КАПСУЛА, СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА
CAPSULE, SYSTEM AND METHOD FOR BEVERAGE PREPARATION

Предложенное на рассмотрение изобретение относится к капсуле в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения, а также к способу изготовления такой капсулы.
Капсулы, которые используются, в частности, лишь однократно и после использования утилизируются, широко используются сегодня в качестве порционных упаковок для приготовления, к примеру, кофе или чая в соответствующем устройстве. Потребитель, таким образом, к примеру, не должен более заботиться о дозировке нужного количества кофе, а после процесса экстрагирования капсула вместе с содержимым может быть утилизирована.
Из WO 2010/128844 А1 известна капсула, содержащая субстанцию для приготовления напитка, которая имеет в днище круглые отверстия или продольные шлицы. Из WO 2004/026091 А1 известна капсула для приема субстанции для приготовления напитка, у которой в крышке имеются шлицы, которые могут быть открыты посредством открывающего устройства. Из US 5,756,311 известна капсула для приема субстанции для приготовления напитка, у которой днище или мембрана капсулы имеют зоны уменьшенной толщины, которые в процессе использования могут разрываться под давлением подаваемой жидкости. К тому же, из ЕР 2133285 А1 известна порционная упаковка с резервуаром, днищем и мембраной, у которой днище в процессе использования для подачи жидкости пробивается посредством пробивающего устройства.
Из DE 2752733 известна капсула, которая содержит субстанцию, к примеру кофе, для приготовления напитка посредством заваривания в соответствующем устройстве. Такая известная капсула изготавливается обычно из листового алюминия.
Недостатком использования алюминия в качестве материала для известной из уровня техники капсулы является, однако, то, что алюминий является дорогостоящим материалом и изготовление алюминия является энергоемким производством.
Из WO 2008/087009 А2 известна капсула из пластика, которая содержит субстанцию для приготовления напитка с помощью машины. Эта известная капсула является уже менее дорогостоящей, чем, к примеру, изготовленная из алюминия, и энергопотребление при ее изготовлении, по сравнению с известными капсулами из алюминия, снижено.
Недостаток этой известной капсулы состоит, однако, в том, что капсула из пластика в машинах для приготовления пищевого продукта зачастую пробивается не достаточно надежно, вследствие чего, при определенных обстоятельствах, когда не достаточное количество жидкости согласно соответствующей спецификации проходит через капсулу, получается пищевой продукт более низкого качества. К тому же, возможно образование в устройстве большого избыточного давления, если капсула не была пробита, и поданная жидкость, таким образом, не может быть без затруднений отведена, вследствие чего устройство может быть повреждено. К тому же, наличие избыточного давления может представлять собой определенный риск для пользователя.
Следующим недостатком известного уровня техники является необходимость расположения устройства для прокалывания капсулы в соответствующем устройстве, что является затратным мероприятием.
Поэтому задачей предложенного на рассмотрение изобретения является устранение известных недостатков и, в частности, создание капсулы, которая при использовании в соответствии с инструкцией в устройстве для приготовления пищевого продукта обеспечивает повышенную безопасность при использовании, не оказывает вредного воздействия на окружающую среду и может быть изготовлена с оптимальными затратами. К тому же, должна быть создана капсула, которая может применяться в устройстве для приготовления напитков, не имеющем прокалывающего устройства.
Эта задача решается посредством капсулы с признаками в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения.
Капсула в соответствии с изобретением состоит из корпуса капсулы с боковой стенкой и днищем. Корпус капсулы осуществлен в предпочтительном варианте вращательно-симметричным. В частности, корпус капсулы осуществлен цельным с боковой стенкой и днищем. Капсула включает в себя закрывающую корпус капсулы крышку для образования закрытой камеры, которая содержит субстанцию для приготовления пищевого продукта. Корпус капсулы имеет, по меньшей мере, один шлиц для пропускания жидкости через капсулу, который образован, в основном, без удаления материала. Шлиц формируется в корпусе капсулы перед использованием капсулы в соответствии с инструкцией в устройстве для приготовления пищевого продукта.
Под формулировкой «в основном, без удаления материала» в рамках предложенной на рассмотрение заявки понимается способ обработки без снятия стружки, посредством которого формируется шлиц, то есть, что при формировании шлица, в основном, не происходит удаления материала с корпуса капсулы. Это может быть достигнуто, к примеру, методом обработки резанием, когда используется подходящий режущий инструмент, к примеру нож.
Под формулировкой, что «шлиц формируется в корпусе капсулы перед использованием капсулы в соответствии с инструкцией в устройстве для приготовления пищевого продукта», в рамках предложенной на рассмотрение заявки понимается, что шлиц формируется в корпусе капсулы во время изготовления корпуса капсулы после изготовления корпуса капсулы или после заполнения и закрытия капсулы крышкой, и капсула со шлицом в корпусе капсулы подлежит продаже или складированию. Поэтому шлиц капсулы, который формируется во время использования капсулы в устройстве для приготовления пищевого продукта посредством соответствующего механизма данного устройства, в рамках предложенной на рассмотрение заявки не является шлицом в корпусе капсулы, который сформирован перед использованием капсулы в соответствии с инструкцией.
Шлиц может быть изготовлен, к примеру, посредством ножа и/или лазера.
В частности, капсула пригодна для приготовления пищевого продукта и, в частности, напитка в устройстве, не снабженном прокалывающим устройством.
Преимущество состоит в том, что становится возможно изготовление не требующего больших затрат устройства для приготовления пищевого продукта.
