用于制备饮料的胶囊的制作方法

专利名称：用于制备饮料的胶囊的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在冲煮/调制装置中制备和输送饮料的胶嚢
(capsule)。本发明更具体地在于提供一种适用于输送冲煮好的茶的胶嚢， 尽管其他饮料也可成功地在该胶嚢中冲煮。
背景技术：
用于在适当的饮料机器中冲煮饮料的不同饮料胶嚢是已知的。然而， 现存的胶嚢中没有一个可以从容纳有叶茶产品或类似物的胶嚢中输送高品 质的茶饮料。
^改料的品质在很大程度上取决于叶茶成分的品质，即叶茶的背景来 源(土壤，烘干，混合等)和储存条件。例如，茶成分一般对氧气和光比 较敏感。优选的茶成分取自松散的叶子，并凿碎或粉碎成小碎片。然而， 冲煮条件对于充分利用所用成分的品质也非常重要。
有关^^大料的另一个问题在于必须要避免串味。串味发生在当两个胶 嚢先后在机器中冲煮，而第一个胶嚢的残留味道留在机器的固有部件上时， 这就会影响紧跟着第一个胶嚢进行冲煮的第二个胶嚢的味道。这对于特定 品种的具有高香气的茶如薄荷茶或者其他高香味品种是个问题。同时，茶 残渣可形成细菌生长的温床并可导致需要应对的卫生问题。
一种商业上成功的用于从胶嚢中萃取咖啡饮料的胶嚢系统是将一不透 水不透气的胶囊放置于萃取装置中，将热水注入胶嚢内，直到胶嚢的内部 压力达到一定值，在此压力下封闭膜被撕裂或刺穿，从而液体萃取物可流 出胶嚢。EP 0 512 468描述了一种适用于这种萃取工艺的胶嚢。EP0 512 470描述了这种工艺本身。该方法提供了一种高品质的蒸馏(espresso)咖啡。新鲜的研磨咖啡被填充入所述胶嚢中并可以保存几个月而没有明显的 香味损失。由于所述膜在压力下延迟地打开，所以从开始将水注入胶嚢到 流出咖啡有稍微的延迟。这样，咖啡可以在最佳的压力和热条件下充分地 萃取。由于该方法特有的高应力、压力释放及气体夹带条件，会产生稳定
且浓厚的咖啡脂(crema)或者泡沫。
然而，这并不是最佳的用于泡制或冲煮诸如茶或草本茶等饮料的胶嚢 和工艺。其结果不能获得好的味道，饮料过于混浊并且有不希望的泡沫层。 因此，这种方法不能制造出好的^^大料。
其他使用压力冲煮产品的胶嚢只能用来输送不纯的、产品浓度不高的 和/或对于茶专家来说没有充分的味道品质的茶々大料。
已知容纳有烘焙研磨咖啡的胶嚢，其中热水在重力作用下流过所述胶 嚢。英国专利No.l397116描述了这种总体类型的胶嚢。在这种方法中，水 从筒的顶部注入，向下流过研磨咖啡，通过一过滤器并最终通过底部的刺 穿孔。更复杂的系统是以使用例如US 2002/0148356中的截锥形筒，或使 用例如US 2002/0148357中的矩形筒的类似方法为基础。
EP 0 615 921涉及一种用于咖啡、叶茶或者巧克力的刚性筒。饮料包 装与向上流动的水一起使用。包装的侧壁由不透水材料制成以使水均匀流 过饮料包装。 一个问题在于，成分的新鲜度不能保持太久，除非使用额外 的气密性包装来包裹该筒。该方法的另一个问题是饮料从包装中流出后不 能被适当地引导至接受器(茶杯，酒杯，玻璃杯，……)。
EP 1 101 430涉及一种饮料过滤筒系统，其中加压水(大约从1.4 bar 到1.7bar)从筒的上侧向下流动，饮料在筒的底部收集。该文献也考虑到 加压热水由底部引入并向上流入饮料产品的解决方案。然而，在这种方案 中，进口从底部横贯过滤器和产品块，并且水最终向下流过流体介质成分 直至底部出口。根据该专利申请，引入的加压热水将饮料粉末挤压成块， 并且更有效地渗透粉末。
EP 1 440卯4 Al涉及一种带有底部盖的筒，在使用中当筒处于水平取 向时该底部盖可刺穿以利于含水介质的流入和流出，所述介质与室内的一种或多种饮料成分互相作用形成饮料。据其所述，在使用中筒水平放置可 使含水介质以最佳方式流过筒，相反当筒垂直放置时，在重力作用下水流 动太快从而可能绕过一部分饮料成分。因此，该文献宣称水平取向的筒特 别通过在进口和出口位置之间布置向上的流动分量来避免这个问题。
然而，令人惊讶地发现，较浓的冲煮饮料部分因为密度比其余饮料大 而趋于停留在筒的底部。因此，在胶嚢中将形成饮料浓度梯度，浓的饮料 部分保持在胶嚢底部，这部分最终没有输送到杯子中。结果，尽管使用高 品质的成分，最终杯子中的饮料也达不到充分好的品质。因此需要解决这 一问题。

发明内容
因此，本发明的目的在于提出一种胶嚢设计，该设计可以改进用于制 备^^大料等的最佳条件。
在本申请中，术语"胶嚢"或"筒"或"包装"都认为是同义词。术
语"胶嚢"将优选使用。词语"冲煮，，和"泡制"用作同义词。术语"沖 煮用流体，， 一般指用于泡制饮料成分的液体，通常情况下指热水。
