專利名稱：用于制備營養(yǎng)產(chǎn)品的膠囊、方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膠囊，所述膠囊用于通過使配料與液體相組合而衛(wèi)生地制備含有營養(yǎng)配料的營養(yǎng)產(chǎn)品；該膠囊容納有過濾器，所述過濾器將供給到膠囊中的液體過濾以便去除液體中含有的不希望的組分。本發(fā)明更具體地涉及一種膠囊，該膠囊用于插入一設(shè)備中，該設(shè)備用于將液體供給到膠囊內(nèi)以便通過與諸如嬰兒配方奶粉的營養(yǎng)配料相組合來制
備營養(yǎng)產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
營養(yǎng)組合物可以是例如嬰兒配方奶粉或者也可為用于幼童、病殘人士、老年人、營 養(yǎng)不良人士或運(yùn)動(dòng)員的營養(yǎng)液。食品成分可以是日常的液體、湯、咖啡或茶飲料。這些組合物是通過向容納在膠囊中的配料添加諸如熱水或常溫水之類的液體來制備的。該液體可能含有不希望的污染物，例如微生物或固體顆粒。應(yīng)該在液體與配料混合前從液體去除這些不希望的污染物。因此，需要一種能以方便和安全的方式制備營養(yǎng)組合物(例如嬰兒配方奶粉或其它食物組合物)的膠囊。W02006/077259公開了一種用于制備單份營養(yǎng)組合物的方法，該方法包括將諸如水之類的液體弓I入容納單位劑量的呈濃縮形式的組合物的料盒。由此，水在被弓I入料盒之前經(jīng)過處理以便從水中去除病原體。該處理可為例如預(yù)加熱、過濾或者用紫外光照射水。WO 2008/012314涉及一種裝置，其教導(dǎo)了借助過濾器處理水的原理以便從插入自動(dòng)售貨機(jī)的膠囊中制備營養(yǎng)組合物。2009 年 3 月 31 日提交的 WO 2009/092629 和 No. 09156782. 6 中描述了一種具有一體化的抗菌過濾器的膠囊。問題之一在于膠囊可能不會(huì)完全清空其內(nèi)容物(配料和所供給的液體的混合物)。特別地，當(dāng)膠囊中的液體供給停止并且膠囊中的壓力下降時(shí)，液體內(nèi)容物不再能夠排出。特別地，膠囊中缺乏空氣并且用于排出液體內(nèi)容物的孔口可能過小而不允許清空膠囊。不完全的釋放可能具有其它誘因，特別在于配料在液體中的不良溶解/分散、膠囊中形成顯著阻礙或減少流體流出的局部真空、膠囊出口不充分的開啟等。如果膠囊未被充分清空，則營養(yǎng)劑不會(huì)從膠囊適當(dāng)?shù)蒯尫挪⑶疫@可能導(dǎo)致營養(yǎng)問題和/或衛(wèi)生問題。因此，需要確保釋放專用量的被容納在膠囊內(nèi)的營養(yǎng)成分，以確保將每個(gè)膠囊完全地供應(yīng)給例如嬰兒或兒童。問題在于膠囊中的過濾器在清空操作過程中會(huì)對(duì)注入膠囊的加壓氣體(例如壓縮空氣)形成過高的阻力。結(jié)果，氣體壓力會(huì)不足以適當(dāng)?shù)厍蹇漳z囊或者需要對(duì)系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本有影響的過高的氣體壓力。而且，如果氣體在過高的壓力作用下被迫通過過濾器，則過濾器會(huì)受損，如果是這樣則不再能保證從膠囊中釋放無污染的營養(yǎng)品。還需要確保在過濾液體之后、特別是在清空膠囊的過程中裝置與膠囊之間的衛(wèi)生接觸。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明涉及一種用于在適于將液體供給到膠囊內(nèi)的設(shè)備中制備營養(yǎng)產(chǎn)品的膠囊，所述膠囊包括至少一個(gè)隔室，該隔室容納用于與所供給的液體相組合從而制備營養(yǎng)產(chǎn)品的營養(yǎng)配料，過濾器，該過濾器適于去除液體中含有的污染物，其中所述膠囊包括可選擇性地開啟的氣體入口，該氣體入口設(shè)置在膠囊上或膠囊中，以允許將氣體從膠囊外部引入隔室而不經(jīng)過過濾器。作為這種構(gòu)型的結(jié)果，可通過經(jīng)氣體入口供給到隔室中的氣體的壓力來清空膠 囊。同時(shí)，氣體繞開過濾器使得氣體壓力不會(huì)被過濾器過度降低。結(jié)果，可以恰當(dāng)?shù)貜哪z囊中清空營養(yǎng)液。更特別地，氣體入口在開啟構(gòu)型中具有限定的尺寸并設(shè)置在膠囊的剛性壁中。氣體入口優(yōu)選由可穿孔的膜密封或者包括可破壞的封閉部?？