JP2014519394A - 振動エネルギーを使用した飲料生成装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
「Breakfast Blend Decaf」という商標名のグリーンマウンテンコーヒーロースター社(Green Mountain Coffee Roasters, Inc.)(GMCR)製の標準的な販売製品から、カフェイン除去されたアラビカの中煎りの挽いたコーヒーの18K−Cupブランドカートリッジを入手した。同じくGMCRによって販売されている「プラチナ」シングルカップコーヒー抽出装置で、カートリッジのうち9個を8オンス設定で華氏192度の水温で抽出した。これら9個の抽出されたサンプルを「対照群」とする。
対照群:37.7、32.8、34.4、39.4、31.2、33.8、34.0、47.0、31.3
試験群:63.9、62.1、49.5、46.9、41.8、59.8、57.3、66.7、54.7
対照群平均:35.7
試験群平均:55.9
グリーンマウンテンコーヒーロースター社(Green Mountain Coffee Roasters,Inc.)(GMCR)製の標準的な販売製品から、それぞれが約12グラムの深煎りの挽いたコーヒーを含む6K−Cupブランドカートリッジを入手し、ケーリヒ社(Keurig, Incorporated)から販売されている「B80」コーヒー抽出装置で、8オンス設定で華氏192度の水温で抽出した。抽出中、Qソニカ社(Qsonica, LLC)から製造され取得されたP−1マイクロプローブを備えたCML−4のプローブ仕様の「ソニケータ」モデルXL−2000型の形態である音波放出部を、それぞれのカートリッジの蓋を通って内部空間内へと約0.25インチ挿入した。全ての電力レベルで総抽出時間は約35秒であった。水流を開始した約5秒後に音波エネルギーの印加を開始し、次いで、ちょうど35秒間後に停止した。ソニケータを異なる電力レベル、すなわち0、5、7、11、15、および40ワットで提供しながら、それぞれのカートリッジを抽出した。結果として得られたコーヒー溶液の濁度測定値(「NTU」単位)を、ハッチ社(Hach Company)から販売されているHACHモデル2100N濁度計を使用して、コーヒー抽出の約5分後に測定した。同じ抽出されたコーヒーサンプルから「総溶解固形分」(TDS)測定値も得た。これらの測定値は、マイロンL社(Myron L Company)から販売されているモデルUltrameter II 6PII CEを使用して、コーヒー抽出の約5分後に測定した。6個のカートリッジのNTUおよびTDS測定値の結果は以下の通りである:
NTU:70、140、210、290、350、410
TDS:1.130、1.110、1.125、1.112、1.122、1.190
ワット数:0、5、7、11、15、40
ケーリヒ社(Keurig, Incorporated)から販売されている「プラチナ」シングルカップコーヒー抽出装置で、いくつかの異なるタイプの飲料媒体を使用して、飲料を抽出した。それぞれのカートリッジは、円錐台形のカップ容器、箔を積層した蓋、および、いくつかの飲料タイプでは、カートリッジの上縁部付近に取り付けられたフィルタで構成した。抽出装置は、単純なリンク機構によって拡声器のコーン(すなわち、ボイスコイルアクチュエータ)に取り付けるためにカートリッジ受け部/抽出チャンバを抽出装置の外部に移動させるように変更した。拡声器は増幅器を介して信号発生器によって駆動し、カートリッジおよび受け部を、ある範囲の周波数および振幅で振動させた。様々な構成の拡声器およびリンク機構を使用して、カートリッジおよび受け部を、水平軸、垂直軸上で振動させ、または垂直軸の周りで回転させた。
−最小限の変化を調べるように、抽出された飲料の温度を、飲料が提供されるとすぐに測定した。
−抽出装置は、一定濃度の塩を加えることによって蒸留水から作製した「軟水」を使用して充填した。
−一定の充填重量を確保するために、Kカップを計量した飲料媒体で手作業で充填した。
−HMデジタル社(HM Digital)製のCOM−100導電率計を使用して、TDS(20℃におけるppm KCl)を測定した。読取値は、20℃での等しいTDSを得るために提供された抽出物の温度について補正した(COM−100でも測定した)。
−ハッチ社(Hach)製の2100N濁度計を使用して、濁度を測定した。
−ベリンガムスタンレー社(Bellingham & Stanley Ltd)製のDR−100L屈折率計を使用してブリックス(TDSの屈折率)を測定した。
グリーンマウンテンコーヒーロースター社(Green Mountain Coffee Roasters, Inc.)(GMCR)の「Dark Magic」という焙煎し挽いたコーヒーを含むカートリッジを使用した。5個のカートリッジを無振動で実行し、生成される飲料の容積は約8オンスとした。結果は以下の通りである。
ココアパウダーを含むカートリッジを使用した。飲料カートリッジのココアパウダーを使用して飲料を生成する際の1つの難点は、パウダーの十分な溶解を得ることであり、抽出終了時にカートリッジ内に乾いた状態または一部溶解した状態の残留ココアパウダーが生じる可能性があった。
