Порционная капсула, система и способ приготовления напитка

Предлагается порционная капсула (1) для приготовления напитка, которая имеет выполненный по существу в форме усеченного конуса или цилиндра основной корпус (2) капсулы, который имеет полое пространство (100) для размещения сырьевого материала (101) напитка, и закрывающую полое пространство (100) мембрану (6), причем основной корпус (2) капсулы имеет дно (3) капсулы, причем дно (3) капсулы имеет выходное отверстие (107), которое герметично закрыто снимаемой или прокалываемой пленкой (108), и причем порционная капсула (1) выполнена без фильтра, согласно изобретению пленка (108) имеет предел прочности менее чем 80 Н/мм². 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Уровень техники

Изобретение исходит из порционной капсулы согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.

Из уровня техники достаточно известно приготовление напитков при помощи таких порционных капсул в соответствующих машинах для приготовления напитков. Такие машины для приготовления напитков, называемые также порционными кофеварками, известны, например, из документов WO 2011/147553 А1 или WO 2011/147491 А1, в то время как типичные порционные капсулы известны, например, из документов WO 2012/038063 А1 и WO 2010/085824 А1.

Пользователь всегда вводит наполненную порционную капсулу в машину для приготовления напитков, затем закрывает машину для приготовления напитков, и запускает механизм приготовления. При закрывании машины для приготовления напитков порционная капсула прокалывается по меньшей мере в двух местах, причем через одно из обоих перфорационных отверстий во внутреннюю часть порционной капсулы вводится под давлением горячая вода, и посредством взаимодействия горячей воды с сырьевым материалом напитка вырабатывается напиток, которые через другое из обоих перфорационных отверстий вытекает из порционной капсулы и направляется в соответствующий сосуд для питья. Недостатком этой порционной капсулы является то, что дно капсулы обычно выполнено относительно толстым и жестким, так что перфорирующее средство для перфорирования дна капсулы подвергается сильному износу. К тому же при этом дно капсулы открывается лишь незначительно, так что напиток выходит через очень узкую цель между стенкой отверстия и перфорирующим средством. Однако такие машины для приготовления напитков предназначаются, прежде всего, для приготовления кофе. По этой причине горячая вода обычно вводится в порционную капсулу под высоким давлением до 19 бар. Вследствие внезапной потери давления при выходе напитка из порционной капсулы через узкую щель напиток при покидании порционной капсулы очень сильно ускоряется. Это особо справедливо в случае, когда используются порционные капсулы без внутренних фильтрующих элементов, которые дополнительно тормозят поток напитка. Высокая скорость выходящей жидкости напитка отрицательным образом приводит к тому, что жидкость напитка разбрызгивается, вследствие чего для пользователя существует значительная опасность получения ожогов, а также загрязняется окружение машины для приготовления напитков.

Раскрытие изобретения

Поэтому задачей настоящего изобретения является разработка простой в изготовлении и экономичной порционной капсулы без фильтрующего элемента для машины для приготовления напитков, с помощью которой, с одной стороны, может быть устранен повышенный износ перфорирующего средства и которая, с другой стороны, также делает возможным приготовление напитков без опасности получения ожогов пользователем и загрязнений.

Задача настоящего изобретения решена порционной капсулой для приготовления напитка, имеющей выполненный по существу в форме усеченного конуса или цилиндра основной корпус капсулы, который имеет полое пространство для размещения сырьевого материала напитка, и закрывающую полое пространство мембрану, причем основной корпус капсулы имеет дно капсулы, причем дно капсулы имеет выходное отверстие, которое закрыто прокалываемой пленкой, причем порционная капсула выполнена без фильтра, и причем пленка имеет предел прочности (прочностью при растяжении) менее чем 80 Н/мм².

