(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの成分および液体から飲料水または食品を調製するための機械で使用されるためのカートリッジであって、前記少なくとも１つの成分を収容する連続する細長い管状チャンバを備え、前記チャンバの一方の端部のところにある前記液体を導入するための入口を、前記チャンバの反対側の端部のところにある飲料水または食品を排出するための出口に繋ぐ流体流路が形成される、カートリッジにおいて、前記チャンバの長さに対する内側幅の比は１：４から１：２００の範囲内にあることを特徴とするカートリッジ。
【請求項２】
前記チャンバの内径は、１ｍｍから２０ｍｍの範囲内、１ｍｍから１０ｍｍの範囲内、または、５ｍｍから８ｍｍの範囲内、にあることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記チャンバの内部長さは５０ｍｍから１０００ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１または２に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記チャンバは、少なくとも１つの成分を各々が収容する複数の相互接続コンパートメントを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のカートリッジ。
【請求項５】
少なくとも６つの相互接続コンパートメントが存在することを特徴とする請求項４に記載のカートリッジ。
【請求項６】
少なくとも１つの成分は、前記チャンバの内側表面の少なくとも一部分上の少なくとも部分的に可溶性のコーティングに提供されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のカートリッジ。
【請求項７】
複数の異なる成分は、重なり合って形成される複数の異なる少なくとも部分的に可溶性のコーティングに提供されることを特徴とする請求項６に記載のカートリッジ。
【請求項８】
複数の異なる成分を含有する少なくとも部分的に可溶性のコーティングが、前記チャンバの全長の少なくとも一部分に沿って順番に提供されることを特徴とする請求項６または７に記載のカートリッジ。
【請求項９】
前記成分の一部またはすべては少なくとも部分的に可溶性であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のカートリッジ。
【請求項１０】
前記成分のうちの１つまたは複数は、少なくとも部分的に非可溶性であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のカートリッジ。
【請求項１１】
通過する液体流れを変更するための流量制御手段が前記チャンバ内に設けられることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のカートリッジ。
【請求項１２】
前記流量制御手段は前記液体の前記流路を分流させることを特徴とする請求項１１に記載のカートリッジ。
【請求項１３】
前記流量制御手段は前記流路内の乱流を強化することを特徴とする請求項１１に記載のカートリッジ。
【請求項１４】
前記流量制御手段は前記液体の流れ速度を変化させるために前記チャンバの内径を制限することを特徴とする請求項１１に記載のカートリッジ。
【請求項１５】
処理サイクル中に、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のカートリッジから飲料水または食品を分配する方法であって、入口に液体を通過させて飲料水または食品を出口から容器内へと分配するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載のカートリッジと、前記カートリッジを受けるように適合され、さらに、液体が追加されることによりそこから飲料水または食品を分配するように適合された、飲料水または食品の分配機械とを含むことを特徴とする飲料水または食品の分配システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料水を調製することにおける改善に関し、詳細には、抽出機械で飲料水を調製するための改善されたカートリッジに関する。このカートリッジは液状食品を調製することにも使用され得る。
