KR20120113892A - 캡슐 및 이를 이용한 음료 추출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음료를 추출하기 위하여 커피분말이나 차원료, 한약재 등이 충진되는 캡슐 및 이를 이용한 음료 추출방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충진물을 압착(壓搾)하여 음료를 추출할 수 있는 캡슐 및 이를 이용한 음료 추출방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 캡슐은 상부가 개방되고, 충진물이 수용되는 몸체; 상기 몸체의 상부를 밀봉하는 커버; 상기 커버의 하방에 위치되며, 상기 충진물을 압착(壓搾)하는 압착판; 및 상기 충진물의 하방에 위치되며, 상기 충진물이 음료로 토출되는 것을 방지하는 필터;를 포함한다.

Description

캡슐 및 이를 이용한 음료 추출방법{CAPSULE AND BEVERAGE EXTRACTING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 음료를 추출하기 위하여 커피분말이나 차원료, 한약재 등이 충진되는 캡슐 및 이를 이용한 음료 추출방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충진물을 압착(壓搾)하여 음료를 추출할 수 있는 캡슐 및 이를 이용한 음료 추출방법에 관한 것이다.

일반적으로 커피를 제조하기 위한 일회용 팩으로서 캡슐이 사용되고 있다. 캡슐은 사용자가 정확한 커피의 양을 계량해야 하는 번거로움이 없고, 또한 커피 분말을 기밀상태로 보관하기 때문에 습기로부터 보호되어 커피분말의 변질없이 장시간 보관할 수 있을 뿐 아니라 향기밀봉(aroma-tight)방식으로 패키징되어 활용도가 높아지고 있는 실정이다.

도 1을 참조하면, 종래의 캡슐(1)은 상부가 개방된 몸체(10)와, 상기 몸체(10)의 내측 하부에 구비되는 필터(20)와, 상기 몸체(10)의 내측 상부에 구비되는 시트(30)와, 상기 몸체(10)의 상부를 밀봉하는 커버(40)로 구성된다.

상기 몸체(10)의 내부, 좀 더 정확히 말하면 필터(20)의 상부에 커피분말(C)을 충진하고, 상기 커피분말(C)의 상부에 시트(30)를 덥고, 커버(40)로 밀봉하여 캡슐을 제조한다. 한편, 상기 시트(30)에는 다수의 관통공(31)이 형성되어 캡슐 상부에서 공급되는 물을 커피분말(C) 전체에 대하여 균일하게 분배하는 역할을 한다.

이와 같이 제조되는 캡슐은 물공급펀치(도 5의 210 참조)가 상기 커버(40)를 관통하여 시트(30)상에 물을 공급하면, 상기 시트(30)에 형성된 관통공(31)을 통해 물이 분배, 공급되어 커피분말(C)로부터 커피를 추출하게 되고, 필터(20)를 통해 추출된다.

이와 같이 종래 캡슐을 이용한 커피 추출방법은 물을 캡슐 내부로 공급하여 자연상태에서 커피분말로부터 우러나와 낙하하는 커피만을 취득하는 것이다. 따라서 캡슐 내부에 충진된 커피분말의 활용도가 낮아 충진양에 비해 농도 및 향이 떨어지는 문제가 있다. 또한 커피의 자유낙하에 의한 취득은 시간이 오래 걸리는 문제도 있다.

또한 캡슐 제조시 커피분말의 보관성을 향상시키기 위하여 커피분말 충진 후 진공흡입을 하고, 경우에 따라서는 질소 등의 가스를 충진하는데, 진공흡입 또는 가스충진시 충진된 커피분말이 관통공(31)을 통해 비산되어 원료가 낭비되고 작업환경도 오염되는 문제가 있다. 이와 같은 문제는 커피 추출시에도 발생한다. 보다 구체적으로 설명하면, 커피 추출시 캡슐의 커버(40)를 뚫고 커버의 아래에 고압의 물을 분사하여 커피를 추출하는데, 고압의 물을 분사할 때도 커피 분말이 비산되어 같은 문제점이 발생된다.

또는 고압으로 분사된 물이 다시 시트(30)에 형성된 관통공(31)을 통해 역류되는 경우도 발생한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 충진물을 압착(壓搾)하여 음료를 추출할 수 있는 캡슐 및 이를 이용한 음료 추출방법을 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 캡슐은 상부가 개방되고, 충진물이 수용되는 몸체; 상기 몸체의 상부를 밀봉하는 커버; 상기 커버의 하방에 위치되며, 상기 충진물을 압착(壓搾)하는 압착판; 및 상기 충진물의 하방에 위치되며, 상기 충진물이 음료로 토출되는 것을 방지하는 필터;를 포함한다.

