CN112041241B - 用于制备饮料、特别是咖啡的胶囊 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制备浸泡饮料的胶囊(1)，其包括具有中心轴线(A)、第一端(10a)和第二端(10b)的主体(10)，所述主体(10)包括：侧壁(2)，其相对于所述中心轴线(A)轴对称并从第一端(10a)向第二端(10b)收敛；底壁(3)，其连接到侧壁(2)并配置在所述第二端(10b)；腔室(4)，其容纳用于制备饮料的配料，所述腔室(4)由所述侧壁(2)和所述底壁(3)限定，所述底壁(3)能打开以将加压液体引入所述腔室(4)，所述腔室(4)在所述第一端(10a)处具有开口(12)；环状凸缘(14)，其在所述第一端(10a)处连接到所述侧壁(2)并从所述侧壁(2)径向向外延伸，所述凸缘(14)具有面向所述第二端(10b)的内表面(14a)以及与所述内表面(14a)相反的外表面(14b)。胶囊(1)还包括易碎的覆盖元件(11a)，覆盖元件(11a)紧固到所述凸缘(14)的外表面(14b)并与所述开口(12)重叠以气密地密封所述腔室(4)。本发明的特征在于，胶囊完全由可分解材料制成，并且所述凸缘(14)具有：柔性内部区域(16)，其直接连接到侧壁(2)，并且被构造成在饮料制备机的中空活塞(100)的作用下挠曲；抵接表面(18)，其配置在所述内部区域(16)处并被构造成由所述活塞(100)推动，所述侧壁(2)还具有主体部(2a)和连接部(2b)，所述连接部(2b)将所述主体部(2a)接合到所述凸缘(14)，并且连接部从主体部(2a)向所述凸缘(14)厚度增大，所述连接部(2b)能够由于所述活塞(100)在所述抵接表面(18)上的压力而变形，以至少部分地接触所述活塞(100)并形成对所述活塞(100)的密封。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据技术方案1的前序部分的用于制备饮料的胶囊(capsule)。
特别地，所述胶囊被设计成在密封条件下容纳饮料前体配料，饮料前体配料是通过在制备和分配饮料期间在打开胶囊时将加压液体引入胶囊中而制备的。该打开特别地通过使用特定的装置来进行，在该装置中，胶囊被配置并固定在两个相对的活塞元件之间，一个活塞元件供给加压液体，另一活塞元件收集所制备的饮料。
饮料前体配料可以是各种类型，例如研磨咖啡。
通过将预设温度的水引入胶囊，借助于提取或溶化该配料来获得饮料。
背景技术
用于前述用途的胶囊在特定领域中是已知的。胶囊通常具有包括腔室的截头圆锥形的形状，腔室被设计成容纳制备单剂量饮料的这种量的配料，但是不排除容纳更大量的配料以制备多剂量的饮料的可能性。
更详细地，例如在WO2013/060918A1中示出的根据现有技术的胶囊包括：大致截头圆锥形的侧壁；底壁，底壁配置在截头圆锥形的侧壁的直径较小的端部处；由壁限定的腔室；和由所述截头圆锥形的侧壁的具有较大直径的端部的边缘形成的开口。所述开口与该腔室连通。
朝着腔室的外部径向延伸的环状凸缘配置在所述截头圆锥形侧壁的具有较大直径的端部的边缘周围。覆盖元件紧固到环状凸缘以气密地封闭开口。分配饮料时可以打开覆盖元件。
底壁设置有多个通道，通道通常是密封的但可打开用于将加压液体引入腔室中以制备饮料。
根据已知的技术，通过将胶囊放置在包括管状活塞和抵接元件的装置中来获得制备饮料，特别是基于咖啡的饮料，该管状活塞的端部旨在被配置为抵靠胶囊的所述环状凸缘的一侧，由此密封该凸缘的所述侧，该抵接元件被设计成至少部分地被配置为抵靠胶囊的相同环状凸缘的相反侧。
抵接元件以已知的方式设置有导管，该导管用于收集通过胶囊的底壁的多个通道引入加压液体之后形成于胶囊的腔室中的饮料，这些通道由于液体施加的压力而打开。
在WO2015/128827A1中说明了一种已知技术的示例，其中饮料制备装置的活塞元件和胶囊之间的密封通过使形成胶囊周围的环状凸缘的材料弹性变形而发生。
根据现有技术，使用例如注射成型技术制造胶囊的材料主要由塑料型合成树脂组成，其可塑性和变形度有助于在胶囊和活塞元件之间形成良好的密封条件，如已经说明的，活塞元件一方面对用于制备饮料的液体加压，另一方面收集所制备的饮料。
发明内容
现有技术问题
