以容纳用于多客份饮料的足够组分，并且可以使用相同(或不同的)基础液体多次使用以分配多份饮料。
在本发明的各种实施方案中，制备的饮料的客份量可以是6盎司，8盎司，10盎司，12盎司，14盎司，16盎司，18盎司，20盎司，22盎司或24盎司，并且每个组分容器容纳约5，6，7，8，9，10，11或12克和约15克的组分。在本发明的示例性实施方案中，由基础液体和组分制备的饮料是含有8克组分的12盎司饮料。
在本发明的某些示例性实施方案中，组分容器是由塑料构成的可弃式容器，其在用于制备和分配饮料之后被丢弃或再循环。在某些实施方案中，组分容器可以用于制备和分配多份饮料，但是一旦容器中不再剩余组分就被丢弃。
在本发明的各种实施方案中，组分容器可以具有旨在贮藏容器内储存的组分的性质。在一些实施方案中，组分容器可以含有除氧剂或氧吸收剂，例如碳酸亚铁，抗坏血酸盐，碳酸氢钠和柑橘，其降低包装中的氧水平，防止至少一些氧化反应发生并帮助贮藏容器中的组分。在本发明的一些实施方案中，组分容器可以是气体屏障，氧气屏障和/或光屏障。例如，容器的外部可以涂覆有无机氧化物和遮光着色剂，无机氧化物有助于防止诸如氧气和二氧化碳的气体进入或离开容器，遮光着色剂有助于防止导致与组分的化学反应的光(包括紫外光)进入容器。
在本发明的一些实施方案中，容器还容纳一定体积的压缩的加压气体。气体可以被加压至比大气压高约0.5巴至比大气压高约2.0巴的水平。在本发明的某些其他实施方案中，加压气体位于组分容器的第一室中，并且组分位于组分容器的第二室中。当组分与基础液体混合时，加压气体从容器中逸出，膨胀并作用于冷却浓缩组分与基础液体的混合物。
本领域技术人员将认识到，可以利用其它方法来冷却由基础液体和组分制备的饮料，并且可以在各种温度下分配饮料。在优选实施方案中，饮料是在等于或低于0℃，等于或低于2℃或等于或低于5℃的温度下分配的酒精饮料。
如本领域普通技术人员将认识到，在将一种或多种基础液体与一种或多种组分混合的过程中，基础液体的气体压力(以及液体中含有的溶解气体的量)可能降低。在一些情况下，这可能是由于组分的气体清除性能。因此，在本发明的某些实施方案中，在一种或多种基础液体与一种或多种组分混合以制备饮料之后，在饮料分配之前将加压气体加入到饮料中。在某些实施方案中，该额外的加压气体补偿因混合发生的溶解气体的任何损失。在其它实施方案中，加入加压气体以进一步加压饮料(例如，得到待分配的高碳酸饮料)。
在本发明的某些实施方案中，待添加到饮料中的额外加压气体是二氧化碳，氮气，二氧化氮和/或一氧化二氮。在一些实施方案中，加压气体可以由容纳加压气体的容器提供。在其它实施方案中，加压气体是从固体或液体源制备的，例如泡腾或化学反应物，例如食品级碳酸酯或当引入水时能够产生二氧化碳的酸。
在本发明的某些示例性实施方案中，在饮料被分配之前要添加到饮料中的加压气体是有香味的。加压气体可以具有风味剂的香味，风味剂例如发酵啤酒花，水果，草药，香料，糖果，其混合物或本领域技术人员已知的其它合适的风味剂。
本发明的某些示例性实施方案涉及用于从一种或多种基础液体和一种或多种组分制备饮料的设备。这些设备的尺寸和形状各不相同，但是在某些示例性实施方案中，该设备能够安装在家庭台面或桌子上，具有不大于0.5米的高度和不大于0.25平方米的占地面积。
在本发明的示例性实施方案中，用于制备饮料的设备包括用于吸入第一基础液体的至少第一液体入口，用于纳入第一组分容器的至少第一贮器，用于分配混合饮料的饮料出口，以及至少第一液体管线，其能够将液体从第一液体入口通过设备输送到饮料出口，在饮料出口最终分配饮料。设备通常还包括容纳设备的功能部件的壳体。在本发明的某些实施方案中，壳体的至少一部分是透明的，允许用户观察位于壳体内的设备的部件。
