CN103562098A - 饮料储盒和过滤元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于提取或泡制饮料的过滤元件。特别地，过滤元件通过增加从可泡制的粒子泡制的饮料的流体的渗透性而便于泡制，这样的流体包括液体和气体，并且在泡制期间，通过移除从容纳于饮料储盒内的饮料介质散发的气体来释放在本文的泡制装置中积聚的气体。过滤元件可用于在可插入于饮料泡制器内的刚性、半刚性或柔软的荚包内。本发明特别地有关于在咖啡泡制器中泡制咖啡和咖啡产品，咖啡泡制器被配置成接纳荚包，荚包保持咖啡粒子，咖啡粒子被注入水并且使得从咖啡粒子泡制咖啡。

Description

饮料储盒和过滤元件

相关申请的交叉引用

本申请为在2011年3月28日提交的美国专利申请No. 13/073,647的连续申请，美国专利申请No. 13/073,647以全文引用的方式合并到本文中。

技术领域

本发明涉及用于泡制或酿造饮料的过滤元件。特别地，过滤元件通过增加用可泡制的粒子泡制的饮料通过过滤元件的渗透性而便于泡制。过滤元件也可适用于在泡制期间释放在本文中的封闭的泡制装置中积聚的气体。过滤元件可用于开放的系统或者用于可插入于闭合饮料泡制系统内的刚性、半刚性或柔软的荚包内。

背景技术

能够泡制饮料以在随后饮用饮料是数世纪的古老习俗。在当时，创造了各种各样的泡制装置以便于进行这样的泡制。在现代，创造了许多类型和种类的机电消费品和商业级泡制器以便于容易并且高效地泡制所有类型的可饮用饮料，包括（但不限于）各种各样的茶、咖啡和咖啡衍生的产品。

用于泡制的滤纸自从其在古代社会首次创造出来就很少变化。其保持为薄基片，在保持用于泡制的粒子时，当水通过它时允许流体从这样的粒子经过。来自这样的流体的液体在后来俘获后变成可饮用的饮料。目前普遍易得的这样的滤纸的技术与在古代文化首次创造时有很少差异。对于现代泡制器而言，无论是开放系统还是闭合系统，需要匹配并且促进泡制技术进步的适当滤纸。

这种新颖并且创造性的滤纸或过滤元件的构思在于其能提高流体（即，液体和气体）的渗透程度同时维持这样的过滤元件必须具有的强度，特别是当在泡制期间被湿润时。这样增加的渗透性将在泡制过程中并且最终向泡制的饮料本身提供许多益处。

例如，熟知烘焙生咖啡豆在烘焙后立即和在其使用和饮用之前随着时间产生从咖啡豆和/或研磨的咖啡粒子扩散的气体。尽管在研磨咖啡豆后这种扩散常常以很快的速率发生，仍然要花费数小时或数天来使得大部分气体从咖啡扩散。咖啡产品通常保持合适时段来允许它们充分脱气。重要的是在包装烘焙的咖啡以进行分配和销售之前允许这样的保持时段。但是，已知某些烘焙的咖啡产品，特别是从很深度烘焙、低潮和/或脱去咖啡因的豆制造的咖啡产品很缓慢脱气并且可能并未脱气到允许它们在不需要特殊处置的情况下就在特定包装或应用中使用的程度。

在被设计用于即时(on-demand)压力泡制器的柔软荚包或刚性胶囊或储盒中，例如用于TASSIMO®系统中的T-碟储盒中包装未充分脱气的咖啡可导致与泡制期间大量气体释放相关的有问题的泡制性能。过量气体释放可增加在储盒内侧的压力到不希望的水平，限制水通过过滤元件流动，减缓或停止泡制，产生噪音，形成不希望的饮料泡沫，或者造成与处置储盒例如下文所提到的类型的T-碟储盒或者从储盒泡制饮料相关的其它问题。

在泡制期间，重要的是通过使用过滤器来提高泡制能力，在可泡制的粒子与液体接触时，过滤器便于通过过滤元件的更强的渗透性。当前的过滤器主要通过选择使用在滤纸本身中使用的材料例如纤维素材料和/或纤维材料而实现了液体或气体渗透性。这样的过滤器的结构曾经为次要考虑因素，尽管是渗透性的起作用的因素。

而且在泡制期间，高含量的气体释放或排放是不合需要的并且可导致在咖啡泡制器或其咖啡储盒中较差技艺的感知和/或与泡制器和/或储盒中泡制器适当功能或操作有关的问题。常常当发生这样的高含量气体排放时，其可由消费者听到和注意到。这种可以听到和可以注意到的气体排放的表现可能是特别不合需要的并且导致对泡制器性能的不利的看法。在开放或闭合泡制系统中，也不合需要地存在在滤纸中和滤纸周围收集的过量水分或水池，因为过滤元件在湿润时缺乏渗透性。

