RU2379225C2 - Капсула для приготовления и подачи напитка путем впрыскивания жидкости под давлением в капсулу - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к пищевой промышленности и предназначено для приготовления напитка путем впрыскивания жидкости под давлением в капсулу. Капсула содержит полый корпус, стенку для впрыскивания, прикрепленную к корпусу, и камеру, содержащую слой вещества, подвергаемого экстрагированию. В капсуле имеется средство сдерживания внутреннего давления в камере и средство для рассеивания струи жидкости, снижения скорости струи жидкости, впрыснутой в капсулу, и распределения жидкости по слою вещества со сниженной скоростью. В капсуле образовано пространство для впрыскивания между стенкой и камерой, позволяющее через стенку ввести средство для впрыскивания струи жидкости. Средство рассеивания струи жидкости содержит стенку, которая отделяет пространство для впрыскивания от камеры, содержащей слой веществ. Перфорированная стенка устанавливается с возможностью удерживать слой вещества в сжатом и негидратированном состоянии. Представлен также способ изготовления капсулы. Такая капсула улучшает течение жидкого экстракта через средство сдерживания внутреннего давления и улучшает условия экстрагирования. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 15 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к капсуле, назначение которой - приготовление и подача напитка, полученного путем экстрагирования и/или растворения из пищевого продукта, находящегося в указанной капсуле, и путем впрыскивания жидкости под давлением в эту капсулу.

Уровень техники

Известно много примеров капсул, содержащих пищевой продукт, который с целью получения напитка подвергается экстрагированию под давлением жидкости, обычно воды. Пример такой капсулы описан в патенте ЕР 0512468. Эта капсула устанавливается в устройство для экстрагирования. Закрытый конец капсулы включает в себя разрываемую мембрану, которая вскрывается под воздействием давления жидкости, при контакте с опорой мембраны, снабженной выступами, предназначенными для разрыва мембраны, и снабженной каналами, пропускающими жидкий экстракт.

Другой пример капсулы описан в заявке WO 03/059778 А2. Капсула содержит закрытую камеру с веществом, которое подвергается экстрагированию или растворению, а также содержит средство вскрывания камеры. Камера вскрывается путем увеличения ее внутреннего давления; это давление увеличивается благодаря подаче в камеру некоторого количества жидкости под давлением. При достаточном внутреннем давлении мембрана или стенка разрывается или разрезается при контакте с выступающими элементами и напиток вытекает через отверстия, образованные указанным способом.

В качестве альтернативы капсулы могут быть проницаемыми камерами, содержащими некоторый фильтр, или полупроницаемыми камерами, содержащими фильтрующую часть. Существуют также капсулы, содержащие одно или несколько сужений, которые формируют струю напитка и которые могут быть объединены с фильтрующими стенками или могут не объединяться с фильтрующими стенками.

На практике для предложения большего разнообразия напитков при экстрагировании под давлением с использованием одного и того же устройства применяются различные смешиваемые вещества (растворимые или диспергируемые). Например, одно и то же устройство может использоваться для приготовления кофе «эспрессо», если капсула содержит молотый кофе, или для приготовления горячего шоколада, если вещество содержит смесь какао и порошкового молока. Однако оказалось, что наполнения капсулы другим веществом недостаточно для получения напитка хорошего качества, например, по аромату, вкусу и/или объему пены.

В частности, различные условия впрыскивания, смешивания или смачивания могут оказывать значительное влияние на качество приготовленного напитка. Независимо от того, образуется ли извлекаемое вещество из помола, упакованного в капсулу, или вещество растворяется или диспергируется в жидкости, например растворимый кофе или вещество на основе молока, такое как кофе «капучино», горячий шоколад или что-либо подобное, способ циркуляции воды в капсуле оказывает влияние на условия экстрагирования или смешивания и, таким образом, на окончательное качество напитка. Таким образом, такой продукт как кофе или шоколад предпочтительно растворять быстро и полностью, желательно при образовании определенного количества пены, тогда как растворимый чай предпочтительно растворять быстро без образования пены. Растворение или диспергирование должно быть полным, равномерным, быстрым и без образования комков или хлопьев. Для таких извлекаемых продуктов, как молотый кофе, требуются особые оптимальные условия смачивания. Продукт должен смачиваться полностью и равномерно, то есть без образования предпочтительных путей движения воды через слой кофе.

Таким образом, способ впрыскивания напитка может изменяться в зависимости от типа вещества, содержащегося в капсуле. Например, находящаяся на совместном рассмотрении европейская патентная заявка №03019163.9, зарегистрированная 25 августа 2003 г., относится к способу приготовления напитка путем впрыскивания жидкости через капсулу, которая содержит вещество, причем благодаря использованию, по меньшей мере, одной струи воды под давлением, расположенной в капсуле эксцентрически, внутри капсулы образуется завихрение. Такая конфигурация хорошо подходит для растворения веществ. Струя воды под давлением создает завихрение жидкости, что способствует быстрому и полному растворению вещества в капсуле.

Однако впрыскивание воды под давлением одной или несколькими струями с целью образования завихрений не подходит для экстрагирования напитка из слоя такого вещества, как молотый кофе или ему подобного. В частности, струя воды взбалтывает вещество и способствует осаждению мелких частиц в нижней части слоя. Вследствие этого мелкие частицы скапливаются около отверстий, засоряют их и значительно уменьшают, если не полностью прерывают, поток напитка.

Поэтому имеется потребность в капсуле, которая способна принять жидкость от определенного типа устройств для впрыскивания водной струи, при этом не будет проблем, связанных с этими устройствами, а именно не будет смешивания слоя вещества и, следовательно, не будет осаждения мелких частиц и, следовательно, засорения отверстий, через которые должен вытекать напиток.

Другая проблема, возникшая в области применения капсул, относится к воспроизводимости качества изготавливаемого продукта. Указанное качество особенно страдает, если время, необходимое для вытекания напитка, меняется от одной капсулы к другой. Существует много факторов, которые могут влиять на это время вытекания, включая, в частности, толщину, ровность и/или плотность слоя вещества, которое подвергается экстрагированию. Толщина, ровность и/или плотность слоя может изменяться при перемещении и складировании капсулы. Например, когда капсула не занимает горизонтальное положение, слой вещества имеет тенденцию скапливаться с одной стороны, из-за чего будут создаваться места, в которых жидкость проходит быстрее, и другие места, в которых жидкость проходит через вещество медленнее.

Поэтому с тем, чтобы гарантировать хорошую воспроизводимость условий экстрагирования, важно обеспечить контроль за толщиной, ровностью и/или плотностью слоя вещества, которое подвергается экстрагированию.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения - обеспечить решение этих проблем. Изобретение, следовательно, относится к капсуле для подачи напитка путем впрыскивания жидкости под давлением в эту капсулу, содержащую полый корпус и стенку для впрыскивания, прикрепленную к корпусу, камеру, содержащую слой, по меньшей мере, одного пищевого продукта, который подвергается экстрагированию, средство сдерживания внутреннего давления в камере. В соответствии с усовершенствованием изобретения капсула содержит средство, предназначенное для рассеивания струи жидкости с тем, чтобы уменьшить скорость струи жидкости, впрыснутой в капсулу, и распределить жидкость по слою вещества с меньшей скоростью.

В контексте изобретения под пищевым продуктом понимается любое съедобное вещество, пригодное для приготовления пищи, супа, напитка, медицинского, клинического и/или питательного продукта.

В одном варианте осуществления изобретения предусмотрено пространство для впрыскивания, дающее возможность ввести через стенку для впрыскивания некоторое средство для впрыскивания, представляющее собой, по меньшей мере, одну струю жидкости под давлением. Таким образом, пространство для впрыскивания жидкости отделено от камеры с помощью средства, предназначенного для рассеивания струи жидкости, уменьшения скорости впрыснутой струи жидкости и распределения жидкости по слою вещества.

