АППАРАТ ДЛЯ РОЗЛИВА ПРОДУКТА
FLUID DISPENSER

Область техники
Изобретение относится к системам для розлива напитков и, более конкретно, к аппарату для розлива напитков, позволяющему выдавать большое количество различных альтернативных напитков.
Уровень техники
В патенте США №4753370, принадлежащем заявителю настоящего изобретения, раскрыта “Система розлива трехкомпонентного напитка на сахарной основе”. Более конкретно, описана система для розлива напитка, которая отделяет высококонцентрированную вкусоароматическую добавку от подсластителя и разбавителя. Такое отделение позволяет выдавать множество вариантов напитка, используя несколько модулей для добавок и один универсальный подсластитель. Одна из задач, поставленных в данном патенте, состояла в создании аппарата для розлива напитков, позволяющего выдавать столько же напитков, сколько их может предлагаться на рынке розлитыми в бутылки или банки Описанная технология разделения была впоследствии развита и усовершенствована. Как это описано в поданной заявителем настоящего изобретения патентной заявке США №11/276,553, озаглавленной “Methods and Apparatuses for Making Compositions Comprising an Acid and an Acid Degradable Component and/or Compositions Comprising a Plurality of Selectable Components” (“Способы и аппараты для приготовления композиций, содержащих кислоту и компонент, разлагаемый кислотой, и/или композиций, содержащих выбираемые компоненты”), кислотные и некислотные компоненты неподслащенного концентрата также могут быть разделены. Такое разделение позволяет обеспечить длительный срок хранения и повысить концентрацию вкусоароматических добавок.
Аппараты для розлива напитков традиционно функционировали путем комбинирования разбавителя (такого как вода) с основой напитка. Эти основы напитка обычно разбавлялись водой в соотношении от 3:1 до 6:1. Основы напитков обычно поступают в больших контейнерах, которые требуют значительных пространств для их размещения и, кроме того, могут требовать охлаждения. Подобные требования часто вызывают необходимость размещать данные контейнеры на удалении от аппарата для розлива (разливочного аппарата) и создавать длинные линии, связывающие контейнеры с разливочным аппаратом.
Раскрытие изобретения.
С учетом упомянутых улучшений в отношении сроков хранения и конструкции возникает потребность в аппарате для розлива напитков, который обеспечивает выдачу еще большего количества различных напитков и одновременно имеет меньшую площадь основания. Данная задача может быть решена путем разделения традиционных основ напитка на составляющие, требующие значительно более высокой степени разбавления. Подобные составляющие можно содержать в намного меньших упаковках, размещаемых намного ближе к аппарату для розлива напитков, в том числе в непосредственной близости или даже внутри него. При этом аппарат для розлива напитков предпочтительно должен быть способен предложить потребителю множество опций, чтобы потребитель имел возможность индивидуализировать напиток по своему вкусу.
Таким образом, предлагается аппарат для розлива продуктов. Данный аппарат может содержать, по меньшей мере, один источник макроингредиента, по меньшей мере, один источник микроингредиента, установленный в непосредственной близости от аппарата, источник разбавителя, разливочный клапан, насосы или дозирующие устройства и пользовательский интерфейс. Пользовательский интерфейс обеспечивает прием заказа на продукт определенного типа и выдает команды насосам или дозирующим устройствам на подачу, в заданной пропорции, заданных макроингредиентов, микроингредиентов и разбавителя к разливочному клапану при заданной скорости потока.
Пользовательский интерфейс может содержать устройство управления, выполненное с возможностью выдачи команд насосам или дозирующим устройствам на подачу, в заданной пропорции, заданных макроингредиентов, микроингредиентов и разбавителя к разливочному клапану при заданной скорости потока
Источник макроингредиента может содержать макроингредиент со степенью разбавления от около 3:1 до около 6:1, например, сахарные сиропы, ВФКС (высокофруктозный кукурузный сироп) и концентраты соков. Источник микроингредиента может содержать микроингредиент со степенью разбавления около 10:1 или более, например натуральные и синтетические вкусоароматические добавки, натуральные и синтетические красители, синтетические подсластители, витамины, минералы, растительные экстракты, нутрицевтики, лекарственные препараты, а также кислотные и некислотные компоненты вкусоароматических добавок.
