ОДНОРАЗОВАЯ КАПСУЛА ДЛЯ НАПИТКОВ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ЕЕ ОТКРЫВАНИЯ
DISPOSABLE CAPSULE FOR DRINKS (VERSIONS) AND METHOD OF ITS OPENING

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к капсуле одноразового использования, содержащей, например, порошок из измельченных продуктов и предназначенной для приготовления таких напитков, как кофе, чай или им подобные в разливочных аппаратах. Изобретение также относится к способу открывания указанной капсулы.
В последующем описании, в котором указаны особенности изготовления контейнеров, выполненных в виде одноразовой капсулы для приготовления напитков, имеется в виду, что принципы настоящего изобретения могут применяться к любому типу герметичных контейнеров для пищевых продуктов, которые должны открываться для высвобождения своего содержимого или позволять смешивание с другими продуктами или веществами перед или во время удаления содержимого из указанного контейнера.
Уровень техники
Европейский патент ЕР 1440910, например, относится к одноразовой капсуле для приготовления напитков из пищевого продукта, содержащего жидкое или порошковое молоко или жареный либо молотый кофе, чай и т.д.
В настоящее время капсулы одноразового использования для приготовления напитков изготавливаются из пластических материалов, таких как полиолефины (например, полипропилен и полиэтилен и/или их сополимеры) или слоистые пленки из полиолефинов и алюминия, подходящие для пищевых продуктов. В патенте US 4646626 (Tuttoespresso) раскрыты капсулы из пластического материала с одним или несколькими отверстиями на крышке для обеспечения возможности пропускать воду под давлением во время их использования. Напиток выходит из капсулы через отверстие в дне и через расположенный ниже коллектор. Для предотвращения окисления и ухудшения органолептических характеристик продукта из-за наличия отверстий капсулы поставляются в герметичной упаковке, например, такой, как так называемые «блистеры» («blisters»).
Капсула, таким образом, герметично упакована между предварительно изготовленным поддоном из пластического материала и пленкой из пластика или алюминия. Пленка должна сниматься для обеспечения возможности использования капсулы в разливочном аппарате.
Такое решение не подходит для использования капсулы в автоматическом разливочном аппарате. Действительно, как только капсулы вынуты из их герметичной упаковки и установлены в автоматическое устройство, они больше не являются герметичными, а качество продукта (например, молотого кофе), как указано выше, может ухудшиться.
Известно, что одноразовые капсулы должны во время их использования иметь перфорацию. Однако перфорация капсулы во время ее использования производится одной или несколькими иглами или прокалывающими средствами, которые пронзают капсулу снаружи. Прорыв стенок контейнера или их перфорация может вызвать выброс частиц самой капсулы, которые попадут внутрь контейнера, смешиваясь с пищевым продуктом. В результате этого разливаемый напиток может оказаться неприятным и иметь малоаппетитный вид или, хуже того, может содержать посторонние примеси.
Патент US 5656316 (Nestec), например, относится к одноразовой капсуле для напитков, верхняя стенка которой может быть перфорирована трубкой для подачи воды под давлением внутрь капсулы. Коллектор для напитка расположен под нижней стенкой капсулы, которая прорывается от деформации под воздействием внутреннего давления в капсуле, что обеспечивает выпуск полученного напитка. В этом варианте конструкции в разливочном аппарате предусмотрено средство для открывания капсулы, недостатком которого является соприкосновение с напитком, в результате чего возникают проблемы перекрестного загрязнения при использовании капсул для различных напитков.
Другим примером системы для открывания капсулы посредством подвижных игл или прокалывающих средств является капсула, описанная в международной заявке WO 2004/026091 (Kraft).
Международная заявка WO 02/081337 (Tuttoespresso) относится к капсуле, герметизированной в ее верхней части стенкой, которую можно перфорировать. Перфорация стенки выполняется движущимся поршнем внутри капсулы. Как показано на Фиг.4 и 5 заявки WO 02/081337, движущийся поршень перемещается в направлении верхней стенки капсулы внешним прокалывающим компонентом, проникающим через дно капсулы. Недостатком такого варианта конструкции является то, что требуется наличие движущегося компонента, результатом чего являются затраты на его производство и сборку.
Таким образом, имеется потребность в создании герметичной капсулы, содержащей продукт для приготовления напитков, дешевой и легкой в изготовлении, которая может использоваться как с автоматическими разливочными аппаратами, так и с устройствами, загружаемыми вручную, и которая не требует изменений в конструкции самих устройств и дает возможность использования известных капсул, например, упакованных в блистеры.
