CN116963966A - 可生物降解的分份胶囊 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在使用分份胶囊和涉及分份胶囊的情况下用于制备饮料、尤其是咖啡的设备和方法领域，与分份胶囊相适应的饮料制备机以及在使用分份胶囊的情况下用于操作饮料制备机的方法。根据本发明的分份胶囊具有周侧壁(3)、第一盖件(4)和第二盖件(8)，其中周侧壁(3)、第一盖件(4)和第二盖件(8)形成封闭的内部(7)。第一盖件(4)和/或第二盖件(8)具有指向内部(7)的隆起部(15)。至少具有隆起部(15)的盖件是由可生物降解材料制成的。

Description

可生物降解的分份胶囊

技术领域

本发明涉及用于通过被注入饮料胶囊的流体来制备饮料的装置和方法的领域，其中饮料胶囊含有可溶性食品物质，通过注入水可以从中制备饮料或饮料组分。本发明尤其涉及在使用咖啡胶囊的情况下制备咖啡的领域。本发明尤其涉及分份胶囊、适于根据本发明的分份胶囊的饮料制备机，以及用于在使用根据本发明的分份胶囊的情况下操作饮料制备机的方法。

背景技术

在用于制备饮料的系统中，已知所谓的咖啡胶囊系统(也有用于制备茶的变型)，关于该系统，通常使热水大多在压力下注入胶囊内，以通过萃取制备咖啡饮料或茶饮料。为了注入热水，胶囊时常在一侧(注入侧)被刺穿。已知通常是在胶囊的另一侧(萃取侧)，有多种可行方式将冲泡好的饮料排出。一方面，存在关于在萃取侧通过适当的穿孔刺针来刺穿的一些系统。另一方面，有已知的系统，胶囊的萃取侧边界会在冲泡过程中在内部压力下被刺穿或撕裂，为此可以提供胶囊外部装置(存在于相应咖啡机的冲泡室中)或胶囊内部装置。

最后，还有一些已经开启的胶囊，因此关于这些胶囊不必刺穿或撕裂胶囊壁/膜以排出饮料。

最常见的是由既不可生物降解又不由可再生的原材料制成的胶囊。这些胶囊例如很大程度由铝或塑料(例如聚丙烯(PP))构成。这种胶囊对于储存(如密封性，尤其是不透气/氧气)和对于应用(如耐热性、刺穿性能等)都具有有利特性。这些胶囊的主要缺点是使用后产生废弃物，或者需要大量人力来重新利用胶囊中使用的材料。后者需要收集通常在私人范围中使用的胶囊、将胶囊运送到回收厂以及回收过程本身。换句话说，即使是回收也需要消耗大量资源(时间、能源和运输成本)，这反过来又会加重了环境的负担(例如，运输中的二氧化碳排放和获得需要用于回收的能源)。此外，胶囊中所包含的萃取材料通常也会在回收过程中损耗。

使用资源密集度较低的材料制作胶囊本身就是众所周知的。尤其是生物塑料的应用已得到讨论。一方面，这些塑料被表示成由可再生原材料制成(即所谓的生物基塑料)。另一方面，生物塑料是可生物降解的塑料(所谓可生物降解塑料)。

在本文中，“可生物降解”意味着根据EN13432标准(状态：至2019年底)可生物降解，“生物基”意味着“由可再生原材料而非基于化石制成”。

除了可生物降解和/或生物基塑料的应用外，在包装行业中已经和正在开发可生物降解和/或生物基复合材料，且含有一定比例的生物基添加剂。由此可生物降解和/或生物基塑料通常构成塑料成分(也称为塑料基体)，且生物基添加剂构成填料。

US2018/0127554A1、US2012/0071591A1和J Mater Sci(2018)53：10920-10932提供了关于用于食品工业的包装中的此类复合材料。在讨论各种生物基填料期间，通常比如聚乳酸(PLA)、聚己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚己二酸丁二醇酯(PBSA)等生物塑料构成塑料成分。

作为生物塑料和上述复合材料的替代，关于例如将生物塑料与生物基填料结合使用，已经提出应用完全或主要由生物基材料构成的包装。例如，WO2015/170358A2教导有从木材获得用于容器和胶囊的材料的应用。

事实表明，只能在有限的程度关于上述生物塑料、复合材料和生物基材料在分份胶囊中的应用。上述生物塑料、复合材料和生物基材料的缺点在于，它们具有例如密封性，尤其是不透气/不透氧性、耐热变形性、硬度或脆性(刺穿行为)的物理特性，这些特性不适于分份胶囊中的应用和由此具有的制备过程。尤其是关于物理特征以及鉴于分份胶囊中的使用和由此具有的制备过程，它们都不如其他材料。调整生物塑料、复合材料和生物基材料的物理特性以适于分份胶囊-如果这种调整可行-将导致分份胶囊的基材，即所应用的生物塑料、所应用的复合材料或所应用的生物基材料，在制造中需要大量人力且成本高昂。

例如，WO2017/186743A1教导有将生物材料用于咖啡和茶胶囊等，其中生物材料具有可生物降解的塑料和葵花籽壳或葵花籽皮。葵花籽壳或葵花籽皮在与可生物降解塑料混合之前必须经过处理。尤其是，除了葵花籽壳或葵花籽皮的实际萃取之外，还必须粉碎、干燥和去油处理。根据WO2017/186743A1的教导，上述生物材料具有使其比其他可生物降解塑料更适合的、尤其是在咖啡胶囊或茶胶囊中应用的物理特性。

