CN101677706B - 使用煮泡离心力的用于制备饮料或液态食品的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过利用煮泡离心力使水通过容纳于过滤容器(3)中的食品物质来从该食品物质制备饮料或液体的方法，该方法包括：将水供入容器(3)中；驱动该容器进行离心旋转，以迫使水在离心流动路径中流动通过该物质到达容器的出口装置；其中，该容器在使用前由一密封的胶囊(3)形成，该胶囊被打开以将水引入胶囊；所述胶囊容纳预定剂量的食品物质且在使用后被丢弃。

Description

使用煮泡离心力的用于制备饮料或液态食品的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种从食品物质制备饮料或液态食品的方法，其通过利用施加于容纳该食品物质的容器上的离心力来煮泡或提取该食品物质。本发明还涉及一种用于实施该方法的系统。

背景技术

已知制备饮料，其中利用离心力来分离由煮好的咖啡和咖啡粉末组成的混合物。这种混合物是通过将热水和咖啡粉末混合在一起保持一确定的时间而获得的。然后迫使水通过筛子，粉末材料存在于该筛子上。

诸如在EP 0367600B1中，现有系统包括将咖啡粉末布置在容器中，该容器通常是机器的不可移除部分。这种设备具有许多缺陷。首先，必须在容器中适当地人工量取咖啡粉末。其次，被离心的咖啡废料变干，并且其必须通过刮擦容器的表面来被移除。结果，咖啡制备需要大量人工处理并且非常费时。通常，咖啡新鲜度也可变化很大并且这会影响咖啡品质，这是因为咖啡通常来自散包装或者咖啡是在容器本身中由咖啡豆研磨而成的。

另外，取决于咖啡的手动量取以及煮泡条件(例如，离心速度、容器尺寸)，杯品质可变化很大。

因此，这些系统从来没有实现重要的商业上的成功。

在DE 102005007852中，机器包括可移除的保持件，容器的开口杯状部分布置在该保持件上；其它部分或盖子与机器的驱动轴关联。优点在于能够方便地去除和清洁容器。但是，一个缺陷是高强度的人工处理。另一个缺陷是由于缺少对粉末的量取的控制以及缺少对咖啡粉末的新鲜度的控制，难以控制咖啡的品质。

WO 2006/112691；FR2624364；EP0367600；GB2253336；FR2686007；EP0749713；DE4240429；EP0651963；FR2726988；DE4439252；EP0367600；FR2132310；FR2513106；FR2487661；DE3529053中描述了用于通过离心力煮泡咖啡的其它设备。

离心力对煮泡咖啡或其它食品物质的影响与使用高压力泵的普通“espresso”类型的煮泡方法相比存在许多优点。在“espresso”类型的煮泡方法中，掌控影响被分送的咖啡的提取质量的所有参数是非常困难的。这些参数通常是压力、随压力而减小的流率、也影响流动特性并且依赖于咖啡研磨颗粒大小的咖啡粉末的压实度、温度、水流分布等。

发明内容

因此，需要提出一种新的提取过程和适合于该提取过程的胶囊，其中提取参数可被更好且更独立地控制，从而可被更好地掌控以便控制最终被煮泡的液体的品质。

还需要提供一种能煮泡不同种类的饮料特别是咖啡饮料、例如espresso、过滤咖啡或拿铁咖啡(cafélatte)等的系统，该系统能同时调整每种饮料的煮泡特性从而可获得最佳的饮料。特别地需要一种多用途系统，该多用途系统提供了一种容易、简单的控制煮泡参数、特别是在物质床层上的煮泡压力的范围的方式。

同时，需要一种与现有技术的离心设备相比更方便的方法，该方法通过对重要的品质参数例如容器中的剂量和新鲜度进行更高的控制来提供更好的杯中品质。

本发明更一般地涉及一种用于通过利用煮泡离心力使水流经过滤容器中容纳的食品物质来从该食品物质制备饮料或液体的方法，该方法包括：

将水供入容器中，

驱动该容器进行离心旋转，以迫使水在离心流动路径中流动通过该食品物质到达容器的出口装置，其中，该容器在使用前由一密封的胶囊形成，该胶囊被打开以便将水引入胶囊；所述胶囊容纳预定剂量的食品物质，且在使用后被丢弃。

该胶囊可以气密的方式被密封，以保持容纳于其封壳内的食品物质的新鲜度。该胶囊可以在设备中例如通过刺穿胶囊自身而被打开，或者可选择地在胶囊插入设备之前例如通过刺穿胶囊或移除胶囊的密封箔而被打开。

该胶囊可以在插入饮料制备设备中之后通过刺穿胶囊而被打开，以将水引入胶囊。

该胶囊还可以在通过提供至少一个通道插入饮料制备设备中之前通过刺穿或移除胶囊的密封箔而被打开，以将水引入胶囊。

该方法更特别地涉及在饮料制备设备中通过利用煮泡离心力使水流经过滤容器中容纳的食品物质来从该物质制备液态食品或饮料，该方法包括：

将水供入容器中，

驱动该容器进行离心旋转，以迫使水在离心流动路径中流动通过该食品物质到达该容器的出口装置，其中：

该容器在使用前由密封的胶囊形成；

该胶囊容纳一定剂量的食品物质；

该胶囊布置于饮料制备设备中；

该胶囊被打开，以便将水引入胶囊；

在饮料制备设备中通过胶囊的离心作用从胶囊煮泡液体后，从饮料制备设备移除胶囊以被丢弃。

该术语“密封”胶囊指的是，该胶囊由具有阻气性质的材料制成，且以流体密封的方式被密封，从而防止空气进入胶囊中。此外，该胶囊优选地容纳有改善胶囊中的物质的新鲜度的惰性/不活泼气体。该胶囊还可以包裹有外部保护膜，在胶囊布置于设备中之前移除该保护膜。

