CN111164028B - 用于热饮料的粉囊包及其制造设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在用于制备温热饮料的饮料机中使用的粉囊包(2)、用于该粉囊包的系统以及用于制造这种粉囊包的方法。该粉囊包包括：‑第一片材(4)，该第一片材具有表面区域，其中第一片材的表面区域设置有定位在第一片材的外部周边处或其附近的流动通道(12)；‑第二片材(6)，该第二片材具有表面区域，其中第二片材的表面区域设置有定位在第二片材的中心处或其附近的一个或更多个流动通道(12)；并且其中第一片材和第二片材在外部周边处或其附近彼此连接，以用于形成内部空间，该内部空间用于容纳可用于制备饮料的原材料，其中第一片材和/或第二片材的大体上整个表面区域对于加压液体流是不可渗透的，并且其中不可渗透的表面区域和流动通道协作以用于迫使加压液体流大体上在平行于表面区域的方向上流过粉囊包中的原材料。

Description

用于热饮料的粉囊包及其制造设备和方法

本发明涉及用于制作热饮料的粉囊包(pad)，热饮料例如为咖啡，包括浓咖啡、拿铁玛奇朵、拿铁咖啡、玛奇朵咖啡、卡布奇诺等，以及热巧克力，包括巧克力咖啡等，具体涉及使用带有研磨咖啡的粉囊包来制备咖啡，并且涉及用于制造这种粉囊包的设备和方法。

从实践中已知，使用带有原材料的粉囊包来制备热饮料，例如咖啡或热巧克力。在使用中，粉囊包被放置在饮料机中并被提供有加压液体，该粉囊包迫使液体流过粉囊包以获得饮料。

当在现有饮料机中使用时，已知粉囊包的问题是穿过粉囊包的流动不是最佳的，并且尤其是穿过包含在粉囊包中的原材料的流动不是最佳的，并因此从原材料的提取不是均匀的。

本发明旨在提供一种用于制备热饮料诸如咖啡或热巧克力的粉囊包，该粉囊包避免或至少减少了上述问题。

该目的是通过一种用于在用于制备温热饮料的饮料机中使用的粉囊包来实现的，该粉囊包被构造成用于容纳(hold)原材料，加压液体流被迫穿过原材料以用于制备饮料，该粉囊包包括：

-第一片材，该第一片材具有表面区域，其中第一片材的表面区域设置有流动通道(flow passages)，该流动通道定位在第一片材的外部周边处或第一片材的外部周边附近；

-第二片材，该第二片材具有表面区域，其中第二片材的表面区域设置有一个或更多个流动通道，该一个或更多个流动通道定位在第二片材的中心处或第二片材的中心附近；并且

其中第一片材和第二片材在外部周边处或外部周边附近彼此连接，以用于形成内部空间，所述内部空间用于容纳可用于制备饮料的原材料，

其中第一片材和/或第二片材的大体上整个表面区域对于加压液体流是不可渗透的，并且

其中不可渗透的表面区域和流动通道协作以用于迫使加压液体流大体上在平行于表面区域的方向上流过粉囊包中的原材料。

为了本发明的目的，在本发明中使用的短语“彼此连接”也包括类似的术语，如连结在一起、密封和/或附接，优选地以持久的方式。最优选地，它包括密封第一片材和第二片材以形成在压力和/或热量下容纳的液密连接(fluid-tight connection)。连接和/或密封可以使用多种合适的制造技术来形成，其中可以包括胶合、热熔、缝纫和/或交联。

根据本发明的粉囊包具有的优点在于，实现在大体上平行于表面区域的方向上的流动。在大多数应用中，这意味着在使用中，通过该粉囊包实现加压液体的大体上水平的流动。这使得能够充分利用包含在粉囊包的内部空间中的原材料。在本文中，术语水平相对于穿过粉囊包的流动方向被解释为大体上平行于表面区域。

原材料的改进的利用率是由于第一片材和第二片材中的至少一个具有至少部分地对加压液体不可渗透的表面区域的事实所造成的，这迫使加压液体流在大体上水平的方向上流过粉囊包。粉囊包可放置在饮料机中，其中第一片材面向机器的加压液体供应源(pressurized liquid supply)，或者可选择地，其中第二片材面向加压液体供应源。

例如，在第一种情况下，其中粉囊包被放置成其中第一片材面向饮料机的居中定位的液体供应源/入口，加压液体被朝向外边缘附近的流动通道重新导向，优选地通过第一片材的不可渗透的表面区域被重新导向。不管饮料机中的液体入口的准确定位如何，都可以实现这一点。当进入粉囊包时，加压液体流被朝向第二片材中的优选的居中的出口(centralised outlet)/流动通道和饮料机的优选中央出口向内导向。第二片材可选地也是大体上不可渗透的，以引导或导向该流动。另外或可选择地，导向或引导该流动是由粉囊包保持器的底部部分所导致的。作为结果，在任何情况下，在使用中实现了穿过粉囊包的大体上水平的流动。

