CN105339283B

CN105339283B - 用于制备诸如咖啡和类似饮料的胶囊

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Publication number: CN105339283B
Application number: CN201480036274.4A
Authority: CN
Inventors: D·诺德奎斯特; D·阿贝格林; A·格尔鲍雷特; S·佩莱格里尼
Original assignee: Societe dAssistance Technique pour Produits Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA
Priority date: 2013-07-01
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2034-06-26
Also published as: US11242195B2; US20200223624A1; EP3016888B1; CN105339283A; WO2015000775A1; US20220112025A1; US20170174417A1; EP3016888A1

Abstract

本发明公开了用于在饮料制备设备中制备饮料的胶囊(1)。所述胶囊(1)具有凸缘(4)，所述凸缘(4)部分地由纸制成，并部分地由聚合物制成。所述聚合物基本被布置在所述凸缘上以至少部分地覆盖所述纸部分，从而改善所述胶囊的内部密封度，具体地讲，防止空气经由皱褶和折痕进入所述胶囊内部。

Description

用于制备诸如咖啡和类似饮料的胶囊

技术领域

本发明涉及一种胶囊，所述胶囊用于诸如咖啡机等之类的饮料制备设备中以制备饮料如咖啡。更具体而言，本发明涉及一种胶囊，所述胶囊包含纸材料而不会损害饮料配料在胶囊中的储存品质及胶囊在设备中的功能属性。更具体而言，本发明的胶囊集中于保护对氧化敏感的饮料配料，如烘焙研磨咖啡。

背景技术

由层压纸制成的容器是已知的。由纸基材料形成的用于在咖啡机中制备饮料的饮料胶囊也是已知的。与由塑性材料制成的胶囊相比，纸基胶囊可产生潜在降低的环境影响。

EP0524464涉及一种封闭或敞开的柔性胶囊，所述胶囊可包括与硬化元件相结合的多层铝/纸/塑料。

WO2009050540涉及用于制备诸如咖啡之类的饮料的胶囊，所述胶囊由可生物降解的材料，尤其是包含淀粉、纤维、蛋白质、脂质和至少一种可生物降解的树脂的组合物构成。

EP2218653涉及一种包装，所述包装具有纤维层和封闭膜，所述纤维层固定在外壳的壁中，所述封闭膜通过材料接合而连接到外壳。标记可布置在包装处或包装中或者与外壳或封闭膜一起固定布置，其中外壳、纤维层和封闭膜由生物可降解材料制成。封闭膜包括层合物，所述层合物以无空气方式连接到两个金属化的生物塑料薄膜。

WO2009/053811涉及一种容器，所述容器被布置用于容纳用于提取饮料的定量分配量的固体产品；所述容器具有由不透水和氧气且可降解的材料和/或可食用膜制成的壁。

WO2010137956涉及一种胶囊，所述胶囊用于容纳饮料配料，包括用于实现对饮料生产设备的密封效果的密封构件，其中密封构件的外表面包含纤维材料和/或类似纸的材料以在封闭期间抵靠设备的密封表面实现密封效果。

WO2010137957涉及一种胶囊，所述胶囊具有主体和凸缘，所述凸缘包括壁，所述壁包含被润湿时会伸展的材料。

EP2573008涉及一种胶囊，所述胶囊具有纸主体和盖或密封膜；周边边缘具有比托盘状主体更大的刚度并且可形成为环。

非常有利的是将纸或类似的可生物降解材料用作一次性胶囊的包装材料以便在饮料生产设备中制备饮料。一个问题是由于通过冲压或折叠所形成的片材的性质所引起的，一旦形成，这些性质就不允许形成凸缘的足够光滑的表面。具体地讲，凸缘上出现皱褶或折痕。这些皱褶或折痕不允许胶囊的紧密密封，具体地讲，不允许胶囊的凸缘与密封在凸缘上的盖之间的紧密密封。当密封不完好时，可能会发生某些饮料配料(例如，烘焙研磨咖啡)的快速氧化，饮料的品质受到不利影响。

