КАПСУЛА И СИСТЕМА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ
CAPSULE AND SYSTEM FOR PREPARATION OF BEVERAGES

Изобретение относится к капсуле для приготовления напитков, в частности капсуле, содержащей внутри порошкообразное пищевое вещество, которое позволяет приготовление напитка путем пропускания через него горячей воды. Это изобретение также относится к системе для приготовления напитков, которая содержит упомянутую капсулу.
В частности, хотя настоящее изобретение может быть применено как в случае веществ, предназначенных для обеспечения напитка, подлежащего приготовлению после того, как они практически полностью растворены в горячей воде, так и в случае порошкообразных пищевых веществ, предназначенных для приготовления напитка путем экстракции (такие как кофейный порошок), оно предпочтительно предназначено для последнего типа капсул.
Более конкретно, это изобретение имеет целью определение новой капсулы, которая предпочтительно может быть использована в кофемашинах системы, широко распространенной в настоящее время на рынке, в которых капсулы обычно состоят из чашеобразного алюминиевого тела, закрытого сверху листом алюминия, который обладает меньшей способностью сопротивления. Кофемашины, используемые в упомянутой системе, содержат первую часть и вторую часть, которые являются подвижными относительно друг друга между рабочим положением и исходным положением. Первая часть образует оболочку или корпус, в который может быть вставлена капсула, при этом внутренняя сторона корпуса снабжена прокалывающими элементами, которые, при использовании, прокалывают нижний участок чашеобразной капсулы. В рабочем положении первая часть и вторая часть зажимают капсулу в корпусе, образуя водонепроницаемое уплотнение снаружи капсулы. Таким образом, когда горячая вода под давлением подается в корпус, она распространяется через отверстия, выполненные прокалывающим элементом, и вызывает увеличение внутреннего давления, что делает верхний закрывающий лист выпуклым, затем упомянутый верхний закрывающий лист прорывается на прокалывающих средствах, которые прикреплены ко второй части. На этом этапе напиток может выходить из капсулы и быть выполненным с возможностью вытекания наружу из машины через подходящие трубки.
Некоторые примеры капсул и систем уровня техники можно найти в следующих документах: US 2012/070543 A1; DE 10 2010 027485 A1; US 2013/084363 A1; EP 2 133 285 A1; US 2007/068395 A1; US 2011/274794 A1; US 2011/185910 A1; WO 2013/136209 A1.
Однако системы уровня техники - не без недостатков. В частности, часто для приготовления кофе "эспрессо" системы уровня техники не способны приготовить напиток с органолептическими свойствами, достаточно близкими к таковым, которые могут быть получены с использованием профессиональных машин барного типа, которые были бы желательны.
В частности, в системах уровня техники поток воды через капсулу не является достаточно однородным через весь порошок и в течение всего цикла приготовления напитка. Кроме того, во многих случаях порошкообразное пищевое вещество не имеет соответствующей степени сжатия для оптимальной подачи.
В этом контексте технической целью, которая образует основу этого изобретения, является создание капсулы для приготовления напитков, которая преодолевает вышеупомянутые недостатки.
В частности, технической целью этого изобретения является создание капсулы для приготовления напитков, которая гарантирует то, что все порошкообразное пищевое вещество становится полностью влажным на протяжении всей подачи напитка.
Также технической целью этого изобретения является создание капсулы для приготовления напитков, которая гарантирует улучшенное сжатие порошкообразного пищевого вещества во время экстрагирования.
Определенная техническая цель и вышеуказанные цели по существу достигаются с помощью капсулы для приготовления напитков, как описано в приложенной формуле изобретения.