В результате капсула, соответствующая изобретению, может вместить жидкость, впрыснутую элементом для впрыскивания, который в обычной капсуле может вызвать взбалтывание вещества, но который благодаря средству рассеивания струи и распределения потока с меньшей скоростью не является причиной смешивания вещества и, в частности, не вызывает осаждение мелких частиц.

В соответствии с одним аспектом изобретения средство рассеивания струи и уменьшения скорости содержит поперечную стенку, которая предназначена для отделения пространства для впрыскивания от камеры, содержащей слой вещества, таким образом, чтобы непосредственно или неявно рассеять струю, формируемую средством для впрыскивания, помещенным в пространство для впрыскивания.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения эта стенка имеет края, приваренные к внутренней поверхности полого корпуса таким образом, чтобы поперечная стенка находилась внутри полого корпуса в отдалении от стенки для впрыскивания.

В этом конкретном варианте осуществления сочетаются несколько достоинств:

- средство рассеивания струи расположено близко к поверхности пищевого продукта, например к слою молотого кофе, что позволяет слою кофе лучше удерживаться на месте;

- приваривание краев этого средства к внутренней части корпуса дает возможность предотвратить подъем жидкого и/или твердого экстракта вдоль краев корпуса капсулы, также слой вещества остается более плотным под объединенным воздействием приваренной таким образом стенки и давления жидкости;

- кроме того, средство размещается на расстоянии от стенки для впрыскивания, включая ее края, что обеспечивает впрыскивание с помощью внедренного средства, которое может быть вставлено в капсулу в любом месте, например, вдоль краев, без какого-либо повреждения, например прокола, стенки средства рассеивания струи;

- в итоге стенка для впрыскивания может быть изготовлена из гибкого и недорогого материала, поскольку она не подвержена вытягиванию или разрыву в результате действия средства для впрыскивания.

Следовательно, в этом варианте осуществления изобретения предпочтительно использовать стенку, изготовленную из поддающейся деформации гибкой пленки. Такая стенка содержит приваренные края, которые присоединены к внутренней части полого корпуса рядом с верхней поверхностью пищевого продукта.

Стенка тянется в поперечном направлении в виде приваренных краев, загнутых и приваренных к внутренней поверхности корпуса. Ширина приваренных краев составляет примерно от 1 до 10 мм.

Гибкая пленка содержит, по крайней мере, один сварочный слой, изготовленный из материала, приемлемого для его приваривания к полому корпусу капсулы. В предпочтительном примере полый корпус содержит поверхность, изготовленную из пищевого полиолефина (полиолефинов), более предпочтительно из полипропилена, а гибкая пленка содержит сварочный слой, изготовленный из пищевого полиолефина, более предпочтительно из полипропилена.

Предпочтительно, чтобы сварочный слой располагался со стороны стенки, находящейся напротив стенки для впрыскивания, в стороне от краев.

Стенка средства рассеивания впрыскиваемой струи может содержать один или несколько слоев, являющихся опорными для сварочного слоя. Опорный слой не обязательно подходит для приваривания к полому корпусу. Это может быть слой полимера или слой из тканого, плетеного материала или чего-либо подобного, который прочно прикреплен к сварочному слою. Таким образом, стенка может являться многослойным материалом, таким как полипропилен/полиэтилентерефталат, полипропилен/полиэтилен или полипропилен/полиамид, или же однослойным материалом, таким как полипропилен или полиэтилен.

Удивительно, что пленка может быть очень тонкой и в то же время действовать без разрыва как рассеиватель струи и разделитель. Ее толщина составляет менее 500 микрон, предпочтительно менее 200 микрон, еще более предпочтительно между 20 и 100 микрон, например 30-40 микрон.

Стенка снабжена множеством отверстий, распределенных равномерно по поверхности так, чтобы позволить впрыскиваемой жидкости проходить через слой вещества.

Пленка может быть присоединена к корпусу капсулы непрерывным способом - сначала пленка разматывается из рулона, затем вырезается стенка, края присоединяются и привариваются с помощью контактной колодки соответствующего размера и формы с тем, чтобы пленка была, по меньшей мере, помещена внутрь корпуса капсулы.

Сварка должна быть выполнена с использованием подходящих технологий, таких как термическая сварка, ультразвуковая или индукционная сварка.

В одной конструкции стенка обращена к струе жидкости, выходящей из средства для впрыскивания, с тем, чтобы стенка непосредственно рассеивала струю. В одном варианте осуществления стенка расположена, таким образом, в основном параллельно или вогнуто относительно стенки для впрыскивания (выпуклость направлена к закрытому концу или дну корпуса). Выражение «обращена к» в отношении струи следует понимать так, что стенка установлена таким образом, чтобы струя непосредственно ударялась в стенку, причем струя может располагаться по отношению к стенке либо под определенным углом, либо перпендикулярно.

Предпочтительно, чтобы средство рассеивания струи и распределения жидкости по камере содержало множество отверстий, проходящих через стенку таким образом, чтобы поток жидкости распределялся по слою вещества.

Таким образом, стенка служит непосредственно или неявно для рассеивания струи или струй жидкости, поступающей в капсулу и направляющейся в камеру, более точно - в область для впрыскивания, предусмотренную для этой цели. Жидкость, таким образом, теряет некоторую часть своей кинетической энергии, так как она непосредственно или неявно ударяется о стенку и затем замедленная образом жидкость разделяется на множество струй, проходящих через большое количество отверстий, в результате чего скорость жидкости, проходящей через стенку, разделяется пропорционально количеству отверстий. Таким образом, создается поршень из жидкости, входящей в камеру через отверстия практически по всей площади поперечного сечения слоя вещества, что способствует увеличению давления в камере при отсутствии завихрений в веществе. Поэтому жидкость может рассредоточенно проходить через отверстия с небольшой скоростью, без создания завихрений, без значительного подъема слоя вещества и без взбалтывания самого вещества. Распределение по множеству отверстий также способствует равномерному смачиванию вещества и в то же время позволяет избежать создания предпочтительных путей движения жидкости через вещество.

Предпочтительно, чтобы отверстия перфорированной стенки были распределены по стенке по существу равномерно с тем, чтобы по существу равномерно распределять поток жидкости по слою вещества. Равномерность распределения отверстий надо понимать как распределение отверстий по всей поверхности стенки, не обязательно симметрично, но, по меньшей мере, без значительных различий промежутка между двумя соседними отверстиями. Тем не менее, отверстия могут быть также размещены случайным образом или систематизированным, но не равномерным образом. Например, плотность отверстий может быть больше по краям, чем в центре капсулы, чтобы способствовать поступлению в слой вещества большего количества воды с его краев в направлении осевой линии капсулы.

Количество отверстий должно быть достаточным, чтобы обеспечить хорошее распределение жидкости по веществу. Предпочтительно, чтобы количество отверстий было более 10, предпочтительно, по меньшей мере, 20, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 50 или более. Форма отверстий не имеет большого значения. Они могут быть круглыми, продолговатыми, прямоугольными или любой другой формы. Размер отверстий может быть разным. Площадь поверхности каждого отверстия должна предпочтительно составлять от 0.1 до 3 мм².

Стенка может принимать различные формы для того, чтобы выполнять требуемые функции снижения скорости струи жидкости и распределения жидкости по слою вещества. Как правило, перфорированная стенка представляет собой пластиковую стенку с отверстиями, или пленку с отверстиями, или решетку, или слой тканого или нетканого материала, или слой пористого материала, такого как слой губки, хлопка или марли либо их сочетания. Например, слой пористого материала может быть вставлен в капсулу в виде незакрепленной детали.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения вещество, которое подвергается экстрагированию, по существу занимает камеру полностью. Перфорированная стенка устанавливается неподвижно на расстоянии 1 мм или менее от поверхности слоя вещества или, предпочтительно, соприкасаясь с поверхностью слоя вещества в камере с тем, чтобы ограничивать вещество в камере. Неподвижность стенки надо понимать в том смысле, что стенка так установлена в капсуле, что струя жидкости, подаваемая в область для впрыскивания, не может подвинуть или значительно повредить стенку. Таким образом, стенка сохраняет свое местоположение и физическую целостность, что играет свою роль в снижении скорости и распространении жидкости по веществу при впрыскивании жидкости в капсулу.

