СПОСОБ ДОЗИРОВАНИЯ НАПИТКА, УСТРОЙСТВО И СИСТЕМА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА
METHOD FOR BEVERAGE DOSING, DEVICE AND SYSTEM FOR BEVERAGE PREPARATION

Область техники
Настоящее описание относится к способу дозирования напитка, устройству и системе для приготовления напитка.
Уровень техники
Устройства для дозирования напитков широко известны. Например, они используются при производстве кофейных напитков с помощью капельных кофеварок и эспрессо-машин. В подобных устройствах может использоваться обжаренный молотый кофе, который может быть в сыпучем состоянии или в виде капсул или пакетов, обернутых индивидуальным фильтром.
Обжаренный молотый кофе может также быть в форме таблеток, например, как описано в СА808588. Обычно кофейная таблетка изготавливается из прессованного и уплотненного обжаренного молотого кофе. Высокое давление сжатия, которое используется, позволяет кофейной таблетке сохранять свою форму при нормальном обращении без использования каких-либо оболочек или оберток. Такие кофейные таблетки могут использоваться в эспрессо-машинах и фильтр-кофеварках.
Недавно на рынке получили распространение устройства для приготовления напитка «по требованию», позволяющие готовить напитки индивидуально по желанию пользователя из индивидуальных герметичных капсул, картриджей или эластичных пакетов с молотым кофе. Также в последнее время производятся устройства для приготовления напитка, позволяющие удобно выполнять дозировку различных типов напитка по требованию. Одним из таких примеров является система, реализуемая под торговой маркой TASSIMO компанией Kraft Foods, Inc. Данная система (как описано в ЕР 1440639) использует устройство для приготовления напитка, содержащее считыватель штрихкодов и различные картриджи для приготовления напитка, где каждый картридж для приготовления напитка включает один или более ингредиентов для приготовления напитка и маркирован штрихкодом. В процессе эксплуатации считыватель штрихкодов устройства для приготовления напитка сканирует и считывает штрихкод на картридже для приготовления напитка после его вставки в устройство, и использует информацию, полученную при раскодировании штрихкода, для установки одного или более параметров дозирования на устройстве для приготовления напитка для данного цикла дозирования.
Сущность изобретения
Настоящее описание относится к способу дозирования напитка, включающему:
a) вставку таблетки с ингредиентами напитка в устройство для приготовления напитка;
b) измерение характеристики, связанной с толщиной по меньшей мере части таблетки с ингредиентами напитка для идентификации таблетки с ингредиентами напитка;
c) конфигурирование одного или более параметров дозирования на устройстве для приготовления напитка на основе идентификации таблетки с ингредиентами напитка; и
d) эксплуатацию устройства для приготовления напитка с целью дозирования напитка, полученного от взаимодействия таблетки с ингредиентами напитка и жидкости на водной основе. Преимущественно данный способ позволяет подстроить параметры дозирования в соответствии с требованиями каждого типа таблеток с ингредиентами напитка в отличие от способов из предшествующего уровня техники использования таблеток с ингредиентами напитка, где не было явного различия между разными типами таблеток.
Могут быть выбраны один или более параметров дозирования из группы, содержащей: температуру жидкости на водной основе; объем дозируемой жидкости на водной основе; скорость потока жидкости на водной основе; давление жидкости на водной основе; и наличие или отсутствие этапа предварительного смачивания. На стадии b) измеряют характеристику, связанную с общей толщиной таблетки с ингредиентами напитка от самой верхней поверхности до самой нижней поверхности.
Альтернативно таблетка с ингредиентами напитка может содержать углубление по меньшей мере на одной внешней поверхности и на стадии b) измеряют характеристику, связанную с толщиной таблетки с ингредиентами напитка между основанием углубления и противоположной внешней стороной.
Использование характеристики, связанной с толщиной по меньшей мере части самой таблетки с ингредиентами напитка, для идентификации устраняет необходимость установки отдельного идентификатора, такого как ярлык или обертка. Это позволит уменьшить количество утилизируемых отходов и упростить процессы производства и использования.
