用于来自液态浓缩物的热饮和冷饮的杯内分配、混合和起泡沫的方法和系统

摘要

用于分配热饮或冷饮或其它液体食品而没有使用任何混合室或搅打室的液体食品分配装置(1)包括至少一个液态成分源(30，31)和稀释剂源(18)、输送装置、至少一个稀释剂喷嘴和至少一个食品成分喷嘴，其中所述输送装置和稀释剂喷嘴以及食品成分喷嘴构造成在容器(10)内以预定的空间构型并且在对于产生湍流和混合食品成分有效的速度范围内喷射至少一股稀释剂流(6a，6b)，以便生成食品例如热饮或冷饮。

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种液体食品分配装置。更具体地，本发明涉及一种用于分配从液态浓缩物复原的热饮或冷饮或类似物的分配器系统和方法，所述系统没有使用任何混合室或搅打室。

背景技术

传统的热饮或冷饮分配系统在办公室、便利店、餐馆、家庭等中得到广泛使用。

一种广泛使用的饮料分配系统使用由电动机驱动旋转的推动器例如叶片、圆盘等，该推动器使粉末例如咖啡或茶粉末或糖浆与热的或冷的液体例如在搅打罐或搅打室内的液体在被分配到杯子中之前混合。例如在美国专利No.4676401内说明了这种类型的系统。

这种类型的系统往往比较昂贵和笨重，因为混合罐或搅打室以及推动器发动机需要空间。另外，为了避免由于搅打室内和/或推动器上留下的残留产品而导致的卫生问题，这些系统需要定期维护和清洗。此外，当使用粉末时，在分配之后杯子内会发生未溶解的粉末颗粒沉淀以及液体分层，尤其在环境温度下。在此，“分层”是指在产品的液体部分内的不同高度处的不均质的量。

美国专利No.6305269已提出另一种用于在没有使用机械搅打机构例如旋转叶片的情况下生成和分配已搅打的软饮料例如热巧克力和饮料的系统。在此系统中，用于生成饮料的糖浆和水的混合物的搅打通过在开口的混合室内使在压力下被朝向相交点引导的糖浆和水的交叉流混合来实现。即便此系统在混合室内没有使用推动器，但是混合室的壁在使用之后会被残留物迅速腐蚀，从而卫生仍然是问题并且仍需要定期清洗混合室。由于清洗操作常常需要拆除混合室，所以该操作是劳动密集的且成本高。此外，已示出使用一股水射流和一股浓缩物射流通过此系统获得的泡沫通常具有气泡尺寸大的肥皂外观，并且稳定性非常差。

其它分配系统使用干燥的饮料粉末与被指引到杯子内以与粉末混合并产生泡沫的水射流进行的杯内混合，例如EP1088504A或EP1348364A1中的系统，但是这些现有的系统存在一些缺陷：1)干燥粉末的杯内混合使得与某些食品成分例如牛奶粉末的混合不充分，2)粉末的杯内混合不能适当地分送均质的冷饮，因为一些粉末在未被加热的稀释剂中不能很好地溶解，3)现有装置具有过大的用于容纳粉末储备的占地面积(footprint)，4)现有装置通常复杂且成本高，使用系统来将杯子从存储区移动到混合区，5)由于其特定的射流配置，一些现有装置还在混合期间产生喷溅，这会产生卫生和/或清洗问题。

需要一种改进的系统，该系统更好地适于以更卫生的方式生成起泡沫的和不起泡沫的产品而不存在分层问题，该系统不需要就地清洗(CIP)装置，减少产品污染并且还降低已知分配器的机械复杂性。更具体地，需要一种用于具有最佳泡沫层的泡沫饮料例如卡布奇诺(cappuccino)类型饮料的系统，并且优选地该系统可减少清洗和维护。

发明内容

本发明涉及一种食品分配器。该分配器的优选实施例包括稀释剂源、至少一个稀释剂喷嘴、至少一个液态形式的食品成分源、至少一个食品成分喷嘴和输送装置。该输送装置将该稀释剂源连接到该稀释剂喷嘴，并将该食品成分源连接到该食品成分喷嘴。该输送装置和喷嘴优选地构造成使得稀释剂和食品成分分别以稀释剂流和食品成分流从稀释剂喷嘴和食品成分喷嘴直接喷射到容器内。该输送装置和稀释剂喷嘴还构造成以其中稀释剂流冲击容器的至少一个内壁的预定的空间构型并且在对于产生湍流和混合食品成分有效的速度范围内喷射稀释剂流以便生成食品。优选的容器是酒杯，尽管其它实施例优选地构造成将少量食品优选地一份到两份食品分配到容器内以便马上进行个人消费，但是其它实施例可分配较大量食品例如少于5或10份食品。优选的分配器是食品供应饮料分配器。在优选实施例中，稀释剂喷嘴构造成相对于垂直线成角度地喷射稀释剂流。稀释剂喷嘴优选地相对于垂直线倾斜大于5度。

在优选实施例中，输送装置和稀释剂喷嘴还构造成以相对于垂直线的预定空间构型并且在对于在食品上生成泡沫层有效的速度范围内喷射至少一股、优选地为两股或多股的流体流，其中在已将食品和稀释剂分配在容器内之后的1分钟内获得的泡沫-液体比至少为1∶5，更优选地至少为1∶4，更优选地从大约1∶3到1∶1。稀释剂流的构型使得不会发生从容器中剧烈溅出。

在优选实施例中，流分配条件为使得没有产生剧烈喷溅并且在从喷嘴到容器的区域内的流没有被任何漏斗或稀释剂保护结构支承。因此不需要清洗，并且在容器内可执行食品的适当混合。

在一个实施例中，设置有第二稀释剂喷嘴，该第二稀释剂喷嘴产生在一冲击位置冲击容器的内壁和/或底壁的第二稀释剂流，该冲击位置偏离从第一稀释剂喷嘴产生的第一稀释剂流(的冲击位置)。该第二稀释剂喷嘴优选地定向为以相对于垂直线成0到30度、更优选地0到10度、最优选地0到5度引导稀释剂流。

