DE102016110089A1 - Capsule for the portionwise preparation of a drink - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kapsel für die portionsweise Zubereitung eines Getränks mittels einer Extraktionsvorrichtung, wobei die Kapsel mit einem Ausgangsmaterial für das Getränk gefüllt ist. Die Kapsel ist aus einem Material auf der Basis eines oder mehrerer Polypeptide und/oder Polysaccharide gebildet.The present invention relates to a capsule for the portionwise preparation of a beverage by means of an extraction device, wherein the capsule is filled with a starting material for the beverage. The capsule is formed from a material based on one or more polypeptides and / or polysaccharides.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kapsel für die portionsweise Zubereitung eines Getränks mittels einer Extraktionsvorrichtung, wobei die Kapsel mit einem Ausgangsmaterial für das Getränk gefüllt ist. The present invention relates to a capsule for the portionwise preparation of a beverage by means of an extraction device, wherein the capsule is filled with a starting material for the beverage.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer derartigen Kapsel bei der Zubereitung eines Getränks mittels einer Extraktionsvorrichtung. The invention further relates to the use of such a capsule in the preparation of a beverage by means of an extraction device.

Die Zubereitung von Getränken unter Verwendung von Kapseln, die jeweils die benötigte Menge an Ausgangsmaterial für eine Portion (Tasse oder Becher) des Getränks enthalten, ist seit Längerem bekannt und erfreut sich nach wie vor großer Beliebtheit. Insbesondere wird Kaffee auf diese Weise zubereitet, aber auch andere Heißgetränke wie Tee oder Kakao. Die entsprechenden Extraktionsvorrichtungen, die jeweils an die Form der Kapsel angepasst sind, werden z.B. als Kaffee-Kapselautomaten bezeichnet. The preparation of beverages using capsules, each containing the required amount of starting material for a serving (cup or cup) of the beverage has been known for some time and continues to enjoy great popularity. In particular, coffee is prepared in this way, but also other hot drinks such as tea or cocoa. The corresponding extraction devices, each adapted to the shape of the capsule, are e.g. referred to as coffee capsule machines.

Ein großes Problem bei dieser Art der Zubereitung von Getränken stellt die hohe Menge an Abfall dar, die in Form der verbrauchten Kapseln anfällt. Diese bestehen typischerweise aus Aluminium, Kunststoff und/oder entsprechenden Verbundmaterialien. Eine Wiederverwertung dieser Materialien wäre zwar in vielen Fällen theoretisch möglich (insbesondere bei Aluminium), sie erfolgt jedoch in der Praxis nur sehr eingeschränkt, da die Kapseln aufgrund der Unwissenheit oder Bequemlichkeit der Verbraucher in den Restmüll gelangen. Dabei handelt es sich gerade bei Aluminium um einen wertvollen Rohstoff, dessen Herstellung sehr energieaufwendig ist und zum Teil auch mit erheblichen Umweltbelastungen einhergeht. A big problem with this type of preparation of beverages is the high amount of waste that accumulates in the form of spent capsules. These typically consist of aluminum, plastic and / or corresponding composite materials. Although recycling of these materials would theoretically be possible in many cases (especially for aluminum), in practice it is very limited because the capsules are disposed of as residual waste due to consumer ignorance or convenience. In the case of aluminum, this is a valuable raw material, the production of which is very energy-intensive and in some cases also involves considerable environmental pollution.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kapsel für die portionsweise Zubereitung eines Getränks vorzuschlagen, mit der das Problem der hohen Abfallmenge bei der Verwendung solcher Kapseln vermieden werden kann. The invention is therefore based on the object to propose a capsule for the portionwise preparation of a drink, with which the problem of high amount of waste in the use of such capsules can be avoided.

Diese Aufgabe wird bei der Kapsel der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kapsel aus einem Material auf der Basis eines oder mehrerer Polypeptide und/oder Polysaccharide gebildet ist. This object is achieved in the capsule of the aforementioned type according to the invention that the capsule is formed from a material based on one or more polypeptides and / or polysaccharides.

Bei Polypeptiden und Polysacchariden handelt es sich um Polymere, die grundsätzlich natürlichen Ursprungs sind, auch wenn sie ggf. einer zusätzlichen Modifikation oder Derivatisierung unterworfen werden können. Sie sind vollständig biologisch abbaubar, so dass die erfindungsgemäßen Kapseln einer Kompostierung zugeführt werden können. Der biologische Abbau erfolgt bei Polypeptiden und Polysacchariden auch ausreichend schnell, etwa im Gegensatz zu Kunststoffen auf der Basis von Polylactid, die zwar ebenfalls abbaubar sind, aber über einen wesentlich längeren Zeitraum. Polypeptides and polysaccharides are polymers of basically natural origin although they may be subjected to additional modification or derivatization if desired. They are completely biodegradable, so that the capsules according to the invention can be fed to composting. Biodegradation of polypeptides and polysaccharides is also fast enough, as opposed to polylactide-based plastics, which are also degradable, but over a much longer period of time.

