KR20100017661A

KR20100017661A - 원심분리에 의해 용기에 담긴 액체 음식을 제조하기 위한 캡슐 시스템, 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20100017661A
Application number: KR1020097025453A
Authority: KR
Inventors: 알프레드 요아킴; 쟝-뽈 드니사르; 앙뚜완느 리제
Original assignee: 네스텍 소시에테아노님
Priority date: 2007-06-05
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2010-02-16
Also published as: CA2687504C; JP2010528737A; BRPI0812339B1; MX2009012665A; EP2316310B1; PT2316309E; DK2316309T3; AU2008258705A1; IL202055A0; ATE503408T1; HK1138491A1; RU2009149166A; JP2010528738A; BRPI0812261B1; HK1140658A1; EP2152128B1; EP2152128A1; EP2316309A1; PL2316309T3; CL2008001655A1

Abstract

본 발명은 원심력을 사용하여 물이 음식 물질을 통과함으로써 용기에 담긴 음식 물질로부터 액체 음식을 제조하기 위한 방법으로서, 캡슐에 물을 유입하면서 용기를 원심분리 회전 구동시키는 단계, 액체 음식을 만들기 위해 물이 음식 물질을 통과하는 단계, 원심분리된 액체 음식을 수집하는 단계를 포함하며, 용기는 일회용 캡슐이고, 유동 제한 수단이 원심분리 동안 특정한 압력 강하를 제공하기 위해 원심분리된 액체의 유동 경로 내에 배치된다.

Description

원심분리에 의해 용기에 담긴 액체 음식을 제조하기 위한 캡슐 시스템, 장치 및 방법{CAPSULE SYSTEM, DEVICE AND METHOD FOR PREPARING A FOOD LIQUID CONTAINED IN A RECEPTACLE BY CENTRIFUGATION}

본 발명은 원심력을 사용하여 물이 음식 물질을 통과함으로써 용기에 담긴 음식 물질로부터 액체 음식을 제조하기 위한 장치 및 캡슐 시스템에 관한 것이다.

우려낸 커피와 커피 분말로 구성된 혼합물이 원심력에 의해 분리되는 음료 제조 방법이 공지되어 있다. 그러한 혼합물은 정해진 시간 동안 뜨거운 물과 커피 분말을 함께 있게 하여 얻어진다. 그리고 나서, 물은 스크린 분말재가 존재하는 스크린을 통과하게 된다.

현존하는 시스템은 예컨대 EP 0367 600B1 의 기계의 보통 제거불가능 부분인 용기 안에 커피분말을 위치시키는 것으로 이루어진다. 그러한 장치는 다수의 단점을 갖는다. 첫번째로, 커피 분말은 용기내에서 손으로 적절하게 조제되어야 한다. 두번째로, 원심분리된 커피 폐기물은 건조되고, 이는 용기의 표면이 긁어내면서 제거될 것이다. 그 결과, 커피 제조는 다수의 수동 조작이 필요하며 이로써 시간이 많이 소모된다. 일반적으로, 커피의 신선도 또한 많이 변할 수 있으며, 이는 커피가 일반적으로 대량 포장으로 되어 있거나 용기내에서 콩 (bean) 으로부터 커피가 분쇄되기 때문에 향미에 영향을 줄 수 있다.

또한, 수동 커피 조제 양 및 우려내기 조건 (예컨대, 원심분리 속도, 용기 크기) 에 따라, 향미는 많이 변할 수 있다.

그러므로, 상기 시스템은 결코 현저한 상업적 성공을 이룰 수 없었다.

독일 특허 출원 DE 102005007852 에서 기계는 용기의 개방 컵형상 부분이 위치되는 제거가능한 유지부를 포함하며 다른 부분 또는 뚜껑은 기계의 구동축선에 부착된다. 그러나 철저한 수동 조작이라는 단점이 있다. 다른 단점은 분말의 조제 및 커피 분말의 신선도를 제어하는 것이 불충분하여 커피의 품질을 제어하는데 어려움이 있다는 것이다.

원심력에 의해 커피를 우려내는 다른 장치가 WO 2006/112691; FR2624364; EP0367600; GB2253336; FR2686007; EP0749713; DE4240429; EP0651963; FR2726988; DE4439252; EP0367600; FR2132310; FR2513106; FR2487661; DE3529053; FR2535597; WO2007/041954; DE3529204; DE3719962; FR2685186; DE3241606 및 US-A-4545296 에 기술되어 있다.

그러나, 커피를 우려내거나 또는 다른 음식 물질을 제조하는데 있어서 원심력의 효과는 압력 펌프를 사용하는 보통의 우려내기 방법에 비해 많은 이점을 제공한다. 예컨대, "에스프레소" 커피형 우려내기 방법에 있어서, 전달되는 커피추출물의 추출 품질에 영향을 미치는 모든 파라미터를 관리하는 것은 매우 어렵다. 이러한 파라미터들은 전형적으로, 압력, 압력에 따라 감소하는 유량, 유동 특성에 또한 영향을 미치며, 커피 분쇄 입자 크기, 온도, 물 유동 분포 등에 의존하는 커피 분말의 치밀화 작용 (compaction) 이다.

그러므로, 추출 파라미터가 더 양호하게 더 독립적으로 제어되어, 전달되는 액체 음식의 품질을 제어할 수 있도록 더욱 양호하게 관리될 수 있게 하는 새로운 캡슐 시스템 및 방법이 요구된다.

동시에, 종래의 원심분리 커피 제조 장치에 비해 더욱 편리하며, 용기내의 음식 물질의 신선도 및 정확한 조제와 같은 중요한 품질 파라미터의 더 높은 제어성이 컵-내 더 양호한 품질에 제공되는 액체 음식을 제조하는 방식이 요구된다.

그러므로, 본 발명은 원심력을 사용하여 물이 음식 물질을 통과함으로써 용기에 담긴 음식 물질로부터 액체 음식을 제조하기 위한 시스템에 관한 것이며

용기를 수용하기 위한 장치를 포함하며, 상기 장치는 회전 축선을 중심으로 용기를 원심분리 구동하기 위한 수단을 포함하며,

용기는 제거 가능하며 일회용 캡슐을 형성하고,

유동 제한 수단이 원심분리된 액체의 유동 경로에 배치되며 이 수단은 원심분리 동안 특정한 압력 강하를 제공할 수 있다.

유동 제한 수단은 원심분리 동안 적어도 0.5 바 (상대 압력) 의 압력 강하를 제공하도록 형성될 수 있다. 바람직하게는, 유동 제한 수단은 원심분리 동안 1 ~ 6 바, 가장 바람직하게는 1.5 ~ 4 바 (상대 압력) 의 압력 강하를 제공하도록 형성된다.

본 발명의 중요한 양태에 따르면, 원심분리된 액체의 유동 경로 내의 유동 제한부는 캡슐 내의 음식 물질과 물의 상호 작용을 향상되게 하고 또한 결과적으로 압력 방출 및 제한부에서 생성되는 전단 응력에 의해 액체에 거품을 제공하기 위해 원심분리된 액체의 방출을 제어할 수 있다. 더 구체적으로는, 유동 제한 수단은 엔클로저의 주변에 몇 바의 압력을 유지하게 하여 액체의 방출을 지체시킨다.

가능한 모드에서, 장치는 캡슐의 출구(들) 뒤에 배치되는 유동 제한 수단을 포함한다.

특히, 유동 제한 수단은 장치 자체의 일부일 수 있다.

바람직한 모드에서, 장치의 유동 제한 수단은 원심분리된 액체의 충분한 압력이 밸브 수단에 가해질 때 액체 통로를 개방하거나 확장하여 액체가 캡슐로부터 장치 밖으로 방출될 수 있게 하는 밸브 수단을 포함한다.

유동 제한 수단은 캡슐의 출구에 또는 그 뒤에 위치될 수 있다.

가능한 모드에서, 유동 제한 수단이 캡슐내에 배치될 수 있다. 특히, 유동 제한 수단이 개구에 의해 형성될 수 있다. 개구는 엔클로저의 벽의 주변부의 일련의 슬롯 또는 구멍일 수 있다. 바람직하게는, 일련의 슬롯 또는 구멍은 캡슐의 엔클로저에 담긴 음식 물질의 평균 입자 크기보다 더 낮은 폭 또는 직경을 갖는다.