此外，纸基表面在表面上太不规则而不能接纳可读识别标记如光学条形码或等同物，如WO 2011/141532中所述的光学条形码或等同物。

另外，纸基表面通常刚性不足以用设备的加压环状对应物设定压力以控制咖啡提取，如WO 2010066705中所述。

因此，需要发明一种含纸的胶囊，所述胶囊提供足以用于饮料制备设备的机械性质，但提供与盖的完好密封，以使得遇到的氧化风险减小。

发明内容

以上提及的目标的解决方案用如本发明的独立权利要求中所述的胶囊实现。从属权利要求拓展了本发明的另外特性和优点。

在一般方式下，本发明涉及用于在饮料制备设备中制备饮料的胶囊，所述胶囊部分地由纸材料制成。胶囊具有凸缘，所述凸缘部分地由纸制成，并部分地由聚合物制成。聚合物基本被布置在凸缘上以至少部分地覆盖纸部分，从而改善胶囊的内部密封度，具体地讲，防止空气经由皱褶和折痕进入胶囊内部。

更具体地讲，本发明涉及一种用于在饮料制备设备中制备饮料的胶囊，所述胶囊包括杯状主体；用于封闭杯状主体的盖；用于使盖密封于其上的凸缘；杯状主体由纸基片材形成，以形成容纳饮料配料的腔室壁，并且凸缘的内部从腔室壁向外延伸；其中凸缘还包括由模制聚合物基材料形成的外凸缘部分，所述外凸缘部分包括至少一环形凹陷部，所述环形凹陷部使内凸缘部分能够接纳于其中，并且使外凸缘部分的聚合物基材料能够至少部分地抵靠内凸缘部分的下表面并抵靠内凸缘部分的外边缘来密封，所述内凸缘部分的下表面取向为沿着朝所述腔室壁的方向B。

一般来讲，聚合物基材料提供饮料制备设备中的适当机械支撑，从而使胶囊能够对设备施加于其上的力提供适当响应。然而，改善的方面在于抵靠纸基凸缘部分(具体地讲，凸缘部分的外边缘)密封的一部分模制聚合物基材料的这种构型，确保了在任何表面处及纸基凸缘部分的厚度中存在的皱褶和折痕被适当封闭，从而限制气体渗漏的风险。

具体地讲，杯状形状主体优选形成旋转对称腔室壁，并且凹陷部优选为圆环形的。例如，腔室壁为穹顶形、筒形或圆柱形或它们的组合。因此，胶囊可被设计用于离心饮料(优选咖啡)制备设备，如WO 2010066705中所述的制备设备。

优选地，凸缘的外部在向外径向方向和轴向方向两者上延长(纸基)内凸缘部分。聚合物基部分引起的在凸缘维度的两个方向上的延伸有助于提供更有效的密封效果。这也为凸缘赋予了增大的刚度，这补偿了纸基凸缘的刚度的缺乏。

在另一个方面，(聚合物基)外凸缘部分向外(或径向地)延伸超过内凸缘部分的区域要厚于聚合物基外凸缘部分抵靠(纸基)内凸缘部分的下表面密封的下部。同样，聚合物基材料的更厚部分的该构型有助于更有效阻塞在所形成的纸基材料中存在的皱褶和折痕。这还促进了凸缘的最外侧区域上的更高刚度，这优选地是装配在设备中的胶囊的机械性质所需的。

更优选地，与凸缘的其余部分的轴向尺寸相比，外凸缘部分包括具有最长轴向尺寸的凸部(relief)，并且所述凸部在与(纸基)杯状主体的延伸方向相反的轴向方向上突出。

此类布置方式可提供力设定结构，所述结构使胶囊能够插入饮料制备设备中，所述设备包括环式压力构件以与胶囊组合形成饮料流量控制阀。作为一个例子，这种饮料设备描述于WO 2010066705中。在本发明中，胶囊的结构被优化为使得用适当聚合物基材料获得其承力结构，从而抵抗压扁并提供足够刚度，而胶囊的其余部分由更柔性的材料即纸基材料形成，选择纸基材料的原因是其质量轻，与全塑性溶液相比潜在地降低了对环境的影响，以及该材料的手感和触感更自然。

