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TW201740814A - 吸附咖啡因之材料、吸附咖啡因之系統、去咖啡因之系統及自溶液中去除咖啡因之相關方法 - Google Patents

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TW201740814A
TW201740814A TW106116713A TW106116713A TW201740814A TW 201740814 A TW201740814 A TW 201740814A TW 106116713 A TW106116713 A TW 106116713A TW 106116713 A TW106116713 A TW 106116713A TW 201740814 A TW201740814 A TW 201740814A
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馬修 威利特
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迪卡提諾股份有限公司
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Abstract

說明吸附咖啡因之材料、吸附咖啡因之系統及適合用於自一溶液中去除咖啡因之去咖啡因之系統；用於自一溶液中去除咖啡因之方法；以及製造該吸附咖啡因之材料的方法。

Description

吸附咖啡因之材料、吸附咖啡因之系統、去咖啡因之系統及自溶液中去除咖啡因之相關方法
相關申請案之交叉引述 本申請案主張2016年5月19日提申之美國專利申請案第62/339073號之利益，其在此係以其之整體明確地併入以作為參考資料。
本發明係有關於吸附咖啡因之材料、吸附咖啡因之系統、去咖啡因之系統及自溶液中去除咖啡因之相關方法。
發明背景 數種已知的去咖啡因技術可以使用以自含咖啡因的(caffeinated)溶液，包括含咖啡因的飲料，中去除咖啡因。目前去咖啡因的方法典型係於，舉例而言，綠色咖啡豆執行，然後烘焙且製備咖啡飲料。此等傳統的去咖啡因的方法會花費8-10小時完成。
因而，適合快速且經濟地自溶液中去除咖啡因之材料及方法的需求目前尚未滿足。
發明概要 提供此概要以介紹簡化形式的概念之選擇，其進一步於以下的詳細說明中予以說明。此概要不打算要識別所主張標的之關鍵特徵，也不打算要用來協助判定所主張標的之範疇。
本發明提供吸附咖啡因之材料、吸附咖啡因之系統及適合用於自一溶液中去除咖啡因之去咖啡因之系統；用於自一溶液中去除咖啡因之方法；以及製造該吸附咖啡因之材料的方法。
於一個態樣中，本發明提供一種吸附咖啡因之材料。於一具體例中，該吸附咖啡因之材料一般而言包括一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑。
於第二個態樣中，本發明提供一種吸附咖啡因之系統。於一具體例中，該吸附咖啡因之系統一般而言包括一多孔容器；以及設置在該多孔容器內的一吸附咖啡因之材料。於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料係依據本文所述之任何吸附咖啡因之材料。於一具體例中，該多孔容器可選自於一紙袋、一布袋、一絲袋、一塑膠袋、一金屬濾茶球、一織布袋以及一不織布袋。
於第三個態樣中，本發明提供一種自一溶液中去除咖啡因之方法。於一具體例中，該方法一般而言包括使該溶液與一吸附咖啡因之材料接觸足以吸附咖啡因的時間及條件，藉此自該溶液去除咖啡因。於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料係依據本文所述之任何吸附咖啡因之材料。於某些具體例中，該溶液可以為一飲料。於某些具體例中，該飲料可選自於咖啡、紅茶、綠茶、烏龍茶、白茶(white tea)、普洱茶、黑茶(dark tea)、草藥茶、花茶、印度奶茶(chai)、抹茶(macha)、能量飲料、含酒精飲料(alcohol-based drink)、馬黛茶(mate)、蘇打以及可可。
於第四個態樣中，本發明提供一種去咖啡因之系統，其一般而言包括：一種含咖啡因之固體；以及一種吸附咖啡因之材料，其包含：一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑。於一具體例中，該含咖啡因之固體可選自於咖啡渣、咖啡晶體、咖啡粉、茶葉及茶粉。
於一具體例中，該經交聯聚合物可以為一經交聯水凝膠。
於一具體例中，該經交聯聚合物包含一經交聯多醣。於某具體例中，該經交聯多醣可以選自於纖維素、澱粉、肝醣、聚葡萄胺糖、聚葡萄糖、藻酸鹽、瓊脂、鹿角菜苷、刺槐豆膠、瓜爾膠及果膠。
於一具體例中，該經交聯聚合物包含一經交聯蛋白或多肽。於某些具體例中，該經交聯蛋白或多肽可以選自於絲纖維蛋白、彈性蛋白絲、膠原蛋白、角蛋白及明膠。
於一具體例中，該經交聯聚合物包含一聚合物及一交聯子，以及其中該交聯子為一種多價離子。於某些具體例中，該多價離子可以為一種多價金屬離子，其係選自於下列之多價離子：鈣、鎂、錳、鐵、銅、鈷、鎳、鋅、鋇、硒、鉻以及鉬。於一具體例中，該交聯子：聚合物之重量：重量比可以大於1:100。
於一具體例中，該吸附咖啡因之材料具有介於大約100nm和大約10 mm之間的最小直徑。於一具體例中，該吸附咖啡因之材料可以呈選自於珠粒、細繩、卵圓及盤子的形狀。
於一具體例中，該咖啡因吸附劑為一黏土顆粒。於某些具體例中，該黏土顆粒包含選自於下列之一材料：合成鋰皂石(laponite)、蒙脫石、鋁膨潤石(beidellite)、鐵膨潤石(nontronite)、鋰膨潤石(hectorite)、皂石、鋅膨潤石(sauconite)、海泡石及其等之組合。
於一具體例中，該咖啡因吸附劑係選自於一分子拓印聚合物(molecular imprinted polymer)、一沸石、一離子交換樹脂及活性碳。於一具體例中，該咖啡因吸附劑可以為活性碳，以及其中該活性碳可以裝載蔗糖及甲酸。
於一具體例中，該經交聯聚合物比咖啡因吸附劑之比率可以介於大約50:1和大約1:50之間。
於一具體例中，該吸附咖啡因之材料可以於等於或低於150℃的溫度下為熱穩定的。於一具體例中，該吸附咖啡因之材料可以於介於大約pH 2和大約pH 10之間為pH穩定的。
