飲料質(zhì)量改善的膠囊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在飲料制備機(jī)中使用的膠囊(1)，所述膠囊包括：(i)橫向壁(2)、適于由所述機(jī)器的流體注入裝置(4)刺穿的可刺穿注射壁(3)以及適于分送所述飲料的分送壁(5)，它們限定了封閉內(nèi)部容積的界限，(ii)柔性流體分配器壁(7)，所述流體分配器壁位于所述膠囊的所述封閉容積內(nèi)，在所述可刺穿壁(3)下方一定距離處，以便分離以下兩個(gè)部分：?位于所述可刺穿壁(3)和所述流體分配器壁(7)之間的頂部空間隔室(8)，所述頂部空間隔室能夠在注入所述流體過程中容納所述注入裝置，以及?位于所述流體分配器壁(7)和所述分送壁(5)之間的配料隔室(9)，所述配料隔室包含不溶性飲料配料顆粒的床層，其特征在于，所述頂部空間隔室(8)包含高吸水性聚合物(10)，所述高吸水性聚合物能夠吸收一定量的所注入流體并膨脹，從而填充所述頂部空間隔室(8)，并向所述流體分配器壁(7)的表面施加壓力，以避免在所述流體穿過所述配料時(shí)配料顆粒發(fā)生大幅度移動(dòng)。
【專利說明】
飲料質(zhì)量改善的膠囊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及在飲料制備機(jī)中使用的膠囊，該膠囊適于由所述飲料制備機(jī)的水注射針刺穿，所述水在壓力下與所述膠囊中包含的不溶性顆粒配料混合。
【背景技術(shù)】
[0002]飲料制備機(jī)在食品科學(xué)和消費(fèi)品領(lǐng)域中是眾所周知的。這樣的機(jī)器允許消費(fèi)者在家制備給定類型的飲料例如基于咖啡的飲料，如意式濃咖啡或沖煮類杯裝咖啡。
[0003]現(xiàn)今，用于在家制備飲料的大部分飲料制備機(jī)包括由以下機(jī)器組成的系統(tǒng)，S卩，該機(jī)器可容納用于飲料制備的分份配料。這些份料可為軟質(zhì)的易理包或墊包，或者袋，但是越來越多的系統(tǒng)使用半剛性或剛性的份料，諸如剛性易理包或膠囊。在下文中，應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明的飲料機(jī)是與剛性膠囊一同工作的飲料制備機(jī)。
[0004]該機(jī)器包括用于容納所述膠囊的接收器和流體注入系統(tǒng)，所述流體注入系統(tǒng)用于使流體(優(yōu)選為水)在壓力下注入到所述膠囊中。在壓力下被注入到膠囊中以用于根據(jù)本發(fā)明制備咖啡飲料的水優(yōu)選為熱的，即，溫度高于70°C。然而，在一些特定情形下，也可處于環(huán)境溫度下。在膠囊容納物的提取和/或溶解期間，膠囊腔室內(nèi)部的壓力對(duì)于溶解產(chǎn)品而言通常為約I巴至8巴，對(duì)于提取烘焙研磨咖啡而言通常為2巴至12巴。這一制備過程與飲料制備(特別是對(duì)于茶和咖啡而言)的所謂“沖煮”過程大不相同，不同之處在于沖煮需要用流體(例如，熱水)對(duì)配料進(jìn)行長時(shí)間的浸泡，而該飲料制備過程允許消費(fèi)者在幾秒內(nèi)制備好飲料，例如咖啡。
[0005]在壓力下提取和/或溶解封閉膠囊的容納物的原理是已知的，并且通常包括將膠囊限制在機(jī)器的接收器內(nèi)，一般在采用穿刺注入元件(諸如安裝在機(jī)器上的流體注入針)刺穿膠囊的面之后將一定量的加壓水注入到膠囊中，使得在膠囊內(nèi)部產(chǎn)生加壓環(huán)境以提取物質(zhì)或溶解物質(zhì)，然后通過膠囊釋放所提取的物質(zhì)或溶解的物質(zhì)。允許應(yīng)用該原理的膠囊已經(jīng)在例如
【申請(qǐng)人】的歐洲專利EP 1472156 BI和EP 1784344 BI中有所描述。