输送装置构造成以分别在大约1和120ml/s之间以及10和3500cm/s之间的稀释剂流量和线速度从稀释剂喷嘴输送稀释剂。

在一个实施例中，每个稀释剂喷嘴包括单个孔口以形成其速度高得足以在容器内存在高湍流且没有分层问题的情况下提供完全、迅速的混合的单个细的稀释剂流。单孔口喷嘴对于在食品顶部生成厚的泡沫层是优选的。

在另一个实施例中，稀释剂喷嘴包括多个孔口以形成构成莲蓬头构型的多股流。淋浴器状喷嘴孔口的数量可为2到30个，更优选地为3到5个。淋浴器状喷嘴提供减小的线速度，因此此构型在希望得到具有少量泡沫或没有泡沫的食品时是优选的。

分配器可包括多个食品成分源；用于从食品成分源将不同的食品成分分配到容器中的多个食品成分喷嘴；并且输送装置可构造成根据选择分配的饮料产品的类型选择性地起动和停止来自食品成分喷嘴的流，以便在容器内分配选定的一种或多种食品成分的组合。如在一个实施例中，分配器可输送起泡沫的卡布奇诺咖啡，一个食品成分源包含基于牛奶的或牛奶浓缩物，而另一个食品成分源包含基于咖啡的浓缩物。

本发明还涉及一种用食品分配器制备食品的方法，该方法包括将分离的稀释剂和可流动的食品成分的流引导到容器中；

其中至少一股稀释剂流相对于垂直线形成倾角；以及

其中稀释剂流在对于产生湍流和与食品成分混合有效的速度范围内冲击容器的至少一个壁以便生成食品。

附图说明

图1是示意性地示出根据本发明的饮料分配装置的一个实施例的图示；

图2a是示意性地示出根据本发明的食品分配装置的喷嘴的空间取向的示例的细部的正视图，该细部包括一个浓缩物喷嘴和三个水喷嘴；

图2b是图2a内所示的水和浓缩物喷嘴的横截面仰视图；

图3a是示意性地示出根据本发明的食品分配装置的喷嘴的空间取向的另一个示例的细部的正视图，该细部包括二个浓缩物喷嘴和二个水喷嘴；

图3b是图3a内所示的水和浓缩物喷嘴的横截面仰视图；

图4a到4h示意性地示出其中水和浓缩物喷嘴放置在容器上方的本发明的装置的各种实施例；

图5是示意性地示出根据本发明的饮料分配装置的另一个实施例的图示。

具体实施方式

本发明可提供一种卫生的、有效的、紧凑的且运行和维护成本较低的用于分配热饮或冷饮的装置。这可在不使用混合室或搅打室的情况下实现，因此需要很少的维护并且非常卫生。本发明的优选实施例提供了一种用于分配热饮或冷饮的装置，该装置能够分送处于适当高温度(通常高于65℃)的形成良好泡沫的饮料并且能够分送均质的未被加热的饮料(通常在5和16℃之间)，而不需要使用机械搅打机构，从浓缩物生成均匀的高品质饮料。该优选实施例还优选地适合于大规模的、高容量的使用。本发明的食品分配器将被描述为饮料分配器，但是其它分配器例如调味汁(sauce)、汤或原汁(stock)分配器也在本发明的范围内。

本发明涉及一种用于分配饮料的装置，该装置包括稀释剂源、至少一个稀释剂喷嘴、至少一个可流动形式的食品成分源、至少一个食品成分喷嘴以及将所述稀释剂源连接到所述稀释剂喷嘴并将所述食品成分源连接到所述食品成分喷嘴的输送装置。所述输送装置和喷嘴构造成使得分别从稀释剂喷嘴和食品成分喷嘴以稀释剂流和食品成分流将稀释剂和食品成分直接喷射到容器内。输送装置和稀释剂喷嘴还构造成以其中稀释剂流冲击容器的至少一个内壁的空间构型并在可有效地产生湍流并与食品成分混合以生成食品的速度范围内喷射稀释剂流。本申请中的术语“流体”是指通常用于稀释食品成分的任何类型的液态稀释剂。通常，该稀释剂是水——热水、环境温度的水或冷冻的水，但是还可使用其它稀释剂例如牛奶或原汁。食品成分是液态食品或饮料产品和/或液态浓缩物。液态浓缩物可选自咖啡、可可、牛奶、果汁、蔗糖、高果糖玉米糖浆、香料、营养物和其它浓缩物以及它们的组合。液态食品成分的一个优点是对于将要输送的热和冷产品，混合和起泡沫在本发明的无搅打器系统内尤其有效。令人惊讶地，与干燥的或粉末成分相比，可改进混合(溶解时间缩短，均质液体，...)并且可大大增加泡沫水平。还消除了干燥的和粉末成分遇到的低温溶解性问题，而且可获得混合得非常好并且如果需要还可具有更高的泡沫品质的冷饮。另一个优点是与粉末罐等相比液态浓缩物包装的存储空间减小，并且计量和输送食品成分的复杂性降低。此外，在没有搅打器或混合室的情况下，该装置对于更广泛的饮料供给而言更简单并且更经济。

在优选实施例中，稀释剂喷嘴构造成与垂直线成角度地喷射稀释剂流。稀释剂流的一定的倾斜可通过在容器内产生湍流来令人惊讶地改进混合并且在需要时改进起泡沫并同时大大减小容器中的喷溅。尽管一些实施例可额外地使用混合罐、推动器或混合室，但是该优选实施例还具有不需要使用混合罐、推动器或混合室操作从而消除了高成本的清洗过程并同时改善卫生性能的优点。更具体地，在从喷嘴到容器的区域内的流没有被任何漏斗或稀释剂保护结构支承。

稀释剂喷嘴还在空间上构造成以其中稀释剂流冲击容器的内部侧壁和/或底壁的空间构型喷射稀释剂流。在优选实施例中，至少一股稀释剂流冲击容器的侧壁。在优选实施例中，稀释剂喷嘴构造成位于容器上方，以便稀释剂或水流相对于垂直线倾斜多于5度。在低于5度时，水流造成过多的喷溅和混合，并且泡沫水平不令人满意。稀释剂流的最佳倾角范围为相对于垂直线成10-35度，更优选地为15-20度。该倾角是相对于垂直线测量的水流倾斜的最大角度。此特定的流取向将在容器内产生水涡旋效果，这可改进混合并大大降低混合时间。