Под «прокалывающим устройством» в рамках предложенной на рассмотрение заявки понимается устройство, посредством которого капсула при использовании в соответствии с инструкцией в соответствующем устройстве может быть проколота и, в частности, пробита, так что жидкость может быть проведена через капсулу.
Под термином «вращательно-симметричный» в рамках предложенной на рассмотрение заявки понимается симметричность касательно поворота вокруг продольной оси капсулы на дискретный угол или же на любой угол.
Преимущество формирования, по меньшей мере, одного шлица в корпусе капсулы состоит в том, что при не достаточно надежном, при определенных обстоятельствах, прокалывании корпуса капсулы жидкость может пройти через шлиц. Благодаря этому, в предпочтительном варианте можно предотвратить образование избыточного давления в устройстве, вследствие чего снижается риск повреждения устройства. К тому же, за счет расположения шлица в корпусе капсулы можно добиться неизменного качества изготавливаемого пищевого продукта, так как гарантируется, по меньшей мере, один надежный проход жидкости через устройство. Следующим преимуществом является возможность использования капсулы в соответствии с изобретением в устройстве для приготовления пищевого продукта, не снабженном прокалывающим устройством.
В частности, в качестве субстанции может применяться кофе, чай и шоколад, или же любые комбинации этих продуктов.
В частности, таким образом, к примеру, посредством таких параметров, как длина шлица, толщина стенки корпуса капсулы и материал корпуса капсулы, или же посредством любой комбинации данных параметров можно оказывать воздействие на открывание шлица в предпочтительном варианте при использовании его в соответствии с инструкцией; к примеру, благодаря этому, возможно, чтобы для пропускания жидкости шлиц открывался лишь тогда, когда в устройстве достигается определенное значение избыточного давления, которое имеет место лишь при неправильном прокалывании капсулы в устройстве; шлиц может функционировать, таким образом, как предохранительный клапан и/или как устройство регулировки потока.
В предпочтительном варианте противолежащие друг другу кромки шлица соприкасаются друг с другом в исходном положении, по меньшей мере, частично. В предпочтительном варианте противолежащие друг другу кромки шлица соприкасаются друг с другом, по меньшей мере, на 90% длины 1 шлица, особо предпочтительно, по меньшей мере, на 95% и абсолютно особо предпочтительно на 100%. Под термином «100%» понимается соприкосновение, в основном, по всей длине 1 шлица.
Под «исходным положением» в рамках предложенной на рассмотрение заявки понимается положение шлица, в котором на корпус капсулы, к примеру, посредством устройства для приготовления пищевого продукта не оказывается никакого воздействия. Под таким воздействием может пониматься, к примеру, механическое силовое воздействие с целью деформации корпуса капсулы, вследствие которого шлиц переместился бы из исходного положения. В альтернативном варианте или в дополнение к этому речь может идти, к примеру, также о гидравлическом силовом воздействии, которое возникает в капсуле при подаче жидкости под давлением в капсулу для экстрагирования субстанции, к примеру, для заваривания кофейного напитка.
Такой вариант осуществления шлица, при котором противолежащие друг другу кромки, по меньшей мере, частично соприкасаются друг с другом в исходном положении, имеет преимущество в том, что капсула, в основном, закрыта, и субстанция не может выйти из корпуса капсулы.
В особо предпочтительном варианте осуществления шлиц посредством силового воздействия может переводиться из исходного положения в положение открытия. В частности, шлиц может быть открыт посредством механического и/или гидравлического силового воздействия.
Под термином «положение открытия» шлица в рамках предложенной на рассмотрение заявки понимается положение шлица, при котором противолежащие друг другу кромки шлица посредством силового воздействия отводятся друг от друга для пропускания жидкости.
Преимущество состоит в том, что шлиц, в зависимости от силового воздействия, может переводиться из исходного положения в положение открытия, к примеру, для регулировки расхода проходящей через шлиц жидкости, в зависимости от силового воздействия.
В абсолютно особо предпочтительном варианте шлиц выполнен с возможностью открытия посредством создания разности давлений, по меньшей мере, в зоне шлица между камерой и внешней стороной корпуса капсулы, в частности, при создании разности давлений посредством подаваемой под давлением жидкости. Иными словами, шлиц выполнен с возможностью открытия посредством разности давлений между внешней стороной капсулы и образованной посредством камеры внутренней стороной капсулы.
Преимущество состоит в том, что шлиц, в зависимости от установившейся в устройстве разности давлений между внутренней стороной и внешней стороной капсулы, к примеру, посредством подачи жидкости для экстрагирования субстанции, может открываться для улучшенного и более надежного использования капсулы в устройстве.
В предпочтительном варианте шлиц выполнен с возможностью, в основном, реверсивного закрытия после снятия силового воздействия и возвращения, в основном, в исходное положение.
Преимущество состоит в том, что после приготовления пищевого продукта шлиц, в основном, снова автоматически закрывается и, поэтому, экстрагированная субстанция остается закрытой в капсуле, что приводит к более комфортному обслуживанию. К тому же, преимущество состоит в том, что шлиц открывается, соответственно, лишь при определенном избыточном давлении и после снятия избыточного давления снова закрывается, так что приготовление пищевого продукта может происходить при соответствующих стандартизированных условиях производства для получения максимально постоянного и высокого качества пищевого продукта.