例如，在第二种情况下，其中粉囊包被放置在饮料机中，其中第二片材面向饮料机的液体供应源/入口，加压液体流在穿过第二片材中的流动通道居中地进入粉囊包之后，遇到第一片材的不可渗透的表面和/或粉囊包保持器的底部，并被迫在向外的方向上朝向定位在外边缘附近的流动通道流动。在通过偏心定位的流动通道之后，产品可以在粉囊包下方流向饮料机的中央出口。作为结果，实现了穿过粉囊包的大体上水平的流动。

由于粉囊包中大体上水平的流动，原材料比在现有的粉囊包中更有效地使用，并且与现有的粉囊包相比，实现类似或更高质量的饮料所需的原材料的量减少。

根据本发明的粉囊包的另一个优点是大体上防止了原材料中优先流动路径的形成。当使用从实践已知的现有的粉囊包时，来自饮料机的液体入口的加压液体流在进入粉囊包时通常会轻微地移动粉囊包中的原材料，从而形成具有较低流动阻力的流动路径。因为液体沿着阻力最小的路径流动，所以加压液体倾向于形成阻力最小的路径并随后沿着阻力最小的路径流动。这种效果在根据本发明的粉囊包中大体上被阻止，因为粉囊包中加压液体流被第一片材的不可渗透的表面迫使沿着大体上水平的方向流动，其涉及穿过原材料的较长路径。因此，实现了原材料的更有效的使用。

根据本发明的粉囊包的另一个优点是，第一片材和/或第二片材的不可渗透的表面优选地为粉囊包提供增加的刚度，这减少了粉囊包的起皱和/或折皱。现有的粉囊包是相对柔性的，这在将粉囊包引入饮料机中时增加了粉囊包起皱和/或折皱的风险。结果，优先的流动路径可能已经形成和/或饮料机中粉囊包的密封被降低，从而允许加压液体流完全绕过粉囊包。根据本发明的粉囊包具有增加的刚度，这减少了起皱和/或折皱的量，使得更容易将粉囊包正确地引入饮料机中。因此，减少了沿密封件泄漏的风险。

此外，另外的不可渗透的一个或多个表面促进保持粉囊包中的原材料新鲜。这提高了由消费者进行的整体质量评估。

此外，根据本发明的粉囊包可以有利地用于现有的饮料机中，而不必改造饮料机。

选择不可渗透的表面的尺寸和流动通道的精确位置，使得实现了穿过粉囊包中的原材料的大体上水平的流动。根据本发明，这可以以各种方式实现。

在实施方案中，第一片材中的流动通道可以包括在粉囊包的外边缘处或在粉囊包的外边缘附近的环，该环形成单个圆形流动通道，其用于加压液体流流入粉囊包中。在不同的实施方案中，多个流动通道定位在第一片材的外边缘附近或第一片材的外边缘处，例如，当优选的不可渗透的表面大体上等于第一片材的表面时，可以使用所述流动通道。可选择地，只有有限数量的流动通道可以施加到第一片材的表面区域。

第二片材的表面优选地设置有单个流动通道，以用于允许液体流离开粉囊包，或者可以设置有多个流动通道，该多个流动通道例如也可以被构造成定位在第二片材中的环中。优选地，流动通道的这种环将位于粉囊包的中心附近或位于粉囊包的中心处。

此外，如已经提到的，根据本发明的粉囊包可以被插入饮料设备中，其中第一片材面朝上，即在设备的液体供应源/入口的方向上，或者其中第一片材面朝下朝向设备的液体出口。基于第一片材和/或第二片材上的流动通道和不可渗透的表面的布局并且基于使用粉囊包的饮料机的布局来确定具体用途。优选地，向最终使用者提供粉囊包，以及如何使用粉囊包和/或用于每种类型的饮料机的取向的说明。最优选地，这种说明与粉囊包本身上的品牌一起提供。

在本发明的当前优选实施方案中，第一片材的表面区域的至少大部分对于加压液体流是不可渗透的。可选地，除了在第一片材上提供不可渗透的表面之外，第二片材还可以设置有不可渗透的表面和至少一个流动通道。在优选实施方案中，在使用中，第一片材面朝上朝向机器的液体供应源/入口。测试已经表明，这种实施方案提供了原材料的有效使用。

在第一片材和第二片材两者上提供不可渗透的表面的优点在于，该粉囊包可以用于现有的饮料设备中，该现有的饮料设备具有例如偏心液体入口和例如偏心液体出口。

在本发明的实施方案中，粉囊包可以大体上是圆形的，并且粉囊包的直径可以在10mm至100mm的范围内，优选地在35mm至75mm的范围内，并且可以更优选地具有大约60mm的直径。

