УСТАНОВОЧНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ КОНТЕЙНЕРОВ ДЛЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ИЛИ НАПИТКОВ
INSTALLATION UNIT FOR CONTAINERS FOR FOOD PRODUCTS OR BEVERAGES

Область техники, к которой относится изобретения
Изобретение относится к установочному узлу для использования с контейнерами для пищевых продуктов или напитков; в частности, настоящее изобретение относится к установочному узлу, способному перемещаться и принимать множество ориентаций или размещаться внутри контейнера для пищевого продукта или напитка.
Уровень техники
Приготовление напитков путем введения капсулы, содержащей ингредиент пищевого продукта или напитка, например, молотый кофе или быстрорастворимый кофе, в машину для выдачи напитков и впрыска воды в капсулу известно специалистам в данной области: ингредиент для пищевого продукта или напитка обычно экстрагируется или растворяется в воде с образованием напитка или желаемого конечного продукта, который вытекает из капсулы через подходящее выпускное отверстие.
Таким образом, в прошлом были разработаны различные капсулы, и эти капсулы различаются по меньшей мере характером корпуса капсулы, используемой для хранения ингредиента пищевого продукта или напитка. Хотя большинство капсул выполнены с жестким корпусом или полужестким корпусом, как правило, изготовленным путем литья под давлением или термоформования, гибкие типы упаковок могут быть изготовлены из материалов типа фольги. Гибкие упаковки обычно имеют преимущество перед жесткими или полужесткими капсулами, которое состоит в том, что в упаковке для продукта используется меньше материала, что ведет к уменьшению общих затрат на производство, меньшему влиянию на срок службы, как показано в нескольких исследованиях срока службы, а также к преимуществу с точки зрения пользователя, которому требуется меньше места для хранения таких упаковок, поскольку они являются более компактными.
В данной области техники известно, например, по документу WO 99/05044, гибкое саше для производства напитков, содержащее ингредиент для приготовления напитка в объеме, образованном путем склейки двух ламинатов краями, с базовым уплотнителем, в который вклеен канал из жесткого пластика. В верхней части полученного саше имеется впускная форсунка для введения воды, которая смешивается с ингредиентом для приготовления напитка или пищевого продукта, находящимся во внутреннем объеме саше, причем полученный напиток затем удаляется через выходное отверстие для напитка, расположенное в нижней части упаковки, в котором предусмотрен закрывающий элемент, так что закрывающий элемент выполнен с возможностью открытия под давлением, когда в саше подается вода под давлением, что позволяет удалить напиток через выходное отверстие. Однако данная конфигурация создает имеет важные для потребителя недостатки: открытие закрывающего элемента достигается путем увеличения давления внутри саше. Однако такое увеличение давления не рекомендуется для приготовления некоторых напитков, поскольку на поверхности напитка образуются пузырьки, например, это является нежелательным для приготовления чая. Кроме этого, существует риск для пользователя, что при желаемом давлении упаковка может не разорваться, и что в конце концов она откроется с неконтролируемым взрывом. По этой причине устройство, в котором обрабатывается саше, должно содержать средство для полного заключения саше внутри машины во время приготовления напитка, во избежание ущерба для потребителя. Таким образом, такие описанные гибкие саше для приготовления напитка не обеспечивают надлежащего контроля за введением воды во внутренний объем и не обеспечивают надлежащего контроля выходного отверстия для доставки напитка, приготовленного внутри саше. Следовательно, желательным является гибкое саше, обеспечивающее такой специфичный и хорошо регулируемый контроль элементов входного и выходного отверстий.
Еще одним недостатком таких известных саше является то, что впускная форсунка подает воду в упаковку всегда в одной и той же вертикальной ориентации сверху вниз внутри саше. Таким образом, все напитки производятся внутри саше в соответствии с одним и тем же процессом. Однако, учитывая характер ингредиента для приготовления напитка и желаемый напиток, обработку ингредиента следует вести по-разному. Таким образом, также было бы очень полезно обеспечить саше, в котором введение жидкости и выход приготовленных напитков имели бы разную конфигурацию, в зависимости от типа продукта или напитка для приготовления в саше.
Другие проблемы существующих в данной области техники упаковок заключаются, например, в том, что при наличии во внутреннем объеме порошкового ингредиента, который разбавляется или обрабатывается для приготовления соответствующего напитка, порошок иногда начинает выдаваться без надлежащего приготовления или разбавления продукта. Предотвращение этого эффекта также было бы существенным преимуществом саше или пакета.
Еще одним недостатком существующих пакетов или саше является то, что при приготовлении пищевого продукта или напитка и извлечении саше из машины выходное отверстие, через которое выдается продукт, остается открытым, в результате чего оставшийся внутри продукт в большинстве случаев вытекает по каплям.
Таким образом, было бы желательно обеспечить гибкую упаковку для приготовления пищевых продуктов или напитков, которая решает проблемы и устраняет недостатки текущего уровня техники.
Настоящее изобретение обеспечивает решение для описанных выше потребностей, как будет пояснено дополнительно. Изобретение также направлено на достижение других целей и, в частности, на решение других проблем, которые будут упомянуты в остальной части настоящего описания.
Раскрытие изобретения
В соответствии с первым аспектом изобретение относится к установочному узлу для одного или множества контейнеров для пищевых продуктов или напитков, причем каждый контейнер содержит по меньшей мере один ингредиент для получения продукта или напитка, причем установочный узел содержит по меньшей мере одно входное отверстие для жидкости, сообщающееся с по меньшей мере одним отверстием для впрыска, через которое жидкость можно подавать в контейнеры для пищевых продуктов или напитков, и по меньшей мере одно отверстие для выдачи, через которое происходит выдача пищевого продукта или напитка. Установочный узел дополнительно имеет две части, выполненные с возможностью перемещения относительно друг друга таким образом, что такое относительное перемещение открывает или закрывает сообщение внутреннего объема контейнеров с установочным узлом и/или дополнительно открывает или закрывает сообщение отверстия для выдачи с наружной стороной установочного узла.
