CN105246797A - 用于饮料制备的胶囊 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于食品或饮料制备的容器(11)，所述容器适于在至少一个隔室(34)内容纳至少一种前体配料，并且包括用于联接至食品或饮料制备机(1)的注入壁(17)，所述食品或饮料制备机具有至少一个混合配料加压源，由此通过使所述混合配料与所述前体配料混合而在所述容器(11)内制备食品或饮料产品，所述容器(11)还包括至少一个食品或饮料输送壁(16，37)，其特征在于，所述注入壁(17)包括可向外膨胀的连接装置(18，19，20)，该连接装置适于将所述容器(11)连接至所述混合配料源并且在所述容器与所述混合配料源之间建立流体连通。

Description

用于饮料制备的胶囊

技术领域

本发明涉及一种用于食品或饮料制备的容器，所述容器设计成用于连接到加压配料源，例如加压水源，以便与容器容纳物混合用于制备所述食品或饮料。

背景技术

在食品或饮料制备领域，通过使容器内容纳的前体配料与从食品或饮料制备机器中容纳的加压源供给的混合配料混合。

在下面的描述中，将考虑混合配料源是加压水源。这样的限制不应视为对本发明范围的限制。本发明所描述并要求保护的容器可以与其它混合配料源一起使用。

另外，在本说明书的其余部分，为了简化起见，将考虑本发明的容器是饮料容器，例如饮料胶囊。再次，这不应视为对本发明范围的严格限制。本发明的容器可以是胶囊以外的另一种类型，例如可以是软质垫包、易理包、包袋、刚性或半刚性的料筒，或它们的组合。所述容器可以由任何类型的材料制成，例如塑料、纸、纸板、金属或合金、玻璃、合成或天然橡胶、或弹性体，或它们的组合。优选地，材料将选自成本有效和生态的材料，具有屏障功能(至少对湿气和氧气)。本发明的容器中容纳的前体配料可以是用于制备食品或饮料产品的任何类型。下面将更详细地描述饮料容器。然而，本发明的原理可以应用到用于制备可食用物品的任何容器，无论是饮料或半固体或固体食品，例如但不限于：冰淇淋，浓汤，冰沙，烹饪面团，含有固体成分如面包丁的汤，或甚至完全固体的食品如糕点。

通常，食品或饮料制备机在食品科学和消费品领域中是众所周知的。该机器允许消费者在家中制备特定类型的食品或饮料例如基于咖啡的饮料，如意式浓咖啡或冲煮类杯装咖啡，或其它类型的饮料如巧克力、茶、汤等。

现今，用于在家制备饮料的大部分饮料制备机包括由以下机器组成的系统，即，该机器可容纳用于饮料制备的分份配料。这些分份配料可为软质的易理包或垫包，或者包袋，但是越来越多的系统使用半刚性或刚性的分份配料，诸如刚性易理包或胶囊。

该机器包括用于容纳所述胶囊的接收器或空腔和流体注入系统，所述流体注入系统用于使流体(优选为水)在压力下注入到所述胶囊中。在压力下被注入到胶囊中以用于根据本发明制备咖啡饮料的水优选为热的，即，温度高于70℃。然而，在一些特定情形下，也可处于室温，或甚至低温。在胶囊中的容纳物的提取和/或溶解期间，容器/胶囊的腔室内部的压力(相对于大气压)在用于溶解产品时上升到通常为大约1巴到大约8巴，在用于提取烘焙研磨咖啡时为大约2巴到大约12巴，直到胶囊打开。这一制备过程与饮料制备的所谓“冲煮”过程大不相同——特别是对于茶和咖啡而言，在该“冲煮”过程中，冲煮需要通过流体(如，热水)对配料进行长时间的浸泡，然而，该饮料制备过程允许消费者在几秒的时间里制备好饮料，例如咖啡。

在压力下提取和/或溶解封闭胶囊中的容纳物的原理是已知的，并且(该原理)通常包括将胶囊插入机器的接收器或空腔内，一般在采用穿刺注射元件(诸如安装在机器上的流体注射针)刺穿胶囊的面之后将一定量的加压水注入到胶囊中，使得在胶囊内部产生加压环境以提取物质或溶解物质，然后通过胶囊释放所提取的物质或溶解的物质。允许应用上述原理的胶囊已经在例如申请人的欧洲专利EP1472156B1和EP1784344B1中有所描述。

允许应用上述原理的机器已经在例如专利CH605293和EP242556中有所描述。根据这些文献，所述机器包括用于胶囊的接收器或空腔和穿刺注射元件，该穿刺注射元件制成空心针的形式，该空心针包括位于它的远端区域中的一个或多个液体注射孔口。所述针具有两个功能，一方面所述针打开胶囊的顶部，并且另一方面形成进入到胶囊的水进入通道。

