供食物制備機(jī)使用的膠囊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于容納食物配料且適于供食物制備機(jī)使用的膠囊(1)，所述食物制備機(jī)能夠?qū)⒘黧w在壓力下注射至所述膠囊內(nèi)以制備食物產(chǎn)品，所述膠囊包括具有側(cè)壁(2)、頂壁(3)和不可滲透的柔性可刺穿的底膜(4)的膠囊體部，所述膠囊的特征在于，它還包括剛性支承結(jié)構(gòu)(5、7)，該剛性支承結(jié)構(gòu)(5、7)與所述柔性可刺穿的底膜相鄰且在所述柔性可刺穿的底膜外部，使得所述結(jié)構(gòu)部分地覆蓋且支承所述膜(4)。
【專利說明】供食物制備機(jī)使用的膠囊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種供食物制備機(jī)，通常地飲料制備機(jī)使用的配料膠囊。

【背景技術(shù)】
[0002]飲料制備機(jī)是食物科學(xué)和消費(fèi)品領(lǐng)域中所熟知的。這類機(jī)器允許消費(fèi)者在家制備給定類型的飲料，例如咖啡基飲料，例如一杯濃咖啡或沖泡類咖啡。
[0003]目前，用于家用飲料制備的大多數(shù)飲料制備機(jī)包括這樣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)由可容納用于飲料制備的分部分的配料的機(jī)器制成。這些部分可為柔軟的小容器或墊，或者袋，但越來越多的系統(tǒng)使用半剛性或剛性部分如剛性小容器或膠囊。在下文中，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為的是，本發(fā)明的飲料機(jī)為利用剛性或半剛性膠囊工作的飲料制備機(jī)。
[0004]該機(jī)器包括容納所述膠囊的托座或腔體，和用于將優(yōu)選水的流體在壓力下注入膠囊中的流體注射系統(tǒng)。對于根據(jù)本發(fā)明的咖啡飲料的制備，在壓力下注入膠囊中的水優(yōu)選為熱的，即在70°C以上的溫度。然而，在一些特殊情況下，它也可能處于環(huán)境溫度或者甚至是冷的。在膠囊內(nèi)容物的提取和/或溶解期間，膠囊室內(nèi)的壓力通常對溶解產(chǎn)品而言為約1至約8巴，對烘焙研磨咖啡(roast and ground coffee)的提取而言為約2至約12巴。該制備方法與飲料，特別是茶和咖啡制備的所謂“沖泡”方法有很大的不同，即沖泡涉及配料由流體(例如熱水)長時間地泡制，而所述飲料制備方法允許消費(fèi)者在幾秒內(nèi)制備飲料，例如咖啡。
[0005]在壓力下提取和/或溶解封閉膠囊的內(nèi)容物的原理是已知的，通常由以下組成:將膠囊插入機(jī)器的托座或腔體中，通常在利用刺穿注射元件(例如安裝在機(jī)器上的流體注射針)刺穿膠囊面后，將一定量的加壓水注射至膠囊中，以在膠囊內(nèi)部產(chǎn)生加壓環(huán)境以提取物質(zhì)或者溶解該物質(zhì)，然后經(jīng)由膠囊釋放所提取的物質(zhì)或所溶解的物質(zhì)。允許應(yīng)用該原理的膠囊已在例如 申請人:的歐洲專利N0.EP 1472156 B1和EP 1784344 B1中描述。
[0006]允許應(yīng)用該原理的機(jī)器已在例如專利CH 605 293和EP 242 556中描述。根據(jù)這些文獻(xiàn)，機(jī)器包括用于膠囊的托座或腔體，和以中空針的形式制成的穿孔和注射元件，所述元件包括在其末端區(qū)域中的一個或多個液體注射孔。針具有雙重功能，即它一方面打開膠囊的頂部，另一方面它形成進(jìn)入膠囊中的進(jìn)水通道。
[0007]所述機(jī)器還包括流體罐一在大多數(shù)情況下，該流體為水一用于儲存用于在壓力下溶解和/或浸泡和/或提取膠囊中所容納的配料的流體。機(jī)器包括如煮器或換熱器的加熱元件，所述加熱元件能夠?qū)⒃摷訜嵩兴捎玫乃訜嶂凉ぷ鳒囟?傳統(tǒng)上多至80-90°C的溫度)。最后所述機(jī)器包括泵元件以使水從罐可選地經(jīng)由加熱元件循環(huán)至膠囊。機(jī)器內(nèi)水循環(huán)的方式經(jīng)由選擇閥機(jī)構(gòu)(例如在 申請人:的歐洲專利申請EP 2162653 A1中所描述類型的蠕動閥)而選擇。