粉囊包的尺寸优选地被选择成使得其可用于现有的饮料机中。在大多数饮料机中，使用具有大约60mm的直径的圆形粉囊包。粉囊包的形状和尺寸优选地被制造成使得它们可以用于现有的机器中。

在本发明的实施方案中，不可渗透的表面区域中的每一个和粉囊包可以大体上是圆形的，并且不可渗透的表面区域中的每一个的直径可以在粉囊包的直径的10％-100％的范围内，优选地在粉囊包的直径的70％-100％的范围内，并且更优选地在粉囊包的直径的90％-95％的范围内。

相对于片材的表面区域的总表面，不可渗透的表面的区域可以有利地适于特定的消费者或零售商的要求。例如，这可能与所使用的饮料机的类型和/或被包含在粉囊包中的原材料的类型有关。例如，在具有居中放置的液体出口的饮料机中，第二片材的不可渗透的区域可以更小，因为由于出口被居中放置的事实，加压液体流被迫朝向大体上水平的方向流动。此外，不可渗透的表面的性质也可以取决于饮料机中使用的压力。

在本发明的实施方案中，第一片材和第二片材可以由可渗透液体的材料制造，诸如纸，优选地滤纸，其中不可渗透的表面区域可以在制造期间形成在第一片材和第二片材中的一个或两个上。

根据本发明的粉囊包可以通过以下来制造：提供具有诸如存在于现有的粉囊包中的由可渗透材料制成的片材的粉囊包，其随后设置有在第一片材和/或第二片材的表面中或表面上形成的不可渗透的层。不可渗透的层可以被施加在片材的表面上，或者可以被施加到片材中，从而与片材形成一体的层。将不可渗透的一个或多个表面区域施加到相应的片材的优点是，其也可以应用于现有的粉囊包。

在本发明的实施方案中，不可渗透的表面区域的形成可以使用以下一组方式中的一种来进行：涂覆、喷涂、胶合、印刷、轧制、模压(stamping)、热熔或缝合。

可以使用多种不同技术中的一种将片材的不可渗透的表面区域施加到片材。选择用于施加不可渗透的表面区域的特定技术优选地适于用于不可渗透的表面区域的材料的类型。

在本发明的实施方案中，第一片材和/或第二片材可以由不可渗透液体的材料制造。

可选择地，粉囊包可以具有由不可渗透材料制造的一个或两个片材，这避免了形成粉囊包的不可渗透的表面区域的步骤。这降低了制造过程的成本和复杂性，从而也降低了制造的粉囊包的成本。

在本发明的实施方案中，不可渗透的表面区域可以由可以是以下中的一种的材料形成或制造：生物可降解塑料材料诸如聚乳酸(PLA)，或可堆肥塑料材料(compostableplastic material)或热压纸(thermo-compressed paper)。

优选地，所述材料也是用于在食品相关产品中使用所接受和/或认证的食品级材料。

在实施方案中，不可渗透的表面中的一个或两个可以设置有浮雕、压花和/或通路(channel)，用于引导加压液体流。在制造期间，施加到第一片材和第二片材的表面的不可渗透的表面层可以设置有压花、浮雕和/或通路。

这可以例如通过提供表面区域上的所施加的层的厚度上的变化来执行。例如，浮雕或压花允许制造商在不可渗透的层中施加标志、品牌或者甚至说明。可以在施加不可渗透的层期间使用合适的技术(诸如模压或一体成形)来执行将标志、品牌或说明或任何其他图形和/或文字施加到不可渗透的层上。这种浮雕或压花的优点在于，粉囊包可以设置有关于使用和/或如何将粉囊包放置在特定饮料机中的特定说明。

任选地，不可渗透的层包括一定量的芳香物质和/或调味物质。这可以提高使用者的整体评价。

此外，在粉囊包中的不可渗透的一个或多个层中提供预成形的流动通路可以使得加压液体流更完全地沿着粉囊包的外侧从液体入口被引导至第一片材和/或第二片材中的流动通道。流动通路优选地施加在粉囊包的外侧上，并且优选地也施加在粉囊包的面对液体入口的侧上，尽管它可以另外或可选择地也设置在面对液体出口的侧上。

本发明还涉及一种用于制造根据本发明的咖啡粉囊包的系统，该系统包括：

-粉囊包制造设备，所述粉囊包制造设备用于制造粉囊包，优选地咖啡粉囊包，所述粉囊包制造设备至少包括：

-用于制造粉囊包的模块；

-用于用原材料填充所述粉囊包的模块；以及

-包装装置，当从运送方向观察时，所述包装装置定位在粉囊包制造模块和粉囊包填充模块的下游；

-输送机，输送机定位在粉囊包制造设备的出口附近，所制造的粉囊包可放置在输送机上，并且输送机被构造成用于将粉囊包朝向包装装置运送；

-层施加装置，层施加装置用于将不可渗透的层施加到粉囊包的第一表面和/或第二表面，不可渗透的层在所述第一表面和/或第二表面的至少一部分上延伸，其中该装置定位在出口和包装装置之间在输送机附近。

