CN105658543A - 用于饮料的胶囊 - Google Patents

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Abstract

一种用于饮料的胶囊，所述胶囊包括壳体(2)，所述壳体(2)依次包括:限定了适于容纳将与流体(F)相结合以获得最终产品的初始产品(P)的腔体(5)的基部壁(3)和侧壁(4)，还包括法兰边缘(7)，所述法兰边缘(7)从所述侧壁(4)延伸。所述基部壁(3)具有由延伸直到所述侧壁(4)的基部边缘(3a)限定的开口；其中，所述胶囊还包括盖部件(8)和封闭部件(9)，所述盖部件(8)固定至所述法兰边缘(7)以完全密封所述腔体(5)，所述盖部件(8)能够由其中可使用所述胶囊的分配机的提取机构或者注入机构穿孔，所述封闭部件(9)固定至所述基部边缘(3a)以完全密封所述胶囊，所述封闭部件(9)由所述分配机的注入机构或者提取机构分别穿孔；所述胶囊的特征在于，所述封闭部件(9)的尺寸比所述基部壁(3)的尺寸大，并且所述封闭部件(9)还固定至所述侧壁(4)以甚至在所述胶囊内部出现压力增加时保持与所述胶囊结合。

Description

用于饮料的胶囊
技术领域
本发明涉及用于在自动分配机中制备产品、例如饮料的胶囊或者容器。
特别地，本发明涉及一种单剂且一次性的密封胶囊，胶囊容纳通过与加压流体相互作用能够制成最终产品的初始产品、例如粉末咖啡或者浸泡产品。
背景技术
在分配机中使用的已知的胶囊是一次性且单剂的容器，该容器包括由不透液体和气体的塑料制成的且具有烧杯形或者杯子形的外壳。
图3示出了如在同一申请人的申请ITMO2013A000214中所公开的胶囊1。
由附图标记2所指示的壳体具有限定了开口腔体5的基部壁3和侧壁4，从中可得到饮料的产品P、例如咖啡粉或者茶可嵌入至开口腔体5中。法兰形状的边缘7连接至侧壁4，所述边缘从侧壁延伸并围绕腔体5的上部开口布置。上部开口由通常为铝膜或者塑料膜的盖部件8完全密封，盖部件固定至壳体2的边缘7以便将产品P密封在容器内部。
胶囊1的基部壁3还具有被环状基部边缘3a界定的优选地圆形开口，由与盖部件8的材料的相同材料制成的另外的盖部件25固定至环状基部边缘3a上。
胶囊可被穿孔使得能够被供给加压液体、通常为水并排出所得到的咖啡饮料。特别地，另外的盖部件25和盖部件8可分别通过分配机的合适的加压流体注入机构和提取机构穿孔以使得能够被供给加压液体并提取饮料。
另外，胶囊也可被嵌入到已知类型的分配机中，其中，盖部件8和另外的盖部件可分别由分配机的加压流体注入机构和提取机构穿孔。
换句话讲，盖部件8和另外的盖部件25均由可易于穿孔的材料制成，该材料使得不管腔体是面向上或者是面向下时，胶囊都能够以很大的使用灵活性在分配机中使用。
胶囊通常借助制造工艺填充初始产品P，该制造工艺将热成型壳体供应至填充站并随后将这些已填充的壳体供应至焊接站以通过将盖部件焊接至胶囊的法兰边缘来密封腔体，另外的盖部件已经被固定以密封基部边缘3a。在固定盖部件期间，惰性气体、例如氮气被供给到每个胶囊中以替代空气，由于所使用气体的抑制作用和抑菌作用，因此保持了初始产品P的感官特性不变。
然而，当咖啡粉被供给至每个壳体时，已知的是，咖啡在焙烧和研磨之后甚至在具有惰性气体时继续变化，随着时间推移，以与从焙烧之后所经过的时间成反比的比率释放二氧化碳和香气。为此,咖啡粉通常在存储仓中经过除气步骤，除气步骤必须用于使咖啡消除由咖啡自然释放的二氧化碳。
