КАПСУЛА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ
BEVERAGE PREPARATION CAPSULE

Настоящее изобретение относится к капсуле такого типа для приготовления напитков, которая содержит порошкообразный пищевой продукт, который позволяет приготовить напиток посредством пропускания горячей воды через него. Данный пищевой продукт может представлять собой продукт растворимого типа или такого типа, который может быть подвергнут экстрагированию инфузионным способом (такой как обжаренный и молотый кофе).
В частности, это изобретение относится к капсуле такого типа, как описанная в патентах ЕР 1 472 156, ЕР 1 500 358, ЕР 1 574 452 и ЕР 1 808 382, то есть к капсуле, которая может обеспечить выдачу напитка непосредственно в нижерасположенную чашку. Данная капсула содержит чашеобразный удерживающий корпус, который имеет нижнюю часть, выполненную с выдачным отверстием, который закрыт сверху закрывающим элементом и внутри которого, по меньшей мере, один нижний фильтрующий элемент размещен между порошкообразным пищевым продуктом и нижней частью.
В случае капсул данного типа капсулы обычно выполнены таким образом, чтобы предотвратить прохождение, по меньшей мере, кислорода к порошкообразному пищевому продукту, и так, чтобы в тот момент, когда они используются, машина, в которой они используются, осуществляла прокалывание только верхнего закрывающего элемента для нагнетания воды в капсулу. Напротив, выходящий поток напитка обеспечивается благодаря тому, что внутри капсул содержится барьер для кислорода, образованный из листа гибкого материала, который после нагнетания воды в капсулу выпучивается и разрывается у неподвижных контактных элементов, имеющихся в капсуле. В частности, нижний фильтрующий элемент практически полностью «охвачен» штырьками пирамидальной формы, которые обеспечивают возможность разрыва алюминиевого листа, образующего барьер, как только последний станет выпученным. Для предотвращения ситуации, при которой разорванные края алюминиевого листа забивают фильтрующий элемент или даже выходят из капсулы (действительно, многие имеющиеся штырьки могут измельчить лист до обрывков), в соответствии с решениями по предшествующему уровню техники фильтрующий элемент имеет отверстия только вдоль его периферии в зоне контакта с внутренней стенкой удерживающего корпуса, то есть в его зоне, относительно удаленной от штырьков пирамидальной формы.
Кроме того, как уже указано, в данных капсулах по предшествующему уровню техники напиток выдается непосредственно из капсулы в чашку, то есть без контакта с каким-либо компонентом машины. Для этого удерживающий корпус капсулы, который получен литьем под давлением, содержит кольцо, которое проходит снаружи и которое окружает выдачное отверстие, создавая своего рода короткую трубку для направления напитка при его вытекании, гарантирующую его правильную ориентацию по направлению к нижерасположенной чашке.
В этой связи основная техническая задача, которая образует основу данного изобретения, состоит в том, чтобы предложить капсулу для приготовления напитков, которая может быть использована в машинах такого же типа, в которых используются капсулы, описанные выше, но которая выполнена альтернативно по отношению к капсулам по предшествующему уровню техники.
В частности, техническая задача данного изобретения состоит в том, чтобы предложить капсулу для приготовления напитков, в которой используется альтернативный способ открывания при выдаче напитка.
Вторая техническая задача этого изобретения состоит в том, чтобы предложить капсулу для приготовления напитков, в которой удерживающий корпус может быть образован термоформованием.
Указанные технические задачи и указанные цели по существу решаются/достигаются посредством капсулы для приготовления напитков, описанной в приложенной формуле изобретения.