在本申请中，术语"茶"包括所有类型的叶茶，例如绿茶、红茶、白
茶、印度拉茶(chaitea)、调味茶和草本茶或果茶。术语"叶茶"或"叶 成分，，指任何形式的可冲煮的茶或者其它成分，例如完整的、切碎或凿碎 的叶子，叶子的小碎片，茶粉或茶末。
本发明提供了一种适于在饮料机器中冲煮或泡制饮料的胶嚢，该胶嚢 具有以下优点
-可以提高饮料的品质，特别在流入杯中的饮料浓度、味道及降低的 浊度方面，
-该胶嚢的制造不复杂且成本不高，
-输送饮料比较干净，减少或消除串味和卫生问题，
-可提高胶嚢操纵，也就是插入和收集用过的胶嚢的便利性。
为了实现这些目的以及其他可能的目的，本发明涉及一种用于在饮料机器中制备饮料的胶嚢，其包括
容纳有 一种或多种饮料成分的包封件； 限定出包封件的至少一个过滤侧的过滤壁，
其中，所述胶嚢包括位于过滤壁之后的冲煮液体(冲煮好的液体)的 路径中的溢流壁，该溢流壁包括至少一个溢出孔口，或者与能够形成或指 示至少一个溢出孔口的至少一个穿孔装置或穿孔指示装置相关联。
此外，当该胶嚢定位成使得至少 一个溢出孔口或穿孔装置或穿孔指示 装置位于穿过所述包封件的中间水平面上方时，所述过滤壁优选地从所述 中间水平面下方延伸。
因此，根据本发明的一个方面，但并不局限于任何理论模型，所述胶 嚢设计成象"虹吸管，，作用，从而可以使浓的液体离开胶嚢并被分配，同 时饮料成分可以被冲煮用流体浸没，因此避免在包封件内出现旁通区域并 确保饮料成分与冲煮用流体充分相互作用。
结果，本发明的胶嚢提供了一种结合有两种冲煮原理的优点的设计， 一种是在重力作用下自顶向下冲煮从而获得浓的液体， 一种是向上冲煮使 得所有成分可以充分并緩慢地被浸没，而没有所述冲煮原理的缺点。
在一个实施例中，胶嚢的过滤壁基本上沿着包封件的整个横断面延伸， 例如当胶嚢处于冲煮状况时过滤壁从包封件的底部延伸到顶部。这种过滤 壁由此为冲煮液体提供了充分大的过滤表面，这有利于在所述包封件内形 成较低的冲煮压力和低的流速，而流量可保持在可接受的范围内。
在一个优选的方面，胶嚢的溢流壁分开地设置于过滤装置之前或邻近 过滤装置。在一种模式下，溢流壁与过滤壁隔开，二者之间具有一间隙。 在另一种可能的才莫式下，溢流壁和过滤装置在形成间隙的同时相互邻近。 溢流壁和过滤壁可以做成一个整体。这种构造有利于形成"虹吸"效果， 使得包封件底部的浓饮料部分能够穿过过滤壁并在所述间隙中向上运动。 因此，浓的液体不再一直留在包封件的底部，而是会通过所形成的间隙被 抽出。所述间隙的尺寸可以从0.1到8mm,优选地约为0.5到3mm。
一方面，所述至少一个溢出孔口或穿孔装置或穿孔指示装置位于包封件高度的3/4以上的位置；更优选地，所述孔口与包封件的顶端基本水平 对齐。结果，不管包封件内填充有多少々夂料成分，所有的々大料成分可以适 当地被浸没，并且都会得到适当的冲煮。
另一方面，所述过滤壁和溢流壁基本彼此平行。这种构造可以促进浓 液体向上运动的效果，而同时过滤壁可以在包封件的任一水平面过滤冲煮 液体，从而液体可以在足够的流量下通过过滤器而不会使包封件内压力增 加太多。
在本发明的一个实施例中，溢流壁是可穿孔的膜。膜可以在冲煮之前 打开，这样可以避免包封件内压力上升，压力上升对冲煮々大料的品质有负 面影响。低压力可以提高饮料的品质，特别是可以降低其浊度。
在另一个可能的实施例中，溢流壁至少包括预先制成的溢出孔口。溢 出孔口可以在制造胶嚢本身时预先做好。溢流壁可以在胶嚢的内部并由外 部封闭膜保护。封闭膜可以不透气的方式封闭胶嚢从而改善包封件中容纳 的饮料成分的新鲜度。这个膜可以被形成为胶嚢一部分的或胶嚢外部/与胶 嚢无关/不属于胶嚢(即形成为接收该胶嚢的装置的一部分)的穿孔装置打 孔。这个膜可以被打孔以形成出口来输送冲煮饮料使其流出胶嚢。优选地， 在包封件内部没有建立明显的正压时所述膜便;陂刺穿。
在一种构造中，所述胶嚢包括壳体和以不透气方式封闭该壳体的溢出膜。
根据本发明，所述过滤壁优选为预先制造的过滤介质，其能过滤掉冲 煮液体中不希望有的不能溶解的颗粒。该过滤介质可以由各种各样的材料 制成，包括但不局限于塑料、金属薄片、无纺织聚酯、聚丙烯、聚乙烯、 纸材料及其组合。所述过滤介质包括一个或多个过滤孔以允许泡制的溶液 自由通过，同时防止大量不希望有的不溶解成分颗粒通过。特别地，对于 茶饮料，过滤介质对于保留住绝大部分的来自于叶粉末或细碎地切、凿或 压碎的颗粒的包封件内的茶固体颗粒是非常重要的。过滤器优选地足够刚 性以免在包封件内部水压的作用下产生过大的变形，过大的变形会关闭所 述间隙，并阻碍々大料向上流动。因此，对于纸过滤器，过滤器的G.S.M(克每平方米)优选在10g/m2以上，更优选为15g/m2以上。另外，包封件中 应保持低压力，这样过滤器有足够的流体渗透性以使饮料緩慢地通过过滤 器而没有太大的阻力。为此，可以用过滤器的透气性来定义其渗透性，该 渗透性应优选地高于1200I/m2,更优选地高于1650I/m2。过滤装置也可以 由从溢流壁上突出的多个小针形成。
