CN103228187A - 用于从容纳在可互换包囊中的泡制产品制备饮料的系统 - Google Patents

Abstract

一种用于从可提取的产品制备预定量的饮料的系统（100）。该系统包括：(a)可互换包囊（1）；以及(b)用于制备泡制物的渗透机（150）。渗透机（150）的分配装置（170）包括底部（4）的多个穿孔尖端（180），所述穿孔尖端旨在穿透传统包囊的入口区域，以产生用于流体的入口开口。该系统（100）的特征在于，入口区域（17）包括多个阀（17），并且其中，穿孔尖端（180）与入口区域（17）接触，但不在其上执行任何穿孔动作。

Description

用于从容纳在可互换包囊中的泡制产品制备饮料的系统

技术领域

本发明涉及用于从容纳在可互换包囊中的泡制产品制备饮料的系统。此外，本发明涉及适于在这种系统中使用的可互换包囊。

背景技术

众所周知，可互换包囊容纳颗粒状产品，例如，咖啡，大麦，奶粉，茶叶，甘菊，等等。

通常，用于泡制产品的可互换包囊包括由塑料材料制成的杯子，在其中容纳泡制产品，以及被布置为用于封闭杯子且也由塑料材料或薄膜（可以是多孔的）制成的盖子。

当将包囊插入用于制备饮料的系统的渗透室中时，通过在包囊本身的底部上形成的多个第一孔将加压的热水注入到杯子中。

水与包囊中的颗粒状产品混合，并且，水通过杯盖中的多个第二孔从包囊本身流出。

在欧洲专利EP-B1-2134611（SARA LEE）中示出了这种系统的一个实例。

在EP-B1-2134611（SARA LEE）中建议的解决方案中，用来穿透传统包囊的穿孔尖端不会穿透在上述文献中建议的创新类型的包囊的底部，因为所述创新类型的包囊的底部总是位于离穿孔尖端给定距离处，而且，当后者处于完全抽出的位置中时，也是这样。建议此新的解决方案以避免在底部中出现较大的中心刺穿，在底部中出现较大的中心刺穿将需要在颗粒状物内形成优先流线。实际上，认为这种优先流线的形成对于获得富有香气的泡制物是不可取的，相反，富有香气的泡制物应充分地从容纳在可互换包囊中的整个颗粒状物中提取。

此外，从EP-B1-2134611（SARA LEE）中，为了避免在泡制物中形成优先流线，其可导致包囊的底部必须远离机器的容纳包囊本身的容器底部。以这种方式，穿孔尖端不会穿透包囊底部的整个入口部分，相反，会使得注入水流完全包围这种入口部分。

然而，在EP-B1-2134611（SARA LEE）中采用的解决方案具有非常重大的缺点：在容器相等的情况下，包囊必须更短，以避开尖端。因此，这种包囊更短，从而容纳更少的泡制产品。由于这个原因，得到的泡制物没有太多的香味，这不仅因为包囊中的产品更少，而且还因为包囊更短，所以水在包囊中的持续时间更短，该事实明显有损所产生的泡制物的质量。