В особо предпочтительном варианте шлиц после открытия посредством силового воздействия остается в положении открытия и подачи тепловой энергии, в основном, в открытом положении. Иными словами, после снятия разности давлений шлиц остается в открытом положении. В частности, шлиц после открытия посредством жидкости для создания разности давлений остается в положении открытия, если жидкость имеет температуру более 70°C, предпочтительно более 75°C и особо предпочтительно более 80°C для подачи тепловой энергии.
В частности, корпус капсулы, по меньшей мере, в зоне шлица посредством тепловой энергии, в основном, необратимым образом деформируется, так что шлиц остается в открытом положении.
Преимущество состоит в том, что, к примеру, при уменьшении мощности накачивания подаваемой жидкости обеспечивается хорошее протекание через капсулу, так как шлиц остается в открытом положении и при уменьшении разности давлений.
В особо предпочтительном варианте открытое положение шлица зависит от разности давлений таким образом, что при увеличении разности давлений открытие шлица в открытом положении может увеличиваться.
Преимущество состоит в том, что открытие шлица в открытом положении посредством разности давлений, к примеру, полученной за счет изменения мощности накачивания, может быть согласовано с соответствующей разностью давлений и, таким образом, обеспечивается регулирование протекания.
В предпочтительном варианте корпус капсулы изготовлен методом глубокой вытяжки. В частности, корпус капсулы состоит из полимера. Предпочтительно корпус капсулы имеет толщину стенки в пределах от 0,05 мм до 0,4 мм, особо предпочтительно в пределах от 0,06 мм до 0,3 мм и абсолютно особо предпочтительно в пределах от 0,07 мм до 0,25 мм.
Под «толщиной стенки» корпуса капсулы в рамках предложенной на рассмотрение заявки понимается средняя толщина стенки днища и боковой стенки.
Преимущество изготовления корпуса капсулы посредством глубокой вытяжки состоит в возможности его осуществления с оптимальными затратами. В частности, к тому же, малая толщина стенки имеет преимущество в том, что, вследствие этого, уменьшается расход материала при изготовлении капсулы и, таким образом, расходы могут быть дополнительно уменьшены.
В особо предпочтительном варианте шлиц имеет длину 1 в пределах от 0,1 мм до 20 мм, предпочтительно от 1 мм до 15 мм и особо предпочтительно от 3 мм до 8 мм.
Преимущество состоит в том, что вариант осуществления шлица может быть согласован с соответствующими требованиями к приготавливаемому пищевому продукту и/или к используемому устройству для приготовления пищевого продукта.
В особо предпочтительном варианте в открытом положении шлиц имеет максимальную ширину b, равную 6 мм, в частности, 5 мм и далее, в частности, 4 мм. В закрытом положении шлиц имеет, в частности, ширину b, равную примерно 0 мм.
Преимущество состоит в дальнейшем улучшении регулирования протекания, в зависимости от соответствующих требований при приготовлении пищевого продукта.
В предпочтительном варианте шлиц располагается в днище.
Преимущество состоит в том, что поданная жидкость, которая проводится через шлиц, может смочить максимально большую часть экстрагируемой субстанции, так как жидкость должна пройти, в основном, по всей длине капсулы, так что может быть приготовлен высококачественный продукт с использованием максимально небольшого количества субстанции, что делает изготовление капсулы более экономически выгодным.
В особо предпочтительном варианте осуществления днище имеет, по меньшей мере, два шлица, которые, в частности, перекрещиваются в предпочтительном варианте примерно в геометрическом центре днища.
Преимущество состоит в том, что поверхность образованных посредством, по меньшей мере, двух шлицов отверстий увеличивается, так что через них может быть пропущено большее количество жидкости для лучшего экстрагирования субстанции. Следующее преимущество расположения, по меньшей мере, двух шлицов, которые, в частности, перекрещиваются, в днище, предпочтительно примерно в геометрическом центре, состоит в том, что, в зависимости от полученной разности давлений, могут иметь место большие раскрытия шлицов для лучшего регулирования протекания.
В абсолютно особо предпочтительном варианте шлиц располагается в боковой стенке. В частности, шлиц располагается относительно общей длины капсулы вдоль продольной оси капсулы вдоль среднего течения жидкости через капсулу в первой половине, предпочтительно в первой трети и особо предпочтительно в первой четверти боковой стенки. Иными словами, шлиц располагается в направлении течения потока, смотря со стороны днища, к примеру, в первой половине, в первой трети или в первой четверти боковой стенки относительно длины вдоль продольной оси капсулы.
Преимущество состоит в том, что за счет такого расположения шлица дополнительно улучшается подача жидкости в капсулу, а также регулирование протекания. В частности, преимущество расположения шлица в первой половине относительно продольной оси капсулы и направления течения потока жидкости состоит в том, что через расположенный в боковой стенке шлиц может смачиваться максимально большая часть субстанции, что способствует улучшению качества изготавливаемого пищевого продукта и уменьшению потребности в субстанции, что является экономически выгодным.
В предпочтительном варианте шлиц располагается, в основном, вдоль периферии боковой стенки. Иными словами, таким образом, шлиц располагается, в основном, параллельно периферии, в частности, вращательно-симметрично корпуса капсулы.
Периферия боковой стенки представляет собой, таким образом, к примеру, при конусообразно осуществленном корпусе капсулы, в основном, круг в плоскости, перпендикулярно продольной оси капсулы.
Такое расположение шлица, в основном, вдоль периферии или под углом к периферии имеет преимущество дальнейшего улучшения регулировки протекания и приводит к повышению эффективности экстрагирования субстанции.
