消毒单元、包括这种消毒单元的饮料制备机器和实现这种饮料制备机器的饮料制备方法与流程

1.本发明涉及一种消毒单元，该消毒单元用于对待递送到饮料制备单元的液体消毒以便例如通过将消毒液体注入产品容器中来制备饮料。此外，本发明涉及包括这种消毒单元的饮料制备机器。此外，本发明涉及一种实现这种消毒单元的饮料制备方法。
2.产品容器可包封液体、糊状或粉末状形式的营养组合物或成分，诸如婴儿配方食品组合物、奶基成分或大豆基成分。通过本发明，可以安全和卫生的方式制备即饮型饮料。本发明可用于通过使用各种产品容器来制备一系列饮料。


背景技术：

3.当前可用的消毒单元中的一些包括旨在消毒分配以制备饮料的液体的辐照室和辐照装置。辐照室具有液体入口和液体出口，以便使液体流入辐照室并且在辐照之后使液体流出辐照室。
4.然而，本技术人已经观察到，已知的消毒单元存在可能由它们的设计、也许由液体入口和液体出口的布置产生的一些问题和缺点。在一些情况下，在液体的流动模式在辐照室中瞬时地遵循短路径和/或使得辐照室中的停留持续时间太短的情况下，该液体可能不会被充分辐照，因此不会被充分消毒。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题和缺点，本发明旨在改进当前具体实施。目标是确保在饮料制备之前和/或期间对液体和液体接收部件进行增强的消毒，同时实现饮料制备机器中的最佳机械集成。
6.目标通过独立权利要求中限定的实施方案来实现。有利的具体实施在从属权利要求中进一步限定。
7.本发明的实施方案提供一种消毒单元，该消毒单元用于对待递送到饮料制备单元以便制备饮料的液体消毒，该消毒单元包括被构造成接收一定量的液体的辐照室，该辐照室包括：i)液体入口，该液体入口用于将液体引入辐照室；以及ii)液体出口，该液体出口用于将所引入的液体从辐照室中排放出去，该消毒单元还包括辐照装置，该辐照装置被构造成将消毒辐照发射到辐照室中以便对辐照室中的液体消毒。辐照装置优选地包括uv光源。液体出口包括限流器，该限流器被构造成当限流器两端的压力差低于预定阈值时将经由液体出口的液体流限制为受限流速，并且当限流器两端的压力差等于或大于预定阈值时允许经由液体出口的液体流具有高于受限流速的排放流速。
8.随着液体开始经由液体入口引入，辐照室中的压力开始增加。当压力低于预定阈值时，限流器将经由液体出口的液体流限制为受限流速，例如限制为零或可忽略不计的流速。
9.随着压力在辐照室中积聚，所引入的液体可例如以涡旋运动在辐照室内部遵循长
路径，使得所引入的液体可被辐照装置辐照足够长的时间段以确保其恰当的消毒。
10.然后，当限流器两端的压力差变得相等然后大于预定阈值时，限流器允许经由液体出口的液体流具有高于受限流速(例如，零或可忽略不计)的排放流速。例如，如果受限流速为零，则消毒液体可开始经由液体出口流动，从而从辐照室流出。在液体出口下游，消毒液体可被注入饮料制备单元中，并且可能被注入产品容器中，以安全和卫生的方式制备饮料。
11.因此，消毒单元可确保在饮料制备之前和/或期间对所引入的液体和液体接收部件进行增强的消毒，同时实现饮料制备机器中的最佳机械集成。
12.在各种具体实施中，限流器被构造成使得受限流速在经由液体入口的液体流速的0％到80％、优选地20％到80％、更优选地20％到60％的范围内。
13.因此，这种受限流速可确保压力在辐照室中快速积聚，使得由于在辐照室中形成湍流旋转或涡旋流动，液体被强烈地消毒。
14.具体地，例如当经由液体入口流动的液体中的压力在4巴到5巴的范围内时，经由液体出口的液体流速和经由液体入口的液体流速可在用于饮料制备的常规条件下测量。
15.在各种具体实施中，限流器可被构造成使得排放流速是经由液体入口的液体流速的约100％。
16.因此，在辐照室中建立湍流旋转或涡旋流体运动，这有助于增加液体在辐照室中的停留时间，并且因此增加由液体接收的辐照剂量。此外，排放流速可有效地溶解容器中的粉末。例如取决于构造和服务参数，排放流速可呈现围绕经由液体入口的液体流速的100％的上述值的一些波动。
17.在一些具体实施中，辐照室和限流器之间的流长可在辐照室的最长尺寸的0％到100％、优选地0％到50％、更优选地0％到25％的范围内。因此，限流器可布置成靠近或位于辐照室处，这在限流器两端的压力达到预定阈值之前将经由液体出口排放的液体的体积限制为可忽略不计的值。
18.优选地，通过使可用于微生物生长的内表面最小化，排放管线的尺寸可被设定成尽可能短(长度)和尽可能窄(横截面积)以使排放管线中的微生物生长最小化。排放管线可表示在限流器和饮料制备单元之间延伸的最终流体部分。
19.在一些具体实施中，限流器可集成在包封辐照室的壁中。另选地，限流器可直接固定到辐照室。因此，此类构造有助于在限流器两端的压力达到预定阈值之前使经由液体出口排放的液体的体积最小化。
20.在一些具体实施中，辐照室和限流器之间的流动路径可沿着直线延伸。另选地，辐照室和限流器之间的流动路径可沿着曲线延伸。
21.在各种具体实施中，限流器可具有在0.28mm2到0.79mm2、优选地0.28mm2到0.50mm2、更优选地0.35mm2到0.43mm2的范围内、还更优选地等于约0.38mm2的横截面积。