[0006]允許應(yīng)用該原理的機(jī)器已經(jīng)在例如專利CH 605 293和EP 242 556中有所描述。根據(jù)這些文獻(xiàn)，所述機(jī)器包括用于膠囊的接收器和制作成空心針形式的穿孔和注射元件，該空心針在其遠(yuǎn)端區(qū)域中包括一個(gè)或多個(gè)液體注射孔口。所述針具有雙重功能，一方面其打開膠囊的頂部，而另一方面其形成進(jìn)入膠囊的進(jìn)水通道。
[0007]所述機(jī)器還包括流體箱，在大部分情況下該流體為水，所述流體箱存儲(chǔ)用于在壓力下溶解和/或浸泡和/或提取包含在膠囊內(nèi)的配料的流體。所述機(jī)器包括加熱元件諸如熱水器或熱交換器，所述加熱元件能夠?qū)⑵渲惺褂玫乃訜嶂凉ぷ鳒囟?傳統(tǒng)上為高達(dá)80°C-90°C的溫度)。最后，制備機(jī)器包含用于使水從水箱任選地通過加熱元件流到膠囊的栗元件。水在機(jī)器內(nèi)流通的方式可通過選擇閥裝置進(jìn)行選擇，所述選擇閥裝置諸如為
【申請(qǐng)人】的歐洲專利公布EP 2162653中所述類型的蠕動(dòng)閥。
[0008]當(dāng)所要制備的飲料為咖啡時(shí)，一種令人感興趣的制備所述咖啡的方法是給消費(fèi)者提供包含烘焙研磨咖啡粉的膠囊，該烘焙研磨咖啡粉用注入到其中的熱水進(jìn)行提取。熱水循環(huán)穿過咖啡粉的料層并提取咖啡物質(zhì)以制備咖啡飲料。
[0009]已開發(fā)出用于這種應(yīng)用的膠囊，其在
【申請(qǐng)人】的歐洲專利EP1784344 BI或歐洲專利公布EP 2062831中描述和要求保護(hù)。
[0010]簡而言之，這種膠囊包括:
[0011]-中空主體和注射壁，所述注射壁不透液體和空氣并且附接到所述主體且適于被例如機(jī)器的注入針刺穿，
[0012]-容納待提取的烘焙研磨咖啡粉料層的腔室，
[0013]-膜(例如鋁膜)，該膜設(shè)置在膠囊的底端處，封閉所述膠囊，用于保持腔室的內(nèi)部壓力，所述膜與穿刺裝置相關(guān)聯(lián)，以便當(dāng)腔室的所述內(nèi)部壓力到達(dá)某個(gè)預(yù)定值時(shí)，在所述鋁膜中刺出分配孔，所述打開原理在
【申請(qǐng)人】的專利EP 1472156 BI中有所描述，
[0014]-穿孔壁，該穿孔壁被構(gòu)造為打斷注入到膠囊內(nèi)的流體射流，以減小流體射流的速度并且使流體以減小的速度分配到整個(gè)物質(zhì)料層上;這類分配并打斷射流的壁將膠囊的流體注入空間與包含配料的腔室分離;這類分配壁在
【申請(qǐng)人】的歐洲專利EP 1784344 BI中有所描述。
[0015]圖1中更準(zhǔn)確地示出了現(xiàn)有技術(shù)中這些膠囊的實(shí)施例，其特點(diǎn)是具有可刺穿的注射膜壁“PM”，該P(yáng)M被密封在基本上為圓柱形的主體的頂部邊緣。該注射膜(當(dāng)膠囊處于工作位置時(shí)，該注射膜通常位于膠囊頂部)可被飲料制備機(jī)的流體注射針刺穿。圖1中示出了注射針的針尖，其中朝下的箭頭表示所述針穿過膠囊的可刺穿壁“PM”的刺穿動(dòng)作。
[0016]如圖2所示，當(dāng)液體(在下文中將考慮該液體為熱水)注入到膠囊隔室中時(shí)，壓力“P”會(huì)累積增大，這如上所述地用作提取包含在膠囊內(nèi)的配料的提取手段。
[0017]如圖1所示，膠囊內(nèi)部容積被分成兩個(gè)隔室。兩個(gè)隔室由穿孔的水分配器壁隔開，用于以均衡的方式分配水流通過整個(gè)咖啡粉的料層，并且也用于打斷從注射針射出的強(qiáng)力水射流的速度。如圖1和圖2所示，分配器壁優(yōu)選地為密封到膠囊橫向壁的內(nèi)表面上的塑料膜，該塑料膜的整個(gè)表面上均勻分布著被刺出的多個(gè)小孔。