Установочный узел обычно содержит первичную часть, которая является стационарной, и вторичную часть, выполненную с возможностью, по существу, вертикального перемещения относительно первичной части.
Как правило, входное отверстие для жидкости расположено в первичной части и сообщается с внутренним объемом контейнера через отверстие для впрыска.
В одном варианте осуществления изобретения первичная часть содержит два входных отверстия для жидкости, каждое из которых сообщается с внутренним объемом контейнера через соответствующее отверстие для впрыска с активацией последовательно и/или одновременно в зависимости от типа приготавливаемого продукта. Как правило, входные отверстия для жидкости имеют реверсируемое расположение.
Установочный узел изобретения может также содержать разделительную стенку для обеспечения связи с двумя отдельными внутренними объемами или двумя разными контейнерами.
Предпочтительно, чтобы установочный узел изобретения был выполнен с возможностью впрыска высокоскоростной струи в один или множество контейнеров через по меньшей мере одно отверстие для впрыска.
В соответствии с настоящим изобретением установочный узел, как правило, содержит мягкую оболочку на по меньшей мере одном входном отверстии для жидкости, причем эта оболочка выполнена с возможностью ее прокалывания соответствующим элементом для обеспечения возможности впрыска жидкости через входное отверстие для жидкости. Кроме того, возможен вариант, при котором установочный узел содержит покрывающую его мягкую оболочку, причем подвижная часть установочного узла содержит заостренную область, которая может вскрываться при смещении мягкой оболочки, обеспечивая возможность выдачи продукта через отверстие для выдачи.
В другом варианте осуществления изобретения установочный узел содержит мягкую оболочку, расположенную поверх его верхней части, и оснащен заостренным элементом, способным вскрывать этот верхний гибкий лист при перемещении двух частей относительно друг друга для открытия сообщения между внутренним объемом контейнера и установочным узлом.
В другом варианте осуществления изобретения две части установочного узла соединены друг с другом посредством ломающейся и/или деформирующейся детали, обеспечивающей возможность их относительного перемещения.
В соответствии со вторым аспектом изобретение относится к упаковке, содержащей установочный узел, описанный в настоящем документе, и по меньшей мере один контейнер для пищевого продукта или напитка, к которому присоединен установочный узел. Контейнеры, как правило, выполнены из непроницаемых листов, соединенных друг с другом, или из одного непроницаемого листа, сложенного пополам с образованием внутреннего объема, где хранится ингредиент для приготовления пищевого продукта или напитка. Как правило, непроницаемые листы покрывают установочный узел.
Упаковка изобретения, как правило, содержит идентификационные средства с информацией по обработке ингредиентов, находящихся внутри одного или множества контейнеров, такой как, например, информация о температуре, скорости потока и/или объеме вводимой жидкости, времени обработки, последовательности перемещений частей в установочном узле.
В соответствии с третьим аспектом настоящее изобретение относится к машине для приготовления пищевого продукта или напитка из описанной выше упаковки, причем машина содержит элемент для вхождения в контакт с установочным узлом и для впрыска жидкости через по меньшей мере одно входное отверстие для жидкости.
В машине изобретения также предусмотрены средства, выполненные с возможностью перемещения и/или смещения двух частей установочного узла относительно друг друга.
Предпочтительно машина в соответствии с настоящим изобретением выполнена с возможностью приема упаковки в соответствии с описанным вариантом, по существу, в вертикальном положении и впрыска в нее жидкости в направлении вверх.
Машина в соответствии с изобретением, как правило, дополнительно содержит средства управления для контроля обработки ингредиентов, находящихся внутри одного или множества контейнеров, например, температуры, скорости потока и/или объема вводимой жидкости, времени обработки, последовательности перемещений частей в установочном узле.
Краткое описание чертежей
Дополнительные признаки, преимущества и цели настоящего изобретения станут понятны специалисту в данной области после прочтения приведенного ниже подробного описания вариантов осуществления настоящего изобретения, не имеющих ограничительного характера, при рассмотрении совместно с прилагаемыми чертежами.
На фиг. 1 представлен вид спереди установочного узла в соответствии с возможным вариантом осуществления настоящего изобретения, демонстрирующий две части, выполненные с возможностью смещения относительно друг друга.
На фиг. 2 представлен вид сзади установочного узла, показанного на фиг. 1.
На фиг. 3 представлен вид спереди установочного узла в соответствии с другим возможным вариантом осуществления настоящего изобретения, демонстрирующий две части, выполненные с возможностью смещения относительно друг друга.
На фиг. 4 представлен вид сзади установочного узла, показанного на фиг. 3.
На фиг. 5a–b представлен вид спереди и вид сзади установочного узла соответственно в соответствии с другим возможным вариантом осуществления настоящего изобретения, демонстрирующий две части, выполненные с возможностью смещения относительно друг друга.
На фиг. 6a–b представлен вид спереди и вид сзади установочного узла соответственно также в соответствии с другим возможным вариантом осуществления настоящего изобретения, демонстрирующий две части, выполненные с возможностью смещения относительно друг друга.
На фиг. 7a–b представлен вид спереди и вид сзади установочного узла соответственно в соответствии с еще одним возможным вариантом осуществления настоящего изобретения, демонстрирующий две части, выполненные с возможностью смещения относительно друг друга.
На фиг. 8a–b представлен вид спереди и вид сзади установочного узла соответственно в соответствии с еще одним возможным вариантом осуществления настоящего изобретения, демонстрирующий две части, выполненные с возможностью смещения относительно друг друга.
На фиг. 9a–b представлен вид спереди и вид сзади установочного узла соответственно в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, демонстрирующий две части, выполненные с возможностью смещения относительно друг друга и разделяющие саше или упаковку на два разных внутренних объема или отделения.
