專利名稱：用于產生飲料的裝置和該裝置的用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及 一 種用于從混合粉末配料與優選為水的液體來產生 飲料的裝置。具體而言，本發明涉及一種自動嬰兒牛奶機。利用該 裝置，可以在觸摸按鈕時制備一瓶配料牛奶。
背景技術：
根據制備配料牛奶的新官方指示近來適用于英國并且可能將傳 播更廣。
粉狀幼兒配料可能受細菌例如Sakazakii污染。這不能完全地被 防止并且在特殊情況下可能導致嚴重疾病乃至死亡。可以通過在 60。C以上(即在60。C的溫度以上)制備牛奶使細菌失去活性。它在 70。C幾乎瞬間地失去活性。因此建議在70。C制備配料牛奶并且隨后 在水龍頭之下冷卻它(人工制備)，參見以下已知的家庭喂食制備 指南(Guidance for Preparation Feeds in the Home )(步驟l畫l 1 ):
"家庭喂食制備指南
使用粉狀幼兒配料來制備喂食
重要的通常應當新鮮制成各瓶以供每次喂食。存儲制成的配料 牛奶可能增加嬰兒患病的可能性，并且應當避免。
1. 徹底地清潔將在其上制備喂食的表面。
2. 用肥皂和水清洗雙手，然后使之干燥。
3. 煮沸罐中的新鮮自來水。取而代之，適合于幼兒的沸水可
以用于制成喂食并且應當以與自來水相同的方式煮沸。
4. 重要事項允許沸水冷卻至不少于70°C。這在實踐中意味 著使用在沸騰之后已經封蓋不到30分鐘的水。
5. 將所需數量的沸水倒入無菌瓶中。6. 添加如在標簽上指示的準確數量的配料。添加比指示更多 或者更少的粉末可能使嬰兒患病。
7. 按照制造商的指示來重新組裝瓶。
8. 適當搖晃瓶以混合內含物。
9. 通過保持于流動自來水之下或者放置于冷水的容器中來快 速冷卻至喂食溫度。
10. 通過將數滴搖晃到您的手腕內側上來檢驗溫度——它應 當令人感覺^f效溫而并不灼熱。
11. 丟棄在兩小時內仍未使用的任何喂食。" 現有技術的裝置和方法導致若干問題或者弊端，包括在過低溫
度的混合(沒有去活性)，或者在過高溫度的混合(營養價值減少)。 此外，現有技術的系統可能導致牛奶冷卻過慢，即牛奶長時間保持 于過高溫度。因而，可能出現細菌再生，并且營養價值減少。另一 問題在于灼傷危險(牛奶沒有充分冷卻)。另外，現有技術的系統 可能導致粉末沒有恰當溶解到水中，因此導致沒有恰當的去活性。
發明內容
本發明以解決或者減輕至少部分上文提到的問題為目標。具體而 言，本發明以提供一種用于產生飲料(即飲用液體)的改進裝置為 目標。
根據一個實施例，這是通過一種用于從混合粉末配料與優選為水 的液體來產生飲料例如牛奶的裝置來實現的，該裝置優選為自動嬰 兒牛奶機。優選地，該裝置被配置成通過在某一數量的熱液體中混 合飲料總數量所需數量的配料來制備飲料濃縮物，以及向濃縮物添 加恰當數量的某一低溫的液體以便在安全飲用溫度達到飲料的最后 體積。
以這一方式，可以具體以高效和相對迅速的方式生成所需安全飲 用溫度的飲料。
例如，提到的某一數量的熱液體可以是少量熱液體，例如其數量小于所用某一低溫的液體數量。此外，在某些實施例中，某一數量 的熱液體可以數量與所用某 一低溫的液體數量相同，或者它可以大 于低溫液體數量。這例如依賴于所需安全飲用溫度、熱液體的溫度 和低溫液體的溫度。一個實施例可以包括快速冷卻在高溫制備的飲料(例如牛奶)。又一實施例可以包括通過在某一數量的熱水(例如具有在30-80 攝氏度、優選為37-70攝氏度之間的溫度)中混合牛奶總數量所需數 量的配料來制備牛奶濃縮物。該又一實施例還可以包括向濃縮物 添加恰當數量的某一溫度(例如低于熱水的溫度)的水以便在安全 飲用溫度(該安全飲用溫度例如范圍為20-45攝氏度、優選為37攝 氏度)達到牛奶的最后體積。用于通過混合相同液體的具有某一溫 度的2份體積來達到最后溫度T-最終的基本計算可以包括以下方程(也 見圖1 ):(T最終xV最終)=(T高xV高)+ (T低xV低) (1) 其中V低=具有低溫的液體的體積； V高-具有更高溫度(即高于低溫)的液體的體積；v最終=v低+ v高；T最終- V低和V高的最終混合物的溫度； T低-最冷液體的溫度，即低溫；以及 T高-最熱液體的溫度，即，更高溫度。 因此，體積混合比R( -V高ZV低)可以等于R~= (丁最終一T低)/(T高一T最終) 圖1 (見下文)示出了計算體積和溫度的例子。 根據一個實施例，有可能補償某一溫度降。例如，可以在(該裝 置的)控制系統中例如通過從具有更高溫度(即高于預定溫度T高) 的水開始或者通過借助于內置加熱器加熱混合室來實施這一點。這 在(即，為了補償)可能按照一些原理而造成的某些偏差的情況下 特別地有利，這些原理例如包括以下各項中的一項或者兩項-由于在水中溶解配料牛奶(即混合牛奶濃縮物)所致的溫度降；以及-牛奶具有略有不同的熱容(即，不同于水的熱容)的原理。 