專利名稱：飲料生產設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種飲料生產設備，其用于從提供給該設備的飲料配料制備飲料。更 具體地，本發明涉及這樣一種設備，所述設備包括飲料生產室，在所述飲料生產室中液體與 所述飲料配料相互作用，所述飲料配料特別地以預定份額的形式裝在封閉膠囊中。
背景技術：
特別是在生產茶、咖啡或者咖啡類飲料的領域中，通過例如將加壓流體注入膠囊 來制備飲料的設備是公知的。另外，也可提取或溶解其它物質諸如巧克力或者牛奶產品以 形成飲料。這種系統的優點特別在于配料的保存和新鮮，以及能夠有助于在制備飲料時的 操作。應理解，為了利用裝在例如膠囊內的配料制備飲料，在膠囊內液體與配料之間的 相互作用可以是例如溶解、提取、煮泡或者任何其它的相互作用。這種膠囊從專利文獻WO 2007/042414 Al和WO 2008/025730 Al已知，其主要包括由外殼或者殼體限定的封殼以及 過濾裝置。例如，當在這種設備中制備茶時，由于輸送至膠囊的液體(例如水)中存在空氣而 可能導致問題。所述空氣主要來自于水的加熱，所述加熱由設在用于將液體供應至設備的 飲料生產室的供應裝置中的加熱器執行。在液體(水)溫度一旦達到大約70°C時就會出現 空氣或者氣泡。從而，所述空氣隨液體引入膠囊內，但是趨向于并不穿過如上所述設在膠囊 內部的過濾裝置(通常為紙過濾器)。由于在制備例如茶時存在的低壓水流中，沒有對水以 及待煮泡的產品(飲料配料例如粉末)進行很大的攪動，所以氣泡能從液體中分離出來，慢 慢升至飲料生產室(例如膠囊)的頂部并停留在膠囊內部的過濾器后面。只要向膠囊內注 入水則所述氣泡的體積就增大。然而，所述體積可能大到以至于例如茶葉不再被適當地浸 沒在液體(水)內，從而不能充分地提取茶。
發明內容
鑒于上述缺陷提出了本發明，本發明的目的在于提供一種飲料生產設備，其能夠 減少在用于提取飲料配料的液體中的空氣量。根據本發明的第一方面，提供一種飲料生產設備，包括設計成使液體與裝于膠囊 內的飲料配料相互作用的飲料生產室；用于將液體供應至所述飲料生產室的液體供應裝 置；設在所述液體供應裝置中的用于加熱液體的加熱裝置；以及設在所述液體供應裝置中 并位于所述加熱裝置之后的空氣分離室，所述空氣分離室用于分離包含在液體中的任何空 氣或其它氣體。所述空氣分離室包括用于將液體引入所述空氣分離室的入口 ；用于削減 通過入口引入的液體的動能的裝置；通過所述用于削減動能的裝置與入口隔開的液體出 口，所述液體出口用于從所述空氣分離室排出液體；以及也通過所述用于削減動能的裝置 與入口隔開的空氣出口，所述空氣出口用于從所述空氣分離室排出空氣。利用上述特征，當液體進入空氣分離室時液體流速有效降低。因此，能夠通過減小液體流速，使空氣或氣體不會由于液體的流速而被液體攜帶，因而空氣能夠升高以通過空 氣出口排出，實現了空氣從加熱液體的分離。根據本發明的第一實施方式，用于削減通過入口引入的液體的動能的裝置為多孔 壁。所述多孔壁可在空氣分離室內形成多孔室。按照一個優選的方式，所述多孔室為柱形。 多孔壁可以是濾篩或者過濾器。利用上述特征，由于空氣陷附于多孔壁的網孔中從而能容 易地升至空氣分離室的上部，在該處空氣能通過空氣出口排出，而無氣的液體能通過液體 出口排出，因此能夠容易地減少加熱液體中的空氣量。由于氣體陷附于所述濾篩或者過濾器元件的網孔中，因而可以使用具有常規材料 的簡單元件從加熱液體分離空氣或者其它氣體。優選地，多孔壁在空氣分離室內形成多孔 室。為了將液體出口和空氣出口通過多孔壁與入口隔開，所述多孔壁優選地設在空氣分離 室內，以便所述多孔壁在空氣分離室內環繞液體入口從而形成多孔室。所述多孔室可以為 任何形狀，優選為柱形，其基部為空氣分離室側壁的圍繞液體入口的部分。優選地，空氣分 離室的縱軸線與多孔室的縱軸線基本上對齊。液體入口可設在對應于空氣分離室和多孔室 的縱軸線的空氣分離室的側壁的基本中心位置。利用上述特征，液體能均勻流入空氣分離 室并且液體能在空氣分離室內均等分布。所述多孔室可相對于水平軸線傾斜，其縱軸線根據流動方向抬升。利用所述特征， 由于空氣能容易地上升至空氣分離室的最高部而液體能簡單地從空氣分離室的下部排出， 因此能夠容易地實現空氣和液體的分離。空氣分離室優選地具有足以減緩進入空氣分離室的液體流動的容積。為此，優選 地，入口的截面面積與空氣分離室的截面面積之比至少為1 10，優選至少為1 100。在 入口或者在空氣分離室內所述截面基本上垂直于液體流動方向。根據第二優選實施方式，用于削減通過入口引入的液體的動能的裝置可以是用于 改變液體方向的裝置。優選地，用于削減通過入口引入的液體的動能的裝置將液體流動路 徑的方向改變至液體的相反方向至少兩次。