通过引入液体以制备豆制品饮料的料包及豆制品饮料制备方法

摘要

本发明涉及一种通过引入液体以制备豆制品饮料的料包及豆制品饮料制备方法。通过研究，综合冲调系数可以近似表示为：，综合冲调系数决定了冲调的成功率，经试验研究，所述综合冲调系数的范围为9.8≤Ct≤137.3，如此，饮料粉体随着液体的引入在料包内能够充分地混合溶解，提高了料包内饮料粉体的混合效果，防止饮料粉体结团导致大量的饮料粉体在料包内残留，避免造成浪费并且保证饮料的浓度及口感；此外还可以避免结团对刺针的堵塞，同时避免了料包内压力较大可能引起的爆炸风险。

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过引入液体以制备豆制品饮料的料包及豆制品饮料制备方法。 

背景技术

目前，豆浆的获取方式可以分为两种：一种是通过现有的豆浆机将大豆和水粉碎制得浆液并进行熬煮，另一种则是通过豆粉直接冲泡成豆浆。 

通过豆浆机制作豆浆耗费时间，噪音大，而且制浆完毕后还需要清洗豆浆机；冲泡豆粉来制作豆浆，通常需人工撕开装有豆粉的料包并搅匀豆浆，冲泡时由于人工加水加料的误差以及搅匀的程度不一样使得每次冲泡出来的豆浆品质有较大的差别，而且对于老年人及小孩来说，撕开及搅匀豆浆也是一项较繁琐的操作。 

本申请人先前申请了饮料冲调设备，包括机座、用于承载料包的保持器、供液机构及注射头，保持器、供液机构及注射头设置在机座上，注射头的一端与供液机构连通，另一端对准料包，通过向料包内注射液体实现制备豆浆。然而料包的设计对于能否将料包内的豆粉冲干净，并且冲调的豆浆浓度均匀有着重要的影响，本申请对料包的设计做了进一步的研究。 

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种制浆效果较好的料包及其饮料制备方法。 

本发明是通过下述技术方案实现的： 

一种通过引入液体以制备豆制品饮料的料包，包括：容器、以及盛放于容器内的可溶的饮料粉体，所述容器的内部容积为V₀，V₀的单位为毫升，所述容器 的高径比为K_x，所述饮料粉体颗粒中的至少80%的最大尺寸为S_（80），S_（80）的单位为厘米，所述饮料粉体占容器内部容积的比为K_y，K₀为常数，K₀=10¹⁰，该料包的综合冲调系数 ，该综合冲调系数的范围为9.8≤C_t≤137.3。 

所述综合冲调系数的范围值为30≤C_t≤100。 

所述容器的高径比0.6≤K_x≤0.7；或者所述容器的容积为60≤V₀≤80毫升；或者所述饮料粉体颗粒中的至少80%的最大尺寸为0.005≤S_（80）≤0.01厘米；或者所述饮料粉体占容器的内部容积的比0.85≤K_y≤0.95。 

