專利名稱：用于萃取物的膠囊及其制造方法和咖啡沖泡裝置的制作方法
用于萃取物的膠囊及其制造方法和咖啡沖泡裝置本發(fā)明涉及由盛裝在膠囊中的萃取物如磨制咖啡制備飲料或類似物。本發(fā)明尤其涉及作為定量包裝的可刺破的膠囊及其制造方法。用于由盛裝在定量包裝內(nèi)的萃取物制備飲料等的萃取裝置，例如像咖啡機(jī)或者意式濃縮咖啡(Espresso)機(jī)是已知的并且越來(lái)越受人們喜愛(ài)。在許多這樣的系統(tǒng)中，定量包裝以膠囊的形式構(gòu)成，在膠囊中例如氣密地封裝有萃取物。為了萃取，膠囊在相對(duì)的兩側(cè)被刺。在第一側(cè)，注入萃取液體(一般是熱水)。在第二側(cè)，萃取產(chǎn)物從膠囊中被排出。在這種情況下，在膠囊內(nèi)部必須存在相當(dāng)高的例如為5巴至20巴的壓力。鋁和塑料例如聚丙烯是最常見(jiàn)的膠囊材料。鋁制膠囊能將萃取物長(zhǎng)時(shí)間保鮮，但在生產(chǎn)中非常耗能。聚丙烯制膠囊在耗能和丟棄處理方面是有利的，但對(duì)刺穿機(jī)構(gòu)的要求較聞。集成有過(guò)濾機(jī)構(gòu)的膠囊和僅具有包裹萃取物的殼的膠囊均可以在市場(chǎng)上買到。對(duì)··于后者，穿刺機(jī)構(gòu)需要如此構(gòu)成，從而防止萃取物和萃取產(chǎn)物一起從膠囊中流出。未集成有過(guò)濾機(jī)構(gòu)的膠囊的一個(gè)例子例如在EP1886942中被公開(kāi)。歐洲專利文獻(xiàn)EP 1344722公開(kāi)了一種杯狀膠囊。根據(jù)其公開(kāi)的內(nèi)容可知該膠囊包括內(nèi)部分配或收集部件，該部件把該膠囊的、將由水或飲料填充的第一區(qū)域與含有萃取物的第二區(qū)域分隔開(kāi)。該分配或收集部件設(shè)有用于分配水或收集飲料的多條通道，且被如此設(shè)計(jì)和布置以使其不會(huì)被咖啡機(jī)的穿刺機(jī)構(gòu)刺穿。例如美國(guó)專利文獻(xiàn)US 2005/0051478公開(kāi)了一種具有一體過(guò)濾器的膠囊。該過(guò)濾器具備已知的過(guò)濾式咖啡機(jī)的紙質(zhì)過(guò)濾器的功能水通過(guò)穿刺針在較低壓力或零壓力下注入膠囊的含有萃取物的區(qū)域。萃取之后，咖啡經(jīng)過(guò)膠囊自身的紙質(zhì)過(guò)濾器進(jìn)入收集區(qū)域，在此處咖啡由另一個(gè)穿刺針收集。專利文獻(xiàn)WO 2008/011913公開(kāi)了一種包括通過(guò)“咖啡脂”成型網(wǎng)封閉的出口的膠
囊。該膠囊還包括具有固定該成型網(wǎng)的肩部的安全蓋。在與該出口相對(duì)的一側(cè)，設(shè)置有形成環(huán)繞進(jìn)口的環(huán)狀凹槽的蓋。滴濾咖啡在許多地方一直非常流行，并且杯子經(jīng)常裝滿大份高達(dá)O. 3或O. 4升的滴濾咖啡。配置成最多容納不超過(guò)6至8克咖啡的已知的定量膠囊不足以制備這種份量的咖啡。所以，在滴濾咖啡流行之地，使用定量膠囊的咖啡機(jī)不是很普遍。然而，在使用這類咖啡機(jī)的地方，這些膠囊比打算用于制備意式濃縮咖啡的膠囊系統(tǒng)要大得多。咖啡機(jī)包括適用于相對(duì)較大的定量膠囊的相對(duì)大的沖泡室以及設(shè)計(jì)用于在低壓力下輸送相對(duì)大量的熱水的泵。因此，這些咖啡機(jī)不適合用于沖泡意式濃縮咖啡。然而，對(duì)于滴濾咖啡的愛(ài)好者來(lái)說(shuō)，能夠按照意愿使用現(xiàn)有的裝置沖泡意式濃縮咖啡是有利的。本發(fā)明的目的是找到解決上述問(wèn)題的方案。尤其是，該方案應(yīng)當(dāng)不需要借助兩種完全不同的裝置就能為大體積滴濾咖啡(由相對(duì)大的量的咖啡制備而成)和意式濃縮咖啡的愛(ài)好者提供這兩種飲料。該目的將通過(guò)如權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明來(lái)實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明第一方案，提供用于沖泡飲料的定量膠囊，尤其是咖啡膠囊，該定量膠囊的外部尺寸對(duì)應(yīng)于用于較大份量(例如300ml或更多)滴濾咖啡的膠囊的尺寸，但是該定量膠囊包括將空區(qū)域與萃取物區(qū)域分隔開(kāi)的分隔件。還提供例如穿過(guò)空區(qū)域的至少一條液體通道。所述至少一條液體通道和萃取物區(qū)域被配置成能基本上阻止在注入位置引入膠囊的水或是在該膠囊內(nèi)制成的飲料進(jìn)入該空區(qū)域。