用于冲泡饮料的机器、方法和系统与流程

本发明涉及一种用于制备饮料的方法和机器。具体地，本发明涉及一种在具有浸泡室的机器中冲泡的浸泡类饮料的制备。

背景技术：

饮料例如茶和咖啡通常在家中用咖啡粉、茶袋或散装茶叶制备。然而，长的冲泡时间和冲泡后的杂乱带给人们不便。

自动冲泡饮料的机器是已知的。特别的，已经出现了一种基于囊盒的自动冲泡装置。通常此类机器用射流或者溪流的方式分配饮料，其不是传统的饮料制备中倾倒饮料的方式。而且这类射流或者溪流会在分配时引起饮料不希望的泡沫或者甚至飞溅。

wo2014/006050a(unilever)公开了一种在基于囊盒的冲泡装置中制备茶饮料的方法，其中该装置包括浸泡室，尺寸和形状设计为接收囊盒的囊盒固持器，过滤器，终止于孔口中的可开关通道，位于所述孔口之下并具有喷口的容器。该方法包括以下步骤：向所述浸泡室中引入液体和来自囊盒的可浸泡饮料材料以冲泡所述饮料，在冲泡已进行足够的时间后，打开所述通道以允许所述饮料从所述浸泡室流经所述过滤器，沿所述通道流经所述孔口，流入所述容器中并从所述喷口流出。饮料经过容器和喷口的流动改善了饮料的分配。

虽然在wo2014/006050a中公开的方法和机器提出了一种对现有方法和机器的重大改进，本发明人已经认识到存在提供能够进一步改善分配性能的方法和机器的需求

ep2781174公开了一种自动饮料机，其具有控制系统，用于打开通道以允许冲泡的饮料从浸泡室向分配孔口流动。

us2009/317526公开了一种用于分配咖啡的咖啡机，其利用在完全打开和完全关闭之间跳动的阀门使水流经包括散装咖啡的过滤器来冲泡。

us5619904公开了一种制茶机，包括安装在茶壶上方的浸泡室。该浸泡室包括阀门，以允许茶向下落入下方的茶壶中。阀门的动作通过与阀门连接的控制臂可手动控制。

技术实现要素：

在第一方面，本发明提出一种用于制备饮料的机器，优选一种基于囊盒的自动冲泡机，其中该机器包括：

浸泡室；

用于将液体引入浸泡室的液体供给装置；

用于将可浸泡的饮料材料引入浸泡室的装置；

用于从浸泡室向分配孔口分配冲泡饮料的可开关的通道；和

控制系统，用于打开该通道以允许冲泡饮料在重力的作用下从浸泡室经过通道然后流向孔口一段分配时间，其中该控制系统被构造为在分配时间内降低通道的流动阻力。

在第二方面，本发明提出了一种在机器中制备饮料的方法，优选在第一方面的任何实施例的机器中，更优选在基于囊盒的自动冲泡机器中，其中该方法包括以下步骤：

(a)将液体和可浸泡饮料材料引入该机器的浸泡室从而冲泡该饮料；并且然后

(b)打开机器中的通道一段分配时间，以允许冲泡的饮料在重力作用下从浸泡室向分配孔口流动。

其中，在步骤(b)中，在分配时间内通道的流动阻力降低。

在分配时通道流动阻力的降低，例如通过提供来自机器的更光滑、更缓慢和/或更均匀的流动，改进了来自机器的饮料的流动性。特别的，期望在分配时降低通道的流动阻力，因为在分配开始时在流动由重力驱动的情况下，流动非常强烈和/或不均匀。如果通道的流动阻力不变，那么在重力进料下，在分配开始时存在一较大的液头(液柱压力)，其穿过通道提供一高压力差，从而导致流动速率比分配后期更快。

这样，机器优选这样设置，使得在分配开始前在通道上方存在连续饮料头。这是指可包含在其中分散着可浸泡饮料材料的液头。该液头可以大于5cm。位于通道上方作为冲泡水的过滤垫的一块静态可浸泡材料控制饮料的流动，因此在这种设置中，对穿过通道的流动阻力的小心控制的重要性也大大降低。

在分配中流动阻力能够便利地以某种方式被降低，在该方式中，对于在分配时间内至少一个的1秒时间段，流动阻力大于分配时间内后期时间段中的流动阻力。优选的，流动阻力较大的时间段至少为1.5秒，最优选的是从2到5秒。

优选的，流动阻力从分配时间开始时的高初始值降低到分配时间结束时的最小值，在基本上所有的分配时间中，流动阻力逐渐和/或分步减小。

可替换的或者附加的，流动阻力可以在多个离散阶段(例如2到5个阶段)逐渐降低，其中在每个阶段中，流动阻力保持为恒定值。优选的，在每个阶段中，流动阻力保持为恒定值至少0.5秒的时间，更优选的，保持1到5秒的时间。