На фиг. 10 схематически показана конфигурация упаковки, содержащей гибкий контейнер и присоединенный к нему установочный узел.
На фиг. 11 схематически представлено введение упаковки в соответствии с изобретением в устройство для приготовления напитка.
На фиг. 12 схематически представлено введение упаковки в соответствии с изобретением в устройство для приготовления напитка, причем упаковка вводится с передней стороны устройства.
На фиг. 13 схематически представлено устройство для приготовления напитка в соответствии с настоящим изобретением.
Осуществление изобретения
В соответствии с первым аспектом настоящее изобретение относится к установочному узлу 10 для использования с по меньшей мере одним контейнером 20 для пищевого продукта или напитка, как схематически показано на фиг. 10. Этот контейнер 20 содержит по меньшей мере один ингредиент для приготовления пищевого продукта или напитка. Как правило, при использовании более чем одного контейнера контейнеры содержат разные продукты или ингредиенты таким образом, что они смешиваются для получения более сложного продукта или приготовления напитка по рецептуре. Затем содержимое контейнеров может быть последовательно или одновременно приготовлено и выдано через установочный узел 10.
В соответствии с настоящим изобретением ингредиент для приготовления пищевого продукта или напитка в контейнере может быть взят из следующего списка: супы, фруктовые соки, овощные соки, бульоны, кофе, шоколад, чай, молоко или сливки, смузи, пюре, кулис, кремы или их комбинации. Ингредиент для приготовления продукта питания или напитка может представлять собой растворимый ингредиент для приготовления пищевого продукта или напитка. Предпочтительно ингредиент для приготовления пищевого продукта или напитка выбирают из следующего списка:
- быстрорастворимый порошковый кофе, сухое молоко, сухие сливки, быстрорастворимый чай, какао-порошок, порошковый суп, фруктовый порошок или смесь указанных порошков,
- концентрат кофе, концентрат молока, сироп, фруктовый или овощной концентрат, концентрат чая, фруктовое или овощное пюре.
Порошки можно агломерировать или спекать. Порошки или жидкие концентраты можно смешивать с твердыми фрагментами, например, для приготовления супов с твердыми компонентами. Ингредиент для приготовления пищевого продукта или напитка также может представлять собой нерастворимый ингредиент для приготовления пищевого продукта или напитка, например, обжаренный и молотый кофе или чайные листья. В этом варианте осуществления вода экстрагирует нерастворимый ингредиент.
В настоящем изобретении к жидкости относится любой водный разбавитель, который можно смешать с растворимым ингредиентом для приготовления напитка для приготовления напитка, например, вода, газированная вода, молоко и т.п. Однако в соответствии с изобретением предпочтительной для использования жидкостью является вода.
Установочный узел 10 в соответствии с изобретением содержит по меньшей мере одно входное отверстие 12 для жидкости (как правило, расположенное на передней стороне установочного узла 10), через которое жидкость, обычно вода, впрыскивается предпочтительно через иглу, предусмотренную в машине, взаимодействующей с установочным узлом, как будет более подробно описано ниже. Кроме того, возможно и соответствует области настоящего изобретения получение установочного узла, содержащего два входных отверстия для жидкости, как правило, на передней и противоположной задней стороне установочного узла, так что жидкость можно впрыскивать с одной стороны или, в обратном направлении, с другой стороны указанного установочного узла 10, или через обе стороны одновременно для более быстрого растворения. Другие варианты осуществления установочного узла изобретения содержат два передних входных отверстия 12, 12’ для жидкости (как будет более подробно описано ниже) для впрыска жидкости в контейнер двумя внутренними струями. Возможны также другие конфигурации в соответствии с изобретением.
Через по меньшей мере одно входное отверстие 12 для жидкости жидкость подается в контейнер 20 для пищевого продукта или напитка для надлежащего перемешивания ингредиентов с введенной жидкостью и приготовления соответствующего пищевого продукта или напитка.
Установочный узел 10 также содержит по меньшей мере одно отверстие 13 для выдачи, через которое происходит выдача пищевого продукта или напитка. Отверстие 13 для выдачи предпочтительно выполнено таким образом, что оно выдает продукт свободным потоком, т.е. продукт может вытекать из отверстия 13 для выдачи предпочтительно просто под действием силы тяжести. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения отверстие 13 для выдачи включает в себя отверстие 23 в нижней части установочного узла 10, причем указанное отверстие 23 имеет поперечное сечение с площадью поверхности, равной площади поверхности круга диаметром по меньшей мере 1 мм, предпочтительно самое большее 4 мм, еще более предпочтительно от 1,5 до 3 мм. Отверстие 13 для выдачи обычно выполнено в виде прямой трубки, ориентированной, по существу, вертикально в установочном узле 10 и имеющей на конце отверстие 23. Длина трубки предпочтительно составляет по меньшей мере 5 мм. Такая длина обычно позволяет прекратить образование пены продукта, обычно напитка, перед подачей в чашку для питья. Преимущество отверстия 13 для выдачи настоящего изобретения состоит в том, что нет необходимости в реализации специальной связи его и машины в процессе производства, например, напитка, чтобы направлять поток выдаваемого напитка к отверстию 13 для выдачи: напиток может вытекать из отверстия 13 для выдачи непосредственно в чашку для питья.
Установочный узел 10 предпочтительно является жестким и изготавливается из жесткого пластикового материала, предпочтительно методом литья под давлением. Как правило, пластиковый материал можно выбрать из следующих вариантов: полипропилен, полиэтилен, полиэтилентерефталат и полимолочная кислота. Кроме того, в соответствии с менее предпочтительным вариантом осуществления установочный узел 10 может быть изготовлен из металла, например алюминия или листового олова.
