CN104334062A - 制备冲泡产品的方法和制备系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有下述步骤的冲泡方法：提供具有胶囊壁的封闭的胶囊(1)，该胶囊壁具有萃取侧覆盖面、注入侧覆盖面和延伸在所述萃取侧覆盖面和注入侧覆盖面之间的环绕的周面；将胶囊置入冲泡模块，该冲泡模块具有将冲泡液引入胶囊的注入器和排出冲泡产品的排出机构，该注入器具有至少一个注入侧穿孔件(12)，该排出机构具有至少一个萃取侧穿孔件；关闭冲泡模块的冲泡室，从而所述至少一个注入侧穿孔件沿切割线刺透注入侧覆盖面；在压力下把冲泡液引入注入侧支承面和注入侧覆盖面之间区域，从而流体压力使萃取侧覆盖面移向胶囊内部，而包覆的胶囊密封(43)保持该环绕的周面，然后冲泡液进入胶囊内；维持冲泡液压力至少直到冲泡产品从通过所述至少一个萃取侧穿孔件刺入而在萃取侧覆盖面形成的排出开口流出。

Description

制备冲泡产品的方法和制备系统

技术领域

本发明涉及由包含在胶囊中的萃取物质例如磨制的咖啡制备饮料或之类。本发明尤其涉及冲泡方法以及用于冲泡产品的制备系统。

背景技术

已知用于由在定量包装中的萃取物质制备饮料的萃取设备是例如咖啡机或意式浓缩咖啡机，并且一如既往地越来越受欢迎。在许多相应的系统中，所述定量包装呈胶囊状构成，在所述胶囊中萃取物质是例如以不透气方式与外界隔绝的。为了萃取，所述胶囊在两个相反侧被刺透。在第一侧引入冲泡液，一般来说是热水。在第二侧从所述胶囊中排出冲泡产品。根据将要制备的饮料和系统，在所述胶囊内部还必须存在例如5-20巴(bar)的相当高的压力。

已知作为胶囊材料的是铝和塑料如聚丙烯。铝胶囊提供很好的萃取物质耐久性(香味保护)，但在生产中很费能量。关于能耗和清除废料，聚丙烯胶囊是有利的，但对刺透机构和香味保护提出了更高的要求。

在市场上既能买到带有集成的过滤装置的胶囊，也能买到只具有封装萃取物质的壳的胶囊，并且为此所述刺透机构须如此构成，即，萃取物质不会以不期望的方式与萃取产品一起被排出所述胶囊。

由WO2010/118543公开了一种咖啡定量胶囊，其大致呈立方体形并且有别于已知的杯形胶囊不具有在一个(上侧的)覆盖面的平面上的环绕卡圈。根据现有技术在胶囊系统中需要这样的环绕卡圈，首先以便在把胶囊插入咖啡机时引导该胶囊并在插入之后将所述胶囊保持在中间位置。其次，为了用平的盖子(其也可构型为箔)通过超声波焊接或热封来封闭所述胶囊而需要这种卡圈。用超声波焊接封闭时需要所述卡圈，以安置能量引导器。若通过热封来封闭所述胶囊，那么所述卡圈是必需的，以使所述盖子置于足够大的平面上。与此不同，根据WO2010/118543使用了隆起形盖子并且用超声波切割焊接实现封闭。因此根据WO2010/118543的教导制造的胶囊不论其(“立方体”)形状如何均具有代替卡圈的在由覆盖面限定的多个平面之间环绕的焊道，与已知的卡圈相比其延伸/侧向凸出显著减小，并且展现了与胶囊的实际形状如立方体形的略微偏差。

此外，由WO2010/118544公开了从定量胶囊中排出冲泡产品的装置以及将冲泡液引入定量胶囊的装置。所述装置具有远离支承面突起的穿孔件。所述引入或排出过程经过所述穿孔件而不是穿过所述穿孔件进行。此外，所述穿孔件配属有保持接片，该保持接片具有非切割边缘，其通过使胶囊壁紧贴该边缘来防止胶囊壁紧贴在该保持接片附近的支承面上。

对于高品质的冲泡饮料来说，在冲泡过程中萃取物质的紧实和不涡旋运动通常是重要的。但经常有以下问题，即，由于生产技术原因和/或由于预定的胶囊尺寸和填充量，不能无限压实胶囊中的萃取物质。

在WO2008/015642中建议，在胶囊中在填充时将萃取物质压缩至片状并随后在真空条件下封闭胶囊，从而在封闭后胶囊盖子被挤压到胶囊表面上并黏附在那里。这个解决方案的缺点在于，尽管存在充满胶囊内部的真空，但萃取物质在输送过程中仍可能再次松动，并且所述片状在胶囊内部不具有稳定性。

此外，由WO2010/118545公开了一种系统，在这里，在冲泡过程期间该胶囊通过侧向接合的压紧销被压缩。但这个本身作用良好的解决方案还有以下缺点，它需要额外的机械零件，并且根据冲泡室构造的不同，因几何形状缘故而很难安置由外部插入冲泡室的所述销。