所述机器还包括流体箱，在大部分情况下该流体为水，所述流体箱用于存储在压力下溶解和/或浸泡和/或提取包含在胶囊内的配料的流体。所述机器包括加热元件诸如锅炉或热交换器，所述加热元件能够将其中使用的水加热至工作温度(通常为达到80-90℃的温度)。最后，所述机器包括用于使水从流体箱可选择地通过加热元件流通到胶囊的泵元件。水在机器内流通的方式可例如通过选择阀装置进行选择，所述选择阀装置诸如是在申请人的欧洲专利EP2162653B1中所述的蠕动阀类型。

当所要制备的饮料为咖啡时，一种令人感兴趣的制备咖啡的方法是提供给消费者包含有烘焙研磨咖啡粉的胶囊，该烘焙研磨咖啡粉通过注入到胶囊中的热水而被提取。

在许多情况下，所述机器包括用于保持胶囊的胶囊保持器，该胶囊保持器用于插入或移出机器的相应的空腔或接收器。当胶囊保持器装载有胶囊并以可工作方式插入机器内时，机器的注水装置可以流体连接至胶囊以将水注入其中，用于食品制备，如上所述。胶囊保持器在例如申请人的欧洲专利EP1967100B1中有所描述。

大多数已知的食品或饮料容器(例如胶囊)设计成用于食品和饮料制备机中，该机器包括用于向胶囊内注入混合配料(例如水)的装置，所述胶囊可移动，更精确地说，当所述容器以工作构型被插入所述机器内时，所述胶囊可以朝向容器移位。通常，机器的这种注入装置在容器(例如胶囊)被插入其中并且机器被关闭之后移位。在这样的构型中，机器的注入装置在用于装载胶囊的隔室中伸出。虽然这样的流体连接原理起作用并且常用，它有一定的问题，其中之一是确保胶囊和机器之间的界面正确且可靠的防漏。其原因是，胶囊通常使用薄壁制造(生态和成本的原因)，因此，当外部压力施加在其上时它们能够容易地变形。当机器的注入装置被移向胶囊时，胶囊倾向于变形，即使轻微地变形，也产生泄漏通道。这些泄漏的风险需要更多的技术设计和胶囊与机器的加固，以保证防漏，这实现起来是昂贵和复杂的。

此外，已经研发了用于这种食品制备应用、特别是饮料制备应用的胶囊，其在申请人的欧洲专利EP1784344B1或在欧洲专利申请EP2062831中被描述并要求保护。

简而言之，这种胶囊通常包括：

-空心体部和注入壁，该注入壁不透液体和空气并且附接到所述空心体部且适于被例如机器的注射针刺穿，

-容纳待提取的烘焙研磨咖啡床层或可溶配料或可溶配料混合物的腔室，

-设置在胶囊的底端处的铝膜，所述铝膜封闭胶囊，用于保持所述腔室的内部压力。

所述铝膜设计成被穿刺装置刺穿，所述穿刺装置与胶囊集成或位于所述胶囊外，例如在机器的胶囊保持器内。

穿刺装置适于在腔室内的内部压力达到一定预定值时在铝膜中刺出分配孔。

此外，可选择地，所述胶囊还可包括构造成打断流体射流的装置，以减小注入到胶囊内的流体射流的速度并且使流体以减小的速度分布在物质床层上。

在许多食品和饮料制备系统中，若干类型的容器(例如胶囊)可以用于同一容器。某些胶囊可用于浸泡静态前体配料(例如，烘焙研磨咖啡)，混合配料(如热水)通过该静态前体配料流动。另一些胶囊也可容纳可溶性前体配料，如可溶奶粉或巧克力粉，该可溶性前体配料通过与混合配料如热水混合进行溶解。

尤其在胶囊中含有的前体配料可溶的情况下，需要内置在胶囊中一个大的顶部空间以确保混合配料(优选为液体)从机器注入到胶囊内，可正确地与所述胶囊中含有的前体配料混合。这样的适当混合通过配料在胶囊内的回旋运动来保证。回旋运动需要在胶囊内有足够的空间。

在已知的解决方案中，有必要使胶囊的容积扩大至大于容纳前体配料所严格要求的容积，从而提供足够的顶部空间用于使混合过程生效。然而，更大的胶囊需要额外的包装材料来制作胶囊。在方便性、成本和生态原因方面这都是不期望的。因此胶囊内的顶部空间被认为是浪费的体积，并应尽可能避免。

