CN107207138B - 用于分配饮料的胶囊及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于分配饮料的胶囊(10)，该胶囊包括：适合于容纳待分配产品(P)的主体(20)，该主体包括底部(22)和从所述底部(22)延伸出并以边缘(26)终止的侧壁(24)；闭合构件(30)，该闭合构件适合于将所述主体(20)密封地闭合；以及至少一个第一阀装置(40)，所述至少一个第一阀装置适合于允许饮料从所述胶囊(10)排出或者允许液体进入所述胶囊(10)。所述主体(20)由纤维素浆料制成，所述闭合构件(30)由生物相容性材料制成，并且所述胶囊(10)进一步包括由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜(23)，该第一密封膜至少在所述至少一个第一阀装置(40)处位于所述主体(20)的所述底部(22)内。还描述了一种制造如上所述的用于分配饮料的胶囊的方法。

Description

用于分配饮料的胶囊及其制造方法
技术领域
本发明一般而言涉及胶囊的技术领域，该胶囊在该胶囊本身内的压力作用下通过温暖或寒冷的液体(通常是水)来分配饮料，特别是分配咖啡、茶、草药茶、巧克力、风味巧克力、人参、瓜拉纳、肉汤用膏状复合物、蔬菜汤用脱水干粉或替代物。更具体地说，本发明涉及一种用于分配饮料的胶囊，该胶囊完全是生物相容性的，因此可容易地自由处理或重复用于肥料或发热，同时还能够提高饮料分配的效率并且优化其口感特征。本发明还涉及制造所述胶囊的方法。
背景技术
近年来，越来越多地使用胶囊来分配饮料。咖啡或其它饮料的胶囊是由铝或塑料或类似材料制成的容纳待分配产品的微小刚性容器。它们与由非刚性纸质过滤器构成的囊袋(pod)不同，这是因为它们实现了比囊袋具有更大粗细的咖啡粉末，从而使得饮料吸取更强烈。
由于制备饮料的机器的低成本、容易使用和包装实用性，胶囊当前分布广泛并且已经获得巨大的商业成功。然而，缺点当中有胶囊的价格相对较高，并且这种胶囊与市场上的各种分配系统几乎完全不兼容。
另外，使用聚合物(通常是聚丙烯，因为聚丙烯耐开水)制造胶囊给处理、再生和堆肥带来相当大的问题。具体而言，在开始混合有适合于加速聚丙烯腐烂的其它物质的该聚丙烯的处理、再生或堆肥之前，必须将当前聚合物材料从包括在其中的粉末残余物或食物糊分离开。
US 4,136,202涉及一种容纳利用适当设备构成饮品的物质的胶囊。该胶囊主要由铝制成的本体和同样由铝制成的薄膜构成，该本体具有截锥形的大体形状，该截锥形具有位于其基部的轮缘，所述薄膜将该基部封闭。该薄膜设置有弱化线，该弱化线由于由胶囊内的进入液体产生的压力而致使薄膜断裂，因而产生供饮品排出的开口。
EP 2409 932公开了一种用于制作输液的产品容纳胶囊，该胶囊具有位于其上基部的双向阀。在使用时，将高压高温水注射到该胶囊内，穿过该胶囊并且通过该阀从胶囊排出。
EP 1579 792描述了一种由铝或塑料制成的盒，该盒包括杯部和盖部。该杯部包括基部、侧壁和与基部相对的轮缘，盖部固定地附装至该轮缘。该盖部包括限定用于流体物质的第一通路的盖端口，并且杯的基部包括限定用于流体物质的第二通路的杯端口。该盒进一步包括安装在杯端口上的阀装置，该阀装置在饮料抽取阶段期间可在流体物质的压力作用下弹性地打开，从而允许流体物质在这种饮料抽取阶段期间通过杯端口。具体地说，该阀装置具有一个或多个线性或十字形状的切口或豁口。
EP 2522 234涉及一种容器，该容器被布置成容纳一定剂量的固体产品，可从该固体产品榨取饮料。具体而言，该容器包括由不可渗透水和氧的材料制成的壁装置，这些壁装置限定了容纳固体产品的空腔。这种不可渗透水和氧的材料为从如下材料构成的组选择的可食用膜或可生物降解材料：聚乳酸(PLA)、衍生自淀粉的可生物降解的聚合物、聚羟基脂肪酸酯、微生物聚酯。
然而，当前市场上可获得的胶囊都有一些缺点。第一个缺点为与它们的处理和/或堆肥化有关的时间和成本。在它被送到再生设施之前，必须将通常由塑料材料或铝制成的胶囊本体从容纳在胶囊中的粉末残余物或食物糊分离开。当前市场可获得的胶囊被构造成适合于引入胶囊的分配机器的结构特征，诸如将水引入胶囊内的模式以及将饮料从胶囊分配出去的模式。结果，它们不能使自身在不同的分配机器上使用。
发明内容
因此，本发明的根本问题是提供一种用于分配饮料的新颖的胶囊，该胶囊完全是生物相容性的并因此容易降解和/或堆肥，并且该胶囊同时能够与市场上可获得的各种分配机器一块使用。
本发明的另一个目的是提供一种用于分配饮料的胶囊，该胶囊能够提高饮料分配的效率并且能够优化其口感特征。
因此，根据本发明的第一方面，提供了一种用于分配饮料的胶囊，该胶囊包括：
-适合于容纳待分配产品的主体，该主体包括底部和从所述底部延伸出并以边缘终止的侧壁；
-闭合构件，该封闭构件适合于将所述主体密封地闭合；以及
至少一个第一阀装置，所述至少一个第一阀装置适合于允许饮料从所述胶囊排出或者允许液体进入所述胶囊。
所述胶囊的特征在于，所述主体由纤维素浆料制成，所述闭合构件由生物相容性材料制成，并且该胶囊包括由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜，该第一密封膜至少在所述至少一个第一阀装置处位于所述主体的所述底部内。
