СИСТЕМА, СПОСОБ И КАПСУЛА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЗАДАННОГО КОЛИЧЕСТВА НАПИТКА
SYSTEM, METHOD AND CAPSULE FOR SPECIFIED AMOUNT OF BEVERAGE PREPARATION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системе приготовления заданного количества напитка, готового к употреблению, с использованием экстрагируемого продукта, содержащей:
- по меньшей мере, одну одноразовую капсулу,
- аппарат, содержащий устройство выдачи текучей среды для подачи порции текучей среды, например воды, по меньшей мере, на одну одноразовую капсулу, приемник для размещения в нем, по меньшей мере, одной одноразовой капсулы, а также выходное приспособление для подачи напитка в емкость, например в чашку, в которой, по меньшей мере, одна одноразовая капсула содержит материальный барьер для огораживания внутреннего пространства, содержащего экстрагируемый продукт, при этом материальный барьер содержит:
i. входную область, обеспечивающую прохождение текучей среды во внутреннее пространство для взаимодействия с экстрагируемым продуктом для приготовления напитка,
ii. выходную область для вывода, по меньшей мере, порции напитка из капсулы, при этом
- система дополнительно приспособлена для:
i. приведения выдачного устройства в состояние сообщения посредством текучей среды с входной областью для подачи текучей среды,
ii. приведения выходной области в положение сообщения посредством текучей среды с выходным приспособлением.
Изобретение дополнительно относится к вышеописанной капсуле системы. В частности, согласно объекту изобретения, капсула представляет собой, по существу, герметично закрытую капсулу, содержащую материальный барьер для огораживания внутреннего пространства, содержащего экстрагируемый продукт, причем материальный барьер содержит:
i. входную область, обеспечивающую прохождение текучей среды во внутреннее пространство для взаимодействия с экстрагируемым продуктом для приготовления напитка,
ii. выходную область для вывода, по меньшей мере, порции напитка из капсулы.
Кроме того, изобретение дополнительно относится к способу приготовления заданного количество напитка, готового к употреблению, с использованием экстрагируемого продукта в системе, содержащей:
- по меньшей мере, одну одноразовую капсулу,
- аппарат, содержащий устройство выдачи текучей среды для подачи порции текучей среды, например, воды, по меньшей мере, на одну одноразовую капсулу, приемник для размещения в нем, по меньшей мере, одной одноразовой капсулы, а также выходное приспособление для подачи напитка в емкость, например, в чашку, причем
- по меньшей мере, одна одноразовая капсула имеет наружный материальный барьер для окружения внутреннего пространства, содержащего экстрагируемый продукт, при этом материальный барьер имеет:
i. входную область, обеспечивающую прохождение текучей среды во внутреннее пространство для взаимодействия с экстрагируемым продуктом для приготовления напитка,
ii. выходную область для вывода, по меньшей мере, порции напитка из капсулы, а
- система дополнительно приспособлена для:
iii. приведения выдачного устройства в состояние сообщения посредством текучей среды с входной областью для подачи текучей среды,
iv. приведения выходной области в положение сообщения посредством текучей среды с выходным приспособлением.
Кроме того, изобретение дополнительно относится к способу изготовления одноразовой капсулы для приготовления заданного количество напитка, готового к употреблению, с использованием экстрагируемого продукта, при этом способ содержит:
- формование одноразовой капсулы с наружным материальным барьером для окружения внутреннего пространства, содержащего экстрагируемый продукт, в которой материальный барьер имеет:
i. входную область, обеспечивающую прохождение текучей среды во внутреннее пространство для взаимодействия с экстрагируемым продуктом с целью приготовления напитка;
ii. выходную область для вывода, по меньшей мере, порции напитка из капсулы,
iii. наполнение внутреннего пространства одноразовой капсулы экстрагируемым продуктом.
Предпосылки создания изобретения
В уровне техники известны как таковые герметично запечатанные капсулы, содержащие, к примеру, молотый кофе, предназначенные для размещения в кофеварочных аппаратах. При приготовлении кофе входную область таких закрытых капсул пробивают так, чтобы образовались входные отверстия для подачи текучей среды под давлением на молотый кофе во внутреннем пространстве капсулы. Это, в свою очередь, приводит к такому повышению давления во внутреннем пространстве капсулы, что выходная область капсулы прижимается к крышкопробивному средству, имеющемуся в аппарате. При приложении достаточного давления, выходная область рвется о крышкопробивное средство, создавая выходные отверстия, с помощью которых кофейный напиток может вытечь из капсулы через выход в аппарате. При использовании выход сообщается посредством текучей среды с выходной областью приемника, так что кофейный напиток может вытечь через выход.
