用于制备冷却发泡饮料的饮料制备设备的制作方法

本发明涉及一种用于由含饮料配料的胶囊制备饮料的饮料制备设备。具体地讲，本发明涉及一种用于方便地制备冷饮、混合饮料以及任选地发泡饮料的设备。

背景技术：

用于制备热的发泡饮料诸如发泡乳饮料的设备是本领域熟知的。这些设备包括基本上圆柱形的容器或接收器，其中居中布置有发泡装置。这些设备的底部部分还配备有加热装置，以使得一旦发泡装置旋转，容器中含有的饮料能够同时加热和发泡。加热装置通常被布置成将饮料加热至预定温度，但消费者不能由此设定或调节加热温度。

然而，根据口味偏好，消费者可能想要制备不同温度的饮料，具体地讲，温度比设备的预设标准温度更低的饮料。具体地讲，用户可能想要制备冷却饮料或冰饮料，同时任选地使得饮料能够混合和/或发泡。

在现有技术中例如根据文档US 2012/294108 A1已知的是，混合装置包括混合罐和盖。混合装置的内部体积内包括混合刀片，并且盖包括邻近混合罐内表面的刮刀。

鉴于此原因，本领域需要一种解决方案，使得能够方便地制备一种冷却混合饮料或发泡饮料。本发明还试图解决在以下描述中将变得显而易见的其他问题。

发明目的和

技术实现要素：

在第一方面，本发明涉及一种冷饮制备设备，该设备包括：用于接纳液体饮料的敞口冷却贮存器；冷却装置，该冷却装置与冷却贮存器相关联，用于冷却贮存器内表面的至少一部分；旋转搅拌构件，该旋转搅拌构件被布置在冷却贮存器中，用于使液体根据构件的旋转速度而混合或发泡；以及旋转刮削构件，该旋转刮削构件被布置在冷却贮存器中，用于刮削冷却贮存器的内表面，其中旋转搅拌构件和刮削构件被设计成在设备的冷却贮存器内被独立地驱动。

根据本发明的饮料制备设备能够有助于且方便地制备冷却混合饮料以及任选地发泡饮料。因此，搅拌构件被设计成使得装入冷却贮存器中的饮料能够混合或发泡，同时刮削构件是除了搅拌构件之外的一个构件，被设计用于刮削贮存器的内表面。刮削构件优选地被设计和布置用于随着饮料冷却从贮存器的内表面除去冰晶。因此，实现了所得饮料的均匀质地和冷却。

冷却装置优选地包括公共制冷回路，该公共制冷回路包括压缩机、冷凝器、蒸发器和阀或毛细管。冷却装置优选地包括冷却单元诸如蒸发器，该冷却单元围绕冷却贮存器侧壁的外周布置。优选地，冷却单元围绕贮存器侧壁的外周以螺线型或螺旋状布置方式布置。

冷却装置优选地适于将冷却贮存器的内表面冷却至介于5℃至-30℃之间的温度。因此，冷却装置优选地连接至设备的控制单元，该控制单元将具体温度控制为内表面冷却的温度。控制单元可被设计用于例如经由设备的用户界面而根据用户选择施加一个特别优选的冷却温度。因此，冷却装置可将冰咖啡产品的冷却温度设定为介于0℃至5℃之间。对于格兰尼它冰糕产品来说，可将冷却温度设定成介于-2℃与-10℃之间。

在一个优选的实施方案中，旋转搅拌构件和刮削构件被设计成在设备的冷却贮存器内被独立地驱动。旋转搅拌构件和刮削构件优选地被设计成在不同时间、针对不同时间间隔或周期、以不同速度和/或沿不同方向独立地受控。搅拌构件优选地被设计成以比刮削构件更高的旋转速度旋转。具体地讲，搅拌构件16优选地以介于100rpm至5000rpm之间的旋转速度被驱动。刮削构件17优选地以介于30rpm至200rpm之间的旋转速度被驱动。搅拌构件16和刮削构件17可以相同的方向(顺时针或逆时针)旋转，或它们可各自以不同方向旋转。

