DE602004013285T2

DE602004013285T2 - Einheit zur zubereitung eines schaumigen getränks aus einer kapsel und öffnungskolben

Info

Publication number: DE602004013285T2
Application number: DE602004013285T
Authority: DE
Inventors: Ruguo New Milford HU; John R. New Milford BERNARDI; Corey M. West Chester ARRICK; Ennio Bardin
Original assignee: Nestec SA
Current assignee: Nestec SA
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2024-02-07
Also published as: WO2004073469A1; ATE392841T1; CN1750781A; US20040163543A1; DE602004013285D1; EP1599117A1; EP1599117B1; US7243597B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Zubereitung eines flüssigen Lebensmittels aus einer Kapsel, die eine trockene Lebensmittelsubstanz enthält. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Zubereitung eines schaumigen flüssigen Lebensmittels, wie zum Beispiel einem heißen Getränk mit einem vergrößerten Kopf aus Schaum, der beim Mischen eines Lösungsmittels mit einem löslichen Pulver in einer vordosierten Kapsel erhalten wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung, die für ein derartiges Verfahren angepasst ist.
Hintergrund der Erfindung
Aufgeschäumte Getränke, wie zum Beispiel Espresso, Cappuccino und Latte, die von Ausgabemaschinen zubereitet werden, werden zunehmend populärer. Verfahren zur Zubereitung von derartigen Produkten aus einer vordosierten Kapsel sind auch bekannt. Das Prinzip, vorbemessene und vorverpackte Portionen von Kaffee oder dergleichen für die Zubereitung von Kaffee oder anderen Getränken einzusetzen, hat den Vorteil, die Zubereitung des Getränks zu erleichtern, während gewährleistet wird, dass die Qualität und Stärke des Getränks von Dosis zu Dosis für die gleichen Zubereitungsbedingungen konstant bleibt (Dosierung, Temperatur, Druck, Zeit usw.). Es bereitet auch dem Anwender mehr Bequemlichkeit. Die Kapsel sitzt üblicherweise in einer leckdichten Hülle einer Kaffeemaschine speziellen Typs, und heißes Wasser wird unter Druck durch die Kapsel geleitet. Die Verwendung von geröstetem und gemahlenem Pulver in Kapseln wird kommerziell in großem Maß eingesetzt, die unter dem Aufbau eines Drucks perforiert werden, um die extrahierte Flüssigkeit freizugeben. Versuche wurden gemacht, Systeme für die Zubereitung von Getränken aus einer Einwegkapsel zu entwickeln, die lösliches Pulver enthält.
Die WO 02076270 beschreibt eine Einheit zur Zubereitung von Getränken aus löslichen Produkten. Diese Einheit umfasst einen Sitz, der ausgelegt ist, um eine Einwegkartusche aufzunehmen, die zumindest eine Einlassöffnung für ein Lösungsfluid zum Eintreten in die Kartusche, und zumindest eine Auslassöffnung zum Liefern des Getränks umfasst. Die Einheit umfasst ferner zumindest eine Drosselanordnung, um dem Getränk eine laminare Strömung zu verleihen, wenn es aus der Kartusche freigegeben wird. Bei einem derartigen System dringt ein Durchstechglied tief in die Kapsel ein, wobei auf diese Weise das Volumen vermindert wird, das für das Lösungsfluid und das lösliche Pulver verfügbar ist, die sich in der Kapsel mischen. Die durch die Drosselanordnung erzeugte engere Auslassöffnung verhindert auch den Ausfluss größerer Partikel oder Klumpen von dem löslichen Produkt, die sich noch nicht gelöst haben. Daher neigt eine erhebliche Menge an Pulver dazu, sich im Kontakt mit dem Durchstechglied anzusammeln und sich nicht während der Mischphase mit Wasser aufzulösen. Überdies haben gemäß der Beschreibung der Drosselanordnung der Anteil des Durchstechglieds, das in die Kapsel eintritt, eine Form und Abmessungen, die im Wesentlichen gleich zu denen der Kapselauslassöffnung sind. Das bedeutet, dass das Herstellen der Kapsel und des Durchstechglieds sehr genau erfolgen muss, weil irgendeine Variation in den Abmessungen zu Veränderungen in Bezug auf die Wasserströmgeschwindigkeit oder dem Druck in der Kapsel führen wird, und das würde zu Variationen in der Getränkequalität führen.
