用於生產茶飲料的系統的製作方法

2023-09-17 17:27:05 2

本發明涉及用於生產茶飲料的系統，該系統包括釀造腔室和成分膠囊，該成分膠囊具有包含了茶顆粒的空腔，其中該成分膠囊被提供在該釀造腔室中並且液體流經該釀造腔室和該成分膠囊、並且在此過程中提取和/或解吸該等茶顆粒並且因此生產出茶飲料。

背景技術：

這種系統從先前技術已知的並且例如被用來生產所謂水果茶。為此，將乾果片、乾果皮和/或藥草提供在成分膠囊中。然而，從先前技術中得知的系統具有以下缺點：在釀造茶飲料時成分膠囊經常被堵塞或甚至破裂。

技術實現要素：

因此，本發明的目的是提供不展現出先前技術的缺點的系統。

這個目的通過用於生產茶飲料的系統來實現的，該系統包括釀造腔室和成分膠囊，該成分膠囊具有含有茶顆粒的空腔，其中該成分膠囊被提供在該釀造腔室中並且液體流經該釀造腔室和該成分膠囊、並且在此過程中提取和/或解吸該等茶顆粒並且因此生產出茶飲料，其中該等茶顆粒被提供成使得該液體的平均體積流速的平方至少為1.3。

根據本發明，該系統包括釀造腔室和成分膠囊。

用於生產茶飲料的成分膠囊優選的是呈截頭圓錐體或圓柱體的形狀並且是例如由熱成型的塑料膜生產的或通過使用塑料注射模製過程生產的。所述成分膠囊通常具有膠囊底座、具有開放填充側的空腔、和套環邊緣，覆蓋膜或箔片被密封或粘性結合在該套環邊緣上。在將該覆蓋膜或箔片安排在該套環邊緣上之前，將已存在的空腔用茶顆粒填充。支撐在該膠囊底座上的過濾器組件優選的是被安排在茶顆粒與膠囊底座之間，所述過濾器組件防止顆粒進入茶飲料中。該等茶顆粒具體是用於生產水果茶和/或藥草茶的物質，即優選的是乾果肉片和/或果皮和/或可以各自以整體形式和/或以粉碎形式、尤其以經碾磨的形式被包含在內的茶狀物質。該等顆粒通常具有大量的不同成分，該等成分具體作為混合物被包含在內。例如，該等顆粒包括水果尤其是蘋果和/或橘子、果肉和/或果皮的細粒，它們可以是以經碾磨或未經碾磨的形式被包含在內。可以生產水果茶的檸檬草、姜或任何其它物質也是該等茶顆粒的優選的組成部分。

在提取過程的前，成分膠囊優選的是以基本上不漏香氣的方式與環境密封。然而，該成分膠囊不必是密封的、而是還可以在使用之前被提供在密封袋中，接著例如手動地打開所述密封袋，和/或是用膜或箔片覆蓋可能在膠囊底座和/或覆蓋區域中存在的開口的，該膜或箔片在生產茶之前被拉開和/或穿刺。

作為對應自動機器的一部分的釀造腔室包括例如兩個部件，這兩個部件可以被分開並且連接在一起、並且因此打開和相應地關閉該釀造腔室。成分膠囊系插入該釀造腔室之中來製備茶飲料的。在釀造腔室的關閉過程之後或期間，優選的是藉助於開口心軸將該膠囊在其閉合底側上打開，該開口心軸被安排在該釀造腔室中，並且在密封該釀造腔室之後，藉助於一個或多個穿刺器件來觸碰成分膠囊的填充側(該填充側被密封膜或箔片密封的)。接著熱水在壓力下被遞送至成分膠囊。水流經該等茶顆粒並且提取和/或溶解用該等茶顆粒生產飲料所需要的物質。以此方式生產的茶飲料離開該成分膠囊並且被收集在容器中。熱水的溫度優選的是為90℃-100℃。在成分膠囊輸入口處熱水優選的是以10-20bar的壓力來提供的。熱水的體積流速優選的是連續的、但是也可以是間歇性的。

根據本發明，該等茶顆粒現在被提供成使得其平均體積流速的平方至少為1.3。在這種情況下，該平均體積流速系所獲得的茶飲料產率(以毫米為單位測量)除以生產飲料所需要的時間(以秒為單位測量)。現在出乎意料地發現，只要符合這個下限，就確保成分膠囊在茶生產過程中不被堵塞和/或破裂。這個平均體積流速系例如受到茶顆粒的溶脹指數、所稱重的成分、空腔的體積和/或粒度分布Dv50的影響的。