根據又一實施例，該裝置包括用以冷卻液體、具體用以提供某一 低溫的液體的冷卻系統，該冷卻系統例如包括熱交換器、珀耳帖元 件、散熱器、風扇或者沸石系統。該裝置還可以包括用于存儲液體的存儲貯存器。此外，該裝置可 以包括用于混合配料與熱液體的混合單元(例如混合室)。根據又 一實施例，該裝置可以包括用于混合粉末配料與液體的混合單元。 該裝置于是優選地還包括用于將粉末配料供應給混合單元的粉末配 料儲存器。才艮據實施例，該裝置包括加熱器，例如加熱元件，優選為流過式 加熱器。該加熱器可以在操作期間生成溫水或者熱水。根據一個方面，該裝置還可以優選地包括液體去活性裝置，例如 UV燈、過濾器和/或加熱設備。該裝置的又一實施例包括具體配置成泵送液體的泵，其中該裝置 可選地包括流量計。根據可以與權利要求1的特征獨立的本發明另一方面，提供一種 用于從混合粉末配料與優選為水的液體來產生飲料例如牛奶的裝 置，該裝置優選為自動嬰兒牛奶機，其中該裝置包括用以在可調溫 度產生就微生物而言安全的液體的輻射系統，其中該輻射系統包括 UV單元。例如，輻射系統可以包括UV燈和UV透明管，從而在操作期間 管容納燈并且液體流動于燈周圍或者液體在UV輻射來自外界的情 況下流過管。該裝置還可以包括燈功能指示器，優選為UV劑量指 示器。又例如，有利地，該裝置包括反應室，該反應室容納燈和管， 其中反應室由反射材料例如鋁制成。根據可以與權利要求1的特征獨立的本發明另一方面，提供一種 用于從混合粉末配料與優選為水的液體來產生飲料例如牛奶的裝置，該裝置優選為自動嬰兒牛奶機，其中該裝置包括用以在可調溫 度產生就微生物而言安全的液體的過濾系統，其中該過濾系統包括 微、超或者納米過濾器。在該情況下，根據又一實施例，過濾器可以例如包括隔膜，其中隔膜具有〈lnm、優選<0.1 fxm的孔尺寸。又 例如，過濾器可以包括用以過濾大粒子以例如防止隔膜堵塞的粗過 濾器，例如活性碳。例如根據一個優選實施例，該裝置可以被配置成測量過濾器的壽 命，并且優選地在達到壽命時生成信號。也有利的是，本發明的 一個實施例被配置成在未使用該裝置已經 持續某 一段時間時建議更換過濾器。此外，還提供一種將根據本發明的裝置用于從混合粉末配料與優 選為水的液體來產生飲料例如牛奶的用途。用途優選地包括以下步 驟a) -d)中的一個或者多個步驟a )通過在某 一 數量的熱液體中混合飲料總數量所需數量的配料 來制備飲料濃縮物，其中向濃縮物添加恰當數量的某一低溫的液體 以在安全飲用溫度達到飲料的最后體積；b) 加熱由存儲箱供應的液體以提供熱液體，其中冷卻從相同存 儲箱供應的液體以提供低溫液體；c) 利用UV輻射來照射液體；以及d) 利用微、超或者納米過濾器來過濾液體。
現在將參照其中對應標號表明對應部分的附圖、僅通過例子來描 述本發明的實施例，附圖中圖1A-圖1E描繪了根據本發明一個實施例的例子的圖； 圖2示意地描繪了根據本發明一個實施例的第一概念； 圖3示意地描繪了根據本發明一個實施例的第二概念； 圖4示意地描繪了根據本發明一個實施例的第三概念； 圖5示意地描繪了根據本發明一個實施例的第四概念；圖1示意地描繪了具體由用于產生飲料的裝置進行的有利混合 過程的數個例子。例如，根據一個非限制實施例，該裝置是自動嬰 兒牛奶機。在圖2-圖6中描繪了該裝置的非限制有利實施例，其中 這些裝置中的各裝置可以在操作期間實現根據本發明的方法。例如， 根據一個非限制例子，該裝置是自動嬰兒牛奶機。具體而言，根據圖1，可以提供一種用以從混合粉末配料與優選 為水的液體來產生飲料例如牛奶的方法。具體而言，可以通過在某 一數量(V*)的熱液體(具有相對高的溫度T高)中混合飲料總數 量(V ft終)所需數量的配料來制備飲料濃縮物，以及向濃縮物添加 恰當數量(V低)的某一低溫(即，T低，該溫度是比提到的高溫更 低的溫度)的液體以便達到飲料在安全飲用溫度(T最終)的最后體 積(V最終)。例如，上文提到的配方2提供一種可以由裝置(例如通過由其控 制單元)用來確定或者計算在給定溫度T最終、Ts和T低的混合比R (二V高/V低)的手段。如上文提到的那樣，該計算或者確定還可以 考慮例如由于在水中溶解配料牛奶(即混合牛奶濃縮物)和/或由于 牛奶(或者具體為飲料濃縮物)具有與水不同的熱容的原理所致的 某些偏差。例如，圖1A-圖1E示出了混合冷水Q與熱牛奶濃縮物HMC以 獲得具有約為40攝氏度的安全飲用溫度的牛奶的數個例子。這里， 已經根據在某一數量(Vs)的熱液體中混合(飲料總數量所需)一 定數量的配料來制備熱牛奶濃縮物HMC。在圖1A中，冷水Q的溫度為0。C，而熱牛奶濃縮物HMC的溫 度為70°C。因此為了實現所需最終溫度(約40°C )，該裝置使用3:4 的混合比Rl。在圖1B中，冷水Q的溫度為10。C,而熱牛奶濃縮物HMC的溫 度為70°C。因此為了實現所需最終溫度(約4(TC)，該裝置使用1:1 的混合比R2。