바람직하게는 캡슐의 엔클로저의 출구 개구는 음식 물질을 이루는 입자의 평균 크기보다 작은 직경 또는 폭을 갖는다.

그러므로, 개구는 '본질적으로' 여과 기능을 가질 수 있다.

벽의 부분에서의 압력 강하는 또한 개구 및 개구의 자유 개구 면적의 크기에 의존한다. 그러므로, 개구 및 개구의 자유 개구 면적의 크기는 캡슐내에서 특정 압력 강하를 형성할 수 있게 벽의 일부에 설계될 수 있다. 이는 엔클로져내 특정 압력을 유지하고 이로써 음식 물질과 물 사이의 상호 작용이 향상될 수 있게 된다. 개구의 크기 및, 회전 속도와 같은 원심분리 파라미터에 따라, 음료의 특성이 특히 커피 음료에 맞춰질 수 있다.

바람직하게는, 개구의 직경 또는 폭은 10 ~ 600 미크론일 수 있다. 바람직하게는, 개구의 전체 면적은 5 ~ 200 ㎟ 이다. 가장 바람직하게는, 전체 면적은 10 ~ 50 ㎟ 이다.

벽의 주변부에서의 유효 (significant) 압력 강하는 구멍의 폭 또는 직경이 200 미크론 미만, 예컨대 1 ~ 200 미크론인 경우에 얻어질 수 있다. 대기압 이상, 약 1 ~ 4 바, 더욱 바람직하게는 2 ~ 3 바의 압력 강하가 벽의 일부에 성공적으로 얻어질 수 있다. 커피에 있어서, 리스트레토 (ristretto), 에스프레소 또는 룽고 (lungo) 타입의 커피에 비해 높은 고형 농도를 갖는 액체 추출물이 상기 압력 범위내에서 성공적으로 우려내어질 수 있다.

개구가 200 미크론 이상의 폭 또는 직경을 가지고, 더 큰 압력 강하가 형성될 수도 있는 장치내 액체 유동 경로 내에 위치된 추가 밸브와 같은 유동 제한부가 유동 경로에 위치해있지 않은 경우에는 예컨대 1 바 미만의 저 압력 강하가 얻어진다. 액체 유동 경로내 저 압력 강하의 경우에 큰 출구가 있는 벽의 일부는 엔클로져내의 고형 입자를 보유하는 역할을 할 수 있다. 그러나, 액체는 엔클로져를 더욱 빨리 나가려하고 (즉, 고 유량이 형성됨) 엔클로져내의 음식 물질과 물 사이의 상호 작용은 적어진다. 이로써, 커피의 경우에 여과형 커피에 비해 커피 추출물은 낮은 고형분 (solid) 및 방향성 (aroma) 의 농축물이 생기게 될 수도 있다. 바람직하게는, 장치의 유동 제한 수단은 장치의 밸브 수단을 포함하며, 이 밸브 수단은 특정한 압력이 밸브 수단에 가해질 때 액체가 캡슐로부터 장치 밖으로 방출될 수 있도록 개방하기 위해, 캡슐의 출구(들)에 또는 그 뒤에 배치된다.

가능한 모드에서, 장치 및 캡슐 둘 모두는 유동 제한 수단을 포함한다. 대안적으로는 유동 제한 수단은 캡슐내에 존재하고 장치에는 존재하지 않는다. 장치의 밸브 수단이 장치의 레벨에서 캡슐에 가해지는 액체의 압력의 제어의 이점을 제공한다. 밸브 수단은 다양한 또는 구체적인 음료, 예컨대 커피 추출물, 차 추출물, 인스턴트 음료 등의 특징을 매치시키기 위해, 예컨대 교정 또는 조정함으로써 특정한 압력 역치 (threshold) 에서 개방되도록 설계될 수 있다.

그 결과, 본 발명의 시스템은 액체 음식의 제어된 방출이 실행될 수 있는 액체 음식의 제조를 위한 해결책을 제공한다. 예컨대, 액체의 방출은 액체의 유동을 위한 통로를 형성하기 충분한 밸브 수단에 특정한 압력이 가해질 때까지 지연될 수 있다. 밸브 수단의 지연된 개방은 캡슐에 담긴 음식 물질과 물의 상호 작용을 향상시킬 수 있다. 예컨대 커피에 있어서, 커피와 방향성 화합물의 양호한 추출물을 얻기 위해 물과 분쇄 커피의 상호 작용을 최적화시키기에 유리할 수 있다. 또한, 밸브 수단은 거품 또는 커피 크레마의 생성을 향상시킬 수 있는 제한부를 제공한다.

밸브 수단은 액체를 위한 얇은 환형 적층 통로를 만들기 위해 압축된 액체의 효과하에서 캡슐의 결합부에 대하여 상대 이동하는 장치의 적어도 하나의 결합부에 의해 형성될 수 있다. 캡슐의 결합부는, 예컨대 캡슐의 에지의 반경방향부일 수 있다. 적층 통로는 또한 장치의 벽에 충돌하는 비교적 고속의 액체 제트를 생성할 수 있다. 그 결과, 비교적 다량의 거품이 밸브 수단 및 원심분리 동안 비교적 고속으로 장치의 표면에 충돌하는 액체의 충돌에 의해 생성되는 제한부에 의해 생성될 수 있다. 원심분리된 액체에 의해 밸브 수단에 가해지는 압력의 양에 따라, 밸브 수단에 의해 야기되는 제한은 그 정도가 상이할 수 있다.

본 발명의 양태에 따르면, 밸브 수단의 적어도 하나의 상기 결합부는 원심분리된 액체의 힘 하에서 다른 결합부로부터 상대적으로 멀리 이동도록 장전된 스프링이다. 특히, 장치의 결합부는 스프링 장전 부재와 결합될 수 있다. 예컨대, 스프링 장전 부재는 고무 탄성 부재 또는 기계적 스프링이다. 스프링 장전 부재는 O-링, 나선형 또는 블레이드형 스프링 또는 어떠한 동등한 수단일 수 있다. 예컨대, 밸브 수단의 결합부는 또한 캡슐의 결합부에 밀봉을 위해 배치되는 환형 프레싱 에지를 포함할 수 있다. 프레싱 에지는 액체의 압력이 미리 정해진 역치 아래일 때 캡슐에 충분한 밀봉 압력을 가하지 위해 V, W 또는 U 형상과 같은 상이한 형태를 취할 수 있다.

모드에서, 캡슐의 환형 테두리는 또한 압축된 유체의 효과 하에서 밸브 수단의 결합부로부터 멀리 이동하도록 구부러질 수 있다. 밸브 수단의 결합부는 고정되거나 탄성적으로 이동될 수 있고 캡슐의 결합부는 압축된 액체의 효과 하에서 구부러질 수 있다. 따라서, 밸브의 효과는 또한 캡슐을 빠져나가는 액체의 압력 하에서 구부러지는 캡슐의 굽힘부에 의해 부분적으로 또는 전체가 얻어질 수 있다.

바람직한 모드에서, 장치는 캡슐의 회전 축선과 실질적으로 정렬된 적어도 하나의 천공 부재를 포함하는 캡슐에 물을 주입하기 위한 물 주입 조립체를 포함한다. 바람직하게는, 천공 부재는 상기 회전 축선을 따라 캡슐 안에 물을 주입하기 위한 관형 통로를 갖는다.

본 발명은 또한 원심력을 사용하여 물이 음식 물질을 통과함으로써 장치에 제거 가능하게 삽입될 수 있는, 일회용 캡슐에 담긴 음식 물질로부터 액체 음식을 제조하기 위한 액체 음식 제조 장치에 관한 것이며

캡슐에 물을 유입시키기 위한 물 주입 수단,

회전 축선을 따라 용기를 위치시키고 중심 맞춤하기 위한 수단,

회전 축선을 중심으로 캡슐을 원심분리 구동하기 위한 수단을 포함하며,

장치는 원심분리된 액체의 유동 경로 내에 배치된 유동 제한 수단을 포함한다.

바람직하게는, 유동 제한 수단은 캡슐로부터 액체를 방출되게 하기 위해 압축된 액체에 의해 특정한 압력이 밸브 수단에 가해질 때 개방하기 위해 캡슐의 적어도 하나의 출구에 또는 그 뒤에 배치되는 밸브 수단을 포함한다.

가능한 모드에서, 밸브 수단은 캡슐 내의 압력의 역치에서 장치를 통해 액체 통로를 선택적으로 개방하기 위해 교정 또는 조정될 수 있다.

