СИСТЕМА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА ИЗ НАСТАИВАЕМОГО ПРОДУКТА, СОДЕРЖАЩЕГОСЯ В СМЕННОЙ КАПСУЛЕ
SYSTEM FOR PREPARATION OF BEVERAGE FROM INFUSED PRODUCT CONTAINED IN CHANGEABLE CAPSULE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к системе для приготовления напитка из настаиваемого продукта, содержащегося в сменной капсуле. Кроме того, данное изобретение относится к сменной капсуле, выполненной для использования в такой системе.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно, что сменные капсулы содержат гранулированный продукт, например кофе, ячмень, сухое молоко, чай, ромашку и т.д.
В общем, сменные капсулы с продуктами для настаивания содержат чашку, выполненную из пластика, в которой вмещен настаиваемый продукт, и крышку, выполненную с возможностью закрывания чашки и также выполненную из пластика или упаковочной пленки, которая может быть перфорирована.
Когда капсулу вставляют в перколирующую камеру системы для приготовления напитка, горячая вода под давлением нагнетается в чашку через первое множество отверстий, выполненных на дне капсулы непосредственно.
Вода смешивается с гранулированным продуктом в капсуле и выходит из капсулы непосредственно через второе множество отверстий, присутствующих в крышке чашки.
Пример такой системы показан в патенте EP-B1-2 134 611 (SARA LEE).
В EP-B1-2 134 611 (SARA LEE) перфорирующий заостренный элемент, используемый для перфорирования традиционной капсулы, не перфорирует дно капсулы нового типа, предложенной в указанном патенте, потому что дно указанной капсулы нового типа всегда находится на заданном расстоянии от заостренного перфорирующего элемента, также, когда последний находится в полностью извлеченном положении. Это новое решение предлагают, чтобы избегать большого центрального проникновения в дно, которое требовало бы создания предпочтительных гидравлических линий внутри гранулированной массы. Образование таких предпочтительных гидравлических линий действительно считают нежелательным для получения богатого ароматом настоя, который, вместо этого, должен должным образом извлекаться из всей гранулированной массы, содержащейся в сменной капсуле.
Кроме того, из того же патента EP-B1-2 134 611 (SARA LEE) следует, что во избежание образования предпочтительных гидравлических линий в массе настоя, дно капсулы должно находиться на расстоянии от дна гнезда машины, которое вмещает капсулу непосредственно. Таким образом, вся секция входного отверстия в дне капсулы не перфорируется заостренным перфорирующим элементом так, что вместо этого такая секция впускного отверстия полностью окружается потоком воды для настаивания.
Однако техническое решение по патенту EP-B1-2 134 611 (SARA LEE) имеет очень существенный недостаток в том, что капсула должна быть обязательно короче во избежание того, что перфорирующий элемент, гнездо будут равными. Следовательно, такая капсула является более короткой и, следовательно, содержит меньше продукта для настаивания. Поэтому настой, который получается, менее богат ароматическими веществами, потому что в капсуле не только содержится меньше продукта, но также и потому, что она короче, время сохранения воды в капсуле меньше, факт, который, очевидно, вреден для качества изготавливаемого настоя.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, задачей настоящего изобретения является выполнение системы для приготовления напитка из настаиваемого продукта, содержащегося в сменной капсуле, которая свободна от вышеуказанных недостатков.
Поэтому, по изобретению, система выполнена для приготовления напитка из настаиваемого продукта, содержащегося в сменной капсуле, как раскрыто в п.1 или в любом из пунктов формулы изобретения, зависящих прямо или косвенно от п.1 формулы изобретения.
Кроме того, дополнительной задачей настоящего изобретения является обеспечение сменной капсулы с настоем, которая выполнена для использования в вышеуказанной системе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания изобретения вариант выполнения описан лишь в качестве неограничивающего примера, при помощи прилагаемых чертежей, на которых:
Фиг.1 - вид в сечении части системы для приготовления напитка по изобретению;
Фиг.2 - трехмерный вид внутренней части капсулы, используемой в системе по Фиг.1;
Фиг.3 - увеличенный вид крышки в капсуле по п.2 формулы изобретения; причем крышка снабжена множеством клапанов, которые на этом чертеже показаны в закрытом положении;
Фиг.4 - увеличенный вид крышки на Фиг.3 с теми же клапанами на сей раз в открытом положении;
Фиг.5 - вид в сечении капсулы (с соответствующим увеличением) по Фиг.2, закрытой крышкой, как показано на Фиг.3, 4;
Фиг.6 - вид системы по Фиг.1 с первой увеличенной деталью;
Фиг.7 - вид системы по Фиг.1 со второй увеличенной деталью;
Фиг.8 - вид в сечении капсулы непосредственно с увеличением некоторых ее деталей.