所述饮料粉体为豆粉。 

所述豆粉还添加有奶粉或红枣粉或茶粉或芝麻粉或巧克力粉或椰子粉或咖啡粉或糖粉或果汁粉或五谷粉的至少一种。 

所述容器布置成可刺穿或可局部溶解或可局部施力以形成用于使液体引入所述容器的入口，并布置成可刺穿或可局部溶解或可局部施力以形成用于所述饮料从所述容器排出的出口。 

所述容器包括底壁、从底壁向上延伸的侧壁、从所述侧壁上端延伸的开口缘边、以及附连在所述容器的开口缘边并封闭所述开口使得容器形成水密封结构的盖体。 

所述侧壁倾斜设置；或者所述侧壁及底壁上还设有增大强度的凸缘结构；或者所述侧壁与底壁由食品级聚丙烯制成，该盖体为多层复合结构。 

一种豆制品饮料制备方法，包括以下步骤： 

（1）提供如权利要求1至8任意一项所述的通过引入液体以制备豆制品饮料的料包。 

（2）提供所述容器的入口，并以至少500ml/分钟的体积流率将液体引入所 述容器，所述饮料粉体溶解在所述液体内形成饮料。 

（3）提供所述容器的出口，并允许饮料从出口排出。 

所述入口与出口通过饮料冲调机器的刺针刺穿料包形成，入口的开口面积小于出口的开口面积。 

本发明所带来的有益效果是： 

对于基本可溶的饮料粉体的冲调，尤其是豆制品饮料，通过饮料冲调机器进行冲调，料包的饮料粉体的颗粒粒径、料包的内部容积、料包的高径比、料包的填充率四个参数对冲调效果都有影响，并且该四个参数又互相制约，在此称其为综合冲调系数。通过研究，综合冲调系数可以近似表示为： ，综合冲调系数决定了冲调的成功率，经试验研究，所述综合冲调系数的范围为9.8≤C_t≤137.3，如此，饮料粉体随着液体的引入在料包内能够充分地混合溶解，提高了料包内饮料粉体的混合效果，防止饮料粉体结团导致大量的饮料粉体在料包内残留，避免造成浪费并且保证饮料的浓度及口感；此外还可以避免结团对刺针的堵塞，同时避免了料包内压力较大可能引起的爆炸风险。 

所述饮料粉体中还添加有奶粉或红枣粉或茶粉或芝麻粉或巧克力粉或椰子粉或咖啡粉或糖粉的至少一种，提升饮料的口感，满足用户各种不同口味的需求。 

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步详细说明： 

图1是本发明所述通过引入液体以制备豆制品饮料的料包； 

图2是本发明所述液体引入料包内溶解饮料粉体的示意图； 

图3是本发明第一较佳实施方式所用到的饮料冲调机器的示意图； 

图中部件名称对应的标号如下： 

10、料包；11、容器；111、底壁；112、侧壁；113、缘边；114、盖体；115、入口；116、出口；117、分离环；12、饮料粉体；100、饮料冲调机器；21、机座；211、冲泡腔；22、冲泡头；23、冲泡杯；24、供水机构；25、废水盒；26、手柄； 

具体实施方式

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步的详述： 

实施方式一： 

请参阅图1所述的料包的第一较佳实施方式的示意图，所述料包10包括容器11、以及盛放于容器11内的可溶性的饮料粉体12。 

所述容器11包括底壁111、从底壁111向上延伸的侧壁112、从所述侧壁112上端延伸的开口缘边113、以及附连在所述容器11的开口缘边113并封闭所述开口使得容器11形成水密封结构的盖体114。在本实施方式中，所述容器11布置成可刺穿或或可局部溶解或可局部施力或其他方式以形成用于使液体引入所述容器11的入口115，并布置成可刺穿或可局部溶解或可局部施力或其他方式以形成用于所述饮料从所述容器11排出的出口116。 

在本实施方式中， 所述侧壁112倾斜设置，所述容器的开口面积大于底壁的面积。并且所述侧壁112上设有将多个容器叠放在一起时取出的分离环117，方便两两容器11叠放在一起时进行分离。 

在本实施方式中，所述侧壁112与底壁111由食品级聚丙烯制成，该侧壁112与底壁111一体成型。该盖体114为多层复合结构，在本实施方式中，该盖体114包括3层结构，该盖体114包括热封层，材料为CPP，提供与容器11的缘边113较好的热封性能；中间包括铝膜层，提供较好的阻隔密封性，以防止 所述饮料粉体被氧气侵入或光照，从而延长保质期；最外层为提供较好光泽度的表层，材料为PET，其内表面可选择的印刷所需要的表示饮料的种类、生产厂家、保质期等信息；复合层之间采用胶水粘合而成。 

可以理解，所述容器上还可以设置一些增大强度的凸缘结构，可以减少料包的变形。 

可以理解，所述容器底壁上还可以设置一些有利于冲调的反溅部，例如凸起或凹陷。 

在本实施方式中，所述饮料粉体12为豆粉。为了增加饮料的口感，所述饮料粉体12可以添加奶粉或红枣粉或茶粉或芝麻粉或巧克力粉或椰子粉或咖啡粉或糖粉或果汁粉或五谷粉的至少一种。 

本发明所述饮料粉体12的溶解不单纯是溶质分子均匀分布于溶剂之中的化学溶解，而是一种复杂的水溶解蛋白、非水溶性蛋白、糖、脂肪等在水中产生复杂的生物物理与生物化学反应，形成既有溶液又有上述物质络合物或缔合物的悬浊液、乳浊液的混合液态体系。饮料粉体12的颗粒构成并不是越细越容易溶解。过细的粉粒，水很难进入到微细粉粒之间，易出现结团现象。在水介质中，饮料粉体12粒度越细，饮用时，溶液感越强，商品价值越高，但过细的粉粒的单粒面积减小，粉粒之间空隙大幅度降低，水介质难以进入微细粉粒之间，加水后，易造成明显的结团现象。粉粒过大易呈现不溶状态，口感粗糙，并且有明显的渣感，在本实施方式中，所述饮料粉体颗粒中的至少80%的最大尺寸用S_（80）表示，指的是该饮料粉体中在至少80%时所对应的粉体颗粒粒径值，S_（80）的单位为厘米。 