优选地，第二稀释剂或水喷嘴产生以比第一水喷嘴的第一水流小的角度冲击的第二稀释剂或水流。第二流可在偏离(第一稀释剂或水流的)冲击位置的一冲击位置处冲击容器的内壁或底壁，该第二流的冲击位置优选地在容器内的低于第一稀释剂喷嘴产生的第一稀释剂流的位置处。更优选的实施例包括来自两个单独的稀释剂喷嘴的两个稀释剂流；一个稀释剂流冲击侧壁，另一个稀释剂流冲击底壁。结果，除了涡旋效果之外，第二流还通过扰乱涡流的流动方向生成液体流的湍流。得到的流动型式变成增强湍流的被扰乱的流动型式，这可改进混合。第二稀释剂喷嘴优选地被定向为相对于垂直线成0-30度、优选地为0-10度、更优选地为0-5度引导稀释剂流。所述至少两股流——一个成大约30-40度而另一个成大约0-10度——提供最佳的射流构型，其中已注意到令人惊讶的良好的混合和起泡沫而不会在最终饮料内导致液体不均质(即“分层”)。

只要如所述地引导流，则容器的侧壁可以是直的或成角度的而不会影响流的混合性能。优选地，容器的侧壁以传统方式例如用于纸制或聚苯乙烯泡沫塑料制咖啡杯的方式轻微地成角度。因此，容器可具有成1-15度的角度的侧壁。侧壁的母线为直的或以凸起或凹入方式轻微地成圆形是可接受的。底部可以是平的或者可具有增强流体涡流的某种结构，这种结构是打断涡流的中心顶点或圆顶或突出部(例如径向肋或等效结构)。

根据将要实现的饮料产品——尤其所期望的是泡沫饮料还是无泡沫饮料，稀释剂流的关于流量和线速度的条件是需要考虑的重要因素。一般地说，可通过将输送装置构造成该至少一个(优选地为2个或多个)稀释剂喷嘴以在大约1和120ml/s之间的稀释剂流量以及在10和3500cm/s之间的稀释剂速度分配稀释剂流来获得适当的混合。令人惊讶地，液态浓缩物的粘度与水射流的流量和速度共同对泡沫的品质和分层问题的解决起重要作用。优选的浓缩物粘度在1和5000cP之间，更优选地在5和3200cP之间，最优选地在10和600cP之间。

更具体地，为了生成泡沫饮料，将输送装置构造成分别以在大约5和40ml/s之间的流量和在800和2750cm/s之间的线速度从稀释剂喷嘴输送稀释剂，并且食品成分是粘度在1和小于5000cP之间的液态浓缩物。更优选地，分别将流量和线速度设定在大约10和40ml/s之间和10和650cm/s之间，并且食品成分是粘度在5和600cP之间的液态浓缩物。最高的粘度值将提供稳定和更厚的泡沫，但是这会导致更难以混合浓缩物并且这会导致分层问题。增加线速度可解决此问题。

在这些情况下，与在给定的范围之外工作时相比，可获得气泡分布更均匀的较厚的泡沫层。泡沫量也大于使用干粉末成分的情况。在容器内在食品成分和稀释剂已被分配之后的一分钟内获得的泡沫-液体比至少为1∶5。通常，获得的泡沫-液体比在1∶4和1∶1之间，该比率远大于在使用干燥的或粉末成分时通常可预计得到的比率。

在无泡沫饮料的情况下，输送装置构造成分别以在大约10和40ml/s之间的流量和在10和650cm/s之间的线速度从稀释剂喷嘴输送稀释剂，并且食品成分是粘度在5和600cP之间的液态浓缩物。更优选地，分别将流量设定为在大约10和40ml/s之间，将线速度设定为在大约10和150cm/s之间，并且食品成分是粘度在10和600cP之间的液态浓缩物。

作为通用名称，“输送装置”总体是指能够在要求的流量条件下输送稀释剂和食品成分的所有机械元件。本发明的输送装置可包括设置在水源和每个水喷嘴之间的用于控制水流量的第一泵送机构，和设置在所述液态浓缩物源中的每一个和所述浓缩物喷嘴之间的用于控制液态浓缩物的流量的第二泵送机构。因此，可以适当的和精确的方式提供和定量供给水量和浓缩物的量。优选地，泵送机构是脉冲输送类型的泵，例如蠕动泵。实际上，使用此种类型的泵可通过生成被分配液体的脉动来改进该液体的混合和起泡沫。其它输送装置可包括齿轮泵、离心泵、叶轮泵或隔膜泵。

在另一个实施例中，稀释剂输送装置包括连接到自来水供水系统的在压力下的无泵稀释剂管路，该无泵稀释剂管路用于在自来水压力足以提供所需的流量和速度时通过喷嘴提供在压力下的稀释剂。优选地，可控制的流减速器(flow reductor)与无泵的水压力管路相关联以沿该管路控制稀释剂的流量和速度。可通过控制单元电子控制流减速器以改变流量和线速度。

有利地，本发明的装置还可包括用于加热或冷却源的热交换单元以提供按要求分配热饮或冷饮的选择。

通过阅读下文对根据本发明的分配系统的优选实施例的说明可更清楚地了解本发明的其它特征和优点，此说明是参照附图做出的。

参照图1，示出能够实现本发明的方法的根据本发明的饮料分配装置的第一实施例，其总体上用参考标号1指示。在此，饮料应理解为是可用至少一种浓缩物例如糖浆、咖啡浓缩物、可可浓缩物、牛奶浓缩物、茶或果汁浓缩物等或它们的组合制备的任何热的或冰的饮料，该浓缩物与液体例如水混合以生成适于消费的饮料例如软饮料、咖啡饮料等。如下文将说明的，根据本发明的饮料分配装置还能够生产和分配包含具有良好的一致性和稳定性的泡沫层的饮料。