Каждый из источника разбавителя и источника макроингредиента может сообщаться с одним из насосов. Источник микроингредиента может сообщаться с одним из дозирующих устройств. Насосы или дозирующие устройства содержат насос прямого вытеснения.
Разливочный клапан может быть выполнен как клапан для приема более чем одной добавки. Данный клапан может содержать направляющий блок, сообщающийся с источником макроингредиента и с источником разбавителя. Разливочный клапан может содержать также дополнительный проточный блок, сообщающийся с источником микроингредиента.
Пользовательский интерфейс может обеспечивать возможность выбора множества вариантов продукта, множества вариантов добавок и множества вариантов насыщенности. Он может содержать информацию о пищевой ценности, а также пользовательскую информационную систему. Пользовательская информационная система может содержать один или более биометрических датчиков.
Изобретение относится также к аппарату для розлива продуктов, который обеспечивает розлив множества напитков и может содержать множество источников микроингредиентов, установленных в непосредственной близости от аппарата и содержащих микроингредиенты, степень разбавления для которых составляет около 10:1 или более, источник разбавителя, содержащий разбавитель, и множество насосов или дозирующих устройств, взаимодействующих с множеством источников ингредиентов и с источником разбавителя.
Краткое описание чертежей.
На фиг.1 приведена блок-схема описываемого аппарата для розлива продуктов.
На фиг.2 в перспективном изображении представлен узел разливочного сопла, который может быть использован с аппаратом для розлива продуктов по фиг.1.
На фиг.3 схематично представлен вид пользовательского интерфейса для использования с аппаратом для розлива продуктов по фиг.1.
Одинаковые элементы имеют идентичные обозначения на различных чертежах.
Осуществление изобретения.
Фиг.1 иллюстрирует аппарат 100 для розлива продуктов (в частности, напитка), подробно описанный далее. Пользовательский интерфейс 110 может обеспечивать управление всеми функциональными аспектами данного аппарата 100. Потребитель с помощью пользовательского интерфейса 110 может выбрать и/или создать множество различных напитков, смесей и добавок. Работа пользовательского интерфейса 110 может поддерживаться устройством 120 управления. Это устройство может представлять собой обычный микрокомпьютер или аналогичное устройство. Устройство 120 управления может находиться внутри аппарата 100 для розлива продуктов или на удалении от него. Аппарат 100 для розлива продуктов может использовать любое количество различных ингредиентов. В рассматриваемом примере используется несколько различных типов ингредиентов: вода (простая и/или газированная) от источника 130 воды; макроингредиенты от различных источников 140 макроингредиентов и микроингредиенты от различных источников 150 микроингредиентов. При этом возможны любые количества или любые комбинации названных источников 130, 140, 150. Например, можно отказаться от источника макроингредиента, например от ВФКС, который трудно подавать при больших степенях разбавления, достаточно использовать только разбавитель и источник микроингредиента. Вода от источника 130 воды может быть охлажденной или неохлажденной. Могут применяться и другие типы разбавителей. Обычное газирующее устройство или аналогичные устройства можно использовать для получения, по желанию, газированной воды. Степень газированности можно варьировать.
