JP2010528945A - 浸出遠心力を使用して飲料または液体食品を生成するためのカプセルおよびシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、遠心浸出ユニット（２）内で、浸出遠心力を使用して内部に収容される物質に水を通すことにより、前記物質から飲料または液体食品を生成するためのカプセル（３）であって、所定用量の物質を収容する筐体と、浸出液体がカプセルから流出できるように遠心作用下で開口する開口手段（８２）とを備えるカプセルに関する。また、カプセルは、遠心浸出装置の外部回転駆動手段（４５、４５１）に対してカプセルを係合するための手段（８４０）を備えてもよく、該係合手段は、カプセルを基準回転位置に維持するためにカプセルの回転中にトルク抵抗を与えるように構成される。
【選択図】 図８

Description

本発明は、物質を収容する容器に対して及ぼされる遠心力を使用することによって浸出されあるいは抽出される食品物質から飲料または液体食品を生成するためのカプセルに関する。また、本発明は、方法を実施するためのシステムに関する。

浸出コーヒーおよびコーヒー粉末から成る混合物が遠心力によって分離される飲料生成は知られている。そのような混合物は、熱水およびコーヒー粉末を所定時間にわたって一緒にすることによって得られる。その後、水がスクリーンを通じて押し進められ、スクリーン上にはスクリーン粉末材料が存在する。

既存のシステムは、例えば欧州特許第０３６７６００Ｂ１号の場合のように、通常は機械の取り外し不能な部分である容器内にコーヒー粉末を配置することから成る。そのような装置は多くの欠点を有する。第１に、コーヒー粉末を容器内に手作業で適切に投入しなければならない。第２に、回転されるコーヒー廃物が乾燥してしまい、容器の表面をこすることによってコーヒー廃物が除去されなければならない。その結果、コーヒー生成は、多くの手作業を要し、非常に時間がかかる。通常、コーヒー鮮度は大きく異なる可能性もあり、これがカップ品質に影響を及ぼす可能性がある。これは、コーヒーが一般にバルクパッケージによってもたらされるからであり、あるいは、コーヒーが容器自体内で豆から挽かれるからである。

また、コーヒーの手作業の投入および浸出条件（例えば、遠心速度、容器サイズ）に応じて、カップ品質が大きく異なる可能性がある。

したがって、これらのシステムは、決して大きな商業的成功に到達するには至らなかった。

独国特許第１０２００５００７８５２号では、機械が取り外し可能ホルダを備え、該ホルダ内には容器の開放したカップ形状部が配置される。他の部分すなわち蓋は、機械の駆動軸に取り付けられる。しかしながら、欠点は集中的な手作業である。他の欠点は、粉末の投入における制御の欠如およびコーヒー粉末の鮮度の制御の欠如に起因してコーヒーの品質を制御するのが困難なことである。

遠心力によってコーヒーを浸出するための他の装置は、ＷＯ２００６／１１２６９１号；仏国特許第２６２４３６４号；欧州特許第０３６７６００号；英国特許第２２５３３３６号；仏国特許第２６８６００７号；欧州特許第０７４９７１３号；独国特許第４２４０４２９号；欧州特許第０６５１９６３号；仏国特許第２７２６９８８号；独国特許第４４３９２５２号；欧州特許第０３６７６００号；仏国特許第２１３２３１０号；仏国特許第２５１３１０６号；仏国特許第２４８７６６１号；独国特許第３５２９０５３号に記載されている。

しかしながら、コーヒーまたは他の食品物質を浸出するための遠心力の作用は、高圧ポンプを使用する通常の「エスプレッソ」タイプの浸出方法と比べて多くの利点を与える。「エスプレッソ」タイプの浸出方法では、コーヒーの抽出の質に影響を与える全てのパラメータをマスターすることが非常に難しい。これらのパラメータは、一般に、圧力、圧力と共に減少する流量、流れ特性にも影響を与え且つ挽いたコーヒーの粒径に依存するコーヒー粉末の圧密度、温度、水流分配などである。

したがって、品質を制御するために、抽出パラメータを良好に更に独立に制御でき、そのため、抽出パラメータをより良くマスターできるようになっている新規な抽出プロセスおよびカプセルを提案する必要がある。

同時に、従来技術の遠心装置と比べて便利な方法であって、鮮度および容器内の用量などの重要な品質パラメータの高度な制御によって良好なカップ内品質を与える方法が必要である。

したがって、本発明のカプセルは、その内部に収容される食品物質から、浸出遠心力を使用して水を前記物質に通すことにより、飲料または液体食品を生成するためのカプセルであり、
所定用量の物質を収容する筐体と、
外部回転駆動手段に対してカプセルを接続するための手段であって、カプセルを基準回転位置に維持するためにカプセルの回転中にトルク抵抗を与えるように構成される手段と、
を備えるカプセルである。

一実施形態では、カプセルの接続手段がカプセルから突出する管状部を備えることが好ましい。

他の実施形態では、接続手段が少なくとも１つの凹部を備える。

他の実施形態では、カプセルの表面が粗面部を備える。

したがって、粗面部は、カプセルを回転駆動させることができる装置の駆動面に対して十分な抵抗を生み出す。

更なる他の実施形態では、カプセルの表面が歯状構造体を備える。

本発明の一態様において、カプセルは、
浸出液体をカプセルから流出させるための開口手段を備え、
前記開口手段は、カプセルが回転駆動されるときに遠心力によって移動される流体の作用によって開口する。