[0018]在分配器膜下方是烘焙研磨咖啡配料，在圖1中示為“RG”，該RG擱置在底部的可刺穿輸送膜“DM”上。如圖2所示，膠囊的底膜也密封到膠囊壁的內(nèi)表面，并且能被位于其下方的刺穿裝置刺穿，該刺穿裝置被布置為使得所述底膜將在流體壓力增加時(shí)被刺穿(刺穿的底膜以虛線表示)。底膜和底部刺穿裝置形成膠囊的飲料輸送壁。
[0019]如圖2所示，分配器膜上方存在一定的空余空間，該空余空間在制備飲料過程中充當(dāng)布置注射針針尖的頂部空間。
[0020]膠囊被功能性地插入機(jī)器內(nèi)后，即如圖1所示，膠囊位于機(jī)器沖煮腔室內(nèi)的適當(dāng)位置，并且沖煮腔室關(guān)閉以使得注射針刺穿膠囊的可刺穿膜“PM”并突伸到膠囊中后，消費(fèi)者可開始制備飲料。
[0021]沖煮循環(huán)開始時(shí)，在壓力下將水(或等同的混合流體)通過注射針注入膠囊內(nèi)以提取咖啡配料。
[0022]在飲料系統(tǒng)工作的這個(gè)時(shí)刻，我們發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)有技術(shù)膠囊的一個(gè)技術(shù)問題，如下文所述。
[0023]如圖2所示，雖然烘焙研磨咖啡粉的料層保持在底膜“BM”和分配器膜“DF"之間，但發(fā)現(xiàn)循環(huán)通過膠囊的水會(huì)移動(dòng)粉狀配料的顆粒(下文中，將考慮配料包含烘焙研磨咖啡粉顆粒作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例)，這形成通道“CH”，熱水會(huì)優(yōu)先流過該通道，從而不會(huì)流經(jīng)本應(yīng)均衡流過咖啡料層的正常均勻流路。同樣如圖2所示，由于烘焙研磨咖啡顆粒發(fā)生移動(dòng)，咖啡顆粒的高密度區(qū)“HD”會(huì)限定這些通道的界限。
[0024]因?yàn)檠h(huán)通過咖啡配料的一定體積的熱水只提取了一部分咖啡物質(zhì)，所以導(dǎo)致咖啡濃度和感官特性更差。因此，必須增加膠囊內(nèi)咖啡配料的體積，才能在杯中獲得給定體積的優(yōu)質(zhì)咖啡。此外，在制備的飲料是咖啡的情況下，通道的形成大大限制了奶泡(即應(yīng)當(dāng)在杯中飲料的頂部，尤其在諸如濃咖啡的小杯優(yōu)質(zhì)咖啡上形成的奶油泡沫)的質(zhì)量和數(shù)量。
[0025]如圖1和圖2中的實(shí)施例所示，在高壓水循環(huán)(通常膠囊內(nèi)的水具有介于I巴至40巴的相對(duì)壓力)通過的所有膠囊中，以及水被注入流過飲料制備配料之處也發(fā)現(xiàn)了烘焙研磨咖啡料層中形成“通道”的不利現(xiàn)象。
[0026]因此，本發(fā)明的目的是提供解決通道形成問題的膠囊，該膠囊適于由上文所述的注水針刺穿，并用于憑借加壓流體循環(huán)通過膠囊中包含的不溶性粉末配料來制備飲料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0027]根據(jù)本發(fā)明，上述目的通過一種用于在飲料制備機(jī)中使用的膠囊來實(shí)現(xiàn)，所述膠囊包括:
[0028]( i)橫向壁、適于由機(jī)器的流體注入裝置刺穿的可刺穿注射壁以及適于分送所述飲料的分送壁，它們限定了封閉內(nèi)部容積的界限，
[0029](ii)柔性流體分配器壁，該流體分配器壁位于膠囊封閉容積內(nèi)，在可刺穿壁下方一定距離處，以便分離以下兩個(gè)部分:
[0030]-位于可刺穿壁和所述流體分配器壁之間的頂部空間隔室，該頂部空間隔室能夠在流體注入過程中容納注入裝置，以及
