胶囊过滤装置的制造方法
【专利说明】胶囊过滤装置
[0001]本发明涉及用于制备饮料和/或营养产品的胶囊的过滤装置。本发明还涉及包括所述过滤装置的胶囊。具体而言，本发明的过滤装置包括微生物过滤器和预过滤器。
[0002]从现有技术知道有过滤装置，该过滤装置置于胶囊内，用来在注入该胶囊内的液体与胶囊内的饮料和/或营养成分相互作用之前去除该注入液中的污染物。该过滤装置具有滤室，滤室内设置有微生物膜。微生物膜通常通过挤夹在滤室上下壳体之间和/或通过焊接到上和/或下壳体来连接。
[0003]例如，W0 2010/128031 A1公开了设计用于制备营养产品的胶囊，该胶囊可用在适用于向胶囊中注入液体的装置中。该胶囊包括隔室，该隔室容纳用于去除注入液中的污染物的过滤装置。该过滤装置包括插入到耐压壳体中的微孔膜。该胶囊还包括用于饮料或营养成分的隔室。该过滤装置具有比成分隔室口的横截面小的过滤表面。
[0004]使用现有技术的过滤装置的胶囊过滤系统的缺点是，过滤装置内的微孔膜会很快被较大颗粒，诸如水垢、生物膜、氧化铁等堵塞。这种堵塞导致流经包括所述过滤装置的胶囊的液流显著减少，并且饮料或营养产品的生产速度也减慢。
[0005]现有技术没有提供堵塞问题的直接解决办法。现有技术仅建议使用瓶装和/或预过滤的液体来代替例如自来水。或者，现有技术建议在自来水出口或者在自来水流路中的任何其他地方对自来水进行过滤。但是，这两种解决办法都不能保证胶囊系统的性能，比如，因为自来水流路中的过滤器需要定期进行维护。
[0006]本发明的目的是改进现有技术，特别是针对上述缺点。因此，本发明的一个目标是提供过滤装置和胶囊，使过滤的液流更稳定、饮料和/或营养产品例如婴儿配方食品的生产更可靠从而更快速。为此，本发明的一个目标是避免过滤装置和/或胶囊中使用的微生物过滤器堵塞。此外，本发明的一个目标是提供过滤装置和胶囊，其可独立于所使用的液体源而使用。
[0007]分别利用如本发明的独立权利要求中所述的过滤装置、胶囊以及胶囊的制造方法实现了上述目标的解决办法。从属权利要求进一步拓展了本发明的优势。
[0008]具体而言，本发明涉及用于制备饮料和/或营养产品的胶囊的过滤装置，该过滤装置包括包含或形成进液口的上壳体、包含或形成出液口的下壳体、设置在上壳体和下壳体之间的第一过滤器、设置在第一过滤器和上壳体之间的第二过滤器，其中第二过滤器的孔径比第一过滤器的孔径大。
[0009]与现有技术相比，本发明的过滤装置具有置于第一过滤器上游的附加过滤器或者预过滤器，即第二过滤器。第二过滤器相对于流经胶囊的液流设置在第一过滤器上游。具有较大孔径的第二过滤器能够阻挡较大颗粒(例如水垢、生物膜和氧化铁等)，因此将避免第一过滤器的堵塞。因此，在比如使用自来水时，本发明的过滤装置不会发生液流减少的情况。所以，任何包括本发明的过滤装置的胶囊不依赖于所使用的液体源。该过滤装置内的预过滤将进一步确保饮料和/或营养产品的快速生产。使用本发明的过滤装置，可升级现有的营养输送系统。不过，本发明的过滤装置还可集成到新设计的胶囊中，这些胶囊从而非常适合用绝对卫生的方式来生产饮料和/或营养产品，诸如婴儿配方食品。
[0010]优选地，第一过滤器的孔径为约0.1至0.45 μ m，优选地为约0.2 μ m。
[0011]第一过滤器专门设计用于在注入胶囊的液体与胶囊内的任何饮料和/或营养成分相互作用之前，去除注入的液体中的污染物和/或细菌。因此，该过滤装置提供了非常卫生的胶囊，使得生产的饮料和/或营养产品可用作婴儿配方食品。
[0012]优选地，第一过滤器为微生物过滤器，优选地为微孔膜。
[0013]优选地，第二过滤器的孔径为约0.6至20 μ m，优选地为约5至15 μ m。