纱┛椎哪た梢允卿X箔、包括氣體屏障的塑料箔或它們的組合。例如，可破壞的封閉部可以是不透氣地封閉氣體孔口的弱化塑料薄片。出口噴嘴優(yōu)選設(shè)置在過濾器下游并與隔室相通。該噴嘴可包括一個(gè)或多個(gè)小的開口。所述開口構(gòu)造成在隔室中提供高速液體射流，該高速液體射流促進(jìn)與液體相接觸的配料的溶解。此外，當(dāng)開啟氣體入口時(shí)可能保持與過濾后的液體的接觸，從而維持外部設(shè)備(例如開啟裝置)的接觸部分足夠清潔。優(yōu)選地，氣體入口與設(shè)置在過濾器下游并與隔室相通的液體管道接合。實(shí)際上，合理化的構(gòu)型是使氣體入口與液體管道相通，以便避免復(fù)雜并提供更緊湊的設(shè)計(jì)。優(yōu)選地，管道設(shè)置在與隔室相通的出口噴嘴上游。然而，在一替換方案中，氣體入口可遠(yuǎn)離所述管道并與隔室直接相通而不與所述液體管道接合。例如，氣體入口通過與液體管道分開(例如與液體管道平行)的管道與隔室相通。例如，氣體入口是形成在膠囊的凸緣狀邊沿中的缺口、凹部或開口，并且優(yōu)選被可穿孔或可破壞的膜封閉。在優(yōu)選實(shí)施例中，過濾器形成為相對(duì)剛性的過濾單元，該過濾單元包括被裝入在相對(duì)剛性的外殼中的柔性多微孔膜。該單元還優(yōu)選地耐壓且易于操控。因此，所述外殼在膠囊的制造和飲料制備期間都保護(hù)隔膜免受沖擊、壓力、刮擦、彎曲等。所述外殼可以由兩個(gè)半殼形成，所述半殼熔接在一起并在過濾器的周圍處夾緊和/或熔接過濾器。這些元件可通過夾固和/或超聲波熔接而相接合。這些元件有充分的剛性以抵抗在注入膠囊中的液體的壓力作用下彎曲。這些元件由諸如PP、PA、PE、PA/PP、PVC、PS、PEEK、PLA之類的食品級(jí)聚合物、基于淀粉的材料及它們的組合制成。所述過濾單元優(yōu)選具有在沿著膠囊的軸向的投影中觀察到的過濾表面，該過濾表面小于容納配料的隔室的截面。過濾單元的緊湊性使得能夠?qū)⑺鰡卧局糜谀z囊隔室夕卜，從而減少其變形并更好地操控由外部液體供給裝置施加的壓力。此外，有利地使用較少的包裝和過濾材料。為使膠囊、特別是膠囊中的過濾單元更容易組裝，膠囊包括界定出第一隔室的主體，該主體包括設(shè)置在隔室上游的過濾器接納座。過濾器接納座用于容納過濾單元，優(yōu)選地在膠囊中的預(yù)定位置容納過濾單元。為了有利地減少用于形成膠囊的元件數(shù)量以便降低其復(fù)雜性，第一隔室和過濾單元優(yōu)選由同一頂部隔膜封閉和密封。容納在隔室中的營養(yǎng)配料可以為液體濃縮物、糊狀物、凝膠、粉末和它們的混合物的形式。營養(yǎng)配料優(yōu)選包括嬰兒配方奶粉、成長配方奶粉、膠質(zhì)物、成人營養(yǎng)配方奶粉、乳制品配料、烹飪成分或包括蛋白質(zhì)、脂類、碳水化合物、微量營養(yǎng)物、纖維和它們的組合的任何其它適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)食品。本發(fā)明還涉及一種通過膠囊供給營養(yǎng)組合物的方法，在所述膠囊的至少一個(gè)隔室 中容納有配料，通過將液體供給到所述隔室內(nèi)以便與配料形成組合物并從膠囊釋放所述組合物而實(shí)現(xiàn)所述方法，其中該方法包括通過過濾器過濾液體以去除液體中含有的污染物并隨后將氣體供給到膠囊中。根據(jù)本發(fā)明的方法，從膠囊外部通過與隔室相通的管道而不通過過濾器將氣體供給到隔室中。更優(yōu)選地，從位于與隔室相通的出口噴嘴的上游的氣體入口供給氣體。該出口噴嘴可用作注射到隔室中的液體的通道。該出口噴嘴迫使液體高速進(jìn)入隔室以便與配料充分混合。由此，出口噴嘴可用于將氣體供給到隔室中。在一替換中，該噴嘴可以是專門用于將氣體供給到隔室中的噴嘴。氣體優(yōu)選通過設(shè)備的氣體注射器注入，所述氣體被引入氣體入口或通過氣體入口。由于氣體被引入隔室上游和過濾器下游，所以氣體注射器被營養(yǎng)液污染的風(fēng)險(xiǎn)降低。實(shí)際上，氣體注射器僅與過濾后的液體(即凈化后的液體)相接觸，并且營養(yǎng)液經(jīng)由出口噴嘴回流的風(fēng)險(xiǎn)較低。優(yōu)選地，在本發(fā)明的方法中，執(zhí)行氣體的供給至少直到膠囊被清空液體。固體的完全清空取決于膠囊中的配料的溶解并且可能變化。如果所有固體在所供給的液體中適當(dāng)?shù)厝芙?，則可通過氣體沖刷恰當(dāng)?shù)厍蹇漳z囊的全部內(nèi)容物。所述方法可包括當(dāng)膠囊中基本上不存在液體時(shí)壓縮膠囊以便縮小膠囊的尺寸的下一步操作。