发明内容

因此，本发明的目的是，制造一种没有上述缺点的用于从容纳在可互换包囊中的泡制产品制备饮料的系统。

根据本发明，由此制造出一种用于从容纳在可互换包囊中的泡制产品制备饮料的系统，所述系统如权利要求1中公开的或如直接或间接从属于权利要求1的任何权利要求中公开的。

此外，本发明的另一目的是，提供一种适于用在上述系统中的可互换注入包囊。

附图说明

为了更好地理解本发明，在附图的帮助下，仅通过非限制性实例描述一个实施例，其中：

-图1示出了根据本发明的用于制备饮料的系统的一部分的横截面；

-图2示出了图1中的系统中使用的包囊的内部的三维视图；

-图3示出了根据权利要求2的包囊中的盖子的放大图；盖子设置有多个阀，在此图中，将这些阀示出为处于闭合位置中；

-图4示出了图3中的盖子的放大图，相同的阀此时处于打开位置中；

-图5示出了由如图3、图4所示的盖子完成的根据图2的包囊（具有相应的放大）的纵向截面；

-图6以第一放大细节示出了图1中的系统；

-图7以第二放大细节示出了图1中的系统；以及

-图8示出了包囊本身的纵向截面，其部分细节放大。

具体实施方式

在图1、图6、图7中，数字100整体表示用于从容纳在可互换包囊1中的泡制产品制备饮料的系统的（根据本发明）的优选实施例。

系统100包括：可互换包囊1（其将在下文中更详细地描述），以及用于制备泡制物的渗透机150。

渗透机150又包括：适于容纳可互换包囊1的容器160（图1），以及用于加压流体（特别是加压的水）的分配装置170。

下面具体参考图2、图3、图4、图5、图8，在返回到对系统100的操作的详细描述之前，将更详细地描述可互换包囊1。

附带地，在本上下文中，必须将词语“可互换包囊”理解为可丢弃类型的、通常用于一次使用的包囊，这意味着，在泡制了容纳于包囊中的颗粒状产品之后，这种包囊被处理掉（连同其内部的所有已用过的待泡制产品），将其从渗透机的容器去除。明显地，一旦第一“可互换包囊”已被使用并处理，其便通常由相同类型的第二包囊替换，该第二包囊取代渗透机的特定容器中的第一包囊。

包囊1（图5）包括制成为一个截锥形本体的杯形结构2，其由侧壁3、底壁4和平的圆形冠部5限定，该平的圆形冠部从侧壁3的上边缘径向地延伸。如我们将看到的，这种平的圆形冠部5将杯形结构2支撑在渗透机150的特定容器160中（图1）（见下文）。

此外，三个以120°相等间隔布置的纵向肋部3a朝着侧壁3的内部延伸。如下面更详细地说明的，这三个肋部3a用来加强侧壁3，另外，其还用来使杯形结构2本身中的热加压液流断开，以在渗透步骤过程中使得热水与待泡制的颗粒状产品更紧密地接触。而且，在用泡制产品填充的自动处理过程中，这三个肋部3a还用来避免包囊1的自发堆叠。换句话说，杯形结构2的内壁上的这三个肋部3a防止包囊1随机且偶然地堆叠在彼此内部。如果不是这样，即，如果杯形结构2会随机地进入另一杯形结构2的内部，那么，将会出现具有待泡制产品的所有杯形结构2的错误处理和填充。

杯形结构2由刚性塑料材料或热固性塑料材料制成；优选地，所使用的塑料材料是生物可降解类型的。

包囊1进一步包括盖子6，所述盖子封闭杯形结构2（图3、图4、图5）的自由口部，允许待在杯形结构2本身中被泡制的颗粒状材料（未示出）留在其内部。如图5中特别示出的，将盖子6布置在圆形冠部5的内部，使得侧壁3的上边缘位于盖子6本身的下方。

在图3、图4所示的具体实施例中，盖子6具有基本上圆形的形状。在使用中，将盖子6容纳在圆形的、冠状的凹槽6a中，在壁3的上部区域中获得该凹槽。盖子6也由刚性塑料材料制成。

如图8中更详细地示出的，凹槽6a的上部包括边缘66，其具有环形形状，并朝着杯形结构2的纵向对称轴线（Y）向内伸出。这种边缘66也由塑料材料制成，从而可弹性地变形，以允许将盖子6插入凹槽6a中。在盖子6与相应的杯形结构2自动接合的步骤的过程中，所述盖子6在凹槽6a的底部（在一侧上）与边缘66（在另一侧上）之间张紧。实际上，当在（已知类型的且未示出的）特定包装机中包装包囊1的过程中，这种包囊1受到高加速度，因此，如果盖子6在上述元件之间不张紧，那么将存在盖子6与相应的杯形结构2脱的实际危险，结果会导致包装机中的产品的不希望有的溢出。

而且，具体如图8所示，在凹槽6a的底部上具有圆形的凸起31。通过已知的方法，在用待泡制的产品填充杯形本体2并以前述方式用盖子6封闭所述杯形本体2之后，该方法仅通过圆形凸起31的局部熔化（例如，通过超声波）来继续，以获得盖子6与凹槽6a的底部的明确紧固。

盖子6的内面可能设置有任何类型的适合于需求的过滤器（未示出）。特别地，如所知道的，这种过滤器是可弹性变形的。

圆形凸起31可为连续类型的或是中断类型的，这意味着，在后一种情况中，这种圆形凸起31由圆形节段（例如，三个相对于彼此偏移120°的圆形节段）组成。在图2中示出了后一种解决方案，其中，每个圆形凸起31布置在肋部3a处。

如在图8中还示出的，在圆形冠部5的下表面上设置有密封环形肋部32，其具有带有射线状尖端的三角形部分。

已经发现，如果在密封环形肋部32处形成圆形冠部5的密封加厚部分33（图8），那么，会实现有关包囊1相对于系统100的容器180的密封的最佳结果。如可在图8中观察到的，在圆形冠部5的两个面上分布有这种密封加厚部分33。