根据本发明的系统具有以上关于根据本发明的粉囊包所描述的优点和效果。

根据本发明的系统包括用于制造现有的粉囊包的设备，并且还包括生产线的附加部分，该附加部分特别适于在粉囊包的片材上形成不可渗透的表面区域。在这方面，注意到用于制造(现有的)粉囊包的粉囊包制造设备在实践中通常包括下料装置(blankingdevice)，该下料装置用于将所制造的粉囊包从基底材料的进料中移除和/或冲压(punch)出来，基底材料的进料通常包括提供给辊上的进料部的材料的半连续片材。有利地，优选地向设备提供附加生产步骤，该生产步骤优选地定位在最后的制造步骤(例如将粉囊包从进料冲压的下料装置)和用于包装完成的粉囊包的包装装置之间。输送机优选地为环形输送机(endless conveyor)，粉囊包可放置在该输送机上，并且该输送机与粉囊包制造设备的生产线成一定角度定位。当放置在粉囊包制造设备的下料装置附近时，输送机进一步优选地稍微放置在下料装置的下方，以在输送机上捕获冲压出来的粉囊包，以用于随后运送到层施加装置。

层施加装置可以是可旋转喷枪，该可旋转喷枪被构造成用于在冲压出的粉囊包的第一片材上喷涂涂层。可旋转喷枪的优点是层施加装置和粉囊包不会彼此接触。此外，可旋转喷枪允许相对高的处理速度。也可以使用其他层施加装置，诸如借助于胶合或热熔将涂层施加到第一片材的涂覆装置(coating device)。使用(可旋转)喷枪或涂覆装置都具有以下优点：当粉囊包已经填充有原材料时，它们可以用于将不可渗透的层施加到片材，而不会对粉囊包中的原材料产生任何不利影响。

此外，层施加装置的实施方案还可以包括印刷装置、轧制装置或模压装置，以将不可渗透的层施加到第一片材。

可选择地，根据本发明的设备包括用于制造已知的粉囊包的设备，该设备通过包括用于制造完全由不可渗透材料组成的片材的材料进料而被修改，例如用于将热压纸进料到用于制造具有第一片材和第二片材的粉囊包的设备的模块，其中至少第一片材的上表面完全由不可渗透材料制成。

在根据本发明的系统的实施方案中，层施加装置可以被构造成在粉囊包的大体上整个第一表面和/或第二表面上施加不可渗透的层，并且该系统另外可以包括通道施加装置，当从输送机的运送方向看时，该通道施加装置可以定位在层施加装置的下游，并且可以被构造成用于在粉囊包的不可渗透的层中或粉囊包的不可渗透的层附近施加多个流动通道。

根据本发明的粉囊包可以设置有不可渗透的表面，该不可渗透的表面在第一片材和/或第二片材的大体上整个表面上延伸。在这种情况下，该设备配备有施加器装置，该施加器装置被特别构造成用于在不可渗透的层中产生和/或施加流动通道。施加器装置可以移除不可渗透的层的一部分以产生流动通道，或者可以被构造成用于在不可渗透的层中冲孔(punch openings)。然而，用于提供流动通道的其他合适的选择也落入本发明的该实施方案的范围内。

在根据本发明的系统的实施方案中，该系统另外可以包括：第二层施加装置，该第二层施加装置可以被构造成用于将不可渗透的层施加到粉囊包的第一表面和第二表面中的另一个表面，该表面可以被定位成与其余表面相对；以及第二通道施加装置，当从输送机的运送方向看时，该第二通道施加装置可以被定位在第二层施加装置的下游，并且第二通道施加装置可以被构造成用于在粉囊包的另一个表面上的不可渗透的层中或在粉囊包的另一个表面上的不可渗透的层附近施加多个流动通道。

优选地，输送机被定位成使得在设备操作期间，随后第一片材和/或第二片材设置有不可渗透的层。在优选实施方案中，输送机是具有上侧和下侧的环形输送机，其中粉囊包在被转移到包装装置之前沿着下部路径被运送到上部路径。第一层施加装置定位在输送机的下侧附近，而优选的第二层施加装置定位在输送机的上侧附近，例如在输送机的下侧和上侧之间，并且当从竖直方向观察时定位在第一层施加装置上方。这允许不可渗透的表面被施加到相应的片材，而不必改变输送机上的粉囊包的取向。

