胶囊的制作方法

本发明涉及容纳食品制剂的胶囊或容器，该胶囊或容器在用于分配食品的机器中使用，本发明还涉及在自动分配装置中使用这种胶囊的方法。

更详细地说，本发明涉及一种密封、单份和一次性的胶囊，该胶囊容纳食品制剂，该食品制剂可以成液体形式，或者成粉末、糖浆或糊的形式，所述胶囊能够通过增压流体来分配食品制剂，食品制剂可能溶解或稀释，用于随后使用。

背景技术：

当食品制剂成粉末形式时，它可以是可溶的、冻干的或脱水的。也可选择，当它是例如糖浆或乳脂时，它可以是浓缩物。

也可选择，由胶囊分配的食品制剂还可以例如用热或冷的液体(通常是水或牛奶)来溶解或稀释。

可在分配机中使用的、用于饮料的胶囊为已知。

已知的胶囊是一次性的单份容器，它包括外壳，该外壳由液密和气密的塑料材料来制成，并有玻璃杯或杯子的形状。特别是，外壳有底壁和侧壁，该底壁和侧壁确定了设置有上部开口的空腔，制剂能够通过该上部开口来引入，饮料由该制剂来获得。上部开口由盖来气密地封闭，该盖通常是包含铝的膜或者多层塑料膜，以便将制剂密封在容器的空腔内。胶囊盖能够通过分配机的注射装置来穿孔，以便能够引入增压液体(通常是水)，饮料由该增压液体来制备。

对于分配所获得的饮料，外壳的底壁也能够通过分配机的提取装置来穿孔，以便能够分配饮料。

也可选择，还已知用于饮料的胶囊，例如在同一申请人的专利申请wo2014102701中所述，该胶囊能够将饮料直接分配至用于饮用的容器(杯子、玻璃杯等)中，而不需通过分配机的提取装置来穿孔。

上述已知胶囊能够通过使得液体渗透通过食品制剂(通常是咖啡)或通过溶解该制剂自身(例如茶、凉茶等)而获得作为食品的饮料，区别在于容纳在胶囊中的食品制剂与引入其中的液体相互作用，以便直接在该胶囊内部制备饮料，并分配这样形成的饮料。

不过，这样的胶囊并不是非常适合分配呈糖浆或乳脂形式的粘性食品制剂或者粉末制剂。

还已知用于饮料的胶囊，例如在wo2005077811中所示，该胶囊能够将粘性食品制剂分配至杯子中，热水或冷水也供给至该杯子中，以便稀释在杯子自身中的食品制剂，并因此获得饮料。wo2005077811所示的胶囊包括设置有空腔的可挤压本体，该空腔由盖来封闭，该盖固定在胶囊的凸缘边缘上，在该空腔中有糖浆(浓缩咖啡、巧克力或水果糖浆)，当压缩和挤压胶囊时，该糖浆从胶囊的盖排出。具体地说，盖在密封部分处破裂，从而使得食品制剂能够倒入杯中。

因此，上述胶囊通常与特定的分配机相关联，该分配机中有液体注射装置或饮料分配装置，该液体注射装置或饮料分配装置合适地设计成与确定的胶囊类型相容，而不与其它类型相容。这些胶囊通常用于具有减小尺寸的分配机中，并通常设计成用于家庭使用，且消费者在购买时确定他/她喜欢的设想用途的机器系统和胶囊。

不过，这些胶囊并不适合在另一类型食品的分配机中使用，该另一类型食品通过需要一种或多种组分的食谱来制造，因为可能需要从胶囊中供给具有不同类型配方的食品制剂。

例如，某些食谱可能需要从胶囊中接收粉末制剂，另一些食谱可能需要糖浆制剂，而另一些食谱又可能需要已经用牛奶或水来稀释的制剂。

wo2013121421表示了一种冰淇淋机，用于从一个或多个容器开始获得单份冰淇淋，该容器能够插入机器中，容纳所需组分。设想相同机器的多种版本，第一版本设置成容纳“干”容器，在该容器中，容纳于其中的制剂将由液体稀释，且该容器需要与水网络或液体储罐连接(要使用的容器有能够穿孔的盖和底部)，而第二版本设置成容纳“湿”容器，在该容器中，制剂不需要引入液体，因为它已经稀释(要使用的容器只有能够穿孔的底部)。

wo2013121421所示的冰淇淋机还能够通过组合来自两个不同容器的组分来制备冰淇淋，这两个容器可通过接头来彼此附接，例如以便连接容纳用于冰淇淋的制剂的第一个容器和容纳浇头(例如巧克力片)的第二容器。