В частности, возможно расположить несколько шлицов в комбинации согласно вышеописанной системе расположения. К примеру, возможно предусмотреть в днище два шлица, расположенных в геометрическом центре, а также, по меньшей мере, один шлиц, в основном, вдоль периферии и следующий шлиц, в основном, перпендикулярно периферии.
В абсолютно особо предпочтительном варианте в зоне кромок шлица на обращенной к камере стороне отсутствуют какие-либо выступы.
Такой выступ может образоваться, к примеру, при формировании шлица, к примеру, посредством режущего инструмента. Преимущество предотвращения формирования такого выступа состоит в том, что на поток жидкости в капсуле в зоне шлица не оказывается негативного воздействия и, таким образом, регулирование протекания и/или потока улучшается.
В предпочтительном варианте корпус капсулы имеет, по меньшей мере, два шлица, в частности, по меньшей мере, три шлица и далее, в частности, четыре шлица.
Преимущество состоит в дальнейшем улучшении регулирования протекания и улучшении экстрагирования субстанции для повышения качества изготавливаемого пищевого продукта.
В особо предпочтительном варианте шлиц осуществлен, в основном, в виде прямого шлица.
В абсолютно особо предпочтительном варианте шлиц осуществлен, в основном, в виде изогнутого шлица.
Преимущество состоит в том, что, в зависимости от требований, может быть выбрана соответствующая форма шлица. При расположении, по меньшей мере, двух шлицов возможна также комбинация прямых и изогнутых шлицов.
В предпочтительном варианте шлиц осуществлен таким образом, что перед экстрагированием субстанции для приготовления пищевого продукта субстанция, в основном, не может пройти через шлиц.
В частности, субстанция имеет гранулометрический состав в пределах от 0 мкм до 800 мкм, предпочтительно от 25 мкм до 750 мкм и особо предпочтительно от 50 мкм до 700 мкм. Субстанция имеет такой гранулометрический состав, при условии, что, по меньшей мере, 95% массы, предпочтительно 97% массы и особо предпочтительно 99% массы частиц имеют размер частиц в ранее заданных пределах. Под размером частиц в рамках предложенной на рассмотрение заявки понимается максимальная длина частицы.
Преимущество состоит в том, что улучшается обслуживание капсулы, а во время складирования или же транспортировки субстанция не может вытечь из капсулы, что, при определенных обстоятельствах, может привести к снижению качества, так как капсула в таком случае будет содержать меньшее количество субстанции, чем задано.
В особо предпочтительном варианте шлиц закрыт, в основном, воздухонепроницаемым слоем. В частности, воздухонепроницаемый слой располагается на обращенной от камеры и/или на обращенной к камере стороне корпуса капсулы.
Преимущество состоит в том, что капсула, в основном, ароматонепроницаемым образом может закрываться посредством воздухонепроницаемого слоя и, таким образом, для складирования или транспортировки не требуется никакой дополнительной внешней оболочки, которая удорожает изготовление капсулы и осложняет обращение с ней потребителя.
В предпочтительном варианте слой нанесен, в основном, по всей поверхности на корпус капсулы и, в частности, боковой стенки и/или днища.
В данном случае имеет место преимущество упрощенного способа покрытия, так как, вне зависимости от положения шлица, покрывается весь корпус капсулы, что делает способ более простым в осуществлении и тем самым менее затратным.
В предпочтительном варианте слой наносится частично для закрывания шлица.
В данном случае имеет место преимущество уменьшенного расхода материала для формирования слоя, что снижает расходы на материал. Далее преимущество состоит в том, что в пищевой продукт попадает меньшее количество материала, так как слой в процессе приготовления пищевого продукта находится в контакте с жидкостью, используемой для приготовления пищевого продукта.
В особо предпочтительном варианте слой нанесен, по меньшей мере, на одну из противолежащих друг другу кромок и, в частности, на обе противолежащие друг другу кромки шлица.
В данном случае имеет место преимущество дальнейшего уменьшения количества используемого для формирования слоя материала в соответствии с ранее описанным преимуществом. Далее, в зависимости от выбранного материала слоя, возможно целенаправленное заклеивание шлица, что приводит к дальнейшему улучшению герметичности и, в частности, к улучшенным свойствам открывания шлица под давлением.
В абсолютно особо предпочтительном варианте слой состоит, по меньшей мере, из растворяемого и пригодного для использования в пищевых целях материала, из алюминия, или растворяемого полимера, или из любой комбинации данных материалов. Полимер плавится, в частности, при температурах >50°. В частности, сахар, полисахарид, гидрогель, биополимер, воск и парафин или же любые комбинации этих материалов могут быть использованы для формирования, в основном, воздухонепроницаемого слоя.
Преимущество состоит в том, что при применении растворяемого и пригодного для использования в пищевых целях материала и/или растворяемого полимера слой во время приготовления пищевого продукта растворяется и, таким образом, соответственно, становится возможным приготовление продукта. Преимущество применения пригодного для использования в пищевых целях материала, к примеру растворяемого сахарного слоя, состоит в том, что он не вызывает опасений при использовании его для приготовления пищевого продукта.
Преимущество использования алюминия состоит в том, что можно добиться более надежной герметизации. Алюминиевый слой перед применением либо удаляется с корпуса капсулы, либо таким образом закрепляется на капсуле и/или в капсуле, что, соответственно, посредством подаваемой жидкости отделяется от шлица, но, однако, остается закрепленным на капсуле. В альтернативном варианте возможен также разрыв алюминиевого слоя под давлением и/или прокалывание его соответствующим образом расположенными прокалывающими средствами. Преимущество состоит в том, что алюминий не загрязняет изготовленный пищевой продукт.
