TWI276582B - Method for preparing a beverage from a capsule and device for carrying out the method - Google Patents

Description

I276582 九、發明說明： 發明所屬之技術領域 本發明關係一種由包囊製備飲料或液態食品 包囊容有待抽出之物質；以及執行此方法之裝置 (二） 先前技術 已知如何由容有例如爲咖啡之待抽出產品之 飲料，其如在國際專利申請案W0 92 0 7 77 5之所 被承納在一裝置之包囊載具或容器之內，可被密 向一射入頭，其係被設計供作射入熱水至包囊中 囊載具或容器之底部備有穿破包囊底部之機構， 或若干其他被抽出之飮料從包囊流出。 (三） 發明內容 在已知之各裝置中，不同的系統備供注水進 若干系統含有一柵格，備有多個用於分佈射入之 包囊上方的多孔膜，其如歐洲申請案EP 0 006 1 。射入頭亦可備用多個釘子，如USP 3 607 297 擊穿密閉包囊之薄膜。在若干系統中，射入頭包 個射入釘’各有注水通道並穿破包囊上方之薄膜 設於射入釘內之射入通道將水直接射入包囊。備 構之射入頭給予一種優點，能夠提供一種具有上 之包囊’其在使用之前不須將膜除去。 具有單一釘子之射入系統，水之射入小孔設 內’所具缺點爲不能均勻分佈射入之水使通過容 內之產物’而且如此將助長形成有差異的流動通 之方法， 包囊製成 述。包囊 封壓緊抵 之用。包 以使咖啡 入包囊。 水遍及於 7 5之所述 所述，供 含一或數 ，以經由 有穿孔機 方密封膜 於包囊之 納於包囊 道，經過 1276582 待抽出之物質。結果待抽出產物之抽取，由於差異流動通 道所予的低阻力，抽取不會完全，且在過程中包囊內之抽 取壓力大爲減少。 具有備有多個穿孔釘的射入頭的系統，如u S 3 3 2 7 6 1 4 、EP 604 6 1 5或EP 1 203 5 54等所述，形成差異通道之問 題’與使用單一射入釘者比較雖有所減少，然而並未消除 〇 在所有已知之系統內，於抽取當中，所射入之水，其 通過包囊所容產物之流動阻力趨於減小，尤其在抽取的最 後階段。 鑒於上述各項缺點，本發明之一項目的在於提供一種 從容有具待抽取物質產品之包囊製備飮料或液態食品之方 法，其爲具有效率且能妥善抽取該物質。 本發明之另一項目的爲提供一種裝置和一種容有具有 待抽取物質產品之包囊，用於製備飮料或液態食品，其係 能夠妥適抽取該物質者。 其爲有利於提供一種用於製備飮料或液態食品之方法 和用於執行此方法具有包囊之裝置者，能夠改善所得飮料 或液態食品之口味和組成。 其爲有利於提供用於執行此方法之一種具有包囊之裝 置，尤其是用於製備咖啡或巧克力並使其能夠產生厚泡沬 者。 本發明之各項目的是達成於用一種如申請專利範圍第 1項用於製備飮料或液態食品之方法，藉由使用如申請專 1276582 利範圍第5或8項用於製備飮料或液態食品之裝置，並藉 由使用如申請專利範圍第1 1項用於製備飮料或液態食品 而容有具有待抽取物質產品之一種包囊。 其有利者，根據本發明之方法、裝置和包囊將使之能 夠確保射入包囊內之水有良好之分佈，並維持在包囊內之 反壓，以使在包囊內待抽取之產品被妥適抽出。 再者’根據本發明之方法、裝置和包囊使其能夠避免 开夕成有差異的流動通道。如果產品在包囊內遺留廢餘材料 如磨細的咖啡者，則由包囊上方薄膜所施抵向待抽取產品 之壓力，一面避免形成有差異的流動通道；另一方面使其 可以維持對射入壓力的反抗壓力；因而確保抽取作用在整 個抽取循環當中進行於高的壓力，使抽取作用適當，並令 其可以達成整個容於包囊內的產品達成較具風味而更徹底 的抽取作用。更且，在整個抽取循環當中，高壓使其可以 獲得非常良好的泡沬。 