发明内容

因此本发明的任务在于，提供针对前述问题的解决方法。所述解决方法特别应当使冲泡过程能在压缩条件下进行，特别是在该胶囊不能被压实的萃取物质完全填充或出于其它原因没被完全填充的情况下。

该任务将通过如在权利要求书中限定的本发明完成。

根据一个方面，本发明涉及一种冲泡方法，其中，由被引入胶囊中的冲泡液(特别是热水)在萃取过程中制造冲泡产品(特别是热饮料)，该方法包括以下步骤：

-提供胶囊，其呈具有胶囊壁和在胶囊内部被胶囊壁包围的萃取物质的封闭的胶囊形式，该胶囊壁具有萃取侧覆盖面、注入侧覆盖面和延伸在所述萃取侧覆盖面和注入侧覆盖面之间的环绕的周面；

-将该胶囊引进用于制备冲泡产品的机器的冲泡模块，该冲泡模块包括用于把冲泡液引入胶囊的注入器和用于排出冲泡产品的排出机构，其中该注入器具有至少一个从注入侧支承面突起的注入侧穿孔件，并且该排出机构具有至少一个从萃取侧支承面突起的萃取侧穿孔件，

-关闭冲泡模块的冲泡室，直到该胶囊位于冲泡室内，该胶囊的环绕的周面在注入侧被胶囊密封包覆，并且所述至少一个注入侧穿孔件沿(如二维的)切割线刺透该注入侧覆盖面，从而例如产生该注入侧覆盖面的至少一个注入侧凸片，

-在压力下将冲泡液引入胶囊的所述注入侧支承面和注入侧覆盖面之间区域，从而因流体压力该注入侧覆盖面被压向胶囊内部并至少部分地移向胶囊内部，而包覆的胶囊密封保持该环绕的周面，并且冲泡液经过胶囊壁的被压入胶囊内部的至少一个注入侧部分(在此情况下例如是凸片)到达胶囊内部，并且

-一直维持作用于冲泡液的压力，至少直到冲泡产品从通过所述至少一个萃取侧穿孔件刺入在萃取侧覆盖面中形成的排出开口流出。

所述注入侧覆盖面在压力下的移动可以是例如注入侧覆盖面中心部的平行移动或注入侧覆盖面向胶囊内部隆起。此外，具有隆起区域和保持平的、平行移动的区域的混合形状也是可能的。

如果所述穿孔件既不只以细针方式点状穿孔，又不只制造单一的笔直(一维)切割线，而是穿孔件在支承面上(进而还在切割线上)的投影横跨一个面且穿孔件具有弯曲或成角度的形状或由多个例如互成角度的部分构成，则产生二维切割线。特别是穿孔件可具有例如从支承面大致垂直突伸的平面件且特别是板(在此，术语“板”不是对材料选择的限制，也包括相应成形的塑料平面件)，其是弯曲的、折弯的(例如倾斜的)或由多个互成角度的板件共同组成。替代二维切割线可使用一维切割线，其带有与其成角度的保持接片，保持接片产生由切割线切开的胶囊壁的鱼嘴形开口。

因此，本发明尤其基于这样的方案，当胶囊由弹性机构也就是包覆的胶囊密封来保持时，使用冲泡液自身来压缩胶囊。该方案除尤其利用以下事实，在胶囊具有塑料壁的情况下，胶囊塑性变形的可能性取决于温度，并且冲泡液在冲泡过程中通常在灼热状态下(至少80度或至少90度，例如达到沸点(在海平面为100度)或达到95度)被注入胶囊。当胶囊外侧(注入侧)和胶囊内部之间的压力基本平衡时，塑性变形后的胶囊也保持在压缩状态下。因此所述方法与这样的胶囊相关联地尤其有利地作用，胶囊壁具有只稍低于室温或甚至高于室温的玻璃转变温度，由此从室温至冲泡温度的步骤起决定作用并极大影响到塑性变形性。尤其胶囊的玻璃转变温度在-50度和50度之间，特别是在-30度和20度之间，尤其在-20度和5度之间(所有温度数据以摄氏度为单位)。

塑料胶囊壁的壁厚例如可在0.2毫米和0.4毫米之间，特别是在0.25毫米和0.35毫米之间，这允许使用深拉的胶囊壁。例如聚丙烯可以考虑作为材料，但还可以考虑尤其但不局限于具有在上述指定范围内的玻璃转变温度的其它塑料。

但不排除用于其它材料，还有非塑料。

穿孔件一般没有基本轴向穿过穿孔件延伸的输送通道(在这里轴向表示垂直于支承面的方向)。穿孔件只用于胶囊穿孔。流体注入胶囊中和从胶囊中排出经过穿孔件来进行，这正如之后将更进一步解释的那样。因此，穿孔件自身可以是相对简单的、未开槽的和紧凑的、无开口的元件，并且例如呈板状构成(金属的或塑料的)。

特别有利的是，至少该萃取侧穿孔件和例如还有注入侧穿孔件分别具有非切割的保持接片，保持接片的轴向尺寸小于相应穿孔件的切割部分和/或穿孔部分的轴向尺寸。因此，在穿孔时该切割部分先形成二维切割线(即不只是一条线)，但该切割线通过所述切割部分(例如呈板状的元件)又同时被封闭。在穿孔件进一步伸入胶囊内时，例如由相应的保持接片抬起金属凸片，从而形成用于流体的开口。