【背景技術】
【０００２】
自動抽出機械、および、コーヒーおよびお茶などの飲料水を抽出するための別のオンデマンド式の飲料水システム（ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ  ｂｅｖｅｒａｇｅ  ｓｙｓｔｅｍ）は、通常、抽出水リザーバを有し、その中で水が加熱要素によって加熱される。加熱された水は、次いで、リザーバから、コーヒーグラウンドまたは茶葉などの抽出成分を保持する抽出チャンバへと移送され、加熱された水がこの抽出チャンバを通って流れることにより抽出された飲料水が作られる。抽出された飲料水は、抽出チャンバ出口の下方に配置されるジャグまたはカップなどの入れ物内に流れ込む。
【０００３】
流速が異なることにより、抽出される飲料水の特に味などの特性が変化することは一般に知られている。特許文献１は、抽出チャンバ内のコーヒーグラウンドを通るお湯の流速が比較的高いと、低い流速によって作られるコーヒーと比較して、フレーバが比較的低くかつカフェインが比較的少ないような、比較的薄いコーヒーが作られることを説明している。したがって、比較的高い流速で抽出された「レギュラー」コーヒーすなわちカフェイン含有コーヒーに相当する味を得るには、比較的低い速度を使用しなければならない。流速は多数の変数によって決定され得、これらの変数には、水がリザーバに導入されるときの速度、リザーバと抽出チャンバとの間の導管または通路のサイズ、および、抽出チャンバ上の水分配器内またはシャワーヘッド内の孔のサイズなどがある。特許文献１は、充填用チャンバ（ｆｉｌｌｉｎｇ  ｃｈａｍｂｅｒ）からリザーバへの水の流速を調整するために、充填用チャンバとリザーバとの間で調整可能バルブを使用する。
【０００４】
現在の多くの家庭用抽出機械は、飲料水の一杯分の量を飲料容器内に直接に分配し、また、これらの現在の多くの家庭用抽出機械は、飲料水成分の大型の供給源から、または、ポッド、パッドまたはカートリッジなどの、飲料水成分の個別のパッケージから、飲料水を得る。本明細書の以下では、これらのパッケージは概してカートリッジという用語で参照される。このようなカートリッジを使用する機械は、洗浄の必要性を低減し、さらには、使用者がコーヒー、お茶およびホットチョコレートなどの飲料水を選択するのを可能にすることができる。このようなカートリッジの１つのタイプの例が、例えば、特許文献２に説明されている。水の中で飲料水成分を抽出、混合、溶解または懸濁することにより、飲料水が生成される。例えば、コーヒー飲料水の場合、加熱された水が圧力下でカートリッジを通るように押し込まれ、それにより、カートリッジ内に収容された凝集したコーヒーグラウンドから芳香成分が抽出される。このような機械の中でカートリッジを使用することは、その便利さ、および、作られる飲料水の質により、増々一般的になりつつある。
【０００５】
特許文献２は、高密度のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンもしくはポリエステルから形成されるカートリッジ、または、これらの材料のうちの２つ以上のラミネートから形成されるカートリッジを説明している。カートリッジは、カートリッジ内に水を導入するための入口と、上記の飲料水成分から飲料水を作るための出口とを有する。カートリッジは、外側部材と、外側部材に挿入される内側部材と、飲料水の噴流を形成するための、入口と出口とを繋げる飲料水流路内にあるアパーチャとを含む。アパーチャは、内側部材と外側部材との間のインターフェースによって境界を定められる。カートリッジは、例えば、分配される飲料水内に小さい大量の気泡を作るために飲料水の噴流内に空気を混入させることにより、分配される飲料水の見た目および特性を変化させるのに使用され得るような、飲料水の噴流を生成する。
【０００６】