优选地，该胶囊容纳有用于制备一份或两份(例如杯)饮料的一定剂量的物质。饮料杯的容量通常在约25至220mL之间。

用于一杯咖啡的物质剂量可以是例如介于4至8克之间的焙烤咖啡和研磨咖啡。

应指出，通过这种方法获得惊人的改善的煮泡结果，其能够导致杯中咖啡固体的量高于使用压力的方法(例如使用由泵加压的煮泡水的“espresso”类型的方法)。在不受理论限制的情况下，认为水流通过离心作用更均匀地分布，且相比于使用由压力泵获得的正压力的传统方法，其在咖啡床层中产生较少的或不产生优选流动路径。

胶囊中的食品物质可以是研磨咖啡粉末、速溶咖啡、茶、巧克力、增白剂(whitener)、香料及其组合。

胶囊优选地以至少5000rpm、更优选地介于5000和16000rpm之间的离心速度被驱动旋转。令人吃惊地，在如此高的转速下，使用容纳研磨咖啡的胶囊获得改善的咖啡脂(coffee crema)。与由传统方法获得的具有较大气泡尺寸且含水较多的一般的脂相比，该脂具有更多的乳脂浓度，类似于油和水的真实乳状液。

当然，该速度还取决于食品配料的性质。对于茶叶，该离心速度优选较低，以提供浸泡而不是压力提取。特别地，对于茶叶，该离心速度介于10和1000rpm之间，更优选地介于50和500rpm之间。

该胶囊可包括一密封盖，该密封盖可包括一柔性膜。该膜可以包括由聚合物、铝和/或铝合金制成的阻气和支承层。

该胶囊还可包括其上用密封盖密封的杯状体部。该杯状体部还包括阻气材料。该材料可以是金属例如薄铝和/或塑料。

在另一实施例中，该胶囊由两片密封的柔性箔制成。该箔可以对称地设置，以形成两个相同的侧壁并在周边接缝处焊接。

在另一模式中，该胶囊包括附装于杯状体部的塑料盖。该塑料盖和体部可通过包括可挠曲的密封唇缘的卡紧构件联接。该可挠曲的唇缘设计成使得，其在传递至离开胶囊的煮泡液体的离心力的作用下打开。在该模式的一变型中，该胶囊包括一焊接于杯状体部上的塑料盖，一系列预制的周边出口设置于该盖和/或体部中，以使煮泡液体在离心力的作用下离开胶囊。该预制的周边出口可以是一系列小尺寸的小的狭缝，以便还过滤煮泡液体和将物质的固体颗粒保持在胶囊中。该盖和体部可以因此通过超声波或任何合适的连接方法被焊接。

本发明的方法包括在基本没有压力时将热水引入胶囊的操作。水可以使用吸气或汽化的原理通过热水供给机构引入。

可选择地，对于更高的流动一致性，热水可以使用诸如是蠕动泵或隔膜泵等的低压泵引入。

该方法还包括在水被引入密封的胶囊之前或之时形成至少一个周边液体出口的操作。

该出口可以刺穿在胶囊的盖上。出口也可以刺穿在胶囊的侧壁上。

在一模式中，通过在胶囊的周边区域处的刺穿形成多个出口。该方法具有需要更简单的胶囊的优点。可以选择出口的数量以控制煮泡液体的流率。由于出口连续地径向取向，因此形成排出胶囊的煮泡液体的高压层或射流。

优选地，在本发明的方法中，煮泡液体还被收集以形成可导入杯中的液态食品或饮料的均匀流动。

在一模式中，在胶囊中通过在由离心力实现的液体的压力的作用下产生的开口来形成至少一个周边出口。

本发明还涉及一种通过利用离心力使水通过过滤容器中容纳的食品物质来从该食品物质制备饮料或液态食品的系统，该系统包括：

包括如下装置的设备：

-用于将水引入容器中的供水装置，

-用于驱动容器进行离心旋转的驱动装置，

其中，该容器由容纳食品物质的胶囊形成，该胶囊能插入设备中以煮泡液态食品，并能在液态食品煮泡之后从该设备中移除，

该系统还包括参考定位装置(referencing means)，该参考定位装置用于在设备中以可移除的方式、与供水装置成操作关系、和沿驱动装置的旋转轴线布置和定位胶囊。

优选地，该胶囊在插入设备中之前是气密密封的容器。

在本发明的系统的一方面中，该胶囊包括(布置成)截头锥形的侧壁，促进了煮泡液体越过物质到胶囊出口的排放。

在另一可能的方面中，该胶囊具有可回弹地附装于杯状体部上的刚性盖。该刚性盖可以是塑料的。该盖和体部可以通过一可径向挠曲的密封装置联接，该密封装置在离心作用下打开以使煮泡液体通过。例如，该可挠曲的密封装置可包括接合于杯状体部的座部中的盖的至少一个周边塑料唇缘，或反之亦然。

