CN103189284A - 用于饮料制备的胶囊 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种胶囊（1），用于通过加压流体注入胶囊中来分送饮料，并且包括：-空心本体以及液体和气体不可渗透的注入壁（4），所述注入壁连接到所述本体并且适于由胶囊外面的注入装置（2）刺穿，-容纳至少一种要被提取的食品物质床层的腔室（5），-用于保持所述腔室中的内部压力的装置（7，9，10），所述装置包括可刺穿的膜（7），其特征在于，所述胶囊（1）还包括用于将物质床层保持在距所述可刺穿的膜（7）距离d处的第二装置（12），所述距离d为至少1mm，优选至少2mm，更优选至少3mm；以及，该压力保持装置包括：-所述可刺穿的膜（7），-凸起元件（9），所述凸起元件打开所述膜（7）以便形成穿孔并且允许液体提取物通过所述穿孔；膜（7）上的所述穿孔是在所述胶囊（1）的腔室（5）中的压力升高的作用下获得的。

Description

用于饮料制备的胶囊

技术领域

本发明涉及用于在饮料制备机中制备饮料的胶囊，这种制备涉及高压提取和/或溶解。

背景技术

本发明针对一种用在饮料制备机中的胶囊（其优选是完全封闭的胶囊，尽管其中一个壁可以是打开的）。该机器包括用于容纳所述胶囊的容器和用于将加压的流体（优选为水）注入所述胶囊中的流体注入系统。根据本发明在压力下注入胶囊中的用于咖啡饮料制备的水优选是热的，也就是说在70°C以上的温度。然而，在一些特殊情况下，其也可能处于环境温度。在胶囊内容物的提取和/或溶解期间胶囊腔室内部的压力对于溶解产品一般为大约1-6巴，对于烘焙和研磨咖啡的提取一般为大约2-12巴。这种制备工艺与尤其用于茶和咖啡的所谓“煮泡（brewing）”饮料制备工艺有很大不同：煮泡需要通过流体（例如热水）对配料进行长时间泡制，而该饮料制备工艺使消费者能够在几秒内制备好饮料，例如咖啡。

在压力下提取和/或溶解封闭胶囊的内容物的原理是已知的并且一般包括：将所述胶囊限制在机器的容器中，通常在利用刺穿注入元件（诸如安装在机器上的流体注入针）刺穿胶囊的面之后将一定量加压的水注入所述胶囊中，以便在所述胶囊内部形成加压环境以提取物质或将其溶解，然后从胶囊释放提取的物质或溶解的物质。例如在申请人的欧洲专利号EP 1472 156 B1和EP 1 784 344 B1中已经描述了应用此原理的胶囊。

例如在专利CH 605 293和EP 242 556中已经描述了应用此原理的机器。根据这些文献，该机器包括用于胶囊的容器和以空心针形式制成的穿孔注入元件，所述空心针在其远端区域中包括一个或多个液体注入孔。所述针具有双重功能，即，其一方面打开胶囊的顶部，另一方面形成进入胶囊的水入口通道。

当要制备的饮料是咖啡时，制备所述咖啡的一种有益方式是向消费者提供包含烘焙和研磨咖啡粉末的胶囊，所述粉末将通过注入胶囊中的热水来提取。

已经针对这种应用开发了胶囊，其在申请人的欧洲专利EP 1 784 344B1或欧洲专利申请EP 2 062 831中进行了描述和要求保护。

简言之，这些胶囊一般包括：

-空心本体以及液体和空气不可渗透的注入壁，所述注入壁连接到所述本体并且适于由例如机器的注入针刺穿，

–容纳要被提取的烘焙和研磨咖啡床层的腔室；

-布置在胶囊底端的铝膜，其封闭所述胶囊，用于保持腔室中的内部压力，当腔室中的所述内部压力达到特定的预定值时，所述膜与用于在所述铝膜上刺穿分配孔的刺穿装置相关联，

-可选地，配置成打断流体射流的装置，以便减小注入到胶囊中的流体射流的速度并且以减小的速度将流体分布在物质的床层上。

所述射流打断装置包括在所述注入壁与腔室之间的注入空间，使得注入针能够注入加压流体的射流，该射流将通过注入壁被引入。该分布和射流打断装置还包括至少一个刺穿壁，其将所述注入空间与容纳物质床层的腔室隔开，并且穿孔壁定位成保持在物质的非含水状态下处于压缩的物质床层。

