СИСТЕМА И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И РАЗДАЧИ НАПИТКА Российский патент 2015 года по МПК B67D1/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к дозированной выдаче напитка и, более конкретно, к системе, при использовании которой, для приготовления напитка, базовое вещество (далее - вещество) смешивают с водой. Примером является приготовление безалкогольного напитка смешиванием выданного сиропа с газированной водой. Другим примером является смешивание кофейного концентрата с горячей водой при приготовлении чашки кофе.

Уровень техники

При приготовлении напитка путем смешивания его частей производится выдача в питьевой сосуд концентрата (базового вещества) и розлив в этот контейнер воды. Базовое вещество и вода могут подаваться последовательно или, по меньшей мере частично, одновременно, чтобы добиться хорошего перемешивания воды и вещества. При смешивании воды с веществом происходит образование заданного количества пены, зависящего от используемого базового вещества, скорости подаваемой воды, степени газированности (карбонизации) и температуры воды. Применительно к безалкогольным напиткам такое пенообразование является нежелательным. В других случаях оно, наоборот, представляется желательным, т.к. используется для создания слоя пены поверх напитка.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании системы, используя которую можно приготавливать различные напитки.

В рамках решения этой задачи разработана система для приготовления напитка, содержащая:

- контейнер, в который помещено вкусо-ароматизирующее вещество, и

- аппарат, содержащий устройство для розлива воды.

У контейнера имеется корпус, задающий полость, заполняемую указанным веществом, и имеющий расположенный на его периферии фланец, к которому герметично прикреплен, посредством периферийного герметизирующего шва, закрывающий слой, перекрывающий полость. У указанного шва имеется заданная зона разрыва, выполненная с возможностью разрыва, при приложении давления к содержимому контейнера, с образованием отверстия, обеспечивающего возможность выхода указанного вещества из контейнера. При этом аппарат содержит средство для выдачи вещества из контейнера в питьевой сосуд, содержащее средство для сжатия контейнера с целью приложения давления к его содержимому. Средство для выдачи указанного вещества подключено к блоку управления, запрограммированному на обеспечение управления выдачей указанного вещества в питьевой сосуд, а также на управление сжатием контейнера в режиме многостадийного сжатия, с разделением стадий сжатия промежуточными временными интервалами, в течение которых не происходит дальнейшего сжатия контейнера. Как следствие, давление в контейнере в течение промежуточных интервалов остается на том же уровне или уменьшается.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанный блок управления запрограммирован на обеспечение выдачи данного вещества и розлива воды в чашку для напитка, чтобы осуществить смешивание воды с веществом.

В еще одном варианте осуществления изобретения, указанное устройство для розлива воды содержит средство для розлива воды в питьевой сосуд и блок управления, подключенный к средству для розлива воды с целью управления циклом ее розлива. Средство для розлива воды содержит одно или более соединительных средств для подключения устройства к источнику горячей воды, источнику холодной воды, источнику воды с температурой окружающей среды и/или источнику газированной воды, а также клапанный блок и/или насосный блок для осуществления транспортирования воды от выбранного источника (выбранных источников) в питьевой сосуд, при этом блок управления запрограммирован на обеспечение цикла розлива воды, включающего, по меньшей мере, две стадии, на которых осуществляется розлив воды различных типов (горячей, холодной, с температурой окружающей среды или газированной) для смешивания различных типов воды.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение будет описано более подробно, со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 представлен, в перспективном изображении, вариант разливочного аппарата согласно изобретению.

На фиг. 2 разливочный аппарат согласно изобретению схематично изображен в продольном разрезе.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 и 2 иллюстрируются аппарат 1 для приготовления напитка и, в частности, его корпус 2.

На верхней стенке корпуса 2 установлена емкость 3 с водой для подачи воды в аппарат. В другом варианте емкость с водой может находиться внутри аппарата 1. Можно также подключить аппарат 1 к линии подачи воды. Из корпуса 2 выступает подставка 5 для установки на нее чашки 4 или другого питьевого сосуда (например, стакана, кувшина или бутылки), в котором должен быть приготовлен напиток. В данном варианте над чашкой 4 находятся три разливочные трубки 6а, 6b и 6с, через которые может подаваться холодная (охлажденная) вода, горячая (или теплая) вода и газированная вода соответственно. Может иметься также дополнительная разливочная трубка для негазированной воды с температурой окружающей среды.