根据现有技术，其他方法旨在以不同的方式(即不是通过调整特性)解决由生物塑料、复合材料和生物基材料的物理特性导致的上述缺点，以便除此之外仍能在分份胶囊中使用这些材料。这些方法通常会显著增加制造分份胶囊的成本。

DE202016104950U1教导有带有可生物降解胶囊或可生物降解垫的可密封分份包装或可密封分份小袋，其中分份包装或分份小袋完全由可生物降解材料构成。包装或小袋包含相互连接的两层膜，以使其物理特性更接近对于分份胶囊的需求。换句话说，生物塑料、复合材料和生物基材料关于在分份胶囊中的应用的固有缺点通过将分份胶囊置于多层包装(例如多层小袋)得到一定程度的弥补，其中这些层确保了“包装/小袋和分份胶囊”的整个系统具有允许在饮料制备领域中应用的特性。

WO2011/015973A1教导有完全由可生物降解材料构成的胶囊，其中实现封闭胶囊的膜是WO2011/015973A1教导的重点。该膜由附加元件强化，以允许所应用的可生物降解材料可用于饮料制备领域。

本发明的目的是弥补关于根据现有技术的分份胶囊的一种或多种上述缺点。

尤其是，本发明的目的是提供一种可生物降解的基材制成的分份胶囊，这种胶囊在物理性能和制造方面都能更好地与由其他材料制成的分份胶囊竞争。“其他”材料尤其可以是

-不可生物降解或在很大程度不可生物降解；和/或

-在材料生产方面需要更多的精力；和/或

-对于分份胶囊的应用，不利特性可通过分份胶囊的附加元件或附加至分份胶囊的元件来弥补。这意味着，“其他”材料可以使得胶囊制造需要更多的精力。

尤其是，本发明的目的是提供基材构成的分份胶囊，这种胶囊在包括物理性能和制造成本的整体考量中，比根据现有技术的可生物降解材料构成的分份胶囊性能更好。

本发明的另一目的是提供一种适于根据本发明的分份胶囊的饮料制备机，以及在使用根据本发明的分份胶囊的情况下的饮料制备机的操作方法。

阻碍许多可生物降解材料，例如上述生物塑料、复合材料和生物基材料，在用于饮料制备的分份胶囊中的缺点是制备过程期间的刺穿行为。根据本发明的分份胶囊尤其可以减轻这一缺点。

许多可生物降解材料与分份胶囊使用的其他材料(如铝)相比比较脆。这就导致分份胶囊过早地被注入侧刺穿装置和/或萃取侧刺穿装置刺穿，即在制备工艺中过早地被刺穿、尤其是在达到所期望的萃取所需的水压和/或所期望的萃取所需的温度之前。

与根据现有技术(例如WO2017/186743A1或未提及分份胶囊的文件US2018/0127554A1)所采用的方法不同，根据本发明，许多可生物降解材料的物理特性关于刺穿行为存在问题，这些问题不是或不仅是通过材料的组成的适当调整来解决，而是在制备工艺期间通过分份胶囊的部件的形状和行为来解决。换句话说，根据本发明的分份胶囊具有减少使用用于分份胶囊的可生物降解材料的缺点的结构特征。

利用结构特征以赋予分份胶囊特定特性本身并不是什么新鲜事，尤其适于既不可生物降解也不包含可再生原材料的分份胶囊。例如，US2020/0180856A1、WO2005/066040A2、DE202005021174U1和DE102012105282A1公开了带有特定结构特性的分份胶囊。然而，就现有技术中公开的结构特征而言，这些特征并不是为了弥补所使用的可生物降解材料的问题特性而设计的。

发明内容

根据本发明的分份胶囊具有周侧壁、第一盖件和第二盖件，其中周侧壁、第一盖件和第二盖件以形成封闭内部的方式相对布置。

第一盖件或第二盖件具有指向内部的隆起部，其中具有隆起部的盖件由可生物降解材料制成。

在一个实施例中，两个盖件具有下文所述实施例之一的隆起部。因此，这两个盖件也可以由可生物降解材料制成。

在一个实施例中，具有隆起部和周侧壁的盖件可以由可生物降解材料制成。

尤其是，具有隆起部和周侧壁的盖件可以由同一种可生物降解材料制成。尤其是，如果上述盖件和周侧壁形成有下文所述的基体元件，情况更是如此。

在一个实施例中，第一盖件、第二盖件和周侧壁由可生物降解材料制成、尤其是由同一种可生物降解材料制成。可选地，分份胶囊的其他元件，例如下文所述的过滤元件也可以由可生物降解材料制成。