22.因此，限流器中的这种横截面积可适当地限制经由液体出口排放的液体流。实际上，这种横截面积可在以下之间寻求平衡：i)将不充分地限制液体流并且因此使不充分消毒的液体流向饮料制备单元的限流器，以及ii)将过度地限制液体流并且因此过多地降低进入饮料制备单元并且最终进入产品容器的液体速度的限流器。实际上，可能需要足够高的液体速度以便形成水射流，从而确保产品在容器中适当溶解。
23.在一些具体实施中，辐照装置可包括uv光源，优选地至少一个uv led，更优选地布置为例如uv led阵列的若干uv led。至少一个uv led可由被构造成发射uv光的固态电致发光二极管构成。可选择led以提供uvb-uvc频谱(255nm-300nm)中的单分散光谱，例如，集中在265nm或280nm的频谱。因此，uv led可紧凑布置，并且因此简化其集成到饮料制备机器中。
24.在一些具体实施中，辐照装置可被构造成发射具有约20mw/cm2到80mw/cm2的注量和至少40mj/cm2到90mj/cm2的注量率的消毒辐照。因此，辐照装置提供相当高的消毒程度，通常对于ms2噬菌体(病毒替代物)为约log 4到log 5并且对于大多数细菌为log 5到log 6。
25.液体在被泵送通过消毒单元时暴露于进入辐照室的消毒辐照。消毒程度取决于1)发射消毒辐照的注量或功率(mw/cm2)和2)暴露时间或剂量或注量率(mj/cm2)。注量率或注量越高，所引入的液体的消毒程度就越高。
26.因此，辐照装置可适当地对辐照室和接收在其中的所引入的液体进行辐照。
27.在一些具体实施中，辐照室可基本上具有球状体形状、优选地球形形状。这种形状使得辐照装置有可能直接和/或通过限定辐照室的壁上的反射来到达辐照室的大部分或所有表面和体积。因此，辐照室和接收在其中的所引入的液体可被强烈地消毒。
28.在一些具体实施中，辐照装置可限定辐照室的侧表面。例如，当消毒单元处于其服务构造时，由辐照装置限定的表面可竖直延伸。在一些具体实施中，辐照装置的表面可基本上是平面的。
29.在一些具体实施中，限定辐照室的壁可由反射uv辐照的材料(例如由包含聚四氟乙烯(ptfe)或由聚四氟乙烯(ptfe)构成的材料)制成。
30.在各种具体实施中，限流器可包括单向阀，该单向阀优选地被构造成仅在相对于辐照室的下游方向上打开。
31.因此，限流器可与辐照室分离并且固定到辐照室。例如，单向阀可集成到贴近或远离消毒单元的饮料制备单元中。
32.在一些具体实施中，限流器可具有可调横截面。例如，消毒单元还可包括致动器，该致动器被构造成根据控制信号来调整或改变可调横截面。
33.在各种具体实施中，预定阈值可在2巴到8巴、优选地4巴到5巴的范围内。
34.因此，预定阈值使得压力有可能在辐照室中快速积聚，从而强烈地消毒所引入的液体。
35.在各种具体实施中，液体出口可位于辐照室的最下部区域中，更优选地靠近或位于辐照室的最低位置处。
36.因此，重力可有助于所排放的液体经由液体出口流动。
37.在本公开中，术语“最上部”、“最下部”、“上部”、“下部”、“上方”等是指消毒单元的服务构造，因此当消毒单元组装在饮料制备机器中时液体流动通过其中以便制备饮料。在本公开中，术语“上游”和“下游”是指在饮料的制备期间液体的流动方向。例如，液体供应位于消毒单元上游。
38.在各种具体实施中，液体入口可位于辐照室的侧面区域中，优选地远离液体出口，更优选地与液体出口基本上相对，该液体入口优选地朝向辐照装置定向。
39.在各种具体实施中，消毒单元还可包括空气入口，该空气入口用于使空气进入辐照室并且经由液体出口将液体从辐照室中排出，该空气入口优选地位于辐照室的最上部区域中，并且更优选地靠近或位于辐照室的最高位置处。
40.因此，经由空气入口进入的空气可有助于清空辐照室。此外，在饮料制备之后，因此在制备下一种饮料之前，辐照室可由所进入的空气排水并且干燥，然后由辐照装置消毒。
41.在各种具体实施中，消毒单元还可包括流体连接到空气入口的单向阀，其中该单向阀优选地装配在限定辐照室的壁中，该单向阀优选地布置成靠近或位于辐照室处，使得该单向阀的大部分或所有可润湿表面部分或完全暴露于辐照装置的辐照。
42.在一些具体实施中，辐照装置可相对于辐照室定位成远离空气入口，该辐照装置优选地定位成与空气入口相对，该辐照装置优选地位于辐照室的侧面区域中和/或接近液体入口。
43.因此，可通过辐照装置对空气入口以及单向阀的可润湿表面适当地杀菌。
44.在一些具体实施中，辐照装置可相对于辐照室定位成远离空气出口，该辐照装置优选地定位成与空气出口相对，该辐照装置优选地位于辐照室的侧面区域中和/或接近液体入口。
45.因此，可通过辐照装置对液体出口和空气入口的可润湿表面进行消毒。这些可润湿表面是可与所引入的液体接触的表面，因为它们形成死体积。优选地，液体出口和空气单向阀的可润湿表面朝向辐照装置定向。
46.在一些具体实施中，辐照装置可包括用于使所发射的消毒辐照穿过的保护窗口，该保护窗口被布置成使辐照室与辐照装置的其余部分流体分离。因此，保护窗口可保护辐照装置，同时使该辐照装置的辐照穿过以对辐照室进行辐照。在一些具体实施中，保护窗口可由石英制成。