在该用于分配饮料的胶囊中，通过该胶囊的特定构造解决了上述缺陷，该构造允许所述胶囊完全是生物相容性的并与市场上可获得的不同分配机器兼容，并且允许改善所分配的饮料的口感特征。
事实上，在本发明中使用的用于制造胶囊的纤维素浆料极其稳定并且耐开水；这种纤维素浆料在切割、预切割、压花、穿孔或钻孔的情况下不会被切成薄片；并且它没有聚合物典型的记忆效应。
以下，在本说明书以及随后的权利要求书中，表述“纤维素浆料”是指通过压碎并研磨耐热水的植物纤维(该植物纤维通常从甘蔗或竹子或其它类似的天然产品获得)之后将这样获得的粉末与从块茎获得的植物淀粉混合而获得的密度在600和650Kg/m3之间的产品。
本发明中使用的纤维素浆料在-40℃和240℃之间的干燥氛围中以及在120℃下的潮湿环境中都具有高耐热性。
以下，在本说明书以及随后的权利要求书中，表述“待分配产品”是指适合于在2巴和20巴的压力下使热或冷的液体(通常是水)在胶囊本身内部通过而以溶质相分配饮料的采取干粉末、浓缩物、膏糊或乳膏形式的任何产品。
以下，在本说明书以及随后的权利要求书中，表述“由可食用材料制成的密封膜”是指包括至少一种海藻酸盐的膜，该膜施加在供饮料从胶囊排出或用于将液体引入胶囊内的阀装置处，并且在用待分配产品填充胶囊之前将这种阀装置密封，直到使用该胶囊为止。
以下，在本说明书以及随后的权利要求书中，表述“阀装置”是一元件或该元件的一部分，该元件或该元件的一部分被构造成打开而允许液体通过由该液体施加在该元件或该元件的一部分上的压力的作用而流过该元件或该元件的一部分。
优选地，这样的海藻酸盐为海藻酸钠。
在特别优选的实施方式中，由可食用材料制成的密封膜通过在蒸馏水中混合海藻酸钠和氯化钙来获得。
在优选实施方式中，包括至少一种海藻酸盐的可食用材料可以补充有调味物质。有利地，尽管这些物质在品尝饮料时是可察觉的，但是它们不会污染制造机器的待分配产品的分配器。优选地，所述闭合构件由滤纸制成。有利地获得可渗透液体但是不需要被分配机器刺穿的闭合构件。
在进一步优选的实施方式中，由滤纸制成的所述闭合构件与由微穿孔纤维素制成的膜联接。优选地，由滤纸制成的闭合构件和微穿孔纤维素膜之间的联接通过在相应的周边部分处进行热密封而获得。随之在由滤纸制成的闭合构件和微穿孔纤维素膜之间限定间隙。
可以在本发明中使用并且可在市场上获得的微多孔纤维素膜的优选示例为Corapack S.r.l.公司的产品。
有利地，该微穿孔纤维素膜抵抗滤纸的缩回，从而允许由分配机器将其刺穿。这样，滤纸的闭合构件模拟了现有技术中已知的铝闭合构件典型的诸如延展性之类的特性。
尽管申请人不想束缚于任何解释性理论，但是认为微多孔纤维素膜和由放置其上的滤纸制成的闭合构件之间的间隙产生了使所分配的饮料起泡的振动作用，因而允许分配的饮料具有与通过专业酒吧机器分配的饮料类似的特征。这是由于微穿孔纤维素膜没有缩回引起的。
有利地，由滤纸制成的所述闭合构件通过所述主体的所述边缘的热密封和/或在所述主体的所述边缘处施加基于纤维素的膜而将所述主体密封。
在特别优选的实施方式中，闭合构件由纤维素浆料制成。有利地获得完全由纤维素浆料获得的用于分配饮料的胶囊，该胶囊因此在处理稳定性、热稳定性以及没有聚合物通常具有的记忆效应方面更为均匀。
有利地，由纤维素浆料制成的所述闭合构件通过在所述边缘处施加基于纤维素的膜而将所述主体密封。
在另选实施方式中，该胶囊进一步包括：至少一个第二阀装置，所述至少一个第二阀装置形成在所述闭合构件处并且适合于促进饮料从所述胶囊排出或促进液体进入所述胶囊内；以及至少一个第二密封膜，所述至少一个第二密封膜由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成并且至少在所述至少一个第二阀装置处位于所述闭合构件内。
有利地，所述第二阀装置的存在促进了液体进入胶囊或促进了饮料从胶囊排出，并且不需要由分配机器进行刺穿。而且，位于闭合构件内的由可食用材料制成的密封膜能够将阀装置与外部环境密封开来。
优选地，由纤维素浆料制成的所述主体在内部和/或在外部覆盖有基于纤维素的膜。有利地，这样处理的胶囊增加了主体的稳定性、抗性和防水性，从而确保其完整的内部和/或外部密封。因而获得了胶囊在分配饮料时的性能的显著改善。而且，基于纤维素的膜有利地具有承受饮料分配的特定高温(通常90℃以上)以及可生物降解的特性。有利地，使用无臭、无味、无色和可生物降解的基于纤维素的膜允许在利用待分配产品填充胶囊时胶囊的机械抗性。
优选地，所述第一阀装置和/或第二阀装置由通过在所述胶囊的底部和/或所述闭合构件处制作切口和/或弱化线获得的单向片状阀构成。这可以有利地获得自分配胶囊，这种胶囊不需要分配机器进行刺穿。
优选地，所述切口和/或所述弱化线为十字形、弧形、L形或者它们的组合。
在优选实施方式中，根据本发明的胶囊进一步包括适合于过滤进入液体的至少一个过滤器。有利地，所述过滤器允许改善进入流体的特征，例如保持氯、含氯物质和有机污染物。
优选地，所述过滤器由活性炭制成。
在进一步优选的实施方式中，根据本发明的胶囊进一步包括适合于过滤流出饮料的至少一个防颗粒过滤器。有利地，所述防颗粒过滤器允许使用非溶性的叶子或粉末产品进行分配，从而允许保留将降低分配饮料的口感特征的颗粒。