本发明还涉及一种通过使水通过容纳于胶囊中的食品物质来从该食品物质制备饮料或液态食品的设备，该设备包括：

-用于将水引入胶囊中的供水装置，

其中，该设备还包括用于在设备中沿旋转轴线布置和定位该胶囊的参考定位装置、以及用于驱动该胶囊进行离心旋转的驱动装置。

该参考定位装置设计成用于以可移除的方式容纳该胶囊。该参考定位装置设计成用于在设备中与供水装置和驱动装置成操作关系容纳该胶囊。该参考定位装置包括具有凹腔的胶囊保持件，其可被旋转驱动。该胶囊保持件可以以高于7500rpm的速度被驱动旋转。该胶囊保持件例如通过一驱动轴连接于电机，该驱动轴设置成用于围绕一中心旋转轴线驱动胶囊保持件。该参考定位装置包括在胶囊的注入表面上闭合的水注射盖。该盖和胶囊可以共同作用围绕胶囊闭合，同时留出一收集室。该驱动装置包括以旋转布置联接于该胶囊保持件和/或盖的电机和轴。该胶囊保持件和盖可以沿轴承/支承件回转。该收集室优选地包括径向围绕胶囊的表面。该收集室可以联接于用于将煮泡液体导入接受器(例如杯)中的导管。

该设备可选地包括一旁路导管，该旁路导管设置成在收集器中添加一部分水而不使该部分水进入胶囊。被添加的一部分水使得能够制备具有一部分煮泡液体和一部分水的较大体积的饮料。对于大量咖啡，例如美式咖啡(Americano-type)，由于咖啡饮料的总体积不通过胶囊，可以避免研磨咖啡的过度提取且可以减少苦味。由此得到味道改善的大量咖啡饮料。

根据本发明的另一方面，该设备包括一控制单元，该控制单元适于改变用于驱动胶囊离心旋转的驱动装置的速度，从而在胶囊中提供不同的离心压力。结果，可以容易地使胶囊中的煮泡压力条件适合于要煮泡的饮料的种类。更优选地，该控制单元被编程，以提供至少两种不同的离心速度。例如，第一转速包含在500至15000rpm的数值范围内，第二转速包含在5000至20000rpm的数值范围内。例如，可以通过控制单元设定低速度值，以煮泡诸如是美式咖啡的具有较少泡沫或没有泡沫的咖啡。可以通过控制单元设定较高速度值，以煮泡诸如是espresso或lungo咖啡的具有大量泡沫的煮泡咖啡。通过使液体剪切式地通过胶囊中的通道并且还通过煮泡液体--该煮泡液体以较高能量冲击收集器表面从而产生具有截留的气体的乳状液--来获得泡沫(例如咖啡脂)。因此，液体的冲击在表面上的动能对泡沫的改善是决定性的。在常规的产生“水活塞(water piston)”的espresso类型的方法中不会发生该现象，因为离开该胶囊的液体没有足够的速度。

附图说明

本发明的其它特征将在下文对附图的详细说明中显现。

图1是本发明的系统的示意图；

图2是本发明的系统的处于打开位置且插有胶囊的煮泡模块的示意图；

图3是本发明的系统的处于闭合位置且封装有胶囊的煮泡模块的示意图；

图4是第一实施例中本发明的系统的详细截面图；

图5是本发明的设备的另一实施例的分解图；

图6示出了可用于根据图4或图5的本发明的设备中的密封的胶囊；

图7示出了在本发明的系统中在使用后的胶囊；

图8是第二实施例中本发明的系统的详细截面图；

图9示出了图8的系统的细部；

图10示出了图8和图9的系统中的胶囊的杯状体部的截面图；

图11示出了该杯状体部的夹紧边缘的详细视图；

图12示出了图10的杯状体部的细部、即接合连接的截面图；

图13示出了图12的细部的平面图；

图14示出了图8和图9的系统中的胶囊的盖的截面图；

图15示出了图14的盖的可挠曲密封装置的详细视图；

图16示出了根据另一实施例的胶囊的杯状体部的截面图；

图17示出了图16的杯状体部的细部的截面图；

图18示出了连接于图16和17的实施例的胶囊体部的胶囊的盖的截面图；

图19示出了图18的盖的细部；

图20示出了密封的胶囊和用于移除胶囊的密封的操作模式；

图21示出了根据另一可能的实施例的本发明的系统的示意图；

图22示出了根据再一实施例的系统的示意图；

图23示出了根据又一实施例的系统的示意图；

图24示出了根据本发明另一模式的胶囊的视图；

图25示出了根据本发明又一实施例的本发明的系统的煮泡模块处于闭合位置时的示意图。

具体实施方式

在图1中更概括地示出了本发明的系统1。该系统包括设备2和胶囊3。该设备具有煮泡模块4，胶囊可以插入该模块中以被煮泡，并在使用后被移除以丢弃(例如用于废弃或再利用)。该模块与容纳新鲜水或可选择地热水的贮水器5流体连通。可以在水路中提供诸如低压泵6的流体传输装置，以将水从贮水器传输至模块。此外提供一热水器7，以将水加热至所需温度。应指出，水可以在贮水器自身中加热，且可以通过汽化作用从贮水器传输。水可以低压或基本无压地供入模块4。例如在模块入口8处可以设想比大气压力高0至2巴之间的压力。