47.在一些具体实施中，辐照装置可包括密封构件，该密封构件被布置成相对于辐照室密封保护窗口的周边。优选地，密封构件可被布置成与靠近或在保护窗口处限定辐照室的壁齐平。因此，在保护窗口周围不会形成死体积，这避免了微生物的生长。
48.在一些具体实施中，辐照室可由组装在一起的至少两个零件限定，以便基本上包封辐照室，该消毒单元还包括布置在至少两个零件之间的密封元件，这些密封元件被布置成与靠近或在保护窗口处限定辐照室的壁齐平，这些密封元件被布置成至少部分地暴露于辐照。因此，在密封元件周围没有形成死体积，这避免了微生物的生长。
49.在一些具体实施中，液体入口可被构造成基本上向辐照室的表面引入(优选地与辐照室的侧面区域的表面切向地或与辐照装置的表面切向地)液体。
50.随着液体被切向地引入辐照室的表面，具体地当辐照室充满液体时液体可促进辐照室内部的涡旋流动。因此，在适当的停留时间期间可对接收在辐照室中的所引入的液体进行消毒。
51.本发明的另一实施方案提供了一种饮料制备机器，该饮料制备机器包括：
[0052]-消毒单元，该消毒单元用于对待递送到饮料制备单元以便制备饮料的液体消毒，该消毒单元包括被构造成接收一定量的液体的辐照室，该辐照室包括：i)液体入口，该液体入口用于将液体引入辐照室；以及ii)液体出口，该液体出口用于将所引入的液体从辐照室中排放出去，该消毒单元还包括辐照装置，该辐照装置被构造成将消毒辐照发射到辐照室
中以便对辐照室中的液体消毒，
[0053]-饮料制备单元，该饮料制备单元流体连接到液体出口以利用所消毒的液体来制备饮料，
[0054]-液体供应单元，该液体供应单元流体连接到液体入口并且被构造成经由液体入口、辐照室以及液体出口向饮料制备单元供应液体，和
[0055]-限流器，该限流器布置在辐照室和饮料制备单元之间，该限流器被构造成当限流器两端的压力差低于预定阈值时将经由液体出口的液体流限制为受限流速，并且当限流器两端的压力差等于或大于预定阈值时允许经由液体出口的液体流具有高于受限流速的排放流速。
[0056]
因此，饮料制备机器可确保在饮料制备之前和/或期间对液体和液体接收部件进行增强的消毒，同时实现消毒单元的最佳机械集成。
[0057]
在一些具体实施中，饮料制备机器还可包括以下中的至少一者：
[0058]-液体泵，该液体泵被构造成经由消毒单元使液体朝向饮料制备单元移位，
[0059]-加热系统，该加热系统布置在液体供应装置和消毒单元之间，该加热系统被构造成在饮料的制备期间加热液体，
[0060]-空气泵，该空气泵被构造成使空气朝向空气入口移位，和
[0061]-机器控制单元，该机器控制单元被构造成控制液体供应单元、空气供应装置、饮料制备单元和消毒单元中的至少一者。
[0062]
在一些具体实施中，饮料制备机器还可包括端阀、优选地止回阀，该端阀布置在流体连接液体出口和饮料制备单元的排放管线中，该端阀被构造成仅在从液体出口到饮料制备单元的一个方向上并且仅当端阀两端的压力差超过给定压力差阈值时打开。
[0063]
在各种具体实施中，消毒单元可位于饮料制备单元和液体供应单元中的至少一者上方，该消毒单元优选地位于饮料制备机器的最上部位置中。
[0064]
随着消毒单元位于饮料制备单元上方，重力可增强辐照室的清空以及液体从辐照室中朝向排放管线和饮料制备单元的排出。
[0065]
在一些具体实施中，消毒单元可位于饮料制备机器的头上。
[0066]
在各种具体实施中，饮料制备机器还可包括流体连接液体出口和饮料制备单元的排放管线，该排放管线的尺寸优选地根据用于使排放管线中的微生物生长最小化的第一要求以及用于使排放管线两端的压降最小化的第二要求来设定。
[0067]
排放管线的尺寸被选择为使其中的微生物生长最小化的要求和使泵以泵两端的最小压降递送合适液体流速的要求之间的折衷。
[0068]
在各种具体实施中，饮料制备机器还可包括加热装置，该加热装置被布置成将热量传递到流体连接液体出口和饮料制备单元的排放管线的至少一部分，该排放管线优选地由导热材料制成。
[0069]
因此，加热装置可在饮料制备之后有效地干燥并消毒排放管线，以便避免其中的微生物生长。
[0070]
因此，排放管线可例如在制备饮料之前和/或之后通过热量进行消毒。在排放管线具有相当高的热导率的情况下，由加热装置局部传递的热量可扩散到整个排放管线，从而实现其完全消毒。
[0071]
在一些具体实施中，排放管线可由金属管制成，例如由不锈钢制成。在一些具体实施中，加热装置可包括：
[0072]-加热元件，该加热元件被布置成靠近或围绕排放管线，该加热元件优选地具有盒、圆环、圆柱体或螺旋的形状，
[0073]-温度传感器，该温度传感器被布置成测量加热元件或排放管线的一部分的温度，该温度传感器任选地是ntc型或热电偶的热测量电阻，和
[0074]-热量控制单元，该热量控制单元被构造成控制加热元件的温度以便将排放管线中存在的液体加热到高达65℃到90℃范围内的温度。
[0075]
本发明的另一实施方案提供一种用于制备饮料的方法，该方法包括：
[0076]-如前所述实现饮料制备机器，
[0077]-启动液体供应单元以将液体经由液体入口递送到辐照室，其中当限流器两端的压力差低于预定阈值时，限流器将经由液体出口的液体流限制为受限流速，
[0078]-至少在将液体递送到辐照室期间启动辐照装置以便对所递送的液体消毒，
