KR20120099760A - 원심 분리에 의한 음료 준비 시스템, 캡슐 세트 및 방법 - Google Patents

Abstract

원심 분리 우려내기 장치에서 캡슐의 원심 분리에 의해 음료를 준비하기 위한 캡슐 시스템으로서, 이 시스템은 다른 캡슐 (1A, 1B, 1C, 1D, 1E) 의 세트를 포함하고, 각각의 캡슐은 선택적으로 음료를 제공하고, 각각의 캡슐 (1A, 1B, 1C, 1D, 1E) 은 적어도 1 종의 음료 물질을 포함하고, 세트의 각각의 캡슐은 음료 물질을 포함한 인클로저 (6) 를 가지는 몸체 (2), 몸체 (2) 를 폐쇄하기 위한 상부 벽 (4) 및 선택적으로 플랜지형 테두리 (3) 를 포함하고, 캡슐은 단독으로 또는 원심 우려내기 장치와 협동하여 원심 분리된 액체의 제한부 또는 제한 밸브를 형성하도록 설계되고, 제한부 또는 제한 밸브의 배압은 세트의 적어도 2 개의 캡슐에 대해 상이하다.

Description

원심 분리에 의한 음료 준비 시스템, 캡슐 세트 및 방법{SYSTEM, SET OF CAPSULES AND METHOD FOR PREPARING A BEVERAGE BY CENTRIFUGATION}

본 발명은 원심력을 이용해 물질로 액체를 통과시킴으로써 캡슐에 포함된 음료 물질로부터 음료를 준비하는 시스템에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 음료 제조 장치의 전용 인클로징 부재에 의해 맞물리도록 설계된 맞물림 부분을 구성하는 가변 테두리 부재를 가져서, 원심 분리된 액체를 위한 밸브 수단을 형성하는 캡슐에 관한 것이다.

원심력을 이용해 캡슐에 포함된 내용물로 액체를 강제로 통과시킴으로써 커피와 같은 음료를 준비하기 위한 시스템이 존재한다.

예를 들어 WO 2008/148604 는, 우려내기 원심력을 이용하여 캡슐에 포함된 물질로 물을 통과시킴으로써 원심 우려내기 유닛에서 물질로부터 음료 또는 액체 식품을 준비하기 위한 캡슐에 관한 것으로, 이 캡슐은 미리 정해진 도스 (dose) 의 물질을 포함한 인클로저 및; 우려낸 액체가 캡슐을 이탈할 수 있도록 원심 효과에 따라 개방하는 개방 수단을 포함한다. 캡슐은 또한 원심 우려내기 장치의 외부 회전 구동 수단에 캡슐을 맞물리게 하기 위한 수단을 포함할 수도 있는데, 맞물림 수단은 기준 회전 위치에 캡슐을 유지하기 위해 캡슐을 회전시키는 동안 토크에 대한 저항을 제공하도록 구성된다.

그리하여, 압력 펌프를 이용한 보통의 우려내기 방법과 비교했을 때 커피를 우려내거나 그 밖의 식품 물질을 준비하는 원심력의 효과는 많은 장점을 제공한다. 예를 들어, 압력 펌프를 이용한 전통적인 에스프레소 또는 룽고 (lungo) 커피 타입 우려내기 방법에서, 제공된 커피 추출물의 추출 품질에 영향을 미치는 모든 파라미터를 마스터하는 것은 매우 어렵다. 이 파라미터들은 통상적으로 압력, 압력에 따라 감소하는 유량, 또한 유동 특징에 영향을 미치고 분쇄된 커피 입자 사이즈에 의해 결정되는 커피 분말의 압축, 온도, 물 유동 분포 등이다. 특히, 본질적으로 펌프에 의해 전달 가능한 정압, 커피 베드 (bed) 의 저항 및 하류 필터링 시스템에 의해 결정되므로 추출 압력과 유량을 바꾸는 것이 용이하지 않다.

원심 추출을 위해, 회전 캡슐이 원심 펌프로서 사용된다. 따라서, 회전 속도는 캡슐 밖으로 나오는 원심 분리된 액체의 유량을 결정한다. 준비될 음료의 품질은 특히 유량 제어에 의해 결정된다. 특히, 유량은 2 개의 파라미터, 장치에서 캡슐의 회전 속도 및 캡슐 밖으로 사출되기 전 원심 분리된 액체에 가해지는 배압에 의해 영향을 받는다. 정해진 배압에 대해, 회전 속도가 더 빠를수록, 유량이 더 커진다. 반대로, 정해진 회전 속도에 대해, 배압이 더 클수록, 유동은 더 작아진다.

캡슐의 회전 속도는 대개 원심 음료 제조 장치의 회전 모터를 선택적으로 활성화하는 제어 수단에 의해 제어되지만, 미리 정의된 배압은 바람직하게 캡슐의 배출부에서 또는 캡슐을 지니는 원심 셀 외부에서 원심 분리된 액체의 유동 제한에 의해 얻어진다.

예를 들어 EP 0651 963 은, 원심 셀의 컵과 뚜껑 사이의 계면에 개재된 고무-탄성 요소에 의해 압력 구배가 얻어진다는 것을 알려준다. 이러한 요소는, 어떤 압력이 계면에 달성될 때, 액체를 위한 필터링 통로를 이탈하기 위해서 탄성 변형된다. 원심 분리된 액체가 필터링 통로를 통과하도록 허용되는 동안 커피 알갱이는 셀에서 유지된다. 또한, 문헌 FR 2 487 661 과 WO 2006/112691 은 압력 구배를 발생시키도록 필터의 하류에 고정된 제한부를 두는 원심 시스템에 관한 것이다.

또한, WO 2008/148646 은 원심 셀 내부 또는 외부에 유동 제한부를 두는 해결법을 제안한다. 유동 제한부는 유효 배압을 제공하는 조정 스프링 바이어스 밸브를 포함할 수 있다. 스프링 바이어스 밸브는 밸브에 가해지는 충분한 액체 압력의 영향에 따라 개방된다. 속도가 빠를수록, 더 많이 밸브를 통과하고 유량이 더 많다. 밸브는 고무 또는 스프링 요소와 같은 탄성 요소에 의해 예압을 받을 수 있다.

따라서, 간단한 다용도 시스템에서 다양한 특성의 강도, 맛, 향기, 거품/크림 (crema) 을 가지는 음료 (예, 커피) 를 제공할 필요성이 있다.

배압을 조정하지 않는 선행 기술의 시스템에 대해, 문제점은 단지 원심 분리 속도만 증가시켜도 유동이 증가될 수 있다는 것이다. 따라서, 이것은 음료의 유량 변경을 제한하여서, 또한 다른 특성의 음료를 제공할 가능성을 제한한다. 또한, 너무 높은 회전 속도는 소음, 프로세스의 불안정성, 진동 및 장치의 기계 부품의 너무 이른 마모와 같은 문제점을 야기할 수도 있다.

하지만, 선행 기술의 음료 제조 시스템은, 제한 밸브에서 배압을 미리 정의된 값으로 맞추려면 장치에서 스프링 예비 구속부의 조절 기구를 요구하는데 이것은 매우 다양한 상이한 미리 정의된 값의 배압으로 조절하는 것을 복잡하게 하는 단점을 가진다.

특히, 사용자는 추출 전 배압 값을 결정하는 스프링 예비 구속부를 조절해야 하는데, 이것은 장치의 사용성 면에서 불편하고 필요한 준비 시간을 증가시킨다.

따라서, 특히 커피 음료에 대해 정해진 회전 속도로 원심 분리된 액체에 가해진 배압은 캡슐 내 커피 분말과 접촉하는 뜨거운 액체 (물) 의 체류 시간을 결정하여서 커피 맛과 향기에 직접 영향을 미친다는 것을 이해해야 한다. 또한, 준비된 음료의 최상부에 형성된 거품/크림과 같은 관능 질감 (organoleptic texture) 은 또한 가해진 배압에 의해 결정된다. 따라서, 준비될 커피 음료의 거품/크림뿐만 아니라 유량에 대해, 예컨대 캡슐에 제공된 음료 내용물의 타입에 따라 제한 밸브에 의해 부과되는 배압 값을 조절하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 더 높은 유량은 커피에 쓴맛을 야기하고 준비 시간을 증가시킬 수 있는 임의의 화합물의 추출을 피하기 위해서 롱-볼륨 커피 (예, 룽고, 아메리카노와 같은 필터 커피) 에 바람직할 수도 있다. 반대로, 더 낮은 유량은 보다 쇼트 (short) 커피 (예, 리스트레또 또는 에스프레소) 에 바람직할 수도 있다.

따라서, 특히 원심 분리된 액체 상에 가해진 배압을 보다 쉽게 그리고 정확하게 제어함으로써 다른 품질 속성, 예컨대 강도, 향기 레벨 및/또는 크림을 제공하는 보다 선택의 폭이 넓은 음료를 분배할 기회를 제공하는 새롭고 더욱 간단한 캡슐 시스템이 필요하다.

본 발명은 전술한 문제점에 해결법을 제공할 뿐만 아니라 기존의 기술에 부가적 이점을 제공한다.

제 1 양태에서, 본 발명은 원심 분리 우려내기 장치에서 캡슐의 원심 분리에 의해 음료를 준비하기 위한 캡슐 시스템을 제안하는데, 이 시스템은:

각각 선택적으로 음료를 제공하는 다른 캡슐의 세트를 포함하고,

각각의 캡슐은 적어도 1 종의 음료 물질을 포함하고,

세트의 각각의 캡슐은 음료 물질을 포함한 인클로저를 가지는 몸체, 몸체를 폐쇄하기 위한 상부 벽 및 플랜지형 테두리를 포함하고,

캡슐은 단독으로 또는 원심 우려내기 장치와 협동하여 원심 분리된 액체를 위한 제한부 또는 제한 밸브를 형성하도록 설계되고,

제한부 또는 제한 밸브의 배압은 세트의 적어도 2 개의 다른 캡슐에 대해 상이하다.

바람직하게, 캡슐 단독으로 또는 장치와 협동하여 얻어질 때의 배압은 세트에서 적어도 3 개 이상의 다른 캡슐에 대해 상이하다.

바람직한 모드에서, 캡슐의 플랜지형 테두리는 원심 분리 우려내기 장치와 협동하여 원심 분리된 액체를 위한 제한 밸브를 형성하고 테두리의 기하학적 구조는 세트의 적어도 2 개의 다른 캡슐, 바람직하게 적어도 3 개의 다른 캡슐에 대해 상기 제한 밸브의 배압을 맞추도록 캡슐 세트에서 상이하다.

가장 바람직하게, 테두리의 기하학적 구조는 세트에서 각 타입의 캡슐을 위한 상기 제한 밸브의 배압을 맞추도록 캡슐 세트에서 상이하다.