因此发现需要一种用于在闭合或开放泡制系统中泡制可泡制的饮料的过滤元件。显然，在下文中更详细地讨论的本公开提供了一种用于闭合或开放泡制系统中的这样的滤纸。

发明内容

因此，本公开提供一种用于饮料制造机中的饮料储盒，包括：

a. 腔室，腔室具有至少一个基本上封闭的部分，至少一个基本上封闭的部分具有带周边的基体和连接到基体周边的壁；

b. 定位于腔室内的饮料介质；

c. 饮料过滤装置，具有：

i. 过滤器载体装置，其操作性地连接到腔室，过滤器载体定位于腔室内；

ii. 过滤元件，具有第一表面与第一表面相反定位的第二表面，第二表面至少部分地附连到过滤器载体，过滤元件具有穿过过滤元件定位的多个微穿孔，多个微穿孔从第一表面延伸到过滤元件的第二表面；以及

d. 密封元件，其定位于腔室壁上，其中密封并且封闭饮料储盒。

饮料过滤装置增加在泡制期间通过饮料储盒流动的流体(无论是液体还是气体)的渗透性。在过滤元件内的微穿孔的数量在约2个微穿孔与约1000个微穿孔之间的范围。优选地，在过滤元件内的微穿孔在约10至约500个微穿孔之间的范围。

本文的饮料储盒优选地包含从咖啡豆新鲜研磨粒子的饮料介质。在这样的实践中，新鲜研磨的咖啡粒子在刚刚新鲜研磨烘焙的咖啡后包装于并且密封于饮料储盒内。在包装研磨的咖啡粒子时，研磨的咖啡粒子具有接近最大的气体含量。在本文的一实施例中，新鲜研磨的咖啡被深度烘焙并且在泡制期间具有最大气体含量。

过滤元件可由纤维素材料、非纺织材料、一种或多种类型的合成纤维或至少两种类型的材料组合形成。过滤元件在本文中包括定位于其第一表面和第二表面上的开放面积。总之，开放面积包括大于过滤元件的总表面积的约2%。优选地，在过滤元件的第一表面和第二表面上的开放面积大于过滤元件的总表面积的约10%。最优选地，在第一表面和第二表面上的开放面积大于过滤元件的总表面积的约15%。

本文所用的微穿孔各具有在约0.1mm至约0.8mm之间范围的平均直径。优选地，每个微穿孔包括在约0.2mm与约0.7mm之间范围的平均直径。最优选地，微穿孔包括在约0.3mm至约0.6 mm之间范围的平均直径。

优选的饮料介质在本文中为新鲜研磨的咖啡粒子。在本文中，新鲜研磨的咖啡粒子可在刚刚烘焙了新鲜研磨的咖啡粒子之后包装和密封于饮料储盒内。在包装研磨的咖啡粒子时，研磨的咖啡粒子可具有接近最大的气体含量。

重要的是，在本文中选择饮料递送机构可为包含饮料介质或过滤元件本身以用于泡制器内的刚性储盒、非刚性或半刚性荚包。过滤元件提供增加和增强的流体通过它的渗透性。

本公开文本还公开了一种用于例如在开放系统饮料泡制器中泡制饮料的过滤元件。该过滤元件包括第一表面、与第一表面相反定位的第二表面和穿过过滤元件定位的多个微穿孔。多个微穿孔从第一表面延伸到过滤元件的第二表面。而且，开放表面存在于过滤元件的第一表面和第二表面上，占第一元件的第一表面和第二表面的总表面积的至少5%。

附图说明

虽然说明书附有特别地指出并且明确地要求保护本发明的权利要求，认为本文所陈述的实施例将结合附图从下文的描述更好理解，在附图中相同的附图标记表示相似元件并且在附图中：

图1为根据本发明的优选实施例的储盒的截面图；

图2a示出了本文的饮料储盒的优选实施例的组装顶视图；

图2b示出了图2a的优选实施例的组装底视图；

图3示出了本发明的饮料储盒的优选实施例的分解图；

图4提供了本文的过滤元件的局部正视图，示出了穿过它插入的微穿孔。

具体实施方式

术语

下文的术语的描述预期用作指导并且辅助理解，但预期并不限制这些术语的意义。

术语“闭合泡制系统”在本文中表示使用包含至少泡制基片的封闭泡制胶囊和定位于封闭泡制胶囊内的过滤元件的泡制设备。

术语“开放泡制系统”在本文中表示使用向大气压力条件开放的泡制腔室的泡制设备。

术语“深度烘焙”在本文中指烘焙咖啡豆所产生的结果，其以更长时间并且在高温被烘焙，得到具有高度不透明颜色的咖啡豆。

术语“新鲜研磨”在本文中指被研磨成可辨别的粒子，但不是粉末，即并未转变成粉末形式的咖啡豆。

术语“接近最大气体含量”或“最大气体含量”表示咖啡豆最高可测量的气体含量，通常是在刚烘焙和研磨咖啡豆之后。

术语“非纺织”或“无纺”在本文中表示用于制造纤维材料或织物的纤维，但不使用纺织来进行这种制造。

术语“合成”或“合成纤维”指在本发明中使用的基本上人造的并且非产生于大自然的或者并非来自自然物质的纤维。

术语“饮料储盒”或“储盒”在本文中表示保持用于泡制的存留饮料介质的装置。在本文中储盒插入于适当配置的饮料泡制器内以从饮料介质内存留的品质和特征泡制或形成饮料。

术语“饮料介质”或“饮料粒子”在本文中表示包含待泡制或以其它方式形成的饮料的香味和品质的特定类型和特征的粒子，在本文中应当指出的是术语“（多种）介质”为术语“介质”的复数形式。