Ограничивание вещества в камере помогает избежать значительного взбалтывания вещества во время экстрагирования, а во время транспортировки и складирования обеспечивает сохранение толщины слоя вещества независимо от пространственной ориентации капсулы.

Также предпочтительно, чтобы стенка средства рассеивания струи была выполнена в капсуле так, чтобы сжимать слой вещества. Так, сохранение его в состоянии сжатия позволяет сохранять, по существу, неизменной первоначальную плотность слоя вещества, что относится к состоянию без жидкости, с момента времени, когда капсула плотно закрывается после ее заполнения, до момента использования капсулы. Сжатие также предотвращает любое размешивание вещества и любое возможное движение твердых частиц самого маленького размера, особенно в нижней части слоя.

В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения средство рассеивания струи жидкости и распределения жидкости содержит чашу с перфорированной стенкой, которая вставлена и неподвижно закреплена внутри корпуса. Форма чаши создает определенные преимущества. Чаша ограничивает область для впрыскивания, в котором должно располагаться средство для впрыскивания. Таким образом, глубина чаши зависит от средства для впрыскивания и его расположения в пределах предполагаемого пространства для впрыскивания. Форма чаши более прочная, чем у простой жесткой пленки, и поэтому она лучше сохраняет неподвижность в корпусе капсулы. Чаша, таким образом, может соприкасаться со слоем вещества или, лучше, сжимать его благодаря приваренной к корпусу капсулы мембране, опирающейся на края чаши. Таким образом, средство для впрыскивания может пробить мембрану с тем, чтобы образовать одно или несколько отверстий в чаше. Другим преимуществом чаши является легкость ее вставления во время изготовления. Следовательно, чаша может быть просто вставлена внутрь капсулы без ее закрепления. Тем не менее, одним из недостатков чаши является возможность подъема твердого или жидкого экстракта вдоль краев и за пределы камеры. Если пространство, предназначенное для впрыскивания, загрязнено, например, кофейной гущей, то появляется опасность засорения отверстий, а это означает ухудшение распределения потока воды по слою вещества, а также риск засорения средства для впрыскивания. Другим недостатком чаши является ее промышленная установка в капсуле, которая требует определенного пространства для некоторого числа последовательных рабочих положений: складирование, подбор, регулировка и применение чаш. Поэтому использование чаши оказывается более дорогостоящим в промышленном масштабе, чем использование пленки, не говоря о дополнительных расходах, относящихся к материалу и изготовлению чаш.

Не выходя за границы объема изобретения, можно предложить другие возможные формы установки средства рассеивания струи. Они могут включать простой лист, плоский, гофрированный или иной, расположенный в соприкосновении со слоем вещества, и поперечное сечение которого полностью соответствует поперечному сечению верхней поверхности слоя вещества. Края листа удерживаются на месте крепежными средствами или просто соединяются встык с внутренними стенками корпуса капсулы. В этом случае стенка может быть жесткой с тем, чтобы предотвратить любое нежелательное движение в пределах капсулы, в частности, любой наклон, связанный с перемещением, или вызванный воздействием струи. Однако недостатком является возможность подъема экстракта вдоль краев по причине недостаточного уплотнения.

В другой возможной форме средство рассеивания струи и распределения жидкости по слою вещества содержит гибкую пленку, снабженную отверстиями и приваренную к краям корпуса, указанная пленка способна растягиваться под воздействием напора впрыскиваемой жидкости и оказывать давление на поверхность слоя вещества.

В еще одной возможной форме средство распределения и рассеивания струи содержит слой или множество отдельных элементов или, по меньшей мере, один слой пористого материала, который отделяет впускаемую струю жидкости от поверхности слоя вещества. Слой или множество отдельных элементов или пористый материал замещает или дополняет перфорированную стенку и занимает полностью весь объем камеры и/или пространства для впрыскивания или их часть. Отдельные элементы могут представлять собой шарики, гранулы, стержни или что-либо подобное. Предпочтительно, чтобы они были изготовлены из расширенного пластика. Этот пластик может представлять собой полистирол, полипропилен или другие подходящие материалы. Предпочтительно, чтобы плотность материала, используемого для изготовления отдельных элементов, была меньше плотности вещества, что позволит предотвратить осаждение элементов, например шариков, на дно капсулы. Указанные элементы не позволяют струе непосредственно ударять по поверхности слоя вещества и создают множество небольших пустых пространств, способных образовывать сеть для потоков жидкости, проникающей в слой вещества. Пористый материал может быть синтетической или натуральной губкой либо текстильным материалом, таким как марля или хлопок.

Как было указано ранее, стенкой рассеивания струи также может быть простая гибкая мембрана, но в этом случае предпочтительно предусмотреть ее фиксацию в капсуле относительно слоя вещества, чтобы предотвратить движение мембраны или ее вращение относительно самой себя, что сделало бы ее неэффективной. Фиксация может быть достигнута различными средствами, такими как средства прикрепления к корпусу капсулы или к самому слою вещества. В одном возможном варианте осуществления стенка образует перфорированную упаковку, в которой целиком содержится слой вещества. Упаковывание может быть выполнено с помощью пленочного материала, при нагревании сжимающимся вокруг слоя с тем, чтобы сохранять желаемую плотность слоя. В предпочтительном варианте осуществления стенка приварена или прикреплена к внутренним поверхностям корпуса.

В соответствии с одним аспектом изобретения капсула включает в себя средство сдерживания давления, которое позволяет жидкости внутри камеры значительно увеличивать давление с целью улучшения экстрагирования вещества. Это средство сдерживания также фильтрует напиток, по меньшей мере, через одно отверстие, полученное в результате увеличения давления в капсуле, или благодаря устройству в капсуле. В связи с этим средство сдерживания давления содержит, по меньшей мере, одну стенку, имеющую, по меньшей мере, одно отверстие для стока, или в этом средстве способно образоваться, по меньшей мере, одно отверстие для стока в результате увеличения давления в капсуле благодаря разрыву, проколу, разрезу стенки для удерживания жидкости в камере с помощью соответствующих выступающих элементов.

Таким образом, в соответствии с одним возможным вариантом осуществления средство сдерживания давления в капсуле включает в себя:

прокалываемую мембрану,

выступающие элементы, которые вскрывают указанную мембрану с целью получить проколы и позволить жидкому экстракту пройти через эти проколы; проколы в мембране образуются под воздействием увеличения давления жидкости, которая поступает в камеру капсулы.

Одним из преимуществ данной конструкции является то, что капсула имеет свое собственное средство вскрытия, которое позволяет адаптировать характеристики отверстий под конкретные типы веществ, содержащихся в капсуле, и/или под конкретные типы производимых напитков. Другим преимуществом является то, что эта конструкция сокращает риск перекрестного загрязнения, когда напитки различного типа готовятся один за другим.

В этом преимущественном варианте осуществления выступающие элементы располагаются снаружи камеры. Мембрана, таким образом, давит на выступающие элементы, расположенные снаружи камеры. Преимуществом такой конструкции является, в частности, лучшее управление временем образования отверстий, размером проколов и вытеканием экстракта напитка. В другом варианте осуществления выступающие элементы находятся в самой камере. На выступающие элементы оказывает давление жидкость, поступающая в камеру, а элементы надавливают на прокалываемую мембрану, чтобы образовать проколы и позволить экстракту напитка свободно вытекать.

