用于煮泡泡制飲料的裝置以及系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于煮泡泡制飲料的裝置以及系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請案的交叉引用
[0002]本申請案主張2012年8月16日提交的第61/742，688號美國臨時專利申請案的優(yōu)先權(quán)，所述臨時專利申請案的全部內(nèi)容以引用的方式并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及利用壓力、溫度以及溶劑通過溶質(zhì)的流動的飲料煮泡系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]一百多年以來一直通過用過濾介質(zhì)內(nèi)含有的溶質(zhì)泡制溶劑來產(chǎn)生煮泡或泡制飲料。隨時間推移已經(jīng)理解，泡制溫度、壓力以及溶劑通過溶質(zhì)的流動速率等煮泡變量的變化會改變所得飲料的化學(xué)成分以及味道。因此，已經(jīng)開發(fā)出試圖通過選擇性調(diào)節(jié)一個或多個煮泡變量來實現(xiàn)香味改變的許多煮泡系統(tǒng)。然而，極少(如果存在)煮泡系統(tǒng)促進在泡制期間對這些變量中的一者或多者的動態(tài)(即，在煮泡周期內(nèi))調(diào)節(jié)。在執(zhí)行調(diào)節(jié)的那些煮泡系統(tǒng)中，在泡制期間對一個或多個變量的調(diào)節(jié)導(dǎo)致對其它煮泡變量產(chǎn)生無意識的改變。對自變量控制的此種缺乏使得對泡制飲料的優(yōu)化以及改變變得困難。
[0005]舉例來說，使得使用者能夠在泡制期間改變壓力的當前可用的煮泡系統(tǒng)依賴于通過電阻性介質(zhì)在煮泡室中產(chǎn)生的背壓，所述電阻性介質(zhì)通常由過濾器以及溶質(zhì)構(gòu)成。在一個配置中，煮泡室壓力改變通過調(diào)節(jié)所述電阻性溶質(zhì)介質(zhì)的電阻同時保持泵送能量恒定來實現(xiàn)。盡管這確實引起泡制壓力的改變，但也改變了泡制流動速率。在另一常規(guī)可用的系統(tǒng)中，使用者通過溶劑泵送力的變化同時保持電阻性介質(zhì)的電阻恒定來改變泡制壓力。這也導(dǎo)致泡制壓力增加并且同時改變泡制流動速率。因此，在常規(guī)系統(tǒng)中，在泡制過程期間壓力以及流動速率的變量依賴于彼此。因為已知壓力以及流動速率都會影響煮泡的注入物的化學(xué)成分，所以顯然需要一種煮泡系統(tǒng)，所述煮泡系統(tǒng)提供對泡制壓力以及流動速率的獨立調(diào)節(jié)，使得使用者能夠優(yōu)化泡制溶液化學(xué)成分并且產(chǎn)生一致的飲料。
[0006]但是，經(jīng)配置以改變一個或多個煮泡變量以提供動態(tài)壓力控制的一些已知裝置同樣缺乏獨立于壓力控制的對流動速率的控制。確切地說，所述裝置使得使用者能夠產(chǎn)生并且執(zhí)行煮泡配方，所述配方調(diào)節(jié)關(guān)于時間的煮泡壓力以及溫度。這通過以下過程來執(zhí)行:使用壓力傳感器來監(jiān)視煮泡室內(nèi)的泡制壓力，以及調(diào)節(jié)水泵的泵送力，使得在煮泡室中實現(xiàn)所需泡制壓力。泡制水的溫度控制通過利用比例混合閥來執(zhí)行，所述比例混合閥由控制器控制以混合熱水以及冷水。盡管前述裝置可能能夠提供動態(tài)溫度以及壓力控制，但它以調(diào)節(jié)離開的泡制飲料的流動速率的能力為代價來執(zhí)行此過程。變化的離開流動速率不利地產(chǎn)生不一致的飲料輸出，這對于許多飲料零售商而言成本太高。所述不一致同樣地還給零售商以及消費者帶來問題，因為飲料的味道以及飲料的量可能在每個煮泡周期改變。因此，流動速率、總分配體積以及最終飲料味道取決于各變量，例如溶質(zhì)顆粒大小的波動、包裝密度、溶質(zhì)數(shù)量以及過濾介質(zhì)電阻率。由此，這使得極難復(fù)制提取物的香味，即使使用關(guān)于時間的泡制壓力以及溫度的相同煮泡配方。