在某些实施方案中，第一液体入口可以是适于直接连接到基础液体容器的管道配件，或者它可以是连接到基础液体容器的管道或柔性管或软管的入口。对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的设备不限于单一基础液体，而是可以含有两个或更多个液体入口。
在本发明的实施方案中，用于纳入第一组分容器的贮器能够接收特定类型的组分容器。在其他实施方案中，贮器能够接收多种类型的组分容器。如上所述，这些组分容器可以采取各种形式，例如荚状容器，胶囊，包，瓶，圆筒和匣，并且可以由不同的材料构成。
如本领域技术人员将认识到的那样，根据本发明的设备不限于用于纳入组分容器的单一贮器，而是可以含有用于纳入组分容器的两个或更多个贮器。在某些实施方案中，每个贮器可被设计成接收相同类型的组分容器，但在其他实施方案中，不同的贮器能够接收不同类型的容器。
在本发明的示例性实施方案中，用于制备饮料的设备包括第一液体管线，其将液体入口(基础液体输入到设备中的位置)与放入一个或多个贮器中的组分容器的内容物连接，并且最终到达最终分配饮料的饮料出口。在某些实施方案中，该液体管线可以将一个或多个液体入口与一个或多个组分容器连接，允许多种基础液体同时与多种组分组合，从而可以制备和分配定制和复杂的饮料。
能够将多种浓缩组分与基础液体组合的示例性实施方案
在本发明的一示例性实施方案中，用于制备饮料的设备包括用于纳入组分容器的两个独立的贮器。在该示例性实施方案中，液体管线在一端连接到用于将基础液体吸入到设备中的第一液体入口。
在该示例性双贮器实施方案中，液体管线分成液体入口下游的第一支液体管线和第二支液体管线。第一支管线液体管线连接到两个贮器中的第一个，第二支液体管线连接到两个贮器中的第二个。这些连接允许基础液体与位于每个贮器内的容器中容纳的组分混合。在该示例性实施方案中，两个支液体管线相交并再次连接在一起成为单个液体管线中-在该相交点处，将每个支液体流中所容纳的混合液体混合在一起。在一些实施方案中，该相交点位于两个贮器的下游(所谓的“并联”实施方案)。在其它实施方案中，该相交在第二贮器发生——第一贮器的下游(所谓的“串联”实施方案，其允许第二贮器中的组分与比第一贮器更大体积的液体混合)。该单一液体管线然后连接到饮料出口，从而允许从设备中分配刚混合饮料。如普通技术人员将认识到的，该示例性双贮器实施方案可以适用于具有三个(或更多个)贮器和相应数量的支液体线的设备。
在本发明的一些实施方案中，基础液体和组分的混合发生在组分容器本身内。如果组分容器是可重复使用的，则可以将其从设备中取出并在重新使用前洗涤。在某些其他实施方案中，容器是可弃式的，并且在一次或多次使用后被丢弃或再循环(取决于容器中所含有的组分的量)。在某些示例性实施方案中，这些可弃式容器是透明或半透明的塑料容器，允许设备的使用者在基础液体与组分容器的内容物混合时观察。
在上述示例性双贮器实施方案中，饮料分配装置包括一个或多个阀，其被配置为控制通过液体管线和两个支液体管线的液体流速。如本领域普通技术人员将认识到的那样，两种组分容器可以含有不同的组分，以及不同体积的这些组分。这些组分可以各自具有不同的混合行为，在基础液体中的不同溶解度和/或不同的粘度(一些组分是液体，其它是固体)。此外，这些组分将影响基础液体的温度，其可以在某些实施方案中以不同程度小心地控制。因此，上述一个或多个阀允许根据两个组分容器的每一个中容纳的组分的特性和体积来控制与这些组分混合的基础液体的速率和量。