Выступающие элементы могут иметь различные формы, размеры и могут присутствовать в различном количестве, в зависимости от потребностей. Форма, размер и количество выступающих элементов определяют характеристики экстрагирования, среди которых упомянем возрастание давления внутри капсулы, задержка при образовании отверстий, скорость течения и время вытекания напитка. Выступающие элементы могут иметь форму пирамид, куполообразную форму, форму усеченных конусов, форму удлиненных стержней, форму клиньев или лезвий. Для задержки при образовании отверстий, что способствует экстрагированию некоторых ароматических компонентов или молекул, например, из кофе, выступающие элементы должны иметь форму без острых выступов; следует выбирать пирамиды, усеченные конусы, стержни или куполообразную форму. Для ускорения образования проколов и, таким образом, создания отверстия и потока рекомендуются выступающие элементы клинообразной формы или в форме лезвий. Количество выступающих элементов зависит также от характеристик и типа желаемого напитка. Бóльшее количество выступающих элементов ведет к задержке при образовании отверстий и вытекания жидкого экстракта. Поэтому их количество может варьироваться от 1 до 200 элементов.

В соответствии с другим возможным вариантом осуществления изобретения средство сдерживания давления включает в себя фильтрующую стенку, имеющую предварительно выполненные отверстия или линии либо точки ослабления. Таким образом, вместо образования отверстий для вытекания напитка путем прокола мембраны благодаря контакту с выступающими элементами давление сдерживается стенкой, которая сама создает достаточный перепад давлений для поддержания увеличения давления в капсуле и замедления вытекания напитка. Предварительно выполненными отверстиями могут быть просто отверстия, поры, извилистые каналы или что-то подобное. Линии либо точки ослабления предназначены для образования отверстий, как только будет превышен определенный порог давления, с целью дать возможность прохода напитка. Это могут быть точки или контуры с меньшей толщиной, образованные в фильтрующей стенке либо заранее выполненные надрезы, которые открываются и/или расширяются под давлением жидкости. Данное изобретение также имеет целью предотвратить любое смешивание вещества, которое может вызвать осаждение мелких частиц, засорение ими указанных отверстий и препятствование вытеканию напитка.

В этом предпочтительном варианте осуществления корпус содержит сборный элемент для напитка и, по меньшей мере, одну трубку или канал для распределения напитка. Сборный элемент также включает в себя средство переполнения напитка, действующее совместно с указанной трубкой с тем, чтобы замедлить течение напитка, вытекающего из капсулы.

Изобретение также относится к системе приготовления и подачи множества напитков путем впрыскивания жидкости под давлением в капсулы, которая включает в себя:

устройство для впрыскивания, выполненное для формирования в капсуле, по меньшей мере, одной струи жидкости под давлением;

и, по меньшей мере, одну ранее описанную капсулу.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления устройство для впрыскивания выполнено так, чтобы прокалывать стенку для впрыскивания и вводить, по меньшей мере, одно впрыскивающее сопло, выполненное таким образом, чтобы направлять, по меньшей мере, одну струю жидкости под давлением в заданном направлении. Предпочтительно указанное направление является направлением к слою вещества. В этом случае устройство выполнено так, чтобы в капсуле без средства рассеивания струи жидкости вызвать завихрение в веществе, что способствует быстрому растворению и/или образованию пены. Устройство для впрыскивания эксцентрически вводит впрыскивающее сопло в капсулу таким образом, чтобы оно было ближе к краям капсулы, а не к ее середине. Такое направление впрыскивания в дальнейшем способствует созданию вихревого движения в капсулах, в которых отсутствует средство рассеивания струи, а это вихревое движение улучшает растворение вещества и сокращает время растворения. Скорость струи должна быть достаточно высокой для создания завихрения в продукте внутри капсулы при отсутствии средства рассеивания струи. Чтобы достигнуть этого средство для впрыскивания формирует, по меньшей мере, одну струю, начальная линейная скорость которой составляет, по меньшей мере, 5 м/сек, предпочтительно, по меньшей мере, 7 м/сек.

Изобретение также относится к системе приготовления и подачи множества напитков путем впрыскивания жидкости под давлением в капсулы, которая включает в себя:

устройство для впрыскивания, формирующее в капсуле, по меньшей мере, одну струю жидкости под давлением;

и набор, состоящий, по меньшей мере, из первой и второй капсул;

каждая капсула набора содержит:

корпус и стенку для впрыскивания,

камеру, содержащую, по меньшей мере, один пищевой продукт,

средство сдерживания внутреннего давления в указанной камере,

и отличается тем, что

первые капсулы содержат средства, предназначенные для рассеивания струи и распределения потока жидкости по веществу таким образом, чтобы сократить или устранить размешивание вещества в камере, отличаясь этим от вторых капсул, выполненных без указанных средств с тем, чтобы, в отличие от первых капсул способствовать определенному размешиванию вещества в камере вторых капсул.

Система, соответствующая настоящему изобретению, обеспечивает, таким образом, решение, в котором капсулы могут быть адаптированы к общему устройству для впрыскивания, что, однако, в зависимости от типа капсулы обеспечивает, с одной стороны, взбалтывание или, с другой стороны, отсутствие взбалтывания, или, наконец, значительное снижение уровня взбалтывания.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления системы первые капсулы содержат камеру, в которой вещество удерживается без свободного пространства над ним; вторые капсулы содержат камеру, в которой вещество занимает от 1 до 100% этой камеры. Таким образом, в первых капсулах отсутствует возможность движения частиц вещества в капсуле, тогда как вторые капсулы не имеют никакого особого ограничения, связанного с наполнением их камеры, уровень наполнения которой зависит от таких факторов, как тип вещества, объем напитка, который должен быть произведен, и т.д.

В соответствии с другим отличительным признаком изобретения первые капсулы содержат вещество, подвергаемое экстрагированию, такое как молотый кофе или нерастворимый чай, а вторые капсулы содержат вещество, которое должно быть растворено или диспергировано в жидкости.

Таким образом, в первых капсулах вещество смачивается жидкостью во время экстрагирования, но это вещество удерживается в камере таким образом, что не происходит никакого значительного взбалтывания.

В противоположность этому во вторых капсулах объем газа, имеющегося в начале, может быть большим или малым (примерно ноль в процентах), но по причине полного растворения вещества и вытекания напитка всегда образуется достаточный объем газа, делая возможной производство пенящихся напитков. Струя жидкости под давлением способствует размешиванию в этих вторых капсулах, что обеспечивает высокий уровень взбалтывания и, таким образом, образование пены.

Вторые капсулы предпочтительно содержат растворимый пищевой гель, жидкость или порошок, являющиеся веществами, для которых хорошее и быстрое растворение или диспергирование в жидкости с целью приготовления напитка за несколько секунд подразумевает поддержание достаточного уровня завихрения в капсуле. Вещества во вторых капсулах могут включать в себя, например, концентрат растворимого кофе, концентрат растворимого чая, концентрат молока, супа или фруктового сока, или сочетание этих веществ.

Настоящее изобретение также относится к способу изготовления капсулы для подачи напитка путем впрыскивания жидкости под давлением в эту капсулу, которая включает в себя полый корпус и стенку для впрыскивания, прикрепленную к корпусу, камеру, содержащую слой, по меньшей мере, одного пищевого продукта, подвергаемого экстрагированию, средство сдерживания внутреннего давления в камере, отличающемуся тем, что проколотый элемент, образующий стенку рассеивания струи и распределения воды, расположен поперек полого корпуса и приварен к внутренней стороне полого корпуса на расстоянии от стенки для впрыскивания.

Согласно одному варианту осуществления изобретения операция сварки для проколотого элемента выполняется после того, как полый корпус будет наполнен пищевым продуктом, и перед тем, как стенка для впрыскивания будет присоединена к пустому корпусу.

Проколотый элемент может быть приварен к полому корпусу посредством нагрева или ультразвука.

Проколотым элементом может быть мембрана, одна сторона которой приваривается и ее точка начала сварки или температура плавления меньше, чем у противоположной стороны.