在一个实施例中，整个分份胶囊由可生物降解材料制成。可选地，整个分份胶囊可由同一种可生物降解材料制成。

通常，第一盖件是底部元件，且第二盖件是分份胶囊的盖件，反之亦然。

在许多实施例中，周侧壁和两个盖件之一，例如第一盖件，尤其是如果它是底部元件，就是分份胶囊的基体元件。换句话说，分份胶囊具有带有周侧壁和两个盖件之一的基体元件。

两个盖件中的另一个，例如第二盖件、尤其它是盖件，接着被固定至基体元件，以使基体元件和两个盖件中的另一个形成内部。

例如，基体元件可以形成外周凸缘，两个盖件中的另一个，即不是基体元件一部分的盖件可以沿外周凸缘固定至基体元件。

与不是基体元件一部分的盖件相反，是基体元件一部分的盖件在形成时通常已连接至周侧壁。尤其是，基体元件可以一体成型。

在一个实施例中，基体元件具有隆起部。这意味着，作为基体元件一部分的盖件具有隆起部。

如果具有隆起部的盖件是基体元件的一部分，则具有隆起部的盖件或基体元件可以通过用于制造分份胶囊的已知方法和方式，尤其是通过注塑或拉伸方式来形成。由于应用了这种制造方法，根据本发明制造分份胶囊不会或至少不会显著地比根据现有技术的不可生物降解的分份胶囊需要更多精力或成本，且比制造可生物降解的分份胶囊更简单和更便宜，关于分份胶囊，根据本发明对于分份胶囊不利的物理特性并没有补偿。

尤其是，隆起部是指从外部观察胶囊时可见的隆起部。

尤其是，隆起部是从具有隆起部的盖件到周侧壁的由外周过渡区域所限定的平面朝向内部延伸的隆起部。

根据本发明，在使用分份胶囊的情况下在具有冲泡模块的饮料制备机中制备冲泡饮料。冲泡模块具有第一冲泡模块部件和第二冲泡模块部件，第二冲泡模块部件可相对于第一冲泡模块部件移动，其中由第一和第二冲泡模块部件可形成冲泡室，所述冲泡室在冲泡过程中至少部分包围位于冲泡位置的分份胶囊。冲泡模块被构造成通过将冲泡流体注入分份胶囊并将其从冲泡模块中排出来冲泡饮料。为此，冲泡模块具有注入侧刺穿装置和萃取侧刺穿装置。

关于这种类型的饮料制备机，通过沿冲泡室的轴线将第二冲泡模块部件朝向第一冲泡模块部件移动，插入打开的冲泡室的分份胶囊就会到达冲泡位置。关于根据现有技术的饮料制备机，通过这种方式，注入侧刺穿装置与盖件接触，冲泡流体通过盖件注入分份胶囊，而萃取侧刺穿装置与盖件接触，通过盖件排出冲泡饮料。接触时，注入侧刺穿装置向相应的盖件施加力，这导致一个(或多个)注入侧穿刺尖刺穿盖件。同时，萃取侧刺穿装置的至少一个萃取侧穿刺尖向相应的盖件施加力，该力会导致盖件变形，但不会刺穿盖件。至少在高品质饮料制备系统和适于其的分份胶囊中，在内部达到适于冲泡过程的压力之前不会发生刺穿。否则，例如，在制备过程的第一阶段，由于在内部未达到冲泡过程所需的参数，尤其是压力、温度和流速，萃取饮料质量不高，而萃取饮料仍会从分份胶囊排出。

如果现在排出冲泡饮料的盖件由可生物降解材料构成，那么当冲泡模块关闭时，即当分份胶囊被移动至冲泡位置内时，所产生的力会导致排出冲泡饮料的盖件被刺穿。这是归因于可生物降解材料的物理特性，尤其是其脆性，有利于破开盖件。

由于这些情况，在使用分份胶囊制备冲泡饮料时，根据本发明的分份胶囊的隆起部尤其可以延伸入内部，即从上述平面延伸开来，以使萃取侧刺穿装置，尤其是其穿刺尖无法在隆起部区域内刺穿盖件，或者无法刺穿其至排出冲泡饮料所需的程度。换句话说，在转移到冲泡位置期间，盖件仅与刺穿装置突伸入冲泡室的端部区域接触，例如仅与穿刺尖突伸入冲泡室的端部区域接触，或者盖件完全未与刺穿装置接触，但该穿刺装置仅位于隆起部内。

关于适于根据本发明的分份胶囊的用于饮料制备的操作方法，只有当分份胶囊内部存在用于冲泡过程所需的最小压力时，萃取侧刺穿装置、尤其是其穿刺尖才会以适于从分份胶囊排出冲泡饮料的方式刺穿相应的盖件，因为该压力可确保隆起部变平。换句话说，分份胶囊和适于其的饮料制备机、尤其是其冲泡模块，被构造成在分份胶囊内部存在用于冲泡过程所需的最小压力之前不会刺穿盖件(该盖件在起始处具有隆起部，所述刺穿适于从分份胶囊排出冲泡饮料)，因为该压力可确保隆起部变平。

隆起部的变平表示盖件的变形，在分份胶囊插入至冲泡室之前，盖件具有初始的隆起部。这种变形可以超出简单的隆起部变平，并例如包括以下几种情况：盖件或其部分的翻折，和/或形成收集区域，和/或有利于将冲泡饮料排至从胶囊内部分排出冲泡饮料的位置的形状构造。

当分份胶囊位于冲泡位置且冲泡过程尚未开始时，对于包括隆起部的盖件是否会被刺穿以及刺穿的程度，可能取决于所选择的将冲泡饮料排出分份胶囊的方式和方法：

-如果萃取侧排出装置被构造成通过一个或多个萃取侧穿刺尖排出冲泡饮料，这些穿刺尖在其内部具有通道和一个或多个通道开口，冲泡饮料可以通过这些开口进入位于底部的通道，那么萃取侧穿刺尖可以刺穿盖件，其中穿刺尖不会突伸至胶囊内部，以使通道开口位于胶囊内部。