Порционная капсула согласно изобретению по сравнению с уровнем техники имеет преимущество, что на месте дна капсулы, на котором порционная капсула обычно прокалывается перфорирующим средством машины для приготовления напитков, уже имеется заранее созданное выходное отверстие, которое закрыто только пленкой, причем пленка имеет сравнительно низкий предел прочности. Благодаря использованию пленки с таким низким пределом прочности, при ее перфорировании в пленке образуется сравнительно большое отверстие, так что потеря давления в области сливного отверстия становится меньше, и напиток покидает порционную капсулу с меньшей скоростью. Итак, предпочтительным образом может быть устранена опасность получения ожогов пользователем и загрязнения окружения машины. Оказалось, что при перфорировании пленки в обычной машине для приготовления напитков начиная с предела прочности менее чем 80 Н/мм² в пленке образуется сравнительно большое отверстие, которое приводит к заметному замедлению потока напитка из порционной капсулы. Сырьевой материал напитка включает в себя, прежде всего, растворимый порошок или гранулят, такой как, например, кофейный порошок, шоколадный порошок, молочный порошок, чай, порошок супа или тому подобное. Предпочтительные варианты осуществления и усовершенствования изобретения могут быть взяты из зависимых пунктов формулы изобретения, а также описания со ссылкой на рисунки.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что пленка имеет предел прочности менее чем 75 Н/мм², а предпочтительно менее чем 70 Н/мм².

Предпочтительно, пленка имеет предел прочности между 20 и 70 Н/мм². Оказалось, что именно в этом диапазоне может быть достигнуто простое перфорирование без чрезмерного износа перфорирующего средства, причем одновременно образуется большое сливное отверстие. Является возможным, что пленка к тому же выполнена так, что она имеет удлинение между 1 и 30 процентами, предпочтительно между 2 и 20 процентами, и особо предпочтительно между 5 и 15 процентами. Сравнительно низкая растяжимость пленки предпочтительным образом приводит к тому, что пленка при закрывании заварочной камеры надежно и относительно быстро прокалывается.

Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что пленка включает в себя многослойную пленку из алюминия и пластмассы, прежде всего многослойную пленку «полиэтилентерефталат/алюминий/полипропилен РР95» или многослойную пленку «полиэтилентерефталат/алюминий/полипропилен РР100». Прежде всего, пленка имеет толщину материала между 10 и 100 микрометрами, предпочтительно между 20 и 70 микрометрами, и особо предпочтительно между 40 и 60 микрометрами.

Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что выходное отверстие выполнено по существу круглым, и диаметр выходного отверстия составляет между 10 и 60 процентами, предпочтительно между 20 и 50 процентами, и особо предпочтительно между 30 и 40 процентами, диаметра дна капсулы. Является возможным, что выходное отверстие выполнено по существу круглым, и имеет диаметр более чем 8 миллиметров, и предпочтительно более чем 10 мм. Прежде всего, диаметр выходного отверстия менее чем 20 миллиметров, а предпочтительно менее чем 14 миллиметров. Диаметр дна капсулы составляет, прежде всего, 25-35 миллиметров, предпочтительно 28-32 миллиметра, и особо предпочтительно по существу 30 миллиметров.

Порционная капсула согласно изобретению выполнена без фильтра, это значит, что материал напитка, прежде всего непосредственно, прилегает к дну капсулы, и между сырьевым материалом напитка и дном капсулы отсутствует какой-либо, например ситообразный или бумагообразный, фильтрующий элемент для удерживания гранулята напитка.

Еще одним предметом настоящего изобретения является имеющая машину для приготовления напитков и порционную капсулу согласно изобретению система, причем машина для приготовления напитков имеет первый и второй элемент заварочной камеры, причем первый и/или второй элемент заварочной камеры выполнен с возможностью перемещения между положением загрузки, в котором первый и второй элемент заварочной камеры находятся на расстоянии друг от друга для помещения в машину для приготовления напитков порционной капсулы, и рабочим положением, в котором первый и второй элемент заварочной камеры сближены друг с другом для образования по существу закрытой заварочной камеры, причем второй элемент заварочной камеры имеет выступающее в направлении первого элемента заварочной камеры перфорирующее средство, которое при переводе машины для приготовления напитков из положения загрузки в рабочее положение прокалывает пленку на дне капсулы для создания сливного отверстия напитка.

