用于通过离心法来制备液态食品的胶囊和方法

专利名称：用于通过离心法来制备液态食品的胶囊和方法
技术领域：
本发明总体涉及一种用于通过利用离心力使水通过容器中容纳的食品物质来从该物质制备食品液体的胶嚢系统和方法。
背景技术：
已知制备々大料，其中利用离心力来分离由煮好的咖啡和咖啡粉末组成的混合物。这种混合物是通过将热水和咖啡粉末混合在一起保持一确定的时间而获得的。然后迫使水通过篩子，粉末材料存在于该筛子上。
诸如在EP 0367600B1中，现有系统包括将咖啡粉末放置在容器中，该容器通常是机器的不可移除部分。这种设备具有许多缺陷。首先，必须在容器中适当地人工量取咖啡粉末。其次，被离心的咖啡废料变干，并且其必须通过刮擦容器的表面来被移除。结果，咖啡制备需要大量人工处理并且非常费时。通常，咖啡新鲜度也可变化很大并且这会影响咖啡品质，这是因为咖啡通常来自散包装或者咖啡是在容器本身中由咖啡豆研磨而成的。
另外，取决于咖啡的手动量取以及煮泡条件(例如，离心速度、容器尺寸)，杯品质可变化很大。
因此，这些系统从来没有实现重要的商业上的成功。
在德国专利申请DE 102005007852中，机器包括可移除的保持件，容器的开口杯状部分放置在该保持件上；其它部分或盖子与机器的驱动轴关联。但是， 一个缺陷是高强度的人工处理。另一个缺陷是由于缺少对粉末的量取的控制以及缺少对咖啡粉末的新鲜度的控制，难以控制咖啡的品质。
WO 2006/112691、 FR2624364、 EP0367600、 GB2253336、 FR2686007、EP0749713、 DE4240429、 EP0651963、 FR2726988、 DE4439252、 EP0367600、 FR2132310 、 FR2513106 、 FR2487661 、 DE3529053 、 FR2535597 、 WO2007/041954、 DE3529204、 DE3719962、 FR2685186、 DE3241606以 及US-A-4545296中描述了用于通过离心力煮泡咖啡的其它设备。
但是，离心力对煮泡咖啡或制备其它食品物质的影响与使用压力泵的 普通煮泡方法相比存在许多优点。例如，在"espresso"咖啡类型的煮泡方 法中，掌控影响被分送的咖啡提取物的提取质量的所有参数是非常困难的。 这些M通常是压力、随压力而减小的流率、也影响流动特性并且依赖于 咖啡研磨颗粒大小的咖啡粉末的压紧度、温度、水流分布等。

发明内容
因此，需要提出一种新的胶嚢系统和适合于该系统的方法，其中提取 参数可被更好且更独立地控制，从而可被更好地掌控以便控制被输送食品 液体的品质。
同时，需要一种制备食品液体的方式，该方式与现有技术的离心式的 咖啡制备设备相比更方便，并且通过对重要的品质参数例如容器中的物质 的精确剂量和新鲜度进行更高的控制来提供更好的杯中品质。
因此，本发明涉及一种液态食品制备设备，所述设备用于通过使水通 过一次性使用的胶嚢中容纳的食品物质来由该胶嚢中的物质制备液态食 品，所述胶嚢能可移除地插入所述设备，所述设备包括胶嚢中的注水头和 用于将胶嚢保持在所述设备中的胶嚢保持件，
其特征在于，所述设备包括
水注入装置，所述水注入装置作为所述注水头的一部分，被布置成用 于沿胶嚢保持件的中心轴线引入水，
用于驱动胶嚢保持件围绕旋转轴线(I)进行离心运动的装置，该旋转 轴线与胶嚢保持件的所述中心轴线对齐，
至少一个开口装置，该开口装置用于在胶嚢中提供至少一个液体输送 出口 ，该液体输送出口布置在相对偏离胶嚢保持件的所述中心轴线的位置处。
在一种模式下，用于提供液体输送出口的所述开口装置是至少一个穿 孔构件和/或切割构件和/或燃烧构件。
更特别地，注水头包括不可动的水注入装置和旋转接合构件，所述旋 转接合构件用于以闭合到胶嚢保持件上的方式接合胶嚢。接合构件从而在 设备中的胶嚢的离心期间与胶嚢保持件相结合地旋转。
在一种^t式下，液体输送出口的开口装置例如穿孔构件或其它装置可 以是注水头的旋转接合构件的一部分。
在一种可供选择的可能的构型中，液体输送(出口 )的开口装置例如 穿孔构件或其它装置可以是胶嚢保持件的一部分。
在一种模式下，开口装置包括沿围绕所述中心轴线的基本圆形的路径 分布的一系列开口装置例如穿孔构件或其它装置。
该开口装置例如穿孔构件与胶嚢接合成使得旋转动量可被从设备传输 至胶嚢。
在第一模式中，开口构件例如穿孔构件可布置在设备中，使得在设备 围绕胶嚢的闭合期间穿刺出胶囊的出口。特别地，开口构件安装在旋转接 合构件上或胶嚢保持件上，以在旋转接合构件和胶嚢保持件围绕胶嚢的相 对接合或闭合期间打开胶嚢，例如穿刺出胶嚢中的液体入口。例如，穿孔 构件被相对于注水头的表面足够突出地布置，以当该注水头接近并以闭合 方式接合胶嚢时刺穿胶嚢。
优选地，该一系列穿孔构件包括用于在胶嚢的周边处形成至少四个小
的液体输送出口的至少四个构件。该穿孔构件可以90度的间隔分布，从而
在胶嚢的周边处提供均匀的液体输送。
该穿孔构件可接合胶嚢，从而在旋转期间参与将旋转动量传输到胶嚢。 在另 一个才莫式下，开口构件被构造成在胶嚢中填充了 一定量的水之后
产生胶囊的液体输送出口。
胶嚢可包括由铝和/或聚合物材料制成的可开孔的膜。特别的，该可开
孔的膜可具有在10和200微米之间的厚度。在本发明的 一个可能的方面，水注入装置也包括诸如穿孔构件的开口 装置。该开口装置可以是穿孔构件，该穿孔构件被布置成用于在胶囊的中 心注水的中空的穿孔管。
该水注入装置的穿孔构件具有小于5mm、优选地在0.9和2.9mm之间 的直径。实际上，胶嚢中的压力从中心向周边增加。中心的水压力可接近 零，但是可向外逐渐增加。因此，小直径的水注入装置在胶嚢中提供小的 入口，以降低在胶嚢的入口侧的压力。
胶嚢保持件的驱动装置可直接连接到胶嚢保持件或间接连接到胶嚢保 持件。与胶嚢保持件的直接连接可通过旋转驱动组件实现，该旋转驱动组
驱动传动机构可包括合适的传动缩小或放大，以根据马达速度为胶嚢保持 件提供适当的传动比。与胶嚢保持件的4^直接连接可由旋转动量从注水头 向胶嚢保持件的传输来得到。在此情况下，旋转驱动组件的驱动传动机构 直接连接到注水头的上侧，尤其连接到注水头的旋转接合构件。
本发明的设备可接纳由刚性、半刚性和/或软材料制成的胶嚢。该胶嚢 可由诸如塑料、铝、纤维素基材料或其它的生物可降解材料以及它们的组 合制成。优选地，胶嚢具有由可穿孔的膜制成的周边壁。该膜可形成覆盖 杯状体部的密封盖，该杯状体部接纳要被煮泡的食品物质。
在一种模式下，阀装置被布置在胶嚢的至少一个液体输送出口的开口 装置的下游。阀装置可包括环形闭合环和用于在闭合到胶嚢的周边部分例 如边缘上时弹性接合该环的弹性装置。
本发明还涉及一种用于通过使水通过一次性使用胶嚢中容纳的食品物 质来由该食品物质制备食品液体的方法，该方法包括
在将水引入胶嚢的中心的同时驱动胶嚢进行离心旋转，
使水通过所述物质以形成食品液体，