여기에서 용어 "기하학적 구조" 는 테두리의 적어도 일부의 특정 형상 및/또는 특정 치수(들)를 의미한다.

용어 "다른 캡슐들", "캡슐의 종류" 또는 "캡슐의 타입" 은, 적어도 하나의 차이점을 가지는, 다음과 같은 파라미터, 캡슐 사이즈, 물질의 양, 물질의 밀도, 특정 조성 (예, 블렌드, 커피 기원), 입도 및 이것의 조합 중 어느 하나에서 다른 속성 (향기, 세기, 크림/거품, 유동 시간 등) 을 제공할 수 있는 특징적인 음료를 가지는 캡슐을 의미한다.

용어 "캡슐의 세트" 는 일련의 적어도 2 개, 3 개, 4 개, 5 개, 6 개의 캡슐 또는 그 이상의 다른 타입을 의미한다.

용어 "캡슐의 사이즈" 는 특히 물질 및/또는 캡슐, 예컨대 캡슐 몸체의 외부 볼륨을 수용하기 위해 잠재적으로 이용할 수 있는 캡슐의 저장 볼륨을 의미한다.

용어 "밸브 수단의 배압" 은 제한부 또는 제한 밸브에 의해 발생되는 압력 손실을 말한다. 제한부 또는 제한 밸브가“병목 효과 (bottleneck effect)” 를 형성하기 때문에, 원심 분리 효과에 의해 그것의 상류에서 액체의 압력이 발생된다. 제한부 때문에, 제한부 앞의 압력이 증가되고 이것은 액체 및 내용물의 상호 작용 (예컨대, 추출) 프로세스에 영향을 미치는 압력이다.

바람직하게, 미리 정의된 기하학적 구조를 가지는 캡슐의 환형 테두리는 음료 제조 장치의 전용 프레싱 면과 함께 음료 유동을 위한 제한 밸브 수단을 형성한다. 따라서, 테두리는 특히 캡슐로부터 액체의 방출을 지연하기 위해서 원심 분리된 액체의 유로를 선택적으로 차단하도록 구성된다. 보다 특히, 밸브 수단에서 원심 분리된 액체의 압력 한계치에 도달했을 때, 즉 원심 분리된 액체가 캡슐의 테두리에 대해 힘을 가할 때, 밸브 수단은 개방되고, 즉 제한된 유동 틈은 캡슐의 테두리로부터 상대적으로 멀어지는 장치의 프레싱 면 또는 반대로 프레싱 면으로부터 상대적으로 멀어지는 캡슐의 테두리 또는 양자에 의해 제공된다. 원심 분리된 액체의 한계치 압력에 도달하기 전, 밸브 수단은 폐쇄된 상태로 있다. 그러므로, 테두리는 원심 분리된 액체를 위한 유로를 차단한다.

밸브 수단의 개방은 음료 제조 장치의 구동 수단에 의해 구동되는 캡슐의 회전 속도에 의하여 결정된다는 것을 알아야 한다. 따라서, 밸브 수단이 선택적으로 원심 분리된 액체를 위한 유로를 차단하거나, 적어도 상당히 제한하므로, 장치로부터 아직 액체가 배출되지 않고 캡슐이 주입된 액체로 채워져 있을 때, 음료 물질, 예컨대 분쇄된 커피의 예비 침윤 (wetting) 단계가 수행된다. 음료의 예비 침윤과 지연된 방출 결과, 물질의 완전한 침윤이 가능하고 액체와 음료 물질, 예컨대 커피 분말 사이의 상호 작용 시간은 실질적으로 증가하고 우려내기 특성, 예컨대, 커피 고형물 함유량과 음료 수율이 상당히 개선될 수 있다.

캡슐 테두리의 특정 기하학적 구조 때문에, 제한 밸브의 배압이 맞추어진다. 따라서, 특히, 장치의 밸브 부분과 맞물림 전용인 캡슐 테두리의 밸브 부분의 두께는 세트에서 바뀐다. 게다가, 밸브 부분의 두께는 캡슐 테두리의 특정 설계에 의해 바뀔 수 있다. 캡슐의 테두리는 가변 두께의 돌기 또는 홈 (recession) 을 형성할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐의 테두리는 세트의 적어도 2 개의 캡슐, 바람직하게 적어도 3 개의 다른 캡슐에 대해 다른 두께를 형성하는 직사각형, 삼각형 또는 반구형 형상의 단면을 가질 수도 있다.

바람직하게, 캡슐 테두리의 밸브 부분 상에 장치의 전용 밸브 부분에 의해 가해지는 적어도 배압은 캡슐 테두리의 기하학적 구조, 즉 두께에 의하여 맞추어질 수 있다. 그러므로, 다른 캡슐에 맞는 배압 조절로 인해, 유량 및/또는 회전 속도는 따라서 광범위한 다른 음료를 제공하도록 바꿀 수 있다. 결과적으로, 음료의 강도, 맛 및/또는 크림, 거품 각각은 캡슐의 타입에 따라 제어될 수 있다.

세트에서 캡슐의 테두리는 다양한 형상을 취할 수 있다. 바람직하게 테두리는 테두리의 전체 원주에 대하여 형성된 임의의 단면을 포함할 수도 있다. 단면은 플레인 (plain) 이거나 중공을 가질 수도 있다. 이것은 정사각형, 직사각형, 삼각형, 원형, 타원형 등일 수도 있다. 캡슐의 테두리는 바람직하게 강성 재료로 만들어진다. 그러므로, 테두리가 음료 유로를 제한하는 역할을 하여서 신뢰성 있는 개방을 보장하도록 전용 음료 준비 장치에서 음료 준비 작업을 하는 동안 테두리는 비교적 일정한 치수와 기하학적 구조로 유지된다. 따라서, 테두리 상에 가해지는 프레싱 면의 정의된 배압을 극복하는데 필요한 액체 압력의 변화를 유발할 수도 있는 테두리의 탄성이 방지된다.

대안적으로, 테두리는 또한 고무, 예컨대 실리콘과 같은 압축성 재료로 만들어질 수 있다. 이 경우에, 밸브 수단의 탄성은 밸브 수단에 의해 적어도 부분적으로 취할 수 있다.

바람직한 실시형태에서, 테두리는 캡슐의 몸체와 일체로 만들어진다. 따라서, 본질적으로 경제적 이유 때문에, 테두리의 시일링 부분과 밸브 부분은 컵 형상의 몸체와 함께 일체형으로 형성될 수 있다.

더구나, 원심 분리 장치에서 작동될 때 테두리는 바람직하게 캡슐의 회전 축선과 본질적으로 직각을 이룬다.

발명의 다른 모드에서, 캡슐의 세트는 전체적으로 밸브 수단을 포함한다. 다시 말해서, 밸브 수단은 캡슐의 밸브 부분과 캡슐의 밸브 부분의 결합에 의해 얻어지지 않고 이것은 캡슐 자체 부분에 의해 얻어진다. 밸브 수단을 가지는 캡슐의 예는 WO 2008/148604 에 기술되고 그 내용은 본원에 참조로 포함된다. 인용된 공보에서, 밸브 수단은 우려낸 액체가 캡슐을 이탈할 수 있게 허용하도록 원심 효과에 따라 개방되는 개방 수단을 말한다. 개방 또는 밸브 수단은 탄성 밸브를 포함할 수 있다. 가령, 개방 수단은 캡슐의 벽과 일체인 적어도 하나의 반경 방향 편향 립을 포함한다. 가령, 캡슐의 뚜껑은 몸체에 연결되고 편향 가능한 립은 뚜껑의 일부이다. 본 발명의 맥락에서, 개방 또는 밸브 수단은 세트의 적어도 2 개의 캡슐, 바람직하게 적어도 3 개의 상이한 캡슐에 대해 바뀌는 원심 분리된 액체를 위한 밸브의 폐쇄 압력을 제공하도록 구성되고, 그리고/또는 세트의 적어도 2 개의 캡슐에 대해 상이한 밸브의 개방 구성에서 제한 영역을 형성하도록 개방되게 구성된다. 결과적으로, 밸브 수단에 의해 야기되는 압력 손실은 세트의 적어도 2 개의 캡슐, 및 바람직하게 3 개 이상의 캡슐에 대해 상이하다.

다른 모드에서, 캡슐의 세트는 원심 분리된 액체를 위한 고정된 유동 제한부를 가지도록 구성되는데 유동 제한부의 면적은 세트의 적어도 2 개의 캡슐, 바람직하게 세트의 각 캡슐에 대해 상이하다. "고정된 유동 제한부" 로서, 이것은 베르누이 방정식 (Bernoulli Equation) 에 따라 압력 손실을 야기하는 하나 이상의 반경 방향으로 배향된 캡슐의 오리피스에 의해 얻어진 유동 제한부를 의미한다. 따라서, 원심 분리된 액체는 강제로 이러한 캡슐의 제한 통로를 가로질러서 캡슐에 임의의 배압을 형성하도록 된다. 바람직하게, 고정된 제한부는 일련의 제한 오리피스에 의해 얻어지는데 오리피스의 전체 표면적은 세트의 적어도 2 개의 캡슐에 대해 상이하다. 제한 오리피스는 캡슐의 뚜껑 또는 측벽과 같은 캡슐 벽의 주변 부분에 구비될 수도 있다.

세트에서 다른 캡슐은 세트에서 몸체의 가변 깊이에 의해 얻어진 다른 저장 볼륨을 가지지만 세트의 모든 캡슐에 대해 동일한 삽입 직경 (D) 을 가지는 몸체를 포함할 수도 있다. 따라서, 용어 '삽입 직경' 은 캡슐 몸체의 외부 면에서 측정된 기준 직경을 말한다.

게다가, 세트에서 캡슐은 또한 다른 종류의 음료 물질을 포함하도록 설계될 수도 있는데 캡슐 몸체의 사이즈는 동일하게 유지된다.

바람직한 실시형태에서, 시스템에 따른 캡슐은 바람직하게 가변적인 크림 특성 (볼륨 및/또는 질감) 과 예컨대, 25, 40, 110, 250, 400 ㎖ (예컨대, 리스트레또, 에스프레소, 룽고, 도피오, 아메리카노, 롱 블랙 등) 의 다른 볼륨 및 특성 (강도, 향기, 맛, 크림, 등) 을 가지는 커피 음료를 제조하기 위해서 다른 종류의 커피 분말을 포함한다.

"다른 종류" 의 음료 물질 또는 커피라는 것은 캡슐 중량, 분쇄 사이즈, 탭 밀도, 로스팅 레벨, 기원, 블렌드, 내용물 (커피, 차, 코코아, 첨가물 등) 의 성질 및 그 조합에 관한 임의의 차이를 의미한다.

