JP2014509541A - 遠心抽出装置内で飲料を調製するためのキット - Google Patents

Abstract

遠心抽出装置（３０）内で飲料を調製するためのキット（１Ａ）であって、キットが、カプセル（２）を備え、カプセルに液体を供給しカプセルを中心軸線（Ｉ）に沿って回転させてカプセルを横切る液体に対する遠心力を生成し、それによってカプセルから飲料を遠心力で押し出すことにより飲料を調製するためのものであり、カプセルが、飲料原材料を収容し中心軸線「Ｉ」を有する主空洞（４）を形成する格納壁を備え、キットが、カプセルから分離しているインサート（３）をさらに備え、インサートが、遠心抽出装置の弁手段（３３）に対して係合する弁係合部分を形成するように意図されている輪状部分（５）を備えるキット（１Ａ）。
【選択図】図１

Description

本発明は、飲料抽出装置内で飲料を調製するためのカプセルを使用する小分け飲料の分野に関する。本発明は、より詳細には、遠心抽出ユニット内で飲料を調製するためのカプセルキットに関する。

飲料原材料を収容する使い捨てカプセルによる飲料の調製が知られている。一般に、カプセルは、コーヒーマシンなどの飲料製造装置内に挿入され、カプセル内に液体が供給され、液体は飲料原材料と相互作用し、加圧下でまたは重力下で飲料が抽出される。

遠心作用を用いて飲料を調製することが知られている。原理は、主に、カプセルの容器内に飲料原材料を準備し、容器内に液体を供給し、液体と原材料との相互作用を確実にするために容器を高速で回転させ、それによって容器内である勾配の液体圧力を作り出すものであり、かかる圧力は、容器の中心から周縁に向かって次第に増大する。液体が原材料、例えばコーヒーベッドを横切るときに、飲料合成物の抽出が起こり、容器の周縁で流れ出る液体抽出物が得られる。

「カプセル」という用語は、飲料原材料の入った任意の可撓性、剛性または半剛性の容器を意味する。カプセルと同義の他の用語が、「ポッド（ｐｏｄ）」、「パッド（ｐａｄ）」、「カートリッジ（ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）」または「サシェ（ｓａｃｈｅｔ）」である。カプセルは使い捨てとすることができる。容器は、使用直前にカプセルを形成するためにユーザによって原材料で満たされることもできる。

「原材料」という用語は、挽いたコーヒー、可溶性コーヒー、葉茶、可溶性茶、ハーブティー、乳製品粉末、料理用粉末、ベビーフード、その他の飲料栄養原材料、およびそれらの任意の組合せなどの任意の適当な飲料物質を意味する。

遠心力を用いるカプセルシステムが以下の文献、すなわち、欧州特許第２２１０５３９号明細書、国際公開第２００８／１４８６０４号パンフレット、国際公開第２００８／１４８６５０号パンフレット、国際公開第２００８／１４８６４６号パンフレット、国際公開第２００８／１４８６５６号パンフレットおよび国際公開第２０１０／０２６０４５号パンフレットに記載されている。

特に、国際特許出願の国際公開第２００８／１４８６４６号パンフレットには、遠心装置内での使用が意図されるカプセルが記載されており、このカプセルは、空洞、空洞をふさぐ蓋、およびフランジを有する本体を備え、かかるフランジは飲料製造装置の弁手段によって係合される。蓋は、蓋の周縁に、遠心力を加えられた飲料の流れが空洞から出ることを可能にするための開口部または孔を有する。次いで、飲料の流れは、弁手段とカプセルのフランジとの相対運動により通路が形成されたときに、フランジの上面および弁手段相互の間を通過する。国際特許出願の国際公開第２０１０／０６６７０５号パンフレットでは、カプセルは、やはり遠心装置内での使用が意図されている。カプセルは環状立上り部分を有するフランジを備えていて、この部分が飲料製造装置の押圧面によって係合されたときに、遠心力を加えられた液体の流路制限部を形成する。

欧州特許第２００００６２号明細書は、遠心装置で使用するカプセルに関し、このカプセルは、弁として働く封止手段によって互いに密封された本体および蓋を備える。

従来技術のカプセルは比較的複雑でありかつ高価である。抽出パラメータ、特にカプセル内の十分な圧力勾配の制御を維持しながら遠心装置内により簡単でより安価なカプセルを挿入するためのさらなる自由度を提供することが必要であろう。カプセル内の圧力勾配または流量特性を変えるなどの、抽出条件の容易な切替えを提供することも必要であろう。