泡沬的回收更可被改改善，在包囊載具底部設置一收 集器部位，具有以邊壁界定的一個向上突出的小孔，設有 局部外流孔隙，用於淸除流體抽取物，有一部分泡、沫則流 經收集器部位向上突起的小孔。 如果產品不遺留任何廢餘的材料，亦即抽取完全，其 如粉化的巧克力或奶粉，則根據本發明之方法、裝置和包 囊能夠有一完全而可形成良好泡沬的抽取作用。 其他有利的目的和特點將易從申請專利範圍各項，從 說明書，並從所附圖式而明顯可見。 1276582 (四）實施方式 參考各圖，一種用於從容有具待抽取物質之產品2之 包囊1製備飮料或液態食品之裝置，包含一射入頭3和一 包囊載具4，可用一刺尖系統或某些其他系統緊壓抵向射 入頭，如第2圖至第4圖所示。包囊載具4有一邊壁5和 中底壁6，共同形成上穴部7a，在其中窩置包囊1。邊壁5 具有略成錐形之形狀，與實質上亦爲錐形形狀之包囊側壁 8配合。其有利者，中底壁6也可以設爲帶有多個穿孔釘9 ，並具有外流小口 1 〇，通過該壁而延伸，其中各釘之所設 計是用於刺穿包囊底壁1 1之形狀。 其有利者，包囊之底壁1 1可爲一凹狀（從外面觀看）， 在射入當中當包囊內到達某一壓力時即向外鼓起，於此狀 況使其能夠以穿孔釘9刺穿底壁1 1，並供所抽取飮料經由 過濾壁6之外流小口 1 〇流出。液體流入位在中底壁6和底 壁1 2間之包囊載具下穴部7b內。 包囊載具4之底壁12具有一外流通道13，其爲被從 相對於底壁1 2之最低點1 5向上凸起之唇部1 4所圍繞，其 中之唇部1 4含有一或多個孔隙1 6，延伸至下穴部7b最低 點1 5，求使液體充份從包囊載具抽淸。向上之凸唇1 4使 其能夠供在下穴部之液體2 8表面上浮起之泡沫2 7進入抽 淸通道1 3，同時在液體無泡沫時經由向上凸起之小口時排 空。此種系統使其能夠比習用系統，其中抽淸通道在最低 點位置具有平的小口者’維持較大量的泡沬。 包囊1含有一撓性薄膜1 7 ’被焊著或膠著於一環狀凸 1276582 緣段1 8，其爲由包囊1之邊壁8 —端1 9徑向延伸。凸緣 段1 8和撓性薄膜〗7之焊著部兩者在設於射入頭上之環狀 密封20和包囊載具4之上凸緣段2 i之間被夾持。包囊底 壁Π和邊壁8較佳成爲單件而由聚合物射出成形製成，其 如用聚丙烯或任何其他能夠被回收之塑膠材料。邊壁8和 底壁1 1形成一個薄殼，其係比撓性薄膜1 7相對較爲剛硬 者。撓性薄膜1 7較佳也製自一或多種聚合物，選擇其具耐 €彈性變形及/或永久變形能力者。較佳之撓性薄膜製自與 殼部8、1 1相關或相同之材料，其爲利於從事包囊之回收 〇 較有利者，撓性薄膜1 7以多層片形成，其如多層聚丙 烯片，以謀改善抗拉強度及其可變形性（彈性及/或永久）。 鑒於薄膜承受在抽取當中射水之高壓，變形相當大，因此 甚爲重要。多層薄膜較爲有利者以用多於五層形成者較爲 有利。其已發現七層者可連到適合特定用途之彈性特質和 抗拉強度特質。 在抽取當中，環狀凸緣段1 8有作爲能耐受薄膜所施加 之拉力而爲支持物，不但是因爲凸緣段在徑向R有高度剛 性，而且也因爲凸緣段是被壓而保持於包囊載具與射入頭 之環封2〇之間。 射入頭3含有一本體22，其爲具有供水通道2 3 ’有開 口在備有多個穿孔釘25之穿孔表面24上’各穿孔釘互有 間隔而分佈於穿孔表面24上。在此具體例中’供水通道實 質上啓開於穿孔表面24之中央，但也可以設置若干個供應 1276582 通道開口在穿孔表面上的不同位置。穿孔表面24之直徑大 約等於或小於包囊撓性薄膜1 7之直徑。 穿孔釘2 5較佳具有錐形形狀，亦即其爲具有實質爲圓 形之截面。穿孔釘也可以有橢圓截面或任何其他平滑之形 狀（亦即無任何銳緣），其爲漸細而止於穿孔釘末尾。穿孔 釘形狀之母線2 9較佳爲直線，但也可爲曲線。 其有利者，無銳緣之穿孔釘表面使其能夠獲得通過撓 性薄膜17而形成具有平滑之邊緣26(見第2a圖）之孔26, 甚至無銳角部位，以避免在拉力施於薄膜時使其被破裂。 穿孔釘之錐體角度較佳在3 0與5 0 °間。