特別地，所述壓縮可由流體供給設(shè)備的活塞或壓鉗機(jī)械地觸發(fā)，該壓縮作用在膠囊上以縮小配料隔室的尺寸。本發(fā)明還涉及一種用于將液體供給到膠囊中以便制備營養(yǎng)組合物的設(shè)備；所述設(shè)備包括用于將液體供給到膠囊中的液體注射器，其中所述設(shè)備包括用于將氣體注入膠囊的氣體注射器，該氣體注射器與液體注射器是不同的并且相互間隔開使得氣體通過膠囊的氣體入口供給到膠囊中，所述氣體入口與膠囊的液體入口間隔開。在本發(fā)明可能的實(shí)施例中，所述設(shè)備包括用于控制在液體入口開啟之后實(shí)現(xiàn)的氣體入口的開啟的裝置。氣體入口和液體入口的這種控制裝置可通過凸輪裝置來實(shí)現(xiàn)，該凸輪裝置選擇性地作用在液體注射器上然后在延遲的操作中作用在氣體注射器上。特別地，所述凸輪裝置可包括作用在液體注射器的凸輪的第一部分和作用在氣體注射器上的凸輪的第二部分。在一替換中，所述控制裝置也可以是以獨(dú)立但協(xié)調(diào)的方式機(jī)械地和/或液壓地驅(qū)動(dòng)注射器的獨(dú)立的致動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)注射器的操作可以由電子控制器控制，所述電子控制器在營養(yǎng)產(chǎn)品的制備周期期間按順序啟動(dòng)液體致動(dòng)器和氣體致動(dòng)器。優(yōu)選地，液體注射器包括至少一個(gè)穿孔元件和用于經(jīng)由液體入口將來自液體源的液體供給到膠囊內(nèi)的管道。氣體注射器還包括與液體注射器的穿孔元件不同的至少一個(gè)穿孔元件和用于經(jīng)由氣體入口將來自氣體源的氣體供給到膠囊內(nèi)的氣體管道。所述氣體源可以是存儲(chǔ)器或加壓氣體或例如氣泵的加壓氣體發(fā)生裝置。


附圖作為最佳實(shí)施例的說明而給出。
圖I是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的膠囊的俯視立體圖；圖2是圖I的膠囊的仰視立體圖；圖3是圖I的膠囊的側(cè)視圖；圖4是圖3的膠囊沿著線A的截面；圖5是圖I的膠囊的分解剖視圖，示出了在組裝前的各不同元件；圖6是圖I的膠囊的過濾器單元的放大立體剖視圖；圖7是圖6的過濾器單元的分解圖；圖8是圖6的過濾器單元的仰視平面圖；圖9是圖8的過濾器單元沿著線E的放大平面截面圖；圖10是圖6的過濾器單元的熔接組件的截面的詳圖；圖11是連接在過濾器單元外殼內(nèi)的濾膜的剖面的另一詳圖；圖12示出過濾器單元的入口的截面的另一詳圖；圖13在俯視立體圖中示出了本發(fā)明的膠囊的第二實(shí)施例，其中為了清楚移除了頂膜；圖14在截面立體圖中示出了圖13的膠囊；圖15示出了本發(fā)明的流體供給設(shè)備的立體圖，本發(fā)明的膠囊在流體入口開啟之前插入到流體供給設(shè)備中以便將液體供給到膠囊內(nèi)；圖16從不同角度示出仍處于液體入口開啟之前的本發(fā)明的流體供給設(shè)備的立體圖；圖17是仍處于液體入口開啟之前的圖15的設(shè)備沿著經(jīng)過液體注射器的平面的截面圖；圖18是處于液體入口開啟之后的圖15的設(shè)備沿著經(jīng)過液體注射器的平面的截面圖；圖19是處于氣體入口開啟之前的圖15的設(shè)備沿著經(jīng)過氣體注射器的平面的截面圖；圖20是處于氣體入口開啟之后的圖15的設(shè)備沿著經(jīng)過氣體注射器的平面的截面圖。
具體實(shí)施方式
參考圖I至圖3，僅作為優(yōu)選的范例給出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的膠囊的概況。如稍后所述的，膠囊IA通常包括用于接納營養(yǎng)成分的主體2、過濾設(shè)備和產(chǎn)品輸送設(shè)備。膠囊具有形成在主體內(nèi)的杯狀物3，該杯狀物3被不透液的頂膜或箔4封閉，所述頂膜或箔4密封在主體的凸緣狀邊緣5上。膜4可僅為不透液的或最優(yōu)選為不透液且不透氣的。特別地，該膜可以為多層的并包括一氣體阻隔層，例如EVOH和/或鋁。如下文將更詳細(xì)地說明的，頂膜由例如薄聚合物和/或鋁的可穿孔材料制成，從而一方面使得能夠借助液體注射器6供給液體，另一方面使得能夠借助氣體注射器7將氣體供入膠囊內(nèi)。杯狀物3的底部8包括產(chǎn)品出口 9，該產(chǎn)品出口 9用于從膠囊釋放出液體營養(yǎng)組合物/產(chǎn)品。