可如此确定所述冲泡模块和胶囊的尺寸，胶囊的注入侧覆盖面和萃取侧覆盖面之间的距离大致等于或小于在冲泡室封闭时的注入侧支承面和萃取侧支承面之间距离，从而在引入冲泡液之前两个覆盖面不都紧贴该支承面，这例如尤其因为弹性胶囊因塑料材料阻止穿孔件切割的阻力而在穿孔件抵接下发生变形。此外，即使在封闭的冲泡室中，在注入侧和/或萃取侧上也保持在相应的支承面和胶囊的对应覆盖面之间的间隙。于是，所述穿孔件也不完全伸入胶囊中直至抵接。

特别是可这样进行所述刺透，覆盖面的注入侧凸片可(例如，如有，通过相应保持接片和/或通过从外部作用的冲泡液压力)被挤压到胶囊内，而胶囊至少不以其萃取侧覆盖面完全紧贴该萃取侧接触面，就是说，该萃取侧覆盖面与萃取侧接触面间隔开；该间距相当于例如萃取侧穿孔件高度的30％和100％之间。

于是，可如此执行该方法，通过引入冲泡液在胶囊内部形成压力，直到由于在胶囊内形成的内压使萃取侧覆盖面移向萃取侧支承面，其中通过萃取侧穿孔件在胶囊内制造排出开口或扩大所述排出开口，冲泡产品可通过该排出开口从胶囊被排出。

但在本发明方法的这一变型中，可选地还可在封闭冲泡室步骤中就已在萃取侧进行刺透。尤其该萃取侧穿孔件可伸入胶囊如此深，即，形成缝状刺透开口，但该刺透开口通过穿孔件自身被封闭，从而冲泡产品很难经该刺透开口被排出。在形成内压后，萃取侧覆盖面例如压向穿孔件这么远，即，穿孔件的保持接片分别将萃取侧覆盖面的萃取侧凸片挤压到胶囊中，从而形成该排出开口。

因此，根据该实施例的方法增大了在胶囊内部形成高内压的可能性。这导致在压实咖啡粉中的预冲泡过程。例如从带有研磨机构的全自动咖啡机中已知预冲泡过程，并且存在专用于预冲泡过程的程序，这是通过首先用机械手段压缩磨碎咖啡，接着引入冲泡液直到压缩咖啡粉被浸湿，接着停止输送冲泡液一段时间(小于一秒至几秒)，然后才启动真正的冲泡过程。同时在本发明的做法中没有排除通过合适的控制有针对性地中断冲泡液输送，由于本发明的措施，这对预冲泡过程而言完全是不必要的。

(注入侧)胶囊密封一般由柔性的、可弹性变形的、特别是橡胶弹性材料和/或弹性体材料制成。例如胶囊密封可沿环绕的周面包覆胶囊，因此由于其弹性而被这样挤压向胶囊壁，即该胶囊由该胶囊密封保持。

尤其优选如此确定胶囊密封的尺寸并与该胶囊相匹配，环绕的密封特征(特别是密封唇或密封凸缘)径向向内伸入这么远，即在冲泡室关闭状态下，环绕的周面局部变形且沿密封特征朝内移动。就是说由于该密封的弹性而不仅发生朝向壁的挤压(施加力)，而且该密封特征向内伸入这么远，即胶囊也发生变形——在胶囊壁上至少暂时以凹陷方式形成对应于密封特征的结构——例如对应于密封唇/密封凸缘的槽或者在多个这样的特征的情况下多个对应的槽。

冲泡温度、胶囊壁材料和尺寸可这样相互匹配，变形是塑性的且在冲泡过程期间和之后保留下来，其正如下文提到地可具有特别稳定的效果。

此外，所述径向的由胶囊密封引起的变形可导致对于胶囊填充物的额外略微压缩，这同样可以是有利的。

可能特别有利的是，注入侧胶囊密封具有多个环绕的密封唇和/或密封凸缘，由于其弹性而使胶囊壁向胶囊内部挤压，在这里，在前后两个密封唇或密封凸缘之间分别这样设有凹处，即，在运行状态下在前后相继的密封唇或密封凸缘和胶囊之间形成环绕的空腔。

当胶囊的材料特性——例如通过选择具有如上所述选定的玻璃转变温度的材料、在8-20巴之间的冲泡压力和在80度和水沸点之间的温度——允许胶囊塑性变形地与冲泡压力和温度匹配时，这也可用于在冲泡过程期间和之后直至卸出期间内牢固保持该胶囊。就是说，由于内压而在密封唇或密封凸缘之间出现进入环绕空腔的较小隆起结构，这稳定地作用来防止胶囊轴向滑出。

胶囊密封也可设置在两侧，就是说除在注入器的一侧外，还在排出机构的一侧。但在实施例中，注入侧密封卡圈延伸得更长和/或注入侧胶囊密封具有比萃取侧胶囊密封更多的密封唇。因此，一般在这些实施例中，与在萃取侧相比，所述胶囊在注入侧以更大的摩擦力来保持。