Установлено, что в вышеописанной системе могут образовываться преференциальные пути потока текучей среды через экстрагируемый продукт в капсуле, например, по меньшей мере, от одного входного отверстия до, по меньшей мере, другого выходного отверстия, что может привести к нежелательной крепости приготовленного напитка и/или изменениям крепости приготовленного напитка при смене капсулы. Кроме того, поскольку выходные отверстия образованы давлением текучей среды, количество, положение и/или размер выходных отверстий формируются случайным образом.
Сущность изобретения
Поэтому одной из задач изобретения является создание альтернативной системы, капсулы и способа.
С этой целью в системе согласно изобретению одноразовая капсула дополнительно содержит смещаемый элемент, служащий для взаимодействия с материальным барьером для нарушения целостности, по меньшей мере, его выходной области для обеспечения прохождения, по меньшей мере, порции напитка из капсулы.
Эта техническая мера основана на понимании того, что путем размещения смещаемого элемента в капсуле, обеспечивается создание заданного одного или нескольких выходных отверстий с соблюдением своевременности, пространственного распределения по поверхности капсулы и размеров. Понятно, что смещаемый элемент предпочтительно расположен во внутреннем пространстве капсулы, то есть внутреннем объеме, вмещающем в себя экстрагируемый продукт.
Понятно, что термин «материальный барьер» следует понимать как материальную субстанцию, предотвращающую проникновение нежелательных молекул, присутствующих или возможно присутствующих в окружающей среде во внутреннем пространстве капсулы. Предпочтительно, что материальный барьер образован для предотвращения проникновения газов, влаги и паров во внутреннее пространство. Эта мера может в дальнейшем именоваться уплотнением. В результате соответствующие избранные качества экстрагируемого продукта, заключенного в капсуле, не ухудшаются и/или сохраняются путем предотвращения прохождения нежелательных химических реакций с окружающими химическими веществами. В частности, можно предотвратить окисление кофе, таким образом, по существу, сохраняя его оригинальный вкус, что может привести к повышению качества напитка.
Дополнительно следует отметить, что экстрагируемый продукт не ограничивается кофе, поскольку для приготовления напитка может быть использован любой тип твердого, жидкого, или порошкового вещества. К примеру, капсула может содержать концентрат в жидкой, твердой или порошковой форме. В качестве альтернативного или дополнительного варианта, капсула может содержать сухое молоко, шоколадный порошок, суп-порошок и прочее. Капсула может также содержать соответствующее число отделений, вмещающих в себя надлежащее количество составляющих приготовляемого напитка, перемежаемых при взаимодействии с текучей средой.
Дополнительно следует отметить, что термины «выходная область» и «входная область» обозначают соответствующие функциональные области, например, на поверхности капсулы, которые могут быть неразличимы невооруженным глазом. Это может быть возможным, когда капсулы имеют такую форму, что в приемнике имеется единственный вариант расположения. В качестве альтернативного варианта, «выходная область» или «входная область» может быть должным образом обозначена на капсуле для обеспечения ее надлежащего позиционирования в системе. Это является особенно предпочтительным, когда капсула имеет форму, обеспечивающую различное позиционирование во вмещающем приемнике, например, когда капсула может вращаться с различной степенью свободы, например, является сферической, цилиндрической и тому подобное. Понятно, что одноразовая капсула может продаваться в упаковке, содержащей несколько одноразовых капсул, при этом оптимизация укладки в пакете может привести к нужной трехмерной форме капсулы, обеспечивающей ориентационную неопределенность в приемнике. В частности, для таких капсул может оказаться преимущественной идентификация «выходной области» и «входной области».
Дополнительно следует отметить, что выходное приспособление может содержать соответствующий коллектор и тракт для направления напитка в емкость. Однако возможно также, что выходное приспособление будет интегрировано с приемником и не имеет какого-либо специального коллектора или тракта.
Дополнительно следует отметить, что термин «экстрагируемый продукт» охватывает вещества, которые являются растворимыми или используются для создания соответствующих коллоидов, таких как, например, растворимый кофе и суп-пюре.
В варианте осуществления системы согласно изобретению, капсула имеет, по существу, цилиндрическую форму, при этом материальный барьер содержит окружную стенку, дно и крышку.