Традиционные капсулы имеют еще один недостаток. Количество продукта, помещаемого внутрь капсулы, зависит от типа подаваемого напитка. Например, капсулы, используемые для растворимых напитков, обычно содержат примерно 20 граммов растворимого порошка, тогда как капсулы, используемые для приготовления кофе, обычно содержат примерно 10 граммов порошка кофе. Следовательно, объем капсулы при ее разработке должен быть приспособлен для различного использования. Обычно капсулы для растворимых напитков имеют размеры больше, чем соответствующие размеры капсул для кофе, например, высота капсулы для растворимых напитков может быть больше, чем высота капсул для кофе. Следовательно, разливочные аппараты должны быть сконструированы таким образом, чтобы быть совместимыми с различными имеющимися капсулами.
Таким образом, существует потребность в создании капсул, имеющих по мере возможности стандартизированные размеры. Требуется создать капсулы заданных размеров, которые могут быть использованы как для растворимых напитков, так и для кофе, или, более обобщенно, капсулы, которые могут быть использованы также и для растворимых напитков, даже в случае, если количество дозы, содержащейся в капсуле, отличается в различных случаях.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение направлено на создание герметичной одноразовой капсулы для напитков и пищевых продуктов, которая просто и эффективно устраняет недостатки известных устройств, будучи в то же время дешевой в изготовлении и простой в использовании.
В связи с этим задачей изобретения является создание капсулы, обеспечивающей возможность ее открывания исключительно при использовании, причем раздача напитка или пищевого продукта и открывание капсулы должны выполняться одновременно.
Другой задачей настоящего изобретения является создание одноразовой капсулы, пригодной для ее герметизации при регулируемом составе воздуха, или в вакуумной упаковке без использования других упаковок для капсулы для сохранения органолептических свойств напитка.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание одноразовой капсулы, которая позволяет предотвратить или, хотя бы, ограничить по мере возможности вероятность выброса частиц капсулы во время ее открывания.
Эти и другие задачи решаются настоящим изобретением, относящимся к одноразовой капсуле для приготовления напитка из помещенного в нее пищевого продукта, содержащей несколько стенок, средство для слива напитка, средство подачи жидкости внутрь капсулы, пленку для изолирования указанного средства подачи жидкости от внешней среды и средства для перфорации указанной пленки (4), при этом согласно изобретению средства для перфорации пленки прикреплены к капсуле, а по меньшей мере часть пленки выполнена с возможностью перемещения между исходным положением и положением, в котором она входит в контакт со средствами для ее перфорации.
Преимущественно пленка выполнена деформируемой, так что ее перемещение из исходного положения в положение, при котором она входит в контакт со средствами для ее перфорации, происходит за счет ее деформации.
Предпочтительно пленка для изолирования указанного средства подачи жидкости от внешней среды прикреплена к деформируемой части капсулы.
Кроме того, средства для перфорации пленки могут находиться внутри капсулы.
Предпочтительно средства для перфорации пленки расположены, по меньшей мере, между стенкой капсулы и пленкой и преимущественно представляют собой один или более режущих выступов, расположенных на стенке капсулы, лежащей под пленкой. При этом желательно, чтобы режущие выступы были расположены в соответствии со сквозными отверстиями, выполненными в стенке капсулы, лежащей под пленкой. Указанные сквозные отверстия могут быть наклонены относительно вертикальной оси капсулы.
Предпочтительно по меньшей мере часть верхней стенки капсулы состоит из указанной пленки, а режущие выступы прикреплены к одной или более внутренней стенке капсулы. При этом указанная пленка может быть выполнена многослойной, включающей в себя пленки из пластического материала, алюминия, наклеек и т.д.
Преимущественно средство для слива напитка может представлять собой заслонку в основном квадратной формы, выполненную с возможностью прокалывания элементом для прокалывания, находящимся снаружи капсулы и имеющим в основном круглую часть, диаметр которой меньше или равен стороне заслонки. Кроме того, средство для слива напитка может быть выполнено в виде отверстия, закрытого разрушаемой пленкой.
Задачей настоящего изобретения является также создание способа открывания одноразовой капсулы, который позволит предотвратить или, хотя бы, ограничить по мере возможности вероятность выброса частиц капсулы во время ее открывания.
Эта задача решается в способе открывания капсулы для приготовления напитка из помещенного в нее пищевого продукта, содержащей несколько стенок, средство для слива напитка, средство подачи жидкости в капсулу, пленку для изолирования указанного средства подачи жидкости от внешней среды и средства для перфорации указанной пленки, согласно которому пленку приводят в соприкосновение хотя бы с частью средств для ее перфорации.
Предпочтительно, чтобы при открывании капсулы дополнительно прикладывали давление, по меньшей мере, к части указанной пленки для ее деформирования и приведения в соприкосновение со средствами для ее перфорации. При этом давление прикладывают посредством воды и обеспечивают протекание воды через две или более внутренние емкости капсулы, при этом каждая емкость может содержать хотя бы один продукт.