Следующий аспект предложенного на рассмотрение изобретения относится к капсуле, состоящей из предпочтительно вращательно-симметрично осуществленного корпуса капсулы. Капсулой является, в частности, капсула в соответствии с представленным выше описанием. Корпус капсулы выполнен, в частности, из полимера. Корпус капсулы состоит из боковой стенки и днища, причем боковая стенка и днище осуществлены, в частности, как единое целое. Капсула включает в себя закрывающую корпус капсулы крышку для образования закрытой камеры, которая содержит субстанцию для приготовления пищевого продукта. Корпус капсулы имеет, по меньшей мере, одно отверстие для пропускания жидкости через капсулу. Отверстие осуществлено, в частности, в виде шлица. Отверстие формируется в корпусе капсулы перед использованием в соответствии с инструкцией в устройстве для приготовления пищевого продукта. Между субстанцией и отверстием располагается, в основном, воздухонепроницаемая и ароматонепроницаемая мембрана для герметизации закрытой камеры относительно отверстия. Мембрана закреплена, в частности, в корпусе капсулы. Иными словами, закрытая камера содержит субстанцию, причем в корпусе капсулы располагается, в основном, воздухонепроницаемая мембрана, так что перед использованием капсулы предотвращается соединение сред, к примеру жидкостей и/или газов, из отверстия с субстанцией.
Преимущество состоит в том, что материал корпуса капсулы и материал мембраны могут выбираться отличными друг от друга в отношении способности к прокалыванию посредством прокалывающего элемента устройства для приготовления пищевого продукта. Это повышает надежность прокалывания капсулы в процессе эксплуатации, так что пищевой продукт может быть приготовлен надежным образом. К тому же, это позволяет осуществлять экономичное изготовление корпуса капсулы, который может быть изготовлен, к примеру, из пластика.
В процессе эксплуатации при использовании пластиковых капсул, выполненных, к примеру, из полимера, можно обычно наблюдать, что после прокалывания корпуса капсулы прокалывающим устройством, за счет частично упругого поведения корпуса капсулы, проколотое прокалывающим устройством отверстие снова частично закрывается, так что может быть подано не достаточное для приготовления пищевого продукта количество жидкости. За счет расположения, по меньшей мере, одного отверстия в корпусе капсулы может быть гарантировано, что и после частичного закрытия проколотых отверстий, за счет упругого поведения материала корпуса капсулы, в закрытую камеру капсулы может быть подано достаточное количество жидкости. За счет расположения, по меньшей мере, одного отверстия в корпусе капсулы предотвращается, однако, необходимость закрытия капсулы, в основном, воздухонепроницаемым образом для изготовления ароматонепроницаемой упаковки; в этом случае, к примеру, при использовании кофе в качестве экстрагируемой субстанции рекомендуется помещать капсулу для транспортировки и/или хранения во внешнюю оболочку, в основном, воздухонепроницаемым образом, что, однако, имеет недостатком большой расход упаковочного материала и, к тому же, тот факт, что каждая упакованная капсула занимает больший объем, чем сама капсула. За счет расположения, в основном, воздухонепроницаемой мембраны в капсуле между отверстием и субстанцией, субстанция, в основном, воздухонепроницаемым образом может быть закрыта в капсуле, так что формируется ароматонепроницаемая капсула.
Отверстие в корпусе капсулы может быть осуществлено, к примеру, в виде отверстия с прямоугольным, эллиптическим или круглым поперечным сечением, или же в виде шлица. При расположении более одного отверстия в корпусе капсулы формы отверстий могут быть скомбинированы любым образом в соответствии с требованиями, к примеру, посредством расположения одного отверстия с круглым поперечным сечением, а также одного шлица в днище и/или в боковой стенке.
В предпочтительном варианте, в основном, воздухонепроницаемая мембрана, по меньшей мере, в зоне, по меньшей мере, одного отверстия располагается на расстоянии от боковой стенки и/или от днища. В частности, воздухонепроницаемая мембрана располагается на расстоянии от днища в целом.
Преимущество состоит в том, что после прокалывания мембраны прокалывающим устройством формируется поток от отверстия к месту прокола мембраны для надежного экстрагирования субстанции с целью приготовления пищевого продукта. В частности, расположение мембраны на расстоянии от днища в целом и расположение нескольких отверстий в днище может способствовать надежному и быстрому экстрагированию субстанции для приготовления пищевого продукта.
Под расстоянием от мембраны до отверстия в данном случае понимается то, что мембрана не прилегает к корпусу капсулы в зоне, в которой располагается отверстие.
В предпочтительном варианте корпус капсулы имеет, по меньшей мере, два отверстия, причем все отверстия располагаются на обращенной от субстанции стороне, в основном, воздухонепроницаемой мембраны.
Преимущество состоит в том, что не возникает прямого соединения текучих сред между окружающей средой и субстанцией за счет расположения отверстий в корпусе капсулы, для упрощенной герметизации закрытой камеры, в которой расположена субстанция.
В предпочтительном варианте, в основном, воздухонепроницаемая мембрана расположена таким образом, что она при использовании в соответствии с инструкцией в процессе эксплуатации выполнена с возможностью прокалывания посредством прокалывающего элемента устройства для приготовления пищевого продукта.
Преимущество состоит в том, что корпус капсулы и мембрана прокалывается посредством одного и того же прокалывающего устройства, с целью надежной подачи жидкости для экстрагирования субстанции для приготовления напитка.