液體流動路徑的方向朝相反方向的這種改變意 味著，液體流動方向基本上改變大約180°的角度。更優選地，通過用于削減液體動能的裝 置的特定設計來完成朝液體流動路徑的相反方向的至少兩次改變。因而，能有效降低流速。 這種裝置可優選地在擋板裝置或迷宮裝置流動路徑之間選擇。優選地，每次通過所述用于 削減液體動能的裝置改變液體流動路徑的方向時，通過所述裝置的流體截面增大。根據所述優選實施方式，用于削減液體動能的裝置為由至少三個同心布置的柱形 件形成的迷宮裝置，所述柱形件設計成迫使由入口提供的液體從迷宮裝置的中心部迂回曲 折地流至迷宮裝置的邊緣部分。所述柱形件可布置為在所述柱形件之間形成至少兩個間隙 空間。優選地，柱形件之間的間隙空間從迷宮裝置的中心向邊緣部分逐漸增大。優選地，更 大的柱形件通過位于所述更大的柱形件上部的孔口連接至迷宮裝置的邊緣部分。迷宮裝置 的邊緣部分的上部優選地連接至空氣出口，迷宮裝置的邊緣部分的下部連接至液體出口。根據本發明的一個優選方面，所述液體出口設有第一閥。利用所述閥，使所述閥打 開的壓力值可設為供應至飲料生產室以進行飲料生產的液體所需的液壓。因此，可省略在 飲料生產室之前的液體供應裝置中的附加的背壓閥。根據本發明的另一優選方面，所述空氣出口設有第二閥。利用所述閥，能實現充分 的除氣作用，同時任何液體都不會通過所述閥漏出。
優選地，用于打開第一閥的壓力值大于用于打開第二閥的壓力值。則在液體從空 氣分離室排出之前已經完成除氣作用。因此，分離的空氣與無氣液體再次混合的風險降低， 從而供應至飲料生產室的液體僅包含最少量的空氣或其它氣體。用于打開第一閥的壓力值 可至少為0. 2巴，優選地至少為0.4巴。因此，液體以適當的壓力供應至飲料生產室以用于 飲料生產。所述空氣出口通常相對于水平面設在高于液體出口的位置。因此，一旦空氣已經 被分離，則防止空氣與無氣的液體再次混合。這通過將空氣出口布置成高于液體出口來實 現，由于空氣比液體(例如水)輕，從而可上升至空氣分離室的上部，在該處空氣能容易地 從空氣分離室排出，而液體能通過位于較低位置的液體出口排出。優選地，空氣出口相對于 飲料生產設備設在空氣分離室的最高垂直位置。利用所述特征，由于空氣上升至空氣分離 室的最上部，因此能夠從空氣分離室充分排出空氣。液體出口可設在空氣分離室的入口側 壁處。利用該特征，使液體遠離了空氣出口側，特別是在空氣分離室傾斜時。通常，所述入口連接至加熱裝置，所述液體出口連接至飲料生產室，而所述空氣出 口連接至廢物室或者通氣裝置。則所述空氣分離室能容易地用在常規的飲料生產設備中以 制備例如茶。在另一優選實施方式中，空氣分離室還可包括附加的液體出口，所述附加的液體 出口配備有設計成排出低于預定溫度的液體的閥。優選地，所述附加的液體出口設在空氣 分離室的最下部。空氣分離室優選地包括兩個水出口，其中之一設有已提及的第一閥以使 預定壓力的水能排出。第二水出口優選地設在第一水出口附近。從而，所述第二水出口優選 地使水能夠在其溫度低于制備飲料所需溫度的情況下進行再循環。第二水出口優選地配備 有用于控制水通過第二水出口排出的閥。優選地，在第二水出口設有雙向電子閥，只要水溫 低于制備飲料所需的溫度則所述電子閥就保持在打開狀態。為測量空氣分離室內的水溫， 可設置專用溫度傳感器，其優選地連接至所述雙向電子閥或者與所述雙向電子閥相連的控 制單元。溫度傳感器可以是設在空氣分離室中的、適于測量分離室內存在的液體的溫度的 任何內部或外部裝置。從所述第二水出口排出的水返回進入空氣分離室上游的供水裝置。 優選地，從所述第二水出口排出的水返回進入空氣分離室的供水裝置。據此，如果水溫未高 到足以制備飲料，則第二水出口使排出的水能夠返回至空氣分離室的上游側。一旦水達到 預定溫度，則第二水出口的閥關閉。因而，空氣分離室出口處的水壓升高，并且在達到第一 水出口的閥的打開壓力時所述閥打開。在第一實施方式中，液體出口優選地相對于空氣分離室的縱軸線從入口沿徑向偏 移。因此，液體出口能容易地設在空氣分離室中而不與例如入口發生干涉。此外，在第一實 施方式中，液體出口優選地相對于飲料生產設備設在多孔室的下部多孔表面之下。因此，由 于液體諸如水重于空氣，從而液體在相對于飲料生產設備的垂直方向上聚積于空氣分離室 的底部而空氣聚積于空氣分離室的頂部，所以無氣的液體由于重力作用能容易地從空氣分 離室排出以供應至飲料生產室。在第二實施方式中，液體出口優選地設在迷宮裝置或者擋板裝置的一個部分處， 所述部分相對于迷宮裝置或者擋板裝置基本上位于空氣出口之下。從而，在利用迷宮裝置 或者擋板裝置削減動能之后，聚積于迷宮裝置或者擋板裝置的較高部分處的空氣能通過空 氣出口排出。而且，聚積于迷宮裝置或者擋板裝置底部的無氣的液體能通過液體出口排出。
