CN103596855A - 用于制备饮料，特别是浓咖啡的包囊、机器、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种包囊（1），包括具有第一端壁和第二端壁（3，4）壳体（2），所述第一端壁和第二端壁彼此间隔开并通过具有大致环状形状的侧壁（5）相互连接，并且该壳体限定有腔（6），所述腔容纳一定量或一剂量的用于饮料制备的物质（7）。所述壳体（2）具有至少一个第一能渗透的或者能穿透的壁部分和至少一个第二能渗透的或者能穿透的壁部分（5a，4a），分别用作向所述腔（6）引入水流的入口以及饮料从腔（6）中流出的出口。用来将水引入到腔（6）中的入口壁部分（5a）设置在环形的侧壁（5）中。

Description

用于制备饮料,特别是浓咖啡的包囊、机器、系统及方法

本发明通常涉及用于制备饮料（特别是浓咖啡）的系统，该系统使用容纳用来制备饮料（特别是研磨烘焙咖啡）的物质的包囊或类似物。

本发明主要涉及该类型的一种包囊，包括：

具有第一端壁和第二端壁的壳体，所述第一端壁和第二端壁彼此间隔开并通过具有大致环状形状的侧壁相互连接，并且该壳体限定有容纳用于饮料的制备的一定量的或者一剂量的物质的腔；

所述壳体具有至少一个能渗透的或者能穿透的第一壁部分以及至少一个能渗透的或者能穿透的第二壁部分，所述第一壁部分和第二壁部分分别用作向所述腔中引入水流的入口以及饮料从所述腔流出的出口。

该类型的包囊（尤其能够用于制备浓咖啡）在诸如专利EP-0584314B1和EP-2141093B1中均以本申请人的名义公开。

上述限定类型的已知包囊具有一般为圆柱形或者截头圆锥形形状的壳体，其中用于制备饮料的物质形成了通称为相应形状的过滤板。在该类型的包囊中，加压热水在包囊的两个端面中的一个处引入，并且饮料在另一端面处流出。

所述包囊的用于引入加压热水的壁以及用于饮料流出的壁，可以是能渗透水的类型或者是能够通过任何合适的已知穿孔设备穿孔的类型。

在这些包囊中，环形的侧壁是完全不能渗透的并且在饮料的制备过程中不被穿透。

使用上述已知类型的包囊，确保过滤板（所述过滤板由容纳在所述包囊中的一剂量的物质形成）具有适宜的湿润度（wetting）是重要的，以便实现对饮料的最佳提取。为了这一目的，必须确保加压热水进入包囊发生在宽的流动面积或者截面上。

到目前为止制造的已知类型的包囊中，将水引入到包囊中的最大面积不超过所述端部表面或壁（一般是圆形的）的面积，水通过所述端部表面或壁引入。

以改善容纳在包囊中的物质的湿润度为目的而对于壁的这一表面的直径的增加实际上是不可行的，因为对于一定的包囊内部容积来说，增加壁的这一表面的直径需要很大程度地减少包囊的高度，这样对于水和容纳在包囊中的物质之间的接触特性具有负面效果。

因此，本发明的第一个目的是提供一种包囊，该包囊可以克服上述现有技术的包囊的缺点，并且尤其改善了容纳在包囊内的物质的湿润度。

所述目的根据本发明通过在所述介绍中限定的包囊来实现，该包囊的特征在于用来将水引入包囊中的入口壁部分形成在大致环形形状的所述侧壁中。

根据本发明，单独通过所述环形侧壁的一个或者多个部分中的一个，或者通过所述环形侧壁并且也部分地通过所述包囊的端部表面或壁中的一个，能够将加压热水引入到包囊中。

根据本发明的所述包囊的更进一步的有利特征在从属权利要求中限定。

本发明还提出了一种通过使用根据权利要求1到13中的任一项或更多项所述的包囊来制备饮料的机器，该机器的显著特点在权利要求14中限定。

在根据本发明用来制备饮料的机器中，浸泡腔以如下方式进行配置，即，所述浸泡腔可相对于定位在其中的包囊限定围绕所述包囊的所述侧壁的部分延伸的环形空间，形成该空间是为了让水引入到所述包囊中，该空间与加压水供应装置相连接，并且通过不透液的方式与排出装置分离，设置该排出装置以使得形成于浸泡腔中的饮料朝向收集容器流出。

