具有安全结构的食品制备机器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及适用于封闭的配料胶囊的用于制备食品和/或饮料的机器，其包括内置的避免胶囊阻塞的结构。
【背景技术】
[0002]饮料制备机器在食品工业和消费品市场中被熟知。这样的机器允许消费者在家中制备特定类型的饮料，例如基于咖啡的饮料，例如意式浓缩咖啡或者冲煮类咖啡。
[0003]今天，大多数家庭式的饮料制备机器包括由能够容纳用于饮料制备的成份配料的机器构成的系统。这些成份配料可以是软质的易理包或垫包，或包袋，但是越来越多的系统使用半刚性或刚性的成份配料，例如刚性易理包或胶囊。在下文中，将考虑所述饮料机器是处理刚性或半刚性胶囊的饮料制备机器。
[0004]该机器优选包括用于容纳所述胶囊的容器以及用于将流体、优选为水在压力下注入到所述胶囊中的流体注入系统。在压力下注入到胶囊中用以制备咖啡饮料的水优选是热的，也就是说处于高于70°C的温度。然而在一些特定情形中，水也可以处于环境温度，或甚至冷却的温度。在胶囊内含物的提取和/或溶解期间，针对可溶解产品而言，胶囊腔室内部的压力典型地是约Ibar至约8bar，而针对烘焙和研磨咖啡的提取而言则是约2bar至约12bar。本发明还可以包括饮料制备的所谓“冲煮”过程，尤其是用于茶和咖啡。冲煮涉及用流体(例如热水)浸泡配料一段时间，而提取或溶解制备过程允许消费者在数秒内制备例如为咖啡的饮料。
[0005]通常，在下面的说明书中，用流体对配料“冲煮”的表述意味着包括提取可食用的粉末材料例如烘焙和研磨咖啡粉，或者溶解可食用的可溶材料例如速溶茶或咖啡、牛奶、可可混合物，或者在很低的相对压力或大气压力下使用浸泡流体浸泡可食用材料，浸泡时间比提取或溶解所需的时间要长，例如用热水来浸泡茶叶。
[0006]在压力下提取和/或溶解密封胶囊内含物的原理是已知的，并且通常包括:将胶囊限制在机器的容器中，通常在利用诸如安装在机器上的流体注入针的穿刺注入元件刺入胶囊的表面以后，将一定量的加压水注入到胶囊中，从而在胶囊内部形成加压环境以提取或溶解物质，然后将所提取的或所溶解的物质从胶囊中释放。允许应用该原理的胶囊已经例如在申请人的欧洲专利EPl 472 156B1和EP 1784 344 BI中描述。
[0007]允许应用所述原理的机器已经例如在专利CH 605 293和EP 242 556中描述。根据这些文献，机器包括用于胶囊的容器以及制造成中空针形式的穿孔和注入元件，所述的中空针在其远侧区域包括一个或多个液体注入孔。所述针具有双重功能:一方面打开胶囊的顶部部分，另一方面其形成水进入胶囊的进入通道。
[0008]机器还包括流体罐，该流体罐用于储存用来在压力下溶解和/或浸泡和/或提取容纳在胶囊中的配料的流体，在大部分情形下所述的流体是水。机器包括诸如为煮器或热交换器的加热元件，该加热元件能够将其中使用的水加热到工作温度(典型地高达80-90°C的温度)。最后，机器包括用于使水从罐可选地经加热元件循环到胶囊的泵元件。水在机器内循环的方式例如藉由选择用阀装置来选择，所述阀装置例如是在申请人的欧洲专利申请EP2162653A1中描述的类型的蠕动阀。
[0009]当待制备的饮料为咖啡时，制备所述咖啡的一种令人感兴趣的方式是向消费者提供容纳有烘焙和研磨咖啡粉末的胶囊，该烘焙和研磨咖啡粉末待由注入到胶囊中的热水来提取。
[0010]已经针对这种应用研发了胶囊，所述的胶囊在申请人的欧洲专利EPl 784 344 BI中描述和要求保护，或者在欧洲专利申请EP 2 062 831中有所描述。
[0011]简而言之，这种胶囊典型地包括:
[0012]-中空的主体和注入壁，该注入壁不能渗透液体和空气并连接在所述主体上且适合由例如机器的注入针刺破，
[0013]-容纳一层待提取的烘焙和研磨咖啡或者例如为奶粉或可溶茶粉的可溶解的饮料前体配料的腔室，
[0014]-设置在胶囊底端的、气密地密封胶囊以用于保持腔室内部压力的铝膜，此底部膜与穿刺装置相关联，该穿刺装置用于在腔室内的内部压力达到特定的预定值时在所述的铝膜中刺出分配孔，
[0015]-可选地，构造成打断流体射流以降低注入到胶囊中的流体射流的速度并使流体以减低的速度在物质层上分配的装置。通常对于用户重要的是，知道何时在机器罐中的水位对于制备一份完整的饮料而言过低。