术语“开放面积”在本文中表示包含微穿孔的过滤元件的那些部分，在本文中，在过滤元件上以合计形式的累加的开放面积。

术语“闭合区域”在本文中指并不包含微穿孔的过滤元件的那些部分，在本文中在过滤元件上以合计形式的累加的闭合面积。

术语“过滤元件”或“滤纸”在本文中表示通过它来从饮料粒子泡制饮料的基片。

术语“饮料过滤器”在本文中表示其中容纳饮料介质并且本身容纳于饮料储盒内的具体结构。

术语“可泡制的粒子”或“泡制基片”在本文中表示饮料粒子或介质，液体经过它或者与粒子的成分混合以产生包含粒子成分的饮料作为泡制的饮料的部分。

优选实施例的详细描述

本文的一实施例提供一种用于饮料制造机中的饮料储盒。该饮料储盒包括：

a. 腔室，其具有至少一个基本上闭合的部分，所述至少一个基本上闭合的部分具有带周边的基体和连接到基体的周边的壁；

b. 定位于腔室内的饮料介质；

c. 饮料过滤装置，具有：

i. 过滤器载体装置，操作性地连接到腔室，过滤器载体定位于腔室内；

ii. 过滤元件，具有第一表面和与第一表面相反定位的第二表面，第二表面至少部分地附连到过滤器载体，过滤元件具有穿过过滤元件定位的多个微穿孔，多个微穿孔从第一表面延伸到过滤元件的第二表面；以及

d. 密封元件，其定位于腔室壁上，其中密封并且封闭饮料储盒。

实际上，饮料过滤装置增加在泡制期间通过饮料储盒流动的流体（无论是液体还是气体）的渗透性。在过滤元件内的微穿孔的数量在约2个微穿孔与约1000个微穿孔之间的范围。优选地，在过滤元件内的微穿孔在约10至约500个微穿孔之间的范围。

本文的饮料储盒优选地包含从咖啡豆新鲜研磨粒子的饮料介质。在这样的实践中，新鲜研磨的咖啡粒子在刚刚烘焙了研磨的咖啡粒子之后包装或密封到饮料储盒内。在这点，在包装研磨的咖啡粒子时，研磨的咖啡粒子具有接近最大气体含量。在本文的一实施例中，新鲜研磨的咖啡为深度烘焙的并且在泡制期间具有最大气体含量。

过滤元件可由纤维素材料、非纺织材料、以一种或多种类型的合成纤维或者至少两种类型的材料的组合形成。在本文中过滤元件包括定位于过滤元件的第一表面和第二表面上的开放面积，其为过滤元件的总表面积的大于约2%。优选地，在过滤元件的第一表面和第二表面上的开放面积为过滤元件的总表面积的大于约10%。最优选地，在第一表面和第二表面上的开放面积为过滤元件的总表面积的大于约15%。

本文所用的微穿孔被形成为具有在约0.1mm至约0.8mm之间范围的平均直径。优选地，每个微穿孔包括在约0.2mm与约0.7mm之间范围的直径。最优选地，微穿孔包括在约0.3mm至约0.6mm之间范围的直径。

重要的是，本文中的选择饮料递送机构可为用于泡制器内的包含饮料介质或过滤元件本身的刚性储盒、非刚性储盒或半刚性荚包，这样的过滤元件提供通过它的流体的增加的和增强的渗透性。

本文的公开也提供用于泡制饮料的过滤元件。过滤元件包括第一表面，与第一表面相反定位的第二表面和穿过该过滤元件定位的多个微穿孔。多个微穿孔从过滤元件的第一表面延伸到第二表面。而且，开放表面存在于过滤元件的第一表面和第二表面上，占过滤元件的每个第一表面和第二表面的总表面积的至少5%。在本文中储盒可包含饮料介质，例如新鲜研磨的咖啡。在这样的实践中，在刚刚烘焙和研磨咖啡豆之后将新鲜研磨的咖啡粒子包装和密封于饮料储盒内。在包装研磨的咖啡粒子时，研磨的咖啡粒子具有接近最大的气体含量。在本文的一实施例中，新鲜研磨的咖啡被深度烘焙并且在泡制期间具有最大气体含量。过滤元件可由纤维素材料、非纺织材料、一种或多种类型的合成纤维或者至少两种类型的材料的组合形成。

如图1所提供的储盒1的总形状通常为圆形或碟形。储盒1的直径大于其高度。通常，外部构件2的总直径为74.5 mm ± 6 mm并且总高度为18 mm ± 3 mm。也通常地，储盒1在组装时的体积为30.2 ml ± 20%。

外部构件2通常包括碗形壳10，其具有弯曲环形壁13、闭合顶部11和开放底部12。外部构件2在其顶部11的直径比在其底部12的直径更小。这导致环形壁13从闭合顶部11到开放底部12扩展。环形壁13和闭合底部11一起限定具有内部34的容器。