本发明同样提出了一种用来制备饮料的系统，根据权利要求17，该系统包括根据权利要求1到17中的任意一项或者更多项所述的包囊，以及根据权利要求18到20中的任意一项或者更多项所述的机器。

最后，本发明还包括一种制备饮料的方法，该方法具有权利要求21所限定的显著特点。

本发明更进一步的特征和优点将通过下文中以附图作为参考的详细说明来阐明，仅仅通过非限制性实例来提供所述的详细说明，在附图中：

图1为根据本发明的用来制备饮料的第一包囊的立体图；

图2为根据本发明使用根据图1的包囊来制备饮料的机器的图示；

图3为根据图1所示的包囊的一种变化的实施方式的立体图；

图4为示出了根据本发明的用来制备饮料的机器的浸泡腔的局部截面图，使用根据图3的包囊；以及

图5为根据本发明的包囊的另一种变化的实施方式的立体图。

在图1中，数字1表示根据本发明用来制备饮料（诸如浓咖啡）的包囊的整体。

图1中的包囊1包括壳体2，例如由食品级塑料材料制成。

在示出的实施方式中，壳体2通常具有圆柱形结构，并具有分别位于其顶部和底部的第一端壁3和第二端壁4，所述两个端壁彼此间隔开并通过大致为环形的侧壁5相互连接。

壳体2也可以制作成诸如截头圆锥形状的非圆柱形的形状。

如图2所示，壳体2限定了一个内部区域或者腔6，该内部区域或腔6容纳一定量或者一剂量的用来制备饮料（诸如研磨烘焙咖啡）的物质7。

壳体2的环形侧壁5具有上部5a，该上部5a具有多个微孔8以使所述上部是能渗透水的。每个微孔8均可具有一种截面，使得所述微孔可以阻止壳体2中容纳的用来制备饮料的物质流出壳体2，和/或由纸或者其类似物制成的滤器可以放置在壳体2的内部，紧邻侧壁5的内表面，以将前述的物质保留在壳体2中。

壳体2的下端壁4的至少一个部分（优选是中央部分）也优选设置有微孔（在图2中由数字9标明），使得所述壁部分被制成为液体饮料所能渗透的，所述液体饮料通过容纳在包囊中的物质7与经由所述包囊的侧壁5的入口部分5a进入所述包囊中的水相接触而形成的。

图2用示意图示出了可用来制备饮料的机器M，该机器M使用上文中参考图1描述的类型的包囊1。

在示出的实施方式中，机器M包括支撑壳体50，在所述支撑壳体中，可以用已知方式驱动电动泵51，以使得来自于容器52的水在流过已知类型的电加热装置44之后流向浸泡单元（作为整体由数字53标明）。

浸泡单元53可包括两个元件54和55，所述两个元件可以远离或者朝向彼此移动，并且所述两个元件可以通过密封的方式相连接以便以组合方式形成浸泡腔56，上文描述的类型的包囊1已预先引入到该浸泡腔之中。

在用示意图示出的实施方式中，浸泡单元53的元件54带有环形的（toroidal）密封环57，并且元件55带有密封环58。所述配置可以使引入到浸泡单元53中的包囊1沿纵向被封闭在密封环57和58之间。尤其是，环58围绕包囊的下壁4的中央部分4a延伸，流出微孔9设置在所述中央部分中。

浸泡腔56被构造成相对于封闭在其中的包囊1限定一个环形空间60，该环形空间围绕包囊的侧壁延伸、并且尤其是围绕所述壁的部分5a延伸，微孔8设置在所述部分中以将水引入。