在圖1C中，冷水Q的溫度為20。C,而熱牛奶濃縮物HMC的溫 度為70°C。為了實現所需最終溫度(同樣約40°C ),該裝置使用3:2 的混合比R3。在圖1D中，冷水Q的溫度為30。C,而熱牛奶濃縮物HMC的溫 度同樣為70°C。在這一情況下，該裝置使用3:1的混合比R4。在圖1E中，冷水Q的溫度為40。C，而熱牛奶濃縮物HMC的溫 度為70°C。在這一情況下，該裝置可以確定將不可能在所需飲用溫 度提供飲料以及可以生成錯誤信號。例如，在該裝置的操作期間，不同實施例可以是可能的。 一種飲 料制備方法可以包括以下步驟I-IV (可以按照適當順序進行這些步 驟，該順序不一定是以下順序)I) 在混合位置添加熱水(例如具有范圍為60-80攝氏度的高 溫Ts),并且優選地開始攪拌水以產生水旋渦；(待添加的水的) 體積可以基于未加熱的水(例如存在于系統或者裝置中，例如冷水 容器或者貯存器3中，見下文)的溫度(T低)；II) (向熱水)添加粉末P;III) 攪拌(即水和粉末P;優選地在向水添加粉末之時進行攪 拌；以這一方式，可以獲得上文提到的熱牛奶濃縮物HMC);以及IV) 添加冷(例如冷卻的或者未加熱的并且優選為無菌的)水。例如在上述步驟中，可以通過添加熱水和冷水的恰當混合物或者 通過將水加熱至準確溫度來進行溫度控制。又例如，可以在混合區 (即，向熱水添加粉末P的區域)中，或者取而代之在別處、例如 在瓶l中，進行對冷水的添加。又例如，可以用各種方式進行對一方面為熱牛奶濃縮物HMC而 另一方面為冷水的匯合或者混合。例如，可以向預定數量的冷水(具有體積V-低)添加預定數量的制備的熱牛奶濃縮物HMC (具有體積V高)。取而代之，可以向預定數量的制備的熱牛奶濃縮物HMC(具有體積Vs)添加預定數量的冷水(具有體積V.低)。此外，例如可以用不同方式、例如以交替方式(其中將熱牛奶濃縮物數量的數個部分和冷水數量的數個部分交替帶入混合區中)或者同時地，在某個混合區中匯合預定數量的制備的熱牛奶濃縮物HMC和預定數量的冷水。
圖2示意地示出了第一裝置實施例，該裝置可以被配置成實現上述方法。然而，該裝置也可以才喿作用以實現不同方法，例如如下方法，在該方法中沒有通過向飲料濃縮物添加某一低溫的任何數量的液體以達到在安全飲用溫度(T最終)的飲料來制備飲料濃縮物。例如，該裝置也可以實現如下方法，該方法包括在總凄t量(V最終)的液體中混合飲料總數量(V最終)所需數量的配料以制備具有總數量(V最終)和所需飲用溫度(T最終)的飲料。
例如，圖2的裝置可以被配置成實現第一概念，該概念包括一種水去活性方法例如，(預先過濾的)UV或者超過濾、通過流過式加熱器的水加熱以及例如無主動冷卻。第 一積無念可以包括主動混合單元例如具有攪拌設備的混合室5、具有攪拌設備的壺、具有攪拌設備的瓶。
具體而言，圖2中所示的裝置可以包括例如容量為1升或者不同容量的存儲貯存器或者箱3、"水儲存器"。貯存器3可以容納液體，例如冷液體并且具體為水。例如，貯存器3可以被配置成可重新填充，以及可以從裝置的其余部分拆卸(例如以^更重新填充)
例如根據又一實施例，在可拆卸液體供應箱(或者貯存器)3的情況下，該裝置可以包括"箱存在，，指示器21。例如，該裝置可以被配置成僅在"箱存在，，指示器表明存在貯存器3的情況下才操作。
例如根據又一 實施例，該裝置可以包括"箱幾乎為空"指示器22。例如，該指示器22可以在貯存器3容納少于預定閾值數量(例如為了產生至少一份完整飲料而必需的數量)的液體時生成信號，以例如通知用戶需要重新填充液體。又例如，該裝置可以被配置成僅在
"箱幾乎為空"指示器21沒有表明貯存器3為空(即，貯存器容納用于產生至少一份飲料的充足液體)的情況下才操作。
該裝置還可以包括配置成保持配料粉末P的(第二)貯存器4、"粉末儲存器"。該貯存器的體積容量可以小于液體貯存器3的體積容量(作為一個非限制例子，粉末儲存器4可以具有0.4升的容量)。在本實施例中，粉末儲存器4可以包括開關28,該開關被配置成檢測貯存器4的可選蓋4a的開啟。該裝置還可以包括加載單元7，例如布置于粉末貯存器4的加載單元7 (見圖2)。
該裝置可以包括配置成保持瓶1 (例如嬰兒飲用瓶或者另一飲料接收器l)的保持器2。例如，保持器2可以包括漏盤。保持器2還可以包括可調架。
根據又一實施例，該裝置包括混合單元5、優選為混合室5，該混合單元用于混合配料粉末P與熱液體以獲得熱飲料濃縮物，以及例如(但是不一定)用于隨后混合熱飲料濃縮物HMC與冷液體(在本實施例中即為冷水)。本裝置可以包括可以耦合到混合室/單元5以提供主動混合的混合電才幾5a。
在這一情況下，粉末配料儲存器4被布置用于將粉末配料P供應給混合室5或者包括用于將粉末配料P供應給混合室5的裝置。出于這一目的，該裝置例如可以具有粉末傳送設備6、例如包括螺桿6，該設備例如包括相應電機和編碼器6a (該電機和編碼器可以被配置成驅動螺桿6以將數量明確限定的粉末P傳送到混合單元5 )。