較佳實施例之詳細說明 縱然已經闡釋和說明作例證的具體例，但應當理解，可以在其中進行各種改變而不背離本發明的精神與範疇。
本發明提供吸附咖啡因之材料、吸附咖啡因之系統及適合用於自一溶液中去除咖啡因之去咖啡因之系統；用於自一溶液中去除咖啡因之方法；以及製造該吸附咖啡因之材料的方法。 吸附咖啡因之材料
於一個態樣中，本發明提供吸附咖啡因之材料。
於一具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物材料；以及與該經交聯聚合物材料締合的一咖啡因吸附劑。如本文所使用，一種經交聯聚合物包含一聚合物及一交聯子，該交聯子使該聚合物的一部分與其自身或另一聚合物偶合。
該經交聯聚合物材料有利地與該咖啡因吸附劑締合。因而，當該吸附咖啡因之材料與含咖啡因之溶液接觸時，該咖啡因吸附劑會吸附至少一部分的咖啡因，以及藉此自該溶液去除咖啡因。再者，設若使用者不飲用該吸附咖啡因之材料，使用者便不會攝取到已經自該溶液去除的咖啡因。
於一具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物，其中該經交聯聚合物係多孔的。於一具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物，其中該經交聯聚合物係水可滲透的。此多孔及/或水可滲透的經交聯聚合物允許含咖啡因之溶液擴散通過該吸附咖啡因之材料，藉此促進整個吸附咖啡因之材料各處的咖啡因吸附作用，而不僅僅是在該材料的表面或附近。透過允許含咖啡因之溶液橫越該咖啡因吸附劑之材料的此種質量轉移，比起如果經交聯聚合物不是多孔及/或水可滲透的，可以更有效率地自該含咖啡因之溶液去除咖啡因。再者，於某些具體例中，經交聯聚合物材料是親水性的，藉此進一步促進含水、含咖啡因之溶液橫越該吸附咖啡因之材料的質量轉移。
於一另外的具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物，其中該經交聯聚合物為一種多醣。於一具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物，其中該經交聯聚合物係選自於纖維素、澱粉、肝醣、聚葡萄胺糖、聚葡萄糖、藻酸鹽、瓊脂、鹿角菜苷、刺槐豆膠、瓜爾膠及果膠。於一具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物，其中該經交聯聚合物係藻酸鹽。經交聯多醣具有普遍親水性的優點，藉此允許水溶液之擴散，如本文進一步描述的。
於一具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物，其中該經交聯聚合物係一蛋白或多肽。於一具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物，其中該經交聯聚合物係選自於絲纖維蛋白、彈性蛋白絲、膠原蛋白、角蛋白及明膠。和經交聯多醣一樣，許多經交聯多肽為親水性的且允許水溶液擴散橫越經交聯多肽。
於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物，其中該經交聯聚合物係生物相容的。如本文進一步描述的，該吸附咖啡因之材料適合吸附且，藉此自含咖啡因之溶液，例如人們要飲用的飲料中，去除咖啡因。如本文所揭示的吸附咖啡因之材料內使用生物相容否則就是無毒的材料是較佳的，因為此材料不會瀝濾有害的化學品至，舉例而言要飲用的飲料內。於某些具體例中，咖啡因吸附劑之材料(caffeine-adsorbent material)為可食用的。因而，設若要飲用一些吸附咖啡因之材料，在這種情況下，這樣做不會讓要飲用吸附咖啡因之材料的人受到傷害。
如上所述，本發明提供包含經交聯聚合物之吸附咖啡因之材料。該經交聯聚合物係由一交聯子予以共價或非共價偶合。如本文所使用，一"交聯子"為一巨分子內的小區域，該處發出至少四個鏈，以及由現存的巨分子上涉及反應的位置或基團或是現存的巨分子之間的交互作用而形成。於某些具體例中，小區域為一原子、或原子基團、或是由鍵、原子基團、或寡聚鏈所連接的一些分支點。於某些具體例中，交聯子為共價結構；然而，該術語亦可用來描述較弱的化學交互作用的位置，例如離子鍵、氫鍵、凡得瓦交互作用、微晶部分以及還有物理交互作用及纏繞。
交聯作用有利地提供結構剛性，此允許經交聯聚合物封裝或容納咖啡因吸附劑，同時仍然允許咖啡因擴散橫越聚合物。如上，透過經交聯聚合物內包含咖啡因吸附劑，該吸附咖啡因之材料能自溶液中去除咖啡因。
於一具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物，其中該經交聯聚合物包含一聚合物及一交聯子，以及其中該交聯子為一多價離子。於某些具體例中，多價離子係選自於二價、三價及四價離子。於某些具體例中，多價離子為一種多價金屬離子。於某些具體例中，多價金屬離子係選自於下列之多價離子：鈣、鎂、錳、鐵、銅、鈷、鎳、鋅、鋇、硒、鉻以及鉬。不希望受理論的束縛，據信多價離子與二或更多聚合物鏈上或是同一條鏈上的羰基及其他部分(moieties)配位，藉此鏈聯二或更多個羰基或其他部分。因而，一種多價金屬離子能與一條聚合物鏈上的羰基及第二條聚合物鏈上的第二個羰基部分配位，藉此使聚合物鏈交聯。
於一具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑，其中該經交聯聚合物包含一聚合物及一交聯子，以及其中該交聯子：聚合物之重量：重量比係大於1:100。如上，交聯作用提供吸附咖啡因之材料結構剛性。如以下實施例中所述，於舉例而言，交聯子：聚合物之重量：重量比大於1:100之具體例中，此交聯作用提供充分的結構剛性來封裝該咖啡因吸附劑同時仍然允許含咖啡因之溶液擴散。舉例而言，一具體例，經交聯聚合物為0.01 g的CaCl2 及1 g的藻酸鈉之反應產物。於某些具體例中，經交聯聚合物為一種聚合物及過量的交聯子之反應產物。