바람직한 모드에서, 밸브 수단은 액체를 위한 얇은 환형 적층 통로를 만들기 위해, 캡슐을 빠져나가는 압축된 액체의 효과 하에서 캡슐의 결합부에 대하여 상대 이동하도록 개조되는 장치의 적어도 하나의 결합부에 의해 형성될 수 있다.

밸브 수단은 액체를 위한 얇은 환형 적층 통로를 만들기 위해, 캡슐을 빠져나가는 압축된 액체의 효과 하에서 다른 결합부에 대하여 상대 이동하는 적어도 하나의 결합부에 의해 형성될 수 있다.

가능한 모드에서, 유동 제한 수단은 캡슐의 엔클로저를 빠져나가며 200 미크론 미만, 더 바람직하게는 10 ~ 150 미크론의 출구 개구를 포함하는 액체 유동 경로에 위치되는 캡슐의 벽의 주변부를 포함한다. 이러한 크기의 개구에서, 수 바의 압력 강하가 엔클로저에서 유지되며 이는 물과 음식 물질, 특히 분쇄 커피 사이의 효과적인 상호 작용을 가능하게 하는데 효과적이다. 벽의 주변부의 개구의 전체 면적은 또한 바람직하게는 벽의 상기 부분의 전체 면적의 50% 미만, 가장 바람직하게는 40% 미만이다.

본 발명은 또한 원심력을 사용하여 물이 음식 물질을 통과함으로써 용기에 담긴 음식 물질로부터 액체 음식을 제조하기 위한 방법에 관한 것이며

캡슐에 물을 유입하면서 용기를 원심분리 회전 구동시키는 단계,

액체 음식을 만들기 위해 물이 음식 물질을 통과하는 단계,

원심분리된 액체 음식을 수집하는 단계를 포함하며,

용기는 일회용 캡슐이고,

유동 제한 수단이 원심분리된 액체의 유동 경로 내에 배치되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 모드에서, 유동 제한 수단은 원심분리된 액체의 특정한 압력이 밸브 수단에 도달할 때에만 액체 음식이 방출되는 것을 허락하는 밸브 수단을 포함한다.

바람직하게는, 음료의 선택적인 방출은 스프링 편향 밸브에 의해 제어된다.

유동 제한 수단은 캡슐의 벽의 주변부에 제공될 수 있는 슬롯 또는 구멍과 같은 다수의 출구 개구를 포함할 수 있다.

유동 제한 수단은 특정한 압력 역치에서 원심분리된 액체의 방출을 제어하기 위한 밸브 수단과 캡슐에 제공되는 다수의 출구 개구의 조합을 포함할 수 있다. 다수의 출구 개구는 바람직하게는 캡슐의 내벽에 제공되고 캡슐의 수집 리세스는 내벽의 하류에 위치된다. 수집 리세스는 캡슐의 내벽 및 천공 가능한 표면에 의해 경계가 정해질 수 있다.

방법은 또한 스프링 편향 밸브에 의해 액체 음식의 방출을 제어하는 것을 포함한다.

특히, 액체 음식은 캡슐의 상부 천공 가능 표면을 통하여 천공되는 적어도 하나의 출구에 의해 캡슐을 떠난다. 특히, 복수 개의 출구는 상부면과 이격되어 있고 표면의 측벽에 근접한 캡슐의 상부면에 천공된다. 본 발명의 방법에 따르면, 물은 캡슐의 회전 축선을 따라 캡슐 안에 유입될 수 있다. 물은 상대적으로 저압으로 또는 중력에 가까운 압력으로 유입될 수 있다.

"액체 음식" 이라는 용어는 여기서 넓은 의미를 갖고 스프 또는 소스와 같은 액체 요리, 커피 (분쇄 및/또는 인스턴트), 초코렛, 우유 (분말 및/또는 액상), 차 (인스턴트 및/또는 잎) 등과 같은 액체 음료, 또는 신생아 유동식과 같은 영양액 및 이들의 조합을 포함한다.

본 발명의 추가적인 특징은 이하의 도면에 대한 상세한 설명부에 나타날 것이다.

도 1 은 본 발명의 캡슐을 위에서 본 사시도이다.

도 2 는 본 발명의 캡슐을 밑에서 본 사시도이다.

도 3 은 본 발명의 캡슐의 사시도이다.

도 4 는 밀봉 포일이 제거된 캡슐의 단면도이다.

도 5 는 본 발명의 캡슐을 위에서 본 뚜껑의 사시도이다.

도 6 은 도 4 의 캡슐을 밑에서 본 뚜껑의 사시도이다.

도 7 은 본 발명의 음료 제조 장치의 사시도이다.

도 8 은 개방 모드의 음료 제조 모듈의 사시도이다.

도 9 는 캡슐을 중심으로 폐쇄 모드의 음료 제조 모듈의 선 A-A 를 따라 취한 단면도이다.

도 10 은 도 9 의 확대도이다.

도 11 은 도 9 및 도 10 의 모듈의 물 주입 어셈블리의 도면이다.

도 12 는 도 9 와 유사하지만 본 발명의 다른 실시형태를 위한 음료 제조 모듈의 단면도이다.

도 13 은 도 12 의 모듈의 상세도이다.

도 14 는 본 발명의 캡슐의 변형예의 단면도이다.

도 15 는 도 14 의 캡슐의 뚜껑을 하측에서 본 도면이다.

도 16 은 본 발명의 다른 모드에 따른 캡슐의 사시 단면도이다.

도 17 은 도 16 의 캡슐의 단면도이다.

도 18 은 다른 모드에 따른 캡슐의 단면도이다.

도 1 및 도 2 에 나타낸 바와 같이, 일반적으로 본 발명의 바람직한 캡슐 (1) 은 밀봉 포일 (3) 이 밀봉되어 있는 접시형 본체 (2) 를 구비한다. 밀봉 포일 (3) 은 밀봉 환형부 (5) 에서 상기 본체의 주변 테두리 (4) 에 밀봉된다. 주변 테두리 (4) 는 예를 들어 약 2 ~ 5 mm 의 작은 환형부를 형성하면서 바깥으로 연장되어 있을 수 있다. 접시형 본체는 저벽 (6) 및 측벽 (7) 을 구비하는데, 이 측벽은 저벽과 대향하는 본체의 큰 개방 단부 방향으로 확장되는 것이 바람직하다. 접시형 본체는 바람직하게는 강성 또는 반강성이다. 접시형 본체는 가스 차단층 예컨대 EVOH 등 또는 알루미늄 합금 또는, 플라스틱과 알루미늄 합금의 복합체를 갖는 식용등급(food grade) 플라스틱, 예를 들어 폴리프로필렌으로 형성될 수 있다. 밀봉 포일 (3) 은, 또한 차단층 또는 알루미늄 합금 또는 플라스틱과 알루미늄 합금의 조합물을 포함하는 더 얇은 재료 예컨대 플라스틱 적층체로 이루어질 수 있다. 밀봉 포일은 보통 예를 들면 50 ~ 250 미크론의 두께를 갖는다. 밀봉 포일 부재는 이하에서 설명하는 바와 같이 물 입구 및 음료 출구 (들) 가 형성될 수 있도록 천공될 수 있다.