[0079]-保持液体供应单元运行，其中当限流器两端的压力差等于或大于预定阈值时，限流器允许经由液体出口并流向饮料制备单元的液体流具有排放流速，
[0080]-任选地，在限流器两端的压力差变得等于或大于预定阈值之后，
[0081]
增加经由液体入口供应到辐照室的液体流，
[0082]-任选地，调节经由液体入口供应到辐照室的液体流，以便允许液体在经由液体出口从辐照室中排放出去之前保持在辐照室中达预定的停留时间，以及
[0083]-利用所消毒的液体在饮料制备单元中制备饮料。
[0084]
因此，饮料制备方法可确保在饮料制备之前和/或期间对液体和液体接收部件进行增强的消毒。
[0085]
应注意，本技术中描述的所有装置、元件、部件、构件、单元和装置都可以具体实施形式的任何技术上适用的组合来实施。由本技术中描述的各种实体执行的所有步骤以及由各种实体执行的功能旨在意指相应实体适于或被构造成执行相应步骤和功能。即使在以下对具体实施方案的描述中，将由外部实体执行的具体功能或步骤在执行该具体步骤或功能的该实体的具体详述元件的描述中不反映，对于技术人员应当清楚的是，这些方法和功能可以具体实施形式的任何技术上适用的组合来实施。
附图说明
[0086]
在以下关于附图对具体实施方案和方面的描述中将解释本发明的上述方面和具体实施形式，其中：
[0087]
图1是例示根据本发明的实施方案的消毒单元的示意性透视图；
[0088]
图2是例示图1的消毒单元的与图1不同角度的示意性透视图；
[0089]
图3是例示图1的消毒单元的具有沿着图2上的平面iii的横截面的示意性透视图；
[0090]
图4是例示根据本发明的实施方案并且包括图1的消毒单元的饮料制备机器的示意性液压图；
[0091]
图5是例示在饮料制备期间图4的饮料制备机器的示意性液压图；
[0092]
图6是例示在饮料制备之后以及在饮料制备机器的排水过程期间图4的饮料制备
机器的示意性液压图；
[0093]
图7是例示包括图1的消毒单元的图4的饮料制备机器的一部分的示意性透视图；
[0094]
图8是例示包括图1的消毒单元的图4的饮料制备机器的一部分的与图7不同角度的示意性透视图；
[0095]
图9是例示图7的饮料制备机器的一部分的与图7和图8不同角度的示意性透视图；
[0096]
图10是例示图7的饮料制备机器的一部分的与图7到图9不同角度的示意性透视图；
[0097]
图11是根据本发明的实施方案的饮料制备方法的示意性流程图；
[0098]
图12是详细例示在图11的饮料制备方法中执行的排水过程的示意性流程图。
具体实施方式
[0099]
图1到图3例示用于对待递送到图4到图6中可见的饮料制备单元102以便制备饮料的液体消毒的消毒单元1。例如，当饮料制备单元102接收到包封婴儿配方食品组合物的未示出的产品容器时，消毒单元1可用于制备婴儿配方食品。在图1到图3中，消毒单元1以服务构造表示。
[0100]
消毒单元1包括被构造成接收液体的辐照室2。辐照室2包括用于将液体引入辐照室2的液体入口10。辐照室2包括用于将所引入的液体从辐照室2中排放出去的液体出口12。
[0101]
液体入口10位于辐照室2的侧面区域2.3处，具体地基本上位于辐照室2的中间高度处。液体入口10可远离液体出口12，优选地与液体出口相对。液体入口10可朝向辐照装置4定向，以便被辐照装置4辐照并消毒。
[0102]
液体出口12位于辐照室2的最低区域2.1处。液体出口12可定位成靠近或位于辐照室2的最低位置处。液体出口12和液体入口10可基本上相对布置。所引入的液体可例如以涡旋运动在辐照室2内部遵循长路径，使得所引入的液体可被辐照足够长的时间段以确保其恰当的消毒。
[0103]
消毒单元1还包括被构造成将消毒辐照发射到辐照室2中的辐照装置4。辐照装置4可位于辐照室2的侧面区域2.3中并且接近液体入口10。辐照装置4可被布置成远离液体出口12，优选地与液体出口12基本上相对。
[0104]
辐照装置4可被构造成发射具有约20mw/cm2到80mw/cm2的注量和至少40mj/cm2到90mj/cm2的注量率的消毒辐照，因此实现相当高的消毒程度。
[0105]
如图6中可见，辐照装置4可包括uv光源，该uv光源包括四个uv led 6的阵列，其中两个uv led在图5中可见。uv led可由固态电致发光二极管构成并且被选择以提供uvb-uvc频谱(255nm-300nm)中的单分散光谱。uv led 6可由未示出的dc电源供电，从而提供介于9v和12v之间的电压和至少1.2a的电流。辐照装置4的功率消耗可在5w到13w的范围内。
[0106]
消毒单元1还可包括未示出的uv传感器，该uv传感器被构造成提供代表uv led 6的实际辐照的量度(例如，uv led的注量)，以确保uv led 6保持恰当地操作。
[0107]
液体出口12包括限流器12.1，该限流器被构造成：
[0108]-当限流器12.1两端的压力差低于预定阈值时，将经由液体出口12的液体流限制为受限流速，并且
[0109]-当限流器12.1两端的压力差等于或大于预定阈值时，允许经由液体出口12的液
体流具有高于受限流速的排放流速。
[0110]
具体地，预定阈值可被选择为约4巴。