Дополнительные признаки и преимущества данного изобретения более очевидны в нижеследующем подробном описании со ссылкой на ряд предпочтительных неограничивающих вариантов осуществления капсулы для приготовления напитков, проиллюстрированных на сопровождающих чертежах, в которых:
- фиг.1 представляет собой осевое сечение капсулы для приготовления напитков, выполненной в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения, при этом сечение выполнено без порошкообразного пищевого продукта, чтобы лучше проиллюстрировать ее внутреннюю конструкцию;
- фиг.2 представляет собой осевое сечение капсулы для приготовления напитков, выполненной в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения, при этом сечение выполнено без порошкообразного пищевого продукта, чтобы лучше проиллюстрировать ее внутреннюю конструкцию;
- фиг.3 представляет собой осевое сечение капсулы для приготовления напитков, выполненной в соответствии с третьим вариантом осуществления данного изобретения, при этом сечение выполнено без порошкообразного пищевого продукта, чтобы лучше проиллюстрировать ее внутреннюю конструкцию;
- фиг.4 представляет собой вид сверху удерживающего корпуса капсул по фиг.1-3;
- фиг.5 представляет собой боковое сечение удерживающего корпуса по фиг.4, выполненное по линии V-V;
- фиг.6 представляет собой вид сверху верхнего фильтрующего элемента капсул по фиг.1-3;
- фиг.7 представляет собой боковое сечение верхнего фильтрующего элемента по фиг.6, выполненное по линии VII-VII;
- фиг.8 представляет собой вид сверху нижнего фильтрующего элемента капсулы по фиг.1;
- фиг.9 представляет собой боковое сечение нижнего фильтрующего элемента по фиг.8, выполненное по линии IX-IX;
- фиг.10 представляет собой вид сверху нижнего фильтрующего элемента капсул по фиг.2 и 3;
- фиг.11 представляет собой боковое сечение нижнего фильтрующего элемента по фиг.10, выполненное по линии XI-XI;
- фиг.12 представляет собой вид сверху предпочтительного варианта осуществления листа гибкого материала, имеющегося в капсулах по фиг.1-3;
- фиг.13 представляет собой увеличенный вид одной из четырех выдачных зон листа гибкого материала по фиг.12;
- фиг.14 представляет собой вертикальный вид в разрезе фрагмента листа гибкого материала, показанного на фиг.13;
- фиг.15 представляет собой вертикальный вид в разрезе структуры листа гибкого материала по фиг.12 в зоне, отличной от выдачной зоны;
- фиг.16 представляет собой вертикальный вид в разрезе альтернативного варианта осуществления листа гибкого материала в выдачной зоне, аналогичный показанному на фиг.14;
- фиг.17 представляет собой вид сверху выдачного элемента капсул по фиг.1 и 2;
- фиг.18 представляет собой боковое сечение выдачного элемента по фиг.17, выполненное по линии XVII-XVII;
- фиг.19 представляет собой вид сверху выдачного элемента капсулы по фиг.3;
- фиг.20 представляет собой боковое сечение выдачного элемента по фиг.19, выполненное по линии XX-XX; и
- фиг.21 представляет собой осевое сечение капсулы по фиг.1, заполненной порошкообразным пищевым продуктом.
На вышеупомянутых фигурах ссылочная позиция 1 обозначает в целом капсулу, выполненную в соответствии с данным изобретением.
Аналогично капсулам по предшествующему уровню техники, капсула 1 согласно данному изобретению также может содержать любой порошкообразный пищевой продукт 2, который обеспечивает возможность приготовления напитка посредством пропускания воды через него независимо от того, является ли он продуктом растворимого типа или такого типа, который может быть подвергнут экстрагированию инфузионным способом (посредством воды, которая находится под бóльшим или меньшим давлением, как описано ниже более подробно, при этом всегда требуется определенная величина давления для экстрагирования).
Во-первых, капсула 1 содержит чашеобразный удерживающий корпус 3, в котором можно идентифицировать трубчатую боковую стенку 4 и нижнюю часть 5 и внутри которого образована удерживающая камера 6. Трубчатая боковая стенка 4 проходит между первым краем 7 и вторым краем 8. Нижняя часть 5 соединена с первым краем 7 и проходит поперек к центральной оси трубчатой боковой стенки 4 (при этом центральная ось также образует центральную ось капсулы 1). Нижняя часть 5 также имеет выдачное отверстие 9 предпочтительно в ее центральной зоне. Закрывающий элемент 10, такой как лист многослойного материала, способного функционировать в качестве барьера для кислорода, прикреплен ко второму краю 8 трубчатой боковой стенки 4 для закрывания верха удерживающего корпуса 3. Крепление обычно выполняется посредством сварки или склеивания.
В предпочтительном варианте осуществления трубчатая боковая стенка 4 и нижняя часть 5 удерживающего корпуса 3 выполнены в виде одного компонента, предпочтительно при использовании материала, способного функционировать в качестве барьера для кислорода, такого как отформованный пластик или предпочтительно термоформованная многослойная пленка.
В предпочтительном варианте осуществления, проиллюстрированном на сопровождающих фигурах, нижняя часть 5 удерживающего корпуса 3 содержит внутреннюю кольцевую зону 11, которая окружает выдачное отверстие 9, среднюю кольцевую зону 12, которая окружает внутреннюю кольцевую зону 11, и наружную кольцевую зону 13, которая окружает среднюю кольцевую зону 12. Данные три зоны расположены ступенчато друг относительно друга, при этом внутренняя кольцевая зона 11 находится дальше от закрывающего элемента 10, чем средняя кольцевая зона 12, и средняя кольцевая зона 12 находится дальше от закрывающего элемента 10, чем наружная кольцевая зона 13. В завершение, каждая из внутренней кольцевой зоны 11, средней кольцевой зоны 12 и наружной кольцевой зоны 13 образует опорную поверхность, проходящую поперек относительно центральной оси. Различные опорные поверхности предпочтительно являются концентрическими относительно центральной оси.
