專利名稱：用于在高壓下在食物制備機器中制備食品的膠囊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于食品的制備、例如咖啡型飲料的制備的膠囊，所述食品的制 備需要通過噴射到膠囊中的流體而形成的高萃取和/或溶解壓力。
背景技術：
在本說明書的剩余部分，將關于飲料制備、更具體而言關于咖啡制備來描述本發(fā) 明。但是，這不應被視為限制了本說明書和權利要求的范圍。本發(fā)明一般涉及在食物制備機 器中制備可以通過將流體噴射到的膠囊或料理包中來制備的任何食物或營養(yǎng)品，且其包括 膠囊內部的高流體壓力以萃取或溶解被容納在其中的成分。這種食物或營養(yǎng)品可以包括例 如可溶咖啡和/或粉末狀炭燒和研磨咖啡豆；乳品，諸如牛奶制品、嬰兒奶粉；湯；冰淇淋； 基于巧克力的產品；茶或中草藥浸劑；半液體或液體甜品。
容納用于通過在高壓下萃取或混合來制備諸如咖啡的飲料的物質的膠囊是公知 的，特別是在濃咖啡(espresso)或可溶咖啡制品的領域中，并且從衛(wèi)生角度以及對于其所 保證的產品新鮮度而言特別有利。消費者友好性和制備的容易性也是這種系統(tǒng)的一個特別 的優(yōu)點。
膠囊可以是用作用于水噴射的腔室并且借助于膠囊與浮凸元件接觸的面的撕裂 而打開以便在超過特定壓力閾值的情況下釋放液體的封閉膠囊?？蛇x地，使用某些膠囊，其 包括在用戶將所述膠囊導入食物制備機器時預先存在的流體輸入開口和/或產品輸出開□。
通常使用針或尖物穿過膠囊穿孔來噴射水。專利EP 0512 470 BI或可選地EP O 870 457中描述了這一類型的萃取系統(tǒng)的示例。在另一個可能的可選方案中，膠囊具有其自 身的用于撕裂膠囊膜或隔膜并由此在膠囊的內部已達到壓力閾值時釋放液體萃取物的釋 放型裝置。
膠囊也可以是過濾器類型的可滲透腔室，或者可選地，包括過濾器構件的半透腔室。
在任何情況下，膠囊腔室中的內部壓力是用于在溶解產品中形成泡沫并且對于粉 末狀炭燒和研磨咖啡而言用于形成乳脂或克萊沫(crema)的主要驅動源。其也是用于在研 磨咖啡萃取中形成克萊沫的主要驅動源?？巳R沫對于消費者而言很重要，因為其提供了受 控的香氣釋放及其自身的口感。
已知利用待使用同一機器在壓力下混合的物質(可溶或可分散的物質)和萃取的 物質以便提供種類更繁多的飲料。例如，使用同一機器，可以在膠囊容納研磨咖啡時制備 “espresso”咖啡，以及卡布奇諾(cappuccino)。
噴射、混合或潤濕條件對所生產的飲料的品質有著顯著的影響。根據是否包括被 下壓到膠囊中、從研磨得到的物質或者可選地包括諸如可溶咖啡的待在液體中溶解或分散 的物質或諸如卡布奇諾的基于牛奶的物質等，水循環(huán)通過膠囊的方式對萃取或混合條件且 因此對飲料的最終品質有影響。
因此，諸如咖啡的產品必須迅速且完全溶解或分散，從而優(yōu)選產生具有特定質地 的泡沫。在諸如研磨咖啡的待萃取產品的情況下，最佳潤濕條件不同。產品必須被徹底潤 濕，由此優(yōu)化水/咖啡接觸面，而不會形成通過咖啡床的用于水的優(yōu)先路徑。通過咖啡層的 優(yōu)先路徑的形成可能引起壓力的突然升高和因此萃取物即使在萃取時間不足并且一部分 咖啡還未被正確潤濕的情況下也過快地釋放。
需要一種膠囊，其中當所述膠囊打開時通過膠囊出口的產品流被控制成使得膠囊 內部的壓力在整個萃取和/或溶解步驟期間被保持在一致的水平，同時仍允許產品的正確 分配。發(fā)明內容
