高壓提取容器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明大體設及制備具有治療或預防疾病或增強人的健康的潛能的即飲飲料。在 某些實施方式中，本發明公開了一種多隔室容器(capsule)，其能夠在一個隔室中使用高壓 提取活性成分，并將提取物與下游隔室的成分混合，并在相同或更低的壓力下提取下游成 分，W提供新鮮混合的提取物供消費者使用。
[0002] 發明背景
[0003] 現在，草藥已經W茶葉袋形式使用了幾十年，聲稱提高消費者的幸福。相比藥品， 許多客戶會選擇草藥，因為它們是通常沒有副作用的天然成分。然而，由草藥制作飲料需要 茶袋和一些時間用于準備飲料。通常干燥和預處理茶袋中的草藥，運降低了提高消費者的 健康的潛能。此外，如果茶袋在制備飲料之前儲存一段時間，草藥的味道和健康增強品質 (he曰Ithenhancingqu曰Iity)也降低。
[0004] 在過去的幾年里，用于制備即飲飲料的設備、方法和容器已經顯著增加。公司如 化Stle和Kourig在市場上已經具有為消費者提供熱或冷的茶和/或咖啡的家居產品。
[0005] 大多數用于即飲飲料的容器含有咖啡過濾器或粗非織造材料，W保留研磨的顆 粒。由于各種原因還已經將膜引入容器中。
[0006] 例如WO2010112353A1專注于具有過濾器的用于制備液體營養或食品組合物的容 器，描述了在給定壓力下會破裂的弱的膜層的使用。
[0007] 在WO2009092629A1中使用具有0.2WI1額定孔徑且由聚酸諷、醋酸纖維素或聚酷胺 制成的滅菌級濾膜保留飲料中存在的可能的細菌。他們還提到，過濾一些嬰兒配方可能是 有問題的，因為運些配方含有益生菌，即可W幫助消化的良好的細菌。
[000引文獻WO2008117329A1描述了具有完全平坦的頂部的容器，其在容器入口處含有 濾紙，W形成進入所述容器的均勻的流動通道。
[0009] 然而，WO2010128031A1教導遠離運樣的概念，因為在容器入口處的運種大的過濾 表面下方需要厚的和剛性的塑料支撐，并且那些額外的部件提高了容器的價格。還提到運 些額外的塑料部件的環境影響。據稱，過濾表面應當比容器的開口（mouth)小得多，W最小 化使用塑料作為支撐。此外已經引入清洗引入的水的想法，W通過將微生物和病毒從其過 濾而提局水的品質。
[0010] 然而，為了從容器制備飲料，必須將液體例如水注入容器中，并且然后只要需要就 保持在容器中，W從研磨草藥和根提取活性成分。此后，必須從容器排出包含液體和活性成 分的溶液。通常運需要運樣的器件，其能夠保持容器并提供所需的液體流進入容器并在攝 取活性成分之后從容器排出。為了確保合適地制備含有草藥的飲料，液體的量和壓力必須 在參數的預定范圍內。
[0011] 本發明的目的是提供一種容器，其允許容易地由草藥和根制備具有活性成分的飲 料。
[0012] 發明概述
[0013]本發明提出了（address)新型的基于膜的容器設計（其包括用于即飲飲料的閥系 統)等。
[0014]對此，本發明設及一種用于單一飲料制備的高壓提取容器，其具有多孔疏水膜，所 述膜充當達到特定壓力的流體流的阻擋，并且超過所述壓力允許提取具有活性成分的流 體，但仍充當顆粒特別是研磨草藥或根的阻擋，其中該膜的孔徑大于0.45皿，并且其中疏水 膜被布置成具有小于40達因/cm即小于40mN/m的表面張力。
[001日]膜的水侵入壓力（waterintrusionpressure)是其表面張力和其孔徑的函數。增 加超疏水性化學品（3啡日^17化〇911〇61〇油日11113化7)的量和減小孔徑將增加水侵入壓力。因 此，通過設置所述膜W具有等同于小于40達因/cm的表面張力的超疏水特性，將提供有助于 在容器中使用運種膜的閥效應。