優選地，該裝置包括至少一個加熱器，例如加熱元件，優選為流過式加熱器。圖2的實施例包括相對于混合單元5位于上游的流過式加熱器20。例如，從液體貯存器3延伸(以及可以從該貯存器3接收液體)的冷液體管道CW可以具有流過式加熱器20。從流過式加熱器20延伸到混合單元5 (的液體接收開口 )的液體輸送管部分是熱液體管道HW。流過式加熱器20被配置成由流過的液體生成熱液體。如本領域技術人員將理解的那樣，例如流過式加熱器可以包括熱切斷器件或者開關("TCO") 25。
優選地，該裝置包括一個或者多個液體去活性裝置，例如UV燈、過濾器和/或加熱設備。
圖2的實施例包括液體去活性裝置，該液體去活性裝置包括可選輻射系統IO、 12,用以在可調溫度處產生就微生物而言安全的液體，其中輻射系統包括UV單元10、 12。例如，輻射系統包括UV燈12和UV透明管(包圍燈)，從而在操作期間管容納燈并且(經由冷液體管道CW向其供應的)液體流動于燈周圍。在一個替代實施例(未示出)中，輻射系統包括UV燈12和UV透明管(包圍燈)，從而在操作期間流體在UV輻射來自外界的情況下流過管。
根據又一實施例，該裝置包括燈功能指示器，優選為UV劑量指示器24 (即，UV傳感器24)。
例如，本實施例包括反應室IO("UV箱IO")和可選UV傳感器24,該反應室容納燈和管12。反應室IO可以具有用以從上游液體管道CW接收液體的上游液體供應部分以及用以將已照射的液體傳遞到下游液體管道CW的下游液體排;改部分。優選地，反應室10(并且更優選為至少它的內側，該側面向燈12)由反射材料例如鋁制成(以例如反射由燈12發射的至少部分UV輻射)。
此外，圖2的實施例可以包括液體去活性裝置，該液體去活性裝置包括可選過濾器11。例如，當過濾器是鈣燈過濾器11 (例如容納用以過濾熱液體的鈣燈)時可以獲得良好結果。在本實施例中，該過濾器11相對于加熱器20布置于下游而相對于混合單元5布置于上游。過濾器11可以是相應熱液體管道HW的一部分，以及可以過濾流向該管道HW的(熱)液體。例如取而代之，可選過濾器11可以是微、超或者納米過濾器(例如也見圖3的實施例)。
本裝置例子也包括具體配置成泵送液體的泵8。本泵8位于液體貯存器3的下游，例如相對于混合單元5位于上游(具體相對于加熱器20位于上游，而具體相對于液體去活性裝置10、 11、 12位于上游)。可以控制泵8以將數量明確限定的液體經過液體管道系統CW、 HW朝著混合單元5泵送。
該裝置也可以可選地包括用以檢測或者測量流向混合單元5的液體的流量的流量計9。本流量計9位于液體貯存器3的下游，以及例如相對于混合單元5位于上游(具體相對于加熱器20位于上游，而具體相對于液體去活性裝置10、 11、 12位于上游)。
此外，該裝置可以包括用以檢測/測量液體溫度的一個或者多個溫度傳感器。在本實施例中，提供布置成檢測冷液體的溫度(T低)的第一溫度傳感器23。例如，第一溫度傳感器23可以是液體貯存器3的位于該貯存器3的排放部分處或者附近的一部分，或者它可以耦合到冷液體管道部分CW。
也可以在加熱器20處或者附近提供第二溫度傳感器26，以檢測在加熱器20處/附近的液體的溫度(即T高)。
上文已經描述圖2中所示裝置的優選操作例子。例如在操作期間，瓶1可以放置于保持器2上。某一數量的熱液體(例如水)由該裝置生成，并且供應給混合單元5。在到達混合室5之前，從貯存器3經過冷液體管道CW、輻射系統12、加熱器20、熱液體管道HW和第二過濾器11泵送液體。
例如在操作期間，輻射系統IO、 12可以在某一時間段期間保持活躍，從而該系統僅排放失去活性至預定水平(例如基本上完全失去活性)的液體。
可以在液體流動(流過加熱器20)之前和/或者期間，在某一加熱時間段期間激活加熱器20,以(由從輻射系統接收的液體)生成熱液體。例如在已經生成某一數量的熱液體之后，可以將加熱器20去激活。上文提到的溫度傳感器23、 26可以在操作期間檢測液體的相應溫度(低溫和高溫)。
某一數量的粉末P也由粉末饋送系統(即，包括粉末隔間4和可控螺桿設備6 )饋送到混合室。
熱液體和粉末由混合單元5混合以形成熱々欠^H農縮物(例如熱牛奶濃縮物HMC),并且所得濃縮物饋送到瓶1中。優選地， 一定數量的冷液體也饋送到瓶1,例如在制備和/或饋送熱飲料濃縮物到瓶1之前、在制備和/或饋送熱飲料濃縮物到瓶1期間和/或此后(如上文已經說明的那樣)。
例如，對冷液體的供應(到瓶1)可以包括在加熱器20不活躍
的時間期間(例如在對加熱器20的激活之前或者在對加熱器20的去激活之后)激活泵8以從j^存器3泵送液體。