搅拌构件和刮削构件优选地被布置成围绕公共旋转轴线旋转。搅拌构件和刮削构件优选地由专用驱动装置诸如电动马达驱动。因此，每个构件优选地连接至单独的驱动装置。优选地，一旦冷却贮存器接合至设备的专用支承装置中，即可选择性地实现搅拌构件和刮削构件与相应驱动装置之间的连接。

旋转搅拌构件包括基本圆盘形的基座构件，该基座构件居中布置在冷却贮存器的底部区域。该圆盘形的基座构件优选地包括多个混合孔。该混合孔优选地被设计成使得冷却贮存器中含有的饮料能够混合和/或发泡。该混合孔优选地为倾斜凹陷部，该倾斜凹陷部被设计用于将布置在圆盘形的基座构件下方的液体至少部分地朝圆盘形的基座构件的上表面重新导向。搅拌构件的发泡性质优选地取决于搅拌构件的旋转速度。

刮削构件优选地包括从刮削构件的基座部分突伸出的周边刮削梁。刮削构件的基座部分可以是优选地布置在设备的旋转搅拌构件下方的圆盘形构件。因此，刮削构件的圆盘形构件优选地包括比搅拌构件的圆盘形基部更大的径向延伸部。

优选地，刮削梁以基本上平行于冷却贮存器的旋转轴线的取向布置。刮削梁优选地包括外表面，该外表面具有适形于贮存器内表面的形状。因此，在刮削构件旋转期间，所述外表面优选地与贮存器的内表面至少部分地接合，以便除去可形成于贮存器的内部冷却表面上的冰晶。

刮削构件优选地包括延伸穿过冷却贮存器底部表面的周边驱动轴。该驱动轴连接至或者可选择性地连接至刮削构件的驱动装置，该驱动装置优选地布置在设备的底部部分中。

搅拌构件优选地包括延伸穿过冷却贮存器底部表面的中央驱动轴。该中央驱动轴连接至或者可选择性地连接至搅拌构件的驱动装置，该驱动装置优选地布置在设备的底部部分中。

在一个可供选择的实施方案中，搅拌构件在冷却贮存器内被磁力驱动。因此，搅拌构件可与专用驱动装置磁力接合，该驱动装置被布置在冷却贮存器的外部。因此，搅拌构件不包括延伸穿过冷却贮存器底部表面的驱动轴。

饮料制备设备还可包括加热装置，该加热装置被布置在冷却贮存器的底部部分或壁中，用于选择性地加热液体。加热装置可包括在贮存器或陶瓷加热器的底壁上分层的厚膜加热器。

优选地，设备的冷却贮存器可选择性地连接至冷却装置的支承装置。因此，在饮料制备过程结束后，用户可将冷却贮存器从支承装置断开并将所得的饮料从冷却贮存器倒入专用接纳接收器中。冷却模块还可包括专用出口，用于将所得的冷饮分配到专用接纳接收器中。

在另一方面，本发明涉及一种系统，该系统包括如上所述的冷饮制备设备，并且还包括热提取模块，该热提取模块包括：冲煮单元，该冲煮单元用于将热液体注入含有饮料配料的胶囊中；热饮料出口，该热饮料出口连接至冲煮单元并用于分配热提取的饮料，其中设备的热饮料出口和敞口冷却贮存器被布置成可相对于彼此移动，以使得热提取的饮料可在热饮料出口和冷却贮存器的至少一个相对位置中从热饮料出口选择性地分配到敞口冷却贮存器中。

根据本发明的系统能够根据热饮料出口和敞口冷却贮存器相对于彼此的相对位置而选择性地制备热饮料或冷饮。因此，能够方便地制备处于所需热温度或冷温度的饮料。

根据本发明，热提取模块优选地被设计用于通过将热的且优选地加压的液体注入含有饮料配料的胶囊中而制备热饮料，特别是制备咖啡或茶饮料。因此，热提取模块优选地适于针对具体饮料类型而施加最佳提取温度(具体为冲煮温度)。这对于基于胶囊内所含配料的将以介于80℃至95℃之间的相对较高温度来制备的茶或咖啡饮料尤其重要。因此，针对饮料类型提供最佳提取参数(具体为冲煮参数)，同时消费者可选择处于热状态或冷状态(具体为热温度或冷温度)的饮料。