优选地，所述防颗粒过滤器由非致密纤维、滤纸、非致密粉末木炭的纤维素浆料制成。
优选地，容纳在所述胶囊中的待分配产品可以选自咖啡、茶、草药茶、巧克力、风味巧克力、人参、瓜拉纳、肉汤用膏状复合物、蔬菜汤用脱水干粉或替代物。
根据本发明的另一个方面，提供了一种制造用于分配饮料的胶囊的方法，该方法包括如下步骤：
a)提供胶囊，该胶囊包括由纤维素浆料制成的主体，该主体包括底部和从所述底部延伸出并以边缘终止的侧壁；
b)提供由生物相容性材料制成的闭合构件，该闭合构件适合于将所述主体密封地闭合；
c)可选地，在内部和/或外部利用基于纤维素的膜覆盖所述主体；
d)在所述主体的底部处制作切口和/或弱化线以便获得至少一个第一阀装置，并且至少在所述至少一个第一阀装置处在所述主体的所述底部内施加由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜；
e)可选地，在所述主体的闭合构件处制作第二切口和/或弱化线以便获得至少一个第二阀装置，并且至少在所述至少一个第二阀装置处在所述闭合构件内施加由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第二密封膜；
f)用待分配产品填充所述主体；以及
g)利用所述闭合构件将所述主体密封。
有利地，通过根据以上描述的方法获得轻的、刚性的且干的胶囊。可选地，包括底部和侧壁的主体具有可变厚度。而且，这样获得的胶囊具有高的耐水性和耐热性特征以及优异的可使用性。有利地，使用包括纤维和植物淀粉的纤维素浆料解决了产生碎屑和纤维的缺陷，并且更容易校准阀的打开载荷。另外，纤维素浆料完全没有记忆效应。没有聚合物典型的记忆效应得到了保持入口通道而不是出口通道打开的优点，从而允许实现单向阀，而这利用聚合物很难且经常不可能实现。
所述步骤a)和b)包括如下步骤：
a1)提供包括纤维和植物淀粉的纤维素浆料粉末；
b1)在室温下将所述粉末和水机械混合，直到获得均匀的膏糊；
c1)使所述膏糊经受至少一次轧光处理，直到获得厚度在大约0.4mm和3mm之间的片材；
d1)将所述片材与水机械混合，直到获得纤维素纤维的淀粉悬浮液；
e1)通过模具内的过滤装置过滤所述悬浮液；以及
f1)在90℃和120℃之间的温度下进行干燥并且压缩截留在所述过滤装置中的淀粉纤维素纤维，直到获得所述主体或所述闭合构件。
在根据本发明的方法的优选实施方式中，在步骤d1)中，可以添加食品着色剂。
在根据本发明的方法的优选实施方式中，在步骤d)和/或e)中，根据本领域技术人员公知的技术，可选地在支撑基质上通过喷雾或散布来施加由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜和/或第二密封膜。
例如，在本发明中特别是在步骤d)和/或e)中使用的由可食用材料制成的密封膜可以通过在蒸馏水中混合3％(w/v)海藻酸钠直到获得均匀粘性膏糊而获得。然后在自承载支撑基质例如胶质上均匀地过滤、喷洒或层压上述膏糊，从而形成若干μm的膜。之后，在蒸馏水中利用0.5M的CaCl2溶液喷洒或浸透该基质10至20秒，以允许两种化合物发生界面离子交联，直到获得非晶态密封膜。最后，利用热改性干气流将成膜并固化的基质干燥。
另选地，将蒸馏水中的3％(w/v)海藻酸钠和0.5M的CaCl2的复合物以恒定厚度散布在冷平面上，因而获得采取圆盘形状或片状的密封膜。
在喷雾的情况下，可以执行两次单独喷雾(蒸馏水中的3％(w/v)海藻酸钠和蒸馏水中的0.5M的CaCl2)，或者优选通过两个喷嘴进行单次喷雾。
优选地，通过在所述主体的边缘处进行热密封和/或施加基于纤维素的膜而执行步骤g)。
优选地，根据本领域技术公知的技术，通过喷雾、挤压或散布来施加所述基于纤维素的膜。
通过以优选10和30％w/w的浓度将纤维素粉末溶解在食品级溶剂中获得基于纤维素的膜。
可以在本发明中使用的食品级溶剂从由甲醇、丙酮和它们的混合物组成组中选择。
在根据本发明的方法的进一步实施方式中，在步骤b1)中，所述混合物可以经受阳离子处理。这可以通过利用吸附作用而有利地增加纤维素浆料的防水性。
附图说明
从下文中仅参照附图通过非限制性示例进行的本发明的一些优选实施方式的如下详细描述将更清楚地示出本发明的进一步的特征和优点。参照单一构造示出并描述的不同特征可以按照期望进行组合。在附图中：
图1是穿过根据本发明的第一实施方式的胶囊的轴向剖视图，其中至少一个第一阀装置位于闭合位置；
图2示出了图1的处于使用状态下的胶囊，其中至少一个阀装置位于通向胶囊外部的打开位置，以允许从胶囊分配饮料；
图3是图1的处于使用状态下的胶囊的变型的轴向剖视图，其中至少一个第一阀装置位于朝向胶囊内部的打开位置以允许液体进入胶囊内；
图4是穿过根据本发明的另一个实施方式的胶囊的轴向剖视图，其中至少一个第一阀装置和至少一个第二阀装置位于闭合位置；
图5示出了图4的胶囊，其中至少一个第一阀装置位于通向胶囊外部的打开位置以允许从胶囊分配饮料，并且至少一个第二阀装置位于通向胶囊内部的打开位置以允许液体进入胶囊内；
图6是图4和图5的胶囊的变型的轴向剖视图，其中至少一个第一阀装置位于通向胶囊内部的打开位置以允许液体进入胶囊内，并且至少一个第二阀装置位于通向胶囊外部的打开位置以允许从胶囊分配饮料；