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На Фиг.1,6,7 позицией 100 в целом обозначен предпочтительный вариант системы по изобретению для приготовления напитка из настаиваемого продукта, содержащегося в сменной капсуле 1.
Система 100 содержит сменную капсулу 1, которая будет описана ниже более подробно, и перколирующую машину 150 для приготовления настоев.
Перколирующая машина 150 содержит, в свою очередь, гнездо 160 (Фиг.1), выполненное для вмещения сменной капсулы 1, и выдачное устройство 170 для текучей среды под давлением, в частности воды под давлением.
Обращаясь теперь, в частности, к Фиг.2, 3, 4, 5, 8, отметим, что сменная капсула 1 будет теперь описана более подробно перед тем, как вернемся к подробному описанию работы системы 100.
И в этой связи, и в настоящем контексте слова "сменная капсула" должны пониматься как капсула, обычно для однократного использования, доступного типа, означающая, что после настаивания гранулированного продукта, содержащегося в капсуле, от такой капсулы избавляются (со всем продуктом, подлежащим настаиванию, уже использованным внутри), удаляя ее из гнезда перколирующей машины. Очевидно, первую "сменную капсулу", однажды используемую и удаленную, заменяют, в общем, второй капсулой такого же типа, которая заменяет первую капсулу в специальном гнезде перколирующей машины.
Капсула 1 (Фиг.5) содержит чашеобразную структуру 2, выполненную в монолитном, образованном усеченным конусом корпусе и определенную боковой стенкой 3, стенкой 4 дна и плоской округлой верхушкой 5, которая продолжается радиально от верхнего края боковой стенки 3. Как мы будем видеть, такая плоская округлая верхушка 5 поддерживает чашеобразную структуру 2 в специальном гнезде 160 перколирующей машины 150 (Фиг.1) (см. ниже).
Кроме того, три продольных ребра 3a, выполненные с возможностью равномерного разнесения на 120°, продолжаются к внутренней части боковой стенки 3. Как объясняется более подробно ниже, три ребра 3a используют для усиления боковой стенки 3 и дополнительно используют для нарушения потоков горячей жидкости под давлением в чашеобразной конструкции 2 непосредственно, чтобы брать горячую воду во время этапа перколяции в более тесном контакте с гранулированным продуктом, подлежащим настаиванию. К тому же три ребра 3a также используют, чтобы избегать спонтанной укладки капсул 1 во время автоматизированной погрузочно-разгрузочной операции для заполнения продуктом настаивания. Другими словами, три ребра 3a на внутренней стенке чашеобразной конструкции 2 предотвращают беспорядочное и непреднамеренное укладывание капсул 1 друг в друга. Если бы это было не так, то есть если чашеобразную структуру 2 можно было бы беспорядочно вводить в другую чашеобразную структуру 2, произошла бы неправильная обработка и заполнение всех чашеобразных конструкций 2 продуктом, подлежащим настаиванию.
Чашеобразную структуру 2 выполняют из жесткого пластика или термореактивного пластикового материала; предпочтительно используют пластик биологически разлагаемого типа.
Капсула 1 дополнительно содержит крышку 6, которая закрывает свободное входное отверстие чашеобразной конструкции 2 (Фиг.3, 4, 5), обеспечивающее возможность захвата гранулированного материала (не показан), подлежащего настаиванию в чашеобразной конструкции 2 непосредственно. Как показано, в частности, на Фиг.5, крышка 6 выполнена в округлой верхушке 5 так, чтобы верхний край боковой стенки 3 был под крышкой 6 непосредственно.
Крышка 6 имеет по существу круглую форму в конкретном варианте выполнения, показанном на Фиг.3, 4. В использовании крышка 6 вмещена в округлое куполообразное углубление 6a, полученное в верхней области стенки 3. Крышку 6 также выполняют из жесткого пластика.