[0031]-位于所述流體分配器壁和所述分送壁之間的配料隔室，該配料隔室包含不溶性飲料配料顆粒的料層，
[0032]其特征在于，頂部空間隔室包含高吸水性聚合物，該高吸水性聚合物能夠吸收一定量的注入流體并膨脹，從而填充頂部空間隔室，并向流體分配器壁的表面施加壓力，以避免所述流體穿過所述配料時(shí)配料顆粒發(fā)生大幅度移動(dòng)。
[0033]流體注入裝置優(yōu)選地為具有一個(gè)用于產(chǎn)生流體射流的出口的空心針。該針優(yōu)選地用不銹鋼制成。
[0034]在本發(fā)明的一高度優(yōu)選實(shí)施方案中，被機(jī)器注入到膠囊中以提取配料物質(zhì)的流體是水，優(yōu)選地是溫度介于65 °C和90 0C之間的熱水。
[0035]有利地，適用于本發(fā)明應(yīng)用的一種合適的高吸水性聚合物(SAP)是食品級(jí)聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸鉀。
[0036]此外，高吸水性聚合物優(yōu)選地包含顆粒，該顆粒由以下兩部分制成:
[0037]-低交聯(lián)高吸水性顆粒核，其提供快速吸收，以及
[0038]-高交聯(lián)高吸水性涂層，其提供良好的流體保留特性。
[0039]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，膠囊中干燥的高吸水性聚合物的質(zhì)量為介于
0.01^和5(^之間，優(yōu)選地介于0.0lg和20g之間，更優(yōu)選地介于0.1g和1g之間。這些膠囊中的高吸水性聚合物的這樣的量足夠吸收流體并膨脹至大于頂部空間隔室容積的體積，已知使本發(fā)明奏效的一種合適的高吸水性物質(zhì)應(yīng)通過吸收為其干燥體積5至1000倍，優(yōu)選地介于1倍和200倍之間的水來膨脹。
[0040]在本發(fā)明的一個(gè)高度優(yōu)選實(shí)施方案中，膠囊中所容納的飲料配料包含烘焙研磨咖啡粉。然而，膠囊中可包含其他類型的飲料前體配料，前提是這些飲料前體配料為不溶性粉末顆粒形式，并且飲料形成物質(zhì)通過壓力下的流體循環(huán)從該不溶性粉末顆粒中提取得到。
[0041]優(yōu)選地，在膠囊中循環(huán)的用于制備飲料的工作流體壓力介于I巴和20巴之間，優(yōu)選地介于2巴和15巴之間(相對(duì)于大氣壓的相對(duì)壓力)。
【附圖說明】
[0042]本發(fā)明的額外特征和優(yōu)點(diǎn)在下文參照附圖給出的對(duì)現(xiàn)有優(yōu)選實(shí)施方案的說明中有所描述，并且這些特征和優(yōu)點(diǎn)將從該說明中顯而易見，其中:
[0043]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的膠囊的示意性輪廓剖視圖，該膠囊在被注入流體前，被功能性地插入飲料制備機(jī)中；
[0044]圖2是與圖1相似的視圖，示出了膠囊中流體在壓力下循環(huán)的過程；
[0045]圖3是根據(jù)本發(fā)明的膠囊在使用前的示意性輪廓剖視圖；
[0046]圖4是與圖3相似的圖，示出了當(dāng)膠囊被功能性地插入到飲料制備機(jī)中并且開始在膠囊內(nèi)注入流體時(shí)的情況；
[0047]圖5是與圖4相似的視圖，示出了當(dāng)流體循環(huán)通過膠囊時(shí)的飲料制備過程；
[0048]圖6是與圖4相似的視圖，示出了飲料制備完成后，制備機(jī)注射針從膠囊撤回時(shí)的情況。
【具體實(shí)施方式】