图7a至图7d是根据本发明的胶囊的俯视图，示出了阀装置的不同构造；以及
图8至图10示意性地示出了根据本发明的制造用于分配饮料的胶囊的方法的步骤。
具体实施方式
在如下描述中，对于附图的图示，使用相同或类似的附图标记表示相同或类似的功能。
参照图1和图2，图1和图2示出了根据本发明的第一实施方式的用于分配饮料的胶囊，该胶囊总体上由附图标记10表示。
胶囊10具有通常具有截锥形形状的主体20和适合于将主体20密封的闭合构件30。
具体而言，主体20适合于容纳采取粉末或颗粒形式的待分配产品P，诸如咖啡、茶、草药茶、巧克力、风味巧克力、人参、瓜拉纳、肉汤用膏状复合物、蔬菜汤用脱水干粉或替代物，并且它包括底部22和侧壁24，该侧壁24从底部22延伸并以边缘26终止。边缘26因此基本与底部22相对并限定由闭合构件30密封的主体20的开口21。
至少一个第一阀装置40设置在主体20的底部22处，所述至少一个第一阀装置40适合于允许饮料从胶囊10排出。
在图示的实施方式中，第一阀装置40由通过在底部22中设置至少一个切口41获得的单向片状阀构成。
替换切口41或除了切口41之外，可以设置一个或多个弱化线或类似装置，如下面将在本描述中更清楚地出现的，所述一个或多个弱化线或类似装置适合于确保在胶囊10内达到预定压力时单向片状阀打开。
具体参照图7a至图7d，在胶囊10的底部22中制作的切口和/或弱化线能够适合于用途的任何形状，诸如在底部22的中央制作的十字41a(图7a)、在底部22的中央处制作的十字41b和围绕十字41b布置的L形元件42b、布置在底部22的中央处的弧41c和在底部22中适当地分布的多个弧41d。然而，适合于用途并且在本领域技术人员的知识范围内的切口和/或弱化线的所有可能形状和组合都落入本发明的范围内。切口和/或弱化线的大小、形状和数目取决于容纳在胶囊10中的待分配产品P。
主体20的底部22进一步具有位于胶囊10内并至少位于单向片状阀处的第一密封膜23，该第一密封膜由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成，适合于在胶囊10的存储状态下将单向片状阀与外部环境密封开来。优选地，由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜23包括海藻酸钠和氯化钙，并且有利地无臭、无色和无味。
例如，通过适当地计量海藻酸钠和氯化钙的量来适当地修改由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜23的密度及其厚度，可以预先确定这种密封膜23的溶解滞后作用，该滞后作用适合于在分配饮料时确保胶囊10内存在的待分配产品10的灌注时间，该灌注时间可以预设为大约一分钟。此外，一旦溶解在饮料中，由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜23就赋予该可食用材料更高密度或“稠度”。
根据本领域技术人员公知的技术，由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜23可以通过喷雾、散布或插入而以圆盘形状施加。
主体20由纤维素浆料制成，如上所述，该纤维素浆料是通过压碎并研磨耐热水的植物纤维(该植物纤维通常从甘蔗或竹子或其它类似的天然产品获得)之后将这样获得的粉末与从块茎获得的植物淀粉混合而获得的密度在600和650Kg/m3之间的产品。
在图1和图2所示的实施方式中，闭合构件30由滤纸制成，并且优选通过在主体20的边缘26处进行热密封而将胶囊10的开口21密封。另选地或者除了热密封之外，通过将基于纤维素的膜插入在边缘26和闭合构件30之间来实现闭合构件30在胶囊10的主体20上的密封。
优选地，由滤纸制成的闭合构件30与微穿孔纤维素膜33联接，该纤维素膜33例如是由Corapack S.r.l.公司销售的产品。通过在闭合构件30的表面的面向胶囊10的主体20的周边部分处进行热密封而将微穿孔纤维素膜33联接至滤纸制成的闭合构件30。随后在由滤纸制成的闭合构件30和微穿孔纤维素膜33之间限定间隙。这种微穿孔纤维素膜33抵抗滤纸闭合构件30的缩回，从而允许通过分配机器将其刺穿。这样，由滤纸制成的闭合构件模拟了通常作为本领域中已知的铝闭合构件的特性诸如延展性之类的特性。此外，微穿孔纤维素膜33和放置在其上的由滤纸制成的闭合构件之间的间隙产生了振动作用，该振动作用使得从胶囊10排出的饮料起泡，因而允许分配的饮料具有与通过专业酒吧机器分配的饮料类似的特征。这是由于微穿孔纤维素膜没有缩回引起的。
优选地，胶囊10的主体20在内部和/或外部覆盖有基于可生物降解的纤维素的膜27、28，这种膜能够承受饮料的具体分配高温，通常高于90℃。
这种基于纤维素的覆盖膜27、28有利地增加了主体20的稳定性、抗性和防水性。因而，获得了胶囊10在分配饮料方面的性能的显著改进。
有利地，在其面向胶囊10的主体20的表面处或在微穿孔纤维素膜33(如果设置了)的下游，闭合构件30具有供进入流体通过闭合构件30进入胶囊10内的过滤器32。例如由活性炭制成的这种过滤器32有利地允许将灌注流体中存在的诸如氯、有机污染物和类似成分的物质保留在该活性炭中，因而改善灌注流体以及所分配的饮料的特征。