通过引入可生物降解的材料，特别是引入所谓的“可分解”材料，已知的胶囊结构在饮料制备装置的活塞元件与所述元件意欲以不透水的方式接合的胶囊区域之间(特别是在胶囊周围配置的环状凸缘处)显示出密封问题，这是因为这种可分解材料的变形度比不可生物降解的常规塑料材料低。
本发明的目的
在这种情况下，本发明的技术目的是提出一种用于克服现有技术的上述缺点的用于制备饮料的胶囊。
特别地，本发明的目的是提供一种用于制备饮料的胶囊，该胶囊是可分解的，并且同时确保对活塞的充分密封。
特定技术目标和特定目的基本上是通过一种用于制备饮料的胶囊来实现的，该胶囊包括所附技术方案中的一项或多项所述的技术特征。
本发明的优点
特别地，用于制备浸泡饮料的胶囊完全由可分解材料制成。所述胶囊包括具有中心轴线、第一端和第二端的主体。
主体包括相对于中心轴线轴对称的侧壁，该侧壁从第一端向第二端收敛。
主体包括底壁，底壁连接到侧壁并且配置在第二端。
此外，主体具有腔室，该腔室被设计成容纳用于制备饮料的配料。所述腔室由侧壁和底壁限定。底壁甚至可以被打开以将加压液体通过底壁引入腔室内部。腔室还具有配置在第一端处的开口。
主体还包括环状凸缘，该环状凸缘在第一端处连接到侧壁。凸缘从侧壁径向地向外延伸。特别地，凸缘具有面向第二端的内表面和与内表面相反的外表面。
胶囊还包括易碎的(frangible)覆盖元件，该覆盖元件紧固到凸缘的外表面。所述覆盖元件叠加在开口上以气密地密封腔室。
凸缘还具有柔性的内部区域，该内部区域直接连接到主体的侧壁。所述内部区域被构造成在饮料制备机的中空活塞的作用下挠曲(flex)。
在内部区域处设置有抵接表面，该抵接表面被构造成由中空活塞推动。
侧壁具有主体部和连接部。
连接部将主体部接合到凸缘，并且连接部从主体部朝向凸缘厚度增大。
连接部能够由于活塞在抵接表面上的压力而变形，以至少部分地接触活塞并形成对活塞的密封。
本发明允许获得补偿胶囊的(由于其成型过程而在生理上)尺寸变化的变形/挠曲以及用于不同分配机中的活塞的构造差异。
附图说明
本发明的其它特征和优点将从用于制备饮料的胶囊的优选但非排它性实施方式的参照性因此非限制性的说明中变得更加清楚，如附图所示，其中：
-图1是根据本发明的用于制备饮料的胶囊的侧视截面图；
-图1a是图1的胶囊的细节的侧视截面图；
-图2是使用中的图1的胶囊的侧视截面图；和
-图2a是处于图2的构造中的图1的胶囊的侧视图。
具体实施方式
即使没有明确说明，参照特定实施方式说明的单个特征也意味着是附属的和/或可与参照其它实施方式说明的其它特征互换。
参照附图，附图标记1表示根据本发明的用于制备浸泡饮料的胶囊。胶囊1被设计成插入饮料制备机中。
所述机器包括中空活塞100，中空活塞100使胶囊1抵靠对比元件101封闭。活塞100和对比元件101之间的联接确定了胶囊1周围封闭的腔室102。本领域技术人员已知这种制备饮料的方式，因此不再赘述。根据本发明的胶囊1可以有利地完全由可分解材料制成。
“可分解材料”是指符合EN 13432标准的材料。
该材料必须满足以下所有标准：a)在不超过6个月内可生物降解至少90％；b)可崩解，即在最终成分中显示出碎片并且失去可见性。尺寸大于2mm的测试材料残留物的质量必须小于初始质量的10％；c)重金属含量低，对成分品质无负面影响；d)其pH、盐含量、挥发性固体、N、P、Mg和K值稳定。
术语“可分解材料”是指单一材料和多种不同的材料两者，只要它们都可以通过分解处理即可。
特别地，“可分解材料”是指选自包括玉米淀粉、马铃薯淀粉或合成生物聚合物和/或满足EN 13432标准的这种材料的任何组合的组的产品。
胶囊1包括主体10。主体10具有轴对称形状，特别地为基本上圆锥形形状，并且具有中心轴线“A”。相对于中心轴线“A”，主体10具有第一端10a和第二端10b。
主体10沿着中心轴线“A”从第一端10a向第二端10b变窄。
更详细地，主体10包括侧壁2。特别地，所述侧壁2相对于中心轴线“A”轴对称并且从第一端10a向第二端10b收敛。
主体10在第二端10b处由底壁3封闭。所述底壁3连接到上述侧壁2。
主体10还具有腔室4，该腔室4具有容纳用于制备饮料的例如咖啡的配料的功能。腔室4由侧壁2和底壁3限定。腔室4具有配置在第一端10a处的开口12。