上で言及したカートリッジは、内側部材および外側部材である主構成要素と共に容易に組み立てられるように設計される。好ましくは組立体上で後で結合される内側部材および外側部材に個別の要素を使用することにより、各構成要素を製造することおよびカートリッジを組み立てることを最適化することができる。このことは、特に、飲料水の噴流を作るアパーチャのサイズおよび位置に対して、さらには、カートリッジを通る飲料水流路の残りの部分に対して、非常に小さい公差が必要となるような場合に、有利である。しかし、このようなカートリッジは、抽出の効率に影響する可能性があるような、さらには、最終生成物のフレーバ品質、アロマ品質および味品質に影響する可能性があるような抽出の動態（ｂｒｅｗ  ｋｉｎｅｔｉｃｓ）を変化させるような手段を用いることなく、単一のコンパクションベッドを使用する。
【０００７】
特許文献３が、個別調製可能な抽出される飲料水を調製するためのデバイスを説明し、ローストコーヒーおよびグラウンドコーヒーなどの異なる量の成分を各々が収容する２つの成分抽出チャンバを使用することを提案している。最終的に抽出された飲料水の強さは、複数のチャンバのうちのいずれか１つを通過するように抽出流体を誘導することにより、または、各チャンバを通過するように流れを分割することにより、変更され得る。この従来技術の文献で説明される別の実施形態では、異なる成分が異なるチャンバに提供される。
【０００８】
しかし、上で言及した従来技術のシステムで使用される抽出特性を制御するために流量制御および分割バルブを使用するには、コストが増大し、さらには、機械の大きさが増す。これらの追加の可動部品は誤作動の可能性を増大させる。
【０００９】
特許文献４が、１つまたは複数の飲料水成分を各々が収容するような少なくとも２つのコンパートメントにさらに分割される飲料水成分カプセルを説明している。これらのコンパートメントは以下のように構築される。液体がカプセルに導入されるときに、これらの分離されたコンパートメントが収容する成分を異なる時間に放出し、それにより計画された時間順序に従って異なる飲料水含有成分が得られるようになる。これを達成するための１つの手法は、液体に露出されると溶解するキャンディウォールによりコンパートメントを分離することである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５９０１６３５号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１４４０９０３号明細書
【特許文献３】国際公開第０２／０７４６６１号パンフレット
【特許文献４】欧州特許出願公開第１７８５３６９号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第１４４０６４４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
したがって、本発明は、少なくとも１つの成分および液体から飲料水または食品を調製するための機械で使用されるためのカートリッジを提供し、上記のカートリッジは少なくとも１つの成分を収容する連続する細長い管状チャンバを含み、それにより、チャンバの一方の端部のところにある液体を導入するための入口をチャンバの反対側の端部のところにある飲料水または食品を排出するための出口に繋ぐ流体流路が形成され、ここでは、このチャンバの長さに対する内側幅の比が１：４から１：２００の範囲内にある。
【００１２】
本発明のカートリッジ内の液体流路は、上述した従来技術のカートリッジ内の経路より大幅に長いことから、改善された流れ管理システムを提供できるという大きな利点がある。したがって、本発明は、容量に対する表面積の比が高いことによりフレーバを向上させたり、口当たりを向上させたり、固体を追加したりできるような、スープおよびデザートなどの飲料水または液状食品を送り出すための手段を提供する。本発明は、粉ミルクまたはチョコレートパウダーなどの表面コーティングを組み込むことができそれにより飲料水／食品の感覚刺激特性を向上させることができる流れチャンバをさらに提供する。
【００１３】
本発明はまた、改善されたカートリッジが、単一のカートリッジを使用して飲料水内に機能的な共成分（ｃｏ−ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ）（例えば、キャラメルピース、ナッツなど）を取り入れることを可能にする、という点で有利である。
【００１４】
本発明はまた、粉ミルクなどの可溶性成分とコンデンスミルクおよびカスタードなどの特に濃い液体成分とを扱う問題を解決し、これらは、飲料水を作ることに使用されることに加えて、スープおよびデザートなどの別の食品、さらには、お茶またはコーヒーなどの、抽出することを必要とする成分を作るのにも使用される。