Нижний фильтрующий элемент 14 установлен в удерживающей камере 6, расположен между порошкообразным пищевым продуктом 2 и нижней частью 5 и предпочтительно, но необязательно, образован из жесткого или полужесткого пластикового элемента, выполненного с множеством сквозных отверстий. Сопровождающие фигуры показывают два иллюстративных варианта нижнего фильтрующего элемента 14, которые оба имеют как радиальные ребра 33 жесткости, так и центральную выпуклость 16. В первом случае, показанном на фиг.9, ребра 15 расположены главным образом на поверхности нижнего фильтрующего элемента 14, обращенной к нижней части 5, в то время как во втором случае, показанном на фиг.11, они находятся в основном на противоположной поверхности. В обоих случаях нижний фильтрующий элемент 14 опирается на наружную кольцевую зону 13 и удерживается на месте посредством углубления 17 сложной формы, выполненного в трубчатой боковой стенке 4 (нижний фильтрующий элемент 14 вставлен в капсулу 1 с защелкиванием).
Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления капсула 1 также содержит верхний фильтрующий элемент 18, расположенный между закрывающим элементом 10 и порошкообразным пищевым продуктом 2, при этом верхний фильтрующий элемент также предпочтительно образован из жесткого или полужесткого пластикового элемента, выполненного с множеством отверстий и ребер, при этом также могут быть использованы другие решения.
Капсула 1 согласно данному изобретению подобно капсулам по предшествующему уровню техники также содержит лист 19 гибкого материала, не проницаемый для кислорода, установленный в удерживающей камере 6 и прикрепленный с обеспечением непроницаемости для кислорода к удерживающему корпусу 3 для герметичного закрытия - с обеспечением непроницаемости для кислорода - той части капсулы 1, которая содержит порошкообразный пищевой продукт 2.
Лист 19 гибкого материала предпочтительно содержит, по меньшей мере, один первый слой 20, образованный из пленки, выполненной из пластика, предпочтительно полиэтилена или полиэстера, и один второй слой 21, образованный из алюминиевой пленки, которые присоединены друг к другу. Лист 19 гибкого материала также расположен между порошкообразным пищевым продуктом 2 и выдачным отверстием 9, при этом первый слой 20 расположен между порошкообразным пищевым продуктом 2 и вторым слоем 21. Как правило, лист 19 гибкого материала может также содержать слой 22 адгезива, расположенный между первым слоем 20 и вторым слоем 21 для гарантирования их прилипания друг к другу, и/или слой 23 лака, нанесенный на второй слой 21 на его поверхности, противоположной по отношению к той поверхности, которая обращена к первому слою 20. Вариант осуществления, содержащий четыре слоя, описанные выше, проиллюстрирован на фиг.16. В других, более сложных вариантах осуществления лист 19 гибкого материала может также содержать слой 24 переплетенных пластиковых волокон, соединенный со вторым слоем 21 с той же стороны, что и вышеупомянутый слой 23 лака, таким образом, что второй слой 21 остается расположенным между первым слоем 20 и слоем 24 переплетенных пластиковых волокон. В частности, слой 24 переплетенных пластиковых волокон предпочтительно образован из тканого или нетканого материала из полиэстера. Этот вариант осуществления с пятью слоями проиллюстрирован на фиг.14 и 15.
В предпочтительном варианте осуществления толщины различных слоев таковы:
- полиэтиленовая пленка: 10 мкм±4 мкм;
- слой 22 адгезива: 4 мкм±2 мкм;
- алюминиевая пленка: 7 мкм±3 мкм;
- слой 23 лака: 4 мкм±2 мкм;
- тканый или нетканый материал из полиэстера: 11 мкм±3 мкм.
Как правило, предпочтительна ситуация, в которой толщина алюминиевого слоя (второго слоя 21) выбрана так, что второй слой 21 может разрываться автономно, когда разность давлений, действующих на две его поверхности, равна, по меньшей мере, 2 бар (по меньшей мере, в выдачной зоне, описанной ниже).