底壁3被设计成可打开的以允许将加压液体引入腔室4中。
更详细地，底壁3设置有优选地配置在环状通道20内的多个通孔9。所有的所述通孔9都由配置在腔室4内部的由层状材料制成的覆盖元件11封闭。例如，如同一申请人名下的意大利专利申请No.102018000002185中所述，覆盖元件11可以是金属或聚合物箔、膜或本领域技术人员已知用于类似用途的任何其它部件，覆盖元件具有与水接触时撕裂、降解或者可以被抬起的性质。
主体1还包括环状凸缘14，环状凸缘14特别地在第一端10a处连接到侧壁2。凸缘14从侧壁2径向向外延伸。凸缘14基本上配置在腔室4的开口12处。优选地，凸缘14的厚度在0.85mm至1.05mm之间。
凸缘14特别地具有面向第二端10b的内表面14a。与内表面14a相反的外表面14b基本面朝外，即与侧壁2的发展方向相反。在使用中，凸缘14的内表面14a至少部分地接触饮料制备机的活塞100。另一方面，外表面14a抵靠对比元件101。
为了气密地密封腔室4，胶囊1包括易碎的覆盖元件11a，覆盖元件11a紧固到凸缘14的外表面14b以与开口12重叠。作为示例，覆盖元件11a可以是金属或聚合物片、膜或本领域技术人员已知的用于类似用途的任何其它部件。
在使用中，覆盖元件11与对比元件101直接接触。
根据本发明，凸缘14具有直接连接到侧壁2的柔性内部区域16。换句话说，内部区域16对应于凸缘14的根部。所述内部区域16特别地被构造成在前述活塞100的作用下挠曲。
抵接表面18配置在内部区域16处以被活塞100推动。在本说明书的后面部分中将给出更多细节。
凸缘14还具有外部区域17，外部区域17连接到内部区域16并且配置在内部区域16外部。换句话说，凸缘14的外部区域17从内部区域16悬臂地延伸。
更详细地，侧壁2具有主体部2a和连接部2b。
根据优选实施方式，主体部2a具有基本恒定的厚度，并且相对于中心轴线“A”以第一角度B倾斜。
连接部2b将主体部2a接合到凸缘14。
而且，连接部2b从主体部2a向凸缘14厚度增加。
侧壁2的外表面2c在连接部2b处具有相对于中心轴线“A”的第二角度C的倾斜度。所述第二角度C通常大于第一角度B。
根据本发明的优选实施方式，第一角度B可以在4°至25°之间，并且优选地等于8°。
第二角度C可以在15°至45°之间，并且优选地等于25°。
根据本发明的替代实施方式，也可以通过简单地通过改变侧壁2的倾斜度而将侧壁2的连接部2b保持与主体部2a近似的恒定厚度来实现该角度差。
根据本发明，连接部2b可由于活塞100在抵接表面18上的压力而变形，以至少部分地接触活塞100并对活塞100形成密封，从而将腔室102与其中的胶囊1隔离。此外，有利地在活塞100和抵接表面18之间形成密封。
更详细地，凸缘14在活塞100的作用下可从例如图1所示的未变形构造切换到例如图2可见的挠曲构造。
在未变形的构造中，凸缘14的外部区域17与开口12基本共面。
在挠曲构造中，凸缘14在内部区域16处弯曲，从而使外部区域17更靠近主体10的侧壁2。
在本发明的所述实施方式中，凸缘14的内部区域16具有环状槽15。特别地，所述槽15形成在腔室4的开口12附近的外表面14b上。所述槽15弱化了凸缘14的根部，从而允许凸缘14根据预定模式挠曲。在本发明的替代实施方式中，可以以本领域技术人员已知的所有方式促进凸缘14的挠曲。
更详细地，槽15的直径在30mm和40mm之间。槽15的深度大约在0.1mm至0.7mm之间，并且特别地等于0.2mm。
主体还包括用于将胶囊1配置在饮料制备机内部的对中部件19。这些对中部件19配置在抵接表面18附近并在抵接表面18外部。更详细地，对中部件19包括完全包围抵接表面18的环状突起21。
非常有利地，对中部件19被构造为当凸缘14处于挠曲构造时，即在饮料分配和之前的步骤期间，不与活塞100接触。这避免了在活塞100上的任何过大的应力，从而延长了包含活塞100的机器的使用寿命。实际上，通常将活塞100设计为与铝制盖一起使用，或者无论如何都与比可分解材料更易变形的材料一起使用，并且过大的应力可能会损坏活塞100。
显然，本领域技术人员为了满足偶然和特定的需求，能够对上述变型进行多种修改，所有这些变型都包括在由所附权利要求限定的保护范围内。
Claims (12)