煮泡模块4可包括用于将胶囊保持于模块中的预定位置的参考定位装置40、41。该胶囊可以保持在略微倾斜的位置以促使煮泡液体向煮泡液体出口9的流出。例如相对于竖直方向的倾斜角度可以在2至65度之间。该参考定位装置可以包括胶囊保持件410和注射盖400。保持件410和盖400都安装成沿旋转轴线I旋转。该胶囊保持件包括具有所要接纳的胶囊的形状的凹腔。该盖设计成以可移除的方式靠着胶囊保持件安装。可以在模块中形成一液体通道42，以使液体能够从该胶囊排出并收集入固定的出口9。

驱动装置10设置成用于驱动盖400和胶囊保持件410共同旋转，且该胶囊也因此旋转。为此，该驱动装置包括具有轴的电机11，该轴连接于胶囊保持件以驱动胶囊保持件41旋转。由于该盖40安装于胶囊保持件41上，所以该盖以与胶囊保持件相同的速度被驱动旋转。

该设备的收集装置的表面在温度方面可被调节，从而使流出胶囊的煮泡液体维持适当的温度且在到达杯子之前不变凉。为此，盖组件40和/或胶囊保持件组件41可与加热元件46相关联，以例如通过电热丝或厚膜等将胶囊保持件维持在加热后的调节温度。

图2和图3示出了该胶囊的离心作用的原理的详细视图。该设备包括具有保持件410的胶囊保持件组件41，该保持件具有插有胶囊3的截头锥形的壳体44。该保持件通过轴承/支承件43沿旋转轴线I安装。该注射盖组件40设置有内部盖400，该内部盖400可以在设备闭合时以可沿轴线I枢转的方式安放于盖组件40的固定支承部分401上(图3)。

盖组件和胶囊保持件组件沿横向轴线A在如图2所示的打开位置和图3的闭合位置之间相关联。

注射盖40内表面布置有刺穿结构450，该刺穿结构具有刺穿胶囊的注入侧30的功能。设置有水注入装置或喷头50，该水注入装置或喷头横穿注入侧30且包括用于将水从水路导入胶囊的注水管。该水注入装置50优选地位于胶囊中心。因此水能在胶囊盖30和胶囊底部31间的位置处注入胶囊。水注入装置的出口相比于靠近盖而言更靠近底部31，从而水能首先润湿胶囊底部区域中的物质。该盖还包括在周边位置处安置于盖的内侧上的出口刺穿元件51。优选地，多个刺穿元件51沿盖的周边均匀布置。此外，该胶囊包括倾斜的侧壁32，该侧壁沿刺穿元件51刺穿的周边开口或出口的方向从底部31向顶部30变宽。该盖还设置有收集组件52，该组件包括围绕胶囊的周边开口的内室53和一管嘴530，该管嘴形成用于将液态食品的饮料导入接受器或杯子中的管。应指出，该设备的上部40和下部41之间不需要密封结构。由于水依靠重力作用被推动，水径向且均匀地流入胶囊的侧壁32，以向胶囊周边横过物质和向上沿侧壁32到达周边开口。该煮泡液体因此冲击收集组件52的外表面，并因此被收集并仍然依靠重力作用被推入收集管嘴530。该系统的优点在于具有较低的轴向压力，从而对高机械闭合力具有较小的要求。该技术相对简单，因为工作在低电流下的电机足以提供实施该煮泡过程所需的动力。此外可以使用诸如是“热水瓶”(thermos)或气体的多种类型的加热装置。

图4示出了本发明的更复杂的系统。该系统包括与沿下轴承43安装的中心旋转杆45相关联的胶囊保持件41，该轴承由支座46支承。杆45的下端联接有旋转电机11。在相对侧，盖40沿中空旋转杆48联接于上轴承47，用于使水通过导管49横穿旋转杆48进入胶囊中。该旋转杆45安装于该系统的上部框架60上。在盖40的侧面上定位有一系列针状物51，以在该胶囊的上侧的周边形成小的穿孔。针状物的数量可设定在5至50之间，优选地在10至30之间。针状物的数量越多，液体的分配可以越均匀。当针状物51接合于胶囊中时，该盖由胶囊本身驱动旋转，该胶囊通过转动体45驱动。

该转速可以设定成介于大约5000至20000rpm之间。为此，在设备中设置有用于调整转速的控制单元C(图1)，该转速根据要煮泡的饮料而不同。转速越高，胶囊中液体施加的离心压力越大，压紧于胶囊侧壁上的物质越多。同样，速度越高，液体在胶囊中的停留时间越少。

例如对于茶，转速可以最低以使得能够实现水缓慢传输通过茶叶团块并实现沏茶。

对于研磨咖啡，该速度应该较高，即，高于5000rpm，优选地在大约8000-16000rpm的范围内，从而在杯中的咖啡固体含量和脂的质量方面实现最佳提取条件。令人惊讶地发现，与通过使用标准espresso煮泡方法相比，得到的脂更加呈乳脂状。