已知类型的胶囊的一个问题是在于它们能够填充未经过除气步骤或者未以有效的方式经过除气步骤的咖啡粉。在这些胶囊中，咖啡可释放二氧化碳且因此可使得胶囊内部的压力意外增加，这可使得盖部件和/或另外的盖部件变形或者不期望的隆起，但是它还甚至能够通常在另外的盖部件处影响胶囊的完整性。
过高的压力事实上能够使得另外的盖部件撕裂并使它与胶囊的基部壁分开，另外的盖部件根据基部壁的通常是减小的尺寸由焊接边缘连接至基部壁。
二氧化碳的释放问题不仅对于之前所述的咖啡是已知的，而且对于某些类型的部分发酵茶也是已知的，该部分发酵茶可因此继续发酵，也在被填充到胶囊之后释放二氧化碳。而且在这种情况下，由于胶囊内部过高的累积压力，因此填充的胶囊可能破裂。
当认为胶囊在被填充初始产品P并封装之后可在仓库中储存很长时间等待分售给消费者时，该问题更严重。胶囊在被消费者购买之后也可能破裂并因此以不受控的方式引起伤害。
发明内容
本发明的一个目的是改进已知的用于饮料的胶囊，特别是在已知的分配机中可使用的胶囊，不管所填充的初始产品而确保胶囊的完整性。
另一目的是设计一种胶囊，该胶囊也可填充初始产品，初始产品在填充之后随着时间的推移在不影响胶囊完整性的情况下能够释放气体。
另外的目的是设计一种胶囊，其中封闭部件固定至法兰边缘并且另外的封闭部件固定至基部壁，其中，当受到压力时另外的封闭部件与基部壁不分开。
还有另外的目的是获得便宜且易于制造的胶囊。
根据本发明的第一方面，根据权利要求1以及其后所附属的一个或更多个权利要求提供了用于饮料的胶囊。
附图说明
参考通过非限制性示例示出本发明的一些实施例的附图将能更好地理解和实施本发明，在附图中：
图1是根据本发明的其中为了清楚而部分去除的胶囊的示意性横截面视图；
图2是在图1中的胶囊的基部壁的局部放大的示意性横截面视图；以及
图3是已知的用于饮料的胶囊的示意性横截面视图。
具体实施方式
参考图1，示出了根据本发明的用于饮料的胶囊1，通过在胶囊内部注入热加压流体F用于生产最终产品，特别是热饮料、例如咖啡、大麦茶、花草茶、茶、巧克力等。
需要指出的是，为了与在图3中所公开的现有技术胶囊一致，相同的元件分配了相同的附图标记编号。
本发明的胶囊1包括外壳或者容器2，容器2依次包括限定了开口腔体5的基部壁3和侧壁4，开口腔体5适于容纳初始产品P、例如将与流体、通常是水相结合以获得最终产品的可溶解的或者可滤煮的食品。基部壁3和侧壁4大体上限定了呈烧杯形或者杯子形的胶囊1的本体。根据一个实施例，基部壁3是平的并且特别是圆形形状。壳体还包括连接至侧壁4并从侧壁延伸的、围绕腔体5的上部开口布置的法兰边缘7。法兰边缘7还与基部壁3相对并且相对于腔体5面向外部。
胶囊的基部壁3具有由例如环形的、延伸至胶囊的侧壁4的基部边缘3a界定的优选地圆形开口30，并且包括与基部壁3制成一体的环形壁31，环形壁31围绕开口30在腔体5内部延伸且限定了基部壁3的凹陷部分。
环形壁31具有内端，内端具有面向胶囊1的对称轴线A的单独的边缘31a，单独的边缘界定了大体上与开口30具有相同尺寸的孔32。环形壁31以这样的方式限定了贯通管，该贯通管在与内端的孔32相对的一端具有开口30，开口30是外端开口，即面向胶囊的外部。
