吸附咖啡因的材料、吸附咖啡因的系统、去咖啡因的系统及从溶液中去除咖啡因的相关方法与流程

本申请要求2016年5月19日提交的美国专利申请第62/339073号的权益，其全部内容通过引用结合于此。
背景技术：
：可以使用数种已知的去咖啡因技术来从含咖啡因的溶液(包括含咖啡因的饮料)中去除咖啡因。目前去咖啡因的方法典型实施于，例如，绿色咖啡豆，然后烘焙并制备咖啡饮料。这样的传统的去咖啡因的方法会花费8-10小时完成。因而，适合快速且经济地从溶液中去除咖啡因的材料及方法的需求目前尚未满足。技术实现要素：提供此概要以介绍简化形式的概念的选择，其进一步于以下的详细说明中予以说明。该概要不意于识别所主张主题的关键特征，也不意于用来协助判定所主张主题的范围。本发明提供吸附咖啡因的材料、吸附咖啡因的系统及适合用于从溶液中去除咖啡因的去咖啡因的系统；用于从溶液中去除咖啡因的方法；以及制造所述吸附咖啡因的材料的方法。在一方面，本发明提供一种吸附咖啡因的材料。在一个实施例中，所述吸附咖啡因的材料一般包括交联聚合物；以及与所述交联聚合物关联的咖啡因吸附剂。在第二方面，本发明提供一种吸附咖啡因的系统。在一个实施例中，所述吸附咖啡因的系统一般包括多孔容器；以及设置在所述多孔容器内的吸附咖啡因的材料。在某些实施例中，所述吸附咖啡因的材料是根据本文所述的任何吸附咖啡因的材料。在一个实施例中，所述多孔容器可选自纸袋、布袋、丝袋、塑胶袋、金属滤茶球、织布袋以及非织布袋。在第三方面，本发明提供一种从溶液中去除咖啡因的方法。在一个实施例中，所述方法一般包括使所述溶液与吸附咖啡因的材料接触，在足以吸附咖啡因的时间及条件下，藉此从所述溶液去除咖啡因。在某些实施例中，所述吸附咖啡因的材料是根据本文所述的任何吸附咖啡因的材料。在某些实施例中，所述溶液可以为饮料。在某些实施例中，所述饮料可选自咖啡、红茶、绿茶、乌龙茶、白茶、普洱茶、黑茶、草药茶、花茶、印度奶茶、抹茶、能量饮料、含酒精饮料、马黛茶、苏打以及可可。在第四方面，本发明提供一种去咖啡因的系统，其一般包括：含咖啡因的固体和吸附咖啡因的材料，所述吸附咖啡因的材料包含交联聚合物和与所述交联聚合物关联的咖啡因吸附剂。在一个实施例中，所述含咖啡因的固体可选自咖啡渣、咖啡晶体、咖啡粉、茶叶及茶粉。在一个实施例中，所述交联聚合物可以为交联水凝胶。在一个实施例中，所述交联聚合物包含交联多醣。在某个实施例中，所述交联多醣可以选自纤维素、淀粉、糖原、聚氨基葡糖、葡聚糖、藻酸盐、琼脂、角叉菜聚糖、刺槐豆胶、瓜尔胶及果胶。在一个实施例中，所述交联聚合物包含交联蛋白或多肽。在某些实施例中，所述交联蛋白或多肽可以选自丝心蛋白、弹性蛋白丝、骨胶原、角蛋白及明胶。在一个实施例中，所述交联聚合物包含聚合物及交联子，并且其中所述交联子为多价离子。在某些实施例中，所述多价离子可以为选自钙、镁、锰、铁、铜、钴、镍、锌、钡、硒、铬以及钼的多价离子的多价金属离子。在一个实施例中，所述交联子与缩水聚合物的重量之比可以大于1:100。在一个实施例中，所述吸附咖啡因的材料具有在大约100nm和大约10mm之间的最小直径。在一个实施例中，所述吸附咖啡因的材料可以呈选自珠粒、线、卵圆及盘子的形状。在一个实施例中，所述咖啡因吸附剂为粘土颗粒。在某些实施例中，所述粘土颗粒包含选自合成锂滑石粉、蒙脱石、贝得石、囊脱石、锂蒙脱石、滑石粉、锌蒙脱石、海泡石及其组合的材料。在一个实施例中，所述咖啡因吸附剂选自分子印迹聚合物、沸石、离子交换树脂及活性碳。在一个实施例中，所述咖啡因吸附剂可以为活性碳，并且其中所述活性碳可以负载有蔗糖及甲酸。在一个实施例中，所述交联聚合物与咖啡因吸附剂的比率可以在大约50:1和大约1:50之间。在一个实施例中，所述吸附咖啡因的材料可以在等于或低于150℃的温度下是热稳定的。在一个实施例中，所述吸附咖啡因的材料可以于在ph大约为2和ph大约为10之间是ph稳定的。附图说明当结合附图并参考以下详细说明，本发明的前述方面及许多伴随的优势等将变得更容易理解，其中：图1为根据本公开的一个方面的一种吸附咖啡因的系统的代表性实施例的透视图；图2为根据本公开的一个方面的一种吸附咖啡因的系统的代表性实施例的透视图；图3为根据本公开的一个方面的一种吸附咖啡因的材料的代表性实施例的侧视图；图4为根据本公开的一个方面的一种吸附咖啡因的材料的代表性实施例的侧视图；图5为可用于制造根据本公开的一个方面的吸附咖啡因的材料的代表性实施例的一种系统的部分横截面侧视图；以及图6为可用于制造根据本公开的一个方面的吸附咖啡因的材料的代表性实施例的一种系统的部分横截面侧视图。具体实施方式纵然已经阐释和描述了示例性的实施例，但应当理解，可以在其中进行各种改变而不背离本发明的精神与范围。本发明提供吸附咖啡因的材料、吸附咖啡因的系统及适合用于从溶液中去除咖啡因的去咖啡因的系统；用于从溶液中去除咖啡因的方法；以及制造吸附咖啡因的材料的方法。吸附咖啡因的材料在一方面，本发明提供吸附咖啡因的材料。在一个实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物材料和与交联聚合物材料关联的咖啡因吸附剂。如本文所使用的，交联聚合物包含聚合物及交联子，交联子使聚合物的一部分与其自身或另一聚合物连接。交联聚合物材料有利地与咖啡因吸附剂关联。因而，当吸附咖啡因的材料与含咖啡因的溶液接触时，至少一部分的咖啡因会被咖啡因吸附剂吸附，并藉此从溶液中去除。再者，假如使用者不饮用吸附咖啡因的材料，使用者便不会摄入已经从溶液去除的咖啡因。在一个实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物，其中交联聚合物是多孔的。在一个实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物，其中交联聚合物是水可渗透的。这种多孔和/或水可渗透的交联聚合物允许含咖啡因的溶液扩散通过吸附咖啡因的材料，藉此促进整个吸附咖啡因的材料各处的咖啡因吸附作用，而不仅仅是在材料的表面或表面附近。