已经发现在这些咖啡胶囊中，胶囊腔室内部的压力在通过注入流体进行的提取/溶解期间增大，这是因为当流体注入胶囊中时在胶囊的底部存在的自开口系统（其是在整个存储过程中保证产品新鲜度的极好的系统）在胶囊内部形成压力。这是由于铝膜的机械阻力，该铝膜仅在胶囊内部的某种压力将所述膜推到刺穿装置上之后被刺穿装置刺穿。通过选择具有较低阻力的材料（例如更薄的铝）可以改变打开所述膜所需的压力。然而，膜的厚度不能减小到某个水平以下，以便不包括其气体和光的特性。

已经发现，在胶囊自己打开之前在其内部形成的这种压力作用由于以下事实而增大：存在于烘焙和研磨咖啡粉末堆中的最小咖啡颗粒（所谓的“细粒”）在提取流体在胶囊腔室内部循环期间向下运动，堵塞了存在于铝膜底部的所述膜的分配孔。在这种情况下，减慢了液体循环，胶囊内部的流体压力甚至变得更大，因为机器的泵持续将流体注入胶囊腔室内部。

本发明的一个目的是消除上面提到的问题，并且提供一种胶囊，其能够在包括如上所述的自打开保鲜系统的胶囊中制备类似煮泡（即，低压咖啡，也就是说在1-3巴之间）的饮料，而没有（或者至少具有非常少的）泡沫。

发明内容

上面提到的目的由本发明实现，即，通过一种用于将加压流体注入胶囊中来分送饮料的胶囊，包括：

-空心本体以及液体和气体不可渗透的注入壁，所述注入壁连接到所述本体并且适于由胶囊外面的注入装置刺穿，

-容纳至少一种要被提取的食品物质的床层的腔室，

-用于保持所述腔室中的内部压力的装置，所述装置包括可刺穿的膜，

其特征在于，所述胶囊还包括用于将物质床层保持在距所述可刺穿的膜距离为d处的第二装置，所述距离d为至少1mm，优选地至少2mm，更优选地至少3mm；以及，该压力保持装置可以包括：

-所述可刺穿的膜，

-凸起元件，该凸起元件打开所述膜以便形成穿孔并且使液体提取物能通过所述穿孔；膜上的所述穿孔是在所述胶囊的腔室中的压力升高的作用下获得的。

本发明提供了一种制备具有过滤咖啡的口味和外观的产品的解决方案，同时使用高压机器来制备杯装产品。根据本发明，本发明的新胶囊在咖啡的最小混合/剪切的情况下允许减小胶囊腔室内部的压力。因此，在本发明中，咖啡与铝膜隔开。这样产生的咖啡具有非常少的泡沫（也称作“克丽玛（crema）”）或根本没有泡沫。

在本发明的一个优选实施方式中，所述胶囊还包括配置成打断流体射流的装置，以便减小注入到胶囊中的流体射流的速度并且以减小的速度将流体分布在物质床层上，其中，所述分布和射流打断装置包括在注入壁与腔室之间的注入空间，其允许注入装置注入至少一个加压流体射流，该射流将通过注入壁被引入，其中，所述分布和射流打断装置包括至少一个刺穿壁，其将所述注入空间与容纳物质床层的腔室隔开，该穿孔壁定位成保持在物质的非含水状态下处于压缩的物质床层。“非含水”是指在提取流体将咖啡堆打湿之前咖啡粉末的状态。

有利地，所述壁可以包括焊接边缘，其焊接到空心本体的内表面以便背离所述注入壁定位。

优选地，所述壁是可变形的柔性薄膜。

还优选地，所述穿孔壁的开口在所述壁上基本均匀分布，以便基本均匀地将流体的流分布到物质床层上。

在这种情况下，所述凸起元件优选地分布在一个板上，所述板包括通向饮料可以从中流过的开口、通道或槽缝的管道。

在任何情况下，所述第二装置可以有利地包括穿孔壁，该穿孔壁选自具有孔的塑料或纤维壁、具有孔的薄膜、格栅、织物或无纺材料层、多孔层或者它们的结合。

在一个可行的实施方式中，所述第二装置与可刺穿膜之间的空间包括一层或一团离散元件，例如一层颗粒状惰性材料，以便在饮料制备期间限制第二装置的变形。这样一层或一团离散元件能够将第二装置保持在距可刺穿膜一定距离处，无论胶囊内部的压力条件如何，即使流体在所述胶囊内循环；同时，由于离散元件之间的空间，所述一层或一团离散元件完全允许提取/溶解流体进行循环。