【００１５】
チャンバの内径は好ましくは１ｍｍから２０ｍｍの範囲内にあり、より好ましくは１ｍｍから１０ｍｍの範囲、さらに好ましくは５ｍｍから８ｍｍの範囲内にある。
【００１６】
チャンバの内部長さは好ましくは５０ｍｍから１０００ｍｍの範囲内にある。
【００１７】
チャンバは、少なくとも１つの成分を各々が収容する複数の相互接続コンパートメントを備えることができる。
【００１８】
好ましくは、少なくとも６つの相互接続コンパートメントが存在する。
【００１９】
好ましくは、少なくとも１つの成分が、チャンバの内側表面の少なくとも一部分上の少なくとも部分的に可溶性のコーティングに提供される。
【００２０】
より好ましくは、複数の異なる成分が、重なり合って形成される複数の異なる少なくとも部分的に可溶性のコーティングに提供される。
【００２１】
複数の異なる成分を含有する少なくとも部分に可溶性のコーティングは、チャンバの全長の少なくとも一部分に沿って順番に提供され得、好ましくはこれらの成分の一部またはすべてが少なくとも部分的に可溶性である。
【００２２】
したがって、このカートリッジデザインにより、機能的な共成分などの、複数の成分を順番に放出することが可能となり、これらは最初に底部から放出され、次いでチャンバ内の第１のコーティングから放出され、最後に第２のコーティングから放出されることから、単一のカートリッジから層状の飲料水を作ることが可能となる。
【００２３】
これらの成分のうちの１つまたは複数は少なくとも部分的に非可溶性であってよい。
【００２４】
好ましくは、チャンバを通る液体流れを変更するための流量制御手段がチャンバ内に設けられる。
【００２５】
これら流量制御手段は液体の流路を分流させることができ、すなわち、流路内の乱流を強化することができる。
【００２６】
別法として、これらの流量制御手段は液体の流れ速度を変化させるためにチャンバの内径を制限することができる。
【００２７】
次に、単に例として添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のカートリッジを示す等角図である。
【図２】カートリッジの外側ケーシングの一区間が取り外された、図１の等角図と同様の図である。
【図３】本発明のカートリッジの一実施形態を示す正面断面図である。
【図４】本発明のカートリッジの別の実施形態を示す正面断面図である。
【図５】本発明のカートリッジの別の実施形態を示す側面断面図である。
【図６】本発明のカートリッジの別の実施形態を示す側面断面図である。
【図７】本発明のカートリッジの別の実施形態のケーシングの上側区間および下側区間を示す等角図である。
【図７ａ】図７に示される上側区間および下側区間から形成されるケーシングを示す、別の方向から見た、側面断面図である。
【図８】本発明のカートリッジの別の実施形態のケーシングの上側区間および下側区間を示す等角図である。
【図８ａ】図８に示される上側区間および下側区間から形成されるケーシングを示す、別の方向から見た、側面断面図である。
【図９】本発明のカートリッジの別の実施形態を示す側面図である。
【図１０】本発明のカートリッジの別の実施形態を示す側面図である。
【図１１】本発明のカートリッジを試験するための試験セットアップを示す概略図である。
【図１２】従来技術のカートリッジを示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明のカートリッジの第１の実施形態が図１および２に示される。これらの図は、自動抽出機械で使用されるのに適するカートリッジ１０を示す。カートリッジ１０は、概して、ケーシング１１および密閉手段を備える。ケーシング１１および密閉手段はカートリッジ１０を形成するように組み立てられる。ケーシング１１は、１つまたは複数の飲料水成分または食品成分を収容する細長い管状チャンバ１３を少なくとも部分的に画定する。チャンバ１３の長さに対する幅の比は１：４から１：２００の範囲内にある。管状チャンバ１３は示されるように断面が円筒形である必要はなく、任意の所望される断面形状を有することができる。
【００３０】