通过允许含咖啡因的溶液横越咖啡因吸附剂材料的这种质量转移，比起如果交联聚合物不是多孔和/或水可渗透的，可以更有效率地从含咖啡因的溶液中去除咖啡因。再者，在某些实施例中，交联聚合物材料是亲水性的，藉此进一步促进含水、含咖啡因的溶液横越吸附咖啡因的材料的质量转移。在进一步的实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物，其中交联聚合物为多醣。在一个实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物，其中交联聚合物选自纤维素、淀粉、糖原(glycogen)、聚氨基葡糖(chitosan)、葡聚糖(dextran)、藻酸盐、琼脂、角叉菜聚糖(carrageenan)、刺槐豆胶、瓜尔胶及果胶。在一个实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物，其中交联聚合物为藻酸盐。交联多醣具有普遍亲水性的优点，藉此允许水溶液的扩散，如本文进一步描述的。在一个实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物，其中交联聚合物为蛋白或多肽。在一个实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物，其中交联聚合物选自丝心蛋白(fibroin)、弹性蛋白丝、骨胶原、角蛋白及明胶。和交联多醣一样，许多交联多肽是亲水性的且允许水溶液扩散横越交联多肽。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物，其中交联聚合物是生物相容的。如本文进一步描述的，吸附咖啡因的材料适合用于从含咖啡因的溶液(例如人们饮用的饮料)中吸附并藉此去除咖啡因。本文所公开的吸附咖啡因的材料内使用生物相容并且另外是无毒的材料是较佳的，因为这种材料不会将有害的化学品过滤至，例如要饮用的饮料内。在某些实施例中，咖啡因吸附剂材料是可食用的。因而，如果一些吸附咖啡因的材料被摄入，在这种情况下，摄入人不会因此受到伤害。如上，本发明提供包含交联聚合物的吸附咖啡因的材料。交联聚合物通过交联子而共价或非共价连接。如本文所使用，“交联子”是大分子内的小区域，由此处发出至少四个链，并且通过已有大分子上涉及位点或基团的反应或是已有大分子之间的交互作用而形成。在某些实施例中，小区域为原子、或原子基团、或由键、原子基团、或低聚链所连接的一些分支点。在某些实施例中，交联子为共价结构；然而，该术语亦可用来描述较弱的化学交互作用的位点，例如离子键、氢键、范德华交互作用、微晶部分以及甚至物理交互作用及缠绕。交联作用有利地提供结构刚性，籍此允许交联聚合物封装或容纳咖啡因吸附剂，同时仍然允许咖啡因扩散横越聚合物。如上，透过交联聚合物内包含咖啡因吸附剂，吸附咖啡因的材料能从溶液中去除咖啡因。在一个实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物，其中交联聚合物包含聚合物和交联子，并且其中交联子为多价离子。在某些实施例中，多价离子选自二价、三价及四价离子。在某些实施例中，多价离子为多价金属离子。在某些实施例中，多价金属离子选自钙、镁、锰、铁、铜、钴、镍、锌、钡、硒、铬以及钼的多价离子。不希望受理论的束缚，据相信多价离子与两个或更多聚合物链上或是同一条链上的羰基和其他部分(moieties)配位，藉此将两个或更多羰基或其他部分连接起来。因而，多价金属离子能与一条聚合物链上的羰基及第二条聚合物链上的第二个羰基部分配位，藉此使聚合物链交联。在一个实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物和与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂，其中交联聚合物包含聚合物及交联子，并且其中交联子与聚合物的重量之比为大于1:100。如上，交联作用给吸附咖啡因的材料提供了结构刚性。如以下实施例中，例如，在交联子与聚合物的重量之比大于1:100的实施例中，这种交联作用提供充分的结构刚性来封装咖啡因吸附剂的同时仍然允许含咖啡因的溶液扩散。例如，一实施例中，交联聚合物是0.01g的cacl2和1g的藻酸钠的反应产物。在某些实施例中，交联聚合物是聚合物和过量的交联子的反应产物。在一个实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物和与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂，其中吸附咖啡因的材料是不溶的或仅部分溶解于水溶液。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料在温度在大约60℃和大约100℃之间的水溶液内是不溶的或仅部分溶解的。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料是不溶或仅部分溶解于饮料，例如咖啡。于这些实施例中，一旦已经从含水饮料去除咖啡因，便可以由此去除不溶性的吸附咖啡因的材料，从而使人引用饮料时不会摄入吸附咖啡因的材料。在一个实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物和与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂，其中交联聚合物为交联水凝胶。如本文所使用，“水凝胶”为亲水性的、三维的可膨胀基质，其可藉由聚合物的化学和/或物理交联作用而产生。在某些实施例中，本文的水凝胶包括分散于液体介质内的水合交联亲水聚合物。在某些实施例中，水凝胶选自水胶体及黏弹性流体。在某些实施例中，本文的水凝胶包括没有分散于液体介质内的水合交联亲水聚合物。