1.一种用于制备浸泡饮料的胶囊(1)，其包括具有中心轴线(A)、第一端(10a)和第二端(10b)的主体(10)，所述主体(10)包括：
-侧壁(2)，其相对于所述中心轴线(A)轴对称并从所述第一端(10a)向所述第二端(10b)收敛，
-底壁(3)，其连接到所述侧壁(2)并配置在所述第二端(10b)处，
-腔室(4)，其用于容纳用于制备饮料的配料，所述腔室(4)由所述侧壁(2)和所述底壁(3)限定，所述底壁(3)能打开以将加压液体引入所述腔室(4)，所述腔室(4)在所述第一端(10a)处具有开口(12)，
-环状凸缘(14)，其在所述第一端(10a)处连接到所述侧壁(2)并从所述侧壁(2)径向向外延伸，所述凸缘(14)具有面向所述第二端(10b)的内表面(14a)以及与所述内表面(14a)相反的外表面(14b)；
所述胶囊(1)还包括易碎的覆盖元件(11a)，所述覆盖元件(11a)紧固到所述凸缘(14)的外表面(14b)并与所述开口(12)重叠以气密地密封所述腔室(4)，
其特征在于，所述胶囊(1)完全由可分解材料制成，并且所述凸缘(14)具有：
-柔性内部区域(16)，其直接连接到所述侧壁(2)，并且被构造成在饮料制备机的中空活塞(100)的作用下挠曲；
-抵接表面(18)，其配置在所述内部区域(16)处，并且被构造成由所述活塞(100)推动；
其中，所述侧壁(2)包括主体部(2a)和连接部(2b)，所述连接部(2b)将所述主体部(2a)接合到所述凸缘(14)，并且所述连接部(2b)从所述主体部(2a)向所述凸缘(14)厚度增大，所述连接部(2b)能够由于所述活塞(100)在所述抵接表面(18)上的压力而变形，以至少部分地接触所述活塞(100)，并形成对所述活塞(100)的密封。
2.根据权利要求1所述的胶囊(1)，其特征在于，所述凸缘(14)具有连接到所述内部区域(16)并且在所述内部区域(16)外部的外部区域(17)，所述凸缘(14)能够在所述活塞(100)的作用下从未变形构造切换到挠曲构造，在所述未变形构造中，所述外部区域(17)与所述开口(12)基本共面，在所述挠曲构造中，所述凸缘在所述内部区域(16)处弯曲以使所述外部区域(17)更靠近所述主体(10)的所述侧壁(2)。
3.根据权利要求2所述的胶囊(1)，其特征在于，所述胶囊包括用于将所述胶囊(1)配置在饮料制备机中的对中部件(19)，所述对中部件(19)靠近所述抵接表面(18)并且在所述抵接表面(18)外部。
4.根据权利要求3所述的胶囊(1)，其特征在于，所述对中部件(19)包括包围所述抵接表面(18)的环状突起(21)。
5.根据权利要求3或4所述的胶囊(1)，其特征在于，所述对中部件(19)被构造成当所述凸缘(14)处于所述挠曲构造时不接触所述活塞(100)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的胶囊(1)，其特征在于，所述凸缘(14)的所述内部区域(16)具有形成在接近所述开口(12)的外表面(2c)上的环状槽(15)。
7.根据权利要求6所述的胶囊(1)，其特征在于，所述槽(15)的直径处于30mm至40mm的范围内。
8.根据权利要求7所述的胶囊(1)，其特征在于，所述槽(15)的深度处于0.1mm至0.7mm的范围内。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的胶囊(1)，其特征在于，所述凸缘(14)的厚度处于0.85mm至1.05mm的范围内。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的胶囊(1)，其特征在于，所述主体部(2a)相对于所述中心轴线(A)以第一角度(B)倾斜，所述第一角度处于4°至25°的范围内。
11.根据权利要求10所述的胶囊(1)，其特征在于，所述侧壁(2)的外表面(2c)在所述连接部(2b)处相对于所述中心轴线(A)以第二角度(C)倾斜，所述第二角度(C)大于所述第一角度(B)。
12.根据权利要求11所述的胶囊(1)，其特征在于，所述第二角度(C)处于15°至45°的范围内。
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