[0016]在很多情况下，饮料制备机器中使用的胶囊是如上所述的封闭胶囊。这些封闭胶囊是有意义的，因为其能够保护其内含的配料免受周围气体和湿气的影响并且允许长的储存时间。典型地，这种密封胶囊由气体和/或湿气不能渗透的材料制成，并且具有刚性的或半刚性的本体，所述本体的其中一个壁——例如顶壁——由将由饮料制备机器的流体注入针刺破的膜构成。当在胶囊隔室内注入流体后，其中就建立了压力，所述的压力作为用于通过胶囊的分配壁一一典型地为底壁一一提取胶囊内含的配料的提取手段。
[0017]然而，除了上述的对于客户明显的好处以外，密封胶囊也会产生特定的问题。
[0018]已经发现在一些情况下一一通常是例外的情况下，当机器开始在压力下向胶囊内注入流体(例如水)，当胶囊内的流体压力增加时位于胶囊分配侧的膜没有打开。
[0019]第一个结果是，饮料没有分配给客户，客户需要从机器上抽出阻塞的胶囊，用一个新胶囊取代它。然而，抽出的工作可能会杂乱，因为胶囊内的流体处于压力状态，并且当客户打开机器时，注入针从胶囊的顶壁(例如顶膜)移开，处于压力下的流体从胶囊中流出，或者有时甚至喷溅出来，当然，这些都是不希望的。
[0020]更严重的是，在有些情况下，饮料制备机器包括一个安全装置，所述的安全装置在胶囊中的压力没有降低到预先设定值之前阻止打开胶囊隔室。在胶囊阻塞的情况下，机器不能重新打开，除非用一个刺破工具将胶囊刺破，例如从胶囊下方接近分配用的可刺破膜，这同样是不希望的并且不是用户友好的。
[0021]尽管这些胶囊阻塞的例子是例外的，但仍然十分希望提供能避免胶囊阻塞的食品和/或饮料制备机器。这是本发明的主要目的。
[0022]在欧洲专利申请EP 1529469 Al中描述了一种饮料制备机器，其包括具有一个在压力下向胶囊中注入流体的注入针的板，所述的胶囊功能性地插入到所述机器中并与所述的板接触。所述的板还包括一组大大突出于板表面之外的中空提取针，中空提取针距板表面的距离使得当胶囊正常地功能性插入到机器中时，提取针也刺破胶囊的壁并且允许从该处引出饮料产品，并将其运送到机器的饮料输送出口。这份文件并没有提供当胶囊的正常输送开口没有起作用时对于阻塞胶囊的安全解决方案。
【发明内容】
[0023]上述的主要目的通过一种饮料制备机器实现，该机器用于通过注入流体到胶囊中而从容纳在胶囊中的食品物质制备饮料，所述机器包括:
[0024]-用于保持胶囊的胶囊保持件，所述保持件具有杯状的主体、手柄部分和穿过所述主体的底部的分配开口；
[0025]-流体输送系统，其包括流体贮器、流体泵、可选地流体加热器，所述流体贮器、泵和加热器通过流体管道连接；
[0026]-冲煮头，所述冲煮头具有用于接纳所述胶囊保持件的开口，以及连接到流体输送系统的注入支撑件；
[0027]-由所述支撑件支撑的注入板，所述注入板包括通过所述的支撑件与流体输送系统连接的上表面，所述注入板还包括位于所述注入板的下表面中的流体注入元件，使得所述注入元件能够通过刺穿胶囊的柔性注入壁而向胶囊中注入流体。
[0028]所述注入板还包括独立于连接其上表面和下表面的流体输送通路的至少一个通道，所述通道适于至少从所述注入板的下表面向上表面循环流体，所述通道还包括至少一个刺穿元件，所述刺穿元件具有附接到所述注入板的基部以及指向所述注入板的下表面的尖立而O
[0029]因此，本发明包括在针板中集成与刺穿元件结合的孔。由于胶囊的顶膜在孔的区域内不受支撑的事实，当胶囊内的流体压力增加时(在用于饮料制备的注入期间)顶膜将变形，并且朝向刺穿元件向上弯曲，该刺穿元件将刺穿所述顶膜从而释放压力。
[0030]在本发明的一个主要的特征方面，刺穿元件的尖端位于针板的通道内部，或者以距注入板的表面一定距离伸出到所述通道之外，所述距离在I μ m至2mm之间，优选在100 μ m至1_之间，更优选地在200 μ m至500 μ m之间。
[0031]清楚的是，刺穿元件的功能不是在正常使用情况下刺入胶囊。在正常使用情况下，胶囊的上注入壁被机器的注入针刺穿，该注入针向其中注入加压流体(例如水)，所述流体与胶囊内含的前体配料混合以形成例如为饮料的食物产品。随着流体被注入至胶囊内，压力升高直到达到预定值，此时胶囊的输送壁打开以释放食物产品。胶囊的输送壁不同于胶囊的注入壁。根据