胶囊可具有与冲泡室匹配的几乎任意形状。本发明对于在其中一个覆盖面没有胶囊环绕卡圈的、如从在市场上可买到的大多数产品中已知的胶囊而言是特别有利的。这样的环绕卡圈虽然一如既往是可能的，但不再是必需的。没有环绕卡圈的胶囊形状甚至是特别优选的。其结果是也可以考虑不再由环绕卡圈被各向异性强化的胶囊形状，这允许更大的自由度。

本发明就以下胶囊而言是特别有利的，该胶囊基本呈直柱体形状(广义而言，就是说根据术语‘柱体’的未局限于回转圆柱体的几何形状定义)，即，所述多个覆盖面基本是平的且大致相同，所述环绕的周面大致与所述覆盖面垂直。这不排除所述周面朝向覆盖面法线倾斜例如最大3度，特别是最大2度或最大1.5度。同样不排除的是由制造技术决定的、在周面区域内存在环绕焊道。尽管如此，胶囊可具有由制造技术决定的环绕边缘(如焊道)，所述边缘例如侧向伸出最大1.5毫米或1毫米或更少，并且所述边缘例如从端面平面后缩。

许多应用优选垂直于轴线的横截面呈多边形的胶囊形状，特别是矩形的胶囊形状，例如基本呈立方体形的胶囊。在通过弹性密封侧向保持和注入侧覆盖面的塑性变形情况下改善的冲泡过程的稳定性确实令人吃惊地增添了已在别处描述过的这种形状关于物流的优点。侧边缘在借助冲泡液的压缩过程中积极地起到稳定作用，这可借助在冲泡过程后造成的胶囊形状来试验证实。

穿孔件的设计和布置能以不同的方式进行，在此，对于某些设计，可通过以下特征来优化，该特征可相互独立地实现或以组合方式实现：

-把注入侧穿孔件布置在胶囊密封的导向部分附近，就是说相对于注入侧覆盖面靠边缘。这在刺透时机械稳定地作用，就是说胶囊材料更少地屈服；此外，这确保良好浸透萃取物质。特别是在矩形基面中可有四个注入侧穿孔件，在基面的每个角各有一个；

-萃取侧穿孔件被布置成靠近轴线，即与注入侧穿孔件相比不靠边缘。由此，人们可促成萃取侧穿孔件在冲泡过程前只部分(或不完全)刺透该胶囊，并且直到胶囊内压提高才在萃取侧发生排出开口完全打开。

-注入侧穿孔件如此相对于萃取侧穿孔件设定尺寸，注入侧穿孔件具有更大的轴向尺寸(例如与之垂直地测得的从尖至支承面的距离)。

-为每个穿孔件设置输送开口，尤其在由所述穿孔件横跨的区域内(在二维切割线的情况下，穿孔件在支承面上的投影横跨一个面，这在PCT/CH2010/000098中有详细描述；在这种构型中也出现可由保持接片抬起的凸片)。保持接片有利地延伸经过输送开口。

在一些实施例中，注入侧穿孔件的高度在萃取侧穿孔件的高度的110％和160％之间被证明是特别有利的。注入侧穿孔件离中心轴线的距离例如相当于在萃取侧穿孔件的离中心轴线的距离的110％和150％之间。

在尺寸在25-30毫米(边长)之间的大致呈立方体形的胶囊中，注入侧穿孔件的最佳高度在6-10毫米之间，特别是在7-9毫米之间。如果所述穿孔件呈两个互成角度的板(片)形状，则所述板在支承面中的尺寸优选略微小于所述高度，例如在4-7毫米之间。萃取侧穿孔件的高度可在5-8毫米之间，形成穿孔件的板的尺寸在3-6毫米之间。注入侧穿孔件离中心轴线的距离可在10-17毫米之间，注入侧穿孔件离注入侧覆盖面的边缘的距离(即到由环绕壁面限定的平面的距离，垂直于该平面测量)在3-7毫米之间。

在边长达到35毫米或更长的较大胶囊中，所述设定尺寸可以是一样的，或可选择稍大的穿孔件。

本发明主题还是冲泡产品的制备系统，例如带有咖啡机的咖啡胶囊系统，其中制备冲泡产品的机器具有以前述方式与胶囊匹配的冲泡室。

在实施例中，此时冲泡室在关闭状态完全包围胶囊，注入器和排出机构具有以精确匹配方式相互对应的并在关闭位置共同形成该冲泡室的元件。该壁在轴向上(相对于冲泡液的引导和/或冲泡模块部的相对运动的运动方向)形成例如带有至少一个注入侧穿孔尖的注入器板和带有从所述板伸入冲泡室的萃取侧穿孔件的排出板。上、下和前、后、左、右的壁通过注入器和排出机构的相应的相邻壁部形成。所述相应的壁部可在关闭位置相互密封，例如通过环绕的异型密封来密封。密封可以具有如密封唇，其固定在其中一个冲泡模块部上并在封闭冲泡室时与另一冲泡模块部的面抵接。如此封闭的冲泡室允许在没有置入胶囊的情况下清洗萃取机器或冲泡模块，这对于使用者来说是一个显著优点。但这不排除在关闭的或未完全关闭的冲泡室情况下在清洗或清洁期间内使用冲洗胶囊或占位胶囊。