在本文的优选实施例中，外部构件2由高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯或者两种或更多种类似材料的层压件或者这样的类似材料的掺混物形成为单个整体件。适用于本发明的聚丙烯包括可购自DSM UK Limited (Redditch, United Kingdom)的系列聚合物。外部构件2可为不透明的、透明的或半透明的。制造过程可为注射模制。在本文中设想到的类型的合适的储盒更详细地描述于No. 7,287,481中，该专利以全文引用的方式结合到本文中。

图2a和图2b示出了本文的饮料储盒1的组装的并且优选的实施例。最优选地，饮料储盒1容纳研磨的咖啡。但应当指出的是，饮料储盒1为合适类型并且具有合适构造，如在上文中所指出的那样，用于已知类型的饮料粒子，以在泡制期间散发气体并且最主要是用于咖啡粒子。

图2b示出了图2a的储盒1的底侧。图2a和图2b示出的饮料储盒1提供饮料储盒1的优选的执行方式，但重要的是指出其它合适的设计仍在本文中使用的可能饮料储盒1的范围内。

图3示出了本文的饮料储盒1的优选实施例的分解图。如图所示，饮料储盒1包括四个主要元件：粒子腔室20、过滤器载体25、过滤元件30和密封层压件35。虽然图3并未明确地示出其饮料介质，本领域技术人员应了解这样的饮料介质容纳于粒子腔室25内并且由过滤器载体25和过滤元件30保持就位。

过滤元件30附连到过滤器载体25上，优选地，利用粘合剂。使用合适的粘合剂或胶来将过滤元件30附连到过滤器载体25上是本领域熟知的并且本身并不构成本文的发明的部分。当过滤元件30附连到过滤器载体25上时，容纳于粒子腔室20内的饮料粒子基本上不可移动并且基本上并不通过过滤元件30渗透，尽管可能存在某些饮料介质从粒子腔室20通过过滤元件30迁移。这样的迁移的情况是很少的。

关于过滤元件30，发现将合适大小和数量的很小微穿孔谨慎地引入到过滤元件30内能有效地减小或排除在泡制期间使用咖啡包装之前并未完全脱气咖啡造成的气体散发问题。

优选地使用具有亚毫米直径范围的一个或多个斜面针尖注射器针来在过滤元件30中形成孔或微穿孔40。这不过是可将这样的微穿孔40置于过滤元件30内的一种方法。只要提供微穿孔40本身的某些特征，也可使用本领域中已知的其它合适方法。

例如，重要的是微穿孔40的直径小于一微米。而且，重要的是微穿孔40在过滤元件30的整个深度上延伸。在本文中，在大部分情形下，微穿孔40将在其整个长度上具有基本上相同的直径。实际上，重要的是，每个微穿孔的直径足够大以允许气体分子通过，但可足够小以抵抗较大和/或视觉上可辨别的量的饮料介质通过。

能提供具有非圆柱形状，例如圆锥形状的一个或多个微穿孔40。在这样的情形下，一个或多个微穿孔40的直径穿过过滤元件30的深度改变。这样的执行方式可适用于实现了更大饮料介质截留同时仍允许流体（液体和/或气体）在泡制期间通过过滤元件30合适流动的情形。

上文所提到的在用于饮料泡制的储盒中过滤元件30的设计是独特的。通常，使用滤纸来进行通过过滤介质的饮料泡制，滤纸的结构提供流体的某种程度的渗透性。这样的通常已知的过滤介质（例如，MR. COFFEE®咖啡过滤器)并非在结构上形成为促进液体通过它的渗透性，除了使用用来使这样的过滤介质即纸在湿润时从那里吸液体的具体材料。

相比而言，在本文中，可由已知材料构成的用于液体和/或气体过滤的过滤元件30在物理上被构造成具有微穿孔40以促进饮料通过它的液体渗透性。包括微穿孔40而不会牺牲过滤元件30的结构完整性。即，本文中的微穿孔的过滤元件30的湿润强度在湿润时并且在使用期间和使用之后足以维持其结构完整性。

除了在过滤元件30中使用微穿孔40之外，令人意外地发现过滤微穿孔大小与放置于过滤元件30中的微穿孔40的数量的组合可被优化以允许甚至具有很高气体含量的新鲜研磨的深度烘焙的低水分咖啡立即包装到储盒1内并且被泡制而无需在包装之前首先保持咖啡一段时间以允许它们脱气。

这样立即包装是本文所描述的优选实施例的重要优点。通过这种立即或基本上立即包装，能显著地缩短储盒生产时间，因此允许饮料储盒1更快进入市场的方案。无需担心使用饮料储盒1的饮料制造机中的性能问题，可从生产饮料介质（例如新鲜研磨的咖啡粒子）除去较长的脱气时间，能加快饮料储盒1的制造。

另外，在优化的配置中还发现使用显著大于最小饮料粒子的过滤微穿孔40并未在泡制期间导致传递有问题量的饮料介质通过过滤元件30。认为本文中代表性和优选的饮料储盒1（即，TASSIMO®T-碟）的向上流动设计和在优选实施例中形成的微穿孔的相对较小的总面积全都有助于限制通过过滤元件30的粒子数量。