在附图中示出的实施例中（特别是见图3、图4），盖子6具有多个阀7，所述阀被布置为允许释放通过将热水与泡制产品混合而形成的泡制饮料。

更特别地，阀7可为用7a表示的第一类型的，或是用7b表示的第二类型的。两种类型7a，7b都朝着外部打开（图4）。

例如，如图1所示，相对于盖子6的对称平面（ψ），阀7a位于阀7b的相对侧上。以此方式，在注入的水所施加的作用的影响下，阀7a、7b的至少一部分无疑会打开。

具有两种类型的阀7a、7b这一选择是由尽可能地简化包囊1的包装机（未示出）的需求所决定的。实际上，如果所有阀7都是7a类型的，那么在与杯形本体2接合的过程中包装机需要对盖子6进行定向。这将意味着包括产品的包囊1的包装机的明显的复杂性（特别是在传感器级别上）。相反，通过在相同的盖子6中采用两种类型的阀7a，7b，如何将盖子6安装在凹槽6a中都无关紧要。

在图7中示出了一般的阀7a的放大图。

阀7a（但是，相同的情况显然也适用于阀7b）具有相应的腔体8和相应的活板部9，活板部9在一侧上通过铰链10与盖子6的其余部分铰接并在另一侧上具有贯穿切口11。

在一个实施例中（未示出），具有优先断开线，其由加压液体分开，而不是由贯穿切口11分开。

实际上，在附图中建议的实施例中，活板部9简单地是腔体8的底部。

在使用中，试图从杯形本体2离开的泡制产品的压力在活板部9上施力，使所述活板部按照箭头（F1）（图7）围绕铰链10朝着杯形结构2的外部转动。

特别地，每个活板部9具有矩形平面和梯形纵向截面，在阀7a的情况中，在杯形本体2内完全延伸，从而形成相应的腔体8。

有利地，但是并非必须地，通过塑料材料的一次模制操作，使阀7相对于盖子6形成为一体。

如在图5中清楚地示出的，底部4包括环形中空部12，其相对于杯形结构2的纵向对称轴线（Y）布置在对称的位置中。面向杯形结构2的外部的相应的环形槽13与环形中空部12相对应。

此外，底部4在轴线（Y）处具有压痕14。

基于赋予底部4适当硬度的需求（特别是由于底部4本身必须经受水的高压的原因）而促成了环形中空部12和压痕14的存在。

如在图5中还示出的，具有四个阀17（在图5中仅可看到其中一个），所述四个阀在环形槽13的底部上相对于彼此偏移90°。

每个阀17具有相应的活板部18，其在一侧上通过铰链（即，通过铰链19）与底部4的其余部分铰接，而在另一侧上设有贯穿切口20。

在一个实施例（未示出）中，具有优先断开线，其由加压液体分开，而不是由贯穿切口20分开。

由分配装置170分配的热水在活板部18上施加力，使其按照箭头（F2）（图5中的放大图）围绕铰链19朝着杯形结构2的内部转动。

特别地，每个活板部18具有矩形平面和基本上矩形的纵向截面，并且，如果由加压的水压迫，那么在杯形结构2内部延伸。

有利地，但是并非必须地，通过刚性塑料材料的一次模制操作，使这四个阀17与底壁4的其余部分形成为一体的，并由此与杯形结构2的其余部分形成为一体的。

现在，我们将回到图1、图6、图7所示的系统100。

基本圆柱形的凹槽165设置于容器160的中心部分中，并适于容纳上述分配装置170的部分。

所述分配装置170又包括热液体的供给管道171和至少部分地容纳于凹槽165中的分配室172。

分配室172在一侧上通过开口173与供给管道171流体连通，并在另一侧上与环形槽13流体连通。简单地说，按照箭头（ARW），加压的热水流经开口173从供给管道171流至环形槽13。

分配装置170进一步包括彼此成120°布置的三个穿孔针180（在图5中仅可看到一个）。换句话说，穿孔针180构成设置于多个渗透机中的用于穿透包囊1的底部的传统装置。在使用中，穿孔针180朝着杯形结构2的底部4移动。

如果存在优先断开线而没有贯穿切口20，那么液体的压力是这样的，其使得优先断开线断开，并且，如上所述，活板部18围绕铰链19转动（按照箭头（F2）），从而允许加压的热水从环形槽13到杯形结构2的内部的通过。值得指出的是，四个阀17全都在环形槽13的底部上，在使用中，针180位于这种环形槽13的内部。