В общем случае степень разбавления для макроингредиентов может составлять от около 3:1 до около 6:1. Значения вязкости макроингредиентов обычно составляют 100 мПа·с или более. Макроингредиенты могут включать сахарный сироп, ВФКС (высокофруктозный кукурузный сироп), соковые концентраты и подобные жидкости. Продукт на основе макроингредиента может содержать подсластитель, кислоту и другие обычные компоненты. Макроингредиенты, т.е. сиропы, подсластители и основы продукта, в общем случае могут размещаться в обычных пакетах типа Bag-in-Box на удалении от аппарата 100. Макроингредиенты можно также размещать внутри аппарата 100 для розлива продуктов. Для этой цели можно использовать контейнер любого типа. Макроингредиенты могут нуждаться или не нуждаться в охлаждении.
Степень разбавления для микроингредиентов может находиться в интервале от около 10:1 до около 20:1, 30:1 или более. Так, для многих микроингредиентов степень разбавления составляет от 50:1 до 300:1. Значения вязкости микроингредиентов находятся в интервале примерно от 1 до 100 мПа·с. Примерами микроингредиентов являются натуральные и синтетические вкусоароматические добавки, натуральные или синтетические красители; синтетические подсластители (в том числе с высокой сладостью); добавки для придания “кислинки”, например лимонная кислота, лимоннокислый калий, функциональные добавки, такие как витамины, минералы, экстракты трав; нутрицевтики и лекарственные препараты (например, продающиеся без рецепта, такие как ацетаминофен и аналогичные вещества). Как уже упоминалось, кислотные и некислотные компоненты не подслащенного концентрата также могут быть отделены и содержаться индивидуально. Микроингредиенты могут находиться в виде жидкостей, порошков (твердых веществ) или газов и/или их комбинаций. Они могут нуждаться или не нуждаться в охлаждении. Могут применяться также краски, красители, масла, косметические препараты и другие вещества, обычно не входящие в состав напитков. В качестве микро- или макроингредиентов можно использовать также алкогольные вещества различных типов.
Предпочтительно источники 150 микроингредиентов и соответственно сами микроингредиенты могут находиться внутри аппарата 100 для розлива продуктов или в непосредственной близости от него, в отличие от варианта удаленного расположения в обычных пакетах Bag-in-Box или в иных контейнерах. Под расположением вблизи указанного аппарата подразумевается расположение источников 150 микроингредиентов в непосредственной близости к разливочному аппарату 100, например смежно с ним или под ним, или в ином близкорасположенном месте. Однако можно использовать и любые иные варианты размещения данных источников, которыми могут служить контейнеры любого типа Каждый из источника 130 воды, источников 140 макроингредиентов и источников 150 микроингредиентов может сообщаться с насосом 160 или с дозирующим устройством 170. Управление насосами 160 и дозирующими устройствами 170 может осуществляться устройством 120 управления.
В типичном случае источник 130 воды и каждый из источников 140 макроингредиентов могут быть связаны с одним из насосов 160. Насос 160 может представлять собой обычный соленоидный насос или подобное устройство. Каждый источник 150 микроингредиента может быть связан с дозирующим устройством 170. Дозирующее устройство 170 может представлять собой насос прямого вытеснения или подобное устройство. Насос данного типа позволяет задавать порции микроингредиентов, имеющих более высокую концентрацию. Пример насоса прямого вытеснения приведен в патентной заявке США №11/276,548, поданной заявителем настоящего изобретения и озаглавленной “Pump System with Calibration Curve” (“Насосная система, имеющая калибровочную кривую”).
Насос прямого вытеснения может представлять собой, например, соленоидный насос, шестереночный насос, кольцевой насос, перистальтический насос, шприцевой насос, пьезонасос или любое иное устройство прямого вытеснения, обеспечивающее фиксированное перемещение в каждом рабочем цикле.
Насосы 160 и дозирующие устройства 170 могут сообщаться с разливочным соплом 180. Разливочное сопло 180 предпочтительно представляет собой разливочный клапан, выполненный как клапан для приема более чем одной добавки и способный обеспечить смешивание одновременно нескольких текучих сред. Примеры разливочных сопел, которые могут быть использованы в аппарате по изобретению, описаны в поданных заявителем настоящего изобретения патентных заявках США №№10/233,867 (опубликована, как US 20040040983 А1) и 11/276,551, озаглавленных соответственно, как “Dispensing Nozzle” (“Разливочное сопло”) и “Dispensing Nozzle Assembly” (“Сопловое устройство разливочного аппарата”).