該等茶顆粒的Dv50優選的是300-1000、優選的是350-900μm。

根據本發明的一優選的實施方式，該等茶顆粒的溶脹指數系1.8-4.0、優選的是2.0-3.8。溶脹指數的確定系通過給出一定量的茶顆粒，並且然後將成茶顆粒幾倍體積的溫度100℃的水添加給所述茶顆粒。在添加水之前和之後確定茶顆粒體積，並且由所述測量值形成的商給出了溶脹指數。由於茶顆粒在添加水時總是溶脹，所以商總是大於1。

顆粒的稱重成分優選的是為0.4-7、優選的是0.5-5克/成分膠囊。這個量已證明對於生產150-250ml、優選的是180-220ml茶飲料是方便的。

該空腔的體積優選的是20-30ml、尤其優選的是22-26ml、極其優選的是23.5-24.5ml。

在該空腔中優選的是提供了過濾器組件，所述過濾器組件優選的是具有氈片結構。該過濾器組件防止顆粒進入成品飲料中。該氈片結構尤其優選的是具有600與1500克每平方米之間、優選的是1000與1400克每平方米之間、並且極其優選的是1200-1300克每平方米的單位面積質量。該過濾器組件的厚度優選的是在0.8與3.3毫米之間、尤其優選的是在1.1與3.0毫米之間並且極其優選的是1.2至1.4毫米。該氈片結構尤其是針織氈片結構。該過濾器組件優選的是至少包括氈片結構和支撐結構(具體為織造織物結構)，其中該氈片結構尤其優選的是至少包括該支撐結構的體積的部分區段。該氈片結構優選的是延伸跨過該支撐結構的整個截面、但尤其優選的是僅跨過該支撐結構高度的子區域。該氈片結構優選的是以互鎖、強制配合和/或粘合的方式連接至該支撐結構上。該過濾器組件優選的是具有兩個或更多氈片結構，該等氈片結構優選的是被該支撐結構彼此分開。這兩個氈片結構的厚度可以是相同或不同的。面向茶顆粒的氈片結構優選的是比面向膠囊底座的氈片結構更薄，反之亦然。該氈片結構的表面優選的是經處理的、尤其是經熱處理的，以便例如固定鬆散的纖維。具有氈片結構的過濾器組件優選的是僅被插入該膠囊之中、尤其插到所述膠囊的底座上。然而，該過濾器組件具體以粘合的方式連接至該膠囊上、尤其連接至所述膠囊的底座上。當該成分膠囊被穿刺時，該穿刺器件可以進入這個過濾器組件中。具有一個或多個氈片結構和一支撐結構的多個氈片組件優選的是在該膠囊中被安排成位於彼此之上並且有可能彼此相連。具有該氈片結構的過濾器組件例如是通過提供包括縱向和橫向線的織造織物結構來生產的。為了構造氈片、尤其是針織氈片，優選的是選擇從0.8至7dtex的纖維單元。獨立纖維彼此組合來形成氈片和/或使得所述氈片錨固在該支撐結構中優選的是通過針織生產過程進行的。在這種情況下，具有反向倒鉤的針以高速刺入所存在的纖維袋中並且再次被拉出。由於該等倒鉤，該等纖維彼此纏結在一起和/或與該支撐織物藉助於形成的大量的環而纏結在一起。

根據優選的實施方式，該膠囊底座具有預製輸出開口，該預製輸出開口優選的是使用膜或箔片進行密封，其中該膜或箔片尤其優選的是具有拉掉接片以便用手將該膜或箔片拉掉。然而，該膜或箔片還可以由該釀造腔室中的穿刺器件來穿刺。該輸出開口優選的是具有以下大小的截面積：使得當成品飲料在該輸出開口流出時沒有發生明顯的壓力損失，即使該輸出開口中存在穿刺器件也是如此。茶飲料優選的是在該過濾器組件的下遊處於基本上沒有壓力的條件下，即處於環境壓力下。該出口開口優選的是具有在10與14mm之間的直徑。