チャンバ１３は入口１４および出口１５を有し、入口１４を出口１５に繋げる連続する細長い流体流路を形成する。入口１４および出口１５は最初は密閉手段によって密閉されており、使用時に密閉手段を穿孔、切断または除去することにより開封され得る。後でさらに説明するように、任意選択でフィルタなどの別の構成要素がカートリッジ１０に含まれてよい。
【００３１】
チャンバ１３は、飲料水または液状食品を生成するのに適する１つまたは複数の成分を収容する。この生成プロセスは、液体をチャンバ１３内に導入するときに、液体により１つまたは複数の成分を溶解すること、成分と液体とを混合すること、希釈すること、スティーピングすること、抽出すること、または、これらのプロセスのいずれかの組み合わせを伴ってよい。飲料水製品は、例えば、コーヒー、お茶、チョコレート、または、乳製品ベースおよび／もしくは非乳製品ベースのコーヒークリーマーおよびミルクであってよい。食品は、例えば、スープ、カスタードおよびソースなどであってよい。これらの成分は、パウダーベース、グラウンドベース、リーフベースであるか、または液体であってよい。これらの成分は、一部または全体が非可溶性であってよく、または、一部または全体が可溶性であってもよい。成分の例には、ローストコーヒーおよびグラウンドコーヒー、リーフティー、粉末状スープ、液体ミルクベースの飲料水、粉ミルク、チョコレートパウダー、コーディアルおよび濃縮果汁（ｃｏｒｄｉａｌｓ  ａｎｄ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ  ｆｒｕｉｔ  ｊｕｉｃｅ）、フレーバコーヒー混合パウダー（ｆｌａｖｏｕｒｅｄ  ｃｏｆｆｅｅ−ｍｉｘ  ｐｏｗｄｅｒ）、溶解されたホワイトチョコレート、ダークチョコレートまたはミルクチョコレート、ナッツピースが埋め込まれた溶解されたチョコレート、クランキータイプの粒（ｃｒｕｎｃｈｙ  ｐａｒｔｉｃｌｅ）またはチューイタイプの粒（ｃｈｅｗｙ  ｐａｒｔｉｃｌｅ）、濃厚な／粘性のカスタード状の液体、別の粘着性があり／濃厚であり／粘性のあるデザート混合物など、が含まれてよい。
【００３２】
示されるカートリッジ１０の全体形状は概して円形すなわちディスク形状であり、カートリッジ１０の直径はその高さより大幅に大きい。この寸法は、カートリッジ１０がその中で使用されることを意図される機械によって制限される。通常、カートリッジ１０の全体の直径は７４．５ｍｍ±６ｍｍであり、全体の高さは１６ｍｍ±３ｍｍである。
【００３３】
カートリッジ１０は外側に延在するフランジ１６を備える。通常、フランジ１６は２ｍｍから４ｍｍの間の幅を有する。フランジ１６の一部分は、カートリッジ１０を保持できるようにするためのハンドル１７を形成するために拡大される。フランジ１６およびハンドル１７は一般に、カートリッジを抽出機械内で正確に配置するのに使用される。
【００３４】
生成物ストリームから非可溶性のアイテムを除去するために流路内にフィルタ（図示せず）が配置されてよい。フィルタは、好ましくは、例えばポリエステルの不織布繊維材料などの、高い湿潤強さを有する材料から作られる。使用され得る別の材料には、紙布（ｗｏｖｅｎ  ｐａｐｅｒ  ｆｉｂｒｅ）を含むセルロース系物質などの、水不浸透性のセルロース系物質が含まれる。紙布は、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルおよび／またはポリエチレンのファイバと混合され得る。これらのプラスチック材料をセルロース系物質に組み込むことにより、セルロース系物質が熱遮断性となる。
【００３５】
ケーシング１１は、好ましくは、２つの分離した成形体として、高密度のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンもしくはポリエステルから形成されるか、または、これらの材料のうちの２つ以上のラミネートとして形成される。適切なポリプロピレンは、ＤＳＭ  ＵＫ  Ｌｉｍｉｔｅｄ  （Ｒｅｄｄｉｔｃｈ、Ｕｎｉｔｅｄ  Ｋｉｎｇｄｏｍ）から入手可能なポリマーの範囲である。ケーシング１１は好ましくは射出成形を使用して作られ、ケーシングの複数の区間が、例えば超音波溶接または熱溶接などの適切な手法により、接合される。
【００３６】