该系统的热饮料提取模块优选地包括贮液器、泵和加热装置(诸如加热块)，该贮液器用于向冲煮单元提供液体诸如水，该泵和该加热装置与贮液器流体连接。泵和加热装置连接至提取模块的冲煮单元，以使得能够向冲煮单元提供加热的以及优选地加压的液体。

热提取模块的冲煮单元适于接纳和封装含有饮料部分饮料配料诸如咖啡粉的胶囊。与热提取模块结合使用的胶囊优选地包括截顶圆锥形主体部分，该截顶圆锥形主体部分具有从主体部分延伸出的凸缘状边缘，密封膜由此连接至该凸缘状边缘。胶囊优选地由铝制成，但也可由不同的材料诸如塑料或可生物降解的聚合物材料制成。

在一个优选的实施方案中，热提取模块的冲煮单元适于相对于冷却贮存器呈现一种位置，其中热饮料从热饮料出口直接分配到接纳接收器中。因此，热饮料出口优选地包含在冲煮单元内或与其一体地形成。

在一个优选的实施方案中，冲煮单元和热饮料出口以可旋转移动的方式布置在热提取模块上。热提取模块的冲煮单元优选地被设计成围绕竖直旋转轴线旋转至预定位置。冲煮单元可被布置成可例如响应于由系统用户启动的按钮或开关而手动或自动地移动。

热提取模块的冲煮单元优选地适于相对于冷饮制备设备呈现至少两个位置：第一直接热饮料分配位置和第二冷饮制备位置即分别为间接饮料制备位置。在第一热饮料分配位置中，该系统被配置用于将所提取的饮料从热饮料出口直接输送到接收器诸如咖啡杯中。在第二冷饮制备位置中，该系统被配置用于在冷饮制备设备的冷却贮存器中制备冷饮或冷冻饮料。

在第一直接热饮料分配位置中，当从上方观察时，热饮料出口优选地布置在冷却贮存器的接纳开口的轮廓外部。因此，接收器可置于热饮料出口下方，以收集从出口排出的饮料。

在第二位置中，当从上方观察时，热饮料出口优选地竖直地布置在冷却贮存器的接纳开口上方，或布置在冷却贮存器的接纳开口的轮廓内部。在所述第二位置中，由热提取模块的冲煮单元制备的饮料在其初始热状态下从热饮料出口直接分配到冷却贮存器中。其中，饮料通过冷却随后即可达到较低温度。

该系统优选地包括控制单元，该控制单元能够控制热提取模块和冷饮制备设备。在一个优选的实施方案中，热提取模块和冷饮制备设备被设计成根据独立饮料模式独立地受控。因此，控制单元优选地被设计成根据系统的饮料制备位置自动地设定热提取模块和冷饮制备设备的制备参数。

该系统优选地还包括用户界面诸如图形用户界面，该用户界面适于能够根据系统的制备位置而选择饮料制备参数。

该系统的控制单元和/或用户界面优选地连接至专用定位传感器，从而提供关于系统的饮料制备位置的信息。

控制单元和用户界面优选地被设计用于在用户界面上提供所选择的模式选择，诸如短黑咖啡、长黑咖啡、冰卡布奇诺、大杯冰卡布奇诺。因此，优选地仅向消费者提供与系统的饮料制备位置兼容的选择。

附图说明

结合附图，在阅读本发明实施方案的以下详细描述时，本发明的其他特征、优点和目的对于技术人员而言将变得显而易见。

图1a是根据本发明的系统的热饮料提取模块的一个优选实施方案的透视侧视图。

图1b是根据图1a的热饮料提取模块的分解装配图。

图2涉及根据本发明的系统处于直接热饮料制备位置时的一个优选实施方案。

图3涉及根据图2的系统处于冷饮制备位置(具体为处于间接饮料制备位置)时的实施方案。

图4是冷饮制备设备的一个优选实施方案的透视截面侧视图。

图5是冷饮制备设备的冷却贮存器的一个优选实施方案的透视截面底视图。

具体实施方式

图1a和图1b涉及根据本发明的系统30的热提取模块10的一个优选实施方案。

热提取模块10包括壳体10a和可选择性地连接至壳体10a的贮液器或储罐12。模块10还包括泵7和加热装置8(诸如加热块)，该泵和该加热装置连接至模块10的贮液器12和冲煮单元1。因此，热提取模块10被设计用于将加热加压液体提供到模块10的冲煮单元1中。