粉末P、熱液體和可選冷液體的數量例如依賴于待產生的所需飲料最終數量(最終體積V最終)以及飲料的最終溫度(例如安全飲用溫度T最終)。例如如前文所述，該裝置可以#^己置成# 據沖全測到的液體溫度(由傳感器23、 26感測)和預定的T最終和V最終參數來控制泵8、加熱器20、混合單元5、 5a和粉末供應系統4、 6,以通過在某一數量的熱液體中混合飲料總數量所需數量的配料來制備飲料濃縮物，以及向濃縮物添加恰當數量的某 一 低溫的液體以便在安全飲用溫度T最終達到飲料的最后體積V最終。
例如，該裝置可以包括配置成處理數據(例如傳感器9、 21、 22、24、 26、 28的傳感器信號數據)以及控制系統的各種部件3、 8、 10、20、 25、 5、 6以實現上述操作的控制器或者控制單元(這里未示出)。
例如，控制單元可以控制系統，以例如控制序列液體流動、粉末流動、 一個或者多個溫度控制、體積、混合等。
又例如，該裝置可以包括用以提供與裝置的用戶交互的用戶接口，例如包括開始按鈕(以激活裝置)的用戶接口、小鍵盤，(可選為觸屏)顯示器、語音控制的接口或者不同類型的裝置處理工具。例如，用戶接口可以是控制器的一部分。
圖3示出了裝置的一個實施例，該實施例與圖2中所示實施例不同之處在于已經包括過濾系統111 (而不是上述輻射系統)。
例如，過濾系統111可以是配置成在可調溫度產生就微生物而言安全的液體的過濾系統。優選地，過濾系統111包括微、超或者納米過濾器。
根據另一個有利實施例，過濾器(或者過濾系統111)包括隔膜，其中該隔膜具有<1 nm、優選O.l (im的孔尺寸。例如或者除此之外， 過濾系統可以包括用以過濾大粒子以例如防止提到的隔膜(微、超 或者納米過濾器)阻塞的粗濾波器，例如活性碳。
根據又一實施例，該裝置被配置成測量過濾器111 (例如微、超 或者納米過濾器)的壽命，并且優選地在達到壽命時生成信號。該 裝置也可以被配置成在已經未使用該裝置持續某一段時間時建議更 換過濾器(例如微、超或者納米過濾器)。
圖4描繪了該裝置的一個實施例，該實施例與圖2中所示實施例 不同之處在于該裝置具有用以冷卻液體以具體提供某一低溫(T低) 液體的冷卻系統。例如，冷卻系統可以包^^熱交換器、珀耳帖元件、 散熱器、風扇或者沸石系統。
在圖4中，作為一個例子，冷卻系統232可以包括珀耳帖元件系 統或者致冷器系統。在這一實施例中，冷卻系統232相對于混合單 元205位于上游，而相對于液體貯存器3位于下游。此外，加熱器 (例如，具有熱液體貯存器或者流過式加熱器)212 (可選地具有第 一溫度傳感器226)相對于冷卻系統232位于上游。例如，冷卻系統 可以包4舌冷卻系統泵233。
例如，該裝置可以包括閥單元，例如如在圖4的實施例中那樣的 三通閥231。在這一情況下，閥單元的入口從熱液體管道HW接收 熱液體。閥單元231的第一出口朝著混合單元205將液體排放到第 一熱液體管道HW1中。閥單元231的第二出口朝著冷卻系統232將 液體排;改到第二熱液體管道HW2中。
此外，在圖4的實施例中，混合單元205可以包括主動混合區。 例如根據本發明的一個實施例，可以提供主動混合單元205，該單元 可以具有包括攪動設備的混合室和/或具有攪動設備的壺和/或具有 攪動設備的瓶1。
圖4的系統的操作類似于上述操作，并且包括使用/控制閥單元 231和冷卻系統232以在所需溫度(T最終)產生所需數量的飲料(V 最終)。在操作期間，泵8經由第一冷液體管道CW1將液體從貯存器3 泵送到加熱器212。可以在所需時間段期間激活加熱器以生成加熱的 (熱)液體。可選地，加熱器212可以被配置成在裝置操作期間總 是排放熱液體(具有前文提到的高溫T高)。
在#:作期間，可以控制閥單元231處于第一閥位置(例如熱位 置)，/人而加熱器226 (經由熱液體管道HW)排;汶的液體(該液體 具體由加熱器226加熱)直接地饋送到混合單元205。
還可以控制閥單元231處于另一第二閥位置，從而加熱器226(經 由熱液體管道HW)排;故的液體經由冷卻系統232間接地饋送到混 合單元205。在該情況下，液體在進入混合單元205 (經由第二冷液 體管道CW1 )之前可以/是由冷卻系統冷卻以實現所需低液體溫度T 低。例如在該情況下，饋送到冷卻系統232的液體仍然可能具有相對 高的溫度(例如由于上游加熱器系統212的溫度，或者由于仍然激 活的加熱器212)。
圖5描繪了一個替代實施例，該實施例與圖4的實施例不同之處 在于第一冷液體管道CW1具有輻射系統，例如UV單元310和(在 其下游的)流過式加熱器20'。
圖6示出了該裝置的一個例子，該例子與圖5中所示實施例不同 之處在于閥單元231，的入口被配置成接收由加熱器(流過式加熱器) 20排放的液體。閥單元231，的第 一 出口將液體排放到混合單元5中。 在這一情況下，閥單元231，的第二出口將液體排放到回流管(溢流 管)450,該回流管被配置成將液體回饋到液體貯存器3。
圖6的實施例還包括可選輻射單元(例如UV單元)310。