附图说明

接下来将根据附图介绍本发明的实施例。在附图中用相同的附图标记表示相同或相似的元件。这些附图不是按比例绘制的并且有时以图与图之间不同的大小示出彼此部分对应的元件。附图示出：

图1示出胶囊；

图2示出冲泡模块剖视图的细节；

图3示出带有穿孔件的冲泡筛板；

图4示出带有承载件的注入侧穿孔件；

图5示出连同胶囊密封、刺透板和(部分示出的)胶囊的细节；

图6示出沿图7的线VI-VI的冲泡后的胶囊截面；

图7示出从注入侧朝冲泡过程后的胶囊观察的视图；

图8示出从内部朝被刺透的胶囊壁观察的视图；

图9示出咖啡机的简图；和

图10示出对应于图6的截面。

具体实施方式

根据图1的胶囊1基本呈具有倒圆边缘的立方体形状，从而胶囊壁限定两个覆盖面1.1、1.2(在图1中下侧的覆盖面因在该附图中选定的取向而看不见)和环绕的周面1.3。而位于该图上方的一侧比下侧略小，因而胶囊在严格地从数学意义上讲呈截头棱锥体形。在该图中侧面相对于基面法线的倾角非常小，所谓法线当然是指垂直于基面的那个平面，其延伸穿过所述基面和相应侧面之间的边，所述倾角优选最大为2度，例如只有约1度。此外，在基面上方的胶囊高度近似等于基面边缘长度。焊道1.4也是可见的，它在所有侧面以最大约d＝0.6毫米侧向伸出，即最大是该立方体边长的约2-3％。

如本身已知，在这里，胶囊壁由合适的塑料材料制成，例如由聚丙烯制成，其具有在0.1毫米和0.5毫米之间、优选在0.2毫米和0.4毫米之间、例如在0.25毫米和0.35毫米之间的壁厚。也可考虑其它材料，特别是其它食品相容性塑料。在胶囊壁中加入阻隔层，该阻隔层具有氧阻隔特性并防止氧扩散到胶囊中。所述阻隔层具有例如乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)。所述胶囊壁可由分别深拉制造的主体和盖组成；胶囊的封闭可用超声波切割焊接法实现。还有一个特征是，焊道不在其中一个所述覆盖面的平面内，而是相对于该平面轴向错开。

外壁壁厚例如在所有侧面是大致相同的。对于在约6克和约10克之间的咖啡填充量，所述立方体边的外长度例如是在24毫米和30毫米之间，或者对于在约9克和约14克之间的咖啡填充量，所述外长度在30毫米和35毫米之间。所述胶囊可如此构成，它只由所述壁和直接毗邻所述壁的填充物组成(没有过滤机构或之类)，或者它也可更复杂地构成并且具有设在所述胶囊中的过滤机构、流体引导机构或其它机构。

关于胶囊外壁及其制造方法，也参见国际专利申请PCT/CH2010/000097。

如下所述，针对在此描述的实施方式，如此使所述冲泡模块和焊道1.4相匹配，在冲泡模块中限定胶囊方位取向。此外，在该图中上侧的覆盖面是萃取侧覆盖面，而在该图中下侧的覆盖面1.2是注入侧覆盖面。其余四个立方体侧面共同形成环绕的周面1.3。以下将保留这些术语。但在以下条件下也可实施本发明：

-选择其它方位取向，如颠倒过来，从而上侧和下侧覆盖面分别对应于注入侧覆盖面或萃取侧覆盖面；

-完全不预定在冲泡模块内的方位取向，而是能按任意方位取向来置入；

-所述形状不是立方体形，而是例如圆柱体形或带有两个覆盖面和在其间环绕的周面的其它形状；和/或

-至少其中一个覆盖面(特别是萃取侧覆盖面)不是平的，而是具有其它形状，例如拱形结构之类形状。

但在此所述的具有近似立方体形或其它平行六面体形的和环绕的焊道1.4或其它加厚结构被布置成与该注入侧覆盖面相比更靠近该萃取侧覆盖面的构型在一些情况下是有利的，特别是由于焊道1.4形成加厚结构，该加厚结构在萃取侧机械稳定所述胶囊。

图2以剖视图示出尚打开的冲泡模块连同被置入的胶囊1。该冲泡模块具有排出机构3和注入器4。排出机构3和注入器4通过操纵合适的机构例如操作手柄可相对移动。在所示出的实施例中，注入器4在排出机构3的方向上可移动，而该排出机构相对于外壳体不可运动。

在运行状态下，该冲泡模块用作咖啡机的水平冲泡模块，该咖啡机除冲泡模块外还具有水箱、水加热机构(如连续加热器)和用于将冲泡水输送至注入器4的泵。胶囊1可通过外壳体中的置入开口7被置入冲泡室中。如图2所示，在置入后胶囊1位于支撑件21和排出机构3的支承面35上。通过封闭冲泡室，支撑件21将离开图2所示的位置，这在欧洲专利申请12405010.5中有更详细介绍。