打开胶嚢中沿周向偏离胶嚢的中心的至少一个液体输送出口，并且从 所述至少一个液体输送出口输送出所述液体。
在该方法的一个可能的方面，该至少一个液体输送出口是通过刺穿设
8备中的胶嚢而获得的。因此，胶嚢可以是气密密封的胶嚢，其包含诸如研 磨咖啡、速溶咖啡、茶叶、可可、巧克力、乳脂、甜料和它们的组合的配 料，该配料可在受保护的气氛条件下被保存延长的时间段。因此，胶嚢在 用于设备中时被打开。
根据该方法的一个方面，至少一个液体输送出口是通过刺穿胶嚢的密 封膜得到的。该膜可由塑料和/或金属材料形成。
在本发明的一种模式下，该至少一个进口开口是例如通过使设备的外 部穿孔装置相对于胶嚢移动而借助于胶嚢的机械刺穿效果来实现的。
在此情况下，当胶嚢插入设备时例如通过使设备围绕胶嚢闭合的效果 来执行穿孔。
才艮据该方法，7K通过小于5mm、优选地在0.9和2.9mm之间的开口,皮 引入胶嚢。如前所述，优选地在胶嚢中具有足够小的进水口，以便减小在 胶嚢的入口侧的液体的内部压力，并从而避免泄漏问题。
优选地，在已经在胶嚢的中心刺穿进水口之后，将水引入胶嚢的中心。 根据本发明的一个方面，从胶嚢输送的液态食品经过限流装置。该限 流装置可构造成用于在离心期间提供相对压力至少0.5巴的压降。优选地， 限流装置被构造成用于在离心期间提供相对压力在1和6巴之间、最优选 地在1.5和4巴之间的压降。离心液体的流动路径中的限流使得能够控制 离心液体的释放，以便改进水与胶嚢中的物质的相互作用，并且通过在限 流处产生的剪应力和压力释放来最后为液体提供泡沫。更特别地，限流装 置使得能够在封壳的周边保持数巴的压力并抑制液体的释放。
更特别地，当离心液体在用于打开的岡上施加一定压力时，从胶嚢输 送的液体〗吏该阀打开。该阀还调节液体的流动，并且尤其在较低压力值下 减小了小尺寸的颗粒例如咖啡细粒阻塞胶嚢中设置的小的出口的危险 该阀可以是胶嚢的 一部分或者可以是设备的 一部分。 结果，本发明的系统提供了一种用于制备食品液体的解决方案，其中 可执行食品液体的受控的释放。例如，液体的释放可被推迟直至在阀装置 上施加一定压力。阀装置的推迟打开使得能够改进胶嚢中容纳的物质与水之间的相互作用，并且降低胶嚢中的流动阻塞的危险。
对于咖啡，例如，可有利地优化水与研磨咖啡颗粒之间的相互作用， 以获得咖啡和香料的混合物的良好提取。此外，阀装置提供了可改进泡沫
或咖啡脂(coffee crema )的产生的限制作用。
阀装置可由设备的至少一个接合部形成，所述接合部在加压液体的作 用下相对于胶嚢的接合部移动，以便形成用于液体的细的环形层叠通道。 层叠通道还能够产生冲击设备的壁的具有较高速度的液体射流。结果，可 由于由阀装置产生的限制作用以及在离心期间液体以较高速度对设备的冲 击表面的冲击两者而产生较大数量的泡沫。取决于由离心液体在阀装置上 施加的压力的量，由阀装置造成的限制作用的程度可不同。
在一可能的模式下，该阀装置可被校准或调整成在胶嚢中的压力阈值 下选择性地打开通过该设备的液体通道。
从胶嚢输送的液体还可被设置在胶嚢中的过滤装置过滤。这种构型具 有许多优点，这是因为该设备被简化，过滤器由于与胶嚢一起被丢弃而不 需要清洁。
本发明还涉及一种用于以如下方式由胶嚢中容纳的食品物质制备食品 液体的一次性使用的胶嚢，该方式包括将水引入胶嚢，并使用离心力使 水通过该物质以生产在胶嚢中相对于胶嚢的中心轴线被沿周向离心的食品 液体，所述中心轴线对应于在离心期间的旋转轴线，该胶嚢包括
上壁和底壁，
连接到所述上壁和下壁的变宽的侧壁，以及 容纳预定量的食品物质的封壳。
在一优选模式下，该变宽的侧壁相对于该上壁形成小于80度的角度 C。特别地，该变宽的侧壁相对于该上壁形成在50和70度之间的、更优 选地为大约60度的角度C。
因此，变宽的侧壁的角度已被确定为促进液体提取物在胶嚢的出口侧、 即在胶嚢的上壁的环形周边部分处离开胶嚢。特别地，大约60度的角度已 显示出显著的结果，而85度的角度已显示出差的结果(即，咖啡没有从胶嚢中出来)。
优选地，该上壁包括专门用于被打开以便释放饮料的出口区域。特别 地，该出口区域可以是所述壁的第一专门的周边区域。
该上壁还可包括中心的第二区域，该第二区域专用于被设备的进水装 置刺穿。例如，该中心区域是可开孔的膜的圆形区域。在所述第一和第二 可开孔区域之外，该上壁几乎不可开孔。为此，内部盖或盘部件可设置在 该壁之下以加固该壁，并且防止该上壁例如膜被外部穿孔构件意外开孔。
特别地，所述周边出口区域是可刺穿的膜，其专用于被穿孔以便提供
饮料出口 。穿刺出的出口的数量可为1到20个，优选地为3到10个出口 。 膜提供了重要的优点，其提供了在适合的位置并且以适合的数量产生进水 口和液体出口的更大自由度。
为了在胶嚢中的液体被通过该(例如被穿孔的)出口离心出去之前过 滤该液体，在胶嚢中定位有过滤部分，以分离容纳物质的凹腔和用于收集 离心液体的凹腔。
为了促进液体通过胶嚢离开，过滤部分可相对于该变宽的侧壁倾斜。 在一特定^^式下，为了较大的过滤面积，过滤部分可延伸过封壳的整个厚 度。例如，过滤部分可基本为圓筒形。更特别地，过滤部分可以是胶嚢的 内部盖的成一体的延伸部。胶嚢可被设计成具有有限数量的部件，并且可 被以更经济和更简单的方式组装。在一不同的模式下，过滤部分基本平行 于该上壁。在此情况下，过滤部分与该上壁间隔开小的间隙。从而，胶嚢 可被设计成更加紧凑，并且物质的体积被优化。
根据胶嚢的优选构型，收集凹腔布置在周边出口区域下方。 更优选地，上壁和底壁具有基本为圃形的表面。因此，该胶嚢是具有 中心轴线的旋转的形式的构件，其可插入饮料生产设备以便被沿其轴线离 心。
该上表面可具有可刺穿的膜。该下表面可以是也包括侧壁和凸缘状边 沿的杯状体部的底部部分，可刺穿膜密封到该边沿上。该杯状体部优选地
由塑料和/或铝材料制成。优选地，该封壳被部分地填充物质，使得物质能够在离心期间靠着胶 嚢的周边壁移动。胶嚢的封壳中的自由体积优选地至少部分地被填充保护 气体，以保持物质的新鲜度。适合的保护气体例如是氮气。在胶嚢中的物 质脱气之后，自由体积还可由来自该物质的气体部分地占据。对于研磨咖 啡，这种气体可以是二氧化碳。
优选地，胶嚢包括布置在封壳的周边的内部的过滤部分。该内部的过 滤部分可以是内部的开孔盖和/或由多孔材料制成的部分。杯状体部和内部 盖可界定胶嚢的封壳。该开孔的盖优选地具有包括多个径向狭槽的壁的周 边部。多孔材料的带可离开该上壁布置在胶嚢中。例如，盖的开口部或多
孔部可布置成与上壁相距数亳米例如l-5mm。其可布置成平行于上壁或者 相对于该上壁倾斜(例如，成卯度)。所述部分不平行于变宽的侧壁，而 是与该侧壁形成大于15度、优选地大于45度的角度。在另一模式中，过 滤器可以是该设备的一部分，或者由可刺穿的膜和穿孔构件形成。
胶嚢还可包括在可刺穿的膜的下方形成环形部分的收集凹部。该收集 凹部被定位成收集通过该过滤部分的离心液体。该收集凹部可以深数亳米 例如l-5mm和宽数毫米例如l-5mm。该凹部还可提供用于使饮料生产设 备的出口穿孔元件能够被适当地容纳在胶嚢中的空间。