在图1所示的实施例中，分配装置1包括用于提供稀释剂例如水的第一喷嘴2和第二喷嘴4。在此实施例中，从水喷出口通过大气以第一水流或水射流6a和第二水流或水射流6b的形式提供水。可选择地，可使用不同于水的流体。水射流6a和6b分别沿朝向容器10的内部11的第一路径和第二路径。喷嘴2和4相对于垂直线定向为使得第一射流6a和第二射流6b相互偏离并冲击容器内部的不同区域或位置。第一喷嘴2构造成这样以相对于垂直线大于5度、优选地相对于垂直线在10和35度之间的正角θ引导水射流6a，即使得该射流冲击容器的侧壁。优选地，流应在容器内的等于或高于容器的第一个下部四分之一的高度处冲击容器的侧壁。第二射流6b也构造成以小于射流6a的角度、优选地相对于垂直线在0和10度之间的角度引导第二射流，使得该射流优选地在容器内的较低高度处冲击容器。如图1所示，用于射流6b的一个优选构型是使其冲击容器的底部。射流的优选组合使得能够在先前限定的特定泡沫条件下获得令人惊讶的迅速混合和高水平的高品质泡沫，而同时避免从杯子喷溅出来。

该分配装置还包括用于分别以第一浓缩物射流或流16和第二浓缩物射流或流17的形式向容器内供给第一和第二浓缩物的第三喷嘴14和第四喷嘴15。喷嘴14和15被定向为使得浓缩物优选地位于低得足以被水流迅速和充分冲击(wipe)的位置。优选地，浓缩物在容器内的低于水流的高度处冲击容器。优选地，喷嘴14和15以在0和20度之间、更优选地为0-10度的角度引导浓缩物。

稀释剂喷嘴2、4分别经由供给管路20、21连接到流体源18，该流体在此示例中例如为水。在可以生成热饮和冷饮的此实施例中，供给管路20或稀释剂源本身可与热交换单元相关联。

所述供给管路还连接到稀释剂泵24、25，该稀释剂泵均由控制单元28例如附图中的微控制器CM控制。

优选地，热交换单元(未示出)为连接于水龙头管路的请求式的、无箱体的、水加热/冷却类型。在可选实施例中，可代替热交换单元或除了热交换单元之外使用热水箱或冷却箱。优选地，所述泵中的至少一个泵构造成输送稀释剂或食品成分的脉冲。允许控制水流量的泵24、25优选为脉冲水输送类型，例如蠕动泵。此种泵使得可生成脉动的水射流，其优点在于有助于水和浓缩物的混合以及在被分配的饮料上形成的泡沫层的产生、量和品质。但是，应指出，蠕动泵可用其它类型的泵例如隔膜泵代替，或者如果自来水压力高得足以生成合适的水流量则可被省略。

浓缩物喷嘴14、15经由各自的供给管路32、33连接到相应的液态浓缩物源30、31，所述供给管路分别包括由控制单元28控制的泵34、35。允许控制浓缩物流量的泵34、35优选为与上述泵24、25相同的类型。液态浓缩物源30通常由设置在合适的保持器内以便易于再填充的填充有液态浓缩物的袋形成。分配用的浓缩物优选地因它们的配方而耐贮存。通常，合适的液态浓缩物包含0.1-0.2％的山梨酸钾，并且具有小于6.3的pH值和小于0.85的水活度。浓缩物∶水稀释比根据浓缩物的性质可从1∶100到1∶2变化。例如，纯咖啡浓缩物(的稀释比)通常为1∶100到1∶4，更优选地为1∶50到1∶10。牛奶浓缩物(的稀释比)通常为1∶10到1∶3。还可使用组合浓缩物的单个源例如咖啡和/或可可、漂白剂(例如基于牛奶的或非基于乳品的漂白剂)和可选的甜味料(例如糖或无糖甜味料)的液态混合物。这种组合物的浓缩物∶水稀释比通常从1∶6到1∶2变化。

水喷嘴2、4和浓缩物喷嘴14、15的结构可相互独立以允许容易地调节它们各自的取向。但是，水喷嘴和浓缩物喷嘴可选地可构造成单个成一体的或整体式的单元，从而防止杂乱取向并有助于这些喷嘴的维护和/或更换。

通常，水喷嘴2和4的喷出口的直径为大约0.075到大约9.5mm，更优选地为0.1到3mm，最优选地为大约0.5到1.2mm。

液态浓缩物的粘度在实现良好的与水混合和稀释以便生成高品质的饮料中起重要作用。在优选实施例中，浓缩物的粘度在优选地从大约1cP、更优选地从大约10cP以及最优选地从大约100cP到优选地为大约5000cP、更优选地为大约3200cP、更优选地为大约2200cP以及最优选地为大约600cP的范围内选择。

应指出，通过喷嘴2和4的水的线速度不仅影响实现良好混合，并且还影响对在饮料之上生成的泡沫的量的控制。试验已表明，考虑到较高的水速度产生更多量的泡沫，用于泡沫饮料的水线速度应被控制在优选地从大约800cm/s、更优选地从大约2750cm/s并且最优选地从大约1100cm/s到优选地大约2500cm/s的范围内。但是，在此方面应注意到，非常高的线速度会导致不希望的泡沫外观(非常大的气泡)和质地以及喷溅。

为了实现较白的泡沫，输送水的时间可比浓缩物稍长。另一方面，为了制备没有泡沫的饮料，线速度优选地应不超过大约650cm/s。可经由控制单元28对泵24、25的适当控制容易地调节水的线速度。

水流量在饮料之上的泡沫的生成中在最初的泡沫-液体比以及输送之后泡沫的稳定性方面也起一定作用。

试验还表明，浓缩物粘度和流量之间的关系对于尤其是在环境温度下的混合起重要作用。对于粘度大约为2200cP的高粘性浓缩物例如可可液态浓缩物，浓缩物与水的良好混合需要大约1800cm/s的水线速度，而对于粘度大约为550cP的粘性较低的浓缩物例如咖啡浓缩物，大约1500cm/s的水线速度可生成均质饮料。

此外，为了避免饮料的液体部分分层——即液体部分的不均质的量，还必须根据液态浓缩物的粘度调节通过喷嘴2、4的水线速度。试验已表明，粘度越低、水线速度越高，则分层现象越少，并且对于液态浓缩物，在粘度低于大约2500cP、水线速度大于1800cm/s的情况下，基本上没有观察到分层。令人感兴趣地，试验还表明，超过一定的粘度值(大于5000cP)，速度和稀释剂温度的升高对于避免分层是无效果的。