因此，本发明的目的是提供一种容器，该容器避免了已知的食品和饮料容器及系统的缺点。

发明内容

上述目的通过一种用于食品或饮料制备的容器实现，所述容器适用于在至少一个隔室内容纳至少一种前体配料，并且包括用于联接至食品或饮料制备机的注入壁，所述食品或饮料制备机具有至少一个混合配料加压源，由此通过使所述混合配料与所述前体配料混合而在所述容器内制备食品或饮料产品，所述容器还包括至少一个食品或饮料输送壁，其特征在于，所述注入壁包括可向外扩张/膨胀的连接装置，该连接装置适于将所述容器连接至所述混合配料源并且在所述容器与所述混合配料源之间建立流体连通。

由于这样的事实：胶囊与机器之间的流体连接通过朝向机器膨胀胶囊来完成，在建立流体连接的界面处没有在胶囊上产生压缩力，该压缩力可能造成不希望的变形和泄漏；胶囊的膨胀被控制，胶囊与机器之间的界面处的流体连接因此是防漏的。

可向外膨胀的连接装置可包括注入壁的至少一个可拉伸部分，或者注入壁的至少一个可展开的波纹状/膜片状/囊状(bellows-like)部分，该部分能够通过向外的推力弹性地或塑性地向外变形而不撕裂或断开。

在本发明的高度优选实施例中，所述变形是弹性变形，使得当施加到容器上的向外推力停止时，该容器的变形部分回到其初始位置(“静止位置”)。

有利的是，可膨胀的连接装置包括：

(i)连接开口，该连接开口用于当容器与所述至少一个混合配料源之间建立流体连通时，从所述源朝向所述容器的内部引导所述混合配料，

(ii)所述容器的可膨胀壁部，该可膨胀壁部能向外膨胀，(体积)增加量为其初始体积的1％至200％，优选2％至100％，更优选5％至80％，和

(iii)锁止装置，其靠近所述可拉伸部，所述锁止装置适于与机器的膨胀致动器配合，所述膨胀致动器能使所述可膨胀壁部膨胀。

在这种情况下，可膨胀壁部优选是包围所述连接开口的圆形区域。

此外，连接开口优选具有从所述注入壁向外延伸的柱状，并且更优选地，所述连接装置还包括邻近于所述可膨胀壁部的壁，用于封闭所述连接开口，所述壁由阻挡至少水分和氧气的材料制成，以及所述阻挡壁可通过加压混合配料源打开。

在后一种情况下，该阻挡壁可通过由加压混合配料源的穿刺元件刺穿而打开，或者可通过由加压混合配料施加的压力撕裂而打开。

锁止装置可包括刚性槽，或磁性表面。优选地，所述锁止装置围绕并界定所述连接开口。

在本发明的优选实施例中，所述容器是食品或饮料胶囊。

所述容器优选包括具有侧壁和一底壁的刚性体部，所述侧壁通过外周向边缘限定上开口，所述注入壁附接在该外周向边缘上。

此外，高度优选地，所述容器还包括刚性或半刚性的板，该板具有一个或多个开口，所述板被防漏地附接在周向边缘上并定位于邻近注入壁且在注入壁下方，所述板还包括适于封闭所述容器的连接开口的插塞装置。这种插塞确保所述容器可以在使用之后以防漏方式重新关闭，特别是如果连接装置的变形是弹性变形时(即当向外推力被释放时可恢复)。这消除了在容器与机器之间的连接被释放之后当容器内的一些产品仍在压力下时产品通过连接开口再涌出或泄漏的风险。

本发明还涉及一种用于使用上述含有至少一种前体配料的容器制备食品或饮料的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)将所述容器插入具有混合配料加压源的食品或饮料机中，

(ii)在所述容器和所述源之间建立流体连接，

(iii)将所述混合配料引入所述容器中，并使所述混合配料与所述前体配料混合以产生食品或饮料产品，

(iv)通过所述容器的输送壁向消费者输送所述食品或饮料产品，

其特征在于，所述容器与所述混合配料加压源之间的连接是通过使所述容器的可膨胀连接装置向外膨胀来进行的。

在本发明的优选实施例中，容器的连接装置的膨胀是这样进行的：使容器的锁止装置机械地连接至机器的膨胀致动器并随后致动所述致动器以施加一向外指向的推力到所述可膨胀连接装置上，使得所述容器的连接开口被防漏密封并且与混合配料加压源发生流体连通。

此外，容器的连接装置的膨胀可以通过拉伸所述注入壁的能借助于向外的推力弹性地或塑性地向外变形而不撕裂或断开的至少一部分来实现，或者通过展开注入壁的能借助于向外的推力弹性地或塑性地向外变形而不撕裂或断开的至少一个波纹状部分来实现。

