CN101511699A - 用于制备饮料的胶囊 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于泡煮食物碎片的胶囊(2)，包括界定泡煮壳体(20)的一个过滤侧的过滤装置(22)。还包括定位在过滤装置之后的泡煮液体的路径中的溢流壁(3)。过滤装置(22)与溢流壁(3)形成一体。

Description

用于制备饮料的胶囊
技术领域
本发明涉及一种用于在冲煮设备中制备和输送饮料的胶囊。本发明更具体地旨在提供一种适于输送经冲煮的叶茶的胶囊，尽管在该胶囊中也能成功地冲煮其它饮料。
背景技术
叶茶成份通常从揉或破成碎片的松散的叶子中得到。冲煮这些碎片可导致存在大量与浸出溶液混合的不溶颗粒。因此，当胶囊特别地设计成用于输送茶时，其包括过滤装置非常重要。这些过滤装置应适配成使液体饮料自由地流出胶囊，而同时将全部但极微量的不希望的成份颗粒留在冲煮壳体中。
欧洲专利申请No.05109566.9描述了适用于在饮料机中冲煮茶的胶囊的多个实施例。该胶囊包括界定冲煮壳体的一个过滤侧的过滤壁。在过滤后的冲煮液体的路径中定位有包括至少一个溢流孔的溢流壁。在一具体实施例中，过滤壁大体上从壳体的底部延伸到顶部。这种布置提供了大的过滤表面，因此有利于较低的冲煮压力。该具体实施例的另一特征在于，溢流壁与过滤壁平行，一间隔空间将这两个壁分隔开。这种构造允许已经通过过滤器的液体在间隔空间中向上运动，直到其到达溢流孔。该孔足够靠近冲煮壳体的顶部。这样，饮料成份能被低压冲煮流体完全淹没，而来自胶囊的流率仍保持在可接受范围内。
欧洲专利申请No.05109566.9中描述的胶囊基于冲煮原理，这促进了高质量的茶的输送。但是，如前面所述，胶囊包括过滤壁和溢流壁两者，在两壁之间存在一间隔空间。它还可包括面对溢流壁的盖。这些特征造成相对复杂、造价昂贵的结构。因此，可能希望提供一种基于相同或类似的冲煮原理、但具有简化的较容易制造和便宜的结构的胶囊。
发明内容
在本申请中，术语“胶囊”或“料盒”或“包装”被认为是同义词。优选地使用术语“胶囊”。词语“冲煮”或“浸出”用作同义词。术语“冲煮流体”通常是指用于浸出饮料成份的液体，更一般地指热水。
在本申请中，术语“茶”涵盖了所有品种的叶茶例如绿茶、黑茶、白茶、印度拉茶、调味茶和药茶或果茶。术语“叶茶”或“叶成份”是指任何形式的可冲煮的茶或其它成份，例如形成叶子碎片的完整的、切碎或揉碎的叶片。
本发明提供了一种适于在饮料机中冲煮或浸出饮料的胶囊，其可提供如下特征：
-胶囊不那么复杂且制造不那么昂贵；
-可改善饮料的质量，特别是与进入杯中的饮料浓度、味道和混浊度降低有关；
-饮料输送更干净，且减少或消除了味道交叉污染和卫生问题；
-可使胶囊操作(即，插入和用过的胶囊的收集)更加方便。
对于这些目的和许多其它可能的(目的)，本发明涉及一种用于在饮料机中冲煮食物碎片的胶囊，该胶囊包括：
容纳碎片的壳体；
界定壳体的至少一个过滤侧的过滤装置；其中
在过滤装置之后的冲煮流体的路径中定位有溢流壁，该溢流壁包括至少一个溢流孔；其中，所述过滤装置与溢流壁形成一体。
另外，过滤装置优选地构造成用于对在溢流壁方向上流动的饮料和对沿溢流壁并朝向溢流孔流动的饮料两者进行过滤。
具有与溢流壁形成一体的过滤装置使得能将它们制成一体件、例如能通过注射成型过程得到的注射塑料。本发明的特征因此能显著减少制造胶囊的成本。
另外，过滤装置优选地从穿过壳体的中间水平平面下方延伸——当胶囊定向成使得至少一个溢流孔位于所述平面上方时。
因此，根据本发明的一方面(但不希望受到任何理论模型的限制)，过滤装置设计成与“虹吸”行为有些类似，以使较浓的液体能沿溢流壁向上流动，以便穿过溢流孔并被分配，同时饮料成份能被冲煮流体淹没，因此避免壳体中的绕行区域，并确保成份的质量与冲煮流体充分地相互作用。