產(chǎn)品出口 9可包括一個(gè)或若干個(gè)開口以便液體組合物朝向接收容器(例如嬰兒奶瓶、玻璃杯或杯子)流動(dòng)。產(chǎn)品出口 9可通過短管10從杯狀物底部延伸以引導(dǎo)液體的流動(dòng)并減少液體的側(cè)向噴射，該液體側(cè)向噴射會(huì)污染接收容器的周圍環(huán)境。膠囊的主體在上部通過延展部分11延伸，該延展部分11容納過濾器，該過濾器用于過濾供至膠囊的液體。如圖2所示，膠囊還可包括一個(gè)能夠與液體供給設(shè)備的定位傳感 器共同協(xié)作的三維編碼結(jié)構(gòu)12，以便識(shí)別插入設(shè)備的膠囊的類型，從而使制備循環(huán)能夠通過例如供給適當(dāng)體積的液體、改變溫度和流率等等而適應(yīng)經(jīng)識(shí)別的膠囊類型?？疾靾D4和圖5，膠囊包括在杯狀物中的隔室13，該隔室13容納營養(yǎng)成分14并由杯狀物3的底部和側(cè)壁構(gòu)成。隔室的容積可根據(jù)待注入的液體的體積而變化。通常，大體積的液體優(yōu)選用大的容積，從而使隔室用作成分和液體的混合皿以制作組合物。膠囊可包括產(chǎn)品輸送系統(tǒng)15以確保所供液體和容納在膠囊隔室內(nèi)的成分的適當(dāng)?shù)南嗷プ饔?，以及用于減少(優(yōu)選地避免)營養(yǎng)液和設(shè)備的接觸。在一特定的實(shí)施例中，產(chǎn)品輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)成開啟至少一個(gè)通過膠囊的孔口以便當(dāng)隔室內(nèi)達(dá)到足夠的液體壓力時(shí)輸送組合物。為此，杯狀物的底部8包括策略性放置的用于貫穿下膜17的穿孔元件16，所述下膜17通常將隔室13與液體產(chǎn)品出口 9隔開。下膜典型為由鋁和/或聚合物制成的薄的不透液可穿孔膜。該膜密封在杯狀物的底部邊沿。例如，該膜為一 30微米的鋁箔。在2009年3月16日提交的PCT/EP09/053033中描述了包括這種產(chǎn)品輸送系統(tǒng)的膠囊，該文獻(xiàn)中公開的內(nèi)容通過引用結(jié)合入本文。應(yīng)注意，產(chǎn)品輸送系統(tǒng)可設(shè)計(jì)成不同形式。例如，其可以為一個(gè)包括常閉孔口或狹槽的簡單閥門，且該閥門在壓力下開啟，所述壓力是在隔室內(nèi)因液體供入而形成的。在另一可選方案中，產(chǎn)品輸送系統(tǒng)也可是一多孔滲液壁，該多孔滲液壁形成產(chǎn)品過濾器。本發(fā)明的膠囊還設(shè)計(jì)成確保對(duì)供入隔室的液體過濾。對(duì)引入的液體過濾的根本原因?qū)嵸|(zhì)上與對(duì)進(jìn)入所輸送組合物的液體(例如水)的理想質(zhì)量進(jìn)行控制的要求有關(guān)。通過對(duì)來自流體供給設(shè)備的水箱的環(huán)境水進(jìn)行加熱，可以在例如約35-40攝氏度的使用溫度下供應(yīng)水。更優(yōu)選地，執(zhí)行過濾以除去污染物，污染物包括如細(xì)菌、酵母菌、霉菌以及可能的病毒的微生物，例如那些沒有被水加熱操作破壞的微生物。為此，解決方案包括在膠囊的預(yù)定區(qū)域內(nèi)插入過濾器單元18，該過濾器單元18的形式為包括外部保護(hù)殼19和至少一個(gè)特別為濾膜20的過濾介質(zhì)的抗壓且可操作單元。過濾器單元18優(yōu)選為剛性的，其意思是指過濾器單元18比濾膜堅(jiān)硬，并且優(yōu)選地，過濾器單元18也可在施加液體和密封壓力時(shí)抵抗顯著變形，通過來自注射器的液體以及流體供應(yīng)設(shè)備自身至膠囊上的密封接合而施加所述壓力。過濾器單元體現(xiàn)出的優(yōu)勢為，使得易于在膠囊內(nèi)布置過濾設(shè)備而無需特殊的連接裝置，且過濾器單元減少了損壞濾膜的風(fēng)險(xiǎn)。出于抗菌的目的，濾膜具有優(yōu)選小于0. 4微米，最優(yōu)選小于0. 2微米的孔徑。濾膜可具有小于500微米，優(yōu)選在10至300微米之間的厚度。膜的材料可從PES(聚醚砜)、醋酸纖維素、硝酸纖維素、聚酰胺及它們的組合中選取。特別地，過濾器單元可插入過濾器接納座21，該過濾器接納座形成在主體的延展部分11處。過濾器接納座設(shè)計(jì)成使得過濾器單元定位成相對(duì)于隔室偏心。結(jié)果，相較于在隔室上方更加同心的布置，可減少由于液體以及與設(shè)備密封的壓力而導(dǎo)致的膠囊變形。過濾器接納座21可以為例如U形腔，該U形腔的深度(d)小于隔室深度(D)。