於一具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑，其中該吸附咖啡因之材料為不溶或僅部分溶解於水溶液內。於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料於具有溫度介於大約60℃和大約100℃之間的水溶液內係不溶或僅部分溶解的。於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料係不溶或僅部分溶解於飲料，例如咖啡內。於此等具體例中，一旦已經自含水飲料去除咖啡因，便可以由此去除不溶性吸收咖啡因之材料(caffeine-absorbing material)，以使要飲用飲料的人不會也飲用到吸附咖啡因之材料。
於一具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑，其中該經交聯聚合物為一交聯水凝膠。如本文所使用，"水凝膠"為親水性的、三維的膨脹基質，其可藉由聚合物的化學及/或物理交聯作用而產生。於某些具體例中，本文所述之水凝膠包括分散於液體介質內之水合交聯親水性的聚合物。於某些具體例中，水凝膠係選自於水膠體及黏彈性流體。於某些具體例中，本文所述之水凝膠包括沒有分散於液體介質內之水合交聯親水性的聚合物。
於一具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑，其中該吸附咖啡因之材料為乾的或是乾燥的。乾的或是乾燥的吸附咖啡因之材料於某些具體例中是有利的，因為其等通常比其等之水合對應體更輕且更小，藉此降低運輸成本和最小化儲存要求。再者，如以下實施例中所示，此乾的或是乾燥的吸附咖啡因之材料能，舉例而言於一含咖啡因之溶液內水合，並且適合吸附咖啡因。
於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料具有介於大約100 nm和大約10 mm之間的最小直徑或特徵尺寸。如同圖3及4中所示，該吸附咖啡因之材料40包括一經交聯聚合物60以及與該經交聯聚合物60締合的一咖啡因吸附劑80。再者，該吸附咖啡因之材料具有最小直徑或特徵尺寸X。
由於具有相對小的直徑或特徵尺寸，吸附咖啡因之材料允許含咖啡因之溶液擴散越過其表面，藉此提升吸附咖啡因之材料和含咖啡因之溶液之間的接觸面積，其係超過具有較大特徵尺寸的塊狀材料和含咖啡因之溶液之間的接觸面積。因而，於一具體例中，吸附咖啡因之材料係呈珠粒的形狀，如同圖3中所示。於某些此等具體例中，吸附咖啡因之珠粒為球形或大體而言球形的，其具有介於大約100 nm和大約10 mm之間的最小直徑或特徵尺寸X。於另一具體例中，吸附咖啡因之材料係細繩或纖維的形狀，如同圖4中所示。於某些此等具體例中，細繩具有細長的結構以及介於大約100 nm和大約10 mm之間的最小直徑或特徵X。於一具體例中，細繩具有介於大約100 nm和大約10 mm之間的最小直徑或特徵以及具有大於10 mm之其他特徵。舉例而言，於一具體例中，細繩具有介於大約100 nm和大約10 mm之間的最小直徑或特徵以及介於大約1 mm至大約200 mm之間的長度。如以下本文進一步描述的，珠粒及細繩二者均適合通過流體聚焦方法來製造，以及因而，能用高通量法予以製成。
於一具體例中，該吸附咖啡因之材料具有卵圓的形狀。於一具體例中，卵圓的咖啡因吸附劑具有介於大約100 nm和大約10 mm之間的最小直徑或特徵尺寸。
於一具體例中，該吸附咖啡因之材料具有盤子的形狀。於一具體例中，盤子形狀的咖啡因吸附劑具有介於大約100 nm和大約10 mm之間的最小直徑或特徵尺寸。
該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑。於一具體例中，咖啡因吸附劑係與經交聯聚合物共價結合。於一具體例中，咖啡因吸附劑係通過，舉例而言靜電力、氫鍵、凡得瓦力及其他非共價鍵，而與經交聯聚合物非共價偶合。於一具體例中，咖啡因吸附劑係物理上包含或配置於經交聯聚合物之內。
於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑，其中該咖啡因吸附劑為黏土顆粒。如本文所使用，"黏土顆粒"為含括一種或更多種黏土礦物之細粒的岩石或土壤材料。如本文所使用，"黏土礦物"係指矽酸鹽礦物類的礦物。於某些具體例中，至少50%的礦物擁有＜ 2 µm之史脫克斯直徑(Stokes diameter)。於某些具體例中，黏土顆粒包含選自於下列之一材料：合成鋰皂石、蒙脫石、鋁膨潤石、鐵膨潤石、鋰膨潤石、皂石、鋅膨潤石、海泡石及其等之組合。於某些具體例中，黏土顆粒包含皂土(bentonite)。於某些具體例中，被礦物表面吸引及/或配位的陽離子被其他陽離子取代，藉此使其等成為同離子的(homo-ionic)。黏土礦物也是無毒、可用作堆肥的，一般而言不會與其他的化合物反應，且價格便宜。如以下實施例中所示，黏土顆粒自含咖啡因之溶液吸附咖啡因是有效的，藉此當經交聯聚合物內含有黏土顆粒時，能自含咖啡因之溶液去除咖啡因。
於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑，其中該咖啡因吸附劑為活性碳。如本文所使用，"活性碳"係指一種碳化合物形式，其具有微小、小體積的孔。據信此種微小、小體積的孔能使活性碳其增加可用於吸附作用或化學反應之表面積。於某些具體例中，活性碳每克具有介於大約500和大約1,500平方公尺之間的表面積。於某些具體例中，活性碳包括選自於微孔、中孔(meso-pores)及大孔(macro- pores)的孔。如以下實施例中所示，活性碳於自含咖啡因之溶液吸附咖啡因是有效的，藉此當經交聯聚合物內含有活性碳時，能自含咖啡因之溶液去除咖啡因。
於某些具體例中，活性碳包含一種材料其佔據活性碳內的位置，該位置在缺少該材料之下會自一溶液中吸附糖類。於某些具體例中，該材料係選自於一種糖或酸。於某些具體例中，糖為蔗糖。於某些具體例中，酸係選自於無機酸及有機酸。於某些具體例中，酸係甲酸。活性碳裝載一種材料其佔據活性碳內的位置，該位置在缺少該材料之下會自一溶液中吸附糖類，此提供更大的選擇性以自含咖啡因之溶液吸附咖啡因。
於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑，其中該咖啡因吸附劑為沸石。如本文所使用，"沸石"係指一種多孔的鋁矽酸鹽礦物。於某些具體例中，孔徑介於大約一奈米和大約一埃之間。於某些具體例中，沸石具有相對開放、三維的晶體結構，建自於鋁、氧及矽，加上鹼金屬或鹼土金屬。於某些具體例中，此等金屬包括鈉、鉀及鎂。如以下實施例中所示，沸石於自含咖啡因之溶液吸附咖啡因是有效的，藉此當經交聯聚合物內含有沸石時能自含咖啡因之溶液去除咖啡因。