[0014]第二过滤器的优选孔径是专门为滤出较大颗粒诸如水垢、生物膜和/或氧化铁而选择的。这些较大颗粒是例如使用自来水作为注入液体时导致第一过滤器堵塞的典型原因。
[0015]优选地，第一过滤器和第二过滤器相邻，更优选地接合在一起。第一过滤器和第二过滤器由两个多孔层构成，这两个多孔层通过任何适用的技术诸如层压或者焊接而组装在一起。
[0016]优选地，上壳体和下壳体通过焊接或夹扣附接在一起。
[0017]或者，第一过滤器和第二过滤器可彼此间隔。在这种情况下，第一过滤器和第二过滤器可由支撑构件诸如格栅隔开。
[0018]第一过滤器或第二过滤器可带正电或带负电，以去除对电荷敏感的特定污染物颗粒(例如内毒素、病毒、胶体)。也可为第一过滤器或第二过滤器设置带正电或负电的附加层。
[0019]在一个实施例中，上壳体和下壳体通过焊接附接在一起。
[0020]在另一个实施例中，上壳体和下壳体通过包覆模制(overmoulding)附接在一起。
[0021]优选地，上壳体和下壳体的界面用包覆模制环密封，其中该包覆模制环优选地将第一过滤器和/或第二过滤器密封至上壳体和/或下壳体，以防止液体旁通。
[0022]该包覆模制环确保过滤装置上壳体和下壳体的连接不漏液。即使在高压下将所用液体注入过滤装置时，该过滤装置也能耐压和保持密封。包覆模制环的使用进一步减小了密封界面出现缺陷的可能性，因此使得可在生产中获得更大数量的过滤装置。通过包覆模制环密封第一过滤器和/或第二过滤器，进一步确保所有注入胶囊中的液体实际上经过预过滤和/或过滤，因此进一步改善了生产的饮料和/或营养产品的卫生情况。最后，该过滤装置允许注入更大压力下的液体，从而使得胶囊中饮料的提取得到改进。
[0023]优选地，该过滤装置包括液体输送部分，该液体输送部分用于将经由进液口接收的液体输送到胶囊中。
[0024]该液体输送部分优选地被设计成使得它将滤液从过滤装置侧面运走。具体而言，当过滤装置安装到胶囊中时，过滤装置的进液口应与液体输送部分末端的出液口在空间上分开，尤其是以胶囊可具有两个相邻的隔室的方式来分开。一个隔室用于支撑过滤装置和用于接收注入的液体，另一个隔室用于盛装饮料和/或营养成分和用于接收来自液体输送部分的滤液。因此，胶囊内的饮料和/或营养成分绝不会与液体注入装置接触。
[0025]优选地，该过滤装置还包括支撑格栅，该支撑格栅用于支撑第一过滤器或者接合的第一过滤器和第二过滤器，并且优选地夹扣到下壳体。
[0026]该支撑格栅确保在使用过滤装置期间这两个过滤器不会损坏。尤其是，即使在高压下将液体注入过滤装置，该支撑格栅也可确保两个过滤器的完整性。
[0027]优选地，该过滤装置还包括进气口，该进气口与进液口分开，并且优选地与上壳体一体地形成。
[0028]经由该进气口可将压缩空气注入具有该过滤装置的胶囊中。注入的空气可绕开两个过滤器。注入的空气确保在通过注入的液体与饮料和/或营养成分的相互作用来生产饮料之后，胶囊中的液体被完全倒空。
[0029]本发明还涉及用于制备饮料和/或营养产品的胶囊，该胶囊包括符合以上描述的过滤装置。
[0030]具有本发明的过滤装置的胶囊将生产出高度卫生的饮料和/或营养产品，并且将确保长时间内更高、更稳定的水流。
[0031]优选地，该胶囊包括具有第一隔室和第二隔室的主体，其中第一隔室用于饮料和/或营养成分，第二隔室被构造成用于接纳过滤装置的支座，使得该过滤装置适用于将经由进液口接收的液体输送到第一隔室中。
[0032]因此，该胶囊具有液体注入部分，液体在该部分被注入到过滤装置中，该部分与饮料生产部分分开，在饮料生产部分，滤液被接收以便与饮料成分相互作用。因此，饮料成分不会与液体注入装置接触。这样，所生产的饮料和/或营养产品的卫生情况