一种供食品制备机器使用的胶囊的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适于供食品制备机器使用的、用于容纳食品前体的胶囊。
【背景技术】
[0002]饮料制备机器在食品工业和消费品领域是众所周知的。这类机器允许用户在家中制备给定类型的饮料，例如咖啡饮料，如浓缩咖啡或冲煮式咖啡。
[0003]如今，大部分用于家用饮料制备的饮料制备机器包括由一机器构成的系统，该机器可容纳用于饮料制备的分成份的配料。这样的分份配料可以是软的荚状容器或易理包，或包袋，但是越来越多的系统使用半刚性或刚性的分份配料诸如刚性易理包或胶囊。在下文中，饮料机将认为是使用刚性或半刚性胶囊的饮料制备机器。
[0004]机器优选地包括用于容纳所述胶囊的保持器/容座和用于在压力下将流体(优选水)注入所述胶囊中的流体注入系统。对于咖啡饮料的制备而言，在压力下注入胶囊的水优选是热的，即处于高于70°C的温度。然而，在一些特殊的情况下，也可以处于环境温度，或甚至冷冻温度。在对胶囊内容物的提取和/或溶解期间，胶囊腔室内的压力通常对于溶解产品而言为约I巴至约8巴，对于提取烘焙和研磨咖啡而言为约2至约12巴。本发明还可包括饮料制备的所谓的“冲煮”过程(特别针对茶和咖啡)。冲煮需要用流体(例如热水)浸泡配料一定的时间，然而提取或溶解制备过程允许用户在几秒钟内制备饮料，例如咖啡。
[0005]通常，在下文的说明书中，用流体对配料进行冲煮中的术语“冲煮”意在包括提取粉末状食材例如烘焙和研磨粉状咖啡，或溶解可溶性食材例如可溶茶或咖啡、牛奶、可可粉混合物，或在非常低的相对压力或大气压力下用浸泡液浸泡食材例如用热水浸泡茶叶，浸泡时间比提取或溶解所需的时间长。
[0006]在压力下提取和/或溶解封闭胶囊的内容物的原理是已知的，该原理通常包括将胶囊限制在机器的保持器中，通常在使用刺穿注入件诸如安装在机器上的流体注入针刺穿胶囊表面之后，将一定量的加压水注入胶囊中，从而在胶囊内产生加压的环境，以提取该物质或溶解该物质，然后穿过胶囊释放提取物或溶解物。允许应用该原理的胶囊已经例如在申请人的欧洲专利EP I 472 156 BI和EP I 784 344 BI中有所描述。
[0007]允许应用这种原理的机器已经例如在专利CH 605 293和EP 242 556中有所描述。根据这些文献，机器包括用于胶囊的保持器和以空心针形式制成的穿孔-注入件，穿孔-注入件在其远端区域包括一个或多个液体注入孔。该针具有双重作用，一方面，该针用于打开胶囊的顶部部分，另一方面，该针构成了水进入胶囊的入口通道。
[0008]机器还包括用于储存流体(在大多数情况下，该流体是水)的流体储槽，该流体用于在压力下溶解和/或浸泡和/或提取胶囊中所含的配料。机器包括诸如煮器或热交换器的加热装置，该加热装置能够将其中所使用的水加热至工作温度(传统地高达80-90°C的温度)。最后，机器包括用于使水(可选择地通过加热单元)从储槽流通至胶囊的泵元件。水在机器中流通的方式例如通过选择阀装置，如在申请人的欧洲专利申请EP 2162653 Al中所述类型的蠕动阀来选择。
[0009]当要制备的饮料是咖啡时，制备咖啡的一种引人关注的方式是向用户提供含有烘焙和研磨咖啡粉的胶囊，用注入胶囊中的热水来提取烘焙和研磨咖啡粉。
[0010]已经开发了用于该应用的胶囊，在申请人的欧洲专利EP I 784 344 BI或欧洲专利申请EP 2 062 831中描述了并要求保护该胶囊。
[0011]总之，该胶囊典型地包括:
[0012]-中空主体和注入壁，该注入壁是不透液体和空气的，并附接至主体且适于例如通过机器的注入针刺穿，
[0013]-含有要提取的烘焙和研磨咖啡层的腔室，
[0014]-设置在胶囊底部的铝膜，该铝膜封闭胶囊，以保持腔室中的内部压力，该铝膜与刺穿装置相关联，用于在腔室内的内部压力达到某一预定值时刺穿铝膜形成分配孔，
[0015]-可选地，配置成用于打断流体射流从而降低注入胶囊中的流体射流的速度并且以降低的速度横穿物质层分配流体的装置。对于用户来说，知道何时机器储槽中的水位太低以致不能制备完整/满杯饮料通常是重要的。
[0016]在很多情况下，在饮料制备机器中使用的胶囊是封闭胶囊。该封闭胶囊是引人关注的，因为它们保护其中所含的配料免受周围气体和水分的影响，并允许较长的保存时间。通常，这类封闭胶囊由不透气和/或不透水分的材料制成，并且特征是具有刚性或半刚性的主体，所述主体的一个壁例如顶壁由膜构成，该膜将通过饮料制备机器的流体注入针刺穿。当液体注入胶囊隔室时，压力增加，该压力增加起到用于穿过胶囊的分配壁(通常为底壁)提取胶囊内所含配料的提取手段的作用。
[0017]在现有技术胶囊中，在饮料已经制备和分配之后，当机器的流体注入针从胶囊移除时，胶囊顶膜被刺穿并留下孔“H”，如图1中所示。然而，在这样的情况下，胶囊隔室中至少部分保持提取流体压力“P”。
[0018]如果胶囊含有所要提取的可溶配料，则胶囊隔室通常包括一个单个部分，残余的流体压力分布在隔室体积中。