[0049]根據(jù)本發(fā)明的膠囊I在圖3中示出。該膠囊被設(shè)計(jì)用于在飲料制備機(jī)(圖中未示出)中使用，該飲料制備機(jī)包括儲(chǔ)水的機(jī)器儲(chǔ)存器、用于將水加熱至適合在膠囊中制備飲料的溫度(即對(duì)于通過在壓力下提取烘焙研磨咖啡而制備的咖啡為約85 0C )的加熱元件、包括水管和水栗的流體循環(huán)系統(tǒng)、以及具有控制面板以允許消費(fèi)者適當(dāng)?shù)剡x擇和控制飲料制備的電子電路。該機(jī)器還包括所謂的“沖煮頭”，其適于功能性地插入根據(jù)本發(fā)明的飲料配料膠嗇
ο
[0050]如已經(jīng)描述的，飲料的制備通過使熱水在壓力下循環(huán)通過配料顆粒而發(fā)生在膠囊內(nèi)，如本領(lǐng)域已知的在封閉膠囊內(nèi)在壓力下制備飲料那樣。
[0051]優(yōu)選地，以及如本說明書的其余部分中將考慮的那樣，配料是烘焙研磨咖啡粉。
[0052]膠囊I包括橫向壁2、頂部可刺穿的注射壁3，以及適于分送所述飲料的分送壁5，該頂部可刺穿的注射壁適于由機(jī)器的流體注射針4刺穿，如圖4所示，所述頂壁被密封到橫向壁的頂部邊緣上。如圖3所示，底部分送壁是具有適宜厚度和材料類型的膜，以便由覆蓋有尖銳突出部的開口板6刺穿。開口原理的類型為
【申請(qǐng)人】專利EP 1472156B1中所描述的類型，該開口原理依賴于當(dāng)膠囊中的內(nèi)部流體壓力增加時(shí)，底壁5的向下彎曲移動(dòng)，致使所述底壁5被開口板6的尖銳突出部刺穿或者說撕裂，如圖5所示。上述所有的壁限定了膠囊的封閉內(nèi)部容積的界限。
[0053]膠囊I還包括柔性流體分配器壁7，其位于膠囊的封閉容積內(nèi)，如圖3所示。水分配器壁7位于頂部可刺穿壁3下方的一定距離處，該距離足以使以下兩個(gè)部分分離:
[0054]-位于頂部可刺穿壁3和所述流體分配器壁7之間的頂部空間隔室8;該頂部空間隔室8能夠在膠囊I功能性地插入機(jī)器的沖煮腔室中時(shí)，在注入流體過程中容納注射針4，以及
[0055]-位于所述流體分配器壁7和所述分送壁5之間的配料隔室9;該配料隔室9包含不溶性烘焙研磨咖啡配料顆粒RG的料層。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的原理并如圖3所示，頂部空間隔室8包含一定量的高吸水性聚合物粉10，該高吸水性聚合物粉能夠吸收一定量的注入流體并膨脹，從而填充頂部空間隔室8，并向流體分配器壁的表面施加壓力，以避免所述流體流過所述咖啡顆粒時(shí)，咖啡顆粒RG發(fā)生大幅度移動(dòng)。優(yōu)選地，膠囊中干燥的高吸水性聚合物的質(zhì)量介于0.0lg和50g之間，優(yōu)選地介于0.01^和2(^之間，更優(yōu)選地介于0.1g和1g之間。
[0057]高吸水性聚合物(SAP)粉10是食品級(jí)聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸鉀SAP。更確切地說，高吸水性聚合物包含顆粒，該顆粒由以下兩部分制成:
[0058]-低交聯(lián)高吸水性顆粒核，其提供快速吸收，以及
[0059]-高交聯(lián)高吸水性涂層，其提供良好的流體保留特性。
[0060]高吸水性物質(zhì)(也稱為高吸水性聚合物或SAP)由能夠吸收其自身干重?cái)?shù)倍水性流體(而不會(huì)溶解)的材料組成。它們可在數(shù)秒內(nèi)吸收自身重量20倍至1000倍的水，并且一旦吸收后，不會(huì)在隨后釋放這些水。
[0061]SAP和諸如纖維素纖維或海綿的其他吸收劑之間的差異是，后者通過毛細(xì)管作用吸收水，并且在被施加壓力時(shí)立即釋放這些水，而SAP將水保持在分子鏈中并且甚至在壓力下也保有這些水。
