TWI335808B - Device for preparing a beverage from a food substance contained in a capsule - Google Patents

Description

1335808 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種由食品物質如包含於容器的要被萃取 物質及/或溶解的物質製備飲料的裝置，更特別言之，本 發明係關於此種包含經改良穿孔及注入元件的裝置。本發 明亦關於-種改良包含於容器的物質的濕潤或溶解方法。 【先前技術】 使用包含要被萃取物質如研磨咖啡，或要被溶解物質如 巧克力產品的容器形式的預先決定、預先包裝份量以製備 飲料具許多優點，包括促進製備飲料操作、確保相當清潔 操作、及控制相當固定的量及所製備飲料的品質。 萃取或溶解包含於密閉容器物質的原則典型上在於將容 器圍在製備裝置的密閉室中，穿孔該容器的一側，在壓力 下注入一熱水量於該容器以在容器内產生壓力環境以萃取 物質或溶解之，接著經由該容器的相對側排出物質提出物 或經溶解物質，此相對側與該裝置的突出部分接觸，在内 壓的作用下打開。 貫％此原則的裝置已被敘述於如專利CH 6〇5 293及歐洲 專利242 556。根據這些文件，該裝置包括容器的外框及 中空尖端部分形式的穿孔及注入元件，在其末梢部包含一 或更多液體注入孔，該尖端部分具雙功能，其一方面打開 該容器的上方部分，及另一方面構成水進入該容器的通 道。為改善包含於容器物質的萃取及/或溶解，亦已計畫 裝備這些裝置為具許多尖端部分（每一個執行上述雙功 95l39-990912.doc l3358〇8 能）’如在文件歐洲專利1 203 554所敘述。 此種裝置的第一個缺點為，因為它們很小，使得在該尖 端部分的液體注入孔因為在水中的垢或與物質接觸而傾向 於變為快速地堵塞’特別是當在使用後該容器未立即自該 裝置移出及未清洗該穿孔元件，此影響該裝置的性能。特 別是，流動變得較不規則及喷射隨時間變得較慢。此影響 萃取條件、物質溶解、及如泡沫產生。 所以具解決這些問題的裝置為方便的。 第二，在先前技藝裝置中，濕潤方法係基於產生一或更 多在優先方向指向的分離噴射’單一、分離指向的噴射常 不足以濕潤或溶解包含於容器的物質體，而且，單一喷射 產生優先路徑及在物質體形成孔洞然而不會完全濕潤或溶 解之，所以常使用每一個在不同方向指向的許多噴射。然 而’此種濕潤或溶解方法不為完全令人滿意的因為仍產生 優先路徑。 所以需要一種方法，其更令人滿意地濕潤或溶解該物 質，而不會產生優先路徑但仍維持適當地濕潤或溶解該物 質所需的噴射速度，及若適當，使之起泡。 【發明内容】 本發明的主要目的因而為由提出一種由包含於容器的要 被萃取物質及/或溶解的食品物質製備飲料的裝置以克服 上述先前技藝的缺點，其使得特別是防止因鍋垢累積或物 質殘餘所形成的穿孔及注入元件的注入孔之堵塞而造成的 流量減少。 95139-990912.doc 1335808 為此目的，本發明係關於一種由包含於容器的食品物 質，如要被萃取物質及/或溶解的物質製備飲料的裝置， 該裝置包括容納容器的外框、至少一個具在壓力下接收液 體的通道之穿孔及注入元件’該穿孔及注入元件被設計為 突出該外框及在至少一個裝置的操作位置穿孔該容器的一 側以允許液體自該通道引入該容器，該裝置特徵在於該穿 孔及注入元件具以配有端點的關閉裝置之閥形式排列的末 端，該閥被設計為在第一位置，稱為停止位置，關閉該通 道，及在液體施於彈性元件的壓力作用下打開以壓力作用 排空通道及因而在第二位置，稱為工作位置，產生經由該 通道喷霧的液體層。 