ОДНОРАЗОВАЯ КАПСУЛА ДЛЯ МАШИН ДЛЯ ВЫДАЧИ ЗАВАРЕННЫХ НАПИТКОВ
SINGLE-DOSE CAPSULE FOR MACHINES FOR DISPENSING BREWED BEVERAGES

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к приготовлению горячих напитков в заваренном виде, таких как, например, кофе, чай, травяной чай и тому подобное, начиная с капсулы и, в частности, однодозовой капсулы для машин для выдачи заваренных напитков.
Предпосылки изобретения
Однодозовые капсулы, используемые в машинах для выдачи заваренных напитков, содержат продукт в гранулированном или сыпучем виде, например, кофе. Известно, что напиток получается за счет процесса «заваривания», в результате чего через капсулу с гранулированным продуктом проходит жидкость для заваривания, обычно вода, которая подается под давлением при высокой температуре. Жидкость для заваривания, выходящая из капсулы, обогащена ароматом продукта в гранулированном виде и образует желаемый напиток, который соответствующе направляется внутри выдачной машины и подается из ее выдачной головки, например, в чашку.
Известные однодозовые капсулы содержат чашеобразный корпус, верхняя часть которого герметично закрыта пленкой, непроницаемой для газов, которая имеет функцию обеспечения сохранности в течение продолжительного времени продукта в гранулированном виде при предотвращении его выхода.
Во время процесса заваривания капсула вставляется в заварочную камеру и затем прокалывается специальными прокалывающими средствами как в нижней части чашеобразного корпуса, так и в верхней части, которая уплотнена пленкой, непроницаемой для газов. Отверстия, образованные таким образом, обеспечивают прохождение потока жидкости через чашеобразный корпус от одного конца к его противоположному концу. В зависимости от типа выдачной машины жидкость может перемещаться из нижней части чашеобразного корпуса к верхней части или в противоположном направлении.
Следовательно, каждая выдачная машина требует конкретного типа однодозовой капсулы.
Краткое описание изобретения
Следовательно, технической задачей, изложенной и решенной настоящим изобретением, является создание однодозовой капсулы, пригодной для обработки различными типами машин для выдачи заваренных напитков, а также способа ее упаковки.
Упомянутая цель достигнута с помощью однодозовой капсулы и способа упаковки, основные признаки которых указаны в п.1 и 18, соответственно, в то время как другие признаки указаны в остальных пунктах формулы изобретения.
Идеей решения, лежащей в основе изобретения, является создание чашеобразного корпуса однодозовой капсулы из многослойного материала, содержащего внутренний слой и наружный слой, выполненные из конструкционного материала, например, полипропилена, и промежуточного слоя, выполненного из защитного материала, например, сополимера этилен-поливинилового спирта, выполненного с возможностью предотвращения прохождения кислорода из внешней окружающей среды в чашеобразный корпус. Благодаря этой конструкции можно получить однодозовую капсулу, по существу защищенную от пропускания кислорода без необходимости в дорогостоящей специальной упаковке, предназначенной для этой цели. Упаковка однодозовых капсул в соответствии с изобретением является, таким образом, более простой, дешевой и долговечной по сравнению с упаковкой известных однодозовых капсул.
На основании такого чашеобразного корпуса однодозовая капсула упакована и выполнена конкретным способом, т.е., индивидуально изготовлена в зависимости от типа машины, для которой она предназначена. Для этой цели используются разные сочетания материалов для уплотнения открытой верхней части, а также для уплотнения возможного сквозного отверстия, образованного в нижней стенке чашеобразного корпуса, причем уплотнение нижней стенки требуется для некоторых типов выдачной машины.
Благодаря выбору конкретных сочетаний материалов однодозовые капсулы, которые могут быть получены с помощью способа упаковки изобретения, могут быть выполнены таким образом, что жидкость для заваривания проходит через капсулу от верхней части к нижней стенке, в противоположном направлении или, неважно, в любом одном из двух направлений.