因此，根据要煮泡的饮料的种类，该控制单元能够被编程以调节最佳离心条件。例如，该控制单元可与能够识别胶囊种类、即espresso、lungo、卡布奇诺(cappuccino)、拿铁、茶等的胶囊识别系统相关联，并根据插入设备中的胶囊来调整速度和/或其它煮泡参数(例如水温)。

煮泡液体收集于支座46的收集室52中，并通过收集管9排出。

图5示出了另一实施例，其中，注射盖40通过卡口式连接装置55或任何等效连接装置连接于胶囊保持件41。在该实施例中，只需要一个下轴承(未示出)。胶囊保持件41和盖40由此连接在一起，且都沿下方的旋转轴45旋转。该胶囊保持件包括用于接纳该胶囊的凹腔550。该注射盖然后通过卡口装置55沿螺旋形上紧力连接于胶囊保持件。例如，该卡口装置可包括盖上的一系列径向伸出的突出部，其适配于胶囊保持件的边缘上承载的一系列钩件中。可以通过布置于盖上侧的夹紧部61实现上紧。然而，该组件必须使液体从盖和保持件之间通过。因此盖和保持件之间的密封接合是不希望的。也可确保预先限定的间隙，以用于通过盖和保持件间的分界面上的预定尺寸的狭槽或凹部来控制煮泡液体的流出。

也可以围绕煮泡封壳40、41布置比胶囊保持件大的杯状的收集组件46，以用于收集煮泡液体。该收集组件支承于该设备的连接有电机11的基座62上。在杯(状的收集组件的)侧面设有一液体导管9，该导管略微向下倾斜以使液体向接受器(例如饮料杯)的方向流动。

图6和图7示出了可适配于根据图2至5的不同实施例的设备的胶囊。在图6中，该胶囊7包括杯状体部70，该杯状体部具有向上取向的侧壁76和底壁77。该侧壁构成促进煮泡液体在内部的收集的锥形部分。该杯状体部终止于向外升高且密封有盖71的上缘72。该盖可以是数微米的柔性可刺穿的铝和/或塑料的膜。该盖可以焊接于该杯状体部的上缘72上。需要指出，该膜和杯状体部优选地包括诸如是铝或EVOH的阻气层。

该胶囊容纳从下列中选取的物质，包括：研磨咖啡、速溶咖啡、茶、诸如是奶制或非奶制成分的增白剂、清凉茶(草药茶，herbal tea)、营养物质、烹调配料及其混合物。

图7示出了设备中在物质煮泡完毕后的胶囊。穿过该盖穿刺一中央进水口73以使水注入装置50通过。在盖的侧壁上与内部凹腔相通地穿刺出口74，以使煮泡液体流出胶囊。

参考图8和9说明本发明的另一实施例。在该实施例中，胶囊8包括其自身的入流和出流装置。更具体地，该胶囊包括塑料制成的杯状体部80，其上固定有塑料盖81。该盖可以通过图9、14和15中更详细说明的密封装置82沿体部的边缘紧紧夹于该体部上。该密封装置用作阀。更具体地，该体部的边缘包括周边凹槽83，该凹槽由向上立起的两个小的并行的和圆形的壁部分形成。为此，该盖具有形成插入凹槽83中的唇缘84的周边的壁部分。该唇缘84可以由较厚的圆化的形状85结束，以在壳体中凹槽83的表面上产生闭合压力，必须克服该压力以使液体通过凹腔或环形凹槽83。该密封唇缘84设计成使得其能够在液体的作用下在凹槽中打开用于煮泡液体的径向通道，在该液体被离心时(该液体)打开(该通道)。

盖的周边设置有适配于杯状体部的外缘87上的第二闭合唇缘86。该第二唇缘86设计成提供盖在胶囊的杯状体部上的锁定。为此，该唇缘86包括压在杯状体部边缘的外表面87上的增大部分860。

该第二唇缘86产生用于将盖连接于杯状体部上的卡紧作用，且最终还形成煮泡液体通过所需要克服的第二障碍。由该系列唇缘84、86和凹槽83形成的曲折路径在煮泡液体上产生高的剪切力。该第二唇缘也可由促使煮泡液体流动的径向狭缝(未示出)横穿。对于咖啡，这可能导致产生较厚且较稳定的脂。应指出，在胶囊的较简单的结构的情况下可省略该唇缘。

胶囊的盖的中央设置有水流分配构件，该水流分配构件由从盖伸出的管状部分88形成。该管状部分88具有可安装于该系统的注射盖40的注水导管49上的进水口89。该管状部分88结束于由胶囊凹腔内的多个向外导向的狭槽构成的流动分配装置880。多个狭槽分布于管状部分88的自由端。该管状部分可以抵接该杯状体部的底面，以便为狭槽划分边界和用于沿多个径向方向引导水。例如，狭槽的数量可以介于2和10之间。因此，来自顶部的水将横穿管子88，并将沿图9中标识的箭头B的径向方向在狭槽处离开该管。应指出，水优选地接近胶囊底部并且沿从底部至顶部的方向(即，在盖和杯状体部之间)注入，从而确保诸如是咖啡粉末的物质的适当润湿，煮泡液体从顶部离开胶囊。