在一可能的模式下，该胶嚢包括从上部盖朝该封壳的底部延伸以用于 将水导入胶嚢的中心管状部。更优选地，该中心管状部具有朝底部增加的 截面，以便能够使水通过离心来迫使水朝向封壳移动。
在另一可能的方面，本发明涉及一种用于通过如下方式来由胶嚢中容 纳的食品物质制备食品液体的一次性使用的胶嚢，该方式包括将水引入 该胶嚢，并使用离心力使水通过该物质以生产在胶嚢中相对于胶嚢的中心 轴线被沿周向离心的食品液体，所述中心轴线对应于在离心期间的旋转轴 线，该胶嚢包括
上壁和底壁，
连接到所述上壁和下壁的变宽的侧壁，以及 容纳预定量的食品物质的封壳，其中，该上壁包括可开孔以便提供用于释放液体的出口的专门的周边 出口区域。
在胶嚢的一可能的可供选择的方案中，本发明涉及一种用于通过如下
方式来由胶嚢中容纳的食品物质制备食品液体的胶嚢，该方式包括将水 引入该胶嚢，并使用离心力使水通过该物质以生产在胶嚢中相对于胶嚢的 中心轴线,皮沿周向离心的食品液体，所述中心轴线对应于在离心期间的i走 转轴线，该胶嚢包括 上壁和底壁，
连接到所述上壁和下壁的侧壁，以及 容纳预定量的食品物质的封壳， 其中，所述侧壁是圃筒形的，
所述侧壁的至少一部分形成用于释放离心液体的胶嚢的出口侧，以及 所述胶嚢还包括用于以气密方式密封该胶嚢的装置。 在胶嚢的一个特征中，该圆筒形的侧壁是无孔的(solid)，并且用于
由外部穿孔装置刺穿。在此情况下，上壁、下壁和侧壁以气密方式连接。 在另 一可供选择的方案中，该圓筒形侧壁具有沿其周界以 一定间隔设
置的出口开口和以气密方式覆盖该开口的密封装置例如膜。该出口开口优
选地围绕该侧壁的横向中面设置。
该胶嚢可包括过滤装置，以在离心液体从侧壁处的出口释放出来之前
过滤该液体。
术语"圆筒形"用于涵盖具有管状圆形截面的侧壁，相对于胶嚢的上 壁形成卯度的角度，具有+5度或-5度的公差。
在另 一个可能的实施例中，本发明涉及一种用于通过如下方式来由胶 嚢中容纳的食品物质制备食品液体的胶嚢，该方式包括将水引入该胶嚢， 并使用离心力使水通过该物质以生产在胶嚢中相对于胶嚢的中心轴线被沿 周向离心的食品液体，所述中心轴线对应于在离心操作期间的旋转轴线， 该胶嚢包括
上壁和底壁，
13连接到所述上壁和下壁的侧壁，以及 容纳预定量的食品物质的封壳，
其中，所述侧壁具有从其与所述上壁和下壁的接合部朝所述胶嚢的横 向中面增大的凸形横截面，以及
该侧壁的至少一部分形成用于释放离心液体的胶嚢的出口区域。
在一特定设计中，该侧壁由两个壁的截头锥形部分形成，其中截头锥 形部分的较大截面朝胶嚢的横向中面连接到一起。
在另一特定设计中，该侧壁由基本弯曲的凸形横截面例如抛物线、卵 形或半圆形截面形成。
在又一特定设计中，该侧壁由阶梯状的横截面形成。
在这样的实施例中，胶嚢的出口区域优选地设置在侧壁的凸形横截面 的顶点的区域中。
每个截头锥形部分相对于其连接到的上壁或下壁形成的角度优选地小
于85度。
该胶嚢可包括过滤装置，以在离心液体在侧壁处从出口释放之前过滤 该液体。优选地，该过滤器在该胶嚢内沿横向中面离开该侧壁。该过滤器 可以是从上壁延伸到下壁的圆筒形的过滤器。
在另 一可能的实施例中，本发明涉及一种用于通过如下方式来由胶嚢 中容纳的食品物质制备食品液体的胶嚢，该方式包括将水引入该胶嚢， 并使用离心力使水通过该物质以生产在胶囊中相对于胶嚢的中心轴线被沿 周向离心的食品液体，所述中心轴线对应于在离心操作期间的旋转轴线， 该胶嚢包括
上壁和底壁，
连接到所述上壁和下壁的侧壁，以及 容纳预定量的食品物质的封壳，
其中，所述胶嚢包括在密封边沿处连接的两个包封构件，以及
被打开,一个优点是闭合的胶嚢可在无需用户干预的情况下打开。另 一个优点 是可延迟打开，从而改进胶嚢中的水与物质例如研磨咖啡之间的相互作用。 该胶嚢也可被以气密方式密封，并且包括保护气体以改善胶嚢中的物质的 新鲜度。
特别地，两个包封构件可以是沿横向中面密封的两个半支架。因此， 胶嚢可相对于该中面对称，并且其因此可在两个可能的取向上被使用。在 该方面应指出，出于实际的描述方面的原因而使用术语"上"和"下"， 但是它们没有使本发明的保护范围变窄。
这两个构件可以是被热密封或超声波密封到凸缘状边沿上的柔性箔。 因此，密封边沿可由于被沿所述边沿的方向离心的液体的压力而破裂或剥 离。由处于压力下的液体造成的打开使得能够控制胶嚢中的液体的驻留时 间，从而改进胶嚢中的物质与水之间的相互作用。延时可依赖于在密封边 沿处的密封材料，但是还可依赖于系统的操作参数(即，转速、水量)。
应指出，密封边沿也可由在压力下的流体打开，该流体不是液体，例 如由压力下的气体打开。可在离心操作之前提供气体的冲刷以打开该出口 。
本发明涉及一种用于通过如下方式来由胶嚢中容纳的食品物质制备食
品液体的方法，该方式包括将水引入该胶嚢，并使用离心力使水通过该 物质以生产在胶嚢中相对于胶嚢的中心轴线被沿周向离心的食品液体，所 述中心轴线对应于在离心操作期间的旋转轴线，
其中，该胶嚢包括在密封边沿处连接的两个包封构件，
该胶嚢被插入离心饮料制备设备中，以及
该胶嚢的密封边沿在所述两个构件的接合部处在流体的压力的作用下 被打开。
根据该方法，流体的压力是离心液体。
根据该方法，密封边沿被打破和/或剥离以便产生用于释放液体的出
cr 。
密封边沿可被打开以形成离散的出口或者相反地形成连续的周边狭出口的打开优选地由饮料制备设备的接合表面控制，该接合表面离开 该边沿一受控的间隙。
术语"食品液体"这里具有宽泛的含义，并且包括烹饪液体例如汤或 调味汁、饮料液体例如咖啡提取物(由研磨的和/或速溶的咖啡粉末得到)、 液态巧克力、牛奶(由粉状的和/或液态的浓缩物得到)、茶提取物(由速 溶茶和/或茶叶获得)等，或营养液体例如嬰儿配方以及它们的组合。
本发明的胶嚢提供了优于现有技术的"开口"离心系统的许多优点，
特别是
-由对胶嚢中的物质的保护获得的被输送液体的更高品质，
-被输送液体的更稳定的品质，
-令人惊讶的是，对于咖啡的更好的脂(更稳定)
-通过使胶嚢技术能适合于要被输送的液体和/或胶嚢中的物质实现
了更大的饮料多样化 -更方便的操作， 誦更清洁的操作。
术语"煮泡"或"被煮泡"不应被狭义地理解为在压力下从不完全可 溶的物质(例如研磨咖啡或茶叶)提取液体，而应被广义地理解为包含食 品物质与液体、优选地为水的相互作用过程，包括提取、浸渍/浸泡、吸附 /吸收、溶解、稀释、分散、混合、乳化、发泡等。
术语"穿孔，，应被广义地理解，并且包括用于在胶嚢的壁中提供贯通 开口的机械的和/或热的过程。
"提取产率"反映了提取效率，并且被定义为液体提取物中的总固体 的重量除以胶嚢中的起始咖啡配料的总重量(例如，烘焙和研磨咖啡)。 此值通常用百分比表示。
平均颗粒大小"D4,3"表示使用Malvern 光学仪器和使用丁醇作为颗 粒分散剂通过激光衍射法获得的咖啡研磨颗粒的平均体积直径。