Die Polypeptide und/oder Polysaccharide für die erfindungsgemäße Kapsel können aus pflanzlichen oder tierischen Rohstoffen gewonnen und somit nachhaltig produziert werden. Des Weiteren können sie bedenkenlos in direktem Kontakt mit Lebensmitteln eingesetzt werden, da es sich in vielen Fällen um Stoffe handelt, die selbst Lebensmittel sind, oder für eine Verwendung im Lebensmittel- und/oder Pharmabereich explizit zugelassen sind. The polypeptides and / or polysaccharides for the capsule according to the invention can be obtained from plant or animal raw materials and thus produced sustainably. Furthermore, they can be used without hesitation in direct contact with foodstuffs, since in many cases they are substances which themselves are foods or are explicitly permitted for use in the food and / or pharmaceutical sector.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird der Begriff „Kapsel“ der Einfachheit halber für jedes Behältnis, das mit einem Ausgangsmaterial für ein Getränk gefüllt ist, verwendet, unabhängig von dessen äußerer Form. Die erfindungsgemäße Kapsel kann z.B. in etwa die Form eines Zylinders oder Kegelstumpfes aufweisen, aber z.B. auch eine abgeflachte ellipsoide Form, die typischerweise als Pad bezeichnet wird. In the context of the present invention, the term "capsule" is used for the sake of simplicity for each container which is filled with a starting material for a beverage, regardless of its external shape. The capsule according to the invention may e.g. have approximately the shape of a cylinder or truncated cone, but e.g. also a flattened ellipsoidal shape, which is typically referred to as a pad.

Günstig ist es, wenn das Material der Kapsel mindestens 50 Gew.% Polypeptide und/oder Polysaccharide umfasst, bevorzugt mindestens 70 Gew.%, weiter bevorzugt mindestens 90 Gew.%. Daneben kann das Material weitere Komponenten enthalten (z.B. Füllstoffe), solange diese ebenfalls lebensmittelgeeignet und biologisch abbaubar sind. It is favorable if the material of the capsule comprises at least 50% by weight of polypeptides and / or polysaccharides, preferably at least 70% by weight, more preferably at least 90% by weight. In addition, the material may contain other components (e.g., fillers) as long as they are also food grade and biodegradable.

Es ist im Rahmen der Erfindung insbesondere auch möglich, dass das Material der Kapsel im Wesentlichen vollständig aus Polypeptiden und/oder Polysacchariden besteht. In the context of the invention, it is also possible, in particular, for the material of the capsule to consist essentially completely of polypeptides and / or polysaccharides.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das mindestens eine Polypeptid Gelatine. Bei Gelatine handelt es sich um die denaturierte Form von Kollagen, einem Strukturprotein, welches aus tierischem Bindegewebe oder Knochen gewonnen wird. Aufgrund ihrer strukturellen Eigenschaften ist Gelatine für die Herstellung einer erfindungsgemäßen Kapsel, d.h. eines relativ dünnwandigen Formkörpers, sehr gut geeignet. Aus dem pharmazeutischen Bereich sind Gelatinekapseln seit langem bekannt, wobei sich diese von den erfindungsgemäßen Kapseln in erster Linie durch ihre geringere Größe unterscheiden. In a preferred embodiment of the invention, the at least one polypeptide comprises gelatin. Gelatin is the denatured form of collagen, a structural protein derived from animal connective tissue or bone. Because of its structural properties, gelatin is useful for the preparation of a capsule according to the invention, i. a relatively thin-walled molding, very well suited. From the pharmaceutical field, gelatin capsules have long been known, these differ from the capsules according to the invention primarily by their smaller size.