在本发明一个特别优选的实施方式中，容纳要被提取和/或溶解的物质床层的胶囊腔室被至少一个分割壁分成至少两个相应的隔室，每个隔室容纳一种将以至少部分顺序的方式被提取和/或溶解的物质。

在上述实施方式中，这些隔室优选地包括上隔室和下隔室，所述上隔室容纳要被溶解以生成液体咖啡溶液的粉末状可溶咖啡，所述下隔室容纳要由所述液体咖啡溶液在压力下提取的一堆烘焙和研磨咖啡。

此外，至少其中一个隔室有利地封装要被提取和/或溶解的物质床层，使得所述物质至少在加压流体循环通过所述物质时处于压缩状态。

附图说明

从下面参照附图给出的当前优选的实施方式的说明中，可以明显看到本发明的其它特征和优点，其中：

图1是根据本发明的胶囊的示意性轮廓剖视图；

图2是根据本发明的胶囊的一个替代实施方式的示意性轮廓剖视图。

具体实施方式

在如下的详细描述中，该实施方式考虑根据本发明的胶囊包括烘焙和研磨和/或可溶粉末形式的咖啡。然而，如下所述的胶囊可以填充任何其他食物配料，其适合于在序文部分所描述的饮料制备机中由流体在压力下提取和/或溶解。这些配料可以是胶状、浓缩物、粉末或颗粒状可溶形式，包括但不限于：茶、脱水汤粉、奶粉、婴儿配方粉、果汁浓缩物、奶精、甜化配料、天然或人工的基于可可的配料、香料、肉、鱼、蔬菜配料以及它们的混合物。

图1中示出一种胶囊1，其用于通过将加压流体注入所述胶囊中来分送饮料。所述注入是通过将胶囊放入机器（图中未示出）中实现的，该机器包括针2，提取流体在压力下（由虚线箭头示出）被泵送通过所述针，并被注入所述胶囊。

所述胶囊1包括空心本体3和顶部注入壁4，所述壁是焊接到胶囊本体3上的柔性膜，所述膜4不可透过液体和气体。顶部膜壁4适于由所述针2刺穿。

所述胶囊1还包括腔室5，所述腔室5容纳至少一种要被提取的食品物质床层6。

所述胶囊的腔室5在其底侧由用于保持所述腔室中的内部压力的装置封闭。该压力保持装置包括：

-在胶囊的下部密封到边缘8上的可刺穿铝膜7，以及

-凸起元件9，其用于形成穿过所述膜7的穿孔并且允许在胶囊内部产生的液体提取物通过所述穿孔；所述凸起元件是在板10上分布的角锥状销9。所述板10包括通向胶囊的分配开口11的管道（图中未示出），制备好的液体饮料可以流过所述分配开口11。

膜7中的穿孔是在胶囊的腔室中的压力升高的作用下获得的，该压力将所述膜7压向所述板10的销9，使得这些销在膜上穿孔。所述膜由铝制成，并且具有5-50μm之间的厚度，该厚度优选地在10-45μm之间，最优选地在25-40μm之间。膜越厚，允许在膜上穿孔的胶囊内部的压力就越高，因此胶囊腔室内部的溶解/提取压力就越高。特别地，发现底部铝膜越薄，压力就越低。特定的刺穿板应该能够容易地在铝上形成孔，而不需要在胶囊内部形成高压力。

在参照图1描述的示例中，铝膜7的厚度选择为使得在所述销9将所述膜打开之前，胶囊腔室5内部的提取压力在0.1-3巴（相对压力）之间，优选地在1-3巴（相对压力）之间。

根据本发明，所述胶囊1包括用于将物质床层6保持在距所述压力保持装置8、9、10距离d处的第二装置12。在该示例中，所述距离d是3mm。

如图1中所示，所述第二装置12包括穿孔壁，该壁是具有孔的膜，所述孔具有不大于500μm的直径。特别地，发现重要的是烘焙和研磨（R&G）咖啡细粒不能到达铝膜，因为通过至少部分地堵塞在所述铝膜上刺穿的分配孔将增加胶囊中的内部压力，正如之前解释的：R&G平均尺寸是150-1000μm，具有500μm的平均颗粒尺寸。更确切地说，所述膜12是由用于生产茶袋的那种滤纸制造的。它也可以由无纺材料制造。

过滤膜12的作用是移除从胶囊流出的最终产品中的泡沫。发现泡沫是通过两种作用的结合移除的：第一，膜12的过滤作用破坏了液体中的气泡，这种作用通过在底部铝膜7与过滤膜12之间的距离中形成自由空间而得到增强。所述过滤膜可以由织造聚合物制成。

