CN110799432A - 用于饮料制备的单剂量胶囊 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于粉末或半液体食品的胶囊，包括：中空的刚性主体，该刚性主体形成用于容纳产品剂量的腔室；刚性容器具有基部和向外部敞开的上开口；覆盖件，该覆盖件用于相对地封闭刚性主体的上开口；该胶囊还包括多个元件，用于使溶剂液体受控地流向容纳腔室，这些元件形成在覆盖件的表面上，并且构造成获得减少量的溶剂液体流向容纳腔室，以及由流动的溶剂液体的压力产生的同时作用在覆盖件上的推力，以允许覆盖件在容纳腔室中由刚性主体的刚性内壁引导从上开口向底部的滑动运动，并相对地推动产品剂量；在刚性主体的基部上制成的多个槽口，这些槽口用作柔性隔膜，以在覆盖件作用于产品剂量上的推力作用下获得底部的开口，并允许产品剂量通向连接管；用于将覆盖件保持在刚性主体的开口上的元件，这些元件定位在覆盖件与刚性主体的顶部开口的环形区域之间，并且构造成用于将覆盖件临时保持在开口上直到开始由覆盖件上的溶剂液体产生推力为止。

Description

用于饮料制备的单剂量胶囊
技术领域
本发明涉及一种用于粉末或半液体产品的单剂量胶囊。
更具体地，根据本发明的胶囊能够在制备热产品(诸如咖啡、茶、甘菊等之类的浸泡饮料)或冷产品(冰淇淋)的机器上使用。
背景技术
这种机器在以同一申请人的名义的专利文件WO2015092637中已知。
这些机器包括用于容纳胶囊的腔室。该腔室包括用于馈送溶剂流体(热或冷)或溶剂流体(热或冷)的流动的区域和排出区域，在排出区域中已经部分混合的产品例如馈送至例如加工腔室(对于冷产品是例如混合和冷却单元，对于热产品是例如渗透腔室)。
目前，如上述专利文件中所述，现有技术的胶囊包含用于制备食品的食品制剂(即，准备使用或浓缩的成分的混合物)，比如：冰淇淋、冰糕、雪泥饮料、冷蛋奶和布丁、或咖啡、茶、甘菊等。
根据最终产品的类型，这些食物制品可由干粉的混合物或半液体颗粒状的凝胶混合物组成。
如上所述，这些胶囊是单剂量类型的，其构造成有利于用预定量的溶剂液体进行稀释，该溶剂液体在到达分配导管之前被转移并流过该胶囊。将混合物转移到加工腔室或提取腔室中。
该胶囊的一示例也在以同一申请人的名义的专利文件WO2015092637中示出。
该胶囊主要包括：
在底部封闭的圆柱形主体，该圆柱形主体限定用于容纳食物的腔室；
管状突起，该管状突起定位在圆柱形主体内，该管状突起构造有与外部连通的上开口和下开口；
用于相对密封关闭的上主体或主体的覆盖件；该覆盖件在安装时会暂时关闭突起的上开口。
在覆盖件的环形区域处形成多个通孔。
这些孔设计成允许溶剂液体进入胶囊内以与粉末或半液体产品混合，并且还用作将产品从胶囊中完全排空的元件。
实际上，排空是由于溶剂液体在高压下引入胶囊内部，允许覆盖件向上轻微变形，并与中央突起相对分离，从而实际上释放了上开口而发生的。上开口允许所得混合物流向外部、即流向下开口。
胶囊的这种解决方案具有几个缺点。
第一个缺点归因于减少了胶囊内所容纳产品的使用量。
实际上，在胶囊内部具有相对混合的溶剂液体的流动从底部向上开始，以允许在顶部的突起打开，而混合物向下通过。现在，当溶剂液体的流动终止并且内部压力下降时，混合物的一部分将无法到达出料区，并保持在胶囊内部。
这决定了最终产品与胶囊中存在的实际产品数量不一致(即，质量较差)。
另一个缺点则是由于使用过的胶囊始终是脏的而不能立即完全回收的事实，需要进行中间加工，这是较为昂贵的。
发明目的
本发明的目的是提供一种用于粉末或半液体产品的单剂量胶囊，该单剂量胶囊克服了现有技术的上述缺点。
更具体地，本发明的目的是提供一种用于粉末或半液体食品的单剂量胶囊，该单剂量胶囊能够在加工腔室或渗滤腔室内获得受控且完全流动的食品流量。
更具体地，本发明的另外的目的则是提供一种用于粉末或半液体食品的单剂量胶囊，该单剂量胶囊能够根据所容纳的最终产品的类型在加工腔室内获得高质量的最终混合物。