Das bei diesem vorhandenen System bestehende Problem stammt von der Tatsache, dass ein großer Anteil des Durchstechglieds in die Kapsel eintritt und zuviel von dem Volumen der Kapsel einnimmt. Das vermindert den verfügbaren Raum zum Mischen mit Wasser und zum Scheren, was bewirkt, dass etwas ungelöstes Pulver trocken bleibt und an dem Anteil des Durchstechglieds anhaftet, der in die Kapsel eintritt. Ungelöstes Pulver ist natürlich nicht für das Mischen verfügbar, und die Getränke werden einen geringeren Geschmack haben, oder sie werden weniger schaumig sein, als sie andernfalls sein würden, wenn das Pulver vollständig und homogen mit Wasser gemischt wäre. Das verursacht auch Variationen in der Qualität der Getränke in Abhängigkeit von der Menge an aufgelöstem Pulver, das bei dem Mischen und Schaumbilden teilnimmt.
Die vorliegende Erfindung überwindet nun diese Probleme.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung gibt eine verbesserte Einheit für die Zubereitung eines schaumigen Getränks aus einem löslichen Produkt an, die die Risiken vermindert, das das Pulver in der Kapsel vor und während des Mischens kompaktiert, und es einem größeren Anteil an Pulver ermöglicht, aufgelöst zu werden.
Dafür betrifft die Erfindung eine Einheit, die eine Sammelvorrichtung mit einem Sitz umfasst, der angeordnet ist, um eine Einwegkapsel aufzunehmen, die das lösliche Produkt enthält. Die Kapsel enthält zumindest eine Einlassöffnung für ein Lösungsfluid, das in die Kapsel eingeführt wird, zumindest eine Auslassöffnung zum Liefern eines Getränks, das durch gründliches Mischen des löslichen Produkts und des Lösungsfluids bereitgestellt wird, und eine Bodenwand. Die Einheit umfasst auch eine Drosselanordnung, die durch eine Eingrifffläche eines Kolbens bereitgestellt wird, die betriebsmäßig mit der Auslassöffnung der Kapsel verbunden ist. Vorteilhafterweise ist die Eingriffsfläche des Kolbens außerhalb der Kapsel positioniert und angeordnet, bevor das Lösungsfluid in die Kapsel eintritt, wobei die Drosselanordnung, die erzeugt wird, wenn das Lösungsfluid gedrängt wird, in die Kapsel durch Ausdehnung der Kapselbodenwand und durch Drängen der Eingrifffläche des Kolbens, um angegossen durch die Auslassöffnung zu passen, einzutreten, wodurch das Einführen des Kolbens in die Kapsel bis zu der begrenzten Verschiebung der Bodenwand als eine Folge ihrer Verformung unter Druck begrenzt wird.
Eine sehr begrenzte Länge des Kolbens tritt in die Kapsel ein. Insbesondere erstreckt sich der Kolben in die Kapsel durch die Auslassöffnung um nicht mehr als 3 mm der Kolbenlänge. Vorzugsweise erstreckt sich der Kolben in die Kapsel über eine maximale Länge von 2 mm von der Kapselbodenwand. Als eine Folge davon findet eine effiziente und vollständige Auflösung des Pulvers in dem Lösungsfluid statt, wobei eine Verbesserung der Qualität des Getränks geschaffen wird, ohne Abfall in der Kapsel und mit einem guten Aufschäumen beim Freigeben des Drucks.
Der Kolben ist vorteilhafterweise an einen Kontrollmechanismus angeschlossen, der den Kolben zurückzieht, nachdem der Druck in der Kapsel eine hinreichende Zeit aufrechterhalten wurde, um es dem löslichen Produkt und dem Lösungsfluid zu ermöglichen, sich richtig zusammenzumischen, um das Getränk zu bilden. Das findet im Allgemeinen statt, nachdem ein Druck von zumindest 2 bar während einer Zeitdauer von zumindest 5 Sekunden in der Kapsel aufrechterhalten wurde. Vorzugsweise zieht der Kontrollmechanismus den Kolben aus der Auslassöffnung zurück, um es dem Getränk zu ermöglichen, das durch Mischen des löslichen Produkts und des Lösungsfluids gebildet wurde, vollständig aus der Kapsel durch die Auslassöffnung abzufließen.