Другим преимуществом, обеспеченным изобретением, является то, что однодозовые капсулы могут быть выполнены с возможностью содержания или гранулированного или сыпучего продукта, а также продуктов концентрированной жидкости, подобных сиропам.
Другие преимущества, признаки и способы осуществления настоящего изобретения станут понятными из нижеследующего подробного описания его некоторых вариантов осуществления, данных в виде неограничивающего примера.
Краткое описание чертежей
Ссылка будет сделана на прилагаемые чертежи, на которых
- фиг. 1 - перспективный вид сборки первого типа однодозовой капсулы, выполненной в соответствии со способом изобретения;
- фиг. 2 - вид в продольном разрезе по плоскости, проходящей через линию II-II на фиг. 1 и через ось однодозовой капсулы;
- фиг. 2a и 2b - виды двух частей на фиг. 2;
- фиг. 3-5 - перспективные виды с пространственным разделением элементов трех разных типов однодозовых капсул, которые могут быть получены способом в соответствии с изобретением.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Как показано на чертежах, однодозовая капсула в соответствии с изобретением обычно обозначена ссылочной позицией 100.
Однодозовая капсула 100 содержит чашеобразный корпус 110, который имеет нижнюю стенку 111 и боковую стенку 112. Периферийная кромка боковой стенки 112 образует отверстие в верхней части чашеобразного корпуса 110, выполненное с возможностью подачи заданного количества гранулированного или сыпучего продукта, например, кофейного порошка, или в виде концентрированной жидкости типа сиропа.
По периферийной кромке боковой стенки 112 образован фланец 113, который обеспечивает установку газонепроницаемой пленки 120, пригодной для уплотнения внутренней части капсулы 100, причем продукт (не показан), содержащийся в ней, является гранулированным или сыпучим продуктом или концентрированной жидкостью.
В соответствии с изобретением чашеобразный корпус 110 выполнен из многослойного материала, содержащего внутренний слой и наружный слой, выполненные из конструкционного материала, такого как полипропилен, и промежуточный слой, выполненный из защитного материала, предотвращающего прохождение кислорода из внешней окружающей среды в чашеобразный корпус 110. Материалами с защитной функцией, пригодными для использования в настоящем изобретении, являются, например, сополимеры этилен-поливинилового спирта, известные под аббревиатурой EVOH.
В соответствии с изобретением чашеобразный корпус, выполненный из многослойного материала, получен с помощью специального способа совместного впрыска конструкционного материала и защитного материала, причем способ использует впрыскивающие сопла с соосными каналами, как раскрыто в Европейском патенте EP 1426160 B1. В таком способе защитный материал впрыскивается через центральный канал сопла, в то время как конструкционный материал впрыскивается через канал, соосный с центральным каналом, так что поток образован внутренним слоем защитного материала, окруженного наружным слоем конструкционного материала.
Использование многослойного материала, полученного путем совместного впрыска конструкционного материала и защитного материала, как описано выше, обеспечивает изготовление однодозовой капсулы, по существу, защищенной от пропускания кислорода, без необходимости в использовании специально предназначенной для этого дорогостоящей упаковки. Таким образом, упаковка однодозовых капсул в соответствии с изобретением в целом является более простой и долговечной по сравнению с упаковкой известных однодозовых капсул.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения газонепроницаемая пленка 120, которая уплотняет верхнюю часть чашеобразного корпуса 110, может быть выполнена из полиламината или многослойного материала, содержащего первый слой 121, выполненный из полиэтилентерефталата (PET), имеющий толщину, предпочтительно, в диапазоне 10-15 мкм, второй слой 122 из алюминия, имеющего толщину, предпочтительно, в диапазоне 35-40 мкм, и третий слой 123, выполненный из полипропилена (PP), имеющего толщину порядка 20 мкм.
