技术领域
本发明涉及采用装在一次性筒内的可溶产品制备饮料的技术，例如，在机 器中制备饮料，这些机器具有用来容纳一筒可溶产品的收集器以生产出诸如咖 啡、牛奶咖啡、茶或类似的热饮料。
背景技术
在已知的机器中，饮料制备和分配装置一般包括一收集器，该收集器具有 一个容纳一次性筒的底座。
由于一次性筒是预先密封以防止可溶产品在操作过程中漏出，收集器一般 均配有穿孔件，以在该一次性筒的一个筒壁上(例如，在其底部)对应多条预 制的断裂线打开一个或多个出口。
当一次性筒插入收集器的适当底座上时，加压的水经过其一个入口进入一 次性筒内部以形成一种饮料，该饮料由可溶产品在水中的悬浮液或分散液构 成，这种饮料通过该一次性筒上的一出口或孔输出。
分配装置必须保证在一次性筒内产品可以完全且匀质地溶解或悬浮/分散 在流体(通常是水)中，并且保证饮料制成后具有良好的最终外观；当饮料是 咖啡和牛奶咖啡时，此良好的外观意味着“奶脂状”，即具有一层由持久的小 泡泡构成的可见泡沫层。获得这种效果是较复杂的，因为一次性筒的形状和尺 寸对于所有要分配的可溶产品都是相同的，而一次性筒内的可溶产品数量却因 所制饮料不同而有明显的变化(例如：用于香浓咖啡是1.5克，用于巧克力和 牛奶咖啡是15-16克)。这种数量上的变化影响了均匀溶解产品的能力。现有 分配装置的另一个问题是如何保证装置的彻底清洁；这要求避免使用截面尺寸 小于2毫米的分配管和输送管，否则就会有在管中形成沉积和渣滓的危险。
在本申请人早先的一件待审且尚未公开的专利申请中，建议沿着饮料分配 路径设置一节流装置，其目的在于改善可溶产品与进入一次性筒内的水的混合 效果、并且在一次性筒内产生一压力梯度以制得在输出时具有诱人外观的优质 饮料。这是藉由一直径大于可溶产品出口直径的穿孔件来实现的：到达一次性 筒的水的压力决定了溶解效果和饮料的输送。
然而，已经发现所制成的饮料并不总是最佳的，特别是在所产生的泡沫数 量和持久性方面。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于制备饮料的分配机构，可以保证饮 料质量恒定和品质优异，而且与盛装可溶产品的一次性筒的特点无关。
这一目的由根据本发明的权利要求1所述的一种饮料制备机构实现。本发 明装置的具体实施例描述在从属权利要求2至15中。
根据本发明的第一个方面，饮料制备机构包括饮料分配调节装置，在至少 75％的总分配时间内以悬浮状输送所述可溶产品。
根据本发明的另一个方面，该调节装置包括设置在一次性筒上的出口和一 穿孔杆，该穿孔杆的尺寸使得穿孔杆一开始，即在分配饮料之前，就与出口完 全配合，而在分配饮料过程中或之后，在一次性筒出口和穿孔杆之间有一个或 多个输送通道。
在一较佳实施例中，所述输送通道的截面大致呈圆冠形，所述穿孔杆的配 合部分的直径D2与所述出口直径D1之间的比例R为1≤R≤1.067，较佳地为 1≤R≤1.04，尤佳地为1≤R≤1.02。例如：当穿孔杆直径为15毫米时，一次 性筒上的出口直径D1为15≤D1≤16毫米，较佳地为15≤D1≤15.6毫米，尤 佳地为15≤D1≤15.3毫米。
在另一可能代替前述实施例或与前述实施例组合的实施例中，本发明的分 配机构包括在一次性筒上的一个出口以及一穿孔杆，该穿孔杆的尺寸使得穿孔 杆一开始，即在分配饮料之前，就与出口完全配合，而在分配饮料过程中或之 后，在一次性筒和穿孔杆之间有一个或多个输送通道；以及一将一次性筒底壁 的变形限制到最大约45度的装置。这种限制变形的装置的一个实施例包括一 个或多个位于已安装的一次性筒的出口附近的收集器上的止挡件。
这种止挡件例如可以是：穿孔杆的一个或多个支撑件；或者是直径大于所 述出口的环形件。