別法として、ケーシング１１は生分解性ポリマーから作られてもよい。適切な材料の例には、分解性ポリエチレン（例えばＳｙｍｐｈｏｎｙ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ、Ｂｏｒｅｈａｍｗｏｏｄ、Ｕｎｉｔｅｄ  Ｋｉｎｇｄｏｍ、から供給されるＳＰＩＴＥＫ）、生分解性ポリエステルアミド（例えば、Ｓｙｍｐｈｏｎｙ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌから供給されるＢＡＫ１０９５）、ポリ乳酸（Ｃａｒｇｉｌ、Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ、ＵＳＡから供給されるＰＬＡ）、澱粉ベースのポリマー、セルロース誘導体およびポリペプチド、が含まれる。
【００３７】
使用中、入口１４および出口１５が、密閉手段を穿孔する機械動作により開封されると、圧力下で液体がカートリッジ１０に入り、入口１４を通ってチャンバ１３まで流れる。この液体はチャンバ１３を通って流れるときに、チャンバ１３内に含まれる成分に接触する。チャンバ１３を通過する水によって生成される飲料水または食品は出口１５まで通過し、そこで、これらの生成物は、カップまたはボウルなどの容器内へと排出されるように機械によって誘導される。
【００３８】
本発明のカートリッジ１０の管状チャンバ１３は、従来技術のカートリッジと比較して長さに対する内側幅の比が非常に大きく、それにより、飲料水または食品を調製するのに使用される液体を管理する能力において複数の大きい利点が得られ、それにより調製される生成物の特性が改善される。これを達成する１つの手法は、入口１４から始まって出口１５まで内側に螺旋を描く螺旋状のチューブとしてチャンバ１３を形成することである（図１および２に示されるように）。これは特に、図１および２に示されるディスクタイプのカートリッジ１０に適する。
【００３９】
チャンバ１３の好適な内径は１ｍｍから２０ｍｍの範囲内にあり、より好ましくは１ｍｍから１０ｍｍの範囲、最も好ましくは５ｍｍから８ｍｍの範囲内にある。チャンバ１３の好適な内部長さは５０ｍｍから１０００ｍｍの範囲内にある。
【００４０】
細長いチャンバ１３を使用することの１つの利点は、調製時間、すなわち、液体（水または別の液体）がチャンバ１３を通過するときにかかる時間が、大きく延びることである。さらに、容量に対する表面積の比が非常に高いことは様々な有用な形で利用され得る。例えば、パウダーおよび濃い液体を綺麗に流し出すことが可能となり、それにより飲料水または食品内により多くの固体を混ぜることが可能となる。これにより、チャンバ１３内に残る残留物が減少する。
【００４１】
図３に示されるように、１つまたは複数の可溶性成分が、チャンバ１３の内側表面の少なくとも一部分の上の可溶性コーティング２０内に提供され得る。コーティング２０の適切な構成物は、スプレードライコーヒー、フリーズドライコーヒー、粉ミルク、クリーマーパウダー、コーヒー混合パウダー、または、フレーバ成分を保持する基材である。液体がチャンバ１３を通って流れるとき、コーティング２０が溶解し、チャンバ１３の長手方向に沿って成分が制御される形で連続的に放出される。
【００４２】
コーティング２０は図３に示されるように抽出チャンバ１３の内側円周部全体の周りにあってよく、または、一部の周りあってもよい。このコーティングはチャンバ１３の全長に沿って延在してよく、または、一区間のみに沿って延在してもよく、その場合好ましくは入口１４に近い区間または隣接する区間に沿って延在する。異なる複数の成分を含有するコーティングがチャンバ１３の全長の少なくとも一部分に沿って順番に設けられてよい。
【００４３】
コーティング２０の全表面積およびその厚さは所望される溶解速度に従って選択され、この溶解速度は飲料水成分（複数可）の性質および構成物によって決定される。コーティング２０は、乾燥処理、熱サイクル、静電気、補助の接着要素（食品用の接着剤）、融解および冷却を使用して、または、コーティングを定位置に維持するための構造的表面／トラック（ロック＆キーシステム）を使用して、付着され得る。使用され得る別の手法も多数あり、本発明は任意特定の１つの手法のみに限定されない。
【００４４】