Die Eingrifffläche, die in die Kapsel eintritt, kann durch Kontakt mit einem Halteglied mit einer Fläche größeren Querschnitts positioniert werden, als die der Auslassöffnung, wobei das Halteglied an der Bodenwand der Kapsel positioniert ist. Diese Fläche des Halteglieds weist vorzugsweise eine Haubenform auf, um einen Fluidauslass mit einer hohen Scherkraft ohne Blockierung der Fluidströmung zu ermöglichen. Wenn gewünscht, kann die Haubenform zumindest einen Kanal von 0,01 bis 1 mm² umfassen, um die Getränkeströmung zu unterstützen. Alternativ kann die Haubenform eine texturierte oder aufgeraute Oberfläche umfassen, die zufällige Strömkanäle mit dem Kapselboden bildet, durch die das Getränk fließen kann. Auch wird der Kapselboden im Großen und Ganzen aus einem festen oder halbfesten Kunststoffmaterial ausgebildet sein.
Die Eingrifffläche des Kolbens kann auch einen Querschnitt aufweisen, der zumindest gleich groß wie oder größer als der der Auslassöffnung ist, um eine Presspassung zwischen der Auslassöffnung und dem Kolben zu bilden. Die Sammelvorrichtung umfasst ferner Mittel zum Halten der Kapsel, die in den Sitz passt, wobei die Haltemittel angeordnet sind, um die Eingrifffläche des Kolbens außerhalb der Auslassöffnung zu halten, bevor das Lösungsfluid in die Kapsel eintritt. Bei einer am meisten bevorzugten Ausführung weisen die Eingrifffläche des Kolbens und die Auslassöffnung jeweils im Wesentlichen das gleiche Schnittprofil auf, und die Eingrifffläche des Kolbens ist im Wesentlichen zylindrisch.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren für die Zubereitung eines schaumigen Getränks mit einem cremigen oder stabilen Kopf aus Schaum aus einem löslichen Produkt, das in einer Einwegkapsel enthalten ist, wobei die Kapsel in den Sitz einer Sammelvorrichtung passt, wobei Lösungsfluid in die Kapsel über eine Einlassöffnung geleitet wird und durch eine Drosselanordnung gedrückt wird, die durch Zwingen eines Kolbens durch eine Auslassöffnung der Kapsel erreicht wird. Diese Drosselanordnung wird unter dem Druck von Lösungsfluid ausgeführt, das in die Kapsel eintritt, wodurch die Auflösung des löslichen Produkts in dem Lösungsfluid verbessert wird, weil weniger Interaktion und Kompaktion des löslichen Produkts in dem festen Zustand mit dem Kolben geschieht.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen klar, die nur beispielhaft bereitgestellt werden.
1 zeigt eine Querschnittansicht der Einheit und der Kapsel, wenn sie in der Arbeitsposition angeordnet sind, aber vor der Getränkezubereitungsstufe;
2 zeigt eine Querschnittsansicht der Einheit und der Kapsel, wenn sie in der Arbeitsstellung angeordnet sind, wenn der Druckanstieg bewirkt, dass sich der Kapselboden ausdehnt und das Getränk anfängt, aus der Kapsel auszutreten;
3 zeigt eine Querschnittsansicht der Einheit, wenn der Kolben aus der Kapsel zurückgezogen ist, und wenn das Getränk dann frei ist, auszuströmen;
4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Kapsel mit der haubenförmigen Kolbenausführung;
5 zeigt eine Aufsicht des haubenförmigen Kolbens mit 2 integrierten Kanälen; und
6 zeigt eine Aufsicht des haubenförmigen Kolbens mit 3 integrierten Kanälen.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