此種穿孔及注入7L件的構造具自行清潔的優點，因在沒 有來自液體的壓力，流體流經的路徑為關閉的且僅在液體 於通道被施壓後打開。因為在錢力存在時，路徑由關閉 裝置關閉’任何因鋼垢或物質殘餘的堵塞問題被避免，即 使在使用後該容器未立即自該裝置移出 根據本發明方法的較佳具體實施例，該穿孔及注入元件 大體上位於該容ϋ外框中心且被設計為以至少—個液體層 的形式產生多方向發散噴射1薄層有利地持續沿該尖端 部份的周圍延伸以大體上圓形方式噴霧包含於該容器的物 質。此特別構形由此使得可簡易地分布-致的水層於360 度的扇形。 較佳為’該穿孔及注入元件 件的末知被札向以穿孔或撕裂 -谷盗的面及因而允許水進入該容器。 95139-990912.do, 丄 W5808 較佳為’該穿孔及注入元件包括定義該通道的管狀本 體’此管狀本體包括連接至該液體引入口的近端孔及以該 尖端部份定義該路徑的末端孔。該末端孔及該近端孔由該 通道連結，及該關閉裝置具在該管狀本體滑動的後導位部 件且該尖端包括位於該管狀本體外部周圍表面的延伸之外 部周圍表面。 憑藉此結構，在穿孔時，該關閉裝置可承受抵抗該穿孔 ^ 及'主入元件的该管狀本體，故其不會干擾該薄膜的穿孔。 而且，/又有任何當該元件自該容器抽出時該關閉裝置絆住 該薄膜的風險。 本發明目的亦為提出一種濕潤及/或溶解包含於該容器 的物質以製造飲料之新穎方法，其包括藉由穿孔及注入元 件穿孔該容器及在壓力下將液體注入該容器以濕潤及/或 溶解該物質。該元件被排列以將液體以至少一個薄層的形 式注入該容器，該薄層以連續、分散及多方向的方式延 伸覆蓋在a亥谷器内圓弧上的0霧表面。如此，此種喷霧 結構具分散該液體於大面積的優點並維持喷射粉末及速度 的優點但避免產生穿過該物質的孔洞或優先路徑的分離指 向喷射的缺點。當此種孔洞或優先路徑產生時，一些物質 未被萃取或溶解’造成固體物質及飲料口味的損失及所以 較差品質的飲料。 較佳為，該薄層覆蓋在該容器内介於3〇及360度間的噴 霧表面’較佳為介於120及360度之間。液體可自該容器中 心軸注入；在此情況較佳為具多方向圓形層或於360度延 95139-990912.doc •10· 1335808 伸0 該注入亦關於中心轴偏移；在此情況較佳為具至少兩個 喷霧層，每一個以45至180的弧度噴霧，較佳為12〇至18〇 度。該喷霧層較佳為以儘可能喷霧最寬的表面橫向地指引 至飲料自該谷出現的方向’及因而允許經注入液體接著 流經該質體，如此，確保該整個質體被濕潤及較少的優先 路徑被產生。一般，飲料流出方向對應於該容器的轴及所 以對應於垂直，或對應於接近垂直的方向。該層或擴展的 方向亦相關於此橫軸方向向上或向下特別是以多至約3 〇度 地些微傾斜。 較佳為’該薄層具少於或等於〇·5 mm，較佳為少於〇.3 mm的厚度，此種厚度確保液體以具足夠動能的噴射形式 出現以溶解該可溶物質及克服當液體通過要被萃取物質以 到達該容器邊緣時所產生的壓損。 該薄層係藉由在該穿孔或注入元件的至少一個槽縫得 到，此槽縫可為固定的或，相反的，僅在注入時打開以回 應來自流體的壓力。槽縫在來自流體壓力的作用下打開之 優點為其為自行清潔的，確保可再產生的循環接著循罈的 物質濕潤及/或物質溶解，然而，固定的擴展為更簡=及 較不昂貴的設計。 【實施方式】 參考第1及2圖，製備裳置！