Другие признаки и преимущества этого изобретения являются более очевидными в подробном описании, приведенном ниже, со ссылками на некоторые предпочтительные, неограничивающие варианты выполнения капсулы для приготовления напитков, иллюстрированные на сопровождающих чертежах, в которых:
- Фиг.1 представляет собой схематичное аксиальное сечение согласно первому варианту выполнения капсулы, выполненной по изобретению;
- Фиг.2 представляет собой аксонометрический вид снизу капсулы согласно Фиг.1;
- Фиг.3 представляет собой аксиальное сечение капсулы согласно Фиг.1, частично вставленной в устройство по изобретению, размещенной в нерабочей конфигурации;
- Фиг.4 представляет собой схематичный вид как капсулы, так и устройства согласно Фиг.3, с устройством в рабочей конфигурации;
- Фиг.5 представляет собой схематичный аксиальный разрез согласно второму варианту выполнения капсулы, выполненной по изобретению;
- Фиг.6 представляет собой аксонометрический вид снизу капсулы согласно Фиг.5;
- Фиг.7 представляет собой аксиальное сечение капсулы согласно Фиг.5, вставленной в устройство по изобретению, размещенное в рабочей конфигурации;
- Фиг.8 изображает альтернативный вариант выполнения того, что показано на Фиг.7.
Со ссылкой на сопровождающие чертежи позицией 1 обозначена в целом капсула для приготовления напитков по изобретению. Подобно капсулам уровня техники, как указано, капсула согласно этому изобретению также содержит порошкообразное пищевое вещество (не изображенное на сопровождающих чертежах), которое позволяет приготовление напитка путем пропускания горячей воды через него и которое содержится в окружающей камере 2, образованной внутри чашеобразного вмещающего корпуса 3. Вмещающий корпус 3 содержит трубчатую боковую стенку 4, содержащую первый край 5 и второй край 6 на противоположных концах. Нижний участок 7, присоединенный к первому краю 5, продолжается поперечно к боковой стенке 4 (и к центральной оси капсулы 1) и, таким образом, закрывает окружающую камеру 2 на одной стороне. На втором краю 6 боковая стенка 4 образует радиальный фланец 8, продолжающийся наружу от капсулы 1 и к которому прикреплен закрывающий элемент 9 (предпочтительно с помощью уплотнения или приклеивания), при этом закрывающий элемент также продолжается поперечно к центральной оси и, таким образом, закрывает другую сторону окружающей камеры 2, на которой, по меньшей мере, во время этапа изготовления капсулы 2 имеется смотровое отверстие для достижения окружающей камеры 2, ограниченной вторым краем 6 боковой стенки. Фактически, во время изготовления капсул смотровое отверстие используется для наполнения окружающей камеры 2 перед тем, как закрывающий элемент 9 фиксируется на месте.
Как описано более подробно ниже, нижний участок 7 вставлен, при использовании, для образования подающей секции для подачи горячей воды в капсулу 1, предпочтительно после того, как он прокалывается с помощью используемого устройства.
В свою очередь, закрывающий элемент 9 предназначен для образования, при использовании, выдачной секции для напитка, предпочтительно после его прокалывания используемым устройством.
Согласно новаторскому аспекту этого изобретения, капсула 1 также содержит фильтрующий элемент 10, который является проницаемым для воды и непроницаемым для порошкообразного вещества (по меньшей мере, в отношении среднего размера частиц упомянутого вещества или большей части интервала размера его частиц), который размещен внутри камеры 2 между порошкообразным пищевым веществом и нижним участком 7. В частности, фильтрующий элемент 10 просто опирается на нижний участок 7 и поэтому свободно смещен от нижнего участка 7, соответственно к внутренней части камеры 2 или к закрывающему элементу 9, если не считать сопротивления, создаваемого порошкообразным пищевым веществом (фактически, перемещение фильтрующего элемента 10 может обычно достигаться только за счет частичного сжатия порошкообразного пищевого вещества).
Предпочтительно, в терминах размера и/или используемых материалов фильтрующий элемент 10 выполнен таким образом, чтобы, при использовании, прокалывающий элемент устройства для приготовления напитка, в котором капсула 1 предназначена для использования, который вводится через нижний участок 7, заставлял фильтрующий элемент 10 перемещаться к закрывающему элементу 9 без его прокалывания или, по меньшей мере, без его полного прокалывания.