Die Erfindung betrifft eine Einheit zur Zubereitung eines Getränks aus einem löslichen Produkt, das durch Liefern von heißem Wasser in eine Kapsel unter Druck und Freilassen des Getränks aus der Kapsel erhalten wird. Die Einheit umfasst vorzugsweise eine Sammelvorrichtung mit einem Sitz, der angeordnet ist, um eine Einwegkapsel aufzunehmen, die eine Lebensmittelsubstanz darin enthält, und einen Kolben mit einer Eingrifffläche für eine Drosselanordnung bereitstellt. Die Kapsel umfasst eine erste Fläche, die angepasst ist, von einer Strömung an Lösungsfluid überquert zu werden, das in die Kapsel eintritt, und eine zweite Fläche, die angepasst ist, von einer Strömung an Getränk überquert zu werden, das die Kapsel verlässt. Die zweite Fläche ist angepasst, um sich nach außen bei einer Wirkung des Wasserinnendrucks darauf zu verformen, und umfasst ein sich öffnendes Gebiet. Die Einheit ist dadurch gekennzeichnet, dass die Eingrifffläche des Kolbens nicht in die Kapsel eintritt, bevor der Druck sich in der Kapsel hinreichend aufgebaut hat, um die zweite Fläche der Kapsel nach unten zu verformen. Noch gibt es eine enge Beziehung zwischen dem Abschnitt der Eingrifffläche und dem Abschnitt des sich öffnenden Gebiets der zweiten Fläche der Kapsel, um auf diese Weise eine Drosselanordnung bereitzustellen. Überdies tritt eine sehr begrenzte Länge von der Eingrifffläche in die Kapsel ein, um das Mischen des Pulvers und der Flüssigkeit zu ermöglichen. Das führt zu einer effizienten und vollständigen Auflösung des Pulvers in dem Lösungsfluid. Eine erhebliche Verbesserung in der Qualität des Getränks wird geschaffen, weil es keinen Pulverrest in der Kapsel gibt, und ein gutes Schäumen des Getränks beim Freigeben des Drucks passiert.
Vorzugsweise wird die Eingrifffläche vor dem Druckaufbau knapp außerhalb oder berührend mit dem Öffnungsgebiet gehalten. Wenn sich der Druck hinreichend aufgebaut hat, um die zweite Fläche der Kapsel zu verformen, macht das die Eingrifffläche des Kolbens bündig mit der Kapsel, oder lässt sie leicht in die Kapsel eintreten, wobei die Länge des Kolbens, der in die Kapsel eintritt, nicht mehr als 3 mm von der inneren Bodenfläche der Kapsel beträgt. Die Eingrifffläche des Kolbens sollte weder von der Bodenfläche der Kapsel zurückspringen, noch sollte sie sich sehr von der Scherfläche abheben, sondern sie sollte zumindest bündig mit der Bodenfläche kommen. Dadurch sollte das freie Ende des Kolbens aus einer im Wesentlichen bündigen Stellung mit der inneren Bodenfläche der Kapsel in einen Abstand kommen, der nicht mehr als 3 mm betragen sollte, vorzugsweise nicht mehr als 2 mm von der inneren Bodenfläche. Dadurch ist das Volumen, das durch die Eingrifffläche in der Kapsel eingenommen wird, vorzugsweise so klein wie möglich, um auf diese Weise den maximalen freien Raum zu ermöglichen, der für das Mischen des löslichen Pulvers und das Auflösen in Lösungsfluid verfügbar ist.
Die Eingrifffläche des Kolbens hat eine erforderliche Form und Abmessungen, um mit dem Öffnungsgebiet des Bodens und der Austrittsfläche der Kapsel zusammenzupassen, wobei beide im Wesentlichen das gleiche Querschnittsprofil aufweisen. Bei einer bevorzugten Ausführung ist die Eingrifffläche des Kolbens zylindrisch, und das Öffnungsgebiet der zweiten Fläche der Kapsel bildet einen komplementären kreisringförmigen Abschnitt.
Bei einer anderen Ausführung ist der Kolben aus zwei getrennten Teilen gebildet, wobei das erste der Eingriffteil des Kolbens ist, der in die Kapsel eintritt, und der zweite Teil das Halteglied ist, das eine Fläche größeren Querschnitts als die der Auslassöffnung aufweist. Das Halteglied des Kolbens kann vorteilhafterweise die Form einer Haube aufweisen, um eine Scherfläche hinzuzufügen, die mit der Flüssigkeit wechselwirkt. Das haubenförmige Glied schafft auch einen Halt für zumindest einen äußeren Abschnitt der Kapsel, um das Eindringen des Eingriffteils in die Kapsel zu begrenzen, und um auch eine zu starke Verformung der zweiten Fläche der Kapsel zu vermeiden, wenn sich der Druck innen aufbaut. Es ermöglicht auch eine Fluidentladung mit hoher Scherkraft, die noch nicht die Strömung an Fluid blockiert.