的具體實施例以截面區 明’此農置包括在壓力下穿孔及注人液體的系統2 為熱或冷水’在此實例所示的裝置可在容 ：： 之）兩個 95139-9909l2.d〇c 1335808 不同注入深度的位置間切 的第一下方子組件，i形狀及尺載體4〇形式 八… 丨4狀及尺寸被適應以容納至少一部 : 該容器3可為關閉的、打開的或部分打開的容 具體實施例’該容器包括含要被萃取及/或溶 ^物貝的密閉室及保持部分如膜3〇,其在室内壓力增加 的作用下打開’與銜接裂置如釋壓元件37接觸，該銜接裝 置可形成-部分容器本身或形成_部分容器載體該容 器亦較佳為包括收集所萃出液體或《昆合物的裝置31及為直 特有的輸送管裝置32,與整體開口裝置合併，#呈傳送產 品而不需與該裝置（特別是與該容器载體叫直接接觸之優 點，確保不致有飲料的交又污染、較佳的衛±、較少清潔 及製備裝置的實際設計的更大簡易性。更特定言之，該容 器包括由塑膠或其他材料所製造的盤33，以形成或容納該 功能兀件，稱之為釋壓元件、密閉開口膜3〇及輸送管裝置 32。該盤33可藉由密封於該容器的密封邊緣％第二入口膜 35而被關閉以形成室34。自然地，該容器的結構可為其他 設計及/或形狀而不偏離本發明範圍。該容器可包括主要 由以相當方式插入該裝置的彈性材料（香囊）所形成的本 體。 較佳容器被詳細敘述於申請於一月13日2003年歐洲_PCT 專利申凊案第03/003 84號’其全文併入此處作為參考。 該裝置1包括與該容器載體40密閉的第二子組件或穿孔 及注入系統2以定義接收該容器3的外框。該穿孔及注入系 95139-990912.doc 1335808 統2包括具在壓力下接收液體的通道之中央穿孔及注入元 件5 ’該穿孔及注入元件5被設計為突出該外框及在至少一 個該裝置1操作位置穿孔該容器3以允許液體經由該通道被 弓丨入該容器3。在所示實例中，該穿孔及注入系統2具與該 元件5為整體的啟動裝置6以將之移動至在該容器内的各種 濕调位置。為進行此目的，該穿孔及注入元件5通過相關 緊密相關於該容器載體40移動的中心7。要了解，頭部底 面可相對於固定載體40移動或反之，或者二者在封閉室内 為可移動的。以鐘型可移動載體（在其餘敘述稱為"可移動 鐘6")形式的啟動裝置被裝設於該中心7，該中心7藉由伴 Ik回復裝置（未示出）的許多導向管70、71在相關於該可移 動鐘6的變化被導引使得在該裝置的打開位置，該中心7大 致被壓向該可移動鐘的端壁。 該中心7進一步包括被排列以緊密施壓於該容器載體4〇 的周邊邊緣41的周邊密封裝置7 4，如彈性體密封，該中心 7因而為在關閉時最接近該容器入口表面施壓的部件，由 此允許該中央穿礼及注入元件5被引入穿過該容器，更精 確地為穿過該容器入口膜35。額外密封元件75亦圍繞該穿 孔及注入元件以防止流體穿過該注入系統及自裝置外倒回 升高。 在所示實例中，啟動該穿孔及注入元件或可移動鐘的裝 置與該元件5整合及依據其相關於該容器載體的相關位置 改良該穿孔及注入元件在該容器内的位置，由此改變濕潤 包含於該容器的密閉室之物質的構造。更精確言之，該可 95139-990912.doc 13 1335808 移動鐘6具以容器形式為函數的偵 J 1貝例裝置，其可由盥該容 器的互補邊緣360相合的連接邊緣6〇 、 时 啄0形成及因而能夠依據 该谷态邊緣的寬度將該鐘6於方向八抱 一 U A推離该碩部底面7(如第 2圖所示）。所以引入該穿孔及注 3 兀件的位置依據該容器 疋否具寬邊緣或與該鐘6邊緣相合的邊緣延伸或是具窄邊 ，的結構而假定兩個不同位置，使得該鐘邊緣不符:該容 器的互補邊緣。在第1圖中，該裝置係在一種結苴