В предпочтительном варианте выполнения фильтрующий элемент 10 содержит, но предпочтительно образован по меньшей мере из одного слоя материала, который является проницаемым для воды, предпочтительно такого как нетканая ткань или иной подобный материал (такого как тонкие синтетические волокна, например, из полиэстера, которые были подвергнуты прессованию). В случае, показанном в сопровождающих чертежах, фильтрующий элемент 10 состоит из диска из материала, проницаемого для воды, длина которого по существу равна длине нижнего участка 7.
3
2
2
В частности, предпочтительно, что он представляет собой диск, который имеет толщину приблизительно 2 мм, образованный из нетканого материала, выполненного из полиэстерных волокон, имеющего плотность 0.1 г/см и вес на единицу площади поверхности приблизительно 200 г/м. Он также имеет проницаемость для воздуха, измеренную при 200 Па, 810 л/дммин. Кроме того, в предпочтительном варианте выполнения, слой материала, проницаемый для воды, имеет толщину по меньшей мере в пять раз больше средней толщины нижнего участка 7. Фактически, таким образом, можно гарантировать, что слой имеет сопротивление прокалыванию и разрыву, которое значительно больше, чем таковое для нижнего участка 7, поэтому прокалывающее средство, которое прокалывает нижний участок 7, не может прокалывать фильтрующий элемент 10 (однако этот результат также достигается благодаря тому, что при прокалывании, пока нижний участок 7 по существу остается стационарным из-за фиксации на месте капсулы 1 и, следовательно, боковой стенки 4, к которой присоединен нижний участок 7, в используемом устройстве, фильтрующий элемент 10 по существу свободно перемещается).
Однако в альтернативном варианте выполнения возможен случай, в котором фильтрующий элемент 10, в отличие от этого, содержит жесткое или полужесткое тело, выполненное из пластикового материала.
Во всех предпочтительных вариантах выполнения фильтрующий элемент 10 по существу имеет длину, соответствующую длине всего нижнего участка 7, и/или имеет проницаемость для воды, которая по существу однородна по всей ее длине.
В иллюстрированном варианте выполнения боковая стенка 4 предпочтительно образована из жесткого или полужесткого пластикового материала.
В соответствии с не иллюстрированным вариантом выполнения нижний участок 7 полностью состоит из того же материала, что и боковая стенка 4, и боковая стенка 4 и нижний участок 7 образуют цельную часть.
В отличие от этого согласно предпочтительному варианту, изображенному на сопровождающих чертежах, нижний участок 7 содержит, по меньшей мере, первый лист 11 из материала, имеющего сопротивление прокалыванию и разрыву, которое является меньше, чем таковое для материала, образующего боковую стенку 4. Предпочтительно, что первый лист 11 содержит по меньшей мере один слой из алюминия.
Кроме того, в предпочтительном варианте выполнения нижний участок 7 также содержит жесткую или полужесткую кольцевую зону 12, выполненную за одно целое с боковой стенкой 4 и продолжающуюся радиально к центральной оси от первого края 5 боковой стенки 4. Первый лист 11 прикреплен к кольцевой зоне 12 или на внешней стороне капсулы 1 (Фиг.1-4), или на внутренней стороне капсулы 1 (Фиг.5-8) предпочтительно путем уплотнения или приклеивания.
Закрывающий элемент 9 также состоит из второго листа из материала, имеющего сопротивление прокалыванию и разрыву, которое является меньшим, чем таковое для материала, образующего боковую стенку 4, предпочтительно такое же или подобное первому листу 11.
Наконец, это изобретение также относится к системе 13 для приготовления напитков, которая содержит как капсулу 1 такого типа, который описан выше, так и экстрагирующее устройство 14 для приготовления напитка путем создания потока горячей воды, проходящей через капсулу 1.
Хотя устройство 14, как таковое, является подобным устройствам уровня техники, его взаимодействие с капсулой 1 образует другой инновационный аспект этого изобретения.
