高压提取容器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体设及制备具有治疗或预防疾病或增强人的健康的潜能的即饮饮料。在 某些实施方式中，本发明公开了一种多隔室容器(capsule)，其能够在一个隔室中使用高压 提取活性成分，并将提取物与下游隔室的成分混合，并在相同或更低的压力下提取下游成 分，W提供新鲜混合的提取物供消费者使用。
[0002] 发明背景
[0003] 现在，草药已经W茶叶袋形式使用了几十年，声称提高消费者的幸福。相比药品， 许多客户会选择草药，因为它们是通常没有副作用的天然成分。然而，由草药制作饮料需要 茶袋和一些时间用于准备饮料。通常干燥和预处理茶袋中的草药，运降低了提高消费者的 健康的潜能。此外，如果茶袋在制备饮料之前储存一段时间，草药的味道和健康增强品质 (he曰Ithenhancingqu曰Iity)也降低。
[0004] 在过去的几年里，用于制备即饮饮料的设备、方法和容器已经显著增加。公司如 化Stle和Kourig在市场上已经具有为消费者提供热或冷的茶和/或咖啡的家居产品。
[0005] 大多数用于即饮饮料的容器含有咖啡过滤器或粗非织造材料，W保留研磨的颗 粒。由于各种原因还已经将膜引入容器中。
[0006] 例如WO2010112353A1专注于具有过滤器的用于制备液体营养或食品组合物的容 器，描述了在给定压力下会破裂的弱的膜层的使用。
[0007] 在WO2009092629A1中使用具有0.2WI1额定孔径且由聚酸讽、醋酸纤维素或聚酷胺 制成的灭菌级滤膜保留饮料中存在的可能的细菌。他们还提到，过滤一些婴儿配方可能是 有问题的，因为运些配方含有益生菌，即可W帮助消化的良好的细菌。
[000引文献WO2008117329A1描述了具有完全平坦的顶部的容器，其在容器入口处含有 滤纸，W形成进入所述容器的均匀的流动通道。
[0009] 然而，WO2010128031A1教导远离运样的概念，因为在容器入口处的运种大的过滤 表面下方需要厚的和刚性的塑料支撑，并且那些额外的部件提高了容器的价格。还提到运 些额外的塑料部件的环境影响。据称，过滤表面应当比容器的开口（mouth)小得多，W最小 化使用塑料作为支撑。此外已经引入清洗引入的水的想法，W通过将微生物和病毒从其过 滤而提局水的品质。
[0010] 然而，为了从容器制备饮料，必须将液体例如水注入容器中，并且然后只要需要就 保持在容器中，W从研磨草药和根提取活性成分。此后，必须从容器排出包含液体和活性成 分的溶液。通常运需要运样的器件，其能够保持容器并提供所需的液体流进入容器并在摄 取活性成分之后从容器排出。为了确保合适地制备含有草药的饮料，液体的量和压力必须 在参数的预定范围内。
[0011] 本发明的目的是提供一种容器，其允许容易地由草药和根制备具有活性成分的饮 料。
[0012] 发明概述
[0013]本发明提出了（address)新型的基于膜的容器设计（其包括用于即饮饮料的阀系 统)等。
[0014]对此，本发明设及一种用于单一饮料制备的高压提取容器，其具有多孔疏水膜，所 述膜充当达到特定压力的流体流的阻挡，并且超过所述压力允许提取具有活性成分的流 体，但仍充当颗粒特别是研磨草药或根的阻挡，其中该膜的孔径大于0.45皿，并且其中疏水 膜被布置成具有小于40达因/cm即小于40mN/m的表面张力。
[001日]膜的水侵入压力（waterintrusionpressure)是其表面张力和其孔径的函数。增 加超疏水性化学品（3啡日^17化〇911〇61〇油日11113化7)的量和减小孔径将增加水侵入压力。因 此，通过设置所述膜W具有等同于小于40达因/cm的表面张力的超疏水特性，将提供有助于 在容器中使用运种膜的阀效应。