於某些具體例中，沸石為結晶沸石Y。於某些具體例中，沸石為沸石鋁矽酸鹽具有自大約4.5至大約35之SiO2:Al2O3莫耳比。於某些具體例中，沸石為結晶沸石Y。於某些具體例中，沸石為沸石鋁矽酸鹽具有自大約4.5至大約9之SiO2:Al2O3莫耳比。於某些具體例中，沸石具有沸石Y必需的X射線粉末繞射圖型。於舉例而言，授予Izod之美國專利第4,331,694號中可以找到一種例示性適合的沸石之說明，關於沸石的內容係以其之整體併入以作為參考資料。於某些具體例中，沸石具有不大於0.070之離子交換的能力。於某些具體例中，沸石具有自大約24.20至大約24.45埃之單位晶胞，ao。於某些具體例中，沸石具有至少350 m2/克的表面積(B-E-T)。於某些具體例中，沸石具有於25℃水蒸氣的吸附(sorptive)能力。於某些具體例中，沸石具有小於5.00重量百分率之0.10 p/po值。於某些具體例中，沸石具有不超過0.40重量百分率之殘留丁醇測試值。
於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料包含：一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑，其中該咖啡因吸附劑為離子交換樹脂。如本文所使用，"離子交換樹脂"係指任何有機化合物，其含括能從周圍的溶液吸引具相反電荷的離子之帶正電或帶負電的位址。於某些具體例中，離子交換樹脂含括多孔的固體材料。於某些具體例中，當離子交換樹脂與溶液接觸時，離子交換樹脂吸收至少一部分的溶液且膨脹。再者，於某些具體例中，離子交換樹脂自溶液吸附組分，尤其是帶有離子交換樹脂自身相反電荷的該等組分。於某些具體例中，離子交換樹脂係經修飾不然就是調整成具有電荷，其被組態成要特定吸引並吸附咖啡因分子。
於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料包含：一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑，其中該咖啡因吸附劑為分子拓印聚合物。於某些具體例中，分子拓印聚合物為適合食品應用之咖啡因拓印聚合物且其選擇地自含咖啡因之溶液去除咖啡因。於一具體例中，分子拓印聚合物為1995年十二月7日提申之歐洲專利申請案號EP19950203394，中所述之咖啡因拓印聚合物，其在此係以其之整體併入以作為參考資料。
於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑，其中該經交聯聚合物比咖啡因吸附劑之比率係介於大約50:1和大約1:50之間。於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑，其中該經交聯聚合物比咖啡因吸附劑之比率係介於大約6:1和大約1:3之間。於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑，其中該經交聯聚合物比咖啡因吸附劑之比率係介於大約1:1和大約1:10之間。於某些具體例中，該經交聯聚合物比咖啡因吸附劑之比率係介於大約1:1和大約1:4之間。
如本文進一步描述的，該吸附咖啡因之材料可用於自含咖啡因之溶液吸附咖啡因。許多含咖啡因之溶液，例如含咖啡因的飲料，係以熱或溫熱的狀態供應及飲入。因而，於某些具體例中，在含咖啡因的飲料供應及飲入的溫度範圍內，本文所述之吸附咖啡因之材料為熱穩定的。如本文所使用，"熱穩定的"係指一種化合物或材料其於高的相對溫度下，不會溶解、分開，或是其化學或物理的結構進行不可逆的改變。於某些具體例中，該咖啡因吸附劑之材料，其包含：一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑，於至少大約150℃的溫度下為熱穩定的。於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料於至少大約100℃的溫度下為熱穩定的。
於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料在一pH位準範圍內為pH穩定的。如本文所使用，"pH穩定的"係指一種化合物或材料其於高或低的相對pH下，不會溶解、分開，或是其化學或物理的結構進行不可逆的改變。含咖啡因之溶液，例如含咖啡因的飲料，通常具有高或低的相對pH位準。舉例而言，咖啡典型具有較低的相對pH，介於大約3和大約6之間。於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料，其包含一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑，於介於大約pH 2和大約pH 10之間為pH穩定的。於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料於介於大約pH 3和大約pH 6之間為pH穩定的。此pH-穩定性是有益的因為該吸附咖啡因之材料於酸性或鹼性溶液內不會溶解或分開，藉此保留任何經吸附的咖啡因於該吸附咖啡因之材料內。靠著該吸附咖啡因之材料內保留的咖啡因，該吸附咖啡因之材料能自溶液，例如飲料中去除，藉此自該溶液中去除咖啡因。
於一具體例中，該吸附咖啡因之材料係由下列構成：一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑。
於一具體例中，該吸附咖啡因之材料基本上係由下列構成：一經交聯聚合物；以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑。 吸附咖啡因之系統
於第二個態樣中，本發明提供吸附咖啡因之系統。
於一具體例中，該吸附咖啡因之系統包括一多孔容器；以及設置在該多孔容器內的一吸附咖啡因之材料。於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料係依據本文所述之任何吸附咖啡因之材料。