因此，本发明的胶囊的设计同时结合了能捕获较浓液体的重力法倒置方向冲煮(gravimetric top-down directional brewing)的优点与产品全部质量能被充分地和缓慢地淹没的向上方向冲煮(upward directionalbrewing)的优点，而不具有每一种所述冲煮原理的缺点。
在一种方式中，过滤装置包括从溢流壁的面对壳体的一侧突出的多个柱。这些柱能在壁上成排设置，以形成规律的构型。相邻柱之间的距离小于胶囊中冲煮的食物碎片的平均尺寸。这种布置确保了这些柱将形成对流入或通过柱结构的冲煮液体中包含的大部分不溶的茶碎片的阻碍。因此，这些柱能对在溢流壁方向上流动的饮料和对沿溢流壁朝向溢流孔流动的饮料两者进行过滤。
这些柱的布置可基本从壳体底部延伸到壳体顶部，且在柱之间基本不留有可能会使固体食物成份进入的大的间隙。这些阵列因此形成用于冲煮液体的足够大的过滤表面，这有利于壳体中的较低的冲煮压力和慢的流速，而流率可保持在可接受范围内。溢流壁的分布有柱的表面可以为至少500mm2，优选为600-1500mm2。在约为700mm2时的试验结果良好，所输送的茶饮料浑浊度低。
所述柱可形成规律的格状结构，具有沿两个相垂直的方向(即，水平和竖直)延伸的多个行列。柱可以分布成使得柱在一个方向上的间隔大于在另一方向上的间隔。该特征可用于促进饮料朝向溢流孔的流动。在另一可能的实施例中，柱在两个相垂直的方向上间隔相同距离。
一方面，所述至少一个溢流孔位于壳体高度的3/4上方；更优选地，所述孔基本上与壳体顶端水平对齐。从而饮料成份的全部质量都能被完全淹没并因此被完全冲煮，而与饮料成份对壳体的填充高度无关。
另一方面，柱可具有基本相同的长度。
根据本发明，柱可与溢流壁形成一体。溢流壁和柱可由各种材料制成，包括但不限于PET或PP。
根据本发明，胶囊以气密的方式封闭。胶囊还可包括穿透装置，该穿透装置包括至少一个穿透元件，所述穿透元件构造成用于穿透气密容器的壁，以便在胶囊的所述被穿透的壁上形成饮料出口。
胶囊还可包括构造成用于将饮料从所述至少一个溢流孔导向胶囊的饮料出口的流动引导装置。
饮料流动引导装置和穿透元件一体地包封在气密胶囊中，直到其被使用。流动引导装置和穿透元件可由可穿透的保护盖保护。将穿透元件和流动引导装置形成胶囊自身的一部分的一个优点在于，它们与外部环境物理地分离。该特征防止了流动引导装置在使用前的存储期间被污染。将穿透元件和流动引导装置形成胶囊自身的一部分的另一优点在于，实际上在饮料和机器部件之间不造成物理上的相互作用，这避免了交叉污染问题和造成不清洁。
穿透元件优选地构造成在保护盖中形成饮料出口。用于将冲煮液体平稳地导入胶囊的饮料出口的饮料流动引导装置也可定位在保护盖附近。
另外，饮料出口优选位于盖的基本与溢流孔相对的区域中，由此提供更加“直流”的方式，减少冲煮液体污染冲煮设备的部件的可能性，同时确保冲煮期间液体溢流被完全带出胶囊，以便成份被完全浸出，且杯中的产品浓度被适当地控制。
可以设想胶囊具有一定的不对称性，以便于用户适当地插入冲煮设备中。为此，胶囊可以是长形的，具有一轴向距离和一较短的横向距离，且所述至少一个穿透装置或穿透指示装置可沿轴向距离对齐。因此，用户不得不在预定朝向上插入胶囊，如上所述，这有利于胶囊的正确操作。在一方式中，胶囊可以是卵形的。
在本文中，“食物碎片”泛指需用冲煮液体冲煮或提出、但又不能完全溶解、提出或分散在冲煮液体中、致使冲煮后胶囊中留有固体物的食物、营养性和/或药物性固体物。碎片的尺寸通常大于粉末的尺寸。单个碎片的尺寸可典型地在约0.5mm-20mm之间。碎片可被切碎、碾碎或揉碎。碎片可以是取自植物叶、花、茎、根、种子或谷物的碎片。碎片也可以是整个叶子。碎片可由茶或其它植物形成。
附图说明
下面将结合附图以示例的方式说明本发明的实施例，其中：
图1是根据本发明一具体实施例的冲煮之前的胶囊冲煮系统的示意图；
图2是在冲煮本发明的胶囊期间图1的胶囊冲煮系统的示意图；