本发明人对冲调较好的饮料粉体进行了粒径分布测试，测试结果如下： 

表1 豆粉粒径分布测试数据 

从表1可以看出，测试数据中可以看出在80%时的颗粒粒径为79.6微米，在84%时的颗粒粒径为70.6微米。所述饮料粉体在至少80%时所对应的粉体颗粒粒径值大于50微米，小于100微米，即证实了0.005≤S_（80）≤0.01厘米时，其溶解效果较好。 

请一并参阅图2，对于基本可溶的饮料粉体12的冲调，该料包10的高径比可能也会有影响，具有一定温度的水被引入料包时包含一定的压力与流量，该液流将首先冲入料包的底部，经反射后，形成在料包内部形成翻滚，该翻滚所形成在通过料包轴线的截面上近似椭圆形态，椭圆的长轴与短轴的比值与所引入的流体的体积流率相关，对应液流至少以500毫升/分钟的体积流率被引入该料包中时，料包的高径比范围以0.6至0.7为较佳，此处高径比指的是料包的最大高度与最大直径之间的比值，对于部分非圆形横截面的情况，最大直径指的是横截面上最长距离为准。 

另外，对于基本可溶的饮料粉体冲调，该料包的体积可能也会有影响，对应液流至少500毫升/分钟的体积流率被引入该料包时，料包的体积范围以60至80毫升较佳，当料包的内部容积大于80毫升时，由于内部容积过大，使得液流较难形成完整的内部翻滚，从而不能将料包内的粉体冲干净；当料包的内部容积小于60毫升的情况时，由于内部容积太小，并且豆粉填充率不能理想到100%，因此豆粉较少的话口感不好，此外内部容积较小的话，使得液流未能完成完整 的内部翻滚即已经被挤压排出，从而将导致饮料上下层浓度差较大，影响饮料的口感。 

除此之外，对于基本可溶的饮料粉体的冲调，该料包的饮料粉体填充率可能也会有影响，对应液流至少以500毫升/分钟的体积流率被引入该饮料筒中时，料包内饮料粉体的填充率以85%至95%较优，对于填充率小于85%的情况，虽然较易实现饮料冲调干净，但由于料包内部空间浪费过大，对应相同克重的饮料粉体，将导致材料成本、运输成本增加，且饮料冲调机器与之相适配的单元也需增大，显然并非经济的技术方案。对于填充率大于95%的情况，由于料包内部没有相应的液流翻滚的空间，使得被引入的液流难以在料包内部形成有效地翻滚，即被挤压排出，从而将导致饮料上层浓度与下层浓度差较大，且存在饮料冲调不干净的隐患。 

请参阅图3所述用料包10制备饮料所用到的饮料冲调机器100，所述饮料冲调设备100包括具有冲泡腔211的机座21、冲泡头22、放置料包10的冲泡杯23、为冲泡头22提供液体的供水机构24、以及废水盒25，该冲泡杯23可自由置入或离开冲泡腔211，该冲泡头22可趋近或背离冲泡腔211作升降运动，所述机座21上设有带动冲泡头22做升降运动的手柄26，该冲泡头22上还设有刺破料包10以形成向料包10内引入液体的注射头（图未示），该供水机构24设置在机座21内，该冲泡杯23的底部设有刺破料包以将料包10的豆浆引出的引出刺针（图未示）。 

所述饮料冲调机器100制备饮料的工作过程如下：将料包10放进冲泡杯23内，然后将冲泡杯23置入机座21上的冲泡腔211，驱动手柄26带动冲泡头22向冲泡腔211运动，此时注射头刺穿盖体114形成入口115从而向料包10内注射液体，液体与饮料粉体12混合溶解形成饮料，引出刺针刺破料包10形成出 口116从而将豆浆从料包10内引出，即可实现制备饮料。在本实施方式中，所述入口115的开口面积小于出口116的开口面积。所述液流至少以500毫升/分钟的体积流率引入该料包。 