Другой задачей настоящего изобретения является создание капсулы для приготовления различных напитков (или других подобных пищевых продуктов), совместимой с автоматическими или загружаемыми вручную разливочными аппаратами, что даст возможность помещения в капсулу различных доз продуктов без необходимости изменения внешних размеров капсулы, причем каждая доза может иметь соответствующую плотность в зависимости от вида разливаемого напитка.
Данная задача, а также указанные выше задачи решаются в одноразовой капсуле для приготовления напитка из помещенного в нее пищевого продукта согласно другому варианту выполнения. Во втором варианте выполнения, одноразовая капсула, содержащая несколько стенок и средство для слива напитка, согласно изобретению содержит по меньшей мере один элемент для разделения внутренней емкости капсулы на две или более емкости для размещения, по меньшей мере, указанного продукта, причем указанный элемент для разделения прикреплен к капсуле и представляет собой по существу цилиндрическую полую распорку для удержания пищевого продукта между ее верхней стенкой и верхней стенкой капсулы, при этом верхняя стенка распорки имеет связь по жидкости с нижней стенкой капсулы.
Преимущественно указанный элемент для разделения выполнен отдельно от капсулы с возможностью размещения внутри нее.
Предпочтительно в каждую из указанных емкостей помещен по меньшей мере один пищевой продукт.
Одноразовая капсула в данном варианте выполнения может дополнительно содержать по меньшей мере один фильтр для удержания твердой части пищевого продукта в процессе слива напитка при его приготовлении.
Предпочтительно цилиндрическая полая распорка установлена в нижней части капсулы посредством соединения с посадкой.
В одноразовой капсуле в соответствии с данным вариантом ее выполнения, так же как и в описанном выше варианте, средство для слива напитка представляет собой заслонку в основном квадратной формы, выполненную с возможностью прокалывания элементом для прокалывания, находящимся снаружи капсулы и имеющим в основном круглую часть, диаметр которой меньше или равен стороне заслонки.
Кроме того, указанный элемент для разделения внутренней емкости капсулы может дополнительно содержаться и в одноразовой капсуле, соответствующей первому из описанных выше вариантов ее выполнения.
Как подробно показано в последующем описании, средства для перфорации капсулы производят перфорацию пленки при ее деформации под воздействием внешнего давления, например, необходимого для приготовления напитка, т.е. давления, производимого напором подаваемой горячей воды на капсулу и на ее пленку.
Капсула в соответствии с настоящим изобретением имеет множество преимуществ по сравнению с предшествующими решениями. Действительно, пленка, которая герметизирует предложенную капсулу, перфорируется прикрепленным к капсуле средством для перфорации именно во время использования капсулы. Таким образом, в отличие от известных капсул пленка не должна вручную отделяться от данной капсулы до ее использования и не должна перфорироваться средствами, предусмотренными в устройствах, поставляемых вместе с капсулой (как в капсуле по патенту US 5656316). Капсула в соответствии с настоящим изобретением проста в упаковке и использовании, а также гарантирует стандарты высокого качества для содержащегося в ней продукта питания, который долгое время сохраняется неизменным в оптимальном состоянии консервации и органолептических свойств.
По сравнению с вариантом конструкции по международной заявке WO 02/081337 капсула в соответствии с настоящим изобретением имеет упрощенную конструкцию, поскольку поверхности для перфорации пленки закреплены, что позволяет полностью изолировать пищевой продукт от внешней среды, в результате чего он лучше сохраняется.
Специалисту будет ясно, что капсула в соответствии с настоящим изобретением особенно подходит для использования в устройствах для приготовления кофе или напитков. Действительно, пленка капсулы может быть смещена в направлении режущих выступов водой под давлением, подаваемой такими разливочными аппаратами. Таким образом, пленка разрывается только во время использования капсулы, давая возможность воде поступать в саму капсулу.
В соответствии со вторым вариантом капсула, снабженная элементом для разделения, содержит различные продукты для напитка в различных емкостях или камерах, разграниченных указанным элементом. Например, кофе может помещаться в верхней камере, а порошковое (или жидкое) молоко - в нижней камере.
Капсула согласно настоящему изобретению чрезвычайно эффективна, поскольку она может быть использована как для приготовления растворимых напитков, так и для приготовления кофе из молотого порошка. В первом случае капсула не имеет элемента для разделения, и ее внутренняя емкость является максимальной. Во втором случае элемент для разделения вставлен в капсулу перед ее наполнением порошком кофе, и ее внутренняя емкость разделена таким образом на нижнюю емкость и верхнюю емкость, которая, например, уменьшена до объема, необходимого для помещения сниженной дозы пищевого продукта, сохраняющего в то же время желаемую степень плотности. Таким образом, можно использовать одну и ту же капсулу, имеющую фиксированный внешний размер, т.е. не требуется использовать две различные капсулы разных размеров, каждая из которых предназначена для приготовления напитка одного типа.