在本文中，过滤元件30优选地由纤维素（即，纸基）材料形成。这样的纤维素材料可与非纺织和/或合成纤维材料混合。与使用的材料或其组合无关，所形成的过滤元件30将具有充分的湿润强度来抵抗过滤元件30的撕裂或任何解构。

在本文的一实施例中，过滤元件30包括呈非编织配置的纤维垫。术语“非编织配置”在本文中表示在基片中并非以网状或类似网状配置编织在一起的纤维放置。在这样的设计中，饮料过滤器并不具有离散孔隙度。术语“离散的孔隙度”的使用在本文中表示并不具有离散空隙的过滤元件30不提供流体通过进入或外出而出来的直接路线。因此液体通过采取通过重叠的纤维之间的较小间隙的盘绕路径而渗透这样的过滤元件30。

但还发现引入即使少量的穿过过滤元件30的少于一毫米直径的微穿孔能显著地增加其流体渗透性同时仍有效地限制构成饮料介质的微粒固体通过。还发现这样的微穿孔40有益地并不显著地减弱过滤元件30的结构完整性或湿润强度。这是重要的特点，因为过滤元件30的这种不减弱的结构完整性在泡制期间，特别是在加压条件下泡制期间防止其被撕裂或爆发。因此，防止了过滤元件30可能的性能失效。

实际上，过滤元件30通常比非穿孔的滤纸更能渗透流体。在非穿孔的滤纸中，通过它的液体填充并且阻挡存留于其纤维中的间隙。在非穿孔的滤纸被湿润后，其纤维膨胀，并且因此在其湿润之前，将存留于滤纸内的任何大空隙空间收拢。发生这种情形降低了非穿孔的滤纸在其被湿润时的渗透性。

认为通过在过滤元件30中使用微穿孔，从其中的饮料粒子散发的气体能在泡制期间经历CO₂从饮料储盒1更大的释放速率。在不使用本发明的微穿孔40的情况下，过滤元件30变得湿润并且显著地降低了其允许CO₂通过它的能力。

尽管已知不充分脱气的咖啡粒子通常并不提供饮料储盒中最佳的泡制，令人意外地发现具有很高初始气体含量的某些咖啡可能仍在泡制期间产生不当的压力积聚，甚至在保持了较长时段以减少气体含量之后。

本文所设想的类型和种类的合适饮料粒子包括（但不限于）研磨的咖啡、茶叶、用于形成茶饮料的压缩粒子、可可豆和可在泡制期间散发一种或多种类型的气体或蒸汽和/或可在泡制期间减小水通过这样的饮料介质床的渗透性和/或可在泡制期间减小与这样的粒子接触的过滤元件30的渗透性的其它饮料粒子。

也可使用下列包括物：包括（但不限于）甜味剂、胶质（gum）、香味剂、油和奶精和饮料泡制领域的技术人员已知的其它类型的包括物。在本文中应当指出的是在本文中使用包括物以促进液体通过过滤元件30增加的渗透性以形成饮料。

熟知制备咖啡以供饮用。之后为该过程的典型陈述。首先，在烘焙器中烘焙咖啡豆。将烘焙器设置为与预期生产的烘焙咖啡种类相关的温度（例如，从轻度烘焙到深度烘焙）。例如，这样的烘焙器温度分布可从大约370℉到约540℉（即，从约188℃至约282℃），并且将豆烘焙持续在约3分钟到约30分钟范围的时段。

发展了许多不同的机构以烘焙咖啡以便形成更好口味的咖啡。几乎所有这些咖啡烘焙方法使用相同的基本过程。最初，通过烘焙来加热生咖啡豆。这种加热导致通过蒸发先前锁定于其中的水来干燥咖啡豆。在咖啡豆到达约320℉（180℃）后，发生外源化学反应。这些反应在约428℉（220℃）到达其最终潜力。

进一步升高烘焙的咖啡豆内的压力从它们释放二氧化碳（CO₂）和水蒸气并且造成咖啡豆密度降低。CO₂的释放导致咖啡豆大小膨胀和熟知的豆的分裂和爆开。在豆被烘焙了足够长时（通常，根据所需的烘焙，大约八（8）分钟到大约十二（12）分钟），其通常在冷却器中使用水和冷空气来快速冷却。

烘焙咖啡的过程导致咖啡豆外观发生许多变化。例如，取决于在烘焙期间施加的热量、压力和时间，咖啡豆从绿色变成棕色到接近黑色。通常，生咖啡豆被烘焙越热和/或越长，它们所呈现的颜色就越深（例如，与深度烘焙的咖啡豆相关联的很深的颜色）。由于烘焙的结果，咖啡豆的密度减小约20%至40%。而且，烘焙的咖啡豆平均经历体积增加（常常50%或更高），同时经历水含量的巨大损失（多达85%）。

在烘焙期间，可将咖啡豆放置于水平转鼓或竖直转鼓中。其中的咖啡豆然后向进入转鼓时可达到高达450℃的热气体暴露。这样的气体在它们与咖啡豆混合时冷却。咖啡豆通常比气体冷很多，从而在转鼓内形成热梯度。在大部分常见的冷却过程中，咖啡豆保持存留于转鼓中，例如在约八（8）分钟至约十二（12）分钟之间直到它们到达预先规定的烘焙特征（例如，体积、颜色、强度等）。