整个分配时间(饮料从分配孔口开始流动到从孔口的流动终止的时间)优选为至少4秒，更优选至少5秒，更优选至少6秒，最优选从7到20秒。

优选的，在全部分配时间中，流动阻力仅仅降低或者保持为相同，即，在分配时间中流动阻力没有增加。

降低流动阻力的特别便利的方法包括逐渐打开阀门。例如，流动阻力可以在多个离散阶段(例如从2到5个阶段)逐渐降低，其中在每个阶段中，该阀门在被移动到更加打开的位置之前保持为恒定的打开状态。优选的，在每个阶段，该阀门保持在恒定状态至少0.5秒的时间，更优选为从1到5秒的时间。

在优选实施例中，通道在多个分配孔口中终止。已经发现，通过多个分配孔口的分配可以提供更加平滑的流动并且减少飞溅。更优选有3到7个分配孔口，最优选4、5或6个分配孔口。

优选控制系统通过电动操作，典型的是以自动方式不需要用户介入。优选的，控制系统包括用于控制流动阻力减小的预编程过程(例如打开阀门)。

在一个实施例中，饮料不是直接从分配孔口被分配到饮用容器，而是从分配孔口被分配到位于分配孔口下方的容器中。例如在wo2014006050a中介绍了包括这种容器的特别优选的分配设置，其公开的内容在此全文参考引入。

优选的，该方法包括从分配孔口向位于分配孔口下方的容器分配饮料，其中饮料从分配孔口分配并经过自由空间落入该容器。附加的或者替换的，该容器包括喷口并且饮料之后从该喷口流出。当喷口是打开喷口时，本发明特别有利，因为打开喷口的流动阻力非常低，并且如果沿着流动路径(即，在通道中)的流动阻力没有早期控制，那么从该打开喷口的流动不可接受地快并且/或突然。

通常的，该容器包括具有外围侧壁的底座。在家用分配机器中(例如，在厨房橱柜操作面上)，机器的高度不能太高，否则它就不适合很多在橱柜操作面上方间隔设置碗橱的厨房。因此，可能需要限制容器的外围侧壁的竖直高度。这样，优选的，该容器是托盘。在一些实施例中，容器可以没有侧壁，是盘状的。本发明也适用于一些在分配的某些时间限制流动的结构，其可被用作在分配中防止托盘或者盘子突然溢出的手段。

为了防止饮料材料与通道的流动阻力之间的干涉，优选该冲泡饮料在分配中流经过滤器，更优选该饮料在进入通道之前流经过滤器。

该可浸泡饮料材料优选从囊盒中引入浸泡室。囊盒优选由囊盒固持器接收。优选的，该通道位于囊盒固持器中，更优选的，位于固持器的底部。优选的，该冲泡的饮料在沿着通道流动并且从分配孔口流出之前在囊盒固持器中流经过滤器。

在第三方面，本发明提出了一种基于囊盒的冲泡系统，其包括第二方面的任何实施例的机器以及包含有可浸泡饮料材料的囊盒。

本发明的所有方面都特别适用于冲泡茶类饮料。

本发明的所有其他方面在考虑了以下的详细介绍后会变得更加明显。

详细说明

在此使用的术语“饮料”指适合于人类消费的基本上水性的可饮用组合物。优选的，饮料包含占饮料重量至少85％，更优选至少90％，以及最优选95至99.9％的水。术语“可浸泡饮料材料”指当浸或泡在水性液体中时向液体中释放某些可溶性物质如香味和/或芳香分子的茶树材料、草本植物材料、水果片和/或花材料(例如，花瓣)。术语“茶”指的是来自中国茶(camelliasinensisvar.sinensis)和/或阿萨姆茶(camelliasinensisvar.assamica)的叶和/或茎材料。其还包括得自南非茶(aspalathuslinearis)的路易波士(rooibos)。茶也意指包括共混任何这些茶中的两种或更多者的产物。茶材料可以是基本上发酵的(即红茶)、部分发酵(即乌龙茶)或基本上未发酵(即绿茶)。术语“草本植物材料”指的是通常用作药草浸泡物的前体的材料。优选的草本植物材料选自洋甘菊、肉桂、接骨木花、生姜、芙蓉、茉莉、薰衣草、柠檬草、薄荷、玫瑰果、香草和马鞭草。所述茶材料可另外包括水果片(如苹果、黑醋栗、芒果、桃子、菠萝、树莓、草莓等)。茶材料可以是用例如佛手柑、柑橘皮等调了味的和/或加了香的。优选地，可浸泡饮料材料是不同于咖啡材料的材料。优选的，可浸泡材料是经过干燥的并具有小于30重量％、更优选小于20重量％以及最优选0.1至10重量％的水分含量。优选的，可浸泡饮料材料呈颗粒的形式，所述颗粒具有约2至约10mm、优选3至7mm的尺寸(即最大直径)。