Характеристику, связанную с толщиной по меньшей мере части таблетки с ингредиентами напитка, можно измерить, используя щуп, выполненный с возможностью смещения.
Настоящее описание также относится к устройству для приготовления напитка, содержащему:
камеру для приема таблетки с ингредиентами напитка;
источник жидкости на водной основе;
нагреватель для изменения температуры жидкости на водной основе;
датчик для измерения характеристики, связанной с толщиной по меньшей мере части используемой таблетки с ингредиентами напитка;
контроллер, связанный с источником жидкости на водной основе, нагревателем и датчиком;
контроллер, запрограммированный для идентификации таблетки с ингредиентами напитка на основании измерения характеристик и конфигурирования одного или более параметров дозирования на устройстве для приготовления напитка в зависимости от указанной идентификации.
Могут быть выбраны один или более параметров дозирования, сконфигурированных контроллером из группы, содержащей: температуру жидкости на водной основе; объем дозируемой жидкости на водной основе; скорость потока жидкости на водной основе; давление жидкости на водной основе; и наличие или отсутствие этапа предварительного смачивания.
Датчик можно конфигурировать для измерения характеристики, связанной с общей толщиной таблетки с ингредиентами напитка от самой верхней поверхности до самой нижней поверхности. Альтернативно используемая таблетка с ингредиентами напитка может содержать углубление по меньшей мере на одной внешней поверхности и датчик можно конфигурировать для измерения характеристики, связанной с толщиной таблетки с ингредиентами напитка между основанием углубления и противоположной внешней стороной.
Датчик может содержать щуп, выполненный с возможностью смещения. Щуп, выполненный с возможностью смещения, может содержать элемент щупа и элемент обнаружения перемещения. Элемент обнаружения перемещения может содержать роликовый элемент, выполненный с возможностью зацепления с элементом щупа, причем смещение элемента щупа приводит к повороту роликового элемента, угол поворота представляет собой характеристику, связанную с толщиной по меньшей мере части таблетки, где роликовый элемент производит выходной сигнал, связанный со степенью смещения элемента щупа.
Альтернативно элемент обнаружения перемещения может содержать оптический детектор, и элемент щупа может содержать серию делений, при которых смещение элемента щупа приводит к перемещению делений мимо оптического детектора, количество делений, прошедших мимо детектора, представляет собой характеристику, связанную с толщиной по меньшей мере части таблетки, что позволяет оптическому детектору производить выходной сигнал, связанный со степенью смещения элемента щупа. Деления на элементе щупа могут быть в любой форме, распознаваемой оптическим детектором. Примеры включают множество разнесенных напечатанных линий, серии разнесенных приподнятых выступов, серии разнесенных рисок.
Щуп, выполненный с возможностью смещения, также может использовать механическое обнаружение степени перемещения элемента щупа. Например, элемент щупа может содержать серию приподнятых выступов, и элемент обнаружения перемещения может содержать серию переключателей, которые могут включаться при контакте с выступами.
Щуп, выполненный с возможностью смещения, может быть связан с камерой и расположен под местоположением таблетки с ингредиентами напитка. В данном случае таблетка с ингредиентами напитка может быть смещена вместе с элементом щупа при закрытии варочной камеры. В одном из примеров нижняя часть варочной камеры остается неподвижной, и элемент щупа и элемент обнаружения перемещения связаны с нижней частью. Верхняя часть варочной камеры перемещается между открытым положением, позволяющим вставить таблетку с ингредиентами напитка, и закрытым положением для герметизации варочной камеры. При закрытии верхней части варочной камеры происходит контакт с таблеткой с ингредиентами напитка и таблетка и элемент щупа смещаются относительно элемента обнаружения перемещения и оставшейся нижней части.