商业咖啡烘焙的最常见的方法之一是流化床烘焙。在流化床烘焙中，从下方给予咖啡豆阵阵高速气体。这使得豆以受控制的方式在流化床上移动，并且导致高品质的最终产物。由于在烘焙过程中，咖啡豆大小增加，因此基本上修改流过流化床的气体速度以确保均匀烘焙。合适的咖啡烘焙方法在美国专利No. 8,207,211和No. 4,737,376中讨论，这些专利以引用的方式结合到本文中。

在流化床中烘焙之后，将豆冷却。这个冷却过程被称作淬火。在烘焙的豆在研磨过程中微粒化后也可保持烘焙的豆进行脱气。脱气为在包装和食用之前从新烘焙的咖啡豆泄放过量气体的过程。在脱气后的典型过程中，包装烘焙的豆或研磨的咖啡粒子。在本文的公开中，这个脱气步骤优选地被排除或基本上省略，因为本文所设想到和示出的类型的饮料储盒1由于存在微穿孔40允许随后在泡制期间高效地散发气体。

示例

将阿拉比卡咖啡豆（中部和巴西的50/50掺混物）1kg的装料在Probat Probatino烘焙器中烘焙持续13分钟并且空气淬火以提供4.9烘焙颜色（Dr, Lange）和1.0%水分的深度烘焙的咖啡。在通风的塑料袋中在室温储存烘焙的豆三天并且然后在盘式研磨机中研磨以获得具有约830微米平均（X50）粒度和3.5cc/g气体含量的研磨咖啡。为了比较，需要将咖啡包装在本文所描述的T碟设计的储盒中，之后脱气到小于约1.5cc/g的气体含量，优选地小于约1cc/g，以最小化出现问题泡制的可能性。

在刚刚研磨后，个别的14.5g的咖啡样品密封在使用具有约835平方毫米面积的过滤元件构成的商业T-碟内。过滤元件为包括合成和天然纤维的纸并且具有每平方米大约40克的基重。尽管研磨的咖啡通常保持数小时到数天以在T-碟内密封之前允许基本上脱气，不使用保持时间导致咖啡气体含量最大并且也造成泡制问题的可能性。

在对照T-碟中的滤纸并无穿孔，而在此示例的穿孔的T-碟中的纸具有3%的开放面积，通过利用具有0.305mm直径的30号注射器针做出281个微穿孔而引入。这些微穿孔或孔在纸中不均匀地间隔开，但在下面的支承元件形成的十个区段之中相当均匀地划分。使用被编码为提供20秒泡制后暂停的标准程序来在BOSCH®T-45 TASSIMO©压力泡制器中泡制T-碟。在移除用过的T-碟的程序完成后立即打开泡制腔室。

在泡制对照T-碟后打开腔室导致有噪音的压力释放。而且，移除对照T-碟泄漏大量的泡制液体和留在泡制平台上的咖啡渣，这是次优的。形成鲜明对比的是，在泡制此示例（即，饮料储盒）的T-碟之后打开腔室时并未感知到噪音或压力释放，并且在移除了T-碟后泡制平台保持并无泡制液体和饮料粒子。

然后通过WHATMAN ®滤纸将泡制液过滤到真空瓶内以收集在泡制期间从T-碟释放的小咖啡粒子。泡制液包含少量可见咖啡粒子和在仔细观察时，看出从过滤的对照泡制液比从使用此示例的T-碟泡制的咖啡收集略微更多的沉淀物。品尝新鲜的咖啡饮料并且发现香味、气味和总品质很接近。

总之，从对照和示例饮料储盒形成的泡制液都满足既定的品质目标，但仅对照T-碟的泡制性能被判定为不合规格。发现与对照T-碟相比，穿孔滤纸开放面积和微穿孔大小的其它组合有效地显著改进此示例的T-碟的泡制性能。

从上述示例扩展，评估展示了各种烘焙颜色、研磨大小和水分的其它未脱气的研磨咖啡是否能显著地改进T-碟的泡制性能。与上文所描述类型的未穿孔的对照T-碟相比，具有约0.1mm至约0.8mm范围的微穿孔至过滤元件的1%至25%开放面积的T-碟中的滤纸发现在不同的程度上有效地减小了在未脱气的研磨咖啡泡制期间的过量压力积聚。

在本文中发现用于上文所描述的饮料储盒1中的过滤元件30的滤纸优选地具有大于约2%，并且特别地大于约10%或15%的开放面积。同样，发现使用平均直径大于约0.4mm，特别地大于约0.6mm至约0.8mm的微穿孔40能明显地增加泡制浊度和沉淀到可能不合需要的水平，特别是当用于实现相对较大的开放面积时。但是，在某些产品应用中，例如在意式浓缩型产品中，大量的泡制浊度和沉淀可能并非不合需要的。

过滤元件30中的微穿孔40可以以多种合适方式形成。在一种方法中，被配置成刻划过滤元件30的激光器优选地用于在过滤元件30内刻划微穿孔40。理想的激光器优选地提供微钻孔。OXFORD LASERS®制造了认为适用于本文的类型的合适激光钻机。