在第一模式中，外凸缘部分由上部向内进一步延伸，所述上部抵靠内凸缘部分的上表面密封。在这种可能构型中，凸缘的纸基部分覆盖在三个侧面(底面/顶面/边缘)上，从而确保皱褶和折痕的更完全填充并因此提供改善的防渗漏胶囊。

在该第一模式中，盖优选抵靠所述上部的环形顶表面密封。盖可能不必要密封到凸缘的整个上表面，而是至少沿着所述上部的足够大的环形部分密封。可对由模制聚合物基材料制成的上部给定合适的表面平整度，以提供盖在凸缘的整个周长上的完全粘附。为此，盖还优选径向延伸超过(纸基)内凸缘部分。另外，该聚合物将相容性的粘合剂表面与盖一起提供，所述盖可用相同或相容性的聚合物涂布或由相同或相容性的聚合物形成。因此，可获得盖与凸缘之间的牢固粘结，这继而为胶囊赋予对通常在设备中提取的高压和高温条件下剥离的高抗性。

然而，优选的是使上部保持尽可能(轴向上)薄，因为聚合物基材料(聚烯烃，如聚丙烯)通常不是合适的氧气屏障。优选地，凸缘外部的上部的厚度小于1mm、优选在0.05与0.5mm之间，最优选在0.05与0.3mm之间。

在其他模式中，凸缘的外部形成阶梯状凹陷部，所述阶梯状凹陷部以朝盖向上延伸的敞开方式布置。可降低凸缘的总厚度。

在可能的模式中，盖仅密封到内凸缘部分上。因此，盖装配在由聚合物基材料形成的环形凹陷部中。优点是双重的。第一，盖可直接密封到纸基凸缘上，从而在必要时在密封接合部处形成气体屏障密封件。第二，在盖的末端边缘处存在的潜在皱褶或不规则物可由聚合物基材料封闭以进一步改善防止成品胶囊的气体传输的密封度。

在另一种模式中，盖密封到上表面上，所述上表面形成(聚合物基)外凸缘部分朝盖取向的阶梯状部分。为此，盖具有足够的直径，使得其延伸超过纸基内凸缘部分。

在又一种模式中，盖密封到(纸基)内凸缘部分和(聚合物基)外凸缘部分两者上。在这种情况下，内凸缘部分优选为纸基层合物，所述纸基层合物包括由可密封材料制成的上部密封层，并且盖包括下部可密封层，所述下部可密封层可与上部密封层的可密封层的可密封材料相容。该构型的优点在于可实现更牢固的密封以便不仅适当地阻塞盖的潜在皱褶/折痕，还密封在由聚合物材料提供的平坦实心密封表面上。

在本发明的上下文中，术语“纸”是指纤维素或等同天然纤维的纸、纸板、纸浆。术语“纸基材料”、“纸基层”等是指包含按重量计至少50％的纸的材料、层等。术语“含纸材料”、“含纸层”等是指体积无最小限制但优选重量小于50％的材料、层等。纸基片材和含纸片材可通过不同技术如层合和/或成形而获得，并且可与其他功能材料的层组合。

优选地，纸基片材优选为纸与可热成形聚合物层的层合物。

主体的纸基片材包括至少一个氧气屏障层，如EVOH、AlOx、SiOX、金属、金属化膜或它们的组合。屏障层的厚度优选包括在5-20μm之间，更优选在8-15μm之间。金属化膜可例如为涂布有薄(例如，1μm)金属层的PET层。