Разливочный аппарат содержит приемное средство 7 для приема контейнера, содержащего вкусо-ароматизирующее (базовое) вещество для напитка. В данном варианте контейнер выполнен в виде чашеобразной капсулы, содержащей единственную порцию вещества, например кофейного концентрата, концентрата фруктового сока или сиропа для безалкогольного напитка.

У чашеобразного контейнера 101 имеется дно 103 и примыкающая к нему боковая стенка 104. Дно 103 и боковая стенка 104 образуют заполняемую полость контейнера 101, в которую помещается вещество. На периферии контейнера, у края боковой стенки 104, удаленного от дна контейнера, имеется фланец 106. Контейнер 101 перекрыт закрывающим слоем 105, например, из фольги, герметично прикрепленным к фланцу 106 посредством периферийного герметизирующего шва. У этого шва имеется зона разрыва, в которой данный шов может разрываться при приложении к нему давления со стороны содержимого контейнера 101. При разрыве герметизирующего шва в указанной зоне образуется отверстие, через которое вещество (концентрат) может выйти из контейнера 101 и поступить в питьевой сосуд 4.

На фиг. 2 аппарат 1 схематично изображен в продольном сечении. Вода из емкости 3 может поступать, по команде системы 15 управления, по питающим линиям 14а в охлаждающую систему 13, нагревательную систему 12 и систему 11 газирования, с которыми, посредством соединительных средств (линий 14b), связаны три разливочные трубки 6а, 6b и 6с соответственно.

Альтернативно, можно подключить линии розлива холодной воды, горячей воды, воды с температурой окружающей среды и газированной воды с одной общей разливочной трубкой (не изображена), по которой вода будет подаваться в питьевой сосуд.

В представленном варианте приемное средство 7 аппарата 1 для приготовления напитка содержит компрессионную камеру 8. Объем камеры уменьшается посредством компрессионного поршня 9, который может приводиться двигателем 9b через шток 9а в возвратно-поступательное перемещение. Поршень 9 выполнен с возможностью воздействовать своей передней поверхностью 9с на дно 103 контейнера 101. В других возможных вариантах (не изображены) приводное средство может быть пневматическим или гидравлическим; альтернативно, оно может приводиться в действие рукой.

У приемного средства 7 имеется крышка 20, установленная в корпусе 2 на петлях, так что она может приводиться в открытое положение и в закрытое положение (см. фиг. 1). У приемного средства 7 имеется также лицевая пластина 21.

В крышке 20 может быть выполнено углубление, которое, когда контейнер 101 установлен в аппарат, расположено перед зоной разрыва периферийного герметизирующего шва. Благодаря такому выполнению при повышении давления внутри контейнера 101 произойдет локальное выпучивание герметизирующей фольги, что приведет к разрыву герметизирующего шва в заданной зоне. В результате откроется отверстие для выхода вещества из контейнера.

При дальнейшем сжатии контейнера все находящееся в нем вещество выводится в чашку 4 или в другой контейнер. После этого по одной из трубок 6а-6с к этому веществу может быть добавлена холодная, нагретая или газированная вода. Как будет описано далее, эта операция может выполняться автоматически. В представленном варианте вслед за этим можно открыть крышку 20, чтобы удалить контейнер 101 из приемного средства 7. Альтернативно (согласно неизображенному варианту) может быть предусмотрено автоматическое удаление контейнеров (капсул), которые могут, например, помещаться в емкость, находящуюся внутри аппарата 1 для приготовления напитка или рядом с ним.

В аппарате 1, используемом совместно с контейнером 101, вещество выдается из контейнера 101 непосредственно в питьевой сосуд, такой как чашка 4, стакан, кувшин, бутылка и т.д. При этом обработка вещества состоит в смешивании его в питьевом сосуде 4 с определенным количеством воды. Преимущество такого решения состоит в том, что разливочный аппарат не загрязняется вкусо-ароматизирующим веществом. Как следствие, в случае последовательного приготовления различных напитков устраняется опасность перекрестного загрязнения между различными вкусо-ароматизирующими веществами.