关于食品成分或浓缩物，浓缩物的流量为1.5到40mL/s，并且食品成分是粘度在10和5000cP之间的液态浓缩物。流量、粘度和速度条件可根据浓缩物的类型而改变。

下面参照图2a、2b、3a、3b，示出包括两个浓缩物喷嘴和两个水喷嘴的能够实施本发明的方法的根据本发明的饮料分配装置的两个其它实施例。与结合图1描述的这些元件类似或相同的元件使用相同的参考标号。图2a和2b示出包括咖啡浓缩物喷嘴14和牛奶浓缩物喷嘴15以及两个水喷嘴2、4的饮料分配装置的喷嘴的空间取向的另一个示例，由这些喷嘴输送的流或射流被朝向其中发生水和至少一种液态浓缩物的混合的容器引导。在此示例中，四股射流沿垂直面P成一直线布置。如在第一实施例中那样，水射流相对于垂直线形成的角度可在0到80度之间变化，优选地为从10到35度，最优选地为从25到35度；此角度的选择依赖于所期望的混合和起泡沫性能，并且还依赖于容纳设置在由水喷嘴限定的周边内的多个浓缩物喷嘴所需要的空间。

图3a、3b示出另一个实施例，其中食品浓缩物喷嘴和水喷嘴没有设置在相同垂直面内。此实施例在改变稀释剂和浓缩物流的角度方面可提供比前面的实施例更宽的选择。

图4a到4h示出用于本发明的分配装置的水和浓缩物喷嘴的各种组合的示例。

图4a示出成角度配置的淋浴器状的水喷嘴2a以及垂直地定向的食品浓缩物喷嘴14a。

图4b示出成角度配置的淋浴器状的水喷嘴2b以及两个垂直地定向的浓缩物喷嘴14b、15b。

图4c示出垂直地定向的单孔口水喷嘴2c以及垂直地定向的浓缩物喷嘴14c。

图4d示出两个淋浴器状的倾斜的水喷嘴2d、3d以及一个垂直地定向的浓缩物喷嘴14d。

图4e示出倾斜的淋浴器状的水喷嘴2e、垂直地定向的单孔口水喷嘴3e以及垂直地定向的浓缩物喷嘴15e。

图4f示出倾斜的单孔口水喷嘴2f以及垂直地定向的浓缩物喷嘴14f。

图4g示出倾斜的双流喷嘴2g以及垂直地定向的浓缩物喷嘴14g。

图4h示出倾斜的锥形流喷嘴2h以及垂直地定向的浓缩物喷嘴14h。

当然，本领域的技术人员根据本公开可想到这些示例的许多其它的变型，所有这些变型仍在本发明的范围内。

图5内示出本发明的分配器的另一个实施例。分配装置1b包括分别连接到稀释剂管路20、21、22的第一稀释剂喷嘴2、第二稀释剂喷嘴4和第三稀释剂喷嘴5。与图1的实施例相反，流体管路没有正排量泵，但是稀释剂连通地与从自来水管道通过每个管路20-22分配水的歧管23相关联。供水系统的压力为10-50psi，典型地在20和40psi之间，以在稀释剂管路内形成足够的压力并使流量和速度处于预定范围内。流减速器25、26、27分别沿每个稀释剂管路20、21、22定位以根据将要生成的饮料可控制地改变流量和速度。该减速器信号连通地与控制器28相关联，从控制器接收输入以根据例如控制单元内存储的软件内的程序功能限制或扩大每个稀释剂管路的流开口。该减速器可以是任何合适的流减速装置例如针状叶片等。在一个可能的变型中，可用单个流减速器代替流减速器25-27并放置在歧管之前以同时控制所有稀释剂管路20、21、22的流。但是，流的单独控制是尤其优选的，因为一个稀释剂管路——优选地为垂直定向的稀释剂管路22——可用于确保尤其为大体积的饮料输送足够量的水以便在输送时间内进行适当的稀释。稀释剂管路22及其喷嘴5可被设定为速度比另两个管路/喷嘴低而流量高以便为大(体积)饮料添加足够的大量水，而另两个稀释剂管路的作用是确保饮料的混合和均匀起泡沫。

下文将结合图1内所示的实施例说明用于制备包括液体和至少一种液态浓缩物的混合物的饮料的方法。在第一步，将容器10放置在分配装置1的分配盘(bay)或支承件12上的供应位置以便位于被分配的水和浓缩物流的路径内，该供应位置远低于水喷嘴2和4以及浓缩物喷嘴14的水和液态浓缩物喷出口。分配盘构造成在分配位置接纳容器以便在限定位置接纳食品。该分配盘例如可包括与容器的外底部的形状匹配的凹部。该分配盘还可包括环、磁体、压配合连接件或任何类型的参考安置装置。容器(例如通过盘)和喷嘴组件优选地不可移动。但是，尽管由于会增加分配器的复杂性而不是优选的，但是可设置旋转机构以使得分配盘和喷嘴组件可以彼此相对地移动。

在致动与控制单元28相关联的用户的选择板上的开关时，控制单元28首先起动水泵24、25并且打开水阀(如果有的话)，以从水源18分别沿第一和第二路径经由水喷嘴2和4在空气中产生水射流6a和6b。水喷嘴2和4被定向为使得这样产生的水射流6a和6b如上所述地高速冲击容器10的内部但没有喷溅。

如果例如根据用户输入需要热饮，则控制单元28还将起动热交换单元以便将水加热到希望的温度。控制单元28还起动选定的浓缩物泵34或35或者34和35两者并且打开浓缩物阀(如果有的话)，以从浓缩物源30或31或30和31两者沿路径32、33或32和33两者经由浓缩物喷嘴14或15或14和15两者在空气中产生浓缩物流16或17或16和17两者。一旦达到将输送的水和浓缩物的数量，则控制单元28将停止泵24、25、34或35或34和35二者。