도 3 내지 도 6 의 실시형태에 있어서, 본 발명의 캡슐은 접시형 본체에 삽입되는 뚜껑 (8) 을 형성하는 내측 부재를 포함한다. 뚜껑 (8) 및 본체 (2) 는 함께 음식 물질 (22) 을 수용하는 내부 엔클로져 (14) 의 경계를 정한다. 바람직하게, 캡슐은 중심축선 (A) 을 중심으로 회전 대칭을 이룬다. 그러나, 캡슐은 반드시 축선 (A) 을 중심으로 하는 원형 단면을 가질 필요는 없고, 다른 형상 예컨대 사각형 또는 다각형을 취할 수도 있다. 뚜껑 (8) 은 도 5 및 도 6 에 나타나 있다. 뚜껑은 중앙부 (9) 및 주변부 (10) 를 포함하는 플라스틱재 디스크 형상을 취할 수 있다. 중앙부는 실질적으로 편평할 수 있으며, 음료 제조 장치의 물 주입 부재의 도입을 가능하게 하는 입구 포트 (11) 를 포함할 수도 있다. 뚜껑의 내측면 (12) 에서 입구 포트는 관형 입구부 (13) 에 의해 연장될 수 있으며, 이 관형 입구부는 물이 본체의 저부쪽으로 안내되게 하여 엔클로져 안의 음식 물질을 완전히 적시게 하고 그래서 예컨대 "건조 분말 스팟" 이 남게 되는 위험을 저감시키는 역할을 한다. 바람직하게는 입구 포트는 파손가능한 또는 천공가능한 폐쇄부 (15) 에 의해 폐쇄된다. 이 폐쇄부는 엔클로져내의 음식 물질이 뚜껑의 상면과 밀봉 포일 사이의 틈새에 들어가는 것을 방지한다. 뚜껑은 또한 수집 리세스 (16) 를 포함하는 주변부 (10) 를 구비한다. 이 수집 리세스는 밀봉 포일의 방향으로 개방되어 있는 U-형상 횡단면 (도 3) 을 형성한다. 리세스는 뚜껑의 주변에서 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하지만, 예컨대 보강 요소 또는 벽에 의해 분리되어 있을 수 있는 복수 개의 불연속 리세스부로 대체될 수도 있다. 수집 리세스는 엔클로져 (14) 와 수집 리세스 (16) 간의 유체 연통을 형성하는 일련의 출구 (18) 가 제공되어 있는 내주벽부 (17) 를 포함한다.

출구 개구는 또한 엔클로저 내의 원심분리된 액체의 유동에 제한부를 형성한다. 원심분리된 액체는 제조되는 음료의 종류의 기능에 따라 크기가 정해질 수 있는 개구를 통과하게 된다. 예컨대, 에스프레소 또는 리스트레또 커피 추출물에 있어서, 룽고 또는 "아메리카노" 커피 추출물을 위한 것보다 더 작은 개구를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 동일한 회전 속도에서, 더 작은 개구는 원심분리된 액체에 더 높은 저항을 형성하여 캡슐에 더 오래 남아있게 된다. 그 결과, 물과 커피 입자 사이의 상호 작용은 더 높아지고 액체는 커피 고형물에 더 충만하게 될 수 있다.

이 실시예에 도시된 바와 같이, 상기 출구는 내주벽부 (17) 에 간격을 두고 분포되어 있는 슬롯 또는 구멍일 수 있다. 예컨대, 슬롯의 개수는 5 내지 200 개, 바람직하게는 10 내지 100 개일 수 있다. 이 슬롯은 바람직하게는 음식 물질의 입자의 통계학적 평균 크기보다 작은 폭을 갖는다. 예컨대 음식 물질이 분쇄 커피인 경우에 슬롯은 500 미크론 미만의 폭을 갖는다. 슬롯은 필요하면 중앙부 (9) 또는 리세스 (16) 의 저부에도 연장되어 있을 수 있다. 슬롯은 음식 물질의 입자의 통계학적 평균 크기보다 작은 직경을 갖는 원형 단면의 구멍으로 대체될 수 있다.

수집 리세스 (16) 는 이하 설명하는 바와 같이 밀봉 포일을 통하여 천공 부재를 도입시켜 캡슐안에서 제조된 우려낸 액체를 위한 출구를 만들 수 있도록 예컨대 2 ~ 10 mm 의 작은 깊이를 갖는 주변 그루브를 형성한다. 수집 리세스 (16) 는 또한 접시형 본체의 시트부 (20) 에 지지되는 에지를 형성하는 외주부 (19) 를 포함한다. 이 외주부 (19) 는 다소 단단한 끼워맞춤 결합에 의해 시트부 (20) 에 결합될 수 있다. 본체의 측벽의 내면을 따라서 접시형 본체의 저부 방향으로 연장되어 있는 추가적인 밀봉부 (21) 가 캡슐의 본체의 내면과 뚜껑 사이에서의 가능한 액체의 침투에 대항하여 더욱 밀봉하기 위해 리세스로부터 연장되어 있을 수 있다. 물론, 수집 리세스형 수단의 형상은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 구성을 취할 수 있다. 예컨대, 리세스 (16) 는 접시형 본체의 측벽 (7) 및 뚜껑 (8) 에 의해 형성될 수 있다 (도 13 에 도시). 이 경우, 외주부 (19) 는 생략될 수 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 일련의 출구 예컨대 슬롯 (18) 은 바람직하게는 중심축선 (A) 에 대해 엔클로져의 확장부에 또는 그에 근접하게 위치해 있다. 그러므로, 원심분리된 액체는 본체의 측벽의 내면을 따라서 안내되어 뚜껑의 내측면 (12) 에 이르고 그리고 나서 슬롯을 통과하게 된다. 밀봉 포일 (3) 이 접시형 본체의 테두리에 밀봉될 때 뚜껑 (8) 은 이 밀봉 포일 (3) 에 의해 완전히 폐쇄된다. 가능한 대안으로는, 밀봉 포일은 슬롯 영역을 포함해서 수집 리세스만을 덮을 수도 있다.

뚜껑 (8) 은 예를 들어, 열성형 또는 사출 플라스틱으로 만들어진 강성 또는 반강성 부재일 수 있다. 그러나 이 뚜껑 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 접시형 본체의 내면에 밀봉되는 가요성 막으로 만들어질 수도 있다.

필터 벽이 뚜껑의 내측면 (12) 에 마주대하여 엔클로져 안쪽에 위치될 수도 있다. 필터 벽은, 예컨대 높은 압력 강하를 발생시켜 엔클로져 밖으로의 원심분리된 액체 방출을 지연시키기 위하여 또는 매우 작은 입자 크기를 갖는 음식 물질을 위하여 향상된 여과를 제공할 수 있다. 필터 벽은 뚜껑의 내측면 (12) 에 부착되는 종이 필터 또는 얇은 플라스틱 필름일 수 있다.

뚜껑은 접시형 본체에 간단하게 삽입되거나, 초음파 용접과 같은 임의의 적합한 연결 수단에 의해 고정될 수 있다.

본 발명의 캡슐과 음료 제조 장치를 포함하는 시스템은 도 7 및 도 8 에 도시되어 있으며 이하 설명한다.

또한, 시스템은 전술한 캡슐 (1) 과 음료 제조 장치 (23) 를 포함한다. 장치는 캡슐이 삽입될 수 있는 모듈 (24) 을 구비한다. 캡슐은 우려낼 음식 물질을 담고, 캡슐은 사용 후 처분되기 위해 (예컨대, 유기 및 무기 원료의 폐기 또는 재활용을 위해) 모듈에서 제거된다. 모듈 (24) 은 물 저장소 (25) 와 같은 물 공급원과 유체 연통한다. 유체 수송 수단, 예컨대 펌프 (26) 는 모듈과 물 공급원 사이의 유체 회로 (27) 에 제공된다. 또, 물 가열기 (28) 가 물이 모듈에 들어가기 전에 유체 회로에서 물을 가열하기 위해 제공된다. 물 가열기는 저장소에서 나오는 새로운 물을 가열할 수 있도록 유체 회로에 삽입될 수 있거나, 또는 대안으로 물 저장소에 삽입될 수 있는데 그러한 경우에는 물 저장소가 물 보일러가 된다. 물론, 물이 물 플러그 연결을 통해 가정용 물 공급원에서 직접 얻어질 수 있다.

물이 저압 또는 심지어 중력에서 모듈 (24) 에 공급될 수 있다. 모듈의 물 입구에서 예컨대, 대기압 이상 0 ~ 2 bar 의 압력이 예상될 수 있다. 압력 펌프가 그러한 피스톤 펌프로 이용되는 경우에 2 bar 보다 큰 압력에서의 물이 전달될 수도 있다.

우려냄 모듈 (24) 은 주로 물 주입 서브어셈블리와 액체 수용 서브어셈블리를 포함한 두 개의 주요 캡슐 포함 서브 어셈블리 (29, 30) 를 포함할 수 있다. 두 개의 서브 어셈블리는 장치의 캡슐을 위해 위치지정 및 중심맞춤 수단을 형성한다.

