本公開涉及飲料/食品制備系統(tǒng)的改進(jìn)，具體地說(shuō)，本公開涉及飲料/食品制備系統(tǒng)，這些飲料/食品制備系統(tǒng)包括使用預(yù)先包裝筒罐的類型的機(jī)器，這些預(yù)先包裝筒罐包含飲料或食品成分。

背景技術(shù)：
飲料制備系統(tǒng)典型地包括飲料制備機(jī)和用來(lái)形成飲料的單次供應(yīng)份量的一次性筒罐（也稱作包囊或包套）。供這樣的系統(tǒng)使用的筒罐預(yù)先包裝有飲料成分，并且在使用之前密封。在使用中，筒罐在插入到飲料制備機(jī)期間或之后被刺穿，從而形成含水介質(zhì)（例如水）進(jìn)入筒罐和飲料離開筒罐的進(jìn)口。這樣的系統(tǒng)的使用可以擴(kuò)展到某些類型的食品的制備，例如奶基點(diǎn)心等的制備。機(jī)器的大多數(shù)需要設(shè)計(jì)復(fù)雜并且用特定規(guī)格材料制成的專門設(shè)計(jì)的筒罐，以適應(yīng)在制備過(guò)程中涉及的高壓力，特別是對(duì)于煮制咖啡（espresso）飲料，因?yàn)橥补薜膬?nèi)部幾何形狀一般會(huì)使得能夠在高壓力下產(chǎn)生飲料/食品的所需質(zhì)量。可選擇地，制備參數(shù)必須由操作人員預(yù)先選擇?，F(xiàn)在提出的是，使用在筒罐與機(jī)器之間的接口以確定制備過(guò)程的參數(shù)，例如壓力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
相應(yīng)地，本公開提供一種用在機(jī)器中的筒罐，這種筒罐包含一種或更多種飲料或食品成分，該機(jī)器用來(lái)由所述成分制備飲料或食品；所述筒罐包括基座、在基座中的出口孔眼以及繞出口孔眼從筒罐基座延伸的軸環(huán)；其中，當(dāng)將筒罐插入到機(jī)器的保持接受器中時(shí)，軸環(huán)與機(jī)器的元件相互作用，并且軸環(huán)構(gòu)造成用以確定在制備過(guò)程期間在筒罐中的壓力。筒罐軸環(huán)優(yōu)選地包括一個(gè)或更多個(gè)間隙，所述一個(gè)或更多個(gè)間隙可以由在筒罐軸環(huán)中的堡狀物形成。可選擇地，筒罐軸環(huán)不包括間隙。優(yōu)選地，筒罐的出口孔眼在使用之前由密封裝置密封。本公開也提供一種用來(lái)由包含一種或更多種成分的筒罐制備飲料或食品的機(jī)器，所述機(jī)器包括：保持接受器，用來(lái)在制備過(guò)程期間接納和保持筒罐；機(jī)器元件優(yōu)選地包括，其中，機(jī)器具有元件，當(dāng)將筒罐插入到保持接受器中時(shí)，該元件與筒罐的軸環(huán)相互作用；從而軸環(huán)構(gòu)造成，憑借該軸環(huán)與機(jī)器元件的相互作用而確定在制備過(guò)程期間在筒罐中的壓力。閥裝置布置在保持接受器的下游，該閥裝置在預(yù)定壓力下打開，所述閥裝置包括活塞，該活塞通常偏置到關(guān)閉位置中，在該關(guān)閉位置中，它與在使用中插入到保持接受器中的筒罐的軸環(huán)是可接觸的。優(yōu)選地，機(jī)器元件包括在保持接受器的下游形成的閥裝置，該閥裝置在預(yù)定壓力下打開，所述閥裝置由在使用中插入到保持接受器中的筒罐的軸環(huán)形成，并且通常偏置到其第一位置中，在該第一位置中，它與機(jī)器的元件是可接觸的。優(yōu)選地，閥裝置還包括刺穿裝置，當(dāng)將筒罐插入到保持接受器中時(shí)，該刺穿裝置用來(lái)刺穿筒罐。本公開也提供一種用來(lái)制備飲料或食品的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括機(jī)器和至少一個(gè)筒罐；在筒罐軸環(huán)中的一個(gè)或更多個(gè)間隙優(yōu)選地使閥在第一壓力下打開。在筒罐軸環(huán)中的間隙的缺少優(yōu)選地使閥在第二壓力下打開，該第二壓力優(yōu)選地高于第一壓力。優(yōu)選地，活塞由彈簧裝置偏置到關(guān)閉位置中。