图3是图1的胶囊的溢流壁的平面图，示出了位于溢流壁的面对壳体的一侧的过滤装置。
具体实施方式
首先将结合图1、图2和本发明的胶囊的第一可能实施例来说明本发明的一般冲煮原理。
提供了一种胶囊系统1，其包括胶囊2和饮料冲煮设备10。为简单起见，该饮料冲煮设备仅概略示出，并实际上可包括本领域技术人员通常所知的附加技术特征。所述胶囊包括容纳饮料成份例如叶茶等类似物的壳体20。该壳体由被溢流壁或板3封闭的杯状外壳21形成。壳体的容纳物优选被保护而避开气体和光。外壳可包括不同的横断面例如圆形、椭圆形、正方形、矩形或多边形断面，这实际上决定了平的溢流壁3的总体周界。壳体定尺寸成容纳剂量通常约为1-10克、优选为2-5克的叶饮料成份。叶成份的剂量可取决于要制造的饮料的最终体积。对于单独一杯茶，典型剂量可以为约2克，而对于一壶茶，典型剂量可以为约8-10克。如图1中清楚可见的，胶囊相对于冲煮设备定位成使得溢流壁3大致从壳体的底部基本竖直地延伸。为此，胶囊优选地在冲煮设备10中定位成“竖直”布置。杯状外壳21可定向成使得其大的开口及其底部朝一竖直位置定向。
溢流壁或板3支承过滤装置。这些过滤装置包括由从溢流板的面对壳体20内部的一侧突出的基本平行的柱22组成的结构。如图所示，所述柱相对紧密地间隔并形成一规律的格状结构。更具体地，柱22应设置成足够紧密，以使格状结构能用作过滤器并使被冲煮的饮料中的大多数固体颗粒不会从壳体中离开。相邻柱之间的足够距离将取决于被冲煮的食物碎片的尺寸。典型地，该距离在0.5-5mm范围内。柱22优选与溢流壁3制成一体。溢流壁和柱可由塑料通过注射成型或者通过本领域技术人员所知的任何其它合适的技术制成。
在图中还可看出，柱22的长度可相对较短。该长度通常在0.5-8mm之间。如图1和图2的剖视图所示，多个柱22的远端接近位于一平面上，该平面与溢流壁3平行且离开一短的距离。在下文中将用“过滤空间”表示由柱的末端(或远端)限定的平面与溢流壁之间的空间。该窄的过滤空间在图中用“s”表示。溢流壁3还包括至少一个溢流孔25。所述溢流孔定位成至少在壳体高度的3/4上方。溢流壁通过外壳21的周缘内肩23保持就位。
胶囊由严密密封杯状外壳21的盖4封闭。该盖附装到外壳的周缘外框24。该盖可通过粘结或焊接、或者本领域技术人员所知的任何其它技术附装到周缘框。盖和外壳两者都可由阻氧材料制成，以形成氧密的容器。这样，壳体20可基本不含氧，从而可在长时间段内保持饮料成份的新鲜度。盖4可以是柔性膜或半刚性塑料部件。合适的材料包括但不限于塑料、PET、铝箔、聚合物膜、纸等类似物。
壳体优选不含氧，并可含有充足的不活泼气体例如N2、N2O或CO2。
在本示例中，溢流壁3的面对盖4的外侧形成一内部通道40，该内部通道从溢流孔25通向盖的可撕裂或可穿透区41a，该可撕裂或可穿透区用于通过合适的穿透装置被容易地撕裂或穿透，以便形成一饮料出口。可选择地，可撕裂或可穿透区可由盖的可与外壳的外框24分离的可拆除区代替。
在盖4与溢流壁3之间的空间内容纳有穿透元件43，该穿透元件形成上述穿透装置的部件。穿透元件43可从胶囊外部操作，并可具有带两个相对端部44、45的梁(beam)的总体形状。所述端部中的第一端部44向外逐渐变薄以形成一平伸区，而另一端部45具有带尖的形状。穿透元件43沿着一纵向(竖直)空间(即，内部通道40)延伸，并设计成绕一由通道40的侧面支承的枢轴46回转。梁的带尖端部45面对盖4的可撕裂、可穿透或可拆除区41a。为了致动穿透元件43，从胶囊外部穿过柔性盖4向平伸端部44施加压力。所施加的压力导致穿透元件43如杠杆一般地回转。因此，当在溢流壁3的方向上推动梁的平伸端部44时，带尖端部45运动离开溢流壁3，从而将盖的可撕裂、可穿透或可拆除区向外压，力大得足以将其穿透。这样，在盖4中形成饮料出口41b。可在将膜盒插入冲煮设备之前由用户手动地作用为了形成饮料出口41b而施加到穿透元件43的平伸端部44上的压力。但是，如下文所述，优选通过合适的机械装置施加压力。