Преимущественным может оказаться максимизация площади поверхности выходной области, путем формирования одноразовой капсулы, например, в виде пеллеты, или, в качестве альтернативного варианта, в виде усеченного конуса или пирамиды. В этих примерах вариантов осуществления, площадь поверхности базового участка полученного в результате трехмерного объекта увеличивается, что улучшает осушение капсулы. Когда одноразовая капсула имеет форму пеллеты, путь текучей среды между входной областью и выходной областью может быть минимизирован, что может снизить вероятность возникновения преференциальных путей текучей среды в капсуле. Когда одноразовая капсула имеет форму усеченного конуса или пирамиды, текучая среда, поступая в капсулу, по существу, с вершины конуса или пирамиды, может производить эффект душа, что существенно уменьшает вероятность возникновения преференциальных путей текучей среды в капсуле.
Кроме того, сочетание вышеописанных возможностей формообразования капсулы вместе с функциональностью внутренних отверстий, при использовании передвижного тела может снизить минимальное необходимое давление текучей среды, достаточное для приготовления напитка. Это приводит к снижению энергопотребления системы согласно изобретению относительно системы известного уровня техники.
В дополнительном варианте осуществления системы согласно изобретению, выходная область может находиться в крышке капсулы, при этом входная область может размещаться в дне капсулы. Такая конфигурация может иметь преимущество в отношении легкости производства капсулы. К примеру, когда капсула имеет форму ковша, дно ковша может использоваться для подачи текучей среды, при этом верхний участок ковша может быть покрыт крышкой, причем материал крышки может иметь собственную механическую прочность, отличную от материала, используемого для ковшеобразной формы. Такая компоновка также может оказаться преимущественной, если при использовании капсула предназначена для бокового захвата.
В дополнительном варианте осуществления системы согласно изобретению, смещаемый элемент является химически инертным относительно экстрагируемого продукта и/или текучей среды и/или напитка.
Представляется предпочтительным выбор по существу химически инертного материала для смещаемого элемента относительно экстрагируемого продукта. Понятно, что термин «химически инертный» должен пониматься как неспособный вступать в химическую реакцию с экстрагируемым продуктом и/или текучей средой и/или напитком для образования химического продукта. Понятно, что напиток может иметь иные химические свойства, чем экстрагируемый продукт или текучая среда. В частности, материал смещаемого элемента химически инертен также при повышенных температурах, например, в диапазоне от 90-100°С. Этот признак может быть особенно важен для общественной безопасности.
В еще одном дополнительном варианте осуществления системы согласно изобретению, смещаемый элемент является, по меньшей мере, частично растворимым в текучей среде и/или напитке. Например, смещаемый элемент может, по меньшей мере, частично, быть образованным модификатором вкуса или усилителем вкуса.
Может оказаться предпочтительным использование того факта, что смещаемый элемент находится вблизи от экстрагируемого продукта. К примеру, смещаемый элемент может быть приготовлен из расходуемых веществ, таких как сахар или усилитель вкуса или модификатор вкуса. Кроме того, смещаемый элемент может быть приготовлен из отвержденного ликерного концентрата и прочего. В результате смещаемый элемент, нарушив целостность материального барьера, может раствориться, придав нужный дополнительный вкус, аромат или другие дополнительные свойства сервируемым в самолетах напиткам. Возможно также, что смещаемый элемент образован из вещества, предназначенного для изменения уровня рН текучей среды, например воды. Это может оказаться преимущественным, в частности в областях, в которых водопроводная вода имеет низкое качество для приготовления из нее напитка.
В еще одном дополнительном варианте осуществления системы согласно изобретению, материальный барьер одноразовой капсулы содержит смещаемые части.
Преимущественным представляется выполнение смещаемого элемента в виде конструкции типа заглушки, образуя тем самым участок материального барьера. Смещаемый элемент, выступающий внутрь внутреннего пространства капсулы при использовании, может таким образом нарушить целостность материала выходной области и в ходе того же действия может проделать одно или несколько соответствующих отверстий во входной области капсулы. Этот вариант осуществления будет более подробно описан со ссылкой на фиг. 2.
В дополнительном варианте осуществления системы согласно изобретению, материальный барьер образует наружную поверхность одноразовой капсулы.
К примеру, материальный барьер может быть выполнен в виде соответствующего количества листов отрывной фольги, закрывающих предварительно проделанные отверстия на внешней поверхности капсулы. При использовании, эти листы отрывной фольги должны быть удалены перед использованием капсулы. Таким образом, материальный барьер является композитной конструкцией, содержащей тело капсулы, взаимодействующий с дополнительным элементом (т.е. отрывными листами или т.п.) для предотвращения взаимодействия экстрагируемого продукта с нежелательными веществами из окружающей среды. Однако материальный барьер может относиться к камере, отделению и прочее, отделенным от окружающей среды дополнительным материалом, слоем или элементом.