또한 상기 압착판은 하방으로 만곡되어 상기 충진물을 압착하는 것이 바람직하다.

또한 상기 압착판의 강도를 보강하기 위하여 리브가 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 리브는 상기 압착판의 중심부보다 가장자리의 강도가 크게 보강하도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 압착판은 중심부보다 가장자리의 강도가 크게 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 압착판은 액체가 통과하는 관통공이 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 관통공은 상광하협(上廣下狹)의 원추형태로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 관통공은 상기 압착판에 원주방향으로 소정의 길이를 갖도록 복수개 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 관통공은 상기 압착판에 동심원을 갖는 복수의 원주상에 각각 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 충진물이 수용된 캡슐에 액체를 공급하여 음료를 추출하는 방법에 있어서, 1) 상기 캡슐 내부에 액체를 공급하는 단계; 2) 상기 충진물을 압착(壓搾)하여 음료를 추출하는 단계; 및 3) 상기 음료를 필터링하는 단계;를 포함한다.

또한 상기 2)단계는 상기 캡슐 내측 상방에 고정설치된 압착판을 하방으로 만곡시켜 상기 충진물을 압착하는 것이 바람직하다.

또한 상기 2)단계는 상기 압착판에 고압의 액체를 분사하여 하방으로 만곡시키는 것이 바람직하다.

또한 상기 2)단계는 가압수단으로 상기 압착판의 중심부를 상방에서 가압하여 상기 압착판을 하방으로 만곡시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 충진물을 압착하여 음료를 추출할 수 있는 효과가 있다.

따라서 캡슐로부터 추출된 음료의 농도와 향을 높일 수 있고, 음료의 추출시간이 단축된다.

또한 충진물의 원료를 절감할 수 있다.

또한 충진물의 충진시 또는 충진물의 압착시 충진물의 비산이나 음료의 역류를 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 캡슐을 나타낸 것이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 의한 캡슐의 구성을 나타낸 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 캡슐의 사용상태를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 설명한다.

먼저, 본 발명에 의한 캡슐은 커피분말 뿐 아니라 차, 한방 기능성 건강음료 원료, 한약재, 간식용 음료의 원료 등(이하, '충진물'이라고 한다)을 충진하고, 물 또는 기타 액체 등을 공급하여 커피나 차나 한약 또는 간식용 음료 등(이하, '음료'라고 한다)을 추출하기 위한 캡슐이다. 또한 충진물은 용해성 또는 비용해성을 가리지 않고, 또한 분말뿐 아니라 소정의 점도를 갖는 액상일 수도 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 캡슐(100)의 실시예는 상부가 개방된 몸체(110)와, 상기 몸체(110)의 상부를 밀봉하는 커버(120)와, 압착판(130)과, 필터(140)와, 하부필터(150)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 충진물(P)은 필터(140)의 상부에 충진되고, 상기 충진물(P)의 상부에 압착판(130)이 위치된다. 또한 몸체(110)의 하면에는 개구가 용이하도록 언더컷부(112)가 원주 방향으로 복수개 형성되어 있다. 언더컷부(112)는 공지의 수단 및 방법으로 몸체(110)의 두께를 축소시켜 형성한 것이다.

도 3을 참조하면, 상기 압착판(130)은 가장자리가 몸체의 플렌지(도 2의 111)에 접착되는 원형의 플레이트 형태이다. 이와 같이 가장자리가 플렌지에 고정된 상태에서 음료 추출시 외력에 의해 중심부가 하방으로 만곡되어 충진물을 압착하도록 작용한다. 따라서 파손되지 않으면서 중심부가 하방으로 만곡될 수 있는 소재 또는 구조를 갖는다. 본 실시예에서는 강도를 보강하기 위한 리브를 이용한 것이다. 즉, 압착판(130)의 상면에 방사상의 리브를 복수개 형성하되, 반경길이인 제1리브(133a)와, 원주에서 대략 반경길이의 1/2의 길이로 형성된 제2리브(133b)와, 가장자리만을 보강하는 제3리브(133c)을 형성한다. 이와 같이 형성함으로써, 압착판(130)의 중심부는 가장자리에 비해서 상대적으로 강도가 약하기 때문에 중심부가 하방으로 만곡되는 것이 용이해진다.