В альтернативном варианте, разумеется, возможно также, чтобы посредством прокалывающего устройства прокалывался лишь корпус капсулы, а мембрана за счет давления поданной жидкости в процессе использования разрывалась. Для этого на мембране могут располагаться, в частности, зоны ослабления, чтобы мембрана в процессе использования разрывалась легче.
В предпочтительном варианте мембрана изготовлена из алюминия и/или из ламината. Ламинат, в частности, может, в основном, пластически деформироваться.
Преимущество состоит в возможности согласования капсулы с соответствующим устройством для приготовления пищевого продукта, в которое она должна вставляться, с целью обеспечения надежной подачи жидкости в закрытую камеру для экстрагирования субстанции. В частности, использование алюминия является предпочтительным, так как при прокалывании алюминиевая мембрана, в основном, пластически деформируется и тем самым в алюминии надежным образом формируется проколотое отверстие для подачи жидкости. В альтернативном варианте мембрана может быть осуществлена из ламината, то есть из многослойного материала, который может, в частности, пластически деформироваться для надежного формирования проколотого отверстия.
Ламинат может быть образован, к примеру, из двух слоев полимеров или из одного слоя алюминия в комбинации со слоем из полимера, в соответствии с требованиями, предъявляемыми к капсуле.
В предпочтительном варианте корпус капсулы и крышка изготовлены, в основном, из воздухонепроницаемого материала. Преимущество состоит в том, что находящаяся в капсуле субстанция закрыта, в основном, воздухонепроницаемым образом, так что образуется ароматонепроницаемая капсула, и не требуется никакой дополнительной внешней оболочки, что уменьшает расходы на изготовление и упрощает обслуживание капсулы при использовании ее потребителем.
В предпочтительном варианте днище капсулы для пропускания жидкости через закрытую камеру выполнено с возможностью прокалывания посредством расположенного вне капсулы прокалывающего устройства в зоне прокалывания днища. Днище имеет при этом зону усиления жесткости, причем, в частности, центральная зона днища осуществлена в виде зоны прокалывания. Зона усиления жесткости располагается вокруг зоны прокалывания. Зона усиления жесткости располагается вокруг зоны прокалывания вращательно-симметричным образом. Зона усиления жесткости осуществлена в виде, по меньшей мере, частичного углубления, в основном, в направлении периферии днища.
Под углублением в днище понимается углубление на внешней стороне капсулы, а именно, в виде встроенного элемента днища.
Под частичным углублением в днище, в основном, в направлении периферии понимается длина углубления в направлении периферии, которая меньше 360°.
Под зоной прокалывания в рамках предложенного на рассмотрение изобретения понимается зона днища, которая прокалывается посредством прокалывающего устройства.
Под зоной усиления жесткости в рамках предложенного на рассмотрение изобретения понимается зона днища, в которой располагаются углубления для придания жесткости.
Преимуществом расположения зоны усиления жесткости вокруг зоны прокалывания является то, что днище надежным образом может прокалываться посредством расположенных в стандартных устройствах для приготовления пищевого продукта прокалывающих элементов, так что становится возможным приготовление напитка. К тому же, капсула может быть изготовлена экономичным образом, так как зона усиления жесткости осуществлена в виде встроенного элемента капсулы и капсула, таким образом, может быть изготовлена методом глубокой вытяжки. Таким образом, в стандартных устройствах могут применяться капсулы из пластика, которые при отсутствии зоны усиления жесткости не всегда прокалываются в устройствах надежным образом.
В предпочтительном варианте углубление имеет, по меньшей мере, два расположенных под наклоном друг к другу участка стенки. В частности, участки стенки в проходящей вдоль продольной оси корпуса капсулы плоскости разреза за счет углубления наклонены друг к другу.
Такое положение двух расположенных под наклоном друг к другу участков стенки в виде углубления на практике зарекомендовало себя как предпочтительное для образования зоны усиления жесткости, причем это углубление может быть изготовлено просто и с оптимальными затратами, к примеру, посредством метода глубокой вытяжки.
Следующий аспект предложенного на рассмотрение изобретения относится к корпусу капсулы для описанной выше капсулы.
Дополнительный аспект предложенного на рассмотрение изобретения относится к способу изготовления корпуса капсулы, в частности, как описано выше. Этот способ включает в себя этап глубокой вытяжки корпуса капсулы. По окончании и/или одновременно с глубокой вытяжкой производится вырезание, по меньшей мере, одного шлица. Этап вырезания осуществляется таким образом, что, в основном, не происходит удаления материала. В частности, противолежащие друг другу кромки шлица, по меньшей мере, частично соприкасаются друг с другом, предпочтительно, по меньшей мере, на 90%, особо предпочтительно, по меньшей мере, на 95% и абсолютно особо предпочтительно на 100% длины 1 шлица.
Преимущество формирования, по меньшей мере, одного шлица в полученном методом глубокой вытяжки корпусе капсулы состоит в том, что шлиц такой величины может быт изготовлен с оптимальными затратами, так что, в основном, субстанция не может выйти из капсулы. В частности, способ формирования, по меньшей мере, одного шлица существенно более экономичен, чем способ формирования отверстий с соответствующим малым диаметром в корпусе капсулы. По меньшей мере, один шлиц может формироваться, в частности, после расфасовки субстанции и закрытия корпуса капсулы крышкой.
В предпочтительном варианте, в основном, воздухонепроницаемый слой наносится частично и/или по всей поверхности. В частности, слой наносится на боковой стенке и/или на днище.