空间60通过一个或者多个管道（诸如在图2中由数字61-63标明的管道）与泵51的输出端相连接。

在浸泡单元的下部元件55中，密封环58内部的区域与排出通道59相通，在使用中，经由包囊下部底部中的微孔9流出包囊1的饮料可以通过排出通道59转移到放在下面的收集容器（诸如杯子C）中。

在图2中用示意图示出的机器M的配置使得，由于泵51和加热装置44的启动，将加压热水流输送到空间60之中，加压热水流通过包囊的环形侧壁5的入口壁部分5a中的微孔8从所述空间中渗透进包囊1的壳体2之中。

在图2中，热水在容纳于包囊1中的物质7中的液流由虚线标明（仅作为指引（guidance））。这里所示的路径显示了物质7如何得以有效地“润湿”，因此实现最佳的浸泡。

参考图1，在壳体2的上端壁3中可以设置壁的另一入口部分，用来将加压水引入到壳体中。在图1中由虚线所示的实施方式中，所述壁的另一入口部分由3a标明，并且基本上是包括多个微孔（由数字10标明）的圆环的形式。

为了使用一种额外设置有入口微孔10（如上文刚刚描述的）的环的包囊，根据图2的机器M的浸泡单元53必须设有具备适当减小的直径的上部密封环57。

在未示出的变化的实施方式中，包囊1的上端壁3的有微孔的部分3a可位于中央，而不是图1中的示例性实施方式所示的位于周缘。

最终，包囊1的整个上端壁3都可以是有微孔的，但无论如何经由这个壁3的流通截面（flow cross section）优选小于经由包囊的侧壁5的有微孔的部分5a的流通截面。

图3示出了根据本发明的包囊1的另一种变化的实施方式。在这个附图中，给予先前描述过的部分和元件以与先前使用过的相同的参考标号。

在根据图3的变体中，包囊的壳体2的环形侧壁5具有外围的突出部分11，它的下环形表面或者面11a形成横向的肩部，目的是以基本上水密的方式紧靠在相应的支撑面64（图4）上，该支撑面设置在浸泡单元53（包囊1意在用在浸泡单元53中）的浸泡腔56中。正如在图4中所能看到的，通过将包囊1的周缘突出部分11紧靠在浸泡腔上而形成的连接在空间60与饮料排出通道59之间产生了水密的分隔。

如果需要，根据图3的包囊的上端壁3也可具有微孔以协助将增压热水引入到包囊中。

图5示出了根据本发明的包囊1的另一变化的实施方式。在这个附图中，同样给予先前描述过的部分和元件以与先前使用过的相同的参考标号。

在根据图5的包囊1中，壳体2的侧壁5具有形成了阶部12的截面轮廓，所述阶部限定了朝向下方的外部环形表面或者横向肩部12a。阶部12具有将壳体的侧壁5划分成上部分5a（具有较大的截面）和下部分5b（具有较小截面）的作用。

限定在阶部12处的肩部12a在浸泡腔中提供了与上文中参考图3和4描述的包囊的周缘突出部分11所提供的相同的密封功能。

根据图5的包囊在上端壁3中也可具有带有微孔的区域，用来将增压热水额外引入到包囊中。

便利地，在根据图5的包囊中，上部分5a的高度h与包囊的总体高度H之间的比率在从0.1到0.9的范围内。此外，部分5b的直径d与部分5a的直径D之间的比率也在从0.1到0.9的范围内。

就所有情况而论，将水引入到根据本发明的包囊1中的总体流动面积或者截面与饮料从包囊流出的面积或者截面之间的比率优选大于1。

在根据本发明的包囊的各种实施方式中，用来制备饮料的物质7优选是颗粒或者粉末的形式，并且沉积以在包囊1中形成一种层状结构，该层状结构具有较大密集度和紧凑度的下层以及较小密集度的上层，该上层靠近用来引入水的入口壁部分5a。这种解决方案使改善饮料的“前体（precursor）”扩散到包囊中成为可能。