在后一种情况下，所述环形件具有一向所述穿孔杆和向所述一次性筒底壁 倾斜的表面部分，所述倾斜表面部分相对于所述环形件所支撑的水平面倾斜度 在0°至45°之间，较佳地为15°至38°，最佳地为30°。
根据本发明的第二个方面，提供了一种如权利要求16所述的饮料制备方 法。根据本发明的此方法的其它有利特点如权利要求17至30所述。
根据本发明的分配机构具有多个优点。形成于一次性筒和穿孔杆之间的直 径减小的分配通道在饮料分配过程中提供一暂时性的节流结构，即当一次性筒 被取出时，在输送时就不再存在节流，而当在收集-穿孔器中插入一个新的一 次性筒时就在下一次输送中又新形成节流。进一步的优点是产品的均匀一致的 溶解，且饮料制品具有最佳外观。
附图说明
以下结合附图对本发明不具有限定作用的实施例的描述，可以进一步明了 本发明的进一步特点和优点；其中：
图1是用于本发明一分配机构的一次性筒的立体图；
图2是图1所示一次性筒的截面图；
图3是一收集-穿孔器的立体图；
图4是图3所示收集-穿孔器的截面图，其中处于分配过程中，一次性筒 已插入且开孔；
图5是另一形式的收集-穿孔器的截面图，并配有变形控制环；
图6是图5所示收集-穿孔器的平面图；
图7是一示意仰视图，包括穿孔杆的部分截面以及具有出口的一次性筒的 底壁；
图8是在饮料分配过程中，穿孔杆和一次性筒底壁之间配合区域的放大截 面图；
图9是收集器一个实施例的截面图。
具体实施方式
参见图1至3，本发明的分配机构包括一个一次性筒1和一收集-穿孔器2。 一次性筒1的上表面具有一由凸缘3环绕的入口4，以及一其上形成有断裂线 5a以形成一溶解产品出口的底壁5。上入口4以已知方式由一盖子(未示)封 闭，盖子上设有一个或多个用于水的注入、溶解或分散-悬浮的入口孔。以已 知方式，断裂线5a由底壁上厚度减小的弯曲刻线构成，这样可被收集器2上 的穿孔杆7方便地顶断；断裂线5a在对应于部位6处中断，以形成用于由断 裂线5a所形成的部分底壁8(称为“盖”)的铰链、并且在一次性筒配合在收 集-穿孔器2(图4)上之后，防止此“盖”脱离底壁5的其余部分。
参见图4，图中所示一次性筒1处于分配位置，即处于已与穿孔杆7配合 的位置，这样在底壁5上沿着断裂线5a形成开口并使部分底壁8向一次性筒 内部移动。图中画出了所输送的可溶产品并用标号9示出。
根据本发明，本发明的一次性筒由可变形材料制成，并且与穿孔杆7的配 合部分的尺寸等于或大于底壁5的部分8，这样，当一次性筒插在穿孔杆7上 时，在输入加压的热水过程中，在底壁5和穿孔杆7之间至少有一间隔或通道 10以使已溶解的产品流出。
通道10较佳地呈一圆冠形(如图7)，即基本上围绕穿孔杆7的圆周延伸 的单个通道。然而，通道也可以有其它实施方式以在分配饮料的部分过程中， 在底壁5和穿孔杆7之间形成不同形状和/或多个出口。采用不规则形状的断裂 线5a，例如可以形成两个或多个通道。
一般来说，穿孔杆7和出口边缘之间的最大间隔范围，即穿孔杆7配合部 分的直径D2和由一次性筒底壁5上的断裂线5a所形成的出口的直径D1之间 的最大差在0.4和1.5毫米范围内。无论何种情况下，在分配过程中，通道10 的总面积为在至少75％的水分配时间内同时送水和产品。这种同时分配可用肉 眼观察从一次性筒流出的液体颜色来检查：如果液体颜色很淡或基本上没有颜 色，则可以如上所述地判断没有发生同时分配。
所以，本发明的一个目的是提供上述形式的可溶饮料分配机构，其中，穿 孔杆7的面积和由断裂线5a所限定面积之间的比例在1.0至1.284的范围内， 较佳地，底壁上的出口与穿孔杆7的壁之间的间隔的最大范围为0.4毫米至1.1 毫米。穿孔杆7的面积是指当一次性筒1位于收集器2中时，在一次性筒1的 底壁5高度处的穿孔杆7截面面积。