В одном из вариантов осуществления, передвижное тело может быть выполнено с возможностью образования приводимой в действие области наружного материального барьера. В этом случае материальный барьер также образует композитную конструкцию, содержащую участок смещаемого элемента в состоянии покоя, то есть перед использованием. К примеру, смещаемый элемент может содержать рабочий элемент, то есть выступ и тому подобное для нарушения целостности материального барьера. Рабочий элемент смещаемого элемента может иметь форму короны и т.п., при этом корона может быть соединена с соответствующим выступом, подобно стержню, который, с его наружным концевым участком, может служить в качестве заглушки в поверхности капсулы или в близлежащей входной области. Путем смещения элемента, корона и т.п.создает выходные отверстия для слива, а на ее дистальном участке (то есть заглушке) могут проявиться входные отверстия для подачи текучей среды.
В дополнительном варианте осуществления системы согласно изобретению, выдачное устройство при использовании является передвижным для зацепления капсулы, при этом смещаемый элемент расположен в капсуле для обеспечения передачи механического момента от выдачного устройства на выходную область для нарушения ее целостности.
Может оказаться преимущественным использование механических моментов, генерируемых в аппарате при использовании, для обеспечения управляемого и заданного открывания капсулы. Согласно настоящему варианту осуществления, выдачное устройство аппарата выполнено с возможностью надлежащего перемещения с целью зацепления одноразовой капсулы, по меньшей мере, в выходной области. Такое движение перемещения может использоваться для толкания смещаемого элемента или приведения его в движение иным способом, заставляя его смещаться дополнительно во внутреннее пространство капсулы к выходной области, нарушая целостность ее материала. Этот вариант осуществления обеспечивает обработку и пробивание капсулы за одно движение, которое является управляемым и воспроизводимым, что улучшает качество напитка, например, потому что обеспечивается, по меньшей мере, его заданное время выдержки внутри капсулы.
В еще одном дополнительном варианте осуществления системы согласно изобретению, смещаемый элемент содержит, по меньшей мере, один рабочий орган для нарушения целостности материала выходной области.
К примеру, передвижное тело может содержать один или несколько выступов, микроштырей или других соответствующих неровностей для нарушения целостности материального барьера. Понятно, что термин «нарушение целостности» относится к одному из следующих действий - разрезание, прокалывание, разрыв, пробивание и тому подобное.
Смещаемый элемент может быть выполнен в виде, по существу плоского или трехмерного объекта, например, штифтообразной или вилкообразной конструкции или увенчанного короной стержня. Можно предусмотреть такую конструкцию смещаемого элемента, что рабочий орган будет перемещаться по существу перпендикулярно к поверхности выходной области. В качестве альтернативного варианта, можно предусмотреть такую конструкцию смещаемого элемента, что рабочий орган будет перемещаться по существу под углом к поверхности выходной области. В последнем случае, если рабочий орган завершается заостренной конструкцией, может быть обеспечено относительно быстрое нарушение целостности материального барьера.
В еще одном дополнительном варианте осуществления системы согласно изобретению, смещаемый элемент содержит тракт, образованный боковыми отверстиями для распространения порции текучей среды во внутреннем пространстве капсулы.
Предпочтительным может оказаться использование того факта, что смещаемый элемент содержит выступ для прижатия рабочего элемента к выходной области. Из-за того, что такой выступ, например, в виде стержня и т.п. может быть выполнен так, что будет проходить, по существу, между входной областью и выходной областью через внутреннее пространство, может оказаться преимущественным использование выступа, для подачи, по меньшей мере, порции текучей среды внутрь экстрагируемого продукта. Таким образом, текучая среда может, по существу, мгновенно охватить экстрагируемый продукт, дополнительно улучшая качество напитка.
В еще одном дополнительном варианте осуществления системы согласно изобретению, выходная область выполнена с возможностью взаимодействия с выходным фильтром.
Предпочтительной является фильтрация напитка до слива его из капсулы. Например, нужно приготовить напиток, по существу, без частиц экстрагируемого продукта. Путем установки соответствующего фильтра, взаимодействующего с выходной областью, можно достичь нужного эффекта фильтрации. Понятно, что выбор типа и свойств фильтрующего материала лежит в пределах обычной квалификации производителя. Предпочтительно, фильтр должен дифференцировать грубые и тонкие частицы экстрагируемого продукта, позволяя использовать мультиразмерные зерновые смеси в капсуле, что может снизить производственные затраты на содержащие такие смеси одноразовые капсулы.