Устройство 14 содержит первую часть 15, образующую корпус 16 для капсулы 1, и вторую часть 17. Предпочтительно, что в предпочтительном варианте выполнения корпус 16 также по существу является главным образом чашеобразным и содержит верхнее вставочное отверстие 18, окруженное кольцевым краем 19 первой части 15. Корпус 16 и кольцевой край 19 конфигурированы таким образом, чтобы капсула 1 могла быть вставлена в корпус 16 с ее радиальным фланцем 8, опирающимся на кольцевой край 19. В отличие от этого вторая часть 17 предпочтительно конфигурирована таким образом, чтобы она образовывала тип крышки, присоединяемой к кольцевому краю 19 для закрывания корпуса 16.
Первая часть 15 и вторая часть 17 являются подвижными относительно друг друга между рабочим положением, в котором они зажимают между ними капсулу 1, вставленную в корпус 16, и исходным положением, в котором они позволяют введение и удаление капсулы 1, соответственно, внутрь и из корпуса 16. В показанном варианте выполнения в рабочем положении фланец 8 капсулы 1 остается зажатым между второй частью 17 и кольцевым краем 19 первой части 15 (Фиг.4, 7 и 8) таким образом, чтобы создавать водонепроницаемое уплотнение.
Один или более прокалывающих элементов 20 связаны с корпусом 16 для прокалывания нижнего участка 7 капсулы 1, вставленной в корпус 16, по меньшей мере, когда первая часть 15 и вторая часть 17 находятся в рабочем положении. В показанном варианте выполнения прокалывающие элементы 20 представляют собой три металлических ножа (не обязательно острых), которые прикреплены на нижней части корпуса 16. Однако в других вариантах выполнения они могут иметь другую форму.
Средства подачи воды функционально связаны с корпусом 16 для подачи воды, при использовании, в капсулу 1 через нижний участок 7, проколотый одним или более прокалывающими элементами 20. Для этой цели в предпочтительном варианте выполнения подающие устройства содержат трубку 21 для воды, которая идет к корпусу 16 около прокалывающих элементов 20.
Имеются также прокалывающие средства для прокалывания закрывающего элемента 9, по меньшей мере, когда капсула 1 вставлена в корпус 16, первая часть 15 и вторая часть 17 находятся в рабочем положении и давление камере 2 превышает заданную величину. В показанном варианте выполнения прокалывающие средства содержат множество приподнятых элементов 22, прикрепленных ко второй части 17, на которой закрывающий элемент 9 может разрываться, когда давление внутри капсулы 1 возрастает до заданной величины после подачи горячей воды под давлением в камеру 2.
Связанные с прокалывающими средствами, имеются средства подачи напитка, которые позволяют течение напитка, который выходит через закрывающий элемент 9, наружу из устройства 14 (в показанном варианте выполнения средства подачи напитка содержат непоказанную трубку, которая проходит через вторую часть 17).
Как уже указывалось, согласно этому изобретению, когда капсула 1 вставлена в корпус 16 и первая часть 15 и вторая часть 17 находятся в рабочем положении, один или более прокалывающих элементов 20 полностью проходят через нижний участок 7 и находятся в контакте с фильтрующим элементом 10. Более конкретно, в зависимости от обстоятельств и/или вариантов осуществлений, согласно этому изобретению или прокалывающие элементы 20 не прокалывают фильтрующий элемент 10 совсем (Фиг.4 и 7), или они частично прокалывают его, но без полного прохождения через него (Фиг.8). Однако в обоих случаях предпочтительно, что в рабочем положении прокалывающие элементы 20 удерживают фильтрующий элемент 10 на расстоянии от нижнего участка 7 (Фиг.4, 7 и 8).