当然，对于底部带有通道和通道开口的萃取侧刺穿装置，也可以完全不刺穿盖件。

-如果萃取侧排出装置被构造成关于穿刺尖排出冲泡饮料，则隆起部和萃取侧穿刺尖应相互匹配，以使(多个)萃取侧穿刺尖不会刺穿盖件或仅初步刺开。

-如果(多个)萃取侧穿刺尖仅起到开启胶囊的作用，而不直接参与冲泡饮料的排放，则隆起部和(多个)萃取侧穿刺尖应相互匹配，以使(多个)萃取侧穿刺尖不刺穿盖件。

当分份胶囊处于冲泡位置且冲泡过程尚未开始时，萃取侧穿刺尖是否会刺穿具有隆起部的盖件以及刺穿的程度，通常取决于隆起部和萃取侧刺穿装置的设计，尤其是(多个)萃取侧穿刺尖在冲泡室中的(多个)突伸程度。

尤其是，当构成隆起部的盖件区域沿从具有隆起部的盖件到周侧壁的外周过渡区域所限定的平面的方向移动时，隆起部会变平。换句话说，尤其是当构成隆起部的盖件的区域沿刺穿装置的方向移动时，隆起部会变平。

盖件可以被构造成在内部压力达到一定程度之前不会变平。例如，这可以通过以下措施中的至少一种来实现：隆起部的曲率、盖件的厚度、盖件的材料、当施加一定的力作用时从第一状态变为第二状态的元件、尤其是盖件的元件。

至少在初始隆起部的部分区域的变平可以初始隆起部的翻折来结束。这意味着，在变平后，作为初始隆起部的一部分的盖件的至少部分区域可以向外弯曲，即远离内部。

变平可以部分或完全地由在内部中布置的分份胶囊的元件完成，该元件可以向盖件施加力。

在一个实施例中，分份胶囊具有布置在内部的过滤元件，该过滤元件将萃取材料区与第一盖件或第二盖件隔开，其中由过滤元件与萃取材料区隔开的盖件具有指向内部的隆起部。

过滤元件可以这样布置在内部中，以使它可以朝向具有隆起部的盖件移动，并对盖件施加力。

在带过滤元件的分份胶囊的一个实施例中，分份胶囊具有用于过滤元件的定位装置，所述定位装置相对于过滤元件这样布置，以不会阻碍过滤元件朝向借助于过滤元件与萃取材料区隔开的盖件移动，即朝向具有隆起部的盖件移动。

换句话说，定位装置允许过滤元件朝向具有隆起部的盖件移动。

此外，定位装置还可以相对于过滤元件这样布置，以防止过滤元件朝向未借助于过滤元件与萃取材料区隔开的盖件运动。

带有过滤元件和可选带有用于过滤元件的定位装置的分份胶囊的实施例还可以具有以下至少一个特征：

一过滤元件将萃取材料区与收集区域隔开，以防止萃取物以不期望的方式进入排出的冲泡饮料中。

收集区域可由在制备过程开始时具有初始隆起部的盖件限定，并由与盖件相对的过滤元件的表面限定。

在制备过程开始时具有初始隆起部的盖件可以具有一定形状，其限定位于过滤元件与盖件之间的收集区域，甚至在隆起部变平后，隆起部变平可选地是伴随过滤元件沿上述盖件的方向的移动，或由过滤元件沿上述盖件的方向的移动引起或促成的。

-过滤元件可具有居中元件。例如，这可以具有过滤元件朝向萃取材料区的突伸部分。

分份胶囊可以这样设计，以使仅通过居中元件排出冲泡饮料。

在制备过程开始时具有初始隆起部的盖件可具有一定形状，其在过滤元件与盖件之间形成收集区域，允许通过过滤元件的冲泡饮料被送入居中元件，甚至在隆起部变平后，隆起部变平可选地是伴随过滤元件沿上述盖件的方向的移动，或由过滤元件沿上述盖件的方向的移动引起或促成的。

例如，变平后盖件在居中元件的区域可以向外弯曲，即沿相邻的冲泡模块部件弯曲。

替代地或附加地，盖件在其变平后还可以具有一定的形貌，关于这种形貌，过滤元件不会以大面积的方式位于盖件上，和/或通过例如将通过过滤元件的冲泡饮料引向居中元件的方式，促进通过过滤元件的冲泡饮料向居中元件的送入。

在过滤元件具有居中元件的实施例中，居中元件可以这样布置，以使因为隆起部变平而萃取侧穿刺尖位于居中元件中。

例如，分份胶囊可具有穿过第一盖件和第二盖件的纵向轴线，并且分份胶囊围绕该轴线基本旋转对称。

隆起部顶点和居中元件接着可以沿平行于上述纵向轴线的轴线布置。

此外，在分份胶囊进入冲泡室后，穿刺尖还可沿平行于纵向轴线的所述轴线布置。

尤其是，在分份胶囊只有一个隆起部的实施例中，平行于纵向轴线的上述轴线可以是纵向轴线本身。

-在收集区域内可以布置多个隔板，所述隔板限制过滤元件沿起始部分具有隆起部的盖件方向的移动。

-分份胶囊可以具有分配元件。该元件布置在内部并将萃取材料区向注入侧限定，从而限定有分配区域。

如上所述，分份胶囊可以沿纵向轴线延伸，纵向轴线是分份胶囊的对称轴线。通常，纵向轴线穿过第一盖件和第二盖件，或穿过底部元件和盖件，或穿过为萃取和注射目的而刺穿的表面。