通过所附权利要求书所表征的根据本发明的用于粉末或半液体产品的单剂量胶囊完全实现了这些目的。
附图简介
本发明的特征将从以下其借助附图中的示例示出的、较佳的非限制性实施例的详细描述中变得更加明显，附图中：
图1示出了示意性侧视图，其中一些部分被切掉以更好地示出根据本发明的用于粉末或半液体产品的胶囊的其它部分，胶囊容纳在机器的座部中以供使用；
图2示出了正视图，其中一些部分被切掉以更好地示出用于粉末或半液体产品的胶囊的其它部分；
图3示出了图2所示放大细节的剖视图；
图4示出了上述附图中的胶囊的俯视图；
图5是通过图4所示的线V-V剖取的剖视图；
图6示出了上述附图中的胶囊的仰视图；
图7是通过图6所示的线VII-VII剖取的剖视图；
图8示出了上述附图中的胶囊的另一实施例的俯视图；
图9是通过图8所示的线IX-IX剖取的剖视图。
本发明优选实施例的详述
参照附图，并且具体地参照图1，根据本发明的用于粉末或半液体食品(或者也可以是液体)的、整体用标记5表示的胶囊可以在制备热或冷产品(例如单剂量冰淇淋或冰水或诸如咖啡、茶等之类的热冲剂)的机器中使用。
整体标记为20的机器将不进行详细描述，因为它可以是例如在以同一申请人名义的专利文献WO2015092637中所示的类型。
基本上，该机器(参见图1)具有可容纳胶囊5的座部1。
该机器具有溶剂液体的入口导管2以及与腔室4连接的导管3，该腔室4用于接纳混合的产品(例如，产品混合腔室或产品渗滤腔室两者在图1中均标记为4)。
胶囊5包括中空的刚性主体6(优选地具有圆柱形横截面并且是单件)，该中空的刚性主体6限定用于容纳一定剂量8的粉末或半液体食品(即，具有减小的粒度的粉末材料产品或凝胶)的腔室7。
刚性主体6具有基部9和通向外部的顶部开口10。
胶囊5具有用于封闭刚性主体6的顶部开口10的覆盖件11。
应当注意的是，覆盖件11也是刚性的类型。
如图所示(还参见图2)，胶囊5包括用于使溶剂液体流受控地流向容纳腔室7的多个元件13，这些元件13在覆盖件11的表面上制成，并且构造成选择性地并根据流动的溶剂液体的压力，获得减少量的溶剂液体流向腔室7，该腔室7用于容纳产品剂量8，以及同时作用在覆盖件11上的由溶剂液体流动的压力产生的推力，以允许覆盖件11在容纳腔室7内由刚性主体6的内刚性壁引导(即，由内圆柱表面引导)而从顶部开口10朝向刚性主体6的基部9滑动，同时相对地推动产品剂量8。
胶囊5包括在主体6的基部9上制成的多个槽口14，这些槽口14能够限定基部9的彼此相邻并且作为柔性隔膜的部分，以在覆盖件11于产品剂量8上的推力作用下而获得基部9的开口，并且允许产品剂量8通向连接导管3。
优选地，胶囊5还包括用于将覆盖件11保持在刚性主体6的开口10上的元件12，该元件12定位在覆盖件11与刚性主体6的顶部开口10的环形区域之间，并且构造成用于将覆盖件11临时保持在刚性主体6的开口10上直到开始由覆盖件11上的溶剂液体产生推力为止。
换言之，胶囊构造成使得将产品的全部剂量朝向用于加工具有与产品混合的减少的液体量的产品的腔室推动(具有注射器或活塞的作用)。
产品的排出时间减少，并且流出的产品的最终质量非常高。
优选地(参见图3)，保持元件包括弹性地顺应定位在主体6的内部并且沿着主体6的内边缘靠近顶部开口10的环形突出部12。环形突出部12构造成释放覆盖件11并且允许覆盖件11在由溶剂液体于覆盖件11上产生的推力作用下滑动。
基本上，突出部12具有比由作用在覆盖件11的表面上的流动液体获得的推动压力更低的阻力。
根据替代解决方案(或与突出部12结合地)，保持元件(图2)可以包括微穿孔膜片16，该微穿孔膜片16定位成在覆盖位置覆盖主体6的形成顶部开口10和覆盖件11的框架的边缘。鉴于此，片16部分地与刚性主体6和覆盖件11的边缘相关联(例如通过热密封)，从而在推力作用下释放覆盖件11，该推力通过将溶剂溶解在覆盖件11上而产生。
