DE102016110089B4 - Cross-linked gelatin capsule for the portion-wise preparation of a drink and its use - Google Patents
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Abstract
Kapsel für die portionsweise Zubereitung eines Getränks mittels einer Extraktionsvorrichtung, wobei die Kapsel mit einem Ausgangsmaterial für das Getränk gefüllt ist, und wobei die Kapsel aus zwei Teilstücken gebildet ist, die nach dem Befüllen mit dem Ausgangsmaterial für das Getränk stoffschlüssig miteinander verbunden worden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapsel aus einem Material auf der Basis von vernetzter Gelatine gebildet ist, und dass die zwei Teilstücke der Kapsel durch die Einwirkung von Feuchtigkeit und/oder Wärme und/oder Druck miteinander verbunden worden sind.Capsule for the portion-wise preparation of a beverage by means of an extraction device, the capsule being filled with a starting material for the beverage, and the capsule being formed from two parts which, after being filled with the starting material for the beverage, have been integrally connected to one another, thereby characterized in that the capsule is formed from a material based on crosslinked gelatin, and that the two sections of the capsule have been joined together by the action of moisture and / or heat and / or pressure.
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, und wobei die Kapsel aus zwei Teilstücken gebildet ist, die nach dem Befüllen mit dem Ausgangsmaterial für das Getränk stoffschlüssig miteinander verbunden worden sind.The present invention relates to a capsule for the portionwise preparation of a beverage by means of an extraction device, the capsule being filled with a starting material for the beverage, and the capsule being formed from two parts which, after being filled with the starting material for the beverage, are integrally bonded to one another have been connected.
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 portion (cup or mug) of the beverage, has been known for a long time and is still very popular. 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 major problem with this type of beverage preparation is the high amount of waste that is generated in the form of the used capsules. These typically consist of aluminum, plastic and / or corresponding composite materials. A recycling of these materials would be theoretically possible in many cases (especially with aluminum), but it takes place only to a very limited extent in practice, since the capsules get into the residual waste due to the ignorance or convenience of the consumer. Aluminum, in particular, is a valuable raw material, the production of which is very energy-intensive and in some cases also involves considerable environmental pollution.
Kapseln für die Zubereitung von Getränken, die ganz oder teilweise aus biologisch abbaubaren Materialien hergestellt sein können, sind in den Druckschriften
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 of proposing a capsule for the portion-wise preparation of a beverage, with which the problem of the high amount of waste when using such capsules can be avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kapsel gemäß Anspruch 1 und eine Verwendung gemäß Anspruch 11.This object is achieved according to the invention by a capsule according to claim 1 and a use according to claim 11.
Bei Polypeptiden wie Gelatine 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 entsprechenden 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 such as gelatin and polysaccharides are polymers which are fundamentally of natural origin, even if they can possibly be subjected to additional modification or derivatization. They are completely biodegradable so that the corresponding capsules can be sent for composting. With polypeptides and polysaccharides, biodegradation also takes place sufficiently quickly, for example in contrast to plastics based on polylactide, which are also degradable, but over a much longer period.
Die Polypeptide und/oder Polysaccharide, einschließlich der Gelatine 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, including the gelatin for the capsule according to the invention, can be obtained from vegetable or animal raw materials and can thus be produced sustainably. Furthermore, they can be used without hesitation in direct contact with food, since in many cases they are substances that are themselves food or are explicitly approved 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 every container which is filled with a starting material for a beverage, regardless of its external shape. The capsule according to the invention can e.g. have approximately the shape of a cylinder or truncated cone, but e.g. also a flattened ellipsoidal shape, typically referred to as a pad.
Günstig ist es, wenn das Material der Kapsel mindestens 50 Gew.% vernetzte Gelatine 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 crosslinked gelatin, preferably at least 70% by weight, more preferably at least 90% by weight. In addition, the material can 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 vernetzter Gelatine besteht.In the context of the invention, it is in particular also possible for the material of the capsule to consist essentially entirely of crosslinked gelatin.
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.Gelatin is the denatured form of collagen, a structural protein that is obtained from animal connective tissue or bone. Due to its structural properties, gelatin is suitable for the manufacture of a capsule according to the invention, i.e. a relatively thin-walled molded body, very suitable. Gelatin capsules have been known for a long time from the pharmaceutical sector, whereby they differ from the capsules according to the invention primarily because of 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 gelatin is also a food, its use in the context of the present invention is completely unproblematic. Due to the neutral taste of gelatin, it is also not critical if small amounts of the capsule material dissolve in the beverage when it is being prepared. Gelatin is generally soluble in water above a temperature of approx. 60 ° C, but it takes a certain amount of time to dissolve, so that even when preparing coffee with hot water, it cannot be assumed that the capsule will be within the short passage time of the water (usually a few seconds) loses its structural integrity.
Gemäß 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 the invention, the gelatin is cross-linked. The solubility of the gelatin can be significantly reduced by crosslinking, so that dissolving even small amounts in the prepared beverage can be completely avoided if necessary. However, full biodegradability remains.
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
Wie bereits oben angesprochen, kann das Material der Kapsel, sofern es nicht vollständig aus vernetzter Gelatine 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 cross-linked gelatin, can 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. also used in pharmaceutical gelatin capsules are preferably selected from microcrystalline cellulose, starch, mono- and disaccharides and silicon dioxide.
Weichmacher, die in dem Material der Kapsel enthalten sind, sind bevorzugt ausgewählt aus Glycerin, Oligoglycerinen, Oligoglykolen und Sorbit.Plasticizers which are 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 particularly advantageously in the context of the invention to use the color of the capsule as an indication of the content, e.g. as an indication of a specific type of coffee or type of coffee preparation (e.g. 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 from 50 to 500 μm. In any case, the wall thickness should be sufficient to enable the capsule to be handled by the consumer without the risk of damage, in particular when it is inserted into an appropriate extraction device. Furthermore, the wall thickness should be selected so that the capsule can be pierced or perforated by the appropriate means of the extraction device in the same way as in a conventional capsule made of aluminum or plastic.
Die Kapsel ist aus zwei Teilstücken gebildet, die nach dem Befüllen mit dem Ausgangsmaterial für das Getränk stoffschlüssig miteinander verbunden worden sind. Das Verbinden der beiden Teilstücke erfolgt durch die Einwirkung von Feuchtigkeit und/oder Wärme und/oder Druck, z.B. indem das Material geringfügig angelöst und verklebt wird.The capsule is formed from two sections which, after being filled with the starting material for the beverage, have been integrally connected to one another. The two sections are connected by the action of moisture and / or heat and / or pressure, e.g. by slightly loosening and gluing 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, the two sections can also have a different shape. For example, a lower section can be designed in the form of an open-top cylinder or truncated cone, while the upper section forms a flat cover. Alternatively, both sections can 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 holding the starting material for the beverage 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 starting 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, especially 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, the capsule being inserted into an extraction device which is adapted to the shape of the capsule. The wall of the capsule is then pierced or perforated and the raw material for the beverage is extracted, dispersed and / or dissolved using water.
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