萃取物區(qū)域、空區(qū)域、分隔件以及液體通道都設(shè)置在膠囊內(nèi)，也就是說(shuō)，設(shè)置在由壁部包封的空間內(nèi)。通常，空區(qū)域一方面以分隔件為界，另一方面以膠囊的壁部的一部分為界。本文中，術(shù)語(yǔ)“滴濾咖啡”是指在較低壓力下，例如小于5巴、尤其是3巴或更低，在相對(duì)大量的液體中沖泡的咖啡。術(shù)語(yǔ)“意式濃縮咖啡”代表在較高壓力下，例如高于5巴或高于8巴的壓力下沖泡的咖啡飲料。因此，術(shù)語(yǔ)“滴濾咖啡”還包括其沖泡過(guò)程中不涉及實(shí)際的過(guò)濾器的咖啡飲料，而“意式濃縮咖啡”還包括例如“意式濃縮量夠咖啡(espresso lungo )，，。已經(jīng)證實(shí)將容積例如為30ml的大膠囊填充小量的例如大約7克咖啡并不受人喜愛(ài)，因?yàn)樵谶@樣的配置中，咖啡粉末容易形成旋渦而將不能用于沖泡意式濃縮咖啡。根據(jù)本發(fā)明第一方面的方法使得具有相對(duì)大容積的定量膠囊包括容積減小的填充區(qū)域，特別是指含有減小的量咖啡的萃取物區(qū)域。然而，與現(xiàn)有技術(shù)中的方法相比，由于液體通道的設(shè)置，外部的膠囊容積(整個(gè)膠囊內(nèi)部)不會(huì)被液體完全充滿。因此，與現(xiàn)有的意式濃縮咖啡機(jī)相比，在制備意式濃縮咖啡的過(guò)程中，本發(fā)明膠囊的較大容積不要求液體泵增加泵送能力和/或周期時(shí)間，這對(duì)于保證飲料的質(zhì)量是重要的。此外，通過(guò)膠囊容積差不需要沖泡(和已知的膠囊相比)較大量的飲料，并且該膠囊在沖泡以后將不會(huì)填充較大百分比的熱水或飲料。與例如25-40ml的一般的意式濃縮咖啡的液體體積比較，用于滴濾咖啡的“較大”膠囊(這應(yīng)當(dāng)容納高達(dá)約15克或更多的咖啡并因此具有接近30-34ml的有效容積)與具有大約為前述容積一半的意式濃縮咖啡膠囊在容積上的差異是相當(dāng)重要的的。有利的是，與具有配置成適用于不同尺寸的膠囊的咖啡機(jī)的可行系統(tǒng)相比，根據(jù)本發(fā)明第一方面的用于膠囊系統(tǒng)的咖啡機(jī)有利地需要僅一個(gè)沖泡室就可沖泡具有不同填充容積的咖啡。所以，相應(yīng)地就不需要提供雙重的接入及引出該沖泡室的供應(yīng)管路和輸出管路、穿刺機(jī)構(gòu)、用于關(guān)閉該沖泡室的動(dòng)作裝置等等。空區(qū)域可以是由外部的膠囊壁和分隔件形成的并且基本上僅由空氣或保護(hù)氣充滿的空腔區(qū)域；例如在該空區(qū)域中存在有基于固態(tài)泡沫合適的填料。通向萃取區(qū)域的液體通道可穿過(guò)該空區(qū)域，這些通道例如呈管道形式。在包括穿過(guò)空心區(qū)域通向萃取區(qū)域的液體通道的多個(gè)實(shí)施例中，其中將空區(qū)域設(shè)置在膠囊的注入側(cè)，將萃取區(qū)域設(shè)置在膠囊的萃取物側(cè)的實(shí)施例往往是特別受歡迎的。這些液體通道的位置則與咖啡機(jī)沖泡模塊的注入針的位置相匹配，以使沖泡液體被自動(dòng)注入這些液體通道中。這些液體通道并非必須穿過(guò)該空區(qū)域。在液體通道由空區(qū)域環(huán)繞情況下，例如可以沿側(cè)壁導(dǎo)引。在自空區(qū)域側(cè)接受注入液體的實(shí)施例中，通常會(huì)將注入位置限定在液體通道與注入側(cè)壁部的匯合處。沖泡模塊穿刺針的位置則與膠囊如此匹配，以在相應(yīng)的位置刺穿壁部，而刺穿孔僅在由對(duì)應(yīng)的液體通道經(jīng)過(guò)的表面區(qū)域上延伸。
然而，這并不排除將特定的聚集區(qū)域設(shè)置在注入側(cè)上，在此處液體進(jìn)入液體通道并隨后從所述通道進(jìn)入萃取物區(qū)域。在涉及在萃取原料區(qū)域側(cè)接受注入液體的實(shí)施例中，相應(yīng)的考慮適用于排出裝置的穿刺針的位置。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法可以通過(guò)多種不同的注入裝置和排出裝置實(shí)施。一方面，這些裝置包括這樣的系統(tǒng)，其中的膠囊在注入側(cè)和萃取側(cè)(在排出裝置側(cè))同時(shí)被碰。除了其它優(yōu)點(diǎn)之外，這些裝置還具有在供給水的壓力不高時(shí)仍能運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)——例如用于沖泡滴濾咖啡。另一方面，該方法還適合于這樣的系統(tǒng)，在已經(jīng)引入沖泡水以后，并由于因此產(chǎn)生的壓力，膠囊在萃取側(cè)發(fā)生穿孔。