該過濾器組件優選的是橫跨該輸出開口。

附圖說明

在附圖中展示了本發明的多個示例性實施方式並且在以下的說明中對其進行更詳細的說明。該等圖僅以舉例方式進行描述並且不限制本發明的總體概念。

圖1示出了穿過根據本發明第一實施方式的成分膠囊的縱向截面，該成分膠囊被設計成用於製備茶。

圖2示出了穿過根據本發明第一實施方式的、位於閉合的釀造腔室中的成分膠囊的縱向截面

圖3示出了穿過根據本發明第二實施方式的、位於閉合的釀造腔室中的成分膠囊的縱向截面。

圖4示出了穿過具有預製開口(在此情況下位於膠囊底座區域中)的成分膠囊的示意性截面視圖

在各個附圖中相同的部分總是配備有相同的參考標記並且因此也總體上各自僅一次被引用或提到。

具體實施方式

圖1示出了根據本發明的成分膠囊1的實施方式。成分膠囊1包括膠囊本體2，該膠囊本體處於截頭圓錐體形式並且具有閉合的膠囊底座3並且具有套環邊緣5，該套環邊緣被安排在其填充側4上，覆蓋膜或箔片6被焊接或粘性結合至所述套環邊緣上。因此，在膠囊底座3與覆蓋膜或箔片6之間形成了空腔100，該空腔優選的是以不漏空氣和香氣的方式被密封並且含有粉狀的或膠囊狀的或葉片狀的飲料物質101。在當前情況下，飲料物質101包括用於生產水果茶的物質，這種物質可以是以整體形式和/或粉碎的形式、具體按細粒的形式呈現的。在這種情況下具有氈片結構的過濾器組件7被安排在閉合的膠囊本體底座3的內側3a上、即在空腔100內。過濾器組件7鬆散地位於膠囊底座3的內側3a上或以固定的、即優選的是粘合的方式連接至膠囊本體底座3的內側3a上。在第二變體中，過濾器組件7以粘合的方式沿著一環附接至膠囊底座3上、特別地僅是在膠囊底座3的邊緣區域3』中附接的。

圖2示出了根據圖1所展示的本發明實施方式的成分膠囊1，其中成分膠囊1在圖2中被安排在閉合的釀造腔室8中。釀造腔室8包括第一釀造腔室組件9和第二釀造腔室組件10，其中該第一釀造腔室組件9被提供用於插入成分膠囊1，這樣而使得第一釀造腔室組件系可以相對於第二釀造腔室組件10移動的，或反之亦然。密封件11被安排在這兩個釀造腔室組件9、10之間。第一釀造腔室組件9基本上包括關閉活塞12、製備液體供應器件14和該密封件11，該關閉活塞具有多個穿刺組件13a、13b以用於打開成分膠囊1的覆蓋膜或箔片6。第二釀造腔室組件10基本上包括釀造腔室鐘體15和飲料排放口18，該釀造腔室鐘體部分地環繞成分膠囊1並且具有開口心軸16，該開口心軸被安排在釀造腔室鐘體15的底座上並且在這種情況下配備有多個出口凹槽17。出於容納成分膠囊1的目的，釀造腔室8處於打開狀態下(未示出)和所展示的閉合狀態下，在該打開狀態下該第一和第二釀造腔室組件9、10彼此間隔開來確保供應成分膠囊1的，並且在該閉合狀態下可以執行使用成分膠囊1生產飲料的製備過程。在閉合狀態下，釀造腔室8以密封方式被密封。在釀造腔室8從打開狀態移動至所描述的閉合狀態之時和/或之後，覆蓋膜或箔片6被穿刺組件13a、13b刺穿，其結果系製備液體、尤其是熱的釀造水在壓力下穿過該製備液體供應器件14並且進入成分膠囊1的空腔100中。此外，當釀造腔室8閉合時膠囊底座3在此被處於開口心軸16的形式的穿刺器件刺入，其結果系在成分膠囊1中產生輸出開口107，使得所生產出的茶能夠在飲料排放器件18的方向上穿過所述輸出開口離開成分膠囊1。為了促進飲料液體的遞送，開口心軸16在其外殼表面上具有該等輸出凹槽17。在該圖示中，成分膠囊1的、位於釀造腔室9、10中的底座3被第二釀造腔室組件的開口心軸16刺入，並且位於穿刺點上方的過濾器組件7略微升高並且可能被該開口心軸16的穿刺長釘19碰觸但不被刺穿。這尤其是如下實現的：該氈片結構的中央區域7」不是以粘合的方式連接至膠囊底座3上而是過濾器組件7僅在膠囊底座3的邊緣區域3』中以粘合的方式連接至膠囊底座3上，其結果系所述過濾器單元由於與開口心軸16的長釘的機械接觸而僅從膠囊底座3升高並且因此保持完好(也就是說被開口心軸16觸碰但卻是完好的)。膠囊底座3和過濾器組件7保持彼此接觸並且尤其保持以粘合的方式在膠囊底座3的邊緣區域3』中和過濾器組件7的邊緣區域7』中彼此相連，其結果系沒有飲料物質101從過濾器組件7周圍進入飲料排放器件18中。