Слои 121, 122 и 123 схематично показаны на подробном виде фиг.2a. Для ясности и простоты изображения толщина каждого из слоев является преднамеренно большей по сравнению с реальной толщиной.
Как показано на фиг.2a, в собранной конструкции однодозовой капсулы третий слой 123, выполненный из полипропилена, совмещается с фланцем 113 чашеобразного корпуса 110, таким образом, обеспечивая сборку пленки 120 на последнем путем термосклеивания.
Вышеупомянутая конструкция пленки 120, уплотняющей верхнюю часть чашеобразного корпуса 110, является предпочтительной, поскольку она обеспечивает легкое прокалывание ее с помощью прокалывающего средства выдачной машины. Алюминий фактически является легко прокалываемым материалом. Наличие слоя, выполненного из полиэтилентерефталата, нанесенного на алюминиевый слой, обеспечивает образование пленки 120 с достаточным сопротивлением разрыву во время прохождения воды под давлением во время этапа заваривания напитка. Следовательно, размер отверстий остается, по существу, постоянным во время процесса заваривания, и риск повреждения пленки и соответствующее выделение продукта из капсулы, установленной в заварочной камере выдачной машины, минимизированы.
В качестве альтернативы, пленка 120 может быть выполнена из полиламината или многослойного материала, содержащего первый слой, выполненный из полиэтилентерефталата, модифицированного EVOH, имеющего толщину, предпочтительно, в диапазоне 10-15 мкм, второй слой, выполненный из полиэтилентерефталата толщиной, предпочтительно, в диапазоне 10-15 мкм, и третий слой, выполненный из полипропилена, имеющего толщину порядка 30 мкм.
Еще, в качестве альтернативы, пленка 120 может быть выполнена из многослойного материала, содержащего первый слой, выполненный из алюминия, имеющего толщину, предпочтительно, в диапазоне 35-40 мкм, и второй слой, выполненный из полипропилена, имеющего толщину порядка 20 мкм.
В любом случае слой из полипропилена всегда расположен в контакте с чашеобразным корпусом для обеспечения термосклеивания пленки 120.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения чашеобразный корпус 110 может преимущественно содержать сквозное отверстие 114, образованное в нижней стенке 111. Это отверстие, предпочтительно, расположено в центральном положении нижней стенки и уплотнено газонепроницаемой пленкой 130, закрепленной на наружной стороне чашеобразного корпуса 110 и зафиксированной на нем.
Пленка 130 преимущественно может быть выполнена из многослойного материала, содержащего первый слой 131, выполненный из алюминия, предпочтительно, имеющего толщину в диапазоне 35-40 мкм, и второй слой 132, выполненный из полипропилена, имеющего толщину порядка 20 мкм. В собранной конструкции капсулы 100 второй слой 132, выполненный из полипропилена, совмещается с наружной поверхностью нижней стенки 111 чашеобразного корпуса 110, таким образом, обеспечивая термосклеивание пленки 130.
Образование отверстия 114 в нижней стенке 111 обеспечивает исключение из чашеобразного корпуса 110 участка, на котором расположена точка впрыска полученного литьем под давлением элемента. Фактически, вследствие причин изготовления этот участок чашеобразного корпуса 110 обычно имеет толщину немного большую других участков, таких как боковая стенка 112 или фланец 113, и обычно содержит остаток литника после впрыска. Следовательно, в выдачных машинах, которые осуществляют прокалывание нижней стенки 111 капсулы 100 в ее центре, отверстие капсулы требует больших усилий для прокалывания и прокалывающего средства, пригодного для этой цели. Напротив, путем удаления центрального участка нижней стенки 111 чашеобразного корпуса 110 и путем уплотнения отверстия 114, полученного таким образом, пленкой 130, можно использовать однодозовую капсулу 100 в соответствии с изобретением в большинстве типов выдачных машин, имеющих разные прокалывающие средства.