Пример соответствующего разливочного сопла 180 приведен на фиг.2. Данное сопло содержит направляющий блок 190 с проходящими через него каналами. В данном примере у направляющего блока 190 могут иметься первый и второй сквозные каналы 200 и 210. Первый канал 200 может использоваться для воды, разбавителей других типов или других жидкостей. Второй канал 210 может быть использован для макроингредиентов, таких как подслащенный концентрат, сахарный сироп, ВФКС, соковый концентрат или иные жидкости. Под направляющим блоком 190 может находиться приемный блок 220. Приемный блок 220 может иметь множество вертикальных ребер 230, образующих множество U- или V-образных проходов 240. Вода, макроингредиенты или другие жидкости могут вытекать из направляющего блока 190 и стекать по проходам 240 приемного блока 220 для начала процесса смешивания.
Смежно с направляющим блоком 190 может быть установлен дополнительный проточный блок 250. Данный блок может содержать множество модулей 260, снабженных множеством сквозных каналов 270. Каналы 270 могут иметь различные размеры и конфигурации в зависимости от свойств потока, который должен течь через данный канал. Модули 260 могут быть съемными и взаимозаменяемыми. Каждый из модулей 260 и каналов 270 может сообщаться с одним из источников 150 микроингредиентов или текучей среды другого типа. Каналы 270 могут быть направлены к приемному блоку 220, чтобы обеспечить смешивание микроингредиентов или других жидкостей с водой, макроингредиентами или иной жидкостью. Одновременно может использоваться любое количество микроингредиентов или других жидкостей.
На фиг.3 иллюстрируется пользовательский интерфейс 300, являющийся вариантом пользовательского интерфейса 110. Интерфейс 300 может содержать набор продуктовых кнопок 310, каждая из которых может представлять основу или компонент продукта. С каждой кнопкой 310 может быть связан индикатор 320, сигнализирующий потребителю о выборе определенного продукта или ингредиента. Кнопка 330 выдачи/отмены может служить для обеспечения розлива аппаратом 100 выбранного напитка.
Интерфейс 300 может быть снабжен также множеством кнопок 340 добавки. В дополнение к выбранным продуктам, задаваемым продуктовыми кнопками 310, кнопки 340 добавки задают подачу вышеупомянутых добавок, таких, например, как вкусоароматические вещества, красители и функциональные добавки. В типичном варианте подача добавок не начинается до тех пор, пока не будет выдано примерно 80% минимальной порции напитка, чтобы гарантированно избежать передозировки в случае досрочного прекращения розлива.
Добавки обычно не включаются в состав порций, наливаемых доверху, поскольку в этом случае нельзя гарантировать точный размер порции. Если пользователь нажимает кнопку 330 в режиме отмены, добавка также не будет выдана. Индикатор 320 может мигать, когда происходит выдача добавки. Тем самым пользовательский интерфейс 300 обеспечивает обратную связь для пользователя.
Интерфейс 300 может также содержать порционные кнопки 350, которые могут соответствовать, например, общепринятым “малой”, “средней”, “большой” и “сверхбольшой” порциям, т.е каждая из кнопок 350 задает определенный объем напитка.
В интерфейсе 300 могут иметься также индикаторы 360 насыщенности. Эти индикаторы 360, например на базе светодиодов, могут служить визуальным интерфейсом, указывающим концентрированность напитка, например, в случае, когда для получения индивидуализированного комбинированного напитка может предусматриваться смешивание различных соков. Индикатор 360 насыщенности может использоваться также для варьирования количества добавок или совместного варьирования количества и типа концентрата, подсластителя или иных ингредиентов.