天然ミルクパウダーは、通常はカートリッジ内には使用しない。パウダーは熱湯を加えると塊を形成しやすく、これらの塊はフィルタを通過しない。その結果、代わりに合成クリーマーが使用されることが多い。しかし、味が良く、フィルタを通過するものを提供しようとすると、製造が困難であり時間を要することがある。
アイスティの抽出にも紅茶を含むカートリッジを使用した。5つの条件:無振動、低振幅の100Hz振動、高振幅の100Hz振動、低振幅の20Hz振動、および高振幅の20Hz振動のそれぞれについて、5個のカートリッジを調べた。下の表は、5つの条件のそれぞれについて、平均充填重量、平均抽出時間、および平均濁度を示す。抽出時間および濁度について、両側t検定を使用して、4つの振動条件の結果を「無振動」条件に対して比較した。「t検定」欄はp値、すなわち、振動結果および無振動結果が同じ平均値をとる確率を示す。表から明らかなように、4つの振動条件のいずれも、抽出時間は有意に変化しなかったが、最後の3つ(100Hz、0.077mm振幅;20Hz、0.8mm振幅;20Hz、3.5mm振幅)では濁度の有意な増加を示した。
Claims (57)
- 飲料を生成する飲料生成装置で使用するように構成された飲料カートリッジであって、
閉じた内部空間を有する容器と、
前記内部空間内に位置する飲料媒体であって、飲料媒体と前記内部空間へと導入された液体との相互作用によって飲料を生成するように使用される飲料媒体と、
前記容器の前記閉じた内部空間内にあり、前記閉じた内部空間の外部に位置し、前記飲料カートリッジから分離可能な駆動システムの振動動作に反応して、前記カートリッジ内の飲料媒体または液体の前記容器に対する動作を生じさせるように構成された動作生成構造と、
を含むことを特徴とするカートリッジ。 - 請求項1に記載のカートリッジであって、
前記動作生成構造が、前記内部空間内に位置する第1の部分および前記内部空間の外部に延びる第2の部分を含む攪拌器を含むことを特徴とするカートリッジ。 - 請求項2に記載のカートリッジであって、
前記攪拌器の前記第2の部分が、前記駆動システムの動作を前記攪拌器の前記第1の部分へと伝えるように、前記駆動システムと機械的に結合するように構成されていることを特徴とするカートリッジ。 - 請求項1に記載のカートリッジであって、
前記動作生成構造が、前記容器に取り付けられ、前記内部空間内にある攪拌器を含むことを特徴とするカートリッジ。 - 請求項4に記載のカートリッジであって、
前記攪拌器が前記容器に取り付けられ、前記容器から離れて前記内部空間内へと延びることを特徴とするカートリッジ。 - 請求項5に記載のカートリッジであって、
前記攪拌器が1つ以上のパドル、フィンガ、フィン、タブまたはブレードを含むことを特徴とするカートリッジ。 - 請求項5に記載のカートリッジであって、
前記攪拌器が、前記容器内の窪みとして形成された1つ以上のパドルを含むことを特徴とするカートリッジ。 - 請求項7に記載のカートリッジであって、
前記容器内の前記窪みが前記駆動システムと機械的に結合するように構成されていることを特徴とするカートリッジ。 - 請求項1に記載のカートリッジであって、
前記動作生成構造が、前記容器と関係なく前記内部空間内で可動である1つ以上の混合用ボールを含み、
前記混合用ボールは、前記駆動システムによる容器の動作に反応して、前記容器内の前記飲料媒体または液体の動作を生成するように構成されていることを特徴とするカートリッジ。 - 請求項1に記載のカートリッジであって、
前記動作生成構造が、前記容器の振動回転に反応して、前記飲料媒体または液体の正味回転動作を生じさせるように構成された、前記内部空間内の1つ以上の壁部要素を含むことを特徴とするカートリッジ。 - 請求項10に記載のカートリッジであって、
前記壁部要素が、前記容器の周縁部の周りにジグザグ形に構成されていることを特徴とするカートリッジ。 - 請求項1に記載のカートリッジであって、
前記動作生成構造が、前記駆動システムの動作に反応して、前記内部空間内の液体に渦を形成するように構成されていることを特徴とするカートリッジ。 - 請求項1に記載のカートリッジであって、
前記容器が蓋を含み、
前記カートリッジがさらに、前記飲料媒体の液体との相互作用によって生成される飲料の少なくとも一部を濾過するように構成された前記容器内のフィルタを含むことを特徴とするカートリッジ。 - 請求項13に記載のカートリッジであって、
前記フィルタが前記蓋に取り付けられていることを特徴とするカートリッジ。 - 請求項1に記載のカートリッジであって、
前記飲料媒体が、前記動作生成構造によって生じる動作がない場合には、所定の容積の飲料を生成するように、前記カートリッジへと導入された液体に完全に溶解しないであろう粉末状材料を含むことを特徴とするカートリッジ。 - 飲料生成装置で使用するように構成された飲料カートリッジを使用して、飲料を生成するための方法であって、
閉じた内部空間を有する容器と、前記内部空間内に位置する飲料媒体と、前記飲料媒体の動作を生じさせるように構成された、前記容器の前記閉じた内部空間内の動作生成構造とを含む飲料カートリッジを設けるステップと、