Капсула в соответствии с изобретением может также содержать фильтр 140, предпочтительно, выполненный из бумаги, расположенный на нижней стенке 111 чашеобразного корпуса 110. Фильтр 140 имеет функцию для предотвращения утечки продукта из однодозовой капсулы после прокалывания для осуществления этапа заваривания напитка.
Нижняя стенка 111 чашеобразного корпуса 110 может содержать множество радиальных ребер 115, на которых расположен фильтр 140. Соответственно, фильтр 140 расположен на расстоянии от нижней стенки 111.
Для обеспечения извлечения чашеобразного корпуса 110 из формы, последняя обычно имеет усечено-коническую геометрию. Для облегчения размещения фильтра 140 в центре нижней стенки 111 боковая стенка 112 преимущественно может содержать множество продольных ребер 116, параллельных оси A чашеобразного корпуса 110.
Следует понимать, что разные сочетания материалов, упомянутых выше, обеспечивают изготовление множества однодозовых капсул, пригодных для использования с разными типами машин для выдачи заваренных напитков, т.е., капсул, выполненных в соответствии с конкретными требованиями, что решает техническую проблему, лежащую в основе изобретения. Такие однодозовые капсулы используют один и тот же чашеобразный корпус.
Способ упаковки в соответствии с изобретением включает в себя этапы
(a) обеспечения чашеобразного корпуса, выполненного из многослойного материала и полученного с помощью способа совместного литья под давлением, причем упомянутый многослойный материал содержит внутренний и наружный слои, выполненные из конструкционного материала, и промежуточный слой, выполненный из защитного материала, выполненного с возможностью предотвращения прохождения кислорода, причем упомянутый корпус является общим для каждой из упомянутых однодозовых капсул;
(b) образования каждой капсулы на основании конкретной машины для выдачи напитков в заваренном виде путем выбора одного из нижеследующих наборов действий:
(b1.1) прокола нижней стенки чашеобразного корпуса;
(b1.2) уплотнения отверстия, полученного таким образом с помощью многослойного материала, содержащего слой, выполненный из алюминия, и слой, выполненный из полипропилена;
(b1.3) расположения фильтра на нижней стенке;
(b1.4) заполнения чашеобразного корпуса измеренной дозой продукта в гранулированном или сыпучем виде или в виде концентрированной жидкости;
(b1.5) уплотнения верхнего отверстия чашеобразного корпуса газонепроницаемой пленкой, причем упомянутой пленкой является полиламинат;
(b2.1) заполнение чашеобразного корпуса измеренной дозой продукта в гранулированном или сыпучем виде или в виде концентрированной жидкости;
(b2.2) уплотнения верхнего отверстия чашеобразного корпуса газонепроницаемой пленкой, причем упомянутой пленкой является многослойный материал, содержащий первый слой, выполненный из алюминия, и второй слой, выполненный из полипропилена;
(b3.1) прокола нижней стенки чашеобразного корпуса;
(b3.2) уплотнения отверстия, полученного таким образом с помощью многослойного материала, содержащего слой, выполненный из алюминия, и слой, выполненный из полипропилена;
(b3.3) расположения фильтра на нижней стенке;
(b3.4) заполнения чашеобразного корпуса измеренной дозой продукта в гранулированном или сыпучем виде или в виде концентрированной жидкости;
(b3.5) уплотнения верхнего отверстия чашеобразного корпуса газонепроницаемой пленкой, причем упомянутая пленка является многослойным материалом, содержащим первый слой, выполненный из алюминия, и второй слой, выполненный из полипропилена.
Полиламинат, уплотняющий верхнюю часть чашеобразного корпуса на этапе (b1.5), может содержать первый слой из полиэтилентерефталата, второй слой из алюминия и третий слой из полипропилена, причем первый слой из полиэтилентерефталата имеет толщину, предпочтительно, в диапазоне 10-15 мкм, второй слой из алюминия имеет толщину, предпочтительно, в диапазоне 35-40 мкм, и третий слой из полипропилена имеет толщину порядка 20 мкм.