따라서, 테두리의 특정한 설계나 그 밖의 방법에 의해 얻어진 테두리 밸브 부분의 두께는, 캡슐이 장치에 맞물릴 때, 즉 캡슐의 밸브 부분이 장치의 밸브 부분 또는 전용 프레싱 면에 의해 맞물릴 때 밸브 수단의 다른 배압을 설정하도록 세트의 적어도 2 개의 캡슐에 대해 바뀐다. 결과적으로, 원심 분리된 액체에서 배압은 장치에 삽입된 캡슐에 따라 바뀐다. 장치 내 캡슐의 회전 속도에 의존할 때, 음료의 유량은 삽입된 캡슐에 따라 설정된다.

따라서, 추출 조건은 그 때문에 다수의 다른 추출-의존 품질 특성 (맛, 향기, 색상, 크림, 등) 을 유도하도록 제어될 수 있음을 이해할 수 있다.

결과적으로, 세트에서 각각의 캡슐은 다른 볼륨과 다른 특성의 음료를 제공할 수 있어서, 우려내기 프로세스 중 배압은 특정 캡슐에 의해 준비되는 특정 음료에 맞추어질 수 있다. 그러므로, 다양한 음료는 장치 자체의 힘-설정 조절 기구에 의해 배압을 조정할 필요없이 준비될 수 있는데 왜냐하면 이것은 장치에 적절히 삽입되었을 때 이러한 파라미터를 설정하는 캡슐이기 때문이다.

바람직한 실시형태에서, 캡슐 테두리의 밸브 부분은 바람직하게 세트의 적어도 2 개의 캡슐, 보다 바람직하게 세트의 적어도 3 개 이상의 캡슐 내에서 가변 두께를 가진다. 따라서, 테두리의 밸브 부분의 특정 두께는 바람직하게 더 많은 양의 커피 분말을 포함하는 캡슐에 대해서보다 더 적은 양의 커피 분말을 포함하는 캡슐에 대해 더 두껍게 설계된다. 동시에, 더 적은 양의 커피 분말을 포함한 캡슐에 대한 회전 속도는 더 많은 양의 커피 분말을 포함한 캡슐에 대해서보다 높게 설정될 수 있다.

예를 들어, 더 작은 캡슐 및/또는 예컨대 리스트레또 또는 에스프레소 타입 캡슐과 같은 더 소량의 커피 분말을 포함한 캡슐에 대해, 더 두껍고 더 진한 크림이 바람직한데 이것은 더 큰 캡슐 및/또는 더 다량의 커피 분말을 포함하고 예로 룽고 또는 아메리카노 타입 커피 음료와 같은 더 많은 커피 음료가 준비되는 캡슐과 비교했을 때 상대적으로 더 높은 배압에 의해 얻어질 수 있다.

대안적으로, 회전 속도는 세트에서 적어도 2 개의 캡슐, 바람직하게 3 개 이상의 캡슐에 대해 일정하게 설정될 수 있다. 이 경우에, 음료 유량은 캡슐에 의해서만 발생된 배압에 의해 설정된다.

예를 들어, 추출을 최적화하기 위해서, 리스트레또 커피와 같은 더 적은 커피에 대한 상대적으로 더 낮은 유량은 룽고, 아메리카노, 롱 블랙 등과 같은 더 큰 커피에 대해서보다 바람직할 수도 있다. 그러므로, 더 많은 양의 음료 물질을 포함한 캡슐에 대해, 상대적으로 더 낮은 볼륨의 음료 물질을 포함한 캡슐과 비교했을 때 유량을 증가시키도록 배압은 상대적으로 더 낮은 값으로 조절될 수 있다.

그러므로, 바람직한 실시형태에서, 테두리의 밸브 부분의 두께는 제한 밸브에서 배압을 조절하도록 세트에서 캡슐의 종류에 따라 바뀐다.

바람직하지만 비배타적인 모드에서, 커피 분말의 양이 캡슐에서 감소하고 그리고/또는 캡슐의 사이즈가 감소할 때 테두리의 밸브 부분의 두께는 증가한다.

다른 모드에서, 캡슐은 유동 제한 오리피스 (즉, 전술한 밸브 수단을 대체함) 를 가지고 이것의 전체 표면적은 세트에서 캡슐의 분말의 양 및/또는 사이즈 증가에 따라 캡슐의 세트에서 증가한다. 따라서, 캡슐이 더 커질수록, 캡슐에서 원심 분리된 액체를 위한 유동 면적이 더 커지고 결과적으로 제한 오리피스에 의해 가해진 배압은 더 낮아진다. 또한, 커피 분말의 양이 캡슐에서 감소하고 그리고/또는 캡슐의 사이즈가 감소할 때 회전 속도는 또한 장치에서 증가하도록 설정된다.

대안적으로, 커피 분말의 양이 캡슐에서 감소하고 그리고/또는 캡슐의 사이즈가 감소할 때 회전 속도는 또한 전술한 대로 일정하게 설정될 수 있다.

또한, 모든 전술한 모드에 대해, 커피 분말의 양이 캡슐에서 감소하고 그리고/또는 캡슐의 사이즈가 감소할 때 회전 속도는 또한 장치에서 감소하도록 설정될 수 있다.

반대로, 모든 전술한 모드에 대해, 커피 분말의 양이 캡슐에서 감소하고 그리고/또는 캡슐의 사이즈가 감소할 때 회전 속도는 또한 장치에서 증가하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 시스템에 따른 캡슐은 배압 자체 이외에 적어도 하나의 우려내기 파라미터를 조절하기 위해 세트에서 다른 캡슐과 연관된 캡슐 식별 수단을 더 포함할 수도 있다.

바람직하게, 캡슐 식별 수단에 의해 조절 가능한 파라미터는 회전 속도, 캡슐로 공급되는 액체의 볼륨, 주입된 액체 온도, 액체 공급 펌프의 압력 및/또는 유량과 이것의 임의의 조합, 느린 회전 속도가 제공되거나 어떠한 속도도 제공되지 않는 예비 침윤 시간 및 이것의 조합일 수 있다.

그러므로, 캡슐 식별 수단은 또한 구별되는 특성 (볼륨, 맛, 강도, 크림, 색상 등) 을 가지는 다양한 음료를 제공하는데 참여한다.

게다가, 이 수단은 큰 범위의 유량 (배압 설정으로 얻어짐) 을 유지하면서 유효 측정 범위의 회전 속도를 감소시킬 수 있어서, 보다 단순하고, 저렴하고, 보다 신뢰성 있고 더 적은 에너지를 소모하는 시스템을 부여한다.

시스템의 장치 측에서, 캡슐에 구비된 식별 수단을 식별하도록 감지 수단이 제공될 수도 있다. 따라서, 감지 수단은 상기 우려내기 파라미터(들)의 조절을 제어하기 위해 원심 우려내기 장치에 배치된 제어 수단에 연관된다.

제어 수단은,회전시 캡슐을 구동하는 모터의 회전 속도, 물 볼륨 및/또는 물 유량, 원심 분리된 캡슐에서 물 펌프에 의해 제공될 때의 수압 및 이것의 조합 중에서 선택된 파라미터를 제어하는 장치의 제어 유닛일 수 있다.

일 모드에서, 식별 수단은 캡슐의 세트에서 상이한 테두리의 기하학적 구조, 예컨대 두께를 포함한다.

다시 말해서, 시스템은 기하학적 구조를 식별함으로써, 예컨대 밸브 부분의 두께를 감지함으로써 그리고 따라서 우려내기 파라미터(들), 예컨대 회전 속도 및/또는 볼륨을 조절함으로써 세트의 캡슐을 식별한다. 이 파라미터의 조절은 미리 정해진 값으로 자동적으로 제어될 수 있거나 따라서 고정된 범위 내에서 설정될 수 있다. 조절이 고정된 범위의 파라미터로 설정될 때, 사용자는 그 사용자의 선호도에 따라 음료를 맞춤 제조하기 위해서 이 범위 내의 이 파라미터에 대해 바람직한 값을 선택할 가능성을 갖는다. 이를 위해, 장치는 고정된 범위 내에서 이 파라미터의 값을 정확하게 설정하도록 노브 (knob) 등과 같은 선택 수단을 포함한다.

따라서, 장치의 감지 수단은 장치에 삽입된 캡슐의 밸브 부분의 특정 두께에 의해 발생되는 밸브 수단의 배압을 감지하기 위한 수단을 포함한다. 장점은, 그 밖의 어떠한 식별 수단 (예, 바코드, RFID 등) 도 캡슐에 필요하지 않다는 것이다.

장치의 감지 수단은 압력 센서 및/또는 거리 센서 중에서 선택될 수 있다. 압력 센서는 장치의 밸브 부분에서 캡슐에 의해 또는 이와 반대로 가해진 압력 또는 힘 (예컨대, 예비 구속) 을 감지할 수 있다. 거리 센서는 캡슐에 의해 움직인 스프링 편향 밸브 수단에서 거리 변화를 감지할 수 있다. 거리 센서는 예컨대 광학적, 기계적 및/또는 전기적 (예컨대, 용량성) 임의의 적합한 센서일 수 있다.

캡슐의 그 밖의 식별 수단은 광학적 (예컨대, 1 차원 또는 2 차원 바코드), 무선 주파수 (예컨대, RFID 태그), 자기적 (예컨대, 홀 효과, 유도성), 캡슐 색상 인식 또는 기계적 인식 수단일 수 있다.

캡슐의 그 밖의 식별 수단은 세트에서 상이하고 동시 계류중인 특허 출원 EP 10170042.5 에 기술된 바와 같은 기계적, 광학적 또는 전기 기계적 센서에 의해 감지되는 캡슐의 깊이일 수 있다. 이를 위해, 캡슐을 감지하기 위한 장치는 리셉터클에서 캡슐의 외부 면의 상대 위치를 감지하기 위한 적어도 하나의 수단, 여기서 상기 상대 위치는 리셉터클에 배치될 때의 리셉터클의 사이즈를 나타내며; 그리고, 캡슐이 상기 면의 감지된 상대 위치와 관련된 코드를 제공하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 문맥에서, 컵 형상의 몸체는 알루미늄 및/또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 컵 형상의 몸체는 또한 플라스틱으로만 만들어질 수 있다. 바람직하게, 테두리는 몸체의 일체형 부분이다. 캡슐은 컵 형상의 몸체를 폐쇄하기 위한 뚜껑 막 (membrane) 을 더 포함한다. 뚜껑 막은 바람직하게 테두리의 시일링 부분에서 테두리 상에 시일링된다.