因此，wo2013121421设想了在尺寸和内容物方面不同的胶囊，用于向冰淇淋机供给不同配方的食品制剂，因此需要相同机器的多种版本，各版本特别设想用于一种类型的胶囊。

不过应当注意，胶囊能够分配已经与水或牛奶混合的食品制剂，但是不能分配糊状食品制剂(例如在手工冰淇淋店中使用的典型冰淇淋基质)或者粉末状食品制剂。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种密封的、一次性的单份胶囊，该胶囊能够分配容纳于其中的食品制剂，用于随后使用。

还一不同目的是获得一种极其通用的胶囊，该胶囊能够分配成粉末状、糖浆状、稀释或不稀释以及糊状的食品制剂，该胶囊能够在分配装置中使用，该分配装置适合接收胶囊，并使得容纳在该胶囊中的食品制剂与增压流体一起排出，以便获得饮料，或者将食品制剂发送至分批冷冻单元，以便制备一部分冰淇淋。

这些目的和其它目的通过根据后面所述的一项或多项权利要求的胶囊来实现。

附图说明

参考附图能够更好地理解和实施本发明，附图表示了一些非限定示例实施例，附图中：

-图1是根据本发明的胶囊穿过图2中的线i-i的平面的剖视图，该胶囊容纳食品制剂，呈第一未变形结构。

-图2是图1的胶囊的仰视图；

-图3是类似于图1的剖视图，其中省略了在胶囊内部的食品制剂；

-图4是图1的胶囊穿过该胶囊的对称轴线的平面的剖视图，该胶囊呈变形的第二结构；

-图5是图1的胶囊穿过该胶囊的对称轴线的平面的剖视图，该胶囊呈变形的第三结构；

-图6是根据本发明的胶囊的细节的正视图；

-图7是穿过图6的线vii-vii的平面的、图6的细节的剖视图；

-图8是图6的细节的透视图；

-图9是图6的细节的俯视图；以及

-图10是类似于图3的剖视图，其中省略了图6的细节。

具体实施方式

在下面各图中，相同元件将以相同参考标号来表示。

参考图1至图10，图中表示了容纳食品制剂p的、根据本发明的胶囊1，该胶囊1能够用于自动分配装置中，该自动分配装置用于分配食品，该食品从食品制剂p自身获得，该制剂溶解或稀释，用于随后使用。

食品制剂p能够是例如粉状食品(可溶、冻干、脱水、浓缩，用于渗滤，用于输注)，或者可以是成糖浆、奶油或浓缩糊剂形式的产品。胶囊1包括外壳2，该外壳2再包括：底壁3；侧壁4，该底壁和侧壁确定了适合容纳食品制剂p的空腔5；以及凸缘形边缘6，该边缘6从侧壁4伸出，特别是环绕空腔5。

胶囊1包括设置有开口7的底壁3底部20。优选是，开口7制成在底壁的基本中心位置。

侧壁4还从底壁3开始发散直至边缘6，并有例如几乎截头圆锥形的形状，以便使得外壳有玻璃杯或杯子的形状。

外壳2是可压缩和/或可挤压，因此可变形。外壳通过形成可热成形的片材而制成，该片材特别是适合食品接触的液密和气密多层塑料材料。

为了能够沿方向a来压缩和挤压外壳2(该方向a几乎平行于胶囊1的纵向对称轴线s和基本垂直于底部20)，侧壁4可沿预定的弯曲线21变形，例如手风琴形状或波纹管形状，如由下面更清楚。因此，侧壁4可在未变形结构、第一中间变形结构和第二最终变形结构之间变形。

在食品的分配过程中，可压缩和/或可挤压的外壳2使得外壳的容积能够逐渐减小，从而减小在底壁3和凸缘形边缘6之间的距离。胶囊1还包括盖元件8，该盖元件固定到凸缘形边缘6上，以便气密封闭空腔5。

盖元件8由选定材料来实现，例如多层塑料聚合材料，以便经过一段时间还保护容纳在胶囊中的食品制剂p防止水分和氧气。这种多层塑料材料能够例如包含铝或不同的阻挡层，例如乙烯乙烯醇(evoh)或聚偏二氯乙烯(pvdc)，以便防止水分和氧气进入胶囊1的空腔5中，食品制剂p容纳在该空腔5中。