在根据本发明的系统的实施方案中，第一层施加装置和/或第二层施加装置可以是以下一组装置中的一种：旋转喷涂装置、缝合装置、胶合装置、喷枪、浸渍装置或热熔装置。

在根据本发明的系统的实施方案中，输送机的旋转速度可以适于匹配粉囊包制造设备的速度。

使输送机的速度适于粉囊包制造设备的速度提供了这样的优点，即输送机成为设备的一体的和同步的部分，从而确保使用该设备连续和不间断地制造粉囊包。优选的是，输送机由控制器控制，该控制器可操作地联接到测量粉囊包制造设备的生产或加工速度的传感器单元，其中输送机的速度由控制器自动调整以匹配粉囊包制造设备的速度。

在根据本发明的设备的实施方案中，该设备可以另外设置有压花装置，该压花装置被构造成用于在第一片材和/或第二片材的不可渗透的表面中施加品牌、标志、图片、其他类型的指示物，或者被构造成用于在不可渗透的一个或多个层的表面中施加多个流动通道。优选地，压花装置形成第一层施加装置和/或第二层施加装置的一体的部分，以同时施加层和指示物。然而，当从运送方向观察时，压花装置也可以被放置在第一层施加装置和/或第二层施加装置的下游并直接邻近第一层施加装置和/或第二层施加装置，以连续施加层和指示物。

流动通道的施加是有利的，因为它可以提供甚至更大量引导至粉囊包和引导穿过粉囊包的液体流，从而充分利用可获得的原材料。

在根据本发明的设备的实施方案中，层施加装置被构造成用于施加在0.005mm-1.0mm的范围内、并且更优选地在0.01mm-0.5mm范围内的层。

本发明还涉及用于制造用于制备温热饮料的粉囊包的方法，优选地用于制造根据本发明的粉囊包的方法，该方法包括：

-制造包括第一片材和第二片材的粉囊包，第一片材和第二片材中的每一个具有外表面，所述制造包括：

-在外边缘附近将所述第一片材和第二片材密封在一起，以形成用于容纳原材料的内部空间；

-用原材料填充所述粉囊包；

-为第一外表面和第二外表面中的至少一个提供对加压液体不可渗透的材料层，以用于当所述粉囊包用于饮料机时，产生加压液体流，该加压液体流大体上在平行于所述表面区域的方向上穿过粉囊包中的原材料；以及

-将粉囊包堆叠在运送容器中，以用于将所述粉囊包运送给使用者。

根据本发明的方法具有以上关于根据本发明的粉囊包和系统/设备所描述的优点和效果。

根据本发明的方法还提供了这样的优点，即除了用于制造已知粉囊包的常规制造过程之外，还可以执行为第一外表面和第二外表面中的至少一个提供对加压液体不可渗透的材料层的步骤。这允许将现有的方法转换成用于制成根据本发明的粉囊包的根据本发明的方法。用于改造现有过程的成本可能相对低，从而避免了所制造的粉囊包的价格上涨。

在根据本发明的方法的实施方案中，制造还可以包括供应用于形成第一片材的第一材料的长形道(elongated lane)和供应用于形成第二片材的第二材料的长形道。该方法还可以包括沿着待形成的粉囊包的外部周边密封第一片材和第二片材，并且将填充的粉囊包从长形材料道冲压出来。

在根据本发明的方法的实施方案中，提供不可渗透的材料层可以包括以下一组方式中的一种：涂覆、喷涂、胶合、印刷、轧制、模压、热熔、浸渍、提供自粘层或缝合。

在根据本发明的方法的实施方案中，该方法可以包括将第一液体不可渗透的层施加到第一片材，其中第一不可渗透的层的表面区域小于第一片材的外表面区域。该方法可以可选择地包括将第一液体不可渗透的层施加到第一片材，其中，如果第一不可渗透的层的表面区域大体上等于第一片材的外表面区域，则施加还包括在第一片材的外边缘附近在第一片材中施加多个流动通道，以用于加压液体的通过。另外或可选择地，该方法还可以包括将第二液体不可渗透的层施加到第二片材，并在第二片材中在不可渗透的层的中心附近提供流动通道，以允许加压液体的通过。

该实施方案具有的优点在于，它可以与现有的用于制造粉囊包的方法结合应用，而不必如此调整该过程。相反，该方法提供了附加步骤，在该附加步骤中，不可渗透的层被施加到第一层和第二层中的一个或两个。根据该方法的该实施方案的另一个优点是，不可渗透的层的尺寸可以适应客户的具体要求，因为尺寸可以被选择为大体上是相应片材的整个表面或者仅仅是相应片材的表面的一部分。此外，施加在相应片材上的不可渗透的层的尺寸对于相应片材中的每一个片材可以不同。因此，该方法允许相对于制造的粉囊包有很大程度的灵活性和自由度。

在根据本发明的方法的实施方案中，为第一外表面和第二外表面中的至少一个提供对加压液体不可渗透的材料层是通过由对加压液体不可渗透的材料制造粉囊包的第一片材和第二片材中的至少一个来执行的，实施方案还包括在不可渗透的片材中施加多个流动通道，以允许加压液体的通过。