錐角和釘穿透 入薄膜1 7之深度決定所穿之孔2 6之直徑。穿孔釘穿透薄 膜1 6之穿透深度，特別於射入頭在其「備射」較低之位置 時，如第2圖所示，隨從包囊內產品2所給予之阻力而定 〇 所以，薄膜1 7之彈性和永久變形性質，結合穿孔釘之 形狀（具有平滑表面和某一角度之錐體），使其能夠形成孔 2 6，其爲具有一種使薄膜有耐撕裂的形狀，且其較大或較 小之大小隨充塡包囊產品之量與其細密性而定。所以，包 囊所充塡產品2較少，刺穿薄膜之孔則較小。在穿孔當中 若在產品無給予反抗阻力之狀況中，孔26之直徑將隨穿孔 表面2 4之形狀，撓性薄膜1 7之彈性和塑性而定，並隨穿 孔釘之形狀而定。 當水在壓力下經由供水通道2 3射入時’撓性薄膜在壓 力下變形，如第3圖所示，並從射入頭之穿孔表面24移開。 -10- 1276582 在壓力下之水經由多個於薄膜表面之孔2 6流過撓性薄膜 ，並濕著在包囊內之產品。在包囊內之壓力增加造成底壁 1 1鼓起向外，且該壁因而迅速投抵濾壁6之穿孔釘並予穿 孔，於是使液體2 8能夠流入下穴部7b，如第4圖所示。 在抽取時，由撓性薄膜作用於包囊內產物之壓力，可 以使產品保持比較緊密而防止形成有差異的流動通道。另 一方面，薄膜所施之壓力使其也能夠在整個抽取循環當中 確保流體流經產品之反抗阻力依然很高，因此能改善產品 之濕著，和其抽取作用及泡沬之產生。 撓性薄膜1 7之變形程度取決於射水於其表面7a與其 面向包囊內側表面7b間之液壓差△ P。壓力差△ P是隨孔 2 6之大小和數量而定。此等孔2 6之大小尤其爲薄膜1 7給 予其被釘2 5穿孔的阻力之函數。此阻力特別隨在包囊8所 容產品2之量而定。此種情況確保包囊8所容產品2壓緊 的自動調整。在包囊中之產品較少，則薄膜之變形較大而 水之流動較低，其亦限制差異性通道的形成。 穿孔表面24之較佳形狀是凸起形，如第6圖所示，與 實質上爲平直之包囊撓性薄膜17嚙合。穿孔表面24、24’ 、24”之曲率或多或少可以突顯出有強大曲率之穿孔表面 24”之情形中，撓性薄膜甚至能夠凹下（從外面觀看），如指 標177斤示。具有強大曲率之穿孔表面24”之射入頭，在包 囊1被充入少量產品時，例如用茶所引起之情形，可以非 常有用。 穿孔表面也可以具有凹陷之形狀24”’，其爲在包囊完 -11- 1276582 全充滿而撓性薄膜1 7 ”具凸起形狀之情形（從外面觀看）。在 此情形’若被壓緊之廢餘材料留在包囊內而體積大於包囊 外殻和「凹陷」位置之薄膜（對稱於「凸起」位置）所限定 之體積，由於不接受抽取在初始階段之拉力變形，或完全 不展現剛性，則撓性薄膜1 7 ”本身甚至可以成爲半剛性並由 熱成形定形。 (五）圖式簡單說明 第1圖爲一種用於製備飮料或液態食品之裝置之局部 剖面，表示射入頭和包囊載具之部位，在載具中窩置一充 有具待抽取物質之產品之包囊，射入頭和包囊載具是在一 種初始位置，等候抽取； 第2圖爲與第1圖相似之圖面，然而所具射入頭是在 其「備射」位置’亦即密接壓抵在包囊載具中的包囊上面； 第2 a圖是細部圖，說明用射入頭的穿孔釘穿透包囊的 撓性薄膜； 第3圖是一與第2圖相似之圖面，是在注水之初始階 段； 第4圖是一與第3圖相似之圖面，是注水在更進一步 之階段； 第5圖是射入頭和包囊之變更之剖面；以及 第6圖是根據本發明射入頭和包囊另一種變更之剖面。 主要元件符號說明 1 包囊 2 產品 -12- 1276582 3 射入頭 4 包囊載具 5 邊壁（包囊載具） 6 中底壁（包囊載具） 7a 上穴部 7b 下穴部 8 邊壁（包囊） 9 穿孔釘 10 外流小口 11 底壁（包囊） 12 底壁（包囊載具） 13 外流通道 14 唇 15 最低點 16 孔隙 17 撓性薄膜 1 7' 撓性薄膜 17，， 撓性薄膜 1 7a5 1 7b 側面 18 凸緣段 19 邊壁端部 20 環封 2 1 上凸緣段 22 射入頭本體

