JP2006501012A - 可溶性生成物から飲料を調製するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 可溶性生成物を含むカートリッジの特性とは関係なく、飲料の品質の見地から最適な送り出しを保証できる飲料を調製する。
【解決手段】 可溶性生成物が、全小出し時間のうちの少なくとも７５％の間、懸架状態で送られるよう、飲料の小出しを制御することに基づき、使い捨て自在なカートリッジ内に含まれる可溶性生成物から飲料を調製するための方法、および装置が提供される。一実施例によれば、前記装置は、カートリッジ（１）の出口開口部を含む。

Description

本発明は、使い捨て自在なカートリッジ内に含まれる可溶性生成物から、飲料を調製するための方法および装置に関し、例えば、暖かい飲料、例えばコーヒー、カプチーノ、紅茶などを製造するため、可溶性生成物のカートリッジを受けるようになっている収集ユニットが設けられた機械で実行される飲料の調製に関する。

飲料を調製し、小出しするようになっている公知の機械は、使い捨て自在なカートリッジが嵌合されるシート（座）を有する収集ユニットを一般に備えている。

使い捨て自在なカートリッジは、取り扱い中に、可溶性生成物がこぼれるの防止するように、最初からシールされているので、あらかじめ形成された複数の破断ラインに対応して、カートリッジの壁（例えばカートリッジのベース壁）に１つ以上の出口開口部を開口する穿孔部材が、収集ユニットに一般に取り付けられている。

収集ユニット上の適当なシートに、カートリッジを一旦挿入すると、カートリッジの内部の圧力により、カートリッジの出口ポートを通して水が導入され、可溶性生成物の水懸架液または分散液から成る飲料が生成される。この飲料は、カートリッジに設けられた出口開口部または孔を通して小出しされる。

良好な小出しアセンブリは、カートリッジの内部で、流体（通常水）に生成物を完全かつ均一に溶解して、懸架／分散させ、かつ飲料の最終的な良好な外観を保証するものでなければならない。

コーヒーおよびカプチーノの場合、最終的に良好な外観とは、クリーミーな状態となっていることを意味する。すなわち、持続した細かい泡のかなりの量の層が存在することを意味する。かかる結果を得るには、カートリッジの形状および寸法が、懸架されるすべての生成物に対して同じであるが、一方、カートリッジ内の可溶性生成物の量が、生成物毎に劇的に変わる（例えばエスプレッソコーヒーでは、１.５ｇの生成物、およびチョコレートおよびカプチーノでは、１５〜１６ｇの生成物まで大幅に変化する）ため、複雑となっている。このような量の変動は、生成物を均一に溶解する能力に影響する。

公知の小出しアセンブリの別の問題は、アセンブリの完全なクリーニングを保証することである。これを行うには、２ｍｍよりも小さい断面を有する小出し導管、およびチューブを利用しなくてもよいようにしなければならない。その理由は、これら導管およびチューブを使用すると、これらの内部に被膜および残留物が形成する危険性があるからである。

本願出願人の名義による現在継続中で未公開の先願では、カートリッジに吸引される水と可溶性生成物との混合を改善する目的で、飲料の小出しコースに沿って、スロットリング装置を設けるとともに、出荷時に魅力的な外観と共に良好な品質の飲料が得られるよう、カートリッジ内部に圧力勾配を形成することが示唆されている。

このようなことは、生成物の出口開口部の直径よりも大きい直径を有する穿孔部材により達成され、カートリッジに到達時の水の圧力によって、飲料の溶解および送り出しが決定される。

しかし、得られる飲料は、製造されるクリームの量および時間に関して、常に最適であるとは言えないことが判っている。

従って、本発明の目的は、可溶性生成物を含むカートリッジの特性とは関係なく、飲料の品質の見地から、最適な送り出しを保証できる飲料を調製するための装置および方法を提供することにある。

この目的は、請求項１記載の飲料を調製するための装置によって達成される。本発明に係わる装置の特定の実施例は、従属請求項２〜１５に記載されている。

本発明の１つの特徴によれば、飲料調製装置は、全小出し時間のうちの少なくとも７５％の間に、可溶性生成物を懸濁液として送り出すように、飲料の小出しを制御する手段を含んでいる。