Как показано более подробно на Фиг.8, верхняя часть углубления 6a включает в себя край 66, который имеет кольцеобразную форму и выступает внутрь к продольной оси (Y) симметрии чашеобразной конструкции 2. Такой край 66 также выполняют из пластика и, таким образом, он может быть упруго деформируемым для приема крышки 6 в углубление 6a. Во время этапа автоматического соединения крышки 6 с соответствующей чашеобразной конструкцией 2, такая крышка 6, таким образом, сжимается между дном углубления 6a, с одной стороны, и краем 66, с другой. Действительно, во время упаковывания капсулы 1 в специальной упаковочной машине (известного типа и не показанной), такая капсула 1 подвергается большому ускорению и таким образом, если бы крышка 6 не была сжата между вышеуказанными элементами, был бы реальный риск отделения крышки 6 от соответствующей чашеобразной конструкции 2, с последующей нежелательной утечкой продукта в упаковочной машине.
К тому же, как показано в частности на Фиг.8, имеется круговой рельеф 31 на дне углубления 6a. С известными способами, после заполнения чашеобразного корпуса 2 продуктом, подлежащим настаиванию, и закрывания такого чашеобразного корпуса 2 крышкой 6 вышеуказанным способом, способ продолжает расплавление локального участка поверхности (например, посредством ультразвуков) кругового рельефа 31 только, чтобы получить окончательное прикрепление крышки 6 к дну углубления 6a.
Внутреннюю сторону крышки 6 можно обеспечивать фильтром (не показан) любого типа, подходящего по необходимости. В частности, такой фильтр, как известно, является упруго деформируемым.
Круговой рельеф 31 может быть либо непрерывного типа, либо ступенчатого типа, означая, что в последнем случае такой круговой рельеф 31 состоит из круговых сегментов, например, в количестве трех, смещенных на 120° друг относительно друга. Последнее решение показано на Фиг.2, где каждый круговой рельеф 31 размещен на ребре 3a.
Как еще показано на Фиг.8, уплотняющее кольцевое ребро 32, имеющее треугольное сечение с расходящимся лучами наконечником, обеспечено на нижней поверхности округлой верхушки 5.
Выявили, что лучшие результаты, касающиеся уплотнения капсулы 1 относительно гнезда 180 системы 100, получаются, если уплотняющее утолщение 33 округлой верхушки 5 выполняют (Фиг.8) на уплотняющем кольцевом ребре 32. Как можно увидеть на Фиг.8, такое уплотняющее утолщение 33 распределено по обеим лицевым поверхностям округлой верхушки 5.
В вариантах выполнения, показанных на прилагаемых чертежах (см. в частности Фиг.3,4), крышка 6 имеет множество клапанов 7, выполненных для обеспечения возможности освобождения настоянного напитка, выполненного с помощью смешивания горячей воды с продуктом для настаивания.
Вдобавок, в частности, клапаны 7 могут иметь первый тип, обозначенный позицией 7a, или второй тип, обозначенный позицией 7b. Оба типа 7a, 7b открываются наружу (Фиг.4).
Как показано, например на Фиг.1, клапаны 7a находятся на противоположной стороне от клапанов 7b относительно плоскости симметрии (ψ) крышки 6. Таким образом, по меньшей мере часть клапанов 7a, 7b, конечно, откроется побочным действием, вызванным настоянной водой.
Выбор наличия двух типов клапанов 7a, 7b продиктован необходимостью упрощения, в максимально возможной степени, упаковочной машины (не показана) капсул 1. Действительно, если бы все клапаны 7 имели тип 7a, то упаковочная машина должна была бы ориентировать крышки 6 во время соединения с чашеобразным корпусом 2. Это подразумевало бы очевидное осложнение (прежде всего, на уровне срабатывания датчика) упаковочной машины капсул 1, заполненных продуктом. Вместо этого, принимая два типа клапанов 7a, 7b в такой крышке 6, как крышка 6, установка в углублении 6a является безразличной.
Увеличенный вид типичного клапана 7a представлен на Фиг.7.
Клапан 7a (но такие же условия, очевидно, применяют также к клапану 7b) имеет соответствующую впадину 8 и соответствующую створку 9, подвешенную к остальной части крышки 6 посредством шарнира 10, с одной стороны, и через вырез 11 - с другой.
В одном варианте выполнения (не показан), имеется предпочтительная линия разрыва, которая прорывается жидкостью под давлением, вместо сквозной прорези 11.
На самом деле, в варианте выполнения, предложенном на прилагаемых чертежах, створка 9 является просто дном впадины 8.
В использовании, давление настоянного продукта, пытающегося выйти из чашеобразного корпуса 2, прилагает усилие к створке 9, поворачивая ее относительно шарнира 10 в соответствии со стрелкой (F1) (Фиг.7), к внешней стороне чашеобразной конструкции 2.