本発明の別の実施形態では、図４に示されるように、チャンバ１３は、２つの（またはそれ以上）の可溶性成分の可溶性層２１、２２により部分的にコーティングされる。この構成により、液体が最初に、当初は第２の層２２を覆っている第１の層２１に接触して第１の層２１を溶解することになる。第１の層２１が溶解すると、第２の層２２が液体流れに対して露出されて溶解し始め、それにより抽出の動態に対して時間的かつ逐次的な特性が提供される。この構成は層状の飲料水を提供するのに使用され得、すなわち、単一のチャンバ１３を備える単一のカートリッジ１０を使用して、チョコレート片、ナッツまたはキャラメルピースなどによる追加の品質的利益を提供する泡状物質または共成分を放出するのに使用され得る。
【００４５】
図５は、可溶性層２１、２２内に複数の異なる飲料水成分を有する第１のコンパートメント２３を有する直線円筒形管状チャンバ１３を示す。チャンバ１３は、第１のコンパートメント２３に流体的に連結される第２のコンパートメント２４を有し、第２のコンパートメント２４内には複数の共成分２５が配置され、これらの共成分２５は第１のコンパートメント２３から流れ出る生成物ストリームに混合され、その後生成物が分配される。これらの共成分をチャンバ１３の分離したコンパートメント２４内で保管することの利点は、これらの共成分を完全に供給し易くなることである。
【００４６】
図６に示されるように、チャンバ１３は複数のコンパクションベッドにさらに分割されてもよく、これらは、そこを通過する連続する流体流路を提供するために繋げられる複数の接合されるカプセル２６の形態である。各カプセル２６は少量の１つまたは複数の成分を含み、これらは可溶性コーティングであるかまたはコンパクションベッド中に存在し、ここでは、２個から１００個の任意の数のカプセル２６が使用され得る。
【００４７】
図７および８に示されるカートリッジの別の実施形態では、ケーシング１１が頂部区間３０および底部区間３１を有し、これらは各々が螺旋形状のチャンバ１３の一区間を有するが、これらの螺旋の方向は反対である。図７および７ａでは螺旋は一列であるが、図８および８ａの螺旋は半ピッチだけオフセットされている。水が入口のところに供給され、対向する螺旋トラックの周りに供給される。この流れは上側螺旋と下側螺旋の間で分割され、反対方向に移動する。これにより乱流が作られ、生成物が攪拌されて混合される。
【００４８】
カートリッジ１０は、直線状の、可能性として可撓性の細長い管状またはパイプ状の構造などの、別の構成でも使用され得（図５および６を参照）、この場合、抽出機械内の空間は上述したカートリッジ１０を使用する場合の空間のみに限定されない。これらの構造は、例えば自動販売機および商用／オフィス用の機械デリバリで使用され得る。この種の使用法に適する構成が図９に示されており、ここでは、カートリッジ１０は、例えばドライパウダーの形態の１つまたは複数の成分を含む細長い可撓性チューブである。このチューブは当初は扱い易いように巻き上げられていてよい。チャンバ１３は、適切なデバイスが適用される一対の間隔の空けられた圧縮箇所３０、３１によって画定され、また、一方の端部に入口１４を含み、反対の端部に出口１５を含む。このチューブの第１の端部区間は、第１のチャンバ１３ａが圧縮箇所によって画定されるような状態で機械内で使用されるように位置決めされる。飲料水および食品が要求されると、入口１４ａおよび出口１５ａを覆う密閉手段１２（図示せず）が適切なデバイスにより穿孔され、それにより、液外が出口１４ａ内に噴射されてチャンバ１３ａに沿って通過して出口１５ａから出ることが可能となる。生成物が分配された後、使用された区間が切断され、新しい区間が広げられ、入口１４ｂおよび出口１５ｂを有する第２のチャンバ１３ｂが使用され得るように一列状になる。
【００４９】
別の代替的実施形態として、チャンバ１３は、異なる流れ特性が得られるように内部突出部３２など（図１０に示される）を備えることができる。これらの突出部は流れ速度を変化させるためにチャンバ１３の内径を制限することができ、または、液体流れを分流させたり、流れに乱流を加えたりすることもできる。
【００５０】
以下の実施例は、本発明のカートリッジ内の細長い液体流路が、如何にして、従来技術のカートリッジから改善された液体管理システムを提供するかを実証するための、本発明の実験室試験を説明する。これらの実施例は、容量に対する表面積の比が高いことにより、改善された特性を有する飲料水および液状食品が如何にして作られ得るかを示す。