在一实施例中，所述胶嚢包括连接于壳体上并面对溢出膜的盖。该盖 可以是刚性或半刚性构件。所述至少一个穿孔装置或穿孔指示装置可由该 盖支承。盖相对靠近可穿孔的密封膜，其可帮助打开密封膜，生成沖煮饮 料必要的溢流壁。所述盖与膜之间的距离可为0.5到10mm，优选为2到 8mm。
使穿孔装置或穿孔指示装置成为胶嚢本身(或盖)的一部分的优点是， 从;f艮本上减少饮料与机器构件之间的物理上的互相作用，从而可以减少串 味和清洗。机械穿孔器可以由机器的致动系统(例如由螺线管驱动的推杆) 触发或者由用户手动触发而不需要机器的机械/液力干预。
穿孔装置可以被触发在溢流壁上形成至少一个孔口 ，或者当溢流壁具 有预制的溢出孔口时在盖膜上形成输送出口 。
所述盖同时具有引导冲煮液体平稳地流到不同于溢出孔口的饮料出口 的作用。为此，盖可以包括々大料流动导向装置，该々大料流动导向装置构造 成引导饮料流向胶嚢的饮料出口 。
根据所述盖的另一个功能，盖可以包括构造成引导饮料流向胶嚢的饮 料出口的饮料流动导向装置。
因此，在保持简单的胶嚢结构并促进胶嚢在机器中的简单操纵的情况 下，就可适当并卫生地将冲煮液体分配到接受器(茶杯，酒杯……)中。
此外，在一种模式中，饮料出口设置在盖上与穿孔装置或穿孔指示装 置基本相对的区域，从而促进"直流"的方式从而减少冲煮液体污染冲煮 装置部件的机会，同时保证冲煮期间胶嚢中液体的溢出能恰当地完成，从 而々大料成分可以完全地^L泡制并适当地控制杯中的产品浓度。
在本发明的另 一个方面，胶嚢包括位于盖上相对于盖的中心线基本相对的区域的至少两个穿孔装置或穿孔指示装置，以及位于所述导向装置的 两端的两个出口装置。这种结构具有如下优点，即，当胶嚢插入冲煮装置 中时胶嚢可在多于一个方向中定向，同时溢流壁仍能正常工作，从而为用 户提供了便利。
在一种可能的模式中，穿孔指示装置包括至少一个穿过盖的导向孔， 以导入胶嚢外部的/与胶嚢无关的/不属于胶嚢的穿孔器。因此穿孔器是机器 的一部分。穿孔器可以是机械的和/或液压的。机械穿孔器可以是一个或多 个针或刀片。液压穿孔器可以是一股或多股具有足够的速度以按时穿透溢 流壁的流体射流。该模式可以减少胶嚢的复杂程度和制造成本。
在另一种选择中，穿孔装置由胶嚢即盖支承，并包括至少一个具有穿 孔器的弯片。穿孔装置可以在冲煮之前或冲煮工艺开始时通过冲煮装置的 推杆触发或手动触发，以便在密封壁上形成溢出孔口。
胶嚢可设计成具有一定的不对称性，以便于用户将胶嚢正确插入冲煮 装置中。为此，胶嚢可以是具有轴向距离和较短的横向距离的延长/细长形 状，所述至少一个穿孔装置或穿孔指示装置可沿轴向距离排列。结果，用 户只能以预定的取向插入胶嚢，以使胶嚢如前所述正确地工作。在一种模 式下，胶嚢可以是卵形或矩形。


现在参照附图仅作为示例对本发明的实施例进行描述，在附图中
图l是根据第一实施例的冲煮之前的胶嚢冲煮系统的示意图2是图l的胶嚢冲煮系统在本发明胶嚢的冲煮过程中的示意图3示出根据本发明的第二实施例的胶嚢的透视图4是图3所示胶嚢沿中间垂直面A的剖视图5是图4所示胶嚢的盖或罩的外部透视图6是图5所示胶嚢的盖或軍的内部透视图7是图5所示盖或軍的内部平面图8是图5所示胶嚢的杯状外壳或壳体的透视图；图9示出将图3到8所示胶嚢插入冲煮装置的阶段；
图IO示出冲煮装置围绕所述胶嚢闭合的阶段；
图ll示出在冲煮之前在冲煮装置中生成胶嚢溢出孔口的阶段;
图12示出把胶嚢移出冲煮装置的阶段；
图13是根据本发明第三实施例的截锥形胶嚢的剖视图14是图13所示胶嚢在中间平面B的I-I方向的剖视图15是根据本发明第四实施例的矩形胶囊的剖视图16是图15所示胶嚢在中间平面B的II-II方向的剖视图17是根据第五实施例的胶嚢的剖视图18是图17所示胶嚢在中间平面B的III-III方向的剖视图19是根据第六实施例的原理胶嚢的示意性透视图20是图19所示胶嚢的剖视图21是图20所示胶嚢的变型的剖视图。
具体实施例方式
首先，将结合图l和2说明本发明总的冲煮原理以及本发明胶嚢的第 一实施例。