根据该实施方案的方法的优点在于，它需要较少的方法步骤，并且可以因此以更小、更便宜的安装执行。此外，根据该实施方案的方法提供了关于所使用的材料的增加的灵活性，因为在用于制造粉囊包的方法中使用的供给材料可以更容易地切换。

基于本发明优选的实施方案来阐明本发明的另外的优点、特征和细节，其中对附图作出参考，在附图中：

-图1示出了根据本发明的粉囊包的示例的透视图；

-图2a示出了图1的粉囊包的示意性横截面视图；

-图2b示出了根据本发明的粉囊包的第二示例的示意性横截面视图；

-图3a示出了图2a的粉囊包的示意性俯视图；

-图3b示出了图2a的粉囊包的示意性仰视图；

-图4a示出了图2b的粉囊包的示意性俯视图；

-图4b示出了图2b的粉囊包的示意性仰视图；

-图5a示出了当用于饮料机时图2a的粉囊包的示意性横截面视图；

-图5b示出了当用于饮料机时图2b的粉囊包以不同取向的示意性横截面视图；以及

-图6a和图6b示出了根据本发明的粉囊包的制造线。

粉囊包2包括在密封边缘8上密封在一起的第一片材4和第二片材6(见图1至图4b)。第一片材4设置有从中央点朝向密封边缘8延伸的不可渗透的表面10。在该示例中，不可渗透的表面10在第一片材4的直径的大约90％上延伸。定位在密封边缘8附近的流动通道12允许流体进入粉囊包2。

在第一个示例中(在图2a、图3a、图3b中示出)，粉囊包2设置有第二片材6，该第二片材6在粉囊包2的整个表面区域上对加压液体是可渗透的。在第二个示例中(在图2b、图4a、图4b中示出)，第二片材6设置有不可渗透的表面14，该不可渗透的表面14大体上在片材6的整个表面区域上延伸。不可渗透的表面14设置有居中放置的流动通道16，以允许原材料和液体的混合物离开粉囊包2。

优选地，粉囊包2可以使用成，使第一片材4面对饮料机的液体供应源/入口，以及使第二片材6面对饮料机的液体供应源/入口。粉囊包2相对于面向饮料机的液体供应源/入口的片材4、6的具体取向取决于其中使用粉囊包2的饮料机的具体类型。

此外，粉囊包2被构造成当用于饮料机时，提供穿过粉囊包2的大体上平行于片材4、6的平面的大体上水平的流。

在第一示例中(在图5a中示出)，第一片材4中的多个偏心流动通道12用作入口，且饮料机18的中央流动出口22并且特别地其粉囊包保持器(pad holder)用作出口。.

可选择地，可以提供作为入口的多个中央流动通道和作为出口的多个偏心流动通道的组合(见图5b)，其中可选地，两个片材4、6大体上都是不可渗透液体的。换句话说，粉囊包2可以以各种方式使用，以提供穿过粉囊包2的大体上水平的流动。

在饮料机18(例如具有中央入口20和中央出口22的饮料机18)中使用粉囊包2时，加压液体在片材4的不可渗透的表面10上流动，并朝向密封边缘8导向。加压液体通过定位在片材4的外边缘附近的流动通道12进入粉囊包2(也见图3a、图5a)，随后被迫在片材4的不可渗透的表面10和饮料机18的下表面18a之间大体上水平地流向居中放置的饮料机出口22。粉囊包2与饮料机18的结合迫使加压液体大体上水平地流过粉囊包2，从而获得更有效的提取和/或混合过程。此外，粉囊包2可以用在现有的饮料机中，而不必使现有的饮料机适应粉囊包2。

在一个不同的例子中(如图5b所示)，粉囊包2的特定结构具有分别定位在片材4、6上的不可渗透的表面10、14，迫使加压液体在不可渗透的表面10、14之间以大体上水平的方向流过粉囊包2，而不管饮料机18的液体入口20和/或液体出口22的位置。这说明根据本发明可以设想不同的实施方案和取向。

制造过程102(图6a、图6b)包括多个输送带104，输送带104将粉囊包106从常规的粉囊包生产线116运送出来以及运送到常规的粉囊包生产线116。粉囊包被转移到输送带108。分层装置110为粉囊包106提供不可渗透层。在所示出的实施方案中，提供了一个装置110。应当理解，可选地，可以提供第二装置110来为粉囊包106的另一表面提供不可渗透的层。可选地，提供处理装置112。这可以包括加热装置以对不可渗透的层进行热处理。在图示的实施方案中，驱动系统114连接输送机104、108和装置110的各个驱动装置，使得这些驱动装置与生产线的其他部件同步。