实际上，在处于控制中的情况中，穿孔针180不会以任何方式穿透底部4，而是仅通过由分配装置170分配的加压流体的作用使活板部18变形。

还值得指出的是，如上所述，具有四个阀17，而具有三个穿孔针180。因此，总能确定，至少有两个穿孔针180始终接触（不推动）至少两个活板部18。

因此，穿孔针180以不推动活板部18的方式与之接触的事实，一方面，允许重新获得有用空间以使得更多颗粒状材料在杯形结构2中被泡制，另一方面，防止活板部18会被穿孔针180本身剪切并进入泡制液体中。如果出现此现象，即，如果在泡制液体中存在悬浮的塑料或金属颗粒，那么几乎肯定地，这种颗粒将会被顾客摄入，带来明显的负面后果。

现在参考图7，改为关注盖子6上的阀7a，7b。

在系统100中，容器160在顶部处由容器160的上部封闭元件190封闭。

如图7所示，由此在盖子6与上封闭元件190之间限定有渗透后的流体的收集室191。换句话说，所有已经完全穿过杯形结构2并已经从阀7离开的渗透流体聚积在收集室191中。值得指出的是，不存在阀7的机械打开元件，是杯形结构2内的水本身的压力打开了阀7本身。在渗透的流体的压力的偏压下，从封闭位置开始，阀7从出口区域的封闭位置移动至出口区域的打开位置，从而，当渗透的流体流中断时，也保持在这种打开位置中。因此，永久地改变盖子6的结构。值得指出的是，因为在渗透的流体流中断之后阀7还保持在打开位置中，但由于施加于盖子6的上述过滤器（未示出）会阻止泡制产品的部分朝着外部的所有通过，所以没有其他东西会从杯形结构3流出。由于过滤器由可弹性变形的材料制成，所以，在阀7的打开过程中，这种过滤器会变形但是不会穿孔。

此外，如图7中还示出的，通过使收集室191的高度（H）分级（graduate，分刻度），也可由此使阀7的活板部19的开口分级，从而，包囊1中的水压是相等的，以使水本身从阀7离开的出口速度分级。通过改变高度（H），可间接地逐渐改变水与待泡制的颗粒状产品接触的时间。必须使这种持久性时间平衡并因此足够长，以同时允许对颗粒状产品的良好泡制不会对渗透操作的快速性造成过度的损害。

在使用中，一旦将包囊1插入容器160，便通过相应的分配装置170使这种容器160相对于上封闭元件190进行移动，如图1所示。加压的热水将开始从管道171朝着环形槽13和阀17流动，阀17将通过水本身的压力作用而打开。一旦加压的热水进入杯形结构2，那么其将开始朝着盖子6流动，不具有优先流线。在渗透的流体的压力的偏压下，阀17从入口区域的封闭位置移动至入口区域的打开位置，从而，当渗透的流体流中断时，还保持在这种打开位置中。

此外，优选地，但是并非必须地，在阀17中可包括定位成在可互换包囊1中形成渗透流体的基本管状路径的水的引入间隙，以促使水在杯形结构2内形成湍流，以在渗透操作中涉及尽可能多的颗粒状材料。阀17产生多股加压热水，优选地，所述加压热水相对于侧壁3被引导。这种射流由肋部3a引导，在杯形结构2中产生期望的湍流。

上述系统的主要优点是：

-显著增加了杯形本体中的颗粒状产品的量；

-可使热水与颗粒状产品接触的持久性时间分级；

-实际上可完全消除热水在杯形结构中的优先流线；以及

-完全消除饮料污染的任何危险，没有来自底部和/或盖子的破裂碎片。

Claims (21)

1.一种用于从泡制产品制备预定量的饮料的系统（100），系统（100）包括：

(a)可互换包囊（1），所述可互换包囊包括与相应的盖子（6）相关的杯形结构（2），所述盖子封闭容纳有所述泡制产品的内部空间，所述杯形结构（2）的底部（4）包括用于加压液体的入口区域（17）；以及

(b)渗透机（150）；用于泡制物的制备；所述渗透机（150）包括包囊支持件容器（160）和用于加压液体的分配装置（170）；并且，其中，所述分配装置（170）包括用于穿透所述底部的穿孔装置（180），所述穿孔装置旨在穿透传统包囊的入口区域，以形成用于加压液体的入口开口；

系统（100）的特征在于，所述底部（4）的所述入口区域（17）包括多个阀（17），并且，其中，所述穿孔装置（180）与所述入口区域（17）接触，不在其上执行任何穿孔动作。

2.一种用于从泡制产品制备预定量的饮料的系统（100），所述系统（100）包括：

(a)可互换包囊（1），所述可互换包囊包括，与相应的盖子（6）相关的杯形结构（2），所述盖子封闭容纳有所述泡制产品的内部空间，所述盖子（6）包括用于来自所述杯形结构（2）的泡制饮料的出口区域（7）；以及