Альтернативно щуп, выполненный с возможностью смещения, может быть связан с камерой и щуп, выполненный с возможностью смещения, может быть расположен над местоположением таблетки с ингредиентами напитка. В данном случае таблетка с ингредиентами напитка может оставаться неподвижной в процессе измерения. В одном из примеров нижняя часть варочной камеры остается неподвижной. Верхняя часть варочной камеры перемещается между открытым положением, позволяющим вставить таблетку с ингредиентами напитка, и закрытым положением для герметизации варочной камеры. Элемент щупа и элемент обнаружения перемещения связаны с верхней частью. При закрытии верхней части варочной камеры происходит контакт с таблеткой с ингредиентами напитка, но не смещение. Следовательно, элемент щупа смещается относительно элемента обнаружения перемещения и оставшейся верхней части варочной камеры. В другом примере нижняя часть варочной камеры также остается неподвижной. Верхняя часть варочной камеры содержит выступ, совпадающий по форме с углублением в таблетке с ингредиентами напитка. Верхняя часть перемещается между открытым положением, позволяющим вставить таблетку с ингредиентами напитка, и закрытым положением для герметизации варочной камеры. Элемент щупа и элемент обнаружения перемещения связаны с нижней частью. При закрытии верхней части варочной камеры таблетка с ингредиентами напитка вступает в контакт с выступами и смещается вместе с элементом щупа относительно элемента обнаружения перемещения и оставшейся нижней части варочной камеры.
Настоящее описание также относится к системе, содержащей вышеуказанное устройство для приготовления напитка и таблетку с ингредиентами напитка.
Таблетка с ингредиентами напитка может содержать таблетку из прессованного порошка, в составе которой один или более порошкообразных ингредиентов напитка.
Таблетка с ингредиентами напитка может содержать углубление по меньшей мере на одной внешней поверхности.
Таблетка с ингредиентами напитка может содержать один или более ингредиентов в разных пропорциях. Ингредиенты могут включать, помимо прочего: обжаренный молотый кофе, растворимый кофе, растворимый чай, сухое молоко, немолочный забеливатель, сахар, искусственные подсластители. Таблетка с ингредиентами напитка может включать одну или более добавок для окрашивания таблетки. Таблетка с ингредиентами напитка может дополнительно включать связывающие смеси или прочие наполнители, такие как крахмалы, мальтодекстрин и карбоксиметилцеллюлозу. Таблетка с ингредиентами напитка может принимать любую необходимую геометрическую форму, например иметь круглое, квадратное, прямоугольное или овальное поперечное сечение. Измерение характеристики, связанной с толщиной таблетки с ингредиентами напитка, в направлении, связанном с вертикальной высотой таблетки при размещении в варочной камере, является предпочтительным, но не обязательным условием. Альтернативно датчик может быть сконфигурирован для измерения характеристик других характеристических величин таблетки с ингредиентами напитка, таких как, например, горизонтальная ширина таблетки при размещении в варочной камере. Направление измерения характеристик может также варьироваться в зависимости от положения вставки таблетки с ингредиентами напитка в варочную камеру.
Если таблетка с ингредиентами напитка содержит углубление, углубления могут располагаться на верхней стороне, нижней стороне или одновременно на верхней и нижней сторонах таблетки.
Краткое описание чертежей
Теперь будут рассмотрены примеры настоящего описания, только в качестве примера, со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг. 1 - блок-схема способа в соответствии с настоящим описанием;
Фиг. 2 - схема таблетки с ингредиентами напитка первого типа в соответствии с настоящим описанием;
Фиг. 3а - схема поперечного сечения таблетки на Фиг. 2;
Фиг. 3b-3d - схемы поперечных сечений таблеток с ингредиентами напитка второго, третьего и четвертого типов в соответствии с настоящим описанием;
Фиг. 4 - схема устройства для приготовления напитка в соответствии с настоящим описанием, включающая варочную камеру;
Фиг. 5 - схема варочной камеры первого типа для устройства для приготовления напитка на Фиг. 4;
Фиг. 6 - схема варочной камеры второго типа для устройства для приготовления напитка на Фиг. 4;
Фиг. 7 - схема варочной камеры третьего типа для устройства для приготовления напитка на Фиг. 4; и
Фиг. 8 - схема варочной камеры четвертого типа для устройства для приготовления напитка на Фиг. 4.