优选地，在主体20的底部22处设置防颗粒过滤器25，该防颗粒过滤器25适合于对从胶囊10排出的饮料进行过滤。这种防颗粒过滤器25布置在由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜23的上游，并且其有利地允许将待分配产品P的颗粒保留在该过滤器25中，因而改善所分配的饮料的特征。
优选地，这种防颗粒过滤器25由非致密纤维、滤纸、非致密粉末木炭的纤维素浆料制成。更优选地，该防颗粒过滤器由基重为15和100g/m2之间的滤纸构成。
参照图2，图2示出了图1的胶囊10在操作状态下的操作，其中高压高温的液体(通常是水)通过闭合构件30进入胶囊10内(F进入)，并且饮料通过在主体20的底部22中获得的单向片状阀从胶囊10排出(F排出)。
由于设置有防颗粒过滤器25，所以所分配的饮料将没有待分配产品P的颗粒，这种颗粒会降低其口味。
此时，可以将胶囊10从分配机器移除，并且直接处理掉，而不必将产品P从胶囊10的其它部件诸如主体20和闭合构件30分离。
参照图3，图3示出了图1和图2的用于分配饮料的胶囊的变型。
总体上由附图标记110表示的图3的胶囊具有：由纤维素浆料制成的主体120，该主体120具有底部122和从底部122延伸并以边缘126终止的侧壁124；以及例如由滤纸制成的可生物降解的闭合构件130，该闭合构件130例如通过热密封和/或在闭合构件130和主体120的边缘126之间插入基于纤维素的密封膜而适合于将主体120密封。
在主体120的底部122处设置有至少一个第一阀装置，诸如通过在底部122中设置至少一个切口141和/或弱化线而获得单向片状阀140。这种单向片状阀140适合于允许高压高温的液体(通常是水)进入胶囊10内。该单向片状阀140可以采取参照图1和图2的胶囊10的单向片状阀提供的所有构造。
尽管没有示出，但是主体120可以在内部和/或外部覆盖有相应的可生物降解的基于纤维素的膜。
主体120的底部122具有位于胶囊120内并且至少位于单向片状阀140处的由包括至少一种海藻酸盐(优选包括海藻酸钠和氯化钙)的可食用材料制成的第一密封膜123，该第一密封膜123适合于在胶囊10的存储状态下将单向片状阀140和外部环境密封开来。
优选地，在主体120的底部122处设置有过滤器125，该过滤器125例如由活性炭制成，并且适合位于将灌注流体中存在的诸如氯、有机污染物和类似成分之类的物质保留在该活性炭中，因而改善灌注流体和所分配的饮料的特征。这种过滤器125布置在由包括至少一种海藻酸盐123的可食用材料制成的第一密封膜的下游，位于距离底部122距离d处，从而防止单向片状阀140在其朝向胶囊10的主体120内打开的过程中截断过滤器125而造成其断裂。优选地，该距离d在1和15mm之间。
有利地，在其面向胶囊10的主体120的内部的表面处，闭合构件130具有防颗粒过滤器132，该防颗粒过滤器132有利地允许将待分配产品P的颗粒保留在该过滤器132中，因而改善从胶囊10排出的饮料的特征。
仍然参照图3，图3示出了胶囊110在操作状态下的操作(这与图2所示的状态相反)，其中液体(通常是高压高温的水)通过在主体120的底部122中制作的单向片状阀140进入胶囊110内(F进入)，并且饮料通过由滤纸制成的闭合构件130从胶囊110排出(F排出)。
首先，将胶囊110引入分配机器(未示出)内。之后，向胶囊110供应液体。由于液体的高压和高温，在主体120的底部120中制作的单向片状阀140向胶囊110的内部打开，并且由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜123溶解，从而将液体引入胶囊210内(F进入)。液体然后由布置在由包括至少一种海藻酸盐的可使用材料制成的第一膜的下游并与底部122适当地间隔开的过滤器125过滤，并且与容纳在主体120中的待分配产品P诸如咖啡粉末接触。
在预定时间之后，饮料通过由滤纸制成的闭合构件130而从胶囊110排出而被分配(F出口)。
由于设置有防颗粒过滤器132，所获得的饮料将没有待分配产品P的颗粒，这种颗粒将劣化其口感。
此时，可以将胶囊110从分配机器移除并直接处理，而无需将主体120和闭合构件130从产品P分离。
图4和图5示出了根据本发明的另一个实施方式的用于饮料的胶囊。
总体上由附图标记210表示的该胶囊具有：由纤维素浆料制成的主体220，该主体220包括底部222和从底部222延伸出并以边缘226终止的侧壁224；以及可生物降解的闭合构件230，与主体120一样，该闭合构件230也是由纤维素浆料制成的，并且适合于密封主体220。具体地说，通过在闭合构件230和主体220的边缘226之间插入基于纤维素的膜231而通过闭合构件230将主体220闭合。
在主体220的底部222处设置有至少一个第一阀装置，诸如通过在底部222中设置至少一个切口241或弱化线而获得单向片状阀240，所述至少一个第一阀装置适合于促进灌注液体(通常是高压高温的水)进入胶囊210内。单向片状阀240可以采取参照图1和图2的胶囊10的单向片状阀设置的所有构造。
尽管没有示出，但是主体220可以在内部和/或在外部覆盖有相应的可生物降解的基于纤维素的膜。