[0016] 運種膜的好處有四個方面。首先，該膜提供了研磨草藥和根的過濾，運是現有技術 中已知的。第二，該膜提供了對細菌的保留，所述細菌可能潛在地經由草藥或根或者通過用 于制造飲料的液體引入飲料中。第=，該膜提供了對液體流即水流的阻力，并允許建立預定 的壓力W促進研磨草藥和根的活性成分的高壓提取。根據本發明合適的膜可W能夠承受高 壓，例如，如大于10化Si，即大于約690k化或6.9己。通過調整疏水特性和孔徑，抗水壓力可 W預定至給定值例如15psi和大于10化si之間的范圍，優選在50psi和75psi之間（即在約 130Wa/l. 3己和大于690Wa/6.9己之間，優選在約345kPa/3.5己和51化化/5.2己之間）。然 后如果壓力小于預定的抗水壓力，該膜就像閥那樣作用，并防止水穿過膜。已注入到容器中 的水將保持在容器內，并從研磨草藥和根提取活性成分，從而得到活性成分在水中的溶液。 然而，如果施加到膜的水上游的壓力增加并超過預定的抗水壓力的壓力值，則該膜變成對 溶液是可滲透的，并且允許溶液從容器排出。第四，當為最終用戶制備飲料后，所述疏水膜 使得用戶友好和清潔的容器處理(disposal)步驟成為可能，即無滴漏(non-drip)容器。當 飲料制備完成且水壓力被釋放時，取決于膜的材料和表面張力，膜再次成為疏水的，即膜閥 關閉。該膜的運一性質使得上游累積的液體，如果有的話，可W保留在隔室中，防止在使用 過的容器處理過程中瓣出。
[0017] 運種新穎的容器設計消除了研磨草藥的堆積密度(packingdensity)對提取壓力 累積(buildup)的影響。對流體的抗力是由疏水膜造成的。因此，為了延緩容器內的流體W 增加活性成分的攝取，由研磨草藥和根的壓實微粒形成的致密的多孔結構是沒有必要的。
[0018] 高滲透性是即飲飲料中使用的膜的另一個重要特征。具有高滲透性的膜只需要覆 蓋容器中的小區域，因此導致制造成本低。然而，在疏水性過濾膜的滲透性和水侵入壓力 (孔徑)之間存在權衡(trade-off)。更大的侵入壓力可W通過犧牲滲透性來實現。因此增加 水侵入壓力的優選方式是控制表面能，即膜的表面張力。
[0019] 優選地，疏水膜被設置成具有小于35達因/cm,更優選約30達因/cm的表面張力。運 樣的超疏水膜可W具有大孔徑，但仍充當閥，即同時具有大的抗水壓力。一旦水壓超過預定 的抗水壓力，膜就會打開并具有高滲透性，從而導致大流量的溶液通過膜W及相應地短的 用于排空隔室的排出時間。
[0020] 對于一些應用，可W期望提供更高的抗水壓力。疏水膜可W被設置為具有小于25 達因/cm或甚至小于20達因/cm的表面張力。
[0021] 根據本發明的一個實施方式，疏水膜的孔徑為0.45皿至10皿，優選0.45皿至5皿。 孔徑小于0.45WI1降低滲透性，并且導致不期望的長的排出時間。然而，孔徑大于扣m或10皿 將不再有效地濾除不應留在或添加到飲料中最常見的細菌。
[0022] 根據本發明的一種特定的容器包括入口，用于保持具有活性成分的物質例如研磨 草藥或根的隔室，出口，和將隔室與出口隔開的疏水膜。所述疏水膜的特性控制所需的壓力 和隔室內液體的保留期限，并因此控制用于將研磨草藥的活性成分轉移到溶液中的最大攝 取持續時間。
[0023] 為了支撐疏水膜，可W使用非織造背襯(backing)。特別是對于具有高抗水壓力的 膜，有利的是將該膜與增加膜的強度的支撐非織造物相組合。
[0024]根據本發明的一個優選實施方式，疏水膜是由容器的支撐裝置支撐。所述支撐裝 置可W包括網狀支撐結構或徑向向內延伸的突起，其安裝在遍布由疏水膜覆蓋的區域的隔 室的側壁。運種支撐裝置可W具有足夠的抵抗力W保持膜在其位置，并防止可能由過大壓 力或高的液體通量(throu曲put)引起的對膜的任何損害。
[0025]為了實現易于制備含有不同成分的飲料的新的可能性，容器包括第一隔室和第二 隔室，其中入口向內通向第一隔室，和第二隔室向外通向出口，其中第一膜將第二隔室與出 口隔開，其中第一隔室通過第二膜與第二隔室隔開，并且其中，優選但不是必須地，第二膜 的抗水壓力高于第一膜。需要高壓用于將活性成分提取到溶液中的第一成分可W放置在第 一隔室中，和具有最好在較低