專利名稱：用于制備營養(yǎng)產(chǎn)品的包括過濾器的膠囊和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膠囊，所述膠囊用于通過將營養(yǎng)成分與液體混合而衛(wèi)生地制備含有營養(yǎng)成分的營養(yǎng)產(chǎn)品；該膠囊容納有過濾器，所述過濾器將供入膠囊中的液體過濾以除去液體中所含的不希望的成分。本發(fā)明更特別地涉及一種用于插入設(shè)備的膠囊，所述設(shè)備用于將液體供入膠囊中以便通過與營養(yǎng)成分(如嬰幼兒配方奶粉、成長配方奶粉或成人營養(yǎng)配方奶粉)混合而制備營養(yǎng)產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及一種使用這種膠囊的方法。
背景技術(shù)：
營養(yǎng)組合物可以為，例如，嬰幼兒配方奶粉或供學(xué)步期兒童、病殘人士、老年人、營養(yǎng)不足的人或運(yùn)動員的營養(yǎng)液。這些組合物是通過向容納在膠囊中的成分添加液體(例如水)來制備的。所述液體可能含有不希望的污染物，例如微生物和/或固體顆粒物(例如， 灰塵、礦物質(zhì)、有機(jī)殘留物，等等)。應(yīng)在液體與營養(yǎng)成分混合之前從液體中除去這些不希望的污染物，以確保衛(wèi)生而安全地制備營養(yǎng)組合物。因此，存在對于這樣一種膠囊的需求，該膠囊使得能夠方便而安全地制備營養(yǎng)組合物，例如嬰幼兒配方奶粉或其它食品組合物。W02006/077259披露了一種制備單份營養(yǎng)組合物的方法，該方法包括將例如水的液體導(dǎo)入料筒中，該料筒容納有一個單位劑量的濃縮形式的組合物。因此，水在導(dǎo)入料筒之前被處理以從水中除去病原體。這種處理可以為例如預(yù)熱、過濾或用紫外光照射水。W02008/012314涉及一種設(shè)備，該設(shè)備展示了借助過濾器處理水的原理以便從插入自動售貨機(jī)的膠囊中制備營養(yǎng)組合物。W02009/115475涉及一種用于制備液體的膠囊，該膠囊包括可穿孔的輸送壁。在2009年3月31日提交的W02009/0926^和第09156782. 6號專利中描述了與抗菌過濾器一體化的膠囊。該抗菌過濾器優(yōu)選為薄的多微孔膜，在制造期間，需要以極其謹(jǐn)慎的方式在膠囊內(nèi)操作和布置該多微孔膜。對過濾器本身的操作應(yīng)受控以避免事前污染。此外，必需確保過濾器在膠囊內(nèi)可靠的定位和連接以避免在飲料制備期間的任何過濾故障。因此，對過濾器的操作應(yīng)由一種適用于大規(guī)模生產(chǎn)的解決方案來協(xié)助，由此確保提高的衛(wèi)生和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。此外，還存在這樣一種需求對膠囊中的包裝(即非食品)材料的使用進(jìn)行優(yōu)化， 而不損害膠囊對在膠囊內(nèi)起主要作用的液體正壓的抵抗力，并且優(yōu)選地提供一種更環(huán)保和有成本效益的產(chǎn)品。另一個要求是確保釋放出專用量的容納在膠囊內(nèi)的營養(yǎng)組合物，以確保每個膠囊都能完全滿足例如嬰兒或兒童的需求。不應(yīng)有大量營養(yǎng)液遺留在膠囊內(nèi)，最優(yōu)選地，膠囊應(yīng)清空任何液體和固體。為此，膠囊內(nèi)的過濾器會在清空操作期間對注入膠囊的加壓氣體 (例如空氣)形成過高的阻力。結(jié)果，氣體的壓力可能不足以徹底清空膠囊，或需要過高的氣體壓力，這會對系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本產(chǎn)生影響。另一要求是確保在清空膠囊期間沒有接觸，即用于氣體吹洗的氣體開啟設(shè)備和受污染的液體(例如營養(yǎng)成分或營養(yǎng)液)之間沒有接觸，否則便需要系統(tǒng)地清洗并因此需要就地清潔系統(tǒng)，該就地清潔系統(tǒng)將使設(shè)備更復(fù)雜。另一要求是確保過濾器可在供入膠囊的液體的壓力下，特別地，在過濾器的上游表面處的壓力下承受變形。

發(fā)明內(nèi)容