主体的纸基片材还优选包括朝腔室取向的至少一个可热成形聚合物层。优选地，纸基片材包括多层的聚烯烃，最优选地，PP或PE或它们的组合。此类可热成形聚合物层为形成后的主体赋予限定的自维持式杯状形状。可使用压机在加热和加压下将纸基层变形为所需的胶囊形状。可成形聚合物层还可在必要时提供与盖的密封功能。

在示例性模式中，杯状主体的纸基片材包括(从内部到外部)：厚度在30-100μm之间(包括端值)的一个或多个聚烯烃，优选PP或PE或它们的组合，以及至少一个气体屏障层(例如，5-15μm的EVOH)/50-400μm、优选200-350μm之间的纸。任选地，厚度在10-50μm之间的聚烯烃如PP或PE的一个或多个另外可热成形聚合物层被设置在杯状形主体的外表面上。不同聚合物层通常由几微米的粘结层粘结。

一般来讲，片材的纸层可具有包括在100与400g/m²之间的密度。

优选地，盖为含纸片材。盖可为平坦的，即不形成为三维形状。盖优选包括气体屏障层，如EVOH、AlOx、SiOX、金属、金属化膜或它们的组合。

盖优选包括朝腔室或主体的底部取向的密封层。密封层可为适用于与胶囊的凸缘密封的内侧上的聚烯烃，优选聚丙烯或聚乙烯。盖的优选层合物为(从外部到内部)：纸/气体屏障/聚烯烃。层合物可为约100-200μm厚；50-150μm的纸/5-40μm的EVOH或类似气体屏障/20-50μm的聚丙烯。

一般来讲，盖的纸层可具有包括在15与150g/m²之间、更优选在20与80g/m²之间的密度。密度优选被选择为促进盖的密封并具有足够快的密封。

优选地，盖和主体两者的氧气屏障被选择为根据饮料配料的性质而提供足够的储藏期限。例如对于咖啡，预期的储藏期限可为12个月。

通过注射模制在凸缘的内部上，对外凸缘的聚合物基材料进行重叠模制。因此，其优选地为可注射模制的热塑性材料或弹性体-热塑性材料(TPE)。

聚合物基材料可选自包括以下材料的组：聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及它们的组合。

在可能的方面，模制聚合物基材料包括加强材料，即填料，如纤维。纤维可为玻璃纤维。具体地讲，加强材料增强凸缘的机械性质并且使凸缘能够在胶囊中存在的内部压力下更少变形。因此，降低了与盖的密封发生剥离的风险。

凸缘的外部可优选还包括识别码，如光学可读码。优选将该代码施加在外凸缘部分的下表面上。可通过在外表面上纹理化或印制的外凸缘部分的表面来形成识别码。可通过一系列光反射表面部分和光吸收表面部分来形成识别码，其中光吸收表面部分具有比光反射表面部分更高的糙度(Rz)，如WO 2013/072326中所述。例如，光反射表面部分为基层或结构自身的非粗糙化或镜面反射表面。可通过如下中的任何一者在凸缘中形成光吸收表面：喷砂处理、喷丸处理、铣削、化学侵蚀、激光雕刻、模内成形、沉积以及它们的组合。还可通过一系列提供不同光反射角度的小表面部分来形成识别码，如WO 2011/141532中所述。

饮料配料优选选自：研磨咖啡、可溶咖啡、咖啡豆、叶茶、可溶茶、乳制品、可可、菊苣、大麦、烹饪助剂、汤配料、婴幼儿配方物以及它们的组合。

最优选地，饮料配料为烘焙研磨咖啡。其优选包含包括在4与20克之间、优选在5与15克之间的烘焙研磨咖啡的重量。根据烘焙研磨咖啡的重量，可制备约25克芮斯崔朵杯(ristretto cup)、约40克意式特浓咖啡杯(espresso cup)、约110克美式浓黑咖啡杯(lungo cup)或约230克或更高的美式淡咖啡(long coffee)的液体咖啡提取物。一般来讲，烘焙研磨咖啡可被选择为具有一定粒径体积均值(D_4,3)，其优选包括在190与750μm之间(如通过WO2008012202的第12页“5.Granulometry(粒度测定)”上所述的方法所测定)。