於一具體例中，該吸附咖啡因之系統包括一多孔容器；以及設置在該多孔容器內的一吸附咖啡因之材料，其中該多孔容器包括具有比該吸附咖啡因之材料更小的最小尺寸或特徵的孔。轉到圖1，圖示一種吸附咖啡因之系統10。如圖1所示，該多孔容器20包括一些孔24以及設置在該多孔容器20內的一吸附咖啡因之材料40。該吸附咖啡因之材料40包括一經交聯聚合物60以及與該經交聯聚合物60締合的咖啡因吸附劑80。
此吸附咖啡因之系統10有利地保存設置在該多孔容器20內的該吸附咖啡因之材料40，藉此自一溶液，例如飲料，分離該吸附咖啡因之材料，以及任何吸附的咖啡因。於某些具體例中，該多孔容器20之孔24的大小小於大約100 nm至大約10 mm，以及其中該吸附咖啡因之材料的最小特徵係介於大約100 nm和大約10 mm之間。
該多孔容器可以為任何的容器，其具有經構形成允許流體流動之孔。於某些具體例中，該多孔容器包括織布材料，例如織布絲綢或布袋或小袋。於某些具體例中，該多孔容器包括不織布多孔材料，諸如紙茶袋或小袋(如圖1所示)。於某些具體例中，該多孔容器包括不織布多孔容器。於某些具體例中，不織布多孔容器包含。於某些具體例中，該多孔容器包括。於某些具體例中，該多孔容器為一種具有一些穿孔(perforations)之金屬濾茶球。於某些具體例中，該多孔容器為法式濾壓壺咖啡濾壓壺(French press coffee press)的一部分，其中法式濾壓壺咖啡濾壓壺的底部、過濾部分之內含有吸附咖啡因之材料。於某些具體例中，該多孔容器係構形成適合滲濾器或其他的煮咖啡機且自咖啡溶液中過濾咖啡渣。如圖2所示，該吸附咖啡因之系統10包括一多孔容器20，其係呈適合製備並過濾咖啡的咖啡過濾器形狀。該多孔容器20包括錐形壁22用於容納咖啡渣以及設置在該多孔容器20內的吸附咖啡因之材料40。該吸附咖啡因之材料40包括一經交聯聚合物60以及與該經交聯聚合物60締合的咖啡因吸附劑80。
於某些具體例中，該多孔容器包括一手柄用於自一溶液收回該吸附咖啡因之系統。於某些具體例中，手柄為一細繩。
於某些具體例中，該多孔容器係構形成要包含一定量的吸附咖啡因之材料適合於吸附，舉例而言，8盎司、12盎司、16盎司、20盎司或更大杯的咖啡內所有或大部分的咖啡因。於某些具體例中，該多孔容器係構形成要包含一定量的吸附咖啡因之材料適合於吸附，舉例而言，一壺咖啡內所有或大部分的咖啡因。於某些具體例中，該多孔容器係構形成要包含一定量的吸附咖啡因之材料適合於吸附，舉例而言，一俄式茶炊具(samovar)咖啡內所有或大部分的咖啡因。於一具體例中，該多孔容器係構形成要包含工業調製大量的咖啡使用的一溶液，其適合於裝瓶在較小的容器。 自一溶液中去除咖啡因之方法
於另一個態樣中，本發明提供一種自一溶液中去除咖啡因之方法。
於一具體例中，該方法一般而言包括使該溶液與一吸附咖啡因之材料接觸足以吸附咖啡因的時間及條件，藉此自該溶液去除咖啡因。於某些具體例中，該吸附咖啡因之材料係依據本文所述之任何吸附咖啡因之材料。
於某些具體例中，該方法進一步包含，一旦所有或一部分的咖啡因已經吸附至該吸附咖啡因之材料上，便自溶液中去除該吸附咖啡因之材料。這樣做，徹底地自該溶液中去除咖啡因。去除能包括自該溶液中去除一種包含吸附咖啡因之材料的吸附咖啡因之系統，如本文所述。
本態樣之方法包括使該溶液與一吸附咖啡因之材料接觸足以吸附咖啡因的時間及條件。條件包括任何足以吸附咖啡因至吸附咖啡因之材料上的條件。鑑於本揭露內容的教示及熟悉此藝者的知識，此條件對熟悉此藝者是顯而易見的。條件參數包括含咖啡因之溶液的溶液溫度及濃度、吸附咖啡因之材料內的濃度等等。同樣地，鑑於本揭露內容的教示，熟悉此藝者將會理解，溶液與吸附咖啡因之材料要接觸多久。
如本文所揭示的，咖啡因之吸附作用可以用，舉例而言，紫外-可見光光譜法及HPLC來測量。
於某些具體例中，該方法包含使該溶液與一吸附咖啡因之材料接觸足以吸附咖啡因的時間及條件，藉此自該溶液去除咖啡因，其中時間係介於大約1分鐘和大約60分鐘之間。於一具體例中，時間係介於大約2分鐘和大約30分鐘之間。於一具體例中，時間係介於大約3分鐘和大約10分鐘之間。
於一具體例中，該方法包含使該溶液與一吸附咖啡因之材料接觸足以吸附咖啡因的時間及條件，藉此自該溶液去除咖啡因，其中該溶液為一飲料。於一具體例中，飲料為咖啡。於一具體例中，該飲料係選自於咖啡、紅茶、綠茶、烏龍茶、白茶、普洱茶、黑茶、草藥茶、花茶、印度奶茶、抹茶、能量飲料、含酒精飲料、馬黛茶、蘇打以及可可。
於某些具體例中，溶液與吸附咖啡因之材料接觸時係介於約60℃和約110℃之間。於某些具體例中，溶液與吸附咖啡因之材料接觸時係介於約90℃和約100℃之間，例如當調製飲料像是咖啡或茶時。於某些具體例中，溶液與吸附咖啡因之材料接觸時係介於約20℃和約40℃之間，例如當調製冷水萃取物或冷壓咖啡時。
於一具體例中，該溶液具有介於大約8盎司和大約20盎司之間的體積。於一具體例中，該溶液具有，舉例而言，大約8盎司、大約12盎司、大約16盎司、大約20盎司或更大的體積。於一具體例中，該溶液係構形成單一的人要飲用的飲料。於一具體例中，該溶液為一壺咖啡。於一具體例中，該溶液為一俄式茶炊具的咖啡。於一具體例中，該溶液為大量含咖啡因的溶液，舉例而言，工業調製大量的咖啡使用的一溶液，其適合於裝瓶在較小的容器。 去咖啡因之系統
於另一個態樣中，本發明提供去咖啡因之系統，其包含一種含咖啡因之固體以及一種吸附咖啡因之材料。
於一具體例中，含咖啡因之材料(caffeine-containing material)包括咖啡渣。於一具體例中，含咖啡因之材料包括茶葉。於一具體例中，含咖啡因之材料包括咖啡晶體。於一具體例中，含咖啡因之材料包括咖啡粉。於一具體例中，含咖啡因之材料包括茶粉。
於一具體例中，該吸附咖啡因之材料為本文所揭示的任何吸附咖啡因之材料。 製造吸附咖啡因之材料的方法
於另一個態樣中，本發明提供製造吸附咖啡因之材料的方法。於一具體例中，本態樣之方法包括使包含一咖啡因吸附劑及一聚合物之一溶液或懸浮液，與構形成要交聯該聚合物的一交聯子接觸。
於一具體例中，該咖啡因吸附劑為黏土顆粒。於一具體例中，黏土係經處理以產生黏土分散液。於一具體例中，黏土分散液係用超音波及/或混合器予以處理以提供包含黏土顆粒之黏土分散液。於一具體例中，將黏土分散液分成幾部分以去除污染物，例如石英。於一具體例中，黏土係用濃縮鹽溶液予以處理以使黏土顆粒的工作面(face)呈同型離子的(homo-ionic)。