如果需要，入口壁部分5a可以由围绕壳体2熔接的薄膜或者薄片制成，并且所述薄膜或者薄片能够由尖物、刀片等穿透或撕裂以便将水引入到腔6中。

通常，由于包囊1可以容易地由单种材料制成，通过注模、铸造、压印或者注射-压模操作而成形为最终轮廓，因此包囊1可以方便地由可生物降解的/可微分解的材料制成，尤其是由聚合材料制成，优选由从生物质（biomass）或者可微分解的合成聚合物中提取出的聚合物制成，或者由通过遗传学改进的微生物或细菌产生的聚合物制成，或者由化石单体（fossilmonomers）制成的聚合物制成，或者由包括作为食物链的副产物（玉米、咖啡、水稻等的谷壳）的天然纤维或草坪除草的产物的材料通过粘合剂聚结而成，或者由共混聚合物制成。

明显的，只要保持本发明的原理，在不脱离如所附权利要求中所限定的本发明的保护范围的前提下，应用的形式和结构细节可以在已描述且仅通过非限制性实例示出的基础上广泛地变化。

Claims (22)

1.一种用于制备饮料的包囊（1），包括：

壳体（2），具有第一端壁和第二端壁（3，4），所述第一端壁和第二端壁彼此间隔开并通过具有大致环形的侧壁（5）相互连接，并且所述壳体限定有容纳一定量或一剂量的用于饮料制备的物质（7）的腔（6）；

所述壳体（2）具有至少一个第一能渗透的或者能穿透的壁部分以及至少一个第二能渗透的或者能穿透的壁部分（5a，4a），分别用作用于向所述腔（6）引入水流的入口以及所述饮料从所述腔（6）流出的出口；

所述包囊（1）的特征在于，用来将水引入到所述腔（6）中的入口壁部分（5a）设置在所述环形的侧壁（5）中。

2.根据权利要求1所述的包囊，其中，用来将水引入到所述腔（6）中的所述入口壁部分（5a）仅设置在所述环形的侧壁（5）中。

3.根据权利要求1所述的包囊，其中，用来将水引入到所述包囊（1）中的另一入口壁部分（3a）设置在所述壳体（2）的端壁（3）中。

4.根据权利要求3所述的包囊，其中，所述壳体（2）的用来将水引入到所述腔（6）中的所述另一入口壁部分（3a）具有的流动面积或者截面比设置在所述侧壁（5）中的所述入口壁部分（5a）的流动面积或者截面小，以使得主要经由所述侧壁（5）发生水到所述腔（6）中的引入。

5.根据前述权利要求中任一项所述的包囊，其中，用于所述饮料从所述腔（6）中流出的一个或多个所述出口部分（4a）中的一个设置在所述壳体（2）的端壁（4）中。

6.根据权利要求5所述的包囊，其中，用于所述饮料从所述腔（6）中流出的所述出口壁部分（4a）设置在所述壳体（2）的端壁（4）的中央部分中。

7.根据前述权利要求中任一项所述的包囊，其中，所述壳体具有基本上为圆柱形的或者截头圆锥形的普通形状。

8.根据前述权利要求中任一项所述的包囊，其中，所述壳体（2）的所述环形的侧壁（5）形成横向的肩部（11a，12a），旨在通过基本上水密的方式抵靠用于所述饮料的制备的机器（M）的浸泡腔（56）的相应的表面（64）上。

9.根据权利要求8所述的包囊，其中，所述壳体（2）的所述侧壁（5）具有周缘外部突出部分（11），所述周缘外部突出部分限定所述横向的肩部（11a）。

10.根据权利要求8或9所述的包囊，其中，所述壳体（2）的所述侧壁（5）具有轴向截面轮廓，所述轴向截面轮廓形成至少一个阶部（12），所述阶部从外部限定所述横向的肩部（12a）并且将所述壳体（2）划分成具有较大截面的第一部分（5a）和具有较小截面的第二部分（5b）。