В качестве альтернативы, полиламинат, который уплотняет верхнюю часть чашеобразного корпуса на этапе (b1.5), может содержать первый слой из полиэтилентерефталата, модифицированного EVOH, второй слой из полиэтилентерефталата и третий слой из полипропилена, причем первый слой из полиэтилентерефталата, модифицированного EVOH, имеет толщину в диапазоне 10-15 мкм, второй слой из полиэтилентерефталата имеет толщину в диапазоне 10-15 мкм, и третий слой из пропилена имеет толщину порядка 30 мкм.
Многослойный материал, уплотняющий отверстие в нижней стенке чашеобразного корпуса на этапах (b1.2) и (b3.2), содержит первый слой из алюминия, имеющий толщину, предпочтительно, в диапазоне 35-40 мкм, и второй слой из полипропилена, имеющий, предпочтительно, толщину порядка 20 мкм.
Многослойный материал, который уплотняет верхнюю часть чашеобразного корпуса на этапах (b2.2) и (b3.5), содержит первый слой из алюминия, имеющий толщину, предпочтительно, в диапазоне 35-40 мкм, и второй слой из полипропилена, имеющий, предпочтительно, толщину порядка 20 мкм.
Способ заваривания напитка, осуществляемый с помощью однодозовой капсулы 100 в соответствии с изобретением, требует известным образом прокола пленки 120 и нижней стенки 111 чашеобразного корпуса 110 с помощью соответствующего прокалывающего средства выдачной машины. Когда в нижней стенке 111 образовано отверстие 114, вместо этого требуется прокол пленки 130.
В зависимости от типа выдачной машины жидкость для заварки, подаваемая под давлением и при высокой температуре, может, например, подаваться сверху вниз чашеобразного корпуса 110 или в противоположном направлении.
Однодозовые капсулы, выполненные в соответствии с этапами (a) и (b1.1)-(b1.5), образованы таким образом, что верхняя часть чашеобразного корпуса 110 служит в качестве впуска для жидкости для заваривания, и отверстие 114, образованное в нижней стенке, служит в качестве выпуска для заваренного напитка. Этот тип капсулы изображен на виде с пространственным разделением элементов на фиг. 3, причем поток жидкости для заваривания схематично указан с помощью стрелок.
Однодозовые капсулы, выполненные в соответствии с этапами (a) и (b2.1)-(b2.2), образованы таким образом, что нижняя часть чашеобразного корпуса 110, прокалываемая соответствующим прокалывающим средством, служит в качестве впуска для жидкости для заваривания, и верхняя часть чашеобразного корпуса 110 служит в качестве выпуска для заваренного напитка. В этом типе выдачи капсула расположена в положении, которое, по существу, является перевернутым относительно положения капсул, выполненных в соответствии с этапами (a) и (b1.1)-(b1.5), в этом положении газонепроницаемая пленка, которая закрывает верхнее отверстие, взаимодействует известным образом с выдачным диском, установленным в заварочной камере выдачной машины. Этот тип капсулы изображен на виде с пространственным разделением элементов на фиг. 4, причем поток жидкости для заварки схематично обозначен с помощью стрелок.
Однодозовые капсулы, выполненные в соответствии с этапами (a) и (b3.1)-(b3.5), образованы таким образом, что как отверстие 114, образованное в нижней стенке 111, так и верхнее отверстие чашеобразного корпуса 110 могут служить или в качестве впуска для жидкости для заваривания или в качестве выпуска для заваренного напитка. Этот тип капсулы изображен на виде с пространственным разделением элементов на фиг.5, причем поток жидкости для заваривания схематично указан с помощью стрелок.
Настоящее изобретение было описано со ссылкой на его предпочтительные варианты осуществления. Следует понимать, что могут быть другие варианты осуществления, относящиеся к одной и той же идеи изобретения, как определено объемом правовой охраны формулы изобретения, изложенной ниже.