前記飲料カートリッジを前記飲料生成装置の抽出チャンバと関連付けるステップと、
前記カートリッジを前記抽出チャンバと関連付けながら前記動作生成構造の動作を生じさせて、前記閉じた内部空間内の前記飲料媒体の動作を生じさせるステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項16に記載の方法であって、
前記動作を生じさせるステップが、前記カートリッジの前記内部空間の外部に延びる前記動作生成構造の攪拌器の第2の部分と係合し、振動動作を生じさせるステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項17に記載の方法であって、
前記攪拌器が前記内部空間内に位置する第1の部分を含み、
前記第2の部分の振動動作が前記第1の部分の動作を生じさせることを特徴とする方法。 - 請求項16に記載の方法であって、
前記動作生成構造が前記容器に取り付けられ、前記内部空間内にある攪拌器を含むことを特徴とする方法。 - 請求項19に記載の方法であって、
前記攪拌器が前記容器に取り付けられ、前記容器から離れて前記内部空間内へと延びることを特徴とする方法。 - 請求項20に記載の方法であって、
前記攪拌器が1つ以上のパドル、フィンガ、フィン、タブまたはブレードを含むことを特徴とする方法。 - 請求項20に記載の方法であって、
前記攪拌器が、前記容器内の窪みとして形成された1つ以上のパドルを含むことを特徴とする方法。 - 請求項22に記載の方法であって、
前記動作を生じさせるステップが、前記容器内の窪みを前記飲料生成装置の駆動システムと機械的に結合するステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項16に記載の方法であって、
前記動作を生じさせるステップが、前記動作生成構造の1つ以上の混合用ボールが前記容器内の前記飲料媒体の動作を生じさせるように、前記容器を動かすステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項16に記載の方法であって、
前記動作を生じさせるステップが、前記容器の振動回転を生じさせるステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項25に記載の方法であって、
前記容器の振動回転によって、前記内部空間内の1つ以上の壁部要素が、前記内部空間内の前記飲料媒体の前記容器に対する正味回転動作を生じさせるように構成されていることを特徴とする方法。 - 請求項26に記載の方法であって、
前記壁部要素が、前記容器の周縁部の周りにジグザグ形に構成されていることを特徴とする方法。 - 請求項16に記載の方法であって、
前記動作を生じさせるステップが、前記動作生成構造に前記内部空間内の液体に渦を形成させることを特徴とする方法。 - 請求項16に記載の方法であって、
飲料を生成するように、液体を、前記飲料媒体に接触するように前記内部空間へと導入するステップをさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項29に記載の方法であって、
前記導入するステップが、前記動作を生じさせるステップの前、または前記動作を生じさせるステップと同時に起きることを特徴とする方法。 - 請求項29に記載の方法であって、
前記液体を導入するステップが、液体が導入される開口を形成するように、前記カートリッジ容器を穿刺するステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項31に記載の方法であって、
飲料が前記容器から出る開口を形成するように、前記カートリッジ容器を穿刺するステップをさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項16に記載の方法であって、
前記動作を生じさせるステップが、前記動作生成構造に、音波エネルギーを前記内部空間に放出させるステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項30に記載の方法であって、
前記カートリッジが前記内部空間内のフィルタを含み、
前記方法が、
前記飲料媒体の動作を生じさせるステップがない場合には、前記フィルタを通過しないであろう材料を、前記カートリッジの前記フィルタを通過させるステップをさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項30に記載の方法であって、
前記動作生成構造による前記飲料媒体の動作がない場合に存在するであろうよりも高いレベルの溶解および/または懸濁した材料を有する飲料を生成するステップをさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項35に記載の方法であって、
前記飲料がコーヒー飲料であり、
前記方法が、
前記動作生成構造による前記飲料媒体の動作がない場合に存在するであろうよりも高い濁度および/または総溶解固形分のレベルを有する、コーヒー飲料を生成するステップを含むことを特徴とする方法。 - 飲料生成システムであって、
