CN101815455B - 用于储存、计量粉末和将粉末与稀释剂混合的单件式装置 - Google Patents

用于储存、计量粉末和将粉末与稀释剂混合的单件式装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于储存和计量粉末(3)以及将所述粉末与稀释剂混合以制备食品的装置(1)，该装置能够与容纳稀释剂的箱和空气源相连接，该装置包括：用以形成粉末(3)的储备的多剂量容器(2)；粉末投配***(4)；结合在空气室(6)中的粉末管道(5)，该空气室构造成在粉末管道的出口输送空气；所述粉末管道的出口(5)在包括稀释剂入口(8)和食品出口(9)的混合室(7)中露出；整体形成单件式的一次性装置。

Description

用于储存、计量粉末和将粉末与稀释剂混合的单件式装置
技术领域
本发明涉及一种用于制备和输送可溶粉末与稀释剂的混合物的***。特别地，本发明涉及通过计量食物粉末和将该食物粉末与稀释剂混合而制备和输送饮料或其它液体食品。本发明可用于卫生地、容易地和快速地输送由粉末和水制得的有泡沫的或无泡沫的、热的或冷的饮料。
背景技术
在传统的饮料分配器中，由容纳在容器中的液体浓缩物或粉末还原成饮料。该液体浓缩物或粉末被计量然后在分配器内部与稀释剂、一般是热水或冷水混合——通过管道、泵和混合碗壳。一般通过包含在一室内的机械搅拌器执行混合。这些饮料的传统制备因此需要大量地维护和清洁以便使与食品接触的这些部件总是保持干净和避免污染和滋生细菌的风险。这些机器还意味着操作者方面的大量投资。
利用从容纳有液体浓缩物的一次性的/可丢弃型的或可重复利用的包装输送饮料的***，这些问题中的一部分已经被解决。一般的解决方案在于将食物液体泵结合至包装中，并通过将包装连接至机器、更特别地通过将泵连接至机器而由机器控制该泵的致动。一旦包装变空，操作者仅需要移除该包装并代之以新的包装以便执行下一次的饮料分配。从而不再需要任何清洁操作。这种方案在EP-A1-1 768 925中有所说明。
这种一次性的存储、计量和输送包装的方案从未应用至从容纳有可溶粉末的一次性的或可重复利用的包装输送饮料的***。事实上已知的是，粉末对于潮湿和空气气氛非常敏感，显然针对液体浓缩物所提出的原理不能毫无问题地适用于粉末。主要问题在于，用于计量粉末的投配***将进一步阻碍在与(空气)气氛接触的***的输送部分中的粉末的部分溶解。这将会导致失真的粉末投配和由此导致***的完全堵塞。
然而，对于粉末的输送，这样一种能够使清洁最少、实现简单快速的重新装载的一次性的或可重复利用的包装将具有显著优点。尤其是对于粉末特别具有这样的优点：将会省去重新填充步骤，所述重新填充步骤包括打开储存容器和通过直接倾倒将其内容物转移至***储存器中，所述步骤导致粉末被充气和其质量的恶化。
因此需要一种能够解决所有前述问题的容纳粉末的、一次性的储存、计量和输送包装。
发明内容
第一方面，本发明涉及一种用于储存和计量粉末以及将所述粉末与稀释剂混合以制备食品的装置，该装置能够与容纳稀释剂的箱和空气源相连接，该装置包括：
-用以形成粉末储备的多剂量容器，
-用以将粉末从多剂量容器输送至粉末管道的粉末投配***，
-所述粉末管道结合空气室中，所述空气室构造成在粉末管道的出口周围输送空气，
-所述粉末管道的出口在包括稀释剂入口和食品出口的混合室中露出，
-整体形成单件式的一次性装置。
本发明的装置是结合有以上不同元件的仅单件式装置。各元件相对于其它元件定位成使得粉末从多剂量容器流出至粉末投配***中，后者在粉末管道中输送来自多剂量容器的粉末，所述粉末管道将经计量的粉末输送到混合室。根据本发明，粉末管道结合在空气室中。空气室包括进气口和出气口，后者围绕在混合室中露出的粉末管道出口。
因此，根据本发明的装置提供了一种用于储存、计量和输送粉末以及将其与稀释剂混合的改进的方案。通过将不同元件完全结合在单件式装置中和将粉末管道结合在空气室中，能够保持粉末的新鲜度和流动能力。