【実施例１】
【００５１】
約３ｍｍの直径を有するアルギン酸カルシウムがコーティングされた約２０個のライスクリスピーピース４１を、図７に示されるチャンバと同様の螺旋状管状チャンバ４２を有するアクリルのモデルカートリッジ４０内に配置した。管状チャンバ４２の残りの部分を４倍濃縮の限外ろ過乳で充填した。９０℃の温度に加熱される高温タンク制御モジュール４５を備える水加熱器４４を介して水タンク４３からお湯を供給した。５０Ｈｚで駆動されかつ４５秒のサイクルで最高速（１００％）になる６５ＶのＩｎｖｅｎｓｙｓ振動ピストンポンプ４６を使用して、モデルカートリッジ４０に加熱した水を通過させた。これは図１１に示される。螺旋状チャンバ４２に加熱した水を通過させる間、アルギン酸カルシウムがコーティングされたライスクリスピーピース４１のすべてが、モデルカートリッジ４０の下方に配置されるカップ４７内に分配された。さらに、Ｂｕｈｌｅｒ１２ｖポンプ４８を介した空気パージにより、残りの液体（水）も分配された。
【実施例２】
【００５２】
約５ｍｍの直径を有する清潔な約２０個のアルギン酸カルシウムのビーズを、実施例１で説明したものと同じアクリルのモデルカートリッジ４０内に配置した。管状チャンバ４２の残りの部分をキャラメルフレーバシロップで充填した。実施例１で説明したように、モデルカートリッジ４０に加熱した水を通過させた。希釈されたキャラメルフレーバシロップと共に、２０個すべてのアルギン酸カルシウムのビーズが、成功裏に、モデルカートリッジの底部にあるカップ内に分配された。
【実施例３】
【００５３】
実施例１で説明したアクリルのモデルカートリッジ４０の底部分に約３ｇの脱脂乳を配置した。チャンバ４２の底部区間に完全に載荷するには、この量で十分であった。実施例１で説明したように、モデルカートリッジ４０にお湯を通過させた。すべての脱脂乳が完全に溶解されてカップ４７内に分配された。
【実施例４】
【００５４】
約３ｇの非常に濃厚なチョコレートシロップ（２０ｇのダークチョコレートと、４ｇのグラニュー糖と、４０ｇの水とを６０℃で３０分攪拌して作った）を、実施例１で説明したアクリルのモデルカートリッジ４０の底部分に完全に載荷した。実施例１に説明したように、モデルカートリッジ４０に９０℃のお湯を通過させた。すべてのチョコレートシロップがカップ４７内に分配された。
【００５５】
比較例１
約１ｍｍの直径を有する清潔な約２０個のアルギン酸カルシウムのビーズを、図１２に示される従来技術のカートリッジ５０の抽出チャンバ５１内に配置した。チャンバ５１の残りの部分を、４倍濃縮の限外ろ過乳で充填した。特許文献５で説明される抽出機械と同様の標準的なＴａｓｓｉｍｏ（商標）の抽出機械で処理して、希釈したミルクをこの機械によって分配した。しかし、清潔な２０個のアルギン酸カルシウムのビーズのいずれも分配されなかった。
【００５６】
比較例２
約９ｇの凝集脱脂乳を従来技術のカートリッジ５０内に載荷して、比較例１で説明した抽出機械で処理した。非常に少量の固体のミルクを含む濁った液体が機械により分配された。カートリッジ５０を開け、チャンバ５１内に約９ｇの残留物（パウダーおよび水）を観察した。残った粉ミルクは、追加された水と共に凝集した状態のパウダー粒子で作られるウェットペーストの形態であった。
【００５７】
比較例３
実施例４で説明した約２０ｇの濃縮なチョコレートリキッドを従来技術のカートリッジ５０内に載荷して、比較例１で説明した抽出機械内で処理した。濁った／汚いお湯が機械によって分配された。カートリッジ５０を開け、チャンバ５１内に約１２ｇの残留物（チョコレートシロップおよび水）を観察した。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７ａ】
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【図８】
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【図８ａ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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