附图说明

在下文参照附图给出的对当前优选的实施例的说明中描述了本发明的其它特征和优点，并且这些特征和优点将从该说明中显见，其中：

图1是包括机器和胶囊的食品或饮料制备系统的示意性透视图；

图2是根据本发明的第一实施例的胶囊的示意性侧剖图；

图3是图2所示的胶囊的拆分视图；

图4是根据本发明的第二实施例的胶囊的示意性侧剖图；

图5是图2所示的胶囊的拆分视图；

图6是示意性侧剖图，示出了根据第一实施例的胶囊在食品或饮料机内的引入；

图7和图8是与图6类似的示意性剖视透视图；

图9是根据本发明的第一实施例的胶囊的示意性侧剖图，所述胶囊被包封在食品或饮料制备机器内；

图10至12是示意性侧剖图，示出了胶囊如何膨胀以连接至机器的加压流体源；

图13示出了根据本发明的第二实施例的胶囊如何被引入到机器内；

图14示出了通过图13的胶囊引入以用于与胶囊中容纳的前体配料混合的混合配料的流路；

图15示出图13和14的胶囊如何从机器取出。

具体实施方式

现在参考附图详细描述根据本发明的容器的两个实施例。在这两个实施例中，可以认为，所述容器是用于在饮料制备机中使用的饮料胶囊。该胶囊容纳有前体配料，通常是烘焙研磨咖啡粉。所述机器和胶囊构成饮料制备系统，如图1所示。

如图1所示，机器1包括机器主体2，适于容纳混合配料例如水的贮存器3，所述贮存器可从机器主体2拆下以再填充。主体2包括一开/关按钮4。机器1还包括提取头5。该提取头5包括两个按钮6形式的用于热水或冷水的水温选择器(一个用于选择热饮料，另一个用于冷饮料)，锁定杆7和用于插入胶囊保持器8的开口。机器1还包括杯托盘9，用于在提取头下方保持杯子。所述机器还包括控制面板10，该控制面板包括用于选择例如待分配的饮料的体积的选择轮以及其中显示关于饮料制备设置的数据的屏幕。胶囊保持器8适于接收胶囊11。

该机器包括流体管道系统和泵，所述泵将贮存器中保持的水朝向提取头运送，水在提取头处被注入胶囊。任选地，混合流体可通过该机器的加热或冷却元件被传送，所述加热或冷却元件位于机器的贮存器与提取头之间。水作为加压源被输送到胶囊。换句话说，加压流体源由饮料制备机构成，该加压流体源包括流体贮存器、流体泵和任选的用于加热或冷却所述流体的装置。

一般来说，在本发明的上下文中，混合配料(例如水)的“加压”源是指该源包括产生压力以迫使混合配料朝向胶囊流动的元件。然而，胶囊隔室内的混合配料的相对压力不一定高于大气压。然而，混合配料在胶囊内部的相对压力优选在1和20巴之间，更优选在2至12巴之间。

机器1适于保持前体配料胶囊，如下文将要描述的。在以下的说明中，将认为容纳在胶囊内的前体配料是烘焙研磨咖啡粉(第一实施例中所述)，或者是将要通过与混合配料(水)混合进行溶解的可溶粉末。

饮料胶囊11的第一实施例示出在图2和3中。所述的胶囊11是封闭的胶囊，该胶囊包括胶囊主体12，该胶囊主体由刚性或半刚性的热塑性塑料如聚丙烯或聚乙烯制成。“封闭”是指胶囊至少对固体、粉末、凝胶和液体密封。胶囊主体12具有大致柱形或截头圆锥形状。该材料还可以由生物可降解材料例如含纤维素纤维的材料或例如淀粉制成。制造过程可以是热成型或注射。也可以使用模内贴标，例如通过使用具有水分和氧气阻挡特性的薄膜标签向胶囊提供特定阻挡特性。这样的用于生产胶囊的模内贴标工艺在本申请人的欧洲专利公开EP2559636A1中一般地描述。通过这种模内贴标工艺制成的胶囊示于图2和3，其中，所述胶囊主体12包括由注射塑料制成的外壳13，和内壳14，该内壳是具有水分和氧气阻挡特性的标签。标签14在模内贴标，使其与所述胶囊的具有阻挡特性的其它元件例如上阻挡膜15和底部阻挡层16重叠，该上阻挡膜封闭胶囊的上部，底部阻挡层16封闭胶囊11的下分配开口。胶囊的阻挡元件之间的这种重叠确保实现对水分和氧气的适当阻挡，其保护胶囊内容纳的混合配料的生物特性在储存过程中不被氧化和降解。阻挡性能可通过任何类型的合适的材料例如一层或多层阻挡性热塑薄膜、或铝、或纸或其组合来实现。