Изменяя размер вставки и, таким образом, изменяя разделение внутренней емкости капсулы, в нее можно помещать соответствующее вкусу потребителя количество пищевого продукта с нужной степенью плотности. Иными словами, напиток, приготовленный с использованием капсулы, может быть более или менее разбавленным, что также зависит от степени плотности заключенного в капсулу продукта.
Таким образом, элемент для разделения в соответствии с изобретением позволяет подобрать степень плотности для приготовления напитков, разбавленных в разной степени в соответствии, например, с требованиями в различных странах.
По этим причинам элемент для разделения имеет заранее определенные размеры, то есть, он калиброван так, чтобы обеспечить разделение емкости капсулы в зависимости от качества и количества напитка, который нужен пользователю в соответствии с его вкусом. Элемент для разделения емкости должен противостоять давлению, производимому водой и пищевым продуктом во время приготовления напитка, не подвергаясь деформациям, которые могут стать причиной нежелательного перепуска сухого продукта к наружной стороне этого элемента и фильтра вдоль стенок капсулы. В связи с этим, элемент для разделения предпочтительно должен быть выполнен так, чтобы его конструкция оптимально выдерживала различные давления, возникающие в капсуле в зависимости от различных количеств и степеней измельчения содержащегося в капсуле продукта и от различного давления нагнетаемой воды. Действительно, в разных странах при розливе часто предусмотрены различные давления, так же как и различные количества продукта, частицы которого к тому же должны иметь определенный размер. Например, вставка должна быть спроектирована так, чтобы противостоять давлениям в диапазоне от 1,5 бар до 20 бар, чаще от 3 бар до 15 бар, и дать возможность элементу с фильтром (присоединенному к той же вставке или предусмотренному в ней) функционировать, не подвергаясь деформации.
Краткое описание чертежей
Дополнительные характеристики и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными благодаря следующему описанию, представленному в качестве не ограничивающего примера, со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, на которых:
- фиг.1 показывает перспективное изображение капсулы с пространственным разделением ее деталей в соответствии с настоящим изобретением;
- фиг.2А показывает вид сверху детали капсулы, изображенной на фиг.1;
- фиг.2В и 2С показывают два разреза детали, изображенной на фиг.2А;
- фиг.3А показывает вид сверху детали альтернативного варианта конструкции капсулы в соответствии с настоящим изобретением;
- фиг.3В и 3С показывают два разреза детали, изображенной на фиг.3А;
- фиг.4А-4С показывают три проекции, соответственно вид сбоку, вид сверху и вид снизу капсулы, изображенной на фиг.1 в собранном виде;
- фиг.5 показывает разрез по А-А капсулы, изображенной на фиг.4;
- фиг.6 показывает разрез капсулы в соответствии с изобретением;
- фиг.6А показывает перспективное изображение с пространственным разделением деталей другой капсулы в соответствии с изобретением;
- фиг.6В показывает поперечный разрез капсулы, изображенной на фиг.6А;
- фиг.6С показывает перспективное изображение другой капсулы с пространственным разделением ее деталей в соответствии с изобретением;
- фиг.6D показывает поперечный разрез капсулы, изображенной на фиг.6С;
- фиг.7 показывает разрез другой капсулы в соответствии с изобретением для приготовления растворимых напитков;
- фиг.8 показывает разрез капсулы, изображенной на фиг.3А;
- фиг.9 показывает разрез альтернативного варианта конструкции капсулы, изображенной на фиг.7;
- фиг.10 показывает прерывистой линией схематический вид конфигурации нижней стенки капсулы, изображенной на фиг.1.
Осуществление изобретения
На фиг.1 показана капсула С в соответствии с изобретением, содержащая контейнер 1, верхнюю стенку 2 для закрывания контейнера 1 и пленку 4. Верхняя стенка 2 вместе с пленкой 4 герметично закрывают собранную капсулу С. Например, стенка 2 может быть приварена к контейнеру 1 посредством ультразвуковой сварки. Пленка 4 крепится, например, посредством термосварки к контейнеру 1, присоединенному к стенке 2, например, путем приваривания пленки 4 к периферическому круговому участку стенки 2. Капсула С может содержать различные пищевые продукты 3. Например, капсула С, показанная на фиг.1 и фиг.2-2С, предназначена для приготовления напитков из натуральных молотых продуктов, например, из кофе и ему подобных, тогда как капсула, показанная на фиг.3А-3С, может использоваться для приготовления напитков из растворимых продуктов.