本発明は、こうした目的の解決策ならびに考えられる付加的利点を提供する。

本発明は、カプセルおよびインサートを備えるカプセルキットに関し、カプセルキットは、カプセルに液体を供給しカプセルを中心軸線に沿って回転させてカプセルを横切る液体に対する遠心力を生成し、それによってカプセルから飲料を遠心力で押し出すことにより、遠心抽出装置内で飲料を調製するためのものであり、カプセルは、飲料原材料を収容し中心軸線を有する主空洞を形成する格納壁（ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ ｗａｌｌｓ）を備え、インサートは、カプセルとは別の部品であり、遠心抽出装置の弁手段に対して係合する弁係合部分を形成するように意図されている輪状部分を備える。インサートの輪状部分は、カプセルの最大直径より大きい直径を有することが好ましい。

本発明はさらに、本出願に記載されている、遠心抽出装置内で飲料を調製するためのキットの使用にも関し、インサートは遠心抽出装置の弁手段に対して係合する弁係合部分を形成しており、カプセルは遠心抽出装置のカプセルホルダに嵌入するように構成される。

インサートは、装置内で複数回使用される場合、例えば耐久性のある材料（例えば、硬質プラスチックまたは硬質ゴム）で設計されうる。カプセルは、装置内で１回しか使用されない場合、例えば軽い低コストの材料で設計される。

本発明は、添付の特許請求の範囲によってさらに規定される。

第１の実施形態による本発明のカプセルおよびインサートを含むカプセルキットの断面図である。 第２の実施形態によるカプセルキットの断面図である。 第２の実施形態によるが、図２のキットよりもサイズが小さいカプセルキットの断面図である。 図２の一変形形態によるキットの一部を形成するカプセルの断面図である。 図２の一変形形態による遠心式飲料抽出装置内のカプセルの部分断面図である。 第１の実施形態による装置およびカプセルキットの断面の細部を示す図である。 図６の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。 図６の線Ａ−Ａに沿った断面図である。

本発明は、遠心抽出装置内で飲料を調製するためのカプセルキット１Ａに関する。

キット１Ａは、カプセル２およびインサート３を備える。カプセルは、飲料原材料を収容し中心軸線「Ｉ」を有する主空洞４を形成する格納壁を備える。カプセルのサイズは、カプセル内に貯蔵される原材料の量に応じて異なることができる。好ましい一形態では、カプセルの空洞の深さ（ｔ）は、カプセルの最大直径（ｄ_ｍａｘ）が一定のままであるのに対して異なることができる。

インサート３およびカプセル２は２つの別個の部品である。インサートは、後で説明するように、遠心抽出装置の弁手段に対して係合するための弁係合部分を形成するように意図されている輪状部分５を備える。

インサートの輪状部分５は、カプセルの最大直径（ｄ_ｍａｘ）より大きい外径（Ｄ）を有することが好ましい。

インサートは、輪状部分５の内側に連結された横断方向の環状部分もしくは円形部分６を有する。２つの部分５、６は一体に連結されることが好ましい。例えば、インサートは、一回注入もしくは熱成形されたプラスチック片または生体高分子片から形成される。

輪状部分５は、環状部分６の上方および／または下方に突出して軸線方向に延びる。したがって、インサートは一般に横断面が「Ｔ」の形を有する。この部分は、環状部分の少なくとも上方に一定距離だけ延びることが好ましい。軸線方向は、軸線「Ｉ」に平行な任意の方向であるものとする。輪状部分５の長い方の軸線方向寸法「ｈ」は、１．５ｍｍと４．０ｍｍの間、より好ましくは１．８ｍｍと３．０ｍｍの間に含まれることが好ましくい。

キットは、異なる寸法の２つ以上のインサート３、例えば、異なる軸線寸法「ｈ」の部分５を有する一連のインサートを含むことができることに留意されたい。インサートは、異なるカプセル、例えば、異なるサイズ、例えば異なる深さ（ｔ）のカプセル、ならびに／あるいは異なる飲料原材料、例えば異なるコーヒーブレンドおよび／または異なる重量原材料を収容するカプセルに対応させることもできる。

インサート２は、軸線「Ｉ」および軸線「Ｉ」の周囲で中心部が中空であることが好ましい。例えば、大開口部７が存在する。この開口部により、飲料は装置内で飲料抽出中にインサートを横切ることが可能になる。しかしながら、半径方向に向けられたスポークや同等の構造などの補強部材が開口部の一部を占めることができる。

一変形形態（図示せず）では、環状もしくは円形の部分は複数の貫通開口部を有する。このような開口部は、ガスおよび／または液体が外側へまたはインサートを通って流れることを可能にするために設けることができる。