В частности, каждая створка 9 имеет прямоугольный вид и трапецеидальное продольное сечение, а в случае клапана 7a, продолжается полностью внутрь чашеобразного корпуса 2, таким образом образуя соответствующую впадину 8.
Предпочтительно, но не обязательно, клапаны 7 получают в одной детали по отношению к крышке 6 посредством одиночной операции отливки пластика.
Как ясно показано на Фиг.5, дно 4 содержит кольцеобразную полость 12, выполненную в симметричном положении относительно продольной оси (Y) симметрии чашеобразной конструкции 2. Соответствующая кольцеобразная канавка 13, которая обращена наружу чашеобразной конструкции 2, соответствует кольцеобразной полости 12.
Кроме того, дно 4 имеет выемку 14 в оси (Y).
Присутствие кольцеобразной полости 12 и выемки 14 мотивируется необходимостью придать соответствующую жесткость дна 4, в частности из-за высокого давления воды, которому непосредственно должно быть подвергнуто дно 4.
Как показано снова на Фиг.5, имеется четыре клапана 17 (только один из которых видим на Фиг.5), смещенные на 90° друг относительно друга на дне кольцеобразной канавки 13.
Каждый клапан 17 имеет соответствующую створку 18, подвешенную к стойке дна 4 посредством шарнира, с одной стороны шарнира 19, в то время как с другой стороны обеспечен сквозной вырез 20.
В варианте выполнения (не показана) имеется предпочтительная линия разрыва, которая прорывается жидкостью под давлением, вместо сквозного выреза 20.
Горячая вода, распределенная выдачным устройством 170, прилагает усилие к створке 18, создавая поворот шарнира 19 в соответствии со стрелкой (F2) (увеличение на Фиг.5) к внутренней части чашеобразной конструкции 2.
В частности, каждая створка 18 имеет прямоугольный вид, и по существу прямоугольное продольное сечение и, если подвергается воздействию водой под давлением, продолжается внутрь чашеобразной конструкции 2.
Предпочтительно, но не обязательно, эти четыре клапана 17 получают за одно целое со стойкой стенки 4 дна и таким образом со стойкой чашеобразной конструкции 2 посредством единой операции формования жесткого пластика.
Теперь мы вернемся к системе 100, показанной на Фиг.1, 6, 7.
По существу цилиндрическое углубление 165 обеспечено в центральной части гнезда 160 и выполнено для вмещения части вышеуказанного выдачного устройства 170.
Такое выдачное устройство 170, в свою очередь, содержит подающую трубку 171 горячей жидкости и распределительную камеру 172, вмещенную, по меньшей мере частично, в углубление 165.
Распределительная камера 172 находится в связи по текучей среде, с одной стороны, с подающей трубкой 171 посредством отверстия 173 и, с другой стороны, с кольцеобразной канавкой 13. Короче говоря, горячая вода под давлением вытекает из подающей трубки 171 к кольцеобразной канавке 13, проходя через отверстие 173 в соответствии со стрелкой (ARW).
Выдачное устройство 170 дополнительно содержит три перфорирующие иглы 180 (только одна из которых видима на Фиг.5), выполненных под углом 120° друг от друга. Другими словами, перфорирующие иглы 180 представляют собой обычные средства, обеспеченные во множестве перколирующих машин для перфорирования дна капсулы 1. В использовании перфорирующие иглы 180 перемещаются к дну 4 чашеобразной конструкции 2.
Если имеются предпочтительные линии разрыва вместо сквозных прорезей 20, давление жидкости является таким, чтобы прорвать такие предпочтительные линии разрыва и, как упоминается, створки 18 поворачиваются относительно шарниров 19 (в соответствии со стрелкой (F2)), таким образом обеспечивая возможность прохождения горячей воды под давлением от кольцеобразной канавки 13 к внутренней части чашеобразной конструкции 2. Следует отметить, что все эти четыре клапана 17 находятся на дне кольцеобразной канавки 13, в использовании, иглы 180 располагаются внутри такой кольцеобразной канавки 13.
На самом деле, в рассматриваемом случае, перфорирующие иглы 180 не перфорируют дно 4 любым способом, а створки 18 только деформируются под действием жидкости под давлением, распределенной выдачным устройством 170.
Также следует отметить что, как указано, имеется четыре клапана 17, вместе с тем, что имеется три перфорирующие иглы 180. Таким образом, в любом случае, несомненно, что по меньшей мере две перфорирующие иглы 180 всегда касаются, без подталкивания, по меньшей мере двух створок 18.