例えば、開口手段は、浸出液体のための少なくとも１つの径方向出口を形成する。

好ましくは、カプセルがフレア形状を有し、少なくとも１つの径方向出口がフレア形状の幅広い方の側にあるいはその近傍に位置しあるいは形成される。この形状および出口配置は、遠心力を受ける浸出液体のカプセル内での流れ、浸出液体の収集、および、カプセルからの浸出液体の除去を促進する。

都合の良い実施形態において、出口は、カプセルの少なくとも１つの偏向可能部分に屈曲を与える遠心力により得ることができる。

カプセルは、カップ形状本体と、該本体を閉じる蓋とを備えてもよい。

例えば、偏向可能部分は、カプセルの表面に閉塞状態で作用する弾性リップである。偏向可能リップは、カプセルの少なくとも１つの壁と一体である。偏向可能リップは、カプセルの一部と共に、すなわち、カプセルの蓋または本体と共にプラスチックで成形できる。例えば、リップをカプセルの外周キャビティまたは溝内に挿入できる。溝は本体または蓋に形成されてもよい。リップは、溝が形成される対向部分、すなわち、カプセルの蓋または本体に形成することができる。

他の形態において、本発明は、浸出遠心力を使用して内部に収容される物質に水を通すことにより飲料または液体食品を生成するためのカプセルであって、
所定用量の物質を収容する気密筐体と、
遠心力がカプセル内に及ぼされるときに浸出液体がカプセルから流出するように前記筐体の外周に配置され少なくとも１つの出口と、
を備えるカプセルに関する。

この形態では、浸出液体のための予め形成される径方向出口がカプセルに設けられる。例えば、蓋および／または本体に一連のスリットが設けられる。カプセルが回転駆動されると、浸出液体はスリットを通過できるが、固体粒子はカプセル内に保持される。出口のサイズに応じて液体を濾過するために更なるフィルタ層を使用できる。

また、カプセルは、水をカプセル内に輸送するための注入管状部を備えることができる。管状部は、カプセルの表面に水注入口を有するとともに、カプセルのキャビティの内側に連通する水排出口を有する。好ましくは、カプセルはフレア状の側壁を有する。水排出口は、物質を収容するキャビティ内の底面に水が達するようにカプセルの底部に近接することが好ましい。底面とは、フレア形状におけるカプセルの幅の狭い方の側のことである。

カプセルは、１杯または多くても２杯の飲料を生成するための所定用量の物質を収容できる。カプセルは、挽いたコーヒー粉末、可溶性コーヒー、または、茶を収容する。

また、本発明は、フィルタ容器内に収容される食品物質から、遠心力を使用して水を前記物質に通すことにより飲料または液体食品を生成するためのシステムであって、装置を備え、該装置が、
水を前記容器内に導入するための水供給手段と、
前記容器を遠心分離が行われるよう回転駆動させるための駆動手段と、
前記水供給手段および前記駆動手段と動作関係を成して前記容器を装置内に位置決めして基準付けるための基準付け手段と、
を備えるシステムに関する。

本発明の一態様によれば、前記容器がカプセルによって形成され、該カプセルは、カプセルを駆動手段に接続するための手段を備える。

また、装置は、カプセルの前記接続手段と係合するための相補的な接続手段も備える。

「シールされる」カプセルという用語は、カプセルがガスバリア特性を有する材料から形成され且つカプセル内への空気の進入が防止されるようにカプセルが流体密な態様でシールされることを意味する。また、カプセルは、カプセル内の物質の鮮度を向上させる不活性ガスを収容することが好ましい。また、カプセルを外側保護膜で包むこともできる。

カプセルは、１または２杯（例えば１〜２カップ）の飲料を生成するために所定用量の物質を収容することが好ましい。飲料のカップは、通常、約２５〜１１０ｍＬに寸法付けられる。

コーヒーの単一カップにおける物質の用量は、例えば、焙煎して挽いたコーヒー４〜８グラムであってもよい。

この方法によって驚くほど向上した浸出結果が得られ、それにより、加圧「エスプレッソ」タイプの方法よりも高い量のコーヒー固形物がカップ内で得られることに留意しなければならない。理論に縛られることなく、遠心作用によって水流がより均一に分配され、それにより、正圧を使用する従来の方法と比べてコーヒー層に選択的な流路が殆どあるいは全く形成されないと思われる。

カプセル内の食品物質は、挽いたコーヒー粉末、可溶性コーヒー、または、茶であってもよい。

カプセルは、好ましくは少なくとも５０００ｒｐｍ、より好ましくは７０００ｒｐｍよりも高い遠心速度で回転駆動される。挽いたコーヒー粉末における遠心速度は１０００〜１６０００ｒｐｍである。驚くべきことに、そのような高速回転では、改善されたコーヒークレマが得られる。クレマは、大きい泡サイズを伴う更に水っぽい従来の方法によって得られる通常のクレマと比べて、真の油乳剤および水乳剤のような更にクリーミーな粘度を有する。

無論、速度は、食品原料の性質によっても決まる。リーフティーの場合、遠心速度は、圧力抽出ではなく煎じ出しを行なうために低いことが好ましい。特に、リーフティーにおいては、遠心速度は、１０〜１０００ｒｐｍであり、より好ましくは５０〜５００ｒｐｍである。

カプセルはシール蓋を備えることができる。シール蓋は柔軟な膜を備えることができる。膜は、高分子、アルミニウム、および／または、アルミニウム合金から形成されるガスバリア層および支持層を備えることができる。

また、カプセルはカップ形状本体を備えることができ、カップ形状本体にはシール蓋がシールされる。また、カップ形状本体はガスバリア材料も備える。カップ形状本体は、薄いアルミニウムなどの金属および／またはプラスチックであってもよい。