本发明的胶囊可通常与饮料和/或食品制备设备相互作用，如通过在容器中送入稀释剂(例如，热水、冷水或环境水)；使这种稀释剂混合，或以其他方式与饮料配料相互作用。

优选地，由胶囊的主体和盖定界的腔室基本不含氧气，并且空置空间被惰性气体如氮气、一氧化碳以及它们的组合所饱和。优选地，胶囊具有高于大气压的气体内部压力，这是由于咖啡中所含并在密封后散发在腔室中的气体如一氧化碳和二氧化碳。本发明还涉及如本发明所述的胶囊在饮料制备设备中的用途。

饮料制备设备优选为离心饮料制备设备，所述设备包括用于接纳胶囊的胶囊保持器、液体供应构件和界面构件，所述界面构件包括用于抵靠胶囊凸缘接合的周边接合部分。

附图说明

图1示出了根据本发明的胶囊的示意图；

图2示出了图1的胶囊的顶部的示意图；

图3示出了根据第一实施例的胶囊的凸缘区域的示意性放大视图；

图4示出了根据第二实施例的胶囊的凸缘区域的示意性放大视图；

图5示出了根据第三实施例的胶囊的凸缘区域的示意性放大视图；

图6示出了在通过饮料制备(提取)设备的注射组件封闭之前处于该设备的适当位置中的本发明胶囊；

图7示出了根据第一模式的设备中的胶囊的接合的细节。

具体实施方式

图1至图4中所示的胶囊1被设计用于在饮料制备设备如专用咖啡机中制备饮料。胶囊包括杯状主体2、用于封闭杯状主体的盖3和凸缘4。盖3通常密封在凸缘4上。

杯状主体形成限定内部腔室的旋转对称腔室壁5。具体地讲，该壁相对于胶囊的中心轴线I对称地形成。该壁可采取如图所示的凸形或其他不同形状，如截锥形、圆柱形或它们的组合。本发明的主体可被设计为具有相对较宽范围的深度与直径比率；例如，包括在0.2:1至2:1之间。在该上下文中，直径被视为腔室的最大直径，并且深度被视为腔室的最大内部深度。通常，对于给定形状而言，深度与直径比率越高，形成主体的纸基材料中的褶皱的风险就越高。具有短半径和/或拐角的某些形状也更易形成褶皱。

胶囊包含预定剂量的饮料配料；如适用于在将热水注入胶囊中时制备液体咖啡提取物的烘焙研磨咖啡。

首先，凸缘4包括凸缘6的从腔室壁5向外延伸的内部。第二，凸缘4包括凸缘的第二部分；具体地讲，由聚合物基材料形成的外凸缘部分7。聚合物基材料为可热模制材料。

该聚合物基外凸缘部分7被成形，以形成在向内径向方向R_I上朝胶囊的中心轴线取向的环形凹陷部8。环形凹陷部从而被构造为接纳纸基凸缘部分6并且基本沿着三个侧面将其覆盖。外凸缘部分因此部分地抵靠内凸缘部分密封。更具体地讲，外凸缘部分覆盖内部6的末端边缘9。此外，外凸缘部分还由下部10在内凸缘部分6下方延伸并由上部11在内凸缘部分6上方延伸。因此，内凸缘部分的纸基材料的褶皱或折痕基本被重叠模制在其上的聚合物基材料所填充或覆盖。下部10优选(但不一定)延伸到达腔室壁5。

形成为三维主体的纸基片材优先具有由这样的材料制成的外层，所述材料在与聚合物基材料密封方面可密切相容。片材外层的材料优选为聚烯烃如PP或PE，或者聚烯烃如PP和PE的组合或混合物。