두 개의 어셈블리는 캡슐을 그 안에 넣을 수 있게 예를 들어 베이오넷형 연결 시스템 (31) 에 의해 함께 폐쇄된다. 액체 수용 서브어셈블리 (30) 는 예컨대, 원심분리된 액체가 캡슐을 나와서 컵 또는 글라스와 같은 서비스 용기로 안내될 수 있도록 서브어셈블리의 측면에 돌출되어 있는 액체 덕트 (32) 를 포함한다. 액체 덕트는 도 8 에 도시되어 있는 바와 같이 캡슐이 삽입된 회전 드럼 (34) 주변에 짧은 간격을 두고 배치된 실린더형 벽을 형성하는 액체 수용부 (33) 와 연통한다. 액체 수용부는 이하에서 설명하는 바와 같이 액체를 수집하기 위해 중간 캐비티 (63) 를 드럼으로 한정한다. 서브어셈블리 내부에서 캡슐 수용 드럼 (34) 을 회전 구동시키는 수단이 액체 수용 서브어셈블리 (30) 밑에 위치해 있다.

구동 수단은 전기 또는 가스 동력에 의해 공급될 수 있는 회전 모터 (40) 를 포함하는 것이 바람직하다.

물 주입 서브어셈블리는 물 유체 회로 (27) 와 상류에서 연통하는 물 입구 (35) 를 포함하는 물 주입측을 포함한다.

도 9 및 도 10 에 있어서, 회전 드럼 (34) 은 캡슐을 수용할 수 있도록 상보적으로 형성된 내부 캐비티 (36) 가 구비된 중공 캡슐 유지부와 같이 형성된다. 회전 드럼 (34) 은 그 자체가 볼 베어링 또는 니들 베어링과 같은 회전 안내 수단 (39) 에 의해 액체 수용부 (33) 의 외측 베이스 (38) 에 대하여 회전 관계를 유지하는 회전 축 (37) 에 의해 축방향으로 길게 되어 있다. 그러므로, 회전 드럼은 중간 축선 (Ⅰ) 을 중심으로 회전되도록 설계되어 있는 반면에 수용부의 외측 베이스 (38) 는 장치에 대하여 고정되어 있다. 액체 수용부 (33) 는 예컨대 볼트 (44) 에 의해 모터의 하우징 (43) 에 고정될 수 있다. 기계식 커플링 (41) 이 모터 (40) 의 축 (42) 과 드럼의 회전 축 (37) 사이의 계면에 위치해 있다.

물 주입 서브어셈블리 (29) 에 있어서, 이 물 주입 서브어셈블리 (29) 는 도 10 및 도 11 에 도시되어 있는 바와 같이, 장치의 길이방향 축선 (Ⅰ) 에 대하여 고정되어 있으며 중앙에 배열된 물 인젝터 (45) 를 포함한다. 물 인젝터는 입구 (35) 로부터 물 출구 (47) 까지 물을 수송하기 위하여 중앙 관형 부재 (46) 를 포함하는데, 상기 물 출구는 캡슐의 엔클로져 (14) 안에서 돌출하게 되어 있다. 물 출구는 뚜껑의 관형 입구 (13) 의 언젠가는 파손될 수 있는 부분을 통해 그리고 캡슐의 폐쇄 포일을 통해 천공 구멍을 형성할 수 있는 날카로운 관형 팁부와 같은 천공 수단 (48) 으로 형성된다.

물 인젝터를 중심으로 하여 캡슐 회전 결합부 (49) 가 장착되어 있다. 캡슐 회전 결합부 (49) 는 물 인젝터 및, 캡슐 회전 결합부 (49) 와 물 인젝터 (45) 사이에 삽입된 볼 또는 니들 베어링 (50) 과 같은 회전 안내 수단을 수용하기 위한 중앙 보어를 구비한다. 결합부는 이 결합부 (49) 의 디스크형 결합벽 (55) 에서 돌출된 출구 천공 부재 (51, 52, 53, 54) 를 더 포함한다. 천공 부재는 캡슐의 밀봉 포일 (3) 에 작은 구멍을 절단 또는 천공시킬 수 있는 경사 절단면을 갖춘 작은 실린더형 부분일 수 있다. 천공 부재는 벽 (55) 주변에 배치되어 있고, 바람직하게는 복수 개의 개구를 캡슐 내에 제공하여 원심분리된 액체가 복수개의 액체 스트림을 형성하면서 캡슐을 나갈 수 있도록 균일하게 분포되어 있다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 물 주입 서브어셈블리 (29) 는 장치로부터 배출된 액체의 유동을 제어할 수 있는 밸브 시스템 (56) 을 더 포함한다. 밸브 시스템 (56) 은 스프링과 같은 탄성 부하 수단 (58) 의 힘의 작용하에서 편향된 환형 결합부 (57) 의 형상으로 캡슐 회전 결합부 (49) 에 배열될 수 있다. 환형 결합부 (57) 는 탄성 부하 수단의 힘의 작용하에서 액체의 유동을 제한할 수 있는 폐쇄력을 캡슐의 주변 테두리 (4) 에 가하는 누름 주변면 (59) 을 포함한다. 주변면 (59) 은 국부 영역에 밀봉압을 증가시킬 수 있는 콘 (cone) 형 또는 V 형일 수 있다. 결합부 (57) 는 내부 베이스부 (60) 를 더 포함한다. 베이스부 (60) 와, 결합부 (49) 의 반력 부분 (61) 사이에 위치해 있는 공간에 탄성 부하 수단 (58) 이 삽입된다. 그러므로, 나머지 지점에서 밸브 시스템의 결합부 (57) 는 탄력 수단 (58) 의 압축 효과의 작용하에 캡슐의 테두리를 폐쇄 상태로 유지한다.

캡슐 결합 서브어셈블리 (29) 는 2 개의 서브어셈블리가 캡슐을 중심으로 서 로 상대적으로 폐쇄되어 있을 때 액체 수용 서브어셈블리 (30) 의 내부 환형 챔버 (63) 내에 돌출되어 있는 스커트 (62) 의 관형부를 더 포함할 수도 있다. 상기 스커트 (62) 의 관형부는 압력하에 밸브 시스템을 통과하는 원심분리된 액체를 위하여 충격벽을 형성한다. 상기 스커트 (62) 는 서브어셈블리 (29) 상에 고정되는 것이 바람직하다. 서브어셈블리는 액체 수용 서브어셈블리 (30) 상의 연결을 용이하게 하는 조종부 (64) 를 더 포함한다. 이 조종부 (64) 는 조종을 위하여 널링 처리된 (knurled) 주변면을 포함할 수 있다. 조종부는 나사 (67) 에 의해 서브어셈블리 (29) 의 고정 베이스상에 고정될 수 있다. 상기 조종부는 물론 레버 기구 또는 유사 조종 수단에 의해 대체될 수 있다.

전술한 바와 같이, 연결 수단이 2 개의 서브어셈블리 (29, 30) 의 상대 연결을 위해 제공된다. 예컨대, 액체 수용 서브어셈블리 (30) 의 관형면상에 측면 잠금 개구 (66) 에 결합할 수 있는 작은 핀 (65) 이 물 주입 서브어셈블리 (29) 의 환형면의 측면에 제공된다. 그러므로, 핀이 편장형 (oblong) 개구 (66) 에 결합될 수 있도록 2 개의 서브어셈블리 사이가 회전 각 또는 나선형 폐쇄 운동에 의해 연결될 수 있다. 물론, 다른 연결 수단은 상기 베이오넷형 연결 수단을 대체할 수 있다고 생각할 수 있다. 예컨대, 나사 (threading) 수단 또는 병진 폐쇄 수단은 본 기술분야의 어떠한 당업자도 생각할 수 있다.

본 발명의 캡슐 시스템은 기본적으로 이하의 원리에 따라 작용한다. 캡슐 장치는 예를 들어 베이오넷형 연결을 단절시키고 2 개의 서브어셈블리 (29, 30) 를 분리시킴으로써 2 개의 서브어셈블리 (29, 30) 를 서로 상대 이동시켜서 개방된 다. 그 결과, 음식 물질을 담는 일회용 밀봉 캡슐 (1) 은 장치에 삽입될 수 있으며, 즉 회전 드럼 (36) 의 캐비티에 위치될 수 있다. 캡슐은 밀봉 포일 (3) 에 의해 기밀하게 폐쇄되어 있는 동시에 장치내에 위치해 있을 수 있다. 그리고 나서, 서브어셈블리 (30) 에 다시 연결되고 연결 수단에 의해 잠기는 서브어셈블리 (29) 에 의해 장치가 폐쇄된다. 캡슐은, 잠금 위치에서 캡슐의 밀봉 포일을 뚫고 캡슐의 물 입구 (35) 를 통해 도입하는 물 인젝터에 의해 개방된다. 동시에, 복수 개의 액체 출구가 출구 천공 부재 (51~54) 에 의해 밀봉 포일의 주변에서 천공된다. 따라서, 물이 중앙 물 인젝터 (45) 를 통해 캡슐에 유입될 수 있다. 물이 유입되는 동안 가스가 캡슐을 나갈 수 있도록 주입 서브어셈블리에 통풍공이 만들어질 수 있다. 캡슐은 회전 모터 (40) 를 작동시킴으로써 회전 구동될 수 있다. 물 주입이 캡슐 안에서 시작되는 동시에 또는 물 주입 작업의 시작 바로 전후에 원심분리 작업이 시작될 수 있다.

