在咖啡机中使用的包括可溶饮料制备产品并具有相对大的出水口的包垫的制作方法
【专利说明】在咖啡机中使用的包括可溶饮料制备产品并具有相对大的 出水口的包垫
[0001] 本发明涉及一种在咖啡机中使用的用于制备至少一部分单份饮料的包垫（pad)。 在使用中，利用咖啡机，诸如水的水样流体在压力下被供应到包垫，使得流体被迫通过该包 垫，用于获取之后流出包垫的饮料。该包垫包括覆盖物，该覆盖物限定填充有用于制备饮料 的饮料制备产品的内部空间，其中该覆盖物包括柔性的第一片。
[0002] 本发明还涉及一种配备有咖啡机以及这种包垫的系统。
[0003] 此外，本发明涉及这种包垫的使用以及利用这种包垫制备饮料的方法。
[0004] 最后，本发明涉及包括这种包垫的成套部件。
[0005] -个这种包垫、咖啡机和操作方法通常从欧洲专利公开EP0904717中是已知。已 知的包垫通常形成为相对柔软的枕状小袋，其在经受机械力或液压力时不能以它们自身的 形式保持。因而，已知的包垫由两层过滤材料（诸如，多孔纸）形成，这两层过滤材料围绕 可提取的或者可溶的饮料成分的填充物在它们的周边边缘处彼此连接。从EP-A-1 398 279 和US2011/0027425中进一步了解到，提供了在咖啡机中使用的用于通过溶解制备饮料的 包垫。在包垫的可替代形式中，可溶填充物还包含在第一渗透层和第二渗透层之间。此外， 包垫在第一渗透层和第二渗透层之间设置有刚性网格结构，以便在使用过程中防止可溶性 产品结块并且防止包垫塌陷。当供给包垫的流体（诸如，热水）使用相对低的压力以获得 饮料部分时，已知的包垫形式已经相当成功。尽管如此，当在咖啡机的隔间中放置已知包垫 时，包垫的任何柔软部分（诸如，相互连接的周边边缘）手动适于隔间的形状以保证足够的 流体密封，这是重要的，并且因此正在受到关注。通常潮湿的滤纸对这种咖啡机的包垫隔间 中形成的平坦表面提供良好的流体密封。然而，可能发生的是，已知包垫的边缘稍微破碎或 折叠，这种损坏需要在包垫插入咖啡机中时由用户小心弄平。因为这些相对柔软的包垫的 变形，还可能发生使填充物物失去其在整个包垫中的均匀性。当用户不注意并且校正时，这 些影响可能导致热液体从包垫周围绕开或者穿过饮料制备产品的粉团。这在获取的饮料的 质量上具有非常不利的影响并且导致不必要的损失。已知包垫的另一方面在于可获得的流 体密封包垫不允许穿过包垫的高压降（highpressuredrop)。
[0006] 因此，本发明的目的是提出用于制备饮料的一种改善的包垫、系统和方法。更概括 的说，本发明的目的还在于克服或改善现有技术的至少一个缺点。本发明的目的还在于提 供在装配和操作中较不繁琐并且另外能够相对不昂贵地制成的可替换结构。可替换地，本 发明的目的是至少为公众提供有用选择。还期望能够利用标准Senseox咖啡机制备不同的 咖啡种类。这种理想的种类包括最好以两步法制备的卡布奇诺咖啡、拿铁玛奇朵咖啡和维 也纳式米朗琪咖啡，以提供具有可视分离层的饮料。
[0007] 为此，本发明提供了在所附权利要求的一个或多个中限定的包垫、系统、成套部 件、用途和方法。
[0008] 特别地，一种在咖啡机中使用的包垫，用于制备至少一部分单份饮料，用在咖啡机 中的包垫适于接收在压力下供应的水样流体，使得水样流体被迫通过包垫，用于获取之后 流出包垫的至少一部分饮料。该包垫包括限定填充有用于制备饮料的饮料制备产品的内部 空间的覆盖物，其中，饮料制备产品包括可溶于水样流体的产品。覆盖物包括柔性的第一 片和刚性壳体，其中，第一片和壳体围绕其周边边缘彼此连接，并且其中，壳体配备有至少 一个出水口。该包垫进一步配备有定位在壳体的底部上的第二片，其中，第二片位于饮料制 备产品与壳体之间，并且其中，第一片和第二片各自形成过滤器，允许包括水的水样流体和 饮料穿过并且形成用于饮料制备产品的阻挡件。