該容器具寬邊緣或延伸36以將該鐘6推回及由此停止該穿 孔及注入元件5於接近該容器3的入口之引入位置。此種位 置使得在入口大致上注入該流體至該物質床為可行其非 常合適用於要被萃取的磨碎產品。 第2圖顯示一種結構，其中該容器具較窄邊緣，其允許 當裝置關閉時該鐘6沿該容器载體通過，而不需將之推 回。在此情況，該穿孔及注入元件5被允許到達在該容器3 内的較深位置，此種位置對經由其底面濕潤物質為有利 的，由此逐漸地散開該物質質體，對可溶物質，此種濕潤 方法為特別有效的。 第3至5圖詳細顯示該穿孔及注入元件5的較佳具體實施 例，其配置於本發明裝置。由第3圖可特別看見該穿孔及 注入元件5包括定義在壓力下接收來自液體供應，典型上 為裝置的熱水供應（未示出）的液體之中間路徑或通道 80a(以箭頭L表示）的管狀本體8〇。 近端5a包括開口進入通道8〇a的孔82及於此以密封方式 壓合至喷嘴84以連接至該裝置的水供應。 95139-990912.doc •14· 1335808 = ::=以閥的形式排列’其包括可移動的密 ^ “破°又计為在柄為關閉位置的第-位置開閉兮 通道斷的末端部分（第3及4圖）及，在稱為工作位置的第 位置及在液體L於彈性元件9〇的壓力作用下打開以釋放末 端孔或通道92(第5圖）及產生經由路㈣嗔霧的液體層Μ。 該密閉裝置86具結束於-點的圓錐形狀的端點部分86及 在該管狀本體80的通道8Ga滑動的後導向部分％。該密閉 裝置86的尖端部分88之功能為當該裝置被使用時穿透該容 器3的t口薄膜35，且後端部分％的功能為導引該密閉裝 置在該管狀本體80的移動。 亦可在第3至5圖看到該密閉裝置8 6的尖端部分具位於該 管狀本體80的外部周邊表面的延伸的外部周邊表面％，此 結構使得自該容器3抽取該穿孔元件5及防止該密閉裝置％ 在此抽出期間絆住該薄膜35更為容易。 6亥密閉裝置86在其尖頭後方進一步包括肩部表面1〇〇， 當該密閉裝置在靜止位置時，其可施用壓力於在該管狀本 體80末端製造的互補形狀的環狀表面104。 邊被閉裝置的後導向部分96包括開口 102，故當該密閉 裝置6在其工作位置，液體可自該近端孔流至該肩部表面 100及經由路徑92進入該容器。 5亥禮、閉裝置86更伴隨位於該通道80a的彈性元件90，其 將該密閉I置86回復至其靜止位置，於此該肩部表面1〇〇 施用壓力於環狀表面104以消除該路徑92及密封該通道80a 為關閉。根據未示出的變化，該密封被插入該肩部表面 95139-990912.doc 1335808 100及該環狀表面104之間。該彈性元件9〇較佳為包括I A 彈簧，沿該通道8〇a的縱軸延伸的第一直 ，田被_驅動進入 後導向部分而繫緊於該後導向部分96， 竟 — ^ /、弟一·端被繫緊 於该官狀本體内。在所示實例中，該第二 娜两飼形的且鉤 於在孔82橫向驅動進入該管狀本體的检1〇6。

在=示實例中，該穿孔及注入元件5大體上被放置於容 納該容器3的外框中央且在後導向部分96製作的開口五的被 排列以產生以連續沿該元件5的尖端部㈣帛目持續延^ 的液體層94的形式的多方向分散喷霧。此構型使得以均勻 圓形方式噴霧包含該容器3的物質為可行。 因該路控92開孔的尺寸係依據液體L注入該元件$的麼力 及該彈性元件90的回程力而定，這兩個參數被調整以得到 具所欲厚度的液體層。較佳為，這些參數被調整以得到少 於0.5 mm ’典型〇.3 ram的液體層94。 做為變化’在後導向部分96的開口 102亦被構型為產生 不同形狀的液體層’例如圓扇形的形狀，特別是在該穿孔 及注入元件5不再置於容納該容器3的外框中央，而是在該 外框的周圍時。 第6a及6b圖顯示該穿孔及注入元件的變化具體實施例， 以110表示’其可被用於根據本發明裝置。如在這些圖中 所見’該穿孔及注入元件丨丨〇包括產生薄液體層形狀的分 散噴射的注入裝置112。