[0016] 运种膜的好处有四个方面。首先，该膜提供了研磨草药和根的过滤，运是现有技术 中已知的。第二，该膜提供了对细菌的保留，所述细菌可能潜在地经由草药或根或者通过用 于制造饮料的液体引入饮料中。第=，该膜提供了对液体流即水流的阻力，并允许建立预定 的压力W促进研磨草药和根的活性成分的高压提取。根据本发明合适的膜可W能够承受高 压，例如，如大于10化Si，即大于约690k化或6.9己。通过调整疏水特性和孔径，抗水压力可 W预定至给定值例如15psi和大于10化si之间的范围，优选在50psi和75psi之间（即在约 130Wa/l. 3己和大于690Wa/6.9己之间，优选在约345kPa/3.5己和51化化/5.2己之间）。然 后如果压力小于预定的抗水压力，该膜就像阀那样作用，并防止水穿过膜。已注入到容器中 的水将保持在容器内，并从研磨草药和根提取活性成分，从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压力增加并超过预定的抗水压力的压力值，则该膜变成对 溶液是可渗透的，并且允许溶液从容器排出。第四，当为最终用户制备饮料后，所述疏水膜 使得用户友好和清洁的容器处理(disposal)步骤成为可能，即无滴漏(non-drip)容器。当 饮料制备完成且水压力被释放时，取决于膜的材料和表面张力，膜再次成为疏水的，即膜阀 关闭。该膜的运一性质使得上游累积的液体，如果有的话，可W保留在隔室中，防止在使用 过的容器处理过程中瓣出。
[0017] 运种新颖的容器设计消除了研磨草药的堆积密度(packingdensity)对提取压力 累积(buildup)的影响。对流体的抗力是由疏水膜造成的。因此，为了延缓容器内的流体W 增加活性成分的摄取，由研磨草药和根的压实微粒形成的致密的多孔结构是没有必要的。
[0018] 高渗透性是即饮饮料中使用的膜的另一个重要特征。具有高渗透性的膜只需要覆 盖容器中的小区域，因此导致制造成本低。然而，在疏水性过滤膜的渗透性和水侵入压力 (孔径)之间存在权衡(trade-off)。更大的侵入压力可W通过牺牲渗透性来实现。因此增加 水侵入压力的优选方式是控制表面能，即膜的表面张力。
[0019] 优选地，疏水膜被设置成具有小于35达因/cm,更优选约30达因/cm的表面张力。运 样的超疏水膜可W具有大孔径，但仍充当阀，即同时具有大的抗水压力。一旦水压超过预定 的抗水压力，膜就会打开并具有高渗透性，从而导致大流量的溶液通过膜W及相应地短的 用于排空隔室的排出时间。
[0020] 对于一些应用，可W期望提供更高的抗水压力。疏水膜可W被设置为具有小于25 达因/cm或甚至小于20达因/cm的表面张力。
[0021] 根据本发明的一个实施方式，疏水膜的孔径为0.45皿至10皿，优选0.45皿至5皿。 孔径小于0.45WI1降低渗透性，并且导致不期望的长的排出时间。然而，孔径大于扣m或10皿 将不再有效地滤除不应留在或添加到饮料中最常见的细菌。
[0022] 根据本发明的一种特定的容器包括入口，用于保持具有活性成分的物质例如研磨 草药或根的隔室，出口，和将隔室与出口隔开的疏水膜。所述疏水膜的特性控制所需的压力 和隔室内液体的保留期限，并因此控制用于将研磨草药的活性成分转移到溶液中的最大摄 取持续时间。
[0023] 为了支撑疏水膜，可W使用非织造背衬(backing)。特别是对于具有高抗水压力的 膜，有利的是将该膜与增加膜的强度的支撑非织造物相组合。
[0024]根据本发明的一个优选实施方式，疏水膜是由容器的支撑装置支撑。所述支撑装 置可W包括网状支撑结构或径向向内延伸的突起，其安装在遍布由疏水膜覆盖的区域的隔 室的侧壁。运种支撑装置可W具有足够的抵抗力W保持膜在其位置，并防止可能由过大压 力或高的液体通量(throu曲put)引起的对膜的任何损害。
[0025]为了实现易于制备含有不同成分的饮料的新的可能性，容器包括第一隔室和第二 隔室，其中入口向内通向第一隔室，和第二隔室向外通向出口，其中第一膜将第二隔室与出 口隔开，其中第一隔室通过第二膜与第二隔室隔开，并且其中，优选但不是必须地，第二膜 的抗水压力高于第一膜。需要高压用于将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，和具有最好在较低