所述空氣出口通常優選地設在與空氣分離室的液體入口和出口側相對的一側。利 用所述特征，空氣出口與液體出口相互最遠地隔開，從而空氣一旦分離之后基本不可能與 無氣的液體再次混合。本發明還涉及一種通過上述空氣分離裝置從加熱的液體中分離空氣的方法。
當結合附圖閱讀以下對本發明的各實施方式的詳細說明時，本發明的其它特征、 優點和目的對于本領域技術人員將是顯而易見的，其中圖1為根據本發明的飲料生產設備的示意圖；圖2以頂部透視圖示出根據本發明的第一實施方式的飲料生產設備的空氣分離裝置；圖3以剖面側視圖示出根據本發明的空氣分離裝置的第二優選實施方式；以及圖4示出包括根據圖3的空氣分離裝置的飲料生產設備的示意圖。
具體實施例方式圖1示出根據本發明的一個優選實施方式的飲料生產設備1。在所述優選實施方 式中，用于制備飲料的飲料配料T封裝于膠囊20或類似物中，所示膠囊20也稱為飲料生產 室，其被保持在包括操縱構件3、4的操縱裝置2內。所述膠囊主要包括封殼21，該封殼21 容納諸如茶葉這類的飲料配料T。封殼21優選地由杯形殼體22和過濾壁23界定。所述膠 囊優選地由氣密地封閉封殼21的密封壁對封閉。膠囊20還可包括蓋25，其也附接至殼體 22并疊置于密封壁M之上。蓋25形成內部通道沈，該內部通道沈在其側端處終止于出 口 27。蓋25優選地設有形式為預先限定的孔或者弱化區或可破裂區的刺穿指示裝置。飲料生產設備1還可包括用于在封殼21的溢流位置對密封壁M穿孔的裝置P。 如圖1所示，可以在圍繞膠囊20關閉操縱構件3、4之后啟動穿孔裝置P。可通過刺穿指示 裝置例如直徑稍大于穿孔裝置P的孔來迫使或者引導穿孔裝置P穿過蓋25。穿孔裝置P在 刺穿時可與密封壁M接合以形成溢流孔口，然后穿孔裝置P遠離溢流孔口縮回從而使所述 孔口完全打開。穿孔裝置P可由電磁的或者任何其它同等的驅動裝置驅動，甚至可以手動 驅動。盡管有上述說明，但膠囊20不局限于任何尺寸或者設計，并且也可以使用包括過 濾元件的任何其它已知的飲料配料存儲裝置或者飲料生產室，以便通過利用加熱的液體 (優選為加熱的低壓液體)提取飲料配料來制備飲料。在下文中，液體代表用于飲料生產設 備中的所有種類的液體，例如水。根據所述實施方式的飲料生產設備1還包括諸如為水箱的液體容器5、液體泵6、 諸如為加熱器的加熱裝置7、以及也稱為液體供應裝置的液體供應管路8。如本領域已知 的，飲料生產設備1還可包括控制器和用戶界面板(未示出)以管理飲料制備循環。此外， 可設置背壓閥9以降低飲料生產室20的入口側或者注入構件10處的壓力。注入構件10 優選地可為針或者葉片以及液體入口。可用低壓泵代替背壓閥9以輸送低壓流體。特別地，液體供應裝置8優選地包括熱液體供應管路11，所述熱液體供應管路11 置于加熱裝置7和飲料生產室20之間，用于將熱液體供應到飲料生產室20內以制備/提取飲料。在熱液體供應管路11中設有空氣分離裝置30，也稱為空氣分離室，其優選地將熱 液體供應管路11分為第一管路12和第二管路13，所述第一管路12將包含空氣的熱液體輸 送至空氣分離室30，所述第二管路13將不含空氣的熱液體供應至飲料生產室20。稍后將 說明空氣分離室30及其功能。第二管路13優選地連接至空氣分離室30，更優選地經由第一閥31連接至所述空 氣分離室。第一閥31可以是用于這種飲料生產設備中的任何已知的閥類型，例如止回閥。 所述閥優選地設計為在預定的閾值壓力下打開。用于打開第一閥31的所述閾值壓力可例 如為至少0.2巴，更優選地為至少0.4巴。因此，液體以適當的壓力供應至飲料生產室20 以用于飲料生產，且可以省略背壓閥9。飲料生產設備1還優選地包括空氣出口管路14，用于將空氣從空氣分離室30輸送 至廢物室15和/或通氣裝置16。必須指出，術語“空氣”替代性地用于任何類型的氣體，而 不局限于空氣。空氣出口管路14優選地連接至空氣分離室30，更優選地經由第二閥32連 接至所述空氣分離室。第二閥32設計為使得當所述閥32前面存在空氣時保持打開，但是 在有液體出現的情況下所述閥32立即關閉。這種閥類型在現有技術中是公知的(參考WO 02/088580 Al)，并且提供了充分的除氣作用而不會使任何液體通過所述閥漏出。在本發明 的一個優選實施方式中，用于打開第一閥31的壓力值大于用于打開第二閥32的壓力值，從 而能夠在液體從空氣分離室30排出之前已經完成除氣作用。因此，降低了已分離的空氣與 無氣的液體再次混合的風險，從而供應至飲料生產室的液體包含最少量的空氣。以下將參考圖2說明空氣分離室30。根據圖2所示的第一優選實施方式，空氣分離室30優選地包括具有柱形但又不局 限于此形狀的外殼33。空氣分離室30優選地還具有入口孔34，其與連接至第一管路12 從而連接至加熱裝置7的入口 35相連；液體出口孔36，其與連接至第二管路13從而連接至 飲料生產室20的液體出口 37相連；以及，空氣出口孔38，其與連接至空氣出口管路14從 而連接至廢物室15或者通氣裝置16的空氣出口 39相連。