胶嚢系统1包括一胶嚢2和一饮料冲煮装置10。为方便，所述饮料冲 煮装置只是示意性地示出，实际上，本领域技术人员可以想到其还包括其 他的技术特征。所述胶嚢包括容纳有诸如叶茶等的饮料成分的包封件20。 该包封件由杯状外壳21和固定连接在外壳21周向的内部台阶23上的过滤 壁22限定。该包封件优选地隔绝空气和光。所述外壳可具有不同的截面， 例如圆形、椭圆形、正方形、矩形或多边形截面，所述截面决定过滤壁22 的总体轮廓。所述包封件的尺寸设计成可以容纳一定剂量的叶饮料成分， 通常为大约1 10克，优选为2~5克。叶成分的剂量取决于待生产饮料的最 终体积。对于单杯茶剂量通常为大约2克，而对于茶壶剂量通常为大约8 10 克。如图l清楚地示出，胶嚢相对于冲煮装置的定位使得过滤壁22基本从 包封件的底部基本垂直地延伸。因此，胶嚢优选地"垂直"布置在冲煮装置1中。杯状外壳21可以定位成使得其大开口及其底部处于垂直位置。
所述胶嚢优选地被一密封壁3封闭，该密封壁3密封地封闭包封件20。 密封壁例如连接在杯状外壳的周向外部边缘24上。
密封壁和外壳都可以使用可以阻氧材料制成，包封件中基本没有氧气， 从而可在长时间内保持饮料成分的新鲜度。密封壁可以是柔性膜或半刚性 的塑料件。可以优先考虑可穿孔的密封膜，例如单层或多层的膜，典型地 有PET/铝/PP、 PE/EVOH/PP、 PET/金属镀层/PP、铝/PP的层压件。 包封件中优选地无氧气而可以充入惰性气体如N2， N20或C02。 胶嚢还可以包括同样连接在外壳的边缘24并与密封壁3重叠的盖4。 该盖形成在其侧端终止于一出口 41的内部通道40。该盖具有以一预先设 置的小孔或者一削弱的或者易破的区域的形式存在的穿孔指示装置85。
所述胶嚢的外壳的形状不是很关键。根据需要可优选使用截锥形、椭 圓形或半球形的形状。这祥的话，当密封壁穿孔时可以有较大的表面^^大 料穿过密封壁流出以及使内部压力降低。外壳还可以通过塑料热成型或铝 深冲压低成本地工业化生产。这种有光滑圆角的形状有利于操纵部件的移 除和胶嚢的排出。
对于冲煮装置IO,其包括构造成在规定的"垂直"布置中保持胶嚢的 胶嚢操纵部件30和31。操纵部件30和31可以是机器卡爪或任何可围绕 胶嚢打开和闭合并将胶嚢牢固保持在适当位置的机械封装装置。由于胶嚢 内的流体压力相对较低且优选地尽可能接近大气压力，因此不需要提供高 闭合力。另外，由于胶嚢可以承受低的冲煮压力，所以不需要完全包封胶 嚢，而只需要在冲煮期间保证不漏水。这样可以简化机器并降低机器成本。
所述冲煮装置包括一供水装置32 (例如水槽)、 一水泵33、 一加热器 34和一由操纵部件30控制的注热水管线35。冲煮装置还可包括控制器和 用户界面板(未示出)来如本领域公知的那样控制饮料制备循环。可设置 反压阀36以降低胶嚢的进口侧或注入部件38 (例如针或刀片和进水口 ) 处的压力。当然，也可以不用反压阀，而使用传送低压流体的低压泵。中 压和高压泵因其耐用性和可靠性而是优先考虑的，可以和反压阀配合使用。所述冲煮装置还可包括在胶嚢密封壁的溢出位置打孔的装置37。如图 1所示，打孔装置37可以在操纵部件30、 31围绕胶嚢闭合后起动。打孔 装置通过穿孔指示装置85例如比打孔装置直径略大的孔推动或引导穿过 盖4。打孔装置可以刺穿接合密封壁3生成溢出孔口，然后远离孔口缩回 ^使溢出孔口完全打开。打孔装置可以由螺线管或其他等同驱动装置或手动 驱动。
重要的是，在图2所示的冲煮操作中，胶嚢最终包括一具有溢出孔口 25的溢流壁3，溢出孔口至少高于包封件的中间水平面P。另外如图2所 示，过滤壁22和溢流壁3间隔开一小的距离，该距离足以形成一间隙V，， 在不受理论限制的情况下，该间隙"s"用作虹吸管以促使主要位于包封件 底部的较浓的饮料部分向上运动。
如图2所述，本发明的工作方法如下。将胶嚢插入冲煮装置中并且胶 嚢操纵部件围绕该胶嚢闭合，将胶嚢定位成使得密封壁基本垂直地取向。 打孔装置37刺穿密封壁3并缩回使孔口打开，从而形成溢出孔口。在胶嚢 的相对侧，将流体注入部件引入胶嚢的包封件内。热水在较低的压力下(优 选不超过0.2 bar)注入胶嚢。热水慢慢流入胶嚢并浸没包封件内的饮料成 分。冲煮的饮料通过过滤壁22过滤。较浓的饮料部分5停留在包封件的底 部，因过滤壁适当地靠近这部分放置，所以该饮料部分也通过过滤壁过滤。 由于所述间隙底部和顶部的压力变化，即类似于"虹吸管"作用，^使得浓 々大料通过间隙"s"排出。其余的々大料也通过在不同的垂直高度直至胶嚢内 流体的上部液面穿过过滤壁而过滤并通过溢出孔口 25排出。
需要注意的是，溢出孔口优选设置在包封件总高度的3/4以上，更优 选地设置在包封件总高度的4/5以上；由此确保々大料成分更完全的浸没并 且较慢地从包封件排出饮料，从而获得较好的泡制过程。