分份胶囊可以这样成型，以使其在围绕纵向轴线旋转的任何角度都是旋转对称的。

不过，胶囊的形状也可以成型，以使仅在特定旋转角度，例如旋转90度或180度旋转对称。

在一个实施例中，分份胶囊具有矩形、尤其是正方形的基体形状。

以上和以下描述的每个分份胶囊的实施例都可以具有上述基体形状之一。

根据任一实施例的分份胶囊可以具有与下文所述饮料制备机和/或下文所述方法的特征相对应或相匹配的特征。

本发明还涉及一种饮料制备机，该饮料制备机优选用于根据本发明任一实施例的分份胶囊的用途。

从以上陈述可以获知，饮料制备机具有冲泡模块，该模块具有第一冲泡模块部件和可相对于第一冲泡模块部件移动的第二冲泡模块部件，其中第一和第二冲泡模块部件形成冲泡室，该冲泡室在冲泡过程中至少部分地包围位于冲泡位置的分份胶囊。冲泡模块构造成通过将冲泡流体注入分份胶囊来冲泡出冲泡饮料，并通过萃取侧刺穿装置将饮料从冲泡模块排出。

冲泡室由第一和/或第二冲泡模块部件的壁形成，萃取侧刺穿装置的萃取侧穿刺尖布置至该壁的凹部中。

尤其是，壁的凹部横向于萃取侧穿刺尖的轴线延伸，并超出萃取侧穿刺尖的宽度，其中萃取侧穿刺尖的宽度是萃取侧穿刺尖在横向于萃取侧穿刺尖的轴向轴线的延伸。

换句话说，凹部不仅由在冲泡室侧的用于使萃取侧穿刺尖穿过冲泡室的孔的形成，并且与萃取侧穿刺尖的宽度相匹配，而且凹部还在壁中形成有凹痕，所述凹痕延伸至引导萃取侧穿刺尖穿过所需的孔。

萃取侧刺穿装置区域中的冲泡室的这种形状确保了在制备过程开始时具有初始隆起部的分份胶囊的盖件的隆起部能够以某种方式和方法发生变形，并排除了分份胶囊在制备过程中恢复到具有初始隆起部的初始形状或类似形状的可行性，其中所述变形包括隆起部变平。

尤其是，上述冲泡室的形状允许隆起部从指向内部的隆起部翻折成突伸至凹部的隆起部。

此外，上述冲泡室的形状确保盖件在其变形后在穿刺尖的区域中向外突伸，通过这种方式，意味着即使在带有过滤元件的分份胶囊的实施例的情况下也形成收集区域，该过滤元件可在制备过程的初始阶段沿具有初始隆起部的盖件的方向移动。

在实施例中，饮料制备机具有至少一个以下特征：

-冲泡室的壁插入有分份胶囊，该分份胶囊朝向盖件，该盖件在制备过程开始时具有隆起部，该壁可以具有利于排放冲泡饮料的构型(在盖件改变其形状后形成该构型的情况下)。

尤其是，该构型可以使过滤元件不能大面积置于盖件上，和/或有助于冲泡饮料穿过过滤元件朝向过滤元件的居中元件的送给，例如，通过将穿过过滤元件的冲泡饮料导向居中元件的方式。

-萃取侧穿刺尖突伸超出凹部边缘至冲泡室中。这意味着，萃取侧穿刺尖不是沉入凹部中，而是突伸出凹部。

根据任一实施例的饮料制备机都可能具有与下述分份胶囊和/或方法的特征相对应或相适应的特征。

本发明还涉及一种在使用根据本发明的分份胶囊的情况下的用于操作饮料制备机的操作方法。

从迄今为止的公开可以获知，该方法具有在任一实施例中提供根据本发明的分份胶囊的步骤。

从迄今为止的公开还可以获知，该方法还可具有以下一个或多个步骤：

-将分份胶囊插入饮料制备机的冲泡室中，其中冲泡室由第一冲泡模块部件和可相对于其移动的第二冲泡模块部件形成。

-通过相对于第一冲泡模块部件移动第二冲泡模块部件来关闭冲泡室。

这一步骤与上述的“通过沿冲泡室的轴线向第一冲泡模块部件移动第二冲泡模块部件，使所插入的分份胶囊进入冲泡位置”相对应。

因此，关闭冲泡室的步骤可以触发以下一个或多个步骤：

-使注入侧刺穿装置与盖件接触，通过该装置将冲泡流体注入分份胶囊。

附加地，注入侧刺穿装置、尤其是其穿刺尖，可以刺穿上述盖件。

注入侧刺穿装置、尤其是其穿刺尖，可以这样刺穿上述盖件，以使冲泡流体可以通过注入侧刺穿装置注入内部。

替代地，可以在确定使用所插入的分份胶囊的情况下生产冲泡饮料后，才以适于注入冲泡流体的方式刺穿或刺入所述覆盖部件。例如，这可由用户预设操作

-在可从外部进入的区域放置萃取侧穿刺尖。

这一步骤可选地包括使萃取侧穿刺尖与最初具有初始隆起部的盖件接触，即通过盖件从分份胶囊中排出冲泡饮料。

该步骤还可进一步具有刺穿盖件。然而，如上所述，该步骤并不包括这样刺穿盖件，以使在没有进一步措施的情况下，尤其是在不使隆起部变形的情况下，有效地从分份胶囊中排出液体。在上下文中，如果排液量与冲泡饮料制备过程中的排液量相当，和/或如果排液量能够防止内部压力的充分积聚，和/或如果在制备工艺的初始阶段，其中内部还不具备冲泡过程所需的条件时，使得排液量构成最终生产的冲泡饮料的很大一部分，那么排液就是有效的。通常，2-3滴就能构成最终生产的冲泡饮料的很大一部分。