座21具有底壁和側(cè)壁，所述底壁和側(cè)壁匹配過濾器單元(特別地，過濾器單元的較大部分27)的底壁和側(cè)壁的至少一部分。過濾器單元可不需要與過濾器接納座的任何特定連接，而僅通過單元的互補(bǔ)形狀(例如通過壓配合)而保持在座內(nèi)的適當(dāng)位置，并通過頂膜4實(shí)現(xiàn)封閉。例如，座21可在其側(cè)壁內(nèi)(如隔室附近)具有波紋或凹口，以便通過壓配合接納過濾器單元(未示出)。 如圖4所示，過濾器單元18的大小定為使得它的過濾表面F小于例如與隔室的上部開口一致的隔室13的開口的較大橫截面C(即上部開口)至少兩倍(優(yōu)選若干倍)。此夕卜，當(dāng)沿軸線A以投影視圖看膠囊時(shí)，過濾表面F的最大部分相對(duì)于隔室13的橫截面C軸向偏置?！白畲蟛糠帧敝傅氖窃谘胤较駻的投影中，過濾表面的至少60% (優(yōu)選85%)布置在隔室的橫截面之外。過濾表面在此認(rèn)為是濾膜的總表面減去濾膜被夾住的周邊30。表面有一定的重疊可以視為可接受的。所解決的第一個(gè)問題是隔室的縮減和更好地控制過濾器的變形的能力。所解決的另一問題是縮減用于濾膜的材料量以及隨之帶來的制造成本的減少以及用過的膠囊對(duì)環(huán)境的影響的減少。另一優(yōu)勢是可能在清空之后壓縮膠囊，特別是膠囊的杯狀物，以減少用過的膠囊的存儲(chǔ)容積。為此，膠囊可具有包括削弱線的側(cè)壁，所述削弱線的導(dǎo)向方向可促進(jìn)杯狀物在軸線方向的壓縮。如圖6至圖9所示，本發(fā)明的過濾器單元包括入口壁22和出口壁23，所述入口壁22用于將液體引入單元，所述出口壁23用于將已過濾液體輸送進(jìn)隔室13。入口壁包括液體入口 24，而出口壁包括在單元的噴嘴26處形成的液體出口 25。液體入口和出口 24、25在軸線方向間隔一定距離，從而使液體入口 24布置在隔室13的輪廓線之外，而出口 25布置在隔室的輪廓線之內(nèi)。作為優(yōu)選的設(shè)計(jì)，過濾器外殼可采取球拍的形狀，該球拍形狀具有布置在座內(nèi)的較大部分27并由噴嘴的收縮部分28延伸，該收縮部分在隔室上方橫向延伸。出口 25優(yōu)選具有小的直徑，例如介于0. 2和I. 5毫米之間，以在壓力下形成液體射流，該液體射流促進(jìn)成分被通過噴嘴射出的液體溶解和/或分散。出口可由若干個(gè)分散的開口組成。開口的數(shù)量要小，優(yōu)選在I至最多5之間，以避免流速的過多減少。在一種實(shí)施例中，噴嘴內(nèi)設(shè)有兩個(gè)平行或不平行的出口。通過噴嘴的出口的流速優(yōu)選在I至20米/秒之間。出口可具有不同的橫截面，例如圓形、橢圓形、矩形，等等。外殼在內(nèi)隔室29內(nèi)封裝有濾膜20從而形成了上游側(cè)和下游側(cè)，濾膜的周邊30被外殼以不透液的方式密封以避免液體從旁路繞過過濾器。在隔室的下游側(cè)，濾膜進(jìn)一步由支承結(jié)構(gòu)支承，該支承結(jié)構(gòu)由例如眾多小的柱子31組成。柱子具有平坦的自由端以減少濾膜在壓力下的軸向變形并避免濾膜破損。柱子優(yōu)選地構(gòu)成為沿濾膜的整個(gè)橫截面。更優(yōu)選地，相鄰的柱子相距不超過2. 5毫米。在支承結(jié)構(gòu)之間形成眾多通道32，通道32用于收集通過膜過濾的液體。出口壁23包括至少一個(gè)出口管道33以便在濾膜的下游側(cè)和噴嘴26的出口 25之間經(jīng)由通道32形成流體連通。支承結(jié)構(gòu)可以是單獨(dú)的元件，例如放置在外殼內(nèi)過濾器下方的格柵。在入口壁22處，過濾器單元還包括氣體入口 34以使得能夠?qū)⒗鐗嚎s空氣的有壓氣體供入隔室13。如圖所示，氣體入口可以為通過壁與出口管道33相交的開口。因此，應(yīng)注意，進(jìn)入單元的氣體在其至噴嘴26的途中從旁路繞過濾膜20并在壓力下進(jìn)入隔室。液體入口 24和氣體入口 34兩者都由頂膜4封閉。因此，通過在專用的入口處貫穿膜4，各入口可選擇性地開啟。特別地，頂膜4由密封件35、36繞液體入口和氣體入口密封(圖I)。因此，當(dāng)頂膜被流體供給設(shè)備的氣體注射器7貫穿時(shí)，穿孔器的末端進(jìn)入時(shí)僅可接觸已過濾的液體。結(jié)果，與氣體和液體入口為同一入口相比，穿孔器污染的機(jī)會(huì)要低得多。氣體穿孔器因此可保持潔凈以供下次的制備循環(huán)。過濾器外殼19的結(jié)構(gòu)可以更改。