胶囊主体12包括上和下开口。胶囊主体的上开口由上注入壁17和上阻挡膜15封闭，所述上阻挡膜优选位于所述注入壁17和胶囊内部之间。上注入壁17焊接在胶囊主体的上部外周边缘上，如图2所示。

根据本发明并且如图2和3所示，注入壁17包括可向外膨胀的连接装置，该连接装置适于将胶囊连接到混合配料源(即机器)并在所述容器和所述机器之间建立流体连通。当所述连接装置膨胀时，胶囊11被打开以允许混合流体(例如水)在压力下进入胶囊隔室。在下面的描述中，可以认为，膨胀通过向外拉伸连接装置的至少一部分来实现。

拉伸可以是：

-弹性的(即，在材料的变形的弹性区执行，以便在拉伸力被释放时材料能够大致回到其初始位置)，或

-永久的，使得当胶囊被连接一次时该胶囊的被拉伸部分永久变形。在这样的情况下，永久变形确保了使用过的胶囊不能重复使用。

在其中所描述的实施例中，拉伸是弹性的。

此外，可向外拉伸的连接装置包括：

(i)连接开口18，用于在所述胶囊与所述机器之间建立流体连通时将水从机器1引导向胶囊11的内部，

(ii)胶囊的可拉伸壁部19，其能够向外膨胀，增加量为其初始体积的5％至80％，和

(iii)邻近所述可拉伸部19的锁止装置20，所述锁止装置20适于与机器1的膨胀致动器21配合，该膨胀致动器能使所述可膨胀壁部膨胀。

在这种情况下，可拉伸壁部19是包围连接开口的圆形区域，如图3所示。

此外，连接开口18具有从注入壁向外延伸的柱状体的形状。

锁止装置包括刚性的槽20。如图2和3所示，锁止槽20围绕并限定连接开口18。

在图2和3所示的本发明的第一实施例中，所述胶囊在其底部部分通过底部阻挡层16被外部穿刺机构(“外部”是指“不是胶囊自身的一部分”)撕开或大致刺破而被打开，通常由于水在压力下由机器注入胶囊中而在胶囊内部隔室中的内部压力上升的作用下发生。胶囊隔室中的内部压力的作用是压在底层16上并使其向外弯曲并抵靠所述穿刺机构，该穿刺机构打开所述层16，因此允许分配胶囊容纳物。

根据本发明的第一实施例的胶囊11适于烘焙研磨咖啡粉。为了允许有效和均匀地润湿咖啡团块，并保证咖啡的提取被优化，该胶囊11还包括具有数个水分配开口22的刚性板21。所述板21以防漏方式附接到胶囊主体12的上周边缘并定位成邻近注入壁17且在注入壁17下方。

此外，如图2所示，板21还包括适于封闭胶囊的连接开口18的插塞突起23。这种插塞23确保了胶囊11可以在使用后以防漏方式再封闭，特别是当连接装置的变形为弹性时(即，当向外推力被释放时可逆)。这消除了在容器和机器之间的连接被释放时当有些产品在压力下保持在容器内时产品通过连接开口再涌起或泄漏的风险。下面将进一步解释封闭插塞23的功能。通常，插塞23具有向上延伸的柱体形状，其外径大致对应连接开口18的内径，留有工作间隙。替代地，插塞23的外径可以大于连接开口18的内径，但不应延伸超出上注入壁17的可伸展区。在后一种替代方案中，插塞23的密封效果通过接触注入壁17的下表面获得，例如如图2所示。

重要的是，容器(例如胶囊)与混合配料(例如水)加压源之间的流体连接可以在容器被机械地连接到膨胀致动器时或之后进行。例如，可以在容器的可膨胀部分被膨胀之后进行流体连接，或甚至更晚，在流体源已被加压时(通过机器泵的作用)。

饮料胶囊11的第二实施例示于图4和5。本实施例的胶囊的一般结构类似于上述根据第一实施例的胶囊。两个主要的不同之处在于，首先是分配板21，和其次是打开底部阻挡层16的破裂装置。

根据该第二实施例的分配板21包括单个分配开口22，如图4和5所示。该单个开口22在胶囊内产生强大的水射流，该水射流在整个胶囊隔室中产生回旋的水流。这样的回旋作用对于提高可溶粉末与水之间的混合及溶解特别有益，并且在某些情况下，根据需要，还有助于对胶囊内生成的饮料产品进行充气，产生细腻的奶油感、充气感和泡沫质地(例如牛奶制品，或冰沙，或冷茶)。