以上闡述的目標由本發(fā)明以一種膠囊來實現，所述膠囊用于在所述膠囊被插入食 物制備機器的容器時通過在壓力下將流體噴射到膠囊中來供給食品，所述膠囊包括由膠囊 側壁、柔性底壁和可選地頂壁限定的腔室，所述腔室容納至少一種待通過所述噴射流體溶 解和/或萃取的成分，以及飲料分配結構，所述飲料分配結構包括穿過底壁配置的至少一 個分配開口，其特征在于，所述飲料分配結構還包括適于在所述腔室中保持預定的溶解和/ 或萃取壓力以便使所述噴射流體與所述成分的混合的壓力保持元件，所述壓力保持元件在 腔室的外部布置在底壁附近，所述壓力保持元件包括至少一個突出體，所述至少一個突出 體與所述至少一個分配開口對應地配置，以使得至少在膠囊腔室內部的噴射流體迫壓在底 部隔膜上并使所述隔膜朝所述壓力保持裝置移動時，所述突出體進入到對應的開口中并且 限制其剖面。
“對應”是指突出體的對稱軸線與分配開口的中心基本對準。
通過限制但不完全封閉膠囊的輸出開口，保證了產品的流量，不過同時保持膠囊 內部的壓力足夠高以允許被容納在膠囊內部的材料的正確地潤濕、溶解、發(fā)泡和/或萃取。
有利地，所述壓力保持元件是膠囊底壁的一體延伸部。延伸部是指，盡管其是膠囊 的一個單獨的功能元件，但其可以與膠囊壁且尤其是膠囊底壁一體地模制，并因此在結構 上與后者連結。
在本發(fā)明的一個特定實施例中，壓力保持元件的至少一個突出體具有與其所對應 的開口的形狀不同的徑向截面形狀?？蛇x地，或者另外，壓力保持元件的至少一個突出體具 有大致縱向輪廓使得其徑向截面從頂點至基部大致擴大。
在突出體的徑向截面從頂點至基部大致擴大的后一種情況下，所述突出體可以有 利地具有從以下形狀中選擇的大致形狀半球、截頂半球、橢圓形拋物面、刺狀錐體、諸如四 面體的多面體、截頂四面體、錐體、截頂錐體、棱錐、截頂棱錐或它們的組合。當然，可以采用 其他類似形狀，只要徑向截面從突出體的頂點至基部擴大的原理成立。
通過這種形狀，確保了在咖啡腔室的內部萃取和/或溶解的產品——例如，咖 啡——可以經膠囊底壁的分配孔從膠囊流出，并且分配孔未被對應的突出體完全堵塞。
在萃取和/或溶解期間，隨著噴射流體噴射到膠囊腔室中，所述腔室內部的壓力 積累，從而將膠囊的底壁壓向壓力保持裝置，使得底壁的分配開口被突出體部分地阻塞。底 部隔膜與壓力保持裝置——特別是突出體的基部——之間的距離被調節(jié)成使得當達到膠 囊內部的最高壓力時，底部隔膜的變形不會超過分配孔將被堵塞的程度。
優(yōu)選地，突出體的基部部分的徑向截面不大于它們所對應的分配開口的直徑，并 且在所述底部隔膜的變形最大的情況下，所述突出體基部與膠囊的底部隔膜之間的距離大 于O. 1_，更優(yōu)選地大于O. 2_。可以利用產品的粘度并且根據針對產品類型所需的壓力來 調節(jié)用于產品流的開口區(qū)域。例如，針對特定的基于牛奶的產品，可以預先調節(jié)壓力以提供 消費者偏愛的泡沫類型。例如，以具有優(yōu)選小于1. Omm距離的較小開口區(qū)域，可以實現牛奶 泡沫中的平滑乳脂質地泡沫/包含小氣泡的膠狀液。
在任何情況下，如果突出體的基部部分的徑向截面大于它們所對應的分配開口的 直徑，則膠囊底部隔膜的最大變形點應該被調節(jié)成使得當膠囊內部的壓力達到其最高點 時，隔膜的每個分配開口都不會被對應的突出體堵塞。
在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，壓力保持元件包括配置在所述至少一個突出體附近 的至少一個緩沖墊，所述緩沖墊的高度小于或等于所述突出體，以便在所述底壁在膠囊內 部的流體壓力的影響下移動的情況下維持膠囊底壁與突出體基部相距一定距離，以使得所 述開口的直徑大于其所對應的突出體的徑向截面。
在本發(fā)明的第一可選實施例中，在將所述膠囊置于所述機器中以便使用時在膠囊 底壁中預先刺出所述至少一個分配開口。