Согласно одному варианту осуществления изобретения сварка проколотого элемента выполняется путем фиксации полого корпуса на опорном захвате и введения контактной колодки для сварки в полый корпус до контакта с целью фиксации местоположения проколотого элемента и его приваривания к внутренней стороне полого корпуса.

Указанный способ дополнительно включает в себя следующее:

- ввести средства вскрытия в полый корпус, затем приварить первую мембрану с целью образования дна камеры и отделить средства вскрытия от указанной камеры,

- отмерить пищевой продукт в капсулу до определенной высоты, которая отодвинута от края корпуса,

- приварить проколотый элемент, соприкасающийся с поверхностью или находящийся на одном уровне с поверхностью пищевого продукта,

- прикрепить стенку для впрыскивания к полому корпусу.

Краткое описание чертежей

Далее будут описаны возможные варианты осуществления изобретения со ссылками на следующие фигуры:

Фиг.1 - поперечный разрез первого варианта осуществления капсулы в соответствии с изобретением, причем разрез выполнен в вертикальной плоскости, проходящей через середину капсулы;

Фиг.2 - вид, показывающий первый этап сварки гибкого средства рассеивания струи жидкости в капсуле;

Фиг.3 - вид, показывающий второй этап операции сварки;

Фиг.4 - корпус капсулы после приваривания указанного средства;

Фиг.5 - поперечный разрез второго варианта осуществления капсулы в соответствии с изобретением, причем разрез выполнен в вертикальной плоскости, проходящей через середину капсулы;

Фиг.6 - вид сверху одного примера средства снижения скорости впрыскиваемой жидкости и ее распределения;

Фиг.7 - вид сверху в изометрии средства, показанного на фиг.6;

Фиг.8 - вид снизу в изометрии средства, показанного на фиг.6 и фиг.7;

Фиг.9 - разрез, показывающий впрыскивание жидкости в капсулу с использованием иглы для впрыскивания, которая проходит через стенку для впрыскивания;

Фиг.10 - пример компонента, включающего в себя конструкцию из выступающих элементов, предназначенную для вскрытия капсулы, причем во время вскрытия указанные элементы взаимодействуют с мембраной капсулы;

Фиг.11 - второй пример узла, включающего в себя конструкцию из выступающих элементов, предназначенную для вскрытия капсулы;

Фиг.12 - другой вариант осуществления капсулы в соответствии с изобретением, в котором средство вскрытия включает в себя фильтрующую стенку, снабженную линиями ослабления;

Фиг.13 - другой вариант осуществления капсулы в соответствии с изобретением, в котором средство вскрытия включает в себя фильтрующую стенку, имеющую предварительно сформированные отверстия для прохода жидкого экстракта;

Фиг.14 - другой пример средства снижения скорости струи и распределения жидкости, средство предназначено для капсулы, соответствующей изобретению;

Фиг.15 - поперечный разрез еще одного варианта осуществления капсулы в соответствии с изобретением, причем разрез выполнен в вертикальной плоскости, проходящей через середину капсулы.

Подробное описание изобретения

На фиг.1-4 показан первый пример капсулы, соответствующей изобретению. Капсула 1 включает в себя корпус 2 в форме чаши и стенку 3 для впрыскивания, закрывающую открытую часть чаши. Корпус может быть изготовлен, например, из термоформованного пластика. Он включает в себя верхние края 20, на которых расположена стенка 3 для впрыскивания. Указанная стенка приварена и/или другим образом прикреплена к краям 20. Целесообразно, чтобы стенка 3 для впрыскивания представляла собой пластиковую или алюминиевую мембрану или была выполнена из многослойного композиционного материала, причем стенку 3 для впрыскивания можно проколоть и она непроницаема для жидкостей и воздуха.

Корпус 2 включает в себя камеру 4, в которой находится пищевой продукт, подвергаемый экстрагированию. Пищевой продукт находится в этой камере в виде слоя вещества, поверхности которого, расположенные поперек прохождения жидкости, ограничены, с одной стороны, средством 5 для вскрытия и, с другой стороны, средством 6 рассеивания вспрыскиваемой жидкости и распределения этой жидкости по камере 4. Эта камера также ограничена сторонами 21 корпуса. Пищевой продукт обычно содержит продукт, подвергаемый экстрагированию, такой как молотый кофе или чай. Во время процесса помола кофе в нем образуется довольно высокий процент мелких частиц, порядка от 5 до 30%. Мелкими частицами являются такие частицы кофе, размер которых меньше нормы, обычно меньше 90 микрон.

Средство 6 рассеивания вспрыскиваемой жидкости и распределения этой жидкости по камере обычно включает в себя стенку 60, способную рассеивать струю или струи жидкости, поступающей в капсулу, перед тем, как жидкость достигнет подвергаемого экстрагированию вещества, что делается для предотвращения взбалтывания этого вещества. В предпочтительном, хотя и не ограничивающем изобретение, показанном примере средством 6 рассеивания вспрыскиваемой жидкости и распределения этой жидкости является перфорированная гибкая мембрана 60, содержащая загнутые вверх края 61, приваренные к внутренней поверхности сторон 21 корпуса. Мембрана, следовательно, образует чашу, ограничивающую пространство 7 для впрыскивания, что позволяет поместить устройство для впрыскивания, не входящее в состав капсулы. Эта мембрана включает в себя множество проколов или отверстий, позволяющих жидкости течь таким образом, что она распределяется по слою вещества 18 в капсуле.

Как показано на фиг.2-4, элемент 6 рассеивания струи является элементом, имеющим форму тонкой мембраны, которая приваривается к внутренней стенке корпуса капсулы после того, как указанная капсула наполнена пищевым продуктом, таким как, например, доза молотого кофе. Таким образом, основные этапы способа изготовления капсулы включают в себя следующее:

а - установить средство 5 вскрытия в корпус 2, затем приварить первую мембрану 50 для изоляции средства вскрытия от дна камеры капсулы;

б - отрегулировать количество пищевого продукта 18 в капсуле, чтобы указанное вещество доходило до определенной высоты в капсуле, которая не доходит до края корпуса;

в - приварить проколотый элемент 6, служащий для рассеивания струи по капсуле, указанный элемент соприкасается с поверхностью пищевого продукта или находится на одном уровне с его поверхностью;

г - наконец приварить стенку 3 для впрыскивания к краям 20 капсулы.

Фиг.2-4 более конкретно иллюстрируют этап «в» приваривания элемента 6 к капсуле.

Для выполнения этого капсула, наполненная пищевым продуктом (этап а), помещается в опорный захват 12, причем края 20 корпуса опираются на опорные края 120 опорного захвата. Далее элемент 6 помещается между опорным захватом и контактной колодкой 13 для сварки, содержащей сварочную часть контактной колодки. Таким образом, элемент 6 может быть предварительно доведен до желаемых размеров и может удерживаться относительно контактной колодки посредством всасывания воздуха или вследствие всасывающего эффекта, либо может быть просто помещен между краями 20 корпуса капсулы, либо может удерживаться, будучи слегка закреплен между контактной колодкой 13 и опорным захватом 12.

Контактная колодка имеет зауженную, например, усеченной конической формы, сварочную часть 14 контактной колодки, которая по форме соответствует стенкам корпуса. Нагревательный элемент 15 охватывает колодку с целью передачи теплоты, необходимой сварочной части контактной колодки. Передача теплоты происходит благодаря явлению теплопроводности. Этот нагревательный элемент может проходить через колодку или может быть соединен с нагревательными резистивными элементами (не показаны).