在一个实施例中，萃取侧穿刺尖位于隆起部的可从外部进入的区域，而不会刺穿盖件。

附加地，盖件也可能不会因为萃取侧穿刺尖的定位而变形。

替代地或补充地，在将萃取侧穿刺尖定位在隆起部的可从外部进入的区域的步骤期间，盖件不会与萃取侧刺穿装置，尤其是其穿刺尖接触。

-将冲泡流体注入分份胶囊的内部，其中冲泡流体的注入会导致指向内部的隆起部变平。

隆起部及其变平可以如上下文中的分份胶囊和饮料机所述。

尤其是，通过注入侧刺穿装置有效地注入冲泡流体。

将冲泡流体注入内部的步骤可以启动以下一种或多种效应，从而导致隆起部变平：

ο内部压力的增加。

ο过滤元件的相对运动，该过滤元件布置在内部且将萃取材料区与具有初始隆起部的盖件隔开，其中该相对运动是沿具有隆起部的盖件的方向。

关于具有上述相对运动的方法的实施例，所提供的分份胶囊尤其是具有在内部中布置过滤元件的上述分份胶囊之一。

在许多实施例中，盖件或其单个部件的运动或变形与隆起部变平有关，导致上述盖件或其上述部件与萃取侧刺穿装置，尤其是萃取侧穿刺尖之间的相对运动。这种相对运动与萃取侧刺穿装置沿内部方向的运动相对应。

通常，移动的是盖件或其一部分，而萃取侧刺穿装置，尤其是其穿刺尖不会移动，例如相对于饮料制备机的其他部件不会移动。

尤其是，相对运动可能与萃取侧刺穿装置沿内部方向的移动相对应，因为上述盖件或其上述部分朝向刺穿装置移动。换句话说，相对运动可以与萃取侧刺穿装置沿内部方向的运动相对应，因为内部沿刺穿装置的方向扩张。

在一个实施例中，该方法具有上述步骤：将分份胶囊插入冲泡室，关闭冲泡室，将冲泡流体注入分份胶囊的内部，其中冲泡流体的注入会导致指向内部的隆起部变平。

关于根据本实施例的方法，变平可以仅由在内部中的压力增加引起，也可以由在内部中的压力增加与布置在内部中的过滤元件沿在开始具有初始隆起部的盖件的方向的相对运动(例如，如上所述)共同引起。

附加地或替代地，关于根据上述实施例的方法，隆起部的变平可导致在方法开始时具有初始隆起部的盖件或其一部分与萃取侧刺穿装置，尤其是萃取侧穿刺尖之间的上述相对运动。

根据任一实施例的方法都可以具有与分份胶囊和/或饮料制备机的特征相对应或相适应的特征。

附图说明

下面通过附图描述本发明的实施例。图中示出了：

图1是分份胶囊插入冲泡室并关闭冲泡室后的示例性分份胶囊的截面图；

图2是冲泡过程期间根据图1所示的分份胶囊；

图3是分份胶囊插入上述冲泡模块部件后的示例性分份胶囊和适于分份胶囊的冲泡模块部件的横截面；以及

图4是冲泡过程期间根据图3所示的分份胶囊和冲泡模块部件。

在图中，相同的附图标记表示相同或类似的元件。

具体实施方式

根据图1所示的示例性分份胶囊1具有以杯状形式的基体元件2。基体元件由周侧壁3和第一盖件形成，第一盖件在所示实施例中形成胶囊底部4。

在所示实施例中，基体元件由周侧壁3和胶囊底部4一体成型。

基体元件2具有外周凸缘5和与之固定的第二盖件。在所示实施例中，第二盖件是盖件8。

基体元件与由盖件8形成的盖子9一起形成了限定胶囊内部7的胶囊外壁。

盖件8可以用已知的方式，例如通过超声波焊接、热处理或通过粘合可行地固定至基体元件2。

在所示的实施例中，在胶囊内部7制备的冲泡饮料通过胶囊底部排出。因此，胶囊底部4具有指向内部7的隆起部15，而且因此至少胶囊底部是由可生物降解材料制成的，例如生物塑料，比如Terrablend、Arboblend或PLA，或其他脆性塑料。

如果冲泡流体通过胶囊底部4注入，而在胶囊内部7中制备好的冲泡饮料通过盖件8排出，则盖件8具有在胶囊底部4位置的隆起部15和可生物降解材料。下面描述的与冲泡饮料的排出相关的特征也会相应改变，其中这些特征尤其是分份胶囊1和/或冲泡模块的特征。

在所示实施例中，整个分份胶囊1由可生物降解材料制成。

图1中所示的分份胶囊被示出在由第一冲泡模块部件25和可相对该第一冲泡模块部件移动的第二冲泡模块部件26形成的冲泡室内。冲泡室示出在关闭状态中，即分份胶囊1处于冲泡位置。然而，在图1所示的构造中，冲泡过程尚未开始。这意味着，冲泡流体还没有被注入内部7。