В варианте конструкции, показанной на фиг.1, содержащимся в капсуле продуктом является порошок 3 кофе, сжатый в контейнере 1 до степени плотности, заранее установленной в соответствии с известными требованиями. Пленка 4 присоединена к верхней стенке 2 для изолирования ее от внешней атмосферы. Верхняя стенка 2 имеет множество отверстий 5, которые образовывают связь по жидкости верхней поверхности стенки 2 с внутренней емкостью контейнера 1 и, таким образом, с порошком кофе. Таким образом, отверстия 5 дают возможность воде под давлением, подаваемой насосом, поступать в собранную капсулу после того, как эта вода пройдет через пленку 4. Следовательно, задача последней заключается в том, чтобы изолировать капсулу С до ее использования, предотвращая воздействие воздуха через отверстия 5 стенки 2 на продукт 3, свойства которого иначе могут быть ухудшены или ослаблены.
Преимуществом и отличием капсулы С от известных капсул является то, что она снабжена своим собственным средством перфорации пленки 4. Как подробно показано далее, эта особенность позволяет использовать капсулу С с традиционными разливочными аппаратами для кофе (то есть, без их дополнительного оборудования), в соответствии с хорошо известными процедурами, и открывать ее, когда вода подана в капсулу С для розлива напитка.
Средство перфорации пленки 4 предпочтительно включает в себя множество режущих поверхностей или выступов, прикрепленных к той части капсулы С, которая, соприкасаясь с указанной пленкой 4, производит ее частичное разрушение, например, путем перфорации или разрыва. Соприкосновение между пленкой 4 и режущими поверхностями предпочтительно обеспечивается посредством деформации этой пленки 4.
В варианте конструкции, изображенном на фиг.1, режущие поверхности включают в себя множество острых выступов 6, выступающих из верхней поверхности 7 стенки 2 и направленных к пленке 4. Как подробно показано на фиг.2А-2С, пленка 4 натянута над острыми выступами 6 на небольшом расстоянии от них таким образом, что незначительный прогиб этой пленки 4 в направлении стрелки D приводит пленку 4 в соприкосновение с острыми выступами 6, вызывая перфорацию пленки.
Количество и расположение острых выступов 6 может варьироваться в зависимости от потребностей. В случае, изображенном на фиг.1-2С, восемнадцать острых выступов 6 расположены вдоль двух концентрических окружностей (фиг.2А). Однако количество острых выступов 6 может быть различным, и располагаться они могут различным образом: в виде звезды, треугольника, звездочки и т.д.
В капсуле С предусмотрено, что поток воды под давлением, наталкиваясь на пленку 4, вызывает ее прогиб в направлении стрелки D (фиг.2), чтобы привести пленку 4 в соприкосновение со средством для перфорации, который разрывает пленку. Расстояние между пленкой 4 и режущими поверхностями острых выступов или других средств для перфорации либо разрыва должно быть меньше, чем смещение деформированной при прогибе пленки во всех предусмотренных рабочих режимах. Иначе говоря, когда пленка подвергается давлению воды, подаваемой насосом разливочного аппарата при его нормальных рабочих режимах, эта пленка деформируется до степени, достаточной для ее приведения в соприкосновение с вышеуказанными режущими поверхностями.
Иными словами, настоящее изобретение предусматривает, что капсула С используется в разливочном аппарате и что вода, подаваемая этим аппаратом в капсулу С, прорывает пленку 4. Таким образом гарантируется целость содержимого 3 капсулы С до времени его эффективного использования.
Отверстия 5 распределены известным способом по поверхности 7 стенки 2 так, чтобы облегчить как проникновение воды внутрь капсулы С, так и приготовление продукта. Как поясняется в дальнейшем, при использовании молотого кофе (фиг.1-2С) отверстия распределяются так, чтобы гарантировать равномерный контакт кофе-вода, тогда как в случае приготовления растворимого кофе предпочтительная компоновка предусматривает наличие двух отверстий.
Кроме того, расположение отверстий 5 в стенке 2 должно оптимизировать турбулентный поток воды, движущийся внутрь капсулы С. Желательно, чтобы вода, поступающая в капсулу С, дошла до всего продукта 3 прежде, чем она направится наружу, покидая капсулу С. Отверстия 5 расположены в соответствии с показанной конфигурацией, которая строго оптимизирует движение воды в капсуле С. Предпочтительно, чтобы отверстия 5 имели наклон относительно направления D (не показано) для направления поступающей в капсулу С воды по как можно более близкому к горизонтальному направлению (т.е., наклонно относительно направления D). Иначе говоря, желательно, чтобы вода поступала в контейнер 1, создавая завихрение.