主体220的底部222进一步具有位于胶囊210内并至少位于单向片状阀240处的由包括至少一种海藻酸盐(优选包括海藻酸钠和氯化钙)的可食用材料制成的第一密封膜，该第一密封膜适合于在胶囊210的存储状态下将单向片状阀240与外部环境密封开来。
有利地，在底部222处且在由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜223的上游，将防颗粒过滤器225设置在胶囊210内。
在主体220的闭合构件230处设置有至少一个第二阀装置，诸如通过在底部210中设置至少一个切口243或弱化线获得单向片状阀242，所述至少一个第二阀装置适合于促进液体(通常是高温高压的水)进入胶囊210内。
第二阀装置242完全类似于以上参照图1至图3中的胶囊1和110描述的第一阀装置，因此下面不再进一步详细描述它们。
闭合构件230具有位于胶囊210内并至少位于单向片状阀242处的由包括至少一种海藻酸盐(优选包括海藻酸钠和氯化钙)的可食用材料制成的第二密封膜234，该第二密封膜适合于在胶囊210的存储状态下将单向片状阀242与外部环境密封开来。
优选地，在闭合构件230处设置例如由活性炭制成的过滤器232，该过滤器适合于将灌注流体中存在的诸如氯、有机污染物等物质保留在该过滤器内，因而改善进入的灌注流体以及所分配的饮料的特征。这种过滤器232布置在由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第二密封膜234的下游，位于距离闭合构件230距离d处，从而防止单向片状阀242在其通向胶囊210内部的过程中截断过滤器232而导致其(片状阀242)断裂。
参照图5，图5示出了图4的处于操作状态下的胶囊210的操作，其中液体(通常是高压高温的水)通过形成在闭合构件230中的单向片状阀242进入胶囊210内(F进入)，并且饮料通过形成在主体220的底部222中的单向片状阀240而从胶囊210排出(F排出)。
首先，将胶囊210引入分配机器(未示出)内。之后，将液体供应至胶囊210。由于液体的高压高温，形成在闭合构件230中的单向片状阀242向胶囊210内打开，并且由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第二密封膜234溶解，结果使液体进入胶囊210内(F进入)。液体然后由过滤器232过滤并进入而与容纳在主体220中的待分配产品P例如咖啡粉末接触。
在预定时间之后，由于胶囊210内的高压和高温，形成在底部222中的单向片状阀240向胶囊210外打开，并且由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜223溶解，结果使饮料从胶囊210排出(F排出)。
由于设置有防颗粒过滤器225，因此所分配的饮料将没有待分配产品P的颗粒，这种颗粒将降低饮料的口感。
此时，可以将胶囊210从分配机器移除并直接处理，而无需将产品P从胶囊210的部件诸如主体220和闭合构件230移除。
参照图6，图6示出了图4和图5的用于分配饮料的胶囊的变型。
总体上由附图标记310表示的胶囊具有：由纤维素浆料制成的主体320，该主体320包括底部322和从底部322延伸出并以边缘326终止的侧壁324；以及可生物降解的闭合构件330，与主体320一样，该闭合构件330也由纤维素浆料制成，并且适合于将主体320密封。具体而言，通过在闭合构件330和主体320的边缘326之间插入基于纤维素的膜332而通过闭合构件330将主体320闭合。
在主体320的底部322处设置有至少一个阀装置，诸如类似于以上参照所图示的其它实施方式描述的单向片状阀340，所述至少一个第一阀装置适合于将灌注液体(通常是高温高压的水)引入胶囊310内。
主体320的底部322进一步具有位于胶囊320内并至少位于单向片状阀340处的由包括至少一种海藻酸盐(优选包括海藻酸钠和氯化钙)的可食用材料制成的第一密封膜323，该第一密封膜323适合于在胶囊310的存储状态下将单向片状阀340与外部环境密封开来。
优选地，在底部322处设置有过滤器325，该过滤器325适合于将灌注流体中存在的诸如氯、有机污染物之类的物质保留在其中，因而改善进入的灌注流体和所分配的饮料的特征。这种过滤器325布置在由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜323的下游，位于距离底部322距离d处，以便防止单向片状阀340在其向胶囊310内打开过程中截断过滤器325而使其断裂。
在主体320的闭合构件330处设置有至少一个第二阀装置，诸如类似于以上参照所图示的其它实施方式描述的单向片状阀342，该片状阀342适合于允许饮料从胶囊310排出。
闭合构件330具有位于胶囊310内并至少位于单向片状阀342处的由包括至少一种海藻酸盐(优选包括海藻酸钠和氯化钙)的可食用材料制成的第二密封膜334，该第二密封膜334适合于在胶囊310的存储状态下将单向片状阀342与外部环境密封开来。
有利地，在闭合构件330处并且在由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第二密封膜的上游，将防颗粒过滤器332设置在胶囊310内，该防颗粒过滤器332适合于将待分配产品P的颗粒保持在该过滤器332内，因而改善所分配的饮料的特征。