예를 들어, 수 초 동안 캡슐을 회전시킴으로써 원심분리 작업을 시작하기 전에 캡슐안에 물이 채워지는 것을 가능하게 하는 것은 분쇄 커피를 우려내는데 유리한 점일 수 있다. 따라서, 액체가 원심분리되기 전에 커피내에 물이 적절하게 스며들 수 있으며 이로써 커피 영역 중 일부가 건조한 채로 남아있지 않게 한다.

원심분리는 바람직하게는 캡슐의 중심 축선 (A) 에 정렬된, 장치의 회전의 중심 축선 (Ⅰ) 을 중심으로 캡슐을 회전시킴으로써 수행된다. 회전속도는 바람직하게는 1000 ~ 12000 rpm (round-per-minute), 더 바람직하게는 1500 ~ 8000 rpm 이다. 우려낼 액체 및/또는 캡슐 내 음식 물질의 특성에 따른 회전속도를 설정하기 위해 제어 유닛이 장치내에 제공될 수 있다. 회전속도가 클수록, 더 큰 압력이 캡슐의 주변벽에 가해지고 더 많은 음식 물질이 캡슐의 측벽에 밀집하게 된다. 회전속도가 더 크면 커피층의 액체의 체류시간이 더 짧기 때문에 더 낮은 고형분 함량을 포함하는 커피 추출물 우려내기를 촉진시킨다. 회전속도가 더 작으면 캡슐내 액체의 체류 시간이 길기 때문에 더 큰 강도 (커피 고형분 함량) 를 갖는 커피를 제공한다. 물이 음식 물질을 횡단하여 캡슐내에서 우려내어지며 이로써 음식 물질의 부분 또는 전체 분산 또는 용해 또는 추출을 제공한다. 결과적으로, 원심분리된 액체가 캡슐에 제공된 복수개의 출구 (18) 예를 들어 뚜껑 (8) 을 통과하게 된다.

원심력의 효과의 작용하에 커피 분말과 같은 음식 물질은 캡슐의 엔클로저의 주변벽 (7, 17) 에 마주 대하여 반경방향으로 밀집해지는 경향이 있는 반면에 물은 음식 물질을 통과하여 유동하게 된다.

이로써, 음식 물질은 밀집해지며 물에 직접 적셔지게 된다. 캡슐의 고속 회전 운동에 의해, 원심력이 음식 물질의 덩어리에 균일하게 가해진다. 결과적으로, 물 분포 또한 캡슐내 압력을 가하는 압력 펌프를 사용하는 일반적인 방법에 비해 더욱 균일하다. 그 결과, 적절하게 적셔지지 않게 되어 적절하게 우려내어지거나 분산되거나 용해되지 않는 영역을 만들 수도 있는, 물질이 통과하는 선택적 유동경로 (preferential flow path) 가 있을 수 있는 위험이 더 작다. 분쇄 커피 분말과 함께 캡슐의 내부 측벽에 이르는 액체는 액체 추출물이다. 그리고 나서 이 액체 추출물은 캡슐의 측벽의 내부면을 따라 상방으로 유동하게 된다. 캡슐의 측벽 (7) 을 넓히는 것은 개구의 방향으로의 캡슐의 액체의 상방으로의 유동을 촉진한다.

캡슐의 엔클로져의 상기 출구 (18) 는 캡슐에 저장된 음식 물질에 따라 크기가 정해진다. 작은 폭을 가진 슬롯이나 작은 직경을 가진 구멍과 같은 작은 개구는 액체 추출물만이 개구를 통과하게 하고, 고형 입자는 캡슐의 엔클로져내에 유지시키는 여과 기능을 제공한다.

또한 전술한 것과 같이, 개구는 물과 음식 물질의 상호 작용에 영향을 주고 음료의 정상부에 거품 또는 크레마를 형성하는 것에 영향을 주는 유동 제한부를 제공할 수 있다. 상기 구멍은 전단력을 생성하기에 충분히 작은 제한부를 형성할 수도 있고, 그 결과 거품이나 커피 크레마가 생기게 된다. 캡슐안에 있는 어느 정도의 가스는 액체에 포집될 수 있고, 유동 제한 뒤에 압력 해제에 의해 액체 중에 복수개의 작은 거품을 형성한다.

또한, 장치의 밸브 시스템 (56) 은 액체가 캡슐을 나갈 때 밸브의 액압이 커지면 열리기 시작할 수 있다. 그러므로, 열리기 전에 일정 시간 지연됨으로써 캡슐에 담긴 음식 물질과 물이 충분히 상호작용할 수 있도록 밸브 시스템에 의해 제어될 수 있게 된다. 이렇게 지연이 제어되는 것은 다양한 파라미터, 예컨대 원심분리 속도, 탄성 부하 수단에 의해 가해진 힘 (즉, 스프링 강성), 음식 물질에 의해 생성된 압력 강하, 출구 등에 의존한다. 밸브 시스템은 액압이 액체의 내부면상에서 증가될 때 들어 올려지는 밸브 시스템의 압력면 (59) 에 의해서 개방된다. 테두리의 캡슐은 또한 액압의 효과에 의해 구부릴 수 있도록 실질적으로 가요적일 수 있다. 그러므로, 압력면과 캡슐간의 상대 운동으로 인해 액체가 밸브 시스템의 상류의 작은 틈에서 새나갈 수 있도록 작은 통로가 형성된다. 비교적 고 회전 속도에서, 스커트의 일부 (62) 의 내부면에 충격을 가하는 액체 제트가 형성될 수 있다. 액체는 액체 수용 서브어셈블리의 캐비티 (68) 를 채우기 시작하고, 액체는 액체 덕트 (32) 를 통해 배수될 수 있으며 이로써 그 밑에 위치해 있는 컵 또는 글라스에 수집될 수 있다.

도 12 및 도 13 에 도시된 본 발명의 다른 모드에서, 동일하거나 동등한 기술적 수단을 표시하기 위해 동일한 도면 부호를 사용하였다. 이러한 모드에서, 밸브 시스템 (56) 은 탄성 부하 수단이 물 주입 서브어셈블리 (29) 의 고정부 (61) 와 핀칭면 (59) 사이에 삽입되는 고무 탄성 O-링 (69) 에 의해 얻어진다는 점이 다르다. O-링은 밸브 시스템의 2 개의 오목부 (70,71) 사이에 유지된다. 다시, 우려내는 동안에는 캡슐내의 액압은 캡슐의 테두리 (4) 와 핀칭면 사이에 통로를 형성할 수 있게 핀칭면 (59) 을 들어올리는 경향이 있다. 핀칭면은 테두리상에 힘을 집중시킬 수 있는 날카로운 팁부 또는 에지로 형성될 수 있다. 물론, 탄성 부하 수단 및 핀칭부는 동일한 요소일 수 있다고 생각할 수 있다. 예컨대, 핀칭부는 고무-탄성재로 만들어질 수 있다.

도 12 또는 도 13 의 모드에서의 물 인젝터는 천공 수단이 없는 캡슐 내 간단한 물 입구가 될 수 있다. 이러한 경우에, 캡슐이 장치내에 삽입되기 전에 미리 개방되며, 즉 밀봉 포일이 필링 (peeling) 에 의해 제거되거나, 또는 캡슐이 장치내에 삽입되기 전에 중앙 구멍이 미리 천공된다. 또한, 물 인젝터의 밀봉 결합은 캡슐의 정상면에 일정한 밀봉압을 가하는 밀봉 수단 (72) 에 의해 수행될 수 있다. 그러므로, 물은 캡슐의 정상면을 따라 누출되지 않게 되며 또한 캡슐을 우회하지 않게 하여 액체 출구를 통해 직접 배출될 수 있게 한다.