可选择地，不可渗透的层已经直接设置在粉囊包材料上。这消除了包括单独的装置110的需要。应当理解，可以设想其他方法和装置来提供不可渗透的层。

本发明决不限于以上描述的其优选的实施方案。所寻求保护的权利由所附权利要求界定，在权利要求的范围内可以设想许多修改。因此根据本发明组合描述的实施方案、特征和措施是可能的。

Claims (27)

1.一种粉囊包，所述粉囊包用于在用于制备温热饮料的饮料机中使用，所述粉囊包被构造成用于容纳原材料，加压液体流被迫穿过所述原材料以用于通过提取来制备所述饮料，所述粉囊包包括：

-第一片材，所述第一片材具有表面区域；

-第二片材，所述第二片材具有表面区域，其中所述第二片材的所述表面区域设置有一个或更多个流动通道，所述一个或更多个流动通道定位在所述第二片材的中心处或所述第二片材的所述中心附近；并且

其中所述第一片材和所述第二片材在外部周边处或所述外部周边附近彼此连接，以用于形成内部空间，所述内部空间用于容纳可用于制备所述饮料的所述原材料，其特征在于：

所述第一片材的所述表面区域设置有流动通道，所述第一片材的所述表面区域的所述流动通道定位在所述第一片材的所述外部周边处或所述第一片材的所述外部周边附近，

所述第一片材和/或所述第二片材的大体上整个表面区域对于所述加压液体流是不可渗透的，并且

所述不可渗透的表面区域的尺寸和所述流动通道的定位协作以用于迫使所述加压液体流大体上在平行于所述表面区域的方向上流过所述粉囊包中的所述原材料，使得实现了穿过所述粉囊包中的所述原材料的大体上水平的流动。

2.根据权利要求1所述的粉囊包，其中所述粉囊包大体上是圆形的，并且其中所述粉囊包的直径在10mm至100mm的范围内。

3.根据权利要求1所述的粉囊包，其中所述不可渗透的表面区域中的每一个和所述粉囊包大体上是圆形的，并且所述不可渗透的表面区域中的每一个的直径在所述粉囊包的所述直径的50％-100％的范围内。

4.根据权利要求2所述的粉囊包，其中所述不可渗透的表面区域中的每一个和所述粉囊包大体上是圆形的，并且所述不可渗透的表面区域中的每一个的直径在所述粉囊包的所述直径的50％-100％的范围内。

5.根据前述权利要求中任一项所述的粉囊包，其中所述第一片材和所述第二片材由可渗透液体的材料制造，其中所述不可渗透的表面区域在制造期间形成在所述第一片材和所述第二片材中的一个或两个上。

6.根据权利要求5所述的粉囊包，其中所述不可渗透的表面区域的形成使用以下一组方式中的一种来进行：涂覆、喷涂、胶合、印刷、轧制、模压、热熔或缝合。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的粉囊包，其中所述第一片材和/或所述第二片材由不可渗透液体的材料制造。