이와 달리, 도시되지는 않았으나, 압착판의 형성두께를 이용할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 압착판의 두께를 중심부에서 가장자리로 갈수록 두껍게 형성하는 것이다. 이와 같이 형성하여도 압착판의 중심부는 가장자리에 비해서 상대적으로 강도가 약하기 때문에 중심부가 하방으로 만곡되는 것이 용이해진다. 기타 공지의 수단 및 방법으로 압착판은 중심부보다 가장자리의 강도를 크게 형성하는 것이 바람직하다.

또한 상기 압착판(130)은 액체가 통과하는 관통공(132)이 형성되는데, 상기 관통공(132)은 상광하협(上廣下狹)의 원추형태로 형성된 것을 알 수 있다. 구체적으로는 관통공의 상면(132a)이 하면(132b)보다 면적을 크게 형성된다(D1>D2). 상기 하면(132b)은 충진물(P)이 통과되지 않도록 충진물의 직경보다 작게 형성하는 것이 원칙적으로는 바람직하지만, 한편으로는 액체의 원활한 공급을 방해하지 않아야 하므로 이러한 두가지 기준에서 적당하게 선택한다. 또한 상기 관통공의 상면(132a)은 하면보다 3~10배의 면적으로 형성한다. 이와 같이 구성함으로써, 액체의 공급은 원활하게 하면서도 압착판이 하방으로 만곡하여 충진물을 압착할 때 충진물이 압착판을 통과하여 상부로 올라오는 것을 방지할 수 있고, 고압으로 분사된 액체가 다시 관통공(132)을 통해 압착판(130) 위로 역류되는 것도 어느 정도 방지할 수 있다. 또한 캡슐 제조시 진공흡입 또는 가스 충진시 충진물(P)이 비산되는 것을 방지할 수 있다. 또한 음료 추출하기 위하여 고압의 액체 분사시에도 충진물이 비산되는 것을 방지할 수 있다.

또한 상기 관통공(132)은 상기 압착판에 원주방향으로 소정의 길이를 갖도록 복수개 형성되고, 상기 압착판에 동심원을 갖는 복수의 원주상에 각각 형성된다.

또한 상기 관통공(132)을 통해 충진물이 올라오는 것을 방지하기 위하여 압착판(130)의 상면 또는 하면에 부직포(미도시) 등을 부착할 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 필터(140)는 하부필터(150)의 상면에 부착된다. 본 실시예에서 상기 필터(140)는 부직포로 형성된다.

상기 하부필터(150)는 몸체(110)의 내벽에 고정되는 원형의 플레이트(151)이다. 또한 상기 하부필터(150)는 원형의 플레이트(151)에 음료가 통과하는 토출공(152)이 형성되는데, 상기 토출공(152)은 상협하광(上狹廣下)의 원추형태로 형성된 것을 알 수 있다. 구체적으로는 토출공의 상면(152a)이 하면(152b)보다 면적을 작게 형성된다(D3<D4). 토출공의 상면(152a)은 충진물(P)이 통과되지 않도록 충진물의 직경보다 작게 형성하는 것이 원칙적으로는 바람직하지만, 한편으로는 음료의 원활한 토출을 방해하지 않아야 하므로 이러한 두가지 기준에서 적당하게 선택한다. 또한 상기 토출공의 하면(152b)은 하면보다 3~20배의 면적으로 형성한다. 이와 같이 구성함으로써, 음료의 토출은 원활하게 하면서도 충진물이 음료와 함께 토출되는 것을 방지할 수 있다.

또한 상기 토출공(152)은 상기 원형 플레이트(151)에 원주방향으로 소정의 길이를 갖도록 복수개 형성되고, 상기 원형 플레이트(151)에 동심원을 갖는 복수의 원주상에 각각 형성된다.

또한 상기 원형 플레이트(151)의 하면에는 방사상으로 리브(153)가 형성되어 있다.

이와 같이 필터(140) 및 하부필터(150)를 구비하기 때문에 충진물(P)을 압착하더라도 충진물이 음료와 함께 토출되는 것을 방지할 수 있다.

이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 본 실시예의 사용상태를 설명한다.

먼저, 액체공급펀치(210)가 커버(120)를 관통하고, 한편으로는 하부펀치(220)를 이용하여 캡슐 몸체(110)의 하면을 개구한다. 이 때, 몸체(110)의 하면에 언더컷부(112)가 형성되어 있기 때문에 하부펀치(220)가 용이하게 관통할 수 있다(도 5 참조).

