食品制备用胶囊的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及食品或者饮料制备机器中使用的胶囊，更具体地涉及具有防滴落特性的胶囊。
【背景技术】
[0002]饮料制备机器在食品科学和消费品领域中是公知的。这样的机器允许消费者在家中制备给定类型的饮料，例如基于咖啡的饮料，例如espresso咖啡或煮冲煮类型的杯装咖啡。
[0003]目前，大部分用于家用饮料制备的饮料制备机器包括由可容纳用于饮料制备的分份配料的机器构成的系统。这样的分份配料可以是软质易理包或垫包、或者小袋，但是越来越多的系统使用半刚性或者刚性分份配料，诸如刚性易理包或者胶囊。在下文中，将考虑如下情况:本发明的饮料机器是作用于刚性或者半刚性胶囊(诸如胶囊、小袋、易理包、垫包)的饮料制备机器。
[0004]该机器包括用于容纳所述胶囊的容器或腔，以及用于在压力下将流体(优选为水)注入胶囊的流体注入系统。用于根据本发明制备咖啡饮料的在压力下注入胶囊的水优选地是热的，也就是说温度高于70°C ο但是，在一些特定情况下，其也可以为环境温度，或者甚至是冷的。在胶囊内容物的提取和/或溶解期间胶囊室内部的压力(相对于大气压力)直到胶囊打开之前一直增加，对于溶解产品通常增加至约I到约8巴，对于烘焙和研磨咖啡的提取增加至约2到约12巴。这样的制备过程与饮料制备的所谓“冲煮”过程(特别用于茶和咖啡)明显不同，这是因为冲煮涉及流体(例如热水)对配料的长时间浸泡，而该饮料制备过程允许消费者在数秒内制备饮料，例如咖啡。
[0005]在压力下提取和/或溶解封闭胶囊的内容物的原理是已知的，并且通常包含将胶囊插入机器的容器或腔，一般在用安装在机器上的刺穿注入元件(例如流体注入针)刺穿胶囊表面之后将一定量的加压水注入胶囊，以在胶囊内部产生加压环境来提取或溶解物质，然后从胶囊排出经提取的物质或者经溶解的物质。例如在申请人的欧洲专利EP1472156B1和EP1784344B1中已经描述了允许应用此原理的胶囊。
[0006]例如在专利CH605293和EP242556中已经描述了允许应用此原理的机器。根据这些文献，机器包括用于胶囊的容器或腔，以及以空心针的形式制成的刺穿和注入元件，该空心针在其远端区域包含一个或多个液体注入孔口。所述针具有双重作用，即，其一方面将胶囊的顶部部分开口，另一方面形成进入胶囊的水入口通道。
[0007]机器还包括流体箱(在大部分情况下此流体是水)，用于储存用于在压力下溶解和/或浸泡和/或提取胶囊中包含的配料的流体。机器包括加热元件，例如热水器或者热交换器，其能够将机器中使用的水加热到工作温度(通常高达80-90°C的温度)。最后，该机器包括用于使水从箱循环到胶囊(可选地经过加热元件)的栗元件。水在机器内循环的方式例如通过选择用阀装置进行选择，该阀装置例如是申请人的欧洲专利EP2162653B1中描述的蠕动阀类型。
[0008]当要制备的饮料是咖啡时，一种有意义的制备咖啡的方式是向消费者提供包含烘焙和研磨咖啡粉末的胶囊，该粉末将用注入胶囊中的热水进行提取。
[0009]在许多情况中，机器包含用于保持胶囊的胶囊保持器，其意在被插入机器的相应的腔或容器或者从中被取出。当胶囊保持器被装载胶囊并且以操作方式被插入机器中时，机器的注水装置可流体连接到胶囊以将水注入其中以用于食品制备，如上文所述。例如在申请人的欧洲专利EP1967100B1中描述了胶囊保持器。
[0010]已经对于这样的食品制备的应用、尤其对于饮料制备开发了胶囊，如在申请人的欧洲专利EP1784344B1或者欧洲专利申请EP2062831中描述和要求保护的。
[0011]简而言之，这样的胶囊通常包含:
[0012]-空心体部和注入壁，液体和空气不可透过该注入壁，并且该注入壁可附接到该体部并且适于被例如机器的注入针刺穿，