在下文中，将对一较佳实施例进行描述，其中穿孔杆7和断裂线5a都是圆 形的(图7)。在此实施例中，通道10，即在饮料分配过程中由一次性筒的底 壁沿着断裂线5a的变形而形成的分配出口，理论上基本上呈圆形并呈冠形截 面，并且穿孔杆7的直径D2和一次性筒底壁5上的出口直径D1之间的比例R 在1.0至1.04之间，较佳地在1.0至1.02之间，最好在1.0至1.014之间。
如上所述，一次性筒1由可变形材料制成，一般为塑料材料制成，如适用 于食品的乙烯或丙烯同聚或共聚物。一种较佳的材料其结晶度高于70％并有一 定百分比的无定形聚合物以使一次性筒的底壁在加压热水输送过程中粘弹性 变形。“粘弹性变形”一词意味着，在分配结束或在分配的一个或一个以上的 阶段中，底壁的材料在底壁5上沿着断裂线5a的出口边缘周围至少一部分上 的变形减小或基本上没有。换言之，在饮料分配的全过程中，底壁的材料，即 至少在出口周围的部分，可以抵抗由加压输送到一次性筒上的水或其它液体所 引起的变形；藉此，输送通道10的变形程度和其尺寸在饮料分配过程中是可 控制的。可以选择材料模制工艺以在制成品中保留尽可能多百分比的无定形聚 合物。可从乙烯和丙烯的(共)聚合物中选择合适的材料，例如，包含具有2 -10个碳原子的一个或多α-烯烃，例如乙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基 -1-戊烯、1-己烯、1-辛烯；由丙烯及其混合物与乙烯和/或α-烯烃连续 聚合而获得的丙烯配方。这些(共)聚合物一般在230℃/21.6N时具有0.2至 60之间的熔融流动指数。
在本发明的另一种实施例中，可采用机械方式来控制变形程度。例如：可 以使用随着加压热水的输入其底壁经受塑性变形的一次性筒。在此情况下，不 会产生上述的抵抗材料本身变形的作用，并且采用“机械方式”以限制底壁的 变形程度。图5和图6示出了这种方式的一较佳实施例，即设置一与穿孔杆7 同心且离开一定距离的环12。环12由三个支脚11支撑并且较佳地具有一向穿 孔杆7倾斜的表面13，即朝着收集器2内部和朝着底壁倾斜。上表面部分13 相对水平面的倾斜度因此在10°至45°的范围内，较佳地在15°至38°之间， 最好为30°。所述的机械方式与至少底壁部分用弹性可变形材料制成的一次性 筒可一并使用。
因此，本发明的一个目的是提供上述形式的分配机构，其中，具有用于控 制在供给热水之后一次性筒的底壁变形的措施。这些措施藉由可产生实质为粘 弹性变形的一次性筒的聚合物结构材料和/或藉由诸如底壁支撑环或支脚的机 械支撑结构而达成。在两种情况下，当分配已溶解在水中的产品时，在产品输 送出口边缘5a周围的材料变形角度范围保持在1°至45°范围内，较佳地在 15°至38°之间，最好在30°左右。
如另一种形式的环12，采用径向支脚11(图9)延伸到环12的表面13的 高度，并且其上表面的一部分形状与环的倾斜表面13类似，并且同样离穿孔 杆7有一段距离。 以下通过举例进一步对本发明进行描述。
举例
装置1.从本申请人生产的Tuttoespresso热饮料分配装置中制出10杯咖 啡，该热饮料分配装置具有一收集器，该收集器配有一直径(D2)为15毫米的 穿孔杆，并且一次性筒的出口的直径(D1)为14.7毫米。所用的一次性筒由 乙烯共聚物制成，底壁有实际的粘弹性变形。
装置2.采用类似的一次性筒制出另外10杯咖啡，但该一次性筒用具有较 高结晶含量的乙烯共聚物制成，筒的底壁存在塑性变形。收集器具有一朝向收 集器内部和底部倾斜30度的支撑环。
装置3.为了对比，在相同条件下由采用传统的一次性筒和收集器的热饮分 配装置再制出10杯咖啡。
通过测量所获得的泡沫体积(cc)进行评估。结果显示装置1制出的各杯 咖啡中泡沫体积平均为16.8cc，装置2制出的咖啡中泡沫体积平均为9.6cc， 在装置3(传统的)中制出的咖啡中泡沫平均为6.8cc。