-13- 1276582 23 供 水 通 道 24 穿 孔 表 面 24' 穿 孔 表 面 2 4丨， 穿 孔 表 面 25 穿 孔 釘 26 穿 透 孔 27 泡 沬 28 液 體 29 釘 形 母 線

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Claims (1)

1. 防―— Η*月\十日修（矣)正本 第93 1 1 9 027號「由包囊製備飮料的方法及執行此方法之 裝置」專利案 (2006年4月修正） 十、申請專利範圍： 1 · 一種用於從容有具有待抽取物質之產品之包囊製備飮料 或液態食品之方法，包囊具有能夠作明顯的彈性或永久 變形之撓性薄膜（1 7)，該方法包含刺穿多個遍佈於撓性 薄膜之孔（26);和注水至撓性薄膜上，使得在容於包囊 內之產品之方向中有相同的變形，且在其中水經由各該 孔穿透進入包囊的步驟，其中被穿孔釘剌破之孔之大小 是受控制於包囊被塡充之程度或包囊內產品之緊密性， 以便影響在撓性薄膜兩側面（17a，17b)間的液壓差ΛΡ， 獲得在包囊內所容產品壓緊性之自動調節。 2 · —種用於從容有具有待抽取物質之產品之包囊製備飮料 或液態食品之方法，包囊具有形成剛性容器之外殻（8, 1 1) ，和封閉外殼之開口側並能夠作明顯的彈性或永久變形 的撓性薄膜（1 7 )，該方法包括的步驟爲：刺穿多個遍佈 於撓性薄膜之平滑孔（2 6);及注水於撓性薄膜上，使得 薄膜在包囊內所容產品之方向中變形，並在其中使水經 由平滑孔穿透入包囊而不致被撕裂。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中撓性薄膜藉由含有 穿孔表面（24)之射入頭（3)穿孔，多個穿孔釘（25)遍佈於 穿孔表面，且至少有一供水通道（23)開啓於穿透表面， 穿孔釘具有削尖而平滑之形狀，無任何銳邊。 4 ·如申請專利範圍第2項之方法，其中撓性薄膜藉由含有 1276582 / 穿孔表面（24)之射入頭（3)穿孔，多個穿孔釘（25)遍佈於 穿孔表面，且至少有一供水通道（23)開啓於穿透表面， 穿孔釘具有尖小而平滑之形狀，無任何銳邊。 5.如申請專利範圍第1、2、3或4項之方法，其中包囊之 撓性薄膜具有實質上平坦之形狀，且在其中射入頭之穿 孔表面具有凸起之形狀，若從外面觀之，此穿孔表面迫 使撓性薄膜抵向在包囊內之產品，或施加張力至薄膜。 6 ·如申請專利範圍第5項之方法，其中由穿孔釘所刺穿之

   孔之大小受控制於包囊被充塡之程度或包囊內產品之緊 密性，以便影響在撓性薄膜兩側面間之液壓差ΔΡ而獲 得在包囊內所容產品之壓緊性之自動調整。 7 · —種從容有具有待抽取物質產品之包囊製備飮料或液態

   食品之裝置，其中該裝置含有一射入頭（3)，包含一具 有實質上爲彎曲而凸起之形狀之穿孔表面（2 4)，備有多 個穿孔釘（2 5 )，遍佈於穿孔表面上，且至少有一供水通 道（23)開啓於穿孔表面，該等穿孔釘具有平滑的削尖形 狀而無銳邊，具有小於60°之平均錐角。 8 ·如申請專利範圍第7項之裝置，其中穿孔釘實質上具有 實質爲錐形並有實質上爲直線之產生器。 9·一種製備飮料或液態食品之裝置，其特徵在於含有一包 含底壁（12)和中底壁（6)之物體或包囊載具（4)，中底壁（6) 爲濾壁形狀而具有多個穿孔釘（9)和外流小口（1〇)，一低 穴部（7b)設於濾壁（6)與底壁（12)之間，底壁含有一外流 通道（13)，被相對於低穴部（7b)最低點（15)向上凸起之 唇（14)所圍繞。 -2- 1276582 10.如申請專利範圍第 9項之裝置，其中向上凸起之唇（14) 具有長孔或孔洞型式之開口（ 1 6)，能夠使液體在最低點 從包囊載具流出。 1 1 ·如申請專利範圍第7或8項之裝置，其中該裝置含有 一包含底壁（12)和中底壁（6)之物體或包囊載具（4)，中 底壁（6)爲濾壁形狀而具有多個穿孔釘（9)和外流小口（1〇) ，一低穴部（7b)設於濾壁（6)與底壁（I2)之間，底壁含有 一外流通道（13)，被相對於低穴部（7b)最低點（IS)向上 凸起之唇（1 4)所圍繞。 12.如申請專利範圍第11項之裝置，其中向上凸起之唇（14) 具有長孔或孔洞型式之開口（ 1 6)，能夠使液體在最低點 從包囊載具流出。