在一个实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物和与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂，其中吸附咖啡因的材料是干的或是干燥的。干的或干燥的吸附咖啡因的材料在某些实施例中是有利的，因为其通常比其水合对应体更轻且更小，藉此降低运输成本和最小化储存要求。再者，如以下实施例中所示，这些干的或是干燥的吸附咖啡因的材料例如能在含咖啡因的溶液内被水合，并且适合吸附咖啡因。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料具有在大约100nm和大约10mm之间的最小直径或特征尺寸。如同图3及图4中所示，吸附咖啡因的材料40包括交联聚合物60和与交联聚合物60关联的咖啡因吸附剂80。进一步的，吸附咖啡因的材料40具有最小直径或特征尺寸x。由于具有相对小的直径或特征尺寸，吸附咖啡因的材料允许含咖啡因的溶液在其表面扩散，相比于具有大尺寸特征的大体积材料，藉此增加吸附咖啡因的材料和含咖啡因的溶液之间的接触面积。因而，在一个实施例中，吸附咖啡因的材料呈珠粒的形状，如同图3中所示。于某些这类实施例中，吸附咖啡因的珠粒是球形或大体球形的，其具有在大约100nm和大约10mm之间的最小直径或特征尺寸x。在另一实施例中，吸附咖啡因的材料为线状或纤维状，如同图4中所示。于某些这类实施例中，线具有细长的结构以及在大约100nm和大约10mm之间的最小直径或特征x。在一个实施例中，线具有在大约100nm和大约10mm之间的最小直径或特征以及具有大于10mm的其他特征。例如，在一个实施例中，线具有介于大约100nm和大约10mm之间的最小直径或特征以及介于大约1mm至大约200mm之间的长度。如下本文进一步描述的，珠粒及线二者均适合通过流体聚焦方法来制造，并且因而能用高通量法予以制成。在一个实施例中，吸附咖啡因的材料具有卵圆的形状。在一个实施例中，卵圆的咖啡因吸附剂具有介于大约100nm和大约10mm之间的最小直径或特征尺寸。在一个实施例中，吸附咖啡因的材料具有盘子的形状。在一个实施例中，盘子形状的咖啡因吸附剂具有介于大约100nm和大约10mm之间的最小直径或特征尺寸。吸附咖啡因的材料包含交联聚合物和与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂。在一个实施例中，咖啡因吸附剂系与交联聚合物共价结合。在一个实施例中，咖啡因吸附剂是通过，例如静电力、氢键、范德华力及其他非共价键而与交联聚合物非共价连接的。在一个实施例中，咖啡因吸附剂是物理上被包含或置于交联聚合物内的。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物和与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂，其中咖啡因吸附剂为粘土颗粒。如本文所使用，“粘土颗粒”为包括一种或多种粘土矿物的细粒的岩石或土壤材料。如本文所使用，“粘土矿物”是指硅酸盐矿物类的矿物。在某些实施例中，至少50％的材料拥有<2μm的斯托克斯直径(stokesdiameter)。在某些实施例中，粘土颗粒包含选自合成锂滑石粉(laponite)、蒙脱石、贝得石(beidellite)、囊脱石(nontronite)、锂蒙脱石(hectorite)、滑石粉(saponite)、锌蒙脱石(sauconite)、海泡石及其组合的材料。在某些实施例中，粘土颗粒包含皂土(bentonite)。在某些实施例中，被吸附于和/或配位于矿物表面的阳离子被其他阳离子取代，藉此使其成为同离子的(homo-ionic)。粘土矿物也是无毒、可用作堆肥的，一般不会与其他化合物反应，且价格便宜。如以下示例中所示，粘土颗粒在从含咖啡因的溶液中吸附咖啡因方面是有效的，藉此当粘土颗粒包含在交联聚合物内时，能从含咖啡因的溶液中去除咖啡因。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物；以及与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂，其中咖啡因吸附剂为活性碳。如本文所使用，“活性碳”是指一种碳化合物形式，其具有微小、小体积的孔。据信这种微小、小体积的孔能使活性碳增加其可用于吸附作用或化学反应的表面积。在某些实施例中，活性碳为具有每克介于大约500和大约1500平方米之间的表面积。在某些实施例中，活性碳包括选自微孔、中孔(meso-pores)及大孔(macro-pores)的孔。如以下示例中所示，活性碳在从含咖啡因的溶液吸附咖啡因方面是有效的，藉此当活性碳包含在交联聚合物内时，能从含咖啡因的溶液中去除咖啡因。在某些实施例中，活性碳包含占据活性碳内的位点的材料，该位点会在缺少该材料情况下从溶液中吸附糖类。在某些实施例中，该材料选自糖和酸。在某些实施例中，糖为蔗糖。在某些实施例中，酸选自无机酸和有机酸。在某些实施例中，酸是甲酸。负载有占据活性碳内位点(该位点在在缺少该材料情况下从溶液中吸附糖类)的材料的活性碳在从含咖啡因的溶液吸附咖啡因方面提供更大的选择性。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物和与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂，其中咖啡因吸附剂为沸石。如本文所使用，“沸石”是指多孔的铝硅酸盐矿物。在某些实施例中，孔径介于大约一纳米和大约一埃的间。在某些实施例中，沸石具有相对开放、三维的晶体结构，构建自于铝、氧及硅，加上碱金属或碱土金属。在某些实施例中，这些金属包括钠、钾及镁。如以下示例中所示，沸石在从含咖啡因的溶液中吸附咖啡因方面是有效的，藉此当沸石包含在交联聚合物内时能从含咖啡因的溶液去除咖啡因。在某些实施例中，沸石为结晶沸石y。在某些实施例中，沸石为沸石铝硅酸盐，具有大约4.5至大约35的sio2:al2o3摩尔比。