在设备的某些示例性实施方案中，每个组分容器被标记有身份标签，例如(但不限于)条形码或rfid标签。在本发明的某些实施方案中，该设备包括能够读取身份标签并确定特定容器中组分的类型和体积的扫描器(例如条形码或rfid扫描器)。在其他实施方案中，组分的类型和/或体积可由设备的用户手动输入。
在本发明的这些特定实施方案中，该设备还包括用于控制一个或多个阀的控制器，以及连接到该控制器的微处理器和存储器，所述控制器调节通过支液体管线的基础液体的流速。合适的控制器，阀和微处理器将是本领域技术人员已知的。存储器包括用于在制备饮料期间设置和改变这些一个或多个阀的位置的一组预加载的“分配序列”，并且微处理器根据容器中组分的类型和体积来选择这些分配序列之一。在一些实施方案中，设备的用户可以手动地选择或编程他们自己的分配序列。
在本发明的某些示例性实施方案中，控制器可以允许基础液体仅流过第一支管线一段时间，然后允许基础液体仅流过第二支管线一段时间。该示例性“分配序列”可以产生各种结果：例如，如果第二组分含有发泡促进剂，则该序列将导致其中泡沫被分配在饮料顶部的圈中的饮料。并且如果每个容器含有不同的着色剂，则该示例性分配序列将导致其中不同颜色彼此层叠的饮料。
除了控制通过两个支液体管线中的每一个的基础液体的流速之外，在某些实施方案中，也可以控制通过液体入口本身进入液体管线的基础液体的流速。这种控制可以通过阻塞装置来实现，该阻塞装置减小或扩大基础液体流过的面积以便设定所需的流速。该阻塞装置可以由与调节通过支液体管线的流速的一个或多个阀的控制器相同或类似的控制器来控制。
关于含有液体供应管线的饮料分配装置的共同担忧是生物被膜在液体供应管线中的积聚。这种生物被膜提高了卫生/清洁担忧，并可能对制备好的饮料的味道产生负面影响。为了减轻这个问题，在本发明的某些实施方案中，在制备饮料的过程中，在第一持续时间内，在液体管线中保持比环境压力高的第一压力水平。然后，在饮料完成混合并分配的第二持续时间期间，以任何方式，将压力增加到第二较高水平的压力，从而通过吹出管线中的任何剩余液体来清洁液体管线。
在本发明的这些实施方案中，该设备包括压力调节器，其连接到控制微处理器控制单元。压力调节器控制单元还连接到一个或多个流量计，其监测流过设备的一个或多个液体管线的液体的体积，并将该信息提供给控制单元。压力调节器连接到一个或多个加压气体源，允许压力调节器调节液体管线中的压力。这些加压气体源含有具有比大气压高约2巴至比大气压高约4巴的压力的气体。
在示例性实施方案中，压力调节器控制单元在饮料的混合和分配持续时间的约最初90％期间将设备的一个或多个液体管线中的压力维持在2.2巴。然而，在该持续时间的最后10％期间，压力调节器控制单元指示压力调节器将液体管线中的压力提高到2.4巴。一旦饮料已经完全分配，压力调节器然后将压力升高到约3巴-从设备的液体管线清除所有剩余的液体。
涉及混合室的实施方案
如上所述，在其中两种或更多种组分与至少一种基础液体混合以形成多种混合液体的本发明的实施方案中，这些混合液体必须最终合并以制备待分配的饮料。在本发明的示例性实施方案中，该合并发生在称为“混合室”的部件中。