模块10还包括控制单元9，该控制单元至少连接至泵7和加热装置8。控制单元可连接至系统的用户界面11(参见图2、图3)。

模块10的冲煮单元1包括热饮料出口2和用于选择性地打开狭槽的盖构件3，该狭槽的尺寸使得将胶囊引入冲煮单元1的内部。优选地，狭槽连接至冲煮单元1的冲煮室，其中在将液体注入冲煮室的过程中，胶囊被安全地保持。冲煮单元1还包括壳体1a。

冲煮单元1优选地布置在热饮料模块10的顶部部分，由此形成热饮料提取模块10的提取头。

冲煮单元1通过可旋转移动平台构件4连接至模块10(具体为其壳体10a)。平台构件4被布置成可相对于模块10的支承板4a(具体为模块的壳体10a)旋转移动。平台构件4使得冲煮单元1和热饮料出口2能够围绕平台构件4的旋转轴线X选择性地旋转。冲煮单元1优选地适于在第一热饮料制备位置(参见图1a)和冷饮制备位置(参见图1b)之间旋转约至少90°的角度。然而，冲煮单元1相对于壳体10a的旋转角度可优选地在90°与180°之间变化。

平台构件4和支承板4a优选地包括竖直开口4c,4d，该竖直开口被布置成例如允许从饮料冲煮单元1向下竖直排出的胶囊通过。具体地讲，在饮料制备后一旦启动盖构件3，即可将仍包含在冲煮单元1内的用过的胶囊从冲煮单元1通过开口4c,4d向下排出到用于收集用过的胶囊的专用托盘14中。开口4c,4d优选地竖直布置成形且对齐，以使得能够独立于平台构件4和支承板4a的相对旋转位置，通过开口4c,4d竖直地输送胶囊。

模块10还包括支架13，该支架上可放置接纳接收器如咖啡杯。在系统的热饮料制备位置中，如图1a所示，热饮料出口2被竖直地布置在支架13上方，以将冲煮单元1提供的热饮料直接分配到接纳接收器。

图2和图3涉及根据本发明的系统30的一个优选实施方案。系统30包括热提取模块10和冷饮制备设备20。热提取模块10和冷饮制备设备20优选地彼此邻近放置。因此，热提取模块10和/或冷饮制备设备20可包括用于在其间建立固定定位的专用连接装置。

冷饮制备设备20优选地包括冷却贮存器5，该冷却贮存器优选地可选择性地连接至适于接纳冷却贮存器5的支承装置5a。因此，贮存器5的底部部分5b优选地被设计成由支承装置5a接纳。底部部分5b优选地具有适形于支承装置5a的形状(还可参见图4)。

优选地，冷却贮存器5为基本圆柱形形式，并且优选地包括布置在其顶部部分的接纳开口6。冷却贮存器5和/或接纳开口6的旋转轴线Y优选地平行于系统30的冲煮单元1的旋转轴线X(参见图1a)布置。

冷饮制备设备20包括冷却装置15，当冷却贮存器5置于支承装置5a中时，该冷却装置连接至冷却贮存器的至少一部分。冷却装置15使得贮存器5中所提供的液体能够被冷却。冷却装置15优选地连接至冷饮制备设备的控制单元21。因此，控制单元21被设计用于设定至少一个用于冷却贮存器5内包含饮料的冷却温度和时间。冷饮制备设备还可连接至热饮料提取模块10的控制单元9。

冷却装置15优选地被布置成冷却贮存器5的内表面的至少一部分。冷却装置15可包括制冷回路，该制冷回路包括压缩机、冷凝器和蒸发器。冷却装置15优选地适于在贮存器5内提供介于5℃至-30℃之间的冷却温度。因此，冷却装置15优选地适于根据系统30的用户界面11中的饮料选择或输入而提供不同的冷却温度。