[0062]此類SAP是已知的。具體地講，二十世紀(jì)七十年代早期，高吸水性材料首次在日本和美國生產(chǎn)。其在二十世紀(jì)八十年代早期被用于嬰兒尿布并且在八十年代后期用于成人失禁墊。到二十世紀(jì)九十年代早期時(shí)，高吸水性材料已廣泛用于一次性嬰兒尿布/尿布和失禁
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[0063]最廣泛使用的是聚丙烯酸鈉。但其他SAP也為人所知并使用，例如聚丙烯酸鉀。它包含具有許多氧原子的大分子鏈，該大分子鏈對(duì)水分子具有特殊的親和性。該高吸水性物質(zhì)也通過鈉離子而帶負(fù)電荷。水傾向于朝著聚合物迀移以平衡滲透壓。帶負(fù)電后，大分子鏈互相排斥，使得聚合物展開并且SAP材料膨脹。聚丙烯酸鈉是交聯(lián)的:多組分子連接在它們之間。水一旦進(jìn)入該網(wǎng)絡(luò)即被困住，即使在壓力下也是如此。SAP的吸收能力由滲透壓、聚合物親和性和聚合物橡膠彈性決定。滲透壓對(duì)吸收能力影響最大。
[0064]聚合物內(nèi)的離子濃度和周圍水溶液中的離子濃度之間的差異決定了滲透壓。水溶液中離子濃度越低，所得離子濃度差值就越大，由此滲透壓會(huì)增加。該滲透壓使聚合物能夠吸收大量水。因此吸收能力根據(jù)不同液體而變化較大。
[0065]SAP對(duì)周圍溶液的親和性也會(huì)影響吸收能力，但影響程度不如滲透壓那樣顯著。
[0066]在這兩個(gè)因素的作用下，聚合物應(yīng)持續(xù)吸收水，直到聚合物內(nèi)和周圍溶液之間的離子濃度相等。為將水的吸收控制在預(yù)期水平，聚合物必須具有特定橡膠彈性。
[0067]聚合物的橡膠彈性隨該聚合物交聯(lián)密度的增加而增加。當(dāng)聚合物的橡膠彈性、由滲透壓產(chǎn)生的水吸收能力和聚合物親和性達(dá)到平衡時(shí)，聚合物的吸收能力會(huì)達(dá)到最大值。因此，吸收能力取決于交聯(lián)密度。
[0068]具有無交聯(lián)結(jié)構(gòu)的SAP類似于在膨脹狀態(tài)下的凝膠。這類SAP具有高比表面積，并且提供非常快速的吸收，但凝膠結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致保水性差。
[0069]與此相反，具有高交聯(lián)結(jié)構(gòu)的SAP在膨脹狀態(tài)下是剛性的。這類SAP具有低比表面積并且吸收緩慢。然而，這類SAP會(huì)提供良好保水性。
[0070]因此，至關(guān)重要的是實(shí)現(xiàn)與上述兩種SAP結(jié)構(gòu)中每一種相關(guān)的最佳特性的良好折衷方案。
[0071]就本申請(qǐng)而言，如果吸收非?？焖?在數(shù)秒內(nèi)完全吸收，通常介于I秒和10秒之間)且保水性最佳，那么本發(fā)明將得到更好地實(shí)施。
[0072]這類良好的折衷方案可通過諸如包含顆粒的SAP實(shí)現(xiàn)，該顆粒包含:
[0073]-低交聯(lián)高吸水性顆粒核，其具體提供快速的吸收，以及
[0074]-高交聯(lián)高吸水性涂層，其提供良好的保留特性。
[0075]因此，處理SAP顆粒上的表面涂層是定制產(chǎn)品特性的關(guān)鍵步驟之一。對(duì)高質(zhì)量基體聚合物(即可提取性低、殘留低且具有預(yù)期能力)可應(yīng)用不同類型的涂層溶液和交聯(lián)劑，以賦予該聚合物許多不同的性能特征，所得聚合物將最好地滿足本發(fā)明的上述要求。
[0076]另外，為改善吸收速度，優(yōu)選地SAP顆粒的直徑盡可能小并且盡可能規(guī)則。