在本发明的某些示例性实施方案中，设备的两条或更多条液体管线连接到混合室，每个液体管线容纳可与一种或多种组分混合的基础液体。在本发明的某些实施方案中，混合室可以含有诸如叶片或螺旋桨的机电混合装置。然而，在某些其他实施方案中，混合室含有喷射混合器。这种喷射混合器允许液体在短时间内混合在一起，形成液体混合物，乳液和/或泡沫，同时确保最终产物以高度的均匀性和平滑度混合。喷射混合器还避免将混合物暴露于空气中，这有助于避免饮料的过早发泡或含有溶解气体的液体如碳酸饮料的减压。混合室包括将混合室连接到饮料出口用于分配混合饮料的喷射混合器出口。
在本发明的某些示例性实施方案中，喷射混合器是双喷射混合器，其中第一液体管线连接到第一喷射出料端，第二液体管线连接到第二喷射出料端。然而，本领域技术人员将认识到，可以向喷射混合器添加连接一个或多个额外液体管线的额外喷射出料端。
在上述双喷射混合器中，第一和第二喷射出料端以相互相对或冲击的喷射流排出液体。这些喷射流的角度可以被改变以改变喷射混合器的特性和功能。例如，在一种配置中，喷射出料端之间的角度为180度，并且喷射流直接彼此相对(称为“相对喷射混合器”)。在另一种构造中，喷射出料端之间的角度为135度，并且喷射流冲击喷射流。
在本发明的某些示例性实施方案中，喷射出料端是其中提供组分的容器的一部分。在这些示例性实施方案中，在饮料被混合和分配之后，喷射出料端可从混合室中移除并且用新的喷射出料端替换，确保混合室保持清洁和卫生，并且待混合的下一个饮料不被来自先前混合饮料的残留物/残余物污染。在本发明的某些示例性实施方案中，混合室本身是可移除的和可弃式的。在这些实施方案中，混合室优选地包括塑料材料，例如聚乙烯或聚丙烯。
在本发明的其它示例性实施方案中，混合室是没有移动部件的静态混合器，其利用湍流来混合液体和制备饮料。静态混合器可以由包括不锈钢，聚丙烯，特氟龙，pdvf，pvc，cpvc和聚缩醛的各种材料构成，并可以是板式静态混合器或螺旋式静态混合器。在本发明的一些实施方案中，混合室是可弃式塑料混合器室，其出于卫生原因可以被丢弃和更换。
在本发明的某些实施方案中，该静态混合器是文丘里管(管道或管线的缩小的窄直径部分，其导致通过该部分的液体速度增加但压力降低-被称为“文丘里效应”的现象)。当液体流经文丘里管时，文丘里效应产生引起湍流的真空，引起液体和其他组分的混合发生。
在某些实施方案中，混合室是加压室。在这些实施方案中，混合室中的压力保持在比环境压力高约0.1巴至约1巴。在示例性实施方案中，混合室经由压力阀连接到加压气体源。加压气体源保持在比混合室本身的压力高0.5至2巴的压力，并且连接混合室和气源的压力阀由联接到混合室中的温度传感器的微处理器控制。当混合室中感测到的温度升高到用于制备饮料的期望范围(通常在2℃至5℃)之上时，微处理器指示压力阀打开，允许加压气体进入混合室并膨胀，降低混合室(以及混合室内所容纳的混合饮料)的温度。
在某些示例性实施方案中，混合室包括冷却元件。在这些实施方案中的一些实施方案中，冷却元件由联接到电子控制的热交换器的散热片构成。在这些实施方案中，散热片由导热材料构成，并位于混合室内部。热交换器位于混合室的外部并且联接到散热片，并且利用例如珀尔帖元件或气体的压缩/膨胀以通过散热片从混合室排出热量。本领域普通技术人员将认识到，一个或多个类似的冷却元件也可以位于设备的其它部分中，并且用于在基础液体和组分混合在一起以形成饮料之前和之后将它们冷却。
包括气体压力调节器的实施方案
在包括上述实施方案的本发明的某些示例性实施方案中，用于制备饮料的设备能够调节待混合和分配的饮料中的气体压力。在这些示例性实施方案中，用于制备饮料的设备包括通过气体组分入口连接到设备的加压气体源。在某些实施方案中，该气体组分入口通过液体管线中的压力室中的阀联接到设备的液体管线，压力室位于该至少一种基础液体和至少一种组分混合在一起的位置的下游，而位于饮料从设备分配的位置的上游。