第一閥31優選地置于空氣分離 室30和液體出口 37之間，但是也可置于第二管路13的下游。第二閥32優選地附裝到空 氣分離室30并位于空氣分離室30的空氣出口孔38與空氣出口 39之間。由于沒有任何液 體可進入空氣出口 39而且沒有空氣可進入液體出口 37，因此能夠實現合適的除氣作用。在空氣分離室30內設有用于削減通過入口 35引入的液體的動能的裝置。在圖2 所示的所述優選實施方式中，用于削減通過入口 35引入的液體的動能的所述裝置為壁40， 以下也稱為多孔壁。可選地或者附加地，用于削減通過入口 35引入的液體的動能的所述裝 置也可以是用于改變液體方向的裝置，例如圖3所示的擋板裝置或者迷宮裝置。然而，壁40優選地從空氣分離室30的側壁SW延伸至空氣分離室30的內部。側 壁SW優選地為所述優選為柱形的空氣分離室30的頂壁或者底壁之一。液體出口 37和空 氣出口 39通過所述多孔壁40與入口 35隔離開。因此，多孔壁40優選地置于空氣分離室 30之內，以便圍繞所述入口孔34。因此，空氣分離室30優選地分成至少兩部分即，與入口 35相連的第一空間41 ；以及與液體出口 37和空氣出口 39相連的第二空間42。從而，壁40 內的第一空間41優選地由壁40和空氣分離室30的側壁SW界定。第二空間42設于壁40 的外側與空氣分離室30(即外殼33)之間。
壁40優選地由多孔材料制成，所述多孔材料可為適于輸送食品的各種材料中的 任何一種，例如但不局限于塑料薄片、無紡聚酯纖維、聚丙烯、聚乙烯、紙材、燒結材料、以及 所述材料的組合。從而，多孔壁40用作濾篩或者過濾元件，通過使包含于加熱液體中的空 氣或者其它氣體陷附在壁40的多孔材料或者網孔中，使得所述空氣或者其它氣體能夠簡 單地從所述液體中濾出。壁40的多孔材料優選地還可設計為產生輕微的阻力，這使得第一空間41中的壓 力能夠均勻化并使得流動在壁40的所有表面上均等地重新分布。壁40優選地在空氣分離室30內形成圍繞第一空間41的多孔室41，如圖2中虛線 所示。術語“多孔室”限定為包括多孔壁的室41。多孔室41可為任意形狀。多孔室41優 選地為柱體，或者具有基本為柱形的主體部40a以及在側壁SW的相對端的半球端部40b的 鐘形。所述多孔壁的基部是空氣分離室側壁SW的圍繞出口 35的部分。從而，由于陷附于 多孔壁40的網孔中的氣體能夠簡單地從液體分離，并且由于壁40的鐘形形狀使得空氣能 容易地聚集在一起形成大氣泡，所述氣泡不再能被壁40的網孔保持從而能容易地上升至 空氣分離室30的垂直最高點，因此，增強了空氣或者其它氣體從加熱液體的分離。在一個優選實施方式中，空氣分離室30的縱軸線LC與優選為鐘形或柱形的壁40 或者多孔室41的縱軸線LW基本對齊。因此，能夠使液體均勻流入空氣分離室30，并使液體 在空氣分離室30內均等分布。如上所述，第一空間41優選地經由入口孔34連接至入口 35，所述入口孔34優選 地設在空氣分離室30的側壁SW中，用于將由加熱裝置7加熱的熱液體引入壁40。從而， 入口孔34優選地設在對應于空氣分離室30和多孔室41的縱軸線LC、LW的空氣分離室30 的側壁SW的基本中心位置，以用于改善液體向第一空間41的均勻流入，并且，這通過使空 氣分離室30與壁40或者多孔室41對齊而進一步改善。所述液體入口可設在對應于所述 空氣分離室和所述多孔室的縱軸線的所述空氣分離室的側壁的基本中心位置。第二空間42優選地經由液體出口孔36連接至液體出口 37，以用于從空氣分離室 30排出液體，所述第二空間42還經由空氣出口孔38連接至空氣出口 39，以用于從空氣分 離室30排出空氣。在一個優選實施方式中，液體出口 37設置在位于空氣分離室30的側壁 Sff處的入口側。另外，空氣出口 39優選地設置在與液體出口側相對的空氣分離室30的一 側。因此，由于空氣在相對于側壁SW中的液體出口 37的空氣分離室30的遠端排出，所以 增強了空氣和液體的分離，并且空氣一旦已從液體中分離并進入第二空間42，則不會與液 體再次混合。空氣出口 39或者空氣出口孔38優選地相對于水平面布置在高于液體出口 37或 者液體出口孔36的位置上。優選地，液體出口 37相對于水平面布置成低于壁40的下表 面，而空氣出口 39相對于水平面布置成高于壁40的上表面。在本發明一個最優選的實施 方式中，液體出口 37布置在相對于飲料生產室1的空氣分離室30的最下部(即，最低垂直 位置)，空氣出口 39布置在相對于飲料生產室1的空氣分離室30的最上部(即，最高垂直 位置)。因此，由于空氣輕于所用的液體(例如，水)，空氣聚積于第二空間42中的空氣分 離室30的最高部，從而鄰近空氣出口孔38，從該空氣出口孔38處空氣能夠容易地通過第二 閥32排出，而在相對于空氣出口孔38的空氣分離室30的遠端處，不含氣的液體能夠通過 第一閥31排出，從而空氣和液體不會再次混合，并且液體僅包含最少量的空氣。