本発明の別の特徴によれば、制御手段は、前記カートリッジと前記穿孔部材との間の１つ以上の送り出しポートまたはダクトを備えている。

好ましい実施例では、小出しポートは、実質的に円形のクラウン断面を有し、穿孔部材の係合断面の直径Ｄ２と出口開口部の直径Ｄ１との比Ｒは、１＜Ｒ≦１.０６７、好ましくは１＜Ｒ≦１.０４、更に好ましくは１＜Ｒ≦１.０２、更に好ましくは１＜Ｒ≦１.０１４である。

例えば穿孔部材の直径が１５ｍｍである場合、カートリッジ内の出口開口部の直径Ｄ１は、１５＜Ｄ１≦１６ｍｍ、より好ましくは、１５＜Ｄ１≦１５.６ｍｍ、さらに好ましくは、１５＜Ｄ１≦１５.３ｍｍ、さらに好ましくは、１５＜Ｄ１≦１５.２ｍｍである。

前の装置の別手段として、またはそれとの組み合わせとして採用できる、別の可能な実施例では、制御手段は、出口開口部の近くにおけるカートリッジの壁の一部の変形を制限するための１つ以上のストッパー要素を備えている。

かかるストッパー要素は、例えば穿孔部材の１つ以上の支持体、または出口開口部よりも大きい特徴を有する環状部材を備えている。

後者の場合、環状部材は、この環状部材に支持された水平平面に対して、１度〜４５度の間、より好ましくは、１５度〜３８度の間の傾斜、さらにより好ましくは、環状部材に支持された水平平面に対して、３０度に等しい傾きで、穿孔部材およびカートリッジのベース壁に向いた傾斜した表面部分を有する。

本発明の第２の特徴によれば、請求項１６に記載したような飲料を調製するための方法が提供される。請求項１７〜３０には、本発明に係わる方法の別の有利な特徴が記載されている。

本発明に係わる小出し装置は、多数の利点を有する。飲料の小出し段階中に、カートリッジと穿孔部材との間に形成される小径の小出しポートは、一時的なスロットル、例えばカートリッジが除かれているときには送り出し毎に除去され、収集穿孔ユニットに新しいカートリッジが挿入されると、次の送り出し時に新しく形成されるスロットルを構成する。別の利点は、生成物が均一で、一様に溶解でき、かつ最適な外観を有する飲料を調製できるこことである。

添付図面を参照して行う、本発明を限定しない例として示した次の説明から、本発明の上記以外の特徴および利点がより明らかとなると思う。

図１〜図３を参照する。本発明に係わる小出し装置は、使い捨て自在なカートリッジ１と、穿孔−収集ユニット２とを含んでいる。カートリッジ１は、上部表面を有し、この上部表面には、フランジ３と下方ベース壁５によって囲まれた開口部４が設けられている。下方ベース壁５には、溶解された生成物のための出口開口部を構成するように、破断ライン５ａが設けられている。

上部開口部４は、注入、溶解または分散／懸架用の水のための１つ以上の入口孔が設けられたカバー（図示せず）により、公知の方法で閉じられている。破断ライン５ａは、公知の態様で、厚みの薄いベース壁のカーブした部分から成り、破断ラインは、収集ユニット２の穿孔シリンダ７によって、容易に破断できるようになっている。

この破断ライン５ａは、このライン５ａによって構成されるベース壁の一部８（カバーと称す）のためのヒンジを構成する部分６に対応して中断されており、この部分は、カートリッジを穿孔収集ユニット２に係合した（図４）後に、ベース壁５の残りの部分から、この部分が分離するのを防止している。

図４ａでは、カートリッジ１は、小出し位置、すなわち、カートリッジにシリンダ７が係合した位置に示されており、このシリンダによって、ベース壁５は、ライン５ａに沿って開口され、ベース壁部分８は、カートリッジ内部に向かって移動している。送り出すべき可溶性生成物は、符号９によって概略表示されている。