Вода может подаваться в питьевой сосуд 4 после того, как в него будет подано базовое вещество. Однако возможна и подача воды в питьевой сосуд 4 одновременно с веществом. Например, струя воды может быть направлена в поток вещества, выходящего из контейнера 101, чтобы обеспечить хорошее перемешивание вещества и воды. Можно также сначала подать в чашку некоторое количество воды, затем добавить к ней вещество, после чего подать остальное количество воды.

Аппарат 1 предпочтительно содержит средство идентификации/распознавания для идентификации цикла подачи в контейнер 101 воды и вещества. Для выполнения этой функции контейнер 101 предпочтительно содержит средство идентификации. Это средство может быть визуальным идентификатором, например штрихкодом. Применим также и электронный идентификатор, содержащий, например, резонансный контур или приемопередатчик.

Идентификатор, имеющийся на контейнере 101, соответствует находящемуся в нем веществу.

Средством идентификации/распознавания может служить датчик 19, закрепленный на лицевой пластине 21 приемного средства 7, как это показано на фиг. 2. Датчик 19 пересылает информацию от средства идентификации системе 15 управления (см. фиг. 2).

Система 15 управления содержит клапанный и/или насосный блок 15b, направляющий потоки воды из соответствующих источников в линии 14а и далее в разливочные трубки 6а-6с. Система управления содержит также блок 15а управления, обеспечивающий управление клапанным и/или насосным блоком 15b.

Блок 15а управления является программируемым, причем он может содержать электронную память, в которой могут быть записаны рецепты нескольких напитков. Альтернативная возможность состоит в наличии в идентификаторе, имеющемся на контейнере 101, необходимой информации о рецепте, которая переносится в блок 15а управления.

С помощью идентификатора и средства идентификации/распознавания аппарат 1 способен определять, какое количество воды должно быть добавлено к веществу, чтобы получить напиток правильной концентрации. Например, если в приемное средство 7 помещен контейнер 101 с веществом, соответствующим кофейному концентрату, аппарат 1 автоматически определит, что в чашку 4 должно быть добавлено заданное количество горячей воды.

В дополнение к автоматическому средству идентификации/распознавания, аппарат 1 может содержать панель управления или кнопки 18 управления, связанные с блоком 15а управления. С помощью панели или кнопок 18 управления потребитель может осуществить розлив в питьевой сосуд 4 воды по своему выбору (горячей, охлажденной, газированной, с температурой окружающей среды). Панель управления может содержать, например, набор кнопок выбора, каждая из которых соответствует приготовлению определенного напитка. Так, если пользователь хочет получить апельсиновый сок, он может нажать на кнопку, помеченную, как ″апельсиновый сок″. Концентрат апельсинового сока может быть выдан из однопорционного контейнера 101, как это было описано выше. Однако возможна и выдача из более крупного (многопорционного) контейнера (содержащего более одной порции), также помещаемого в аппарат, или из одно- или многопорционного контейнера другого типа, например из контейнера в форме пакета.

Как было описано выше, блок 15а управления с целью управления розливом воды подключен к устройству для розлива воды. Розлив осуществляется в рамках цикла розлива, при осуществлении которого заданное количество воды выдается в чашку 4. Блок 15а управления запрограммирован на осуществление цикла розлива воды, который может включать по меньшей мере две стадии, разделенные промежуточным временным интервалом, в котором вода в сосуд 4 не подается.

Порции воды различных типов (холодной, газированной, горячей и с температурой окружающей среды) могут быть смешаны в любой комбинации и в любых пропорциях. Эти параметры могут задаваться, в частности, идентификатором, например в виде штрихкода. Из практических соображений пропорции могут задаваться дискретными шагами, соответствующими, например, 5% или 10%. Между выдачами воды двух различных типов может требоваться первый перерыв (первая пауза), чтобы пенообразование в первой выданной порции стабилизировалось. Длительность паузы можно варьировать в зависимости от типа напитка - некоторым напиткам требуется более длительная пауза, чем другим, поскольку при их выдаче имеет место более интенсивное вспенивание, тогда как некоторым напиткам вообще не требуется никакой паузы. Обычно достаточна пауза длительностью 0-9 с. Требуемая длительность паузы для определенных напитков может задаваться кодом (например штрихкодом) на капсуле или храниться в памяти аппарата (в этом случае, например, конкретная кнопка будет соответствовать конкретному типу напитка). Данная (первая) пауза обычно требуется, если первой порцией является газированная вода; однако пользователь может вводить ее и в случае негазированной воды.