第二作用是所述过滤膜12防止最小的咖啡颗粒（“细粒”）与在胶囊腔室内部产生的咖啡液体一起流动并在铝膜7被角锥形销9刺穿时堵塞铝膜7。发现在已知的胶囊中，细粒随着在烘焙和研磨咖啡堆中的液体循环朝向铝膜运动并且铝膜的孔一旦打开就堵塞铝膜的孔。结果是胶囊内部压力增大，这是因为阻止了液体从胶囊适当地流出。这种压力增加产生了咖啡泡沫（“克丽玛”）。这种克丽玛是意式浓咖啡类的特征，但是当想要煮泡类咖啡产品时是不希望的。利用本发明，可以从封闭的胶囊产生一杯煮泡类咖啡（即，以低压制造的没有泡沫的大杯咖啡）。

图1和2中示出的胶囊1还包括配置成打断由针注入胶囊中的流体射流的液体可渗透壁13，以便降低射流的速度，并且以均匀方式在物质床层6上分布所述流体。射流打断壁13在胶囊中定位成在注入壁4与腔室5之间形成注入空间14，该腔室5容纳要被提取和/或溶解的一种或多种配料6。

在这种情况下，所述针通过注入壁将加压流体注入顶部空间14中，并且所述分布和射流打断壁13将所述注入空间14与容纳物质床层6的腔室5分隔开。

重要的是，物质床层6在所述物质的非含水状态下被保持处于压缩状态，位于顶部的射流打断壁13与底部的过滤膜12之间。所述壁13和膜12是由仅液体和气体可渗透但固体（甚至非常细的颗粒）不可渗透的材料制成的。

液体可渗透的射流打断壁13包括焊接边缘，其焊接到胶囊的空心本体3的内表面。

穿孔壁13的液体可渗透开口基本均匀地分布在所述壁上，以便在物质床层6上基本均匀地分布流体的流。

图1示出了用于过滤咖啡的所提出的新胶囊设计。咖啡放置在两个塑料膜之间，所述塑料膜包括许多小的孔，液体可以从中流过，但是这些孔足够小以防止固体颗粒、甚至小的细颗粒（如小的烘焙和研磨咖啡或可溶咖啡颗粒）通过。

根据本发明的一个基本要求，包含在胶囊腔室内的咖啡不与底部铝膜直接接触，所述咖啡是可溶的或者烘焙和研磨咖啡或者它们的混合物。咖啡上方的部件用于均匀地分布水。然而，如果咖啡颗粒尺寸足够大以及如果咖啡是松散的，则不必要具有该部件。

在图2中示出了一种胶囊1，其在结构上非常接近于上面参照图1描述的胶囊。然而，在此特定实施方式中，所述胶囊包括分隔壁15，其将含有要被提取/溶解的配料的腔室分成一个上隔室16和一个下隔室17，二者是叠置的。所述分隔壁制造成使得没有固体甚至细颗粒可以通过一个隔室到另一个隔室，但是所述壁15是液体可渗透的。

在这种情况下，当提取流体通过所述针2注入顶部空间14时，该流体然后通过液体可渗透的射流打断壁13，进入上隔室16。在该隔室16中，流体与粉末状可溶咖啡相互作用，并且将咖啡溶解以形成液体咖啡溶液，该溶液然后通过穿孔的液体可渗透分隔壁15朝向下隔室17循环。所述下隔室17容纳一堆烘焙和研磨咖啡，其由在上隔室中制备的液体咖啡溶液提取。烘焙和研磨咖啡的固体物由液体咖啡在大约1-3巴（相对压力）的压力下提取。这样的压力可以实现来自烘焙和研磨咖啡粉末颗粒的咖啡固体物的良好提取，感官测试显示这样获得的最终产品在风味分析和味觉醇度方面尤其是丰富的。利用图2中示出的多隔室胶囊，可以使用容纳少于20克咖啡配料、尤其是少于15克烘焙和研磨咖啡的胶囊来生成一大杯咖啡（至少25cl.，优选地在33cl.和50cl.之间）。当胶囊尺寸保持很小时这种结构因此尤其是有利的，同时使消费者能够生成一大杯具有非常愉悦的味觉和醇度的咖啡。所获得的杯装产品是所谓的“煮泡类”咖啡，也就是说没有泡沫。