當(dāng)在關(guān)閉位置中時(shí)，活塞的上表面可以接觸筒罐軸環(huán)的下表面。優(yōu)選地活塞的上表面以及筒罐軸環(huán)的下表面的至少一部分對(duì)于水平方向按大致相同的角度傾斜。刺穿裝置優(yōu)選地設(shè)有至少一個(gè)用以提供液體流動(dòng)路徑的裝置，從而當(dāng)筒罐密封裝置已被刺穿時(shí)，液體能夠從筒罐的內(nèi)部沿刺穿裝置流動(dòng)、并且流到腔室中，該腔室由軸環(huán)、密封裝置以及活塞的上表面形成。優(yōu)選地當(dāng)在腔室中的壓力大于彈簧裝置的彈簧力時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)而脫離與軸環(huán)的接觸，進(jìn)入打開位置中。本公開優(yōu)選地提供一種制備飲料或食品的方法，該方法包括如下步驟：選擇筒罐；將筒罐插入到機(jī)器的保持接受器中；用刺穿裝置刺穿筒罐；及將液體供給到保持接受器，從而使液體通過(guò)筒罐，以形成飲料或食品。盡管利用閥組件修改操作壓力的已知機(jī)器，需要操作壓力變化由手動(dòng)或驅(qū)動(dòng)裝置或某種形式的鑒定系統(tǒng)設(shè)置，但在本系統(tǒng)中，正是在筒罐與機(jī)器的出口之間的界面控制閥的操作。因此，如果界面的元件的外部幾何形狀（即筒罐軸環(huán)的幾何形狀）改變，則會(huì)自動(dòng)地影響所需要的壓力變化，而使用者不需要做任何事情。因而，機(jī)器可以制造成具有預(yù)先限定的波峰打開壓力，而實(shí)際操作壓力由插入到機(jī)器中的筒罐限定。附圖說(shuō)明現(xiàn)在參照附圖，僅以示例方式描述一種用來(lái)制備飲料和食品的系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中：圖1是示意圖，示出了用來(lái)制備飲料和食品的系統(tǒng)；圖2和4是兩個(gè)筒罐的橫截面?zhèn)纫晥D，這兩個(gè)筒罐用在圖1的系統(tǒng)中；圖3和5分別是圖2和4的筒罐的軸環(huán)的立體圖；圖6是在圖1的系統(tǒng)的機(jī)器的一部分的示意圖中的圖2的筒罐的橫截面?zhèn)纫晥D；及圖7和8是在圖1的系統(tǒng)的機(jī)器的一部分的示意圖中的圖4的筒罐的橫截面?zhèn)纫晥D。具體實(shí)施方式這里描述的用來(lái)制備飲料和食品的系統(tǒng)包括機(jī)器和一個(gè)或更多個(gè)筒罐，該機(jī)器用來(lái)制備飲料和食品，所述一個(gè)或更多個(gè)筒罐包含用在機(jī)器中的一種或更多種飲料或食品成分。為了適合飲料和食品類型的選擇，在制備過(guò)程期間需要不同的壓力，在機(jī)器與筒罐之間的接口使得能夠在至少兩個(gè)、和優(yōu)選地一定范圍的不同壓力下制備飲料和食品，而無(wú)需使用者干預(yù)。這優(yōu)選地通過(guò)將機(jī)器在筒罐所處位置的下游設(shè)有閥而實(shí)現(xiàn)，并且閥的操作由在筒罐與閥之間的界面而確定，如下文描述的那樣。用來(lái)制備飲料和食品的系統(tǒng)1在圖1中示意性地示出。系統(tǒng)1的機(jī)器部分一般包括用于液體的儲(chǔ)器10。盡管水可能是在制備飲料（例如咖啡）時(shí)使用的最普通的液體，但機(jī)器也能夠處置其它液體，例如用來(lái)與飲料或食品成分相混合的奶或奶制品。這里對(duì)于水的任何參考也應(yīng)該認(rèn)為包括在制備飲料或食品時(shí)使用的任何形式的液體。儲(chǔ)器10經(jīng)流量計(jì)12流體連接到泵11上，該泵11又連接到水加熱器13上。水加熱器13流體連接到調(diào)制頭14上。應(yīng)該注意，本公開的系統(tǒng)不限于制備必須“調(diào)制”的產(chǎn)品；術(shù)語(yǔ)“調(diào)制頭”的使用僅為了方便，因?yàn)樗从谙抻谡{(diào)制飲料的機(jī)器。調(diào)制頭14包括筒罐鑒定裝置15，該筒罐鑒定裝置15將在下文中更詳細(xì)地描述。