如图2清楚所示，该冲泡模块如此构成，使得轴向方向——连接注入器和排出机构的轴线5，在打开和封闭冲泡室时活动的冲泡模块部(在这里即注入器)沿该轴线略微移动——例如相对于水平线倾斜约5度，具体而言，当活动的冲泡模块部向位置固定的冲泡模块部(在这里就是说排出机构)移动时，活动的冲泡模块部(在这里就是说注入器)略微向下移动。

该注入器具有至少一个具有配属的输送开口的穿孔件12(在所示实施例中有四个穿孔件)，从而胶囊可被刺透并可通过输送开口被供以冲泡液。咖啡机还具有例如布置在冲泡室下面的胶囊容器，在冲泡过程后，通过抬起操作手柄，胶囊被自动抛卸入容器。

此外，排出机构3具有限定出支承面的承载件和多个从该承载件突起的穿孔件11，每个穿孔件带有配属的输送开口。冲泡产品可通过排出通道19流出。

注入器4具有带密封卡圈的胶囊密封43，该密封卡圈在冲泡室封闭时以围绕保持所述胶囊。此外，排出机构3也配设有胶囊密封33，在该胶囊密封上形成有密封卡圈。

所述注入器和排出机构的形成冲泡室的部分如此相互匹配，它们以准确配合方式相互对应并在关闭位置共同形成冲泡室。上、下和前、后、左、右的壁通过第一和第二冲泡模块部的相应的相邻壁部来形成。由注入器4形成的壁部和由排出机构3形成的壁部在关闭位置通过环绕的异型密封49相互密封。在冲泡室关闭状态，冲泡室通过胶囊密封的作用而附加地对外密封。这使得例如冲洗过程能在不投入胶囊的情况下进行。

图3示出萃取侧穿孔件11，它带有呈冲泡筛板形式的承载件30。带有穿孔件的冲泡筛板在公开文献WO2010/118544中有介绍。如图3所示，每个穿孔件由两个互成角度的朝穿孔尖端53变窄的板件41构成。从承载件突起的边缘分别作为切割边缘52构成，从而在穿孔尖端53通过将穿孔件进一步挤压到胶囊而刺透胶囊壁之后，在胶囊壁上出现一个形成一角度(因此是二维的)的切割线。此外，每个穿孔件具有保持接片54，该保持接片比穿孔尖端在轴向上更少地插入胶囊并具有非切割边缘。在该图中仅关于一个穿孔件用虚线示意性示出的输送开口57对应于每个穿孔件，该保持接片例如延伸经过该输送开口。所述输送开口由微筛膜56横跨，如WO2010/118544所述，与在全自动咖啡机中时相似，所述输送开口具有筛子的作用。微筛膜56在这里是可选的。

注入侧的穿孔件12及其承载件40在图4中被示出。同样，每个注入侧的穿孔件具有两个互成角度的、朝穿孔尖端63变窄的、带有切割边缘62的板件61。还设有对应的保持接片65。就像对于萃取侧来说也是一个选项，保持接片61可被固定在承载件的承载板上，而保持接片由保持该承载板的冲泡模块体68形成并通过承载板的相应开口在轴向上插入冲泡室。在图4中还清楚看到输送开口66，它形成在由板件61至少部分包围的承载板区域内。

图5示出开始冲泡过程之前的结构细节。示出了封闭冲泡室之后的注入侧胶囊密封43、带有注入侧穿孔件12的承载件40和胶囊一部分。冲泡模块体68未在图5中被示出。在封闭冲泡室时，胶囊密封的环绕的卡圈45这样围绕或包围胶囊1，即由于其弹性，密封唇48或密封凸缘从侧面挤压胶囊壁。穿孔件12刺透并挤入胶囊的注入侧覆盖面。

冲泡室在其尺寸方面与咖啡胶囊尺寸相匹配并如此构成，在启动冲泡过程之前在冲泡室完全封闭时(即在热水在压力下被引入之前)，注入侧和萃取侧的两个支承面不都紧贴相应的胶囊覆盖面。在冲泡室关闭状态下，支承面的间距相当于在被置入冲泡室前(即没有外部施力)的胶囊沿轴线5的尺寸(相当于图1中从上至下的尺寸)。由于材料韧性而存在的对刺透尖端进入的抵抗力导致所述胶囊这样轻微变形，即，覆盖面中的至少一个不紧贴在相应的支承面上。

在根据图5的视图中，在注入侧可看见在承载件40和胶囊的注入侧覆盖面之间有一定间隙；在萃取侧也形成有这样的间隙，其中由于尺寸和/或布置的缘故，在萃取侧所述胶囊例如只被刺入这么深，即，穿孔件只产生一条切割线，而保持接片还未插入胶囊内部。

但在根据图5的情况下，注入侧的穿孔件12进入胶囊如此深，即，由于保持接片65的作用由二维切割线所产生的胶囊壁材料的凸片70分别被压入胶囊内部；这在没有保持接片的情况下(仅)通过流体压力发生。