[0077]當(dāng)然，在本發(fā)明的應(yīng)用中，所選SAP必須是食品安全級(jí)的，并且符合國際和國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)。所存在的這類食品安全級(jí)的SAP被用于食品應(yīng)用中，諸如用于肉類或禽類托盤中，例如以吸收儲(chǔ)存過程中釋放的生物液體。本說明書的目的不是給出用于本發(fā)明的應(yīng)用的食品安全級(jí)SAP的列表，這些SAP將由技術(shù)人員從SAP生產(chǎn)商處適當(dāng)?shù)剡x擇。
[0078]當(dāng)膠囊I插入飲料制備機(jī)中接收膠囊的沖煮頭中，并且機(jī)器沖煮頭關(guān)閉時(shí)，注水針4刺穿頂部可刺穿壁3，如圖4所示。
[0079]在這種構(gòu)造下，針4的針尖突伸到頂部空間隔室8中，如圖4所示，并且未接觸或刺穿水分配器壁7。
[0080]當(dāng)用戶啟動(dòng)機(jī)器開始制備飲料時(shí)，膠囊內(nèi)便開始發(fā)生向膠囊內(nèi)注入水的過程。針4噴射的水流進(jìn)頂部空間隔室8并且開始與高吸水性聚合物(SAP)粉末10混合，該粉末開始膨脹，如圖4中膨脹的SAP纖維11所示，并且壓向柔性水分配器膜7，該水分配器膜開始向下彎曲并壓縮咖啡料堆，如圖4中的兩個(gè)箭頭所示。由于壓縮作用，咖啡顆粒聚集在一起并避免了大幅度移動(dòng)?！按蠓取币苿?dòng)是指一些顆粒在水在壓力下流到那里的作用下當(dāng)然可能移動(dòng)幾微米或者發(fā)生旋轉(zhuǎn)，但是避免形成穿過咖啡料堆的中空通道(“通道形成”)，并且迫使水通過咖啡顆粒，使得構(gòu)成優(yōu)質(zhì)咖啡飲料所必需的分子從烘焙研磨咖啡顆粒中提取出來并與水混合以形成最終飲料。
[0081]膠囊和注射針之間的界面包括防漏裝置以避免水從膠囊內(nèi)向外部回流，從而使膠囊的鄰近區(qū)域在水注入循環(huán)開始時(shí)是封閉容積。由于向該封閉容積中注入水，所以壓力“P”開始在膠囊內(nèi)積聚。水流過水分配器膜7并被均勻地分配穿過配料隔室9中的烘焙研磨咖啡RG料堆。
[0082]如上所述，當(dāng)膠囊內(nèi)的壓力足夠高時(shí)，底部分送壁5向下彎曲，如圖5所示，并在穿刺板6的尖銳突出部上被刺穿，從而允許飲料從膠囊流至放置在膠囊下方的消費(fèi)者的杯子中(未示出)。在該時(shí)刻，由于機(jī)器繼續(xù)在壓力下向膠囊內(nèi)注入水，因此膠囊內(nèi)的流體壓力，特別是注入頂部空間隔室的流體壓力得到維持。此外，高吸水性聚合物幾乎完全膨脹并達(dá)到將分配器壁7向下壓的高擴(kuò)張?bào)w積。因此，如圖5所示，配料隔室中咖啡RG料堆的保持/壓緊作用達(dá)到最大程度，從而盡管有水流和流體壓力通過該處，但仍避免了通道形成。
[0083]通過保持和壓緊作用，由于無需針對(duì)那些流過通道而繞過咖啡顆粒流路的水進(jìn)行補(bǔ)償(如現(xiàn)有技術(shù)膠囊中的那樣)，因此本發(fā)明允許在膠囊中含有更少量的烘焙研磨粉末的情況下，在杯子中獲得非常高質(zhì)量的飲料。以更少的配料實(shí)現(xiàn)了相似或甚至更高的感官特性，這對(duì)消費(fèi)者而言是非常有利的，因?yàn)橛酶阋说娘嬃夏z囊保持了品質(zhì)。
[0084]最后，當(dāng)已制備了所需量的飲料并且機(jī)器停止向膠囊內(nèi)注入水時(shí)，針可從膠囊撤回，如圖6所示。有趣的是，我們驚奇地發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)有利副作用，即膠囊頂部空間隔室內(nèi)膨脹的高吸水性聚合物堵塞了刺穿頂部可刺穿壁的洞，如圖6所示，這避免了任何產(chǎn)品或液體流回膠囊頂部，尤其是在膠囊頂部空間隔室內(nèi)可能存在任何殘留壓力的情況下。由于高吸水性聚合物類似于膨脹狀態(tài)的凝膠，因此會(huì)堵塞頂壁3中的刺穿孔。