В зависимости от вариантов осуществления лист 19 гибкого материала расположен или между нижним фильтрующим элементом 14 и выдачным отверстием 9 (предпочтительное решение, проиллюстрированное на сопровождающих фигурах), или между порошкообразным пищевым продуктом 2 и нижним фильтрующим элементом 14 (менее предпочтительное решение). В предпочтительных вариантах осуществления лист 19 гибкого материала прикреплен к удерживающему корпусу 3 в средней кольцевой зоне 12. Только его центральная зона обращена к внутренней кольцевой зоне 11 и выдачному отверстию 9. В этом случае прикрепление также обычно выполняют посредством сварки или склеивания.
Согласно основному изобретательскому аспекту данного изобретения первый слой 20 предпочтительно содержит одну или более прорезей 25 (как проиллюстрировано на фиг.12 и 13) или в альтернативном варианте одно или более сквозных отверстий (решение не проиллюстрировано). Как прорези 25, так и сквозные отверстия могут быть образованы лазерным лучом (таким образом, существует возможность их выполнения, когда первый слой 20 и второй слой 21 уже соединены, благодаря тому, что при использовании лазерного излучения с соответствующей мощностью можно прорезать полиэтилен, но не алюминий, который будет просто отражать его). Следует отметить, что на вышеупомянутых фигурах ширина прорези 25 показана большей, чем необходимая, чтобы сделать ее более наглядной. В действительности в предпочтительных вариантах осуществления длина прорези 25 предпочтительно составляет приблизительно несколько миллиметров, предпочтительно от 1 до 10 мм, в то время как ширина прорези 25 составляет приблизительно 0,5-1 мм.
Как схематически проиллюстрировано на фиг.12, 13, 14 и 16, каждая прорезь 25 или каждое сквозное отверстие, имеющаяся (имеющееся) в первом слое 20, образовано рядом с выдачной зоной 26 и в выдачной зоне 26 первого слоя 20. Каждая выдачная зона 26 отличается тем, что в этой зоне первый слой 20 локально отсоединен от первого слоя 21 (например, для этого слой 22 адгезива может локально отсутствовать, как показано посредством пустой зоны 27 на фиг.14 и 16). Действительно, таким образом при использовании после создания избыточного давления на поверхности первого слоя 20, обращенной к порошкообразному пищевому продукту 2, такое же давление также действует на второй слой 21 в выдачной зоне 26, при этом второй слой 21 может локально выпучиваться и деформироваться по направлению к нижней части 5, пока он не разорвется.
Все прорези 25 и выдачные зоны предпочтительно выполнены в центральной зоне листа 19 гибкого материала.
Как уже указано, в то время как удерживающий корпус 3 в общем случае может быть образован при использовании любого материала и любого способа (например, литьем под давлением), в соответствии со вторым изобретательским аспектом данного изобретения удерживающий корпус 3 образован термоформованием пластика, который представляет собой барьер для кислорода, с выдачным отверстием 9, образованным высечкой, и капсула 1 также содержит выдачной элемент 28, который образован из отформованного пластика и соединенс выдачным отверстием 9.
Подробно о 25, выдачной элемент 28 содержит трубчатую основную часть 29, которая вставлена через выдачное отверстие 9 так, что она выступает по направлению к наружной стороне капсулы 1 и которая содержит внутри отводящее отверстие 30 для напитка. Отводящее отверстие 30 соединяет удерживающую камеру 6 с наружным пространством. Трубчатая основная часть 29 также предпочтительно содержит радиальный фланец 31, расположенный так, что он опирается на нижнюю часть 5 (в частности, на внутреннюю кольцевую зону 11 в проиллюстрированных вариантах осуществления).
В зависимости от вариантов осуществления выдачной элемент 28 может быть установлен в выдачном отверстии 9 или с обеспечением герметичности, или без обеспечения герметичности.
Кроме того, выдачной элемент 28 предпочтительно содержит, по меньшей мере, одно гнездо 32 в виде поднутрения относительно центральной оси, в которое часть удерживающего корпуса 3, которая ограничивает выдачное отверстие 9, вставляется с защелкиванием.
Кроме того, трубчатая основная часть 29 может предпочтительно содержать направляющий элемент 33, расположенный в центре отводящего отверстия 30 и опирающийся на несколько опорных и центрирующих лапок 34. Направляющий элемент 33 предпочтительно имеет сужающийся нижний конец (конический на сопровождающих фигурах) для гарантирования выдачи напитка вдоль центральной оси.
Кроме того, в варианте осуществления по фиг.19 и 20 выдачной элемент 28 на его стороне, обращенной к нижнему фильтрующему элементу 14, также содержит выступающую кольцевую кромку 35, которая окружает входную часть отводящего отверстия 30 и которая может создавать преграду для вытекания любых оставшихся капель напитка, имеющихся в капсуле 1, в тот момент, когда использованную капсулу извлекают из машины для экстрагирования. Аналогичная выступающая кольцевая кромка 35 может также иметься в варианте осуществления по фиг.17 и 18 и в любом другом варианте осуществления выдачного элемента 28.