在冲泡过程中，热冲泡液在压力下通过输送开口66被注入。这区别于根据现有技术的方案，根据该方案，冲泡液通过穿孔件自身被注入并因此直接到达胶囊内。相反，在根据本发明的所述方面的做法中，因为在胶囊壁中的开口的流通能力有限，故首先形成从外部对胶囊壁的压力，其中流体到达承载件40和胶囊壁之间间隙，从而该压力平面作用在胶囊壁上。同时由于冲泡液温度升高，胶囊壁的塑性变形能力提高(聚丙烯的玻璃转变温度为约零摄氏度或稍低)。因此胶囊壁在更多流体进入胶囊之前被进一步向内挤压，这压缩并压实了胶囊内含物。由于将环绕壁保持就位的包覆的胶囊密封43(或包覆的密封卡圈45)的稳固作用，该隆起结构是可能的。

此外，在一段时间后(通常在一秒至几秒之后)在胶囊内部由更大量进入胶囊的冲泡液形成过高压力，并且在胶囊内部和注入器之间进行压力平衡。此时，通过使此时压实的并被防止产生涡旋的萃取物质被冲泡液浸湿，在胶囊内部开始预冲泡过程。由于较高的胶囊内压，覆盖面为此在萃取侧被稍向外挤压并被平面压靠到冲泡筛板尚，由此，萃取侧的胶囊壁被挤压至萃取侧支承面。结果，萃取侧穿孔件(它例如布置成与注入侧穿孔件相比关于轴线5不那么靠边，由此隆起作用更强)进一步伸入胶囊，直到由穿孔件产生的凸片通过保持接片从覆盖面被显著向内抬起，因此放开排出开口，通过该排出开口从胶囊排出正被冲泡的冲泡产品。

图6和图7以剖视图或从注入侧视角示出胶囊形状。人们清楚看到向内隆起结构，从而出现以压缩体积75被缩小的胶囊容积。在边缘区域内，由于包覆的密封卡圈作用而形成肋条74。同样在附图中示出了胶囊壁中的注入侧开口71。

此时，压缩体积可大致相当于在生产胶囊时没有充填该胶囊的体积。例如，用于在此所述的实施例的盖子是呈稍微隆起形状的。在填充胶囊时，即使在用盖子封闭的(形成下方覆盖面1.2和侧壁1.4)杯子完全充满的情况下，由盖子的隆起结构限定的盖子体积也无法被填充，这也就是在这种情况下剩余体积和进而压缩体积75大致相当于盖子体积的原因。因而如图10所示，人们最佳地观察到，在该图中以“y”标示的下方覆盖面1.2向内的位移大致相当于“x”的大小，所述盖子以这个尺寸隆起。

如人们在图6中尤其清楚看到，所述胶囊在冲泡过程后这样变形，即环绕的周面1.3通过包覆密封的作用在注入侧被略微压合在一起，而它在萃取侧因胶囊内压而稍稍扩宽。此外，在注入侧，所述环绕的周面可通过多个密封唇48略微形成有肋条，作为密封的压痕。

从排出开口流出胶囊的咖啡(或之类的)通过适当的通道到达流出开口，咖啡可从这里流入准备好的杯子中。

图8以从内部观察的角度示出(在没有萃取物质情况下)胶囊的被刺透的注入侧覆盖面1.2。可以看到凸片(70)，其由于保持接片65的作用从覆盖面平面被向内挤压，因而在胶囊壁和穿孔刀(板件61)之间保持开口开放。在萃取侧出现相似的作用，其中在那里包覆密封的稳固作用失效。

如图9示意所示，带有冲泡模块的本发明咖啡机除冲泡模块之外还具有水箱91、用于将冲泡水输送至注入器4的泵92和水加热机构93(如连续加热器)。在冲泡模块下方设置有胶囊容器95，胶囊1在冲泡过程后掉入其中或被送入其中。附图标记98标示咖啡杯。

最后还要提到，本发明方法的应用不局限于冲泡咖啡。同样，可利用在这里所描述的方法和/或用在这里所描述的装置来制备其它冲泡饮料，特别是茶或其它冲泡产品。

Claims (15)

1.一种冲泡方法，其中由被引入胶囊(1)的冲泡液在萃取过程中生产冲泡产品，该方法包括以下步骤：

-提供具有胶囊壁合在胶囊内被该胶囊壁包围的萃取物质的封闭的胶囊(1)，该胶囊壁具有萃取侧覆盖面(1.1)、注入侧覆盖面(1.2)和延伸于所述萃取侧覆盖面和注入侧覆盖面之间的环绕的周面(1.3)；

-将该胶囊(1)置入用于制备冲泡产品的机器的冲泡模块，该冲泡模块具有用于把冲泡液引入胶囊的注入器(4)和用于排出冲泡产品的排出机构(3)，该注入器具有从注入侧支承面突起的至少一个注入侧穿孔件(12)，该排出机构具有从萃取侧支承面突起的至少一个萃取侧穿孔件(11)，

-关闭冲泡模块的冲泡室，直到该胶囊位于该冲泡室内，该胶囊的环绕的周面在注入侧被胶囊密封(43)包覆，并且所述至少一个注入侧穿孔件(12)沿切割线刺透该注入侧覆盖面(1.2)，