发明人通过用饮料冲调机器100制备饮料设计正交实验，研究影响料包制备饮料的效果的相关因素、主次因顺序及较优组合参数。 

试验因素分别为料包10的高径比、饮料粉体12在料包内的填充率、料包10的内部容积、所述饮料粉体颗粒中的至少80%的最大尺寸值，采用L16(4⁵)正交试验表，每个因素设4个水平，具体试验设计如下： 

表2、实验因素表 

通过冲调时间、冲调均匀性（即冲调后饮料上下层浓度差）、料包内粉体残留量干重这三个指标的综合指标来评价其冲调效果，其中所占权重分别为10%、20%和70%，即综合指标=冲调时间权重×10%+冲调均匀性权重×20%+残留量权重×70%。冲调的最佳效果就是在最短的时间内，冲调的饮均匀且料包内残留量少，即综合指标越小，其冲调的效果越佳。正交试验数据如下： 

表3、正交实验数据 

表格数据说明：A1对应表一值为0.6，A2对应表一值为0.65，A3对应表一值为0.7，A4对应表一值为0.75；B1、B2、B3、B4对应表一取值同上；C1、C2、C3、C4对应表一取值同上；D1、D2、D3、D4对应表一取值同上。K1、K2、K3、K4值为各因素的相同水平所对应的综合指标之和，K1、K2、K3、K4值大小可以判断各列因素优水平和优组合。k1、k2、k3、k4值为K1、K2、K3、 K4值的平均值。R为各列因素的极差，即最大k值和最小k值的差值，反映了各列因素水平波动时，试验指标的变动幅度，R越大，说明该因素对试验指标的影响越大。根据R值大小，可以判断因素的主次顺序。冲调时间权重指的是任意一组数据的冲调时间占16组数据冲调时间数据之和的百分数；冲调均匀性权重指的是任意一组数据的冲调时间占16组数据冲调均匀性数据之和的百分数；残留量权重指的是任意一组数据的冲调时间占16组数据残留量数据之和的百分数。 

实验数据可以看出，当料包的高径比为0.75时，所得k较大，综合指标过大，冲调效果差，因此料包的高径比取值0.60至0.70较佳。当填充率为1.00时，所得k值较大，综合指标过大，冲调效果差，因此料包内饮料粉体的填充率为0.85至0.95较佳。当料包的内部容积为90ml 时，所述k值较大，综合指标过大，冲调效果差，因此料包的内部容积为60ml至80ml较佳。 

实验的结果显示，对于基本可溶的饮料粉体12冲调制备饮料，通过一定的饮料冲调机器100，饮料粉体12的颗粒粒径、料包10的内部容积、料包10的高径比、料包10内饮料粉体12的充填率四个参数对冲调效果均有影响，对于冲调效果影响最大的是料包10的填充率，其次是料包10的内部容积，再次是料包10的高径比，影响最小的是饮料粉体12的颗粒粒径，且该四个参数又互相制约，在此称其为综合冲调系数。通过大量试验发现，综合冲调系数可以近似表示为：$C_t=\frac{K_0\times {\left(S_{\left(80\right)}\right)}^3\times (0.7-|K_x-0.7\left|\right)}{V_0\times K_y}$ 。 

其中， 

所述V₀表示料包的内部容积用，V₀的单位为毫升； 

所述K_x表示料包的高径比； 

所述S_（80）表示饮料粉体颗粒中的至少80%的最大尺寸，S_（80）的单位为厘米； 所述K_y表示饮料粉体占料包内部容积的比； 

所述K₀为常数，K₀=10¹⁰。 

发明人针对综合指标与综合冲调系数之间的关系又进一步作了实验验证，具体实验数据参见表4。 

表4、综合指标与综合冲调系数的关系 

当综合指标大于10时，其冲泡效果较差，用户不易接受。实验数据可以看出，对于特定的饮料冲调机器，综合冲调系数决定了冲调的成功率，发明人发现对于特定的饮料冲调机器而言，当综合冲调系数介于9.8至137.3时，例如，综合冲调系数在为20、30、40、45、49.8、55、60、65、70、75、81、85、90、95、100、105、115等，一般可获得较好的冲泡效果，包括冲调成功率高，料包 内部无固态残留，冲调速度快，所形成的饮料均质情况均良好。