在本發(fā)明的第二可選實施例中，貫穿膠囊底壁厚度形成所述至少一個開口，通過 以下方式
-當所述流體與所述底壁的內表面接觸時在噴射流體的溫度作用下，和/或在所 述底壁材料與噴射流體之間的化學反應的作用下，膠囊的底壁的材料局部溶解，和/或
-膠囊腔室內部的流體壓力對底壁的預定區(qū)域的作用，所述底壁被預先刺穿但是 處于封閉狀態(tài)，并且在底壁局部變形后打開，或者所述預定區(qū)域為底壁的弱化區(qū)域，和/或
-布置在所述膠囊外部的機械裝置對所述膠囊的底壁的作用。


本發(fā)明另外的特征和優(yōu)點在以下參照附圖陳述的目前優(yōu)選的實施例的描述中描 述并且將從所述描述顯而易見，在附圖中
圖1是被置于膠囊保持器中的根據本發(fā)明的膠囊的示意性局部剖視圖2是圖1所示的膠囊的可選實施例的示意性剖視圖3是根據本發(fā)明的壓力保持裝置的示意性放大圖。
具體實施方式
圖1示出了本發(fā)明的第一實施例，其中提供了膠囊1，該膠囊I適合于當所述膠囊 被插入食物制備機器(未示出)的容器時通過流體在壓力下經針2噴射而供給食品。膠囊I 包括由膠囊側壁4、柔性底壁5和頂壁6限定的腔室3。
腔室3容納待通過所述噴射流體在壓力下萃取的一團粉末狀炭燒和研磨咖啡7。 咖啡團7在膠囊的底壁5和與膠囊的頂壁6平行、不過位于頂壁6下方的一定距離處的過 濾器壁8之間被封裝在腔室3中。該過濾器壁8具有至少兩個優(yōu)點其中斷從噴射針2排 出的水射流并且減慢水的速度，且其將粉末狀咖啡7保持在特定承壓構造下使得咖啡團被 保持在一起并且使得噴射到膠囊腔室中的水不會經膠囊腔室容積溢出，這種溢出是非常不希望的。
如圖1所示，膠囊I還包括飲料分配結構，其帶有穿過底壁5配置的多個分配開□。
該膠囊還包括作為底壁5的一部分但布置在腔室3的外部的壓力保持元件。
所述壓力保持元件10包括與所述分配開口 9對應地布置的多個突出體11，以使得 至少在膠囊腔室3內部的噴射流體迫壓在底部隔膜5上且使所述隔膜移向所述壓力保持裝 置10時每一個突出體11進入對應的開口 9中并限制其剖面。
如圖1所示,壓力保持裝置是膠囊壁的延伸部,該延伸部布置在膠囊I的底壁5下 方。
如圖1所示，膠囊布置在膠囊保持器12中。這種保持器在本領域中是公知的，并 且在本申請中不會更詳細地描述。
壓力保持元件10還包括漏斗13形狀的分配開口，在膠囊腔室內制備并經分配開 口 9分配的產品可以流經所述分配開口。
參見圖2，在剖視示意圖中示出了膠囊。如圖所示的膠囊包括帶有側壁4和上緣 14的杯形本體。圖中，膠囊的上側保持打開，但是其可以用隔膜或類似的壁封閉，例如以上 參照圖1所示。
在該特定實施例中，壓力保持元件10包括從壓力保持裝置10的下壁16延伸的桿 15形狀的多個突出體。所述壁16是從膠囊的側壁4延伸并且與其一體地模制的部分。但 是，所述壓力保持元件10可以是裝配在膠囊上的單獨元件。
如圖2所示，膠囊的底壁5是被刺出多個分配孔9的柔性隔膜，與已經參照圖1描 述的實施例相似。該隔膜可以是被刺穿的薄膜、網絲、濾紙或類似的可透空氣和液體的材 料。
如以上參照圖1所述，突出體15成形且定制尺寸成使得它們以每個突出體15至 少在膠囊腔室內部的噴射流體迫壓在底壁隔膜5上并使所述隔膜移向所述壓力保持裝置 10時進入對應的開口 9中并且限制其剖面的方式配合底壁5的開口 9。
壓力保持裝置10的壁16包括用于在膠囊內部制備的產品流出、例如流入杯中的 分配開口 17。
如圖2所示，在根據本發(fā)明的膠囊中，并非全部分配開口 9都必定被對應的突出體 部分封閉。一些分配開口可以保持完全開啟，只要符合至少部分地限制產品從底部隔膜5 流出的本發(fā)明的原理。但是，對底部隔膜5的全部分配開口 9施加流量調節(jié)是非常優(yōu)選的。