所附權(quán)利要求解決了一個或多個上述問題。特別地，本發(fā)明涉及一種用于在設(shè)備中制備營養(yǎng)產(chǎn)品的膠囊，所述設(shè)備適用于將液體供入膠囊，所述膠囊包括至少一個容納營養(yǎng)成分的隔室，以便與所供給的液體相混合從而制備營養(yǎng)產(chǎn)品，適用于除去液體中所含污染物的過濾器，其特征在于過濾器構(gòu)成了過濾器單元，該過濾器單元包括濾膜和用于支承該濾膜的出口壁；出口壁包括至少一個與隔室連通的液體出口。優(yōu)選地，液體出口相對于濾膜的過濾表面軸向偏置地布置。優(yōu)選地，過濾器單元相對于隔室軸向偏置地布置。優(yōu)選地，膠囊具有主體，所述主體界定了用于成分的隔室和用于過濾器單元的過濾器接納座。過濾器接納座優(yōu)選位于隔室的一側(cè)。優(yōu)選地，過濾器單元為相對剛性的。在優(yōu)選的實施例中，過濾器單元包括封裝有濾膜的相對剛性的外殼。結(jié)果，因為可避免與濾膜的接觸而使膠囊的制造更容易和更衛(wèi)生。外殼優(yōu)選為抗壓的和可操作的?！翱刹僮鞯摹痹诖酥傅氖沁^濾器單元形成了如在膠囊的制造期間可被操作或被控制的組件，同時保持濾膜受外殼的保護(hù)而免受外部接觸和機(jī)械約束。優(yōu)選地，該單元的濾膜為多微孔的膜。更特別地，過濾器單元包括與出口壁共同形成的入口壁以及內(nèi)隔室，濾膜插入該內(nèi)隔室并進(jìn)一步在其周邊處不透液地密封至外殼。這種封裝結(jié)構(gòu)確保了當(dāng)制造膠囊時以及在制備營養(yǎng)液組合物期間都對濾膜進(jìn)行適當(dāng)保護(hù)。外殼還至少部分地承受由液體供給設(shè)備施加在膠囊上的壓力和密封力，由此緩減施加在濾膜自身上的作用力以避免其破裂或損壞。優(yōu)選地，外殼由兩個焊接在一起的半殼形成。過濾器可在其周邊處被外殼(例如裝配在一起的所述兩個半殼)夾住和/或焊住。半殼可以是通過夾緊和/或超聲波焊接而裝配在一起的塑料元件。這些元件足夠堅硬從而在注入膠囊的液體的壓力下抗彎。這些元件可以由食品級聚合物例如PP (聚丙烯)、PA (聚酰胺)、PE (聚乙烯)、PA/PP (聚酰胺/聚丙烯)、PVC (聚氯乙烯)、PS (聚苯乙烯)、PEEK (聚醚醚酮)、PLA (聚乳酸)、淀粉基材料或例如鋁的金屬及它們的組合制成。優(yōu)選地，出口壁優(yōu)選包括浮凸的結(jié)構(gòu)，例如多個脊突/柱子，用于為過濾后的液體預(yù)留空間。在一特別的實施例中，所述浮凸結(jié)構(gòu)向內(nèi)伸向外殼的內(nèi)隔室并遍布于多微孔膜的表面，多微孔膜可在其下游出口表面處被所述浮凸結(jié)構(gòu)支撐。該浮凸結(jié)構(gòu)確保了濾膜在液體壓力下的最小變形，并且也使得能夠在過濾器的下游側(cè)至外殼的出口處收集待供入隔室的液體。在另一實施例中，浮凸結(jié)構(gòu)支承膠囊的頂膜以避免其破裂而阻礙液體在過濾器單元的出口壁處的流動。外殼的入口壁包括至少一個用于液體的入口。入口包括至少一個抗穿擋板，該抗穿擋板橫切于入口的軸以防止多微孔膜被非膠囊所原有的穿孔器貫穿。擋板可以是設(shè)置在外殼的入口開口內(nèi)的橫斷部分并與外殼的入口壁一體制成。擋板可采取多種形狀和尺寸 (例如寬度和厚度)。優(yōu)選地，過濾器單元具有沿膠囊的橫斷平面截取的橫截面，過濾器單元的橫截面小于容納成分的隔室的橫截面。最優(yōu)選地，過濾器單元的橫截面比隔室的橫截面至少小兩倍。一個優(yōu)勢是減少了過濾器在其中心處的變形。另一優(yōu)勢涉及到降低了用以形成過濾器單元的包裝材料的量和隨之帶來的減少了其對環(huán)境的影響以及降低了其生產(chǎn)成本。膠囊還可包括主體以供接納成分(如嬰幼兒配方奶粉)，該主體例如形成一杯狀物。主體界定了第一隔室和過濾器接納座，所述過濾器接納座布置在隔室上游并用于盛放過濾器單元。過濾器接納座使得在生產(chǎn)線上的膠囊裝配期間過濾器單元能夠易于放置。膠囊的元件的數(shù)量也可顯著減少。主體可以為例如通過注塑成型或熱成型制成的模制塑料。過濾器接納座可布置成相對于第一隔室橫向偏心。通過使過濾器接納座偏心，過濾器單元可相對于隔室在膠囊的一側(cè)被移位以允許與液體供給設(shè)備的連接更有效且不易因液體的壓力發(fā)生變形。在優(yōu)選的膠囊設(shè)計中，過濾器接納座通過凸緣狀邊緣而延伸，該凸緣狀邊緣與隔室的凸緣狀邊緣連續(xù)地結(jié)合為一體。更特別地，過濾器單元包括出口噴嘴，該出口噴嘴從偏心的過濾器接納座向第一隔室延伸并在第一隔室上方。出口噴嘴包括一個或至少有限數(shù)量的小直徑出口以便在隔室內(nèi)提供液體的高沖力射流。優(yōu)選地，噴嘴包括單個出口，該出口具有小于1.0毫米，最優(yōu)選在0.2至0.7毫米之間的直徑。出口能夠以1至20米/秒之間的流速提供液體射流。由噴嘴形成的射流在隔室內(nèi)引起湍流流動，該湍流流動對于將所有成分溶解和/或分散在液體中是有效的。