例如，圖6的"回流管"概念可以包括例如借助于(可選預過濾的) UV光(通過UV系統310)并且借助于加熱器20的液體加熱的液體 去活性方法。
在圖6的實施例中，溫度控制優選地可以包括自動嬰兒牛奶機， 其中熱(例如T= 37-8CTC )水混合原理繼而施加冷(例如T = 0-37°C ) 水。當熱冷之間的延遲時間過長時，可以實施回流管450。這在圖7的圖中示出。
例如，在圖6的實施例的操作期間，三通閥231，首先允許預定 體積(VA)的熱水在加熱器操作的水加熱時間段期間傳遞到混合單 元5。
然后，將加熱器20去激活，并且在后續延遲時間(DT)期間， 從加熱器20排放的(但是仍然相對暖和的)水經由回流系統450回 流到貯存器3(出于該目的，閥單元231，處于它的第二狀態)。當(例 如溫度傳感器26，)確定在加熱器的水(或者加熱器)已經冷卻至某 一所需冷水溫度時，閥單元231，切換到它的第一狀態，以允許預定 體積(V低)的冷水傳遞到混合單元5。同樣與在上述實施例中一樣。
根據 一 個溫度控制實施例，還利用來自主動冷卻的水貯存器的冷 水(例如珀耳帖冷卻)來冷卻熱濃縮物。
在任何上文提到的實施例中， 一種變化是冷卻存儲容器(貯存器 3)而不是具有單獨冷卻容器。例如在該情況下，優選地也應用回流 管450 (見圖6)。
例如在任何上文纟是到的實施例中， 一 種液體去活性方法可以包 括通過加熱設備來加熱水(在70攝氏度或者更高溫度加熱某一段 時間)。
在任何上述實施例中，還可以在混合單元(或者室)5中實現溫 度控制，其中(在混合室中)可以通過在混合室中將熱流和冷流一 起泵送/添加來實現0-95攝氏度之間的溫度。
本發明實施例的優點包括相對緊湊、成本相對低的包括相對少的
其中可以很準確地定量液體(因此防止液體損失)。
本發明的實施例可以提供 一 種用于在可調溫度快速遞送凈化水 (例如UV凈化水)的系統。
例如，如上文提到的那樣，為了在37。C遞送一瓶牛奶，可以選 擇一種用以制備高溫(大于或者等于60°C)濃縮物以及隨后添加更 冷的水的方法。優選地，至少更冷的水"失去活性"，即去除或者破壞有害微生物(與導致完全去除或者破壞所有生物形式的滅菌對 照)。通常通過煮沸使水失去活性可飲用。
在嬰兒牛奶機(例如見圖2-圖6的實施例)中，可以在20-卯度 的溫度之間、優選地在30-70度之間制備牛奶。應當在飲用溫度
(20-45°C)、優選地在37。C遞送牛奶。
粉末幼兒配料(PIF)制造商建議避免給予過熱牛奶的風險并且 向用戶給予便利(無等待時間、無紊亂)。用以使飲用水失去活性 的常用方式是通過煮沸。然而為了冷卻，水需要大量時間(約2個 小時或者更久——被動)。為了產生在15分鐘(在電器中)以下的 自動快速冷卻時間，需要昂貴、難以控制并且碩大的單元。另外， 這樣做的能量效率很低。因此優選一種不加熱水的去活性方法。上 述數個實施例解決或者至少減輕這 一 問題。
根據上文，優選地可以提供一種用以在要求的(高)溫度制備牛 奶濃縮物的方法，其中添加某一溫度的足量水以達到最終飲用溫度
(優選37度)。對于這一方法，優選在冷水與熱水之間快速切換以 使牛奶盡可能短地處于高溫。牛奶處于高溫越久，這導致在營養和 微生物方面的牛奶質量下降越多。也通過上文已經描述并且在圖2-圖6中示出的各種實施例、具體通過提供一種用以在可調溫度產生 就微生物而言安全的水的系統來解決或者至少減輕這一 問題，該系 統包括UV單元、加熱元件(優選為流過式加熱器)、泵、流量計 和水貯存器。
例如(見圖2、圖6) , UV單元可以包括燈12、 UV透明管—— 優選為石英、傳感器24、反應室10、 310和電子控制(這里未描繪)。
例如在上文提到的實施例中，在操作期間，UV燈12可以輻射 優選為至少16 J/cmA2 ( B類)或者g40 mJ/cmA2 ( A類)的UV劑量 以符合NSF 55標準(紫外線微生物水處理系統)。要求后者(^40 mJ/cmA2)滿足歐洲標準EN 14897 (在建筑物內的水調節設備—— 使用汞低壓紫外線輻射器——針對性能、安全性和測試的要求)。
傳感器24可以用來測量來自UV燈的發光以檢驗UV劑量是否仍然充足。UV傳感器24是最理想的，然而在光譜的另一范圍中的 燈功能指示器24可能足夠了 (例如用于可見光的傳感器)。
如上文提到的那樣，反應室10、 310可以包括UV透明管，而 UV燈12優選地由反射材料例如(陽才及氧化)鋁制成。
可以向系統添加粗過濾器，例如碳過濾器，該過濾器可以放置于 UV單元10、 12、 310之前以濾除更大粒子并且將濁度減少至1 NTU——優選為0.1 NTU——以下。這增加UV反應器的性能。
在上文提到的實施例中，加熱器20——優選為流過式加熱器—— 可以將液體(例如水)加熱至100°C。對于自動嬰兒牛奶機實施例， 將具體設置在20-80。C之間的溫度以實現熱濃縮牛奶混合過程。此 外，加熱器20可以將液體加熱至更高溫度(例如高于80°C )以用熱 水沖洗系統從而使管材中的任何生物膜形成失去活性。