본 발명의 문맥에서 용어 "폐쇄" 는, 오리피스 (예컨대, 유동 제한 오리피스 또는 구멍) 가 뚜껑에 존재하는 구성을 포함한다. 따라서, 폐쇄는 몸체로 뚜껑을 폐쇄하는 액밀 또는 기밀 구성에 반드시 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 캡슐은, 음료 물질, 예컨대 로스팅되고 분쇄된 커피 입자의 신선함이 연장된 기간 동안 유지되도록, 가스 장벽 재료로 형성되고 가스가 침투하지 못하게 캡슐의 상부 벽 각각의 막에 의해 폐쇄될 수 있다.

바람직하게, 막은 몸체의 플랜지형 테두리 상에 시일링되는 막의 시일링 부분과 이웃한 적어도 주변의 천공 가능한 영역을 포함한다. 그러므로, 천공 가능한 영역은 캡슐에 일련의 액체 배출부를 제공하기 위한 음료 제조 장치의 천공 수단에 의해 천공될 수 있다. 따라서, 캡슐에서 원심 분리된 액체는 일련의 배출부를 통하여 캡슐에서 나간 후, 이것은 캡슐의 테두리 상에 압력을 가할 수 있다. 천공된 오리피스와 같은 일련의 배출부는 액체, 예컨대 커피 추출물을 여과하기에 충분히 작을 수도 있다. 개방 압력에 도달했을 때, 밸브 수단은 개방되어서 유동 제한 틈을 형성하고 액체는 캡슐의 외부로 원심 분리되고 분배되기 위해 수집될 수 있다.

가능한 대안에서, 본 발명의 캡슐은 천공 가능한 막 대신에 다공성 뚜껑을 포함한다. 다공성 뚜껑은 종이, 플라스틱 및/또는 알루미늄, 바이오-기반 재료, 또는 이 재료의 임의의 조합물로 형성될 수도 있다. 컵 형상의 몸체는 또한 종이, 판지, 바이오-기반 재료 또는 이 재료의 임의의 조합물로 형성될 수도 있다.

게다가, 캡슐은 또한 조인트와 같은 수단에 의하여 캡슐의 몸체에 부착된 뚜껑 부재를 가지는 리필 가능한 캡슐일 수도 있다. 따라서, 사용자는 그 사용자의 맛에 대한 선호도에 따라 캡슐에 음료 내용물을 제공할 수도 있다.

또 다른 가능한 모드에서, 캡슐은 컵 형상의 몸체에 삽입된 내부 필터 요소를 포함한다. 게다가, 내부 필터를 덮는 뚜껑 막은 캡슐을 폐쇄할 수도 있다. 뚜껑 막은 천공할 수 있고 또는 벗길 수 있다. 가령, 내부 필터 요소는 WO 2008/148646 에 기술된 바와 같은 원심 분리된 액체를 여과하기 위한 필터링 홀 또는 슬롯을 가지는 플라스틱 부품일 수 있다.

본 발명에 따른 캡슐은 분쇄된 커피 또는 우유나 수프 분말처럼 액체에 가용성이거나 분산 가능한 물질과 같은 추출 가능한 물질을 포함할 수 있다. 특히, 물질은 분쇄된 커피, 인스턴트 커피, 초콜릿, 코코아 분말, 잎차, 인스턴트 차, 허브 차, 커피 크림 (creamer) /분말 크림 (whitener), 영양 조성물 (예컨대, 영아용 조제 분유, 성장 우유 분말, 씹는 캔디), 말린 과일이나 식물, 요리 분말 및 이것의 조합물 중에서 선택될 수 있다.

캡슐은 질소 및/또는 이산화탄소와 같은 가스를 식품 내용물과 함께 포함할 수도 있다.

바람직하게, 캡슐은 내용물의 구획을 감싸는 가스 장벽 재료를 포함한다. 하지만, 캡슐 그 자체가 기밀이 아닌 경우에, 캡슐을 개별적으로 또는 여러 개의 캡슐을 그룹으로 포장하는데 외부 포장이 사용될 수 있다. 이 경우에, 캡슐이 장치에 삽입되기 전에 포장이 제거된다.

바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 캡슐과 함께 사용될 전용 음료 제조 장치의 밸브 부분의 프레싱 면은 캡슐 테두리의 밸브 부분이 프레스될 수 있는 비교적 평평한 환형 면을 형성한다. 그러므로, 폐쇄 작용은 환형 시일링 라인 또는 면의 형태로 밸브 수단에서 맞물림에 의해 촉진된다. 바람직하게, 프레싱 면은 플랜지형 테두리의 밸브 부분과 실질적으로 평행하다. 물론, 프레싱 면은 또한 원심 분리 축선에 대해 반경 방향으로 곡률의 약간 오목하거나 볼록한 라인을 가질 수 있다.

전용 음료 제조 장치의 밸브 부분은 바람직하게 캡슐의 테두리로부터 상대적으로 멀어지게 움직이는 프레싱 면에 의해 원심 분리된 액체를 위한 유체 제한 틈을 개방할 수 있도록 하기 위한 스프링 부하 수단과 연관된다. 유동 제한 틈은 프레싱 면과 캡슐 사이의 상대 운동에 의해 그 사이에서 개방될 수 있음을 알아야 한다. 이 상대 운동은 예로 가동성 요소인 캡슐 홀더에 의해 프레싱 면을 캡슐로부터 멀어지게 움직이거나 캡슐을 프레싱 면으로부터 멀어지게 움직이는 것 중 어느 하나에 의해 얻어질 수 있다. 세 번째 선택 사항은 스프링-편향 수단의 힘에 맞서 움직이도록 주입 헤드의 프레싱 면과 캡슐 홀더를 지지하는 면을 둘 다 가지는 것이다.

본 발명은 또한 다른 캡슐의 세트에 관한 것으로, 각각의 캡슐은 선택적으로 캡슐의 원심 분리에 의해 음료 제조 장치에서 음료를 제공하고, 각각의 캡슐은 적어도 1 종의 음료 물질을 포함하고, 세트의 각 캡슐은 음료 물질을 포함한 인클로저를 가지는 몸체, 몸체 및 플랜지형 테두리를 폐쇄하기 위한 상부 벽을 포함하고, 캡슐은 테두리를 포함하고 이 테두리의 적어도 일 부분은, 캡슐이 음료 제조 장치에 맞물릴 때 캡슐 부분 상으로 장치의 스프링 편향 수단의 배압 또는 배력을 조절하기 위해서, 세트의 적어도 2 개의 캡슐, 바람직하게 세트의 적어도 3 개의 캡슐에 대해 상이한 두께를 가진다.

다른 캡슐의 세트는 상세한 설명 전후에 기술한 모든 가능한 캡슐의 특징을 포함한다.

추가 양태에서, 본 발명은 음료 제조 시스템에 의해 음료를 준비하는 방법을 제안하고, 이 음료 제조 시스템은 단독으로 또는 전용 음료 제조 장치와 함께 원심 분리된 액체를 위한 제한부 및/또는 제한 밸브를 형성하기 위한 시스템의 전용 음료 제조 장치에 삽입되도록 설계된 다른 캡슐의 세트를 포함하고, 이 방법은:

음료 제조 장치에 세트의 캡슐을 삽입하는 단계와 장치에 의해 캡슐을 원심 분리하는 단계를 포함하고,

우려내기 중, 배압은 세트의 적어도 2 개의 캡슐, 바람직하게 적어도 3 개의 캡슐에 대해 상이한 제한부 또는 제한 밸브에 의해 원심 분리된 액체에 대향된다.

바람직한 모드에서, 이 방법은

- 압력이 원심 분리된 액체에 의해 극복될 때까지 원심 분리된 액체의 유동을 차단 및/또는 제한하기 위한 밸브 수단에서 미리 정의된 압력 한계치를 가하기 위해 음료 제조 장치의 밸브 부분과 상기 캡슐의 밸브 부분을 맞물리게 하는 단계, 및

- 캡슐의 세트에서 캡슐의 밸브 부분의 두께를 바꾸어 줌으로써 장치에 삽입된 캡슐의 타입에 따라 제한 밸브의 배압을 설정하는 단계를 포함한다.

바람직한 실시형태에서, 이 방법은 세트에서 0.2 ~ 10 mm, 보다 바람직하게 0.5 ~ 3 mm 의 다른 값의 테두리 밸브 부분의 두께를 제공하는 단계를 더 포함한다. 실제적 실시예에서, 캡슐의 세트는 각각 1.0, 1.4 와 1.8 mm 의 테두리 두께를 가지는 적어도 세 가지 타입의 캡슐을 포함한다.

또한, 이 방법은 장치에 맞물린 캡슐에 의해 설정된 배압에 따라 밸브 수단을 통하여 원심 분리된 액체의 유량을 결정하는 회전 속도로 장치에서 캡슐을 회전시키는 단계를 포함한다.

바람직하게, 제한부 또는 밸브 수단에 의해 가해진 배압 (즉, 대기압 초과 압력) 은 캡슐의 타입에 따라 5 N/㎠ (0.5 바) ~ 180 N/㎠ (18 바), 보다 바람직하게 15 N/㎠ (1.5 바) ~ 134 N/㎠ (13.4 바), 가장 바람직하게 27 N/㎠ (2.7 바) ~ 87 N/㎠ (8.7 바) 일 수 있다.

개방 구성에서 밸브에 의해 또는 오리피스(들)에 의해 발생된 제한부는 바람직하게 0.5 ~ 4.0 ㎟, 보다 바람직하게 0.75 ~ 3.0 ㎟, 가장 바람직하게 1.0 ~ 2.5 ㎟, 예를 들어, 약 1.7 ㎟ 로 구성되도록 캡슐 및/또는 장치의 설계에 의해 제어된다.

회전 속도는 바람직하게 2,000 ~ 16,500 rpm, 가장 바람직하게 4,000 ~ 10,000 rpm 이 되도록 제어된다. 세트의 적어도 2 개의 캡슐에 대해, 바람직하게 세트의 적어도 3 개의 캡슐에 대해, 적어도 하나의 회전 속도는 제어된 범위 내에서 캡슐의 액체 원심 분리 중 상이하다.

유량은 바람직하게 0.1 ~ 10 ㎖/초, 보다 바람직하게 0.5 ~ 3.5 ㎖/초가 되도록 제어된다. 다시, 세트의 적어도 2 개의 캡슐에 대해, 바람직하게 세트의 적어도 3 개의 캡슐에 대해, 적어도 하나의 유량이 캡슐에서 액체의 원심 분리 중 상이하다.

본 발명에 따른 방법은 음료 특성, 특히, 특정 음료의 향기, 강도, 및 크림 품질과 양을 조절할 수 있도록 한다. 따라서, 예를 들어, 리스트레또와 에스프레소 타입 커피 음료를 위한 배압은 룽고 타입 또는 아메리카노 타입 음료에 대해서보다 더 높게 설정될 수 있다. 또한, 룽고 타입 커피에 대해, 리스트레또 및 에스프레소 타입 커피 음료보다 높은 유량이 또한 바람직할 수도 있다.