本発明によれば、圧力により高温水が供給される前に、カートリッジをシリンダ７に挿入すると、ベース壁１０と穿孔壁７との間に、少なくとも１つのポート、すなわちスペース１０が生じ、溶解、または懸架、または分散した生成物が排出できるような大きさに、穿孔シリンダ７およびベース壁５の一部８の寸法が定められている。

ポート１０は、円形クラウン（図７）の形状とすることが好ましい。すなわち、シリンダ７の周辺に延びる単一のポートとして設けることが好ましい。しかし、ベース壁５とシリンダ７との間に、２つ以上のポートを設けたり、または形状を変えることができるようなポートの他の例も可能である。

楕円ライン５ａを使用することにより、例えば２つ以上の開口部を設けることができる。楕円の短軸が、シリンダ７の直径Ｄ２以下である場合（図８）、ベース開口部とシリンダ７との２つの接触点で分離された２つの開口部が得られる。楕円の短軸が直径Ｄ２よりも長い場合、シリンダ７のまわりに連続した非円形の開口部が得られる。

シリンダ７の壁とベース壁５の開口部のエッジを形成するライン５ａとの間の最大の差は、０.４〜１.５ｍｍの範囲、好ましくは１．５ｍｍである。いずれのケースにおいても、開口部の総面積は、水小出し時間の少なくとも７５％の間で、水と生成物を同時に小出しできるよう、飲料の送り出しの制御を可能にするような大きさである。このような同時の小出しは、カートリッジの出口から出る液体の色を観察することによって、視覚的にチェックできる。液体が全く無色、または実質的に無色の場合、上記の意味での同時の小出しは行われない。

実際は、送り出しポート１０が極めて小さくても、これらが設けられている限り、穿孔部材と開口部のサイズがわずかに異なっているだけであれば（例えば、２つの円周がほとんど同じであり、０.０１ｍｍしか異なっているだけで）同じ結果が得られることが判った。

したがって本発明の目的は、上記タイプの可溶性飲料小出し装置にあり、この装置では、穿孔部材７の面積と破断ライン５ａによって構成される面積との比が、１.０〜１.２８４の間の範囲内（１．０の比を除く）にあり、ライン５ａ（ベース壁５上の開口部のエッジ）と穿孔部材７の壁との間の空間の最大寸法は、０.４〜１.１ｍｍの範囲内にある。穿孔部材７の面積とは、カートリッジ１が収集ユニット内に収容されたときのカートリッジ１のベース壁５の高さにおける穿孔部材７の断面の面積を意味する。

次の説明では、部材７と破断ライン５ａの双方が、円形（図７）である好ましい実施例を参照する。この実施例では、ポート１０、小出し開口部は、理論的には実質的に円形であり、断面はクラウン形状であり、穿孔部材７の直径Ｄ２と送り出しポート１０のの直径Ｄ１との比Ｒは、１.００１〜１.０４の範囲、好ましくは１.００１〜１.０２の範囲、より好ましくは、１.００１〜１.０１４の範囲内となっている。

上記のように、カートリッジ１は、一般にプラスチック材料、例えば食材と共に使用するのに適したエチレン、またはプロピレンホモポリマーまたはコーポリマーから製造される。好ましい材料は、結晶度が７０％よりも大きく、高温水を加圧して送る間、カートリッジのベース壁の粘弾性変形させるようなパーセントのアモルファスポリマーを有する。

粘弾性変形なる用語は、ライン５ａに沿ったベース壁５の上の開口部の少なくともエッジまわりの領域におけるベース壁の材料の変形が、小出しの終了まで、または小出し中の１つ以上の段階で低減または解消されることを意味する。

換言すれば、飲料のすべての小出し段階のすべての間で、少なくとも出口開口部の前記周辺でのベース壁の材料が、カートリッジ内へ加圧されながら送られる水、またはその他の液体により生じる変形に抗することを意味する。

このように、変形の程度、従って送り出しポート１０の寸法は、飲料の小出し中に制御される。最終生成物におけるアモルファスポリマーのパーセントをできるだけ大きく保持するような材料成形技術を選択する。