8.根据权利要求5所述的粉囊包，其中所述不可渗透的表面区域由以下中的一种的材料形成或制造：生物可降解塑料材料，或可堆肥塑料材料或热压纸。

9.根据权利要求6所述的粉囊包，其中所述不可渗透的表面区域由以下中的一种的材料形成或制造：生物可降解塑料材料，或可堆肥塑料材料或热压纸。

10.根据权利要求7所述的粉囊包，其中所述不可渗透的表面区域由以下中的一种的材料形成或制造：生物可降解塑料材料，或可堆肥塑料材料或热压纸。

11.根据权利要求1-4、6和8-10中任一项所述的粉囊包，其中所述不可渗透的表面区域包括芳香物质和/或调味物质。

12.根据权利要求5所述的粉囊包，其中所述不可渗透的表面区域包括芳香物质和/或调味物质。

13.根据权利要求7所述的粉囊包，其中所述不可渗透的表面区域包括芳香物质和/或调味物质。

14.根据权利要求2所述的粉囊包，其中所述粉囊包的直径在35mm至75mm的范围内。

15.根据权利要求2所述的粉囊包，其中所述粉囊包的直径为大约60mm的直径。

16.根据权利要求3或4所述的粉囊包，其中所述不可渗透的表面区域中的每一个的直径在所述粉囊包的所述直径的70％-100％的范围内。

17.根据权利要求3或4所述的粉囊包，其中所述不可渗透的表面区域中的每一个的直径在所述粉囊包的所述直径的90％-95％的范围内。

18.根据权利要求5所述的粉囊包，其中所述第一片材和所述第二片材由纸制造。

19.根据权利要求5所述的粉囊包，其中所述第一片材和所述第二片材由滤纸制造。

20.根据权利要求8-10中任一项所述的粉囊包，其中所述生物可降解塑料材料为聚乳酸(PLA)。

21.一种用于制造粉囊包的系统，所述粉囊包是根据前述权利要求中任一项所述的粉囊包，所述系统包括：

-粉囊包制造设备，所述粉囊包制造设备用于制造粉囊包，所述粉囊包制造设备至少包括：

-用于制造粉囊包的模块；

-用于用原材料填充所述粉囊包的模块；以及

-包装装置，当从运送方向观察时，所述包装装置定位在所述用于制造粉囊包的模块和所述用于用原材料填充所述粉囊包的模块的下游；

-输送机，所述输送机定位在所述粉囊包制造设备的出口附近，所制造的粉囊包能够放置在所述输送机上，并且所述输送机被构造成用于将所述粉囊包朝向包装装置运送；

-第一层施加装置，所述第一层施加装置用于将不可渗透的层施加到粉囊包的第一表面和/或第二表面，所述不可渗透的层在所述第一表面和/或所述第二表面的至少一部分上延伸，其中所述第一层施加装置定位在所述出口和所述包装装置之间在所述输送机附近。

22.根据权利要求21所述的系统，其中所述第一层施加装置被构造成在所述粉囊包的大体上整个第一表面和/或第二表面上施加不可渗透的层，并且其中所述系统另外包括通道施加装置，当从所述输送机的运送方向观察时，所述通道施加装置定位在所述第一层施加装置的下游，并且所述通道施加装置被构造成用于在所述粉囊包的所述不可渗透的层中或所述粉囊包的所述不可渗透的层附近施加多个流动通道。

23.根据权利要求21-22中任一项所述的系统，另外包括：

-第二层施加装置，所述第二层施加装置被构造成用于将不可渗透的层施加到所述粉囊包的第一表面或第二表面中的另一个；以及

-第二通道施加装置，当从所述输送机的运送方向观察时，所述第二通道施加装置定位在所述第二层施加装置的下游，并且所述第二通道施加装置被构造成用于在所述粉囊包的另一表面上的所述不可渗透的层中或所述粉囊包的另一表面上的所述不可渗透的层附近施加多个流动通道，和/或其中，

所述第一层施加装置和/或所述第二层施加装置是以下一组装置中的一种：旋转喷涂装置、缝合装置、胶合装置、喷枪、浸渍装置或热熔装置，和/或其中，

所述输送机的旋转速度适于匹配所述粉囊包制造设备的速度。

24.根据权利要求21所述的系统，其中所述粉囊包是咖啡粉囊包。

25.一种用于制造粉囊包的方法，所述粉囊包是根据权利要求1-20中任一项所述的粉囊包，所述方法包括：

-制造包括第一片材和第二片材的粉囊包，所述第一片材和第二片材中的每一个具有外表面，所述制造包括：

-在外边缘附近将所述第一片材和所述第二片材密封在一起，以形成用于容纳原材料的内部空间；

-用原材料填充所述粉囊包；

-为所述第一片材的第一外表面和所述第二片材的第二外表面中的至少一个提供对加压液体不可渗透的材料层，以用于当所述粉囊包用于饮料机时，产生加压液体流，所述加压液体流大体上在平行于所述表面区域的方向上穿过所述粉囊包中的所述原材料；以及

-将所述粉囊包堆叠在运送容器中，以用于将所述粉囊包运送给使用者。

26.根据权利要求25所述的方法，所述制造还包括：

-供应用于形成第一片材的第一材料的长形道；

-供应用于形成第二片材的第二材料的长形道；

-沿着待形成的粉囊包的外部周边密封第一片材和第二片材；以及

-将填充的所述粉囊包从所述长形道冲压出来，和/或其中

提供所述不可渗透的材料层包括以下一组方式中的一种：涂覆、喷涂、胶合、印刷、轧制、模压、热熔、浸渍、提供自粘层或缝合。

27.根据权利要求25-26中任一项所述的方法，所述方法包括：

-将第一液体不可渗透的层施加到所述第一片材；

-其中所述第一液体不可渗透的层的表面区域小于所述第一片材的外表面区域，以在所述第一片材中提供流动通道；或者

-其中，如果所述第一液体不可渗透的层的所述表面区域大体上等于所述第一片材的所述外表面区域，则所述施加还包括在所述第一片材的外边缘附近在所述第一片材中施加多个流动通道，以用于加压液体的通过；和/或

-将第二液体不可渗透的层施加到所述第二片材；以及

-在所述第二片材中在所述第二液体不可渗透的层的中心附近提供流动通道，以允许加压液体的通过，

其中为所述第一外表面和所述第二外表面中的至少一个提供对加压液体不可渗透的材料层是通过由对加压液体不可渗透的材料制造所述粉囊包的所述第一片材和第二片材中的至少一个来执行的，并且其中所述方法还包括在不可渗透的一个或多个片材中施加多个流动通道，以允许加压液体的通过。

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