Следующий аспект предложенного на рассмотрение изобретения относится к системе, включающей в себя наполненную субстанцией капсулу, как описано ранее, и устройство для приготовления напитков. Устройство для приготовления напитков имеет держатель капсулы для приема капсулы. Устройство для приготовления напитков имеет также устройство для подачи жидкости в капсулу для экстрагирования субстанции с целью приготовления напитка, причем напиток может отводиться через крышку капсулы. И, наконец, устройство для приготовления напитков в предпочтительном варианте имеет также прокалывающее устройство.
Устройство для приготовления напитков имеет, к тому же, в частности, устройство для отведения напитка, к примеру, в сосуд для питья.
Другие признаки и преимущества изобретения для лучшего разъяснения поясняются далее на основании примеров осуществления, без ограничения изобретения этими примерами осуществления. Показаны:
фиг. 1 - вид сверху корпуса капсулы в соответствии с изобретением с четырьмя шлицами;
фиг. 2 - вид сверху альтернативного корпуса капсулы в соответствии с изобретением со шлицами с покрытием по всей поверхности;
фиг. 3 - вид сверху корпуса капсулы в соответствии с изобретением со шлицами с частичным покрытием;
фиг. 4 - вид сверху корпуса капсулы в соответствии с изобретением со шлицами днища с покрытием днища по всей поверхности;
фиг. 5 - вид сверху корпуса капсулы в соответствии с изобретением со шлицами в днище и в боковой стенке;
фиг. 6 - вид сверху корпуса капсулы в соответствии с изобретением с изогнутыми шлицами в днище;
фиг. 7 - вид сверху корпуса капсулы в соответствии с изобретением со шлицами в боковой стенке и с покрытием по всей поверхности;
фиг. 8 - вид сверху следующего альтернативного корпуса капсулы в соответствии с изобретением со шлицами;
фиг. 9 - увеличенное изображение детали А в соответствии с фиг. 8 со шлицом в исходном положении;
фиг. 10 - увеличенное изображение детали А в соответствии с фиг. 8 в открытом положении шлица с покрытием;
фиг. 11 - вид сбоку капсулы в соответствии с изобретением с изогнутым шлицом;
фиг. 12 - схематичное изображение системы в соответствии с изобретением, состоящей из капсулы в соответствии с изобретением и устройства для приготовления напитков;
фиг. 13 - схематичное изображение альтернативной системы в соответствии с изобретением, состоящей из капсулы и устройства для приготовления напитков с прокалывающим устройством;
фиг. 14 - вид сверху капсулы в соответствии с изобретением со шлицами;
фиг. 15 - в разрезе вид сбоку альтернативного корпуса капсулы в соответствии с изобретением;
фиг. 16 - в частичном разрезе вид сбоку следующей альтернативной капсулы в соответствии с изобретением;
фиг. 17 - вид сверху капсулы в соответствии с изобретением с отверстиями.
На фиг. 1 представлен вид сверху днища 4 корпуса 2 капсулы в соответствии с изобретением. Корпус 2 капсулы имеет фланец 22 и боковую стенку 3. В днище 4 изображены четыре шлица 8 в исходном положении, то есть в закрытом положении. К корпусу 2 капсулы не приложено никакого усилия.
На фиг. 2 представлен вид сверху альтернативного корпуса 2 капсулы в соответствии с изобретением. Одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым элементам на всех фигурах и поэтому поясняются повторно только в случае необходимости.
В днище 4 корпуса 2 капсулы расположены два шлица 8, которые пересекаются примерно в геометрическом центре днища. Для герметизации шлицов 8 корпус 2 капсулы, то есть боковая стенка 3 и днище 4, по всей поверхности закрыты, в основном, воздухонепроницаемым слоем 10. Этот слой 10 осуществлен в форме растворяемого и воздухонепроницаемого, пригодного для использования в пищевых целях слоя, состоящего, в основном, из сахара.
На фиг. 3 представлен следующий альтернативный корпуса 2 капсулы в соответствии с изобретением со шлицами 8. Шлицы 8 герметизированы посредством слоя 10 алюминия, который частично покрывает днище 4.
На фиг. 4 представлен вид сверху следующего корпуса 2 капсулы в соответствии с изобретением. Шлицы 8 в днище закрыты растворяемым слоем 10 полимера, который по всей поверхности покрывает днище 4.
На фиг. 5 представлен вид сверху следующего корпуса 2 капсулы в соответствии с изобретением со шлицами 8 в днище 4 и в боковой стенке 3. Слой для закрывания шлицов 8 нанесен на внутренней стороне, то есть в камере корпуса капсулы, которая вмещает в себя субстанцию для приготовления напитка. На представленной фигуре этот слой не виден.
На фиг. 6 представлен вид сверху следующего корпуса капсулы в соответствии с изобретением с изогнутыми шлицами.
Фиг. 7 демонстрирует вид сверху следующего корпуса 2 капсулы в соответствии с изобретением со шлицами 8 в боковой стенке, закрытыми растворяемым и пригодным для использования в пищевых целях слоем 10. Слой 10 нанесен на боковую стенку 3 по всей поверхности.
На фиг. 8 представлен следующий вид сверху альтернативного варианта осуществления корпуса 2 капсулы, включающего в себя два шлица 8 в днище. Деталь А поясняется далее на фиг. 9 и 10 более детально.
На фиг. 9 деталь А в соответствии с фиг. 8 представлена в увеличенном масштабе.
Шлиц 8 находится в исходном положении 15, то есть на шлиц или на корпус капсулы не оказывается силового воздействия. Шлиц 8 имеет длину l=4 мм.