在本发明上下文中，术语“下方”和“下部”或“向下”是指朝主体底部的轴向方向B。术语“上方”和“上部”或“向上”是指朝盖的轴向方向C。

向外(径向地)延伸超过内凸缘部分6的外凸缘部分的凸缘部分12要厚于下部10(厚度L₁)。较大厚度L₀的凸缘部分提供适用于与设备接合的增大刚度，如随后将描述的。更具体地讲，与凸缘部分12的其余部分的轴向尺寸或厚度L₀相比，模制聚合物基凸缘的区域12优选形成具有最长轴向尺寸或厚度L的最外侧凸部13。最外侧凸部可用于在胶囊定位在设备中时预先设定限流装置的开启压力；这种压力取决于尺寸L。当然，可设想不含这种凸部的本发明的胶囊，特别是在胶囊专用于不同饮料设备时。

盖3的环形部分14密封到外凸缘部分7的上部11的环形顶表面15。盖通常通过热密封或超声密封而焊接到聚合物基表面。盖优选由纸基片材形成，所述纸基片材包括纸层以及在与表面15接触的内部上包括至少一个密封热塑性层，所述至少一个密封热塑性层在与上部11的聚合物基材料密封方面可相容。例如，盖具有由纸(外部)和聚丙烯(内部)形成的双层。

优选地，盖3和主体5具有气体屏障，但外凸缘部分的材料(例如，聚丙烯)通常不是合适的气体屏障。因此，上部11的厚度(L₂)被最小化以减少可在一定程度上潜在地透过氧气的表面。厚度的下限基本受制于注射模制技术在提供用于将盖密封于其上的合适密封表面15方面的极限。优选地，厚度(L₂)低于0.5mm，最优选包括在0.05与0.3mm之间。

出口凸缘部分的下表面优选在径向向外方向RE和圆周方向D两者上相对平坦以接纳识别码16，如WO 2013/072326或WO 2011/141532中所述的识别码。该代码可为光学可读二进制代码，其可印制和/或压印在聚合物材料自身中。可通过施加油墨或金属沉积来产生印花。可通过机械或激光雕刻、化学蚀刻、沉积或模制来实现压印。最优选地，在外凸缘部分注射模制到内凸缘部分上期间，通过在注射模具中压印的代码的负像图案而在聚合物本体中产生代码。

作为优选的例子，可按照如下方式产生胶囊：

通过使纸基片材在模具中变形以赋予主体(包括在该步骤期间预先形成的内凸缘)的形状，而由纸基片材产生杯状主体。然后，将外凸缘7在相同模具中重叠模制或在转移到特定注射模具后重叠模制。在取出(最终是储存、堆叠/卸堆、运输)后，在产品灌装线上为胶囊灌装饮料配料，并将盖密封到凸缘上。灌装和密封操作优选在减少的氧气气氛下如在部分真空下和/或在被氮气或CO₂气体所饱和的气氛下进行。

考虑图4中所示的胶囊的第二实施例，凸缘的外部7形成阶梯状凹陷部8，所述阶梯状凹陷部以在向上方向C和向内径向方向R_I上的敞开方式布置。凹陷部形成阶梯状环形凹陷部。因此，外凸缘部分的聚合物基材料抵靠下表面密封，同时抵靠纸基内凸缘部分6的外边缘9密封。盖3的尺寸被设计为延伸超过凹陷部8并且密封在外凸缘部分的阶梯状部分17上。盖3可另外密封到纸基凸缘部分6的上表面。因此，获得了气密性布置方式。在该模式中，凹陷部8的尺寸可被设计为匹配内凸缘部分6的厚度。

在图5的实施例中，凸缘的外部7还形成阶梯状凹陷部8，所述阶梯状凹陷部以敞开方式布置并且在向上方向C和径向向内方向R_I上取向。内凸缘部分6装配在凹陷部中而与模制外凸缘部分7密封接合。外凸缘部分覆盖内凸缘部分的外边缘9以及由下部10覆盖内凸缘部分的下表面，所述下部可在向内方向R_I上延伸直至到达主体的腔室壁5。下部可因此连接到腔室壁的外表面。在该模式中，盖仅密封到内凸缘部分的上表面。因此，获得了气密性布置方式。在该模式中，凹陷部8的尺寸可被设计为近似匹配内凸缘部分6和盖3的厚度之和。