他の実施形態において、カプセルは２つのシールされた柔軟な箔から形成される。箔は、２つの同一の側面を形成するように対称に配置することができる。

本発明の方法は、熱水がカプセル内に略無圧で導入される動作を含む。水は、吸引または気化の原理を使用する熱水供給機構によってもたらすことができる。

あるいは、高い流れ粘性においては、蠕動ポンプまたは隔膜ポンプなどの低圧ポンプを使用して熱水を導入することができる。

また、方法は、水がシールされたカプセル内に導入される前あるいは時に少なくとも１つの径方向出口が形成される動作も包含する。

前記出口をカプセルの蓋に穿孔することができる。前記出口をカプセルの側壁に穿孔することもできる。

１つの形態では、カプセルの外周領域に穿孔によって複数の出口が形成される。この方法は、簡単なカプセルを必要とするのに有利である。出口の数は、飲料の流量を制御するべく選択できる。出口が連続して径方向に向けられるため、カプセルから放出される浸出液体の高圧層またはジェットが形成される。

本発明の方法において、浸出液体は、カップへと方向付けることができる液体食品または飲料の均一な流れを形成するように収集されることも好ましい。

システムのカプセルの一態様において、カプセルは、物質を横切ってカプセルの出口へと向かう浸出液体の排出を促す円錐台状の側壁を備える。

他の可能な態様において、カプセルは、カップ形状本体に対して弾性的に取り付けられる硬質蓋を有する。蓋はプラスチックであってもよい。蓋および本体は、食品蓋を通過させるように遠心作用の効果によって開口する径方向偏向可能シール手段を介して取り付けることができる。例えば、偏向可能シール手段は、カップ形状本体のシートに係合する蓋の少なくとも１つの外周プラスチックリップを備えることができ、あるいは、逆もまた同様である。

本発明の更なる特徴は、以下の図面の詳細な説明で明らかになる。

本発明のシステムの概略図である。 カプセルが挿入される本発明のシステムの開位置の浸出モジュールの概略図である。 カプセルを取り囲む本発明のシステムの閉位置の浸出モジュールの概略図である。 第１の実施形態における本発明のシステムの詳細な断面図である。 本発明の装置の他の実施形態の分解図である。 図４または図５に係る本発明の装置で使用され得るシールされたカプセルを示している。 本発明のシステムでのその使用後のカプセルを示している。 第２の実施形態における本発明のシステムの詳細な断面図である。 図８のシステムの詳細を示している。 図７および図８のシステムにおけるカプセルのカップ形状本体の断面図を示している。 カップ形状本体のクリップ留め縁部の詳細図を示している。 図１０のカップ形状本体の細部、すなわち、係合接続部の断面図を示している。 図１２の細部の平面図を示している。 図８および図９のシステムにおけるカプセルの蓋の断面図を示している。 図１４の蓋の偏向可能なシール手段の詳細図を示している。 他の実施形態に係るカプセルのカップ形状本体の断面図を示している。 図１６の本体の細部の断面図を示している。 図１６および図１７の実施形態のカプセルの本体に接続するカプセルの蓋の断面図を示している。 図１８の蓋の細部を示している。 シールされたカプセル、および、カプセルのシールを除去するための動作形態を示している。 他の可能な実施形態に係る本発明のシステムの概略図を示している。 更に他の実施形態に係るシステムの概略図を示している。 更に他の実施形態に係るシステムの概略図を示している。 本発明の他の形態に係るカプセルの図を示している。 本発明の更に他の実施形態に係る本発明のシステムの閉位置における浸出モジュールの概略図を示している。

図１には、より一般的な態様で、本発明のシステム１が示されている。システムは装置２とカプセル３とを備える。装置は浸出モジュール４を有しており、浸出モジュール４内にはカプセルを浸出されるために挿入することができ、また、カプセルは使用後に除去されて処分される（例えば、廃棄のため、あるいは、リサイクルのため）。モジュールは、新鮮な水または加熱水を収容する水リザーバ５と流体連通する。水をリザーバからモジュールへ輸送するために低圧ポンプ６などの流体輸送手段を水回路中に設けることができる。水を所望の温度まで加熱するために温水器７が更に設けられる。なお、リザーバ自体の中で水を加熱することができ、また、蒸発の作用によって水をリザーバから輸送することができる。低圧または略無圧で水をモジュール４へ供給することができる。例えば、モジュールの入口８では、大気圧を上回る０〜２ｂａｒの圧力を想定できる。

浸出モジュール４は、モジュール内の所定の位置でカプセルを保持するための基準付け手段４０、４１を備えることができる。浸出液体の出口流を浸出液体出口９へと推し進めるために、カプセルを僅かに傾いた位置で維持することができる。例えば、垂直に対する傾き角度を２〜６５度にすることができる。基準付け手段は、カプセルホルダ４１０および注入蓋４００を備えることができる。ホルダ４１０および蓋４００はいずれも回転軸Iに沿って回転するように装着される。カプセルホルダは、受けられるべきカプセルの形状を有するキャビティを備える。蓋は、カプセルホルダに対して取り外し可能な態様で組み付くようになっている。液体をカプセルから固定出口９へ排出して収集することができるようにモジュール内に液体通路４２を形成することができる。

蓋４００およびカプセルホルダ４１０を一緒に回転駆動して、結果としてカプセルも駆動するために、駆動手段１０が設けられる。このため、駆動手段は、カプセルホルダ４１を回転させるためにカプセルホルダに接続されるシャフトを有する電気モータ１１を含む。蓋４０はカプセルホルダ４１に取り付けられるため、蓋もカプセルホルダと同じ速度で回転駆動される。