在某些实施例中，沸石为结晶沸石y。在某些实施例中，沸石为具有大约4.5至大约9的sio2:al2o3摩尔比的沸石铝硅酸盐。在某些实施例中，沸石具有沸石y的基本x射线粉末衍射图。例如，授予izod的美国专利第4,331,694号中可以找到一种示例性适合的沸石的说明，其中关于沸石的内容的全部内容以引用方式结合于此。在某些实施例中，沸石具有不大于0.070的离子交换能力。在某些实施例中，沸石具有自大约24.20至大约24.45埃的单位晶胞尺寸ao。在某些实施例中，沸石具有至少350m2/克的表面积(b-e-t)。在某些实施例中，沸石具有于25℃水蒸气的吸附(sorptive)能力。在某些实施例中，沸石具有小于5.00重量百分比的0.10的p/po值。在某些实施例中，沸石具有不超过0.40重量百分比的残留丁醇测试值。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物和与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂，其中咖啡因吸附剂为离子交换树脂。如本文所使用，“离子交换树脂“是指含有能从周围溶液吸引相反电荷的离子的带正电或带负电的位点的任何有机物。在某些实施例中，离子交换树脂包括多孔的固体材料。在某些实施例中，当离子交换树脂与溶液接触时，离子交换树脂吸附至少一部分的溶液且膨胀。再者，在某些实施例中，离子交换树脂从溶液中吸附组分，尤其是带有与离子交换树脂自身相反电荷的那些组分。在某些实施例中，离子交换树脂经修饰或调整成具有能够吸附特定咖啡因分子的电荷。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物和与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂，其中咖啡因吸附剂为分子印迹聚合物(molecularimprintedpolymer)。在某些实施例中，分子印迹聚合物为适合食品应用的咖啡因印迹聚合物且其选择性地从含咖啡因的溶液中去除咖啡因。在一个实施例中，分子印迹聚合物为1995年12月7日提交的欧洲专利申请ep19950203394描述的咖啡因印迹聚合物，其整体以引用方式结合于此。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物和与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂，其中交联聚合物与咖啡因吸附剂的比率为介于大约50:1和大约1:50之间。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物；以及与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂，其中交联聚合物与咖啡因吸附剂的比率在介于大约6:1和大约1:3之间。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物和与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂，其中交联聚合物与咖啡因吸附剂的比率在介于大约1:1和大约1:10之间。在某些实施例中，交联聚合物与咖啡因吸附剂的比率在大约1:1和大约1:4之间。如本文进一步描述的，吸附咖啡因的材料可用于从含咖啡因的溶液吸附咖啡因。许多含咖啡因的溶液，例如含咖啡因的饮料，是以热或温热的状态供应及饮入的。因而，在某些实施例中，本文描述的吸附咖啡因的材料在含咖啡因的饮料供应及饮入的温度范围内是热稳定的。如本文所使用，“热稳定的”是指一种化合物或材料，其在高的相对温度下，不会溶解、分开、或是其化学或物理的结构经历不可逆的改变。在某些实施例中，咖啡因吸附剂的材料，其包含：交联聚合物；以及与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂，在至少大约150℃的温度下为热稳定的。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料在至少大约100℃的温度下为热稳定的。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料在ph位准范围内是ph稳定的。如本文所使用，“ph稳定的”是指一种化合物或材料，其在高或低的相对ph下不会溶解、分开、或者其化学或物理结构经历不可逆的改变。含咖啡因的溶液，例如含咖啡因的饮料，通常具有高或低的相对ph位准。例如，咖啡典型具有较低的相对ph，介于大约3和大约6之间。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料，其包含交联聚合物；以及与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂，在介于大约ph2和大约ph10之间是ph稳定的。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料在介于大约ph3和大约ph6之间是ph稳定的。此ph-稳定性是有益的，因为吸附咖啡因的材料在酸性或碱性溶液内不会溶解或分开，藉此保留任何已吸附的咖啡因于吸附咖啡因的材料内。带着吸附咖啡因的材料内保留的咖啡因，吸附咖啡因的材料能从溶液，例如饮料中去除，藉此从溶液中去除咖啡因。在一个实施例中，吸附咖啡因的材料由交联聚合物和与交联聚合物关联的咖啡因吸组成。在一个实施例中，吸附咖啡因的材料基本上由交联聚合物和与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂组成。吸附咖啡因的系统在第二方面，本发明提供吸附咖啡因的系统。在一个实施例中，吸附咖啡因的系统包括多孔容器；以及设置在多孔容器内的吸附咖啡因的材料。