执行所述底部阻挡层16的打开的破裂装置被集成到胶囊，而不是根据上述的第一实施例作为外部机构。这种破裂装置示于图5，并包括一系列的向上指向和内置的突起24，所述突起具有尖峰或叶片的形状。当胶囊内的水的压力累积时(在水注入胶囊内部以用于与胶囊内容纳的可溶粉末溶解的过程中)，这些破裂突起具有破裂或撕裂或刺穿位于其上方的阻挡层16的作用。在预定的压力下，当阻挡层16弯曲并被压在尖峰或叶片24上时，胶囊打开。

本发明还涉及使用如上所述的容器制备食品或饮料的方法。该方法包括下面列出和描述的步骤。

首先，根据本发明的胶囊被插入具有混合配料加压源的食品或饮料机器，如图6所示。更精确地，胶囊11被装入胶囊保持器25，该胶囊保持器类似于抽屉并且从机器1的主体可拆卸或可半拆卸。

一旦胶囊11被装入胶囊保持器25内，胶囊保持器被插入机器1的提取头，如图7所示。机器1包括板26，该板保持形式为一系列破裂突起(如尖峰)24且覆盖所述穿刺板的至少一部分的表面的穿刺机构，如图7所示。板26可移动地附接至机器的其余部分，使得当其前端27被推动时所述板能够水平滑动。在这种情况下，板26滑入机器主体，并且在推动力被释放的情况下返回其初始“延伸”位置。

在上述的胶囊的第一实施例中，胶囊的高度使其下部不延伸超出胶囊保持器的保持体部的范围。因此，当装载有胶囊的胶囊保持器被插入机器时，该机器的穿刺板26不移位，如图8所示，因为胶囊不与所述板26的前端27接触。此外，当胶囊保持器25被插入机器1时，胶囊11的锁止槽20接触并机械连接到机器膨胀致动器29的相应的锁止槽28上，如图8和9所示。

然后，其次，所述胶囊11与加压水源之间的连接通过向下移动机器的维持环30进行，如图10中的箭头所示，该维持环在所述胶囊的圆形周边区域中压靠在胶囊11的顶面上，从而在连接和饮料制备过程中围绕胶囊的周边稳固地保持胶囊。使容器的可膨胀连接装置向外膨胀在所述容器与所述源之间建立流体连接。然后，所述胶囊的膨胀通过向上移动机器的膨胀致动器29进行，如图11中的箭头所示，直到胶囊的连接开口18处于防漏密封并且与加压水源的出口31流体连通。在致动器29的该向上运动过程中，一个向外的推力被施加到胶囊的可拉伸部19上，该推力弹性地拉伸所述部分19而不破坏也不撕破它。可替代地，施加到材料上的变形可以在塑性(即永久)变形范围内。在这种情况下，胶囊会在使用过程中被损坏，所述胶囊在第一次使用时被施加的永久变形将作为防窃启装置，类似于封盖行业中已知的显窃启装置。

此外，由于机器水源的出口31与胶囊的连接开口18之间的连接，上阻挡膜15被破坏，如图11所示。根据该阻挡层15的位置，其可以在胶囊11与机器1之间的连接过程中被破坏，或可替代地，仅在加压水被注入胶囊之后打开。在任何情况下，优选通过施加到该阻挡膜上的压力(通过出口31施加的压力，或者通过加压水自身)被机械撕开。阻挡层15被撕开的方式更详细地示出在图12中。

图12中还示出了附接至出口31或者胶囊连接开口18的内表面的密封环32如何定位到出口29与胶囊11的连接开口18之间，从而确保水注入过程中加压水不会在机器与胶囊之间泄漏。

当胶囊11如图12所示膨胀，其体积随胶囊上壁17与分配板21之间的顶部空间33的形成而增大。在胶囊的这种膨胀构型中，连接开口18的下部与上述插塞23之间产生距离；因此流路打开以使水从机器流向胶囊隔室的内部。

因此，本发明是用于在前体配料与混合配料的混合过程发生时为胶囊提供适当的顶部空间的最佳方案。在胶囊膨胀以用于连接到机器的过程中产生的顶部空间可以是补充顶部空间(即胶囊在其连接至机器并膨胀之前已经包括顶部空间)，或者可以是完全在胶囊膨胀时产生的顶部空间(即在膨胀之前，胶囊不包括实际的顶部空间且完全充满前体配料)。顶部空间是指胶囊内部体积的范围内的空的体积，该体积仅充满气体，例如空气、惰性气体或其组合)。

然后，第三，如图12所示，水被引入胶囊。水的流路以箭头表示：水从机器出口31流入上壁17与分配板21之间的顶部空间33，然后通过分配开口22流入胶囊隔室34，在该胶囊隔室中与前体配料(例如烘焙研磨咖啡或可溶粉末)混合以产生食品或饮料产品。