在膠囊內(nèi)還布置有一可開啟的氣體入口以從旁路繞過濾膜并在膠囊外部和第一隔室內(nèi)部之間提供連通。更優(yōu)選地，可開啟的氣體入口例如通過入口壁形成在過濾器單元內(nèi)并與出口噴嘴連通。氣體入口使得能夠引入加壓氣體以便膠囊清空液體并因此確保膠囊的全部容納物都從膠囊中清空?？赏ㄟ^刺穿或破壞膠囊的一部分而開啟氣體入口。當(dāng)氣體入口布置成與過濾器單元的已過濾側(cè)(即通向噴嘴的管道)連通時，則可確保附屬于流體供給設(shè)備并用于開啟氣體入口的開啟元件僅與已過濾的液體進(jìn)行接觸。特別地，共有的頂膜密封至隔室和過濾器單元上。密封該膜以分別封閉液體入口和氣體入口。結(jié)果，液體入口可例如通過液體注射器穿刺而開啟，同時氣體入口仍然由膜封閉。氣體入口可例如通過在膜的氣體密封區(qū)域內(nèi)刺穿膜(例如借助將針或桿插入氣體入口)而選擇性地開啟。本發(fā)明的膠囊優(yōu)選包括在第一隔室下游的液體產(chǎn)品輸送系統(tǒng)，該液體產(chǎn)品輸送系統(tǒng)可在插入液體供給設(shè)備之前關(guān)閉或開啟。液體產(chǎn)品輸送系統(tǒng)可構(gòu)造成用于在隔室內(nèi)維持一定的液體壓力(例如2-10巴)，該壓力有利于成分溶解/分散在所注入液體中。
例如，液體產(chǎn)品輸送系統(tǒng)從以下的任一項中選取可穿孔或可破壞的壁，可穿孔壁和至少一個穿孔元件的組合，包括至少一個在壓力下開啟的孔或縫的閥，以及，帶有預(yù)制孔口的過濾壁，以便將所輸送的液體產(chǎn)品與隔室內(nèi)的固體分離。容納在隔室內(nèi)的營養(yǎng)成分的形式可以為濃縮液、糊狀物、粉末及它們的組合。營養(yǎng)成分優(yōu)選包括嬰幼兒配方奶粉、乳組合物成分、烹飪用組合物或任何其它含有蛋白質(zhì)、油脂、碳水化合物、微量元素、纖維素及它們的組合的合適的營養(yǎng)食品。在另一獨立的重要方面，本發(fā)明涉及一種過濾設(shè)備，該過濾設(shè)備包括濾膜和用于支承濾膜的出口壁；出口壁包括液體入口和具有至少一個液體出口的出口噴嘴；其中過濾設(shè)備構(gòu)造成布置在用于制備營養(yǎng)產(chǎn)品的膠囊的成分隔室的上游的單元；且過濾設(shè)備的噴嘴伸入所述隔室。在一種實施例中，過濾器單元的液體出口在一定程度上偏置使其位于濾膜的過濾表面的軸向投影之外。所描述的與過濾器單元有關(guān)的所有特征在此可適用于過濾設(shè)備。例如，過濾器單元優(yōu)選包括抗壓、可操作、相對堅固的外殼，所述外殼包括液體入口和出口。更優(yōu)選地，設(shè)備包括氣體入口，所述氣體入口用于清空膠囊的液體內(nèi)容物且獨立于液體入口并從旁路繞過了濾膜。過濾器單元還可設(shè)有獨立的氣體出口，或可選地，在噴嘴處氣體出口和液體出口是共用的。


附圖作為對各最佳實施例的說明而給出。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的膠囊的俯視立體圖2是圖1所示膠囊的仰視立體圖3是圖1所示膠囊的側(cè)視圖4是圖3所示膠囊沿線A的剖面；
圖5是圖1所示膠囊的分解剖視圖，其示出組裝之前的各不同元件；
圖6是圖1所示膠囊的過濾器單元的放大立體剖視圖7是圖6所示過濾器單元的分解圖8是圖6所示過濾器單元的仰視平面視圖9是圖8所示過濾器單元沿線E的放大平面剖視圖10是圖6所示過濾器單元的焊接組件的剖面的詳圖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12示出過濾器單元入口的剖面的另一詳圖13以俯視立體圖示出本發(fā)明的膠囊的第二實施例，且為清晰起見除去了頂膜；
圖14以剖面立體圖示出圖13所示膠囊；
圖15示出本發(fā)明的流體供給設(shè)備的立體圖，該設(shè)備中插有本發(fā)明的膠囊并且處
于液體入口開啟以將液體供入膠囊內(nèi)之前的狀態(tài)； 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17是仍在液體入口開啟之前的圖15所示設(shè)備沿穿過液體注射器的平面的剖視圖；圖18是在液體入口開啟之后的圖15所示設(shè)備沿穿過液體注射器的平面的剖視圖；圖19是在氣體入口開啟之前的圖15所示設(shè)備沿穿過氣體注射器的平面的剖視圖；圖20是在氣體入口開啟之后的圖15所示設(shè)備沿穿過氣體注射器的平面的剖視圖。