在形成微穿孔40的另一方法中，直径小于约0.3mm，特别地小于0.2mm或者0.1mm的穿孔针或线可用于将微穿孔40置于过滤元件30内。使用这样的方法能造成引入可能很大量的微穿孔以实现所希望的开放面积。另外，随着针或线的直径减小，其可能变得更加脆弱并且在使用期间易于破裂或弯曲。替代地，能使用热针或激光器微穿孔形成技术来形成合适微穿孔。

为了显著提高过滤元件30的渗透性同时仍显著地限制能在泡制期间通过过滤元件30的咖啡粒子数量，所引入的亚毫米微穿孔的总面积发现基于下面的支承元件未阻挡的过滤元件表面积，通常在约0.1%至约15%之间，优选地在约0.5%至约10%之间，并且更优选地在约1.0%至约5%之间。

在本文中发现置于本文的过滤元件30中的微穿孔40的直径在约0.1mm至约0.8mm之间的范围。优选地，微穿孔40的直径在约0.2mm至约0.7mm之间的范围。更优选地，微穿孔40的直径在约0.3mm至约0.6mm之间的范围。

微穿孔40可具有均匀直径（即，沿着其相应长度并不显著变化的直径）或者可具有变化的直径（即，从微穿孔40的一个开口到微穿孔40的相反开口变化的直径）。对于具有变化直径的微穿孔大小的过滤器而言，所给出的图指微穿孔40的最大微穿孔直径或平均直径。

重要的是，平均微穿孔直径应小于封闭于饮料胶囊1中的咖啡粒子（或任何泡制的饮料粒子）的中值或平均粒度。优选地，平均微穿孔40大小小于平均饮料粒度约0.8倍，更优选地小于平均饮料粒度约0.6倍，并且最优选地小于平均饮料粒度约0.4倍。可使用本领域中公知的方法，例如使用标准筛组或更优选地通过使用SYMPATEC©粒度分析器或相当的装置来获得平均饮料粒度数据。

对于任何合适的饮料储盒1，通过实验可易于确定微穿孔大小和过滤元件30开放面积的适当组合，饮料储盒1包含具有给定组成、烘焙颜色、研磨粒度、气体含量和重量的咖啡粒子，利用给定体积、流率、压力和温度的水通过微穿孔的过滤元件30来泡制咖啡粒子，微穿孔过滤元件30具有给定组成、结构、渗透性、尺寸和基重。本领域技术人员将易于了解到在本文中的过滤元件30中做出的微穿孔可随机定向，根据预设图案或者二者的混合形成。

本书面描述使用至少一个示例来公开本发明，包括最佳实施方式，并且也允许本领域技术人员做出和使用本发明。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。这些其它示例预期在权利要求的范围内，如果它们具有并不偏离权利要求的字面语言的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言并无显著差异的等效结构元件。

Claims (37)

1.一种用于饮料制造机中的饮料储盒，包括：

a. 腔室，所述腔室具有至少一个基本上封闭的部分，所述至少一个基本上封闭的部分具有一种带有周边的基体和一种与所述基体的所述周边相连接的壁；所述腔室配置成用以在其中接纳和容纳饮料介质；

b. 饮料过滤装置，具有：

i. 过滤器载体装置，其操作性地连接到所述腔室，所述过滤器载体定位于腔室内；

ii.过滤元件，具有第一表面和与所述第一表面相反地定位的第二表面，所述第二表面至少部分地附连到所述过滤器载体，所述过滤元件具有穿过过滤元件而定位的多个微穿孔，所述多个微穿孔从所述过滤元件的所述第一表面延伸到所述第二表面；以及

c. 密封元件，其定位于所述腔室的所述壁上，由此密封并且由此封闭着所述饮料储盒；

由此所述饮料过滤装置增加在泡制期间通过所述饮料储盒流动的流体的渗透性。

2.根据权利要求1所述的饮料储盒，其中，在泡制期间通过所述饮料储盒流动的所述流体的所述渗透性包括液体通过所述饮料储盒流动。

3.根据权利要求1或2所述的饮料储盒，其中，在泡制期间通过所述饮料储盒流动的所述流体的所述渗透性包括气体通过所述饮料储盒流动。

4.根据前述权利要求中任一项所述的饮料储盒，其中，所述饮料过滤装置进行操作以在所述饮料粒子泡制期间释放在所述饮料储盒中的气体积聚，从所述多个饮料粒子产生所述气体。