圖3是擴大的局部示意圖，示出了膠囊I的底部柔性隔膜5與壓力保持元件10之 間的結構關系。
如在圖3中可以看到，底部隔膜5包括多個分配開口 9。對應地，壓力保持元件10 包括多個指向開口 9的錐形突出體11。
在圖3所示的實施例中，突出體11的大致縱向輪廓是這樣的它們的徑向截面從 頂點至基部大致擴大。
當流體被噴射到膠囊的內部時，膠囊腔室的內部積累壓力，并且因此，柔性隔膜5 朝壓力保持元件10的壁16被向外迫壓。此時變形的隔膜的位置在圖3中用虛線表示。
柔性底部隔膜5在靠置狀態(tài)下的定位應該是這樣的根據用于制造該隔膜的材料的柔韌性，并且根據在產品制備期間膠囊內部的最大壓力水平，變形的隔膜5’的位置應該 如圖3中的虛線所示，也就是突出體11應該部分充填由開口 9限定的空間而未完全堵塞它 們。在該位置，輸出產品的流量被限制，從而允許膠囊腔室內部的壓力被維持在足以使萃取 和/或溶解的品質良好的水平。而且，由于輸出產品的流動被減慢的事實，被容納在膠囊內 部并且待萃取和/或溶解的一種或多種配料的潤濕良好。
隔膜5’相對于壓力保持裝置壁16的定位還由突出體11的尺寸和形狀決定。
在本發(fā)明的一種特別有利的工作模式中，壓力保持裝置10還包括沿與突出體11 相同的方向突出的至少一個、但優(yōu)選多個支承緩沖墊18。如圖3所示，支承緩沖墊將膠囊的 底部隔膜5’支承在其變形狀態(tài)下，以保證所述隔膜5’不會超出特定位置，在該特定位置， 其將被壓力保持元件10的突出體11完全堵塞。在該極端位置，隔膜5’靠置在緩沖墊18 上。所述緩沖墊優(yōu)選配置在突出體之間，并且它們的高度不超過突出體11的高度。如圖3 所示，緩沖墊可以具有圓柱形，但也可以采用其他類似形狀，諸如蘑菇狀、截頂錐體、截頂棱 錐、立方體等或它們的組合。緩沖墊被配置成使得它們未與底部隔膜5、5’的分配開口 9對 準。
作為對圖3所示的實施例的替代，可以以另一種方式限制從底部隔膜的分配開口 流出的產品的流量。在圖中未示出的一種情況下，壓力保持元件不包括如上所述的緩沖墊。 這種情況下，突出體的縱向輪廓與圖2所示相似突出體的截面從頂點至基部不發(fā)生改變。 這種情況下，通過分配開口與它們對應的突出體之間的徑向截面形狀差異來獲得通過膠囊 的分配開口的產品流量的調節(jié)/限制。例如，如果分配開口具有圓形形狀，則對應的突出體 可以被設計成在徑向平面內具有十字或三角形形狀。由于徑向形狀未精確配合，因此形成 產品可以流經的豎直通道，不過所述流量被限制成維持膠囊腔室中相當大的內部壓力。
理想而言，根據本發(fā)明的流量限制應該被形成為使得膠囊腔室內部的內部壓力在 整個產品分配過程中被保持盡可能一致。
應理解，對本文所述的目前優(yōu)選的實施例的各種變更和修改對本領域技術人員來 說將是顯而易見的?？梢宰鞒鲞@些變更和修改而不脫離本發(fā)明的精神和范圍并且不削弱其 伴隨的優(yōu)點。因此，預期這些變更和修改為所附權利要求所涵蓋。
權利要求
1.一種膠囊(1)，所述膠囊用于在所述膠囊被插入食物制備機器的容器時通過在壓力下將流體噴射到所述膠囊中來供給食品，所述膠囊包括由膠囊側壁(4)、柔性底壁(5)和可選地頂壁(6)限定的腔室(3)以及飲料分配結構，所述腔室(3)容納至少一種待通過噴射流體溶解和/或萃取的成分，所述飲料分配結構包括穿過所述底壁(5)布置的至少一個分配開口(9)，其特征在于，所述飲料分配結構還包括壓力保持元件(10，11，13，15，16)，所述壓力保持元件適于在所述腔室中保持預定的溶解和/或萃取壓力以便所述噴射流體與所述成分的混合并且所述壓力保持元件在所述腔室(3)的外部布置在所述底壁(5)附近，所述壓力保持元件包括至少一個突出體(11，15)，所述至少一個突出體與所述至少一個分配開口(9)對應地配置，以使得至少在所述膠囊的腔室內部的噴射流體迫壓在底部隔膜上并使所述隔膜(5)朝所述壓力保持元件(10，11，13，15，16)移動時，所述突出體進入到對應的開口中并且限制其剖面。