换句话说，片16(微穿孔)用于将覆盖件11保持在刚性主体6的封闭位置中，但是密封小于由液体在覆盖件11的表面上产生的力，使得覆盖件11朝着主体的底部滑动。
根据另一替代解决方案，胶囊5包括一片平坦的圆形柔性膜或覆盖件(例如，由铝制成)，以用于在刚性主体6的边缘与覆盖件11之间进行连结和密封。
在使用胶囊之前可以移除覆盖件5。
利用该解决方案，可以仅具有封闭的覆盖件，其中覆盖件11以浮动的方式由所包含的产品剂量保持，直到混合程序激活，该混合程序实际上限定了保持元件。
替代地，覆盖件可以与上述的保持元件结合。
优选地，通道装置(passage means)(图4和图5)是多个阀元件13，其在覆盖件11的表面上制成并且构造成在关闭位置与打开位置之间运动，关闭位置用以与覆盖件11的其余部分一起限定流动的溶剂液体上的接触表面，该溶剂液体能够在覆盖件11上产生推力，从而利用产品剂量8上的相对推力而允许覆盖件11朝向主体10的基部9滑动，并且打开位置用于使减少的量的溶剂液体通向腔室7，以容纳产品剂量8。
这种阀结构使得可以获得高的覆盖件接触表面，从而减少了降低覆盖件的时间，并且同时即使减少了产品剂量中的液体，也实现了量的流动，以获得正确和必要的混合(具体地是对于粉末产品)，从而使产品从胶囊中正确逸出。
鉴于此，每个阀元件可以包括柔性板13，该柔性板13形成在覆盖件11的外表面上(仅作为示例，在该情况下示出四个)，并且该柔性板的一端约束于覆盖件11的外表面。
每个板13具有弹性表面，该弹性表面可在与覆盖件11的外表面共面的封闭静态位置与打开位置之间运动，其中，在流动的溶剂液体的推力作用下，板13朝向容纳腔室7倾斜，以允许减少溶剂液体通过在覆盖件11中和板13下方制成的对应的通孔17。
板的数量、尺寸、刚度(以及它们在覆盖件的表面上的位置)是通过板对溶剂液体的推力和要朝向产品剂量传递的液体量所获得的响应的函数。
根据图8和9所示的变型实施例，受控通道元件可包括两个(或更多个)具有减小的直径的通孔18，这些通孔18在覆盖件11的中心近侧制成，以允许减少并控制溶剂液体通过腔室7，从而在溶剂液体的流动作用下容纳产品，同时始终允许推动在覆盖件11上流动的溶剂液体，使得将覆盖件11推向刚性主体6的基部8。
优选地，在刚性主体6的基部9上形成多个槽口14，以形成接近于刚性主体9的基部9的中心的十字并限定用作柔性隔膜的四个翼片(flap)14a(图6和7)。
(具有适当的厚度的)翼片14a构造成在由覆盖件11于产品剂量8上产生的推力作用下朝向主体10的外部弯曲，从而使得产品剂量8从容纳腔室7中逸出。
优选地，翼片14a可以在限定断裂连结元件15的共享中心点由基部9的伸展部(stretch)连结在一起。
鉴于此，断裂连结元件15是基部9的一部分，其厚度相对于翼片14a所呈现的厚度减小，使得翼片14a在覆盖件11作用于产品剂量8上的推力作用下相互分开。
此外(作为非限制性示例)，胶囊5可包括用于封闭基部9的一片薄膜19，并且可以在使用之前将其从基部9移除。在非常细的粉末产品的情况下，这确保了封闭基部。
本发明还提供了一种用上述的胶囊5馈送产品剂量的方法。
该方法包括以下步骤：
准备加工机器，该加工机器具有连接于溶剂液体的入口导管2的座部1以及与用于接纳产品的腔室4连接的导管3；
根据上述一个或多个特征制备胶囊5；
将胶囊5容纳在座部1中；
使座部1中的溶剂液体流向胶囊5的覆盖件11；
借助于流动的液体溶剂的推力，使覆盖件11沿着整个刚性主体6并在容纳腔室7内部朝向刚性主体6的基部9引导滑动；
通过覆盖件11并使用用于控制液体流动的装置13使液体溶剂部分通入到容纳腔室7中，并且在容纳腔室7中在产品剂量8与已进入的部分液体溶剂之间进行部分混合；
使用刚性主体6的内表面，通过刚性主体6的基部9的由槽口14限定的开口并在盖11的推力作用下，部分混合的产品剂量8朝向刚性主体6的基部9以向下引导的方式逸出。