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料是根据本文描述的任何吸附咖啡因的材料。在一个实施例中，吸附咖啡因的系统包括多孔容器以及设置在多孔容器内的吸附咖啡因的材料，其中多孔容器包括具有比吸附咖啡因的材料更小的最小尺寸或特征的孔。转到图1，图示了一种吸附咖啡因的系统10。如图1所示，多孔容器20包括一些孔24以及设置在多孔容器20内的吸附咖啡因的材料40。吸附咖啡因的材料40包括交联聚合物60以及与交联聚合物60关联的咖啡因吸附剂80。此吸附咖啡因的系统10有利地保存设置在多孔容器20内的吸附咖啡因的材料40，藉此从溶液，例如饮料，中分离吸附咖啡因的材料以及任何吸附的咖啡因。在某些实施例中，多孔容器20的孔24的大小比大约100nm至大约10mm要小，并且其中吸附咖啡因的材料的最小特征介于大约100nm和大约10mm之间。多孔容器可以为任何容器，该容器具有被配置成允许流体流动的孔。在某些实施例中，多孔容器包括纺织材料，例如纺织丝或布袋或小袋。在某些实施例中，多孔容器包括非纺织多孔材料，诸如纸茶袋或小袋(如图1所示)。在某些实施例中，多孔容器包括非纺织多孔容器。在某些实施例中，非纺织多孔容器包含。在某些实施例中，多孔容器包括。在某些实施例中，多孔容器为具有一些穿孔(perforations)的金属滤茶球。在某些实施例中，多孔容器为法式滤压咖啡机(frenchpresscoffeepress)的一部分，其中法式滤压咖啡滤机的底部、过滤部分之内含有吸附咖啡因的材料。在某些实施例中，多孔容器被配置成适合渗滤器或其他的煮咖啡机且从咖啡溶液中过滤咖啡渣。如图2所示，吸附咖啡因的系统10包括多孔容器20，其呈适合制备并过滤咖啡的咖啡过滤器形状。多孔容器20包括用于容纳咖啡渣的锥形壁22以及设置在多孔容器20内的吸附咖啡因的材料40。吸附咖啡因的材料40包括交联聚合物60和与交联聚合物60关联的咖啡因吸附剂80。在某些实施例中，多孔容器包括手柄，用于从溶液收回吸附咖啡因的系统。在某些实施例中，手柄为线。在某些实施例中，多孔容器是被构造成包含一定量的吸附咖啡因的材料，适合于吸附，例如，8盎司、12盎司、16盎司、20盎司或更大杯的咖啡内所有或大部分的咖啡因。在某些实施例中，多孔容器被配置成包含一定量的吸附咖啡因的材料，适合于吸附，例如，一壶咖啡内所有或大部分的咖啡因。在某些实施例中，多孔容器被配置成包含一定量的吸附咖啡因的材料，适合于吸附，例如，一俄式茶壶(samovar)咖啡内所有或大部分的咖啡因。在一个实施例中，多孔容器被配置成包含溶液，该溶液用于工业调制适合于装瓶在较小容器中的大量咖啡。从溶液中去除咖啡因的方法在另一方面，本发明提供一种从溶液中去除咖啡因的方法。在一个实施例中，该方法一般包括使溶液与吸附咖啡因的材料接触足以吸附咖啡因的时间及条件，藉此从溶液去除咖啡因。在某些实施例中，吸附咖啡因的材料是根据本文描述的任何吸附咖啡因的材料。在某些实施例中，方法进一步包含，一旦所有或一部分的咖啡因已经吸附至吸附咖啡因的材料上，便从溶液中去除吸附咖啡因的材料。这样做，彻底地从溶液中去除咖啡因。去除能包括从溶液中去除包含吸附咖啡因的材料的吸附咖啡因的系统，如本文所述。这方面的方法包括使溶液与吸附咖啡因的材料接触足以吸附咖啡因的时间及条件。条件包括任何足以将咖啡因吸附至吸附咖啡因的材料上的条件。鉴于本公开的教导及本领域技术人员的知识，此条件对本领域技术人员是显而易见的。条件参数包括含咖啡因的溶液的溶液温度及浓度、吸附咖啡因的材料的浓度等等。同样地，鉴于本公开的教导，本领域技术人员将会理解，溶液与吸附咖啡因的材料要接触多久。如本文所揭示的，咖啡因的吸附作用可以用，例如，紫外-可见光光谱法及hplc来测量。在某些实施例中，方法包含使溶液与吸附咖啡因的材料接触足以吸附咖啡因的时间及条件，藉此从溶液去除咖啡因，其中时间为介于大约1分钟和大约60分钟之间。在一个实施例中，时间为介于大约2分钟和大约30分钟之间。在一个实施例中，时间为介于大约3分钟和大约10分钟之间。在一个实施例中，方法包含使溶液与吸附咖啡因的材料接触足以吸附咖啡因的时间及条件，藉此从溶液去除咖啡因，其中溶液为饮料。在一个实施例中，饮料为咖啡。在一个实施例中，饮料选自咖啡、红茶(blacktea)、绿茶、乌龙茶、白茶(whitetea)、普洱茶、黑茶(darktea)、草药茶、花茶、印度奶茶(chai)、抹茶(macha)、能量饮料、含酒精饮料(alcohol-baseddrink)、马黛茶(mate)、苏打以及可可。在某些实施例中，溶液与吸附咖啡因的材料接触时在介于约60℃和约110℃之间。在某些实施例中，溶液与吸附咖啡因的材料接触时在介于约90℃和约100℃之间，例如当调制饮料像是咖啡或茶时。在某些实施例中，溶液与吸附咖啡因的材料接触时在介于约20℃和约40℃之间，例如当调制冷水萃取物或冷压咖啡时。在一个实施例中，溶液具有介于大约8盎司和大约20盎司之间的体积。在一个实施例中，溶液具有，例如，大约8盎司、大约12盎司、大约16盎司、大约20盎司或更大的体积。在一个实施例中，溶液被配置成单人饮用的饮料。在一个实施例中，溶液为一壶咖啡。在一个实施例中，溶液为一俄式茶壶的咖啡。在一个实施例中，溶液为大量含咖啡因的溶液，例如，工业调制大量的咖啡使用的溶液，其适合于装瓶在较小的容器。去咖啡因的系统在另一方面，本发明提供去咖啡因的系统，其包含含咖啡因的固体以及吸附咖啡因的材料。在一个实施例中，含咖啡因的材料包括咖啡渣。在一个实施例中，含咖啡因的材料包括茶叶。在一个实施例中，含咖啡因的材料包括咖啡晶体。在一个实施例中，含咖啡因的材料包括咖啡粉。在一个实施例中，含咖啡因的材料包括茶粉。在一个实施例中，吸附咖啡因的材料为本文所公开的任何吸附咖啡因的材料。制造吸附咖啡因的材料的方法在另一方面，本发明提供用于制造吸附咖啡因的材料的方法。在一个实施例中，本方面的方法包括使包含咖啡因吸附剂和聚合物的溶液或悬浮液与用于交联聚合物的交联子接触。在一个实施例中，咖啡因吸附剂为粘土颗粒。