시스템의 구별되는 캡슐 설계에 맞춘 배압의 설정은, 장치에서 캡슐을 둘러싸는 전용 인클로징 부재의 스프링 부하가 다른 성질의 음료가 준비되는 각각의 음료 준비를 위해 외부에서 조종되어야 하는 해결법과 달리, 내장형 (built-in) 해결법을 구성한다. 그러므로, 음료 우려내기 중 보다 편리하고 신뢰성 있는 배압의 조절이 가능하게 된다.

추가 양태에서, 본 발명은 캡슐의 타입에 따른 음료 준비 프로세스 중 원심 음료 준비 장치에서 준비된 음료의 적어도 하나의 우려내기 파라미터에 맞추도록 캡슐 테두리의 밸브 부분의 기하학적 구조 변화의 용도에 관한 것이다.

본 발명의 추가 특징, 장점 및 목적은 첨부 도면과 함께 본 발명의 실시형태의 하기 상세한 설명을 읽을 때 당업자에게 명백해질 것이다.

도 1a 내지 도 1c 는 본 발명에 따른 다른 사이즈를 가지는 캡슐과 그 테두리의 높이 변화에 대한 다양한 실시형태의 측단면도이다.
도 2a 와 도 2b 는 다른 구성의 테두리 부분을 가지는 시스템의 캡슐의 추가 실시형태의 측단면도이다.
도 3 은 스프링 부하 수단에 의해 배압이 가해지는, 본 발명에 따른 캡슐이 삽입된 원심 장치의 개략도이다.
도 4 는 자기 수단에 의해 배압이 가해지는, 본 발명에 따른 캡슐이 삽입된 원심 장치의 측절단도이다.
도 5 는 원심 분리 장치에서 캡슐의 회전 속도에 따라 다른 배압을 제공하는 2 개의 다른 캡슐로 얻을 수 있는 커피 유량의 그래프이다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c 는 본 발명에 따른 캡슐 (1A, 1B, 1C) 세트의 바람직한 실시형태에 관한 것이다. 캡슐은 바람직하게 몸체 (2), 테두리 (3) 및 상부 벽 부재인 천공 가능한 막 (4) 을 각각 포함한다. 따라서, 막 (4) 과 몸체 (2) 는 각각 인클로저 내용물 구획 (6) 을 둘러싼다. 도면에 나타난 것처럼, 막 (4) 은 바람직하게 1 ~ 5 mm 인 테두리 (3) 의 내부 환형 부분 (R) 상에 연결된다. 막 (4) 은 열 또는 초음파 용접 라인과 같은 시일 (seal) 에 의해 몸체의 테두리 (3) 에 연결된다.

테두리는 도시된 것처럼 반드시 수평이 아니다. 테두리는, 시간이 경과함에 따라 캡슐 내용물의 탈가스화로 인해, 시간이 경과함에 따라 막을 미는 증가하는 압력에 대한 시일의 저항을 증가시키기 위해서 약간 구부릴 수 있다.

바람직하게 캡슐의 테두리 (3) 는 캡슐 (1) 의 회전 축선 (Z) 에 대해 본질적으로 수직 방향 (도시된 바와 같음) 또는 약간 기울어진 (전술한 대로 구부러졌다고 가정) 방향으로 바깥쪽으로 연장된다 (도 3 참조). 따라서, 회전 축선 (Z) 은 우려내기 장치에서 캡슐의 원심 분리 중 회전 축선을 나타낸다.

도시된 실시형태는 단지 대표적인 실시형태이고 본 발명에 따른 캡슐 (1), 특히 캡슐 몸체 (2) 는 다양한 다른 실시형태를 취할 수 있음을 이해해야 한다.

캡슐 (1A, 1B, 1C) 은 바람직하게 일회용 캡슐이다. 하지만, 캡슐은 한 번에 하나를 초과하는 음료, 예를 들어, 동시에 2 개의 컵을 채우기에 충분한 볼륨의 커피 추출물을 제공할 수 있음을 알아야 한다.

각 캡슐 몸체 (2) 는 각각 가변 깊이 (d1, d2, d3) 의 단일 볼록 부분 (5a, 5b, 5c) 을 가진다. 그리하여, 부분 (5a, 5b, 5c) 은 또한 연속 절두형 또는 부분 실린더형 부분일 수도 있다.

그러므로, 캡슐 (1A, 1B, 1C) 은 바람직하게 다른 볼륨과 동일한 삽입 직경 'D' 로 구성된다. 도 1a 의 캡슐은 적은 볼륨의 캡슐 (1A) 을 보여주는 반면에, 도 1b 와 도 1c 의 캡슐은 더 큰 볼륨의 캡슐 (1B, 1C) 을 각각 보여준다. 여기에서 삽입 직경 'D' 는 테두리 (3) 의 하부 면과 몸체 (2) 의 상부 부분 사이의 교차 라인에서 결정된다. 하지만, 이것은 장치에서 캡슐의 다른 기준 직경일 수 있다.

캡슐의 몸체 (2) 는 바람직하게 강성 또는 반강성이다. 이것은 식품 등급 플라스틱, 예컨대 EVOH 등과 같은 가스 장벽층과 폴리프로필렌 또는 알루미늄 합금 또는 플라스틱과 알루미늄 합금의 라미네이트로 형성될 수 있다. 막 (4) 은 또한 장벽층 또는 알루미늄 합금 또는 플라스틱과 알루미늄 합금의 조합물을 비롯해 플라스틱 필름과 같은 더 얇은 재료로 만들 수 있다. 막 (4) 은 대개 예를 들어 10 ~ 250 미크론의 두께이다. 막은 이하 상세한 설명에서 설명되는 것처럼 물 유입부를 형성하기 위해 천공된다. 막은 또한 천공 가능한 주변 영역을 더 포함한다.

막 (4) 대신에, 캡슐 (1A, 1B, 1C) 은 또한 강성 또는 반강성 뚜껑 부재를 포함할 수도 있고 이 뚜껑 부재는 바람직하게 물 주입 부재를 도입할 수 있게 하기 위한 유입구 (inlet port) 를 가지는 중심 부분 및/또는 원주 방향으로 배치된 배출구 (outlet opening) 를 가지는 주변 부분을 포함하는 플라스틱 원반 형태를 가진다.

작은 캡슐과 큰 캡슐 사이의 볼륨 차이는 특히 세트에서 캡슐 몸체 (2) 의 깊이 (d1, d2, d3) 를 바꾸어줌으로써 얻어진다. 특히, 보다 작은 캡슐 (1A) 의 몸체 깊이는 보다 큰 캡슐 (1B, 1C) 의 몸체 깊이보다 작다.

물론, 다른 볼륨을 얻는 등가의 (미도시) 모드는 캡슐의 바닥 형태 또는 캡슐의 다른 치수, 즉 그것의 직경을 바꿀 것이다.

작은 볼륨 캡슐 (1A) 은 바람직하게 큰 볼륨 캡슐 (1B, 1C) 의 양보다 적은 추출 내용물, 예컨대 분쇄된 커피의 양을 포함한다. 그러므로, 작은 캡슐 (1A) 은 4 ~ 8 그램으로 구성된 분쇄된 커피의 양과 10 ㎖ ~ 60 ㎖ 의 쇼트 (short) 커피의 제공을 위한 것이다. 더 큰 캡슐 (1B) 은 중간 사이즈 커피, 예컨대 60 ~ 120 ㎖ 의 제공을 위한 것이고, 가장 큰 캡슐은 롱 사이즈 커피, 예컨대 120 ~ 500 ㎖ 의 제공을 위한 것이다. 또한, 중간 사이즈 커피 캡슐 (1B) 은 6 ~ 15 그램으로 구성된 분쇄된 커피의 양을 포함할 수 있고, 롱 사이즈 커피 캡슐 (1C) 은 8 ~ 30 그램의 분쇄된 커피의 양을 포함할 수 있다.

게다가, 본 발명에 따른 세트에서 캡슐은 다른 기원 및/또는 다른 로스팅 및/또는 분쇄 특성을 가지는 로스팅되고 분쇄된 커피(들)의 다른 블렌드를 포함할 수도 있다.

도 1a 내지 도 1c 에 나타난 것처럼, 테두리 (3) 의 기하학적 구조는 막 (4) 이 배치된 평면과 수직 방향으로 형성된 환형 외부 돌기 (8) 를 가지는 예를 들어 L 형 단면을 포함하도록 될 수도 있다. 그리하여, 바람직하게 테두리 (3) 의 두께 (h1, h2, h3) 는 음료 제조 장치의 전용 인클로징 부재 (15) 에 의해 둘러싸일 때 캡슐 상에 가해진 배압을 조절할 수 있도록 도시된 캡슐 (1A, 1B, 1C) 에 의해 포함되는 음료 물질의 양 및/또는 특성에 맞추어진다.

특히, 예컨대 리스트레또 또는 에스프레소 커피 음료를 준비하기 위해서 소량의 음료 물질을 포함하는 캡슐, 예컨대 캡슐 (1A) 에 대해, 커피에 높은 강도 (즉, 커피 추출물에서 이송된 다량의 총 커피 고형물) 와 두꺼운 크림을 제공하기 위해 느린 추출이 바람직할 수도 있다. 이 특성은 다량의 커피 분말을 포함한 캡슐 (1B 또는 1C) 밖으로 나오는 음료를 위해 바람직할 수도 있는 더 빠른 추출과 비교될 수 있다. 따라서, 음료 추출 중 정해진 회전 속도에 대해, 더 적은 양의 물질을 포함한 더 적은 볼륨의 캡슐 (1A) 의 배압이 더 많은 양의 물질을 포함한 더 큰 캡슐 (1B 또는 1C) 의 배압보다 높도록 되어 있다. 따라서, 캡슐 (1A) 에 대한 테두리의 밸브 부분 (8) 의 표시된 두께 (h1) 는, 캡슐 (1B, 1C) 각각에 대해 표시된 각각의 두께 (h2, h3) 보다 두껍도록 선택된다. 그러므로, 각각의 캡슐 (1A, 1B, 1C) 의 두께 (h) 는 캡슐의 볼륨 및/또는 각 캡슐 내에 포함된 음료 물질의 양에 따라 증가하도록 되어 있다.

예를 들어, 도 1a 에 표시된 바와 같은 더 작은 사이즈의 캡슐에 대해, 두께 (h1) 는 바람직하게 1.0 ~ 2.5 mm 로 선택된다. 도 1b 와 도 1c 에 표시된 바와 같은 더 큰 사이즈의 캡슐에 대해, 각각의 두께 (h2, h3) 는 바람직하게 각각 0.8 ~ 1.8 mm 및 0.5 ~ 1.5 mm 로 선택된다. 물론, 이러한 값은 특히 장치 측에서 밸브 수단의 구성에 따라 크게 다를 수 있다.