在所示的实施例中，冲泡室在隆起部15区域中变形，以使当分份胶囊处于冲泡位置且冲泡过程尚未开始时形成自由空间27，即未灌注空间(空腔)。归因于该自由空间27，当冲泡流体注入内部7时，隆起部就会变平。

尤其是，第二冲泡模块部件26被成型，以使形成自由空间27。

萃取侧穿刺尖24布置在自由空间27中。通过这种方式，一旦隆起部15变平，萃取侧穿刺尖24即刺入内部7。

在所示的实施例中，第一冲泡模块部件25具有带有至少一个注入侧穿刺尖22的注入侧刺穿装置21，且第二冲泡模块部件26具有带有至少一个萃取侧穿刺尖24的萃取侧刺穿装置23。

如图1中所示，尤其是在内部7布置有过滤元件11的实施例中，萃取侧刺穿装置23可以具有萃取侧穿刺尖23。这通常沿分份胶囊1的纵向轴线20排列。

在图1所示的实施例中，注入侧刺穿装置21具有两个注入侧穿刺尖22。不过，也可以设想更多的注入侧穿刺尖22，例如三个或四个。注入侧穿刺尖22的数量可与基体形状相匹配。不过，也可以设想只有一个注入侧穿刺尖22。尤其是如果分份胶囊具有用于分配注入的冲泡流体的分配元件，并将其布置在内部，情况就更是如此。

在图1所示的实施例中，第一冲泡模块部件25(尤其是其注入侧刺穿装置21)和第二冲泡模块部件26(尤其是萃取侧刺穿装置23)与分份胶囊1的形状相匹配，当分份胶囊1处于冲泡位置且冲泡过程尚未开始时，注入侧穿刺尖22刺穿盖件8，而萃取侧穿刺尖24位于胶囊底部4的隆起部15中，但最多只能触及胶囊底部，而不能刺穿胶囊底部。

这种萃取侧穿刺尖24尚未刺穿胶囊底部4或盖件(萃取饮料借此从分份胶囊排出)的构造对于带萃取侧刺穿装置23是尤为有利的，在这种情况下冲泡饮料会借助于穿刺尖24排出。也就是说，鉴于这种构造，穿刺尖或(多个)穿刺尖22主要起刺穿作用，而不是通过布置在其内侧的导管排出。尤其是以这种构造可以选择省略下文所述的居中元件12。

这种萃取侧穿刺尖24未刺穿胶囊底部4或盖件(萃取饮料借此从分份胶囊排出)的构造对于萃取侧刺穿装置23也是尤其有利的，其关于穿刺尖或(多个)穿刺尖22首先划破，以在冲泡过程中在萃取侧开启分份胶囊或启动分份胶囊的开启，其中(多个)穿刺尖不具有直接涉及排出冲泡好的流体的功能，例如，沿穿刺尖的(多个)表面或通过布置在其(多个)内侧的导管排出。在这种构造下，一般可以不使用下文所述的居中元件。

如上所述，图1中所示的分份胶囊1具有过滤元件11。在所示的实施例中，它具有居中元件12。它沿分份胶囊1的纵向轴线20布置，并具有关于纵向轴线20旋转对称的基体形状。

图1中所示的分份胶囊1例如是涉及过滤元件11朝向隆起部15的移动至少有助于使隆起部变平的分份胶囊。因此，分份胶囊1在其内部7不带有会阻碍过滤元件11朝向胶囊底部4移动的结构。

不过，在冲泡模块中，尤其是在其面向胶囊底部的壁可以设置一些装置，其确保在过滤元件11移动后也能形成收集区域16。

在所示的实施例中，过滤元件11朝向盖件8的不期望的移动由以向内部7突伸的外周突起的形式的定位装置13防止。

图2示出了冲泡过程中的情况，即冲泡过程开始后的情况。

通过注入侧穿刺尖22注入冲泡流体导致胶囊底部4在内部7压力增加以及过滤元件11对隆起部15施加的力的作用情况下发生变形。尤其是，隆起部朝向萃取侧穿刺尖24地变平，从而意味着萃取侧穿刺尖24刺入了内部，更准确地说，是刺入过滤元件11的居中元件12。因此，现在可以通过居中元件12和萃取侧穿刺尖24，例如通过位于穿刺尖24内部或沿穿刺尖24的通道，将冲泡饮料从分份胶囊1排出。

图2中并未示出收集区域16，其中冲泡饮料在通过过滤元件11后收集并送至隆起部15。

图3和图4示出了放置在冲泡室中的分份胶囊1和适于分份胶囊1的冲泡模块部件26，且其不同于根据图1和图2的构造，入下文所述。

在图3和图4中，冲泡室的注入侧部分(即图示实施例中的第一冲泡模块部件25)被省略。

分份胶囊1再次示出位于冲泡位置，其中在图3中示出的构造中，冲泡过程尚未开始，而在图4中所示的构造中，冲泡过程正在进行。

图3和图4中所示的构造尤其在以下方面不同于图1和图2示出的构造：

-萃取侧穿刺尖24布置至冲泡室壁的凹部中。因此，隆起部15不仅可以变平，还可以从突伸至内部7内(图3)翻折到突伸至内部7外(图4)。因此，如图4所示，即使在胶囊底部4变形和过滤元件11沿胶囊底部4的方向移动之后，也会形成收集区域16。