본 발명의 캡슐은 도 14 및 도 15 에 도시된 실시형태와 같이 다양한 실시형태를 취할 수 있다. 캡슐의 일반적인 구조는 출구가 필터 종이, 직조 또는 부직부분 또는 다른 망상 또는 다공성 막 (72) 에 의해 형성된다는 점을 제외하고는 이전의 실시형태와 동일하다. 따라서, 접시형 본체 (2) 에 삽입되는 뚜껑 (8) 은 다공성재로 이루어진 원주형 밴드를 포함한다. 다공성재는 유동을 제한하여, 일정한 압력 강하, 예컨대 0.5 ~ 4 바를 형성하며, 이로써 고형 입자를 여과한다. 특히, 재료의 구멍의 크기는 커피 미립자 즉, 90 미크론 만틈 작은 입자 크기를 가진 입자를 유지시킬 수 있게 선택될 수 있다. 다공성 밴드의 전체 개방면이 밴드의 면의 전체 면적의 50% 미만일 때 압력 강하가 또한 얻어진다. 종이, 직물, 망상 또는 다공성재는 용접되거나 그렇지 않으면 뚜껑에 결합된 밴드 또는 밴드들로 형성될 수 있다.

다른 가능한 모드에 있어서, 리세스 (16) 가 여과 기능 또한 제공할 수 있도록 다공성 압축가능재로 채워질 수 있다. 예컨대, 재료는 스펀지 또는 직물일 수 있다.

도 16 및 도 17 에 있어서, 본 발명의 캡슐은 접시형 본체 (2) 와 다공성 벽 (80) 으로 형성되는 엔클로져 역시 포함할 수 있다. 접시형 본체는 음식 물질을 저장하는 주요 캐비티 (82) 와 원심분리 공정이 이루어지는 동안 다공성 벽 (80) 을 횡단하는 액체 추출물을 수용하는 주변 리세스 (81) 를 포함한다. 리세스 (81) 는 내측 에지 (83) 와 외측 테두리 (84) 에 의해 경계가 정해진다. 다공성 벽 (80) 은 리세스 (81) 의 내측 에지 (83) 에 부착될 수 있다. 기밀 포일 막 (86) 이 본체의 외측 테두리 (84) 에 부착되는 것이 바람직하다. 내측 에지는 다공성 벽 (80) 과 포일 막 (86) 사이의 자유 공간 (85) 이 있도록 외측 테두리 밑에 위치되는 것이 바람직하다. 다공성 벽은 내측 에지 (83) 상에 열 또는 초음파 용접에 의해 밀봉될 수 있다.

다공성 벽 (80) 은 그 전체면을 따라 또는 벽의 주변부만을 따라 개구 (즉, 구멍) 를 구비할 수 있다. 도 16 은 벽의 일부 (87) 를 보여주는데 이 벽의 일부는 일반적으로 개구를 구비하는 반면에 중앙부 (88) 에는 개구가 없다.

다른 모드에서 2 개의 상기 부분 (87, 88) 은 개구를 구비한다.

압력은 다양한 요인, 특히 장치 내 캡슐의 회전속도, 벽의 주변부 (87) 에서의 반경 (특히, 벽 주변부 (87) 에서의 상대 원심력 "g" 을 결정함), 개구의 크기에 의존한다. 개구의 크기는 1 ~ 600 미크론에 포함되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게 개구의 크기는 캡슐이 캡슐의 중심축선을 따라서 원심분리되는 동안 일정한 압력 강하를 형성하는 유동 제한 수단을 형성하는 10 ~ 200 미크론이다. 다공성 벽의 구멍의 전체면적은 측벽의 전체면적의 50% 미만, 가장 바람직하게는 40% 미만이어야 한다.

도 16 및 도 17 의 캡슐은 음식 물질을 담는 엔클로져 (82) 안에 물을 주입하기 위해 캡슐의 중심점 (89) 에서 천공될 수 있다. 그 결과, 외측 포일 (86) 및 내측 벽 (80) 이 뚫린다. 캡슐은 전술한 바와 같이 장치내에 삽입된다. 캡슐은 원심분리 회전시, 결정된 속도, 예컨대 1000 ~ 16000 rpm, 가장 바람직하게는 5000 ~ 12000 rpm 에서 구동된다. 우려내기 또는 용해 공정은 물이 음식 물질을 횡단함으로써 엔클로져내에서 발생한다. 원심분리 효과에 의해, 액체 음식은 벽 의 다공성부 (87) (또한, 나중에 중앙부 (88) 의 일부가 다공성이 되면 이 중앙부 (88) 의 일부) 를 횡단하고 계면 (85) 을 통해 그리고 나서 환형 리세스 (81) 를 통해 엔클로져를 나간다. 액체는 리세스 (81) 위의 포일에 만들어진 천공 구멍을 통해 캡슐을 나가게 된다.

도 18 은 유사한 캡슐을 나타내나 이 캡슐은 포일 (86) 로부터 멀리 있는 주변부 (870) 와, 외부 기밀 포일 (86) 에 밀봉되는 중앙부 (880) 를 포함하는 내측 다공성 벽 (80) 을 갖춘다. 이 실시예에서는, 주변부 (870) 는 엔클로져의 출구를 포함한다. 중앙부 (880) 는 개구를 구비할 수도 구비하지 않을 수도 있다. 이 실시형태에서는 외측 포일 (86) 과 벽의 내측부 (880) 사이에 흐르는 액체가 없으며 그 이유는 이 외측 포일 및 벽의 내측부 모두가 함께 밀봉되기 때문이다. 캡슐내에 벽의 부분 (870) 에 충분한 압력강하가 형성되면, 장치에는 반드시 전술한 밸브와 같은 추가 유동 제한 수단이 제공되어야 할 필요는 없다. 이 경우에, 캡슐내 유동 제한 수단은 엔클로져 내에 충분한 압력을 유지시키고 이로써 음식 물질 예컨대 분쇄 커피 및 물 사이의 양호한 상호작용을 달성할 수 있는데 충분하다. 예컨대, 크레마가 있는 양호한 에스프레소 타입의 커피는 10 ~ 200 미크론의 범위내의 구멍을 포함하는 직조물 폴리머 막을 포함하는 캡슐로 제조 될 수 있다.

제한 수단 예컨대 개구를 포함하는 캡슐의 주변부는 도 16 내지 도 18 의 실시예에서와 같이 회전 축선에 실질적으로 수직하게 향할 수 있거나 또는 도 1 내지 도 6 의 실시예에서와 같이 상기 축선에 대해 경사질 수 있다.

다른 가능한 모드에 있어서, 유동제한은 캡슐내의 시케인 또는 액체를 위한 굽은 유동 경로를 형성하는 유사한 구조에 의해 달성되거나 보완될 수 있다.

본 발명의 시스템 캡슐은 보통 시스템보다 더 높은 용적에 대하여 현저한 우려냄 결과를 제공한다. 결과는 캡슐들 사이에서 재연 가능하다. 놀랍게도, 크레마 또한 더 많은 크림, 더 안정적이고 두꺼운 질감으로 현저하게 개선된다.

제한 수단의 압력 강하는 압력 측정 시험에 의해 측정될 수 있는데 이 시험은 캡슐의 압력 이하로 물을 채우고 액체가 제한 수단, 즉 밸브 시스템을 통과하게 되는 주입 지점에서의 물의 압력을 측정하는 것으로 구성된다.

물론, 본 발명은 이하의 특허 청구항의 범위에 포함되는 다양한 변형예를 포함할 수 있다.