可選地或者額外地，至少空氣分離室30內的多孔室41 (或者更好地其縱軸線LW) 或者空氣分離室30與多孔室41 一起可優選地相對于水平面傾斜角度α (參看圖1)，從而 入口 35布置在傾斜的多孔室41的下側，因而相對于多孔室41的半球形端部40b和空氣出 口 39處于下部位置。在特定的實施方式中，壁40或者多孔室41相對于飲料生產設備1處 于豎直位置，即角度α等于90°，并且入口 35布置在空氣分離室30的底部，從而側壁SW 形成空氣分離室30的底部，而空氣出口 39布置在所述空氣分離室30的頂部。因此，由于 空氣能夠容易地向上升至空氣分離室30的最高部而液體能夠簡單地從空氣分離室30的底 部(側壁SW)排出，并且空氣在第二空間42中距離液體出口 37最遠，所以能夠容易地實現 空氣或者氣體與液體的分離。此外，由于氣泡能容易地滑至壁40的頂部并在該處容易地形 成大氣泡，因此當空氣或者氣體陷附于壁40的網孔中時，空氣或者氣體之間的聚結得以增 強，并且，由于多孔室41的頂端部40b的優選的半球形狀，形成的所述大氣泡易于從壁40 脫離，從而能升至空氣分離室30的最高垂直位置。入口 35的截面面積和多孔壁40或者多孔室41或者空氣分離室30的截面面積之 比優選為至少1 10，更優選為至少1 100，從而當液體進入第一空間41時液體流速產生 有效的降低。在入口 35或者在空氣分離室30中，所述截面基本垂直于液體流動方向。在 一個優選的實施方式中，入口管直徑為2毫米(面積為3. 15平方毫米)，而多孔壁40具有 的截面面積至少為500平方毫米。然而，本發明并不局限于此。因此，空氣分離室30優選 地具有足以減緩進入空氣分離室30的液體流動的容積。從而，利用所述特征能夠降低液體 流速，使得空氣不會由于液體的流速而被液體攜帶，因而空氣(氣泡)能夠上升以便隨后陷 附于壁40的網孔中并在該處懸附在多孔表面上。一旦空氣發生陷附，則空氣聚集形成大氣 泡，然后所述大氣泡上升至鄰近空氣出口 39的外殼的最上部并隨后從此處排出。因此，由 于液體流速降低，空氣從加熱液體的分離進一步加強。必須指出，所述比率必須這樣大，即， 使得能實現的液體流速的降低足以使氣體通過利用上述的多孔壁40從液體中分離出來。接下來將參考圖2的第一實施方式說明在根據本發明的飲料生產設備1中從液體 分離空氣的一種方法，但是該方法也適用于附圖3的第二實施方式。將裝于液體容器5中的液體利用液體泵6進行泵送，通過將液體加熱至優選溫度 的加熱裝置7并經由液體供應裝置8。隨后，加熱液體進而通過液體供應裝置8的熱液體 供應管路11的第一管路12供應至空氣分離室30的入口 35。然后液體通過形成于所述空 氣分離室30中的入口孔34進入第一空間41，所述第一空間41由在空氣分離室30內形成 多孔室41的多孔壁40和側壁SW界定。當包含空氣的液體進入所述第一空間41、即多孔 室41時，優選地經由用于削減通過所述入口 35引入的液體的動能的裝置來降低所述液體 的流速。優選地，通過使入口 35的截面面積與多孔室41或者空氣分離室30的截面面積之 比至少為1 10，優選地至少為1 100，來實現這種減速。然而，用于削減通過所述入口 引入的液體的動能的裝置也可以是用于改變液體的方向的裝置，例如圖3所示的擋板或者 迷宮式流道。由于液體流速降低，空氣氣泡能夠上升至壁40或者多孔室41的上表面，并能 夠通過陷附于壁40的材料中而從液體中分離出來。在由多孔室41或者壁40形成的第一空間41和第二空間42之間的邊界或者界面 處，氣泡陷附于類似過濾器的多孔壁40的網孔中。隨著時間的推移，空氣或者氣體的氣泡 聚集在一起形成大氣泡，所述大氣泡不再能被壁40的網孔保持。因此，多孔室41優選地具有鐘形的形狀，這是因為空氣或氣體能夠容易地在壁40上滑至其漸縮的頂端部40b，在此 處所述空氣或氣體能夠容易地形成如上所述易于從壁40脫離的大氣泡。然后，該氣泡在第 二空間42內上升至空氣分離室30的最高垂直點，在一個優選的實施方式中，在第二空間42 內，空氣出口閥32位于空氣出口孔34處。同時，液體通過多孔壁40涌出第一空間41進入在壁40和空氣分離室30(即，外 殼3 之間的第二空間42，由于空氣或者氣體完全陷附于壁40的網孔中并隨后上升至空氣 分離室30的最高部，所以第二空間42中的液體不含任何空氣氣泡。從而，除了在空氣出口 39 (閥32)附近之外，第二空間42、即空氣分離室30和壁40之間的空間，充滿不含空氣氣 泡的液體。