-萃取侧刺穿装置23具有萃取侧穿刺尖24，在穿刺尖24的尖部中带有内部通道28和通道开口29。

不言自明，萃取侧穿刺尖24可以具有多个通向内部通道28的通道开口。

由于萃取侧刺穿装置23的这种结构以及由此产生的冲泡饮料通过穿刺尖24的通道28排出的情况，当分份胶囊1处于冲泡位置且冲泡过程尚未开始时，穿刺尖24已经可以刺穿胶囊底部4(图3)。穿刺尖24只需在内部达到萃取工艺所需的条件(尤其是压力和温度)之前，不要刺入内部7太深，以免通道开口29位于内部。

-萃取侧穿刺尖24，尤其是通道开口29的位置、适于分份胶囊1和冲泡室的形状、尤其适于胶囊底部4在其变形后的形状，以使在胶囊底部变形后，即在冲泡过程中(图4)，通道开口29位于通道基体侧居中元件12的端部区域中。

Claims (13)

1.一种分份胶囊(1)，包括周侧壁(3)、第一盖件(4)和第二盖件(8)，其中周侧壁(3)、第一盖件(4)和第二盖件(8)形成封闭的内部(7)，其中第一盖件(4)和/或第二盖件(8)包括指向内部(7)的隆起部(15)，且其中具有隆起部(15)的盖件由可生物降解材料制成，

其中分份胶囊包括布置在内部(7)的过滤元件(11)，该过滤元件将萃取材料区(6)与第一盖件(4)或第二盖件(8)隔开，其中借助于过滤元件(11)与萃取材料区(6)隔开的盖件具有指向内部(7)的隆起部(15)，

其特征在于，分份胶囊(1)包括用于过滤元件(11)的定位装置(13)，其中定位装置(13)相对于过滤元件(11)布置成不会阻碍过滤元件(11)朝向下述盖件移动，其中该盖件借助于该过滤元件(11)与萃取材料区(6)隔开。

2.根据权利要求1所述的分份胶囊(1)，其中定位装置(13)相对于过滤元件(11)布置成阻碍过滤元件(11)朝向下述盖件移动，其中该盖件未借助于过滤元件(11)与萃取材料区(6)隔开。

3.根据权利要求1或2所述的分份胶囊(1)，包括基体元件(2)，该基体元件(2)具有周侧壁(3)和两个盖件中的一个，其中两个盖件中的另一个固定至基体元件(2)并与基体元件(2)一起形成内部(7)。

4.根据权利要求3所述的分份胶囊(1)，其中基体元件(2)形成外周凸缘(5)，且两个盖件中的另一个沿外周凸缘(5)固定至基体元件(2)。

5.根据前述权利要求1-4中任一项所述的分份胶囊(1)，其中分份胶囊具有矩形、尤其是正方形的基本形状。

6.一种操作饮料制备机的方法，包括以下步骤

-提供根据前述权利要求中任一项所述的分份胶囊(1)。

7.根据权利要求6所述的方法，包括以下步骤

-将分份胶囊(1)插入饮料制备机的冲泡室，其中冲泡室由第一冲泡模块部件(25)和能相对于第一冲泡模块部件移动的第二冲泡模块部件(26)形成；

-通过相对于第一冲泡模块部件(25)移动第二冲泡模块部件(26)来关闭冲泡室；

-将冲泡流体注入分份胶囊的内部(7)；

其中，注入冲泡流体使指向内部(7)的隆起部(15)变平。

8.根据权利要求7所述的方法，其中隆起部变平是由下述至少一种作用引起的：

-内部(7)的压力增加；

-布置在内部的过滤元件的相对运动，该过滤元件将萃取材料区(6)与具有隆起部(15)的盖件隔开，其中相对运动朝向带有隆起部(15)的盖件。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中与变平有关的盖件或其一部分的运动导致所述盖件或其一部分与萃取侧刺穿装置(24)之间的相对运动，其中该相对运动与萃取侧刺穿装置(24)朝向内部(7)的运动是相应的。

10.根据权利要求9所述的方法，其中由于所述盖件或其一部分朝向刺穿装置移动，萃取侧刺穿装置(24)朝向内部相对移动。

11.用于自根据权利要求1-5中任一项所述的分份胶囊制备饮料的饮料制备机，包括冲泡模块，该模块具有第一冲泡模块部件(25)和能相对第一冲泡模块部件移动的第二冲泡模块部件(26)，其中冲泡室能由所述第一冲泡模块部件和第二冲泡模块部件形成，在冲泡过程中，冲泡室至少部分地包围处于冲泡位置的分份胶囊，冲泡室由第一冲泡模块部件和/或第二冲泡模块部件的壁形成，其中冲泡模块被构造为借助于将冲泡流体注入分份胶囊来冲泡出冲泡饮料，并通过萃取侧刺穿装置将饮料从冲泡模块中排出；

其特征在于，萃取侧刺穿装置的萃取侧穿刺尖(24)布置至壁的凹部中。

12.根据权利要求11所述的饮料制备机，其中萃取侧穿刺尖突伸超出凹部的边缘至冲泡室中。

13.根据权利要求11或12所述的饮料制备机，其中壁的凹部横向于萃取侧穿刺尖(24)的轴向轴线延伸，并超出萃取侧穿刺尖的宽度。