Таким образом, факт, что перфорирующие иглы 180 касаются створок 18, без подталкивания их, обеспечивает возможность, с одной стороны, восстанавливать полезное пространство, чтобы иметь больше гранулированного материала, подлежащего настаиванию, в чашеобразной конструкции 2, и, с другой стороны, предотвращать срезание створок 18 перфорирующими иглами 180 и их попадание в жидкость для настаивания. Если это произойдет, то есть если частицы пластика или металла будут суспендированы в жидкости для настаивания, то практически наверняка такие частицы материала будут проглочены потребителем с очевидными отрицательными последствиями.
Относительно клапанов 7a, 7b на крышке 6 см. Фиг.7.
В системе 100, гнездо 160 закрыто сверху верхним закрывающим элементом 190.
Как показано на Фиг.7, сборочная камера 191 жидкости после перколяции, таким образом, определена между крышкой 6 и верхним закрывающим элементом 190. Другими словами, вся перколированная жидкость, которая уже полностью прошла чашеобразную структуру 2 и вышла из клапанов 7, накапливается в сборочной камере 191. Следует отметить, что, не имея никаких механических отпирающих элементов клапанов 7, давление воды непосредственно в чашеобразной конструкции 2 открывает клапаны 7 непосредственно. Из закрытого положения под смещением давления перколированной жидкости, клапаны 7 смещаются из закрытого положения области выпуска в открытое положение области выпуска, таким образом оставаясь в таком открытом положении также, когда поток перколированной жидкости прерывается. Таким образом, конфигурация крышки 6 постоянно модифицируется. Следует отметить, что, поскольку клапаны 7 остаются в открытом положении также после прерывания перколированного потока жидкости, ничто другое не вытекает из чашеобразной конструкции 3, потому что вышеуказанный фильтр (не показан), приложенный к крышке 6, блокирует любое прохождение частей продукта настаивания наружу. Будучи выполненным из упруго деформируемого материала, такой фильтр деформируется, но не перфорируется во время открывания клапанов 7.
Кроме того, как показано также на Фиг.7, калибровкой высоты (H) сборочной камеры 191 можно, следовательно, калибровать также отверстие створок 19 клапанов 7, и таким образом давление воды в капсуле 1 сохраняется равным, чтобы калибровать скорость выхода воды непосредственно из клапанов 7. Изменяя высоту (H), продолжительность контакта воды с гранулированным продуктом, подлежащим настаиванию, можно косвенно калибровать. Такое время сохранения должно балансироваться и таким образом достаточно долго обеспечивать возможность, в то же время, хорошего настаивания гранулированного продукта, не являясь чересчур вредным для быстроты действия перколяции.
В использовании, капсулу 1 однократно вводят в гнездо 160, подобное гнезду 160, с соответствующим выдачным устройством 170, перемещают против верхнего закрывающего элемента 190, как показано на Фиг.1. Горячая вода под давлением начнет вытекать из трубы 171 к кольцевой канавке 13 и клапаны 17 откроются под действием давления воды непосредственно. Как только горячая вода под давлением войдет в чашеобразную структуру 2, она начнет течь к крышке 6, не имеющей предпочтительных гидравлических линий. Под смещением давления перколированной жидкости клапаны 17 смещаются из закрытого положения области впуска в открытое положение области впуска, таким образом оставаясь в таком открытом положении также, когда поток перколированной жидкости прерывается.
Кроме того, предпочтительно, но не обязательно, промежутки введения воды в клапаны 17, ориентированные, чтобы создать по существу трубчатые пути перколированной жидкости в сменной капсуле 1, могут быть включены для поддерживания турбулентности воды в чашеобразной конструкции 2, чтобы вовлекать столько гранулированного материала, сколько возможно в действии перколяции. Клапаны 17 создают струи горячей воды под давлением, предпочтительно направленной к боковой стенке 3. Такие струи вводятся ребрами 3a, создавая требуемую турбулентность в чашеобразной конструкции 2.
Главные преимущества описанной выше системы:
- значительное увеличение количества гранулированного продукта в чашеобразном корпусе;
- возможность калибровки времени сохранения горячей воды в контакте с гранулированным продуктом; и
- фактически полное устранение предпочтительных гидравлических линий горячей воды в чашеобразной конструкции; и
- полное устранение любого риска загрязнения напитка, не имея никаких отломанных фрагментов, приходящих из дна и/или крышки.