在所有情况下，尤其是在上面详细描述的示例中，优选使用具有这种设计的大颗粒尺寸咖啡，以防止小的颗粒（所谓的“细粒”）堵塞过滤膜12的孔。因为在研磨之后避免所有的咖啡细粒是困难的，所以可将无纺式塑料过滤器或具有小孔的过滤器添加到这种设计，或者可以替代图1中所示的具有孔的塑料部件。在由本申请人测试的其中一个胶囊中，过滤材料的孔径大小是100微米。

应该理解的是，对这里描述的当前优选的实施方式做出各种改变和修改对于本领域技术人员是显而易见的。这些改变和修改的做出不会脱离本发明的精神和范围并且不会消除其附带的优点。因此这些改变和修改旨在由所附权利要求覆盖。

Claims (11)

1.一种胶囊（1），用于通过加压流体注入胶囊中来分送饮料，所述胶囊包括：

-空心本体以及液体和气体不可渗透的注入壁（4），所述注入壁连接到所述本体并且适于由胶囊外面的注入装置（2）刺穿，

-容纳至少一种要被提取的食品物质的床层的腔室（5），

-用于保持所述腔室中的内部压力的装置（7，9，10），所述装置包括可刺穿的膜（7），

其特征在于，所述胶囊（1）还包括用于将物质床层保持在距所述可刺穿的膜（7）距离d处的第二装置（12），所述距离d为至少1mm，优选地至少2mm，更优选地至少3mm；该压力保持装置包括：

-所述可刺穿的膜（7），

-凸起元件（9），所述凸起元件打开所述膜（7）以便形成穿孔并且允许液体提取物通过所述穿孔；膜（7）上的所述穿孔是在所述胶囊（1）的腔室（5）中的压力升高的作用下获得的。

2.根据权利要求1所述的胶囊（1），其特征在于，所述胶囊还包括构造成打断流体射流的装置（13），以便减小注入胶囊中的流体射流的速度并且以减小的速度将流体分布在物质床层上，其中，所述胶囊包括在注入壁（4）与容纳物质床层（6）的胶囊的腔室（5）之间的注入空间（14），从而允许注入装置（2）注入至少一个加压流体射流，该射流将通过注入壁（4）被引入，其中，所述分布和射流打断装置包括至少一个刺穿壁（13），所述刺穿壁（13）将顶部的注入空间（14）与容纳物质床层（6）的腔室（5）隔开，所述穿孔壁（13）定位成在物质的非含水状态下保持物质床层（6）处于压缩。

3.根据权利要求2所述的胶囊（1），其特征在于，所述壁（13）包括焊接边缘，所述焊接边缘焊接到胶囊的空心本体的内表面以便背离所述注入壁（4）定位所述壁。

4.根据前述权利要求2或3所述的胶囊（1），其特征在于，所述壁（13）是可变形柔性膜。

5.根据前述权利要求2-4中任一项所述的胶囊（1），其特征在于，所述穿孔壁（13）的开口基本均匀地分布在所述壁上，以便在物质床层上基本均匀地分布流体的流。

6.根据权利要求1所述的胶囊（1），其特征在于，所述凸起元件（9）分布在板（10）上，所述板包括通向饮料能流过的开口（11）、通道或槽缝的管道。

7.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊（1），其特征在于，所述第二装置包括穿孔壁（12），所述穿孔壁（12）选自具有孔的塑料壁、具有孔的膜、格栅、织物或无纺材料层、多孔层或者它们的结合。

8.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊（1），其特征在于，所述第二装置（12）与所述可刺穿的膜（7）之间的空间包括一层或一团离散元件，例如一层颗粒状惰性材料，以便在饮料制备期间限制所述第二装置的变形。

9.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊（1），其特征在于，容纳要被提取和/或溶解的物质床层（6）的腔室（5）由至少一个分隔壁（15）分成至少两个相应的隔室（16，17），每个隔室包含一种将以至少部分顺序的方式被提取和/或溶解的物质。

10.根据权利要求9所述的胶囊（1），其特征在于，所述隔室包括上隔室（16）和下隔室（17），所述上隔室含有将被溶解以生成液体咖啡溶液的粉末状可溶咖啡，所述下隔室含有将由所述液体咖啡溶液在压力下提取的一堆烘焙和研磨咖啡。

11.根据权利要求9或10所述的胶囊（1），其特征在于，至少其中一个隔室（16，17）封装要被提取和/或溶解的物质床层，使得所述物质至少在加压流体循环通过所述物质时处于压缩状态。

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