カプセルから出る浸出液体が適切な温度に維持されてカップに達する前に冷めないように、装置の収集手段の表面の温度を調節することができる。このため、例えば加熱ワイヤまたは厚膜などを用いてカプセルホルダを加熱調整温度に維持するための加熱要素４６に対して蓋アセンブリ４０および／またはカプセルホルダアセンブリ４１を関連付けることができる。

図２および図３はカプセルの遠心分離の原理の詳細図を示している。装置は、カプセル３が挿入される円錐台ハウジング４４を有するホルダ４１０を伴うカプセルホルダアセンブリ４１を備える。ホルダは、ベアリング４３によって回転軸Iに沿って装着される。注入蓋アセンブリ４０には、装置が閉じられるとき（図３）に軸Iに沿って回動できる態様で蓋アセンブリ４０の固定支持部４０１に装着することができる内部蓋４００が設けられる。

蓋アセンブリおよびカプセルホルダアセンブリは、図２に示される開位置と図３の閉位置との間で横軸Ａに沿って関連付けられる。

注入蓋４０の内面には、カプセルの注入側面３０を穿孔する機能を有する穿孔構造体４５０が配置される。注入側面３０を横切り且つ水回路からカプセルへと水を運ぶための注入導管を備える水注入器またはランス５０が設けられる。水注入器５０はカプセルの中心に位置することが好ましい。したがって、カプセル蓋３０とカプセル底部３１との間に位置する場所でカプセル内に水を注入することができる。水注入器の出口は、水がカプセルの底部領域内の物質を最初に湿らせることができるように蓋よりも底部３１の方に近い位置に配置される。蓋は、蓋の内側の径方向位置に配置される出口穿孔要素５１を更に備える。一連の穿孔要素５１が蓋の外周にわたって均一に配置されることが好ましい。また、カプセルは、穿孔要素５１によって穿孔される径方向開口または出口の方向で底部３１から上端３０へと広がる傾斜側壁３２を備える。蓋には、カプセルの径方向開口を取り囲む内側チャンバ５３と、液体食品の飲料を受容体またはカップへと方向付けるためのチューブを形成するノズル５３０とを備える収集アセンブリ５２が更に設けられる。なお、装置の上部および下部４０、４１間を密閉配置する必要はない。水は重力の作用によって押し進められるため、水は、カプセルの側壁３２へと径方向に均一に流れて、カプセルの外周へ向けて且つ側壁３２に沿って径方向開口へと上方に向かって物質を横切る。したがって、浸出液体は、収集アセンブリ５２の外面に衝突し、そのため、依然として重力の作用によって収集ノズル５３０へと収集されて押し進められる。システムの利点は、低い軸方向圧力が存在すること、したがって、高い機械的閉塞力をあまり必要としないという点である。浸出プロセスを行なうために必要な動きを与えるのに低電流でのモータ作動で十分であるため、技術は比較的簡単である。また、サーモスまたはガスなどの幾つかのタイプのヒータを使用することができる。

図４は本発明の更に高性能なシステムを示している。システムは、支持体４６に支持される下側ベアリング４３に沿って装着される中心回転ロッド４５に関連付けられるカプセルホルダ４１を備える。ロッド４５の下端には電気回転モータ１１が関連付けられる。反対側では、中空回転ロッド４８を横切る導管４９を通じてカプセル内に水を流入させるために中空回転ロッド４８に沿って蓋４０が上側ベアリング４７に対して関連付けられる。回転ロッド４５はシステムの上側フレーム６０に装着される。また、カプセルの上面の外周に小さい穿孔を形成するために一連のニードル５１も蓋４０の側部に位置させられる。ニードルの数は、５〜５０個、好ましくは１０〜３０個に設定することができる。ニードルの数が多くなればなるほど、液体の分配をより均一にすることができる。ニードル５１がカプセルに係入されると、ロータ４５により駆動されるカプセル自体によって蓋が回転駆動される。

回転速度は約１０００〜２００００ｒｐｍに設定することができる。このため、装置には、浸出されるべき飲料に応じて回転速度を調整するために制御ユニットＣ（図１）が設けられる。回転速度が高くなればなるほど、液体によって大きな径方向圧力がカプセルに及ぼされるとともに、多くの物質がカプセルの側壁に締め固められる。また、速度が高くなればなるほど、カプセル内の液体の滞留時間が短くなる。

例えば、茶の場合、茶葉塊を通じた水のゆっくりとした移動を可能にするため、また、茶の煎じ出しを行なうために、回転速度を最小にすることができる。

挽いたコーヒーの場合には、カップ内のコーヒー固形物含有量およびクレマの品質に関して最適な抽出状態を果たすために、速度を高くすべきであり、すなわち、５０００ｒｐｍよりも高く、好ましくは約８０００−１６０００ｒｐｍの範囲内にすべきである。驚くべきことに、得られるクレマが標準的なエスプレッソ浸出方法を使用するよりもかなりクリーミーであることが分かった。

したがって、浸出されるべき飲料のタイプに応じて、制御ユニットをプログラミングして最適な遠心状態を調整することができる。例えば、制御ユニットは、カプセルのタイプ、すなわち、エスプレッソ、ランゴ、カプチーノ、ラッテ、茶などを認識して装置内に挿入されるカプセルにしたがって速度および／または他の浸出パラメータ（例えば、水温度）を調整できるようにするカプセル認識システムに関連付けられてもよい。