优选地，所述饮料包含0.01重量％的茶固体物质。更优选的，该饮料包括从0.04到3重量％，甚至更优选从0.06到2重量％，最优选从0.1到1重量％的茶固体物质。

术语“冲泡”指的是将液体特别是热水添加至可浸泡饮料材料中从而形成饮料。冲泡可在任意温度下进行，但优选在80至95℃的范围内进行。

术语“浸泡室”指的是在其中浸泡可浸泡饮料材料的容器，并且其足够大从而既允许饮料材料在浸泡过程中在液体中四处移动，也允许容纳最终饮料体积的实质部分，即至少50％。术语“浸泡室”因此不是指在其内部发生冲泡的囊盒(这是咖啡机中的典型情况)。

术语“喷口”指引导和指引液体流动使得离开喷口时所述液体的流动具有水平分量即其不是在完全竖直向下的方向上流动的元件。优选的，喷口为突出的管或檐槽，更优选的，喷口是打开喷口例如檐槽。

术语“囊盒”包括筒、舱和包装等，例如其中包装了或可包装可浸泡饮料材料的刚性或半刚性容器。优选的，囊盒包括主体部分和盖部分，盖部分附接到主体部分以将可浸泡饮料材料包裹于囊盒内。所述盖可由薄膜例如箔制成。

在此使用的“通道的流动阻力”指的是通道限制液体流动的能力。沿着通道在给定温度和固定压力下降的情况下，通过比较牛顿流体的流动速率从而可以确定该流动阻力差。例如，如果孔口对于大气压是打开的，那么当通道入口处水压恒定时，流动阻力差可以通过测量流出孔口的水的流动速率来确定。

本发明将参照以下附图进行描述，其中：

图1显示了根据本发明实施例的冲泡机。

图2是显示了图1的冲泡机的主要功能部件的示意图。

图3显示了本发明使用的囊盒固持器的实施例并且其包含囊盒。

图4以分解图的形式显示了图3中的囊盒固持器。

图5显示了图3和图4中的囊盒固持器的容器的横截面图，其中排放阀处于不同的打开状态。

图1显示了根据本发明的冲泡机器(1)。该机器(1)具有带前侧(3)和后侧(4)的外壳(2)。浸泡室(10)通过歧管(未显示)支撑并固定就位。贮水器、加热器和泵(未显示)被设置在所述外壳的后侧(4)内部。

该机器具有尺寸和形状设计为接收囊盒的囊盒固持器(20)，囊盒包含可浸泡饮料材料(未示出)。囊盒固持器(20)示出为处于用于冲泡的位置中，其中囊盒固持器的顶部与浸泡室(10)的底部水密性接触。囊盒固持器位于支架(6)中并且优选具有把手(22)。

囊盒固持器(20)下面有容器(60)，容器(60)具有喷口(63)。在所述外壳前侧(3)的底部存在盘子(8)，在分配饮料时，杯子或类似饮用容器(9)放置在所述盘子(8)上。

本发明的上下文中，术语“容器”指的是为待分配于其上的饮料提供表面的任何物体。在图1所示的实施例中，除了在前部具有喷口(63)之外，容器(60)由绕其边缘具有侧壁(62)的平坦底座(61)构成。容器可以为杯、托盘、管、盘子或任何其它合适的物体。容器可为机器的一体部分，例如外壳(2)的一部分，或为单独的物体(如在图1中示出的实施例中那样)。

图2是显示所述机器的主要功能部件的示意图。来自贮水器(50)的水经由滤水器(52)、水泵(54)、加热器(56)和阀门(57)供给到浸泡室(10)。囊盒固持器(20)固持囊盒(30)。囊盒固持器(20)之下具有容器(60)和放置在盘子(8)上的杯子(9)。阀门(57)控制水在加热器(56)和浸泡室(10)之间所走的路径。水首先经由囊盒(30)泵送到浸泡室(10)从而冲泡饮料(110)。然后，阀门(57)可以重定向水使得它经由冲洗头(18)进入浸泡室(10)从而冲洗和/或清洁浸泡室(10)。还存在气泵(58)，其可向浸泡室(10)泵送空气，优选地经由囊盒固持器(20)。