根据该实施例的图8至15的胶囊8还可以包括用于夹紧胶囊底部并从而使该胶囊能够由设备适当地驱动进行旋转运动的装置840。为此，该装置840包括在胶囊底部中突出的小的管状部分，设备的旋转驱动装置的互补的管状部分450可插入该小的管状部分中。

设备的驱动装置还包括与用于接纳胶囊底部的支座451联接的驱动轴45。当然，该夹紧装置的形状可以具有很多不背离本发明的范围的其它变型。图12和13示出了具有中央凹部841和从中央凹部841伸出的四个弓形凹部842、843、844、845的夹紧结构840。该夹紧结构形成一锁，该锁中适配有胶囊保持件451的互补接合结构450，即，钥匙。该胶囊和胶囊保持件的互补形状使得既能够实现用于高速驱动该胶囊旋转的传动功能，又能实现用于确保只有适合于该系统的胶囊才能被使用和被成功煮泡的安全性功能。

在图8和9的实施例中，如上述模式中一样，设备自身包括用于使注射盖和胶囊451的支座能够连同胶囊3旋转的上、下轴承43、47。具有杯520的收集组件52围绕该胶囊，该杯由侧壁和底壁521及上闭合盖件522形成。该盖件还用于接纳上轴承43，同时下部杯520具有用于接纳下轴承47的中央凹部。该杯520和盖件522可以流体密封的方式装配，以避免煮泡液体的不可控制的投射。因此，可设置连接装置523，诸如是O形环524的对流体密封的密封元件也可用于确保两部分间的密封。也可设置一饮料出口管(未示出)，以将饮料排出收集组件。

如图8所示，该设备的驱动装置包括联接于驱动轴或驱动连接器45的下部电机11，该驱动轴或驱动连接器自身又连接于胶囊保持件451。应指出，胶囊保持件可以是简单的板式支座或盘451或杯状支座--例如如果该胶囊没有足够刚性的侧壁。

图8和图9的系统的煮泡操作可以简述如下：

提供上述容纳一定剂量的物质的胶囊3。该胶囊可以用焙烤和研磨咖啡填充。当盖件移开时将该胶囊插入杯520，并放置于胶囊保持件451上，使得接合结构450的接合结构适配于胶囊底部的凹部840中。将盖件522向杯520靠近和连接，然后将注射盖40连接或联接于胶囊的盖81，水导管89开始与胶囊的注水管88连通。当该设备处于图8的闭合状态时，水可以通过管状部分88以低压注入或只是被泄入管路。优选地，在胶囊由该设备的旋转驱动装置驱动旋转之前，一些水泄入，以开始润湿胶囊中容纳的物质。然后控制单元启动电机，从而驱动胶囊高速旋转，以实现离心煮泡操作。在离心力的作用下，粉状物质趋向于径向地压紧，而水被迫流经物质。这导致物质既紧实又被水完全润湿。由于高速旋转运动，离心力均匀地施加于物质的团块上。因此，与使用压力泵在物质床层上或通过物质床层施压的常规方法相比，水的分布更均匀。结果，通过物质的优选流动路径的风险较小，通过优选流动路径会导致不完全润湿并因此不完全提取的区域。使用研磨咖啡粉末时，到达胶囊内壁的液体将是液态咖啡提取物。该液态提取物随后被迫沿胶囊侧壁向上流动直至密封装置82。密封装置82因而受到由在离心作用下的液体施加的开口力。这导致趋向于向外弯曲的唇缘在表面85和凹槽的内表面之间产生通道。类似地，第二唇缘也被迫弯曲，或者可选择地可能会例如通过用于使液体溢出胶囊的预先制成的狭缝允许一定的泄漏。该液体因此能流经小的周边凹槽83，并能流出胶囊。煮泡液体从而可以由收集器52收集，并从设备导出至接受器中。

图16至19示出了根据本发明的胶囊的另一实施例。该胶囊具有杯状体部80，该杯状体部在其外表面处包括同样的夹紧装置840，以用于使胶囊能在该设备中被驱动旋转。该胶囊还包括图18和19中所示的盖81。与上述模式的胶囊相反，该盖81和杯状体部80通过诸如超声波焊接的永久连接手段连接。被离心的煮泡液体能通过设置于杯状体部的向上突出的边缘880上的一系列狭缝810流动。该狭缝定尺寸成使其作为过滤器，以用于保留诸如是研磨咖啡颗粒的固体微粒，而使液体离开胶囊。该盖与装配到盖81的径向凹槽840中的边缘880连接(图19)。图17还示出有小的凹痕(indent)830，其用作能在超声波焊接期间熔化的能量引导装置。在本模式中，该胶囊不包括挠曲密封唇缘，而是简单地具有用于使煮泡液体横过胶囊的狭缝810。该模式的胶囊可以在图8和9示出的设备中使用。