在系统的第一直接热饮料分配位置中，如图2所示，热提取模块1的冲煮单元1可相对于冷饮制备设备20旋转地布置，以使得热饮料出口2基本竖直地位于支架13上方以用于接纳接收器。因此，通过将热的加压液体注入提供至冲煮单元1的胶囊中而制备的热饮料将经由热饮料出口2被分配到用户置于支架13中和出口2下方的接纳接收器中。

为了通过系统30制备冷饮，用户可例如一旦按下专用按钮或开关进入系统30的第二冷饮制备位置，如图3所示，即可使热提取模块10的冲煮单元1手动或自动地旋转。

在系统的该第二位置中，热饮料出口2被竖直地布置在冷却贮存器5的接纳开口6上方。因此，由热提取模块10的冲煮单元1制备的热饮料在其初始热状态下从热饮料出口2直接分配到冷却贮存器5中。其中，饮料通过专用冷却装置15冷却随后即达到较低温度。

另外，提供给冷却贮存器5的热饮料可通过专用搅拌构件或发泡装置16进行混合和/或发泡，该专用搅拌构件或发泡装置被布置在冷却贮存器5中并且将在下文中参考图4和图5进一步描述。

泡沫通常通过机械力形成：通过将空气拍到液体中而形成小气泡，以使得随着施加剪切力而将较大气泡分为细气泡。泡沫通常通过表面活性剂、蛋白质和固体脂肪(诸如生奶油)的吸附来稳定，例如Bhesh Bhandari-H.Roos的源食品材料科学与工程(Source Food Materials Science and Engineering)中所公开。

为了能够利用本发明的冷饮制备设备20得到冰泡沫，如本文所述，需要考虑三个步骤。

-首先，发生液体的冷却过程(5℃，优选地4℃±1℃)，其中旋转搅拌构件16处于较低速度或无速度，并且旋转刮削构件17处于较低速度(优选地，旋转搅拌构件16和旋转刮削构件17以相反的方向旋转，但它们也可以相同的方向旋转)。

-随后，发生液体发泡过程(一旦液体低于5℃，旋转搅拌构件16的速度即增大，优选地超过2600rpm)。

-最后，发生泡沫的冷冻/冻结过程，以便得到冰泡沫(对于糖产品来说，温度为约0℃并且低于0℃，优选地大约-4℃)。

冷却过程能够控制和确保液体的发泡能力，并且能够通过在较低温度(低于5℃)下出现的脂肪晶体来使泡沫稳定。发泡过程是掺入空气、打碎气泡和脂肪晶体并且由此形成浮沫/泡沫所需的机械力。冷冻过程冷却浮沫直至得到冰泡沫。

最终产品完全连接至由本发明的冷饮制备设备20执行的混合冷却发泡过程。

所产生的冰泡沫由于空气量及其温度而不同于冰淇淋。

冰淇淋通常具有大约100％的膨胀度(充气量)，这意味着空气占据冰淇淋体积的50％。大多数商业冰淇淋具有75％至100％的膨胀度，而超优质冰淇淋的膨胀度可能低至20％。

通过使用本发明的冷饮制备设备20，所得冰泡沫含有超过50％的空气(膨胀度高于100％)，并且具有非常令人满意的纹理。

典型的冰泡沫温度接近软雪糕：软雪糕是一种由于冷冻期间引入空气而比常规冰淇淋更软的冰淇淋类型。相较于在-15℃下储存的冰淇淋，软雪糕优选地在大约-4℃的温度下生产。

在冷却贮存器5内制备冷饮或混合饮料后，用户可使贮存器5从支承装置5a断开并且可将最终饮料通过开口6从贮存器5倒入专用接纳接收器中。

如图2和图3所示，系统30还可包括用户界面11，该用户界面可被布置在热提取模块10的壳体10a或冷却模块20的壳体20a上。用户界面可以是图形用户界面并且可包括一个或多个按钮，该按钮用于展示和选择系统30的专用操作功能。优选地，该系统中可由用户选择的操作参数和功能取决于系统30的具体位置(具体为热提取模块10的冲煮单元1相对于冷饮制备设备20的相对位置)。