在上文提到的實施例中，例如為了控制液體流量/體積，可以使 用流量計9和/或精確泵8。
優選地，在上文提到的實施例中，在過濾器之后的液體管道(管 材)防熱并且由防止形成生物膜(例如由死亡的微生物形成的沉淀 物)的材料制成。
根據本發明的裝置的另一個實施例，流量控制是優選的。換而言 之，優選的是泵8遞送可調流量(在操作期間)。
然而，對于其他飲料應用(即除了產生牛奶之外)，不一定要求 流量控制。
在上文提到的實施例中，UV燈12或者UV反應器/箱IO可以是 可更換的。例如，可以在UV反應器IO、 310之前添加提到的粗過 濾器(例如碳過濾器)以去除更大粒子，由此減少濁度。
根據一個實施例，本發明的裝置可以被配置成
國在混合位置(混合單元5 )中添加熱的無活性水(37-80°C ), 以及優選地開始攪動以產生液體漩渦(其他混合原理是可以的)。 將粉末(同時)添加到熱的無活性水、混合以及添加冷(0-37。C )水。
例如，可以通過向熱濃縮物添加恰當數量的冷水來進行對最后產物的溫度控制。如有必要則加熱器可以加熱冷水。在上述實施例中， 可以在混合區5中或者在瓶1中進行對冷水的添加。
上述實施例還可以提供對在高溫制備的牛奶的快速冷卻。
又例如，根據上文，粉狀幼兒配料可能受細菌如E. Saka-zakii 污染。為了在37。C遞送一瓶牛奶，選擇一種用以在高溫(60°C)制 備濃縮液以及隨后添加更冷的水的方法。優選地，至少更冷的水"失 去活性"，即去除或者破壞有害微生物(與導致完全去除或者破壞所 有生物形式的滅菌對照)。通常通過煮沸使水失去活性可飲用(人 工制備)。
例如在嬰兒牛奶機中，可以在20-90攝氏度的溫度之間、優選地 在30-70攝氏度之間制備牛奶。應當在飲用溫度(20-45°C)、優選 地在37。C遞送牛奶。粉末幼兒配料(PIF)制造商建議避免給予過熱 牛奶的風險并且向用戶給予便利(無等待時間、無紊亂)。
然而，通常通過煮沸將無活性飲用水滅菌。然而為了冷卻水，這 需要大量時間(~2個小時或者更久——被動方法到手溫，~72小時 至60。C)。為了產生在15分鐘(在電器中)以下的自動快速冷卻時 間，在本發明之前必須應用昂貴、碩大并且難以控制的冷卻單元。 另外，現有技術的系統和方法的能量效率很低。因此優選一種不加 熱水的去活性方法。
根據上文，例如一種優選方法在更高溫度混合牛奶并且在更低溫 度遞送它。對于這一方法，需要在冷水與熱水之間快速切換以使牛 奶盡可能短地處于高溫。牛奶處于高溫越久，這導致在營養和微生 物方面的牛奶質量下降越多。
本發明的實施例可以在可調溫度產生就微生物而言安全的水，包 括微、超或者納米過濾器、加熱元件(優選為流過式加熱器)、泵、 流量計和水貯存器。
例如，當前選擇的過濾器111 (見圖3)可以包括UF (超過濾) 隔膜和活性碳。隔膜過濾器111的隔膜可以具有<1 |im、優選<0.1 的孔尺寸以物理上阻隔所有微生物如細菌( 1 pm)、包嚢( 10 pm)和病毒( 0.1 |im)。活性碳可以過濾大粒子，以例如防止阻塞隔膜。 可選地，略去活性碳以例如由另一粗過濾器取代或者完全無預過濾 器。這視進入的水的質量而定。
優選地，過濾器111 (見圖3)具有180-200天或者2100+/-100 升的壽命。可以根據最終規格來延長或者減少該壽命。例如，可以 計劃在~1年之后更換過濾器，其中1年約為針對某些裝置實施例(例 如用以給1個兒童喂奶的自動嬰兒牛奶才幾)預計的時間。
例如在本發明的實施例(見圖3)中，可以通過以電子或者機械 方式測量(流過過濾器111的液體的)流量來測量過濾器111的壽 命。當達到壽命時，裝置可以優選地以電子方式生成信號。另外， 當未使用電器已經持續一段時間時，電器可以給予更換過濾器的建 議。
例如，當前使用的過濾器可以根據NSF EPA 231來凈化水(微 生物水凈化器)細菌減少對數6、病毒減少對數4、包嚢減少對數 3.3。通過選擇恰當孔尺寸，如果細菌(~1 (im)、病毒( 0.1 |im)、 原生動物(10 pm)和藻類(10 |im)難以滲透它們，則很大程度上 將超過該標準。略有不同的凈化水平因此是可能的。
優選地，根據一個實施例，提到的水(活性碳)過濾器可以針對 公認以下化學物質根據NSF 53 (飲用水處理單元——健康效果)來 凈化(必要安全因數100% )水鉛、莠去津(除草劑)、乙炔雌二 醇(藥物殘留物)、雙酚(荷爾蒙)、氯仿(VOC)。活性碳可以 消除的另一元素是可能另外通過煮沸已經部分去除的氯。
如提到的那樣，流量計可以測量過濾器的壽命。用以測量壽命的 其他方法也是可能的，例如按照對泵特性的了解來測量體積、通過 電或者機械控制單元來測量操作時間。
按照上文，優選的是泵遞送可調流量。為了實現最終溫度控制， 在加熱器20之后的回流管450 (見圖6)可以是優選的。