[0008]當(dāng)待制備的飲料為咖啡時，制備咖啡的一個有趣的方法是為消費(fèi)者提供容納烘焙研磨咖啡的膠囊，該烘焙研磨咖啡待利用注射至該烘焙研磨咖啡中的熱水而提取。
[0009]在許多情況下，機(jī)器包括用于保持膠囊的膠囊保持器，其意圖插入機(jī)器的相應(yīng)的腔體或托座中和從機(jī)器的相應(yīng)的腔體或托座中移除。當(dāng)膠囊保持器負(fù)載有膠囊并且以功能性的方式插入機(jī)器內(nèi)時，機(jī)器的水注射機(jī)構(gòu)可與膠囊流體連接以將水注射至膠囊中以用于食物制備，如上文所述的。膠囊保持器在例如 申請人:的歐洲專利EP 1967100 B1中描述。
[0010]已開發(fā)了用于該食物制備、特別是用于飲料制備的應(yīng)用的膠囊，所述膠囊在 申請人:的歐洲專利EP 1784344 B1或歐洲專利申請EP 2062831中描述并且要求保護(hù)。
[0011]簡言之，這類膠囊通常包括:
[0012]-中空體部和注射壁，所述注射壁對液體和空氣而言是不可滲透的，并且附連至體部且適于由例如機(jī)器的注射針刺穿，
[0013]-室，所述室容納待提取的烘焙研磨咖啡或者可溶性配料或可溶性配料的混合物的床，
[0014]-鋁膜，所述鋁膜配置在膠囊底端、封閉膠囊、用于保持室中的內(nèi)壓。
[0015]鋁膜設(shè)計(jì)成待由刺穿機(jī)構(gòu)刺穿，所述刺穿機(jī)構(gòu)與膠囊一體或者位于所述膠囊的外部，例如在機(jī)器的膠囊保持器內(nèi)。
[0016]在本發(fā)明領(lǐng)域中，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為的是，刺穿機(jī)構(gòu)位于膠囊的外部，例如刺穿機(jī)構(gòu)與膠囊保持器一體。
[0017]通常，刺穿機(jī)構(gòu)為具有由例如角錐或釘?shù)拇檀┰采w的大體圓盤形表面的板，所述刺穿元件在形狀和尺寸方面適于在所述板由于膠囊內(nèi)的形成內(nèi)部流體壓力而彎曲時刺穿膠囊的底膜。除刺穿效果外，刺穿機(jī)構(gòu)還具有支承底膜的功能，并確保底膜在經(jīng)受膠囊內(nèi)的內(nèi)壓時不會彎曲太多。它因此防止底膜由于壓力而完全撕開。這會是特別不希望的，因?yàn)榇┻^膜的寬開口會允許配料材料(例如烘焙研磨咖啡)穿過，并落入消費(fèi)者的杯中，這會產(chǎn)生飲料污染，該飲料污染可帶來非常差的杯中產(chǎn)品質(zhì)量。因此，由刺穿機(jī)構(gòu)打開底膜是平衡的機(jī)械作用的結(jié)果，該平衡的機(jī)械作用設(shè)置穿過膜的小開口，所述小開口是由于刺穿元件的作用而產(chǎn)生的，同時相同的刺穿機(jī)構(gòu)防止相同的底膜的寬開口、破裂或相似地寬撕
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[0018]如例如EP 1472156 B1的現(xiàn)有技術(shù)出版物中所描述和所示出的，刺穿機(jī)構(gòu)一其在所引用的現(xiàn)有技術(shù)中為刺穿板一的表面與可刺穿的膠囊底膜的表面大體一致。
[0019]然而在一些情況下，特別是在飲料機(jī)與多種膠囊類型相兼容時，刺穿機(jī)構(gòu)可設(shè)計(jì)成使得它的表面不與底膜的整個表面一致。例如，刺穿機(jī)構(gòu)的中心可制成中空的，并且刺穿元件分布于整個環(huán)形區(qū)域而不是圓盤形區(qū)域上。
[0020]在這些情況下，當(dāng)刺穿機(jī)構(gòu)的表面不與可刺穿的膠囊底膜的表面一致時，后者可能在膠囊內(nèi)達(dá)到適當(dāng)?shù)膲毫η捌屏鸦蛩毫选?br> [0021]膠囊破裂可使得穿過所述膠囊的底膜地形成太寬的開口，一些不可食用的配料(例如咖啡顆粒)可穿過所述開口逸出并流入杯中，這當(dāng)然是非常不希望的，因?yàn)樗斐稍銇y的產(chǎn)品分配，和杯中所得產(chǎn)物的差質(zhì)量(例如液體咖啡與固體咖啡顆粒的混合物)。尤其是在機(jī)器的刺穿機(jī)構(gòu)包括中空的、即不包括穿刺機(jī)構(gòu)的區(qū)域的情況下。