本发明的附加特征将在下文对附图的详细描述中变得清楚。
图l是本发明的胶嚢的从上面看的透视图； 图2是本发明的胶嚢的从下面看的透视图； 图3是本发明的胶嚢的横截面视图； 图4是密封箔被除去的胶嚢的透视图； 图5是从本发明的胶嚢的上面看的盖的透视图； 图6是从图4的胶嚢的下面看的盖的透视图； 图7是本发明的饮料生产设备的透视图； 图8是处于打开模式的饮料生产模块的透视图； 图9是在胶囊周围处于闭合模式的饮料生产模块的沿线A-A的横截面 视图10是图9的视图的放大视图11是图9和10的才莫块的注水组件的视图12是类似于图9的但用于本发明的另一实施例的饮料生产模块的横 截面一见图13是图12的模块的详细视图14是本发明的胶嚢的变型的横截面视图15是图14的胶嚢的盖的从下侧的视图16是根据本发明的另一模式的胶嚢(内部没有物质)的透视横截面 视图17是图16的胶嚢的横截面视图18是根据又一实施例的胶嚢的横截面视图19是根据再一实施例的胶嚢的横截面视图，其中为了清楚起见上部 密封膜被去除；
图20是另一个变型的圆筒形胶嚢的横截面视图21皿囊的具有V形侧壁的又一个变型的横截面视图22 M嚢的具有U形侧壁的再一个变型的横截面视图23示出了在々大料制备设备中在离心期间的图22的胶嚢的细节；图24示出了沿图23的方向A的图22的胶嚢的细节； 图25是在离心期间的图22-24的胶嚢的俯视图。
具体实施例方式
如图1和2所示，本发明的优选的胶嚢1总体上包括碟形体部2,密 封箔3密封到该体部上。密封箔3在密封环形部5处密封到体部的周向边 沿4上。边沿4可向外延伸，形成约2-5mm的小的环形部。碟形体部包括 底壁6和侧壁7,该侧壁7优选地在该体部的与该底壁相对的大的开口端 部的方向上变宽。碟形体部优选地是刚性的或半刚性的。其可由食用级塑 料例如聚丙烯形成，并且具有阻气层例如EVOH等或铝合金或塑料与铝合 金的复合物。密封箔3可由较薄的材料例如塑料层压物制成，也包括阻气 层或铝合金或塑料与铝合金的复合物。例如，密封箔的厚度通常在30和 250微米之间。如下文将描述的，密封箔构件可被刺穿以便形成进水口和 饮料出口。
关于图3-6的实施例，本发明的胶嚢包括形成插入碟形体部中的盖8 的内部构件。盖8和体部2共同限定了用于接纳食品物质22的内部封壳 14。优选地，胶嚢围绕中心轴线A形成旋转对称。但是，应理解，胶嚢不 一定围绕轴线A具有圆形截面，而是可采取其它形式例如方形或多边形。 图5和6中示出盖8。盖可表现为由塑料制成的盘的形式，包括中心部9 和周边部IO。中心部可基本是平的并且可包括入口 11,该入口ll使得能 够引入饮料生产设备的注水构件。在盖的内侧12中，入口可通过管状入口 部13延伸，该入口部13用于确保水被朝向体部的底部的方向引导，以确
保封壳中的物质完全润湿并从而减小遗留下例如"干粉点"的危险。优选 地，入口被可破坏的或可刺穿的封闭部分15封闭。此部分用于防止封壳的 物质填充盖的上表面和密封箔之间的空隙。该盖进一步包括周边部IO,该 周边部10包括收集凹部16。收集凹部在横向截面中为U形(图3)，其 在密封箔的方向上开口。凹部优选地在盖的周边处连续延伸，但是其例如 可由若干不连续的凹入部替代，这些凹入部可^皮加固元件或壁分隔开。该收集凹部包括壁的内周边部17,在其中设置有一系列的出口开口 18，形成 封壳14与收集凹部16之间的流体连通。
优选地，胶嚢定尺寸成使得其提供一最佳的接收器，液体可从中心轴 线朝向周边部分17离心进入该接收器中。特别地，由密封膜3形成的上壁 具有宽度"VSV，，该宽度大于胶嚢的底壁6的宽度"W2"。例如，Wi介 于宽度W2的1.2和2倍之间，优选介于W2的1.3和1.8倍之间。上壁和 底壁之间的距离"T"也优选地介于的0.15和1.0倍之间。例如，胶嚢 的封壳具有介于50和120mm之间的直径)的上壁、介于30和80mm 之间的W2 (直径)的下壁和介于10-50mm之间的厚度"T，，。变宽的侧 壁相对于上壁的角度"C，，优选地小于80度，优选地介于50和70度之间。
出口还对在封壳中的离心流体的流动产生限制。离心流体被迫使通过 开口，该开口的大小可以根据要产生的饮料的类型而变化。例如，对于
espresso或ristretto咖啡提取物，有利地提供比用于lungo或"Americano" 咖啡提取物的开口小的开口。对于同样的转速，较小的开口对被离心的液 体产生更高的阻力，该被离心的液体在胶嚢中保持较长。结果，水和咖啡 颗粒之间的相互作用较高，液体可更多地载入咖啡固体中。
如此示例中所述的，开口可以是间隔地分布在壁的内周边部中的狭槽 或孔。例如，狭槽的数量可以是5到200个，优选地为10到100个。这些 狹槽的宽度优选地小于物质的颗粒的统计平均大小。例如，对于作为研磨 咖啡的物质，狭槽可具有小于500微米、优选小于400微米、最优选介于 50和200微米之间的宽度。如果必要的话，狭槽可在中心部9上或者在凹 部16的底部中延伸。狭槽可蜂皮具有圓形截面的孔替代，该孔的直径小于物 质的颗粒的统计平均大小。
收集凹部16形成具有例如在2和10mm之间的小的深度的周边凹槽， 以允许穿孔构件穿过密封箔引导，以产生用于在胶嚢中产生的煮泡液体的 出口，如在本说明书中稍后将描述的。收集凹部被向上朝向密封该收集凹 部的密封膜打开。收集凹部16进一步包括在碟形体部的支座部20上形成 边缘支承部的外周边部19。外周边部19可通过或多或少的紧密配合接合
19来接合到支座部20。沿该体部的侧壁的内表面并且在碟形体部的底部的方 向上延伸的另外的密封部21可从凹部延伸，以产生另外的抵抗在盖与胶嚢 的体部的内表面之间的液体的可能的进入的密封。当然，收集凹入装置的 形式可采取不同的构型而不会背离本发明的范围。例如，凹部16可由盖8 和碟形体部的侧壁7形成(如图13所示)。在此情况下，外周边部19可 被省去。
如图所示， 一系列的出口开口、例如狭槽18优选地布置在封壳的相对 于中心轴线A的变宽部分处或附近。因此，离心液体将趋向于沿体部的侧 壁的内表面引导，直至盖的内侧12，并然后通过狭槽。在密封箔3密封到 碟形体部的边沿上时，盖8被密封箔3完全密封。在一可能的替代方案中， 密封箔将仅覆盖包括狭槽的区域的收集凹部。
应指出，例如，盖8可以是由热成型的或注射的塑料制成的刚性或半 刚性构件。但是，在不背离本发明的范围的情况下，此部分还可由密封到 碟形体部的内表面上的柔性膜制成。
还应指出，过滤壁也可被紧靠盖的内表面12放置在封壳内。过滤壁可 提供改进的过滤，例如用于颗粒大小非常小的物质和/或用于通过产生较高 的压降来延迟离心液体向封壳外的释放。过滤壁可以是滤纸或薄塑料膜， 其粘结到盖的表面12上。盖可被简单地插入碟形体部中，或利用任何合适 的连接手段例如通过超声波焊接固定。
在图7和8中示出了包括本发明的胶嚢和饮料制备设备的系统，其在 下文被描述。