[0013]-腔室，其容纳要被提取的烘焙和研磨咖啡层、或可溶配料或可溶配料的混合物，
[0014]-铝膜，其设置在胶囊的底端，封闭该胶囊，以用于保持腔室中的内部压力。
[0015]该铝膜设置为被刺穿装置刺破，该刺穿装置与胶囊成一体，或者位于胶囊外部，例如在机器的胶囊保持器内。
[0016]刺穿装置适于在腔室内的内部压力达到一定的预定值时在铝膜中刺出分配孔。
[0017]此外，可选地，胶囊可进一步包括构造为打断流体射流的装置，以便降低注入胶囊的流体射流的速度并且使流体以降低的速度分布在整个物质层上。
[0018]在一些情况下，当要制备和分配的产品是饮料时，以及根据一些参数例如所述饮料的粘度、其饮用温度和制备压力，在分配阶段结束时会发生一些滴落。在这样的情况下，在机器的栗已经停止之后，以及在饮料被从胶囊分配到杯中之后，胶囊中残留的一些液体可能通过胶囊的底部开口滴落。
[0019]这是不希望的，因为如果消费者已经从机器下方抽出杯子，或者当消费者将用过的胶囊移动到垃圾箱时，这导致脏乱和不清洁，并且还因为在杯子仍置于机器下方的情况下额外量的饮料被分配到杯子中，这样与饮用份量不对应。
[0020]因此，本发明的一个目的是提供克服了已知胶囊的缺陷的胶囊，其包括不管饮料制备或分配的条件如何都能确保不发生滴落的系统。此外，另一个目的是提供对于胶囊内部和外部之间的温度和压力差异不敏感的系统。此方案还应是食品安全的，并且生产成本低。
【发明内容】
[0021]本发明涉及一种包含饮料配料的胶囊，该胶囊适于功能性地插入食品制备机器中，所述胶囊包括限定腔室的壁，在所述腔室中，通过将所述配料与由所述机器在压力下注入其中的流体混合来制备所述饮料，所述胶囊还包括分配开口，以及在所述腔室内部的压力升高的作用下打开的打开装置，其特征在于，所述打开装置包括能够将胶囊的腔室连接到分配开口的刚性导流通道，以及可在所述通道中在以下位置之间移动的装有弹簧的刚性活塞插头(piston plug):
[0022](i)封闭位置，在该位置所述腔室的压力低于第一预定压力Pc，活塞弹簧处于不工作状态，并且活塞插头密封抵靠通道壁的密封部分，
[0023](ii)分配位置，在该位置所述腔室的压力等于或者高于Pc，活塞弹簧发生弹性变形，并且活塞插头移动远离通道壁，从而饮料可通过所述通道流出所述胶囊。
[0024]可以理解的是，Pc是临界压力，超过该压力时，胶囊本身打开以允许饮料流出。Pc优选在0.003和5巴之间，更优选在0.1和3巴之间，并且最优选在0.5和2巴之间。
[0025]有意思的是，装有弹簧的活塞具有如下优点:它是对于饮料制备条件(例如，温度和压力)不敏感的纯机械元件。这尤其重要，即使在通过通道分配的饮料具有高温度的情况下，弹簧仍是可靠的并且其变形不受影响，这不同于本领域中已知的其他阀方案，例如橡胶开口阀。对于这样的开口阀，温度和压力会影响阀缘的几何形状和变形特性，并且例如当分配压力高(在3和15巴之间)以及温度在60_70°C以上时重新闭合的性能无法得到保证。此外，不同于根据本发明的机械活塞插头，已知的方案(诸如柔性橡胶或硅树脂开口阀)很昂贵。此外，本发明的另一个优点是压力越高，分配开口打开得越宽。
[0026]重要的是，“装有弹簧的活塞插头”指的是致动活塞插头的弹簧可以是整个活塞的一体式部分，但是其本身也可以是独立部分，或者其还可以与胶囊壁一体地形成。但是，优选地，弹簧部件与活塞插头一体地制成，然后整个活塞(插头加上弹簧)被组装到胶囊壁上。
[0027]所述活塞插头优选地可沿所述通道的垂直对称轴线平移运动。
[0028]在本发明的第一实施例中，弹簧包括与所述插头一体地形成的多个可变形的波状的臂，每个臂具有基本平行于所述插头的纵向轴线的纵向轴线。
[0029]在本发明的第二实施例中，弹簧包括从活塞