[0111]
具体地，当限流器12.1两端的压力差低于预定阈值时，限流器可被构造成使得因此经由液体出口12的受限流速可在经由液体入口10的液体流速的0％到80％的范围内，并且例如是20％。此外，限流器12.1可被构造成使得排放流速是经由液体入口10的液体流速的约100％。
[0112]
辐照室2和限流器12.1之间的流长可在辐照室2的最长尺寸l2的0％到100％的范围内，例如是约5％。限流器12.1可被布置成靠近或位于辐照室2处。限流器12.1可沿着直线延伸。
[0113]
限流器12.1可具有液体入口的横截面积的约a1％的横截面积。限流器12.1可具有约0.38mm2的横截面积。
[0114]
在图1到图4的示例中，限流器12.1集成在包封辐照室2的壁中。限流器12.1可由至少一个受限横截面12.2形成。此外，在图1到图4的示例中，包封辐照室2的壁可具有孔12.2和12.3，例如螺纹孔，这些孔被构造成用于紧固未示出的连接器或单向阀。
[0115]
辐照室2还可包括空气入口14，该空气入口用于具体地在制备饮料之后使空气进入辐照室2并且经由液体出口12将液体从辐照室2中排出(图5)。空气入口14可位于辐照室2的最上部区域2.2中，优选地靠近或位于最高位置处。空气入口14可位于辐照室2的最高位置处，如图1到图4。辐照装置4可被布置成远离空气入口14，优选地与空气入口14基本上相对。
[0116]
消毒单元1还可包括单向阀20，该单向阀流体连接到空气入口14。单向阀20可装配在限定辐照室2的壁中。单向阀20可被布置成靠近或位于辐照室2处，使得单向阀20的大部分或所有可润湿表面可部分或完全暴露于辐照装置40的辐照。空气单向阀20与辐照装置4相对的布置增强了空气单向阀20的可润湿表面的消毒。
[0117]
在图1到图4的示例中，辐照室2可具有三个端口，这三个端口包括液体入口10、空气入口14以及液体出口12。这三个端口中的每一个可出现在辐照室2中或直接连接到辐照室。
[0118]
液体入口10可被构造成与辐照室2的表面(优选地最下部区域2.1)基本上切向地引入液体。液体可促进辐照室2内部的涡旋流动，使得可在适当的停留时间期间对液体进行消毒。
[0119]
辐照装置4可包括用于使所发射的消毒辐照穿过的保护窗口16。保护窗口16可被布置成使辐照室2与辐照装置4的其余部分分离。
[0120]
辐照装置4还可包括密封构件18，该密封构件被布置成相对于辐照室2密封保护窗口16的周边。保护窗口16和密封构件18可与辐照装置4一体地组装。
[0121]
保护窗口16可被布置成使辐照装置4，具体地uv led 6与接收在辐照室2中的所引入的液体流体分离。保护窗口16可由石英制成。
[0122]
密封构件18可被布置成相对于接收在辐照室2中的所引入的液体密封保护窗口16。密封构件18可被布置成与靠近或在保护窗口16处限定辐照室2的壁齐平。因此，在保护窗口16周围没有形成死体积，这避免了微生物的生长。
[0123]
辐照室2的形状被设计成使得辐照装置4有可能到达辐照室2的大部分或所有表面
和体积。因此，可适当地消毒辐照室和接收在其中的所引入的液体。
[0124]
辐照室2可基本上具有球状体形状。限定图1到图4的辐照室2的表面可形成球形形状，除了辐照装置4的上表面4.1之外。实际上，当消毒单元2处于其服务构造时(图3和图4)，上表面4.1可基本上是平面的并且基本上水平延伸。上表面4.1可由保护窗口16限定。
[0125]
uv led 6可被构造成在覆盖形成辐照室2的大部分或所有表面的立体角度下发射消毒辐照，这些表面限定图1到图4中的辐照室2的球形形状。
[0126]
此外，限定辐照室2的壁可由反射uv辐照的材料(例如，包含聚四氟乙烯(ptfe)的材料)制成。uv辐照的反射可增强辐照室2的体积和表面的消毒。具体地，所反射的uv辐照可到达辐照室2的未被uv led 6发射的uv辐照直接辐照的部分。
[0127]
辐照装置4可限定辐照室2的侧表面。当消毒单元1处于其服务构造时，由辐照装置限定的此侧表面可竖直延伸。辐照装置4的此侧表面可基本上是平面的。
[0128]
辐照装置4可包括pcb(印刷电路板)4.2，uv led 6可布置在该pcb上。pcb 4.2可由铝或铝合金衬底形成。pcb 4.2可集成未示出的uv传感器。辐照装置4还可包括散热器4.4，pcb 4.2可安装在该散热器上以便排出由uv led 6生成的热量。冷却uv led 6避免了降低它们的性能以及它们的光谱偏移，因此获得可靠的消毒性能。
[0129]
而且，进入消毒单元1的液体可用作冷却剂，以便排出由uv led 6生成的一部分或所有热量。此排出的热量不会过多影响液体的温度，原因是流动通过消毒单元1的液体体积相当大。
[0130]
pcb 4.2可包括ntc温度传感器，该ntc温度传感器被构造成递送代表uv led 6的温度的信号。此信号可用于管理安全检查，因为可监视uv led 6的温度。优选地，uv led 6的温度不应超过55℃。
[0131]
辐照室2可由至少两个零件(例如，第一零件2.10和第二零件2.12)限定。在图1到图4的示例中，第一零件2.10容纳液体入口10，而第二零件2.12容纳液体出口12。第一零件2.10和第二零件2.12可组装在一起，以便基本上包封辐照室2。