包封件的"总高度"指的是当胶嚢,iL^文到饮料机器中准备冲煮时从包 封件的最低点到最高点的距离。在一种可能的模式下，过滤壁可基本等于 包封件的总高度。
应当注意，可以获得其中沖煮液体直接分配到接受器6 (例如茶杯、酒杯或其他)的"直流"。"直流"意味着相对于冲煮装置将出口设置成 使得当冲煮液体从出口流出时不会碰到任何固定的装置部件。换句话说， 出口要足够低并且与胶嚢操纵部件横向间隔开以避免液体释放时接触到操 纵部件上。
如图1和2所示的沖煮方法的原理包括有不同的变型和等同方案。 例如，溢流壁3可以不是被刺穿而是由预切割溢出孔口预先打开。所
述预切割溢出孔口是指在胶嚢制造阶段就已制成的孔口 。饮料成分的保鲜
可以选用不同方案，例如可以使用带有密封出口的气密性盖，该密封出口
在冲煮前打开，或者使用气密性外包装封装胶嚢。
也可以设想胶嚢不具有盖4及其通道功能。在这种情况下，前操纵部
件31可以设计成在冲煮液体通过溢流壁3并流向接受器时收集该冲煮体。
本发明胶嚢的第二实施例结合图3到8进行说明。这些图示出实现本 发明方法的不同的饮料胶嚢2。
饮料胶嚢2包括一容纳有一种或多种饮料成分的包封件20。包封件20 由一杯状外壳21和一过滤壁22组成。如下面将说明的，溢出密封壁3B 密封地封闭外壳21同时起溢流壁的作用。所述胶嚢还包括一带有周向边缘 的盖或罩4，其可以连接到外壳21的周向边缘42上。軍和外壳之间的连 接可以采用胶粘、焊接、卡扣配合和其组合方案。
溢出密封壁3B可由刚性、半刚性、非刚性材料或其组合构成。合适 的材料包括但不局限于塑料、PET、铝箔、聚合物膜、纸和类似材料。在 优选方案中，所述壁是由单层制成或与阻气层层压而成的柔性膜，在制造 过程中通过惰性气体冲刷或类似技术从包封件中基本去除氧气，由此在使 用前保持々大料成分的新鲜度。
罩4作为用于至少一个穿孔装置或穿孔指示装置8的支承件。实际上， 所述胶嚢包括至少一个相对于密封壁3B设置、能够在密封壁上形成至少 一个溢出孔口的穿孔装置8。在这里示出的优选示例中，所述胶嚢包括两 个穿孔装置8A, 8B。从下文的描述中会显见胶嚢上两个穿孔装置的好处，简单的来说就是使得能够在冲煮机器中在两个可能的取向中使用胶嚢，从 而在操纵胶嚢时为用户提供更多便利。
穿孔装置相对于中间平面B偏心布置，所述中间平面B表示当胶嚢放 置在冲煮装置3中进行操作时包封件20的中心穿过的水平面。
在这个优选实施例中，该胶嚢包括两组(分别用"A" 、 "B"表示) 穿孔装置8A、 8B和々大料出口 41A、 41B;每一组相对于密封出口壁的中间 中心平面B偏置布置并彼此相对。具体地，所述两组穿孔装置和出口 8A、 41A和8B、 41B相对于穿过密封出口壁的中心平面的中间平面(B)对称 布置。
这种构造的主要优点是胶嚢可以在相互成大约180度的两个可能取向 定向，由此可以很方便地将胶嚢插入或放入机器中。当然，组的数量可以 大于2，优选是偶数，例如彼此成90度的两个一组的4组，从而其在机器 中提供4个可能的取向。
所述胶嚢还包括一过滤壁22,其与密封壁间隔开一小的距离，以便在 它们之间形成一间隙V，。过滤壁可通过任何适当的手段例如焊接、胶粘、 卡扣配合或任意等同手段连接到外壳的周向台阶部23上。过滤介质可由多 种材料构成，包括但不限于塑料薄片、无纺织聚酯、聚丙烯、聚乙烯、紙 材料及其组合。
饮料流动导向装置40可优选布置为靠近密封出口壁的外侧。这样，胶 嚢可以垂直地定向，例如其出口密封壁垂直地定向，以便经由饮料流动导 向装置40和々欠料出口直接将流动向下引导到杯子。另 一个优点是所述胶嚢 可以是"直流"的，也就是说々大料在离开机器后直接向下进入杯子而不会 碰到机器的任何部件。这有利于减少串味和清洗。
根据本发明的一个方面，穿孔装置8A、 8B和饮料出口 41A、 41B相 对于密封出口壁或包封件的中心或中间平面B分别位于两个偏心位置处。 结果，饮料在近似最高点离开包封件，以及在胶嚢的相对的近似最低点离 开饮料出口，其综合的优点在于，胶嚢可保持在垂直取向以改进冲煮，同 时々欠料可"直流"至杯子。优选地，根据胶嚢在冲煮装置中取向的不同，々欠料出口 8A、 8B中的 一个向下定向以释放饮料，释放饮料的方向和饮料流出溢出位置的方向基 本垂直。这种构造可以使胶嚢在机器中这样布置，即使得饮料垂直向下释 放到杯子中，从而实现"直流，，而不接触机器。
在优选方案中，流动导向装置40由两组A、 B共享。结果，胶嚢的构 造合理而且制造成本低。