В еще одном дополнительном варианте осуществления системы согласно изобретению, выходной фильтр размещен во внутреннем пространстве, при этом передвижное тело соединено с выходным фильтром.
Возможно, что выходной фильтр выполнен, по существу, в копланарной компоновке с выходной областью, при этом поверхность фильтра, обращенная к выходной области, снабжена соответствующими выступами для нарушения целостности материала выходной области. В этом случае фильтр может быть смещен элементом, размещенным во внутреннем пространстве капсулы, который, в свою очередь, может быть активирован устройством выдачи текучей среды. Также в этом варианте осуществления, элемент может быть образован, по меньшей мере, частично, растворимым веществом, как это описано выше. В качестве дополнительного или альтернативного варианта, элемент может быть снабжен внутренним трактом и боковыми отверстиями для подачи, по меньшей мере, порции текучей среды внутрь экстрагируемого продукта. Такая конфигурация имеет то преимущество, что смещаемый элемент имеет упрощенную конструкцию.
В еще одном дополнительном варианте осуществления системы согласно изобретению, выходная область механического барьера содержит материал, который механически слабее, чем материал других областей механического барьера.
Предпочтительным является выполнение выходной области из слабого материала, с тем, чтобы упростить нарушение целостности при использовании.
Согласно изобретению, капсула представляет собой одноразовую капсулу системы, как это описано выше.
Предпочтительно, что капсула согласно изобретению изготовлена из биоразлагаемого материала, что является преимущественным по экологическим соображениям.
Изобретение дополнительно относится к использованию капсулы в системе, как изложено выше.
Эти и другие объекты изобретения будут обсуждаться более подробно со ссылкой на чертежи, в которых идентичные ссылочные позиции относятся к идентичным элементам. Понятно, что чертежи присутствуют для иллюстративных целей и не могут использоваться для ограничения объема прилагаемой формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1а-с схематически показана система предшествующего уровня техники для приготовления напитка на виде спереди в разрезе,
На фиг. 2 схематически показан вариант осуществления одноразовой капсулы согласно объекту изобретения,
На фиг. 3 схематически показан дополнительный вариант осуществления одноразовой капсулы согласно изобретению,
На фиг. 4 схематически показан еще один дополнительный вариант осуществления одноразовой капсулы согласно изобретению.
Подробное описание чертежей
На фиг. 1а-1с показана система 101 предшествующего уровня техники для приготовления заданного количества напитка, пригодного к употреблению с помощью экстрагируемого продукта. Система 101 содержит сменную капсулу 102 и аппарат 104. Аппарат 104 содержит приемник 106 для содержания в нем сменной капсулы 102. На фиг. 1а-1с для ясности прочерчен зазор между капсулой 102 и приемником 106. Понятно, что при использовании капсула 102 может находиться в контакте с приемником 106. Как правило, приемник 106 имеет форму, дополняющую форму капсулы 102. Аппарат 104 дополнительно содержит устройство 108 выдачи текучей среды для подачи порции текучей среды, например, воды, под давлением, к примеру, 9 бар, на сменную капсулу 102. Кроме того, может быть предусмотрен выходной аппарат 109 для подачи текучей среды из капсулы 102 в емкость, например, чашку.
В системе 101, показанной на фиг. 1а-1с, сменная капсула 102 содержит окружную стенку 110, дно 112, закрывающее окружную стенку 110 на первом конце 114, а также крышку 116, закрывающую окружную стенку 110 на втором конце 118, противоположном дну 112 Окружная стенка 110, дно 112 и крышка 116 замыкают внутреннее пространство 120, содержащее экстрагируемый продукт (не показано).
Представленная на фиг. 1а-1с система 101 содержит днопробивное средство 122, предназначенное для пробивания капсулы 102. На фиг. 1а показано днопробивное средство 122 во втянутом положении. На фиг. 1b показано днопробивное средство 122 в выдвинутом положении для создания входного отверстия 124 в дно 112 для подачи текучей среды на экстрагируемый продукт 20 через входное отверстие 124. На фиг. 1а-1с пробивное средство 122 содержит канал 126, через который текучая среда может подаваться на экстрагируемый продукт 20, содержащийся во внутреннем пространстве 120. Представленная на фиг. 1а-1с система 101 дополнительно содержит крышкопробивное средство 128, выполненное здесь в виде выступов, предназначенных для пробивания крышки 116 капсулы 102. В представленном варианте осуществления, крышкопробивное средство 128 может образовывать часть выходного приспособления 109.