具體實施例方式參考圖1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可包括一個或若干個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。產(chǎn)品出口 9可通過短管10從杯狀物底部延伸以引導(dǎo)液體的流動并減少液體的側(cè)向噴射，該液體側(cè)向噴射會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。在一特定的實施例中，產(chǎn)品輸送系統(tǒng)設(shè)計成開啟至少一個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)計成不同形式。例如，其可以為一個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)計成確保對供入隔室的液體過濾。對引入的液體過濾的根本原因?qū)嵸|(zhì)上與對進(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。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)計成使得過濾器單元定位成相對于隔室偏心。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)。此外，當(dāng)沿軸線A以投影視圖看膠囊時，過濾表面F的最大部分相對于隔室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沈處形成的液體出口 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 M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，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觀延伸，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1. 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。出口可由若干個分散的開口組成。開口的數(shù)量要小，優(yōu)選在1至最多5之間，以避免流速的過多減少。在一種實施例中， 噴嘴內(nèi)設(shè)有兩個平行或不平行的出口。通過噴嘴的出口的流速優(yōu)選在1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)隔室四內(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包括至少一個出口管道33以便在濾膜的下游側(cè)和噴嘴沈的出口 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沈的途中從旁路繞過濾膜20并在壓力下進(jìn)入隔室。結(jié)果，濾膜并不引起氣體在進(jìn)入成分隔室之前的壓力損失。液體入口 M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1)。因此，當(dāng)頂膜被流體供給設(shè)備的氣體注射器7貫穿時，穿孔器的末端進(jìn)入時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)計中，外殼由焊接和/或夾緊在一起的兩個部件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，單元的噴嘴部分觀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觀形成連續(xù)的區(qū)域。如圖10和圖11所示，下部和上部半殼37、38被裝配同時夾住了濾膜的周邊30。 部件37、38可設(shè)計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)，則過濾器可無需焊接。因此，例如可在凹槽/脊突區(qū)域通過適當(dāng)?shù)暮附泳€44、45進(jìn)行焊接從而裝配單元。焊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焊接兼容性。