Предпочтительно входное отверстие 12 для жидкости выполнено с возможностью прокалывания его впрыскивающим и прокалывающим элементом 30, предпочтительно иглой для жидкости, далее обозначаемой как «игла», так что этот впрыскивающий и прокалывающий элемент 30 обычно содержит внутренний канал или трубку, через которую жидкость под высоким давлением впрыскивается во входное отверстие 12 для жидкости. Однако также возможно, что доступ к входному отверстию 12 для жидкости может осуществляться напрямую впрыскивающим элементом, который будет впрыскивать жидкость непосредственно, без необходимости прокалывания какой-либо внешней крышки или мембраны. Как будет более подробно описано ниже, предпочтительная конфигурация изобретения такова, что гибкий лист материала, образующий контейнер 20, также располагается так, что закрывает входное отверстие 12 для жидкости, и этот лист прокалывается иглой, как описано выше.
Предпочтительно жидкость впрыскивается под давлением выше 2 бар, более предпочтительно выше 3 бар, предпочтительно составляет от 2 до 10 бар, более предпочтительно около 7 бар. Входное отверстие 12 для жидкости выполнено таким образом, что жидкость под высоким давлением, впрыскиваемая через него с помощью впрыскивающего и прокалывающего элемента 30, превращается в высокоскоростную струю, направляемую в контейнер или контейнеры. Как правило, диаметр входного отверстия для жидкости составляет от 1 мм и 4 мм, более предпочтительно от 1,5 мм до 3 мм, и на отверстии обеспечена податливая крышка, которую можно проколоть впрыскивающим и прокалывающим элементом 30. Впрыскивающий и прокалывающий элемент 30 также обычно содержит тороидальное кольцо, предпочтительно изготовленное из каучука, обеспечивающее отсутствие утечек жидкости за пределы входного отверстия для жидкости, когда впрыскивающий и прокалывающий элемент 30 впрыскивает жидкость во входное отверстие для жидкости. Входное отверстие 12 для жидкости сообщается с внутренним объемом контейнера через по меньшей мере одно отверстие 14 для впрыска, имеющее диаметр самое большее 1 мм, предпочтительно по меньшей мере 0,24 мм, предпочтительно от 0,3 мм до 1 мм, предпочтительно от 0,3 до 0,5 мм, более предпочтительно около 0,4 мм. При такой конфигурации, когда жидкость под высоким давлением впрыскивается впрыскивающим и прокалывающим элементом 30 через входное отверстие 12 для жидкости, она передается внутри по отверстию 14 для впрыска и превращается в высокоскоростную струю жидкости, впрыскиваемую внутрь контейнера 20 при прохождении через имеющее маленькое сечение отверстие для впрыска. Как правило, струя жидкости, создаваемая в контейнере, имеет скорость по меньшей мере 20 м/с.
В соответствии с изобретением входное отверстие для жидкости может быть выполнено с возможностью создания высокоскоростной струи переменной ориентации внутри контейнера, предпочтительно под углом 90° относительно подачи жидкости во входное отверстие для жидкости впрыскивающим и прокалывающим элементом 30, хотя возможен любой другой угол, который также соответствует сфере действия настоящей заявки.
Как описано, входное отверстие 12 для жидкости в сочетании с отверстием 14 для впрыска в установочном узле 10 выполнены с возможностью введения жидкости во внутренний объем контейнера 20 в форме струи. Под струей понимается поток жидкости, который выходит из входного отверстия для жидкости во внутренний объем контейнера для пищевого продукта или напитка быстро и с усилием. Входное отверстие 12 для жидкости выполнено с возможностью введения жидкости во внутренний объем контейнера с высокой скоростью, и струя жидкости предпочтительно имеет скорость по меньшей мере около 20 м/с, предпочтительно по меньшей мере 30 м/с. Как описано выше, такую конфигурацию предпочтительно получают в настоящем изобретении путем размещения конструкции (отверстия 14 для впрыска) на пути жидкости во входном отверстии для жидкости для уменьшения размера сечения входного отверстия для жидкости. Учитывая малую поверхность отверстия 14 для впрыска, через которое жидкость попадает во внутренний объем контейнера 20, жидкость под давлением создает струю во внутреннем объеме контейнера.
При одной и той же жидкости, подаваемой через входное отверстие 12 для жидкости, поверхность отверстия 14 для впрыска может быть разной в зависимости от характера находящегося в контейнере ингредиента для приготовления пищевого продукта или напитка, который будет смешиваться с жидкостью. В частности, если ингредиент является труднорастворимым, то меньшее отверстие для впрыска создаст струю с большей скоростью, которая улучшит взбалтывание и растворение такого ингредиента в контейнере.
На фиг. 1 и 2 показан возможный вариант осуществления или реализации установочного узла 10 в соответствии с изобретением. Данный установочный узел 10 содержит две части — первичную часть 110 и вторичную часть 120 — выполненные с возможностью перемещения относительно друг друга, в частности выполненные с возможностью смещения, предпочтительно линейного смещения относительно друг друга. Как правило, первичная часть 110 является стационарной, тогда как вторичная часть 120 выполнена с возможностью смещения относительно первичной части 110. Благодаря конфигурации вторичной части 120, когда она движется относительно первичной части 110, остающейся предпочтительно неподвижной, отверстие для выдачи открывается и/или закрывается, тем самым обеспечивая контроль процесса приготовления и выдачи.