於一具體例中，製造吸附咖啡因之材料的方法包括逐滴添加(drop-wise addition)。如圖6所示，於一具體例中，逐滴添加包括導入包含一咖啡因吸附劑及一聚合物之溶液或懸浮液之液滴，至包含構形成要交聯該聚合物的交聯子之溶液內。當包含咖啡因吸附劑及聚合物之液滴與包含交聯子之溶液接觸時，聚合物變成經交聯聚合物，藉此形成一種吸附咖啡因之材料的珠粒，該吸附咖啡因之材料包含一經交聯聚合物以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑。
於一具體例中，包含一咖啡因吸附劑及一聚合物之溶液或懸浮液之液滴係藉由注射器或具有一孔的其他裝置來產生，該裝置可通過孔噴射出液滴形式的溶液或懸浮液。如以下實施例中所示，較小的針規或孔提供較小的吸附咖啡因之材料。於一具體例中，針為6-34規格的針。
為了製造盤子形狀的吸附咖啡因之材料，使用外力，例如滾筒，來壓平珠粒。為了製造卵圓形狀的吸附咖啡因之材料，聚合物/咖啡因吸附劑溶液的黏性係處於相對高的位準。當其離開針且進入交聯溶液時維持了其之形狀，藉此提供卵圓形的吸附咖啡因之材料。
於一具體例中，珠粒導入至高剪切混合器之內，高剪切混合器使珠粒分裂而提供較小的珠粒。如本文進一步描述的，較小的珠粒提供更大的表面積，其典型會導致更快速的咖啡因吸附作用動力學。
於一具體例中，該溶液或懸浮液包含藻酸及皂土黏土顆粒以及交聯子為二價鈣離子。
流體聚焦是一種利用流體動力學特性來生產液滴或泡泡的方法。其能用來生產各種尺寸的液滴或泡泡。基本操作包括用連續相流體(聚焦或鞘流體)圍繞分散相(經聚焦或核心流體)，藉此在擠出二種流體的孔口附近產生小滴。
一種流體聚焦裝置包括以連續聚焦流體供應器加壓的壓力室。於內部，通過毛細管進料管注入一種或更多種聚焦流體，毛細管進料管的末端在小孔口前面打開連結壓力室與外部。聚焦流體流使流體彎月面形成尖端而產生穩定的微噴流或奈米噴流通過孔口離開該室；噴流尺寸比出口孔口小得多，因而杜絕了任何接觸(接觸可能導致不必要的沉積或反應)。毛細管不穩定使穩定的噴流分裂成勻相的小滴或泡泡。
本文所揭示的是適合生產各種尺寸的珠粒及細繩之同心流系統。在使用上其能藉由控制溶液的相對流動速率來生產具有下列形狀之小到大的顆粒，包括舉例而言，球體、狹長的球體、橢圓體及細繩，如本文進一步描述的。如圖5所示，包括聚合物及咖啡因吸附劑的經聚焦流體係通過毛細管進料予以注入。包括交聯子之聚焦流體共軸圍繞經聚焦流體。在操作方面，聚合物係由交聯子予以交聯藉此形成一種吸附咖啡因之材料細繩，其包含一經交聯聚合物以及與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑。聚焦流體之流動速率相對於經聚焦流體流動速率增加時，生成的細繩就更短。 實施例 實施例1 藉由逐滴添加來製備含括黏土礦物於藻酸珠粒內之代表性吸附咖啡因之材料
皂土，一種富含蒙脫石之黏土礦物，係與水混合以形成0.1-10% w/w分散液。皂土分散液係用超音波予以進一步處理以及剝離。此處理使聚集體分裂且允許黏土更完全的分散。
將黏土分成幾部分以去除礦物污染物，例如石英。離心黏土，以及去除上清液。
藉由添加高度濃縮的氯化鈣、氯化鉀或帶有所欲的陽離子，較佳為帶有低水合能者，之任何其他鹽溶液以使黏土顆粒的工作面(face)成為同型離子的(homo-ionic)。接著離心黏土以及萃取上清液，允許用新鮮批次的陽離子溶液重複該方法。此步驟後，使用去離子水清洗黏土數次直到黏土懸浮液沒有帶電荷的顆粒的跡象。此處理有助於提升黏土成為良好的咖啡因吸附劑的能力。
預期的是黏土礦物亦可以用無機酸，例如鹽酸或磷酸予以酸處理，舉例而言以進一步增加表面積及/或選擇性及/或簡易操作。
藻酸係溶解於去離子水內，範圍從0.5-4% w/v以及攪拌到獲得無氣泡的均質懸浮液為止。
黏土漿體與藻酸溶液徹底地混合。適合防止黏土不被瀝濾之組合範圍可從以質量計6:1至1:3 黏土：藻酸。
複合混合物係以逐滴方式導入至0.1-5M CaCl2溶液的溶液內，藉此形成珠粒。連續攪拌形成的珠粒以避免藻酸鹽珠粒聚集且允許硬化歷時0.5-2小時。CaCl2溶液適合的量為要添加的黏土/藻酸體積的2-3倍。
珠粒可以用6-34規格的針及注射器予以形成。較小的粒度可以，舉例而言，藉由滴入較大的珠粒至高剪切混合器內予以形成；此處理有助於增加表面積且因而增加吸附動力學。
用水沖洗形成的珠粒數次以消除珠粒內過剩的鈣離子。用舉例而言，紙巾、加熱燈、食物脫水機或其他相似的方法來充分地乾燥珠粒。此外，使用前將珠粒冷凍及冷凍乾燥可能是有可能的。此會減少其等之尺寸和重量且允許包裝更多於過濾器裝置內。 實施例2 藉由逐滴添加來製備含括活性碳於藻酸珠粒內之代表性吸附咖啡因之材料
活性碳係預裝載以配於水之糖及甲酸，或類似的化合物，以達成更大的咖啡因選擇性。蔗糖/酸會佔據碳內的位置，該等位置一般會自咖啡萃取物中吸收糖。
藻酸係溶解於去離子水內，範圍從0.5-4% w/v以及攪拌到獲得無氣泡的均質懸浮液為止。預裝載的碳與藻酸溶液徹底地混合。適合防止碳不被瀝濾之組合範圍可從以質量計1:1至1:4 活性碳：藻酸。
複合混合物係以逐滴方式導入至0.1-5M CaCl2 溶液的溶液內。連續攪拌形成的珠粒以避免藻酸鹽珠粒聚集且允許硬化歷時0.5-2小時。CaCl2溶液適合的量是要添加的碳/藻酸體積的2-3倍。
珠粒可以用6-34規格的針及注射器予以形成。較小的顆粒尺寸可以，舉例而言，藉由滴入較大的珠粒至高剪切混合器內予以形成；此處理有助於增加表面積且因而增加吸附動力學。
用水沖洗形成的珠粒數次以消除珠粒內過剩的鈣離子。用舉例而言，紙巾、加熱燈、食物脫水機或其他相似的方法來充分地乾燥珠粒。此外，使用前將珠粒冷凍及冷凍乾燥可能是有可能的。此會減少其等之尺寸和重量且允許包裝更多於過濾器裝置內。 實施例3 通過流體聚焦方法製備代表性吸附咖啡因之材料
5 wt%皂土黏土混合以95 wt%的水。音波振動處理懸浮液20分鐘。1.5wt%藻酸鹽混合以98.5 wt%的水。皂土及藻酸鹽二者均分散至水中之後，皂土懸浮液及藻酸鹽溶液混合在一起(A/B溶液)。製備0.2M CaCl2 溶液。A/B溶液放置於緩衝槽內。緩衝槽有助於使蠕動泵的任何脈衝輸入平穩。當緩衝槽幾乎滿了且就在A/B溶液要從18規格的針出來之前，使用另一電源及控制器使CaCl2 溶液流至同心流部件。當A/B溶液從針出來且接觸CaCl2 溶液時，藻酸鹽交聯並形成水凝膠的結構，其容納或捕捉經懸浮的皂土。於同心流部件內，CaCl2 溶液係以比A/B溶液快得多的速度流動，因而，CaCl2 溶液之剪應力會使A/B溶液條分裂成細繩或珠粒，取決於相對流動速率。藉由控制相對流動速率，吾人能控制細繩的長度；流動速率差異越大，細繩將越短。 實施例4 吸附咖啡因之材料進行的代表性咖啡因吸附作用之紫外-可見光測量