另一益處是通過為單元的較厚元件采用超聲波焊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觀處包括加固結(jié)構(gòu)46以使得可在下壁內(nèi)形成管道但同時仍保持單元的堅固性，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)化堅固性與重量的比率以促使降低成本并減少對環(huán)境的影響。在液體入口 M開啟期間，當(dāng)在入口正上方的區(qū)域47內(nèi)貫穿膜4時，為了降低損壞濾膜的風(fēng)險，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)計成穿過入口開口的橫斷橋并相對于開口內(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部件。在圖13和圖14所示的另一實施例中，本發(fā)明的膠囊IB在各不同方面有所不同。 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 M 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)有若干個支承元件52。出口壁還設(shè)有多個開口 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?。因此，通過液體入口對供入膠囊的液體在單元下方下隔室50內(nèi)流動，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 M。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1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也可以是單獨部件，該單獨部件在使用時，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)至少一個第一位置和一個第二位置，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 M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
11二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，氣體注射器從其第一位置移至第二位置。凸輪機(jī)構(gòu)62特別包括至少一個作用在注射板上的第一凸輪部分64和至少一個作用在氣體注射器上的第二凸輪部分65。該兩個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通過推動板60以改變液體注射器6的位置。凸輪部分64相對于軸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示出第二凸輪部分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。 在一不同的實施例中，過濾器單元18可與膠囊分離并且為一次性設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種用于在設(shè)備中制備營養(yǎng)產(chǎn)品的膠囊，所述設(shè)備適用于將液體供入所述膠囊中， 所述膠囊包括至少一個容納營養(yǎng)成分的隔室(13)，以便與所供給的液體相混合從而制備營養(yǎng)產(chǎn)品，適用于除去液體中所含污染物的過濾器，其特征在于，所述過濾器形成為過濾器單元(18)，所述過濾器單元包括濾膜00)和用于支撐所述濾膜的出口壁；所述出口壁包括至少一個與所述隔室(1 連通的液體出口 06)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠囊，其特征在于，所述液體出口06)相對于所述濾膜OO) 的過濾表面軸向偏置地布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膠囊，其特征在于，所述濾膜是多微孔膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一項所述的膠囊，其特征在于，所述過濾器單元(18)包括封裝有所述濾膜OO)的相對剛性的外殼(19)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的膠囊，其特征在于，所述過濾器單元(18)包括與所述出口壁共同形成內(nèi)隔室09)的入口壁(22)，所述濾膜OO)插入所述內(nèi)隔室( )，且所述濾膜 (20)還不透液地在其周邊(30)處密封至所述外殼(19)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膠囊，其特征在于，所述外殼(19)由兩個焊接在一起的半殼 (37,38)構(gòu)成；所述半殼在所述濾膜OO)的周邊處夾住和/或焊住所述濾膜00)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的膠囊，其特征在于，所述入口壁0 包括液體入口(M)， 所述液體入口 04)包括至少一個橫切于入口軸線的抗穿擋板G8)以防止所述多微孔膜 (20)被流體供應(yīng)裝置的液體注射器(6)貫穿。