在使用时，水样流体在压力下被供应给包 垫的第一片，水样流体流动通过第一片到达饮料制备产品，使得形成饮料。然后饮料流动 通过第二片并且经由至少一个出水口离开包垫。至少一个出水口优选地具有用于通过基本 上无限制的饮料的足够大小的直径。在这方面，优选地，基本上无限制意味着饮料通过出水 口的流动不受明显限制，意味着穿过开口的饮料的容积不会由于开口的尺寸而明显减少， 或者意味着由出水口形成的可能的限制小于由饮料制备产品本身形成的限制。具体地，当 在具有时间控制的水样流体供应的咖啡机中使用时，出水口的尺寸基本上不会减小饮料的 容积。可溶于水样流体中的饮料制备产品可以是任何可溶性物质，包括从由即溶咖啡、速溶 茶、巧克力成分、速溶奶粉/奶精、菊苣、香料的组合中选择的一个或多个，可选地与烘焙研 磨咖啡、茶、糖或者香精结合。具体地，当可溶性物质是即溶咖啡、速溶奶粉/奶精或者巧克 力成分时是有利的。
[0009]当这种包垫在具有时间控制的热水供应的咖啡机（诸如，一般的$enseQ#咖啡 机）中使用时，该包垫产生具有高的干物质含量和可再现的（reproducible)密度或强度的 常规容积的饮料，并且当可溶性产品是即溶咖啡粉或巧克力时，提供更稳定的味道，这是因 为至少基本上防止了发生旁通（bypassing，绕开）。利用这种适当调整的包垫，目前还可以 两步法制备单份饮料，诸如，奶制品或包含如卡布奇诺咖啡、拿铁玛奇朵咖啡和维也纳式米 朗琪咖啡等饮料的奶制品替换物。在此两步法中，至少一个包垫将是根据本发明包含奶粉/ 奶精的包垫。第二个包垫然后将包含咖啡产品。因此，根据本发明的包垫在不绕开饮料制 备产品的情况下允许发生包垫上的高压降并且允许保持该高压降，尽管出水口相对较大。
[0010] 有利地，本发明的所有实施方式中的至少一个出水口具有最小直径，该最小直径 大于包垫保持件的出口的任何喷嘴的最大直径，或者包垫的至少一个出水口形成的流动限 制部基本上小于由保持件的出口开口形成的流动限制部。更优选地，出水口具有的直径大 于或等于〇. 83mm，并且优选地，这个直径在从0. 88mm到0. 94mm的范围内。在这方面应该清 楚的是，开口和喷嘴既不需要是圆形的也不需要具有均匀的直径。优选地，出水口的通流开 口具有大于或等于〇. 54mm2的开口面积，优选地，通流开口面积为从0. 61mm2至0. 69mm2。
[0011] 在根据本发明的一个包垫中，壳体的内部空间是碗形的，并且包垫相对于第一片 和壳体的连接的周边边缘是不对称的。这使包垫的周边边缘能够与包垫保持件的互补形成 的凸缘形成牢固密封接合。
[0012] 在根据本发明的另一包垫中，流体收集结构设置在包垫在壳体的底部中的内部空 间中，其与至少一个出水口流体连接。壳体的底部中的流体收集结构设置有通道，该通道与 至少一个出水口流体连通，而定位在壳体的底部上的第二片覆盖该通道，使得流动通过第 二片的所形成的饮料经由该通道到达至少一个出水口。在根据本发明的这种包垫中，有利 地，该通道可以整体形成在壳体的底部中。这种结构不仅保证可以从饮料制备产品的整个 下表面区域收集饮料，而且同时还为第二片提供支撑表面。
[0013] 尽管可以存在多个出水口，但是优选的是，该包垫包括一个出水口。更优选的是， 该一个出水口居中地定位在刚性壳体的底部中。
[0014] 当第一片基本上不渗透液体，并且设置有分布在图案中的多个进水口（有利地， 在图案中均匀分布）时，可具有进一步的优势。在使用中，多个进水口将使热水射流以间 隔位置进入包垫以帮助溶解饮料制备产品。优选地，该热水射流还产生搅动，以进一步促 进溶解可溶饮料制备产品。已经确定，进水口大小为150μπι至350μπι，优选地，200μπι至 300μm，更优选地，约225μm，并且进水口的总数量在35至45的范围内，在不可能阻塞单独 的开口或者通常流动阻力成为困扰的情况下产生最高产量。