[0132]
消毒单元1还可包括密封元件22，该密封元件布置在第一零件2.10和第二零件2.12之间。密封元件22可被布置成与靠近或在密封元件22处限定辐照室2的壁齐平。此外，密封元件22可被布置成至少部分地暴露于由uv led 6发射的uv辐照。因此，在密封元件22周围没有形成死体积，这防止了微生物的生长。
[0133]
如图3和图4所示，消毒单元1还可包括未示出的液体入口连接器、未示出的液体出口连接器和空气入口连接器20。相应通道可延伸穿过第一零件2.10和第二零件2.12，以便将i)液体入口连接器流体连接到液体入口10，ii)将液体出口连接器流体连接到液体出口12，以及iii)将空气入口连接器20流体连接到空气入口14。
[0134]
图4到图6例示用于通过将一定量的液体递送到饮料制备单元102并且从该饮料制备单元递送到未示出的产品容器来制备饮料的饮料制备机器101。
[0135]
饮料制备机器101包括：
[0136]-消毒单元1，
[0137]-饮料制备单元102，该饮料制备单元流体连接到液体出口12以用于利用所消毒的液体来制备饮料，
[0138]-液体供应单元103，该液体供应单元流体连接到液体入口10并且被构造成经由i)
液体入口10、ii)辐照室2以及iii)液体出口12向饮料制备单元102供应液体，和
[0139]-限流器12.1，该限流器布置在辐照室2和饮料制备单元102之间。
[0140]
饮料制备机器101还可包括排放管线122，该排放管线将液体出口12和饮料制备单元102流体连接。排放管线122的尺寸可根据用于使排放管线122中的微生物生长最小化的第一要求以及用于使排放管线122两端(因此液体泵112两端)的压降最小化的第二要求来设定。
[0141]
消毒单元1可位于饮料制备单元102和液体供应单元104中的至少一者上方。消毒单元1可位于饮料制备机器101的最上部位置，例如，位于饮料制备机器101的最高位置处(例如，位于头101.1上)，如图7到图10所例示。随着消毒单元1位于饮料制备单元102上方，重力可增强液体经由液体入口10从辐照室2中的抽出以及排放管线122朝向饮料制备单元102并从该饮料制备单元到产品容器的排出。
[0142]
液体供应单元103可包括：至少一个供应管线，该至少一个供应管线被构造成引导液体；和液体泵112，该液体泵被构造成使液体在该供应管线中移位。饮料制备单元102可被构造成接收产品容器。液体泵112可被构造成在高于5巴的压力下将液体分配到饮料制备单元102，以便具体地在产品容器中实现高速度，以便恰当地溶解或提取营养元素。液体泵112可例如是ek2型活塞泵。
[0143]
饮料制备机器101还可包括空气供应装置108，该空气供应装置流体连接到空气入口14以便使空气经由空气入口14进入辐照室2，并且经由液体出口12将液体从辐照室2中排出。空气供应装置108可包括用于引导空气的至少一个流体管线和被构造成使空气在该流体管线中移动的空气泵116。进入空气入口14的空气可以是压缩空气，例如在0.5巴到2.0巴之间的气压下。
[0144]
饮料制备单元102可包括用于打开产品容器的打开装置，例如中空针118，如图4到图6、图8和图9所例示。中空针118可被构造成用于刺穿产品容器的盖并且用于将液体注入其中。饮料制备单元102还可包括未示出的打开致动器，该打开致动器被构造成用于致动打开装置以便打开产品容器。
[0145]
饮料制备机器101还可包括上游导管120和排放管线122，它们分别布置在消毒单元1的上游和下游。上游导管120可流体连接到液体入口10，并且排放管线122可流体连接到液体出口12。
[0146]
上游导管120可被布置成将由液体供应单元103供应的液体引导到消毒单元1。液体供应单元103可包括液体罐104(例如，水箱)，并且液体可以是自来水。排放管线122可被布置成在消毒单元1和饮料制备单元102之间引导液体并且经由中空针118将液体从它们之间引导到未示出的产品容器。
[0147]
如图4到图6所示，饮料制备机器101还可包括：
[0148]-加热系统130，该加热系统布置在液体供应单元103和消毒单元1之间，该加热系统130被构造成在饮料的制备期间加热液体，
[0149]-机器控制单元132，该机器控制单元被构造成控制以下中的至少一者：消毒单元1，因此辐照装置4、液体泵112、空气泵116、加热系统130和单向阀20，以及
[0150]-流量计134，该流量计布置在液体罐104和液体泵112之间以测量液体的流速。
[0151]
加热系统130和流量计134流体连接到将液体供应单元103和液体入口10流体连接
的供应管线。机器控制单元132可被构造成控制加热系统130、流量计134、液体泵112和空气泵116。
[0152]
如图10所示，饮料制备机器101还可包括加热装置136，该加热装置被布置成将热量传递到排放管线122的至少一部分，例如，基本上整个排放管线122。排放管线122可由导热材料(例如，金属，具体地不锈钢)制成。在局部图7、图8和图9上未示出加热装置136。
[0153]