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7的任一項所述的膠囊，其特征在于，在所述出口壁和所述濾膜OO)之間設(shè)置有多個脊突/柱子(31、5幻或一個柵格以支承所述濾膜并為已過濾的液體預(yù)留空間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8的任一項所述的膠囊，其特征在于，所述膠囊包括界定所述隔室(1 的主體O)以及過濾器接納座(21)，所述過濾器接納座布置在所述隔室上游以便盛放所述過濾器單元(18)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的膠囊，其特征在于，所述過濾器單元包括布置在所述過濾器接納座內(nèi)的較大部分(XT)和形成出口噴嘴06)的收縮部分08)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的膠囊，其特征在于，所述過濾器接納座相對于所述隔室(1 橫向偏心地布置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的膠囊，其特征在于，所述過濾器接納座通過凸緣狀邊緣(5a)而延伸，所述凸緣狀邊緣(5a)與所述隔室的凸緣狀邊緣( 連續(xù)地結(jié)合為一體。
13.根據(jù)任一前述的權(quán)利要求所述的膠囊，其特征在于，所述膠囊包括可開啟的氣體入口(34、54)以從旁路繞過所述濾膜OO)并在所述膠囊外部和所述隔室(1 內(nèi)部之間提供連通。
14.根據(jù)任一前述的權(quán)利要求所述的膠囊，其特征在于，共有的頂膜(4)密封至所述隔室(1 和所述過濾器單元(18)上。
15.根據(jù)任一前述的權(quán)利要求所述的膠囊，其特征在于，所述膠囊包括在所述隔室 (13)下游的液體產(chǎn)品輸送系統(tǒng)(15)，所述液體產(chǎn)品輸送系統(tǒng)從以下的任一項中選取可穿孔或可破壞的壁，可穿孔壁(17)和至少一個穿孔元件(16)的組合， 包括至少一個在壓力下開啟的孔或縫的閥，以及帶有預(yù)制孔口的過濾壁，以便將所輸送的液體產(chǎn)品與隔室內(nèi)的固體分離。
16. 一種過濾設(shè)備，所述過濾設(shè)備包括濾膜00)和用于支承所述濾膜的出口壁03)； 所述出口壁包括液體入口 04)和具有至少一個液體出口的出口噴嘴06)；其中，所述過濾設(shè)備構(gòu)造成布置在用于制備營養(yǎng)產(chǎn)品的膠囊的成分隔室(13)的上游的單元(18)，且所述過濾設(shè)備的所述噴嘴06)伸入所述隔室(13)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在設(shè)備中制備營養(yǎng)產(chǎn)品的膠囊，所述設(shè)備適用于將液體供入膠囊中，所述膠囊包括至少一個容納營養(yǎng)成分的隔室(13)，以便與所供給的液體相混合從而制備營養(yǎng)產(chǎn)品，適用于除去液體中所含污染物的過濾器，其中過濾器構(gòu)成了相對剛性的過濾器單元(18)，該過濾器單元包括濾膜(20)和用于支撐該濾膜的出口壁(23)；出口壁包括至少一個與隔室(13)連通的液體出口(26)。本發(fā)明還涉及這種過濾器單元(18)。
文檔編號A61L2/02GK102413717SQ201080019604
公開日2012年4月11日 申請日期2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月5日
發(fā)明者A·邁耶, F·多萊亞克, H·維斯, L·斯科拉諾, N·杜根, N·貝澤特, S·亞伯拉罕, T·J·R·法伯茲, Y·埃帕爾斯, Y·杜丁 申請人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司