根据本发明的装置的一个重要元件是空气室，该空气室构造成在粉末管道周围提供空气流。所述空气流沿着混合室的方向定向，以便在混合室中在粉末管道出口露出的位置处围绕粉末管道出口。在空气室中，空气流优选地基本平行于粉末管道。这种构造能够通过围绕粉末管道的空气室、尤其是通过形式为与粉末管道同心的管这样的空气室容易地获得。在本发明的优选实施例中，空气室构造成在粉末管道出口处提供环状空气流，所述环状空气流在粉末流周围具有均匀流型(homogeneous profile)。“均匀流型”是指空气在粉末管道出口的整个周围都具有基本相同的流值(flowvalue)和相同的流向。
优选地，空气室出口和粉末管道出口在基本相同的断面上进入混合室。为此，优选地，空气管具有足够的长度，因为如果它太短，则不能实现避免蒸汽在粉末管道中上升的功能。空气室的进气口可以优选地与粉末管道纵轴线成一角度，以使得空气流几乎平行于粉末管道。
所述装置包括用于弄湿和混合粉末的混合室。在其较简单的形式中，混合室由底壁和向上延伸的侧壁定界。其优选地是敞开的混合室：它具有用于排空蒸汽的上方开口。该开口一般设置于混合室的顶部中心处。混合室通常是对称的。在优选实施方式中，混合室是锥形的。根据本发明，混合室是没有搅打器的：不需要搅打装置，因为混合是通过稀释剂的蒸汽和(混合)室的形式来实现的。混合室可以是封闭的和被加压的。
优选地，粉末管道的出口在相对于混合室的纵轴线偏移的位置处进入混合室的上部。这意味着粉末管道的出口不在混合室的顶部中心处露出。还优选的是，粉末管道的纵轴线与混合室的纵轴线成介于0和大约45°之间的角度，更优选的是大约45°。
粉末投配***包括投配室和能够使投配室由位于本发明的装置外部的电机驱动的联接机构。投配室可以是任何已知类型的粉末投配室，如螺旋输送器(screw，endless screw)、螺旋推进器(auger)、滚筒(barrel)、滑移式室、回转式室。具有旋转腔的滚筒是优选的。粉末投配***位于用于容纳粉末和用于向粉末管道输送预定量的粉末的容器的底部。
粉末投配***和用于根据本发明的装置的稀释剂源设计成通过分配基座装置来控制，利用该分配基座装置，粉末投配***和稀释剂源以互补的方式对接。为了更简明和清楚起见，在说明书的其余部分中，与第一装置对接的第二装置被称为“基站”。因此，联接机构设置和构造成将第一装置与基站相连接，所述基站自身能够提供稀释剂源和用于驱动粉末投配***的机构。这种置换/替换(式的操作)使得能够在不需要维护和清洁粉末投配***和混合室的情况下进行分配。该装置具有与空气源、通常为送风机的联接机构。优选地，稀释剂联接机构、用于驱动粉末投配***的机构和空气联接机构设置和构造成将该装置与基站可拆卸地连接，所述基站能够提供稀释剂源、空气源和用于驱动粉末投配***的机构。
优选地，稀释剂入口、粉末投配***联接机构和进气口位于装置的同一侧。这种装置以简单和快速的方式靠着基站装配，所述基站包括容纳有稀释剂的箱、用于驱动粉末投配***的机构和空气源。根据本发明的装置与基站的联接能够通过手动地***包括互补联接机构的基站自身而实现。
因此，使用者能够通过握住装置和将其推靠到基站而用手以简单的运动容易地执行对接操作。更具体地，联接机构还包括用于平移导引的机构，该平移导引在促进装置与基站上的互补导引机构插接或对接的至少一个方向上进行。
根据本发明的装置还可以包括能够由与装置所联接的基站相关联的读出器读取的代码。该代码包括与粉末的特性(identity)和/或性质有关、和/或与稀释剂源和/或液泵驱动机构的致动的相关参数有关的信息。代码可以例如用来管理包含在基站中的液泵和/或稀释剂泵的流率，以便控制粉末/稀释剂的比例。代码的其它用途也是可能的，例如检验包含在容器中的产品的真实性或可选择地调整所述机构以改变稀释剂的温度。
装置的食品出口使得能够将食品直接输送至接受器中。“接受器”应理解成例如玻璃杯、碗或马克杯或供顾客使用的任何其它接受器。