Das domförmige Teil hat im Großen und Ganzen einen Querschnitt, der größer als der zylindrische Eingriffflächenteil ist. Vorzugsweise ist der Querschnitt der Eingrifffläche des Kolbens im Wesentlichen gleich groß wie oder leicht größer als der Abschnitt des Öffnungsgebiets der Kapsel, um eine Presspassung zwischen dem Kolben und dem Kapselöffnungsgebiet zu bilden.
Die Drosselanordnung wird erzeugt, wenn Lösungsfluid gedrängt wird, in die Kapsel durch Ausdehnung der Kapselbodenwand einzutreten, und durch Drücken der Eingrifffläche des Kolbens, um mit der Auslassöffnung zusammenzupassen, und durch die enge Wechselwirkung zwischen dem haubenförmigen Halteglied und dem Boden der Kapsel, was einen Fluidaustritt mit einer hohen Scherkraft ermöglicht. Wenn das Lösungsfluid in die Kapsel eintritt, und wenn die Drosselanordnung, die durch den Kolben bereitgestellt wird, mit der Auslassöffnung der Kapsel zusammenpasst, verzögert das Verengen des Durchgangs für das Getränk seine Extraktion, so dass sich der Betriebsdruck in der Kapsel aufbaut. Der Druck steigt auf zumindest 2 bar an, mehr bevorzugt auf zumindest 5 bar oder mehr, für zumindest 5 Sekunden, bevor das Öffnungsgebiet durchstoßen wird, und das Getränk beginnt, bei der Auslassöffnung der Kapsel auszufließen.
Die Auslassöffnung der Kapsel kann vorgeschnittene Bruchlinien umfassen, um das Öffnen zu erleichtern, und das Ausreißen anderer Teile oder Stücke der Kapsel zu vermeiden, wenn sie gedrängt wird, sich durch den Kolben zu öffnen. Wenn das Wasser in die Kapsel eintritt, dehnt ein ansteigender Druck die Bodenwand der Kapsel nach unten aus, drückt die Auslassöffnung gegen das Eingriffglied, das schließlich die Auslassöffnung der Kapsel durchsticht, gemäß dem Gebiet, das durch die Vorschnittlinien begrenzt ist.
Beschränkungen können in der Eingrifffläche des Kolbens und/oder in dem Halteglied und/oder an dem Abschnitt der Auslassöffnung der Kapsel vorgesehen werden, die in Kontakt mit der Eingrifffläche ist, um die Freigabe an Getränk durch die Eingrifffläche zu kontrollieren, zusätzliche Scherkräfte zu erzeugen und die Schaumbildung zu fördern. Diese Beschränkungen können Kanäle, Erhebungen und dergl. sein. Der Kanal in der Haube kann das gleiche Querschnittsgebiet aufweisen, oder er kann ein größeres Querschnittsgebiet haben, wie gewünscht.
Die Fläche des Halteglieds enthält zumindest einen Kanal von 0,01 bis 1 mm². Das Halteglied ermöglicht die Fluidausgabe mit einer hohen Scherkraft, wobei die Strömung des Fluids noch nicht blockiert wird. Das Halteglied kann eine texturierte Oberfläche, wie z. B. eine aufgeraute Oberfläche aufweisen, die zufällige dünne Fluidströmkanäle in dem Kapselboden bilden kann, für das Getränk, um hindurchzutreten.
Der Kolben kann an einen Kontrollmechanismus angeschlossen sein, der den Kolben aus der Auslassöffnung zurückzieht, nachdem der Druck in der Kapsel eine hinreichende Zeit aufrechterhalten wurde, zumindest für 5 Sekunden, auf einem hinreichenden Niveau, zumindest bei 2 bar, um es dem löslichen Produkt und dem Lösungsfluid zu ermöglichen, sich richtig zusammenzumischen, um das Getränk zu bilden. Wie erwähnt, wird der Druck zumindest auf 2 bar für 5 Sekunden aufrechterhalten, bevor der Kontrollmechanismus den Kolben zurückzieht. Wenn der Kontrollmechanismus den Kolben aus der Auslassöffnung zurückzieht, kann das Getränk, das durch das Mischen des löslichen Produkts und des Lösungsfluids gebildet wurde, vollständig aus der Kapsel durch die Auslassöffnung abfließen.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die Erfindung ein Verfahren, um ein schaumiges Getränk aus einem löslichen Produkt unter Verwendung der oben erwähnten Einheit herzustellen.