Подробное описание изобретения
В данной спецификации, если иное не обусловлено контекстом, следующие термины имеют следующие значения:
«Обжаренный кофе» означает кофейное вещество, полученное при обжарке зеленых кофейных зерен. Вещество может быть в форме обжаренных кофейных зерен или в иной форме, полученной в результате последующих стадий обработки, таких как помол, декофеинизирование, прессование и т.д. Конкретные примеры обжаренного кофе включают обжаренные кофейные зерна, обжаренный пресс-остаток с экспеллера, обжаренные кофейные хлопья.
«Обжаренный молотый кофе» означает обжаренное кофейное вещество, подвергнутое процессу измельчения для уменьшения размера частиц исходного обжаренного кофейного вещества. Аналогично, если иное не обусловлено контекстом, процесс измельчения может содержать одно или более из помола, рубки, дробления и плющения.
«Таблетка с ингредиентами напитка» означает таблетку из порошкообразного/зернистого материала, которая сохраняет форму, например, чтобы ее можно было распаковать, переместить и вставить в устройство для приготовления напитка без существенного раздробления. Способность сохранять форму может являться следствием сжатия ингредиентов таблетки. Дополнительно или альтернативно таблетка может содержать один или более связующих компонентов. Таблетка с ингредиентом напитка может содержать один ингредиент или смесь ингредиентов. Ингредиенты могут включать в себя, например, обжаренный молотый кофе, растворимый кофе, чай, сухое молоко или сухой суповой концентрат. Таблетка также может включать в себя один или более дополнительных компонентов, например пенообразователи, объемообразующие агенты, красители, связывающие смеси, подсластители и т.д.
Как показано на Фиг. 1, способ настоящего описания включает первую стадию 10 - вставку таблетки с ингредиентами напитка в устройство для приготовления напитка; вторую стадию 11 - измерение характеристических величин, связанных с по меньшей мере частью таблетки с ингредиентами напитка, для идентификации таблетки с ингредиентами напитка; третью стадию 12 - конфигурирование одного или более параметров дозирования на устройстве для приготовления напитка на основе идентификации таблетки с ингредиентами напитка; и четвертую стадию 13 - эксплуатацию устройства для приготовления напитка для дозирования напитка, полученного от взаимодействия таблетки с ингредиентами напитка и жидкости на водной основе, такой как горячая вода, для растворения таблетки. Устройство 30 для приготовления напитка схематически показано на Фиг. 4 и содержит варочную камеру 31, которая может вместить таблетку 20 с ингредиентами напитка в процессе использования. Источник 33 воды, который может быть встроенным резервуаром для воды или подключением к внешнему источнику воды под давлением, например бытовому водопроводу, подключен к варочной камере 31 посредством проточного нагревателя 34. Насос (не показан) может использоваться для подачи воды от источника 33 в варочную камеру 31. Предоставлена подставка 35 под чашку, на которой может быть размещена емкость 40 для получения дозируемого напитка из выходного отверстия 32 варочной камеры 31. С варочной камерой 31 также связан датчик 37, который используется для измерения характеристики, связанной с толщиной таблетки 20 с ингредиентами напитка. Контроллер 36 функционально связан с датчиком 37, проточным нагревателем 34 и источником 33 воды и/или насосом, где осуществляется контроль за эксплуатацией устройства 30 для приготовления напитка. Контроллер 3 6 содержит программную память для хранения данных о множестве параметров дозирования и рабочих инструкций для различных компонентов устройства 30 для приготовления напитка.
Источник 33 воды, проточный нагреватель 34 и подставка 35 под чашку могут быть традиционной конфигурации, особенности которой хорошо известны специалистам в данной области. Таким образом, они не будут рассмотрены дополнительно. Варианты осуществления таблетки 20 с ингредиентами напитка показаны на Фиг. 2 и Фиг. 3a-3d.
Таблетка 20 с ингредиентами напитка на Фиг. 2 и 3а представляет собой таблетку первого типа, пригодную для использования. Каждая таблетка с ингредиентами напитка содержит цилиндрическую таблетку с по существу плоскими верхними и нижними сторонами. Толщина таблетки между верхними и нижними сторонами может быть сконфигурирована по-разному для каждого типа предполагаемого напитка. Ниже приведен один пример.