[0007]容易理解，泡制溫度也影響泡制飲料溶液的化學(xué)成分。因此，操作人員可以發(fā)現(xiàn)，在煮泡過程期間改變煮泡泡制溫度來優(yōu)化香味是有利的。當前煮泡系統(tǒng)利用鍋爐以及具有較大熱質(zhì)量的煮泡室，所述煮泡室經(jīng)設(shè)計以提供一致的煮泡溫度，因此阻止使用變化的泡制溫度來產(chǎn)生最優(yōu)香味。因此，提供精確、準確以及動態(tài)溫度控制的飲料煮泡系統(tǒng)將實現(xiàn)飲料香味的優(yōu)化且是所需的。
[0008]如先前所說明，急需一種煮泡系統(tǒng)，所述煮泡系統(tǒng)在泡制飲料的產(chǎn)生期間為煮泡器皿提供溫度、壓力以及流動速率的煮泡變量的獨立、動態(tài)的變化。此外，需要一種煮泡系統(tǒng)，所述煮泡系統(tǒng)減輕和/或消除溶質(zhì)顆粒大小變化以及溶質(zhì)壓實等外部因素對飲料香味的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明涉及一種滿足所概述的需要的煮泡飲料的系統(tǒng)和方法，從而促進在泡制過程期間對壓力、溫度以及溶劑通過過濾器內(nèi)所含有的溶質(zhì)的流動速率的動態(tài)、獨立的控制。示例性煮泡系統(tǒng)由溶劑流動管理系統(tǒng)(SFMS)組成，所述溶劑流動管理系統(tǒng)經(jīng)配置使得維持所需流動速率，而不管煮泡室或其它區(qū)域中的壓力變化。此SFMS可操作地連接到溶劑溫度管理系統(tǒng)(STMS)，所述溶劑溫度管理系統(tǒng)選擇性地且動態(tài)地調(diào)節(jié)(S卩，保持恒定或改變)泡制溫度。STMS可操作地連接到煮泡室，在所述煮泡室中溶質(zhì)存在于過濾裝置內(nèi)且進行泡制。溶液壓力管理系統(tǒng)(SPMS)可操作地連接到煮泡室，所述溶液壓力管理系統(tǒng)促進對所述煮泡室內(nèi)的壓力的動態(tài)調(diào)節(jié)。
[0010]盡管本發(fā)明在本文中說明且描述為以獨立控制的流動速率、溫度以及壓力通過用于煮泡飲料的系統(tǒng)和方法實施，然而，本發(fā)明并不意圖限于所示出的細節(jié)，因為在不脫離本發(fā)明精神的情況下且在權(quán)利要求的等效物的范圍以及區(qū)間內(nèi)可以在其中進行各種修改以及結(jié)構(gòu)改變。另外，本發(fā)明的示例性實施例的眾所周知的元件將不進行詳細地描述或?qū)⒈皇÷砸悦饣煜景l(fā)明的相關(guān)細節(jié)。
[0011]在前述目的以及所考慮的其它目的的情況下，根據(jù)本發(fā)明提供了一種泡制飲料煮泡組合件，所述泡制飲料煮泡組合件包含溶劑流動管理系統(tǒng)，其可操作以接收溶劑以及選擇性地且動態(tài)地調(diào)節(jié)溶劑的流動；溶劑溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其通過至少一個溶劑導(dǎo)管與溶劑流動管理系統(tǒng)流體連通，所述溶劑溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)可操作以選擇性地且動態(tài)地調(diào)節(jié)溶劑的溫度；煮泡室，其用于容納溶質(zhì)，所述煮泡室經(jīng)安置以接收溶劑以產(chǎn)生泡制飲料。煮泡室通過至少一個所得溶劑導(dǎo)管與溶劑溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)流體連通。所述飲料組合件還包含用于排出泡制飲料的出口以及電子控制系統(tǒng)，所述電子控制系統(tǒng)以通信方式耦合到溶劑流動管理系統(tǒng)以及溶劑溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)且可操作以獨立地調(diào)節(jié)溶劑流動管理系統(tǒng)以及溶劑溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