Jetzt mit Bezug auf die 1 bis 3 stellt die Erfindung eine Vorrichtung 101 zur Zubereitung eines flüssigen Lebensmittels dar, wie zum Beispiel einem Getränk und dergl. aus einer Einwegkapsel 102.
Bei dieser Ausführung ist die Kapsel 102 eine geschlossene Kapsel, die ein trockenes Lebensmittel 103 enthält, vorzugsweise eine Substanz, die durch Hinzufügen eines Lösungsfluids löslich ist, wie zum Beispiel heißem Wasser, Milch und dergl., um ein schaumiges Schaumgetränk zu bilden. Geeignete schaumige Schaumgetränke sind zum Beispiel Kaffee mit Creme, Cappuccino mit einem Schaumkopf auf Milchbasis, Latte oder Kakao. Bei dem Ausführungsbeispiel hat die Kapsel eine kegelstumpfförmige Form mit einem invertierten Tassenteil 120 und einem Deckelteil 121. Der Deckelteil stellt den Auslass der Kapsel dar, während das Oberteil 122 des invertierten Tassenteils die Eintrittseite der Kapsel bereitstellt. Der Tassenteil 120 hat vorzugsweise eine Umfangslippe, die sich nach außen ausdehnt und auf der der Rand des Deckelteils 121 befestigt ist. Die Verbindung bei der Lippe kann durch Verschweißen oder Crimpen oder beides ausgeführt werden. Die Form der Kapsel für den allgemeinen Zweck der Erfindung könnte auch ellipsoidstumpfförmig, sphäroidstumpf förmig oder zylinderförmig sein, und ebenso andere geeignete Formen aufweisen.
Die Vorrichtung umfasst einen tassenförmigen Halter 110, der angepasst ist, um die Kapsel 102 in einem geeigneten Sitz 111 aufzunehmen. Der Sitz 111 hat eine Bodenseite mit einem Getränk- und Schaumkonditionierer 112, der angepasst ist, um die Kapsel 102 zum Freigeben des Getränks zu öffnen, und um den Druck in der Kapsel zu halten. Genauer umfasst der Getränke- und Schaumkonditionierer ein Eingriffsglied 113, das von einer Bodenfläche 114 von dem Sitz vorsteht. Das Eingriffsglied 113 bildet eine Eingrifffläche 115, die dazu gedacht ist, eng und dicht ein Öffnungsgebiet 123 in Eingriff zu nehmen, das durch vorgeschnittene Bruchlinien definiert ist, die durch die Dicke der Bodenwand 121 ausgebildet sind. Vorzugsweise hat das Eingriffglied 113 eine zylindrische Form, die komplementär zu dem Öffnungsquerschnitt ist. Sie hat die erforderlichen Abmessungen, um mit dem Auslassseitengebiet 123 zusammenzupassen, wenn das Wasser in die Kapsel eintritt und den Anstieg des Drucks bewirkt. Das Eingriffglied 113 kann einen Kontakt gegen 20 bis 99% der Gesamtfläche der Austrittseite 121 schaffen, vorzugsweise 40 bis 80% der Gesamtoberfläche.
1 zeigt die Kapsel 102, die in der Extraktionsvorrichtung 101 angeordnet ist, in der Arbeitsstellung, bevor Lösungsfluid in die Kapsel eintritt. Das Eingriffglied 113 wird dann in seine Arbeitsstellung angehoben. Der Kolben 113 ist noch nicht in die Kapsel eingetreten, wobei seine Eingrifffläche knapp außerhalb oder mit dem Öffnungsgebiet berührend gehalten wird. Der Boden der Kapsel, die besagte Austrittsseite 121, ist noch in einer im Wesentlichen flachen Form und geschlossen. Der Kolben 113 und die Austrittsseite der Kapsel sind in einer engen Beziehung, die die Drosselanordnung bereitstellt.