更具体地如图5或6所示，所述胶囊可以成形为促进和指示用户以特 定的方向插入冲煮装置中。例如，胶嚢，更具体地是盖，可设置为具有轴 向距离L和较短的横向距离W的延长形状；其中，所述至少一个穿孔装 置8A、 8B和至少一个出口 41A、 41B基本沿轴向距离布置。
图6详细示出包括两个弹簧偏压机械打孔部件的穿孔装置8A、 8B。 每个打孔部件包括一个与盖的其余部分一体成形的弹性塑料舌状物810。 舌状物在其弯曲端部811处支承有一足够大的可以在密封壁上形成足够截 面的溢出孔口的内部穿刺件812。舌状物在其附装端部813 —体地与盖的 横向表面连接。因此，上述两个穿孔装置和出口排列在盖的长轴上。
所描述和示出的穿孔装置8A、 8B可以有许多其它等同的构造，而不 应局限于已经描述和示出的形式。例如，弹性塑料舌状物810可以由一不 必与盖制成一体的弹簧替代。内部穿刺件可以采用其它形状。例如，它可 以由能够形成多个小开口的若干分离的针组合而成。也可以用不同形状如 三角形、梯形、矩形、锯齿状或正弦形等等的刀片代替穿刺件。
在盖的内部凹陷81中，设置有位于穿孔装置两侧且互相平行延伸的内 部壁部分820、 821。壁部分820向内且垂直于凹陷81延伸并靠近密封壁3。 优选地，所述壁部分从靠近两个出口 41A、 41B的位置延伸从而形成内部 通道40，该内部通道能够引导冲煮液体从溢出孔口流到布置在盖的相对侧 的相应出口。壁820、 821形成饮料的引导通道同时使盖坚硬。出口41A、 41B根据其在沖煮过程中的位置可以起到两个作用，当出口置于胶嚢底部 时可起到第一输送功能，当出口位于胶嚢顶部时可起到第二通风功能。当 然，该引导通道也可以有不同的设计，例如，它可以形成为插入盖4和密封壁3B之间或者是盖本身的一体部分的管状部件。所述管状部件也可以 (向上和向下)延伸越过盖本身的界限，形成管道部分以帮助引导冲煮液 体流到杯子。
图8示出胶嚢的外壳或壳体21。特别地，该外壳可以由热成型的、吹 塑的或注射成型的塑料制成，例如PP或者包含阻氧材料或任何合适的食 品级聚合物的PP层压件，或者由深拉成型铝或者铝聚合物层压件制成。
外壳具有像凸缘一样延伸的周向边缘，以形成一基本平坦的密封部分，在 其上面可以密封有密封壁并且卡扣配合和/或密封有盖4。从边缘径向向内 构造有一小的台阶23以接纳过滤壁，该过滤壁可以密封或连接到台阶的平 的径向部分上。台阶的深度由过滤壁的厚度和对提供虹吸效果的间隙的控 制决定。例如，过滤壁(厚度)范围是从0.1到1.5mm，而台阶的深度范 围是从0.2到5mm ，那么间隙的范围是从0.1到3.5mm 。
在外壳21的后部，外壳的壁可以包括一突起区域26，该突起区域形 成用来向胶嚢内导入流体的注入区域。该突起区域可以承受住注入装置38 的压力同时容易在其中心打孔。
应当注意，穿孔装置可以由单纯的穿孔指示装置代替，例如，穿过盖 *没置的至少一个孔，所述孔策略地布置在包封件的中间平面上方来以类似 于图1实施例的方式引导冲煮装置的外部穿孔器。
在另一个没有示出的变型中，该胶嚢包括具有两个以上穿孔装置或穿 孔指示装置的盖。例如，盖可以是圆的，包括四个分别于0、 90、 180、 270 度径向分布在盖上的穿孔装置，以在冲煮装置中提供四种可能的胶嚢插入 位置。
图9到12涉及冲煮过程和图3到8所示胶嚢的相关机器系统。在这些 附图中，胶嚢在冲煮装置中"垂直，，布置的优点更加明显，胶嚢从插入到 取出的操作非常便利。
一个示例性的冲煮模块将结合图9和12进行详细描述，其分别示出胶 嚢插入和移出的方式。冲煮模块3B包括两个接合地配合以围绕胶嚢2闭 合的主要的胶嚢操纵部件30、 31。前操纵部件31可相对于冲煮装置固定(没有完全示出)，而后操纵部件30相对于部件31是可移动的。应注意， 这也可以是相反的；前部件是可移动的而后部件是固定的，或者两个都是 可移动的。前操纵部件具有能够将胶囊插入冲煮装置的导向插入装置320。 装置320可以是包括两个侧向槽320的侧向部件，所述槽位于胶嚢的两侧 以与胶嚢的边缘24接合。所述槽可以这样一种方式稍微朝向前操纵部件倾 斜，即，可以使胶嚢在冲煮装置中在重力作用下逐渐向下运动时慢慢靠近 前操纵部件。操纵部件的底部有一保持装置310，其可以在胶嚢插入后将 胶嚢保持在合适位置。这样，胶嚢边缘24的较低部分与装置310的靠接部 分相接合。
所述前操纵部件中设置有一机械推杆370,其通过操纵部件的支承部 分371可滑动地安装。所述机械推杆可与一致动装置关联，如机电螺线管、
置(未示出)。该机械推杆因此可在两个位置中移动；如图9所示的第一 缩回位置，其中当胶嚢放置于装置中时推杆自由端372远离所述胶嚢，和 如图11所示的第二伸出位置，其中所述推杆实际上接合至上部穿孔装置8。