因此，该系统包括如上所述的胶嚢1和饮料制备设备23。该设备具有 胶囊可插入其中的模块24。该胶嚢容纳要被煮泡的食品物质，并且胶嚢在 使用之后被从模块中移除以便丟弃(例如，用于有机或无机原材料的废弃 或再利用)。模块24与水源例如贮水器25流体连通。诸如泵26的流体传 输装置设置在模块和水源之间的流体线路27中。进一步设置7JC加热器28, 以在流体线路中的水进入模块之前对水进行加热。水加热器可插入流体线 路中以加热来自该贮水器的新鲜水，或者可选择地位于贮水器中，该5&水器在此情况下变为沸水器。当然，还可经由给水拴连接装置(water plug connection)从家用水源直接获得水。
水可在低压下或甚至在重力压力下被送入々大料制备模块24中。例如， 在模块的入水口处可设想在高于大气压力0和2巴之间的压力。例如，水 泵可输送一水压力和流率，其足以在离心作用期间在操作离心速度下提供 连续的水流(即，由于胶嚢中的离心泵送作用不会产生流的短缺)。如果 利用诸如活塞泵的压力泵，则也可分送在高于2巴的压力下的水。
煮泡模块24可包括两个主要的胶嚢包封子组件29、 30;主要包括注 水子组件或注水头和包括胶嚢保持件的液体接收子组件。这两个子组件形 成用于胶嚢在设备中的定位和居中装置。
这两个组件闭合在一起以例如通过卡口型连接系统31在其中包封胶 嚢。液体接收子组件30包括例如在该子组件的一侧上突出的液体导管32, 其用于将离开胶嚢的离心液体引导到诸如杯子或玻璃杯的服务容器。如图 8所示，液体导管与形成环形的U-或V-形的凹腔63的液体接收器33连通， 该凹腔围绕由滚筒34形成的胶嚢保持件布置，胶嚢插入该滚筒中。液体接 收器与该滚筒一起限定了中间凹腔63,如在下文中稍后描述的，该凹腔用 于收集液体。在液体接收子组件30下方放置有用于驱动胶嚢接纳筒34在 子组件中旋转的装置。
该驱动装置优选地包括可被供以电或气体动力的旋转马达40 。
注水子组件包括进水侧，该进水侧包括在上游与水流线路27连通的进 水口 35。
关于图9和10,滚筒34成形为中空的胶嚢保持件，其具有互补地成 形以接纳胶嚢的内部凹腔36。滚筒34通过旋转轴37沿轴向延长自身，该 旋转轴37通过例如是球轴承或滚针轴承的旋转导向装置39保持成相对于 液体接收器33的外基部38旋转。因此，滚筒被设计成围绕中央轴线I旋 转，而接收器的外基部38相对于该设备固定。液体接收器33可利用例如 螺栓44固定到马达的壳体43上。在滚筒的旋转轴37和马达40的轴42 之间的接口处布置有机械联接件41。考虑如图10和11所示的注水子组件29，其包括相对于i殳备的纵向轴线I固定的居中设置的水注入装置45。水注入装置包括用于将7JC从进口 35传输到出水口 47的中心管状构件46，出水口 47趋向于突入胶嚢的封壳14。出水口由例如是尖锐的管状末端的穿刺装置48形成，其能够产生通过胶嚢的封闭箔和通过盖的管状的入口 13的最终可破部分的穿刺孔。
围绕水注入装置安装有胶嚢旋转接合部分49。接合部分49具有中心孔，其用于接纳水注入装置和插在该部分49和水注入装置45之间的诸如是球或滚针轴承50的旋转导向装置。接合部分进一步包括从该部分49的盘形接合壁55突出的出口穿孔构件51、 52、 53、 54。该穿孔构件可以是能够在胶嚢的密封箔3上切割出或刺穿小孔的、具有倾斜的切割表面的小圆柱部。穿孔构件布置在壁55的周边，优选地被均匀分布以在胶嚢中提供若干开口，以便离心液体离开胶嚢形成若干股液体流。当然，水注入装置45可以是与胶嚢结合的旋转元件。这样，水注入装置可固定到旋转部分9，该两部分可沿轴线I 一起4t转。
根据本发明的一个方面，注水子组件29进一步包括用于控制从设备排出的液体流的阀系统56。阀系统56可设置在形式为环形接合部57的胶嚢旋转接合部分49上，该环形接合部57在诸如是弹簧的弹性加载装置58的力的作用下被偏压。环形接合部57包括挤压周边表面59,该表面在弹性加载装置的力的作用下在胶嚢的周向边沿4上施加闭合力以能够限制液体流。表面59可形成锥形或"V"形，以便增加局部区域中的密封压力。接合部57进一步包括内部基部60。弹性加载装置58因而插入位于基部60和接合部分49的平衡力部分(counter-force portion) 61之间的空间中。因此，在静止位置，阀系统的接合部57在弹性装置58的压缩作用下保持闭合在胶嚢的边沿上。
胶嚢接合子组件29可进一步包括裙摆的管状部62,当这两个子组件围绕胶嚢相对于彼此闭合时，该管状部突入液体接收子组件30的内部管状室63中。此裙摆的管状部62形成用于通过阀系统的在压力下的离心液体的冲击壁。此管状部62优选地固定在子组件29上。该子组件进一步包括操纵部64,以有助于在液体接收子组件30上的连接。此操纵部64可具有用于操纵的滚花周边表面。操纵部可通过螺钉67固定在子组件29的固定基部上。
此(操纵)部当然可由杆机构或类似的操纵装置替换。
如已经提及的，提供有用于这两个子组件29、 30的相对连接的连接装置。例如，在注水子组件29的管状表面的侧面上设置小的销65,其可与液体接收子组件30的管状表面上的侧面锁定开口 66接合。因此，这两个子组件之间的连接可由旋转成角度的或螺旋的闭合移动实现，以使得销能够接合长形开口 66。当然，可设想其它连接装置来替换此卡口型连接装置。例如，本领域技术人员可设想螺紋装置或平移闭合装置。
本发明的胶囊系统基本上根据以下原理工作。例如通过使卡口型连接分离并将这两个子组件29、 30分开，而使这两个子组件29、 30相对于彼此移动，从而打开胶嚢设备。结果，容纳食品物质例如一定剂量的焙烧和研磨咖啡的一次性使用的密封胶嚢1可被插入该设备，例如放置在滚筒36的凹腔中。可在胶嚢被密封箔3气密封闭时将该胶嚢放置在该设备中。然后通过重新连接到子组件30上并被连接装置锁定的子组件29来封闭该设备。在锁定位置，通过刺穿胶嚢的密封箔并将自身引导通过胶嚢的进水口35的水注入装置打开胶嚢。同时，通过出口穿孔构件51-54在密封箔的周边刺穿若干液体出口。因此可经由中心水注入装置45将水引入胶嚢。可在注水子组件中产生排气孔，以允许在7jC被引入的同时使气体离开胶嚢。可通过致动旋转马达40来驱动胶嚢旋转。可在开始向胶囊中注水的同时或者稍早于或稍晚于此注7jC操作开始来开始执行离心操作。
例如，对于煮泡磨碎咖啡，可有利地在通过旋转胶嚢进行离心操作之前允许水在数秒期间内填充胶嚢。因此，水可在液体被离心之前适当地浸透咖啡，从而避免在咖啡部分中咖啡区域保持干燥。通过使胶嚢围绕设备的中心旋转轴线I旋转而执行离心操作，该中心轴线I优选地与胶嚢的中心轴线A对齐。该转速优选地从1000到12000转/每分钟(rpm ),更优选地为1500到卯00rpm。可在该设备中提供控制单元，以便根据要被煮泡的液体和/或胶嚢中的物质的性质来设定转速。转速越高，在胶嚢的周边壁处施加的压力就越高，并且更多物质被压紧在胶嚢的侧壁上。重要地应指出，较高的转速促进了包含较少固体含量的咖啡提取物的煮泡，这是由于液体在咖啡床层中的停留时间较短。较低的转速提供具有较高浓烈度(咖啡固体含量)的咖啡，这是由于液体在胶嚢中的停留时间较长。煮泡借助于横穿物质的水在胶嚢中发生，从而实现物质的提取或者部分或全部的分