根据用户的选择，控制单元在对应于所选择产品的流量范围内操作水泵。可用不同的方法控制线速度。在一个可能的实施例中，通过改变泵的速度来控制速度。例如对于蠕动泵，可通过改变分配给泵的电压来改变速度。在另一个可能的实施例中，食品分配器包括在稀释剂喷嘴之前沿稀释剂管路设置的至少一个可控制的流减速器。该流减速器具有流开口，该流开口的大小可通过任何合适的机械阀装置例如针状阀等调节。优选地通过控制单元28电子地控制流减速器，但是还可设想手动控制。

控制单元28可构造成控制输送装置以便允许以任何顺序定量供给稀释剂和食品成分。但是，在优选实施例中，控制单元构造成控制输送装置以便基本上具有一定的重叠时间地喷射稀释剂和食品成分，在该重叠时间内同时喷射稀释剂和食品成分，从而混合更有效并且分配时间缩短。优选地，该单元还控制输送装置以在食品成分已被喷射之前和/或之后喷射水，以便完成食品成分的稀释和/或混合。尤其当要求大体积的例如超过110ml的饮料时，稀释的完成还可有利地通过线速度比第一和第二稀释剂流低但流量较高的第三稀释剂流实现。应指出，控制单元28优选地设置成使得仅在生成水射流时才输送浓缩物。在此方面应指出，在使用多于一个的水泵的情况下，这些水泵的控制优选地设置成使得至少在浓缩物的输送期间以同步的方式输送水射流以实现希望的混合效果。但是，根据饮料中需要的浓缩物的剂量，控制单元28可设置成与开始输送水同时地或在此之后开始输送浓缩物，并且在(停止)输送水之前或与其同时地停止输送浓缩物。在此方面应指出，浓缩物的输送可在水之前停止，以便生成的泡沫更白。控制器因此可设置成根据最终浓缩物的配方要求以任何希望的定量供给时间间隔依次或同时开通或关闭液态浓缩物源。

在下面的示例中，已使用根据本发明的分配装置和方法制备各种饮料，并且已对各种制备参数进行实验。

示例1

使用两股水射流制备卡布奇诺饮料。水射流的位置为：第一射流在一个平面内为15度(相对于垂直线)并沿垂直于该第一平面的平面方向转动20度；第二射流在两个垂直的平面内都垂直。水射流的流量和线速度分别为20ml/s和～1800cm/s。以10ml/s的流量以及～35cm/s的线速度分配包含牛乳蛋白质、糖和咖啡的液态浓缩物。液态浓缩物的粘度为～600cP。水温为85℃；浓缩物保持为环境温度。

在视觉上没有观察到液体分层，并且可观察到高的泡沫-液体比(大约0.7)。此外，泡沫非常稳定和稠厚，并且在分配的卡布奇诺饮料内观察到具有均匀分布的小气泡的所期望的外观。没有观察到从杯中溅出。

示例2

使用两股水射流制备摩卡奇诺(mochaccino)饮料。水射流的位置为：第一射流在一个平面内为15度(相对于垂直线)并沿垂直于该第一平面的平面方向转动20度；第二射流在两个垂直的平面内都垂直。水射流的流量和线速度分别为20ml/s和大约1800cm/s。以4.5ml/s的流量以及大约15cm/s的线速度分配包含牛乳蛋白质、糖和可可的液态浓缩物。液态浓缩物的粘度为大约5000cP。水温为85℃；浓缩物保持为环境温度。

在分配的饮料中观察到具有高泡沫-液体比的稠厚的泡沫并且没有液体分层。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例3

在示例2提供的条件下制备摩卡奇诺饮料，但是水射流的流量和线速度分别为30ml/s和～2750cm/s。

观察到具有高泡沫-液体比的稠厚的泡沫并且没有液体分层。泡沫气泡的大小可接受但大于示例1。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例4

在示例3提供的条件下制备摩卡奇诺饮料，但是使用粘度为5400cP的包含牛乳蛋白质、糖和可可的液态浓缩物。

在分配的饮料中观察到与示例3类似的具有高泡沫-液体比的稠厚的泡沫，但是观察到液体分层(差的混合，在杯子的底部具有可可浓缩物的未溶解部分)。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例5

在示例4提供的条件(浓缩物粘度为5400cP)下制备摩卡奇诺饮料，但是使用线速度为大约4000cm/s的水射流。

观察到液体分层和从杯中溅出。泡沫稠厚且具有高泡沫-液体比。泡沫气泡的大小稍大于示例4内的气泡大小。

示例6

在示例4提供的条件下制备摩卡奇诺饮料，但是使用95℃的水。

仍观察到液体分层。此外，观察到如示例4地没有从杯中溅出。泡沫特性也类似于示例4。

示例7

使用两股水射流制备卡布奇诺饮料。水射流的位置为：第一射流在一个平面内为15度(相对于垂直线)并沿垂直于该第一平面的平面方向转动20度；第二射流在两个垂直的平面内都垂直。水流量和线速度分别为大约17.5ml/s和大约1500cm/s。以5ml/s的流量以及～15cm/s的线速度分配咖啡液态浓缩物。以20ml/s的流量以及～120cm/s的线速度分配牛奶液态浓缩物。牛奶和咖啡液态浓缩物的粘度分别为～10和550cP。水温为85℃；浓缩物保持为环境温度。

没有观察到液体分层，并观察到高的泡沫-液体比(～0.8)。此外，泡沫非常稳定和稠厚(与目标8-10秒相比，“球(sphere)”试验得到～200秒)，并且具有包含均匀分布的小气泡的所期望的外观。总的来说，发现泡沫的品质类似于使用蒸汽制备的泡沫品质。另外，没有观察到从杯中溅出。

通过在泡沫表面上放置5/16”的尼龙球从而其施加法向的向下应力来测量泡沫稠度(“球”试验)。记录球消失在泡沫表面之下所需的秒数，并将其用作泡沫稠度的指示。

示例8

使用两股水射流制备卡布奇诺饮料。水射流的位置为：第一射流在一个平面内为15度(相对于垂直线)并沿垂直于该第一平面的平面方向转动20度；第二射流在两个垂直的平面内都垂直。水流量和线速度分别为25ml/s和～2250cm/s。以5ml/s的流量以及～15cm/s的线速度分配咖啡液态浓缩物。以20ml/s的流量以及～120cm/s的线速度分配牛奶液态浓缩物。牛奶和咖啡液态浓缩物的粘度分别为～10和550cP。水温为85℃；浓缩物保持为环境温度。