然后所述产品穿过穿刺板26的分配通道36最终被输送到放置在胶囊下方的杯子35(示于图6)中。胶囊在胶囊隔室内压力上升使得所述底部阻挡层16向下变形到穿刺板26的破裂突起24(其破坏所述层16使其打开)上时自开口，根据在申请人的欧洲专利EP1472156B1中所描述的胶囊的自开口原理。

图13、14和15示出了根据上述第二实施例的胶囊如何在饮料制备机中使用以制备饮料。如上所述，这种胶囊优选用于通过容纳在胶囊中的前体配料制备饮料，所述前体配料是可溶配料，诸如例如乳品奶粉，或粉末状的茶提取物，或可溶性咖啡或巧克力。在这种情况下，胶囊11较高，使得其底部部分伸出到胶囊保持器25的下部开口的外侧。如图13所示，当胶囊保持器和胶囊被插入到机器1时，胶囊的伸出的底部部分推靠到穿刺板26的前端部27上。因此，通过将胶囊保持器25和胶囊11插入机器1内，用户还将穿刺板26缩回机器内部，如图13中箭头所示。胶囊保持器的插入是通过使胶囊保持器沿机器提取头的引导路径(例如配合轨道)滑动而进行，所述引导路径保持竖直并引导胶囊保持器在机器内侧或外侧的滑动运动。

图14是类似于图12的视图，其示出当所述胶囊连接至机器并处于膨胀(拉伸)构型时从机器朝向胶囊11的流动路径。通常，胶囊11和机器1的运行与上述用于胶囊的第一实施例中所描述的相同。当胶囊内压力升高时底部膜16在破裂突起24上的打开是类似的。然而，在这种情况下，破裂突起一体地形成为胶囊的一部分，如图13和14所示。一旦胶囊底部打开，产品通过直接流过胶囊的分配通道37而分配到杯子内，如图14所示。

在饮料产品被分配到杯子中之后，用户可以停止所述机器，或机器自动停止。机器的手动实施例示于图15，其中，所述机器包括杆38，其用于提升或降低机器的致动器29，并且使所述机器和胶囊之间发生流体连接。当饮料制备和分配完成时，用户可以使用所述杆来降低致动器29并释放拉伸推力，该拉伸推力被施加到胶囊11的可拉伸部19上，该可拉伸部返回到其初始位置，如图15所示。在该位置上，胶囊的连接开口18的下部靠置在插塞23上，使得流动路径大致被阻挡且没有液体或固体颗粒可以从胶囊隔室通过胶囊的连接开口向上流回。还发现，通过再封闭胶囊的上部，残留液体从胶囊隔室通过底部分配通道37的滴落被显著减少。

另外，在该位置上，胶囊锁止槽20可以从机器致动器的相应锁止槽28释放，并且可将容纳有使用过的胶囊的胶囊保持器25从机器抽出，如图15中的箭头所示。当胶囊保持器25从机器抽出时，弹簧安装的穿刺板26被移回其初始位置，也如图15中的箭头所示。然后使用过的胶囊可从胶囊保持器取出并丢弃，或再填充和再利用(如果允许这种可能性的话)。优选地，根据本发明的胶囊是单次使用的胶囊。

最后同样重要的是，令人惊奇地发现，根据本发明的胶囊还为其连接的机器提供简化和改进的益处。由于胶囊膨胀以连接到机器，水源不需要在机器中可移动，因此，机器的水管系统被简化，并且可以使用刚性管道，而不是用在水注入系统需要向胶囊移动的机器中的柔性管道。此外，由于使用刚性管道的事实，在机器操作期间所产生的振动和噪声都大大降低(发现噪声由流体流过柔性管时柔性管的振动产生)。因此，用于与根据本发明的胶囊一起使用的机器由于比较不复杂的流体管道系统而更紧凑。

但是应理解的是，对于本领域技术人员而言，对本文中所描述的当前优选的实施例作出各种变型和改变将是显而易见的。可以在不偏离本发明的精神和范围并且不减少所伴随的优点的情况下作出这些变型和改变。因此，这些变型和改变旨在由所附权利要求书涵盖。

Claims (19)

1.一种用于食品或饮料制备的容器(11)，所述容器适于在至少一个隔室(34)内容纳至少一种前体配料，并且包括用于联接至食品或饮料制备机(1)的注入壁(17)，所述食品或饮料制备机具有至少一个混合配料加压源，由此通过使所述混合配料与所述前体配料混合而在所述容器(11)内制备食品或饮料产品，所述容器(11)还包括至少一个食品或饮料输送壁(16，37)，其特征在于，所述注入壁(17)包括可向外膨胀的连接装置(18，19，20)，该连接装置适于将所述容器(11)连接至所述混合配料源并且在所述容器与所述混合配料源之间建立流体连通。