散或溶解。结果，离心液体可通过例如穿过盖8在胶嚢中设置的多个出口开口 18。
在离心力的作用下，诸如是咖啡粉末的物质趋向于本身沿径向压紧在胶囊的封壳的周边壁7、 17上，而迫使水流过物质。这样导致物质被水透彻地润湿和被压紧。由于胶嚢的高速旋转运动，离心力均匀地施加在物质的团块上。因而，与使用压力泵来在胶囊中提供通过咖啡的水活塞(waterpiston)的一般方法相比，水分布也更加均匀。结果，以优选流径通过物质的风险较低，以优选流径通过物质可能导致未被适当地润湿从而未被适当地煮泡、分散或溶解的区域。对于研磨咖啡粉末，到达胶嚢的内侧壁的液体是液体提取物。此液体提取物然后被迫沿胶嚢的侧壁的内表面向上流动。胶嚢的侧壁7的变宽促进了胶嚢中的液体在开口的方向上的向上流动。
根据胶嚢中贮藏的物质来确定封壳的这些出口开口 18的大小。诸如是小宽度的狭槽或小直径的孔的小的开口趋向于提供过滤功能，以将固体颗粒保持在胶嚢的封壳中，而同时仅允许液体提取物通过该开口。
如上文已经提及的，该开口还可提供影响水与物质的相互作用和影响在々大料顶部的泡沫或脂的产生的限流。这些孔还形成产生剪切力并随后产生泡沫或咖啡脂的足够的限制作用。胶嚢中包含的一些气体可被液体捕获，并且由于在限流之后的压力释放而在液体中形成大量小气泡。
另外，在液体离开胶嚢时由于液体的压力在阀上增加，设备的阀系统56可开始打开。因此，可由阀系统控制在打开之前的一定延时，以使在胶嚢中容纳的物质和水之间发生充分的相互作用。此被控制的延时依赖于各种参数，例如离心速度、弹性加载装置施加的力(即，弹簧刚度)、由物
24质和出口等产生的压降。阀系统的打开是由于阀系统的压力表面59随着液体压力在其内表面上的增加而提升而发生的。应指出，胶嚢的边沿也可基本是柔性的，以在液体压力的作用下弯曲。因此，压力表面和胶嚢之间的相对运动产生用于流体离开阀系统的上游的小空隙的小的环形通路。在较高的转速下，可形成冲击裙摆部分62的内表面的周边的液体射流。液体开始填充液体接收子组件的凹腔68，并且液体可通过液体导管32排出，以被收集到;^文置在下面的杯子或玻璃杯中。
在图12和13所示的本发明的其它模式中，使用相同的标号来指示相同或等同的技术特征。在此模式下，阀系统56的不同之处在于，弹性加载装置是由橡胶弹性O形环69获得的，该弹性O形环插在注水子组件29的上部的固定部61和具有夹紧表面59的下部构件之间。O形环在阀系统的两个凹部70、 71之间被保持就位。另夕卜，在煮泡期间，胶嚢中的液体的压力趋向于使夹紧表面59升高，以在胶嚢的边沿4和夹紧表面之间产生环形通道。该夹紧表面可成形有尖锐的末端或边缘，其可在边沿上产生夹紧力的集中。当然，可想到弹性加载装置和夹紧部是相同元件。例如，该夹紧部可由橡胶弹性材料制成。
在图12或13的模式下，水注入装置可以是不具有刺穿装置、能连接到胶嚢的进口的简单的出水口。在此情况下，胶嚢在其插入i殳备中之前被预先打开，即，密封箔被通过剥离而去除，或者在胶嚢插入设备中之前刺穿一中心孔。此外，水注入装置的密封接合可由密封装置72执行，该密封装置在胶嚢的顶面上施加一定的密封压力。因此，防止了水沿胶嚢顶面泄漏以及绕过胶嚢以通过液体出口直接释放。
本发明的胶嚢可采取各种实施例，例如图14和15中所示的实施例。除了出口开口由滤纸、织造或非织造部、或另 一 网状或多孔膜72形成之外，
胶嚢的总体结构与前述实施例相同。因此，插入碟形体部2的盖8包括由多孔材料制成的周向带。多孔材料提供对流的限制，产生例如在相对压力0.5到4巴之间的一定压降，并且导致对固体颗粒的过滤。特别地，材料的孔的大小可被选择为还保持咖啡微粒，即，颗粒大小低至90微米的颗粒。纸、织物、网状材料或多孔材料可由可通过焊接或其它方式结合到盖上的
带形成。优选地，孔隙低于200微米，例如在2和200微米之间。还在多孔带的总开口表面小于该带的表面的总表面积50%时获得该压降。纸、织物、网眼材料或多孔材料可由可被焊接或通过另外方式结合到盖上的带形成。该带例如可具有在0.5和2cm之间的宽度。盖还可包括用于收集穿过该周边过滤带的被离心液体的环形凹部16。密封膜8覆盖该盖并且以气密方式封闭该胶嚢。该密封膜优选地密封到胶嚢的体部的凸缘状的边沿4上。该盖可进一步包括在该胶嚢的封壳中延伸以将水引入胶嚢的中心锥形部13。胶嚢具有诸如是研磨咖啡的配料22，如图14所示，其在静止时占据封壳的一部分。但是，很明显，在离心期间，配料将由于离心作用而在侧壁7上并且靠着过滤带72快速移动。
优选地，该封壳做得足够大并且具有头部空间，以使得物质能够在离心期间移动到周边壁。优选地，物质的体积在离心之前占据胶嚢的封壳的总体积的小于95%，更优选地小于总体积的85%。应指出，物质可被J故置在任何所述胶嚢的封壳中，使得松散的颗粒能够在封壳中自由移动。在一可供选择的方案中，物质可^L布置成压实颗粒的块。如果颗粒块被压实，则优选地，该块具有环面(torus)的形状，从而水可在内侧进入环面的中心并然后在离心作用下传输至环面的外侧。由于向上的离心向量，该环面还可被成形为具有较大的上表面和较窄的下表面，例如具有三角形截面，以^使更好地符合胶嚢的过滤部分。
在另一个可能的模式下，盖包括凹部16，该凹部16可被多孔的可压缩材料填充，以便也提供过滤功能。例如，该材料可以是海绵或织物。
根据图16和17，本发明的胶嚢还可包括由碟形体部2和多孔壁80形成的封壳。碟形体部包括用于贮存食品物质的主凹腔82和周边凹部81,该周边凹部用于接收在离心处理期间横穿多孔壁80的液体提取物。该凹部81由内边缘83和外边沿84限定边界。多孔壁80可连接到凹部81的内边缘83。气密箔膜86优选地连接到体部的外边沿84上。内边缘优选地布置在外边沿下方，以便在多孔壁80和箔膜86之间留有自由空间85。多孔壁可通过热或超声波焊接到内边缘83上而被密封。为了留有一定间隙以使液体进入该凹部，内边缘83稍低于外部膜86密封到其上的外边沿84。
多孔壁80可沿其整个表面或仅沿壁的周边部分具有开口 (即，微孔)。图16示出了壁80的通常具有开口的壁的部分87，而中心部分88没有开口。在不同的模式下，壁80的这两个部分87、 88具有开口或微孔。
压力依赖于各种因素，尤其是在设备中的胶嚢的转速、壁的周边部分87的半径(特别地决定在部分87处的相对离心力"g")和开口的大小。该开口的大小优选地在1和600孩史米之间。更优选地，开口的大小在10和200微米之间，形成在胶嚢的离心期间沿其中心轴线产生一定压降的限流装置。多孔壁的孔的总表面积应小于所述壁的总表面积的50%,最优选地小于40%。