多剂量容器可以是一次性的或可重复利用的。它可以是可折叠的或不可折叠的。它可以是例如瓶、包、袋或类似物。它可以由塑料、卡板纸、铝或这些材料的混合体/复合物和/或层压制品制成。它优选的是可折叠的。优选地，容器是具有隔湿和隔氧屏障的单层或多层塑料材料的。防止湿气进入还有助于粉末的畅通无阻地分配。
根据本发明的装置的所有其它部分优选地由塑料、例如注射或模塑塑料制成。因此该装置可用于有限次数的计量操作，然后被丢弃或重复利用以重新填充。
该装置的不同元件可以通过固定式的或可拆卸式的机构、优选地通过固定式机构连接。固定式机构可以设计成密封、焊接、粘合、不可逆的夹紧机构等机构。可拆卸式机构是指由装置的其中一个元件上的螺纹部或等效的互补机械接合机构形成的机构，该螺纹部或等效的互补机械接合机构与属于装置的另一元件的螺纹部或互补机械接合机构协作。
优选地，根据本发明的装置在多剂量容器变空时被丢弃。
在容器为软部件的情况下，它可以具有位于其上部的保持机构，所述保持机构与基站中的互补保持机构协作。该保持机构可以是例如如上所述的用于平移导引的机构。它们有助于更好地从容器输送粉末。
根据本发明，术语“粉末”是指任何散装材料，可以是粉末状的或粒状的，如颗粒、微粒、细粒。装置内部的粉末可以是将要还原为热的或冷的、有泡沫的或无泡沫的饮料的食物浓缩物。例如，粉末是可溶奶、咖啡、可可、茶或其组合的粉末。其它成粉末的食物例如干的土豆泥或其它干的食物、调味料或肉汁粉、汤粉等也可以用于本发明中。
第二方面，本发明涉及一种用于储存和计量粉末以及将所述粉末与稀释剂混合以制备食品的方法，该方法通过以下实现：
-粉末多剂量容器，
-粉末投配***，
-结合在空气室中的粉末管道，
-混合室，所述粉末管道在所述混合室中露出，所述混合室包括稀释剂入口和食品出口，
其中，所述粉末容器、所述粉末投配***、所述粉末管道、所述空气室和所述混合室形成单件式装置，所述空气室在所述粉末管道周围输送空气流，所述空气流定向为沿着所述混合室的方向。
如上所述，优选地，空气流基本平行于粉末管道。在本发明的优选实施例中，在粉末管道出口，所述粉末流周围的环状空气流具有均匀流型。空气流优选地在空气室的出口处具有线性流动。线性流动足以确保蒸汽进入粉末管道，但不会太显著以致例如扰乱从粉末(管道)流出的粉末流和蒸汽在粉末管道中的再上升。
优选地，粉末管道在相对于混合室的纵轴线偏移的位置处进入混合室的上部。还优选地，粉末流以与混合室的纵轴线成角度的方式引入混合室中，所述角度介于0和大约45°之间，更优选的是大约45°。
本发明的装置和方法具有多个优点。粉末投配***不需要任何清洁操作，因为它是一次性的。操作者不必将粉末从容器转移至罐中，因为根据本发明的装置同时结合了储存和分配的功能。这防止了粉末偶然撒落至饮料分配器内部。因此不需要经过训练的或熟练的操作员来将粉末放回饮料机中。实施本发明的装置的分配器提供更高质量的饮料，因为粉末容纳在密封容器中而不是敞口容器中，因此更少地与空气气氛接触。此外还提高了质量控制，因为粉末在工厂被填充至容器中然后被直接放置在基站中。
本发明还包括一种用于储存和计量粉末以便进一步将所述粉末与稀释剂混合以制备食品的装置，该装置能够与容纳稀释剂的箱相连接，该装置包括：
-用以形成粉末储备的多剂量容器，
-粉末投配***，和
-粉末管道，
整体形成单件式的一次性装置。
粉末投配***可包括投配室和能够使所述投配室由位于所述装置外部的电机驱动的联接机构。该粉末投配***的投配室可包括螺旋输送器、螺旋推进器、滚筒、滑移式室或回转式室。
本发明还可延伸到制备非食品的领域。
附图说明
结合附图将能更好地理解本发明的特征和优点，其中：
图1示出了根据本发明的装置的示意图，
图2至5示出了具有不同投配室的粉末投配***，
具体实施方式