Что касается функционирования капсулы 1, то при ее вставке в кофемашину машина обеспечивает прокалывание закрывающего элемента 10 и нагнетание воды под давлением через закрывающий элемент 10. После прохождения через верхний фильтрующий элемент 18 - в случае его наличия в капсуле 1 - вода доходит до порошкообразного пищевого продукта 2 и смачивает его, в результате чего начинается процесс приготовления напитка, то есть растворение порошкообразного пищевого продукта 2, если он является растворимым, или экстрагирование ароматических веществ, если порошкообразный пищевой продукт 2 является нерастворимым.
После этого образованный напиток доходит до листа 19 гибкого материала, который еще не поврежден и останавливает поток напитка. В частности, особенно после увеличения давления внутри капсулы 1 напиток проходит в данные одно или более сквозных отверстий или окон, образованных в первом слое 20, и доходит до второго слоя 21 в выдачных зонах. Постепенно создаваемая разность давления, действующего на поверхность листа 19 гибкого материала, обращенную к порошкообразному пищевому продукту 2, и давления, действующего на противоположную поверхность, вызывает выпучивание второго слоя 21 по направлению к нижней части 5 в данных одной или более имеющихся выдачных зонах до тех пор, пока второй слой 21 не разорвется рядом с одной или более из выдачных зон. Следует отметить, что разные механические свойства материалов, которые образуют первый слой 20 и второй слой 21, означают, что в то время, когда второй слой 21 разрывается после увеличения давления первый слой 20 остается по существу не поврежденным.
В этот момент напиток может «продолжать свой путь» по направлению к отводящему отверстию 30. Если имеется выдачной элемент, напиток, в частности, доходит до выдачного элемента 28, в котором он проходит в отводящее отверстие 30, предпочтительно следуя вдоль направляющего элемента 33 на его длине, чтобы достичь нижерасположенной чашки.
Следует отметить, что во время прохождения по пути к выходу напиток также проходит через нижний фильтрующий элемент 14. В зависимости от вариантов осуществления, это может происходить или перед прохождением напитка через лист 19 гибкого материала, или после прохождения напитка через него.
В завершение, если лист 19 гибкого материала содержит сквозные прорези 25, которые имеют уменьшенную ширину в поперечном направлении (составляющую приблизительно 0,5-1 мм), благодаря эластичности полипропилена во время выдачи эти прорези 25 могут гарантировать то, что давление внутри капсулы 1 останется постоянным (прорези расширяются при открывании, если давление увеличивается, и сужаются, если давление падает), посредством чего гарантирует улучшенное экстрагирование напитка, в частности, в случае порошкообразного пищевого продукта 2, который является нерастворимым.
Это изобретение обеспечивает важные преимущества.
Кроме того, действительно, благодаря данному изобретению можно выполнить капсулу, альтернативную по отношению к капсулам по предшествующему уровню техники. Эта альтернативная капсула может быть использована в таких же машинах, в каких в настоящее время используются капсулы по предшествующему уровню техники, описанные выше, но при этом были достигнуты улучшенные результаты.
Во-первых, благодаря используемому инновационному листу гибкого материала была создана возможность выполнить систему открывания капсулы, которая не является только альтернативой по отношению к системе по предшествующему уровню техники, но которая обеспечивает возможность как открывания при давлениях, более высоких, чем давления, при которых происходит открывание капсул по предшествующему уровню техники, так и уменьшенного риска нежелательного попадания кусков алюминия в напиток благодаря отсутствию механических прокалывающих элементов, которые взаимодействуют с алюминиевым листом.
Кроме того, как уже указано, в предпочтительном варианте осуществления, в котором лист гибкого материала содержит сквозные прорези, которые имеют уменьшенную ширину в поперечном направлении, можно гарантировать улучшенное экстрагирование напитка.
Во-вторых, в случае предпочтительного варианта осуществления благодаря использованию дополнительного выдачного элемента можно было использовать термоформованные удерживающие корпуса вместо корпусов, полученных литьем под давлением и используемых до настоящего времени.
В завершение, следует отметить, что данное изобретение сравнительно легко реализовать и что даже затраты, связанные с реализацией изобретения, не очень высоки.
Изобретение, описанное выше, может быть модифицировано и адаптировано рядом способов без отхода при этом от объема идеи изобретения.
Все детали могут быть заменены другими, технически эквивалентными элементами, и используемые материалы, а также формы и размеры различных компонентов могут варьироваться в соответствии с требованиями.