但是，在優(yōu)選的設(shè)計(jì)中，外殼由熔接和/或夾緊在一起的兩個(gè)部件37、38組成。圖7示出具有下部半殼37和上部半殼38的過濾器單元18。 下部半殼37具有突出的環(huán)形脊突/凹槽區(qū)域39，該區(qū)域39界定了內(nèi)隔室的輪廓線以便配入上部半殼38的環(huán)形凹槽/脊突區(qū)域40。類似地，單元的噴嘴部分28的裝配是通過將下部半殼內(nèi)的第二脊突/凹口區(qū)域41配入上部半殼38的凹槽/脊突區(qū)域42。區(qū)域39、41或40,42也可以從球拍形狀的較大部分27至球拍形狀的收縮部分28形成連續(xù)的區(qū)域。如圖10和圖11所示，下部和上部半殼37、38被裝配同時(shí)夾住了濾膜的周邊30。部件37、38可設(shè)計(jì)成使得周邊彎曲并在環(huán)形位置43處將其夾緊。若該夾緊位置足以將過濾器牢固地維持在適當(dāng)位置并因此成功避免工作期間的旁路效應(yīng)，則過濾器可無需熔接。因此，例如可在凹槽/脊突區(qū)域通過適當(dāng)?shù)娜劢泳€44、45進(jìn)行熔接從而裝配單元。熔接外殼部件但夾緊過濾器的益處在于這種可能性可以為過濾器選擇更多的材料而無需顧慮與外殼材料的熔接兼容性。另一益處是通過為單元的較厚元件采用超聲波熔接來簡化裝配并避免損壞較薄元件(即濾膜)。如圖8所示，可優(yōu)化過濾器單元的結(jié)構(gòu)。例如，過濾器單元可特別在收縮部分28處包括加固結(jié)構(gòu)46以使得可在下壁內(nèi)形成管道但同時(shí)仍保持單元的堅(jiān)固性，特別是從流體控制和機(jī)械約束的角度考慮。例如，加固結(jié)構(gòu)形成一連串的肋，所述肋例如在球拍形狀的橫向上延伸。當(dāng)然，多種不同的加固式樣都有可能。特別地，應(yīng)優(yōu)化堅(jiān)固性與重量的比率以促使降低成本并減少對(duì)環(huán)境的影響。在液體入口 24開啟期間，當(dāng)在入口正上方的區(qū)域47內(nèi)貫穿膜4時(shí)，為了降低損壞濾膜的風(fēng)險(xiǎn)，如圖12所示，在入口和濾膜20之間設(shè)置有抗穿擋板48。該擋板48可與外殼的入口壁一體制成。擋板48可設(shè)計(jì)成穿過入口開口的橫斷橋并相對(duì)于開口內(nèi)嵌。因此液體可通過入口內(nèi)的橋和壁之間形成的旁路通道49。當(dāng)然，擋板可采取多種形式，只要其沿入口的軸線方向I形成了抗貫穿的防護(hù)。擋板也可以是介于過濾器和入口壁之間的單獨(dú)部件。在圖13和圖14所示的另一實(shí)施例中，本發(fā)明的膠囊IB在不同方面上有所不同。首先，設(shè)置有包括出口壁23的過濾器單元18，在所述出口壁23上加有濾膜20。與先前實(shí)施例相反，濾膜20布置在出口壁23和主體的過濾器接納座21的底部之間。液體入口 24設(shè)置在單元的側(cè)面并與下隔室50連通，該下隔室50布置在過濾器上游但在出口壁23的下方。在出口壁23和頂膜(未示出)4之間形成了第二上隔室51，所述頂膜4密封在膠囊主體的凸緣狀邊緣5上。為避免頂膜4在上隔室51內(nèi)破裂并部分地阻礙從濾膜流出的流體，過濾器的出口壁23設(shè)有若干個(gè)支承元件52。出口壁還設(shè)有多個(gè)開口 53以允許通過了布置在上游的濾膜的已過濾的液體適當(dāng)?shù)胤植肌Ｒ虼?，通過液體入口 24供入膠囊的液體在單元下方下隔室50內(nèi)流動(dòng)，然后向上通過濾膜20。已過濾的液體由此在上隔室內(nèi)被收集并流過包括小尺寸出口 25的出口噴嘴26。為了清空膠囊1B，可獨(dú)立于過濾器單元設(shè)置氣體入口。特別地，可在凸緣狀邊緣內(nèi)，例如在過濾器單元旁邊，形成一缺口 54。為將氣體供入成分隔室13，頂膜在缺口處被貫穿。頂膜的貫穿可由流體供給設(shè)備的機(jī)械元件或有壓氣體實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，氣體入口也可設(shè)置在過濾器單元內(nèi)。產(chǎn)品輸送系統(tǒng)可以與第一實(shí)施例中所述的相同。結(jié)合圖15至圖20，現(xiàn)在將專注于描述根據(jù)本發(fā)明的適用于接納如上所述的膠囊的流體供給設(shè)備，所述膠囊用于制備營養(yǎng)組合物。