图3和图4分别以立体图和分解图的形式显示了从机器上拆下的囊盒固持器(20)的一个实施例。在所示实施例中，囊盒固持器(20)由两个可分离的部件构成，即接收器(70)和滤器(72)。

接收器(70)具有侧壁(24)、底座(26)和形成接收器底板的平台(27)。通道(29)的入口设置在平台(27)中，饮料在分配中流经该通道，该通道在冲泡时被排放阀(未示出)所关闭。接收器(70)具有把手(22)。该接收器还包括形成凹座(90)的切除部，该凹座用于将固持器(20)放置在机器的支架(6)上(参见图1)。

滤器(72)包括底座(73)、轮缘(74)和把手(75)。在图3和图4所示的实施例中，该滤器包括恰好位于轮缘(74)下方的搁架(78)。该搁架(78)绕着侧壁的一部分延伸。囊盒(30)具有凸缘(33)，其与搁架(78)的形状相对应，从而凸缘沿着囊盒的一侧的基本所有部分搁置在搁架上，由此被搁架所支撑。搁架的宽度优选与凸缘的宽度相匹配，优选至少3mm宽。

滤器的底座(73)的至少一部分是由过滤器(25)构成的。在所显示的优选实施方式中，底座(73)位于所述囊盒下方的部分是实心的，而所述底座的其余部分由所述过滤器构成。所述实心部分也可用来支撑所述囊盒。所述过滤器优选由例如不锈钢、尼龙、聚酯或ptfe制造的细筛网构成。网眼尺寸必须足够小以拦截小片可浸泡材料，但也必须足够大以确保排放不会太慢。优选地，网眼尺寸为100至500微米，更优选150至300微米。

如图3所示，在使用中，滤器(72)搁置在所述接收器(70)上并由侧壁(24)支撑。所述滤器覆盖接收器(70)的整个顶部，使得液体不能在所述滤器的轮缘(74)和所述接收器的侧壁(24)之间通过，并因此只能通过所述过滤器(25)进入接收器(70)。所述过滤器(25)阻止用过的可浸泡材料(例如茶叶)进入接收器(70)。

优选地，所述滤器的把手(75)大于所述接收器的把手(22)并与其重叠。当所述滤器位于所述接收器内时，所述滤器的把手(75)搁置在所述接受器的把手(22)的顶部，如图3所示。这允许通过从上方和下方握住所述接收器和滤器而将它们一起拿起。然而，所述滤器可以通过握住其把手(75)的边沿(其延伸到所述接收器的把手(22)之外)而容易地从所述接收器移除。

图5以横截面图的形式显示了囊盒固持器(20)的接收器(70)。为了清楚起见，滤器(72)和囊盒(30)都没有显示在图5中，但是这些在使用中都是存在的并且在图3中都有显示。

在囊盒固持器的下部是可开关的通道(29)，饮料在分配时经过该通道(29)流动，在冲泡时该通道被在平台(27)中的排放阀(21)关闭，该通道终止于孔口(40)。在一个实施例中，通道可终止于多个孔口，更优选3到7个，最优选4、5或6个孔口。

排放阀(21)包括柱塞(23)和在平台(27)中通道(29)入口处的阀座。柱塞(23)的底座放置在致动器(100)的内桨(101)上。致动器(100)从内桨(101)处延伸穿过接收器(70)的侧壁(24)并且终止于位于接收器的凹座(90)中的外桨(102)处。致动器(100)可以绕着两个桨(101，102)之间的中心点枢转，从而当外桨(102)被向下压时，内桨(101)被向上推起，并且其带动排放阀(21)的柱塞(23)。图5(b)-(d)显示了阀门(21)逐步打开的状态。如果向下的力从外桨(102)移走，那么弹性元件例如弹簧(未示出)推动柱塞(23)向下并且使阀门和致动器(100)返回图5(a)所示的关闭状态。

在使用时，机器如下发挥作用。用户将包含可浸泡饮料材料的囊盒(30)放置在囊盒固持器(20)中。囊盒固持器(20)然后被放置在支架(6)上。支架(6)然后移动使固持器(20)与浸泡室(10)连通并形成水密性接触，从而囊盒固持器与浸泡室一起形成在冲泡时冲泡液体可被保持于中的容器。

囊盒可具有盖，其需要被打开或移除以释放饮料材料。在一个实施例中，盖由用户在将囊盒插入到机器中之前移除。或者，盖由机器在囊盒被插入到囊盒固持器中后自动打开。所述机器可具有用于识别囊盒和/或从囊盒上的代码读取信息的机构。