[0012]根據(jù)另一特征，本發(fā)明的實施例包含泡制壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述泡制壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過泡制溶液導(dǎo)管與煮泡室流體連通且位于煮泡室下游。電子控制系統(tǒng)以通信方式耦合到泡制壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)且可操作以獨立地、選擇性地且動態(tài)地調(diào)節(jié)泡制壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，電子控制系統(tǒng)可操作以監(jiān)視在溶劑流動管理系統(tǒng)、溶劑溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、以及泡制壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)下游的位置處的多個溶劑特征變量中的一者。這可以通過使用可操作以接收溶劑或泡制飲料條件的一個或多個傳感器而發(fā)生。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的又另一個特征，電子控制系統(tǒng)可操作以在接收多個溶劑特征變量中的一者之后，獨立地且動態(tài)地調(diào)節(jié)溶劑流動管理系統(tǒng)、溶劑溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、以及泡制壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的至少一者。這使得能夠完全控制泡制過程，這也是通過已知的泡制煮泡組合件不可實現(xiàn)的。
[0015]根據(jù)另一特征，本發(fā)明的實施例包含泡制飲料配方，所述泡制飲料配方包含與多個溶劑特征變量中的一者相對應(yīng)的至少一個確定的泡制飲料參數(shù)。所述泡制飲料配方有利地通過電子控制系統(tǒng)可獲得，使得溶劑流動管理系統(tǒng)、溶劑溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、或泡制壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)經(jīng)調(diào)節(jié)以調(diào)整多個溶劑特征變量中的一者以與至少一個確定的泡制飲料參數(shù)相對應(yīng)。確定的泡制飲料參數(shù)可以包含流動速率、溫度、分配體積等。
[0016]還根據(jù)本發(fā)明，提供了一種泡制飲料煮泡組合件，所述泡制飲料煮泡組合件包含可操作以接收以及傳送溶劑的溶劑流動管理系統(tǒng)、與所述溶劑流動管理系統(tǒng)流體連通的溶劑溫度管理系統(tǒng)。溶劑溫度系統(tǒng)可操作以調(diào)節(jié)溶劑的溫度。泡制飲料煮泡組合件還包含用于容納溶質(zhì)的煮泡室，所述煮泡室經(jīng)安置以接收溶劑以產(chǎn)生由泡制過程產(chǎn)生的泡制飲料，所述煮泡室與溶劑流動管理系統(tǒng)或溶劑溫度管理系統(tǒng)流體連通。泡制飲料煮泡組合件另外包含至少部分地位于煮泡室下游的泡制壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及用于排出泡制飲料的出口。所述出口與煮泡室流體連通，并且泡制壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)有利地可操作以選擇性地且動態(tài)地將泡制過程壓力增加至超出/大于由溶劑通過溶質(zhì)的流動導(dǎo)致的在煮泡室上游產(chǎn)生的壓力。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，選擇性地界定泡制過程壓力。每個參數(shù)可以“界定”到特定值。由此，“界定”需要特意地顯現(xiàn)選定值，與在沒有引導(dǎo)調(diào)整的特定設(shè)定點的情況下調(diào)整參數(shù)相反。