閥16布置在導(dǎo)管中，該導(dǎo)管提供在水加熱器13與調(diào)制頭14之間的流體路徑。閥16可以是擴(kuò)張/收縮閥。如果液體流的壓力是可接受的，則液體通到筒罐30。如果壓力低于或高于預(yù)定極限，那么可以由閥防止液體流動(dòng)。調(diào)制頭14一般包括筒罐保持器（未示出），該筒罐保持器用來(lái)在使用中保持筒罐30。調(diào)制頭14還包括諸如進(jìn)口和出口刺穿器之類的裝置，該裝置用來(lái)在使用中在筒罐30中形成液體進(jìn)入筒罐30的進(jìn)口和用于制備飲料離開筒罐30的出口。流量計(jì)12、泵11、水加熱器13及調(diào)制頭14（和其它元件）連接到電子控制器17上。另外，在去往水加熱器13的流入部和來(lái)自它的流出部處布置的水溫監(jiān)測(cè)器18、19也連接到電子控制器17上。機(jī)器的操作過(guò)程由內(nèi)置在控制器17中的軟件確定，例如像在EP-A-1440644中描述的那樣?？刂铺幚砥鞯拇鎯?chǔ)器包括用于一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)的一個(gè)或更多個(gè)變量，所述一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)用于機(jī)器。這些操作參數(shù)典型地包括在操作階段期間待通過(guò)筒罐30的液體的溫度、填充筒罐30的最佳速度、浸泡步驟的存在或其它、飲料或食品的總分配體積、在排出階段期間液體的流量以及清洗階段的周期。圖2示出了筒罐30的第一樣式，該筒罐30設(shè)計(jì)成在制備那些在制備過(guò)程期間需要低壓力的產(chǎn)品（例如巧克力、咖啡、茶、增甜劑、浸果酒、調(diào)味劑、酒精飲料、調(diào)味奶、果汁、鮮果汁、作料及點(diǎn)心）時(shí)使用。為了這樣的產(chǎn)品的制備使用的“低”壓力的典型范圍是0.5至2bar。圖4示出了筒罐30的第二樣式，該筒罐30設(shè)計(jì)成在制備那些在制備過(guò)程期間需要高壓力的產(chǎn)品（例如煮制咖啡式產(chǎn)品，其中，希望的是產(chǎn)生乳沫(crema)）時(shí)使用。為了這樣的產(chǎn)品的制備使用的“高”壓力的典型范圍是2至16bar。筒罐30的整體形狀是大致圓形的或圓盤形的。典型地筒罐30的整體直徑是45mm±5mm，并且整體高度是40mm±5mm。典型地筒罐300、320當(dāng)組裝完成時(shí)的體積是50ml±20%，盡管這將依據(jù)其中包含的食品或飲料成分的性質(zhì)而變化。筒罐30典型地包括第一部件31，該第一部件31一般包括缽形殼體，該缽形殼體具有環(huán)形壁32、敞開嘴口及基座34。環(huán)形壁32和基座34一起限定接受器，該接受器具有腔室35。飲料或食品成分33放置在腔室35中（見圖6），并且嘴口使用適當(dāng)工藝（例如熱或超聲波焊接）用第二部件36密封，該第二部件36提供蓋。在基座34的中部是出口孔眼37，該出口孔眼37由環(huán)形軸環(huán)38圍繞，該環(huán)形軸環(huán)38遠(yuǎn)離基座34突出。低壓筒罐30的軸環(huán)38（圖2）包括一些堡形物39，這些堡形物39在它們之間具有間隙39a。高壓筒罐30的軸環(huán)38（圖4）是實(shí)心的，沒有這樣的堡形物39。軸環(huán)38的下表面40優(yōu)選地對(duì)于水平方向成傾斜角度。在使用之前，出口孔眼37由隔膜41密封，該隔膜41優(yōu)選地與基座34整體地形成。每個(gè)部件31、36由高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、或這些材料中的兩種或更多種的層合物形成為單個(gè)整體件。不透氣材料層42，例如EVOH，可以結(jié)合在部件31、36中。用來(lái)制造部件31、36的適當(dāng)工藝是注射模制。