在專利文獻(xiàn)PCT/CH2010/000098中公開(kāi)了適合于聚丙烯膠囊的系統(tǒng)的一個(gè)例子，該文獻(xiàn)的內(nèi)容通過(guò)引用構(gòu)成本專利申請(qǐng)的一組成部分。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法也可以通過(guò)使用很多種膠囊外部形狀及結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些包括旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的杯形形狀，也包括例如專利文獻(xiàn)PCT/CH2010/000097公開(kāi)的其它形狀，該文獻(xiàn)的內(nèi)容通過(guò)引用構(gòu)成本發(fā)明的一部分。分隔件可以是或包括分隔壁。然而，該分隔件的形狀不是關(guān)鍵的。該分隔件可以由插入膠囊中的嵌入件形成。該嵌入件構(gòu)成萃取物區(qū)域和空區(qū)域以及至少一條的液體通道之間的分隔壁。該嵌入件密封地成型于和/或連接到膠囊壁部上，以使引入膠囊的液體不會(huì)大量地進(jìn)入空區(qū)域中。在萃取物區(qū)域和液體通道之間形成有多個(gè)通孔，這些通孔配置成容許液體通過(guò)但咖啡粉不會(huì)大量地進(jìn)入這些液體通道中。例如，這些通孔可以如此形成，以在沿液體通道的方向以錐形漸縮。這種形狀具有這樣的效果，即，將咖啡粉收集/擠入漏斗狀錐形區(qū)域中。然而，通常，以某種其它方式設(shè)計(jì)的嵌入件或分隔件以使它們不具有過(guò)濾器功能，而僅僅是起到將萃取物區(qū)域和空區(qū)域分隔開(kāi)以及可能形成液體通道的作用。液體通道自身也可以填充有萃取物并因此至少部分構(gòu)成萃取原料區(qū)域。所述至少一個(gè)液體通道，例如通過(guò)在液體通道與壁部交匯處不透液地連接到膠囊壁部上的嵌入件，與空區(qū)域密封隔開(kāi)。這種連接可以是(超聲)焊接連接，粘接或其它合適的連接方式?；蛘?，例如通過(guò)壓靠壁部的液體通道的彈性可變形密封件，也可以提供另一種合適的密封連接。萃取物區(qū)域在朝向空區(qū)域的方向上也可以例如同樣通過(guò)不透液連接(焊接、粘接)到壁部上的嵌入件或分隔件密封。作為替代方式，嵌入件或分隔件具有可彈性變形的且壓靠壁部的密封件。具體地，這種類型的密封件可以如此形成，以使其借助萃取物區(qū)域的內(nèi)部壓力附加地壓靠壁部。該密封件例如可以是向外伸出的密封突出部。作為替代或者附加地，密封突出部也可以?shī)A在膠囊壁部的連接部件之間，由此產(chǎn)生迷宮式密封效果。根據(jù)本發(fā)明第一方面的定量膠囊的外體積例如在25_40ml之間。萃取物區(qū)域容積與膠囊外體積之比優(yōu)選為至少I. 4，尤其至少I. 6。提供根據(jù)本發(fā)明第二方面的、尤其有利地是與本發(fā)明第一方面結(jié)合的咖啡制備系統(tǒng)，包括下述構(gòu)件-具有沖泡室和液體泵的咖啡機(jī)，其中在任何情況下該沖泡室能夠裝入可以由該咖啡機(jī)的注入側(cè)穿刺機(jī)構(gòu)和萃取物側(cè)穿刺機(jī)構(gòu)刺穿的定量膠囊，該液體泵用于輸送熱水進(jìn)入該沖泡室并通過(guò)該注入側(cè)穿刺機(jī)構(gòu)進(jìn)入該定量膠囊，-具有填充有咖啡粉末的第一萃取物區(qū)域的第一類型咖啡膠囊，其中該第一萃取物區(qū)域具有第一容積，和-具有填充有咖啡粉末的第二萃取物區(qū)域的第二類型咖啡膠囊，其中該第二萃取物區(qū)域具有第二容積，-其中該第一類型咖啡膠囊的咖啡膠囊外部尺寸與該第二類型咖啡膠囊的咖啡膠囊外部尺寸基本上相同，且這兩種類型的咖啡膠囊的尺寸均適配于該沖泡室，-其中該第一容積大于該第二容積。在這種情況下，第一萃取物區(qū)域和第二萃取物區(qū)域的容積明顯不同，例如第一容 積是第二容積的至少I. 4倍，尤其至少I. 6倍。在這種情況下，優(yōu)選第一容積還明顯大于常規(guī)的意式濃縮咖啡定量膠囊的填充容積，例如25ml或更大。對(duì)于填充量接近10-18克的咖啡，該容積可以尤其介于25ml到40ml之間。在多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一類型咖啡膠囊完全裝滿咖啡，就是說(shuō)，第一容積等于總咖啡膠囊容積(即由外部尺寸限定的容積減去一般相當(dāng)薄的壁部的體積)。另外，優(yōu)選咖啡機(jī)如此配置，以便在兩種不同的操作條件下驅(qū)動(dòng)液體泵產(chǎn)生兩種不同的泵送壓力，其中第一泵送壓力低于5巴或低于3巴，第二泵送壓力高于8巴或高于5巴。第二類型膠囊(或根據(jù)本發(fā)明第一方面的膠囊)和咖啡機(jī)如此相互匹配以在空區(qū)域側(cè)完成注入。以下將結(jié)合附圖來(lái)描述本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的零部件。所述附圖并非按比例繪制，并且按照在圖和圖之間不同的大小示出了部分相應(yīng)的零部件，其中圖I是咖啡定量膠囊的視圖；圖2和圖3分別示出了圖I中的咖啡定量膠囊的膠囊主體和膠囊蓋的視圖；圖4和圖5分別示出了定量膠囊的嵌入件的示意圖；圖6是剖切開(kāi)的嵌入件的局部示意圖；圖7是嵌入件的仰視圖；圖8是帶有嵌入件的膠囊的示意性截面圖；圖9和