製備一種0.5 mg/mL咖啡因水溶液。將代表性的吸附咖啡因之材料放置於咖啡因溶液內且攪拌溶液。於特定的時間點移去可分量。將可分量予以1:100稀釋。以紫外-可見光光譜儀測量經稀釋的可分量以及記錄273 nm之吸光度。 實施例5 吸附咖啡因之材料的咖啡因吸附作用之HPLC測量
吸附咖啡因之材料係製備如上。記錄其等之乾重。
製備咖啡或其他含咖啡因之溶液。將吸附咖啡因之材料放置於咖啡內且攪拌。於特定的時間點移去可分量並予以1:10稀釋。經稀釋的樣本用0.45微米PTFE膜魯爾鎖(luer lock)過濾器裝置予以過濾。將經稀釋的樣本放置於HPLC小瓶內且於HPLC機器上運轉。
將樣本與已知咖啡因濃度(0.2、0.4、0.6、0.8& 1.0 mg/mL)之溶液作比較。 管柱條件如下： -管柱：Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18，4.6 mm×150 mm，(5 μm) -偵檢器：UV於273 nm -移動相：水/甲醇(25/75體積%) -流動速率：0.70 mL/min -溫度：45℃ -注入體積：10 uL -運轉時間：15分鐘 實施例6 各種咖啡因吸附劑的咖啡因吸附作用
資料顯示使用各種材料如封裝的吸收劑(absorbents)來去除咖啡因的咖啡因吸附作用之效率。測試的材料為皂土、碳以及合成鋰皂石，顆粒尺寸自奈米變化至微米。如同表1-1中所示，具有15.0 wt%的材料比溶液之比率的皂土細繩能夠於10分鐘之後，自每毫升1.57毫克含咖啡因的溶液去除100百分率的咖啡因。如同表1-2中所示，具有24.1 wt%的材料比溶液之比率的碳珠粒能夠於30分鐘之後，自每毫升0.311毫克含咖啡因的溶液去除98.5百分率的咖啡因。如同表1-3中所示，具有19.6 wt%的材料比溶液之比率的合成鋰皂石珠粒能夠於20分鐘之後，自每毫升0.625毫克含咖啡因的溶液去除74.2百分率的咖啡因。 表1-1：藻酸鹽：碳(1:3)珠粒；材料比溶液24.1wt% 表1-2：藻酸鹽：合成鋰皂石(1:3)；珠粒；材料比溶液19.6wt% 表1-3：藻酸鹽：皂土(1:12)；細繩；材料比溶液15wt%
從這資料，與經交聯聚合物締合的咖啡因吸收劑於僅僅幾分鐘內展現出超過70%的咖啡因吸附作用之效率。此等結果展示出水凝膠的結構對含咖啡因的溶液為高度可滲透的，且於含咖啡因的溶液進出該結構時允許吸收劑吸附咖啡因分子。 實施例7 乾的吸附咖啡因之材料的咖啡因吸附作用
包括2:1藻酸鹽：皂土以及1:3藻酸鹽：皂土之吸附咖啡因之材料係製備如上。2:1及3:1藻酸鹽：皂土的吸附咖啡因之材料繼而予以冷凍乾燥。
此外，包括1:1藻酸鹽：皂土以及1:3藻酸鹽：皂土的吸附咖啡因之材料係製備如上。1:1及1:3藻酸鹽：皂土的吸附咖啡因之材料係予以風乾。
冷凍乾燥的吸附咖啡因之材料以及風乾的吸附咖啡因之材料係於咖啡因溶液內還原(reconstituted)。
表2-1至2-4內概述的資料顯示乾的水凝膠吸收劑封裝材料會吸附咖啡因。具有冷凍乾燥的2:1藻酸鹽：皂土珠粒，該材料能夠使用1 wt%的材料比溶液之比率，於5分鐘之後自每毫升0.132毫克含咖啡因的溶液去除38.8百分率的咖啡因。具有風乾的1:1藻酸鹽：皂土皂土珠粒，該材料能夠使用1重量百分率的材料比溶液之比率，於5分鐘之後自每毫升0.132毫克含咖啡因的溶液去除26.1百分率的咖啡因。資料顯示冷凍乾燥的樣本與風乾的樣本相比，有較高的咖啡因吸附作用效率的傾向。 表2-1：藻酸鹽：皂土(1:1)；風乾的；珠粒；材料比溶液1wt% 表2-2：藻酸鹽：皂土(3:1)；冷凍乾燥；珠粒；材料比溶液1wt% 表2-3：藻酸鹽：皂土(1:3)；珠粒；風乾的；材料比溶液1.8wt% 表2-4：藻酸鹽：皂土(1:3)；珠粒；冷凍乾燥的；材料比溶液1.8wt% 實施例8 代表性吸附咖啡因之材料的珠粒大小對於咖啡因吸附作用之功效
珠粒形狀的吸附咖啡因之材料係如本文進一步描述的，利用逐滴添加來製備。三種組成的相同材料係製成三種不同的尺寸，珠粒直徑為2.9±0.2mm、3.1±0.3mm及5.0±0.7mm。以相同的組成，0.85百分率的藻酸鹽、3.4百分率的皂土及95.75百分率的水，以及相同的條件使用50重量百分率的材料比上含咖啡因的溶液之比率來進行測試。如同表3-1至3-3內概述的，資料顯示珠粒越大，該材料吸收咖啡因的效率越低。2.9±0.2mm珠粒能夠去除91.9百分率的咖啡因；3.1±0.3mm的珠粒能夠去除92.8百分率的咖啡因；以及5.0±0.7mm的珠粒能夠去除84.2百分率的咖啡因。 表3-1：藻酸鹽：皂土(1:4)；珠粒d=2.9+-0.2mm；材料比溶液50wt% 表3-2：藻酸鹽：皂土(1:4)；珠粒d=3.2+-0.3mm；材料比溶液50wt% 表3-3：藻酸鹽：皂土(1:4)；珠粒d=5.0+-0.7mm；材料比溶液50wt%
二種較小的尺寸，2.9±0.2 mm及3.1±0.3 mm，顯示出相似的咖啡因吸收(absorption)，以及較大的珠粒尺寸5.0±0.7 mm其在相同的時間週期於咖啡因吸收上顯示出顯著的下降。假設較大的珠粒降低的咖啡因吸附作用是由於其等較低的表面-對-體積比，其導致介於該材料和含咖啡因的溶液之間較少的接觸表面。此等結果展示出材料的形狀與尺寸於咖啡因降低效率上扮演重要的角色。特別地，較高的表面-對-體積比會增加咖啡因吸收。 實施例9 咖啡因吸附劑裝料對於咖啡因吸附作用之功效
帶有不同比率的咖啡因吸附劑比經交聯聚合物之吸附咖啡因之材料係如本文所述地予以製備。
表4-1至4-2內概述的資料顯示，帶有較高的咖啡因吸收劑(absorbent)裝料的吸附咖啡因之材料傾向於以較高的速率吸附假定的含咖啡因的溶液中的咖啡因，直到材料達到高負載量(capacity)為止。資料顯示二種材料於具有相同濃度的含咖啡因的溶液中在相同的條件下進行測試。一種吸附咖啡因之材料具有1重量份的藻酸鹽比3重量份的皂土之組成，以及另一種具有1重量份的藻酸鹽比6重量份的皂土之組成。如同表4-1及4-2中所示，具有1重量份的藻酸鹽比6重量份的皂土組成的材料具有較快速的吸附作用動力學以及較高的吸附量(adsorption capacity)。 表4-1：藻酸鹽：皂土(1:3)；微珠d=1.8+-0.3mm；22.5wt% 表4-2：藻酸鹽：皂土(1:6)；微珠d=1.8+-0.3mm；22.1wt% 實施例10 代表性吸附咖啡因之材料於各種含咖啡因之飲料內之咖啡因吸附作用