仍然参照图6，图6示出了胶囊310在操作状态下的操作(这与图2所示的状态相反)，其中液体(通常是高压高温的水)通过在主体320的底部322中形成的单向片状阀340进入胶囊310内(F进入)，并且饮料通过形成在闭合构件330中的单向片状阀342从胶囊排出(F排出)。
首先，将胶囊310引入分配机器(未示出)内。之后，向胶囊310供应液体。由于液体的高压和高温，形成在底部322中的单向片状阀340向胶囊310的内部打开，并且由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜323溶解，从而将液体引入胶囊310内(F进入)。液体然后由过滤器325过滤，并且与容纳在主体320中的待分配产品P诸如咖啡粉末接触。
在预定时间之后，由于胶囊310内存在的高温高压，形成在闭合构件330中的单向片状阀342向胶囊310外打开，并且由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第二密封膜334溶解，结果将饮料从胶囊310排出(F排出)。
由于设置有防颗粒过滤器332，因此所分配的饮料将没有待分配产品P的颗粒，这种颗粒将降低饮料的口感。
此时，可以将胶囊310从分配机器移除并直接处理掉。
参照图8至图10，描述根据本发明的制造胶囊的方法。
根据本发明的方法生产胶囊的工厂包括混合设备50，其中供送包括纤维和植物淀粉51和水52的纤维和植物淀粉51和水52。
在室温下进行混合，直到获得均匀的膏糊53。然后将该均匀的膏糊53从混合设备50排出，并且通过轧光和压实辊54使其经受至少一种轧光处理，直到获得厚度在大约0.4mm和3mm之间的片材55。例如通过剪裁刀56从这种片材55开始，使用本身已知的传统切割操作能够获得具有预定长度的切头57。
在包括机械叶片的混合设备中给这些切头57供应水52，直到获得纤维素纤维的淀粉悬浮液59。
然后将该悬浮液59从混合设备排出并且通过模具61内的过滤装置60(优选是金属网)对该悬浮液进行过滤。通过抽吸孔63回收过多的水，并且将纤维素纤维和淀粉62截留到过滤装置60内。
之后，使用热流64以90和120℃之间的温度将截留在过滤装置60中的纤维素纤维和淀粉62干燥，直到获得干燥且刚硬的主体20、120、220、320，该主体包括底部22、122、222、322和从底部22、122、222、322延伸出并以边缘26、126、226、326终止的侧壁24、124、224、324(图1至图6)。
根据本发明的方法还可以用于制造所述主体20、120、220、320的闭合构件30、130、230、330。
在根据本发明的方法的进一步步骤(未在图中示出)中，如此获得的主体20、120、220、320可以在内部和/或外部覆盖有基于纤维素的膜27、28(图1)。
优选地，根据本领域技术人员已知的技术通过喷雾、挤压或散布来施加基于纤维素的膜27、28。
在根据本发明的进一步步骤(未在图中示出)中，使从模具61排出的主体20、120、220、320和/或闭合构件30、130、230、330在所述主体的底部处至少经受第一切割和/第一弱化线，以便获得至少一个第一阀装置40、140、240、340。然后在所述至少一个第一阀装置40、140、240、340处向主体20、120、220、320的所述底部22、122、222、322内施加由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜23、123、223、323(图1至图6)。
在根据本发明的进一步步骤(未在图中示出)中，在所述主体220、320的闭合构件230、330处形成第二切口和/或第二弱化线以获得至少第二阀装置242、342。然后至少在所述至少一个第二阀装置242、342处在所述闭合构件230、330内施加由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第二密封膜234、334(图1至图6)。
优选地，所述弱化线和/或切口为十字形或弧形或十字形和弧形的组合(图7a至图7d)。
用待分配产品P填充这样获得的主体20、120、220、320，并且通过热密封和/或在所述主体20、120、220、320的边缘26、126、226、326处施加基于纤维素的膜231、331而利用所述闭合构件30、130、230、330密封所述主体(图1至图6)。
从以上描述可以清楚实现本发明的目的的用于分配饮料的胶囊及其制造方法的特征以及相关的优点。
在不脱离本发明的教导的情况下，上述实施方式可以具有附加的变型。

Claims (20)

1.一种用于分配饮料的胶囊，该胶囊包括：
适合于容纳待分配产品的主体，该主体包括底部和从所述底部延伸出并以边缘终止的侧壁；
闭合构件，该闭合构件适合于将所述主体密封地闭合；以及
至少一个第一阀装置，所述至少一个第一阀装置适合于允许饮料从所述胶囊排出或者允许液体进入所述胶囊；
其特征在于，所述主体由纤维素浆料制成，所述闭合构件由生物相容性材料制成，并且所述胶囊包括由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜，该第一密封膜至少在所述至少一个第一阀装置处位于所述主体的所述底部内。