在所說明實例中，這些裝置112包 括橫向於該元件11〇的縱軸方向延伸及與液體引入口 114相 通的兩個固定槽縫112a及U2b。名稱”固定槽縫"表示其尺 95139-990912.doc -16- 寸及形狀不隨時間變化的槽縫。該兩個槽縫的每一個覆蓋 互補的角扇形使得它們一起覆蓋360度的扇形。該穿孔及 注入元件110因而產生在圓形扇形上延伸的分散喷射，其 足夠寬以大體上濕潤在該容器上方部分的所有物質特別 疋虽其被置於該容器中央。因與該元件110的製造之相關 原因，要注意槽縫1123及1!213彼此逐高度地補償，不消 說，槽縫的數目及形狀不限於所敘述實例及熟知本技藝者 可計晝不同數目及形狀的槽縫只要它們產生覆蓋所欲角扇 形的喷射。 要注意槽縫112a及112b皆被排列使得該薄液體層大體上 連續於360度的角扇形產生，而且這些槽縫被排列以產生 厗度少於或等於0.5 mm及較佳為少於〇 3 mm的液體層。為 進行此目的，每一個槽縫較佳為約〇 5 mm高。 根據此變化具體實施例的有利具體實施例（未示出），定 義液體嗔射方向的槽縫112a及112b的轴與水平成〇。及25。間 的角度，及較佳為約15。的角度。由這些孔注入的液體因 而以更分佈狀態向上指引及先向該薄膜35的底側反射及接 著朝物質床向下指引。以此方式，該物質更均勻地被濕 潤。 自然地’亦可計晝放置該穿孔及注入元件11〇於該容器 内的偏心位置，更精確為接近該容器的侧壁。在此情況 下，一或更多槽縫被指引朝向該容器中央以產生重疊以形 成薄液體層的許多發散噴射，此薄液體層於120。及360〇 間’較佳為約180。的角扇形喷霧及濕潤包含於該容器的上 95139-9909l2.doc -17- 1335808

方部分的物質。 亦可叶晝藉由經由該穿孔及注入元件以足夠數目分佈於 角扇形的許多個別、分離孔產生薄液體層。該孔接著必須 足夠接近的在一起且不產生空氣區域，而是，相反地，形 成相當連續的液體層。 本發明當然不限於以上所敘述具體實施例且要了解對熟 知本技藝者明顯可進行的各種修改及/或改良仍在所附請 求項所定義的本發明範圍内。 【圖式簡單說明】 本毛月的其他特徵及優點於項取以非限制說明的方式之 不例具體實施例的敘述，及參考所附圖式時呈現，其中： 圖1及2為根據較佳具體實施例製備飲料的裝置之區段視 圖’該裝置以兩個不同的操作模式表示； 圖3為根據本發明裝置的穿孔及注入元件之區段視圖； 圖4及5分別為在靜止位置及工作位置的穿孔元件的細部 之部分區段的透視圖， 圖6 a及6 b分別為可被用於本發明裝置的該穿孔及注入元 件的變化具體實施例的透視及區段透視圖示視圖。 【主要元件符號說明】 1 製備裝置 2 穿孔及注入液體系統 3 容器 5, 110 穿孔及注入元件 5a 近端 95139-990912.doc • 18- 1335808 5b 末端 6 可移動鐘 7 容器載體40的 30 膜 31 收集裝置 32 輸送管裝置 33 盤 34 室 35 第二入口膜 36, 361 密封邊緣 37 釋壓元件 40 容器載體 41 周邊邊緣 60 連接邊緣 70, 71 導向管 74 周邊密封裝置 75 密封元件 80 管狀本體 80a 通道 82 孔 86 密閉裝置 90 彈性元件 92 通道 94 液體層 中心 95139-990912.doc -19- 1335808

96 後導向部分 98 外部周邊表面 100 肩部表面 102 開口 104 環狀表面 106 栓 112 注入裝置 112a，112b 固定槽縫 114 液體引入口 360 互補裝置 A 方向 α，β 角度