图1示出了本发明的装置1。装置1包括填充有食物成分粉末3的容器2，所述食物成分粉末通过重力作用落在投配***4上，所述投配***包括投配室14和能够使投配室由外部电机驱动的联接机构13。经预先计量的粉末3在投配***4中配量，并通过粉末管道5输送到混合室7的碗壳中，并在该碗壳中与通过混合室7的稀释剂入口8引入的经预先计量的热水混合，所述稀释剂入口与外部稀释剂源相联接。产生的混合物通过食品出口9分配。装置1包括与粉末管道5同心并将其包围的筒形的空气室6。该空气室的目的在于在混合室7中露出的粉末管道出口12的周围产生空气流11。为此，空气室设置有与外部空气源相联接的进气管10；空气室6的形式和进气管10的方向有利于气流11平行于粉末管道5形成，并以平行于粉末流的方式出射至混合室7中。粉末管道沿着偏移于室的纵向中轴线OO’的方向定向。优选地，粉末管道5的纵轴线XX’与混合室7的纵轴线OO’成角度α。
该装置是包括容器2、粉末投配***4、粉末管道5、空气室6和混合室7的单件式的一次性装置1。
通过与该装置联接的基站(未示出)将热水提供至装置中：水通过水箱、水泵和水加热***及最后的稀释水入口8而提供。还可设置控制器，以在使用者致动或被提示按下基站上的命令后通过投配***4调整粉末的配量和通过基站的泵调整稀释剂的配量。
图2示出了与粉末投配***相联接的容器2，所述粉末投配***的投配室14是滑移式室141。该滑移式室具有竖直壁和顶部及底部的开口。滑移式室能够从装载位置移动到分配位置，在所述装载位置，滑移式室位于容器2下方并填充粉末，在所述分配位置，滑移式室位于粉末管道5上方并输送在装载位置所填充的粉末。滑移式室141在其装载位置由弹性装置142(例如弹簧)施加力以便使容器2与环境隔离。投配***包括与滑移式室141成一体的手柄143，以使滑移式室141在已经装载有一定量的粉末之后向其分配位置移位。手柄143具有能够与基站中的驱动电机相联接的联接机构。
图3示出了与粉末投配***相联接的容器2，所述粉末投配***的投配室14是绕其竖直轴线148转动的回转式室。垂直于轴线148的两壁149、150相继阻塞粉末和从容器释放粉末至粉末管道5、再至它们的绕轴线148的旋转运动。当壁149、150在容器出口的外部旋转时，它在保护室147中运动以避免将其弄脏。
图4示出了与粉末投配***相联接的容器2，所述粉末投配***的投配室14是螺旋输送器，所述螺旋输送器的轴线与粉末管道轴线相同，所述螺旋输送器的端部144紧密配合至粉末管道5中。螺旋输送器沿着粉末管道5的方向输送和投配来自容器2的粉末。
图5示出了与粉末投配***相联接的容器2，所述粉末投配***的投配室14是在一筒形室146中紧密结合的滚筒。滚筒14的驱动轴145的端部具有能够与基站中的驱动电机相联接的联接机构。

Claims (21)

1.一种用于储存和计量粉末(3)以及将所述粉末与稀释剂混合以制备食品的装置(1)，该装置能够与容纳稀释剂的箱和空气源相连接，该装置包括：
-用以形成粉末(3)的储备的多剂量容器(2)，
-粉末投配***(4)，
-结合在空气室(6)中的粉末管道(5)，
-在包括稀释剂入口(8)和食品出口(9)的混合室(7)中露出的所述粉末管道的出口(12)，
-该装置形成单件式的一次性装置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述空气室(6)构造成在所述粉末管道的出口周围输送空气。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述空气室(6)是与所述粉末管道(5)同心的管。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述空气室构造成用于在所述粉末管道的出口处提供环状空气流，所述环状空气流具有环绕所述粉末流的均匀流型。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述粉末管道(5)的所述出口在相对于所述混合室的纵轴线(OO’)偏移的位置处进入所述混合室(7)的上部。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述粉末管道(5)的纵轴线(XX’)与所述混合室(7)的纵轴线(OO’)成一角度，所述角度介于0和大约45°之间。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述粉末投配***包括投配室(14)和使得所述投配室能够由位于所述装置外部的电机驱动的联接机构(13)。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述粉末投配***的所述投配室包括螺旋输送器、螺旋推进器、滚筒、滑移式室或回转式室。