輪状部分５は、好ましくは、遠心力を加えている間に飲料の放射状流路を作り出すことができる、輪状部分５の上面および／または下面に隆起構造（ｒｅｌｉｅｆ）および／またはくぼみ構造を有する。一連の放射状溝８が輪状部分５の上面に存在することが好ましい。溝８は、ローレットのように形成することができる。溝８は、直線状かつ放射状であることが好ましい。しかしながら、溝８は、曲線形状、「Ｚ」形状または入り組んだ形状をとることもできる。溝８は、輪状部分５の上面に設けられた多数のスタッドから形成することもできる。輪状部分５は、放射状の多くの切込みを有する単純な稜線によって上側で終端することもできる。

一変形形態（図示せず）では、流路は、輪状部分５を貫通して設けられる放射状開口部によって得られる。これらの貫通開口部により、飲料は環状部分５を部分５の内側から部分５の外側へと横切ることが可能になる。

格納壁は、カップ状本体９とカップ状本体９に連結された蓋１０とで形成されることができる。カップ状本体は、好ましくは、原材料を受容するための空洞を画定する円形の開口部または口と、閉じた底部とを有する。底部は、平坦または凹状（図示せず）とすることができ、波形などのより複雑な形をとることもできる。蓋は円盤形状であることが好ましい。蓋は可撓性、半剛性または剛性とすることができる。

本体と蓋との間の連結部はフランジ１１で形成されることができる。カプセルは、外側に突出するフランジがないことが好ましい。フランジは外側に突出することができ、カプセルがカプセルホルダ内および／またはインサートホルダ内に設置されたときに上向きの配置をとることを強いられるのに十分な可撓性を有することができる。

連結部は、超音波シール、熱シール、圧着、プレス嵌め、それらの組合せなどの任意の手段によって得ることができる。

カプセルの蓋１０は、蓋の周縁に近接して、例えばフランジ１１に近接して設けられた一連の飲料出口１２を備えることができる。出口１２は、半径方向でフランジ１１から１〜１２ｍｍ、最も好ましくは３〜８ｍｍの距離だけ離れていることが好ましい。これらの出口は円形断面を有することができ、スリットとすることもできる。これらの出口の断面は、飲料原材料の平均粒子断面より小さいことが好ましい。しかしながら、さらに大きい開口部が、蓋の上流側または下流側に置かれたろ過要素と組み合わせて設けられてもよい。したがって、ろ過層が蓋と原材料との間または蓋の上に置かれることが好ましい。ろ過層は、紙、ポリマー材料またはそれらを組み合わせたもので形成されることができる。

オプションとして、蓋の中心に管状案内部分１３をさらに設けることができる。この部分１３は、飲料調製装置の針などの注水部材を案内する働きをする。管状案内部分１３は、穿孔可能な部品または壊れやすい部品で閉塞されてもよく、あるいは開放されてもよい。別の考えられる形態では、蓋は、予め開放されていない平坦な穿孔可能な膜とすることもできる。例えば、この膜は、アルミニウム、あるいはＰＥＴおよび／またはＰＰとアルミニウムまたはアルミニウムに取って代わるＥＶＯＨとの積層物で作製される。

図２または図３の第２の実施形態では、キット１Ｂは、カプセル１７を着脱可能に受容するための空洞１６を含むカップ状部分１５を有するインサート１４を備える。カプセルは多孔質ポッドとすることができる。ポッドは、比較的平坦な蓋を有するカップの形をとるかまたは円環体とすることができる。ポッドは、液体多孔質袋を形成する格納壁を有する。例えば、壁はすべて、液体多孔質材料、例えば織物で作製される。液体多孔質材料は、織布もしくは不織布の高分子繊維またはセルロース（例えば、濾紙）から選択されることができる。格納壁は、カプセルの上面から底面へと横切る軸線方向に向けられた中心孔１８を備えることができる。インサートは、カプセルの中心孔１８に嵌入する中心管状部分１９を備える。管状部分１９は、液体分配開口部２０をさらに備えることができる。開口部の分布（例えば密度および／またはサイズ）は、異なるインサートを設けるために開口部の長さ方向に変化することができる。

図２は、ロングコーヒーカップ（ｌｏｎｇ ｃｏｆｆｅｅ ｃｕｐ）を調製するのに十分な量の挽いたコーヒーの入った多孔質コーヒーポッドを備える大きいサイズのカプセルキットを示す。