하지만, 아래에서 도 4 를 참조로 추후 설명되는 것처럼, 캡슐이 음료 제조 장치 (도 3 및 도 4 참조) 에 넣어졌을 때 캡슐 (1) 의 테두리 (3) 와 돌기 (8) 에 각각 미리 정의된 힘을 가하는 힘 부하 수단에 의존하는, 캡슐 내부에 포함된 음료 물질의 볼륨에 따라 두께가 또한 감소할 수도 있다는 것을 알아야 한다.

또한, 일단 캡슐이 장치에 맞물리고 나면 캡슐의 테두리 상에 배압을 가하는 인클로징 부재 상에 적용된 힘을 바꾸지 않도록 장치에 구비된 힘 발생 수단은 조절할 수 없게 되어 있음을 알아야 한다. 따라서, 바람직하게 적용된 배압은 캡슐 테두리의 기하학적 구조 변화에 의해서만 맞추어진다.

도 1a 내지 도 1c 에 나타난 것처럼, 돌기 (8) 의 너비 (b) 는 반경 방향으로 테두리의 밸브 부분의 경계를 정한다. 이것은 바람직하게 세트의 캡슐 (1A, 1B, 1C) 의 다른 실시형태에 대해 동일한 값을 가진다.

캡슐의 테두리 (3) 가 전용 장치의 밸브 일부와 맞물릴 때 결과적인 배압이 원하는 값으로 조절되도록 테두리 (3) 의 두께 (h1, h2, h3) 와 특정 캡슐의 환형 돌기 (8) 각각은 볼륨에 대해서뿐만 아니라 캡슐 내부에 포함된 음료 물질의 성질 (예컨대, 양, 밀도, 조성 등) 에 대해서 맞추어질 수도 있음을 이해해야 한다.

도 2a 와 도 2b 는 본 발명에 따른 캡슐의 추가 바람직한 실시형태에 관한 것이다. 따라서, 도시된 캡슐 (1D, 1E) 의 실시형태는 바람직하게 캡슐 (1A, 1B, 1C) 과 동일한 직경 (D) 으로 구성된다.

도 2a 에 도시된 것처럼, 캡슐 (1D) 은 바람직하게 일정한 벽 두께 (t) 를 가지는 몸체 (2) 를 포함하는 원추대 형태이다. 그리하여, 캡슐의 테두리 (3) 는 몸체 (2) 와 일체로 형성된다. 도면에 표시된 것처럼, 바람직하게 캡슐의 테두리 (3) 는 두께 (h) 와 너비 (b) 의 본질적으로 직사각형 단면이다. 따라서, 두께 (h) 및/또는 너비 (b) 는 바람직하게 캡슐 타입에 맞추어진다. 두께 (h) 는 바람직하게 캡슐의 일정한 벽 두께 (t) 와 상이할 수도 있다.

도시된 실시형태에서, 막 (4) 은 캡슐의 테두리 (3) 의 상부 면에서 환형 부분 (R) 에 시일링된다. 하지만, 막 (4) 은 또한 부분 (R) 이 너비 (b) 와 동일하도록 테두리 (3) 의 전체 상부 면에 시일링될 수도 있다 .

도 2b 는 본 발명에 따른 캡슐 세트의 추가 캡슐 (1E) 을 도시한다. 이 실시형태에서, 테두리 (3) 의 기하학적 구조는 테두리에서 상부 벽 (4) 의 시일링 평면 위로 돌출한 본질적으로 엠보싱된 중심 돌기 (8) 를 가지도록 되어 있다.

본 발명의 맥락에서, 두께 "h" (또는 "h1", "h2", "h3" 등) 는, 즉 연장부가 테두리 (3) 의 연장부 (8) 의 최고점으로부터 구비될 때, 테두리 (3) 의 하부 면에서 테두리의 최고점까지 측정된다.

여하튼 두께는, 추가 설명되는 것처럼, 장치로 캡슐의 삽입에 의해 음료 추출 프로세스 중 배압을 조절하도록 된 유효 거리이다.

도 1a 내지 도 1c 와 도 2a 및 도 2b 에 대해 도시된 대로, 캡슐 테두리 부분 (3) 은 음료 추출 프로세스 중 적어도 하나의 우려내기 파라미터에 영향을 미치고 맞추어지도록 다양한 기하학적 설계를 취할 수도 있다.

도 3 은 폐쇄된 상태에서 본 발명의 시스템에 따른 장치의 측절단도를 보여준다. 따라서, 장치는 회전 캡슐 홀더 (10), 구동 수단 (27), 및 원심 분리된 액체가 충돌하고 음료 배출부 (12) 를 통하여 배출되는 컬렉터 (11) 를 포함한다. 구동 수단 (27) 은 바닥 측 (도시됨) 또는 최상부 측 (미도시) 에서 캡슐 홀더 (10) 에 링크된 회전 모터일 수 있다.

또한, 장치는 그 중심 부분에서 캡슐 (1) 의 막 (4) 을 관통하도록 배치된 주입 부재 (13) 를 가지는 물 주입 수단 (18) 을 포함한다. 바람직하게 주입 수단 (18) 은 또한 WO 2008/148604 에 기술된 대로 일련의 배출 천공기 (24) 를 포함한다. 따라서, 배출부는 캡슐의 회전 운동 중 추출된 음료가 캡슐 (1) 을 이탈할 수 있도록 하는 막 (4) 의 환형 부분에 제조된다. 주입 수단 (18) 은 액체 공급부 (21), 펌프 (20) 및 음료 추출 프로세스 중 캡슐 (1) 에 미리 정의된 볼륨의 가열, 가압된 액체를 제공하기 위한 가열 수단 (19) 을 포함하는 액체 회로 (22) 에 연결된다.

장치는 물 주입 유닛 (18) 에 원주 방향으로 배치되고 하부 환형 프레싱 면 (15a) 을 가지는 밸브 부분 (15) 을 더 포함한다.

바람직하게 밸브 부분 (15) 과 주입 유닛 (18) 은, 음료 추출 프로세스 전후 각각에서 캡슐 홀더 (10) 로 캡슐 (1) 의 삽입 및 캡슐 홀더로부터 캡슐의 방출이 가능하도록 캡슐 홀더 (10) 에 대해 움직일 수 있다.

게다가, 물 주입 수단 (18), 밸브 부분 (15) 및 캡슐 홀더 (10) 는 축선 (Z) 둘레에서 회전할 수 있다.

밸브 부분 (15) 은 또한 캡슐에 대해 맞물릴 때 주입 부분의 상대 위치에 영향을 미치지 않으면서 다른 가능한 캡슐 두께를 고려하도록 주입 유닛 (18) 과 독립적으로 움직일 수 있다. 이를 위해, 부분 (15) 은 주입 유닛 (18) 둘레에 미끄러질 수 있게 장착될 수 있다.

밸브의 개방 구성에서, 원심 분리된 액체의 유동을 강제로 장치의 충돌 면 (11) 상으로 좁게 사출시킬 수 있는 비교적 작은 유동 제한부가 면 (15a) 과 테두리의 밸브 부분 (8) 사이에 만들어진다. 제한부는 바람직하게 1.0 ~ 10.0 mm² 로 구성된 표면적의 환형 개방부를 형성한다. 유동 제한부의 표면적은 캡슐에 의해 밸브에서 설정된 배압 값 및 캡슐의 회전 속도에 따라 바뀔 수 있는데 일반적으로 속도가 더 빠를수록 표면적은 더 커진다.

캡슐 홀더 (10) 는 가능한 반경 방향의 유극 (play) 없이 캡슐 홀더 (10) 로 캡슐의 타이트한 끼움장착을 보장하도록 캡슐 (1) 의 직경 ‘D’와 실질적으로 동일한 기준 직경을 형성하는 내주면 (10b) 을 가진다.

캡슐 홀더 (10) 는 바람직하게 세트의 모든 캡슐을 수용할 수 있도록 그 중심이 충분히 깊거나 중공 상태이다. 따라서, 독특한 캡슐 홀더는 세트의 모든 캡슐 (1A, 1B, 1C, 1D, 1E) 을 받아들이기에 충분하다. 도시된 컬렉터 (11) 는 준비된 음료를 수집하기 위해서 하나 이상의 컵으로 향한 적어도 하나의 개방 덕트로서 형성된 것과 같은 음료 배출부 (12) 에 의해 끝난다.

캡슐 홀더는 다양한 형상을 취할 수 있고 또한 단순한 환형 중공 링으로 형성될 수도 있음을 알아야 한다. 물론, 캡슐 홀더는 예를 들어 다른 사이즈 또는 형상의 캡슐에 더 잘 맞추기 위해서 또는 광범위한 사이즈 및/또는 형상에 맞추기 위해서 다른 캡슐 홀더로 대체될 수도 있다.

캡슐 (1) 은 또한 몸체 (2) 가 실질적으로 반경 방향으로 변형되지 않으면서 캡슐 홀더 (10) 의 상부 플랜지 (10a) 상에 캡슐의 테두리 (3) 가 견고히 놓여진다. 이 구성에서, 물 주입 유닛 (18) 과 밸브 부분 (15) 은 각각 막 (4) 과 테두리에 대해 맞물린다. 그리하여, 시스템은 장치의 밸브 부분 (15) 과 캡슐의 밸브 부분 (8) 의 맞물림에 의해 밸브 (23) 를 형성한다.

밸브 (23) 는 바람직하게 스프링-편향 요소 (16) 를 포함하는 부하 발생 시스템 (16, 17) 에 의해 얻어지는 탄성 폐쇄 부하력 하에 폐쇄되도록 설계된다. 스프링-편향 요소 (16) 는 미리 정의된 탄성 부하를 인클로징 부재 (15) 상에 적용한다. 부하는 주로 테두리 (3) 의 밸브 부분의 환형 면에 대해 폐쇄시 작용하는 밸브 부분 (15) 의 프레싱 면 (15a) 을 따라 분배된다. 이러한 면은 또한 단순한 환형 접촉선일 수도 있다. 따라서, 충분한 압력이 천공 요소 (24) 에 의해 만들어진 오리피스를 통하여 배출되는 원심 분리된 액체에 의해 밸브의 상류 영역에 가해질 때까지 밸브 (23) 는 보통 원심 분리된 액체를 위한 유로를 폐쇄한다. 장치의 밸브가 스프링-편향 기능 및 프레싱 면 (15a) 과 결합하는 단일 고무 탄성 부재로서 설계될 수 있음을 알아야 한다. 캡슐을 액체 (미도시) 로 채우는 동안 캡슐에 포함된 가스 또는 공기를 누출시키도록 돕는 밸브 수단 (23) 을 관통하는 소형 액체 누설부가 요구될 수도 있음을 알아야 한다. 이 누설부는 임의의 밸브 부분 (장치의 부분 (15) 및/또는 캡슐의 테두리 (3)) 에 구비된 소형 반경 방향 그루브 또는 오리피스에 의해 얻어질 수도 있다. 누설부는 또한 누설시키도록 막 (4) 상의 작은 엠보싱에 의해 얻어질 수도 있다. 작은 엠보싱은 밸브 부분 (15) 의 면에 있을 수 있다. 따라서 액체는 막 (4) 과 밸브 부분 (15) 사이에서 유동하고 스프링-편향 요소 (16) 의 힘에 대해 전체 인클로징 부재 (15) 를 위로 밀어줌으로써 강제로 밸브 (23) 를 개방시킨다. 따라서, 원심 분리된 액체는 부분 (15) 의 면 (15a) 과 테두리 (3) 또는 돌출 부분 (18) 의 상부 면 또는 라인 사이에 만들어진 제한부를 가로지를 수 있다. 따라서, 액체는 도 3 에서 화살표 (A) 로 나타낸 바와 같이 컬렉터 (11) 에 대해 방출되거나 컬렉터와 밸브 (23) 사이에 배치된 장치의 다른 수직 배향 환형 벽에 대해 고속으로 방출된다 (미도시).