飲料カートリッジを保持するように構成されたカートリッジ受け部と、
液体を前記飲料カートリッジへと導入するように構成された液体入口と、
振動エネルギーを前記飲料カートリッジへと提供するように構成された駆動システムと、
閉じた内部空間を有する容器と、前記内部空間内に位置する飲料媒体であって、飲料媒体と前記内部空間へと導入された液体との相互作用によって飲料を生成するように使用される飲料媒体と、前記容器の前記閉じた内部空間内にあり、前記閉じた内部空間の外部に位置し、前記飲料カートリッジとは分離した駆動システムの振動動作に反応して、前記カートリッジ内の飲料媒体または液体の前記容器に対する動作を生じさせるように構成された動作生成構造とを含む飲料カートリッジと、
を含むことを特徴とするシステム。 - 請求項37に記載のシステムであって、
前記容器が、上部開口を有するカップおよび前記上部開口を閉じる前記カップに取り付けられた蓋を含むことを特徴とするシステム。 - 請求項38に記載のシステムであって、
前記飲料媒体の液体との相互作用によって形成される飲料の少なくとも一部を濾過するように構成された、前記容器内のフィルタをさらに含むことを特徴とするシステム。 - 請求項39に記載のシステムであって、
前記フィルタが前記蓋に取り付けられていることを特徴とするシステム。 - 請求項37に記載のシステムであって、
前記液体入口が、液体を前記カートリッジへと導入するように前記カートリッジを穿刺するように構成されていることを特徴とするシステム。 - 請求項37に記載のシステムであって、
前記動作生成構造が、前記カートリッジ内の前記飲料媒体または液体の動作を生じさせるように構成された、前記カートリッジの前記内部空間内の攪拌器を含むことを特徴とするシステム。 - 請求項42に記載のシステムであって、
前記攪拌器が、前記内部空間内に位置する第1の部分および前記内部空間の外部に延びる第2の部分を含み、
前記駆動システムによる前記第2の部分の振動動作が前記第1の部分の動作を生じさせることを特徴とするシステム。 - 請求項37に記載のシステムであって、
前記動作生成構造が、前記容器に取り付けられ、前記内部空間内にある攪拌器を含むことを特徴とするシステム。 - 請求項44に記載のシステムであって、
前記攪拌器が前記容器に取り付けられ、前記容器から離れて前記内部空間内へと延びることを特徴とするシステム。 - 請求項44に記載のシステムであって、
前記攪拌器が1つ以上のパドル、フィンガ、フィン、タブまたはブレードを含むことを特徴とするシステム。 - 請求項44に記載のシステムであって、
前記攪拌器が、前記容器内の窪みとして形成された1つ以上のパドルを含むことを特徴とするシステム。 - 請求項47に記載のシステムであって、
前記窪みが前記駆動システムと機械的に結合するように構成されていることを特徴とするシステム。 - 請求項37に記載のシステムであって、
前記動作生成構造が、前記駆動システムによる前記カートリッジの動作に反応して、前記容器内の前記飲料媒体または液体の動作を形成するように構成されている1つ以上の混合用ボールを含むことを特徴とするシステム。 - 請求項49に記載のシステムであって、
前記駆動システムが前記容器の振動回転を生じさせるように構成されていることを特徴とするシステム。 - 請求項50に記載のシステムであって、
前記動作生成構造が、前記駆動システムによって生じる前記容器の振動回転に反応して、前記容器に対する前記内部空間内の前記飲料媒体の正味回転動作を生じさせるように構成された、前記内部空間内の1つ以上の壁部要素を含むことを特徴とするシステム。 - 請求項51に記載のシステムであって、
前記壁部要素が、前記容器の周縁部の周りにジグザグ形に構成されていることを特徴とするシステム。 - 請求項37に記載のシステムであって、
前記駆動システムが、前記液体入口によって液体を前記カートリッジへと導入する前または導入すると同時に、前記飲料媒体または液体の動作を生じさせるように構成されていることを特徴とするシステム。 - 請求項37に記載のシステムであって、
前記液体入口が、液体が導入される開口を形成するように、前記カートリッジ容器を穿刺するように構成されていることを特徴とするシステム。 - 請求項54に記載のシステムであって、
前記システムが、飲料が前記容器から出る開口を形成するように、前記カートリッジ容器を穿刺するように構成されていることを特徴とするシステム。 - 請求項37に記載のシステムであって、
前記駆動システムおよび動作生成構造が、前記飲料媒体または液体の動作を生じさせない場合には、前記フィルタを通過しないであろう材料を、前記カートリッジの前記フィルタを通過させるように構成されていることを特徴とするシステム。 - 請求項56に記載のシステムであって、
前記飲料がコーヒー飲料であり、
前記駆動システムおよび動作生成構造が、前記動作生成構造および前記駆動システムによる前記飲料媒体または液体の動作がない場合に存在するであろうよりも高い濁度および/または総溶解固形分のレベルで、前記コーヒー飲料を形成するように構成されていることを特徴とするシステム。
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