В некоторых ситуациях никакой паузы между двумя стадиями розлива не требуется. Например, если газированная вода выдается только для того, чтобы создать слой пены, горячая вода на следующей стадии может выдаваться без паузы между стадиями. Необходимость паузы зависит от многих факторов, включая свойства вещества (например его вязкость), степень газированности воды или ее температуру, желательное влияние на приготавливаемый напиток.

Чтобы управлять образованием пены при розливе в случае выдачи газированной воды, обычно требуется пауза, а в некоторых случаях требуется и дополнительная (вторая) пауза. Обычно такая ситуация возникает, если доля газированной воды превышает 30% от ее общего количества.

Если на второй стадии производится розлив значительного объема газированной воды, эта стадия предпочтительно разделяется на две части с паузой между ними. Длительность этой, второй паузы может быть короче, чем первой паузы, поскольку напиток уже является менее концентрированным. В типичном случае вторая пауза может быть вдвое короче первой. После этой, второй паузы обычно выдается небольшое количество воды, составляющее менее 30% содержимого напитка. Выдача этой части всегда соответствует завершению процесса розлива.

Далее приводится несколько неограничивающих примеров цикла розлива.

- смесь 100% горячей воды и вещества: требуется только одна стадия розлива без промежуточного интервала;

- смесь 100% газированной воды и вещества: используются три стадии розлива, например, в пропорции 30%-50%-20%; 40%-40%-20% или 60%-20%-20%, с двумя промежуточными интервалами;

- смесь 70% холодной воды, 30% газированной воды и вещества: первая стадия - розлив 70% холодной воды; вторая стадия - розлив 30% газированной воды без промежуточного интервала;

- смесь 60% холодной воды, 40% газированной воды и вещества: первая стадия - розлив 60% холодной воды; затем сразу же, без промежуточного интервала, вторая стадия - розлив 20% газированной воды, за которым следуют промежуточный интервал и третья стадия - розлив 20% газированной воды;

- смесь 30% газированной воды, 50% холодной воды, 20% газированной воды и вещества: первая стадия - розлив 30% газированной воды; затем сразу же, без промежуточного интервала, вторая стадия - розлив 50% холодной воды; затем сразу же, без промежуточного интервала, третья стадия - розлив 20% газированной воды.

Пауза между второй и третьей стадиями розлива предпочтительно равна половине паузы между первой и второй стадиями розлива. Так, в последнем примере блок управления устройством для розлива воды может быть запрограммирован на: выдачу 50% газированной воды; последующую остановку на 5 с; выдачу 30% газированной воды; последующую остановку на 2,5 с и выдачу завершающих 20% газированной воды.

Если при приготовлении горячих или холодных напитков желательно создать сверху слой пены, для инициирования пенообразования можно использовать газированную воду.

Во время или после выведения в питьевой сосуд базового вещества в контейнер желательно подавать газированную воду, составляющую первые 10-40% содержимого напитка, которая смешивается с веществом. Такой режим обеспечивает максимальный эффект пенообразования. Затем в питьевой сосуд подают воду другого типа, горячую или холодную. В результате минимизируется влияние газированной воды на конечную температуру напитка (что важно для горячих напитков) при достижении максимального эффекта пенообразования.

Применительно к смеси газированной и холодной воды в случае, если нужно только получить пену, тогда как газированность самого напитка представляется нежелательной, предпочтительной также является подача сначала газированной, а затем холодной воды. Розлив холодной воды на второй стадии гарантирует почти полное удаление CO₂, тогда как поверх напитка будет иметься слой пены.

Длительность паузы между подачей воды двух типов можно дополнительно подбирать с целью обеспечения желательного слоя пены, т.е. для того, чтобы сделать его более толстым или тонким. Однако, как уже упоминалось, пауза между розливом воды различных типов может вообще отсутствовать.

Розлив в две стадии может быть также использован для обеспечения желательного уровня газированности напитка. Некоторые напитки содержат 100% газированной воды, но другие, ″легкие игристые″ напитки могут содержать меньшие ее количества. При получении напитков этого типа желательно сначала произвести розлив холодной воды на базовое вещество, уже находящееся в питьевом сосуде, а затем добавить газированную воду. Такой режим обусловлен тем, что розлив газированной воды в частично разбавленный концентрат или сироп приводит к ослабленному пенообразованию и к меньшей потере CO₂, чем при обратном порядке. В результате обеспечивается лучшая управляемость степенью газированности.