11.根据权利要求10所述的包囊，其中，所述壳体（2）的总体高度（H）与具有所述较大截面的所述部分（5a）的高度（h）之间的比率在0.1到0.9的范围内。

12.根据权利要求10或11所述的包囊，其中，所述壳体（2）的所述端壁（3，4）基本上是圆形的，并且它们的直径（d，D）之间的比率在0.1到0.9的范围内。

13.根据前述权利要求中任一项所述的包囊，其中，用于将水引入到所述腔（6）内的总流动面积或者截面与所述饮料从所述腔（6）中流出的流出面积或者截面之间的比率大于1。

14.根据前述权利要求中任一项所述的包囊，其中，用于所述饮料的制备的所述物质（7）基本上是颗粒或者粉末的形式，并且具有层状结构，所述层状结构包括具有较小密度的至少一个上层和具有较大密度的下层。

15.根据权利要求14所述的包囊，其中，所述上层靠近用于将水引入到所述腔（6）中的所述入口壁部分（5a）。

16.根据前述权利要求中任一项所述的包囊，其中，用于将水引入到所述腔（6）中的所述入口壁部分（5a）由熔接在所述壳体（2）周围的薄膜或者软片制成，并且适合被尖物等穿透，用来将水引入到所述腔（6）内。

17.根据前述权利要求中任一项所述的包囊，其中，所述壳体（2）由可生物降解的/可微分解的材料制成，尤其是由聚合材料制成，优选由从生物质或者可微分解的合成聚合物中提取出的聚合物制成，或者由通过遗传学改进的微生物或细菌产生的聚合物制成，或者由化石单体制成的聚合物制成，或者由包括作为食物链的副产物（玉米、咖啡、水稻或它们的类似物的谷壳）的天然纤维或草坪除草的产物的材料通过粘合剂聚结而成，或者由共混聚合物制成。

18.一种用来制备饮料的机器（M），包括：

支撑壳体（50），其中，在所述支撑壳体中限定有浸泡腔（56），根据前述权利要求中一个或多个所述的包囊（1）可被引进到所述浸泡腔中，并且其中设置有供给装置（51，52）和排出装置（59），所述供给装置用于供应旨在引入到所述包囊（1）中的加压水水流，所述排出装置用于使形成在所述腔（6）中的所述饮料朝向收集容器（C）流出；

所述机器（M）的特征在于，所述浸泡腔（56）构造成能够相对位于其中的包囊（1）限定一环形空间（60），所述环形空间在所述包囊（1）的所述侧壁（5）的旨在允许水引入到所述包囊（1）中的所述部分（5a）周围延伸；所述空间（60）与所述加压水供给装置（51，52）相连接并且以不透液的方式与所述排出装置（59）相隔开；这样的配置使得引入到所述空间（60）中的加压水水流能够经由所述包囊（1）的所述环形侧壁（5）的所述入口壁部分（5a）渗透到所述包囊中。

19.根据权利要求18所述的机器，与根据权利要求3所述的包囊一起使用，所述机器（M）的特征在于，所述加压水供给装置（51，52）被设计成也向所述包囊（1）的所述壳体（2）的所述另一入口壁部分（3a）供给水流。

20.根据权利要求18或19所述的机器，与根据权利要求8至10中任一项所述的包囊（1）一起使用，其中，所述浸泡腔（56）形成搁置抵靠件（64），所述包囊（1）的所述侧壁（5）的所述横向的肩部（11a，12a）旨在以基本上不透液的方式压靠所述搁置抵靠件（64）。

21.一种用来制备饮料的系统，包括：

根据权利要求1至17中一项或多项所述的包囊（1），以及

根据权利要求18至20中一项或多项所述的机器（M）。

22.一种用来制备饮料的方法，包括以下步骤：

提供根据权利要求1至17中一项或多项所述的包囊（1），

提供根据权利要求18至20中一项或多项所述的机器（M），

将包囊（1）引入到所述机器（M）的所述浸泡腔（56）中，以及

启动水供给装置（51，52），由此将加压的水流引入到所述浸泡腔（56）与所述包囊（1）的所述环形侧壁（5）之间限定的所述空间（60）中，并且所述水流经由所述环形侧壁（5）的所述入口部分（5a）渗透进所述包囊（1）中，润湿容纳在所述包囊（1）中的所述物质（7）。

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