浸出液体は、支持体４６の収集チャンバ５２内に収集されて、収集チューブ９を通じて排出される。

図５は、注入蓋４０がバヨネット型接続部５５または任意の同等な接続手段によってカプセルホルダ４１に接続される他の実施形態を示している。この実施形態では、１つの下側ベアリング（図示せず）だけが必要である。したがって、カプセルホルダ４１および蓋４０は、互いに接続されるとともに、いずれも下側回転軸４５に沿って回転する。カプセルホルダは、カプセルを受けるためのキャビティ５５０を備える。この場合、注入蓋は、バヨネット手段５５によって螺旋締め付け動作に沿ってカプセルホルダに接続される。例えば、バヨネット手段は、カプセルホルダの縁部に支持される一連のフックに嵌入する一連の径方向に延びる突出部を蓋に備えることができる。締め付けは、蓋の上面に配置された把持部６１によって行なわれてもよい。しかしながら、組み付けによって、液体が蓋とホルダとの間を通過しなければならない。したがって、蓋とホルダとの間のシール接合は望ましくない。好ましい隙間は、蓋とホルダとの間の接合面に所定寸法のスロットまたは溝を予見することによって浸出液体の出口流を制御するべく確保されてもよい。

浸出筐体４０、４１の周囲には、浸出液体を収集するために、カプセルホルダよりも大きいカップの形状を有する収集アセンブリ４６も配置される。収集アセンブリは装置のベース６２上に支持されており、ベース６２にはモータ１１が接続される。液体が容器（例えば、飲料カップ）の方向に流れるように僅かに下方へ傾けられる液体ダクト９がカップの側に設けられる。

図６および図７は、図２〜図５の異なる実施形態に係る装置に適合し得るカプセルを示している。図６において、カプセル７は、上方へ向けられた側壁７６と底壁７７とを有するカップ形状本体７０を備える。側壁は、浸出液体の収集を内部で促進する円錐体の一部を形成する。本体は外側へ立ち上がる上縁７２で終端し、上縁には蓋７１がシールされる。蓋は、アルミニウムおよび／またはプラスチックから成る数ミクロンの柔軟な穿孔可能な膜であってもよい。蓋は、本体の上縁７２に溶着することができる。なお、膜および本体がアルミニウムおよび／またはＥＶＯＨなどのガスバリア層を備えることが好ましい。

カプセルは、挽いたコーヒー、可溶性コーヒー、茶、乳製品原料または非乳製品原料などの粉末クリーム、ハーブティー、栄養物質、料理原料、および、これらの混合物から成るリストの中から選択される物質を収容する。

図７は、装置内での物質の浸出後におけるカプセルを示している。水注入器５０の通過のため、蓋には中央水注入口７３が貫通して穿孔される。蓋の側部には、浸出液体がカプセルから抜け出るように内側キャビティと連通する出口７４が穿孔される。

本発明の他の実施形態が図８および図９に関連して示される。この実施形態において、カプセル８はそれ自体の流入・流出手段を備える。より具体的には、カプセルはプラスチックから成るカップ形状本体８０を備えており、カップ形状本体にはプラスチック蓋８１が固定される。蓋は、図９、１４、１５に更に詳しく示されるシール手段８２により本体に対してその縁部に沿って強固にクリップ留めすることができる。シール手段はバルブとしての機能を果たす。特に、本体の縁部は、上方へ立ち上がる２つの小さい平行な円形壁部から形成される外周溝８３を備える。このため、蓋は、それ自体を溝８３内に挿入するリップ８４を形成する外周壁部を有する。リップ８４は、溝８３の表面に作用する閉塞圧をハウジング内に形成するために厚い円形形状部８５で終端することができ、前記閉塞圧に打ち勝つことにより液体がキャビティまたは環状溝８３を通過しなければならない。シールリップ８４は、浸出液体が遠心力を受けているときに該液体の開放作用下でシールリップが浸出液体のための溝の径方向通路を開放できるように形成される。

蓋の外周には、本体の外縁８７上に嵌合する第２の閉塞リップ８６が設けられる。この第２のリップ８６は、カプセルの本体上に蓋をロックするように形成される。このため、リップ８６は、本体の縁部の外面８７を押圧する拡大部８６０を備える。

第２のリップ８６は、本体に対して蓋を接続するためのクリップ留め機能をもたらし、最終的には、浸出液体が通過するために克服されなければならない第２のハードルも形成する。一連のリップ８４、８６および溝８３によって形成されるこの曲がりくねった経路は、浸出液体に作用する高い剪断力を生み出す。浸出液体の流れを促進するための径方向スリット（図示せず）が第２のスリットを横切ることもできる。コーヒーの場合、これにより、より厚い、より安定したクレマを形成することができる。なお、このリップは、カプセルの構造を更に簡単にする場合には省くことができる。

カプセルの蓋の中心には、蓋から延びる管状部８８から形成される水流分配部材が設けられる。この管状部８８は、システムの注入蓋４０の水注入導管４９に取り付けることができる水注入口８９を有する。管状部８８は、カプセルのキャビティ内で外側に向けられる幾つかのスロットから形成される流れ分配手段８８０で終端する。幾つかのスロットは管状部８８の自由端に分布される。管状支持体は、スロットを画定し且つ水を多くの径方向に向けるために本体の底面に当接してもよい。例えば、スロットの数は２〜１０個であってもよい。したがって、上端からくる水は、チューブ８８を横切って、図９で特定される矢印Ｂの径方向でチューブのスロットから流出する。なお、水は、カプセルの好ましくは底部付近で且つ底部から浸出液体がカプセルから抜け出る上端へと向かう方向（すなわち、蓋と本体との間）で注入され、それにより、物質、例えばコーヒー粉末の適切な湿潤が確保される。

この実施形態に係る図８〜図１５のカプセル８は、カプセルの底部を把持し、したがって、カプセルを装置によって適切に回転駆動させることができるようにするための手段８４０を更に含むことができる。このため、手段８４０は、カプセルの底部で突出する小さい管状部を備え、該管状部内には、装置の回転駆動手段の相補的な管状部４５０を挿入することができる。