Представленная на фиг. 1а-1с система 101 для приготовления кофе функционирует следующим образом, при этом экстрагируемым продуктом является жареный и молотый кофе.
Капсулу 102 помещают в приемник 106 (см. фиг. 1а). Днопробивное средство приводится в действие для пробивания дна 112 капсулы 102 (см. фиг. 1b) с целью создания входного отверстия 124. Текучая среда, в данном случае горячая вода под давлением, подается на экстрагируемый продукт во внутреннем пространстве 120 через входное отверстие 124. Вода намочит кофейные зерна и экстрагирует нужные вещества для образования кофейного напитка.
При подаче воды под давлением во внутреннее пространство 120, давление внутри капсулы 102 возрастет. Рост давления приведет к деформированию крышки 116 и ее прижатию к крышкопробивному средству 128. Когда давление достигает определенного уровня, прочность на разрыв крышки 116 будет преодолена, и крышка порвется о крышкопробивное средство 128, создавая выходные отверстия 130 (см. фиг. 1с). Приготовленный кофе вытечет из капсулы 102 через выходные отверстия 130 и выходы 132 выходного приспособления 109 и может быть подан в емкость, например, чашку (не показана).
Во время приготовления напитка в системе 101, показанной на фиг. 1а-1с, могут существовать преференциальные пути потока в экстрагируемом продукте внутри внутреннего пространства 120 капсулы 102. Эти преференциальные пути могут простираться от входного отверстия 124 до выходных отверстий 130. Один из таких возможных преференциальных путей обозначен линией РР на фиг. 1с.
На фиг. 2 схематически представлен вариант осуществления одноразовой капсулы согласно объекту изобретения. На виде А схематически представлен разрез варианта осуществления одноразовой капсулы 1 вместе с вариантом осуществления участка выдачного устройства перед использованием. Одноразовая капсула 1 содержит внутреннее пространство, служащее для размещения в нем соответствующего объема экстрагируемого или растворимого продукта, например, молотого кофе, растворимого кофе, шоколада, какао, чая, суповой смеси и т.д. Понятно, что одноразовая капсула 1 подходит также для размещения в ней порошка, предназначенного для образования коллоида после взаимодействия с текучей средой F, поданной выдачным устройством 1а. Капсула 1 может содержать порцию экстрагируемого растворимого или коллоидного продукта, пригодного для приготовления одной порции напитка, предпочтительно одной чашки напитка, например, от 30 до 200 мл приготовленного напитка. Одноразовая капсула может представлять собой однопорционную упаковку.
Одноразовая капсула 1 предназначена для защиты, по меньшей мере, внутреннего пространства I от взаимодействия с нежелательными химическими веществами, например, газами, испарениями и т.д. Для этой цели одноразовая капсула 1 содержит материальный барьер 5а, 5b, 5с, 5d, ограждающий, по меньшей мере, внутреннее пространство. К примеру, материальный барьер может быть образован из одинарной части пригодного материала, например, фольги или тонкого слоя путем спайки, склейки и тому подобное. В этом случае материальный барьер может быть по существу однородным. Возможно также, что материальный барьер будет состоять из частей различных материалов, в частности, при придании капсуле определенной формы. К примеру, форма капсулы 1 может иметь стенку, крышку и дно, при этом дно может использоваться для обеспечения поступления текучей среды F во внутреннее пространство, а крышка может быть использована для обеспечения слива напитка, по меньшей мере, из внутреннего пространства. Дно и крышка могут быть статичными относительно стенки, то есть при использовании они не меняют существенно свое положение относительно стенки. Стенка может быть по существу жесткой. Стенка может, например, содержать материалы из пластика и может быть сформована, например, литьем под давлением, вакуумной формовкой, горячим формованием и тому подобное. Возможно также, что материальный барьер содержит смещаемые части, которые при использовании существенно меняют положение относительно друг друга для функциональных целей, например, для обеспечения поступления текучей среды во внутреннее пространство I.
На виде А схематически показан вариант осуществления одноразовой капсулы, в которой материальный барьер содержит смещаемые части. Участок 5d материального барьера может быть образован конечным участком заглушки 6, которая должна быть перемещена при соответствующем зацеплении с выдачным устройством 1а. К примеру, заглушку 6 могут толкать выступы 4 выдачного устройства 1а, тем самым, обнажая отверстия 8а, 8b, что позволит текучей среде F вытекать из тракта 3 подачи текучей среды выдачного устройства во внутреннее пространство I.