胶囊1还包括固定在盖元件8上的管10，该管10包括彼此相对的第一端11和第二端12。该第一端11布置成用于接收自动分配装置(未示出)的流体注射装置(未示出)。

优选是，管10的第一端11有相应空腔11a，自动分配装置的流体注射装置能够接合在该空腔11a中。如附图中所示，管10的空腔11a在顶部开口，以便接收流体注射装置，且在底部由没有开口的底壁11b来界定，在侧部由侧壁11c来界定，多个开口13设置在该侧壁11c上，用于通过分配装置的注射装置将流体供给至空腔5。

例如，空腔11a的侧壁11c包括一对径向相对的开口13。

流体例如能够是增压液体，例如水，食品制剂p在分配时由该增压液体来稀释和/或溶解，或者是增压空气，它的功能将在后面详细说明。

管10包括本体14，该本体在第一端11与第二端12之间延伸，并能够以密封方式在底部20的开口7中滑动。

管10的本体14包括内部导管16，该内部导管16沿所述本体14在所述对称轴线s的方向延伸。导管16在第一端处由端壁11a封闭，并在第二端处(在管10的第二端12处)与分配开口22连通，需要时，在由引入胶囊10内的液体溶解或稀释后，由容纳于胶囊1中的食品制剂p获得的食品能够通过该分配开口22而分配至胶囊1外部。

内部导管16的直径在0.3mm和3mm之间，优选是直径在0.5mm和1mm之间，即它具有减小的尺寸，原因将在后面说明。

管10的第二端12包括凸缘15，该凸缘15在外周环绕第二端12。

底壁3的底部20包括凹口19，该凹口19设置有开口7。应当注意，在胶囊1的初始未变形结构中，凸缘15容纳在凹口19中，并帮助与管10的本体14一起保证底壁3的开口7的气密封闭。

胶囊1还包括封闭元件23，该封闭元件23至少局部可分离地固定在底壁3上，如下面将更好所示，以便气密地封闭开口7。

优选是，凹口19由封闭元件23气密地封闭，该封闭元件23局部可分离地固定在胶囊1的底部20上。封闭元件23由塑料材料或铝来制成，例如可通过热或通过超声波而焊接在该底部20上。

封闭元件23例如为盘形，包括例如为环形的未示出连接边缘，封闭元件通过该连接边缘而固定在底壁3上。

当外壳2局部挤压时，在第一中间变形结构中，封闭元件可以通过管10自身而很容易地从底壁3上自动分离。

设置有或不设置有夹紧凸片的、由塑料材料或铝制成的封闭元件23可例如通过热或超声波来焊接，特别是，连接边缘对于第一伸展部分(未示出)通过锁定紧固(例如锁定焊接)以及对于第二伸展部分(未示出)通过可分离紧固(例如，可分离焊接)而固定在底壁3的外部环形部分(未示出)上，当封闭元件23由凸缘15推动以便与底壁3分离时，锁定紧固需要更大的力(与可分离紧固相比)来用于使得连接边缘与底壁3分离，以便促使第二连接伸展部分在第一伸展部分分离之前分离。

这样，封闭元件23在第二伸展部分处与底壁3分离。

在根据本发明的胶囊1的不同实施例(未示出)中，底部20平坦，不包括凹口19。在初始未变形结构中，凸缘15抵靠底部20，因此置于该底部20和封闭元件23之间。关于封闭元件23通过可分离紧固或锁定紧固而与底壁3连接的上述信息仍然有效。

在胶囊1的未变形结构中，管10的分配开口22由封闭元件23封闭，这防止了容纳在胶囊1中的食品制剂p能够意外地通过分配开口22离开，还防止了空气和湿气能够从外部通过分配开口22而渗透至胶囊1的空腔5中。

管10还包括至少一个横向导管17。详细地说，内部导管16通过横向导管17而与胶囊1的空腔5连通。横向导管17设置成接收食品，该食品从容纳在胶囊1的空腔5中的食品制剂p来获得，且该食品供给至管10的分配开口22。

例如，横向导管17有直径d，该横向导管17相对于内部导管16垂直地延伸，并开口于管10的外表面18。优选是，该至少一个横向导管17包括一对相对的横向导管17。

该至少一个横向导管17布置在离管10的第二端12一定距离l处，并选择成这样，当胶囊1处于第二最终变形结构时，该至少一个横向导管17在胶囊1的外部。

距离l沿平行于对称轴线s的方向在所述至少一个横向导管17的轴线s1和管10的第二端12之间测量。

胶囊1的侧壁4包括设置有一组弯曲线21的区域4a，该弯曲线21的功能是使得胶囊1的外壳2能够沿几乎平行于胶囊1的对称轴线s的所述方向a压缩。区域4a例如邻接凸缘形边缘6。在胶囊1的其它实施例(未示出)中，区域4a可以邻接底壁3。