[0019]在所有情况下，由于在胶囊使用之后保留在胶囊隔室内的残余压力P，液体射流“几”(通常称作“鲸鱼效应”)可因可能在压力下保持限制于胶囊中的气体而通过由机器针刺穿形成的孔从胶囊顶膜喷射出。该鲸鱼效应在图1中示出。尽管该现象随机地并且很少发生，但是这是不希望的，因为溅出的热液体会导致脏乱。另外，如果所述液体是混合有配料的水，则从清洁的观点也不希望液体从胶囊顶膜泄漏，因为这将在机器周围或内部引起一些细菌滋生，这迫使消费者在使用之后花费时间清洁机器及其周围。
[0020]因此，本发明的一个主要目的是为饮料制备系统提供一种防止上述所谓“鲸鱼效应”的解决方案。
【发明内容】
[0021]一种用于容纳食品配料的胶囊满足上文提出的目的，该胶囊适于插入食品制备机器中，所述胶囊具有限定了封闭隔室的刚性的主体结构，所述配料在该隔室中与通过所述机器在压力下引入的流体混合，从而产生食品，所述主体的壁限定了外部体积和内部隔室体积Vffii，其特征在于，所述胶囊的主体结构还包括至少一个具有一定形状、尺寸和/或由一定材料制成以使其能弹性变形的部分，并且通过在所述胶囊功能性地(可操作地，funct1nally)插入至所述机器中时沿着所述胶囊的至少一个维度施加弹性压缩，能够使V?*和Vffii可逆地减小至少3%，主体的壁的所述弹性部分允许胶囊在提取之后弹回到其初始体积和Vffii，从而减小所述胶囊中的残余压力。
[0022]弹性部分优选地可在Imm到20mm、优选在1.5mm到10mm、更优选在2mm到5mm的幅度内变形。
[0023]在本发明的一个优选实施例中，胶囊的外部体积和内部隔室体积Vffii可减小至少10%，更优选地减小至少15%。
[0024]在本发明的一高度优选实施例中，弹性部分包括胶囊侧壁的波纹管(bellows)部分。
[0025]在任何情况中，弹性部分可在平移和/或扭转和/或弯曲时变形。
[0026]有利地，根据本发明的胶囊不能渗透水分和氧气，从而在存储期间尽可能长地使其内容物保持新鲜，特别是当其中所含的配料是烘焙和研磨咖啡时。
[0027]本发明的另一方面涉及一种饮料制备系统，包括:
[0028]-具有刚性的主体结构的封闭胶囊，该主体结构限定了用于容纳食品配料的封闭隔室，所述胶囊具有外部体积和内部隔室体积Vffiil，和
[0029]-具有腔体的食品制备机器，该腔体供功能性地插入所述胶囊和在压力下将饮料制备流体注入胶囊中，所述机器的腔体具有内部体积，
[0030]其特征在于，所述胶囊的主体结构还包括至少一个具有一定形状、尺寸和/或由一定材料制成以使其能弹性变形的部分，且通过在所述胶囊功能性地插入所述机器中时沿着所述胶囊的至少一个维度施加弹性压缩，能够使和Vffiil可逆地减小至少3%，主体的壁的所述弹性部分允许胶囊在提取之后弹回到其初始体积和Vffii，从而减小所述胶囊中的残余压力。
[0031]在本发明的一优选实施例中，机器腔体包括胶囊保持部分和流体注入部分，所述流体注入部分可从所述胶囊保持部分移开和移向所述胶囊保持部分，从而分别打开、关闭所述腔体，其中，在所述腔体的关闭期间和当所述腔体处于关闭状态时，通过流体注入部分在所述胶囊的顶部施加弹性压缩力来减小外部胶囊体积和内部隔室体积Vffii。
【附图说明】
[0032]本发明的附加的特征和优点将在下文参考附图给出的对当前优选实施例的说明中描述和显见，其中:
[0033]图1是现有技术中的饮料制备胶囊；
[0034]图2是适用于本发明的胶囊的饮料制备系统的示意图；
[0035]图3是根据本发明的可弹性变形的胶囊的半刚性结构的示意图；
[0036]图4A和4B是本发明的胶囊分别处于正常状态、压缩状态下的示意图。
【具体实施方式】
[0037]根据本发明的胶囊I适于用在图2中所示的饮料制备机器2中。
[0038]饮料制备机器2包括贮水器9、冲煮头3，该冲煮头3包括适于接纳含有饮料制备配料的配料胶囊I的腔体。机器2包括用于放置杯子的杯托4，饮料从胶囊I流到该杯子中。杯托4可设置在相对于冲煮头3、控制面板和控制按钮5的不同高度处。
[0039]冲煮头3包括用于打开和关闭所述冲煮头的手柄6。
[0040]在一可能的实施例中，控制按钮5更特别地包括旋转轮(未在图中示出)，并且控制面板是屏幕7。配料胶囊I可放置在胶囊保持器8中，胶囊保持器8可拆卸地/可移除地插入冲煮头3中。屏幕7适于向用户显示多种信息，例如分配到杯子中的体积水平。通过启动热或冷按钮5，使用者还可以选择待制备的饮料的温度，该热或冷按钮5靠近轮和屏幕而设置于冲煮头3的表面上。
[0041]胶囊保持器8构成冲煮头腔体的胶囊保持部分，腔体的剩余部分由流体注入部分(未在图中示出)构成。流体注入部分包括承载有注水针的针板，注水针能够刺穿胶囊以在压力下将水注入胶囊中，针与机器的流体系统流体连通、特别经由泵与贮器流体连通。针板可从所述胶囊保持器移走和移向所述胶囊保持器，从而分别打开和关闭所述腔体。为了使胶囊功能性地插