Предпочтительно, чтобы острые выступы 6 размещались рядом с отверстиями 5 для доступа воды. В этом случае прорванная пленка 4 предохранена от прилипания к верхней стенке 2 в районе одного из отверстий 5, блокируя или сокращая течение воды через отверстия. В варианте конструкции, показанном на фиг.1-2С, отверстия 5 чередуются с острыми выступами 6 вдоль двух концентрических окружностей. Предпочтительно, чтобы расстояние между центром отверстия 5 и основанием острого выступа 6 было менее 10 мм, более предпочтительно, чтобы это расстояние находилось в диапазоне 0.01 мм-3 мм.
Предпочтительно, чтобы острые выступы 6, в соответствии с показанным вариантом конструкции, имели в поперечном сечении форму звезды, а в вертикальном сечении - треугольную форму. Эта форма доказала свою особую эффективность, поскольку пленка 4, в которой острыми выступами 6 пробиты круглые отверстия, не прилипает к внешней поверхности острого выступа 6, а между пленкой 4 и острыми выступами 6 остаются протоки, достаточные для проникновения воды под пленку 4. Острые выступы 6 могут иметь и другие формы, отличные от показанной. Например, острые выступы 6 могут иметь форму зуба пилы и, следовательно, отклоняться относительно направления D, они могут иметь пирамидальную форму и т.д.
Таким образом, пленка 4, перфорированная острым выступом 6, предохранена от прилегания или прилипания к этому острому выступу 6, что предотвратит проникновение потока воды в промежуток между пленкой 4 и верхней поверхностью 7 стенки 2 и обеспечит его поступление только в капсулу С. Форма острых выступов 6 в соответствии с приведенными выше примерами может обеспечить поступление воды, по меньшей мере, в направлении ближайшего отверстия 5. Иными словами, как только пленка 4 будет перфорирована острым выступом 6 за счет столкновения ее с потоком воды, вода пройдет в отверстие, образовавшееся в пленке 4, и, протекая по острому выступу 6, направится к отверстию 5.
Пленка 4 может быть традиционного типа, например, пленкой, используемой в пищевой отрасли для герметизации упаковок. Пленка 4 должна, конечно, иметь хорошие механические свойства, чтобы противостоять нежелательным разрывам, но в то же время она должна быть достаточно гибкой, чтобы деформироваться сталкивающимся с ней потоком жидкости. Более того, пленка должна быстро и легко перфорироваться при соприкосновении с острыми выступами 6. В показанном варианте осуществления изобретения пленка 4 выполнена многослойной, образованной из нескольких соединенных пленок, среди которых может быть одна алюминиевая пленка и одна или более пластмассовых пленок, на которых возможно наличие сведений об изготовителе и/или о продукте 3.
На фиг.4 показана капсула С в собранном виде и готовая к использованию в разливочном аппарате. Ранее показано, что если капсула С загружена в аппарат, открывание ее в верхней части производится потоком воды, подаваемой аппаратом на пленку 4. Вода течет между пленкой 4 и поверхностью 7 и через отверстия 5 в капсулу С, где находится порошок кофе. Открывание нижней части 8 происходит путем разрыва хрупкого подвижного элемента или заслонки 9 за счет воздействия прокалывающего элемента (или коллектора) того же аппарата либо за счет увеличения внутреннего давления в капсуле С, производимого водой, поступающей в эту капсулу.
Предпочтительно, чтобы заслонка 9 имела квадратную форму, как показано на фиг.1 и 4. Это значит, что форма, очерченная прерывистыми линиями 10, обозначающими заслонку 9, в основном подобна квадрату или «окну» (с двумя створками), то есть, заслонка может быть разорвана на две половины, которые открываются как створки. В этом случае часть прокалывающего элемента для прорыва заслонки 9 предпочтительно должна иметь округлую часть, как схематично показано на фиг.10, с диаметром, равным или меньшим стороны 10 заслонки 9. Во время прорыва заслонки 9 эта конфигурация обеспечивает разрывы 12, дающие возможность кофе вытекать наружу из капсулы С.
На фиг.3А-3С показана верхняя стенка 20 капсулы С в соответствии с настоящим изобретением, предназначенной для растворимых напитков. Известно, что капсулы, используемые для приготовления растворимых напитков (шоколад, чай, кофе с молоком и т.д.), содержат большее количество продукта 3, чем соответствующие капсулы для кофе (например, примерно 20 г растворимого порошка против примерно 8 г молотого кофе). Для получения оптимальной растворимости, даже если верхняя стенка 20 изолирована пленкой 4, которая, как в случае, показанном на фиг.1-2С, прилипает к краям 21, количество и расположение отверстий 25 и острых выступов 26 должны быть различными по сравнению с соответствующими отверстиями 5 и острыми выступами 6 стенки 2. Расположение отверстий 25 на стенке 20 должно быть по мере возможности периферийным, чтобы продукт 3, содержащийся в капсуле, целиком снабжался водой. Два острых выступа 26 расположены соответственно отверстиям 25 для перфорации пленки 4.