2.根据权利要求1所述的胶囊，其特征在于，所述闭合构件由滤纸制成。
3.根据权利要求2所述的胶囊，其特征在于，由滤纸制成的所述闭合构件与由微穿孔纤维素制成的膜联接。
4.根据权利要求2或3所述的胶囊，其特征在于，由滤纸制成的所述闭合构件通过在所述主体的所述边缘处进行热密封而将所述主体密封。
5.根据权利要求4所述的胶囊，其特征在于，该胶囊进一步包括在所述主体的所述边缘处施加基于纤维素的膜。
6.根据权利要求1所述的胶囊，其特征在于，所述闭合构件由纤维素浆料制成。
7.根据权利要求6所述的胶囊，其特征在于，由纤维素浆料制成的所述闭合构件通过在所述边缘处施加基于纤维素的膜而将所述主体密封。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的胶囊，其特征在于，该胶囊还包括：至少一个第二阀装置，所述至少一个第二阀装置形成在所述闭合构件处并且适合于促进饮料从所述胶囊排出或促进液体进入所述胶囊内；以及至少一个第二密封膜，所述至少一个第二密封膜由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成并且至少在所述至少一个第二阀装置处位于所述闭合构件内。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的胶囊，其特征在于，由纤维素浆料制成的所述主体在内部和/或在外部覆盖有基于纤维素的膜。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的胶囊，其特征在于，所述至少一个第一阀装置和/或至少一个第二阀装置由通过在所述胶囊的所述底部和/或所述闭合构件处制作切口和/或弱化线获得的单向片状阀构成。
11.根据权利要求10所述的胶囊，其特征在于，所述切口和/或所述弱化线为十字形、弧形、L形或者它们的组合。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的胶囊，其特征在于，由可食用材料制成的所述密封膜包括海藻酸钠和氯化钙。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的胶囊，其特征在于，该胶囊进一步包括适合于过滤进入液体的至少一个过滤器。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的胶囊，其特征在于，该胶囊进一步包括适合于过滤流出饮料的至少一个防颗粒过滤器。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的胶囊，其特征在于，所述饮料选自咖啡、茶、草药茶、巧克力、风味巧克力、人参、瓜拉纳、肉汤用膏状复合物、蔬菜汤用脱水干粉或替代物。
16.一种制造胶囊的方法，所述胶囊是根据权利要求1至15中任一项所述的胶囊，该方法包括如下步骤：
a)提供胶囊，该胶囊包括由纤维素浆料制成的主体，该主体包括底部和从所述底部延伸出并以边缘终止的侧壁；
b)提供由生物相容性材料制成的闭合构件，该闭合构件适合于将所述主体密封地闭合；
c)可选地，在内部和/或外部利用基于纤维素的膜覆盖所述主体；
d)在所述主体的所述底部处制作切口和/或弱化线以便获得至少一个第一阀装置，并且至少在所述至少一个第一阀装置处在所述主体的所述底部内施加由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜；
e)可选地，在所述主体的所述闭合构件处制作第二切口和/或弱化线以便获得至少一个第二阀装置，并且至少在所述至少一个第二阀装置处在所述闭合构件内施加由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第二密封膜；
f)用待分配的产品填充所述主体；以及
g)利用所述闭合构件将所述主体密封。
17.根据权利要求16所述的制造胶囊的方法，其中所述步骤a)和b)包括如下步骤：
a1)提供包括纤维和植物淀粉的纤维素浆料粉末；
b1)在室温下将所述粉末和水机械混合，直到获得均匀的膏糊；
c1)使所述膏糊经受至少一次轧光处理，直到获得厚度在0.4mm和3mm之间的片材；
d1)将所述片材与水机械混合，直到获得纤维素纤维的淀粉悬浮液；
e1)通过模具内的过滤装置过滤所述悬浮液；以及
f1)在90℃和120℃之间的温度下进行干燥并且压缩截留在所述过滤装置中的淀粉纤维素纤维，直到获得所述主体或所述闭合构件。
18.根据权利要求16或17所述的制造胶囊的方法，其中在步骤g)和/或e)中，可选地在支撑基质上通过喷雾或散布来施加由包括至少一种海藻酸盐的可食用材料制成的第一密封膜和/或第二密封膜。
19.根据权利要求16或17所述的制造胶囊的方法，其中通过在所述主体的所述边缘处进行热密封和/或施加基于纤维素的膜来执行步骤g)。
20.根据权利要求19所述的制造胶囊的方法，其中通过喷雾、挤压或散布来施加所述基于纤维素的膜。
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