图16和17的胶嚢可在其中心89处被刺穿，以便在容纳物质的封壳82中注水。结果，外部箔86和内壁80两者都被刺穿。胶嚢插入如前所述的设备。胶嚢被驱动以例如在1000和16000 rpm之间、更优选地在5000和12000 rpm之间的确定速度进行离心旋转。煮泡或溶解过程通过横穿物质的水在封壳中发生。作为离心的结果，食品液体横穿壁的多孔部分87(如果部分88有孔，则最终还通过部分88的一部分)，并且经由间隙85、然后经由环形凹部81离开封壳。液体可经由在凹部81上方在箔中形成的刺穿孔离开胶嚢。
图18示出了类似的但具有内部多孔壁80的胶嚢，该内部多孔壁80包括可被密封到外部气密箔86的中心部分880和一周边部分870,该周边部分远离箔86,同时留有一小的空间以侵j皮过滤液体朝向凹部81流动。在此示例中，周边部分870包括封壳的出口开口。中心部分880可具有开口，或者可不具有开口。在此实施例中，由于壁的内部部分880和外部箔86两者密封到一起，因此液体不可通过它们之间。如果在胶嚢中在壁的部分870处产生足够的压降，则该设备不必具有附加的限流装置、例如前文所述的阀。在此情况下，在胶嚢中的限流装置足以在封壳中维持足够的压力。可通过延迟液体通过该开口的释放来在物质例如研磨咖啡和7jC之间获得的良好的相互作用。但是，通常优选地用外部阀来更好地控制被释放液体的压力和流率。例如，可通过包括织造聚合物膜的胶嚢来产生好的具有
脂的espressso咖啡，该织造聚合物膜具有在10到200微米的范围内的微孔。
应指出，包括限流装置例如开口的胶嚢的周边部分可与在图16至18的示例中一样基本垂直于旋转轴线定向，或者与在图l至6的示例中一样相对于所述轴线倾斜地定向。
在图19中示出了胶嚢的另一个实施例，其中为了清楚起见上部密封膜3已被部分去除。胶嚢包括由箔3形成的上壁、由碟形体部2形成的底壁6和侧壁7。还提供有内部盖810，以与体部2限定内部封壳并且在胶嚢中固定过滤部分。盖810包括从横向盘状部830延伸出的有孔的圆筒形周边部820。圆筒形部分820基本延伸过封壳的整个厚度T，以将容纳物质的凹腔82与收集凹部160分隔开，该收集凹部因此由体部2和所述部分820限定界限。圆筒形的壁的部分820包括通过该壁的部分以一定间隔分布的一系列的细长狭槽180。该狭槽被竖直地布置，但是也可能是其它取向的，例如水平或倾斜取向。狭槽还可部分或完全由圆形开口替代。该部分还可具有被过滤器或微型过滤膜封闭的较大开口 ，所述过滤器或微型过滤膜例如由纸、织造或非织造的聚合物制成。上部盘状部810可通过支承环840延伸，该支承环840接合在杯状体部2的上部的内侧上。该环使得盖能够在处理和运输期间^L正确地布置在胶嚢中并且固定在胶嚢中。当盘状部810的外缘在环的上边缘之前终止时，在盘810和其环840之间保留一大的环形凹部850。凹部850因此被膜3封闭，从而限定了用于被饮料制备设备的外部穿孔装置刺穿的出口区域87。该出口区域在胶嚢的周边以环形形状持续延伸。因此，可在区域87的任何环形位置处执行穿孔，而不管胶嚢在设备中的特定角取向如何。由于区域87在胶嚢的周边可被连续开孔，因此还可想到才艮据所需实现多个穿孔出口 。在盘状部的周边也可分布有连接部860，以将盘状部810连接到环840。还应指出，可提供上壁3的第二专门的可开孔区域8卯，以便引入水注入装置。为此，盘状部810具有中心孔或可破裂部分，以便当刚性的注入装置被引入时，此膜可被容易地开孔。因此，胶嚢的构造尤其简单并且成本高效，因为可在单个模制塑料部分中生产盖。
图20-25是根据本发明的胶嚢的其它变型。
例如，图20的胶嚢具有圆筒形侧壁700、都密封或连接到侧壁700的上壁701和下壁702。通过选择用于壁的具有阻气特性的材料例如铝和/或适合的塑料来使得胶嚢气密。取决于所述材料，上壁和下壁可以是柔性的或者刚性的。例如，壁701可以是焊接在体部705的上边沿703上的柔性的密封膜，该体部形成有侧壁700和下壁702。侧壁700可包括出口 704、706，该出口用于当液体在饮料制备设备中围绕胶嚢的中心轴线A被离心时释放液体。可选地，胶嚢可包括过滤部分708,其限定了用于物质的凹腔709和相对于该中心凹腔在周边布置的收集凹部710。该过滤部分例如可以是体部705的成一体的部分，或者是添加到胶嚢中的部分例如过滤圆筒。被离心的液体在例如围绕胶嚢的横向中面定位的出口 704、 706中通过圆筒形壁700。 一系列出口可围绕侧壁700以一定间隔分布。该出口可以是已经在壁700中预先制成的并且被气密密封膜711覆盖。该密封膜可以是围绕该壁的柔性带，该柔性带可被用户在出口处刺穿、切割或去除例如剥离，以便在其被插入离心煮泡设备之前显露出该出口。该出口的大小可足够小以对液体进行流动限制。
图21的胶嚢是另一个可能的实施例。胶嚢由上壁800、下壁801和连接该上壁和下壁的侧壁802形成，该侧壁由两个截头锥形部分803、 804形成，并且它们的较大截面或基部朝胶嚢的横向中面P连接。因此，由这两个截头锥形部分形成的组件形成顶点805,在该顶点处可提供用于饮料的出口 806。另外，可在胶嚢中提供过滤部分807，该过滤部分也限定了用于接纳物质的凹腔808和用于被离心的液体的收集凹部809。对于特定构造，过滤部分可例如是刚性的管状构件，其插在形成壁800、 801、 802的两个半支架850、 851之间。支架850、 851可由模制塑料制成。过滤部分可由模制塑料或更复杂的结构例如塑料支承框架与多孔过滤膜的组合构成。例如，出口 806可在支架的接合部处由在每个支架中形成的小的径向 通道形成。该通道可在支架的密封边沿852、 853的周边处以一定角度间隔 分布。这里，出口是通过将每个支架的通道对齐并且例如通过在边沿852、 853处热或超声波密封或粘合剂粘结支架850、 851而形成的。例如，可在 每个大约l-10mm2的部分中提供4-10个出口 。为了在胶嚢使用之前保持胶 嚢的封壳被保护以免受外部大气影响，出口可被密封保护膜854封闭，该 密封保护膜例如形成围绕支架的顶点区域或边沿852、 853的带。该膜可在 该设备中的离心操作之前被用户或者被设备本身去除、刺穿或切割。
当然，胶嚢可具有其它形状而不会背离本发明的范围。例如，侧壁可 被设计成阶梯式的，即具有沿横向中面(未示出)逐渐增加的阶梯。根据 图22-25，才艮据此实施例的胶嚢包括上壁卯O、下壁卯l和优选地沿周边密 封边缘卯3连接该上壁和下壁的侧壁卯2。该密封边缘被设计成由于施加 在其上的液体的压力而打开。在如图23所示打开时，形成一个或多个出口 904。在打开期间的出口的大小可由饮料制备设备的边沿的接合表面卯5、 906或可选择地由作为胶嚢本身的一部分的刚性流动控制构件(未示出) 控制。如图23和24所示，密封边缘在两个层板卯7、卯8中打开，该两个 层板在离开胶嚢的液体的作用下靠接接合表面905、卯6。表面905、卯6 的设计将决定出口的形状。例如，在边沿的整个周界上并且离开一受控的 间隙的平的连续表面905、卯6将提供一连续出口 ，其用于朝々欠料生产设备 的冲击壁分配380度的液体射流。相反，至少一个接合表面905、卯6可具 有离散的沿径向定向的通道915，其具有受控的深度，使得能够在胶嚢的 凸缘状边沿处形成具有受控大小的离散的液体出口。