如图1中所示，环形壁31的边缘31a面向腔体5的旨在接收初始产品P的部分，并且当胶囊1的基部壁3在使用中旨在通过分配机的注入机构穿孔并且初始产品是粉末咖啡时，环形壁31的边缘31a有助于保持所述咖啡粉末压实，避免在其中形成可生成品质低劣饮料的优先流体通路。事实上已知的是，注入到胶囊中的加压流体在初始产品中必须尽可能均匀地分布，以便能够由此提取将转移至饮料的香气成分，尤其是当初始产品是粉末咖啡时。由环形壁31限定的贯通管在使用中达到分配机的注入机构的引导机构的目的。
壳体2通过成形可热成型的塑胶片(未示出)制成，该壳体适于从初始产品P制备最终产品的工艺，例如在不变形的情况下能承受高达100℃的温度和高达5bar的压力。
该塑胶片100可具有介于15微米和1600微米之间、特别是介于400微米和1200微米之间的厚度，并且所述塑胶片由聚烯烃、例如聚丙烯PP和/或聚乙烯PE和/或聚酰胺PA制成。
详细地，片材料可包括第一层材料、第二层材料和第三外层材料，第一层材料特别适于接触和/或保存初始产品P，第一层材料例如由不可渗透湿气的聚丙烯PP制成，第二层材料不与初始产品P接触并由不可渗透气体、特别是氧气的并且还可选择地不可渗透湿气的材料制成，第二层材料也称之为阻挡层。
特别当第一层随着时间推移可渗透氧气时，在第一层和第二层之间所插入的阻挡层确保腔体5与外部环境中完全隔离。阻挡层具有介于2微米和100微米之间、特别是介于15微米和70微米之间的厚度，并且阻挡层例如由仅不渗透氧气的乙烯醇(EVOH)或者同时不渗透氧气和湿气的聚偏氯乙烯(PVDC)制成。
根据片材料的第一实施例(未示出)，第一层和第三层由相同材料、例如聚丙烯PP制成并且与插入它们之间的阻挡层联接。这些层可具有相同的厚度(例如350微米)，或者不同的厚度(例如第一层可具有500微米的厚度而第三层可有300微米的厚度)。
根据第二实施例(未示出)，第一层是支撑件并且由聚丙烯PP制成，第二层是阻挡层(EVOH或者PVDC)，以及第三层是具有15微米厚度的聚丙烯PP或聚乙烯PE的挤压层，第三层在加工片材料工艺期间与第一层和第二层联接。
根据第一实施例和第二实施例，片材料因此被选定成使得防止容纳在胶囊中的初始产品P随着时间的推移进入湿气和氧气。
胶囊还包括盖部件8，盖部件8固定至壳体2的边缘7以完全密封胶囊1，即密封开口腔体5，并因此保存了产品P。盖部件8包括铝膜或者塑料膜，铝膜或者塑料膜具有可由最终产品的提取机构或者由分配机的初始流体F的注入机构穿孔的阻挡层。
盖部件8通过热焊接或者超声焊接或者通过胶合固定至壳体2的边缘7。优选地，盖部件8通过热焊接锁定而固定至壳体2，在这个意义上讲，该热焊接确保了在存储期间胶囊在存储时随着时间的推移将最初产品P保存在理想环境下。
与盖部件8相同的并且由流体F的注入机构或者由最终产品的提取机构穿孔的封闭部件26在基部壁3的外部固定至另外的边缘3a，以完全密封开口30。正如已经说过的盖部件8，封闭部件26通过热焊接或者超声焊接或者通过胶合固定至环形边缘3a，并且优选地封闭部件26通过在结合部分33中的热焊接锁定而固定至壳体2。
盖部件8和/或封闭部件26的厚度用克重来表示并且介于5至120g/m2之间。
根据本发明，正如以下所看到的，封闭部件26的尺寸比基部壁3的尺寸大，并且封闭部件还固定至侧壁4以甚至在胶囊内部出现压力增大时保持与胶囊结合。