Как показано на фиг. 1 и 2, установочный узел содержит входное отверстие 12 для жидкости, соединенное с внутренним объемом контейнера 20 посредством отверстия 14 для впрыска. Как правило, в такой конфигурации установочный узел полностью перекрывается гибким листом, образующим контейнер 20, также ограничивающим нижнюю часть 130 установочного узла. Следовательно, отверстие 13 для выдачи (как показано на фиг. 2) предпочтительно имеет заостренную часть 140 на своей нижней части, способную вскрыть гибкую пленку, закрывающую нижнюю часть 130, когда вторичная часть 120 линейно смещается относительно первичной части 110. Как правило, устройство для приготовления напитка дополнительно оснащено элементом, входящим в контакт с установочным узлом 10 в смещающих точках 15 и 15’ для присоединения и вертикального смещения вниз части 120 относительно части 110. Благодаря такому вертикальному смещению вторичной части 120 относительно первичной части 110 два отверстия 16 и 16’ открываются к отверстию 13 для выдачи, позволяя выдавать готовый напиток или продукт.
Как правило, при установке упаковки в специальное устройство для приготовления напитка элементы входят в контакт с установочным узлом посредством смещающих точек 15 и 15’; кроме этого, прокалывающий и впрыскивающий элемент присоединяет установочный узел 10 во входном отверстии 12 для жидкости, прокалывая внешний лист гибкого материала, закрывающего указанное входное отверстие 12 для жидкости. Это приводит к тому, что при прокалывании пленки на входном отверстии 12 для жидкости происходит впрыск жидкости и ее попадание во внутренний объем контейнера 20 через отверстие 14 для впрыска, что обеспечивает растворение и приготовление напитка. После приготовления напитка элемент, входящий в контакт с установочным узлом 10, перемещает вертикально вниз посредством смещающих точек 15 и 15’ вторичную часть 120 относительно первичной части 110: таким образом, два отверстия 16 и 16’ открываются, позволяя приготовленному напитку затекать внутрь части 120 по специальным каналам, направляющим напиток в направлении отверстия 13 для выдачи.
Благодаря вертикальному движению части 120 и поскольку отверстие 13 для выдачи снабжено заостренным элементом 140 на его нижней стороне, гибкий лист, покрывающий нижнюю часть 130 установочного узла, открывается, в результате чего происходит выдача напитка.
На фиг. 3 и 4 показан другой возможный вариант осуществления или реализации установочного узла 10 в соответствии с изобретением. Установочный узел 10 также содержит две части, 110 и 120, выполненные с возможностью линейного смещения относительно друг друга. Как правило, установочный узел 10 в таком варианте осуществления также перекрыт гибким листом, поэтому сначала прокалывающий и впрыскивающий элемент в устройстве для приготовления напитка прокалывает пленку, покрывающую два входных отверстия 12 и 12’ для жидкости, и начинает впрыскивать жидкость во внутренний объем контейнера 20 через соответствующие отверстия 14 и 14’ для впрыска. После приготовления напитка элемент машины, входящий в контакт с установочным узлом 10 в смещающих точках 15 и 15’, перемещает вертикально вниз часть 120 относительно части 110: это движение с одной стороны позволяет отверстиям 16 открыться, чтобы напиток мог затекать во вторичную часть 120 и в отверстие 13 для выдачи. Благодаря заостренной части 140 на одном конце вторичной части 120 при движении этой части вниз пленка, покрывающая нижнюю часть 130, разрывается и вскрывается, позволяя напитку выходить через отверстие 13 для выдачи.
Еще одна возможная конфигурация (не показана на фигурах) такова, что установочный узел 10 покрыт не полностью, но имеет покрытие поверх входного (-ых) отверстия (-ий) для жидкости и поверх верхней части 150 установочного узла 10. Следовательно, сначала прокалывающий и впрыскивающий элемент выполняет прокол и впрыск жидкости во входное (-ые) отверстие (-ия) 12, 12’ для жидкости и через соответствующее (-ие) отверстие (-ия) 14, 14’ для впрыска. После приготовления напитка входящие в контакт элементы машины, соединяющиеся с установочным узлом 10 в смещающих точках 15, 15’, теперь расположенные в первичной части 110, смещают эту первичную часть вертикально вниз относительно вторичной части. Вторичная часть 120 будет оснащена заостренными элементами на стороне, обращенной к верхней части 150, таким образом, что пленка над ней будет вскрыта и отверстия 16, 16’ будут обеспечивать выдачу напитка через выходное отверстие 13.
На фиг. 5a и 5b показан другой возможный вариант осуществления или реализации установочного узла 10 в соответствии с изобретением. Установочный узел 10 содержит две части, выполненные с возможностью перемещения относительно друг друга, выполненные с возможностью линейного смещения относительно друг друга: прокалывающий и впрыскивающий элемент сначала прокалывает пленку над входным отверстием 12 для жидкости, а затем впрыскивает жидкость внутрь контейнера через специальное отверстие 14 для впрыска. После перемешивания и приготовления напитка благодаря смещению вниз вторичной части 120 ее заостренная часть 140 вскрывает пленку поверх нижней части 130 установочного узла 10, так что напиток может вытекать через отверстия 16 и 16’ и в отверстие 13 для выдачи.
На фиг. 6a и 6b показан другой возможный вариант осуществления или реализации установочного узла 10 в соответствии с изобретением. Установочный узел 10 первоначально содержит только одну часть, которая превращается в две части, перемещающиеся линейно относительно друг друга для приготовления напитка. Первоначально установочный узел прокалывают во входном отверстии 12 для жидкости, чтобы впрыснуть жидкость в отверстие 14 для впрыска и во внутренний объем контейнера 20; отверстия 16 и 16’ закрыты, и отверстия 16 и 16’ открываются, когда части 110 и 120 смещаются вертикально относительно друг друга, ломающиеся детали 17, 17’ ломаются или деформируются, обеспечивая возможность упомянутого смещения, и напиток направляется в отверстие 13 для выдачи через отверстия 16. Аналогично, как показано на фиг. 5a и 5b, заостренная часть 140 вторичной части 120 вскрывает пленку над нижней частью 130 установочного узла 10 таким образом, что напиток может вытекать через отверстия 16 и 16’ и в отверстие 13 для выдачи.