加热装置136可包括加热元件、温度传感器和热量控制单元。加热元件可布置在排放管线122周围并且具有盒加热器的形状。温度传感器可被布置成测量加热元件或排放管线122的一部分的温度。温度传感器可以是ntc类型的热测量电阻。热量控制单元可被构造成控制加热元件的温度以便将排放管线122中存在的液体加热到高达65℃到90℃范围内(例如，75℃)的温度。
[0154]
饮料制备机器101还可包括端阀140，该端阀布置在将液体出口12和饮料制备单元102流体连接的管线中。端阀140可被构造成仅在从液体出口12到饮料制备单元102的一个方向上并且仅当端阀140两端的压力差超过给定压力差阈值(例如，约4巴)时打开。在图4到图6的示例中，端阀140可以是止回阀或单向阀，并且其可紧挨地位于打开装置(中空针118)的上游。
[0155]
当饮料制备机器101在服务中并且正制备饮料时，限流器12.1可使液体在辐照室2内部遵循长涡旋路径。因此，液体可被辐照足够长时间以被恰当地消毒。然后，限流器12.1可允许高液体流速，使得所消毒的液体被注入饮料制备单元102中，然后被注入产品容器中以制备饮料。
[0156]
当饮料制备机器101在服务中时，它可根据用于通过将液体递送到饮料制备单元102的实施方案来执行饮料制备方法。饮料制备方法包括：
[0157]-启动液体供应单元103以将液体经由液体入口10递送到辐照室2，其中当限流器12.1两端的压力差低于预定阈值时，限流器12.1将经由液体出口12的液体流限制为受限流速，并且
[0158]-至少在将液体递送到辐照室102期间启动辐照装置4以便对所递送的液体消毒，并且
[0159]-保持液体供应单元103运行，其中当限流器12.1两端的压力差等于或大于预定阈值时，限流器12.1允许经由液体出口(12)并流向饮料制备单元(102)的液体流具有排放流速，
[0160]-优选地，在限流器12.1两端的压力差变得等于或大于预定阈值之后，增加经由液体入口10供应到辐照室2的液体流，
[0161]-任选地，调节经由液体入口10供应到辐照室2的液体流，以便允许液体在经由液体出口12从辐照室2中流出之前保持在辐照室2中达预定的停留时间，并且
[0162]-例如通过将所消毒的液体注入饮料制备单元102中来利用所消毒的液体在饮料制备单元102中制备饮料。
[0163]
然后，液体可被排放以流入饮料制备单元102中，以便以足够的速度注入饮料制备单元102中并且可能诸如产品容器中以便制备饮料。
[0164]
图11例示当饮料制备机器101和消毒单元1在服务中时饮料制备方法201的一些步骤。仅仅添加图11中书写的指示以增强流程图的易读性。可执行图11中未例示的另外的步
骤。
[0165]
饮料制备方法201可由机器控制单元118控制。辐照室2在饮料制备方法201开始时是空的。饮料制备方法201可包括：
[0166]-202)开始饮料制备方法201，因此也启动饮料制备机器101。
[0167]-203)加热装置136可在短暂杀菌时段期间被启动，以便例如通过在约75℃下加热排放管线122来对排放管线122进行杀菌。
[0168]-204)将机器头101.1置于提取位置中。
[0169]-206)就婴儿配方食品制备而言，设定加热系统130的目标温度，
[0170]
例如，30℃到43℃。
[0171]-208)检查是否已达到所设定的目标温度。如果未达到，则等待直到已达到所设定的目标温度为止。
[0172]-210)在用液体填充辐照室2之前，在第一时段(例如，5s)期间启动辐照装置4，例如，使uv led 6通电。
[0173]
辐照装置4也可在饮料制备开始时(优选地在液体泵112被启动之前至少10秒)被启动，然后保持启动到包括如下所述的排水过程的饮料制备结束时为止。
[0174]-212)检查辐照装置4(例如，uv led 6)的安全性。
[0175]-214)设定定时器的第一时段，在该第一时段期间辐照装置4保持启动。
[0176]-216)检查第一时段是否结束或等到第一时段结束为止，在此情况下已达到所设定的目标温度。
[0177]-218)设定待引入辐照室2的液体的第一体积。可将第一体积设定为基本上等于或严格地等于辐照室2的体积。
[0178]-220)启动液体泵112以从液体供应装置104泵送液体(例如，水)，并且将液体推动通过加热系统130和上游导管120以便填充辐照室2。
[0179]
液体通过液体入口10被引入辐照室2，例如，沿着与辐照装置4的上表面4.1切向的注入方向d10。可以低流速(例如，在50ml/min到200ml/min的范围内)引入液体以便避免或最小化通过气蚀的气泡的形成，从而使引入辐照室2的液体中的uv光的注量率最大化。
[0180]
在辐照室2的填充期间，将保持在辐照室2中的空气推向液体出口12、饮料制备单元102和未示出的产品容器。部分地归因于液体入口10、液体出口12和空气入口14的布置，辐照室2中没有空气，因此避免了液体沿着太短的路径流动通过辐照室2。
[0181]-任选地，在饮料制备开始时，在第二时段(例如，10s)期间启动辐照装置4(例如，使uv led 6通电)，以便确保辐照室2完全暴露于uv辐照，并且接收在其中的液体得到消毒。然后可在由加热元件130执行的加热步骤期间停止或停用辐照装置4。然后可在液体泵112的启动之前再启动辐照装置4。在另一实施方案中，第二时段可直接遵循第一时段，因此包括辐照装置4的连续启动。这些任选步骤在图中未例示。