[0085]應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本文所述的目前優(yōu)選的實(shí)施方案作出的各種變化和修改對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍并且不減少所伴隨的優(yōu)點(diǎn)的情況下作出這些變化和修改。因此，這些變化和修改旨在由所附權(quán)利要求書涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于在飲料制備機(jī)中使用的膠囊(I)，所述膠囊包括: (i)橫向壁(2)、適于由所述飲料制備機(jī)的流體注入裝置(4)刺穿的可刺穿注射壁(3)、以及適于分送所述飲料的分送壁(5)，它們限定了封閉內(nèi)部容積的界限， (ii)柔性流體分配器壁(7)，所述柔性流體分配器壁位于所述膠囊的所述封閉內(nèi)部容積內(nèi)，在所述可刺穿注射壁(3)下方一定距離處，以便分離以下兩個(gè)部分: -位于所述可刺穿注射壁(3)和所述柔性流體分配器壁(7)之間的頂部空間隔室(8)，所述頂部空間隔室能夠在所述流體的注入過程中容納所述流體注入裝置，以及 -位于所述柔性流體分配器壁(7)和所述分送壁(5)之間的配料隔室(9)，所述配料隔室包含不溶性飲料配料顆粒的床層， 其特征在于，所述頂部空間隔室(8)包含高吸水性聚合物(10)，所述高吸水性聚合物能夠吸收一定量的所注入流體并膨脹，從而填充所述頂部空間隔室(8)，并向所述柔性流體分配器壁(7)的表面施加壓力，以避免在所述流體穿過所述配料時(shí)配料顆粒發(fā)生大幅度移動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠囊(I)，其中所述流體注入裝置是具有一個(gè)用于產(chǎn)生流體射流的出口的空心針(4)。3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膠囊(I)，其中所述流體是水，優(yōu)選地是溫度介于65°C和90°C之間的熱水。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膠囊(I)，其中所述高吸水性聚合物(SAP)是食品級(jí)聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸鉀SAP。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的膠囊(I)，其中所述高吸水性聚合物包含由以下制成的顆粒: -提供快速吸收的低交聯(lián)高吸水性顆粒核，以及 -提供良好流體保留特性的高交聯(lián)高吸水性涂層。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膠囊(I)，其中所述膠囊中干燥的高吸水性聚合物的質(zhì)量介于0.0lg和50g之間，優(yōu)選地介于0.0lg和20g之間，更優(yōu)選地介于0.1g和1g之間。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的膠囊(I)，其中所述膠囊中包含的所述飲料配料包含烘焙研磨咖啡粉。
【文檔編號(hào)】B65D85/804GK105939943SQ201580005686
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2015年1月29日
【發(fā)明人】C·S·P·海德爾, A·約阿基姆, C·塔隆
【申請(qǐng)人】雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司