Предпочтительно, перфорирующее средство у системы согласно изобретению подвергается заметно уменьшенному износу, так как перфорирующее средство прокалывает не прочное дно основного корпуса капсулы, а только существенно более тонкую фольгу.

Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что первый элемент заварочной камеры имеет несколько выступающих в направлении второго элемента заварочной камеры других перфорирующих средств, которые при переводе машины для приготовления напитков из положения загрузки в рабочее положение прокалывают мембрану для образования впускных отверстий.

Еще одним предметом настоящего изобретения является способ приготовления напитка с помощью системы согласно изобретению, причем на первом этапе способа машину для приготовления напитков приводят в положение загрузки, причем на втором этапе способа порционную капсулу подводят к машине для приготовления напитков, причем на третьем этапе способа машину для приготовления напитков переводят из положения загрузки в рабочее положение, вследствие чего перфорирующее средство прокалывает пленку и дно капсулы прокалывается, и причем на четвертом этапе способа к порционной капсуле принудительно подводят воду.

Предел прочности и/или удлинение пленки определяются, прежде всего, при испытании на растяжение, которое, например, проводится на универсальной испытательной машине, которое является установленным стандартным способом проверки материалов. При этом пленка, например, зажимается в универсальной испытательной машине и подвергается возрастающей растягивающей нагрузке до тех пор, пока пленка, наконец, не разорвется. Во время испытания записывается диаграмма «усилие-перемещение» или диаграмма «напряжение-удлинение», а также непрерывно измеряются поперечное сечение и длина пленки. Из записанных данных непосредственно считываются или вычисляются предел прочности и удлинение. Универсальная машина для испытаний на растяжение включает в себя, например, «Quasar 200» фирмы « und Licht», в то время как данные оцениваются с помощью испытательного программного обеспечения «Graphwork» того же производителя.

Краткое описание фигур

Фиг. 1 показывает схематический вид в разрезе порционной капсулы согласно приведенному в качестве примера варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2А, 2Б показывают схематические виды системы и способа для приготовления напитка согласно приведенному в качестве примера варианту осуществления настоящего изобретения.

Варианты осуществления изобретения

На разных фигурах одинаковые детали постоянно снабжены одинаковыми ссылочными обозначениями и поэтому, как правило, называются или упоминаются только один раз.

На фиг. 1 показан схематический вид в разрезе порционной капсулы 1 согласно приведенному в качестве примера варианту осуществления настоящего изобретения.

При этом порционная капсула 1 имеет жесткий или полужесткий основной корпус 2 капсулы в форме усеченного конуса с дном 3 капсулы и загрузочным отверстием 4. В области загрузочного отверстия 4 круговая боковая стенка основного корпуса 2 капсулы смыкается с круговым фланцем 5. Загрузочное отверстие 4 служит для заполнения полого пространства 100 внутри порционной капсулы 1 сырьевым материалом 101 напитка. Затем полое пространство 100 воздухонепроницаемо закрывается мембраной 6, причем край мембраны 6 соединяется термосваркой с фланцем 5. Сырьевой материал 101 напитка включает в себя, прежде всего, растворимый порошок или гранулят, такой как, например, кофейный порошок, шоколадный порошок, молочный порошок, чай, порошок супа или тому подобное.

Дно 3 капсулы имеет центральное выходное отверстие 107, которое закрыто воздухонепроницаемой пленкой 108. Пленка 108 наклеена на наружной или нижней стороне дна 3 капсулы и является прокалываемой перфорирующим средством (не показано) машины 10 для приготовления напитков. Центральное выходное отверстие выполнено, прежде всего, круглым с диаметром между 8 и 14 миллиметрами. Предпочтительно, дно 3 капсулы имеет по существу диаметр 30 миллиметров.