没有观察到液体分层，并观察到高的泡沫-液体比(1.0)。此外，被分配的卡布奇诺饮料的泡沫非常稳定和非常稠厚(“球”试验得到～850秒)，并且具有包含均匀分布的小气泡的所期望的外观。总的来说，发现泡沫的品质类似于使用蒸汽制备的泡沫品质。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例9

在示例8提供的条件下使用两股水射流制备卡布奇诺饮料，但是使用线速度为～4000cm/s的水射流。

在分配的饮料内没有发现液体分层。但是，观察到从杯中溅出。

示例10

在示例8提供的条件下使用两股水射流制备卡布奇诺饮料，但是水射流的位置为：第一射流在一个平面内为5度(相对于垂直线)并沿垂直于该第一平面的平面方向垂直；第二射流在两个垂直的平面内都垂直。

在分配的饮料内没有发现液体分层。但是，观察到从杯中剧烈地溅出。

示例11

在示例8提供的条件下使用两股水射流制备卡布奇诺饮料，但是使用速度为600cm/s的水射流。

在分配的饮料内没有发现液体分层，并且几乎没有观察到泡沫。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例12

在示例8提供的条件下使用两股水射流制备卡布奇诺饮料，但是使用速度为10cm/s的水射流。

在分配的饮料内没有发现液体分层，并且没有观察到泡沫。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例13

使用两股水射流制备巧克力饮料。水射流的位置为：第一射流在一个平面内为15度(相对于垂直线)并沿垂直于该第一平面的平面方向转动20度；第二射流在两个垂直的平面内都垂直。水的流量和线速度分别为20ml/s和～1800cm/s。以5ml/s的流量以及～15cm/s的线速度分配可可液态浓缩物。以15ml/s的流量以及～100cm/s的线速度分配牛奶液态浓缩物。牛奶和可可液态浓缩物的粘度分别为～10和2200cP。水温为85℃；浓缩物保持为环境温度。

在分配的巧克力饮料中观察到良好的混合并且没有液体分层，以及高的泡沫体积和稳定性且具有所期望的气泡外观。

示例14

使用三股水射流制备摩卡奇诺饮料。水射流的位置为：第一射流在一个平面内为15度(相对于垂直线)并沿垂直于该第一平面的平面方向转动20度；第二和第三射流在两个垂直的平面内都垂直。水流线速度分别为～1200cm/s。以5ml/s的流量以及～15cm/s的线速度分配咖啡和可可液态浓缩物。以20ml/s的流量以及～120cm/s的线速度分配牛奶液态浓缩物。牛奶、咖啡和可可液态浓缩物的粘度分别为～10、550和2200cP。水温为85℃；浓缩物保持为环境温度。

在分配的饮料内没有观察到液体分层并且观察到高的泡沫-液体比(～0.8)。另外，泡沫非常稳定和稠厚(与目标8-10s相比，“球”试验得到～200秒)，并且具有包含均匀分布的小气泡的所期望的外观。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例15

在示例8提供的条件下使用两股水射流制备卡布奇诺饮料，但是使用环境温度下的水。另外，液体被分配到容纳有冰的杯子(在饮料分配之前，～1/2的杯子容积填充有～1.5×1.5×2cm的方冰块)内。

在分配的巧克力饮料中观察到良好的混合并且没有液体分层，以及高的泡沫体积和稳定性且具有所期望的气泡外观。

示例16

在示例15提供的条件下使用环境温度下的水在冰上分配卡布奇诺饮料，但是第一水射流相对于垂直线倾斜5度。

观察到在杯子周围有大量的喷溅。

示例17

使用环境温度下的两股水射流和环境温度下的液态浓缩物制备含咖啡的饮料。水射流的位置为：第一射流在一个平面内为15度(相对于垂直线)并沿垂直于该第一平面的平面方向转动20度；第二射流在两个垂直的平面内都垂直。水射流的流量和线速度分别为25ml/s和～2250cm/s。以10ml/s的流量以及～35cm/s的线速度分配包含牛乳蛋白质、糖和咖啡的液态浓缩物。浓缩物的粘度为～600cP。

没有观察到液体分层，并且观察到具有高泡沫-液体比的泡沫。另外，在分配的环境温度下的饮料中观察到泡沫非常稳定和稠厚且具有包含均匀分布的小气泡的所期望的外观。没有观察到从杯中溅出。

示例18

在示例17提供的条件下使用环境温度下的两股水射流和液态浓缩物制备含咖啡的饮料，但是使用额外的防泡沫剂的浓缩物：FG10硅酮基防泡沫剂(Basildon Chemical Company，Oxon，UK)。在分配水和含咖啡的浓缩物期间添加防泡沫剂的射流。

观察到没有泡沫的均质的饮料(没有液体分层)。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例19

在示例17提供的条件下使用环境温度下的两股水射流和液态浓缩物制备含咖啡的饮料，但是使用包含牛乳蛋白质、糖、咖啡和防泡沫剂的液态浓缩物。

观察到没有泡沫的均质的饮料(没有液体分层)。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例20

在示例17提供的条件下使用环境温度下的两股水射流和环境温度下的苹果汁液态浓缩物制备饮料，但是使用苹果汁作为液态浓缩物。

没有观察到液体分层，并且观察到具有高泡沫-液体比的泡沫。另外，在分配的环境温度下的饮料中观察到泡沫非常稳定和稠厚且具有包含均匀分布的小气泡的所期望的外观。没有观察到从杯中溅出。

示例21

在示例20提供的条件下使用环境温度下的两股水射流和液态浓缩物制备果汁，但是使用额外的防泡沫剂的浓缩物(FG10硅酮基防泡沫剂)。在分配水和果汁浓缩物期间添加防泡沫剂的射流。