На фиг.7-9 показаны другие варианты конструкции капсулы С. В описанных выше случаях острые выступы 6, 26 составляют единое целое с верхней стенкой 2, 20 капсулы С под пленкой 4. Напротив, капсулы С, показанные на фиг.7-9, снабжены острыми выступами 36, 37, находящимися внутри каждой капсулы.
В капсуле С, показанной на фиг.7, острый выступ 36 прикреплен к заслонке 9 для слива и двигается вместе с ней. Острые выступы, показанные на фиг.8 и 9, выступают из стенок капсулы.
Показанные на фиг.7-9 капсулы С имеют закрытую верхнюю стенку 2, чьи функции выполняет пленка 4. Острые выступы 36 могут составлять единое целое с дном 8 контейнера 1 или, что даже лучше, с его внутренними стенками (как показано на фиг.8). В качестве альтернативы, как показано на фиг.9, острые выступы 37 могут быть прикреплены к внутренним поверхностям 1а и 1b капсулы С, которые являются промежуточными между дном 8 и верхней стенкой 2. Концы острых выступов 36 и 37 закрыты пленкой 4 на расстоянии, приемлемом для выполнения перфорации деформированной пленки 4. Важно, что острые выступы 36 или 37 пробивают отверстия в пленке 4, когда она соприкасается с ними. В случае, показанном на фиг.7, перфорация пленки 4 происходит, когда острые выступы 36, вытолкнутые вверх вместе с заслонкой 9 прокалывающим элементом (см. фиг.3), пробивают отверстия в пленке 4.
Пленка 4, как показано, герметизирует все пространство верхней поверхности 7, 27 стенки 2, 20. Капсула С может также иметь стенку 2, 20 в форме, отличающейся от показанной, у которой пленка 4 покрывает только часть поверхности 7, 27 или ее отдельные части.
На фиг.5-6D показана капсула С, снабженная элементом для разделения ее внутренней емкости. Элемент для разделения может иметь различные формы и размеры в зависимости от планируемых особенностей использования капсулы С.
На фиг.6 показан элемент для разделения, состоящий из распорки 40, имеющей такую высоту, что когда эта распорка вставлена в контейнер 1, внутренняя емкость контейнера, оставаясь приемлемой для продукта 3, сокращается до камеры 62, заключенной между верхней поверхностью 41 распорки 40 и верхней поверхностью 7 капсулы С.
С очевидными экономическими преимуществами распорка 40 позволяет использовать капсулу С как для приготовления кофе, так и для приготовления растворимых напитков. В первом случае (кофе) капсула С соединена с распоркой 40, во втором случае капсула С не имеет распорки 40, и внутренняя емкость контейнера 1 может быть целиком заполнена продуктом 3.
Таким образом, распорка 40 может быть вставлена в контейнер 1 во время наполнения капсулы С продуктом 3. Если количество продукта 3 составляет, например, не более 10 г, распорка 40 вставляется в контейнер 1 и действует как второе дно для капсулы С. Если продукт растворимый, в контейнере 1 распорка отсутствует.
Таким образом, можно стандартизировать внешние размеры капсулы С и варьировать ее внутренние размеры в зависимости от потребностей. Необходимо отметить, что элемент для разделения емкости капсулы может быть также использован и в традиционных капсулах, т.е. независимо путем предусмотренных средств открывания капсулы.
Преимуществом является то, что распорка 40 дает возможность помещать в капсулу продукт 3 в соответствии с наиболее приемлемой степенью загрузки и/или плотности. Действительно, для получения желаемой степени плотности продукта 3 в капсуле С может быть предусмотрено уменьшение ее потребной емкости.
На фиг.1 и 5 показана капсула С, снабженная распоркой 40 и средством для открывания вышеуказанного типа. Фильтр из бумаги или из другого разрешенного для использования с пищевыми продуктами материала размещен между распоркой 40 и продуктом 3, чтобы задерживать порошок 3, не растворившийся во время приготовления соответствующего напитка. Другой фильтр может быть размещен между продуктом 3 и верхней стенкой капсулы С.
Чтобы облегчить розлив напитка, приготовленного из продукта 3, распорка 40 снабжена рядом отверстий 42 на соответствующей стенке 41.
На фиг.6С и 6D показан еще один вариант конструкции в соответствии с изобретением. Элементом для разделения эксплуатационной емкости капсулы С в данном случае является диск 54, который опирается на основание 51. Важно отметить, что расстояние между основанием 51 и дном капсулы является постоянным для различных вариантов конструкций, показанных на фиг.6А и 6С, в то время как высота элемента 52, 54 для уменьшения емкости варьируется. Таким образом, уменьшение емкости для помещаемого продукта 3 регулируется путем варьирования высоты используемого элемента 40, 52 или 54, в то время как диапазон перемещения прокалывающего компонента в пределах капсулы С является постоянным.