При этом пленка 108 приобретается такой, что она имеет предел прочности между 20 и 70 Н/мм² и удлинение между 5 и 15 процентами. За счет этого, с одной стороны, становится возможным легкое прокалывание пленки 108 перфорирующим средством 11 машины для приготовления напитков 10 (ср. фиг. 2А и 2Б), а с другой стороны, при перфорировании в дне 3 капсулы создается сравнительно большое отверстие для выпуска напитка, так что скорость выхода напитка снижается. Предел прочности и удлинение пленки 108 могут, прежде всего, определяться с помощью универсальной машины для испытаний на растяжение, такой как, например, «Quasar 200» фирмы « und Licht», а также испытательного программного обеспечения «Graphwork» того же производителя. Кроме того, пленка 108 включает в себя многослойную пленку «полиэтилентерефталат/алюминий/полипропилен РР95» или многослойную пленку «полиэтилентерефталат/алюминий/полипропилен РР100» с толщиной материала между 40 и 60 микрометрами.

Кроме того, порционная капсула 1 выполнена без фильтра, это значит, что сырьевой материал напитка непосредственно прилегает к внутренней или верхней стороне дна 3 капсулы.

На фиг. 2А, 2Б показаны схематические виды системы и способа для приготовления напитка согласно приведенному в качестве примера варианту осуществления настоящего изобретения. Система имеет уже описанную со ссылкой на фиг. 1 порционную капсулу 1, а также машину 10 для приготовления напитков.

Машина 10 для приготовления напитков в данном примере включает в себя первый элемент 12 заварочной камеры и второй элемент 13 заварочной камеры. Первый элемент 12 заварочной камеры выполнен с возможностью перемещения относительно второго элемента 13 заварочной камеры между показанным на фиг. 2А положением загрузки и показанным на фиг. 2Б рабочим положением. В положении загрузки первый элемент 12 заварочной камеры находится на расстоянии от второго элемента 13 заварочной камеры, так что порционная капсула 1 может вводиться в машину 10 для приготовления напитков и между первым и вторым элементами 12, 13 заварочной камеры, например сверху под воздействием силы тяжести. Затем первый элемент 12 заварочной камеры сдвигается в направлении второго элемента 13 заварочной камеры до тех пор, пока первый и второй элементы 12, 13 заварочной камеры не образуют совместно закрытую заварочную камеру, в которой расположена порционная капсула 1.

Второй элемент 13 заварочной камеры снабжен центральным перфорирующим средством 11, в то время как первый элемент 12 заварочной камеры имеет несколько других перфорирующих средств 14. При закрывании заварочной камеры дополнительные перфорирующие средства 14 прокалывают мембрану 6 порционной капсулы 1, чтобы создать входные отверстия для введения заварочной воды в порционную капсулу 1.

Одновременно центральное перфорирующее средство 11 на втором заварочной элементе 12 прокалывает воздухонепроницаемую пленку 108 на дне 3 капсулы, а именно, точно в области выходного отверстия 107. При этом перфорирующее средство 11 факультативно вдвигается в выходное отверстие 107. Вследствие перфорирования пленки 108 в дне 3 капсулы образуется выходное отверстие напитка, через которое созданный в порционной капсуле 1 за счет взаимодействия между заварочной водой и сырьевым материалом напитка напиток может вытекать из порционной капсулы 1.

1. Порционная капсула (1) для приготовления напитка, имеющая выполненный по существу в форме усеченного конуса или цилиндра основной корпус (2) капсулы, который имеет полое пространство (100) для размещения сырьевого материала (101) напитка, и закрывающую полое пространство (100) мембрану (6), причем основной корпус (2) капсулы имеет дно (3) капсулы, причем дно (3) капсулы имеет выходное отверстие (107), которое герметично закрыто прокалываемой пленкой (108), и причем порционная капсула (1) выполнена без фильтра, отличающаяся тем, что пленка (108) имеет предел прочности менее чем 80 Н/мм² и удлинение между 1 и 30 %.