圖10分別示出了嵌入件以及帶有嵌入件的膠囊壁部的局部放大截面圖；圖11示出了另一實(shí)施例的嵌入件；圖12和圖13分別示出了定量膠囊的替代實(shí)施例；圖14示出了咖啡機(jī)沖泡模塊的視圖；以及圖15是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的組成部分的示意圖。根據(jù)圖I的膠囊I基本上呈正方體形。不過(guò)，在圖中頂面略微大于底面，因此膠囊嚴(yán)格從數(shù)學(xué)角度上講為截頭棱錐體形狀。在圖中位于側(cè)旁的側(cè)面相對(duì)于底面垂直面(當(dāng)然是指垂直于底面的那個(gè)平面，該平面經(jīng)過(guò)在底面和對(duì)應(yīng)的側(cè)面之間的棱邊)的傾斜角度α很小，該角度優(yōu)選最多為2°，例如僅為約1°。此外，在底面上方的膠囊高度近似等于底邊長(zhǎng)度。
膠囊壁部利用超聲切斷封焊工藝由圖2示出的膠囊主體11和圖3示出的蓋12制成。有關(guān)膠囊壁部及制造該膠囊壁部的方法的內(nèi)容參照專利申請(qǐng)PCT/CH2010/000097。可以清楚地看到為約1°的僅略微不同于0°的角度α和周向的焊道14，焊道以最大約d=0. 35mm的程度向四面?zhèn)认蛲钩觯褪钦f(shuō)，該焊道各個(gè)邊緣最多凸出約2%至3%。膠囊壁部的由壁厚為O. Imm至O. 5mm、優(yōu)選為O. 2mm至O. 4mm、例如在O. 25mm至
O.35mm之間的聚丙烯制成。其它材料也是可行的，尤其是其它的食品相容塑料。該壁部的壁厚例如在所有側(cè)面近似相等。用于12至18克咖啡填充重量的正方體各邊緣的外側(cè)長(zhǎng)度優(yōu)選在30mm到34mm之間。 與由專利PCT/CH2010/000097所公開(kāi)的膠囊相比，根據(jù)本發(fā)明的膠囊I不僅只是在其內(nèi)部填充萃取產(chǎn)品(磨制咖啡)及同類產(chǎn)品，而且還包括如圖4至圖7所示的設(shè)置在該膠囊內(nèi)部的嵌入件21。該嵌入件例如同樣是由聚丙烯制成并具有分隔壁22，該分隔壁構(gòu)成分隔件，且當(dāng)該分隔壁布置在膠囊內(nèi)部時(shí)，將萃取物區(qū)域(其位于圖4中示出的頂部)與膠囊的空區(qū)域(位于圖4中示出的底部)隔開(kāi)。為近似空心圓柱形并作為液體通道的管狀延伸部24從分隔壁22延伸到該空區(qū)域側(cè)。還可以將像所述液體通道那樣延伸進(jìn)入該空區(qū)域的、或選的支柱狀加強(qiáng)件26設(shè)置在這些延伸部24之間及所述延伸部的外側(cè)。具有多個(gè)通孔28的區(qū)域穿過(guò)在液體通道和萃取物區(qū)域之間的分隔壁。在沖泡期間，來(lái)自圖4中示出的底部的熱的沖泡水通過(guò)該多個(gè)通孔進(jìn)入該萃取物區(qū)域，在該處以公知的方式浸泡萃取物。在示出的實(shí)施例中，嵌入件還包括以凸緣形式朝向萃取原料側(cè)伸出的周壁29。該周壁與分隔壁一起形成杯狀結(jié)構(gòu)，其中放置有萃取物或部分萃取物。圖8示意性示出了嵌入件21如何被設(shè)置在膠囊I的內(nèi)部。該圖還示出該膠囊由所述嵌入件分成三個(gè)區(qū)域。萃取物區(qū)域31通過(guò)圖8示出的水平分隔壁22與空區(qū)域32分開(kāi)。液體通道區(qū)域33被多條液體通道隔開(kāi)，這些液體通路由多個(gè)延伸部24與分隔壁22的被多個(gè)通孔穿透的區(qū)域28共同形成。這些延伸部一直延伸到膠囊的空區(qū)域側(cè)的壁部，并例如以不透液方式連接到該壁部上。為了沖泡，穿刺機(jī)構(gòu)在位于所述液體通道區(qū)域的注入側(cè)刺穿膠囊壁部，該穿刺機(jī)構(gòu)的尺寸如此設(shè)計(jì)，使得該膠囊僅在液體通道區(qū)域33附近被刺穿，且沖泡液體僅被注射進(jìn)入這些區(qū)域而不會(huì)進(jìn)入鄰近的空區(qū)域32中。