本發(fā)明的流體供給設(shè)備55典型地包括尺寸適合于接納膠囊I的膠囊保持件56。膠囊保持件與包括液體和氣體供給裝置的流體供給系統(tǒng)57配合。流體供給系統(tǒng)57包括膠囊保持件的插入基座58，該基座58用于為膠囊保持件提供穩(wěn)定的定位參考。特別地，在膠囊保持件56和基座58上設(shè)置互補(bǔ)的導(dǎo)向裝置59以使膠囊保持件能夠例如沿縱向滑動(dòng)方向B易于裝配和從基座拆下。應(yīng)注意本發(fā)明的過濾器單元18也可以是單獨(dú)部件，該單獨(dú)部件在使用時(shí)，例如在膠囊插入流體供給設(shè)備期間，與膠囊結(jié)合。例如，過濾器單元可以是與液體注射器相連或集成在液體注射器內(nèi)的部件。流體供給系統(tǒng)57還包括液體注射板60，該液體注射板60支持液體注射器6。液體注射板60可布置成沿裝配在基座58頂部的軸61旋轉(zhuǎn)，從而使該板可占據(jù)至少一個(gè)第一位置和一個(gè)第二位置，在所述第一位置處注射器布置成遠(yuǎn)離膠囊的液體入口開口，在所述第二位置處注射器配合在液體入口 24的開口內(nèi)。圖17示出第一位置，而圖18示出第二位置。注射板通過凸輪機(jī)構(gòu)62從第一位置移動(dòng)至第二位置，反之亦然，所述凸輪機(jī)構(gòu)62裝配成沿基座上的第二軸63旋轉(zhuǎn)。類似地，設(shè)置有氣體注射器7，該氣體注射器7可占據(jù)第一位置和第二位置，在所述第一位置處氣體注射器7保持遠(yuǎn)離膠囊的氣體入口(圖19)，在所述第二位置處氣體注射器7配合在氣體入口的開口內(nèi)(圖20)。氣體注射器7從第一至第二位置的變化再次由凸輪機(jī)構(gòu)62控制。在有利的方式下，凸輪機(jī)構(gòu)62為共有的從而以下述方式控制液體和氣體注射器兩者的位置每次當(dāng)液體注射器已從第一位置移至第二位置時(shí)，氣體注射器從其第一位置移至第二位置。凸輪機(jī)構(gòu)62特別包括至少一個(gè)作用在注射板上的第一凸輪部分64和至少一個(gè)作用在氣體注射器上的第二凸輪部分65。該兩個(gè)凸輪部分連接至同一凸輪機(jī)構(gòu)以使得它們總是以協(xié)同的方式作用在其各自的注射器上。圖17和圖18示出第一凸輪部分64通過推動(dòng)板60以改變液體注射器6的位置。凸輪部分64相對(duì)于軸63形成偏心表面,該偏心表面在膠囊的方向上向下推動(dòng)板60。應(yīng)注意,例如0形圈(未示出)的密封裝置可結(jié)合至注射板以便在液體入口周圍局部地形成不透液密封。圖19和圖20不出第二凸輪部分65也形成了偏心表面,該偏心表面在氣體入口的方向上推動(dòng)氣體注射器7。為清晰起見，該設(shè)備未示出所有細(xì)節(jié)，特別是用于將液體注射板復(fù)位至其第一位置的彈性回位裝置以及用于將氣體注射器復(fù)位至其第一位置的類似裝置。這種彈性回位裝置可以是彈簧或等同物。在不同的實(shí)施例中，過濾器單元18可與膠囊分離并且可以是流體供給設(shè)備 的一次性部分。
權(quán)利要求
1.一種膠囊，用于在適合將液體供給到所述膠囊內(nèi)的設(shè)備中制備營養(yǎng)產(chǎn)品，所述膠囊(1A，1B)包括 至少一個(gè)隔室(13)，所述隔室容納用于與所供給的液體相組合從而制備所述營養(yǎng)產(chǎn)品的營養(yǎng)配料(14), 過濾器(18，20)，所述過濾器用于去除所述液體中含有的污染物， 其特征在于 所述膠囊包括可選擇性地開啟的氣體入口(34)，所述氣體入口設(shè)置在所述膠囊上或所述膠囊中，以允許將氣體從所述膠囊(1A，1B)外部引入所述隔室(13)而不經(jīng)過所述過濾器(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膠囊，其特征在于，所述氣體入口(34，54)在開啟構(gòu)型中具有限定的尺寸，并且設(shè)置在所述膠囊的剛性壁(23，5)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的膠囊，其特征在于，所述氣體入口(34，54)由可穿孔的膜(4)密封或者包括可破壞的封閉部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的膠囊，其特征在于，所述氣體入口(34)與設(shè)置在所述過濾器(20)下游并與所述隔室(13)相通的液體管道(33)接合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的膠囊，其特征在于，所述管道設(shè)置在與所述隔室(13)相通的出口噴嘴(26)上游。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的膠囊，其特征在于，所述氣體入口(54)設(shè)置成遠(yuǎn)離所述管道(33)并與所述隔室(13)直接相通而不與所述液體管道(33)接合。