Claims

원심력을 사용하여 물이 음식 물질을 통과함으로써 용기에 담긴 음식 물질로부터 액체 음식을 제조하기 위한 시스템으로서,

용기를 수용하기 위한 장치를 포함하며, 상기 장치는 회전 축선 (I) 을 중심으로 용기를 원심분리 구동하기 위한 수단을 포함하며,

용기는 제거 가능하며 일회용 캡슐을 형성하며,

유동 제한 수단이 원심분리된 액체의 유동 경로에 배치되며 이 수단은 원심분리 동안 특정한 압력 강하를 제공할 수 있는 액체 음식을 제조하기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 장치는 적어도 하나의 캡슐의 출구 뒤에 유동 경로 내에 배치되는 유동 제한 수단을 포함하는 액체 음식을 제조하기 위한 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 유동 제한 수단은 원심분리된 액체의 충분한 압력이 밸브 수단에 가해질 때 액체 통로를 개방하거나 확장하여 액체가 캡슐로부터 장치 밖으로 방출될 수 있게 하기 위해 캡슐의 출구에 또는 그 뒤에 배치되는 밸브 수단을 포함하는 액체 음식을 제조하기 위한 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 밸브 수단은 액체를 위한 얇은 환형 적층 통로를 만들기 위해 압축된 액체의 효과하에서 캡슐의 결합부에 대하여 상대 이동하는 장치 의 적어도 하나의 결합부에 의해 형성되는 액체 음식을 제조하기 위한 시스템.
제 4 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 결합부는 압축된 액체의 효과하에서 다른 결합부에 상대적으로 멀리 이동하도록 장전된 스프링인 액체 음식을 제조하기 위한 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 장치의 상기 결합부는 스프링 장전 부재와 결합되는 액체 음식을 제조하기 위한 시스템.
제 6 항에 있어서, 상기 스프링 장전 부재는 고무 탄성 부재 또는 적어도 하나의 기계적 스프링인 액체 음식을 제조하기 위한 시스템.
제 6 항에 있어서, 상기 결합부는 캡슐의 결합부를 밀봉하기 위해 배치되는 환형 프레싱 에지를 포함하는 액체 음식을 제조하기 위한 시스템.
제 8 항에 있어서, 상기 캡슐의 결합부는 캡슐의 환형 테두리에 의해 형성되는 액체 음식을 제조하기 위한 시스템.
제 9 항에 있어서, 상기 캡슐의 환형 테두리는 압축된 유체의 효과하에서 결합부로부터 멀리 이동하도록 구부러질 수 있는 액체 음식을 제조하기 위한 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 장치의 결합부는 고정되며 캡슐의 결합부는 압축의 효과 하에서 구부러질 수 있는 액체 음식을 제조하기 위한 시스템.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 제한 수단은 캡슐의 엔클로저를 빠져나가는 액체 유동 경로에 위치되고 200 미크론 미만의 출구 개구를 포함하는 캡슐의 벽의 주변부를 포함하는 액체 음식을 제조하기 위한 시스템.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 캡슐에 물을 주입하기 위해 캡슐의 중심 축선 (A) 과 실질적으로는 정렬된 적어도 하나의 천공 부재를 포함하는 물 주입 조립체를 포함하는 액체 음식을 제조하기 위한 시스템.
제 13 항에 있어서, 상기 천공 부재는 캡슐 안으로 물을 주입하기 위해 관형 통로를 갖는 액체 음식을 제조하기 위한 시스템.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 제한 수단은 원심분리 동안 적어도 0.5 바 (상대 압력) 의 압력 강하를 제공하도록 형성되는 액체 음식을 제조하기 위한 시스템.
제 15 항에 있어서, 상기 유동 제한 수단은 원심분리 동안 1 ~ 6 바 (상대 압력) 의 압력 강하를 제공하도록 형성되는 액체 음식을 제조하기 위한 시스템.
원심력을 사용하여 물이 음식 물질을 통과함으로써 장치에 제거 가능하게 삽입될 수 있는, 일회용 캡슐에 담긴 음식 물질로부터 액체 음식을 제조하기 위한 액체 음식을 제조하기 위한 장치로서,

캡슐에 물을 유입시키기 위한 물 주입 수단,

회전 축선 (I) 을 따라 용기를 위치시키고 중심 맞춤하기 위한 수단,

회전 축선 (I) 을 중심으로 캡슐을 원심분리 구동하기 위한 수단을 포함하며,

상기 장치는 원심분리된 액체의 유동 경로 내에 배치된 유동 제한 수단을 포함하는 액체 음식을 제조하기 위한 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 유동 제한 수단은 캡슐로부터 액체를 방출되게 하기 위해 압축된 액체에 의해 특정한 압력이 밸브 수단에 가해질 때 개방하기 위해 캡슐의 출구에 또는 그 뒤에 배치되는 밸브 수단을 포함하는 액체 음식을 제조하기 위한 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 밸브 수단은 캡슐 내의 압력 역치에서 장치를 통해 액체 통로를 선택적으로 개방하기 위해 교정 또는 조정되는 액체 음식을 제조하기 위한 장치.
제 19 항에 있어서, 상기 밸브 수단은 액체를 위한 얇은 환형 적층 통로를 만들기 위해, 캡슐을 빠져나가는 압축된 액체의 효과 하에서 캡슐의 결합부에 대하여 상대 이동하도록 개조되는 상기 장치의 적어도 하나의 결합부에 의해 형성되는 액체 음식을 제조하기 위한 장치.
제 19 항에 있어서, 상기 밸브 수단은 액체를 위한 얇은 환형 적층 통로를 만들기 위해, 캡슐을 빠져나가는 압축된 액체의 효과 하에서 다른 결합부에 대하여 상대 이동하는 적어도 하나의 결합부에 의해 형성되는 액체 음식을 제조하기 위한 장치.
제 17 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치의 적어도 하나의 결합부는 액체의 방출을 위해 얇은 환형 적층 통로를 떠나도록 배치되는 환형 스프링 장전된 조립체를 형성하는 액체 음식을 제조하기 위한 장치.
제 20 항 또는 제 21 항에 있어서, 상기 장치의 결합부는 스프링 장전 부재와 결합되는 결합부를 포함하는 액체 음식을 제조하기 위한 장치.
제 23 항에 있어서, 상기 스프링 장전 부재는 고무 탄성 부재 또는 기계적 스프링인 액체 음식을 제조하기 위한 장치.
제 17 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 캡슐의 표면에 적어도 하나의 주변 출구를 제공하기 위해 위치된 적어도 하나의 천공 부재를 포함하는 액체 음식을 제조하기 위한 장치.
제 25 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 천공 장치는 캡슐 내의 수집 리세스를 덮는 상부 천공 가능 표면에 주변 출구를 천공하기 위해 배치되는 액체 음식을 제조하기 위한 장치.
제 26 항에 있어서, 하나 초과의 천공 부재는 캡슐의 상부면에 이격되고 상기 표면의 측벽에 근접한 주변 출구를 천공하기위해 위치되는 액체 음식을 제조하기 위한 장치.
제 17 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 주변 수집 표면이 밸브 수단에 이격되어 그 주변에 위치되며 이 주변 수집 표면에는 밸브를 통과하는 원심분리된 액체를 늦추기 위해 충돌할 수 있는 액체 음식을 제조하기 위한 장치.
원심력을 사용하여 물이 음식 물질을 통과함으로써 용기에 담긴 음식 물질로부터 액체 음식을 제조하기 위한 방법으로서,

캡슐에 물을 유입하면서 용기를 원심분리 회전 구동시키는 단계,

액체 음식을 만들기 위해 물이 음식 물질을 통과하는 단계,

원심분리된 액체 음식을 수집하는 단계를 포함하며,

용기는 일회용 캡슐이고,

유동 제한 수단이 원심분리 동안 특정한 압력 강하를 제공하기 위해 원심분리된 액체의 유동 경로 내에 배치되는 액체 음식을 제조하기 위한 방법.
제 29 항에 있어서, 원심분리 동안 적어도 0.5 바 (상대 압력) 의 압력 강하가 유동 제한 수단에서 유지되는 액체 음식을 제조하기 위한 방법.
제 29 항 또는 제 30 항에 있어서, 상기 유동 제한 수단은 원심분리된 액체의 특정한 압력이 밸브 수단에 도달할 때에만 액체 음식이 방출되도록 하는 밸브 수단을 포함하는 액체 음식을 제조하기 위한 방법.
제 31 항에 있어서, 음료의 선택적인 방출은 스프링 편향 밸브에 의해 제어되는 액체 음식을 제조하기 위한 방법.
제 30 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체 음식은 캡슐의 상부 천공 가능 표면을 통하여 천공된 적어도 하나의 출구에 의해 캡슐을 떠나는 액체 음식을 제조하기 위한 방법.
제 34 항에 있어서, 복수 개의 출구는 캡슐의 상부면에 천공되며 이 출구는 표면 상에서 이격되고 표면의 측벽에 근접한 액체 음식을 제조하기 위한 방법.
제 30 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서, 물은 캡슐 (A) 의 중심 축선을 따라 캡슐에 유입되는 액체 음식을 제조하기 위한 방법.