圖8示出用虛線示意性地示出了注入側(cè)穿刺針41，尤其在穿刺針開(kāi)始刺穿過(guò)程的位置，其刺穿過(guò)程受到沿膠囊中心方向離開(kāi)圖中示出位置的穿刺針的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響。液體在壓力作用下通過(guò)多個(gè)通孔28進(jìn)入萃取物區(qū)域31，在該處進(jìn)行已知的沖泡過(guò)程。飲料從圖8中示出的頂部的膠囊壁上的多個(gè)穿孔中排出。圖8中還示意性地示出萃取側(cè)穿刺針42位于它們開(kāi)始刺穿過(guò)程的位置。在包含穿刺針41，42的沖泡室閉合時(shí)，注入側(cè)穿刺針41和萃取側(cè)穿刺針42例如將同時(shí)撞擊過(guò)所述膠囊壁部。然而，如前所述，只有注入側(cè)穿刺針能夠最初刺穿該壁部，而萃取側(cè)穿刺針只有當(dāng)膠囊在沖泡液體壓力下發(fā)生變形的時(shí)候才能刺穿該壁部。圖6中清晰地示出了更多特征。首先，可以看到通孔28不是圓柱形的而是朝向底部(及朝空區(qū)域方向)漸縮的錐形。這種配置有這樣的目的和效果，即當(dāng)膠囊經(jīng)歷機(jī)械振動(dòng)時(shí)咖啡粉會(huì)收集入/擠入漏斗狀錐形區(qū)域內(nèi)，于是不會(huì)進(jìn)入液體通道區(qū)域33。當(dāng)所述通孔直徑在其最窄處大于咖啡粉平均顆粒尺寸時(shí)也行。其次，圖6示出形成所述液體通道的管狀延伸部24在其端部(即空區(qū)域側(cè)的端部)具有漸縮的梳狀部24. 1，當(dāng)嵌入件在該空區(qū)域側(cè)的端部被超聲焊接至壁部時(shí)，所述梳狀部起到能量導(dǎo)引傳送機(jī)構(gòu)的作用。圖9進(jìn)一步示出未在圖3-8中示出但是可以存在于圖1-8所示出的實(shí)施例中的細(xì)節(jié)。向外伸出的突出部29. 2形成于周壁29的邊緣29. I上，在這里該突出部與周壁29 —體形成并能夠基于其厚度，彈性地“向上”(即朝向所述萃取物側(cè))或“向下”(即朝向在所述空區(qū)域側(cè))彎曲。在插入圖8示出的位置時(shí)，所述壁部向內(nèi)并向上地?cái)D壓該突出部29. 2。突出部29. 2在沖泡過(guò)程中具有密封效果，并防止被沖泡的飲料由于萃取物區(qū)域內(nèi)部的沖泡壓力而沿著所述周壁的外側(cè)返回至所述空區(qū)域。萃取物區(qū)域內(nèi)部的沖泡壓力將擠壓突出部29. 2向外壓靠膠囊壁部(在某些情況下該壁部由所述沖泡室的外部機(jī)構(gòu)支承)，從而自動(dòng)地增強(qiáng)密封效果。在一些情況下，基于當(dāng)使用切割封接工藝將膠囊封閉時(shí)所述突出部的位置，還可附加地規(guī)定該突出部要夾在膠囊主體11的外周凸緣14. I (該凸緣最初存在，但在該切割封·接工藝中被分開(kāi))和蓋12之間的措施。這樣借助于膠囊的封閉，就在膠囊壁和所述嵌入件之間形成一種迷宮式密封或甚至粘結(jié)連接。這由圖10示出。圖10示出了膠囊在使用所述切割封接工藝將蓋12連接至所述膠囊主體的位置的細(xì)節(jié)。因?yàn)檫@種連接是焊接連接從而形成粘結(jié)連接，所以在膠囊主體11的材料和蓋12的材料之間看不到分隔線。虛線15示出該膠囊主體和蓋之間過(guò)渡部分的近似輪廓。外周凸緣14. I已經(jīng)在所述切割封接工藝中被分開(kāi)。如圖所示，突出部29. 2被夾在所述蓋體和膠囊主體之間的焊道區(qū)域，這具有在迷宮式密封意義上密封機(jī)構(gòu)的密封效果。所述凸緣也可以被焊接到該膠囊主體和/蓋上。膠囊按照下述步驟制造第一步，制造膠囊主體11，然后將嵌入件21插入該膠囊主體中。隨后，通過(guò)超聲波焊接將嵌入件21的多個(gè)延伸部24的端部焊接到該膠囊主體的“底部”上。之后，膠囊用萃取物填充。然后利用所述切割封接工藝將所述蓋附接到該膠囊主體上，其中該嵌入件的突出部正如前所述也可被牢固地夾住或甚至焊住。根據(jù)本發(fā)明的其它替代實(shí)施例將在下面描述。其中將僅描述與上述膠囊的不同之處。上述實(shí)施例的原理和特征同樣應(yīng)用于(在合適的情況下)其它實(shí)施例。圖11示出的嵌入件不具有周壁而是僅由分隔壁22和多個(gè)延伸部24組成，后者可以有多個(gè)加強(qiáng)件26?？梢栽O(shè)置直接與該分隔壁鄰接的外周突出部(未示出)，該突出部具有符合上述原理的密封效果。圖12中的膠囊(僅示意性地示出)與上述實(shí)施例中的膠囊僅有以下區(qū)別，即萃取物區(qū)域31與液體通道區(qū)域33彼此連通且合并在一起。因此，分隔壁22在過(guò)渡到該液體通道之處被中斷，并且萃取物也進(jìn)入該液體通道。圖12中由點(diǎn)示出的區(qū)域表明萃取物是如何分布的。