9.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，稀释剂联接机构、用于驱动所述粉末投配***的机构和空气联接机构设置和构造成将所述装置与基站可拆卸地连接，所述基站能够提供稀释剂源、空气源和用于驱动所述粉末投配***的机构。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述稀释剂入口(8)、所述粉末投配***联接机构(13)和进气管(10)位于所述装置的同一侧。
11.一种用于储存和计量粉末(3)以及将所述粉末与稀释剂混合以制备食品的方法，该方法通过以下实现：
-粉末多剂量容器(2)，
-粉末投配***(4)，
-结合在空气室(6)中的粉末管道(5)，
-混合室(7)，所述粉末管道(5)在所述混合室中露出，所述混合室包括稀释剂入口(8)和食品出口(9)，
其中，所述粉末多剂量容器、所述粉末投配***、所述粉末管道、所述空气室和所述混合室形成单件式装置，所述空气室在所述粉末管道周围输送空气流，所述空气流定向为沿着所述混合室的方向。
12.一种用于储存和计量粉末以便进一步将所述粉末与稀释剂混合以制备食品的装置，所述装置能够与容纳稀释剂的箱相连接，该装置包括：
-用以形成粉末储备的多剂量容器，
-粉末投配***，和
-粉末管道，
该装置形成单件式的一次性装置；所述粉末投配***包括投配室和能够使所述投配室由位于所述装置外部的电机驱动的联接机构；所述投配室包括螺旋输送器、螺旋推进器、滚筒、滑移式室或回转式室。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述投配室包括具有旋转腔的滚筒。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述投配室紧密地结合在一筒形室中。
15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述滚筒的驱动轴的端部具有能够与所述装置所联接的基站中的驱动电机相联接的联接机构。
16.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其特征在于，其包括能够由与所述装置所联接的基站相关联的读出器读取的代码。
17.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其特征在于，所述多剂量容器是瓶、包、袋或类似物。
18.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其特征在于，所述多剂量容器是可折叠的。
19.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其特征在于，所述多剂量容器是具有隔湿和隔氧屏障的单层或多层塑料材料的。
20.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置中的所述粉末是将要还原为热的或冷的、有泡沫的或无泡沫的饮料的食物浓缩物。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述装置中的所述粉末是可溶奶、咖啡、可可、茶或其组合的粉末。
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