观察到没有泡沫的均质的饮料(没有液体分层)。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例22

在示例20提供的条件下使用环境温度下的两股水射流和果汁液态浓缩物制备果汁饮料，但是使用包含防泡沫剂(FG10硅酮基防泡沫剂)的果汁液态浓缩物。

观察到没有泡沫的均质的饮料(没有液体分层)。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例23

使用环境温度下的两股水射流和环境温度下的液态浓缩物制备含咖啡的饮料。通过在冰上分配液体来制备饮料(在液体分配之前，大约3/4的杯子容积填充有方冰块)。水射流的位置为：第一射流在一个平面内为15度(相对于垂直线)并沿垂直于该第一平面的平面方向转动20度；第二射流在两个垂直的平面内都垂直。水射流的流量和线速度分别为25ml/s和～2250cm/s。以10ml/s的流量以及～35cm/s的线速度分配包含牛乳蛋白质、糖和咖啡的液态浓缩物。液态浓缩物的粘度为～600cP。

没有观察到液体分层，并且观察到具有高泡沫-液体比的泡沫。另外，在分配的环境温度下的饮料中观察到泡沫非常稳定和稠厚且具有包含均匀分布的小气泡的所期望的外观。没有观察到从杯中溅出。

示例24

在示例23提供的条件下使用环境温度下的两股水射流和液态浓缩物制备在冰上的含咖啡的饮料，但是使用额外的防泡沫剂的浓缩物。在分配水和含咖啡的浓缩物期间添加防泡沫剂(FG10硅酮基防泡沫剂)的射流。

观察到没有泡沫的均质的饮料(没有液体分层)。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例25

在示例23提供的条件下使用环境温度下的两股水射流和液态浓缩物制备在冰上的含咖啡的饮料，但是使用包含牛乳蛋白质、糖、咖啡和防泡沫剂(FG10硅酮基防泡沫剂)的液态浓缩物。

观察到没有泡沫的均质的饮料(没有液体分层)。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例26

在示例23提供的条件下使用环境温度下的两股水射流和环境温度下的苹果汁液态浓缩物制备在冰上的饮料，但是使用苹果汁作为液态浓缩物。

没有观察到液体分层，并且观察到具有高泡沫-液体比的泡沫。另外，在分配的环境温度下的饮料中观察到泡沫非常稳定和稠厚且具有包含均匀分布的小气泡的所期望的外观。没有观察到从杯中溅出。

示例27

在示例26提供的条件下使用环境温度下的两股水射流和液态浓缩物制备在冰上的果汁，但是使用额外的防泡沫剂的浓缩物。在分配水和果汁浓缩物期间添加防泡沫剂的射流。

观察到没有泡沫的均质的饮料(没有液体分层)。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例28

在示例26提供的条件下使用环境温度下的两股水射流和果汁液态浓缩物制备在冰上的果汁饮料，但是使用包含防泡沫剂的果汁液态浓缩物。

观察到没有泡沫的均质的饮料(没有液体分层)。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例29

使用～4℃的两股水射流和环境温度下的液态浓缩物制备含咖啡的饮料。水射流的位置为：第一射流在一个平面内为15度(相对于垂直线)并沿垂直于该第一平面的平面方向转动20度；第二射流在两个垂直的平面内都垂直。水射流的流量和线速度分别为30ml/s和～2750cm/s。以10ml/s的流量以及～35cm/s的线速度分配包含牛乳蛋白质、糖和咖啡的液态浓缩物。液态浓缩物的粘度为～600cP。

没有观察到液体分层，并且观察到具有高泡沫-液体比的泡沫。另外，在分配的环境温度下的饮料中观察到泡沫非常稳定和稠厚且具有包含均匀分布的小气泡的所期望的外观。没有观察到从杯中溅出。

示例30

在示例29提供的条件下使用～4℃的两股水射流和环境温度下的液态浓缩物制备含咖啡的饮料，但是使用额外的防泡沫剂的浓缩物。在分配水和含咖啡的浓缩物期间添加防泡沫剂的射流。

观察到没有泡沫的均质的饮料(没有液体分层)。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例31

在示例29提供的条件下使用～4℃的两股水射流和环境温度下的液态浓缩物制备含咖啡的饮料，但是使用包含牛乳蛋白质、糖、咖啡和防泡沫剂的液态浓缩物。

观察到没有泡沫的均质的饮料(没有液体分层)。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例32

在示例29提供的条件下使用～4℃的两股水射流和环境温度下的苹果汁液态浓缩物制备饮料，但是使用苹果汁作为液态浓缩物。

没有观察到液体分层，并且观察到具有高泡沫-液体比的泡沫。另外，在分配的环境温度下的饮料中观察到泡沫非常稳定和稠厚且具有包含均匀分布的小气泡的所期望的外观。没有观察到从杯中溅出。

示例33

在示例32提供的条件下使用环境温度下的两股水射流和液态浓缩物制备果汁，但是使用额外的防泡沫剂的浓缩物。在分配水和果汁浓缩物期间输送防泡沫剂的射流。

观察到没有泡沫的均质的饮料(没有液体分层)。另外，没有观察到从杯中溅出。

示例34

在示例32提供的条件下使用～4℃的两股水射流和环境温度下的果汁液态浓缩物制备果汁饮料，但是使用包含防泡沫剂的果汁液态浓缩物。

观察到没有泡沫的均质的饮料(没有液体分层)。另外，没有观察到从杯中溅出。

应理解，已参照作为本发明的原理的例证的具体实施例说明了本发明。在不脱离所附权利要求限定的本发明的真实精神和范围的情况下，本领域技术人员可进行多种变型。例如，根据将要制备的饮料的数量和类型，可改变水喷嘴和浓缩物喷嘴的数量，并且控制单元可优选地适应于提供冲击用于收集制备好的饮料的容器内部的至少两股水射流和一股液态浓缩物流的分配装置。

例如，尽管生成的水射流和浓缩物流的形状优选地为圆柱形，但是可以设想使用不同形状例如星形、正方形、三角形、椭圆形、长方形或其它横截面形状的水射流和/或浓缩物流的变型。在变型中，还可以设想布置成使液体喷嘴的喷出口距离垂直轴线比浓缩物喷嘴的喷出口距离垂直轴线近，并且在另一个实施例中，一股或多股浓缩物流可以汇合并一起被引导到相交位置。