[0022]此外，膠囊內(nèi)部的待制備的產(chǎn)品需要適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟纫詫?shí)現(xiàn)最佳的質(zhì)地和味道。如果膠囊的底膜打開得太快，不能達(dá)到膠囊內(nèi)的適當(dāng)?shù)膬?nèi)壓，且所得產(chǎn)品不具有合適的感官品質(zhì)。
[0023]因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種供例如飲料的食物制備機(jī)使用的配料膠囊，該配料膠囊防止不適當(dāng)(通常太早和/或太寬)的膠囊打開，因此提供給消費(fèi)者最好的杯內(nèi)質(zhì)量，特別是當(dāng)機(jī)器的刺穿裝置不專門適于打開該膠囊時。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0024]上文提出的主要目的由一種用于容納食物配料且適于供食物制備機(jī)使用的膠囊來滿足，所述食物制備機(jī)能夠?qū)⒘黧w在壓力下注射至所述膠囊內(nèi)以制備食物產(chǎn)品，所述膠囊包括具有側(cè)壁、頂壁和不可滲透的柔性可刺穿的底膜的膠囊體部，所述膠囊的特征在于，它還包括剛性支承結(jié)構(gòu)，所述剛性支承結(jié)構(gòu)與所述柔性可刺穿的底膜相鄰且在所述柔性可刺穿的底膜外部，使得所述結(jié)構(gòu)部分地覆蓋且支承所述膜。
[0025]由支承結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的支承效應(yīng)以抵抗在不需要可刺穿的底膜的變形和刺穿的一些區(qū)域中所述底膜的豎直變形。例如所述底膜的中心也是這種情況。由于底膜是可變形的，當(dāng)壓力形成在膠囊隔室內(nèi)時，壓力抵靠底膜豎直地作用，所述底膜傾向于向下彎曲。在沒有根據(jù)本發(fā)明的支承結(jié)構(gòu)的情況下，所述膜的破裂或撕裂優(yōu)選地在中心過快地發(fā)生。
[0026]在本發(fā)明一非常優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述支承結(jié)構(gòu)包括:
[0027](i)至少一個支承區(qū)域，所述支承區(qū)域具有足夠經(jīng)受所述膠囊內(nèi)多達(dá)12巴，優(yōu)選多達(dá)15巴，更優(yōu)選多達(dá)20巴的內(nèi)壓的厚度和剛度，以及
[0028](ii)至少一個透空的(open-worked)、沖壓的(punched)或者其他方式的打開區(qū)域，該打開區(qū)域不支承膠囊的底膜。
[0029]有利地，支承結(jié)構(gòu)的至少一個支承區(qū)域定位成支承底膜的中心。
[0030]同樣有利地，支承結(jié)構(gòu)可例如通過將底部具有支承結(jié)構(gòu)的膠囊側(cè)壁注射成形而與膠囊側(cè)壁一體地形成。在這種情況下，在此之后，可刺穿的膠囊底膜可焊接膠囊側(cè)壁的底部內(nèi)部。
[0031]在本發(fā)明的一優(yōu)選的實(shí)施方案中，柔性底膜在膠囊內(nèi)部的壓力在0.1巴至20巴之間、優(yōu)選地1巴至15巴之間、更優(yōu)選地2巴至12巴之間時是可刺穿的。
[0032]有利地，底膜可由鋁制成且具有在ΙΟμπι至ΙΟΟμπι之間，優(yōu)選地20μπι至50μπι之間的厚度。
[0033]同樣有利地，側(cè)壁的厚度可在50 μπι至1000 μπι之間，優(yōu)選地在ΙΟΟμπι至500 μπι之間。
[0034]在任何情況下，所述配料優(yōu)選為飲料配料，例如烘焙研磨咖啡、茶葉、可溶咖啡粉、茶、巧克力、果汁和/或蔬菜汁、湯、奶或奶精、嬰兒營養(yǎng)品或以上的組合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的說明中描述并從中獲悉，所述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的說明是結(jié)合附圖而提出的，在附圖中:
[0036]圖1為根據(jù)本發(fā)明的膠囊的第一實(shí)施方案的示意性局部剖視圖；
[0037]圖2為根據(jù)本發(fā)明的膠囊的第二實(shí)施方案的示意性局部剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038]在圖1中示出的膠囊1適于容納飲料配料，例如烘焙研磨咖啡。它包括熱成形的剛性或半剛性的膠囊體部，所述膠囊體部具有側(cè)壁2、密封至側(cè)壁的上邊緣上的可刺穿的頂膜3，和在側(cè)壁下部的密封至側(cè)壁的內(nèi)表面上的可刺穿的柔性底膜4。
[0039]根據(jù)本發(fā)明，所述膠囊包括支承結(jié)構(gòu)5，該支承結(jié)構(gòu)在所述膠囊由單個塑料板熱成形時與側(cè)壁2—體地制成。所述膠囊還包括限定分配孔的沖壓出的窗(punched outwindows) 6。透過底部窗，底膜4是可見的并且可從外部接近，因?yàn)樗瞿づc支承結(jié)構(gòu)5相鄰，如圖1中所示出的。
[0040]當(dāng)膠囊可操作地插入至飲料制備機(jī)的托座中并且所述機(jī)器將在壓力下的流體經(jīng)由頂膜3注射至膠囊中時，流體壓力在膠囊內(nèi)形成。隨著流體壓力增大，底膜能夠偏斜并向下彎曲，直至它與配置于下面的刺穿機(jī)構(gòu)一一例如刺穿板一一的例如小尖角錐的刺穿元件接觸。刺穿板是機(jī)器的一部分，例如它可與所述機(jī)器的膠囊保持器一體。當(dāng)膜彎曲并且充分地壓在刺穿元件上時，所述膜被刺穿并且通過將飲料配料與在壓力下的流體混合而在膠囊內(nèi)制備的飲料可逸出并且流動至置于下面的杯中。圓形窗的表面足夠確保底膜4不會太多地彎曲使得它、特別是在它的中心部分不會撕開。
[0041]作為選擇，對于熱成形和沖壓出的制造方法，根據(jù)本發(fā)明的且如圖1所示的所述膠囊能夠單件式地注射?；蛘咦鳛榱硪豢赡艿奶娲桨福瞿z囊能夠兩件式地注射，一件用于膠囊側(cè)壁2，另一件用于支承結(jié)構(gòu)5，然后兩個部件組裝以完成膠囊體部。
[0042]所述膠囊的所有組成部件(包括頂膜3和底膜4)是不可滲透的，并且優(yōu)選地它們由氣密材料制成。重要的是，膠囊壁均不可滲透液體，以便確保在食物或飲料產(chǎn)品的制備期間合適的流體壓力可形成在膠囊內(nèi)部。穿過膠囊壁的流體泄漏會導(dǎo)致差的內(nèi)壓形成，這會負(fù)面地影響產(chǎn)品質(zhì)量，并且在一些情況下，它甚至可防止底膜4向這機(jī)器刺穿機(jī)構(gòu)充分地彎曲，導(dǎo)致膠囊根本打不開，這當(dāng)然是非常不希望的。
[0043]在圖2中示出本發(fā)明的一替代的實(shí)施方案。在該圖中所示出的膠囊1與上文描述的圖1的非常相似。然而，在這種情況下，膠囊側(cè)壁2不延伸至膠囊體部的底面，使得可刺穿的底膜4很大程度上可從所述膠囊的下面接近。支承結(jié)構(gòu)包括主中心部分5，該主中心部分通過至少兩個，優(yōu)選三個，更優(yōu)選四個連接臂7與膠囊側(cè)壁2的下邊緣連接。
[0044]當(dāng)膠囊在可操作地插入至食物(例如飲料)制備機(jī)的相應(yīng)的膠囊托座內(nèi)部時，并且當(dāng)流體在壓力下經(jīng)由頂膜3注射至所述膠囊內(nèi)時，所述膠囊內(nèi)的流體壓力隨著所述流體與膠囊中所容納的食物配料的混合而增大。隨著膠囊壓力的形成，底膜4向下彎曲并且與機(jī)器刺穿機(jī)構(gòu)(圖中未示出)的刺穿元件(例如尖角錐狀突起部)接觸。當(dāng)膠囊內(nèi)的流體壓力充足時，與刺穿元件接觸的底膜4的一部分足夠刺穿所述膜并允許釋放所述膠囊內(nèi)所制備的產(chǎn)品。盡管較高的打開壓力可多達(dá)15巴，優(yōu)選地2至12巴，整個膜不能向下彎曲，使得施加在所述膜上的機(jī)械力不足以將后者完全地撕裂。
[0045]利用根據(jù)本發(fā)明的膠囊，可在以下效果之間實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)钠胶?