应该注意的是，基部边缘3a与侧壁4一起限定了基部凸缘34，封闭部件26延伸越过基部凸缘34并沿着整个基部凸缘34叠置在侧壁4上，即相对于胶囊的对称轴线A成角度地叠置一整圈。
封闭部件26在从基部凸缘34测量的至少2mm、特别是2.5mm的一个带上叠置且固定至侧壁，但是也可在整个侧壁4上固定至侧壁4。
当封闭部件26是盘状并且基部壁是圆形的和平的或者是可内接在圆中的多边形时，封闭部件26的直径就大于基部壁3的直径。
侧壁4包括连接至基部凸缘34的第一部分4a和与第一部分一起限定了侧凸缘35的第二部分4b。如在图1中所示，第二部分4b延伸直达法兰边缘7。
应当注意的是，第一部分4a是截头圆锥状，并且具有比第二部分4b的第二倾角大的第一倾角，第二部分4b也为截头圆锥状。第一倾角和第二倾角是相对于胶囊的对称轴线A测量的。
然而，要指出的是，侧壁4以及因此的胶囊的本体可不同地成形，并且它们不具有截头圆锥形部分而是例如具有可内接到截头圆锥形部分中的截角锥形部分。例如第一部分可以是截角锥形并且第二部分也可以是截角锥形，这些截角锥形例如均具有八边形基部但具有不同倾角。
可选择地，胶囊的侧壁4也可包括具有逐渐减小的倾角的多个截头圆锥形部分或者截角锥形部分，并因此包括多个侧凸缘。
换句话说，尽管在图1和2中示出了与具有具体形状的壳体2相关联的封闭部件26，但是有关基部壁3、侧壁4或者法兰边缘7的壳体2能够以不同的方式成形，并且之前所述的有关封闭部件26的任何情况将继续有效。
我们已经说过封闭部件26通过热焊接固定至基部边缘3a和侧壁4。
详细地，封闭部件26在整个第一部分4a中固定至侧壁4。换句话说，封闭部件26借助结合部分33热焊接至胶囊1在平的环形基部边缘3中延伸，并且在侧壁4的第一部分4a中相对于基部边缘3a倾斜地延伸通过基部凸缘34直达侧凸缘35。
实验上已经确定的是，由于安置在结合边缘3a处的结合部分33在大约2bar的压力下分开而安置在侧壁4中的结合部分33直到4.5bar的压力时仍保持不变，所以封闭部件26甚至在胶囊内部出现压力增大时保持与胶囊的结合，当压力超过4.5bar时，胶囊1的壳体2与封闭部件26一起被撕裂。
已经详细地证实的是：
在0.5bar时，封闭部件26显示有隆起但是安置在结合边缘3a中且安置在第一部分4a中的结合部分33保持不变；
在1bar时，安置在结合边缘3a中的结合部分33开始分开，但是安置在第一部分4a中的结合部分保持不变；
在大约2bar时，安置在结合边缘3a中的结合部分33分开，但是安置在第一部分4a中的结合部分仍保持不变；
直到4.5bar时，在第一部分4a中的结合部分33仍保持不变；
超过4.5bar时，封闭部件26和壳体2被过高的压力撕裂，但是在结合部分33中封闭部件26通过其结合至胶囊1的热焊接保持不变。
直到4.5bar时，因此可确保的是，封闭部件26的圆周边缘通过热焊接锁定而保持与胶囊结合，特别是与它的侧壁4结合，确保了胶囊即使处于高压下的完整性。
事实上，已经观察到的是，在胶囊的腔体5内部释放的压力在开口30处垂直地压迫封闭部件26，这使得结合部分沿着与在基部边缘3a中的焊接平面正交的方向被推压。
然而，在基部边缘3a已经分开之后，由于封闭部件26在开口30处被胶囊内部的压力继续主要垂直地推压，因此，结合部分33仅在第一部分4a处被倾斜地压迫。
因此由于封闭部件26固定至基部边缘3和侧壁4这样的事实，胶囊还可填充在胶囊内部释放气体的初始产品，因为盖部件8和封闭部件26在不影响胶囊完整性的情况下均能够承受高压。