На фиг.3 показано опускание контактной колодки 13 в корпус капсулы с целью вернуть мембрану 6 в позицию для сварки, а также показывает приваривание мембраны к внутренней части корпуса. Сварка производится по значительной краевой площади 17, что позволяет элементу сдерживать значительное давление жидкости. Сварка осуществляется путем нагрева краевого участка до расплавления поверхности пленки, соприкасающейся с внутренней поверхностью корпуса. Противоположная поверхность пленки, то есть поверхность, соприкасающаяся с контактной колодкой для сварки, не доводится до точки начала расплавления или сварки с тем, чтобы не допустить прилипания пленки к колодке при ее извлечении, поскольку это может вызвать вытягивание пленки или ее разрыв. «Точкой начала сварки» здесь называется температура сварки материала, образующего уплотнение, при указанной температуре достигается минимальная прочность уплотнения. Прочность уплотнения - это прочность соединения при данной температуре сварки. Уплотнение - это свойство поверхностей пленок образовывать соединение, которые сопротивляется разрыванию, сдиранию, расслоению или иным негативным эффектам, возникающим со временем под воздействием давления и тепла. Поэтому предпочтительно, чтобы пленка представляла собой многослойный материал, образованный из нескольких слоев полимеров, включая сварочный слой 600 (на внутренней стороне стенки корпуса), изготовленный из материала с более низкой точкой плавления или точкой начала сварки, чем наружный слой 601 пленки (фиг.4). Когда корпус капсулы сделан из полипропилена, то внутренний сварочный слой изготовлен, например, тоже из полипропилена, а внешний слой тогда делается из такого материала, как полиамид. Если необходимо, то центральная часть контактной колодки охлаждается с целью предотвращения прилипания к ней пленки, в частности, в результате расплавления слоя 600, так как это может затем закупорить проколы и вызвать приваривание пленки к контактной колодке.

Следует отметить, что средство горячей сварки может быть заменено средством ультразвуковой сварки или другим подходящим средством. При одном возможном варианте пленка, образующая элемент 6, доставляется в виде сплошного листа, смотанного в рулон, или в виде пластины. Указанная пленка помещается между захватом 12 и колодкой 13, затем приваривается и обрезается. Сварка может производиться последовательно или одновременно.

Фиг.5-9 показывают второй пример капсулы, соответствующей изобретению. Капсула 1 включает в себя корпус 2 в форме чаши и стенку 3 для впрыскивания, закрывающую открытую часть чаши. В данном случае средством 6 рассеивания струи впрыскиваемой жидкости и распределения этой жидкости является самокрепящийся пластик, такой как жесткий или полужесткий пластик. Средство 6 - это простая чаша, расположенная внутри корпуса без сварки.

Как показано на фиг.9, устройством для впрыскивания может быть прокалывающее сопло 8, снабженное острием 80 и одним или несколькими отверстиями 81, как изображено на фиг.5. Устройство для впрыскивания выполнено таким образом, чтобы направлять одну или несколько струй жидкости под давлением во внутреннюю часть пространства 7. Предпочтительно, чтобы струя жидкости под давлением была направлена на вещество, содержащееся в капсуле, или вниз или под некоторым углом (как показано). Указанная струя сравнительно сильна, ее линейная скорость составляет, по меньшей мере, 5 м/сек, а предпочтительно, по меньшей мере, 7 м/сек. Указанное устройство выполнено таким образом, чтобы создать завихрение или вихревое движение жидкости относительно центральной оси I капсулы либо, в качестве альтернативы, создать движение, направленное к этой оси I. Такое устройство особенно эффективно для растворения порошков или других растворимых материалов, поскольку создает взбалтывание вещества внутри капсулы. Однако капсула в соответствии с изобретением имеет средство рассеивания этой струи жидкости, которое предотвращает взбалтывание вещества в камере и, таким образом, делает капсулу также подходящей для размещения средств для впрыскивания указанного типа. Поэтому следует иметь в виду, что для капсулы, соответствующей изобретению, подходят средства для впрыскивания, которые, при отсутствии средства 6 снижения скорости струи и распределения жидкости, в принципе сконструированы для создания взбалтывания в капсуле таких веществ, как кофе, какао и/или молоко. Однако произведенная модификация настоящей капсулы позволяет использовать эти средства для впрыскивания без проблем, связанных с взбалтыванием вещества, так как взбалтывание устраняется средством 6, рассеивающим струю, и благодаря прохождению жидкости через многочисленные имеющиеся отверстия. Следовательно, другие вещества, такие как жареный молотый кофе, могут быть подвергнуты экстрагированию без необходимости смены средства для впрыскивания.

Таким образом, чаша 6 включает в себя поперечную или концевую стенку 60, снабженную множеством отверстий 62, размещенных по этой стенке предпочтительно таким образом, чтобы они равномерно покрывали всю поверхность стенки. Такая конструкция предназначена для распределения потоков жидкости, поступающей в камеру и проходящей через вещество, и таким образом, предназначена для разделения скорости, с которой жидкость проходит через вещество, и предотвращения образования предпочтительных путей циркуляции жидкости.

Как показано на фиг.5, чаша просто помещена внутрь корпуса. Стенка 3 для впрыскивания, предпочтительно мембрана, приваренная к краям 20, служит для того, чтобы чаша 6 опиралась или на стенки корпуса по линии опоры 64 чаши, когда корпус имеет суженную форму и/или на ободы 65, или, в качестве альтернативы, опиралась непосредственно на вещество, или предпочтительно, в качестве альтернативы, опиралась как на корпус, так и на вещество. Чаша, таким образом, зафиксирована между стенкой 3 и корпусом 2 и/или верхней поверхностью слоя вещества (не показано). Следовательно, стенка 60 чаши может удерживать вещество в уплотненном состоянии в камере, что гарантирует воспроизводимость характеристик потока.

Чаша предпочтительно может быть изготовлена из отдельного листа термоформованного пластика или пластика, полученного литьем под давлением, или, в качестве альтернативы, может быть изготовлена из отдельного листа металла, полученного путем прессования или впрыска.

Капсулы, которые показаны на фиг.1-9, включают в себя средство сдерживания давления 5, которое позволяет жидкому экстракту или напитку вытекать через канал или трубку 9, когда давление в камере достигло определенного значения. Для осуществления вышеуказанного средство вскрытия включает в себя прокалываемую мембрану 50, соединенную с внутренними ободами 22 корпуса, которые расположены на нижней границе камеры. Эта мембрана может быть присоединена любыми соответствующими средствами уплотнительного соединения, такими как сварка, скрепление или другие равнозначные средства. С целью вскрытия мембрана взаимодействует с компонентом 51, имеющим форму диска и содержащим выступающие элементы 52, которые ограничивают ряд каналов или зазоров 53.

На фиг.10 показан пример средства вскрытия, включающего в себя данные выступающие элементы. Это средство 5А представляет собой диск, изготовленный путем литья под давлением и включающий в себя выступающие элементы 520 в форме усеченных конусов и зазоры 530 для сбора жидкого экстракта, проходящего мембрану. По краям этого средства имеются ободы 54, отграничивающие отверстия, каналы или канавки 55, предназначенные для стока напитка, между сборным элементом 25 корпуса и средством 5А вскрытия. Под этим средством могут быть предусмотрены ребра, предназначенные для усиления устойчивости средства к давлению и облегчения отвода напитка в направлении трубки 9 подачи напитка. Трубка 9 предпочтительно содержит средство переполнения в форме, например, S-образного обода, которое заставляет поток жидкости центрироваться заново, сохраняя качество пены и, таким образом, ограничивая брызги.

На фиг.11 показан другой пример 5 В средства, которое используется для вскрывания мембраны и в котором имеются выступающие элементы 521 в форме пирамид и отдельные каналы 522, образующие сеть потока по всей поверхности средства. Ободы 540 этого средства отграничивают канавки 550 для прохождения напитка.