装置の駆動手段は、カプセルの底部を保持するための支持体４５１に関連付けられる駆動シャフト４５を更に備える。無論、把持手段の形状は、本発明の範囲から逸脱することなく多くの他のバリエーションをとることができる。図１２および図１３は、中心凹部８４１と、中心凹部８４１から延びる４つの弓形凹部８４２、８４３、８４４、８４５とを有する把持構造体８４０を示している。この把持構造体はロックを形成しており、該ロック内にカプセルホルダ４５１の相補的係合構造体４５０、すなわち、キーが嵌め込まれる。カプセルおよびカプセルホルダの相補的形状は、カプセルを高速で駆動させるためのギアリング機能およびシステムに適合されるカプセルだけを使用してうまく浸出できるようにするための安全機能の両方を満たすことができる。

図８および図９に関するこの実施形態において、装置自体は、先の形態の場合と同様、注入蓋およびカプセルの支持体４５１がカプセル３と連動して回転できるようにするための上側および下側ベアリング４３、４７を備える。側壁および底壁５２１から成るカップ５２０と上側閉塞カバー５２２とを有する収集アセンブリ５２がカプセルを取り囲んでいる。カバーは上側ベアリング４３を受けるのにも役立ち、一方、下側カップ５２０は、下側ベアリング４７を受けるための中心凹部を有する。カップ５２０およびカバー５２２は、浸出液体の制御されない噴出を回避するために流体密な態様で組み付けることができる。したがって、接続手段５２３を設けることができるとともに、Ｏリング５２４などの流体密シール要素が２つの部品間の緊密性を確保するのに役立つこともできる。また、収集アセンブリの外側に飲料を排出するために飲料出口チューブ（図示せず）を設けることもできる。

図８からも明らかなように、装置の駆動手段は、駆動シャフトまたは駆動コネクタ４５に結合される下側電気モータ１１を備え、駆動コネクタ４５自体はカプセルホルダ４５１に接続される。なお、カプセルホルダは、簡単なプレート支持体またはディスク４５１であってもよく、あるいは、カップとして形成される支持体であってもよい。

図８、９のシステムの浸出動作を以下のように簡単に説明することができる。

所定用量の物質を収容する前述したカプセル３が用意される。焙煎して挽いたコーヒーでカプセルを満たすことができる。カプセルは、カバーが取り外されているときにカップ５２０内に挿入され、係合構造体４５０の係合構造がカプセルの底部の凹部８４０に嵌合する状態でカプセルホルダ４５１上に配置される。カバー５２２をカップ５２０に近づけて接続することにより、水導管８９がカプセルの水注入チューブ８８と連通する状態で注入蓋４０がカプセルの蓋８１に接続されあるいは関連付けられる。装置が図８の閉位置にあるときに、管状部８８を介して導管内に水を低圧で注入あるいは流し込むことができる。一部の水は、装置の回転駆動手段によってカプセルが回転駆動される前にカプセル内の物質を湿らせ始めるために注がれることが好ましい。その後、制御ユニットがモータを始動させ、カプセルが高速で回転駆動されて、遠心浸出動作が行なわれる。遠心力の作用下で、粉末物質は、それ自体が径方向に圧縮する傾向があり、一方、水は、物質を貫通して流れるように押し進められる。これにより、物質は、圧縮されるとともに水によって念入りに湿潤される。高速回転動作に起因して、遠心力が物質塊に均一に作用する。その結果、水分配も、物質層に対して且つ物質層を通じて圧力を及ぼすために圧力ポンプを使用する通常の方法と比べて更に均一になる。結果として、適切に湿潤されない、したがって、適切に抽出されない領域をもたらし得る物質を通じた選択的な流路のリスクが殆どない。挽いたコーヒー粉末を用いる場合、カプセルの内部側壁に達する液体は、液状コーヒー抽出物である。この液体抽出物は、その後、シール手段８２に至るまでカプセルの側面に沿って上方へ流される。したがって、シール手段８２は、遠心作用下で液体により開放力を受ける。これにより、リップが外側に曲がる傾向となって、表面８５と溝の内面との間に通路が形成される。同様に、第２のリップも曲げられあるいは特定の漏れを許容してもよく、例えば、液体をカプセルから逃がすためのスリットが予め形成されていてもよい。したがって、液体は、小さい外周溝８３を通じて流れてカプセルから流出することができる。浸出液体を収集器５２によって収集して装置の外側へと受容体へ向けて案内することができる。

図１６〜図１９は本発明に係るカプセルの他の実施形態を示している。このカプセルは、カプセルを装置内で回転駆動させることができるようにその外面に同じ把持手段８４０を備えるカップ形状本体８０を有する。また、カプセルは、図１８および図１９に示される蓋８１も備える。先の形態のカプセルとは異なり、蓋８０および本体８１は、超音波溶接などの取り外し不能な接続手段によって取り付けられる。遠心力を受ける浸出液体は、本体の上方へ突出する縁部８８０に設けられる一連のスリット８１０を通過することができる。スリットは、挽いたコーヒー粒子などの固体粒子を保持するが液体をカプセルから流出させるためのフィルタとしての機能を果たすように寸法付けられる。蓋は、縁部８８０が蓋８１の径方向溝８４０（図１９）に嵌まり込む状態で接続される。また、図１７は、超音波溶接中に溶けることができるエネルギディレクタとしての機能を果たす小さいインデント８３０も示している。この形態では、カプセルは、偏向シールリップを備えておらず、単に、浸出液体がカプセルを横切ることができるようにするスリット８１０を有する。この形態のカプセルは、図８および図９に示される装置で使用することができる。