7.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的膠囊，其特征在于，過濾單元(18)具有沿著所述膠囊的橫向平面截取的截面，所述截面小于容納配料的所述隔室的截面。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的膠囊，其特征在于，所述過濾器形成為過濾單元(18)，過濾單元(18)包括裝入在相對(duì)剛性的外殼(19)中的柔性多微孔膜(20)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的膠囊，其特征在于，所述外殼(19)包括形成內(nèi)隔室的入口壁(22)和出口壁(23)，濾膜(20)插入所述內(nèi)隔室中并進(jìn)一步在其周圍以不透液的方式密封在所述外殼(19)上以便迫使進(jìn)入所述入口壁的液體穿過過濾器而到達(dá)所述出口壁(23)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的膠囊，其特征在于，所述外殼(19)由例如通過熔接而連接在一起的兩個(gè)半殼(37，38)形成，并且所述兩個(gè)半殼在所述濾膜的周圍(30)處夾緊和/或熔接所述濾膜(20)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的膠囊，其特征在于，所述膠囊包括界定出所述隔室(13)的主體(2)，所述主體包括設(shè)置在所述隔室(13)上游的過濾器接納座(21)以便容納所述過濾單元(18)。
12.一種通過膠囊(1A，1B)供給營養(yǎng)組合物的方法，在所述膠囊的至少一個(gè)隔室(13)中容納有配料，通過將液體供給到所述隔室內(nèi)以便與配料形成組合物并從膠囊釋放所述組合物而實(shí)現(xiàn)所述方法，其中所述方法包括通過過濾器(18，20)過濾液體以去除所述液體中含有的污染物并隨后將氣體供給到所述膠囊的所述隔室中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，通過氣體入口(34)從所述膠囊外部將氣體供給到所述隔室(13)中而不經(jīng)過所述過濾器(18，20)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，將氣體供給到與所述隔室相通的出口噴嘴(26)上游。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的方法，其中，執(zhí)行氣體的供給至少直到所述膠囊的所述隔室被清空液體。
16.一種用于將液體供給到膠囊(1A，1B)中以便制備營養(yǎng)組合物的設(shè)備(55);所述設(shè)備包括液體注射器￠)，其特征在于，所述設(shè)備包括用于將氣體注入所述膠囊的氣體注射器(7)，所述氣體注射器與所述液體注射器是不同的并且相互間隔開使得氣體通過所述膠囊的氣體入口(34，54)供給到所述膠囊中，所述氣體入口與所述膠囊的液體入口(24)間隔開。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種膠囊，該膠囊用于在適于將液體供給到所述膠囊內(nèi)的設(shè)備中制備營養(yǎng)產(chǎn)品，所述膠囊(1A，1B)包括至少一個(gè)隔室(13)，該隔室容納用于與所供給的液體相組合從而制備營養(yǎng)產(chǎn)品的營養(yǎng)配料(14)；過濾器(18，20)，該過濾器適于去除液體中含有的污染物，其中該膠囊包括設(shè)置在膠囊上或膠囊中的可選擇性地開啟的氣體入口(34)，以允許將氣體從膠囊(1A，1B)外部引入隔室(13)而不經(jīng)過過濾器(20)。
文檔編號(hào)A47J31/36GK102802443SQ201080029222
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月5日
發(fā)明者F·多萊亞克, S·亞伯拉罕, Y·杜丁, Y·埃帕爾斯, T·J·R·法伯茲, H·維斯, N·貝澤, L·斯格拉諾, N·杜根, A·邁耶 申請(qǐng)人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司