機(jī)器優(yōu)選地適于包括閥50，該閥50布置在飲料/食品輸送出口20中，以提供在筒罐30內(nèi)的制備過(guò)程的壓力控制。閥50優(yōu)選地包括保持器51，該保持器51安裝在輸送出口20中。刺針52、或其它類型的刺扎裝置，在一個(gè)端部53處連結(jié)到保持器51上。刺針52的另一個(gè)端部54是尖銳的，以提供用來(lái)刺穿隔膜41的裝置。刺針52可以設(shè)有一個(gè)或更多個(gè)凹槽55，所述一個(gè)或更多個(gè)凹槽55從尖銳端部54沿刺針52的外表面的一部分延伸。繞刺針52布置的、并且相對(duì)于其可運(yùn)動(dòng)的是活塞56，該活塞56具有中心孔57?？?7是臺(tái)階形的，具有較細(xì)段58和較粗段59，刺針52的尖銳端部54穿過(guò)該較細(xì)段58，該較細(xì)段58向活塞56的遠(yuǎn)側(cè)端部60延伸，該較粗段59向活塞56的近側(cè)端部61延伸。所形成的向內(nèi)臺(tái)階提供定位座62，該定位座62用于定位壓縮彈簧63的一個(gè)端部，該壓縮彈簧63也繞刺針52布置在活塞孔57的較粗段59內(nèi)。彈簧63的另一個(gè)端部安裝在保持器51內(nèi)，從而將活塞56遠(yuǎn)離保持器51向飲料輸送出口20的頂部偏置。彈簧63的偏置力設(shè)定閥50的開啟壓力。作為對(duì)于彈簧機(jī)構(gòu)的一種可選擇例，可以用彈性體來(lái)使刺針52偏置?；钊?6的遠(yuǎn)側(cè)端部60包括沿徑向延伸的凸緣64。凸緣64的上表面65、或其一部分可以按與軸環(huán)38的下表面40的角度大體相同的角度向下（即，向凸緣64的周界）傾斜。相對(duì)于水平表面，傾斜表面是更優(yōu)選的，因?yàn)樗哂惺够钊?6自對(duì)中的能力，并且能夠形成更好幾何形狀以便用來(lái)剪切液體以產(chǎn)生泡沫。機(jī)器的操作包括：將筒罐30插入到調(diào)制頭部17的筒罐保持器中；進(jìn)行制備循環(huán)和進(jìn)行分配循環(huán)，在該制備循環(huán)中，制備飲料/食品，在該分配循環(huán)中，分配飲料/食品；及從機(jī)器除去（基本上）空的筒罐30。當(dāng)將筒罐30放置在調(diào)制頭14中的筒罐保持器中，如在圖6中示意表示的那樣，并且關(guān)閉筒罐頭部時(shí)，迫使刺針52通過(guò)隔膜41，由此刺破它，并且打開筒罐出口孔眼37。迫使軸環(huán)38的下表面40與凸緣上表面65相接觸。彈簧63將活塞56偏置到與軸環(huán)38相接觸的“關(guān)閉位置”中，并且保持在表面40、65之間的良好接觸。制備循環(huán)典型地具有四個(gè)主要階段，盡管不是全部這些階段都用于所有飲料或食品類型：1.預(yù)先濕潤(rùn)2.暫停3.調(diào)制階段4.清洗在預(yù)先濕潤(rùn)階段中，筒罐30借助于泵11用來(lái)自儲(chǔ)器10的在壓力下的液體填充。進(jìn)口刺扎器刺穿蓋36，以提供用于液體進(jìn)入筒罐和通到調(diào)制腔室35中的流動(dòng)路徑，在該調(diào)制腔室35處，液體與包含在其中的成分33相混合。用液體填充使得在腔室35中的成分被濕潤(rùn)。填充可以發(fā)生在例如600ml/min的“快速”流量下，或者在例如325ml/min的“慢速”流量下。慢速填充速率對(duì)于包含粘性液體成分的筒罐30特別有用，其中，成分在它們能夠在較高體積流量下泵送之前需要某種稀釋。選擇注入到筒罐30中的液體的體積，以保證液體或飲料/食品成分在這個(gè)階段期間不離開出口孔眼37。暫停階段允許以預(yù)定時(shí)間段將成分浸泡在液體（該液體在預(yù)先濕潤(rùn)階段期間注入）中。預(yù)先濕潤(rùn)和浸泡階段二者都是已知的，以增加來(lái)自成分的可提取物的產(chǎn)量，并且改進(jìn)最終產(chǎn)品的最后味道，并且在成分是烘制和磨細(xì)咖啡的場(chǎng)合，浸泡是特別有用的。在調(diào)制階段中，液體通過(guò)筒罐30，以便從成分33產(chǎn)生飲料或食品。