2 zeigt dasselbe bei dem zweiten Schritt des Verfahrens, wenn das Lösungsfluid begonnen hat, in die Kapsel einzutreten. Die Austrittsseite 121 der Bodenwand wird dann nach unten durch die Wirkung des Druckanstiegs in der Kapsel verformt. Der Druckaufbau erfolgt aufgrund des Wassers, das die Kapsel füllt, aber auch aufgrund der Drosselanordnung, die die Durchgänge für den Getränkeauslass verengt. Ein weiterer Anstieg des Drucks bewirkt, dass sich die Austrittsseite 121 gegen das Eingriffglied 113 presst. Der Druck baut sich weiter auf bis zu zumindest 2 bar für zumindest 5 Sekunden auf. Diesem Schritt kann der Druck auf bis zu 5 bar oder mehr ansteigen. Schließlich durchstößt aufgrund des Drucks, der die Austrittsseite 121 der Kapsel gegen das Eingriffglied presst, das Eingriffglied 113 die Kapsel gemäß dem vorgeschnittenen Öffnungsgebiet 124. Das Getränk wird noch durch die Drosselanordnung verzögert, aber beginnt durch die engen Durchgänge zu fließen, die durch Pfeile 130 gezeigt sind, zwischen der Eingriffsfläche des Kolbens 113 und den Grenzen des Öffnungsgebiets.
3 zeigt dasselbe bei dem dritten Schritt des Verfahrens. Eine kontrollierbare Betätigungseinrichtung zieht den Kolben 113 von der Kapsel in eine Stand-by-Stellung zurück, nachdem der Druck in der Kapsel 102 hoch genug gehalten wurde, z. B. auf zumindest 2 bar, und für eine hinreichende Zeit, z. B. zumindest 5 Sekunden, um es dem gesamten löslichen Pulver zu ermöglichen, aufgelöst und richtig gemischt zu werden. Das Getränk fließt dann frei durch das weit geöffnete Öffnungsgebiet. Bei diesem Schritt kann Wasser weiterhin in die Kapsel eintreten, um ein stärker gelöstes Getränk zu erhalten, oder Wasser kann abgestellt werden, um ein konzentriertes Getränk zu erhalten.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein niedrigeres Teil 140 des Eingriffglieds 113 in der Form von einer Haube 140 vorliegt. Diese Haube 140 trägt die Bodenwand 121 der Kapsel 102, und ermöglicht es, Fluid mit einer höheren Scherkraft auszugeben zu werden, wobei die Strömung des Fluids noch nicht blockiert wird, um auf diese Weise zu der Drosselanordnung beizutragen.
5 zeigt die Fläche der Haube 150, die in Kontakt mit dem äußeren Teil des Bodens der Kapsel während der Getränkezubereitung ist, mit zwei integrierten Kanälen 150. Die Haube kann entweder zumindest einen Kanal von 0,01 bis 1 mm² enthalten. Die Haube kann auch eine texturierte Oberfläche aufweisen, wie zum Beispiel eine raue Oberfläche, die zufällige dünne Fluidströmkanäle mit dem Kapselboden bilden kann, damit das Getränk hindurchtreten kann.
6 zeigt die Fläche der Haube 140, die in Kontakt mit dem äußeren Teil des Bodens der Kapsel während der Getränkezubereitung ist, mit drei integrierten Kanälen 150.
Beispiel
Getränke, die mit der Einheit der Erfindung gemacht werden, das ein haubenförmiges Halteglied aufweist, das 3 integrierte Kanäle hatte, wurden mit Getränken verglichen, die mit einem bestehenden System, das ähnlich zu dem einen in der WO 02076270 beschriebenen ist, hergestellt wurden. Die Versuche wurden einige Male für jede der zwei Arten von Getränken gemacht: Cappuccino und Espresso. Tassen von 120 ml wurden für Cappuccino und Tassen von 60 ml wurden für Espresso gemacht. Das Volumen an Schaum wurde gemessen und durch das Gesamtvolumen des Getränks geteilt, um das Schaumverhältnis in der Getränketasse zu erhalten.