Da es sich bei Gelatine auch um ein Lebensmittel handelt, ist ihre Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung völlig unproblematisch. Aufgrund der geschmacklichen Neutralität von Gelatine ist es auch unkritisch, wenn sich geringe Mengen des Kapselmaterials bei der Zubereitung des Getränks in diesem lösen. Gelatine ist zwar grundsätzlich ab einer Temperatur von ca. 60 °C in Wasser löslich, allerdings benötigt die Auflösung eine gewisse Zeit, so dass auch bei der Zubereitung von Kaffee mit heißem Wasser nicht davon auszugehen ist, dass die Kapsel innerhalb der kurzen Durchlaufzeit des Wassers (in der Regel wenige Sekunden) ihre strukturelle Integrität verliert. Since gelatine is also a foodstuff, its use in the context of the present invention is completely unproblematic. Due to the neutral taste of gelatine, it is also not critical if small amounts of the capsule material dissolve in the preparation of the beverage in this. Although gelatine is basically soluble in water from a temperature of about 60 ° C, however, the dissolution takes a certain amount of time, so even when making coffee with hot water, it is unlikely that the capsule loses its structural integrity within the short flow time of the water (usually a few seconds).

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Gelatine vernetzt. Durch eine Vernetzung kann die Löslichkeit der Gelatine deutlich reduziert werden, so dass eine Auflösung auch geringer Mengen in dem zubereiteten Getränk bei Bedarf vollständig vermieden werden kann. Die vollständige biologische Abbaubarkeit ist jedoch weiterhin gegeben. According to a further preferred embodiment of the invention, the gelatin is crosslinked. Crosslinking can significantly reduce the solubility of the gelatin so that even small amounts of dissolution in the prepared beverage can be completely avoided if necessary. However, the complete biodegradability is still present.

Zur Vernetzung der Gelatine kann insbesondere Formaldehyd eingesetzt werden, aber auch andere Vernetzungsmittel wie Dialdehyde, Isocyanate, Diisocyanate, Carbodiimide oder Alkyldihalogenide. Nach der vollständigen Entfernung des überschüssigen Vernetzungsmittels ist die vernetzte Gelatine gesundheitlich unbedenklich. Entsprechende Materialien werden seit Längerem im medizinischen Bereich eingesetzt, wie z.B. in der DE 10 2004 024 635 A1 beschrieben. In diesem Dokument wird auch die Herstellung von Formkörpern aus Gelatine mit einem definierten Vernetzungsgrad beschrieben. In particular, formaldehyde can be used to crosslink the gelatin, but also other crosslinking agents such as dialdehydes, isocyanates, diisocyanates, carbodiimides or alkyl dihalides. After complete removal of the excess crosslinking agent, the crosslinked gelatin is harmless to health. Corresponding materials have long been used in the medical field, such as in the DE 10 2004 024 635 A1 described. This document also describes the preparation of moldings from gelatin with a defined degree of crosslinking.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das mindestens eine Polysaccharid Cellulose oder modifizierte Cellulose. Es sind im Stand der Technik verschiedene Modifikationen von Cellulose bekannt, die sich zur Herstellung von Formkörpern in der Art der erfindungsgemäßen Kapsel eignen, und die lebensmittelgeeignet und biologisch abbaubar sind. According to a further advantageous embodiment of the invention, the at least one polysaccharide comprises cellulose or modified cellulose. There are known in the art various modifications of cellulose, which are suitable for the production of moldings in the nature of the capsule according to the invention, and which are food grade and biodegradable.

Die modifizierte Cellulose ist vorzugsweise ausgewählt aus Cellulosehydraten, Celluloseacetaten, Cellulosesulfaten und/oder Hydroxymethylpropylcellulose. The modified cellulose is preferably selected from cellulose hydrates, cellulose acetates, cellulose sulfates and / or hydroxymethylpropyl cellulose.

Wie bereits oben angesprochen, kann das Material der Kapsel, sofern es nicht vollständig aus dem mindestens einen Polypeptid und/oder Polysaccharid besteht, ferner einen oder mehrere Füllstoffe, Weichmacher, Farbstoffe und/oder sonstige Additive umfassen. As already mentioned above, the material of the capsule, if it does not consist entirely of the at least one polypeptide and / or polysaccharide, may further comprise one or more fillers, plasticizers, dyes and / or other additives.

Geeignete Füllstoffe, die z.B. auch bei pharmazeutischen Gelatinekapseln zum Einsatz kommen, sind bevorzugt ausgewählt aus mikrokristalliner Cellulose, Stärke, Mono- und Disacchariden und Siliziumdioxid. Suitable fillers, e.g. are also used in pharmaceutical gelatin capsules, are preferably selected from microcrystalline cellulose, starch, mono- and disaccharides and silica.

Weichmacher, die in dem Material der Kapsel enthalten sind, sind bevorzugt ausgewählt aus Glycerin, Oligoglycerinen, Oligoglykolen und Sorbit. Plasticizers contained in the material of the capsule are preferably selected from glycerol, oligoglycerols, oligoglycols and sorbitol.