在一个实施例中，粘土被处理以产生粘土分散体。在一个实施例中，粘土分散体是用超音波和/或混合器予以处理以提供包含粘土颗粒的粘土分散体。在一个实施例中，将粘土分散体分级以去除污染物，例如石英。在一个实施例中，粘土是用浓缩盐溶液予以处理以使粘土颗粒的工作面(face)呈同型离子的(homo-ionic)。在一个实施例中，制造吸附咖啡因的材料的方法包括逐滴添加(drop-wiseaddition)。如图6所示，在一个实施例中，逐滴添加包括导入包含咖啡因吸附剂及聚合物的溶液或悬浮液的液滴，至包含用于交联聚合物的交联子的溶液内。当包含咖啡因吸附剂及聚合物的液滴与包含交联子的溶液接触时，聚合物变成交联聚合物，藉此形成吸附咖啡因的材料的珠粒，吸附咖啡因的材料包含交联聚合物以及与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂。在一个实施例中，包含咖啡因吸附剂及聚合物的溶液或悬浮液的液滴是由注射器或具有孔的其他装置来产生，装置可通过孔喷射出液滴形式的溶液或悬浮液。如以下示例中所示，较小的针规或孔提供较小的吸附咖啡因的材料。在一个实施例中，针为6-34规格的针。为了制造盘子形状的吸附咖啡因的材料，使用外力，例如滚筒，来压平珠粒。为了制造卵圆形状的吸附咖啡因的材料，聚合物/咖啡因吸附剂溶液的黏性处于相对高的水平。当其离开针并进入交联溶液时维持其形状，藉此提供卵圆形的吸附咖啡因的材料。在一个实施例中，珠粒导入至高剪切混合器内，高剪切混合器使珠粒分裂而提供较小的珠粒。如本文进一步描述的，较小的珠粒提供更大的表面积，其典型会导致更快速的咖啡因吸附作用动力学。在一个实施例中，溶液或悬浮液包含藻酸及皂土颗粒并且交联子为二价钙离子。流体聚焦是一种利用流体动力学特性来生产液滴或泡泡的方法。其能用来生产各种尺寸的液滴或泡泡。基本操作包括用连续相流体(聚焦或鞘流体)围绕分散相(被聚焦或核心流体)，藉此在挤出两种流体的孔口附近产生小滴。一种流体聚焦装置包括以连续聚焦流体供给加压的压力室。于内部，通过毛细管进料管注入一种或多种聚焦流体，毛细管进料管的末端在小孔口前面打开连结压力室与外部。聚焦流体流使流体弯月面形成尖端而产生稳定的微喷射流或奈米喷射流通过孔口离开室；喷射流尺寸比出口孔口小得多，因而杜绝了任何接触(接触可能导致不必要的沉积或反应)。毛细管不稳定使稳定的喷射流分裂成匀相的小滴或泡泡。本文所公开的是适合生产各种尺寸的珠粒及线的同心流系统。在使用上其能藉由控制溶液的相对流动速率来生产具有下列形状的小到大的颗粒，包括例如，球体、细长的球体、椭圆体及线，如本文进一步描述的。如图5所示，包括聚合物及咖啡因吸附剂的被聚焦流体通过毛细管进料予以注入。包括交联子的聚焦流体共轴围绕被聚焦流体。在操作方面，聚合物是由交联子予以交联藉此形成一种吸附咖啡因的材料的线，其包含交联聚合物以及与交联聚合物关联的咖啡因吸附剂。聚焦流体的流动速率相对于被聚焦流体流动速率增加时，生成的线就更短。提供以下示例，用于示意性描述而非限制本发明。示例示例1藉由逐滴添加来制备包含粘土矿物于藻酸珠粒内的代表性吸附咖啡因的材料皂土，一种富含蒙脱石的粘土矿物，是与水混合以形成0.1-10％w/w分散液。皂土分散液是用超声予以进一步处理以及剥离。该处理使聚集体分裂且允许粘土更完全的分散。将粘土分级以去除矿物污染物，例如石英。离心粘土，以及去除上清液。藉由添加氯化钙、氯化钾或带有所欲的阳离子(较佳为带有低水合能者)的任何其他盐的高度浓缩溶液以使粘土颗粒的工作面(face)成为同型离子的(homo-ionic)。接著离心粘土以及萃取上清液，允许用新鲜批次的阳离子溶液重复该过程。此步骤后，使用去离子水清洗粘土数次直到粘土悬浮液没有带电荷的颗粒的迹象。此处理有助于提升粘土成为良好的咖啡因吸附剂的能力。预期的是粘土矿物也可以用无机酸，例如盐酸或磷酸予以酸处理，例如以进一步增加表面积和/或选择性和/或简易操作。藻酸是溶解于去离子水内，范围为0.5-4％w/v以及搅拌到获得无气泡的均质悬浮液为止。粘土浆体与藻酸溶液彻底地混合。适合防止粘土不被沥滤的组合范围可从以质量计6:1至1:3的粘土：藻酸。复合混合物是以逐滴方式导入至0.1-5mcacl2溶液的溶液内，藉此形成珠粒。连续搅拌形成的珠粒以避免藻酸盐珠粒聚集且允许硬化历时0.5-2小时。cacl2溶液适合的量为要添加的粘土/藻酸体积的2-3倍。珠粒可以用6-34规格的针及注射器予以形成。较小的粒度可以，例如，藉由滴入较大的珠粒至高剪切混合器内予以形成；此处理有助于增加表面积且因而增加吸附动力学。用水冲洗形成的珠粒数次以消除珠粒内过剩的钙离子。用例如，纸巾、加热灯、食物脱水机或其他相似的方法来充分地干燥珠粒。此外，使用前将珠粒冷冻及冷冻干燥可能是有可能的。这会减少其尺寸和重量且允许在过滤器装置内包装更多。示例2藉由逐滴添加来制备包含活性碳于藻酸珠粒内的代表性吸附咖啡因的材料活性碳是预装载有水中的糖及甲酸，或类似的化合物，以达成更大的咖啡因选择性。蔗糖/酸会占据碳内的位点，这些位点一般会从咖啡萃取物中吸收糖。藻酸是溶解于去离子水中，范围为0.5-4％w/v以及搅拌到获得无气泡的均质悬浮液为止。预装载的碳与藻酸溶液彻底地混合。适合防止碳不被沥滤的组合范围可从以质量计1:1至1:4的活性碳：藻酸。复合混合物是以逐滴方式导入至0.1-5mcacl2溶液的溶液内。连续搅拌形成的珠粒以避免藻酸盐珠粒聚集且允许其硬化历时0.5-2小时。cacl2溶液适合的量是要添加的碳/藻酸体积的2-3倍。珠粒可以用6-34规格的针及注射器予以形成。较小的颗粒尺寸可以，例如，藉由滴入较大的珠粒至高剪切混合器内予以形成；此处理有助于增加表面积且因而增加吸附动力学。用水冲洗形成的珠粒数次以消除珠粒内过剩的钙离子。用例如，纸巾、加热灯、食物脱水机或其他相似的方法来充分地干燥珠粒。此外，使用前将珠粒冷冻及冷冻干燥可能是有可能的。这会减少其尺寸和重量且允许在过滤器装置内包装更多。示例3通过流体聚焦方法制备代表性吸附咖啡因的材料5wt％皂土与95wt％的水混合。声波振动处理悬浮液20分钟。