適当な材料としては、エチレンおよびプロピレンの（コー）ポリマー、例えば２〜１０個の炭素原子を有する１つ以上のα−オレフィンを含むプロピレンの（コー）ポリマー、例えばエチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン；プロピレンの逐次重合によって得られたポリプロピレン組成物およびそれら組成物とエチレン、またはα−オレフィンの混合物とから選択される。（コー）ポリマーは、一般に２３０℃／２１.６Ｎにて、０.２〜６０の間のメルトフローインデックスを有する。

しかし、高温水を加圧して供給した後に、ベース壁の塑性変形を生じるカートリッジを使用できる。この場合、材料自身による変形に抗する上記効果が生じることはなく、ベース壁の変形度を制限するよう、機械式手段を使用する。

図５および図６は、穿孔シリンダ７と同心状に配置され、このシリンダから離間するリング１２によって構成されるかかる手段の好ましい実施例を示す。リング１２は、３つのフィン１１上に支持され、シリンダ７に向かって傾斜した、すなわち、ユニット２の内部に向かい、かつベース壁に向かって傾斜した表面部分１３にすることが好ましい。従って、上部表面部分１３の傾斜は、０度〜４５度の間、好ましくは、１５度〜３８度の間、より好ましくは、水平線に対して３０度の範囲にある。

リング１２の別の手段として、リング１２の表面１３の高さまで延び、リングの傾斜した表面１３と同じような形状であり、部材７から同じように離間する丈夫表面の一部を有するラジアルフィン１１ａ（図９）を使用できる。

従って、本発明の目的は、高温水を送った後のカートリッジのベース壁の変形を制御する手段が設けられた上記タイプの小出し装置にある。かかる手段は、実質的に粘弾性変形特性を有するカートリッジの構造のポリマー材料またはベース壁のリング、または支持フィンのような機械的支持手段のいずれかによって構成される。

いずれのケースにおいても、飲料が小出しされる間の生成物の送り出し開口部のエッジ５ａのまわりの材料の変形角の大きさは、０〜４５度の間、好ましくは、１５〜３８度の間、より好ましくは約３０度に維持される。

以下、図に示した例を参照して、本発明について更に説明する。

実施例
装置１． １５.０ｍｍの直径（Ｄ１）のカートリッジ開口部、および１４.７ｍｍの直径（Ｄ２）の穿孔シリンダが取り付けられた収集ユニットを有するツット（Ｔｕｓｓｏ）エスプレッソ高温飲料小出しマシンから、１０杯のコーヒーを小出しした。使用したカートリッジは、ベース壁の実質的に粘弾性変形を有するエチレンコーポリマーから製造されている

装置２． カートリッジベース壁のより高い結晶成分、および塑性変形特性を有するエチレンコーポリマーから製造された同様のカートリッジを用いて、別の１０杯のコーヒーを小出しした。収集ユニットは、前記ユニットの内部およびベースに対して、３０度傾斜した支持リングを有する。

装置３． 従来のカートリッジおよび収集ユニットを使用する同じマシンから、同じ条件下で比較するため１０杯のコーヒーを小出しした。

得られたクリームの容積（ｃｃ）を測定することにより、評価を行った。その結果によれば、アセンブリ１で小出しされたコーヒーは、平均１６.８ｃｃのクリーム、アセンブリ２で小出しされたコーヒーは、平均９.６ｃｃのクリーム、およびアセンブリ３（従来）で小出しされたコーヒーごとに、平均６.８ｃｃのクリームが得られた。

本発明に係わる小出し装置で使用できるカートリッジの斜視図である。 図１のカートリッジの断面図である。 穿孔収集ユニットの斜視図である。 カートリッジが挿入され、孔開けされた図３の穿孔収集ユニットの断面図である。 変形制御リングが設けられた穿孔収集ユニットの別のタイプの断面図である。 図５の穿孔収集ユニットの平面図である。 カートリッジの生成物開口部の実施例の平面図である。 カートリッジの生成物開口部の実施例の拡大図である。。 変形を制御する別の手段の図５に類似する図である。