На фиг. 10 деталь А в соответствии с фиг. 8 представлена в увеличенном масштабе со шлицом 8 в открытом положении 16. В открытом положении шлиц 8 имеет максимальную ширину b=4 мм.
Одна из двух противолежащих друг другу кромок 9 шлица 8 покрыта растворяемым и пригодным для использования в пищевых целях слоем 10, что приводит к закрыванию и в данном случае к склеиванию в исходном положении, как представлено на фиг. 9.
На фиг. 11 корпус 2 капсулы представлен на виде сбоку.
Стрелка 21 показывает направление течения жидкости. В качестве жидкости подается горячая вода под давлением примерно в 15 бар. Шлиц 8 осуществлен в виде изогнутого шлица и располагается в боковой стенке 3. Изогнутый шлиц 8 относительно продольной оси 17 корпуса 2 капсулы располагается вдоль центрального течения жидкости через корпус капсулы в первой четверти от днища относительно общей длины между днищем 4 и фланцем 22.
На фиг. 12 схематично представлена система 11, включающая в себя устройство 12 для приготовления напитков с сетчатой пластиной 19 и капсулой 1 в соответствии с изобретением со шлицами 8.
Капсула 1 имеет боковую стенку 3, днище 4 и закрыта крышкой 5 для образования камеры 6. В камеру 6 загружена не изображенная здесь субстанция.
На представленном здесь изображении видны два шлица 8, расположенные в боковой стенке и проходящие, в основном, в символически изображенной плоскости U периферии.
Устройство 12 для приготовления напитков включает в себя держатель 13 капсулы для приема капсулы 1 и устройство 14 для подачи жидкости. Устройство 12 для приготовления напитков не имеет прокалывающего устройства.
В процессе функционирования посредством устройства для подачи жидкости вода нагревается и подается к капсуле 1. Нагретая вода проходит через шлицы 8 в камеру 6 капсулы 1, так что напиток, в данном случае кофе, может быть экстрагирован. Экстрагированный напиток отводится через крышку 5 и сетчатую пластину 19.
Для лучшего смачивания субстанции в камере 6 капсула 1 имеет в данном случае невидимые шлицы в днище 4.
На фиг. 13 представлено схематичное изображение альтернативной системы 11. В отличие от фиг. 12, устройство 12 для приготовления напитков имеет прокалывающее устройство 18 для прокалывания капсулы в днище 4. Капсула имеет шлицы 8, расположенные в боковой стенке. Два из видимых шлицов 8 расположены, в основном, в плоскости U периферии. Следующий шлиц располагается под углом W примерно 90° к плоскости периферии и проходит, таким образом, параллельно продольной оси 17.
Капсула 1 представлена в частичном разрезе на виде сбоку, с субстанцией 7 в камере 6.
На фиг. 14 на виде сверху в направлении продольной оси представлен следующий корпус 2 капсулы в соответствии с изобретением с четырьмя шлицами 8, расположенными в днище 4.
Корпус 2 капсулы имеет осуществленные в виде зоны 24 усиления жесткости элементы жесткости, образованные посредством углублений 25 в днище, так что зона 23 прокалывания днища 4, соответственно, может пробиваться посредством прокалывающего устройства более надежно.
Корпус 2 капсулы имеет сбоку несколько распределенных по периферии ребер 27 жесткости и осуществлен цельно с днищем 4 с зоной 24 усиления жесткости. Корпус 2 капсулы состоит из пластика и изготовлен методом глубокой вытяжки.
На фиг. 15 в разрезе представлен альтернативный корпус 2 капсулы в соответствии с изобретением, внешняя форма которого соответствует внешней форме в соответствии с фиг. 14. На боковой стенке 3 корпуса 2 капсулы видны ребра 27 жесткости для придания жесткости корпусу 2, в частности, во время прокалывания зоны 23 посредством прокалывающего устройства.
Днище 4 снабжено шлицами 8 в соответствии с фиг. 14. Днище 4 имеет, к тому же, зону 24 усиления жесткости, образованную из углублений 25. Зона 24 усиления жесткости располагается вращательно-симметричным образом вокруг зоны 23 прокалывания.
В корпусе 2 капсулы вблизи днища 4 располагается, в основном, воздухонепроницаемая мембрана 26, к примеру, из алюминия. Не изображенная здесь субстанция в закрытой камере 6 располагается на обращенной от днища стороне мембраны 26. Символически изображенный прокалывающий стержень 18 пробивает как днище 4, так и ароматонепроницаемую мембрану 26.
На фиг. 16 в частичном разрезе на виде сбоку представлена альтернативная капсула 1 в соответствии с изобретением. Капсула 1 закрыта крышкой 5 из алюминия. В закрытой камере 6 располагается субстанция 7, в данном случае кофе. В капсуле 1, в основном, воздухонепроницаемая мембрана, закреплена, к примеру, методом приваривания.
В боковой стенке капсулы 1 расположен один шлиц, а в днище 4 два отверстия 20 или также шлица.
На фиг. 17 на виде сверху представлен следующий альтернативный корпус 2 капсулы в соответствии с изобретением. В отличие от корпуса капсулы в соответствии с фиг. 14, корпус 2 капсулы в соответствии с фиг. 17 имеет четыре отверстия 20 с эллиптическим поперечным сечением, которые расположены в зоне 23 прокалывания. В основном, воздухонепроницаемая мембрана, которая в данном случае не видна, располагается в корпусе 2 капсулы на расстоянии от днища.