后操纵部件30包括形状基本与所述胶嚢的壳体21互补的外壳300。 该外壳在其底端具有一流体注入部件38，其可以是比如被流体导管381横 穿的尖状针380。在后操纵部件的后端安装有一密封压盖，其与连接于饮 料装置的流体系统的流体管道(未示出)相连接。所述外壳300在其开口 端具有一小的周向凹槽301，该凹槽内容纳有环形密封接头302,在闭合时 其可以靠在胶嚢的台阶状边缘24背部实现流体密封。
后操纵部件30可通过曲柄连杆系统9沿基本水平的路径移动。该系统 在此不再做详细的说明，因为本领域技术人员可以想到，许多不同的机械 或液压辅助闭合装置都可用来将(后)操纵部件移动至与前操纵部件协力
围绕胶囊的闭合布置中。
图10示出后操纵部件30在向所述冲煮装置的闭合位置延伸的曲柄连 杆系统9作用下移动。
在图11中，当上述操纵部件已经围绕所述胶嚢闭合，并且所述胶嚢被沿其台阶状边缘紧密地固定时，触发机械推杆370使其处于延伸位置，以 推动上部穿孔装置8紧靠胶嚢的密封壁3。这使所述密封壁被局部刺^C形 成一溢出孔口。然后所述机械推杆移动至其缩回位置，使上述孔口完全打 开。接下来，如已经说明的那样，冲煮开始，流体注入到所述胶嚢中以冲 煮所述饮料成分。
在图12中，操纵部件打开，也就是说，后操纵部件缩回，使胶嚢被轻 微地拉回，然后在重力作用下掉落，最后被丢弃。
图13和14举例说明了本发明胶嚢的另一个变型，其设想将胶嚢"水 平地"设置在冲煮机器中进行冲煮。其总的冲煮原理与以上实施例相同。 所述胶嚢包括容纳有一种或多种待冲煮成分的包封件20。该包封件由截锥 形壳体21、底部壁27和内部过滤壁22限定。所述过滤壁将壳体的内部容 积横向划分为两部分上述包封件和第二々欠料收集空间26。过滤壁布置成 从包封件的两个顶端/底端延伸，从而趋于停留在底部附近的浓液体也可以 通过过滤器流出。底部壁27可以是比如通过压接、焊接、胶粘或其组合连 接于所述壳体21的边缘24的圆形部分。其包括一溢流壁3C,该溢流壁位 于过滤器的前面，在所述壳体内向上延伸，并在靠近壳体21上底部的区域 留有一溢出孔口 255。溢流壁与过滤壁22间隔开一小的距离"s，，。 一饮 料出口 41位于收集室26中并穿过底部壁27。图15和16所示的饮料胶嚢 在水平方向上沖煮，也就是说，底部壁和出口 41朝向下方。水在低压下注 入所述包封件，优选为从底部壁注入。冲煮的液体流过过滤壁22并被驱动 穿过溢出孔口 3C流至收集室26，然后从出口41流出。
图15和16举例说明了根据本发明的方法进行冲煮的胶嚢的又一变型。 所述胶嚢除了其为矩形形状外，具有与图13和14所示胶嚢一样的特征。 所述胶嚢还包括一注射点29,其可以是预先设有刻痕的或削弱的部分，以 引入冲煮装置的水喷嘴。所述削弱区域可以是当喷嘴导入时破裂的塑料部 分。
图17和18示出根据本发明的一般原理进行沖煮的胶嚢的又一可能的 实施例。在该实施例中，溢流壁是一将出口 41在胶嚢内延长的漏斗3D。
20所述漏斗仍短于包封件的总高度，以在漏斗的端部和胶嚢的上表面之间形成一上部缺口 256，以构成溢出孔口。需要注意的是，所述胶嚢的支承结 构可以包括^f艮多变型，如在本示例中所示出的。在这里，所述胶嚢具有一 倒置的U型壳体210，其底部壁211形成胶嚢的底部；并由盖260封闭。 所述壳体被一平面的垂直取向的过滤壁22划分为两个空间。水向容纳有饮 料成分的包封件20的注入可以通过盖260进行，在此情况下，盖260优选 为可刺穿的膜，或者通过壳体210(即，从侧面或底部)进行。图19和20示出胶嚢的又一变型，其中胶嚢由直径逐渐减小的同心的 管状元件(即，分别为第一至第三部分)制成。该胶嚢的外体部或外壳由 第一管状体部220构成。溢流壁由具有较小直径和较小高度的第二管状部 分3E构成。过滤部件22由具有较小直径且高度与外体部基本相同的第三 管状部分构成。所述第三管状部分可以是比如海绵或纸或纺织物，或非纺 织物或烧结塑料管或其组合。所述々欠料成分填充在构成包封件加的第三管 状部分内。所述外体部在其上下端可分别由上部和下部盖261、 262进行密 封。由于第二管状体部具有较小的高度，所以形成一溢出孔口 257，其可 以让经由过滤管状部分22过滤的冲煮液体穿过。当然，所述下部盖262 可以与所述溢流壁一体形成，例如以注塑的方式。所述下部盖、溢流壁和 第 一部分也可以由 一体^=莫制塑料制成。所述第 一部分也可以是非管状的。 点Ol、 02表示水向胶嚢内的可能注入点。如图所示，水可以在胶嚢的上 部或下部中心处通过上部或下部盖直接注入包封件内。点Pl、 P2表示冲 煮饮料的可能出口点。所述饮料可以从胶嚢内沿位于第一和第二管状部分 之间的任何合适位置通过下部盖262分配。图21示出直径逐渐减小的管状部分(也就是分别从第一至第三部分) 同心布置的另 一变型，其与之前实施例略^L不同的是包封件加设置于第一 外部部分220和第二过滤管状部分22之间的最外面的环状容积中。在该实 施例中，具有较小直径和较低高度的第三管状部分位于中心，形成冲煮々欠 料的溢出通道。点Ol、 02、 03、 04表示可能的流体进口位置。点P1表 示可能的饮料出口位置。