[0018]根據(jù)另一特征，本發(fā)明的實施例包含電子控制系統(tǒng)，所述電子控制系統(tǒng)經(jīng)操作以監(jiān)視且調(diào)節(jié)溶劑流動管理系統(tǒng)、溶劑溫度管理系統(tǒng)、以及泡制壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能，使得泡制溫度、泡制壓力、泡制流動速率、經(jīng)分配飲料體積、以及泡制持續(xù)時間中的至少一者的泡制過程參數(shù)在泡制過程期間得到明顯控制以及動態(tài)調(diào)節(jié)。由于“明顯控制”涉及煮泡系統(tǒng)的性能，因此其被界定為在最小程度上得到控制，使得所述控制能夠得到在最終結(jié)果中的可計量差值或?qū)Σ痪哂杏幸饪刂凭哂行Ч?br>[0019]根據(jù)本發(fā)明的另外的特征，將關(guān)于經(jīng)分配飲料體積的泡制溫度、關(guān)于經(jīng)分配飲料體積的泡制壓力、以及關(guān)于經(jīng)分配飲料體積的泡制持續(xù)時間存儲在數(shù)據(jù)存儲媒體中以用于通過電子控制系統(tǒng)來恢復(fù)以及復(fù)制。在替代實施例中，將關(guān)于泡制持續(xù)時間的泡制溫度、關(guān)于泡制持續(xù)時間的泡制壓力、以及關(guān)于泡制持續(xù)時間的經(jīng)分配飲料體積存儲在數(shù)據(jù)存儲媒體中以用于通過電子控制系統(tǒng)來恢復(fù)以及復(fù)制。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另外的特征，溶劑流動管理系統(tǒng)由可編程邏輯控制器控制，所述可編程邏輯控制器能夠以確定的預(yù)編程速率選擇性地且動態(tài)地調(diào)節(jié)溶劑流動。此外，溶劑溫度管理系統(tǒng)也可以由可編程邏輯控制器控制，且可操作以在泡制過程期間以確定的可動態(tài)調(diào)整的溫度向煮泡室提供溶劑。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的又另一個特征，可編程邏輯控制器改變不同溫度的溶劑的多個泵送速率，使得其總流動速率、總溫度、以及總泵送體積等于使用者所需的量。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，溶劑溫度管理系統(tǒng)可操作以以近似50°C到100°C的最小溫度范圍向煮泡室提供溶劑，其中溫度以近似10°c /s以及10°C /mL中的至少一者的最小速率變化。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，除了可操作以提供5巴的最小增加或者至少10巴的泡制過程壓力之外，泡制壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)還操作以以近似I巴/秒的最小速率增加以及降低泡制過程壓力，5巴大于由溶劑通過溶質(zhì)的流動導(dǎo)致的在煮泡室上游產(chǎn)生的壓力。
[0024]根據(jù)另一特征，本發(fā)明的實施例包含再循環(huán)導(dǎo)管，其中在溶劑溫度管理系統(tǒng)的下游的溶劑在進入煮泡室之前，選擇性地再循環(huán)通過溶劑溫度管理系統(tǒng)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，溶劑流動管理系統(tǒng)以及溶劑溫度管理系統(tǒng)是不可分離的，因為溶劑流動管理系統(tǒng)傳送最少不同溫度以及速率的兩種流體，所述兩種流體在組合時以所需溫度以及所需流動速率產(chǎn)生所得溶劑。
[0026]根據(jù)另一特征，本發(fā)明的實施例包含以通信方式耦合到電子控制系統(tǒng)的溶質(zhì)改變系統(tǒng)，所述溶質(zhì)改變系統(tǒng)可操作以通過電子研磨器調(diào)整溶質(zhì)顆粒大小，或者通過壓實工具(例如，壓力機)調(diào)整溶質(zhì)壓實。所述改變經(jīng)配置以通過改變?nèi)苜|(zhì)電阻率以確保在煮泡期間顯現(xiàn)出配方指定參數(shù)來確保煮泡飲料的一致香味。另外，所述改變可以經(jīng)配置以通過監(jiān)視在執(zhí)行煮泡配方期間的SPMS性能以及改變?nèi)苜|(zhì)電阻的量以對于煮泡配方的每次執(zhí)行維持相同的SPM