図３は、リステロットやエスプレッソなどのショートコーヒーカップ（ｓｈｏｒｔ ｃｏｆｆｅｅ ｃｕｐ）を調製するのに十分な量の挽いたコーヒーの入った多孔質コーヒーポッドを備えるより小さいサイズのキットを示す。図３のカプセルは図２のより大きいインサート１４にも対応させることができ、したがってこれにより、あまりにも多くの異なるインサートを必要としなくてもよいことに留意されたい。

キットは、ショートカップ（すなわち２５〜５０ｍｌの飲料）、ミディアムカップ（すなわち１００〜１２０ｍｌの飲料）およびラージカップ（すなわち２００〜４００ｍｌの飲料）をそれぞれ供給するための徐々に増大する３つのサイズで提案されうることが好ましい。

図４に示されているように、カプセル２１（インサートなしで示されている）は、液体（水）の迂回を防止するとともに原材料の塊全体を通って液体を均等に適切に分散させるために、戦略的に配置された液密領域を備えることができる。カプセル２１は、カプセル２１の底壁２３および側壁２２が液密材料で被覆または作製されるという点で、カプセル１６とは異なる。液密材料は可撓性とすることができ、例えば、アルミニウム箔またはアルミニウム−ＰＰ箔またはＰＥＴ−ＥＶＯＨ−ＰＰ箔で作製されうる。さらに、蓋の中心領域２４もまた液密材料で被覆または作製される。その結果、蓋の周縁に近接する環状部分２５だけが液体多孔質のままである。その結果、カプセルが回転させられ、遠心力がカプセル内に加えられたときに、液体が多孔質部分２５の外側上方に移動することを強いられ、環状部分２５を通ってカプセルから出る。

図４のカプセルは、図１（カップ部分１５なし）または図２（カップ部分１５あり）に示されているように、インサート３と共にキットを形成するように使用されうる。

本発明のカプセルは、好ましくは気密パッケージ内に密封される。カプセルは、パッケージ内に個々にまたは複数で包装されうる。カプセルは、真空下であるいは窒素および／または炭酸ガスなどの保護ガスと共に、パッケージ内に包装されうる。カプセルは、穿孔可能な封止膜または剥離式の封止膜によって密封されてもよい。この場合、カプセルの空洞には、好ましくは窒素および／または炭酸ガスなどの保護ガスがフラッシングされる。

本発明のカプセルシステムの全体像が図５および図６に示されている。カプセルシステムは、前述したようにカプセルキットを備える。カプセルキットは、カプセルホルダ３１と、カプセル内に水を供給するための注水装置３２と、弁手段３３とを備える飲料調製装置３０内に挿入される。飲料調製装置３０は、水回路３５内に水を供給するための水リザーバ３４をさらに備える。水は、ポンプ３６によって水回路内に流通され、水がカプセル内に入る前にインラインヒータ３７によって制御温度に加熱されうる。

飲料調製装置に関して、飲料調製装置は、より具体的には上部フレーム３８および下部フレーム３９を備え、上部フレーム３８および下部フレーム３９は遠心力を加えている間に回転不能である。上部フレーム３８および下部フレーム３９にはそれぞれ、カプセルを取り囲む収集部４０および収集部４１があり、遠心力を加えられた飲料は、カプセルを出たときに収集部４０および収集部４１に受容される。収集部４０は、カプセルを取り囲む管状ジャケットを形成し、カプセルから小ギャップ（「飛距離」とも称される）で隔てられる。第２の収集部４１は、第１の収集部４０の下に置かれるＵ字形リザーバとすることができる。装置の上部回転可能部４２が、上部フレームに固定されている注水手段３２の周囲に取り付けられる。例えば、玉軸受４４が注水手段３２と第１の収集部４０との間に挿入される。この上部回転可能部４２は、例えば凸状係合面を有するカプセル係合板４３を備える。弁手段３３は、係合板４３の周囲に取り付けられる。下部フレーム３９はまた、玉軸受を介して回転可能に取り付けられたカプセルホルダ３１を支持する。カプセルホルダは、心棒４５を介して回転モータ４６に連結される。図６は、カプセルを通りそしてインサートの輪状部分の溝を通る飲料の流れ「Ｆ」を示す。

弁手段のインサート３に対する係合は、例えば回転速度を変えることにより変化しうる飲料流れに対する制限部を作る。回転速度が増大するにつれて、押圧部品４６は、飲料の流れのためのより大きな隙間を残すように、ばね手段４７の作用に逆らって上方へ動かされる。インサートの輪状部分５の寸法「ｈ」は弁手段に作用する逆圧を決定し、したがって、「ｈ」が増大すると、弁を開放しかつ開放状態に保つためにさらに大きな液体圧力が必要になる。液体圧力が大きくなると、カプセル内の圧力勾配がさらに大きくなる。もちろん、弁を開放せずにインサート上の溝８またはインサート内の開口部を通る飲料の流れだけを制御することも可能となりうる。弁手段の開口部は、実際、溝および／または貫通開口部における流路の表面積と、インサートの距離「ｈ」によって加えられる反力とに依存する。