2.根據權利要求1所述膠囊，其中，所述壓力保持元件(10，11，13，15，16)是所述膠囊的底壁(5)的一體延伸部。
3.根據前述權利要求1或2中任一項所述的膠囊(I)，其中，所述壓力保持元件的至少一個突出體(11，15)具有與其所對應的開口(9)的形狀不同的徑向截面形狀。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的膠囊(I)，其中，至少一個突出體(11)具有大致縱向輪廓，以使得其徑向截面從頂點至基部大致擴大。
5.根據權利要求4所述的膠囊(1)，其中，所述突出體(11，15)具有從以下形狀中選擇的形狀半球、截頂半球、橢圓形拋物面、刺狀錐體、諸如四面體的多面體、截頂四面體、錐體、截頂錐體、棱錐、截頂棱錐或它們的組合。
6.根據前述權利要求4或5中任一項所述的膠囊(I)，其中，所述壓力保持元件(10)包括配置在所述至少一個突出體(11，15)附近的至少一個緩沖墊(18)，所述緩沖墊(18)的高度小于或等于所述突出體，以便在所述底壁在所述膠囊內部的流體壓力的影響下移動的情況下維持所述膠囊的底壁(5)與所述突出體的基部相距一定距離，以使得所述開口的直徑大于其所對應的突出體的徑向截面。
7.根據前述權利要求1至6中任一項所述的膠囊(I)，其中，在所述膠囊被置于所述機器中以便使用時，在所述膠囊的底壁(5)中預先刺出所述至少一個開口(9)。
8.根據前述權利要求1至6中任一項所述的膠囊(I)，其中，通過以下方式形成穿過所述膠囊底壁(5)的所述至少一個開口(9)當所述流體與所述底壁的內表面接觸時在噴射流體的溫度作用下，和/或在所述底壁的材料與所述噴射流體之間的化學反應的作用下，所述膠囊的底壁的材料局部溶解，和/ 或所述膠囊的腔室內部的流體壓力對底壁的預定區(qū)域的作用，所述底壁被預先刺穿但是處于封閉狀態(tài)，并且在所述底壁局部變形后打開，或者所述預定區(qū)域為所述底壁的弱化區(qū)域，和/或布置在所述膠囊外部的機械裝置對所述膠囊的底壁的作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種膠囊，所述膠囊用于通過在壓力下將流體噴射到所述膠囊中來供給食品，所述膠囊包括由膠囊側壁、柔性底壁和頂壁限定的腔室，所述腔室容納至少一種待通過所述噴射流體溶解和/或萃取的成分，以及飲料分配結構，所述飲料分配結構包括穿過底壁配置的至少一個分配開口，其中所述飲料分配結構包括布置在底壁附近的壓力保持元件，所述壓力保持元件適于在所述腔室中保持特定的預定溶解和/或萃取壓力，所述壓力保持元件包括突出體，所述突出體與分配開口對應，使得在膠囊腔室內部的噴射流體使所述隔膜移向所述壓力保持裝置時所述突出體進入到對應的開口中并且限制其直徑。
文檔編號B65D85/804GK103025626SQ201180035335
公開日2013年4月3日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權日2010年7月22日
發(fā)明者N·杜根, F·多萊亞克, S·亨特澤爾, H·P·普萊奇, M·雷德爾 申請人:雀巢產品技術援助有限公司