На фиг. 7a и 7b показана возможная конфигурация установочного узла в соответствии с изобретением: как правило, установочный узел имеет покрытие, так что прокалывающий и впрыскивающий элемент сначала прокалывает пленку над входным отверстием 12 для жидкости, а затем впрыскивает жидкость через отверстие 14 для впрыска в контейнер 20. После приготовления напитка подвижная часть 120 смещается вертикально относительно неподвижной части 110 и вскрывает пленку над нижней частью 130, обеспечивая возможность выдачи готового напитка, выходящего из отверстия 16, через отверстие 13 для выдачи.
На фиг. 8a и 8b показана другая возможная конфигурация установочного узла 10 изобретения: прокалывающий и впрыскивающий элемент прокалывает пленку над входным отверстием 12 для жидкости, а затем впрыскивает жидкость через отверстие 14 для впрыска в контейнер. Благодаря смещению вторичной части 120 относительно первичной части 110 производятся два действия: происходит разблокировка отверстий 16 и 16’, что позволяет напитку вытекать в отверстие 13 для выдачи, и заостренная часть 140 первичной части 110 вскрывает пленку, покрывающую нижнюю часть 130 установочного узла 10, что обеспечивает выдачу приготовленного напитка.
На фиг. 9a и 9b показана возможная конфигурация установочного узла 10, в которой первичная часть 110 имеет разделительную стенку 160, соединяющуюся со средней частью зоны склейки гибких листов, образующих контейнер 20, так что в контейнере образуются два внутренних объема с двумя разными продуктами, которые, например, полезно разделять при транспортировке и приготовлении. Аналогично предшествующим вариантам осуществления прокалывающий и впрыскивающий элемент прокалывает входные отверстия 12 и 12’ для жидкости и впрыскивает жидкость в каждый контейнер через соответствующие отверстия 14 и 14’ для впрыска. Когда вторичная часть 120 движется вниз относительно первичной части 110, происходит разблокировка отверстий 16 и 16’, это позволяет напиткам, выходящим из двух объемов контейнера, попадать во вторичную часть 110 и стекать через отверстие 13 для выдачи. Благодаря смещению части 120 ее заостренная часть 140 вскрывает пленку, покрывающую нижнюю часть 130, обеспечивая возможность выхода и выдачи напитка.
В описанных вариантах осуществления после завершения выдачи напитка подвижная часть 120 может вернуться в первое положение, тем самым снова закрывая сообщение с внутренним объемом контейнера, как правило, отверстия 16 и 16’, в результате чего при извлечении упаковки из машины для приготовления напиток не вытекает по каплям.
Хотя это не показано на фигурах, другая возможность состоит в том, что установочный узел не имеет покрытия, но его нижняя часть имеет отверстие 13 для выдачи, закрытое пробкой 17, как схематически показано на фиг. 10. Пробка 17 имеет элемент, удерживающий ее прикрепленной к установочному узлу 10 после открытия отверстия 13 для выдачи. Следовательно, пробка 17 не падает в напиток или пищевой продукт в процессе приготовления. Элемент, обеспечивающий прикрепление пробки 17 к установочному узлу 10, может представлять собой, например, пластиковый крепеж 18, присоединенный к установочному узлу 10, или любой другой подходящий элемент, обеспечивающий аналогичный результат. Кроме того, отверстие 13 для выдачи также может содержать ослабленную зону вблизи пробки 17: такая ослабленная зона может быть выполнена, например, в виде сужения дозирующей трубки для выдачи, чтобы облегчить отрезание или отрывание пробки 17 машиной.
Предпочтительно пробка 17 является частью одного единственного установочного узла 10, содержащего отверстие для выдачи и входное отверстие для жидкости. В частности, если установочный узел 10 изготовлен методом литья под давлением, конструкция формы также включает в себя пробку 17. Аналогично пластиковый крепеж 18 также может являться частью конструкции установочного узла 10, если он изготовлен методом литья под давлением, что также является преимуществом с точки зрения производства, поскольку одна и та же деталь содержит входное отверстие для жидкости, пробку 17 и крепеж 18.
В соответствии со вторым аспектом изобретение также относится к упаковке 40, содержащей установочный узел 10 в соответствии с описанным выше вариантом и по меньшей мере один контейнер 20 для пищевого продукта или напитка, к которому присоединен установочный узел 10, как показано, например, на фиг. 10. В одной машине можно использовать разные размеры упаковок 40, рассчитанные на хранение разных количеств ингредиентов: обычно именно конфигурация установочного узла 10 в части внешней формы и требований по проколу входного отверстия для жидкости определяет применение упаковки в машине; однако размер контейнеров в плане вертикальной протяженности не определяет и не ограничивает машину. Следовательно, становится возможным получение разных продуктов, например, чашки кофе эспрессо или тарелки супа. Внешняя конструкция и конфигурация установочного узла 10 останется неизменной, независимо от целевого продукта; однако внутренняя конструкция установочного узла 10, в частности, по диаметру отверстия или отверстий для впрыска, будет разной в зависимости от обрабатываемого ингредиента и, следовательно, в зависимости от целевого пищевого продукта или напитка. Кроме того, в зависимости от обрабатываемого ингредиента и, следовательно, от целевого пищевого продукта или напитка модифицируют другие параметры, такие как скорость потока впрыскиваемой жидкости, и/или температура впрыскиваемой жидкости, и/или общий объем впрыскиваемой жидкости.