Farbstoffe können im Rahmen der Erfindung besonders vorteilhaft eingesetzt werden, um die Farbe der Kapsel als Hinweis auf den Inhalt zu nutzen, z.B. als Hinweis auf eine bestimmte Kaffeesorte oder Art der Kaffeezubereitung (z.B. Espresso, Cappuccino usw.) Dyes can be used to particular advantage within the scope of the invention in order to utilize the color of the capsule as an indication of the content, e.g. as an indication of a particular type of coffee or type of coffee preparation (for example, espresso, cappuccino, etc.)

Das Material der Kapsel bildet eine Wandung, die vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 50 bis 500 µm aufweist. Die Wanddicke sollte in jedem Fall ausreichend sein, um eine Handhabung der Kapsel durch den Verbraucher ohne die Gefahr einer Beschädigung zu ermöglichen, insbesondere auch beim Einsetzen in eine entsprechende Extraktionsvorrichtung. Ferner sollte die Wanddicke so gewählt sein, dass die Kapsel durch die entsprechenden Mittel der Extraktionsvorrichtung in derselben Weise durchstoßen oder perforiert werden kann wie bei einer herkömmlichen Kapsel aus Aluminium oder Kunststoff. The material of the capsule forms a wall, which preferably has a thickness in the range of 50 to 500 microns. The wall thickness should in any case be sufficient to allow handling of the capsule by the consumer without the risk of damage, especially when inserting into a corresponding extraction device. Further, the wall thickness should be chosen so that the capsule can be pierced or perforated by the corresponding means of the extraction device in the same way as in a conventional capsule made of aluminum or plastic.

Günstigerweise ist die Kapsel aus zwei Teilstücken gebildet, die nach dem Befüllen mit dem Ausgangsmaterial für das Getränk stoffschlüssig miteinander verbunden worden sind. Das Verbinden der beiden Teilstücke kann insbesondere durch die Einwirkung von Feuchtigkeit und/oder Wärme und/oder Druck erfolgen, z.B. indem das Material geringfügig angelöst und verklebt wird. Conveniently, the capsule is formed from two sections which have been materially connected to each other after filling with the starting material for the beverage. The joining of the two sections can be effected in particular by the action of moisture and / or heat and / or pressure, e.g. by slightly loosening and bonding the material.

Je nach Gestalt der Kapsel können auch die beiden Teilstücke eine unterschiedliche Form aufweisen. Beispielsweise kann ein unteres Teilstück in Form eines oben offenen Zylinders oder Kegelstumpfes ausgebildet sein, während das obere Teilstück einen ebenen Deckel bildet. Alternativ können beide Teilstücke eine identische Form aufweisen und z.B. als Halbkugeln oder Halbschalen ausgebildet sein. Depending on the shape of the capsule and the two sections may have a different shape. For example, a lower portion in the form of an open-topped cylinder or truncated cone may be formed, while the upper portion forms a flat lid. Alternatively, both sections may have an identical shape and e.g. be designed as hemispheres or half shells.

Die erfindungsgemäße Kapsel weist vorzugsweise ein Innenvolumen von 15 bis 50 ml auf. Dieses Volumen ist in der Regel geeignet, um das Ausgangsmaterial für das Getränk für die Zubereitung einer Portion aufzunehmen. The capsule according to the invention preferably has an internal volume of 15 to 50 ml. This volume is usually suitable for containing the starting material for the drink for the preparation of a portion.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Getränk um Kaffee, und das Ausgangsmaterial umfasst gemahlene und geröstete Kaffeebohnen oder lösliches Kaffeepulver. Je nach Art der Kaffeezubereitung kann das Ausgangsmaterial weitere Komponenten enthalten, insbesondere Milchpulver. In a preferred embodiment of the invention, the beverage is coffee, and the raw material comprises ground and roasted coffee beans or soluble coffee powder. Depending on the type of coffee preparation, the starting material may contain other components, in particular milk powder.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer erfindungsgemäßen Kapsel bei der Zubereitung eines Getränks, wobei die Kapsel in eine Extraktionsvorrichtung, die an die Form der Kapsel angepasst ist, eingesetzt wird. Die Wandung der Kapsel wird dann durchstoßen oder perforiert, und das Ausgangsmaterial für das Getränk wird mittels Wasser extrahiert, dispergiert und/oder gelöst. The invention further relates to the use of a capsule according to the invention in the preparation of a beverage, wherein the capsule is inserted into an extraction device which is adapted to the shape of the capsule. The wall of the capsule is then punctured or perforated, and the starting material for the beverage is extracted, dispersed and / or dissolved by means of water.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (15)