Таблетка 20 с ингредиентами напитка предназначена для использования в варочной камере 31, тип которой показан на Фиг. 5. Варочная камера 31 содержит верхнюю часть 50 и нижнюю часть 51. Верхняя часть 50 перемещается между открытым и закрытым положениями. В закрытом положении образуется герметичная приемная камера для таблетки 20 с ингредиентами напитка. В верхней части 50 представлен подвод воды 38, имеющий жидкостное соединение с выводом проточного нагревателя 34. Вывод нижней части 51 варочной камеры имеет жидкостное соединение с выводом 32 устройства для приготовления напитка. Датчик 37 крепится к варочной камере 31 или изготавливается в виде ее части. В проиллюстрированном варианте осуществления датчик 37 связан с нижней частью 51 и содержит элемент 53 обнаружения перемещения и элемент 52 щупа, выполненного с возможностью смещения. Элемент обнаружения перемещения содержит оптический детектор. Элемент 52 щупа, выполненного с возможностью смещения, содержит шток с серией делений 56, напечатанных на его поверхности. Верхний конец штока образует нижний конец герметичной камеры и образует опору для таблетки 20 с ингредиентами напитка. Шток приведен в верхнее положение покоя. Уплотнения 55 подвижных соединений расположены между элементом 52 щупа, выполненного с возможностью смещения, и нижней частью 51.
При эксплуатации потребитель выбирает таблетку 20 с ингредиентами напитка необходимого типа, например таблетку эспрессо, и вставляет ее в варочную камеру 31 на верхушку штока. Верхняя часть 50 варочной камеры затем закрывается, в результате чего она вступает в контакт с таблеткой 20 с ингредиентами напитка и смещает ее вместе со штоком вниз. Соответственно, деления 56 сместятся мимо оптического детектора 53, который определяет степень перемещения штока, представляющую собой характеристику толщины таблетки 20. Выходной сигнал оптического детектора 53 поступает в контроллер 36, который конфигурирует параметры дозирования для устройства для приготовления напитка в соответствии с программой, сохраненной в памяти и связанной с типом обнаруженной таблетки с ингредиентами напитка. Дозирование в дальнейшем может выполняться либо автоматически, либо в результате последующих действий потребителя.
Фиг. 8 иллюстрирует альтернативную варочную камеру 31, в которой могут использоваться таблетки 20. Как указано выше, варочная камера 31 содержит верхнюю часть 50 и нижнюю часть 51. В данной альтернативной конструкции датчик 37 содержит элемент 70 обнаружения перемещения и элемент 52 щупа, выполненного с возможностью смещения. Элемент 52 щупа, выполненного с возможностью смещения, представлен с наклонной поверхностью 73, к которой с помощью пружины прижимается головка 72 элемента 70 обнаружения перемещения. Элемент 70 обнаружения перемещения представлен с делениями 56. Оптический детектор 71 расположен в нижней части 51, настроен на обнаружение перемещения делений 56.
При эксплуатации, как указано выше, таблетка 20 с ингредиентами напитка вставляется в варочную камеру 31 на верхушку штока. Верхняя часть 50 варочной камеры затем закрывается, в результате чего она вступает в контакт с таблеткой 20 с ингредиентами напитка и смещает ее вместе со штоком вниз. Перемещение элемента 52 щупа вниз приводит к боковому перемещению элемента 70 обнаружения перемещения в результате взаимодействия головки 72, скользящей по наклонной поверхности 73. Соответственно, деления 56 сместятся мимо оптического детектора 71, который определяет степень перемещения штока, представляющую собой характеристику толщины таблетки 20.
Таблетка 20 с ингредиентами напитка на Фиг. 3a-3d может образовывать таблетку второго типа, пригодную для использования. Каждая таблетка 20 с ингредиентами напитка содержит цилиндрическую таблетку с по существу плоской нижней стороной. Однако на верхней стороне располагается углубление 21 переменной глубины. Толщина таблетки между основанием углубления 21 и нижней стороной может быть сконфигурирована по-разному для каждого типа предполагаемого напитка. Ниже приведен один пример, в котором номинальная толщина таблетки между верхней и нижней сторонами составляет 20 мм.