2. Порционная капсула (1) по п. 1, причем пленка (108) имеет предел прочности менее чем 75 Н/мм², а предпочтительно менее чем 70 Н/мм².

3. Порционная капсула (1) по одному из предшествующих пунктов, причем пленка (108) имеет предел прочности между 20 и 70 Н/мм².

4. Порционная капсула (1) по одному из предшествующих пунктов, причем пленка (108) имеет удлинение между 2 и 20 % и предпочтительно между 5 и 15 %.

5. Порционная капсула (1) по одному из предшествующих пунктов, причем пленка (108) имеет толщину материала между 10 и 100 мкм, предпочтительно между 20 и 70 мкм и особо предпочтительно между 40 и 60 мкм.

6. Порционная капсула (1) по одному из предшествующих пунктов, причем пленка (108) включает в себя многослойную пленку из алюминия и пластмассы, прежде всего многослойную пленку «полиэтилентерефталат/алюминий/полипропилен РР95» или многослойную пленку «полиэтилентерефталат/алюминий/полипропилен РР100».

7. Порционная капсула (1) по одному из предшествующих пунктов, причем выходное отверстие (107) выполнено по существу круглым, и диаметр выходного отверстия (107) составляет между 10 и 60 %, предпочтительно между 20 и 50 % и особо предпочтительно между 30 и 40 %, диаметра дна (3) капсулы.

8. Порционная капсула (1) по одному из предшествующих пунктов, причем выходное отверстие (107) выполнено по существу круглым и имеет диаметр более чем 8 мм и предпочтительно более чем 10 мм.

9. Порционная капсула (1) по п. 8, причем диаметр выходного отверстия (107) составляет менее чем 20 мм, а предпочтительно менее чем 14 мм.

10. Порционная капсула (1) по одному из предшествующих пунктов, причем диаметр дна (3) капсулы составляет 25-35 мм, предпочтительно 28-32 мм и особо предпочтительно по существу 30 мм.

11. Порционная капсула (1) по одному из предшествующих пунктов, причем сырьевой материал (101) напитка прилегает непосредственно к дну (3) капсулы.

12. Система, имеющая машину (10) для приготовления напитков и порционную капсулу (1) по одному из предшествующих пунктов, причем машина (10) для приготовления напитков имеет первый и второй элементы (12, 13) заварочной камеры, причем первый и/или второй элемент (12, 13) заварочной камеры выполнен с возможностью перемещения между положением загрузки, в котором первый и второй элементы (12, 13) заварочной камеры находятся на расстоянии друг от друга для помещения в машину (10) для приготовления напитков порционной капсулы (1), и рабочим положением, в котором первый и второй элементы (12, 13) заварочной камеры сближены друг с другом для образования по существу закрытой заварочной камеры, причем второй элемент (13) заварочной камеры имеет выступающее в направлении первого элемента (12) заварочной камеры перфорирующее средство (11), которое при переводе машины (10) для приготовления напитков из положения загрузки в рабочее положение прокалывает пленку (108) на дне (3) капсулы для создания сливного отверстия напитка.

13. Система по п. 12, причем первый элемент (12) заварочной камеры имеет несколько выступающих в направлении второго элемента (13) заварочной камеры других перфорирующих средств (14), которые при переводе машины (10) для приготовления напитков из положения загрузки в рабочее положение прокалывают мембрану (6) для образования впускных отверстий.

14. Способ приготовления напитка с помощью системы по одному из пп. 12 или 13, причем на первом этапе способа машину (10) для приготовления напитков приводят в положение загрузки, причем на втором этапе способа порционную капсулу (1) подводят к машине (10) для приготовления напитков, причем на третьем этапе способа машину (10) для приготовления напитков переводят из положения загрузки в рабочее положение, вследствие чего перфорирующее средство (11) прокалывает пленку (108), и причем на четвертом этапе способа к порционной капсуле принудительно подводят заварочную воду.