当胶囊1处于第一未变形结构时，区域4a延伸高度h，该高度h沿平行于胶囊的对称轴线s的方向测量。

由于弯曲线21，胶囊1可以通过从第一未变形结构(图1、3和10中可见)至第一中间变形结构(图4中可见)而压缩，在该第一中间变形结构中，区域4a延伸高度h1<h。在该第一中间变形结构中，管10从底部20凸出一定距离l1＝h-h1。该距离l1小于距离l。

优选是，横向导管17布置的距离l选择为这样，当胶囊1处于第一中间变形结构时，至少一个横向导管17处于胶囊1内部，即在空腔5中。特别是，在这种第一中间变形结构中，该至少一个横向导管17基本与凹口19相切。

特别是，为了使得该至少一个横向导管17在第一中间变形结构中保持在胶囊1内部，距离l1必须小于l-d/2。

胶囊1可以通过从所述第一中间变形结构至第二最终变形结构(图5中可见)而进一步压缩，其中，区域4a延伸高度h2＜h1。在该第二最终变形结构中，管10从胶囊1的底部20凸出一定距离l2＝h-h2，以使得该至少一个横向导管17在胶囊1的外部。特别是，为了使得该至少一个横向导管17能够在胶囊1的外部，距离l2必须大于l+d/2。

在使用中，当容纳在胶囊1中的食品制剂p为液体形式且不需要稀释时，为了从胶囊1中分配由食品制剂p获得的食品，处理如下：首先，胶囊1沿几乎平行于胶囊1的对称轴线s的方向a进行第一压缩，从而使得胶囊进入第一中间变形结构。在胶囊的压缩过程中，管10在开口7中滑动，从而从胶囊1的底部20离开，并通过它的凸缘15而使得封闭元件23与胶囊1的底部20局部分离，从而释放分配开口22，如图4中所示。随后，增压空气通过流体注射装置而引入胶囊1，该流体注射装置穿孔盖元件8，并插入到管10的还一空腔11a中。在这种情况下，只是因为食品制剂p与空气混合，由该空气自身推动，因此由食品制剂p获得从胶囊分配的食品。

优选是，引入的空气处于在0.2和2巴之间的压力。

引入胶囊1中的增压空气将食品制剂p推入至少一个横向导管17中，并从该横向导管17推入管10的内部导管16中，直到分配开口22，食品制剂p通过该分配开口22而分配至外部，例如分配至容器中或冰淇淋机的分批冷冻单元中。为了能够以基本完全的方式来分配容纳在胶囊1中的食品制剂p，在所述中间变形结构中，该至少一条横向导管17必须基本与底部20相切，特别是与底部20的凹口19相切，如在图4中可见。

在食品制剂p的分配结束时，增压空气引入胶囊1中将延长足够时间，以便保证清洁内部导管16和分配开口22除去任何残留的食品制剂p，从而当取出胶囊时防止食品制剂p的任何滴落。

通过引入压力在0.2和2巴之间的增压空气，将高效地进行内部导管16的清洁。另外，由于内部导管16的减小尺寸(包括在0.3mm与3mm之间的间隔中)，因此仍然存在于内部导管16中的任何最少量液体都不会从内部导管16自身离开。

一旦完成食品制剂p的分配以及内部导管16和分配开口22的清洁，胶囊1就将进一步压缩，直到图5中所示的第二最终变形结构，其中，该至少一个横向导管17到达胶囊1的外部。当胶囊从分配机中取出并带至处置地点时，这能够防止在分配结束时仍然在胶囊内部的任何残留食品制剂p滴至外部。

由于管10气密地连接在底壁3的开口7中，且存在于胶囊1内部的任何残留食品制剂p不能到达管10的内部导管16和分配开口中(因为能够进入内部导管16的至少一个横向导管17在胶囊1外部，因此在胶囊内部的任何残留食品制剂p不能进入该横向导管17)，因此防止了滴落。