Одноразовая капсула 1 согласно изобретению содержит смещаемый элемент 6 для нарушения целостности участка материального барьера в выходной области 5b. Хотя в настоящем варианте осуществления смещаемый элемент активируется для взаимодействия с выходной областью 5b с использованием выдачного устройства, понятно, что предусмотрены другие виды целенаправленного смещения элемента 6. К примеру, на фиг. 4 схематически изображен управляемый давлением смещаемый элемент.
Для нарушения целостности выходной области 5b, смещаемый элемент 6 может содержать один или несколько рабочих органов 7, служащих для целенаправленного разрушения выходной области. Рабочие органы 7 могут представлять собой булавки, ножи, неровности, острые кристаллы, например, сахар и так далее.
На виде В схематически показана одноразовая капсула 1 при использовании, например, в зацеплении с выдачным устройством 1а. Выдачное устройство 1а может быть механически переведено в зацепление с капсулой 1а с помощью ручного или автоматического привода. Таким образом, выступы 4 могут передавать механический момент, созданный выдачным устройством, через элемнт 6 на выходную область 5b, вызывая соответствующее нарушение ее целостности. Напиток, приготавливаемый во внутреннем пространстве I, может, таким образом, быть слит через созданное отверстие из капсулы.
В соответствии с изобретением предлагается система, обеспечивающая управляемое открывание капсулы 1, особенно в ее выходной области 5b. В результате устраняются неблагоприятные преференциальные пути текучей среды внутри внутреннего пространства. Таким образом, задается, по меньшей мере, количество, размер и положение выходных отверстий, что может привести к повышению качества напитка. Понятно, что система согласно изобретению, управляющая сливом напитка, также может быть преимущественной потому, что усилие, осуществляемое смещаемым элементом 6 на выходную область 5b, может управляться с точки зрения своевременности и абсолютной величины. В результате временем выдержки приготовляемого напитка в одноразовой капсуле можно управлять, тем самым, улучшая экстрагируемость содержащегося в ней соответствующего экстрагируемого продукта.
На виде С схематически показана одноразовая капсула сбоку. Материальный барьер 5 может быть оснащен ободом с отверстиями 8а для обеспечения поступления текучей среды во внутреннее пространство, как это показано на виде В, смещаемый элемент 6 может использоваться как уплотнительная заглушка, по существу, для плотной установки в отверстие О в материальном барьере 5. Заглушка 6 может быть оснащена соответствующей взаимодействующей канавкой и зажимным элементом 9. Смещаемый элемент 6 может дополнительно содержать один или несколько рабочих элементов 7, которые, например, могут быть выполнены в виде короны или в виде соответствующего одномерного или двумерного массива. Рабочий элемент может также быть непрерывным, например, рабочий элемент может быть кольцеобразным для отрезания круглой области от выходной области 5b с целью упрощения слива напитка.
Текучая среда может подаваться под давлением во внутреннее пространство I одноразовой капсулы 1. Благодаря наличию открывающего элемента, то есть смещаемого элемента, минимальное необходимое давление может быть уменьшено, что ведет к снижению мощности потребления системы согласно изобретению. Однако устройство 1а выдачи текучей среды системы может быть выполнено с возможностью подачи текучей среды на капсулу 1 под давлением приблизительно 4-20 бар, предпочтительно 5-18 бар, более предпочтительно 6-15 бар. В одном из вариантов осуществления, на капсулу подают давление 6 бар. В этом случае накопленное внутреннее давление может иметь дополнительный эффект, способствующий эффективности нарушения целостности выходной области 5b.
На фиг. 3 схематически показан дополнительный вариант осуществления одноразовой капсулы согласно изобретению. В настоящем варианте осуществления одноразовой капсулы 30, смещаемый элемент 6 имеет внутренний тракт (не показан) и боковые отверстия 6а для подачи, по меньшей мере, порции текучей среды F' внутрь продукта, присутствующего во внутреннем пространстве I. В результате входящий поток F может эффективно распространяться во внутреннем пространстве, его приток в него не ограничен пропускной способностью входной области.
Также в этом варианте осуществления, смещаемый элемент 6 может приводиться в действие выдачным устройством (не показано), заставляя первое нарушать целостность участка материального барьера 31, 32, 33, 34 капсулы 30 в выходной области 34.