Капсула вскрывается с целью выпускания жидкого экстракта, когда давление, действующее на мембрану 50, станет таким, что мембрана прокалывается в местах выступающих элементов, в результате чего в мембране образуется множество отверстий. Жидкость может течь между поверхностью выступающих элементов и краями отверстий мембраны, так фильтруясь при этом, что все твердые частицы останутся в камере. Экстракт, таким образом, может течь между зазорами 530 или каналами 522, затем через канавки 55, 550, вдоль краев сборного элемента и/или выемок (не показано), расположенных ниже средства, до трубки 9. При отсутствии средств рассеивания струи, например, проколотой стенки чаши, некоторые отверстия быстро засоряются, и напиток перестает течь или, по меньшей мере, перестает течь с достаточной скоростью. При отсутствии взбалтывания вещества по причине наличия средства 6 снижения скорости струи мелкие фракции не склонны осаждаться вокруг подводящих каналов или на отверстиях либо выступах, и поэтому напиток может нормально течь.

На фиг.12 показан другой вариант осуществления капсулы в соответствии с изобретением, отличие которого от предыдущих вариантов осуществления заключается в средстве 5 сдерживания, которое имеет фильтрующую стенку 58, снабженную точками или линиями 580 ослабления. При отсутствии жидкости под давлением, стенка 58 со стенкой 3 для впрыскивания образует закрытую камеру. Когда жидкость скапливается в камере, давление увеличивается, достигая порога вскрытия, что приводит к образованию отверстий через точки или линии 580 ослабления и дает возможность экстракту напитка проходить через стенку 58. Опорный элемент 59, содержащий непрокалываемые ребра, может быть установлен с целью предотвращения разрушения стенки 58 в результате повышения давления в камере. Жидкость, таким образом, может течь через выемки или каналы 590, имеющиеся в этих опорных элементах 59 и/или под ними, и вытекать через трубку 9 подачи напитка.

На фиг.13 показан еще один вариант осуществления капсулы, в котором стенка 581 средства сдерживания давления в камере 4 содержит заранее изготовленные отверстия 582, выполненные так, что жидкость может пройти только в случае, если давление в камере превышает определенное значение. В этом случае стенка уже вскрыта и создает перепад давлений, который необходимо преодолеть, чтобы жидкость могла подаваться через трубку 9. Недостатком этой капсулы является то, что ей необходимо полное обертывание или, по меньшей мере, отслаивающееся уплотнение, которое герметически закрывает трубку 9 с тем, чтобы сохранить свежесть содержащегося в ней вещества.

Не выходя за границы объема изобретения, можно предложить другие варианты осуществления средства сдерживания давления.

На фиг.14 показан пример, в котором средство снижения скорости струи и распределения потока жидкости состоит из элемента 66, содержащего, по меньшей мере, один слой тканого или нетканого материала. Такой слой может быть тканью, плетеным материалом, сделанным из пластика, целлюлозы, хлопка или какого-либо другого материала. Этот элемент может содержать другие слои или сетки, придающие средству жесткость, такие как волокна, ленты либо металлические и/или пластиковые ребра, слои пористого материала или что-либо подобное. Элемент 66 может иметь форму диска, как показано на фиг.10, или форму чаши, как было показано ранее. Элемент 66 может, в качестве альтернативы, иметь форму диска, расположенного в опорной корзине, которая изготовлена из металлических или пластиковых волокон, высота которой определяется пространством 7 для впрыскивания.

В другом варианте осуществления (не показан) стенка средства рассеивания струи содержит гибкую пленку, снабженную множеством отверстий и прикрепленную к корпусу 2 и/или к стенке 3 для впрыскивания и выполненную так, чтобы растягиваться под воздействием впрыскивания жидкости между ее поверхностью и стенкой для впрыскивания и пропускать жидкость через свои отверстия. Предпочтительно, чтобы пленка удерживалась своими краями между линией сварки края 20 корпуса капсулы и стенкой 3 для впрыскивания. Указанная пленка может быть тонкой пленкой (толщина которой составляет, например, от 100 до 600 микрон), сделанной, например, из полипропилена или эластомера и снабженной множеством отверстий (количество которых составляет, например, от 30 до 100). Когда впрыскивающее сопло вводится через стенку 3, оно толкает пленку внутрь, не прокалывая ее. Вода, впущенная между стенкой 3 и пленкой, позволяет пленке растягиваться и таким образом давить на поверхность слоя вещества. Пленка может эластично деформироваться от первоначального меньшего размера и/или развертываться, если предусмотрена пленка бóльшего первоначального размера. Таким образом, пленка обеспечивает устойчивость слоя вещества и предотвращает установление в пределах камеры режима турбулентности/взбалтывания. Вода равномерно течет через отверстия пленки и через поверхность вещества.

В другом возможном варианте осуществления, показанном на фиг.15, средство рассеивания струи и распределения жидкости по слою вещества может содержать слой 67, который отделяет поступающую струю жидкости от поверхности слоя вещества. Указанный слой 67 включает в себя множество макроскопических элементов 670, таких как шарики, гранулы или стержни или другие эквивалентные элементы. Предпочтительно, чтобы эти элементы 670 были изготовлены из материала, плотность которого ниже, чем плотность вещества 18, содержащегося в капсуле, и/или масса на единицу объема слоя 67 была меньше, чем масса на единицу объема слоя вещества, с тем, чтобы эти элементы оставались на поверхности слоя вещества в сухих условиях и в гидравлических условиях экстрагирования. Указанные элементы могут быть изготовлены, например, из расширяющегося пластика или целлюлозы. Элементы занимают весь объем или его часть между струей жидкости, поступающей в капсулу, и поверхностью слоя вещества, в то же время освобождается сеть промежутков 671 между прилегающими элементами 670, указанная сеть нужна для прохода жидкости через слой 67 со скоростью, которая снижена по сравнению с первоначальной скоростью струи жидкости, выходящей из средства для впрыскивания. Эти элементы предпочтительно изготовлены из пищевого материала и предпочтительно инертны в условиях нагревания, давления и влажности, характерных для экстрагирования, и инертны в условиях складирования при контакте с пищевыми продуктами. Размер элементов может быть разным и находиться приблизительно в пределах от 1 до 8 мм, предпочтительно от 2.5 до 6 мм. Эти элементы предотвращают прямые удары струи по поверхности слоя вещества 18 и создают множество небольших пустых пространств, в котором создается сеть для потока жидкости, поступающей в слой вещества. Они предпочтительно изготовлены из пищевого пластика, такого как полипропилен, полистирол или другого подходящего материала.

Изобретение также относится к системе приготовления и подачи множества напитков путем впрыскивания жидкости под давлением в капсулы, содержащие устройство для впрыскивания, которое показано на фиг.9, или которое, в качестве альтернативы, описано и подробно показано в находящейся на совместном рассмотрении европейской патентной заявке ЕР №03019163.9, озаглавленной «Способ приготовления продуктов питания». Устройство для впрыскивания формирует, по меньшей мере, одну струю жидкости под давлением в указанной капсуле. В указанной системе предусмотрен набор из первой и второй капсул, выполненных с целью соединения с устройством для впрыскивания. Каждая капсула в наборе содержит корпус и стенку для впрыскивания, камеру, содержащую, по меньшей мере, один пищевой продукт, средство сдерживания внутреннего давления в данной камере. Первые капсулы аналогичны тем, которые описаны в настоящей патентной заявке, то есть, в дополнение к обычным указанным средствам, они содержат средства, предназначенные для рассеивания струи впрыскиваемой жидкости и для разделения потока, когда жидкость проходит через вещество с тем, чтобы снизить или устранить взбалтывание вещества в камере. Вторые капсулы выполнены аналогично, но они не содержат средств 6, 60, 62 с тем, чтобы, в отличие от первых капсул, вызвать определенное взбалтывание вещества в камере вторых капсул. Капсулы, не применяющие средства рассеивания струи жидкости, описаны и подробно показаны, например, в патентной заявке WO 03/059778, которая упомянута здесь в виде ссылки.

Настоящее изобретение не ограничено вариантами осуществления, точно описанными и показанными здесь, оно включает в себя любой технический эквивалент, находящийся в границах формулы изобретения, приведенной далее.