図２０には、本発明のシールされたカプセルが示されている。カプセルは、先の形態で説明したようにカップ形状本体８０から形成され、カップ形状本体には蓋８１が組み付けられる。蓋の水注入口８９はシール膜８９０で覆われる。蓋と本体との間に配置される径方向出口領域もシール膜８９１で覆われる。なお、同じシール膜が水注入口８９および浸出液体のための出口領域の両方を覆うことができる。シール膜８９１は、蓋と本体との間のラインに沿ってシールされる接着膜のリボンなどの不正開封防止要素であってもよい。リボンは、ブレードまたは同等の手段などの機械内の切断具９１０によって切断することができる。カプセルが（矢印Ｃで示されるように）回転駆動されると、切断具がリボンに近づいて接触し、それにより、リボンが自動的に切断される。カプセルはもはや不浸透性ではなくなるため、前述したように液体がカプセルの径方向縁部を通じてカプセルから逃げることができる。なお、ユーザ自身がシール膜（これらのシール膜）を除去できるように、シール膜を剥離可能な接着材料から形成することもできる。

図２１によれば、システムは、回転動作の作用下で吸引により水の注入を予見してもよい。このため、カプセルが基準付け手段４０、４１内に収容される。注入チューブ８が水リザーバをカプセルの内側に接続する。装置は、リザーバがカプセルよりも下側にあり且つカプセルの中心で引き起こされる真空によって水が輸送されるように方向付けられる。注入チューブは、好ましくは更に狭い側または底部に近い領域までカプセルに係入し、それにより、水は、物質塊全体、例えば挽いたコーヒー粉末塊全体を湿らせることができる。

なお、カプセルをその側壁が下方へ広がる状態で位置させることができる。図２２では、システムが類似するが、カプセルの方向が単に逆になっており、カプセルが上方へ広がっている。

図２１および図２２の２つの実施形態では、液体がカプセルの広い方の側へ向かう方向で物質を流通した後にカプセルから流出するように、カプセルの狭い方の側、すなわち、広がっている側と反対の側の付近で水が注入されることが好ましい。

図２３は本発明の他のカプセルを示している。カプセルは、それを装置の外部回転駆動手段に接続するための手段を備える。このため、カプセルは、その外面のうちの少なくとも１つに歯状構造体７５を有する。カプセルは、上膜７１によって閉じられ得る上縁７２を備える本体７０を有する。歯状構造体は、カプセルの本体の縁部またはリム７２よりも下側に位置する一連の歯を備える。歯は、カプセルの本体の全周にわたって配置される。カプセルの本体は、プラスチックおよび／またはアルミニウムまたはアルミニウム合金から形成することができる。例えば、カプセルの本体は、プラスチックの射出によって成形することができ、あるいは、アルミニウムで深絞りすることができる。例えば、歯の形状は、わずかに三角形、楕円形、長方形、または、ピラミッド型であってもよい。なお、歯は、起伏および／または窪み状の一連の要素などの他の同等の構造に置き換えることができる。例えば、スリット、ピン、または、小さいニードルが想起され得る。

図２３のカプセルを受ける装置自体は、相補的形状の歯状面を備える。図２４は、図２３のカプセルを受けるようになっているカプセルホルダ４４を示している。カプセルホルダはキャビティを有し、キャビティ内には窪んだ歯４４０が設けられる。窪んだ歯は、カプセルの外面上の歯７５０と嵌合するように配置される。

なお、図２３の接続構造または係合構造が図８および図９のカプセルの構造に取って代わることができあるいはその逆もあり得る。

図２５には本発明の浸出システムの他の実施形態が示されている。違いは、ここでは、収集アセブリ５２内に所定量の水を加えるために主水導管５０に加えて水バイパス導管５００が設けられている点である。所定量の水は、カプセルでの遠心浸出動作の前、最中、または、後に加えられてもよい。バイパス導管は回転蓋４００の上面で終端する。蓋４００の上面は、収集アセンブリの表面へ向けた水の流れを促進するために径方向溝または凹部などの水分配構造を備えていてもよい。制御ユニットは、飲料の上端に形成される泡が破壊されないように遠心分離によってコーヒー抽出物が供給されると同時に付加される水量が加えられるべく付加量の水の供給を制御してもよい。

本発明のシステムおよび方法は、通常の方法および装置よりも高い固形物含有量を伴う顕著な浸出結果を与える。この結果は、カプセル間で非常に再現性がある。驚くべきことに、クレマもかなり向上され、よりクリーミーで、より安定した厚い質感を伴う。

無論、本発明は、以下の特許請求の範囲に含まれる多くの変形を包含し得る。

Claims (37)