在一個優選實施方式中，當空氣分離室30內的壓力超過預定壓力值-其小于用于 打開第一閥31的壓力值-時，第二閥32打開，空氣氣泡從空氣分離室30排出。在此期間， 每當空氣出口 39處出現液體時第二閥32就關閉，從而總是能實現充分的除氣作用而不損 失液體。隨后，通過第二閥32從第二空間42排出的空氣優選地供應到飲料生產設備1的 周圍環境中。當空氣分離室30內的壓力超過用于打開第一閥31的預定壓力值時，包含在空氣 分離室30的第二空間42中的液體(不含空氣)通過液體出口 37排出。由于空氣出口孔 38優選地設在高于液體出口孔36的位置，空氣能夠充分地從液體分離，從而，通過液體出 口 37從空氣分離室30排出的、用于飲料生產室20中的飲料制備的液體不包含或者不顯著 地包含空氣或者其它氣體。當壓力降至用于打開第一閥31的閾值壓力以下時，所述第一閥31再次關閉，直至 壓力再次超過閾值壓力。隨后，不含空氣的液體通過第二管路13供應至飲料生產設備1的飲料生產室20， 并經由注入構件10注入飲料生產室20。在飲料生產室20中，通過利用飲料生產室20中的 無氣液體提取飲料配料T來制備飲料。由于液體(例如水)中不含空氣或者僅包含最少量 的空氣，因此在飲料生產室20內的過濾壁23后面未滯留空氣或氣體或者未滯留大量的空 氣或氣體，使得飲料配料T始終很好地浸沒于液體內，從而諸如茶等飲料能夠充分地從飲 料配料例如茶葉中提取出來。以下，將參考圖3和圖4說明根據本發明的空氣分離室30的第二優選實施方式。 在圖3中，空氣分離室30示為在飲料制備機內定向成相對于水平面傾斜，以增強氣泡從加 熱的水的排出。從圖3中可見，空氣分離室30基本上為柱形，其中，所述分離室30的內部形成為 迷宮裝置陽。從而，熱水通過水入口 35供應至迷宮裝置55的中心部M。所述迷宮裝置由 從空氣分離室30的平面50、51延伸的至少三個接合的柱形件46、47、48形成。平面50、51 優選地布置為基本垂直于空氣分離室30、特別是迷宮裝置55的縱向中心軸線。所述三個接 合的柱形件46、47、48具有的長度小于平面50與51之間的距離，并且布置為朝向食品，從 而到達一個柱形件-例如柱形件46-端部的水能夠進入隨后的較大的柱形件，例如柱形件 47，并環流通過所述較大的柱形件。更大的柱形件48優選地通過位于其上部的孔口 481與 迷宮裝置的邊緣部分流體連接，以加強氣體與水的分離。液體入口 35優選地連接至內徑為、的內部柱形件46。迷宮裝置55的中心部可包括置于內部柱形件46與第二柱形件47之間的擋板M。所述擋板優選地設計為將入口 35提供的液體偏轉至內部柱形件46與第二柱形件47之間的間隙空間t2。所述間隙空間t2 與設在第二柱形件47和第三柱形件48之間的間隙空間t3流體連接。從而，間隙空間t2和 t3由空氣分離室30的平面51界定，所述平面設計為用作偏轉構件以使液體能從內部間隙 空間t2流動至迷宮裝置55的第二間隙空間t3。由于柱形件46、47、48相互同心地布置，所 以其相互之間的間隙空間、、t2、t3使得在迷宮裝置55內液體流動路徑W的方向能夠改變 到相反方向至少兩次。間隙空間t3通過位于更大的柱形件48上部的孔口 481與所述更大 的柱形件48的外部流體連接。迷宮裝置55在上部具有出口 49，從而輕于液體的空氣能夠 從所述迷宮裝置排出至其上部，在該處空氣出口 39連接至所述迷宮裝置。圖3中，空氣在 空氣分離室30內的上升由點A表示。圖3中，被引入空氣分離室30的水和空氣的混合物 的流動路徑W由虛線示出，而已清除了空氣的水的流動路徑由實線示出。因而，水被供應至 迷宮裝置的中心部，然后被迫在柱形件46、47、48之間迂回曲折地流動。因此，由于所述柱 形件同心地布置，水的流動路徑W的方向至少兩次改變至相反方向。從而，能夠有效地降低 提供給空氣分離室的液體的動能。此外，在每次改變方向以降低流速時，通過迷宮裝置的流 體截面優選地增大。因而，柱形件46、47、48內部以及之間的間隙空間、、t2、t3優選地從迷 宮裝置的中心M向邊緣部分53逐漸增大。因此，最后的間隙空間t4優選地設在迷宮裝置 55的第三柱形件48與邊緣部分53之間。所述間隙空間t4優選地大于間隙空間t3，所述間 隙空間t3繼而優選地大于間隙空間t2，而所述間隙空間t2繼而優選地大于內徑、。迷宮裝 置55的流體截面ti、t2、t3、t4的大小優選地每個相差大約5% -50%。由于外部柱形件48 僅通過上部出口 481通向間隙空間t4，所以水的流動路徑在間隙空間t4中向下流動以到達 空氣分離室30的底部，在該處液體出口 37布置成與間隙空間t4流體連接。從而，液體出口 37配備有閥31，如以上參考第一優選實施方式所述，如果空氣分離室30內達到了預定的壓 力則所述閥31打開。