-在压力下将冲泡液引入所述注入侧支承面和注入侧覆盖面(1.2)之间的区域，从而通过流体压力将该注入侧覆盖面压向胶囊内部并至少部分朝胶囊内部移动，而包覆的胶囊密封(43)保持该环绕的周面(1.3)，并且冲泡液经过该胶囊壁的被压入胶囊内部的至少一个注入侧部分(70)到达胶囊内部，以及

-至少一直维持作用于冲泡液的压力，直到冲泡产品从通过所述至少一个萃取侧穿孔件刺入而在该萃取侧覆盖面形成的至少一个排出开口流出。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，如此确定该冲泡模块和该胶囊(1)的尺寸，在引入冲泡液之前两个覆盖面(1.1,1.2)不都紧贴在该支承面上。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在引入冲泡液之后，作用于冲泡液的压力被一直维持，直到通过在该胶囊(1)内形成的内部压力使该萃取侧覆盖面(1.2)向该萃取侧支承面移动，从而通过萃取侧穿孔件(11)在该胶囊内形成排出开口，冲泡产品能通过该排出开口从胶囊中排出。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，如此选择这个萃取侧穿孔件(11)或这些萃取侧穿孔件，每个穿孔件具有从该萃取侧支承面突起的、非切割的萃取侧保持接片。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，如此确定该冲泡模块和该胶囊的尺寸并相互匹配，在引入冲泡液之前该萃取侧保持接片(54)基本上不伸入胶囊内部。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个注入侧穿孔件(12)具有比所述至少一个萃取侧穿孔件(11)更大的轴向尺寸。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，设有多个注入侧穿孔件(12)和多个萃取侧穿孔件(11)，其中与所述多个萃取侧穿孔件相比，所述多个注入侧穿孔件具有更大的距垂直于该支承面的轴线(5)的距离。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由弹性体材料和/或橡胶弹性材料制成的胶囊密封被用作包覆的胶囊密封(43)。

9.一种用于冲泡产品的制备系统，具有：

-用于制备冲泡产品的机器，该机器具有冲泡模块，该冲泡模块具有用于把冲泡液引入胶囊的注入器(4)和用于排出冲泡产品的排出机构(3)，该注入器具有从注入侧支承面突起的至少一个注入侧穿孔件(12)，该排出机构具有从萃取侧支承面突起的至少一个萃取侧穿孔件(11)，

-该注入器具有弹性的胶囊密封(43)，并且该冲泡模块在关闭状态下形成用于胶囊的冲泡室，

-该注入器具有独立于该注入侧穿孔件(12)的至少一个输送开口(66)，该至少一个输送开口用于把热冲泡液输送入该冲泡室，

-并且该机器还具有用于在压力下通过该至少一个输送开口(66)把热冲泡液输送到冲泡室中的流体泵，以及

-具有胶囊壁和在胶囊内部被该胶囊壁包围的萃取物质的封闭的胶囊，该胶囊壁具有萃取侧覆盖面(1.1)、注入侧覆盖面(1.2)和在所述萃取侧覆盖面和注入侧覆盖面之间延伸的环绕的周面(1.3)；

-该胶囊能被置入该冲泡模块中并且该冲泡室在胶囊通过在注入侧包覆该环绕的周面(1.3)的所述弹性的胶囊密封(43)被引导的同时能封闭，

-该注入侧穿孔件(12)在冲泡室关闭状态下穿透该注入侧覆盖面(1.2)并伸入胶囊内部，

-在该关闭状态下，能通过该至少一个输送开口(66)将该冲泡液输送至在所述注入侧支承面和注入侧覆盖面之间的区域，

-并且该胶囊密封(43)具有至少一个环绕的密封特征(48)，该密封特征径向向内伸入如此远，即在封闭冲泡室时该环绕的周面(1.3)局部变形并沿所述密封特征向内移动。

10.根据权利要求9所述的制备系统，其中，如此确定该冲泡模块和该胶囊的尺寸并相互匹配，在引入冲泡液之前两个覆盖面(1.1,1.2)不都紧贴在该支承面上。

11.根据权利要求9或10所述的制备系统，其特征在于，该胶囊基本上呈具有倒圆角和倒圆边的以及可选地具有环绕的焊道的长方体形状。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的制备系统，其特征在于，该胶囊壁由带有氧阻隔层的塑料材料如聚丙烯制成。

13.根据权利要求12所述的制备系统，其特征在于，该胶囊用超声波切割焊接方法封闭。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的制备系统，其特征在于，每个萃取侧穿孔件和例如还有每个注入侧穿孔件具有从萃取侧支承面或注入侧支承面突起的非切割的保持接片，该保持接片的轴向尺寸小于相应穿孔件的切割部分和/或穿孔部分的轴向尺寸。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的制备系统，其特征在于，所述胶囊密封(43)的至少一个环绕的密封特征是环绕的密封唇和/或环绕的密封凸缘，其中所述至少一个密封唇或至少一个密封凸缘以线状或条状的形式紧贴在该胶囊的面上并将该胶囊壁压向胶囊内部。