图6和图7示出了在处于离心提取设备50中的适当位置中时胶囊1的例子。该设备通常包括旋转胶囊保持器51以用于将胶囊设置在该设备中的稳定参考位置中，从而使胶囊能够围绕其中心轴线I旋转。该设备还包括流体界面组件52。流体界面组件可采取多种不同构型。例如，其包括具有中空针54的中心液体供应构件53，所述中空针54包括液体导管。该导管通常与贮液器、泵和加热器(未示出)连通。中心液体供应构件53安装在圆盘形界面构件55上。界面构件55包括周边接合部分56，当流体界面组件52接合在胶囊保持器上且胶囊插入在流体界面组件52和胶囊保持器之间时，所述周边接合部分56被布置用于抵靠胶囊的凸缘4接合。界面构件55也被布置为围绕轴线I旋转。为此，界面构件以相对于设备的框架(未示出)旋转的方式进行安装。液体供应构件53可以以与框架的旋转关系进行固定或安装。提供驱动系统(未示出)以驱动该设备的这些旋转部件(胶囊保持器、流体界面组件)随胶囊旋转。驱动系统通常包括旋转电机。

界面构件55还包括一系列圆周穿孔构件60。这些穿孔构件在此处是为了在盖3中刺穿饮料出口。它们优选设置成靠近凸缘，在此处对液体提取物进行离心。

图6示出了在流体界面组件52朝胶囊移动并且胶囊定位在胶囊保持器内部时处于封闭阶段的系统。图7示出了在胶囊定位在胶囊保持器中时流体界面组件52抵靠胶囊接合的系统。在这种构型中，中空针54以一定方式横越盖3，使得其液体导管与胶囊的内部腔室2连通。针54用于刺穿盖3。

胶囊和设备一起形成阀装置以用于控制从胶囊流出的离心饮料的流量。更具体地讲，胶囊的凸缘4坐置在胶囊保持器的环形密封部分57上。在流体界面组件52上提供了接合部分56，所述接合部分56以弹性方式与凸缘的凸部13接合。接合部分56具有封闭部分59，所述封闭部分59被弹性偏置装置58(例如，弹簧)预先加应力。阀门凸部的高度L决定抵靠凸缘的接合部分56的预先设定的封闭力。

该系统按照如下方式工作：

通过液体供应构件(即，经过针54)在胶囊的中心送入提取液体诸如热水。为胶囊灌装热液体，该热液体因此预先润湿饮料配料，如研磨咖啡粉20。在灌装后，通过旋转胶囊保持器和流体界面组件，而驱动胶囊旋转。液体将横越咖啡粉的床层而转化成咖啡提取物并且将在离心力作用下横越刺穿的出口。然后，咖啡提取物流施加压力，这迫使封闭部分59抵抗偏置装置58的作用发生折曲。因此，在离心期间提供了圆周间隙，这使咖啡提取物(或可以类似方式冲泡的任何其他饮料液体)能够朝收集装置(未表示)喷射并且朝接收器(例如，杯)汇集。

当然，本发明的胶囊可用于不同的其他饮料生产设备，并且不限于作为优先例子描述的本发明设备。

Claims

1.一种用于在饮料制备设备中制备饮料的胶囊(1)，所述胶囊(1)包括：杯状主体(2)、盖(3)、凸缘(4)；所述盖(3)用于封闭所述杯状主体，所述凸缘(4)用于使所述盖密封于所述凸缘(4)上，所述杯状主体成形于纸基片材，以形成容纳饮料配料的腔室壁(5)，并且内凸缘部分(6)从所述腔室壁(5)向外延伸，其中所述凸缘还包括由模制聚合物基材料形成的外凸缘部分(7)，所述外凸缘部分包括至少一个环形凹陷部(8)，所述环形凹陷部使所述内凸缘部分(6)能够接纳于所述环形凹陷部中，并且使所述外凸缘部分(7)的所述聚合物基材料能够至少部分地抵靠所述内凸缘部分(6)的下表面并抵靠所述内凸缘部分(6)的外边缘(9)密封，所述内凸缘部分的下表面取向为沿着朝所述腔室壁(5)的方向(B)。