此外，第二液體出口 43設在空氣分離室30的底部或最下部，所述第 二液體出口 43也與間隙空間t4流體連接。所述第二出口 43配備有雙向電子閥，所述雙向 電子閥優選地連接至用于測量空氣分離室30內的水溫的溫度傳感器(未示出)。所述雙 向電子閥優選地設計為僅當所述分離室30內的水溫達到了預定溫度時才關閉所述閥。因 此，如果水溫還未達到制備飲料所需的溫度，則第二水出口 43處于打開狀態。從第二出口 閥43排出的水優選地供應至飲料制備設備的泵6的上游側(參考圖4)。因而，使得還未 達到所需溫度的水能夠進行再循環。用于飲料制備的優選的溫度在70°C-95°C之間。優選 地，如圖3和圖4所示，第一和第二水出口 37、43布置在迷宮裝置的最下部，而空氣出口 39 連接至所述迷宮裝置的最高部。從而，能夠通過重力作用使水和空氣分離。而且，由于空氣 出口 39相對于空氣分離室30的水平面布置在高于液體出口 37、43的位置，因此一旦空氣 已經分離，則防止空氣與無氣的水再次發生混合。這些閥也能適用于包括多孔室的空氣分 離室的第一實施方式。 圖4示出根據圖3的飲料制備設備的一個優選實施方式中的水的流動路徑。然而， 所述流動路徑也可適用于包括多孔室的空氣分離室的第一實施方式。因此，水通過外部或 者內部供水裝置5例如水箱供應至加熱裝置7。因此，泵6和可選的流量計44設于水過濾 器44和加熱裝置7之間。被加熱的水隨后供應至空氣分離室30。如果水還未達到所需溫 度，則第二水出口 43的雙向電子閥52打開，使得水再循環至泵6的入口側。優選地，從水出口 43排出的水供應至流量計的上游側，如圖4所示。因此，對于制備飲料而言太冷的水 不會被注入滴水盤或類似裝置中。 盡管已參考本發明的幾個優選實施方式說明了本發明，但是在不背離所附權利要 求限定的本發明的范圍的情況下，本領域技術人員可進行許多修改或變換。例如，所述空氣 分離裝置可用于現有技術中已知的、使用經過加熱的液體來提取飲料配料以制備飲料的任 何類型的飲料生產設備中。附圖標記列表1. · · ·..飲料生產設備2. · · ·...操縱裝置3,4....操縱構件5. · · ·...容器6. · · ·…泵7. · · ·...加熱裝置(加熱器)8. · · ·...供應裝置9.......背壓閥10......注入構件11......熱液體供應裝置12......第一管路13......第一管路14......空氣出口管路15......廢物室16......通氣裝置20......飲料生產室(膠囊)21......封殼22......(膠囊的)殼體23......過濾壁24......密封壁25...26......內部通道27...…出口30......空氣分離室31......第一閥32......第一閥33......(空氣分離室的)外34......入口孔35...…入口36......液體出口孔37......液體出口38......空氣出口孔13
39......空氣出口40......(多孔)壁40a.....(多孔室的)主體部40b.....(多孔室的)端部41......第一空間(壁的內部)，多孔室42......第二空間(壁的外側與外殼之間的空間)43......第二水出口44......流量計45......水過濾器46......第一柱形件47......第二柱形件48......第三柱形件481......第三柱形件的上部孔口49......出口50,51...平面(垂直于柱形室30)52......雙向電子閥53......迷宮裝置55的邊緣部分54......迷宮裝置55的中心55......迷宮裝置A......空氣流動路徑LC......空氣分離室的中心軸線Lff......壁的中心軸線P......穿孔裝置Sff......(空氣分離室的)側壁T......飲料配料W......水流動路徑
權利要求
1.一種飲料生產設備(1)，包括設計為使液體與飲料配料(T)相互作用的飲料生產室00)； 用于將液體供應至所述飲料生產室00)的液體供應裝置(8)； 設在所述液體供應裝置(8)中的用于加熱液體的加熱裝置(7)；以及 設在所述液體供應裝置(8)中并位于所述加熱裝置(7)之后的空氣分離室(30)，所述 空氣分離室(30)用于分離包含在液體中的任何空氣或其它氣體， 其中，所述空氣分離室(30)包括 用于將液體引入所述空氣分離室(30)的入口(35)； 通過改變液體的方向來削減通過入口(3 引入的液體的動能的裝置(55)； 通過所述用于削減動能的裝置與所述入口隔開的液體出口(37)，所述液體出口(37) 用于從所述空氣分離室(30)排出液體；以及也通過所述用于削減動能的裝置與所述入口隔開的空氣出口(39)，所述空氣出口 (39)用于從所述空氣分離室(30)排出空氣。