그리하여, 예컨대 500 ~ 16,500 rpm 의 추출 속도로 축선 (Z) 둘레에서 회전시 (Y), 캡슐과 함께 주입 유닛 (18), 밸브 부분 (15) 및 캡슐 홀더 (10) 를 구동함으로써 캡슐 (1) 밖으로 음료 추출물이 얻어진다. 적어도 캡슐 홀더 (10) 또는 주입 유닛 (18) 에 연결된 회전 모터 (28) 에 의해 회전이 구동된다. 그러므로, 본 발명에 따른 시스템 내에 배치된 캡슐 (1) 의 작동 중, 캡슐 (1) 은 그것의 축선 (Z) 을 중심으로 회전된다. 그리하여, 캡슐 (1) 중심으로 주입되는 액체는 몸체 (2) 측벽의 내면을 따라, 막 (4) 의 내측까지, 그 후 천공 부재 (24) 에 의해 막 (4) 에 만들어진 천공된 배출 필터링 개방부를 통하여 안내되는 경향이 있다. 캡슐 (1) 에서 액체의 원심 분리 때문에, 캡슐 내부에 제공된 액체와 내용물 또는 물질이 식용 액체 (예컨대, 액체 추출물) 를 형성하도록 상호작용하게 된다.

프레싱 면 (15a) 에 의해 캡슐 (1) 의 테두리 (3) 에 작용하는 힘이 예컨대 테두리 (3) 의 두께 (h) 와 같은 테두리 (3) 의 기하학적 구조에 의해 조절될 수 있음을 이해해야 한다. 그러므로, 특히 테두리 (3) 에 작용하는 가해진 배압은 테두리 (3) 의 두께 (h) 를 그것의 미리 정의된 값으로 맞춤으로써 조절될 수 있다. 그리하여, 더 높은 배압은 더 큰 두께 (h) 에 의해 얻을 수 있는데, 왜냐하면 이것은 스프링 편향 요소 (16) 를 더 많이 압축시키고 이것은 그 후 프레싱 면 (15a) 으로 더 큰 힘을 가하기 때문이다. 대응하여, 두께 (h) 에 대해 더 낮은 값은 스프링 편향 요소 (16) 를 더 적게 압축시켜서 프레싱 면 (15a) 에 상대적으로 더 작은 힘을 가하여 더 낮은 배압을 유발한다. 그러므로, 바람직하게 두께 (h) 는 결과적으로 더 높은 배압을 얻기 위해 증가하도록 설계된다.

따라서, 발명의 간단한 모드에서, 기술한 대로 배압의 특정 조절로 인해, 결과적인 유량은 예컨대 장치에 삽입된 캡슐 (예컨대, 1A, 1B 또는 1C) 의 타입에 따라 설정된다.

그리하여, 본 발명은 내장형 (built-in) 해결법을 구성하는데 이 해결법에 따라 장치에서 캡슐 (1) 을 둘러싸는 인클로징 부재 (15) 의 스프링 부하는 다른 성질의 음료가 준비되는 각각의 음료 준비 과정에 대해 외부에서 조종될 필요가 없다. 그 대신에, 스프링 부하는 바람직하게 캡슐의 테두리 (3) 의 기하학적 구조 변화에 의해 배압을 정확하게 조절할 수 있도록 일정한 미리 정의된 값에서 유지된다. 그러므로, 본 발명에 따른 시스템에서 음료 우려내기 중 캡슐 (1) 상에 배압을 더욱 편리하고 신뢰성 있게 조절할 수 있다.

본 발명의 더욱 복잡한 모드에서, 캡슐 (1) 은 또한 우려내기 파라미터를 제어 및/또는 음료 제조 장치와 상호작용하도록 식별 수단을 포함할 수도 있다.

그리하여, 식별 수단은 바람직하게 음료 제조 장치에 맞물린 캡슐의 타입에 대한 정보를 제공할 수 있게 한다. 따라서, 우려내기 파라미터, 볼륨 및/또는 음료가 준비되는 회전 속도는 캡슐의 제공된 정보에 따라 장치에 따라 자동적으로 조절될 수도 있다. 맞춤 선택 사항은 또한 정해진 범위 내에서 임의의 추출 파라미터의 사용자에 의해 수정할 수 있게 하기 위해 사용자에게 제공될 수도 있다.

바람직한 실시형태에서, 캡슐 (1) 의 테두리 (3) 의 밸브 부분은 그것의 기하학적 구조, 예컨대, 그것의 특정 두께에 따라 구별 가능한 정보를 장치에 제공하는 식별 수단을 형성하도록 설계될 수도 있다. 그리하여, 장치는 바람직하게 캡슐의 식별 수단과 상호 작용하도록 설계된 감지 수단 (26) 을 포함한다.

도 3 에 도시된 대로, 장치의 감지 수단 (26) 은 장치의 부하 발생 수단 (16, 17) 에 연결된 압력 센서일 수 있다. 감지 수단 (26) 은 바람직하게 맞물린 캡슐의 테두리 (3) 상에 작용하는 현재 배압, 즉 압력 또는 힘의 값과 관련된 정보를 제공하도록 장치의 제어 수단 (25) 에 연결된다. 그리하여, 제어 수단 (25) 은 바람직하게 적어도 구동 수단 (27), 펌프 (20) 및 가열 수단 (19) 에 연결된다. 따라서, 모터 (27) 의 회전 속도, 온도, 압력 및/또는 음료 제조 프로세스 중 캡슐에 제공되는 액체의 볼륨과 같은 우려내기 파라미터는 감지 수단 (26) 의 제공된 정보에 따라 조절될 수도 있다. 특히, 테두리 (3) 의 두께 (h) 는 준비될 특정 음료의 우려내기 파라미터에 맞추기 위해서 밸브 (23) 의 결과적인 배압을 바꾸도록 설계된다. 또한, 압력 센서 (26) 에 의해 감지된 정보에 따라, 회전 속도는 원하는 유량에 대응하는 원하는 값으로 조절된다. 결과적으로, 다른 속도 또는 속도 범위가 감지 수단 (26) 에 의해 감지된 정보에 따라 선택될 수 있다. 속도는 제어 유닛 (25) 에서 선택되는데 제어 유닛은 대신에 회전 모터 (27) 를 제어하고 필요하다면 선택된 속도에 따라 캡슐에 충분한 액체의 공급을 보장하도록 펌프 (20) 의 유량을 제어한다.

다른 모드 (미도시) 에서, 압력 감지 수단은 하나 이상의 거리 센서에 의해 대체될 수 있다. 예를 들어, 테두리의 두께 (h) 는 직간접적으로 감지될 수 있다. 예를 들어, 부하 발생 수단 (16, 17) 의 길이 (예컨대 스프링 길이) 변화는 거리 센서에 의해 감지될 수 있고 우려내기 파라미터, 예컨대, 회전 속도 및/또는 주입된 액체의 볼륨을 조절하기 위해 제어 유닛 (25) 에 정보로서 제공될 수 있다.

본 발명의 유동 제어 원리가 도 5 에 도시된다. 그래프는 2 개의 다른 캡슐 (즉, 배력) 에 대한 모터의 회전 속도 (rpm) 에 따라 음료 유량, 예컨대, 커피 유량 (㎖/초) 의 발생을 도시한다. 여기에서 배력은, 부분 (8) 의 접촉 면과 접하는 프레싱 면이 약 186 ㎟ 를 나타낸다고 간주할 때, 장치의 스프링 부하 부재 (16) 의 압축으로 인해, 부분 (8) 의 캡슐 테두리 접촉 면 상으로 환형 프레싱 면 (15a) 에 의해 가해지는 힘이다. 하부 곡선은 240 뉴턴의 배력 (또는 1.29 Mpa 또는 12.9 바의 배압) 을 설정한 캡슐을 나타낸다. 상부 곡선은 다른 캡슐을 나타내는데 더 작은 두께의 캡슐 부분 (8) 은 결과적으로 단지 150 뉴턴 (또는 0.819 Mpa 또는 8.19 바의 배압) 의 더 낮은 배력을 설정한다. 비교적 좁은 범위의 회전 속도, 즉 9,000 ~ 12,000 rpm 을 유지하면서 양 캡슐에 대해 넓은 범위, 예컨대, 0.5 ~ 3.5 ㎖/초 내에서 유량을 설정할 수 있음은 분명하다. 150 뉴턴의 단일 배력을 제공하는 단 하나의 캡슐이 이용된다면, 동일한 유동 범위는 즉 9,000 ~ 16,500 rpm 을 초과하는 훨씬 더 큰 범위의 속도로만 커버될 것이다. 따라서, 본 발명은 훨씬 더 큰 범위의 유량으로 음료 특성을 맞추는 더 많은 기회를 제공한다. 특히, 한 가지 장점은 또한 더 큰 유량의 범위 내에서 음료를 제공하는 기회를 유지하면서 유효 속도 범위를 감소시킬 수 있다.

도 4 는 장치의 밸브 부분 (15) 및 캡슐 홀더 (10) 에 의해 둘러싸인 테두리 부분 (3) 으로 구성된 밸브 수단 (23) 의 측절단도를 보여주는 본 발명에 따른 장치의 다른 바람직한 실시형태에 관한 것이다. 따라서, 하지만, 얻어진 배압은 부하 발생 수단 (16) 으로 인해 얻어지는데 부하 발생 수단은 이 실시형태에서 밸브 부분 (15) 과 캡슐 홀더 (10) 에 각각 배치된 2 개의 자석 (M) 을 포함한다. 그리하여, 자석 (M) 은 캡슐의 테두리 (3) 를 둘러싸는 캡슐 홀더 (10) 와 인클로징 부재 (15) 사이에서 균일한 힘 분포를 가능하게 하기 위해서 장치의 축선 (Z) 을 중심으로 원주 방향으로 배치될 수도 있다 (도 3 참조).