吸附咖啡因之材料係如本文所述地予以製備以及放置於各種各樣含咖啡因之飲料內。
如同表5-1至5-3內概述的，資料顯示吸附咖啡因之材料於咖啡、茶及去二氧化碳蘇打中起作用而吸附咖啡因。 表5-1：藻酸鹽：皂土(1:4)；珠粒；蘇打；45wt% 表5-2：藻酸鹽：皂土(1:4)；珠粒；綠茶；45wt% 表5-3：藻酸鹽：皂土(1:4)；珠粒咖啡；材料比溶液50wt%
10‧‧‧吸附咖啡因之系統 20‧‧‧多孔容器 22‧‧‧錐形壁 24‧‧‧孔 40‧‧‧吸附咖啡因之材料 60‧‧‧經交聯聚合物 80‧‧‧咖啡因吸附劑
當結合附圖時，本發明之前述態樣及許多伴隨的優勢參考以下詳細說明，其等將變得更容易理解，其中： 圖1為依據本揭露內容的態樣之一種吸附咖啡因之系統的代表性具體例之透視圖； 圖2為依據本揭露內容的態樣之一種吸附咖啡因之系統的代表性具體例之透視圖； 圖3為依據本揭露內容的態樣之一種吸附咖啡因之材料的代表性具體例之側視圖； 圖4為依據本揭露內容的態樣之一種吸附咖啡因之材料的代表性具體例之側視圖； 圖5為可用於製造依據本揭露內容的態樣之吸附咖啡因之材料的代表性具體例的一種系統之部分橫截面側視圖；以及 圖6為可用於製造依據本揭露內容的態樣之吸附咖啡因之材料的代表性具體例的一種系統之部分橫截面側視圖。
10‧‧‧吸附咖啡因之系統
20‧‧‧多孔容器
24‧‧‧孔
40‧‧‧吸附咖啡因之材料
60‧‧‧經交聯聚合物
80‧‧‧咖啡因吸附劑

Claims (25)

  1. 一種自一溶液中去除咖啡因之方法，其包含： 使該溶液與一吸附咖啡因之材料接觸，該吸附咖啡因之材料包含： 一經交聯聚合物；以及 與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑， 在足以吸附咖啡因的時間及條件下，藉此自該溶液去除咖啡因。
  2. 如請求項1之方法，其中該溶液為一飲料。
  3. 如請求項2之方法，其中該飲料係選自於咖啡、紅茶、綠茶、烏龍茶、白茶(white tea)、普洱茶、黑茶(dark tea)、草藥茶、花茶、印度奶茶(chai)、抹茶(macha)、能量飲料、含酒精飲料(alcohol-based drink)、馬黛茶(mate)、蘇打以及可可。
  4. 一種吸附咖啡因之材料，其包含： 一經交聯聚合物；以及 與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑。
  5. 如請求項4之吸附咖啡因之材料，其中該經交聯聚合物為一經交聯水凝膠。
  6. 如請求項4或5之吸附咖啡因之材料，其中該經交聯聚合物包含一經交聯多醣。
  7. 如請求項6之吸附咖啡因之材料，其中該經交聯多醣係選自於纖維素、澱粉、肝醣、聚葡萄胺糖、聚葡萄糖、藻酸鹽、瓊脂、鹿角菜苷、刺槐豆膠、瓜爾膠及果膠。
  8. 如請求項4或5之吸附咖啡因之材料，其中該經交聯聚合物包含一經交聯蛋白或多肽。
  9. 如請求項8之吸附咖啡因之材料，其中該經交聯蛋白或多肽係選自於絲纖維蛋白、彈性蛋白絲、膠原蛋白、角蛋白及明膠。
  10. 如請求項4之吸附咖啡因之材料，其中該經交聯聚合物包含一聚合物及一交聯子，以及其中該交聯子為一多價離子。
  11. 如請求項10之吸附咖啡因之材料，其中該多價離子為選自於下列之一多價離子的一多價金屬離子：鈣、鎂、錳、鐵、銅、鈷、鎳、鋅、鋇、硒、鉻以及鉬。
  12. 如請求項10之吸附咖啡因之材料，其中該交聯子：聚合物之重量：重量比係大於1:100。
  13. 如請求項4至12中任一項之吸附咖啡因之材料，其中該吸附咖啡因之材料具有介於大約100nm和大約10 mm之間的最小直徑。
  14. 如請求項4至13中任一項之吸附咖啡因之材料，其中該吸附咖啡因之材料係呈選自於一珠粒、一細繩、一卵圓及一盤子的形狀。
  15. 如請求項4至14中任一項之吸附咖啡因之材料，其中該咖啡因吸附劑為一黏土顆粒。
  16. 如請求項15之吸附咖啡因之材料，其中該黏土顆粒包含選自於下列之一材料：合成鋰皂石(laponite)、蒙脫石、鋁膨潤石(beidellite)、鐵膨潤石(nontronite)、鋰膨潤石(hectorite)、皂石、鋅膨潤石(sauconite)、海泡石及其等之組合。
  17. 如請求項4至15中任一項之吸附咖啡因之材料，其中該咖啡因吸附劑係選自於一分子拓印聚合物(molecular imprinted polymer)、一沸石、一離子交換樹脂及活性碳。
  18. 如請求項4至15中任一項之吸附咖啡因之材料，其中該咖啡因吸附劑為活性碳，以及其中該活性碳係裝載一糖及一酸。
  19. 如請求項4至18中任一項之吸附咖啡因之材料，其中該經交聯聚合物比咖啡因吸附劑之比率係介於大約50:1和大約1:50之間。
  20. 如請求項4至19中任一項之吸附咖啡因之材料，其中該吸附咖啡因之材料於等於或低於150℃的溫度下為熱穩定的。
  21. 如請求項4至20中任一項之吸附咖啡因之材料，其中該吸附咖啡因之材料於介於大約pH 2和大約pH 10之間為pH穩定的。
  22. 一種吸附咖啡因之系統，其包含： 一多孔容器；以及 設置在該多孔容器內的一吸附咖啡因之材料，該吸附咖啡因之材料包含： 一經交聯聚合物；以及 與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑。
  23. 如請求項22之吸附咖啡因之系統，其中該多孔容器係選自於一紙袋、一布袋、一絲袋、一塑膠袋、一金屬濾茶球、一織布袋以及一不織布袋。
  24. 一種去咖啡因之系統，其包含： 一含咖啡因之固體；及 一吸附咖啡因之材料，其包含： 一經交聯聚合物；以及 與該經交聯聚合物締合的一咖啡因吸附劑。
  25. 如請求項24之去咖啡因之系統，其中該含咖啡因之固體係選自於咖啡渣、咖啡晶體、咖啡粉、茶葉及茶粉。
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