[0046]-支承結(jié)構(gòu)5的支承效果，所述支承結(jié)構(gòu)確保整個膜不會彎曲，因此防止完全撕裂，和
[0047]-所述底膜的一些部件向下彎曲至刺穿機(jī)構(gòu)上，使得所述底膜的一些部件可由具有直徑足夠小到可使得液體穿過而固體顆粒不可穿過的小分配孔，例如具有在ΙΟμπι至1000 μ--的范圍內(nèi)，優(yōu)選在50 μ--至700 μπι之間的直徑的刺穿的孔刺穿的可能性。
[0048]為實(shí)現(xiàn)該底膜的適當(dāng)?shù)钠胶獾淖冃涡Ч?，?yōu)選地，支承結(jié)構(gòu)5的表面使得未被支承的、即在膠囊內(nèi)壓下自由彎曲的底膜4的表面與由刺穿元件覆蓋的刺穿構(gòu)件的表面一致。如上文所解釋的，所述刺穿元件不僅起到打開結(jié)構(gòu)的作用，而且同時它們限制底膜的變形使得將底膜被刺穿而不撕裂。
[0049]最后，底膜的支承件可通過將所述底膜涂覆有膠或者固化的其它適當(dāng)?shù)木酆喜牧隙a(chǎn)，這提供固定的、不可變形的經(jīng)涂覆的支承件。
[0050]應(yīng)當(dāng)理解的是，對本文所描述的優(yōu)選的實(shí)施方案作出的各種變化和修改是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的。可作出這些變化和修改而不偏離本發(fā)明的精神和范圍且不使其附帶優(yōu)點(diǎn)減小。因此，其意圖在于這些變化和修改由所附的權(quán)利要求書涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種用于容納食物配料且適于供食物制備機(jī)使用的膠囊(I)，所述食物制備機(jī)能夠?qū)⒘黧w在壓力下注射至所述膠囊內(nèi)以制備食物產(chǎn)品，所述膠囊包括具有側(cè)壁(2)、頂壁(3)和不可滲透的柔性可刺穿的底膜(4)的膠囊體部，所述膠囊的特征在于，它還包括剛性支承結(jié)構(gòu)(5、7)，所述剛性支承結(jié)構(gòu)(5、7)與所述柔性可刺穿的底膜相鄰且在所述柔性可刺穿的底膜外部，使得所述結(jié)構(gòu)部分地覆蓋且支承所述膜(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠囊(I)，其中，所述支承結(jié)構(gòu)(5、7)包括: (i)至少一個支承區(qū)域(5)，所述支承區(qū)域具有足夠經(jīng)受所述膠囊內(nèi)多達(dá)12巴，優(yōu)選多達(dá)15巴，更優(yōu)選多達(dá)20巴的內(nèi)壓的厚度和剛度，以及 (?)至少一個透空的、沖壓的或者其他方式的打開區(qū)域(6)，該打開區(qū)域不支承膠囊(I)的底膜⑷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膠囊(I)，其中，至少一個支承區(qū)域定位成支承所述膠囊的底膜的中心。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的膠囊(I)，其中，所述支承結(jié)構(gòu)與膠囊側(cè)壁一體地形成。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膠囊(I)，其中，柔性底膜(4)在膠囊內(nèi)部的壓力在0.1巴至20巴之間、優(yōu)選地I巴至15巴之間、更優(yōu)選地2巴至12巴之間時是可刺穿的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膠囊(1)，其中，所述底膜(4)由鋁制成且具有在ΙΟμπι至100 μ m之間，優(yōu)選地20 μ m至50 μ m之間的厚度。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膠囊(I)，其中，所述側(cè)壁(2)的厚度在50μπι至1000 μ m之間，優(yōu)選地在100 μ m至500 μ m之間。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膠囊(I)，其中，所述配料為飲料配料，例如烘焙研磨咖啡、茶葉、可溶咖啡粉、茶、巧克力、果汁和/或蔬菜汁、湯、奶或奶精、嬰兒營養(yǎng)品或以上的組合。
【文檔編號】B65D85/804GK104507828SQ201380038976
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月24日
【發(fā)明者】C·塔隆 申請人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司