Подводя итог, следует отметить, что элемент для разделения/уменьшения емкости капсулы может иметь форму распорки 40, которая, как показано выше, имеет цилиндрическую форму, выполнена по существу полой и опирается на дно капсулы. В качестве альтернативы, такой элемент для разделения может иметь форму диска или перегородки (52 или 54) и может быть установлен на основании 51, выполненном на стенке капсулы. Однако возможны и другие формы. Достаточно, если элемент для разделения 40, 52 или 54 прикреплен к контейнеру 1, например, посредством соединения посадкой или посредством сварки и дает возможность напитку продвигаться к заслонке 9. Для предотвращения возможного взаимодействия заслонки и элемента для разделения капсула должна быть предпочтительно оборудована заслонкой 9, состоящей из двух половин, которые открываются, отклоняясь одна от другой. Открывание заслонки 9 происходит наподобие «двойной створки», что сводит к минимуму риск задевания состоящей из двух половин заслонки 9 (створок), толкаемой прокалывающим средством внутрь капсулы С, элемента 40, 52, 54, расположенного в капсуле С. Действительно, заслонка 9 с одной створкой, как только она открывается, может соприкоснуться с нижней стенкой распорки или диска, мешая таким образом надлежащему сливу напитка, например, частично препятствуя образованию пены, получаемой путем нагнетания продукта 3 внутрь капсулы для выпуска.
Как указано выше, заслонка 9 имеет квадратную или четырехугольную форму в сочетании с закругленной формой части прокалывающего средства 50А для получения множества разрывов для выпуска напитка, соответствующих вершинам заслонки. Таким путем возрастает количество пены в разливаемом напитке.
В качестве альтернативы заслонке 9, капсула С в соответствии с настоящим изобретением может иметь отверстие, закрытое пленкой, которая может быть перфорирована прокалывающим элементом. Например, на дне контейнера 1 выполнено отверстие, имеющее равные размеры с заслонкой 9 и перекрытое пленкой, перфорируемой прокалывающим элементом-коллектором 50 или равнозначным элементом. Это решение фактически предотвращает взаимодействие между частями капсулы С и нижней стенкой элемента 40, 52 или 54.
Распорка 40 предпочтительно выполнена с опорной поверхностью 45, предназначенной для соприкосновения с прокалывающим элементом 50А. Опорная поверхность, например, подпорка или регулировочная прокладка, дает возможность прокалывающему элементу 50А подпирать распорку и поддерживать ее во время слива напитка, предотвращая опасные «набухания», то есть, деформации в направлении дна капсулы С, являющиеся результатом действия усилия, производимого внутренним давлением во время розлива напитка. Иными словами, поддержка, обеспечиваемая прокалывающим элементом 50А коллектора 50, повышает сопротивление капсулы С деформации, которая вызывает возрастающее внутреннее давление и которая может служить причиной прохода порошка через фильтр капсулы. Поскольку длина прокалывающего элемента 50А постоянна, толщина несущей поверхности 45 может быть больше или меньше в зависимости от расстояния между диском 52 или 54 и дном капсулы, при этом поверхность 45 все время прочно поддерживается прокалывающим элементом 50А: например, толщина опорной поверхности 45, показанной на фиг.6А и 6В, больше толщины опорной поверхности, показанной на фиг.6С и 6D, т.к. верхняя отделенная часть емкости в первом случае имеет меньший объем.
Как показано на фиг.5, 6В и 6D, емкость 60 образована между нижней стенкой каждого из элементов 40, 52 или 54 и дном 8 контейнера 1. Емкость 60 также может быть использована для помещения пищевого продукта, например, второго продукта, который, вместе с продуктом 3, используется для приготовления напитка. Например, емкость 60 может быть полностью или частично заполнена порошковым молоком, или жидким молоком, порошком какао и т.д. Элементы 40, 52 или 54 для разделения/уменьшения емкости капсулы С также могут быть выполнены с возможностью увеличения или уменьшения емкости 60. Например, если желательно уменьшение емкости 60, элемент 54, показанный на фиг 6D, может быть выполнен с более низкой частью 61 тороидальной формы.
Капсулы, в соответствии с настоящим изобретением, могут быть изготовлены из известных обычных пластических материалов, используемых в этой области, например, из полиолефинов (например, полипропилен и полиэтилен и/или их сополимеры) или из слоистого полиолефина и алюминия, подходящих для использования в области пищевых продуктов, в соответствии с потребностями каждого особого применения.