符号の説明

１ 使い捨て自在なカートリッジ
２ 穿孔収集ユニット
３ フランジ
４ 開口部
５ 底部ベース壁
５ａ 破断ライン
６ ヒンジ構成部分
７ 穿孔シリンダ
８ ベース壁部分
９ 可溶性生成物
１０ ポート
１１ フィン
１２ リング
１３ 表面

Claims (31)

1. 可溶性生成物を含む使い捨て自在なカートリッジを嵌合しうるようになっているシートを有する収集ユニットを備え、前記カートリッジは、前記可溶性生成物と流体とから成る飲料を送り出すための少なくとも１つの出口開口部を備え、前記少なくとも１つの出口開口部は、前記カートリッジの壁に存在する少なくとも１本の破断ラインによって構成され、かつ前記収集ユニットは、前記破断ラインに対応して前記カートリッジを穿孔するための少なくとも１つの穿孔部材を備えるタイプの可溶性生成物から飲料を調製するための装置において、
   全小出し時間のうちの少なくとも７５％の間で、前記可溶性生成物を送り出すよう、前記飲料の送り出しを制御する手段を有することを特徴とする、可溶性生成物から飲料を調製するための小出し装置。
2. 前記制御手段が、前記穿孔部材の壁と、前記出口開口部のエッジとの間の少なくとも１つの送り出しポートを備えてなる、請求項１記載の装置。
3. 前記穿孔部材の少なくとも１つの係合部分は、円形断面を有する実質的に円筒状であり、かつ前記出口開口部は、実質的に円形である請求項１または２記載の装置。
4. 前記送り出しポートの断面は、実質的に円形のクラウン形状であり、かつ前記穿孔部材の係合部分の直径と前記出口開口部の直径との比Ｒが、１＜Ｒ≦１.０６７、好ましくは１＜Ｒ≦１.０４、より好ましくは１＜Ｒ≦１.０２である請求項２または３記載の装置。
5. 可溶性生成物を含む使い捨て自在なカートリッジが嵌合されるようになっているシートを有する収集ユニットを備え、前記カートリッジは、前記可溶性生成物と流体とから成る飲料を送り出すための少なくとも１つの出口開口部を備え、前記少なくとも１つの出口開口部は、前記カートリッジの壁に存在する少なくとも１本の破断ラインによって構成され、前記収集ユニットが飲料の少なくとも１つの送り出しポートを形成するよう、前記破断ラインに対応して、前記カートリッジを穿孔するための少なくとも１つの穿孔部材を備えるタイプの可溶性生成物から飲料を調製するための装置において、
   前記飲料の小出し段階中のカートリッジベース壁の変形を制御するための手段を含むことを特徴とする可溶性生成物から飲料を調製するための装置。
6. 前記送り出しポートの断面は、実質的に円形のクラウン状であり、かつ前記穿孔部材の係合部分の直径と前記出口開口部の直径との比Ｒは、１＜Ｒ≦１.０６７、好ましくは１＜Ｒ≦１.０４、より好ましくは１＜Ｒ≦１.０２である請求項５記載の装置。
7. 前記送り出しポートの断面は、実質的に円形のクラウン状であり、前記穿孔部材の係合部分の直径と前記出口開口部の直径との比Ｒは、１＜Ｒ≦１.０１４である請求項２または７記載の装置。
8. 前記制御手段は、前記出口開口部の近くにおける前記カートリッジの壁の一部の変形を制限するための１つ以上のストッパー要素を含む請求項１または５記載の装置。
9. 前記制御手段は、粘弾性変形特性を有する塑性材料によって構成された前記カートリッジのベース壁の少なくとも一部を含む、請求項１または５記載の装置。
10. 前記１つ以上のストッパー要素は、前記穿孔部材を支持する１つ以上のフィンを含む請求項８記載の装置。
11. 前記１つ以上のストッパー要素は、前記出口開口部よりも大きい直径を有する少なくとも１つの環状部材を含む請求項８または１０記載の装置。
12. 前記環状部材は、前記カートリッジのベース壁に向かって傾斜する表面部分を有する請求項１１記載の装置。
13. 前記傾斜した表面部分は、前記環状部材に支持された水平平面に対して、０度〜４５度の傾斜を有する請求項１２記載の装置。