5.根据前述权利要求中任一项所述的饮料储盒，其中，在所述过滤元件内所述微穿孔的数量在约2与约1000个微穿孔之间。

6.根据权利要求5所述的饮料储盒，其中，在所述过滤元件内所述微穿孔的数量在约10与约500个微穿孔之间。

7.根据前述权利要求中任一项所述的饮料储盒，其中，所述过滤元件包括大于所述过滤元件的总表面积约2%的位于所述过滤元件的所述第一表面和所述第二表面上的开放面积。

8.根据权利要求7所述的饮料储盒，其中，在所述过滤元件的所述第一表面和所述第二表面上的所述开放面积大于所述过滤元件的所述总表面积的约10%。

9.根据权利要求8所述的饮料储盒，其中，在所述过滤元件的所述第一表面和所述第二表面上的所述开放面积大于所述过滤元件的所述总表面积的约15%。

10.根据前述权利要求中任一项所述的饮料储盒，其中，每个所述微穿孔包括在约0.1mm与约0.8mm之间范围的平均直径。

11.根据权利要求10所述的饮料储盒，其中，每个所述微穿孔包括在约0.2mm与约0.7mm之间范围的平均直径。

12.根据权利要求11所述的饮料储盒，其中，每个所述微穿孔包括在约0.3mm与约0.6mm之间范围的平均直径。

13.根据前述权利要求中任一项所述的饮料储盒，其中，所述饮料介质为具有最大气体含量的新鲜研磨的咖啡粒子。

14.根据权利要求13所述的饮料储盒，其中，仅在通过研磨烘焙的咖啡豆而研磨所述新鲜研磨的咖啡粒子之后，将所述新鲜研磨的咖啡粒子包装和密封于所述饮料储盒内，所述研磨的咖啡粒子在包装所述研磨的咖啡粒子时具有接近最大的气体含量。

15.根据前述权利要求中任一项所述的饮料储盒，其中，所述新鲜研磨的咖啡为深度烘焙的。

16.根据前述权利要求中任一项所述的饮料储盒，其中，所述过滤元件由纤维素材料形成。

17.根据前述权利要求中任一项所述的饮料储盒，其中，所述过滤元件由非纺织材料形成。

18.根据前述权利要求中任一项所述的饮料储盒，其中，所述过滤元件由一种或多种类型的合成纤维形成。

19.一种在合适的饮料泡制器中结合新鲜烘焙和研磨的咖啡使用的咖啡储盒，包括：

a. 新鲜烘焙和研磨的咖啡；

b. 膜，所述膜封装所述新鲜烘焙和研磨的含气咖啡；

c. 多个微穿孔，位于所述膜内用于在泡制期间从所述新鲜烘焙和研磨的含气咖啡释放气体；以及

d. 封装所述膜的半刚性结构。

20.根据权利要求19所述的咖啡储盒，其中，在所述膜内所述微穿孔的数量在约2与约1000个微穿孔之间。

21.根据权利要求20所述的咖啡储盒，其中，在所述膜内所述微穿孔的数量在约10与约500个微穿孔之间。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的咖啡储盒，其中，一旦通过研磨咖啡豆而研磨所述新鲜研磨的咖啡，则将所述新鲜研磨的咖啡立即放置于所述膜内。

23.根据权利要求19至22中任一项所述的咖啡储盒，其中，新鲜研磨的咖啡受深度烘焙。

24.根据权利要求19至23中任一项所述的咖啡储盒，其中，所述膜由非纺织品形成。

25.根据权利要求19至24中任一项所述的咖啡储盒，其中，所述膜由一种或多种类型的合成纤维形成。

26.一种用于泡制饮料的过滤元件，包括：

a. 第一表面；

b. 第二表面，其与所述第一表面相反地定位；

c. 穿过所述过滤元件定位的多个微穿孔，所述多个微穿孔从所述过滤元件的所述第一表面延伸到所述第二表面；以及

d. 在所述第一表面和所述第二表面上的开放表面，占每个所述第一表面和所述第二表面的总表面积的至少5%；

其中所述过滤元件允许流体通过它以用于泡制饮料。

27.根据权利要求26所述的过滤元件，其中，所述过滤元件封装在包含饮料介质的胶囊内。

28.根据权利要求26所述的过滤元件，其中，所述过滤元件用于非封装的饮料泡制器内。

29.根据权利要求26至28中任一项所述的过滤元件，其中，在所述过滤元件的所述第一表面和所述第二表面上的所述开放面积大于所述过滤元件的所述总表面积的约10%。

30.根据权利要求29所述的过滤元件，其中，在所述过滤元件的所述第一表面和所述第二表面上的所述开放面积大于所述过滤元件的所述总表面积的约15%。

31.根据权利要求26至30中任一项所述的过滤元件，其中，每个所述微穿孔包括在约0.1mm与约0.8mm之间范围的直径。

32.根据权利要求31所述的过滤元件，其中，每个所述微穿孔包括在约0.2mm与约0.7mm之间范围的直径。

33.根据权利要求32所述的过滤元件，其中，每个所述微穿孔包括在约0.3mm与约0.6 mm之间范围的直径。

34.根据权利要求26至33中任一项所述的过滤元件，其中，在所述过滤元件内所述微穿孔的数量在约2与约1000个微穿孔之间。

35.根据权利要求34所述的过滤元件，其中，在所述过滤元件内所述微穿孔的数量在约10与约500个微穿孔之间。

36.根据权利要求26至35中任一项所述的过滤元件，其中，在泡制期间通过所述过滤元件流动的所述流体的渗透性包括液体通过所述过滤元件流动。

37.根据权利要求26至36中任一项所述的过滤元件，其中，在泡制期间通过所述过滤元件流动的所述流体的渗透性包括气体通过所述过滤元件流动。

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