도 3 에 도시된 실시형태와 달리, 자석 사이의 거리가 증가한다면 두 개의 대향한 자석 (M) 사이의 인력이 감소하므로, 테두리 (3) 의 증가한 두께 (h) 에 대해 결과적인 배압은 감소한다는 것을 알아야 한다. 이것은 테두리의 높이 (h) 설계를 위해 고려되어야 한다. 그러므로, 이러한 실시형태에서, 각각 인클로징 부재 (15) 와 캡슐 홀더 (10) 사이에 작용하는 더 높은 결과적 배압을 얻기 위해서 캡슐 (1) 의 테두리 (3) 는 높이 (h) 가 감소된다.

본 발명의 다른 가능한 모드 (미도시) 에서, 캡슐과 장치의 협동 작용에 의해 얻어지는 밸브는 단지 캡슐의 일부로서 밸브에 의해 대체될 수 있다. 이 경우에, 원심 분리된 액체에 다른 배압을 제공하기 위해서 밸브는 적어도 두 타입의 캡슐에 대해, 바람직하게 세트의 각 타입의 캡슐을 위해 기하학적으로 설계된다.

본 발명의 또 다른 가능한 모드 (미도시) 에서, 배압은 캡슐을 통하여 제공된 적어도 하나, 바람직하게 복수의 반경 방향으로 위치한 배출 오리피스와 같은 고정된 제한부에 의해 얻어지는데, 이것의 총 개방 표면적은 세트에서 캡슐 타입에 따라 바뀐다. 제한 오리피스는 배출 오리피스의 수와 각 오리피스의 개별 개방 단면에 따른 배압을 제공한다. 가령, 오리피스는 캡슐의 상부 벽을 통과하는 원형 경로 또는 캡슐의 측벽을 통과하는 환형 경로를 따라 제공될 수 있다. 유동 제한부의 총 표면적은 0.5 ~ 5.0 ㎟, 보다 바람직하게 0.75 ~ 3.0 ㎟, 가장 바람직하게 1.0 ~ 2.5 ㎟, 예를 들어, 약 1.7 ㎟ 를 나타낼 수 있다. 캡슐의 주변에 유동 제한부를 형성하기 위한 배출 오리피스의 수는 1 ~ 300 개, 보다 바람직하게 3 ~ 150 개일 수 있다. 예를 들어, 제 1 캡슐은 각각 0.2 ㎟ 의 10 개의 오리피스로 형성된 유동 제한부를 포함하고 제 2 캡슐은 각각 0.2 ㎟ 의 15 개의 오리피스로 형성된 유동 제한부를 가진다. 또 다른 모드에서, 제 1 캡슐은 각각 0.2 ㎟ 의 10 개의 오리피스로 형성된 유동 제한부를 포함하고 제 2 캡슐은 각각 0.25 ㎟ 의 10 개의 오리피스의 제한부를 가진다. 제 1 캡슐은 제 2 캡슐과 상이한 압력에 유량 함수를 제공한다. 특히, 그 제한부의 더 작은 총 표면적 때문에, 제 1 캡슐은 제 2 캡슐보다 높은 배압을 원심 분리된 액체에 제공한다. 회전 속도는 제조되는 음료의 특성에 대응하는 제 1 및 제 2 캡슐을 위한 유량을 보장하도록 특정 값으로 제어될 수 있다. 물론 다른 캡슐 타입이 그 밖의 다른 배압 특성을 보장하도록 캡슐 세트에 설계될 수 있다.

본 발명은 이것의 바람직한 실시형태를 참조로 설명되었지만, 첨부된 청구항에 정의된 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 본 기술분야의 당업자에 의해 많은 수정과 변경이 이루어질 수도 있다.

Claims (17)

1. 원심 분리 우려내기 장치에서 캡슐의 원심 분리에 의해 음료를 준비하기 위한 캡슐 시스템으로서,
   각각 선택적으로 음료를 제공하는, 다른 캡슐 (1A, 1B, 1C, 1D, 1E) 의 세트를 포함하고, 각각의 캡슐 (1A, 1B, 1C, 1D, 1E) 은 적어도 1 종의 음료 물질을 포함하고,
   세트의 각각의 캡슐은 음료 물질을 포함한 인클로저 (6) 를 가지는 몸체 (2), 몸체 (2) 를 폐쇄하기 위한 상부 벽 (4) 및 선택적으로 플랜지형 테두리 (3) 를 포함하고,
   상기 캡슐은 단독으로 또는 원심 우려내기 장치와 협동하여 원심 분리된 액체를 위한 제한부 또는 제한 밸브를 형성하도록 설계되고,
   상기 제한부 또는 제한 밸브의 배압은 세트의 적어도 2 개의 캡슐, 바람직하게 적어도 3 개의 캡슐에 대해 상이한 캡슐 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 플랜지형 테두리는, 원심 분리 우려내기 장치와 협동하여, 캡슐 밖으로 나오는 원심 분리된 액체를 위한 제한 밸브를 형성하도록 설계되고,
   상기 테두리 (3) 의 기하학적 구조는 세트의 적어도 2 개의 캡슐에 대한 제한 밸브의 배압에 맞추도록 캡슐의 세트에서 상이한 캡슐 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 테두리 (3) 의 밸브 부분의 두께 (h) 는, 밸브 수단이 음료 제조 밸브 부분 (15) 과 맞물릴 때 밸브 수단의 배압에 맞추도록 캡슐의 세트에서 바뀌는 캡슐 시스템.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 테두리 (3) 는 캡슐의 회전 축선 (Z) 에 대해 본질적으로 수직으로 또는 약간 경사진 방향으로 캡슐의 몸체 (2) 와 일체로 형성되는 캡슐 시스템.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 캡슐 (1A, 1B, 1C, 1D, 1E) 은 다른 종류의 음료 물질을 포함하도록 설계되는 캡슐 시스템.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 캡슐 (1A, 1B, 1C, 1D, 1E) 의 테두리 (3, 8) 는 바람직하게 비압축성 재료 또는 압축성 재료, 예컨대 고무인 캡슐 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 캡슐은 원심 분리된 액체를 위한 고정된 유동 제한부를 형성하도록 설계되는데 유동 제한부의 면적은 세트의 적어도 2 개의 캡슐에 대해 상이한 캡슐 시스템.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 캡슐은 음료 제조 장치와 상호 작용하는 식별 수단 (3) 을 더 포함하는 캡슐 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 식별 수단 (3) 은 회전시 캡슐을 구동하는 모터의 회전 속도, 물 볼륨 및/또는 물 유량, 원심 분리된 캡슐에서 물 펌프에 의해 제공되는 수압 및 이것의 조합 중에서 선택된 파라미터를 제어할 수 있게 하는 캡슐 시스템.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 식별 수단은 캡슐의 세트에서 상이한 테두리의 기하학적 구조를 포함하는 캡슐 시스템.
11. 다른 캡슐 (1A, 1B, 1C, 1D, 1E) 의 세트로서,
    각각의 캡슐은 캡슐의 원심 분리에 의해 음료 제조 장치에서 선택적으로 음료를 제공하고,
    각각의 캡슐 (1A, 1B, 1C, 1D, 1E) 은 적어도 1 종의 음료 물질을 포함하고,
    세트의 각각의 캡슐은 음료 물질을 포함한 인클로저 (6) 를 가지는 몸체 (2), 몸체 (2) 를 폐쇄하기 위한 상부 벽 (4) 및 플랜지형 테두리 (3) 를 포함하고,
    상기 캡슐은 테두리 (3) 를 포함하고, 이 테두리의 적어도 일 부분 (8) 은, 상기 캡슐이 음료 제조 장치에 맞물릴 때 캡슐의 부분 (8) 상에 작용하는 장치의 스프링 편향 수단 (15, 16, 17) 의 배압 또는 배력을 조절하도록, 세트의 적어도 2 개의 캡슐, 바람직하게 세트의 적어도 3 개의 캡슐에 대해 상이한 두께 (h) 를 가지는 다른 캡슐의 세트.
12. 음료 제조 시스템에 의해 음료를 준비하는 방법으로서, 상기 음료 제조 시스템은 단독으로 또는 전용 음료 제조 장치와 함께 원심 분리된 액체를 위한 제한부 및/또는 제한 밸브를 형성하기 위한 시스템의 전용 음료 제조 장치에 삽입되도록 설계된 다른 캡슐의 세트를 포함하고, 상기 방법은:
    음료 제조 장치에 세트의 캡슐을 맞물리게 하는 단계와 장치에 의해 캡슐을 원심 분리하는 단계를 포함하고,
    우려내기 중, 배압은 세트의 적어도 2 개의 캡슐, 바람직하게 적어도 3 개의 캡슐에 대해 상이한 제한부 또는 제한 밸브에 의해 원심 분리된 액체에 반대인 음료 제조 시스템에 의해 음료를 준비하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    - 압력이 원심 분리된 액체에 의해 극복될 때까지 원심 분리된 액체의 유동을 차단 및/또는 제한하기 위한 밸브 수단에서 미리 정의된 압력 한계치를 가하기 위해 음료 제조 장치의 밸브 부분과 상기 캡슐의 밸브 부분을 맞물리게 하는 단계, 및
    - 캡슐의 세트에서 캡슐의 밸브 부분의 두께를 바꾸어 줌으로써 장치에 삽입된 캡슐의 타입에 따라 제한 밸브의 배압을 설정하는 단계를 포함하는 음료 제조 시스템에 의해 음료를 준비하는 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    캡슐의 종류에 따라 캡슐 테두리의 두께 (h) 를 맞추는 단계를 더 포함하는 음료 제조 시스템에 의해 음료를 준비하는 방법.
15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    세트에서 0.2 mm ~ 10 mm, 보다 바람직하게 0.5 mm ~ 3 mm 의 다른 값의 테두리 밸브 부분의 두께를 제공하는 단계를 포함하는 음료 제조 시스템에 의해 음료를 준비하는 방법.
16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    장치에 맞물린 캡슐에 의해 설정된 배압에 따라 밸브 수단을 통하여 원심 분리된 액체의 적어도 하나의 유량을 결정하는 적어도 하나의 회전 속도로 장치에서 캡슐을 회전시키는 단계를 포함하는 음료 제조 시스템에 의해 음료를 준비하는 방법.
17. 캡슐의 타입에 따른 음료 준비 프로세스 중 원심 음료 준비 장치에 준비된 음료의 적어도 하나의 우려내기 파라미터에 맞추도록 캡슐 테두리의 밸브 부분의 기하학적 구조의 변화 용도.

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