2.根据权利要求1所述的容器(11)，其中，所述可向外膨胀的连接装置(18，19，20)包括注入壁(17)的至少一个可拉伸部(19)，该可拉伸部能够通过向外的推力弹性地或塑性地向外变形而不撕裂或断开。

3.根据权利要求1所述的容器(11)，其中，所述可向外膨胀的连接装置(18，19，20)包括注入壁的至少一个可展开的波纹状部分，该波纹状部分能够通过向外的推力弹性地或塑性地向外变形而不撕裂或断开。

4.根据权利要求1至3所述的容器(11)，其中，所述可膨胀的连接装置包括：

(i)连接开口(18)，该连接开口用于当所述容器与所述至少一个混合配料源之间建立流体连通时，从所述至少一个混合配料源朝向所述容器的内部引导所述混合配料，

(ii)所述容器的可膨胀壁部(19)，该可膨胀壁部能向外膨胀，体积增加其初始体积的1％至200％，优选2％至100％，更优选5％至80％，和

(iii)锁止装置(20)，其邻近所述可膨胀部(19)，所述锁止装置适于与机器的膨胀致动器配合，所述膨胀致动器能使所述可膨胀壁部膨胀。

5.根据权利要求4所述的容器(11)，其中，所述可膨胀壁部(19)是包围所述连接开口(18)的圆形区域。

6.根据权利要求4或5所述的容器(11)，其中，所述连接开口(18)具有从所述注入壁(17)向外延伸的柱体的形状。

7.根据权利要求4至6所述的容器(11)，其中，所述连接装置(18，19，20)还包括邻近所述可膨胀壁部(19)的壁(15)，用于封闭所述连接开口(18)，所述壁由至少阻挡水分和氧气的材料制成，以及所述阻挡壁(15)能够通过加压混合配料源打开。

8.根据权利要求7所述的容器(11)，其中，所述阻挡壁(15)能够通过由加压混合配料源的穿刺元件(31)刺穿而打开。

9.根据权利要求7所述的容器(11)，其中，所述阻挡壁(15)能够通过由加压混合配料施加的压力撕裂而打开。

10.根据权利要求4至9中任一项所述的容器(11)，其中，所述锁止装置包括刚性槽(20)。

11.根据权利要求4至9中任一项所述的容器(11)，其中，所述锁止装置包括磁性表面。

12.根据权利要求4至9中任一项所述的容器(11)，其中，所述锁止装置(20)围绕并限定所述连接开口(18)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的容器(11)，其中，所述容器是食品或饮料胶囊(11)。

14.根据权利要求13所述的容器(11)，所述容器包括具有侧壁(13，14)和底壁的刚性体部(12)，所述侧壁通过外周边缘限定上开口，所述注入壁(17)附接在该外周边缘上。

15.根据权利要求12至14所述的容器(11)，所述容器还包括刚性或半刚性的板(21)，该板具有一个或多个开口(22)，所述板(21)以防漏方式附接在胶囊主体(12)的周向边缘上并定位成邻近注入壁(17)且在注入壁(17)下方，所述板还包括用于可释放地封闭所述胶囊的连接开口(18)的插塞装置(23)。

16.一种用于使用根据权利要求1至15中任一项所述的含有至少一种前体配料的容器(11)制备食品或饮料的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)将所述容器(11)插入具有混合配料加压源的食品或饮料机(1)中，

(ii)在所述容器(11)和所述源(31)之间建立流体连接，

(iii)将所述混合配料引入所述容器(11)中，并使所述混合配料与所述前体配料混合以产生食品或饮料产品，

(iv)通过所述容器(11)的输送壁(16，37)向消费者输送所述食品或饮料产品，

其特征在于，所述容器(11)与所述混合配料加压源之间的连接是通过使所述容器(11)的可膨胀连接装置(18，19，20)向外膨胀来进行的。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述容器的连接装置(18，19，20)的膨胀这样进行，即，使容器的锁止装置(20)机械地连接至机器(1)的膨胀致动器(29)并随后致动所述致动器(29)以施加一向外指向的推力到所述可膨胀连接装置(18，19，20)上，使得所述容器(11)的连接开口(18)以防漏方式与混合配料加压源的分配出口(31)流体连通。

18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，所述容器的连接装置(18，19，20)的膨胀包括拉伸注入壁(17)的至少一个部分(19)，所述至少一个部分(19)能借助于向外的推力弹性地或塑性地向外变形而不撕裂或断开。

19.根据权利要求16或17所述的方法，其中，所述容器的连接装置(18，19，20)的膨胀包括展开注入壁的至少一个波纹状部分，所述波纹状部分能借助于向外的推力弹性地或塑性地向外变形而不撕裂或断开。