不言而喻，根據(jù)圖12的原理能夠適用于具有或不具有所述周壁以及具有或不具有密封突出部的那些實(shí)施例。圖12示出的原理能夠進(jìn)一步改進(jìn)。例如通過(guò)擴(kuò)寬單個(gè)液體通道或多個(gè)液體通道以使該單個(gè)/多個(gè)液體通道形成整個(gè)萃取物區(qū)域。隨后，單個(gè)/多個(gè)液體通道填充進(jìn)萃取物并穿過(guò)整個(gè)膠囊內(nèi)部直到頂部。例如可以利用向上并向內(nèi)伸出的密封突出部來(lái)實(shí)現(xiàn)密封該頂部的效果?；蛘撸x擇適合的能量導(dǎo)引傳送機(jī)構(gòu)，能夠?qū)⑿纬蓡蝹€(gè)/多個(gè)液體通道的嵌入件同時(shí)在其頂部和底部焊接到膠囊壁部上。圖13示出的膠囊因?yàn)槠渫獠啃螤疃鴧^(qū)別于上述實(shí)施例。該膠囊是回轉(zhuǎn)對(duì)稱的杯體，該杯體向下(即朝向所述空區(qū)域的方向)漸縮呈錐形并具有向外伸出的凸緣。在凸緣所在區(qū)域，杯狀膠囊主體11被焊接到扁平的蓋12上。嵌入件21具有對(duì)應(yīng)的適配的形狀，即分隔壁22是盤(pán)狀。除此之外，上述實(shí)施例中的同樣的原理均適用于該實(shí)施例。在上述各個(gè)示例的描述中，假定在各種情況下沖泡液體在空區(qū)域側(cè)注入而在萃取物區(qū)域側(cè)排出。這一種尤其有利的配置，除了其它原因以外，這是因?yàn)樵跊_泡之后沒(méi)有留在所述液體通道中的沖泡飲料被浪費(fèi)，還因?yàn)橛捎谥挥兴畷?huì)通過(guò)所述通孔，所以不會(huì)出現(xiàn)這些通孔堵塞的問(wèn)題。然而，還可以提供相反的選擇，即將沖泡液體直接引入該萃取物區(qū)域并由該液體通道將飲料排出。
圖14示出咖啡機(jī)的沖泡模塊。例如可以根據(jù)專利PCT/CH2010/000099的教導(dǎo)配置該沖泡模塊(具有或不具有膠囊壓縮機(jī)構(gòu))。上述專利的內(nèi)容通過(guò)弓I用構(gòu)成本專利申請(qǐng)的的組成部分。所述沖泡模塊在閉合狀態(tài)下形成沖泡室(為了清楚起見(jiàn)，圖14僅示出非閉合狀態(tài))，該沖泡室的幾何構(gòu)型和尺寸與對(duì)應(yīng)的膠囊匹配。根據(jù)本發(fā)明，該沖泡模塊如此配置以同時(shí)適用于具有大填充量且不具有分隔件的膠囊以及具有減小的填充量且具有分隔件的月父囊。沖泡模塊按照已知方式包括設(shè)置在注入器104和具有兩條豎直導(dǎo)向壁的機(jī)座中間的排出裝置103。例如可以通過(guò)可繞轉(zhuǎn)動(dòng)銷擺轉(zhuǎn)的操作手柄使該排出裝置和注入器相對(duì)彼此移動(dòng)。圖14清楚地示出用于裝入此處是基本的方形的膠囊部分的裝入口 107。裝入口107形成在所述機(jī)座上，位于排出裝置103的區(qū)域內(nèi)并且在操作手柄運(yùn)動(dòng)時(shí)像排出裝置那樣保持固定不動(dòng)。裝入口可以朝向底部地漸縮呈錐形，以便在裝入時(shí)對(duì)膠囊產(chǎn)生對(duì)中作用，不會(huì)出現(xiàn)膠囊傾斜度過(guò)大的風(fēng)險(xiǎn)。具有分隔件(此處是形成分隔壁的嵌入件)的膠囊被如此裝入以使其位于圖1、4、
6、8、11和12中示出的底部的一側(cè)(對(duì)應(yīng)于所述空區(qū)域側(cè))布置所述注入側(cè)上，也就是圖14中的右手側(cè)。在工作狀態(tài)中，沖泡模塊作為咖啡機(jī)的水平?jīng)_泡模塊，咖啡機(jī)除了沖泡模塊外還具有水箱、水加熱裝置(例如水流式加熱器)和用于供應(yīng)沖泡水給注入器104的泵。注入器的相應(yīng)的供應(yīng)管路118可以按照已知的方式構(gòu)成。此外，注入器具有至少一個(gè)帶有對(duì)應(yīng)的供應(yīng)口的穿刺針，從而膠囊可被刺破并且可通過(guò)供應(yīng)口接受萃取液體?？Х葯C(jī)還具有例如安置在沖泡室下方的膠囊容器，在膠囊容器中，膠囊在沖泡過(guò)程后通過(guò)操作手柄的提起被自動(dòng)拋卸出。排出裝置103還配備有至少一個(gè)穿刺針111和一個(gè)對(duì)應(yīng)的排出口。此外，根據(jù)配置，也可以設(shè)有排出管路，從排出裝置103的出口流出的咖啡(或類似物)利用該排出管路被輸送，從而使咖啡流入擱在預(yù)定地點(diǎn)的杯子中。在示出的實(shí)施例中，排出裝置103構(gòu)成具有限定出安放面120的支座121的膠囊容座，該容座用于經(jīng)裝入口 107裝入的膠囊。在沖泡室敞開(kāi)時(shí)，經(jīng)裝入口裝入的近似正方體形的膠囊通過(guò)第一側(cè)壁引導(dǎo)被安放到支座121上。