Кроме вышеописанных интерфейсов, могут иметься дополнительные графические интерфейсы. Так, может отображаться информация о питательной ценности. Например, подобная информация о выбранном напитке может выводиться при каждом нажатии порционной кнопки 350 или кнопки насыщенности. В частности, может указываться количество калорий в напитке, сформулированном потребителем. В этом случае у потребителя имеется возможность изменить по своему желанию питательную ценность напитка. Компьютерный пользовательский интерфейс 300 может также ограничивать или разрешать определенные сочетания и дозы различных ингредиентов.
Компьютерный пользовательский интерфейс 300 может обеспечивать для индивидуального потребителя защищенный доступ посредством пароля, смарткарты, биометрической идентификации, кредитной карты, радиочастотной идентификации (RFID) или иным способом. Данный интерфейс 300 может отображать для потребителя ранее выбранные композиции, бонусы и иную информацию. Пользовательский интерфейс 300 может, кроме того, ограничивать и/или разрешать потребителю использовать те или иные ингредиенты и их порции. Могут также запоминаться предпочтения потребителя, которые затем могут использоваться для составления нового продукта.
В дополнение к графическому интерфейсу, аппарат 100 для розлива продуктов может предоставлять статистическую информацию и информацию о неисправностях по данному аппарату. Например, через пользовательский интерфейс 110, 300 можно определить задержку срабатывания насосов 160 или дозирующих устройств 170, длительность циклов продувки и/или промывки, циклов при выдаче порции и т.д. Интерфейс 110, 300 может быть защищен паролем или иным образом. Кроме того, у него может иметься связь по сети и/или иным образом, например, с источником, обеспечивающим выявление неисправностей аппарата или его ремонт, или с источником выдачи сигналов и предупреждений, например, о потенциально неправильной дозе ингредиентов.
В процессе пользования аппаратом потребитель может выбрать напиток с помощью пользовательского интерфейса 110. При этом аппарат 100 для розлива продуктов (в частности, напитков) обеспечивает потребителю возможность по своему желанию создавать и смешивать напитки многих типов. Потребитель может изменять по своему вкусу ингредиенты, а также насыщенность напитка. При этом потребитель может ввести полный “рецепт” индивидуализированного напитка. Альтернативно, он может заказать определенный бренд напитка, например, напиток “Cherry Coke” (“Черри Коук”), продаваемый фирмой Coca-Cola Company (США), который является не просто напитком “Coca-Cola” (“Кока-Кола”) с добавлением порции вишневой вкусоароматической добавки. Скорее, он представляет собой особый вид напитка со специфическим устойчивым вкусом. Аппарат 100 для розлива продуктов может обеспечить выдачу такого же количества “брендовых” напитков, сколько их может предлагаться на рынке с розливом в бутылки, банки и т.д.
Интерфейс 110, связанный с устройством 120 управления, будет направлять индивидуальным насосам 160 и/или дозирующим устройствам 170 команды подать соответствующие дозы соответствующих ингредиентов к разливочному соплу 180. Смешанный таким образом напиток с пропорциями компонентов, соответствующих заданной скорости потока, будет стекать в чашку потребителя. Для варьирования скорости розлива насосы 160 и дозирующие устройства 170 могут функционировать в требуемом импульсном режиме. Такой режим может обеспечить, например, правильное смешивание микроингредиентов и варьирование уровня газированности. Смешивание напитка может происходить в разливочном сопле 180 или в любой иной зоне за выходами источников 130, 140, 150 (например, в отдельном помещении, в линии подачи и т.д.). При этом могут быть обеспечены различные скорости потока и варианты согласования потоков во времени. Так, некоторые потоки могут подаваться на раннем или позднем этапе формирования напитка, некоторые потоки могут быть импульсными и т.д.