Кроме того, с оперативной точки зрения, во время прохождения первой части 15 и второй части 17 из исходного положения в рабочее положение (промежуточное положение, между двумя, показано на Фиг.7) один или более прокалывающих элементов 20 сначала проходят через нижний участок 7, образуя одно или более отверстий в нем, затем вступают в контакт с фильтрующим элементом 10 и только частично вводятся в него без полного прохождения через него, и/или они заставляют фильтрующий элемент перемещаться далее от нижнего участка 7.
Наконец, в предпочтительном варианте выполнения, в котором нижний участок 7 содержит кольцевую зону 12, прикрепленную к боковой стенке 4, и первый лист 11, прикрепленный к ней, кольцевая зона 12 ограничивает отверстие так, что когда капсулу 1 вставляют в корпус 16 устройства 14 и первая часть 15 и вторая часть 17 находятся в рабочем положении, прокалывающие элементы 20 проходят через нижний участок 7 только на первом листе 11, без воздействия на кольцевую зону 12.
В терминах операции, когда капсулу 1 вводят в корпус 16, сначала она опирается с помощью нижнего участка 7 на прокалывающие элементы 20 и радиальный фланец 8 остается на расстоянии от кольцевого края 19. Затем окончательный проход первой части 15 и второй части 17 в рабочее положение зажимает фланец 8 на кольцевом крае 19 и прижимает нижний участок 7 к прокалывающим элементам 20, разрывая его. Как только прокалывающие элементы 20 проходят через нижний участок 7, они вступают в контакт с фильтрующим элементом 10 и отодвигают его от нижнего участка 7, преодолевая сопротивление порошкообразного вещества, которое, таким образом, может быть частично сжато. В зависимости от достигнутого равновесия между усилием, приложенным прокалывающими элементами 20, и сопротивлением порошкообразного вещества и в зависимости от материала, образующего фильтрующий элемент 10, по меньшей мере, в зоне контакта с прокалывающими элементами 20 прокалывающие элементы 20 либо совсем не воздействуют на фильтрующий элемент 10, либо лишь частично прокалывают его, без полного прохождения через фильтрующий элемент.
После того как первая часть 15 и вторая часть 17 находятся в рабочем положении, подающие средства начинают подачу горячей воды в корпус 16 и из корпуса в камеру 2 через отверстия, выполненные с помощью прокалывающих элементов 20.
После того как вода введена в капсулу 1 и находится в свободном пространстве между фильтрующим элементом 10 и нижним участком 7, фильтрующий элемент 10 действует как распределитель для воды. Фактически, вода может проходить через фильтрующий элемент 10 по всей поверхности фильтрующего элемента 10, тем самым равномерно распределяясь во всем объеме порошкообразного вещества. Кроме того, часть воды может достигать порошкообразное вещество, расположенное вдоль боковой стенки 4, распространяясь в нем непосредственно через любой зазор, который может находиться периметрически между фильтрующим элементом 10 и боковой стенкой 4.
Это изобретение приносит важные преимущества.
Во-первых, благодаря этому изобретению можно обеспечить капсулу для приготовления напитков, которая обеспечивает то, что все порошкообразное вещество становится полностью влажным во время всей подачи напитка, поскольку наличие фильтрующего элемента предупреждает образование предпочтительных каналов для воды, которые возникают, в отличие от этого, в капсулах уровня техники.
Во-вторых, благодаря перемещению фильтрующего элемента можно добиться частичного сжатия порошкообразного вещества, таким образом, улучшая его экстракцию после последующего прохождения горячей воды.
Наконец, после завершения подачи фильтрующий элемент также может предохранять порошкообразное вещество от случайного выхода из капсулы.
Наконец, следует заметить, что это изобретение является относительно легким в изготовлении и что даже затраты, связанные с осуществлением настоящего изобретения, не являются слишком высокими. Настоящее изобретение, описанное выше, может быть модифицировано и приспособлено различными способами, тем самым не выходя за рамки объема концепции настоящего изобретения. Кроме того, все детали настоящего изобретения могут быть заменены другими технически эквивалентными элементами и используемые материалы, а также формы и размеры различных компонентов могут изменяться в соответствии с требованиями.