优选是，如前所述，由于内部导管16的减小尺寸，因此也防止了滴落。

当在封闭元件23的打开冲程结束时横向导管17浸在食品制剂p中时，它能够开始通过压缩而离开，直到到达与底部20的相切位置，然后，容器通过由流体注射装置引入压缩空气而完全排空，该流体注射装置穿孔盖元件8，并插入管10的还一空腔11a中。

当第一压缩步骤没有使横向导管17进入与底部20相切的位置时，需要进一步压缩容器，以便使得更多食品通过压缩而离开，同时注射增压空气，以便提高食品制剂p的离开速度。

如果容纳在胶囊1中的食品制剂p为可溶粉末、糖浆或糊剂的形式，该粉末、糖浆或糊剂必须在前述压缩步骤之后在分配之前溶解或稀释(例如在用于冰淇淋的基质的情况下)时，首先将增压液体例如水或牛奶引入胶囊1中，以便溶解或稀释食品制剂p和获得食品。

液体通过分配机的注射装置而引入胶囊中，该注射装置适合穿孔盖元件8和插入管10的空腔11a中。

由注射装置分配的增压液体通过在还一空腔11a的侧壁11c中制成的开口13而进入胶囊1的空腔5中，并溶解或稀释食品制剂p，从而获得食品，该食品开始由胶囊1分配，从而通过至少一个横向导管17、内部导管16和胶囊10的分配开口22。通过该横向导管17，食品供给至分配开口22。

随后，增压空气仍然通过上述注射装置而引入胶囊1中，以便完成食品制剂p的分配，并清洁内部导管16和分配开口22。

最后，将胶囊1进一步压缩，直到图5中所示的第二最终变形结构，在该第二最终变形结构中，如上所述，至少一个横向导管17到达胶囊1外部，以便能够防止在分配结束时，当胶囊从分配机中取出并带至处置地点时，仍然在胶囊内部的任何食品制剂p或残留食品滴至外部。

还能够确定一种用于通过根据本发明的胶囊1在自动分配装置中分配液态食品制剂p的方法，该方法包括以下步骤：

-胶囊1的第一局部挤压步骤，其中，胶囊1的外壳2的侧壁4的区域4a沿弯曲线21变形，特别是沿基本平行于胶囊1的对称轴线s的方向a来压缩胶囊1，以使得胶囊从未变形结构变成第一中间变形结构，在该第一中间变形结构中，至少一个横向导管17与胶囊1的底部20的凹口19基本相切，在所述第一挤压步骤中，在所述开口7中滑动的管10使得封闭元件23局部分离，以便释放分配开口22。

-注射步骤，其中，压缩空气通过流体注射装置而引入胶囊1中，用于从胶囊1中分配食品(该食品通过混合食品制剂p与空气而获得)，并用于清洁内部导管16和管10的分配开口23；

-第二挤压步骤，其中，胶囊1沿所述弯曲线21进一步变形，从而沿所述方向a压缩它，直到使它从所述第一中间变形结构变成第二最终变形结构，在该第二最终变形结构中，管10从胶囊1的底部20凸出距离l2，该距离l2选择为使得该至少一个横向导管17在胶囊1的外部。

根据本发明的方法的变化形式，特别适合分配需要稀释的食品制剂p，即粉末、糖浆或糊状形式的食品制剂，在第一挤压步骤之后和在将压缩空气引入胶囊1中的步骤之前，提供以下步骤：将增压液体引入胶囊1中，用于稀释食品制剂p，并开始分配由食品制剂p获得的食品，食品制剂p的分配在将压缩空气引入胶囊1中的随后步骤中完成。

由于根据本发明的胶囊1，能够分配容纳在该胶囊1中的食品制剂p用于随后使用，而不管容纳在该胶囊1中的食品制剂p的类型如何，成液体形式、粉末、糖浆、或糊状的形式。

根据本发明的胶囊1能够用于从食品制剂p开始制备饮料，或者用于将食品制剂p供给至冰淇淋机，且优选是，增压空气不仅能够用于执行或完成胶囊1的排空，还能够用于在食品制剂p的分配结束时清洗内部导管16和管10的分配开口22，以便防止食品制剂p或由该食品制剂p获得的食品的任何滴落，该滴落将在胶囊从分配机中取出时发生。

根据本发明的胶囊1还有以下优点：在胶囊从分配机中取出时和在它送至处置地点时，在分配结束时仍然在胶囊中的任何残留食品制剂p或由该胶囊容纳的食品不会滴至外部。这是因为在根据本发明的胶囊的第二变形结构中，在胶囊的内部和分配开口22之间没有连通。