图20中示出了本发明的密封胶囊。与上述模式所述的相同，该胶囊由杯状体部80形成，盖81组装到该杯状体部。该盖的进水口89由密封膜890覆盖。位于盖和杯状体部之间的径向出口区域也由密封膜891覆盖。应指出，相同的密封膜可以覆盖进水口89和煮泡液体的出口区域两者。该密封膜891可以是沿盖和杯状体部之间的线进行密封的显启元件(tamperevidence element)，例如是粘性膜的带子。该带子可以在机器中由切割工具910、诸如刀片或等效装置进行切割。当胶囊被驱动旋转时(如箭头C所示)，该切割工具靠近而接触带子，因此自动切割该带子。该胶囊由此不再密封，液体可以如前所述通过该胶囊的径向边缘流出胶囊。应指出，该密封膜也可以由可剥离的粘性材料制成，从而使用者自己可以将其移除。

根据图21，该系统还可在旋转动力的作用下通过吸气将水注入。为此，胶囊被容纳于参考定位装置40、41中。注水管8将贮水器与胶囊内部连接。设备取向成使得该贮水器位于胶囊下方，且水通过在胶囊中心产生的真空进行传输。该注水管还将接合于胶囊内部，向上直至优选接近于更窄的一侧或底部的区域，从而使水能润湿全部物质诸如研磨咖啡粉末。

应指出，该胶囊可以使其侧壁向下变宽地布置。图22中的系统相似，但只不过其胶囊的取向相反且向上变宽。

在图21和22的实施例中，水优选靠近胶囊更窄的一侧、即与变宽侧相对地注入，从而使液体沿胶囊的较宽一侧的方向流经物质并随后流出胶囊。

图23示出了本发明的另一胶囊。该胶囊包括用于将其连接于设备的外部旋转驱动装置的装置。为此，胶囊在其至少一个外表面上具有带齿结构75。该胶囊具有体部70，其包括可以由上部膜71密封的上缘72。该带齿结构包括位于胶囊的体部的边缘或边沿72的下方的多个齿。该齿沿胶囊的体部的整个周边布置。胶囊的体部可以由塑料和/或铝或铝合金制成。例如，其可以通过注射塑料或由铝深冲压被模制。例如齿的形状可以是略微三角形、卵形、矩形或金字塔形。应指出，该齿可以由任何其它等效结构替代，例如一系列的浮凸和/或中空的元件。例如可以设想狭缝、销或小的针状物。

本身接纳图23的胶囊的设备包括具有互补形状的带齿表面。图24示出了适于接纳图23的胶囊的胶囊保持件44。该胶囊保持件具有内部设置中空齿440的凹腔。该中空齿布置成配合胶囊的外表面上的齿750。

应指出，图23的连接或接合结构可以替代图8和9中的胶囊的结构或者相对应。

图25中示出了本发明的煮泡系统的另一实施例。不同之处在于，除主要的水导管50之外设置有用于在收集组件52中添加一定体积的水的水旁路导管500。可在离心煮泡操作之前、期间或之后在胶囊中添加一定体积的水。该旁路导管终止于旋转的盖400的上表面。该盖400的上表面可以包括诸如是径向凹槽或凹部的水分配结构，以促使水向收集组件的表面的流动。控制单元可以控制被添加体积的水的输送，以便在咖啡提取物通过离心作用被输送的同时添加该体积(的水)，从而使饮料顶部产生的泡沫不会被破坏。

本发明的系统和方法提供了与普通方法和设备相比具有较高固体含量的显著的煮泡结果。该结果可以在胶囊和胶囊间再现。惊人地是，脂可被显著改善，具有更富乳脂、更稳定和更浓厚的质感。

当然，本发明可包括许多变型，这些变型都被包含在所附的权利要求的范围内。

Claims (43)

1.用于在饮料制备设备中通过利用煮泡离心力使水通过过滤容器中容纳的食品物质来从该食品物质制备饮料的方法，该方法包括：

将水供入过滤容器中，

驱动该过滤容器在饮料制备设备中离心旋转，以迫使水在离心流动路径中流动通过该物质到达过滤容器的出口装置，

其中，该过滤容器在使用前由一密封的胶囊形成，该胶囊被打开以便将水引入胶囊；所述胶囊容纳预定剂量的食品物质且在使用后被丢弃。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在将胶囊插入饮料制备设备中之后，通过刺穿胶囊而打开该胶囊，以将水引入胶囊。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，在通过提供至少一个通道将胶囊插入饮料制备设备中之前，通过刺穿或移除该胶囊的密封箔来打开该胶囊，以将水引入胶囊。

4.根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，该胶囊容纳一定剂量的用于制备一份或两份饮料的物质。

5.根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，该胶囊容纳研磨咖啡粉末、速溶咖啡、茶、巧克力、增白剂、香料及其组合。

6.根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，该胶囊以气密的方式被密封。

7.根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，该胶囊以至少500rpm的离心速度被驱动旋转。

8.根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，水基本无压力地被引入胶囊。

9.根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，在水被引入胶囊之前或之时形成至少一个周边饮料出口。

10.根据权利要求9的方法，其特征在于，在胶囊的盖上刺穿出该周边出口。

11.根据权利要求9的方法，其特征在于，在胶囊的侧壁上刺穿出该周边出口。

12.根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，通过在由离心力实现的液体的压力的作用下产生的开口来形成所述胶囊的至少一个周边出口。