2.根据权利要求1所述的胶囊，其中所述腔室壁(5)为旋转对称的并且所述凹陷部(8)为圆环形的。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的胶囊，其中所述外凸缘部分(7)在向外径向方向(R_E)和轴向方向(C)两者上延长所述内凸缘部分(6)。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的胶囊，其中所述外凸缘部分(7)径向向外地延伸超过所述内凸缘(6)部分的区域要厚于所述外凸缘部分(7)抵靠所述内凸缘部分(6)的所述下表面密封的下部(10)。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的胶囊，其中与所述凸缘的其余部分的轴向尺寸(L₀)相比，所述外凸缘部分(7)形成具有最长轴向尺寸(L)的最外侧凸部(13)。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的胶囊，其中所述外凸缘部分(7)由上部(11)径向向内进一步延伸，所述上部(11)抵靠所述内凸缘部分(6)的上表面密封。

7.根据权利要求6所述的胶囊，其中所述盖(3)抵靠所述上部(11)的环形顶表面(15)密封。

8.根据权利要求1或权利要求2所述的胶囊，其中所述外凸缘部分(7)形成阶梯状凹陷部(8)，所述阶梯状凹陷部朝所述盖(3)以向上敞开方式布置。

9.根据权利要求8所述的胶囊，其中所述盖(3)密封到所述内凸缘部分(6)和/或上表面上，所述上表面形成所述外凸缘部分(7)的朝所述盖取向的阶梯状部分(17)。

10.根据权利要求1或权利要求2所述的胶囊，其中所述主体的所述纸基片材包括至少一个氧气屏障层。

11.根据权利要求1或权利要求2所述的胶囊，其中所述主体的所述纸基片材包括朝所述腔室取向的至少一个密封层。

12.根据权利要求1或权利要求2所述的胶囊，其中所述盖为含纸片材。

13.根据权利要求1或权利要求2所述的胶囊，其中所述盖包括朝所述主体(2)的所述腔室或底部取向的密封层。

14.根据权利要求1或权利要求2所述的胶囊，其中所述外凸缘的所述聚合物基材料为可注射模制的热塑性材料或弹性体-热塑性材料(TPE)。

15.根据权利要求1或权利要求2所述的胶囊，其中所述模制聚合物基材料填充有加强材料。

16.根据权利要求1或权利要求2所述的胶囊，所述凸缘的外部包括识别码(16)。

17.根据权利要求1或权利要求2所述的胶囊，其中所述饮料配料选自：研磨咖啡、可溶咖啡、咖啡豆、叶茶、可溶茶、乳制品、可可、菊苣、大麦、烹饪助剂、汤汁配料、婴幼儿配方物以及它们的组合。

18.根据权利要求10所述的胶囊，其中所述至少一个氧气屏障层是EVOH、AlOx、SiOX或它们的组合。

19.根据权利要求11所述的胶囊，其中所述至少一个密封层是PP层。

20.根据权利要求12所述的胶囊，其中所述盖(3)包括气体屏障层。

21.根据权利要求14所述的胶囊，其中所述外凸缘的所述聚合物基材料选自包括以下材料的组：聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及它们的组合。

22.根据权利要求15所述的胶囊，其中所述加强材料是填料。

23.根据权利要求22所述的胶囊，其中所述填料是纤维。

24.根据前述权利要求中任一项所述的胶囊在饮料制备设备中的用途。