[0015] 有利地，第一片可包括中PP和PET材料中的至少一种，并且可替换地，也可以是层 压材料。在使用期间存在的风险在于，第一片可能接触可溶饮料制备产品并且造成不良结 块。因此，可能有利的是当第一片附接至壳体时，该第一片是被拉紧的和被拉伸的中的至少 一种。这种操作可能是在其附接至壳体之前或者之后。通过允许第一片收缩可以在附接之 后实现拉紧或拉伸。形成直的且均匀的下侧的拉紧的第一片帮助防止第一片下垂，防止接 触可溶饮料制备产品，并且防止可溶饮料制备产品（具体地，奶精）结块。可替代地，第一 片在其下侧上具有疏水性表面。第一片和可溶饮料制备产品然后可以在不引起可溶饮料制 备产品的结块的情况下接触。
[0016] 为了阻止第一片层在使用期间下垂，还可以将限定多个网格单元的刚性网格结构 定位在刚性壳体的内部空间中，然后该刚性网格结构与可溶饮料制备产品分享内部空间。 有利地，刚性网格结构可包括多个相交的同心隔离壁和径向延伸隔离壁。如可替换的，刚性 壳体在内部周边壁上还可具有多个支撑壁，该多个支撑壁在内部周边壁的内部延伸，以用 于支撑第一片。
[0017] 在根据本发明的包垫中，第二片可包括滤纸或者其他非编织材料，诸如，可生物降 解的材料，包括例如PLA非编织材料。因此，第二片可以是柔性的。
[0018] 有利地，根据本发明的包垫的壳体由聚合材料构成，诸如，塑料，更具体地，由PP、 可生物降解塑料或者纸板构成。从而，优选地，该壳体基本上不渗透水样流体。
[0019] 进一步地，可注意到，根据本发明的与咖啡机的包垫保持件结合的包垫可进一步 包括用于形成饮料层流的器件，使得该包垫可以与保持件合作，其具有泡沫形成喷嘴以及 射流冲击面，以在饮料上形成泡沫。通常，用于形成层流的这些器件可要求增加包垫的出水 口与保持件的泡沫形成喷嘴之间的饮料的流动路径的长度，具体地，下游饮料的延伸流动 路径超过包垫的至少一个出水口。更具体地，当用于形成层流的器件包括用于将从至少一 个出水口流出的射流转换成层流的曲径和偏转器中的至少一个时，将是有利的。这种结构 不仅允许饮料的流动路径具有延长的长度，而且允许在至少一个出水口的下游处增加流动 路径的截面面积。此外，饮料的初始流动从而还可是分布均匀的。在这方面，包垫和保持件 可具有偏转器，该偏转器在包垫与保持件之间定位在包垫的至少一个出水口的下游。该偏 转器可以是偏转板或者偏转箱片。
[0020] 可替换地，用于形成饮料层流的器件还可以是迷宫（maze)，该迷宫可以有利地由 至少一个开槽圆形肋形成，当包垫插入保持件中时，该圆形肋适于在从保持件的底部突出 的隆起部之间形成的凹槽中延伸。
[0021] 本发明还涉及一种系统，包括配备有用于容纳这种包垫的保持件的咖啡机并且包 括这种包垫。本发明进一步涉及通过将这种包垫放置在保持件中的包垫的用途，并且涉及 利用这种包垫制备至少一部分饮料的方法。本发明更进一步涉及包括至少一个这种包垫和 至少一个另一包垫的成套部件。
[0022] 请注意，具体地，根据本发明的包垫适合在西班牙和巴西使用，其中，诸如 Senseoκ)机器的咖啡机已经适于这些国家中的具体消费者的口味，生产的杯容积约5〇ml， 但是其他国家（诸如，法国市场）中的咖啡机适于生产的杯容积约l〇〇ml，并且至于欧洲 市场的其他国家，生产的杯容积约120ml。例如，西班牙的Sensed咖啡机可通过杆上的 Marci1la标识语来识别。
[0023] 有利地，根据本发明的系统可具有壳体，该壳体在其外部处与保持件形成流体密 封，使得防止从包垫的顶侧、包垫的周围到包垫保持件的至少一个饮料出口开口的流体流 动。有利地，在包垫与保持件之间形成的密封是静态密封和动态密封中的至少一种。静态密 封最初可以形成在包垫的向外指向的周边凸缘与保持件的相对（confronting)外部边缘 之间。已经确定