根據一個實施例，超過濾單元(或者過濾器)lll可以是可更換 的。可以在超過濾器單元之前添加粗過濾器(例如碳過濾器)以去除更大粒子或者混濁。
將理解在本申請中，用語"包括"并不排除其他單元或者步驟。用 語"一個/一種"也并不排除多個/多種。在權利要求中的任何標號不應 理解為限制權利要求的范圍。
標號列表
1瓶
2漏盤和可調架
3水儲存器(例如1升)
4粉末儲存器(例如0.4升)
混合室
混合電機
6螺桿
6a電機+編碼器
7力口載單元
8泵
9流量計
10uv箱
114丐燈過濾器
12UV燈
20流過式加熱器
21箱存在
22幾乎為空指示器
23第一溫度傳感器
24UV傳感器
25TCO
26, 226第二溫度傳感器
28開關
P粉末
CW， CW1, CW2冷水管道
HW， HW1, HW2熱水管道
m隔膜過濾器
212加熱器
231三通閥
232冷卻系統，例如冷卻器珀耳帖233 冷卻系統泵
205 主動混合區
310 UV過濾器
450 回流管
權利要求
1.一種用于從混合粉末配料與優選為水的液體來產生飲料例如牛奶的裝置，所述裝置優選為自動嬰兒牛奶機，其中所述裝置被配置成通過在某一數量的熱液體中混合飲料總數量所需數量的配料來制備飲料濃縮物，以及向所述濃縮物添加恰當數量的某一低溫的液體以便在安全飲用溫度達到所述飲料的最后體積。
2. 根據權利要求1所述的裝置，包括用以冷卻液體、具體用以 提供某一低溫的液體的冷卻系統，所述冷卻系統例如包括熱交換器、 珀耳帖元件、散熱器、風扇或者沸石系統。
3. 根據任一前述權利要求所述的裝置，包括用于存儲液體的存 儲貯存器。
4. 根據任一前述權利要求所述的裝置，包括用于混合所述配料 與所述熱液體的混合單元。
5. 根據任一前述權利要求所述的裝置，其中所述裝置包括加熱 器，例如加熱元件，優選為流過式加熱器。
6. 根據權利要求3、 4和5中的任一項所述的裝置，其中所述 加熱器相對于存儲箱布置于下游而在混合室的上游，用于生成所述 熱液體<■
7. 根據任一前述權利要求所述的裝置，包括液體去活性裝置， 例如UV燈、過濾器和/或加熱設備。
8. 根據任一前述權利要求所述的裝置，其中所述裝置包括具體 配置成泵送所述液體的泵，其中所述裝置可選地包括流量計。
9. 根據任一前述權利要求所述的裝置，其中所述裝置包括用以 在可調溫度產生就微生物而言安全的液體的輻射系統，其中所述輻 射系統包括UV單元。
10. 根據權利要求9所述的裝置，其中所述輻射系統包括UV 燈和UV透明管，從而在操作期間所述管容納所述燈并且液體流動 于燈周圍，或者所述液體在UV輻射來自外界的情況下流過管。
11. 根據權利要求IO所述的裝置，包括燈功能指示器，優選為uv劑量指示器。
12. 根據權利要求10或者11所述的裝置，包括反應室，所述 反應室容納所述燈和管，其中所述反應室由反射材料例如鋁制成。
13. 根據任一前述權利要求所述的裝置，其中所述裝置包括用 以在可調溫度產生就微生物而言安全的液體的過濾系統，其中所述 過濾系統包括微、超或者納米過濾器。
14. 根據權利要求13所述的裝置，其中所述過濾器包括隔膜， 其中所述隔膜具有<1 (im、優選<0.1 pm的孔尺寸。
15. 根據權利要求13-14中的任一權利要求所述的裝置，配置成 測量所述過濾器的壽命，以及優選地在達到所述壽命時生成信號。
16. 根據權利要求13-15中的任一權利要求所述的裝置，配置成 在未使用所述裝置已經持續某 一 段時間時建議更換所述過濾器。
17. —種根據任一前述權利要求的用于從混合粉末配料與優選 為水的液體來產生飲料例如牛奶的裝置的用途，其中所述用途優選 地包括以下步驟a) -d)中的一個或者多個步驟a) 通過在某一數量的熱液體中混合飲料總數量所需數量的配料 來制備飲料濃縮物，其中向所述濃縮物添加恰當數量的某一低溫的 液體以在安全飲用溫度達到所述飲料的最后體積；b) 加熱由存儲箱供應的液體以提供熱液體，其中冷卻從相同存 儲箱供應的液體以提供低溫液體；c) 利用UV輻射來照射液體；以及d) 利用微、超或者納米過濾器來過濾液體。
全文摘要
一種用于從混合粉末配料與優選為水的液體來產生飲料例如牛奶的裝置，該裝置優選為自動嬰兒牛奶機。該裝置被配置成通過在某一數量的熱液體中混合飲料總數量所需數量的配料來制備飲料濃縮物，以及向濃縮物添加恰當數量的某一低溫的液體以便在安全飲用溫度達到飲料的最后體積。
文檔編號A47J31/40GK101657130SQ200880012110
公開日2010年2月24日 申請日期2008年4月11日 優先權日2007年4月16日
發明者A·辛納瑪, B·L·屈伊珀, P·S·維埃特, S·M·奧弗斯蒂根 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司