然后，所述沖泡室通過(guò)注入器朝向排出裝置103的運(yùn)動(dòng)而關(guān)閉，由此使膠囊也被刺。在示出的實(shí)施例中，在沖泡開(kāi)始前，膠囊就在其注入側(cè)和排出裝置103側(cè)被刺。然而，有這樣的實(shí)施例，尤其是那些用鋁同時(shí)也用塑料作為膠囊壁或其一部分的材料實(shí)施例也是可行的，當(dāng)沖泡開(kāi)始時(shí)，膠囊最初由于其內(nèi)部壓力而在排出裝置103側(cè)被標(biāo)記或刺。圖15高度示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第一方面的咖啡制備系統(tǒng)?？Х葯C(jī)201除了沖泡室202 (例如是圖14中示出的類型或由柱塞及用于該柱塞的接合面構(gòu)成的類型)之外還包括用于傳送熱水210的泵?？梢栽谟稍摫锰峁┑膲毫ο聦崴┙o至該沖泡室中。泵驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)205控制泵送壓力和沖泡壓力。特別地，該咖啡機(jī)可以配置成用于在許多情況下小于5巴、尤其是小于3巴，例如接近I. 5-2巴(“滴濾咖啡”)的相對(duì)低的泵送壓力下或者在至少為5巴、尤其至少為8巴，例如接近8-20巴(“意式濃縮咖啡”)的相對(duì)高的泵送壓力下選擇性操作。多種泵送壓力之間的轉(zhuǎn)換往往人工實(shí)現(xiàn)。然而，也可以使用例如建立在裝 入膠囊的特征基礎(chǔ)上的自動(dòng)地控制這種轉(zhuǎn)換的裝置。例如，用于該系統(tǒng)的多種膠囊可以設(shè)置不同的標(biāo)記，這些標(biāo)記能夠可視地讀取或者借助無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)裝置或類似裝置讀取，并能由該咖啡機(jī)的相應(yīng)的讀取裝置確定，以便隨后對(duì)泵送壓力進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。所述咖啡制備系統(tǒng)還包括至少兩種類型的定量咖啡膠囊1，I’。這兩種定量膠囊在利用所述萃取物的內(nèi)部容積(萃取物區(qū)域的容積)上有所區(qū)別，而在外部尺寸上基本上相同。尤其，膠囊類型I (“意式濃縮咖啡膠囊”)可以根據(jù)本發(fā)明的第一方面配置，而另一膠囊類型I’(“滴濾咖啡膠囊”)采用傳統(tǒng)配置并由此具有完全填充的內(nèi)部空間，或者例如還可以具有設(shè)置在膠囊內(nèi)部的過(guò)濾器。在根據(jù)本發(fā)明第二方面的咖啡制備系統(tǒng)中，還可以除根據(jù)本發(fā)明第一方面以外地配置用于意式濃縮咖啡膠囊的膠囊類型，以省略所述液體通道。由此，在沖泡過(guò)程中，該意式濃縮咖啡膠囊的空區(qū)域就會(huì)充滿水或飲料?？梢岳酶鶕?jù)第一方面或第二方面的方法用于除咖啡之外的飲料——例如茶。
權(quán)利要求
1.一種用于沖泡飲料尤其是咖啡的定量膠囊(1)，其包括壁部和設(shè)置在該膠囊內(nèi)部并填充有萃取物的萃取物區(qū)域(31)，其中該膠囊內(nèi)部存在空區(qū)域(32)，該空區(qū)域通過(guò)同樣存在于該膠囊內(nèi)部的分隔件(22)與該萃取物區(qū)域(31)分隔開(kāi)，其中至少一條液體通道(24)如此設(shè)置在該膠囊內(nèi)部，使得在注入位置被引入該膠囊的液體能夠與該萃取物接觸并能夠基本上不進(jìn)入該空區(qū)域(32)地在非所述注入位置的某處被排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的定量膠囊，其特征在于，所述至少一條液體通道穿過(guò)所述空區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定量膠囊，其特征在于，所述至少一條液體通道呈現(xiàn)為管道形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的定量膠囊，其特征在于，所述分隔件(22)由插入例如由蓋(12)閉合的膠囊主體(11)中的嵌入件(21)形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定量膠囊，其特征在于，所述嵌入件(21)包括至少一個(gè)從所述分隔件(22)伸出呈空心體形式的延伸部(24)，所述延伸部一直延伸到所述壁部并形成所述至少一條液體通道，其中所述延伸部?jī)?yōu)選連接例如粘接或焊接到該壁部上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的定量膠囊，其特征在于，所述嵌入件(21)包括與所述分隔件(22 ) —起形成杯狀結(jié)構(gòu)的周壁(29 )，該杯狀結(jié)構(gòu)填充有至少一些所述萃取物。