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Claims (1)

1. 竹年(0月日修(吏)正替換頁 月 ------ 1335808 第093124417號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(99年1〇 十、申請專利範圍·· 種由包含於容盗的食品物質（如要被萃取及/或溶解的 物邊）製備飲料的裝置，該裝置包括接收該容器的外框、 具在壓力下接收液體的通道之至少一個穿孔及注入元 件，該穿孔及注入元件被設計為突出該外框及在至少一 個該裝置的操作位置穿孔該容器的一個面以允許液體自 該通道被引入該容器，該裝置特徵在於該穿孔及注入元 件具配有末端的密閉裝置之閥形式排列的末端，該閥被 s史計為在第一位置，稱為停止位置，關閉該通道，及在 液體施於彈性元件的壓力作用下打開以壓力作用排空通 道及因而產生在第二位置，稱為工作位置，經由該通道 喷霧的液體層。 2. 根據請求項1的裝置’其特徵在於該穿孔及注入元件大 體上位於該容器外框中心且被設計為以至少一個液體層 的形式產生多方向發散喷射。 3. 根據請求項1或2的裝置’其特徵在於該液體層持續沿該 穿孔及注入元件之一尖端部份的周圍延伸及以大體上圓 形方式噴霧包含於該容器的物質。 4. 根據請求項1或2的裝置，其特徵在於該穿孔及注入元件 包括定義該通道的管狀本體，在於該管狀本體包括連接 至該液體引入口的近端孔及以該尖端部份定義該路徑的 末端孔’該末端孔及該近端孔由該通道連結，及在於該 關閉裝置具在該管狀本體滑動的後導位部件。 5. 根據請求項4的裝置，其特徵在於該尖端包括位於該管 95139-991029.doc 曰修(細 狀本體外。P周圍表面的延伸之外部周圍表面。 根據吻求項5的裝置，其特徵在於該密閉裝置在其尖頭 後方包括施用麼力於在該管狀本體末端環狀表面的肩部 表面及在於該後導向部分包括在工作位置允許液體自該 近端孔极至該肩部表面及經過路徑的開口。 才f據月東項6的裝置’其特徵在於在來自液體壓力不存 在寺《亥费P4裝置的肩部表面藉由該彈性元件保持為壓向 該環狀表面，該通道被密封而關閉。 8. 根據明求項6的裝置，其特徵在於該彈性元件包括位於 汶通道的螺旋彈簧及在於該彈簧由第一端繫緊於該密閉 裝置的後導向部分及由第二端繫緊於與該管狀本體為一 體的鉤元件。 9. 根據明求項丨或2的裝置，其特徵在於該液體層具厚度少 於或等於0.5 mm，較佳為少於〇 3 mm。 95139-991029.doc 1335808 七、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（1 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 1 製備裝置 2 穿孔及注入液體系統 3 容器 5 穿孔及注入元件 6 可移動鐘 7 容器載體40的中心 30 膜 31 收集裝置 32 輸送管裝置 ’ 33 盤 34 室 35 第二入口膜 36 密封邊緣 37 釋壓元件 40 容器載體 41 周邊邊緣 60 連接邊緣 70, 71導向管 74 周邊密封裝置 75 密封元件 360 互補裝置 95139-990912.doc 1335808 A 方向 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無）

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