1. その内部に収容される食品物質から、浸出遠心力を使用して水を前記物質に通すことにより、遠心浸出装置内で飲料または液体食品を生成するためのカプセルであって、
   所定用量の物質を収容する筐体と、
   遠心浸出装置の外部回転駆動手段に対して当該カプセルを係合するための手段であり、カプセルを基準回転位置に維持するために当該カプセルの回転中にトルク抵抗を与えるように構成される手段と、
   を備えるカプセル。
2. 前記係合手段が、当該カプセルから突出する管状部を備える、請求項１に記載のカプセル。
3. 前記係合手段が少なくとも１つの凹部を備える、請求項１または２に記載のカプセル。
4. 当該カプセルの前記係合手段が、当該カプセルの表面に粗面部を備える、請求項１に記載のカプセル。
5. 当該カプセルの前記係合手段が、歯状構造体を備える、請求項１に記載のカプセル。
6. 浸出液体が当該カプセルから流出できるようにするための径方向開口手段を備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカプセル。
7. 前記開口手段が、少なくとも１つの径方向出口を形成しあるいは生み出す、請求項６に記載のカプセル。
8. 当該カプセルがフレア形状を有し、前記少なくとも１つの径方向出口が前記フレア形状の幅広い方の側にあるいはその近傍に配置されあるいは形成されている、請求項７に記載のカプセル。
9. 一連の径方向出口が設けられている、請求項７または８に記載のカプセル。
10. 前記開口手段は、当該カプセルが回転駆動されるときに遠心力によって移動される流体の作用により少なくとも１つの出口を形成するべく開口する、請求項７または８に記載のカプセル。
11. 前記開口手段が、当該カプセルの少なくとも１つの偏向可能部分に屈曲を与える遠心力により少なくとも１つの出口を形成するべく開口する、請求項１０に記載のカプセル。
12. 前記偏向可能部分が、当該カプセルの表面に閉塞状態で作用する弾性リップである、請求項１１に記載のカプセル。
13. 前記リップが、当該カプセルの外周キャビティ内に挿入されている、請求項１２に記載のカプセル。
14. 注入管状部を備える、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のカプセル。
15. 前記管状部が、当該カプセルの表面に水注入口を有するとともに、当該カプセルのキャビティの内側に連通する水排出口を有する、請求項１４に記載のカプセル。
16. 前記水排出口が、当該カプセルの底部の近傍であり、または該底部に接触する、請求項１３に記載のカプセル。
17. １杯分または２杯分の飲料を生成するための所定用量の物質を収容する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のカプセル。
18. 挽いたコーヒー粉末、可溶性コーヒー、または、茶を収容する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のカプセル。
19. 遠心浸出ユニット内で、浸出遠心力を使用して内部に収容される物質に水を通すことにより、前記物質から飲料または液体食品を生成するためのカプセルであって、
    所定用量の物質を収容する筐体と、
    浸出液体がカプセルから流出できるように遠心作用下で開口する開口手段と、
    を備えるカプセル。
20. 前記開口手段が、弾性バルブを備える、請求項１９に記載のカプセル。
21. 前記開口手段が、当該カプセルの壁と一体の少なくとも１つの径方向偏向可能リップを備える、請求項２０に記載のカプセル。
22. 当該カプセルが、カップ形状本体に接続される蓋を備え、前記偏向可能リップが前記蓋の一部である、請求項２１に記載のカプセル。
23. 前記偏向可能リップが、前記本体の外周溝内に挿入される、請求項２１または２２に記載のカプセル。
24. 当該カプセルが、カップ形状本体に接続される蓋を備え、前記偏向可能リップが前記本体の一部である、請求項２１に記載のカプセル。
25. 前記偏向可能リップが、前記蓋の外周溝内に挿入される、請求項２４に記載のカプセル。
26. 浸出遠心力を使用して内部に収容される物質に水を通すことにより飲料または液体食品を生成するためのカプセルであって、
    所定用量の物質を収容する気密筐体と、
    遠心力がカプセル内に及ぼされるときに浸出液体がカプセルから流出するように前記筐体の外周に配置され少なくとも１つの出口と、
    を備えるカプセル。
27. 一連のスリットが設けられる、請求項２６に記載のカプセル。
28. カップ形状本体に接続される蓋を備える、請求項２６または２７に記載のカプセル。
29. 前記少なくとも１つの出口が、当該カプセルの前記カップ形状本体のフレア形状の幅広い方の側に、またはその近傍に配置される請求項２８に記載のカプセル。
30. 当該カプセルを使用前に気密にするためにシール膜が前記少なくとも１つの出口を覆う、請求項２６〜２９のいずれか一項に記載のカプセル。
31. フィルタ容器内に収容される食品物質から、遠心力を使用して水を前記物質に通すことにより飲料または液体食品を生成するためのシステムであって、装置を備え、
    前記装置が、
    水を前記容器内に導入するための水供給手段と、
    前記容器を遠心分離が行われるよう回転駆動させるための駆動手段と、
    前記水供給手段および前記駆動手段と動作関係を成して前記容器を前記装置内に位置決めして基準付けるための基準付け手段と、
    を備えるシステムにおいて、
    前記容器がカプセルによって形成され、該カプセルが、該カプセルを取り外し可能な態様で前記駆動手段に接続するための手段を備え、前記手段が、該カプセルを基準回転位置に維持するために該カプセルの回転中にトルク抵抗を与えるように構成されていることを特徴とするシステム。
32. 前記装置が、前記カプセルの前記接続手段と係合するための相補的な接続手段を備える、請求項３１に記載のシステム。
33. 前記カプセルの前記接続手段が、以下の構造、すなわち、カプセルから突出する短い管状部、少なくとも１つの凹部、粗面部、歯状構造体、または、これらの組み合わせのうちのいずれかを備える、請求項３１または３２に記載のシステム。
34. 前記カプセルが、カップ形状本体に弾性的に取り付けられるプラスチック蓋を有する、請求項３３に記載のシステム。
35. 前記蓋および前記本体が、食品蓋を通過させるように遠心作用の効果によって開口する径方向偏向可能シール手段を介して取り付けられる、請求項３４に記載のシステム。
36. 前記偏向可能シール手段が、シートに係合する少なくとも１つの外周プラスチックリップを備える、請求項３５に記載のシステム。
37. 前記カプセルが、カップ形状本体に溶着されるプラスチック蓋を有し、浸出液体をカプセルから流出させるために前記蓋および／または前記本体に径方向出口が設けられている、請求項３３に記載のシステム。

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