Контейнер 20 для пищевого продукта или напитка, образующий упаковку 40, предпочтительно содержит два водонепроницаемых листа, соединенных друг с другом с образованием внутреннего объема, в котором хранится по меньшей мере один ингредиент. Предпочтительно контейнер для пищевого продукта или напитка имеет, по существу, плоскую форму, причем установочный узел 10 расположен на одной из сторон упаковки 40. Предпочтительно сама упаковка является, по существу, гибкой и похожа на пакет или саше. Под «гибким» понимается, что листы можно легко сгибать. Полученную упаковку 40 также можно сгибать, поскольку она мягкая и может деформироваться, в отличие жестких контейнеров. Гибкий листовой материал может представлять собой пластиковый ламинат, металлизированную фольгу или алюминиевую фольгу или материал на основе волокон. В соответствии с изобретением два гибких водонепроницаемых листа можно сформировать из единственного гибкого водонепроницаемого листа, сложенного пополам и соединенного свободными краями.
Упаковка 40 также может содержать выступ для манипуляций упаковкой 40 со стороны пользователя или потребителя: однако он не показан на прилагаемых фигурах.
Как правило, два гибких водонепроницаемых листа, соединенные друг с другом с образованием внутреннего объема контейнера, выполняют из единственного гибкого водонепроницаемого листа, сложенного пополам и соединенного свободными краями. В соответствии с указанной схемой контейнер представляет собой плоский пакет, выполненный из листа гибкого материала, причем указанный лист складывают в верхней части контейнера и склеивают краями с образованием внутреннего объема, причем нижний склеенный край, как правило, содержит установочный узел 10. Такой вариант осуществления представляет собой особенно простой способ производства упаковки 40, содержащей контейнер и установочный узел, поскольку для него требуется вырезать всего один лист, наиболее предпочтительно прямоугольной формы, и сложить его с образованием внутреннего объема для ингредиента для приготовления пищевого продукта или напитка. Как правило, также в целях удобства производства установочный узел 10 внедряют в нижнюю часть контейнера в процессе запечатывания краев.
В соответствии с изобретением установочный узел 10 и/или контейнер 20 для пищевого продукта или напитка предпочтительно содержит идентификационные средства (не показаны), которые содержат информацию для обработки ингредиентов внутри контейнера 20 и для предоставления этой информации соответствующим средствам контроля в машине. Как указано выше, эта информация может содержать, например, параметры процесса приготовления, например, температуру вводимой жидкости, скорость потока и общий объем жидкости, время приготовления, последовательность относительных перемещений первичной и вторичной частей в установочном узле и т.п.
Такие идентификационные средства могут содержать любые типы средств распознавания, например, механические коды, оптические коды, RFID-метки, штрихкоды, магнитные коды или т.п. Эти идентификационные средства также могут быть выполнены в виде детектируемых отверстий, расположенных, например, на одном боковом краю контейнера для пищевого продукта или напитка, образованного двумя гибкими листами, соединенными в пакет или контейнер, предпочтительно на области запечатывания контейнера, где отсутствует продукт или ингредиент. Когда два листа сводят друг с другом и сваривают по краям с образованием контейнера, на одном из таких боковых краев выполняют дополнительную сварку круглой формы, тем самым формируя отверстия в виде перфорационных отверстий. Несколько отверстий обычно располагают вертикально на одном из сведенных друг с другом краев контейнера: через эти отверстия может проходить свет, и в зависимости от конфигурации отверстий машина будет получать информацию, которую следует учитывать при обработке контейнера. Поскольку упаковки 40 в соответствии с настоящим изобретением выполнены реверсивными, чтобы машина могла читать идентификационные средства независимо от направления введения упаковки 40, идентификационные средства, как правило, детектируемые отверстия или перфорационные отверстия, выполняют на двух боковых сторонах контейнера. Идентификационные средства также могут предоставлять машине информацию о направлении введения упаковки.
Предпочтительно в соответствии с изобретением упаковка 40 имеет плоскую форму, ориентированную вдоль плоскости, по существу, расположенной вертикально в процессе приготовления напитка, и входное отверстие для жидкости ориентирует струю жидкости в направлении, характерном для указанной плоскости. Струя жидкости, вводимой снизу в контейнер, совершает круговые и спиральные движения, создавая завихрения, трение и большие площади контакта между молекулами жидкости (как правило, молекулами воды) и частицами ингредиента. В среднем, молекулы жидкости совершают несколько оборотов внутри контейнера до выхода с напитком или пищевым продуктом после перемешивания. Наилучшие результаты (по растворению) достигаются в упаковке прямоугольной формы. Было показано, что упаковки с единственным установочным узлом, размещенным в углу прямоугольной упаковки, также улучшают растворение.
В соответствии с изобретением контейнер для пищевого продукта или напитка расположен, по существу, вертикально в процессе приготовления в выдачи пищевого продукта или напитка, и установочный узел 10 расположен таким образом, что жидкость, входящая через входное отверстие 12 для жидкости, подается в контейнер 20 в направлении вверх.
В соответствии с другим аспектом изобретение относится к машине 50 для приготовления пищевых продуктов или напитков из упаковки 40. Машина 50 содержит приемный элемент 51, выполненный с возможностью размещения упаковки 40 предпочтительно таким образом, чтобы упаковка 40 располагалась вертикально, а установочный узел 10 находился в нижней части упаковки 40, и впрыскивающий элемент 30 (предпочтительно также прокалывающий элемент), выполненный для вхождения в контакт с установочным узлом 10 и для впрыска жидкости под высоким давлением во входное отверстие 12 для жидкости установочного узла 10. Впрыскивающие элементы 30 также могут служить средствами для смещения части 120 относительно неподвижной части 110 (например, варианты осуществления с фиг. 5a–b, 6a–b, 7a–b), или в машине 50 могут быть предусмотрены отдельные смещающие элементы для осуществления такого смещения части 120 (например, фиг. 1–2, 3–4, 9a–b). Как правило, поскольку обработку упаковки 40 для получения пищевого продукта или напитка производят в машине 50, по существу, в вертикальном положении, упаковка 40 будет вводиться в машину 50 либо спереди (как схематично показано на фиг. 12), либо сбоку, чтобы упаковка 40 переместилась со скольжением в специальную вставку в машине 50 (как схематически показано на фиг. 11).