圖3示出了根據本發明第二實施方式的成分膠囊1，其中該第二實施方式基本上類似於圖2中所展示的第一實施方式並且成分膠囊1同樣示出為位於閉合的釀造腔室8中。然而，與該第一實施方式相比，成分膠囊3具有突起21，該突起指向釀造腔室底座3a中的凹陷20(突起21因此指向與填充側4相反的方向)並且開口心軸16在開口心軸16的穿刺區域中穿刺該突起而在此過程中不刺入該過濾器組件7。因此不必使得過濾器組件7提升離開膠囊底座3。為了生產出該飲料，在成分膠囊1插入釀造腔室8之後釀造腔室8被再次閉合。在該閉合過程中，成分膠囊1的覆蓋膜或箔片6被穿刺器件13a、13b穿刺並且在第一和第二釀造腔室組件9、10被組合併密封(藉助於密封件11)之後經由液體入口14提供釀造水。在該釀造腔室的閉合過程期間，開口心軸16同樣在成分膠囊1的底座3中形成開口。位於穿刺點上方的過濾器組件7在其厚度和抗撕裂性方面與開口心軸16的穿刺長釘19的穿透深度相匹配，其結果系過濾器組件7優選的是沒有被穿刺。作為替代方案，過濾器7位於膠囊底座3的突起21上方，該突起位於釀造鐘體底座23的凹陷中，並且開口心軸16僅穿透膠囊底座3的突起21並且沒有遠到過濾器組件7。該液體(在制茶的情況下為熱水)接著流入膠囊1中。在該膠囊中，這種液體流經該等茶顆粒101並且提取和/或溶解用該等茶顆粒101生產飲料所需的物質。參考標記22展示了空腔100中的液體穿過茶顆粒101的流動。所獲得的飲料接著流經安排在茶顆粒101與膠囊底座3之間的過濾器組件7，所述過濾器組件防止茶顆粒101的組分以顆粒形式進入所得飲料中並且經由用膠囊底座3中的開口心軸16形成的開口且經由開口心軸16中的出口凹槽17進一步進入收集器皿(例如杯子或鍋)中。

圖4示出了穿過根據本發明的另外一個實施方式的成分膠囊1的截面視圖。這個實施方式基本上類似於圖1所示的實施方式，其中本實施方式的成分膠囊1在膠囊底座3中裝配有永久性輸出開口107，該輸出開口首先被膜或箔片108密封。在這種情況下，膜或箔片108優選的是具有一拉掉接片109，以便用手將膜或箔片108拉掉。沒有提供藉助於外部穿刺器件16來將膠囊底座3穿刺，但這也是一可行實施方式。而是，當成分膠囊1插入釀造腔室8之中時，簡單地藉助於拉掉接片109將膜或箔片108從膠囊底座3上移除，並且該釀造過程接著可以直接開始而無需將膠囊底座3穿刺。然而，膜或箔片108還能夠是保持在該成分膠囊上並且被該穿刺器件穿刺的。該過濾器組件橫跨輸出開口107，該輸出開口優選的是具有的大小使得在所述輸出開口處不產生流出飲料的明顯壓力損失，甚至在穿刺器件位於該開口中時也是如此。這在該開口心軸位於輸出開口中的情況下同樣適用。

本領域技術人員清楚的是，在所述穿刺器件穿透該膠囊時該穿刺器件16能夠彎曲、碰觸和/或刺入該過濾器組件，即，該過濾器組件能夠例如以粘合的方式至少連接至該膠囊的底座上的多個區段中、能夠被提供成儘可能遠地跨過大表面積來支承在該底座上和/或能夠被彎曲。

在下文中參照所附表格來進一步解釋本發明

在這個表格中：

QZ[-]系溶脹指數，溼茶物質的ml數/幹的茶物質的ml數

t製備[s]系實現所希望的產量所需的時間

產量[ml]系所實現的收集茶量

Dv50[μm]系茶顆粒的平均粒徑

Q[ml/s]系平均體積流速＝產量/t製備

附圖標記說明

1 成分膠囊

2 膠囊本體

3 膠囊底座

3a 膠囊底座的內側

3』 膠囊底座的邊緣區域

4 填充側

5 套環邊緣

6 覆蓋膜或箔片

7 過濾器組件

7』 過濾器組件的邊緣區域

7」 過濾器組件的中央區域

8 釀造腔室

9 第一釀造腔室組件

10 第二釀造腔室組件

11 密封件

12 關閉活塞

13a 穿刺組件

13b 穿刺組件

14 製備液體供應器件

15 釀造鐘體

16 開口心軸

17 出口凹槽

18 排放器件

19 穿刺長釘

20 凹陷

21 突起

22 製備液體流

23 釀造鐘體底座

100 空腔

101 茶顆粒

102 側壁區域

107 出口開口

108 膜或箔片

109 拉掉接片