Для таблетки 20 с эспрессо на Фиг. 3d следует отметить, что углубление 21 проходит через всю таблетку. Для таблетки 20 с шоколадом на Фиг. 3а углубление равно нулю, т.е углубление отсутствует.
Конечно, углубление 21 могло быть альтернативно представлено на нижней стороне таблеток, или могли использоваться углубления на обеих сторонах.
Таблетка 20 с ингредиентами напитка предназначена для использования в варочной камере 31, тип которой показан на Фиг. 6 или 7 и схож с варочной камерой 31 на Фиг. 5. Таким образом, будут рассмотрены исключительно существующие различия.
В варианте осуществления на Фиг. 6 оптический детектор 53 и элемент 52 щупа, выполненного с возможностью смещения, датчика 37 связаны с верхней частью 50 и содержат элемент обнаружения перемещения в виде оптического детектора 53 и элемента щупа, выполненного с возможностью смещения, в виде штока 52, как указано выше. Нижний конец 57 штока имеет коническую форму, сконфигурированную для погружения в углубление 21 таблетки 20 с ингредиентами напитка. Шток приведен в нижнее положение покоя. Уплотнения подвижных соединений 55 расположены между элементом 52 щупа, выполненного с возможностью смещения, и верхней частью 50. Нижняя часть 51 содержит полость 59 для размещения таблетки. При эксплуатации потребитель выбирает таблетку 20 с ингредиентами напитка необходимого типа, например таблетку эспрессо, и вставляет ее в полость 59. Верхняя часть 50 варочной камеры затем закрывается, в результате чего конический участок 57 штока 52 входит в углубление 21 и вступает в контакт с дном углубления 21 (или контактирует с верхней стороной, когда используется таблетка на Фиг. 3а, или контактирует с полостью 39, когда используется таблетка на Фиг. 3d). В результате дальнейшего закрывания верхней части 50 шток будет перемещаться вверх относительно оставшейся верхней части 50, а также оптического детектора 53. Соответственно, как указано выше, деления 56 сместятся мимо оптического детектора 53, который определяет степень перемещения штока, представляющую собой характеристику толщины части таблетки 20, представленной между дном углубления 21 и нижней стороной таблетки. Выходной сигнал оптического детектора 53 поступает в контроллер 36, который конфигурирует параметры дозирования, как указано выше.
В варианте осуществления на Фиг. 7 оптический детектор 53 и элемент 52 щупа, выполненного с возможностью смещения, датчика 37 связаны с нижней частью 51 и содержат элемент обнаружения перемещения в виде оптического детектора 53 и элемента щупа, выполненного с возможностью смещения, в виде штока 52, как указано выше. Шток приведен в нижнее положение покоя. Верхняя часть 50 содержит выступ 61 с концом конической формы, сконфигурированный для погружения в углубление 21 таблетки 20 с ингредиентами напитка. Выступ 61 закреплен относительно оставшейся верхней части 50.
При эксплуатации потребитель выбирает таблетку 20 с ингредиентами напитка необходимого типа, например таблетку эспрессо, и вставляет ее в варочный механизм 31 на верхушку штока 52. Верхняя часть 50 варочной камеры затем закрывается, в результате чего конический участок выступа 61 входит в углубление 21 и вступает в контакт с дном углубления 21 (или контактирует с верхней стороной, когда используется таблетка на Фиг. 3а, или контактирует со штоком 52, когда используется таблетка на Фиг. 3d). В результате дальнейшего закрывания верхней части 50 шток будет перемещаться вниз относительно оставшейся нижней части 51, а также оптического детектора 53. Соответственно, как указано выше, деления 56 сместятся мимо оптического детектора 53, который определяет степень перемещения штока, представляющую собой характеристику толщины части таблетки 20, представленной между дном углубления 21 и нижней стороной таблетки. Выходной сигнал оптического детектора 53 поступает в контроллер 36, который конфигурирует параметры дозирования, как указано выше.
Конфигурируемые параметры дозирования включают в себя объем дозируемой воды, температуру воды, давление воды, скорость потока воды и наличие или отсутствие этапа предварительного смачивания.