机器(1)还可以具有允许用户调整冲泡操作参数的装置，例如冲泡时间、杯子尺寸等。该装置可以适当的由按钮或机器上的其他输入器以及控制系统一起构成。

水从贮水器(50)被泵送到加热器(56)，所述加热器优选为流通式加热器。所产生的热水(和任选的蒸汽)然后例如通过针被泵送到囊盒(30)。热水的流入将可浸泡饮料材料从开口的囊盒(30)推出并推入浸泡室(10)中。控制加热器(56)和泵(54)使得在浸泡室获得目标冲泡温度(其通常在80℃到95℃的范围内)。通常，水的流量在200到400ml/min的范围内，水的体积在150到300ml，这取决于所期望的饮料规格。冲泡时间，通常在10到120秒，优选通过用户输入和/或从囊盒读取信息来设置。

一旦冲泡已进行了所需的时间，则打开排放阀(21)，允许饮料从浸泡室排出。优选的，由机器自动控制排放阀的打开。例如，支架(6)可以包括标杆和凸轮(未示出)，其通过机器中专门的排放电机来移动，并且其为致动器(100)在其外桨(102)上提供所需的向下的力。在分配时排放阀(21)打开的程度是变化的，从而在分配时经过通道(29)的饮料的流动阻力降低。

例如，一旦达到冲泡时间，排放电机启动一段很短的时间(通常小于1秒)，其足以从阀座上略微抬起柱塞(23)。在该位置，冲泡的饮料可以流入通道(29)中但是因为在通道(29)入口处存在的狭窄缝隙(如图5(b)所示)会遇到大的流动阻力。浸泡室(10)中的液头在该点相对较高，并且如果该流动没有被限制，那么饮料将以非常快的速率被分配，目前已经发现甚至可能使一些用户非常震惊。饮料被允许通过略微打开的阀门排放几秒(通常2秒)，并且然后电机再次启动几分之一秒。其足以进一步抬起柱塞(23)到图5(c)的位置。饮料被允许在电机再次启动之前再排放2秒，直到排放阀(21)被完全打开，如图5(d)所示。在完全打开的状态中，随着在浸泡室(10)中的饮料头降低，可接受的流动速率被保持均匀。

使用如上所示的交错打开的方式，即使在全部分配时间内冲泡的饮料头减少，也可使得饮料以相对恒定的速率流到容器(6)上并且经过喷口(63)流出。此外，避免了容器(60)的溢出，即使容器(60)是托盘并且具有低的侧壁(62)。例如，侧壁(62)可以小于3cm高，更优选小于2cm，更优选仍小于1cm，最优选从0.05到0.5cm。优选较低的侧壁高度，因为这会使机器的整体高度降低。在优选实施例中，容器没有侧壁并且其是盘子状的。

在分配中，饮料从浸泡室流经过滤器(25)。过滤器(25)阻止可浸泡饮料材料进入通道(29)。然后该饮料流经通道(29)，由出口(们)(40)流出，进入容器(60)，并且最后通过喷口(63)倒入用户已经放在盘子(8)上的杯子(9)中。这样，饮料不是竖直向下分配到杯子中，而是沿着弧线前进，类似于从茶壶喷口倾倒的茶。这里强调饮料了“茶性”，其有别于咖啡机。在图1的实施例中，在容器(60)和孔口(40)之间没有直接的连接。这样，饮料从孔口(40)分配，经过自由空间落入容器(60)上，并且通过喷口(63)流出，从而用户看见茶沿着弧线倒入杯子中。

最后，在饮料分配完之后，用户移走用过的囊盒以及用过的茶叶。在囊盒固持器(20)下方的自由空间使得冲泡后很容易移走囊盒固持器，从而可以处置用过的囊盒(30)。类似的，上述空间使得在冲泡前很容易插入带有新的囊盒的囊盒固持器。相反，如果囊盒固持器(20)的底部紧邻容器(60)，囊盒固持器的移除和插入将没有那么直接。

在上述描述中，所有涉及材料量、时长、长度比例、反应条件、材料的物理性质和/或用途的数字都可选的被理解为可被词语“大约”修改。

应当指出，在指定的任何范围的数值中，任何特定的上限值可以与任何特定的下限值相联系。

为避免疑义，词语“包括”意指“包含”但不是必须包括“由……组成”或“由……构成”。也就是说，列举的步骤或者选项不是穷举。

在此提出的本发明的公开被理解为覆盖了多个彼此互相从属的权利要求中的所有的实施例，无论这些权利要求是否没有多项从属或冗余。

在关于本发明具体方面(例如本发明的方法)的特征的被公开的情况下，该公开也被认为可以比照应用到本发明的其它方面(例如本发明的机器)。