优选地，在部分混合的产品剂量8逸出的步骤之后并且在覆盖件11搁置在刚性主体6的基部9上的情况下，存在冲洗腔室7以容纳胶囊5的步骤，其中剩余的液体在容纳腔室7内流动。
由于以这种方式构造的胶囊而实现了预设的目标。
胶囊的基本概念在于，使用流动的液体的推力，覆盖件用作产品的实际提取元件，并且由刚性主体的刚性内表面正确地引导。
阀元件保证了小比例混合所需的最小量的液体(特别是对于粉末产品)，而不降低产品的最终质量。
这种类型的系统确保了以标准的提取时间完全提取一定剂量的产品(因此最终质量很高)，而不修改现有机器。
由覆盖件封闭底部使得可以对机器中已经存在的胶囊执行完全冲洗，以便回收使用过的胶囊(由于其刚度而使主体和覆盖件保持其形状)，而没有进一步的中间加工。

Claims (13)

1.一种能够用于机器中的用于粉状或半液体食品的胶囊，所述机器具有用于容纳产品胶囊的座部(1)、溶剂液体的入口导管(2)以及与用于接纳混合产品的腔室(4)相连的导管(3)；所述胶囊(5)至少包括：
中空的刚性主体(6)，所述刚性主体形成用于容纳产品剂量(8)的腔室(7)；所述刚性主体(6)具有基部(9)和向外部敞开的顶部开口(10)；
-覆盖件(11)，所述覆盖件用于封闭所述刚性主体(6)的所述顶部开口(10)；
其特征在于，所述胶囊包括：
用于使液体流受控地流向所述容纳腔室(7)的多个元件(13)，所述多个元件在所述覆盖件(11)的表面上制成，并且构造成选择性地并根据所述流动的所述溶剂液体的压力来获得减少量的所述溶剂液体流向用于容纳所述产品剂量(8)的所述腔室(7)，以及由流动的所述溶剂液体的压力产生的同时作用在所述覆盖件(11)上的推力，以允许所述覆盖件(11)在所述容纳腔室(7)内部由所述刚性主体(6)的内刚性壁引导而从所述顶部开口(10)朝向所述刚性主体(6)的所述基部(9)滑动，同时相对地推动所述产品剂量(8)；
-在所述刚性主体(6)的所述基部(9)上制成的多个槽口(14)，所述多个槽口能够限定所述基部(9)的彼此相邻并且作为柔性隔膜的部分，以在所述覆盖件(11)对所述产品剂量(8)的推力作用下而获得所述基部(9)的开口，并且允许所述产品剂量(8)通向所述连接导管(3)。
2.如权利要求1所述的胶囊，其特征在于，包括用于将所述覆盖件(11)保持在所述刚性主体(6)的所述开口(10)上的元件(12)，所述元件定位在所述覆盖件(11)与所述刚性主体(6)的所述顶部开口(10)的环形区域之间，并且构造成用于将所述覆盖件(11)临时保持在所述刚性主体(6)的所述开口(10)上直到开始由覆盖件(11)上的所述溶剂液体生成推力为止。
3.如权利要求2所述的胶囊，其特征在于，所述保持元件包括弹性地顺应定位在所述刚性主体(6)的内部并且沿着所述刚性主体(6)的内部边缘靠近所述顶部开口(10)的环形突出部(12)；所述环形突出部(12)构造成用于释放所述覆盖件(11)，并允许所述覆盖件(11)在由所述溶剂液体于所述覆盖件(11)上产生的推力作用下在所述容纳腔室(7)内进行引导的滑动运动。
4.如权利要求2所述的胶囊，其特征在于，所述保持元件包括微穿孔膜片(16)，所述微孔膜片定位成在覆盖位置覆盖形成所述顶部开口(10)的框架和所述覆盖件(11)的所述刚性主体(6)的边缘；所述片(16)部分地与所述刚性主体(6)的边缘和所述覆盖件(11)相关联，使得在由所述溶剂液体在所述覆盖件(11)上产生的所述推力作用下释放所述覆盖件(11)。
5.如权利要求1所述的胶囊，其特征在于，包括一片平坦的圆形柔性膜或覆盖件，以用于在所述刚性主体(6)的边缘与所述覆盖件(11)之间进行连结和密封，所述圆形柔性膜或覆盖件能够在使用所述胶囊(5)之前移除。