13.根据权利要求12的方法，其特征在于，通过离心力来获得至少一个周边出口，该离心力在胶囊的至少一个可挠曲部分上施加屈曲作用。

14.根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，该胶囊定位成使得其旋转轴线竖直或相对于竖直方向以小于90°的角度倾斜。

15.用于通过利用离心力使水通过过滤容器中容纳的食品物质来从该食品物质制备饮料的系统，该系统包括：

包括如下装置的设备：

-用于将水引入过滤容器的供水装置，

-用于驱动过滤容器进行离心旋转的驱动装置，

其中，该过滤容器由胶囊形成，该胶囊容纳食品物质且能插入设备中以煮泡饮料，并能在煮泡饮料之后从设备中移除，其中所述胶囊在使用前被密封，

该系统还包括参考定位装置，该参考定位装置用于在设备中以可移除的方式、与供水装置成操作关系、和沿驱动装置的旋转轴线布置和定位该胶囊。

16.根据权利要求15的系统，其特征在于，该参考定位装置包括与驱动装置相关联以使胶囊能围绕其中心轴线旋转的胶囊保持件。

17.根据权利要求15或16的系统，其特征在于，该胶囊不能透过气体，且包括密封盖。

18.根据权利要求17的系统，其特征在于，该盖包括柔性膜。

19.根据权利要求15或16的系统，其特征在于，该胶囊包括杯状体部。

20.根据权利要求19的系统，其特征在于，该胶囊包括截头锥形的侧壁。

21.根据权利要求19的系统，其特征在于，该胶囊具有可回弹地附装于杯状体部上的刚性塑料盖。

22.根据权利要求21的系统，其特征在于，该盖和体部通过周边的可挠曲的密封装置联接，该密封装置在离心力的作用下打开以使食品液体通过。

23.根据权利要求22的系统，其特征在于，该可挠曲的密封装置包括接合在一座部中的至少一个周边塑料唇缘。

24.根据权利要求15或16的系统，其特征在于，该胶囊包括可刺穿的膜，该设备包括用于刺穿该膜和用于使供水装置能将水引入胶囊的入口刺穿装置。

25.根据权利要求24的系统，其特征在于，该入口刺穿装置设置成在胶囊设备的旋转轴线处或附近刺穿出至少一个进水口。

26.根据权利要求25的系统，其特征在于，该入口刺穿装置是单个针状物。

27.根据权利要求15或16的系统，其特征在于，该设备包括用于使液体能排出胶囊的出口刺穿装置，其中，该出口刺穿装置在设备中相对于胶囊的旋转轴线沿径向定位。

28.根据权利要求27的系统，其特征在于，该出口刺穿装置包括一系列针状物，这些针状物相对于胶囊成圆形图案定位和布置，以在胶囊中刺穿出径向孔。

29.用于通过使水通过胶囊中容纳的食品物质来从该食品物质制备饮料的设备，该设备包括：

-用于将水引入胶囊中的供水装置，其中，该设备还包括用于在设备中沿旋转轴线安置和定位胶囊的参考定位装置、和用于驱动该胶囊进行离心旋转的驱动装置，

所述参考定位装置包括水注射盖，该水注射盖包括用于在胶囊中刺穿出至少一个进水口的装置。

30.根据权利要求29的设备，其特征在于，该驱动装置包括连接于参考定位装置以驱动胶囊旋转的驱动轴和电机。

31.根据权利要求29或30的设备，其特征在于，该参考定位装置设计成用于以可移除的方式接纳胶囊，和用于在设备中与供水装置和驱动装置成操作关系接纳该胶囊。

32.根据权利要求31的设备，其特征在于，该参考定位装置包括具有凹腔的胶囊保持件，该胶囊保持件能被驱动旋转。

33.根据权利要求32的设备，其特征在于，该胶囊保持件通过一驱动轴连接于电机，该驱动轴布置成用于围绕中心旋转轴线驱动该胶囊保持件。

34.根据权利要求31的设备，其特征在于，该参考定位装置包括在该胶囊上闭合的所述水注射盖。

35.根据权利要求34的设备，其特征在于，该水注射盖由一水导管横穿。

36.根据权利要求29或30的设备，其特征在于，该设备包括用于刺穿出周边出口以使煮泡液体能排出胶囊的装置。

37.根据权利要求36的设备，其特征在于，该刺穿装置由位于水注射盖上的一系列针状物形成。

38.根据权利要求29或30的设备，其特征在于，该设备包括用于收集被煮泡的液体的收集器。

39.根据权利要求29或30的设备，其特征在于，该设备包括旁路导管，该旁路导管设置成用于在不使水进入胶囊的情况下在收集器中添加一定体积的水。

40.根据权利要求29或30的设备，其特征在于，该设备包括控制单元，该控制单元适于改变用于驱动胶囊进行离心旋转的驱动装置的速度，从而在胶囊中提供不同的离心压力。

41.根据权利要求40的设备，其特征在于，该控制单元被编程以提供至少两个不同的离心速度。

42.根据权利要求29或30的设备，其特征在于，该供水装置包括泵。

43.根据权利要求29或30的设备，其特征在于，该供水装置包括注水管，该注水管连接到贮水器，以用来在旋转动力的作用下在胶囊中注水。

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