在本发明的上述实施方案中，压力室中的阀由气体压力调节单元控制。在这些实施方案中，气体压力调节单元连接到液体管线中的位于压力室上游的传感器元件，该传感器元件能够测量流过液体管线的液体中的溶解和/或夹带的气体的量。
在示例性实施方案中，传感器元件由分配给液体管线的第一夹带空气测量模块，排放管线，分配给排放管线的第二夹带空气测量模块，和溶解的空气/气体测定微处理器构成。分配给液体管线的第一夹带空气测量模块感测并测量液体管线中的夹带空气。排出管线在较低的压力下从液体管线中排出液体，并且分配给排气管线的第二夹带空气测量模块提供对液体中夹带的空气量的第二次测量。溶解的空气/气体测定微处理器接收这两个测量值，测定流过液体管线的饮料中溶解的空气/气体的量，并将该测量值提供给气体压力调节单元。
取决于由溶解的空气/气体测定微处理器提供的测量值，气体压力调节单元被配置为将加压气体从气体组分入口释放到压力室中以加入到饮料中。在某些实施方案中，待添加到饮料中的额外加压气体是二氧化碳，氮气，二氧化氮和/或一氧化二氮。在一些实施方案中，加压气体可以由容纳加压气体的容器提供。在其它实施方案中，加压气体是从固体或液体源制备的，例如泡腾或化学反应物，例如食品级碳酸酯或当引入水时能够产生二氧化碳的酸。
在某些实施方案中，加压气体可以具有风味剂的香味，风味剂例如发酵啤酒花，水果，草药，香料，糖果，其混合物或本领域技术人员已知的其它合适的风味剂。
在示例性实施方案中，使用喷嘴将加压气体注入压力室，该喷嘴将加压气体鼓泡(sparge)到压力室中的液体中。在某些实施方案中，加压气体沿与饮料在压力室中流动的方向相反的方向鼓泡。鼓泡是化学惰性气体鼓泡(bubble)通过液体的技术。该技术允许将饮料的气体压力升高至所需水平。
实施例
以下预言性实施例描述了本发明的潜在实施方案：
实施例1：将酒精浓度为6至8酒精体积分数(abv)和5℃的温度的基础液体啤酒与含有5克啤酒花浓缩物和果实浓缩物的浓缩组分荚状容器的内含物混合以形成12盎司饮料。将二氧化碳溶解在饮料中，并将饮料冷却至低于0℃并分配到杯子中。
实施例2：碳酸化基础液体拉格啤酒与含有10克香料和水果风味剂组分的组分荚状容器的内容物混合以形成饮料，所述碳酸化基础液体拉格啤酒浓缩至其所浓缩自的高比重啤酒的糖含量的三倍并具有10至12酒精体积分数(abv)的酒精浓度和5℃的温度。将碳酸水加入到饮料中以形成20盎司饮料，并将饮料冷却至约2.5℃并分配到杯子中。
实施例3：高碳酸基础液体爱尔啤酒与含有8克啤酒花浓缩物和发泡促进剂的浓缩组分荚状容器的内容物混合，所述高碳酸基础液体爱尔啤酒浓缩至其所浓缩自的高比重啤酒的糖含量的两倍并具有8至10酒精体积分数(abv)的酒精浓度和2.5℃的温度。将高碳酸水加入到饮料中以形成16盎司饮料，并将饮料冷却至低于0℃的温度并分配到杯子中。
实施例4：将酒精浓度为2至4酒精体积分数(abv)和低于0℃的温度的基础液体啤酒与含有12克酒精碳酸化啤酒浓缩物的浓缩组分荚状容器的内含物混合以制备饮料。浓缩组分荚状容器中的酒精将饮料的酒精含量提高到6至8abv。将二氧化碳溶解在饮料中以形成碳酸饮料，其在约2.5℃的温度下分配。
已经为了说明的目的描述了本发明的实施方案和预言实施例。本领域技术人员将从本说明书中认识到，所描述的实施方案和预言实施例不是限制性的，并且可以实施为具有仅由所附权利要求的精神和范围限制的修改和变更，这些权利要求旨在覆盖这些修改和变更，以便对本发明的各种实施方案及其等同物提供广泛的保护。