1.5wt％藻酸盐与98.5wt％的水混合。皂土及藻酸盐二者均分散至水中之后，皂土悬浮液及藻酸盐溶液混合在一起(a/b溶液)。制备0.2mcacl2溶液。a/b溶液放置于平衡槽内。平衡槽有助于使蠕动泵的任何冲脉输入平稳。当平衡槽几乎满了且就在a/b溶液要从18规格的针出来的前，使用另一电源及控制器使cacl2溶液流至同心流部件。当a/b溶液从针出来且接触cacl2溶液时，藻酸盐交联并形成水凝胶的结构，其容纳或捕捉经悬浮的皂土。在同心流部件内，cacl2溶液以比a/b溶液快得多的速度流动，因而，cacl2溶液的剪应力会使a/b溶液条分裂成线或珠粒，取决于相对流动速率。藉由控制相对流动速率，可以控制线的长度；流动速率差异越大，线将越短。示例4吸附咖啡因的材料的代表性咖啡因吸附作用的紫外-可见光测量制备0.5mg/ml咖啡因水溶液。将代表性的吸附咖啡因的材料放置于咖啡因溶液内且搅拌溶液。于特定的时间点移去等分量。将等分量予以1:100稀释。以紫外-可见光光谱仪测量经稀释的等分量以及记录273nm的吸光度。示例5吸附咖啡因的材料的咖啡因吸附作用的hplc测量如上制备吸附咖啡因的材料。记录它们的干重。制备咖啡或其他含咖啡因的溶液。将吸附咖啡因的材料放置于咖啡内并搅拌。于特定的时间点移去等分量并予以1:10稀释。经稀释的样本用0.45微米ptfe膜鲁尔锁(luerlock)过滤器装置予以过滤。将经稀释的样本放置于hplc小瓶内且于hplc机器上运转。将样本与已知咖啡因浓度(0.2、0.4、0.6、0.8、&1.0mg/ml)的溶液作比较。管柱条件如下：-管柱：agilentzorbaxeclipseplusc18，4.6mm×150mm，(5μm)-检测器：uv在273nm-移动相：水/甲醇(25/75体积％)-流动速率：0.70ml/min-温度：45℃-注入体积：10ul-运转时间：15分钟示例6各种咖啡因吸附剂的咖啡因吸附作用数据显示使用各种材料(如封装的吸收剂)来去除咖啡因的咖啡因吸附作用的效率。测试的材料为皂土、碳以及合成锂滑石粉，颗粒尺寸自纳米变化至微米。如同表1-1中所示，具有15.0wt％的材料比溶液的比率的皂土线能够于10分钟之后，从每毫升1.57毫克含咖啡因的溶液去除100％的咖啡因。如同表1-2中所示，具有24.1wt％的材料比溶液的比率的碳珠粒能够于30分钟之后，从每毫升0.311毫克含咖啡因的溶液去除98.5％的咖啡因。如同表1-3中所示，具有19.6wt％的材料比溶液的比率的合成锂滑石粉珠粒能够于20分钟之后，从每毫升0.625毫克含咖啡因的溶液去除74.2％的咖啡因。表1-1：藻酸盐：碳(1:3)珠粒；材料比溶液为24.1wt％时间(min)咖啡因降低％浓度(mg/ml)001.573673505270.518384560.4639443711094.312224980.0895070093098.486322840.023820336表1-2：藻酸盐：合成锂滑石粉(1:3)；珠粒；材料比溶液为19.6wt％时间(min)咖啡因降低％浓度(mg/ml)000.311201665260.439984560.123111427363.697602450.112973666567.55506160.1009691891071.650239590.0882249262074.174173120.080370403表1-3：藻酸盐：皂土(1:12)；线；材料比溶液为15wt％时间(min)咖啡因降低％浓度(mg/ml)000.625462472140.745021660.370617652276.721351610.14559921390.153605820.0615855597.755981170.01403549610100.43522220.002722152从该数据可以看出，与交联聚合物关联的咖啡因吸收剂在仅仅几分钟内展现出超过70％的咖啡因吸附效率。这些结果展示出水凝胶的结构对含咖啡因的溶液为高度可渗透的，且于含咖啡因的溶液进出该结构时允许吸收剂吸附咖啡因分子。示例7干的吸附咖啡因的材料的咖啡因吸附作用包括2:1藻酸盐：皂土的吸附咖啡因的材料以及包含1:3藻酸盐：皂土的吸附咖啡因的材料的制备如上。2:1及3:1藻酸盐：皂土的吸附咖啡因的材料继而予以冷冻干燥。此外，包括1:1藻酸盐：皂土以及1:3藻酸盐：皂土的吸附咖啡因的材料的制备如上。1:1及1:3藻酸盐：皂土的吸附咖啡因的材料被予以风干。冷冻干燥的吸附咖啡因的材料以及风干的吸附咖啡因的材料在咖啡因溶液内还原(reconstituted)。表2-1至2-4内概述的数据显示：干的水凝胶吸收剂封装材料会吸附咖啡因。具有冷冻干燥的2:1藻酸盐：皂土珠粒，材料能够使用1wt％的材料比溶液的比率，于5分钟之后从每毫升0.132毫克含咖啡因的溶液去除38.8％的咖啡因。具有风干的1:1藻酸盐：皂土皂土珠粒，材料能够使用1wt％的材料比溶液的比率，于5分钟之后从每毫升0.132毫克含咖啡因的溶液去除26.1％的咖啡因。数据显示冷冻干燥的样本与风干的样本相比，有较高的咖啡因吸附效率的倾向。表2-1：藻酸盐：皂土(1:1)；风干的；珠粒；材料比溶液1wt％时间(min)咖啡因降低％浓度(mg/ml)000.13217945213.880418120.11383239526.066568870.097724803表2-2：藻酸盐：皂土(3:1)；冷冻干燥；珠粒；材料比溶液1wt％时间(min)咖啡因降低％浓度(mg/ml)000.13217945223.9243950.100556317538.788617890.080908868表2-3：藻酸盐：皂土(1:3)；珠粒；风干的；材料比溶液1.8wt％时间(min)咖啡因降低％浓度(mg/ml)001.573673505210.762750721.4043029491017.417189541.2995838083020.552715711.250240864表2-4：藻酸盐：皂土(1:3)；珠粒；冷冻干燥的；材料比溶液1.8wt％时间(min)咖啡因降低％浓度(mg/ml)001.573673505213.37669751.3631679611016.488526531.3141979323031.588165291.076578917示例8代表性吸附咖啡因的材料的珠粒大小对于咖啡因吸附作用的影响珠粒形状的吸附咖啡因的材料如本文进一步描述的，是利用逐滴添加来制备。