因此，由于可在胶囊内部形成的更高压力小于封闭部件26与胶囊分开时的压力，所以胶囊也能够填充还未完全脱气的咖啡。不管胶囊中填充的初始产品(脱气或者未脱气的咖啡粉或者茶)，并且不管胶囊被使用者消耗时的时刻，本发明的胶囊甚至在从它被填充后经过一段时间之后都因此保持密封。
此外，制造每个胶囊的工艺变得更便宜，因为它不再需要使咖啡粉经过脱气步骤，而且可以使胶囊填充刚焙烧和研磨过的咖啡。

Claims (9)

1.一种用于饮料的胶囊，所述胶囊包括壳体(2)，所述壳体(2)依次包括:限定了适于容纳将与流体(F)相结合以得到最终产品的初始产品(P)的腔体(5)的基部壁(3)和侧壁(4)，还包括法兰边缘(7)，所述法兰边缘(7)从所述侧壁(4)延伸，所述基部壁(3)具有由延伸直到所述侧壁(4)的基部边缘(3a)界定的开口(30)；其中，所述胶囊还包括盖部件(8)和封闭部件(9)，所述盖部件(8)固定至所述法兰边缘(7)以完全密封所述腔体(5)，所述盖部件(8)能够由其中可使用所述胶囊的分配机的提取机构或者注入机构穿孔，所述封闭部件(9)固定至所述基部边缘(3a)以完全密封所述开口(30)，所述封闭部件(9)分别由所述分配机的注入机构或者提取机构穿孔；所述胶囊的特征在于，所述封闭部件(9)的尺寸比所述基部壁(3)的尺寸大，并且所述封闭部件(9)还固定至所述侧壁(4)以甚至在所述胶囊内部出现压力增加时保持与所述胶囊结合。
2.根据权利要求1所述的胶囊，其中，所述基部边缘(3a)与所述侧壁(4)一起限定了基部凸缘，所述封闭部件(26)延伸越过所述基部凸缘(34)并且沿着整个所述基部凸缘(34)叠置在所述侧壁(4)上。
3.根据权利要求1或者2所述的胶囊，其中，所述封闭部件(26)在从所述基部凸缘(34)测量的至少2mm的一个带上、特别优选地在2.5mm的带上叠置并固定至侧壁。
4.根据在先权利要求中任一项所述的胶囊，其中，所述封闭部件(26)在整个侧壁(4)上叠置并固定至所述侧壁(4)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的胶囊，其中，所述封闭部件(26)是盘状的，并且所述封闭部件(26)的直径比所述基部壁(3)的直径大。
6.根据权利要求5所述的胶囊，其中，所述侧壁包括连接至所述基部凸缘(34)的第一部分(4a)和与所述第一部分(4a)一起限定侧凸缘(35)的第二部分(4b)，所述封闭部件(26)固定至所述侧壁(4)的所述第一部分(4a)。
7.根据权利要求6所述的胶囊，其中，所述第一部分(4a)是截头圆锥状并且具有比第二部分(4b)的第二倾角大的第一倾角，所述第二部分(4b)也为截头圆锥状，所述第一倾角和所述第二倾角是相对于所述胶囊的对称轴线(A)测量的。
8.根据在先权利要求中任一项所述的胶囊，其中，所述封闭部件(26)通过在结合部分(33)处的热焊接固定至所述胶囊(1)的所述基部边缘(3a)并固定至所述侧壁(4)。
9.根据从属于权利要求6或者7的权利要求8所述的胶囊，其中，所述结合部分(33)在所述基部边缘(3a)中延伸且在所述第一部分(4a)中延伸通过所述基部凸缘(34)直到所述侧凸缘(35)。
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