Kapsel für die portionsweise Zubereitung eines Getränks mittels einer Extraktionsvorrichtung, wobei die Kapsel mit einem Ausgangsmaterial für das Getränk gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapsel aus einem Material auf der Basis eines oder mehrerer Polypeptide und/oder Polysaccharide gebildet ist. Capsule for the portionwise preparation of a beverage by means of an extraction device, wherein the capsule is filled with a starting material for the beverage, characterized in that the capsule is formed from a material based on one or more polypeptides and / or polysaccharides. Kapsel nach Anspruch 1, wobei das Material der Kapsel mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 90 Gew.-% Polypeptide und/oder Polysaccharide umfasst.  Capsule according to claim 1, wherein the material of the capsule comprises at least 50% by weight, preferably at least 70% by weight, more preferably at least 90% by weight of polypeptides and / or polysaccharides. Kapsel nach Anspruch 2, wobei das Material der Kapsel im Wesentlichen vollständig aus Polypeptiden und/oder Polysacchariden besteht.  Capsule according to claim 2, wherein the material of the capsule consists essentially completely of polypeptides and / or polysaccharides. Kapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Polypeptid Gelatine umfasst.  A capsule according to any one of the preceding claims, wherein the at least one polypeptide comprises gelatin. Kapsel nach Anspruch 4, wobei die Gelatine vernetzt ist, insbesondere mittels Formaldehyd.  Capsule according to claim 4, wherein the gelatin is crosslinked, in particular by means of formaldehyde. Kapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Polysaccharid Cellulose und/oder modifizierte Cellulose umfasst.  Capsule according to one of the preceding claims, wherein the at least one polysaccharide comprises cellulose and / or modified cellulose. Kapsel nach Anspruch 6, wobei die modifizierte Cellulose ausgewählt ist aus Cellulosehydraten, Celluloseacetaten, Cellulosesulfaten und/oder Hydroxymethylpropylcellulose.  Capsule according to claim 6, wherein the modified cellulose is selected from cellulose hydrates, cellulose acetates, cellulose sulfates and / or hydroxymethylpropyl cellulose. Kapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Material der Kapsel ferner einen oder mehrere Füllstoffe, Weichmacher, Farbstoffe und/oder sonstige Additive umfasst.  Capsule according to one of the preceding claims, wherein the material of the capsule further comprises one or more fillers, plasticizers, dyes and / or other additives. Kapsel nach Anspruch 8, wobei der oder die Füllstoffe ausgewählt sind aus mikrokristalliner Cellulose, Stärke, Mono- und Disacchariden und Siliziumdioxid.  A capsule according to claim 8, wherein the filler or fillers are selected from microcrystalline cellulose, starch, mono- and disaccharides and silica. Kapsel nach Anspruch 8 oder 9, wobei der oder die Weichmacher ausgewählt sind aus Glycerin, Oligoglycerinen, Oligoglykolen und Sorbit.  Capsule according to claim 8 or 9, wherein the plasticizer (s) are selected from glycerol, oligoglycerols, oligoglycols and sorbitol. Kapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Material der Kapsel eine Wandung mit einer Dicke von 50 bis 500 µm bildet.  Capsule according to one of the preceding claims, wherein the material of the capsule forms a wall with a thickness of 50 to 500 microns. Kapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kapsel aus zwei Teilstücken gebildet ist, die nach dem Befüllen mit dem Ausgangsmaterial für das Getränk stoffschlüssig miteinander verbunden worden sind.  Capsule according to one of the preceding claims, wherein the capsule is formed from two sections, which have been materially connected to each other after filling with the starting material for the beverage. Kapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kapsel ein Innenvolumen von 15 bis 50 ml aufweist.  Capsule according to one of the preceding claims, wherein the capsule has an internal volume of 15 to 50 ml. Kapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausgangsmaterial für das Getränk gemahlene und geröstete Kaffeebohnen oder lösliches Kaffeepulver umfasst.  Capsule according to one of the preceding claims, wherein the starting material for the drink comprises ground and roasted coffee beans or soluble coffee powder. Verwendung einer Kapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei Zubereitung eines Getränks, wobei die Kapsel in eine Extraktionsvorrichtung, die an die Form der Kapsel angepasst ist, eingesetzt wird, die Wandung der Kapsel durchstoßen oder perforiert wird, und das Ausgangsmaterial für das Getränk mittels Wasser extrahiert, dispergiert und/oder gelöst wird.  Use of a capsule according to any one of the preceding claims in the preparation of a beverage, wherein the capsule is inserted into an extraction device adapted to the shape of the capsule, pierced or perforated through the wall of the capsule and the starting material for the beverage is extracted by means of water , dispersed and / or dissolved.
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