다음으로, 상기 액체공급펀치(210)의 내부를 통해 고압의 액체를 공급한다.

이와 같이 공급된 액체는 압착판(130)의 관통공(132)을 통해 균일하게 공급된다. 이 때, 고압의 액체에 의해 충진물(P)이 비산할 수 있으나, 관통공(132)의 협소한 하면(도 3의 132b)에 의해 압착판(130)의 위로 비산되는 것은 방지된다. 한편, 액체의 압력에 의해 압착판(130)의 중심부가 하방으로 만곡된다. 이와 같이 압착판(130)의 중심부가 하방으로 만곡되면, 액체를 흡수한 충진물(P)이 압착되면서 음료를 추출하게 된다. 따라서 압착하지 않는 경우보다 액체가 충진물(P)에 균일하고 신속하게 흡수되고, 추출되는 음료의 농도 및 향이 진하며, 추출시간이 단축된다. 따라서 일정한 농도의 음료를 추출하기 위하여 충진물의 양을 적게 할 수 있어 원료가 절감된다.

추출된 음료는 필터(140)와 하부필터(150)를 통해 캡슐 몸체의 하면에 형성된 개구(113)를 통해 추출된다(도 6 참조).

상술한 설명에서는 압착판이 액체의 압력에 의해 만곡되는 실시예를 설명하였으나, 이와 달리 기구적인 수단을 이용하여 압착판을 가압할 수 있다. 예를 들어 상기 액체공급펀치(210)가 액체를 공급하면서 압착판을 하방으로 가압할 수 있는 것이다.

또한 상술한 설명에서는 압착판이 몸체의 내벽에 고정된 상태에서 중심부만 하방으로 만곡되는 실시예에 대하여만 설명하였으나, 이와 달리 압착판이 몸체의 내벽에 승강가능하게 설치되고, 액체의 압력이나 기구적인 가압에 의해 몸체의 내벽을 따라 하강하면서 충진물을 압착하는 것이 특허청구범위에 속하는 것은 당연하다.

100: 캡슐 110: 몸체
111: 플렌지 112: 언더컷부
120: 커버 130: 압착판
132: 관통공 133a, 133b, 133c: 리브
140: 필터 150: 하부필터
152: 토출공 153: 리브

Claims (13)

1. 상부가 개방되고, 충진물이 수용되는 몸체;
   상기 몸체의 상부를 밀봉하는 커버;
   상기 커버의 하방에 위치되며, 상기 충진물을 압착(壓搾)하는 압착판; 및
   상기 충진물의 하방에 위치되며, 상기 충진물이 음료로 토출되는 것을 방지하는 필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 압착판은 하방으로 만곡되어 상기 충진물을 압착하는 것을 특징으로 하는 캡슐.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 압착판의 강도를 보강하기 위하여 리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 캡슐.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 리브는 상기 압착판의 중심부보다 가장자리의 강도가 크게 보강하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 캡슐.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 압착판은 중심부보다 가장자리의 강도가 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 캡슐.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 압착판은 액체가 통과하는 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 캡슐.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 관통공은 상광하협(上廣下狹)의 원추형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 캡슐.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 관통공은 상기 압착판에 원주방향으로 소정의 길이를 갖도록 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 캡슐.
   
9. 제6에 있어서,
   상기 관통공은 상기 압착판에 동심원을 갖는 복수의 원주상에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 캡슐.
   
10. 충진물이 수용된 캡슐에 액체를 공급하여 음료를 추출하는 방법에 있어서,
    1) 상기 캡슐 내부에 액체를 공급하는 단계;
    2) 상기 충진물을 압착(壓搾)하여 음료를 추출하는 단계; 및
    3) 상기 음료를 필터링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음료 추출방법.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 2)단계는 상기 캡슐 내측 상방에 고정설치된 압착판을 하방으로 만곡시켜 상기 충진물을 압착하는 것을 특징으로 하는 음료 추출방법.
    
12. 제10항에 있어서,
    상기 2)단계는 상기 압착판에 고압의 액체를 분사하여 하방으로 만곡시키는 것을 특징으로 하는 음료 추출방법.
    
13. 제10항에 있어서,
    상기 2)단계는 가압수단으로 상기 압착판의 중심부를 상방에서 가압하여 상기 압착판을 하방으로 만곡시키는 것을 특징으로 하는 음료 추출방법.
    

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