Использование индивидуальных насосов 160 и/или дозирующих устройств 170 совместно с источником 130 воды, источниками 140 макроингредиентов и источниками 150 микроингредиентов позволяет выдавать требуемые ингредиенты в требуемых количествах при заданной скорости потока в процессе непрерывного розлива продуктов. Другими словами, в отличие от известного режима порционного розлива, в котором происходит смешивание выданных заданных порций ингредиентов, аппарат 100 для розлива продуктов обеспечивает непрерывное смешивание при заданной скорости потока, что гарантирует заданные пропорции для любого объема напитка. Благодаря этому данный аппарат может применяться в качестве обычных аппаратов, устанавливаемых на прилавках, разливочных автоматов и различных устройств для розлива в бутылки или банки. Хотя изобретение было описано на примере аппарата 100 для розлива напитков, оно пригодно для комбинирования ингредиентов любых типов, как жидких, так и сухих. Использование вышеописанных принципов применительно к сокам подробно описано в поданной заявителем настоящего изобретения патентной заявке США №11/276,549, озаглавленной “Juice Dispensing System” (“Система для розлива соков”).
Как показано на фиг.1, аппарат 100 для розлива продуктов может содержать также пользовательскую информационную систему 400, связанную с пользовательским интерфейсом 110 и с устройством 120 управления. Пользовательская информационная система 400 может содержать коммуникационное устройство 410, которое может иметь сенсорный видеоэкран, видеоэкран в сочетании с клавиатурой или любой иной вариант подходящего устройства ввода/вывода. Данное устройство 410 может быть частью пользовательского интерфейса 110 или отдельным модулем.
Коммуникационное устройство 410 может запрашивать у потребителя различные данные по его биометрическим показателям, здоровью, стилю жизни и/или иным аспектам. Основываясь на введенных данных, устройство 120 управления может анализировать имеющуюся у него информацию и предлагать напитки или их ингредиенты, которые могут улучшить настроение пользователя, быть для него полезными или просто доставить ему удовольствие.
Параметры, относящиеся к здоровью, могут включать рост, вес, кровяное давление, содержание сахара в крови, уровни инсулина и холестерина, плотность костной ткани, частоту пульса, прочую метаболическую информацию, соотношение показателей рост/масса, температуру тела, динамику курения, сведения о беременности, о перенесенных заболеваниях и т.д. Данные о стиле жизни могут включать сведения о настроении, интенсивности перегрузок и др. К прочим типам данных могут относиться время дня, наружная температура, текущие события, связи с той или иной командой или группой и т.д. Запрос может касаться данных любого типа.
На основе введенных данных коммуникационное устройство 410 в составе информационной системы 400 может предложить напиток с различными витаминами, минералами, травяными экстрактами, лекарственными средствами и/или красителями или напиток с определенным количеством калорий. Например, могут быть предложены напиток с добавками “для костей”, т.е. с добавками витамина Д и кальция; с “антиоксидантным набором”, т.е. с витаминами С и Е и с цинком; с “набором для сердца”, т.е. с растительными стиролами и витамином Б. Могут быть предложены и другие витамины или иные добавки и смеси. Как только подходящие напиток и/или добавки выбраны, соответствующие микроингредиенты или компоненты могут быть поданы насосами 160 и дозирующими устройствами 170, как это описано выше. Данные, введенные потребителем, могут быть сохранены и сопоставлены с уже имеющимися данными.
В дополнение к описанному коммуникационному устройству 410 пользовательская информационная система 400 может быть снабжена также одним или более биометрическими датчиками 420. Такие датчики могут содержать автоматизированные устройства для сбора интересующих данных, характеризующих здоровье, или иную информацию. В число биометрических датчиков 420 могут входить весы, тонометр, алкогольно-респираторная трубка, анализатор крови, анализатор волос, кардиограф и любое иное устройство для мониторинга. Применима любая комбинация биометрических датчиков 420, которые могут быть подключены к устройству 120 управления, как это было описано выше.