表面卯5、 906可被固定或被弹力偏压，以根据转速控制出口的打开程 度。根据此实施例的胶嚢可由刚性或柔性支架910、 911制成，该支架910、 911在所述卯处以可破裂的或可打开的方式密封以形成出口。例如，这两 个支架910、 911可以是具有或不具有铝层或EVOH屏障层的由聚合物制 成的气密柔性箔。过滤部分912可^L插入胶嚢，以限定用于物质913的封 壳和收集凹部914。例如，过滤部分可以是多孔的管状构件，其可形成用
30于保持支架的上壁和下壁间隔开的支承环。
在任何所述模式中，可通过胶嚢中的和/或设备中的双急弯(chicanes) 或形成用于流体的曲折流动路径的类似结构来获得或实现限流。
本发明的系统胶嚢提供了具有高于普通系统的固体含量的显著的煮泡 结果。该结果从胶嚢到胶嚢可再现。令人惊讶的是，脂可被显著改进，具 有更富乳脂、更稳定和更浓厚的质感。
应指出，限制装置的压降可通过压力测量试验测量，该试验包括在胶 嚢中填充在压力下的水，并且测量在注射点处的水压力，液体在该注射点 处被允许通过限制装置、即阀系统。
示例
根据图1-6的实施例的胶嚢被填充6.5克研磨咖啡。该咖啡被以260 微米的平均颗粒大小(D4，3)研磨。在数秒内执行胶嚢的预先润湿。在以大 约8000rpm的离心期间，流率^皮控制为每秒大约2克。在 espresso杯中分 送40克的咖啡提取物。液体提取物具有大约4%的总固体(TC)、大约 25%的产率。在顶部的脂的层为大约5-6mm。泡沫看上去非常浓厚且具有 非常细小的气泡，并且随时间非常稳定。
当然，本发明可包括许多变型，这些变型都被包含在所附的权利要求 的范围内。
权利要求
1.一种用于通过如下方式来由胶囊中容纳的食品物质制备食品液体的一次性使用的胶囊，该方式包括将水引入胶囊，并使用离心力使水通过该物质以生产在胶囊中相对于胶囊的中心轴线被沿周向离心的食品液体，所述中心轴线对应于在离心期间的旋转轴线，该胶囊包括上壁(3)和底壁(6)，连接到所述上壁和下壁的变宽的侧壁(7)，以及容纳预定量的食品物质的封壳(82)，其中，该上壁包括可开孔的和专用于提供用于释放液体的出口的周边出口区域(87)。
2. 根据权利要求l的胶嚢，其特征在于，所述变宽的侧壁相对于所述上壁形成小于80度的角度。
3. 根据权利要求1或2的胶嚢，其特征在于，所述周边出口区域是专用于被刺穿和用于提供饮料出口的可开孔的膜的一部分。
4. 根据前述任一项权利要求的胶嚢，其特征在于，在胶嚢中定位有过滤部分，以分隔容纳物质的凹腔与用于离心液体的收集凹部。
5. 根据权利要求4的胶嚢，其特征在于，所述过滤部分相对于所述变宽的侧壁倾斜。
6. 根据权利要求5的胶嚢，其特征在于，所述过滤部分延伸过所述封壳的整个厚度。
7. 根据权利要求6的胶嚢，其特征在于，所述过滤部分基本是圆筒形的。
8. 根据权利要求7的胶嚢，其特征在于，所述过滤部分基本平行于所述上壁。
9. 根据权利要求8的胶嚢，其特征在于，所述过滤部分与所述上壁间隔开一小的间隙。
10. 根据前述任一项权利要求的胶嚢，其特征在于，所述液体收集凹腔布置在所述周边出口区域下方。
11. 根据前述任一项权利要求的胶嚢，其特征在于，所述变宽的侧壁和下壁形成具有凸缘状边沿的杯状体部，所述膜密封到该凸缘状边沿上。
12. 根据前述任一项权利要求的胶嚢，其特征在于，所迷物质包括研磨咖啡。
13. —种用于通过如下方式来由胶嚢中容纳的食品物质制备食品液体的一次性使用的胶嚢，该方式包括将水引入胶嚢，并使用离心力使水通过该物质以生产在胶嚢中相对于胶嚢的中心轴线被沿周向离心的食品液体，所述中心轴线对应于在离心期间的3走转轴线，该胶嚢包括上壁(3)和底壁(6)，连接到所述上壁和下壁的变宽的侧壁(7)，以及容纳预定量的食品物质的封壳(82),其中，所述变宽的侧壁相对于所述上壁形成小于80度的角度C。
14. 一种用于通过如下方式来由胶嚢中容纳的食品物质制备食品液体的一次性使用的胶嚢，该方式包括将水引入胶囊，并使用离心力使水通过该物质以生产在胶嚢中相对于胶嚢的中心轴线被沿周向离心的食品液体，所述中心轴线对应于在离心期间的旋转轴线，该胶嚢包括上壁和底壁，连接到所述上壁和下壁的侧壁，以及容纳预定量的食品物质的封壳，其中，所述侧壁是圆筒形的，所述侧壁的至少一部分形成用于释放离心液体的胶嚢的出口区域，以及所述胶嚢还包括用于以气密方式密封该胶嚢的装置。
15. —种用于通过如下方式来由胶嚢中容纳的食品物质制备食品液体的胶嚢，该方式包括将水引入胶嚢，并使用离心力使水通过该物质以生产在胶嚢中相对于胶嚢的中心轴线被沿周向离心的食品液体，所述中心轴线对应于在离心期间的旋转轴线，该胶嚢包括上壁和底壁，连接到所述上壁和下壁的侧壁，以及容纳预定量的食品物质的封壳，其中，所述侧壁具有从其与所述上壁和下壁的接合部朝所述胶嚢的横向中面增大的凸形横截面，以及所述侧壁的至少一部分形成用于释放离心液体的胶嚢的出口区域。
16. —种用于通过如下方式来由胶嚢中容纳的食品物质制备食品液体的胶嚢，该方式包括将水引入胶嚢，并使用离心力使水通过该物质以生产在胶嚢中相对于胶嚢的中心轴线被沿周向离心的食品液体，所述中心轴线对应于在离心期间的旋转轴线，该胶嚢包括上壁和底壁，连接到所述上壁和下壁的侧壁，以及容纳预定量的食品物质的封壳，其中，所述胶嚢包括在密封的接合部处连接的两个包封构件，以及密封边沿构造成在所述两个构件的接合部处在流体的压力的作用下被打开。
17. —种用于通过如下方式来由胶嚢中容纳的食品物质制备食品液体的方法，该方式包括将水引入胶嚢，并使用离心力使水通过该物质以生产在胶嚢中相对于胶嚢的中心轴线被沿周向离心的食品液体，所述中心轴线对应于在离心期间的旋转轴线，其中，该胶嚢包括在密封边沿处连接的两个包封构件，该胶嚢被插入离心饮料制备设备，并且该胶嚢的密封边沿在所述两个构件的接合部处在流体的压力的作用下被打开。
全文摘要
本发明涉及一种用于通过如下方式来由胶囊中容纳的食品物质制备食品液体的一次性使用的胶囊，该方式包括将水引入胶囊，并使用离心力使水通过该胶囊中容纳的食品物质以生产在胶囊中相对于胶囊的中心轴线被沿周向离心的食品液体，该中心轴线对应于在离心期间的旋转轴线，该胶囊包括上壁(3)和底壁(6)、连接到上壁和下壁的变宽的侧壁(7)、以及容纳预定量的食品物质的封壳(82)，其中，所述上壁包括可开孔的和专用于提供用于释放液体的出口的周边出口区域(87)。
文档编号A47J31/40GK101687592SQ200880019178
公开日2010年3月31日 申请日期2008年6月5日 优先权日2007年6月5日
发明者A·佩雷特斯, A·约阿基姆, A·雷塞尔, J-P·德尼萨尔 申请人:雀巢产品技术援助有限公司