したがって、インサート３を異なる寸法「ｈ」を有する別のものに置き換えることにより、弁手段の逆圧を変えることができる。したがって、装置内で飲料を抽出するための同じカプセルまたは別のカプセルを操作しながら、予め定義された寸法「ｈ」のインサートを選択することにより弁手段にかかる逆圧を調節することが可能である。例えば、コーヒーなどの飲料の特性を変えることができる。別のサイズのカプセルを選択することによっても、例えば、より大量のコーヒーを貯蔵するためにインサートの丈「ｈ」を大きくすることにより、飲料の特性をさらに変えることが可能である。したがって、異なるサイズの異なるインサートおよび／またはカプセルの選択を行うことにより、様々な飲料（例えばコーヒー）に対するさらに多くの選択肢が消費者に提供される。

Claims (16)

1. 遠心抽出装置（３０）内で飲料を調製するためのキット（１Ａ、１Ｂ）であって、当該キットが、カプセル（２、１７、２１）を備え、前記カプセルに液体を供給し前記カプセルを中心軸線（Ｉ）に沿って回転させて前記カプセルを横切る前記液体に対する遠心力を生成し、それによって前記カプセルから前記飲料を前記遠心力で押し出すことにより前記飲料を調製するためのものであり、前記カプセルが、飲料原材料を収容し中心軸線「Ｉ」を有する主空洞（４）を形成する格納壁を備え、当該キットが、前記カプセルから分離しているインサート（３、１４）をさらに備え、前記インサートが、前記遠心抽出装置の弁手段（３３）に対して係合する弁係合部分を形成するように意図されている輪状部分（５）を備えるキット。
2. 前記インサートの前記輪状部分（５）が、前記カプセルの最大直径（ｄ_ｍａｘ）より大きい外径（Ｄ）を有する、請求項１に記載のキット。
3. 前記インサートが、前記輪状部分（５）の内側に連結された横断方向の環状部分もしくは円形部分（６）を有する、請求項２に記載のキット。
4. 前記輪状部分（５）が、前記環状部分もしくは円形部分（６）の上方および／または下方に突出して軸線方向に延びる、請求項３に記載のキット。
5. 前記インサート（３）の中心部が中空であり、かつ／または、前記環状部分もしくは円形部分が貫通開口部を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のキット。
6. 前記輪状部分（５）が、前記輪状部分（５）の上面および／または下面に、遠心力を加えている間に飲料の放射状流路を作り出すことができる隆起構造および／またはくぼみ構造を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のキット。
7. 前記輪状部分（５）が放射状貫通開口部を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のキット。
8. 前記カプセルがフランジ（１１）を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のキット。
9. 前記格納壁が、カップ状本体（９）と、前記カップ状本体（９）に前記フランジ（１１）で連結される蓋（１０）とで形成される、請求項８に記載のキット。
10. 前記インサートが、前記カプセルを着脱可能に受容するための空洞（１６）を含むカップ状部分（１５）を有する、請求項１〜４または６のいずれか一項に記載のキット。
11. 前記カプセルの前記格納壁が液体多孔質袋を形成する、請求項１０に記載のキット。
12. 前記格納壁が蓋および本体を備え、前記蓋が液密中心領域と前記蓋の周縁にある環状液体多孔質部分（２５）とを有し、前記本体が液密底壁（２３）および液密側壁（２２）を有する、請求項９または１０に記載のキット。
13. 前記カプセルの前記格納壁が、前記中心軸線（Ｉ）の方向に向けられた中心孔（１８）を備え、前記インサートが、前記カプセルの前記中心孔（１８）に嵌入する中心管状部分（１９）を備え、前記管状部分が液体分配開口部（２０）を隋意に備える、請求項１１または１２に記載のキット。
14. 前記カプセルが気密パッケージ内に密封される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のキット。
15. 前記カプセルが、穿孔可能な封止膜または剥離式の封止膜によって密封される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のキット。
16. 遠心抽出装置内で飲料を調製するための、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のキットの使用であって、前記インサート（３、１４）が前記遠心抽出装置の弁手段（３３）に対して係合する弁係合部分を形成し、前記カプセルが前記遠心抽出装置のカプセルホルダ（３１）に嵌入するように構成される、キットの使用。

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