在第一直接饮料制备位置中，如图2所示，用户界面11优选地适于能够仅选择与将要制备的热饮料有关的参数，诸如热饮料的体积和浓度的设定。

在第二冷饮制备位置中，如图3所示，用户界面11优选地适于能够仅选择与将要制备的冷饮或冷冻饮料有关的参数，诸如最终饮料温度。此外，在系统的该位置中，用户界面11适于能够选择对最终饮料进行混合或发泡。

图4涉及根据本发明的冷饮制备设备20的截面侧视图。

如先前结合图2和图3所述，冷饮制备设备20包括用于接纳液体饮料的敞口冷却贮存器5。

当位于设备20的专用接纳装置5a中时，冷却贮存器5通过热交换表面24连接至设备的冷却装置15，该热交换表面密切地接触冷却贮存器5的外部侧表面5e，并且因此使得贮存器5的内表面5c能够冷却。冷却贮存器5e优选地具有导热性较高的材料(诸如具体地讲，金属)。

冷却贮存器5内布置有旋转搅拌构件16。旋转搅拌构件16包括基本圆盘形的基座构件16a，该基座构件居中布置在冷却贮存器5的底部区域5b。圆盘形的基座构件16a包括多个混合孔16b，所述多个混合孔优选地以均匀方式围绕圆盘形的基座构件16a的外周进行布置。该孔优选地被设计用于将圆盘形的基座构件16a下方的液体朝圆盘形的基座构件的上表面重新导向。

搅拌构件16可旋转地支承在贮存器5内。圆盘形的基座构件16a连接至竖直轴19，该竖直轴被布置成在中央位置突出穿过贮存器5的底部表面5d。中央轴19优选地包括专用连接装置19a，该专用连接装置被布置在贮存器5的底部部分5b的中央位置，并被设计成一旦贮存器5放置在设备20的支承装置5a上，即选择性地连接至专用驱动装置22。具体地讲，连接装置19a可包括中央凹陷部19b，该中央凹陷部适于连接至驱动装置22的驱动轴22a(还可参见图5)。优选地，驱动装置22为电动马达，适于使搅拌构件16以介于100rpm至5000rpm之间的旋转速度旋转。

冷却贮存器5还包括旋转刮削构件17，该旋转刮削构件被布置用于刮削冷却贮存器5的内表面5c。具体地讲，刮削构件17被设计用于除去形成于贮存器5的内表面5c上的任何冰晶。优选地，贮存器的内表面5c为无任何突出部和/或凹陷部的平滑表面。

刮削构件17优选地包括圆盘形基部构件17a，该基部构件被布置在贮存器5的底部表面5d附近。圆盘形基部构件17a优选地布置在搅拌构件16的基部构件16a下方，并包括较大的径向延伸部。刮削梁优选地从圆盘形基部构件17a的外周部分开始，垂直于圆盘形基部构件17a延伸。刮削梁被布置成至少部分地接触贮存器的内表面5c。因此，在刮削构件17旋转过程中，刮削梁将从内表面5c上刮掉任何液体残留物和/或冰晶。

刮削构件17连接至竖直轴18，该竖直轴被布置成在外周位置突出穿过贮存器5的底部表面5d，并由此位于搅拌构件16的竖直轴19的径向外部。竖直轴18连接至可旋转盘构件18a(参见图5)，该可旋转盘构件被布置在贮存器5的底部部分5b处，并被设计成一旦贮存器5放置在设备20的支承装置5a上，即选择性地连接至专用驱动装置23。具体地讲，盘构件18a可包括多个凹陷部18b或合适的连接装置，该连接装置适于连接至螺旋齿轮23a，该螺旋齿轮连接至驱动装置23。优选地，驱动装置23为电动马达，适于使刮削构件17以介于30rpm至200rpm之间的旋转速度旋转。

驱动装置22和驱动装置23均优选地耦接至设备20的控制单元21，并可彼此被独立地驱动。具体地讲，驱动装置22,23适于在不同时间、针对不同时间间隔或周期、以不同速度和/或沿不同方向被驱动。

应当注意，尽管已结合优选的实施方案描述了本发明，但在不脱离所附权利要求书中所定义的本发明范围的情况下，本领域的普通技术人员可以作出多种修改和替换。