三种组成的相同材料被制成三种不同的尺寸，珠粒直径为2.9±0.2mm、3.1±0.3mm及5.0±0.7mm。以相同的组成，0.85％的藻酸盐、3.4％的皂土及95.75％的水，以及相同的条件使用50wt％的材料比上含咖啡因的溶液的比率来进行测试。如同表3-1至3-3内概述的，数据显示珠粒越大，材料吸附咖啡因的效率越低。2.9±0.2mm珠粒能够去除91.9％的咖啡因；3.1±0.3mm的珠粒能够去除92.8％的咖啡因；以及5.0±0.7mm的珠粒能够去除84.2％的咖啡因。表3-1：藻酸盐：皂土(1:4)；珠粒d＝2.9+-0.2mm；材料比溶液50wt％时间(min)咖啡因降低％浓度(mg/ml)002.384574119254.581682881.083033435566.945653940.7882053811080.168466540.4728976142088.680670530.2699178013091.87600770.193722618表3-2：藻酸盐：皂土(1:4)；珠粒d＝3.2+-0.3mm；材料比溶液50wt％时间(min)咖啡因降低％浓度(mg/ml)002.384574119254.329676451.089042716573.309346160.6364584241082.11838210.4264004332088.565630940.2726610053092.793177240.17185203表3-3：藻酸盐：皂土(1:4)；珠粒d＝5.0+-0.7mm；材料比溶液50wt％时间(min)咖啡因降低％浓度(mg/ml)002.384574119240.655650051.41511001557.421151851.0153241931068.504774180.7510270042079.327142820.4929596023084.223776160.376195751两种较小的珠粒尺寸，2.9±0.2mm及3.1±0.3mm，显示出相似的咖啡因吸附，以及较大的珠粒尺寸5.0±0.7mm其在相同的时间周期于咖啡因吸附上显示出显著的下降。假设较大的珠粒降低的咖啡因吸附作用是由于其较低的表面-对-体积比，其导致介于材料和含咖啡因的溶液之间较少的接触表面。这些结果展示出材料的形状与尺寸于咖啡因降低效率上扮演重要的角色。特别地，较高的表面-对-体积比会增加咖啡因吸附。示例9咖啡因吸附剂装料对于咖啡因吸附作用的影响带有不同比率的咖啡因吸附剂比交联聚合物的吸附咖啡因的材料的制备如本文所述。表4-1至4-2内概述的数据显示，带有较高的咖啡因吸附剂装料的吸附咖啡因的材料倾向于以较高的速率吸附给定的含咖啡因的溶液中的咖啡因，直到材料达到高容量(capacity)为止。数据显示两种材料于具有相同浓度的含咖啡因的溶液中在相同的条件下进行测试。一种吸附咖啡因的材料具有1重量份的藻酸盐比3重量份的皂土的组成，以及另一种具有1重量份的藻酸盐比6重量份的皂土的组成。如同表4-1及4-2中所示，具有1重量份的藻酸盐比6重量份的皂土组成的材料具有较快速的吸附作用动力学以及较高的吸附容量(adsorptioncapacity)。表4-1：藻酸盐：皂土(1:3)；微珠d＝1.8+-0.3mm；22.5wt％时间(min)咖啡因降低％浓度(mg/ml)000.260175871163.618085130.094656964276.898510280.060104502384.011801710.041597434583.434739190.0430988121093.927820280.0157983462095.834976380.010836386表4-2：藻酸盐：皂土(1:6)；微珠d＝1.8+-0.3mm；22.1wt％时间(min)咖啡因降低％咖啡因浓度(mg/ml)000.260175871172.020990960.07279463591.748797910.0214676371095.043142480.0128965472096.13874280.01004606示例10代表性吸附咖啡因的材料对各种含咖啡因的饮料的咖啡因吸附作用吸附咖啡因的材料的制备如本文公开所述并放置于各种含咖啡因的饮料内。如同表5-1至5-3内概述的，数据显示吸附咖啡因的材料对于咖啡、茶及去二氧化碳苏打中起作用而吸附咖啡因。表5-1：藻酸盐：皂土(1:4)；珠粒；苏打；45wt％时间(min)咖啡因降低％浓度(mg/ml)000.142152905263.319801350.052141968582.086865660.0254640411090.637751910.013308708表5-2：藻酸盐：皂土(1:4)；珠粒；绿茶；45wt％时间(min)咖啡因降低％浓度(mg/ml)000.158399055267.53484210.051424503582.638407690.0275005981088.262066250.018592776表5-3：藻酸盐：皂土(1:4)；珠粒咖啡；材料比溶液50wt％时间(min)咖啡因降低％浓度(mg/ml)002.384574119254.581682881.083033435566.945653940.7882053811080.168466540.4728976142088.680670530.2699178013091.87600770.193722618尽管本发明的较佳实施例示意性描述如上，应理解在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以进行各种变化。当前第1页12