[0182]
辐照装置4可一直沿着饮料制备方法201被连续启动(uv led打开)，以便确保消毒单元1即使在空气泵116注入空气期间也得到彻底杀菌。另选地，第二时段和第一时段可通过其中辐照装置未被启动的休息时段来分离。
[0183]-224)检查液体泵112是否已递送第一体积或等到液体泵已递送第一体积为止，同时调节加热系统130的温度。当执行此步骤时，机器控制单元118可分析由流量计134发射的
数据，以便经由控制液体泵112的控制回路来调节液体流速。
[0184]
可调节经由液体入口10供应到辐照室2的液体流，以便允许液体在经由液体出口12从辐照室2中流出之前保持在辐照室2中达预定的停留时间。因此，调节流动可确保适当的停留时间以便有效地消毒辐照室2中的液体。
[0185]-226)设定待分配在饮料制备单元102中并且可能进入产品容器的液体的第二体积。第二体积可被设定为i)饮料配方中所需的体积和ii)填充辐照室2的体积之间的差。
[0186]-228)至于步骤220)，辐照室2填充有液体；以增加的流速(例如，以400ml/min的最大可容许流速)启动液体泵112，以便将液体推入饮料制备单元102中并且可能推入产品容器中，并且因此恰当地溶解或提取产品。
[0187]
液体经由排放管线122、液体单向阀111和打开装置(中空针118)朝向饮料制备单元102并且可能地朝向产品容器从辐照室2顶部的液体出口12流出。因此，液体可溶解或提取产品容器中的产品。
[0188]-230)检查是否已分配第二体积或等到已分配第二体积为止，同时调节加热系统130的温度。
[0189]-232)停用液体泵112。
[0190]-234)降低加热系统130的温度设定值，例如到标准预热温度。
[0191]-236)执行排水过程(图12)以用于将液体从辐照室2中排出并且朝向饮料制备单元102并朝向产品容器从排放管线122排出。
[0192]-238)在溶解或提取步骤之后并且在排水过程之后，完成饮料制备方法201并且饮料即可饮用。
[0193]
饮料制备方法201的一些步骤可在适用时并行执行，例如步骤212)和214)。此外，饮料制备方法201的一些步骤是任选的。
[0194]
图12例示了用于执行步骤236的排水过程的实施方案。为了将饮料制备机器101设定成准备用于制备下一种饮料，饮料制备方法201还可包括如以上在步骤236)中提及的以下排水过程：
[0195]-240)开始排水过程。
[0196]-242)对加热装置136进行加热以便将排放管线122加热到例如约75℃。
[0197]-244)启动空气泵116以便将液体从辐照室2、排放管线122、饮料制备单元102和产品容器中排出。在数秒(例如，5秒)之后，辐照室2、排放管线122、饮料制备单元102和产品容器是空的。
[0198]
可选择空气的注入时段以确保空气流在整个辐照室2中循环。
[0199]
有利地，产品容器被完全清空以便确保如通过由饮料制备机器101从中直接上载产品消耗的未示出的监视平台执行的良好营养监视。
[0200]
通过将其中剩余的液体推动通过液体入口10和上游导管120，通过空气泵116递送的所进入的空气也可清空辐照室2。因此，空气入口14在最上部区域2.2中的布置有利于辐照室2的清空以及排放管线122、饮料制备单元102和产品容器的清空。
[0201]
所进入的空气的流速可优选地等于或低于到饮料制备单元和产品容器的液体供应期间的液体流速。
[0202]-246)设定例如3的延迟以便使饮料制备机器101中的压力平衡。同时，加热装置
136开始干燥排放管线120，以便避免微生物在其中生长。
[0203]-248)检查是否已流逝延迟或等到已流逝延迟为止。
[0204]-252)将机器头101.1置于备用位置中。
[0205]-260)停用空气泵116。
[0206]-262)停用辐照装置4。
[0207]-264)设定定时器的例如5分钟的干燥时段以便干燥排放管线122。
[0208]-266)检查是否已流逝干燥时段或等到已流逝干燥时段。
[0209]-268)停用加热装置136。
[0210]-270)排水过程结束；饮料制备机器101准备好制备下一种饮料。
[0211]
此外，饮料制备方法201还可包括以下步骤，这些步骤在图13和图14中未示出：利用加热到例如75℃的杀菌温度的液体通过加热系统130来定期冲洗饮料制备机器1和消毒单元。例如，这种冲洗步骤可每24小时，或者在从最后一次饮料制备方法已经完成开始已流逝预定小时数之后进行重复。这种冲洗步骤确保在饮料制备机器201中不可能形成生物膜。
[0212]
已经结合各种实施方案和具体实施作为示例描述了本发明。然而，本领域技术人员可理解和实现其它变化，并且根据附图、本公开和独立权利要求的研究来实践所要求保护的发明。在权利要求中以及在描述中，词语“包括”不排除其它要素或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个要素或其它单元可满足权利要求中叙述的若干实体或项目的功能。