14. 前記傾斜した表面部分は、前記環状部材に支持された水平平面に対して、１５度〜３５度の傾斜を有する請求項１２記載の装置。
15. 前記傾斜した表面部分は、前記環状部材に支持された水平平面に対して、３０度の傾斜を有する請求項１２記載の装置。
16. 使い捨て自在なカートリッジ内に含まれる可溶性生成物から飲料を調製するための方法であって、前記カートリッジから出口開口部を開口するように、少なくとも１つの穿孔部材を有する収集ユニットのシート内で、前記カートリッジが移動し、前記開口部が、前記カートリッジの壁に存在する少なくとも１本の破断ラインによって構成され、前記可溶性生成物と前記流体から成る飲料を小出しするために、カートリッジの入口ポートを通して前記カートリッジ内に流体が流入する飲料の調製方法において、
    全小出し時間の少なくとも７５％の間、前記可溶性生成物を送り出すよう、前記飲料の小出しを制御することを特徴とする、可溶性生成物から飲料を調製するための方法。
17. 前記飲料の小出し段階中に前記穿孔部材の壁と、前記出口開口部のエッジとの間の少なくとも１つの送り出しポートにより、小出しの制御を実行する請求項１６記載の方法。
18. 前記穿孔部材の前記少なくとも１つの係合部分が、円形断面を有する実質的に円筒形状であり、前記出口が実質的に円形である請求項１６または１７記載の方法。
19. 前記送り出しポートの断面が、実質的に円形のクラウン形状であり、前記出口開口部の直径と前記穿孔部材の係合部分の直径との比Ｒが、１＜Ｒ≦１.０６７である請求項１７または１８記載の方法。
20. 前記送り出しポートの断面が、実質的に円形のクラウン形状であり、前記出口開口部の直径と前記穿孔部材の係合部分の直径との比Ｒが、１＜Ｒ≦１.０４である請求項１７または１８記載の方法
21. 前記送り出しポートの断面が、実質的に円形のクラウン形状であり、前記出口開口部の直径と前記穿孔部材の係合部分の直径との比Ｒが、１＜Ｒ≦１.０２である請求項１７または１８記載の方法。
22. 前記送り出しポートの断面が、実質的に円形のクラウン形状であり、前記出口開口部の直径と前記穿孔部材の係合部分の直径との比Ｒが、１＜Ｒ≦１.０１４である請求項１７または１８記載の方法。
23. 出口開口部の近くでの前記カートリッジの壁の一部の変形を制限するよう、１つ以上のストッパー要素によって小出しの制御を実行する請求項１６記載の方法。
24. 前記出口開口部が、前記カートリッジのベース壁内にカットされている請求項１６記載の方法。
25. 前記１つ以上のストッパー要素が、前記穿孔部材を支持する１つ以上のフィンを含む請求項２３または２４記載の方法。
26. 前記１つ以上のストッパー要素が、前記出口開口部よりも大きい直径を有する１つ以上の環状部材を含む請求項２３または２４記載の方法。
27. 前記環状部材が、前記カートリッジのベース壁に向かって傾斜した表面部分を有する請求項２６記載の方法。
28. 前記傾斜した表面部分が、前記環状部材に支持された水平平面に対して、０度〜４５度の間の傾斜を有する請求項２７記載の方法。
29. 前記傾斜した表面部分が、前記環状部材に支持された水平平面に対して、１５度〜３５度、好ましくは３０度の間の傾斜を有する請求項２７記載の方法。
30. 前記カートリッジを製造するために粘弾性変形特性を有する塑性材料を使用することにより、前記変形を制御することを特徴とする請求項１６記載の方法。
31. 請求項１〜１５のいずれかに係わる飲料調製装置において、または請求項１６〜３０のいずれかに係わる方法を実行することにより、可溶性生成物から飲料を調製するための使い捨て自在なカートリッジ。

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