Claims (29)

1. Капсула (1) для приготовления напитка путем впрыскивания жидкости под давлением в капсулу, содержащая:
полый корпус (2) и стенку (3) для впрыскивания, прикрепленную к корпусу,
камеру (4), содержащую слой, по меньшей мере, одного вещества, подвергаемого экстрагированию,
средство (5) сдерживания внутреннего давления в камере,
отличающаяся тем, что она содержит средство (6, 60, 62, 67) для рассеивания струи жидкости, снижения скорости струи жидкости, впрыснутой в капсулу, и распределения жидкости по слою вещества со сниженной скоростью,
при этом она содержит пространство (7) для впрыскивания между стенкой (3) для впрыскивания и камерой (4), позволяющее через стенку (3) для впрыскивания ввести средство (8) для впрыскивания, по меньшей мере, одной струи жидкости под давлением,
в которой средство рассеивания струи жидкости содержит, по меньшей мере, одну стенку (60), которая отделяет пространство (7) для впрыскивания от камеры (4), содержащей слой вещества, причем перфорированная стенка (60) устанавливается с возможностью удерживать слой вещества в сжатом и негидратированном состоянии.

2. Капсула по п.1, отличающаяся тем, что края стенки привариваются к внутренней поверхности полого корпуса таким образом, чтобы поместить стенку на расстоянии от стенки для впрыскивания.

3. Капсула по п.2, отличающаяся тем, что стенка представляет собой поддающуюся деформации гибкую пленку.

4. Капсула по п.3, отличающаяся тем, что стенка (60) средства рассеивания струи может быть расположена, по существу, параллельно, выпукло или вогнуто по отношению к стенке (3) для впрыскивания.

5. Капсула по п.1, отличающаяся тем, что отверстия перфорированной стенки (60) распределены в основном равномерно в стенке, чтобы распределять поток жидкости в основном равномерно по слою вещества.

6. Капсула по п.5, отличающаяся тем, что перфорированная стенка (60) представляет собой или пластиковую стенку с отверстиями, или пленку с отверстиями, или решетку, или слой тканого или нетканого материала, или слой пористого материала или их сочетания.

7. Капсула по п.3, отличающаяся тем, что стенка (60) средства рассеивания струи выполнена жесткой.

8. Капсула по п.7, отличающаяся тем, что стенка (60) средства рассеивания струи образует дно чаши, которая вставлена внутрь корпуса.

9. Капсула по п.1, отличающаяся тем, что средство (5) сдерживания давления содержит:
прокалываемую мембрану (50),
выступающие элементы (52), которые вскрывают мембрану для образования проколов с возможностью жидкому экстракту пройти через эти проколы; проколы в мембране (50) образуются под воздействием увеличения давления в камере капсулы.

10. Капсула по п.9, отличающаяся тем, что выступающие элементы (52) расположены снаружи камеры (4).

11. Капсула по п.9, отличающаяся тем, что выступающие элементы (52) расположены внутри камеры (4).

12. Капсула по любому из пп.9 и 10, отличающаяся тем, что выступающие элементы распределены по пластине (5, 5А, 5В), содержащей каналы (53, 530, 522), ведущие к отверстиям, проходам или канавкам (55, 550), через которые может течь напиток.

13. Капсула по п.12, отличающаяся тем, что выступающие элементы (52, 520, 521) могут быть выполнены в форме пирамид, усеченных конусов, куполообразной формы, в форме удлиненных стержней, клиньев или лезвий.

14. Капсула по п.1, отличающаяся тем, что средство (5) сдерживания давления в камере включает:
фильтрующую стенку (58) с заранее изготовленными отверстиями (582) или линиями или точками (580) ослабления.

15. Капсула по п.1, отличающаяся тем, что корпус (2) содержит сборный элемент (25) для напитка и, по меньшей мере, один канал или трубку (9) для распределения напитка.

16. Капсула по п.15, отличающаяся тем, что сборный элемент (25) содержит средство (90) переполнения напитка, расположенное рядом с каналом или трубкой с тем, чтобы замедлить течение напитка, выходящего из капсулы.

17. Капсула по п.1, отличающаяся тем, что слой вещества содержит молотый кофе или чай.

18. Система приготовления и подачи множества напитков путем впрыскивания жидкости под давлением в капсулы, содержащая:
устройство (8) для впрыскивания, выполненное так, чтобы формировать, по меньшей мере, одну струю жидкости в капсулах;
и, по меньшей мере, одну капсулу по любому из пп.1-17.

19. Система по п.18, отличающаяся тем, что устройство для впрыскивания выполнено с возможностью вводить, по меньшей мере, одно впрыскивающее сопло, выполненное для формирования, по меньшей мере, одной струи жидкости под давлением в предпочтительном направлении.

20. Система по п.18, отличающаяся тем, что устройство для впрыскивания выполнено с возможностью прокалывания стенки для впрыскивания таким образом, чтобы ввести сопло в капсулу.

21. Система по п.20, отличающаяся тем, что устройство для впрыскивания эксцентрически вводит впрыскивающее сопло в капсулу таким образом, чтобы оно было ближе к краям капсулы, чем к ее середине.

22. Система по любому из пп.18-21, отличающаяся тем, что линейная скорость струи жидкости составляет, по меньшей мере, 5 м/с.

23. Способ изготовления капсулы для приготовления напитка путем впрыскивания жидкости под давлением в капсулу, которая включает в себя полый корпус (2) и стенку (3) для впрыскивания, прикрепленную к корпусу, камеру (4), содержащую слой, по меньшей мере, одного пищевого продукта, подвергаемого экстрагированию, и средство (5) сдерживания внутреннего давления в камере, отличающийся тем, что средство (6) для рассеивания струи жидкости, имеющее стенку (60) рассеивания струи и распределения воды, располагают поперек полого корпуса и приваривают к внутренней стороне полого корпуса на расстоянии от стенки для впрыскивания для обеспечения пространства (7) для впрыскивания между стенкой (3) для впрыскивания и камерой (4), что позволяет через стенку (3) для впрыскивания вводить средство (8) для впрыскивания, по меньшей мере, одной струи жидкости под давлением, при этом средство (6) рассеивания струи устанавливают с возможностью удерживать слой вещества в сжатом и негидратированном состоянии.

24. Способ по п.23, отличающийся тем, что операцию сварки средства (6) рассеивания выполняют после того, как полый корпус будет наполнен пищевым продуктом, и перед тем, как стенка (3) для впрыскивания будет присоединена к полому корпусу.

25. Способ по любому из пп.23-24, отличающийся тем, что средство (6) приваривают к полому корпусу посредством нагрева или ультразвука.

26. Способ по любому из пп.23-24, отличающийся тем, что перфорированное средство рассеивания представляет собой мембрану, одну сторону которой приваривают и у которой точка начала сварки или температура плавления меньше, чем у противоположной стороны.

27. Способ по п.25, отличающийся тем, что сварку средства рассеивания выполняют путем фиксации полого корпуса на опорном захвате и введения контактной колодки для сварки в полый корпус до контакта для фиксации местоположения средства рассеивания и его приваривания к внутренней стороне полого корпуса.

28. Способ по пп.23 и 24, отличающийся тем, что сварку средства рассеивания производят на сварочном краю элемента, который гибко приспосабливается к внутреннему профилю полого корпуса в зоне сварки.

29. Способ по п.23, отличающийся тем, что:
вводят средства (5) сдерживания внутреннего давления в камере в полый корпус (2), затем приваривают первую мембрану (50) для образования дна камеры и отделяют средства от камеры,
отмеряют пищевой продукт (18) в капсулу до определенной высоты, которая отодвинута от края корпуса,
приваривают средство (6), рассеивания струи жидкости соприкасающееся с поверхностью или находящееся на одном уровне с поверхностью пищевого продукта,
прикрепляют стенку (3) для впрыскивания к полому корпусу, при этом средство (6) рассеивания струи жидкости устанавливают с возможностью удерживать слой вещества в сжатом и негидратированном состоянии.

Images