В еще одном дополнительном варианте осуществления одноразовой капсулы согласно изобретению, капсула может оснащаться выходным фильтром 35. Понятно, что выходной фильтр может быть расположен за материальным барьером (как показано), или же может быть расположен до материального барьера 34, то есть во внутреннем пространстве I. Также можно интегрировать выходной фильтр, по меньшей мере, с рабочими элементами смещаемого элемента 6. Рабочий участок смещаемого элемента 6 может быть выполнен в виде фильтра, содержащего соответствующие выступы на поверхности, обращенной к выходной области 34. В этом случае фильтр может выступать в качестве участка смещаемого элемента. Предпочтительно, что фильтр выполнен в виде соответствующей мембраны, которая может крепиться сбоку к окружной стенке в непосредственной близости от выходной области 34. Приведение в действие извне выступа 6 может привести к изгибу выходного фильтра и соответствующему нарушению целостности выходной области 34.
Согласно варианту осуществления изобретения, выходной фильтр может быть выполнен с достаточно высокой прочностью на разрыв, которая не будет преодолена давлением внутри капсулы 30. В качестве альтернативного или дополнительного варианта, выходной фильтр 35 может образовывать достаточно низкое сопротивление потока для напитка, выходящего из капсулы 1. Предпочтительно, выходной фильтр образован из пористого листа, например, фильтровальной бумаги. Понятно, что размер пор выходного фильтра может быть скорректирован в соответствии с нужным размером зерен экстрагируемого продукта, содержащегося во внутреннем пространстве.
На фиг. 4 схематически представлен еще один дополнительный вариант осуществления одноразовой капсулы согласно изобретению. На виде А схематически изображена одноразовая капсула без движения, то есть до использования, на виде В схематически изображена одноразовая капсула при использовании, то есть, к примеру, когда соответствующее устройство выдачи текучей среды зацеплено с капсулой для подачи потока текучей среды F. На виде С для ясности схематически изображен вид сбоку одноразовой капсулы, представленной на виде А.
Как показано на виде А, одноразовая капсула содержит внутреннее пространство I, служащее для размещения в нем соответствующего количества экстрагируемого продукта. Внутреннее пространство огорожено материальным барьером 41а, 41b, 41с, 41d. Участок 41d служит для обеспечения прохождения входящего потока текучей среды при использовании, при этом участок 41b выполнен с возможностью нарушения целостности передвижным телом 46.
Смещаемый элемент 46 может содержать один или несколько рабочих органов 46а, к примеру, булавок, ножей или других соответствующих поверхностных неровностей, способных нарушать целостность выходной области 41b. В настоящем варианте осуществления, смещаемый элемент 46 выполнен с возможностью приведения в действие внутренним усилием, созданным, например, внутренним давлением текучей среды, накопленным во внутреннем пространстве I. В результате усилие, воздействующее на опорную фольгу 46b, сместит ее к выходной области 41а и будет надлежащим образом прижимать рабочие элементы 46а к выходной области, приводя к соответствующему нарушению ее целостности, см. вид В.
Смещаемый элемент может также не содержать каких-либо значимых выступов для нарушения целостности выходной области 41b. К примеру, смещаемый элемент может содержать рабочую мембрану 48 и соответствующее количество сквозных отверстий 49. Когда внутреннее пространство капсулы наполнено текучей средой, особенно текучей средой под давлением, мембрана быстро смещается к выходной области, например, под воздействием пневматического усилия, приводя к нарушению ее целостности. Мембрана 48 может по окружности крепиться к стенке капсулы. Понятно, что мембрана может быть, по меньшей мере, частично, изготовленной из фильтрующего материала. К примеру, сквозные отверстия 49 могут содержать фильтрующее наполнение. В качестве альтернативного или дополнительного варианта, область 48 мембраны может быть выполнена как выходной фильтр.
вн
Кроме того, входная область 41 также может приводиться в действие с использованием давления текучей среды. Например, соответствующие входные отверстия (см. позицию 47 на виде С) могут быть закрыты листом, например фольгой 46с, который может деформироваться вследствие приложения давления и/или применения повышенной температуры поступающей текучей среды F. В результате лист 46с может деформироваться (см. вид В), обеспечивая поступление текучей среды F во внутреннее пространство капсулы.
Понятно, что, хотя конкретные варианты осуществления изобретения были описаны выше, изобретение может быть выполнено иначе, чем описано. Кроме того, могут быть объединены отдельные признаки, описанные со ссылкой на разные фигуры.