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求4-6中任一項(xiàng)所述的定量膠囊，其特征在于，所述嵌入件包括密封突出部(29. 2)，該密封突出部由于在所述萃取物區(qū)域內(nèi)升高的壓力而壓靠所述壁部上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定量膠囊，其特征在于，所述壁部由膠囊主體(11)和閉合該膠囊主體的蓋(12)構(gòu)成，其中所述密封突出部(29. 2)夾在該膠囊主體和該蓋之間。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的定量膠囊，其特征在于，在不考慮所述至少一條液體通道及任何加強(qiáng)件(26)的情況下，所述空區(qū)域是空心的。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的定量膠囊，其特征在于，所述分隔件(22)包括將所述萃取物區(qū)域與所述至少一條液體通道連通的多個(gè)通孔，其中優(yōu)選該通孔(28)在朝向所述液體通道的方向上呈漸縮的錐形。
11.一種飲料制備系統(tǒng)，其包括 -具有沖泡室(202)和液體泵(203)的飲料制備機(jī)(201)，該沖泡室能夠容納可由該飲料制備機(jī)的注入側(cè)穿刺機(jī)構(gòu)和萃取物側(cè)穿刺機(jī)構(gòu)(111)刺穿的定量膠囊，該液體泵用于將熱水輸送進(jìn)入該沖泡室并通過(guò)該注入側(cè)穿刺機(jī)構(gòu)進(jìn)入該定量膠囊， -具有填充有萃取物的第一萃取物區(qū)域的第一膠囊(I’)，其中該第一萃取物區(qū)域具有第一容積，和 -具有填充有萃取物的第二萃取物區(qū)域的第二膠囊(1)，其中該第二萃取物區(qū)域具有第二容積， -其中該第一膠囊(Γ)的外部尺寸與該第二膠囊(I)的外部尺寸基本相同，且這兩種類型的膠囊(1，1’)的尺寸均適配于該沖泡室， -其中該第二膠囊(I)是根據(jù)上述權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的定量膠囊，其中 -該第一容積大于該第二容積。
12.一種飲料制備系統(tǒng)，其包括 -具有沖泡室(202)和液體泵(203)的飲料制備機(jī)(201 )，該沖泡室能夠容納可由該飲料制備機(jī)的注入側(cè)穿刺機(jī)構(gòu)和萃取物側(cè)穿刺機(jī)構(gòu)(ill)刺穿的定量膠囊，該液體泵用于將熱水輸送進(jìn)入該沖泡室并通過(guò)該注入側(cè)穿刺機(jī)構(gòu)進(jìn)入該定量膠囊， -具有填充有萃取物的第一萃取物區(qū)域的第一類型膠囊(I’)，其中該第一萃取物區(qū)域具有第一容積，和 -具有填充有萃取物的第二萃取物區(qū)域的第二類型膠囊(1)，其中該第二萃取物區(qū)域具有第二容積， -其中該第一類型膠囊(I’)的咖啡膠囊的外部尺寸與該第二類型膠囊(I)的外部尺寸基本相同，其中這兩種類型的膠囊(1，1’)的尺寸均適配于該沖泡室， -其中該第一容積大于該第二容積。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的飲料制備系統(tǒng)，其特征在于，所述泵的泵送壓力能夠在至少兩種不同的操作條件下轉(zhuǎn)換。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的飲料制備系統(tǒng)，其特征在于，所述第一容積至少是25ml ο
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種咖啡膠囊(1)，該咖啡膠囊的外部尺寸匹配于滴濾咖啡膠囊的尺寸，但是該咖啡膠囊具有將空區(qū)域(32)與萃取物區(qū)域(31)分隔開(kāi)的分隔件(22)。此外，設(shè)有例如穿過(guò)該空區(qū)域的至少一條液體通道(33)。該至少一條液體通道及該萃取物區(qū)域如此配置，使得在注入位置被引入的水或者在膠囊內(nèi)部制成的飲料基本上不會(huì)進(jìn)入到該空區(qū)域內(nèi)。
文檔編號(hào)A47J31/06GK102958816SQ201180022589
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者L·德博 申請(qǐng)人:流納科技系統(tǒng)Lts有限公司