В другом своем аспекте изобретение относится к приложению давления к порционной капсуле с помощью средства для обеспечения сжатия, имеющегося в составе разливочного аппарата 1. Как это было описано выше, данное средство используется для сжатия порционного контейнера, чтобы создать давление, действующее на его содержимое. В представленном примере это средство содержит компрессионную камеру 8, объем которой задается компрессионным поршнем 9, способным совершать возвратно-поступательное перемещение.

Приводное средство для поршня 9 в виде двигателя 9b подключено к блоку 15а управления, запрограммированному для управления выдачей вкусо-ароматизирующего вещества из капсулы в чашку 4. Более конкретно, блок 15а управления запрограммирован для управления многостадийным сжатием контейнера 101 посредством поршня 9. Эти стадии сжатия разделены интервалами времени, в течение которых поршень 9 отводится или удерживается на месте, т.е. в течение которых не происходит дальнейшего сжатия контейнера 101. Таким образом, сжимающий контейнер поршень 9 может многократно нажимать на контейнер 101, затем отходить назад или останавливаться, продвигаясь с каждым шагом немного вперед. В результате заданная зона разрыва на герметизирующем шве шаг за шагом ослабляется без разрыва шва. Как следствие, окончательный разрыв уплотнения требует меньшего усилия, что дает пониженную скорость выведения вещества. Соответственно, снижается риск разбрызгивания вещества из питьевого сосуда 4.

Предложена система для приготовления напитка, содержащая контейнер, в который помещено вкусо-ароматизирующее вещество, а также аппарат, содержащий устройство для розлива воды и средство для выдачи указанного вещества. Указанное средство для выдачи указанного вещества подключено к блоку управления, запрограммированному на обеспечение управления выдачей указанного вещества в питьевой сосуд. При этом блок управления запрограммирован на управление сжатием контейнера в режиме многостадийного сжатия, с разделением стадий сжатия временными интервалами. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система для приготовления напитка, содержащая:
- контейнер, в который помещено вкусо-ароматизирующее вещество, и
- аппарат, содержащий устройство для розлива воды, при этом:
у контейнера имеется корпус, задающий полость, заполняемую указанным веществом, и имеющий расположенный на его периферии фланец, к которому герметично прикреплен, посредством периферийного герметизирующего шва, закрывающий слой, перекрывающий указанную полость,
у периферийного герметизирующего шва имеется заданная зона разрыва, выполненная с возможностью разрыва, при приложении давления к содержимому контейнера, с образованием отверстия, обеспечивающего возможность выхода указанного вещества из контейнера,
аппарат содержит средство для выдачи указанного вещества из контейнера в питьевой сосуд, содержащее средство для сжатия контейнера с целью приложения давления к его содержимому,
средство для выдачи указанного вещества подключено к блоку управления, запрограммированному на обеспечение управления выдачей указанного вещества в питьевой сосуд, а также на управление сжатием контейнера в режиме многостадийного сжатия, с разделением стадий сжатия временными интервалами, в течение которых не происходит дальнейшего сжатия контейнера, так что давление в контейнере в течение промежуточных временных интервалов остается на том же уровне или уменьшается.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок управления запрограммирован на обеспечение выдачи данного вещества и розлива воды в чашку для напитка, чтобы осуществить смешивание воды с веществом.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для розлива воды содержит средство для розлива воды в питьевой сосуд и блок управления, подключенный к средству для розлива воды с целью управления циклом ее розлива, при этом средство для розлива воды содержит одно или более соединительных средств для подключения устройства к источнику горячей воды, источнику холодной воды, источнику воды с температурой окружающей среды и/или источнику газированной воды, а также клапанный блок и/или насосный блок для осуществления транспортирования воды от выбранного источника (выбранных источников) в питьевой сосуд, при этом блок управления запрограммирован на обеспечение цикла розлива воды, включающего, по меньшей мере, две стадии, на которых осуществляется розлив воды различных типов, в частности горячей, холодной воды, воды с температурой окружающей среды или газированной воды для смешивания различных типов воды.