В соответствии с настоящим изобретением жидкость может подаваться в упаковку 40 при любой температуре, холодной, горячей или комнатной температуре, в зависимости от целевого типа пищевого продукта или напитка.
В соответствии с изобретением, и как схематически показано на фиг. 13, машина 50 для приготовления пищевых продуктов или напитков из описанной выше упаковки 40 содержит по меньшей мере следующие элементы:
- систему подачи жидкости или резервуар 84 и насос 82 для подачи жидкости под давлением к входному отверстию 12 для жидкости;
- нагреватель 83 для постепенного нагрева жидкости;
- байпасную линию 87 для подачи жидкости комнатной температуры;
- клапан (не показан) для выбора горячей или имеющей комнатную температуру жидкости,
- необязательно в машине 50 также может быть предусмотрен охлаждающий блок (не показан) для подачи холодной жидкости;
- впрыскивающий элемент, предпочтительно прокалывающий и впрыскивающий элемент 30, более предпочтительно иглу для жидкости, прокалывающую оболочку над входным отверстием 12 для жидкости и впрыскивающую поступающую от системы подачи жидкость под давлением во входное отверстие для жидкости; эти элементы могут служить смещающими элементами для части 120, или в машине могут быть предусмотрены отдельные смещающие элементы (не показаны);
- устройство 85 для отрезания или отрывания пробки 17 от отверстия 13 для выдачи (необязательно, для того случая, когда установочный узел не имеет покрытия);
- средства контроля (не показаны) для управления параметрами процесса и/или перемещением части 120 относительно части 110.
Машина 50 также может содержать сканер данных, предпочтительно содержащий оптическое устройство, которое считывает и получает от идентификационных средств информацию о параметрах процесса, которые нужно использовать при приготовлении пищевого продукта или напитка из упаковки 40, и отправляет их к средствам контроля. Предпочтительно сканер данных получает информацию от идентификационных средств на упаковке 40 с помощью устройства, пропускающего свет через перфорационные отверстия, которые являются предпочтительным вариантом осуществления идентификационных средств.
Предпочтительно машина дополнительно содержит позиционирующую зону 86 для размещения чашки 9 для питья под отверстием для выдачи в упаковке 40 после приготовления пищевого продукта или напитка.
Настоящее изобретение обеспечивает преимущество, заключающееся в предоставлении упаковок для приготовления пищевых продуктов и напитков, причем в одной и той же машине можно готовить широкий спектр разных пищевых продуктов и напитков. Кроме этого, благодаря установочному узлу, аналогично показанному на фиг. 9a–b, два внутренних объема контейнера 20 могут быть разделенными, так что в них можно разместить разные продукты и не обрабатывать их до момента готовности к приготовлению напитка. Пищевые продукты и напитки могут отличаться по своей природе (кофе, чай, шоколад, суп и т.п.), характеру (наличием пенки у кофе, пены в молоке или шоколаде, отсутствием пузырей в чае, и т.п.), объему (от объема чашки эспрессо до объема тарелки супа), и при этом их можно готовить в одной машине. Элементы машины могут оставаться очень простыми и ограничиваться простой иглой для жидкости, как правило, простой иглой для воды.
Настоящее изобретение обеспечивает преимущество, заключающееся в обеспечении удобного для пользователя приготовления пищевых продуктов и напитков. Напиток или пищевой продукт, выдаваемый из упаковки, готов к употреблению и не требует дополнительной обработки, например, вспенивания напитка.
Настоящее изобретение также обеспечивает преимущество, заключающееся в предоставлении упаковок, в которых ингредиенты до применения полностью защищены от атмосферного воздействия.
Настоящее изобретение обеспечивает преимущество, заключающееся в предоставлении упаковок для приготовления напитков или пищевых продуктов, в которых предотвращается контакт ингредиентов и приготовленного напитка или пищевого продукта с машиной, и, следовательно, снижается риск перекрестного загрязнения. Приготовленные напитки или пищевые продукты имеют оптимальные органолептические свойства.
Настоящее изобретение обеспечивает преимущество, заключающееся в предоставлении упаковок, имеющих сниженное влияние на окружающую среду, поскольку они могут быть образованы из ламинированного пакета с небольшой вставкой (установочным узлом) из пластика.
Настоящее изобретение обеспечивает преимущество, заключающееся в предоставлении упаковок, которые могут быть очень легко произведены из гибких листов и единственного вставленного установочного узла. В частности, упаковка обычно не содержит внутреннего фильтра или мембраны, которые нужно размещать во внутреннем объеме в процессе производства.
Пространство, необходимое для хранения упаковок в соответствии с изобретением очевидно намного меньше, например, пространства для типичных капсульных контейнеров.
Кроме того, как описано выше, конфигурация установочного узла изобретения обеспечивает описанные ниже преимущества.
- Поскольку исходная конфигурация установочного узла такова, что отверстие для выдачи является закрытым, предотвращается риск того, что ингредиент, расположенный во внутреннем объеме контейнера 20, обычно имеющий вид порошка, попадет внутрь установочного узла 10 и может, например, заблокировать отверстие для впрыска или может попасть в отверстие для выдачи, так что при выдаче первая выдаваемая часть продукта окажется необработанной (нерастворенной).
- Поскольку отверстие 13 для выдачи обычно заблокировано в процессе приготовления пищевого продукта или напитка, можно добиться улучшения растворения внутри контейнера.
- Кроме того, предотвращается вытекание оставшегося продукта из упаковки по каплям при извлечении упаковки из машины после завершения приготовления пищевого продукта или напитка, поскольку конечное положение установочного таково, что как отверстие для выдачи, так и одно или множество отверстий для впрыска являются закрытыми.
Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты его осуществления, обычный специалист в данной области может внести множество модификаций и изменений без отклонения от объема настоящего изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.