权利要求
1.一种用于在饮料机器中制备饮料的胶囊(2)，包括容纳有一种或多种饮料成分的包封件(20)；限定出包封件的至少一个过滤侧的过滤壁(22)，其特征在于所述胶囊包括位于过滤壁之后的冲煮液体的路径中的溢流壁(3，3B，3C，3D，3E，3F)，该溢流壁包括至少一个溢出孔口(250，255，256，259)，或者与能够形成或指示至少一个溢出孔口(25)的至少一个穿孔装置(8，8A，8B)或穿孔指示装置(85)相关联。
2. 如权利要求l所述的胶嚢，其特征在于，当胶嚢定位成使得至少一个溢出孔口 (250， 255, 256， 259)或穿孔 装置(8, 8A， 8B)或穿孔指示装置(85)位于穿过所述包封件(20)的 中间水平面(P)上方时，所述过滤壁从所述中间水平面(P)下方延伸。
3. 如权利要求1或2所述的胶嚢，其特征在于，所述过滤壁(22)基本从所述包封件(20)的底部延伸至包封件的顶部。
4. 如权利要求l， 2或3所述的胶嚢，其特征在于， 所述溢流壁(3, 3B， 3C， 3D, 3E， 3F)与过滤壁(22)的前部分开地设置，溢流壁与过滤壁之间具有间隙(s )。
5. 如上述权利要求中任一项所述的胶嚢，其特征在于， 所述溢流壁(3， 3B, 3C， 3D， 3E， 3F)和过滤壁(22)基本彼此平行。
6. 如上述权利要求中任一项所述的胶嚢，其特征在于， 所述溢流壁(3， 3B， 3C， 3D， 3E, 3F)是可穿孔的膜。
7. 如权利要求6所述的胶嚢，其特征在于，所述胶嚢包括壳体(21)，所述溢出膜(3， 3B， 3C， 3D, 3E, 3F) 以不透气的方式封闭该壳体。
8. 如权利要求7所述的胶嚢，其特征在于，所述胶嚢包括连接在所述壳体(21)上并面向溢出膜(3， 3B, 3C， 3D, 3E， 3F)的盖(4)。
9. 如权利要求8所述的胶嚢，其特征在于， 所述至少一个穿孔装置或穿孔指示装置由所述盖支承。
10. 如权利要求8或9所述的胶嚢，其特征在于，所述盖(4)包括饮料流动导向装置(40)，该々欠料流动导向装置构造 成引导所述饮料流向胶嚢的饮料出口 ( 41)。
11. 如权利要求10所述的胶嚢，其特征在于，所述饮料出口 (41)位于盖(4)上与所述穿孔装置(8, 8A， 8B)或 穿孔指示装置(85)基本相对的区域。
12. 如权利要求10或11所述的胶嚢，其特征在于， 所述胶嚢包括位于盖(4)上相对于盖的中心线基本相对的区域的至少两个穿孔装置(8A, 8B)或穿孔指示装置，以及位于所述导向装置(40) 的两端的两个出口装置(41B， 41A)。
13. 如权利要求8到12中任一项所述的胶嚢，其特征在于， 所述穿孔指示装置(85)包括至少一个穿过盖(4)的孔，以引入胶嚢(2)外部的穿孔器(37)。
14. 如权利要求8到12中任一项所述的胶嚢，其特征在于， 所述穿孔装置(8， 8A， 8B)包括至少一个具有穿孔器(812)的弯片(810)。
15. 如上述权利要求中任一项所述的胶嚢，其特征在于， 所述胶嚢为具有轴向距离(L)和较短的横向距离(W)的延长形状；所述至少一个穿孔装置(8， 8A, 8B)或穿孔指示装置沿所述轴向距离(L) 对齐。
16. 如上述权利要求中任一项所述的胶嚢，其特征在于， 所述至少一种成分为茶。
17. 如上述权利要求中任一项所述的胶嚢，其特征在于，所述包封件基本没有氧气且不透光。
全文摘要
本发明涉及一种用于在饮料机器中制备饮料的胶囊，该胶囊包括容纳有一种或多种饮料成分的包封件(20)，限定出该包封件的至少一个过滤侧的过滤壁(22)，其中，所述胶囊还包括位于过滤壁之后的冲煮液体的路径中的溢流壁(3B)，该溢流壁包括至少一个溢出孔口，或者与能够形成或指示至少一个溢出孔口的至少一个穿孔装置(8A，8B)或穿孔指示装置相关联。本发明的胶囊用于输送压力相对较低的冲煮液体，尤其适用于茶饮料。
文档编号B65D81/00GK101309840SQ200680042553
公开日2008年11月19日 申请日期2006年10月2日 优先权日2005年10月14日
发明者M·奥赞 申请人:雀巢技术公司