液體的溫度由控制器17確定，該控制器17將指令發(fā)送到加熱器13，以加熱從儲(chǔ)器10通到調(diào)制頭14的液體。液體進(jìn)入筒罐30，并且然后通到筒罐30的腔室35中。在制備的飲料或食品離開筒罐出口，通過(guò)輸送出口20，及可能被引入適當(dāng)放置接受器21中之前，在筒罐30中發(fā)生產(chǎn)品的調(diào)制和/或混合。由液體通過(guò)成分33形成的飲料或食品穿過(guò)出口孔眼37通過(guò)到筒罐30外，并且沿刺針52到被刺破的隔膜41的另一側(cè)。凹槽55幫助提供通過(guò)被刺破的隔膜41的液體流動(dòng)路徑，特別是在隔膜41由相當(dāng)剛硬材料制成、從而由刺破形成的間隙不會(huì)過(guò)分地大于刺針52的直徑的場(chǎng)合。在低壓筒罐30（圖7）中，軸環(huán)38的堡形物39之間的間隙39a提供用于飲料或食品的通路，以穿過(guò)其流到輸送出口37中。在高壓筒罐30（圖8）中，在軸環(huán)38中沒有這樣的間隙。因此隨著飲料/食品沿刺針52流過(guò)刺破隔膜41，它初始收集在腔室66中，該腔室66由軸環(huán)38的側(cè)壁、隔膜41的未刺破部分及活塞56的遠(yuǎn)側(cè)端部60形成。這允許在筒罐腔室35內(nèi)部積聚壓力。當(dāng)壓力足以克服彈簧力時(shí)，迫使活塞56遠(yuǎn)離軸環(huán)38進(jìn)入“敞開位置”中，由此打開在表面40、65之間的間隙67（圖8），以允許飲料或食品流出到輸送出口20中。在清洗循環(huán)期間，水加熱器13的溫度升高得足以將在系統(tǒng)中剩余的液體轉(zhuǎn)化成蒸汽，并且將加壓蒸汽吹過(guò)機(jī)器和筒罐30。這保證全部飲料或食品都被分配，并且保證流動(dòng)路徑被清理，準(zhǔn)備好分配另一種飲料或食品。清洗循環(huán)可能在調(diào)制/混合階段的停止時(shí)不立即開始，以允許流體的大部分流出流動(dòng)路徑。一旦操作循環(huán)已經(jīng)完成，機(jī)器就自動(dòng)地停止，并且消費(fèi)者通過(guò)打開筒罐保持器和手動(dòng)地除去和布置筒罐30而除去筒罐30。可選擇地，機(jī)器可以設(shè)有自動(dòng)彈出機(jī)構(gòu)，該自動(dòng)彈出機(jī)構(gòu)用來(lái)在打開筒罐保持器時(shí)自動(dòng)地除去筒罐。閥50和外部筒罐幾何形狀的組合，如由軸環(huán)38提供的那樣，使機(jī)器1因而能夠產(chǎn)生各種飲料或食品，因?yàn)樗试S依據(jù)對(duì)于在筒罐300中的成分33需要的循環(huán)的類型，在制備循環(huán)期間選擇性地在高壓力或低壓力下制備筒罐30。然而，與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的任一種不同的是，所需的壓力由筒罐30的外部幾何形狀鑒定，因而提供一種自動(dòng)可變壓力系統(tǒng)。這樣一種機(jī)器能夠在例如從0至9bar的壓力范圍下產(chǎn)生飲料；更優(yōu)選地能夠在從0至6bar的壓力范圍下產(chǎn)生飲料?？梢允褂糜糜谳S環(huán)38的另一些可選擇構(gòu)造。對(duì)于低壓筒罐30，軸環(huán)38不必是堡形的，而是可以在軸環(huán)38的側(cè)壁中包括一個(gè)或更多個(gè)孔眼、孔口或其它形式的間隙，這使流體能夠從出口孔眼37通到輸送出口20。在另一個(gè)實(shí)施例中，將彈簧加載閥結(jié)合在筒罐軸環(huán)38中，而不是結(jié)合在機(jī)器中。適當(dāng)彈簧裝置可以用來(lái)將軸環(huán)38偏置成與固定元件的上表面65相接觸，該固定元件代替活塞56。當(dāng)在高壓飲料或食品的制備過(guò)程期間在腔室66中達(dá)到必需壓力時(shí)，迫使軸環(huán)38遠(yuǎn)離固定元件，而不是相反，以打開在表面40、65之間的間隙67。