胶囊的外壳的形状不是特别关键。由于不同的原因，优选为截头锥形或椭圆形或半球形。该外壳可在工业上通过塑料热成型或铝深拉工艺低成本地制造。这种具有较平滑拐角的形状也有利于除去操作构件，并因此有利于胶囊的排出。
特别如图3所示，胶囊也可通常定形为提供和向用户指示用于插入冲煮设备中的特定方向。例如，胶囊(特别是盖)可具有不对称的卵形或盾形轮廓，具有宽的顶侧和较尖的底侧。
关于冲煮设备10，它包括构造成将胶囊保持在限定的“竖直”布置中的胶囊操作构件30、31。这里操作构件30、31可以是机械夹钳或者任何合适的机械包封装置，该包封装置能够在胶囊周围打开和闭合并能将其牢牢地保持就位。不需要提供大的闭合力，因为所涉及胶囊中的流体压力保持相对较低并优选地尽可能接近大气压力。同时，由于胶囊能经受低的冲煮压力，因此，胶囊不是必须要被完全封闭，而是在冲煮期间只要将水严密地保持就位以防止水渗漏即可。这简化了机器并降低了机器成本。
冲煮设备包括例如水箱的供水装置32、水泵33、加热器34和通过操作构件30操作的热水注射管线35。冲煮设备还可包括控制器和用户面板(未示出)，以如本领域中已知地管理饮料制备循环。可设有背压阀36以降低胶囊中入口侧或注射构件38(例如针或叶片和进水口)处的压力。当然，也可省去背压阀，可使用在低压下输送流体的低压泵。但是，中到高压泵由于其坚固可靠而是优选的，并因此与背压阀结合使用。
冲煮设备还可包括一机械推动器37，该推动器构造成与穿透元件43协作，以在盖4的可撕裂、可穿透或可拆除区41a中形成出口。如图1所示，可当在胶囊周围闭合操作构件30、31之后致动机械推动器37。机械推动器用于操作穿透元件43。为此，朝向穿透元件43的平伸端部44引导或施力于机械推动器37。向前移动，机械推动器37促使柔性盖4的可变形区47倚靠平伸端部44，从而通过盖4在平伸表面上施加压力。由此施加在穿透元件上的压力造成饮料出口41b开启，如前面所述。为避免任何交叉污染，推动器37将优选地设置成不在可变形区47中穿透盖4。
在本示例中，机械推动器37可由螺线管或任何其它等同的驱动装置或者甚至手动地驱动。但是，应理解，根据本发明，也可省去机械推动器。在此情况下，优选地在将胶囊2安装到饮料冲煮设备10中之前手动地操作穿透元件43。
结合图2，本发明的方法工作如下。将胶囊插入冲煮设备中，并在胶囊周围闭合胶囊操作构件，以将其定位成密封壁基本竖直地定向。通过致动穿透元件43的机械推动器37在盖4中形成饮料出口41b。在胶囊的相对侧，在胶囊的壳体中引入流体注射构件。由此在较低的压力下、优选在不超过0.2bar的压力下将热水注射到胶囊中。热水缓慢填充胶囊并淹没壳体中的饮料成份。一部分饮料流入过滤空间“s”。但是，饮料中包含的大部分不溶的茶碎片由柱22滞留。如图所示，柱在其远端处被平截。该最后一特征的优点在于，具有平端部的柱形成不溶颗粒的更有效的阻挡。
当足够的热水流入胶囊中时，冲煮饮料的液位到达溢流孔高度，使得经过滤的饮料开始能够通过溢流孔流出过滤空间。饮料的较浓部分5会倾向于沉入壳体底部。该部分(饮料)也能进入过滤空间，因为该空间从壳体底部开始延伸。然后，受到压力梯度驱动，较浓的饮料通过在过滤空间“s”中向上流动而可到达溢流孔。在向上距离壳体中流体上方液位的不同竖直高度处，其余饮料也在进入过滤空间“s”时被过滤。如图所示，柱具有圆化的轮廓。这种形状的优点在于，相比于有角的轮廓对流体通过造成较小的阻力。这促进了过滤空间中饮料的向上流动。尽管柱的圆化的轮廓有利于饮料的向上流动，但是，它不妨碍柱用作向上流动的饮料以及流入过滤空间中的饮料的过滤器。这样，经过溢流孔的饮料被过滤两次；一次是在进入过滤空间时，第二次是在过滤空间内向上流动时。