(b)渗透机（150）；用于制备泡制物；所述渗透机（150）包括包囊支持件容器（160）和加压液体的分配装置（170）；

系统（100）的特征在于，所述盖子（6）的所述出口区域（7）包括多个阀（7a，7b），所述阀仅通过在所述杯形结构（2）内部向外流动的加压饮料的作用从所述出口区域（7）的封闭位置移动至所述出口区域（7）的打开位置，以永久地改变所述盖子（6）的结构。

3.根据权利要求1所述的系统（100），其特征在于，在所述包囊（1）的所述底部（4）上，具有适于容纳所述穿孔装置（180）的环形槽（13）。

4.根据权利要求3所述的系统（100），其特征在于，所述阀（17）被定位在所述环形槽（13）的底部上。

5.根据权利要求1、3、4中的任一项所述的系统（100），其特征在于，将所述阀（17）中的用于水流的开口定向成在所述可互换包囊（1）内形成渗透流体的基本湍流的路径。

6.根据权利要求2所述的系统（100），其特征在于，所述盖子（6）与一个顶部封闭元件（190）间隔一距离（H）；在所述可互换包囊（1）的制造过程中，所述距离（H）是能够间接调节的。

7.根据权利要求6所述的系统（100），其特征在于，活板部（9）根据所述距离（H）不同程度地打开，以使所述饮料的渗透速度分级。

8.根据前述权利要求中任一项所述的系统（100），其特征在于，在周向壁部（3）内设置有加固和防堆叠的肋部（3a），所述肋部断开所述可互换包囊（1）内的渗透液流。

9.根据前述权利要求中任一项所述的系统（100），其特征在于，所述可互换包囊（1）由刚性塑料材料或热成形塑料材料制成；所述材料的类型是能够生物降解的。

10.一种用于泡制产品（1）的包囊（1），包括由塑料材料制成的杯形结构（2），其由底部（4）、侧壁（3）以及盖子（6）限定，所述盖子被布置为封闭所述杯形结构（2）且饮料通过其流出；所述包囊（1）的特征在于，所述底部（4）包括多个阀（17），所述阀能够仅通过加压液体的作用而从外部朝着内部打开。

11.根据权利要求10所述的包囊（1），其特征在于，所述阀（17）被定位在环形槽（13）的下部上，在所述底部（4）上获得所述环形槽（13）。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的包囊（1），其特征在于，所述盖子（6）也设置有多个阀（7），所述阀通过从所述杯形结构（2）流出的饮料的压力而从内部朝着外部打开。

13.根据权利要求10至12中的任一项所述的包囊（1），其特征在于，所述盖子（6）被容纳在圆形冠部形状的凹槽（6a）中，所述凹槽在所述壁部（3）的上部区域中获得。

14.根据权利要求13所述的包囊（1），其特征在于，所述凹槽（6a）的上壁具有环形边缘（66），所述环形边缘朝着所述杯形结构（2）的纵向对称轴线（Y）在内部伸出，所述边缘（66）是能够弹性变形的，以允许将所述盖子（6）引入于所述凹槽（6a）中。

15.根据权利要求10至14中的任一项所述的包囊（1），其特征在于，在所述凹槽（6a）的底部上具有圆形凸起（31），所述圆形凸起局部地熔化以改进所述杯形本体（2）与所述盖子（6）之间的接合。

16.根据权利要求15所述的包囊（1），其特征在于，所述圆形凸起（31）是连续的，或是中断类型的，在后一种情况中，这种圆形凸起（31）由圆形节段组成。

17.根据权利要求10至16中的任一项所述的包囊（1），其特征在于，在平的圆形冠部（5）的从所述侧壁（3）的顶部边缘径向地延伸的下表面上具有密封环形肋部（32），所述密封环形肋部具有带有射线状尖端的三角形部分。

18.根据权利要求17所述的包囊（1），其特征在于，在所述密封环形肋部（32）处具有环形圆形冠部（5）的密封加厚部分（33）。

19.根据权利要求18所述的包囊（1），其特征在于，在所述圆形冠部（5）的两个面上分布有所述密封加厚部分（33）。

20.根据权利要求10至19中的任一项所述的包囊（1），其特征在于，在所述盖子（6）上布置有多个第一阀（7a）和多个第二阀（7b），所述多个第一阀与所述多个第二阀相对于所述盖子（6）的对称平面（ψ）位于相对侧上。

21.根据权利要求10至20中的任一项所述的包囊（1），其特征在于，所述盖子（6）的内面设置有过滤器。

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