6.如前述权利要求中任一项所述的胶囊，其特征在于，所述通道装置是多个阀元件(13)，所述多个阀元件在所述覆盖件(11)的所述表面上制成并且构造成在关闭位置与打开位置之间运动，所述关闭位置用以与所述覆盖件(11)的其余部分一起限定所述流动的溶剂液体上的接触表面，所述溶剂液体能够在所述覆盖件(11)上产生推力，从而利用所述产品剂量(8)上的相对推力而允许所述覆盖件(11)朝向所述主体(10)的所述基部(9)滑动，并且所述打开位置用于使减少的量的所述溶剂液体通向所述腔室(7)，以容纳所述产品剂量(8)。
7.如权利要求6所述的胶囊，其特征在于，每个所述阀元件包括柔性板(13)，所述柔性板形成在所述覆盖件(11)的外表面上并且具有约束于所述覆盖件(11)的外表面的端部；每个所述板(13)具有能够在与所述覆盖件(11)的外表面共面的封闭静态位置与打开位置之间运动的弹性表面，其中，所述板(13)在所述流动的溶剂液体的所述推力作用下朝向所述容纳腔室(7)倾斜，从而允许减少所述溶剂液体流向在所述覆盖件(11)和所述板(13)下方形成的对应通孔(17)。
8.如权利要求1至5中任一项所述的胶囊，其特征在于，所述受控的通道元件包括至少两个具有减小的直径的通孔(18)，所述通孔在所述覆盖件(11)的中心近侧制成，以允许减少并控制所述溶剂液体通过所述腔室(7)，从而在所述溶剂液体的所述流动的作用下容纳所述产品，同时始终允许所述流动的溶剂液体在所述覆盖件(11)上的推动，使得将所述覆盖件(11)推向所述刚性主体(6)的所述基部(9)。
9.如前述权利要求中任一项所述的胶囊，其特征在于，所述多个槽口(14)在所述刚性主体(6)的所述基部(9)上制成，以形成靠近所述刚性主体(6)的所述基部(9)的中心的十字，并且限定用作柔性隔膜的四个翼片(14a)；所述翼片(14a)构造成在所述覆盖件(11)于所述产品剂量(8)上产生的推力作用下朝向所述主体(10)的外部弯曲，从而使所述产品剂量(8)从所述容纳腔室(7)中逸出。
10.如权利要求9所述的胶囊，其特征在于，所述翼片(14a)在限定断裂连结元件(15)的共享中心点处通过所述基部(9)的伸展部连结在一起；所述断裂连结元件(15)是所述基部(9)的一部分，所述断裂连结元件的厚度相对于所述翼片(14a)呈现的厚度减小，使得所述翼片(14a)在所述覆盖件(11)于所述产品剂量(8)上的推力作用下相互分开。
11.如前述权利要求中任一项所述的胶囊，其特征在于，包括封闭所述基部(9)的一片薄膜(19)，所述薄膜能够在使用前从所述基部(9)移除。
12.一种用如前述权利要求中任一项所述的胶囊(5)供给产品剂量的方法，所述方法包括以下步骤：
准备加工机器，所述加工机器具有连接于溶剂液体的入口导管(2)的座部(1)以及与用于接纳所述产品的腔室(4)连接的导管(3)；
制备如前述权利要求中任一项所述的胶囊(5)；
将所述胶囊(5)容纳在所述座部(1)中；
使所述座部(1)中的所述溶剂液体流向所述胶囊(5)的所述覆盖件(11)；
借助于所述流动的液体溶剂的所述推力，使所述覆盖件(11)沿着整个所述刚性主体(6)并在所述容纳腔室(7)内部朝向所述刚性主体(6)的所述基部(9)引导滑动；
通过所述覆盖件(11)，并使用用于控制液体流动的装置(13)使所述液体溶剂部分通入到所述容纳腔室(7)中，并且在所述容纳腔室(7)中在所述产品剂量(8)与已进入的所述液体溶剂的部分之间进行部分混合；
使用所述刚性主体(6)的内表面，通过所述刚性主体(6)的所述基部(9)的由所述槽口(14)限定的开口并在所述覆盖件(11)的所述推力作用下，所述部分混合的产品剂量(8)朝向所述刚性主体(6)的所述基部(9)以向下引导的方式逸出。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述部分混合的产品剂量(8)逸出的步骤之后并且在所述覆盖件(11)搁置在所述刚性主体(6)的所述基部(9)上的情况下，存在冲洗所述腔室(7)以容纳所述胶囊(5)的步骤，其中剩余的液体在所述容纳腔室(7)内流动。
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