现在参考图3，可以看出，柱的布置包括粗柱22a和细柱22b两者。粗柱的直径在约0.5-3mm之间，细柱的直径在约0.5-2mm之间。每个粗柱具有一细柱作为最接近的相邻部件，反之亦然。在图3中，由一对相邻的柱(一个粗的和一个细的)形成的构型规律地反复。还可以看出，柱形成横跨溢流壁3的表面的行列。另外，柱在沿竖直方向定向的行列中紧密地布置在一起(间距可在约0.5-2mm之间)，而相反地，柱在水平方向上较远地相间隔(间距可在约0.2-小于2mm之间)。这种布置有利于冲煮饮料的向上流动。
应注意，溢流孔位于壳体总高度的3/4上方，并优选地位于壳体总高度的4/5上方；由此确保更加彻底地淹没饮料成份和从壳体中更慢地排出饮料，这有利于更好的浸出过程。
应注意，在把冲煮液体直接分配到接受器6(例如杯子、马克杯等类似物)中的情况下可得到“直流”。“直流”是指出口相对于冲煮设备设置成使得冲煮液体在离开出口时不会遇到任何永久性设备或部件。换句话说，出口定位成足够低，并与饮料机的胶囊操作构件侧向地相间隔，以避免释放时液体与这些构件的任何显著的接触。

Claims (18)

1.用于在饮料机中泡煮食物碎片的胶囊，包括：
容纳食物碎片的壳体(20)；
界定壳体的至少一个过滤侧的过滤装置(22)；
其特征在于：
所述胶囊还包括一溢流壁(3)，该溢流壁定位在过滤装置(22)之后的泡煮液体的路径中，且包括至少一个溢流孔(25)；
所述过滤装置与所述溢流壁(3)形成一体。
2.根据权利要求1所述的胶囊，其特征在于，所述过滤装置(22)构造成用于对在溢流壁(3)方向上流动的饮料和沿着溢流壁并朝向溢流孔(25)流动的饮料两者进行过滤。
3.根据权利要求2所述的胶囊，其特征在于，所述过滤装置包括从溢流壁(3)的面对壳体的一侧突出的多个柱(22a，22b)。
4.根据权利要求2所述的胶囊，其特征在于，所述柱(22a，22b)设置成一系列的行列。
5.根据权利要求4所述的胶囊，其特征在于，柱的所述行列基本从壳体底部延伸到壳体顶部。
6.根据权利要求5所述的胶囊，其特征在于，柱的所述行列基本在溢流壁(3)的整个宽度上延伸。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的胶囊，其特征在于，相邻柱(22a，22b)之间的距离小于食物碎片的平均尺寸。
8.根据权利要求3-7中任一项所述的胶囊，其特征在于，多个柱的长度基本相同。
9.根据权利要求3-8之一所述的胶囊，其特征在于，所述柱(22a，22b)具有圆化的断面。
10.根据权利要求3-9之一所述的胶囊，其特征在于，所述柱(22a，22b)在其远端处被平截。
11.根据权利要求3-8之一所述的胶囊，其特征在于，所述柱(22a，22b)的长度在0.5-8mm之间。
12.根据权利要求3-11之一所述的胶囊，其特征在于，柱(22a，22b)的所述行列形成一格状结构。
13.根据权利要求12所述的胶囊，其特征在于，相邻柱在竖直方向上相间隔0.5-2mm。
14.根据权利要求12或13所述的胶囊，其特征在于，相邻柱在水平方向上相间隔0.5-2mm。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的胶囊，其特征在于，所述格状结构包含粗柱(22a)和细柱(22b)。
16.根据权利要求15所述的胶囊，其特征在于，所述粗柱(22a)的直径在0.5-2mm范围内，所述细柱(22b)的直径在0.5-2mm范围内。
17.根据前述权利要求之一所述的胶囊，其特征在于，所述溢流孔(25)位于壳体高度的3/4上方。
18.根据前述权利要求之一所述的胶囊，其特征在于，该胶囊包括一外壳(21)和附装在外壳上的保护盖(4)，该保护盖与外壳一起形成用于胶囊的气密容器。
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