2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述用于削減通過入口(35)引入的液體 的動能的裝置(5 將液體流動路徑(W)的方向改變至液體的相反方向至少兩次。
3.根據權利要求1或者2所述的設備，其特征在于，所述用于削減通過入口(35)引入 的液體的動能的裝置為擋板裝置或者迷宮裝置(55)。
4.根據權利要求3所述的設備，其特征在于，所述迷宮裝置(55)由至少三個同心布置 的柱形件G6，47，48)形成，所述柱形件設計成迫使由入口(3 提供的液體從所述迷宮裝 置的中心部(54)迂回曲折地流至所述迷宮裝置的邊緣部分(53)。
5.根據權利要求4所述的設備，其特征在于，所述柱形件06，47，48)布置為在所述柱 形件06，47，48)之間形成至少兩個間隙空間(t2、t3)。
6.根據權利要求5所述的設備，其特征在于，所述柱形件06，47，48)之間的間隙空間 (t2、t3)從所述迷宮裝置的中心部(54)向邊緣部分(5 逐漸增大。
7.根據權利要求4-6中的任一項所述的設備，其特征在于，更大的柱形件08)通過位 于所述更大的柱形件G8)上部的孔口(481)連接至所述迷宮裝置的邊緣部分(53)。
8.根據權利要求4-7中的任一項所述的設備，其特征在于，所述迷宮裝置的邊緣部分 的上部連接至空氣出口(39)，而所述迷宮裝置的邊緣部分的下部連接至液體出口(37)。
9.根據前述權利要求中的任一項所述的設備，其特征在于，所述液體出口(37)設有第 一閥(31)，所述空氣出口 (39)設有第二閥(32)。
10.根據權利要求9所述的設備，其特征在于，用于打開第一閥(31)的壓力值大于用于 打開第二閥(32)的壓力值。
11.根據前述權利要求中的任一項所述的設備，其特征在于，所述空氣出口(39)相對 于水平面布置在高于液體出口(37)的位置上。
12.根據前述權利要求中的任一項所述的設備，其特征在于，所述空氣分離室(30)還 包括附加的液體出口(43)，所述附加的液體出口配備有設計成排出低于預定溫度的液體的 閥門(52)。
13.根據權利要求12所述的設備，其特征在于，所述附加的液體出口03)設在空氣分 離室(30)的最下部。
14.一種用于分離包含在液體中的任何空氣或其它氣體的空氣分離室(30)，包括 用于將液體引入所述空氣分離室(30)的入口(35)；通過改變液體的方向來削減通過入口(3 引入的液體的動能的裝置； 通過所述用于削減動能的裝置與所述入口隔開的液體出口(37)，所述液體出口(37) 用于從所述空氣分離室(30)排出液體；以及也通過所述用于削減動能的裝置與所述入口隔開的空氣出口(39)，所述空氣出口 (39)用于從所述空氣分離室(30)排出空氣。
15.一種在飲料生產設備(1)內從加熱的液體中分離空氣的方法，包括以下步驟 通過入口(35)將加熱的液體供應到空氣分離室(30)內；由用于削減通過所述入口(3 引入的液體的動能的裝置通過改變液體的方向來降低 所述加熱的液體的流速；通過空氣分離室(30)的液體出口(37)從所述空氣分離室(30)排出液體，所述液體出 口(37)通過所述用于削減動能的裝置與所述入口(35)隔開；以及通過空氣出口(39)從所述空氣分離室(30)排出空氣，所述空氣出口(39)通過所述用 于削減動能的裝置與所述入口(35)隔開。
全文摘要
本發明涉及一種飲料生產設備(1)，包括設計成使液體與裝于膠囊中的飲料配料(T)相互作用的飲料生產室(20)；用于將液體供應至所述飲料生產室(20)的液體供應裝置(8)；設在所述液體供應裝置(8)中的用于加熱液體的加熱裝置(7)；以及設在所述液體供應裝置(8)中并位于所述加熱裝置(7)之后的空氣分離室(30)，所述空氣分離室(30)用于分離包含在液體中的任何空氣或其它氣體，其中，所述空氣分離室(30)包括用于將液體引入所述空氣分離室(30)的入口(35)；用于削減通過入口(35)引入的液體的動能的裝置；通過所述用于削減通過入口(35)引入的液體的動能的裝置與所述入口隔開的液體出口(37)，所述液體出口(37)用于從所述空氣分離室(30)排出液體；以及也通過所述用于削減通過入口(35)引入的液體的動能的裝置與所述入口隔開的空氣出口(39)，所述空氣出口(39)用于從所述空氣分離室(30)排出空氣。因此，所提供的飲料生產設備(1)在用于提取飲料配料(T)的液體中包含的空氣量減少。
文檔編號B01D19/00GK102056524SQ200980121516
公開日2011年5月11日 申請日期2009年5月7日 優先權日2008年5月8日
發明者D·維格尼奧克斯, J-L·蒂利耶, M·奧贊, T·羅伯特 申請人:雀巢產品技術援助有限公司