用于食品制备机器中的胶囊的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于食品制备机器中、例如液态食品制备机器中的配料胶囊。
【背景技术】
[0002]饮料制备机器在食品科学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，本发明的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]机器包括用于容纳所述胶囊的容座(容器，receptacle)或腔体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。对于根据本发明的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。这种制备过程与饮料制备的所谓的“冲煮”过程(特别针对茶和咖啡)大有不同，其中冲煮需要用流体(例如热水)浸泡配料很长的时间，然而饮料制备过程允许用户在几秒钟内制备饮料，例如咖啡。
[0005]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插入到机器的容座或腔体中，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 1472156 BI和EP 1784344 BI中有所描述。
[0006]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容座或腔体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。
[0007]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元件，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(可选择地通过加热元件)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。
[0008]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。
[0009]在许多情形中，该机器包括用于保持胶囊的胶囊保持器，所述胶囊设计成插入机器的对应腔体或容座中和从所述腔体或容座中移除。当胶囊保持器装有胶囊并以可工作/起作用的方式插入机器内时，机器的注水装置可以与胶囊流体连接以将水注入到该胶囊中用于食品制备，如上所述。胶囊保持器例如在申请人的欧洲专利EP 1967100 BI中有所描述。
[0010]已经开发了用于上述食品制备且尤其饮料制备应用的胶囊，在申请人的欧洲专利EP 1784344 BI或欧洲专利申请EP 2062831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]-容纳有待提取的烘焙和研磨咖啡层，或可溶配料或可溶配料的混合物的腔室，
[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。
[0015]该铝膜设计成使用与胶囊成一体的或位于所述胶囊的外部、例如机器的胶囊保持器内的穿刺装置刺穿。
[0016]所述穿刺装置适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。
[0017]此外，可选地，所述胶囊还包括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。
[0018]现有技术的胶囊特征在于具有注入壁或膜(称为顶膜)，该注入壁或膜将由饮料制备机器的作为流体系统的一部分的流体注入元件(例如针)刺穿。当流体被注入到胶囊隔室中时，逐渐形成压力，该压力用作如上所述的用于提取和/或溶解容纳在胶囊内的配料的提取手段。这种配料可例如为烘焙和研磨咖啡层。替换性地或与烘焙和研磨咖啡相结合，所述配料可包括可溶配料，例如饮料预混合物。
[0019]目前若干系统用于由机器进行的胶囊识别，但现存方案的主要缺点是识别系统的较高成本和/或适于这种识别的胶囊的复杂性和成本。此类识别系统包括但不限于:颜色辨识、条形码、位于胶囊表面处的突起、凹槽或其它人工制品的辨识、导电率、电阻率和通常已知用于借助电流或磁场来检测或识别胶囊的所有手段。
[0020]因此，本发明的目的是提供一种包括改进和简化的装置的胶囊，所述改进和简化的装置带有与用于从所述胶囊中制备出食品的至少一个制备参数对应的数据。
【发明内容】
[0021]上述目的通过一种用于容纳食品配料的胶囊来实现，所述胶囊适于功能性地(起作用地，可工作地，可操作地；funct1nally)插入食品制备机器的腔体中，其特征在于，所述胶囊包括能在所述胶囊插入机器的腔体内时和/或在所述腔体关闭时变形的至少一个弹性部分，并且至少一个机器操作数据根据该弹性部分的弹性变形特性而变化。
[0022]胶囊的“至少一个可变形的弹性部分”是指胶囊的至少一部分具有一定形状或由一定材料制成，使得该部分可在向其施加载荷时弹性地或塑性地机械变形。胶囊的至少一部分的该机械变形由所述机器在胶囊插入机器腔体内时和/或在机器腔体被关闭以功能性地封闭所述胶囊时施加在胶囊上的机械载荷引起。将在下面的详细说明中描述若干实施例。
[0023]“变形特性”是指每个物体一一在本示例中为胶囊的可变形的弹性部分一一的取决于其形状和制成它的材料的特定材料特性。可变形的材料特性定律规定了当在胶囊上施加使它从平衡位置移动的载荷时胶囊的可变形部分反推/回推的力为所述榫舌距离该平衡位置的距离的函数。换言之，根据材料类型、各物体的尺寸和几何形状以及所施加的力，可引起各种类型的变形。
[0024]“操作数据”是指与操作机器功能性地相关的任何数据，S卩，可由机器的电子设备使用的用以设定饮料制备参数的任何数据。更具体地，操作数据对应于饮料制备参数的设定值，例如，如果饮料制备参数为水温，则操作数据将为编程写入机器电子板/电路板中使得所述电子板促使热水器以一定的对应温度加热水的、对应于该水温的值。在本发明的食品或饮料制备机器的示例中，与前体配料混合以制得最终食品或饮料产品的水所用的温度通常在4°C至100°C的范围内、优选在12°C至85°C的范围内。作为更具体的示例，取决于待制备的饮料类型，市场上的大部分饮料制备机器使用两种不同温度。这种情况下，与水温对应的机器操作数据可具有值“热”或“冷”，这取决于冲煮哪一类型的饮料(这种值当然可作为数值编码在机器电子程序中)。
[0025]在本发明的第一实施例中，弹性部分包括一系列榫舌形的突起。
[0026]在本发明的第二实施例中，弹性部分包括螺旋弹簧部。
[0027]在本发明的第三实施例中，弹性部分包括胶囊侧壁的波纹管部分。
[0028]有利地，所述弹性部分可位于所述胶囊外表面的外周处，优选在所述胶囊的上部中。
[0029]在本发明的一个可能的替换方案中，胶囊的外部尺寸中的至少一个可大于腔体的对应内部尺寸，并且其中可变形的弹性部分定位成允许所述胶囊在所述腔体关闭以处于功能构型时弹性地压缩并配合在所述腔体内。
[0030]在本发明的第二可能的替换方案中，胶囊的外部尺寸中的至少一个可小于腔体的对应内部尺寸，并且其中可变形的弹性部分定位成允许所述胶囊在所述腔体关闭以处于功能构型时弹性地扩张并配合在所述腔体内。
[0031]在任何情况下，弹性部分优选可在0.1mm到20mm、优选在0.15mm到10mm、更优选在0.5mm与5mm的幅度内变形。
[0032]此外，弹性部分可有利地定向成使得它沿与所述胶囊的竖直轴线基本平行的轴线D变形。
[0033]优选地，弹性部分可通过在0.5N到50N之间、更优选在5N到45N之间、最优选在16N到22N之间的力的作用而变形。