Die Zusammenfassung der Ergebnisse der Versuche ist in Tabelle 1 wiedergegeben: Tabelle 1

Art von Getränk	Bestehendes System	Erfindung	Schaumzunahme in % der Erfindung gegenüber dem bestehenden System
Cappuccino Volumen 120 ml	13–14% Schaum	19–20% Schaum	+30 bis +50%
Espresso Volumen 60 ml	14–15% Schaum	24–26% Schaum	+70 bis +80%

Claims

Einheit zur Zubereitung eines schaumigen Getränks aus einem löslichen Produkt, wobei die Einheit umfasst: eine Sammelvorrichtung mit einem Sitz (111), der angeordnet ist, um eine Einwegkapsel (102) aufzunehmen, die das lösliche Produkt (103) enthält, wobei die Kapsel zumindest eine Einlassöffnung für ein Lösungsfluid, das in die Kapsel eingeführt wird, zumindest eine Auslassöffnung (123) zum Liefern eines Getränks, das durch gründliches Mischen des löslichen Produkts und des Lösungsfluids bereitgestellt wird, und eine Bodenwand (121) enthält; und eine Drosselanordnung, die durch eine Eingrifffläche (115) eines Kolbens (113) bereitgestellt wird, die betriebsmäßig mit der Auslassöffnung (123) der Kapsel verbunden ist; wobei die Eingrifffläche (115) des Kolbens (113) außerhalb der Kapsel positioniert und angeordnet ist, bevor das Lösungsfluid in die Kapsel eintritt, wobei die Drosselanordnung, die erzeugt wird, wenn das Lösungsfluid gedrängt wird, in die Kapsel durch Ausdehnung der Kapselbodenwand (121) und durch Drängen der Eingrifffläche (115) des Kolbens (113), um angegossen durch die Auslassöffnung (123) zu passen, einzutreten, wodurch das Einführen des Kolbens (113) in die Kapsel bis zu der begrenzten Verschiebung der Bodenwand (121) als eine Folge ihrer Verformung unter Druck begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (113) an einen Kontrollmechanismus angeschlossen ist, der den Kolben zurückzieht, nachdem der Druck in der Kapsel eine hinreichende Zeit aufrechterhalten wurde, um es dem löslichen Produkt und dem Lösungsfluid zu ermöglichen, sich richtig zusammenzumischen, um das Getränk zu bilden.
Einheit nach Anspruch 1, bei der der Kolben (113) sich in die Kapsel (102) durch die Auslassöffnung (123) nicht mehr als 3 mm der Kolbenlänge erstreckt.
Einheit nach Anspruch 1, bei der der Kolben (113) sich in die Kapsel (102) um eine maximale Länge von 2 mm von der Kapselbodenwand (121) erstreckt.
Einheit nach Anspruch 1, bei der die Bodenwand (121) aus einem festen oder halbfesten Kunststoffmaterial ausgebildet ist.
Einheit nach Anspruch 1, bei der der Kontrollmechanismus funktioniert, nachdem ein Druck von zumindest 2 bar während einer Zeitdauer von zumindest 5 s in der Kapsel aufrechterhalten wurde.
Einheit nach Anspruch 2, des Weiteren mit einem Kontrollmechanismus, der den Kolben (113) aus der Auslassöffnung (123) zurückzieht, um es dem Getränk zu ermöglichen, das durch Mischen des löslichen Produkts und des Lösungsfluids gebildet wurde, vollständig aus der Kapsel durch die Auslassöffnung abzufließen.
Einheit nach Anspruch 1, bei der die Eingrifffläche (115), die in die Kapsel (102) eintritt, durch Kontakt mit einem Halteglied mit einer Fläche größeren Querschnitts positioniert wird, als die der Auslassöffnung (123), wobei das Halteglied (140) an der Bodenwand (121) der Kapsel positioniert ist.
Einheit nach Anspruch 7, bei der die Fläche des Halteglieds (140) eine Haubenform aufweist, um einen Fluidauslass mit einer hohen Scherkraft ohne Blockierung der Fluidströmung zu ermöglichen.
Einheit nach Anspruch 8, bei der die Haubenform (140) zumindest einen Kanal (150) von 0,01 bis 1 Quadratmillimeter umfasst.
Einheit nach Anspruch 7, bei der die Haubenform (140) eine texturierte oder aufgeraute Oberfläche umfasst, die zufällige Strömkanäle mit dem Kapselboden bildet, durch die das Getränk fließen kann.
Einheit nach Anspruch 1, bei der die Eingrifffläche (115) des Kolbens (113) einen Querschnitt aufweist, der zumindest gleich groß wie oder größer als die der Auslassöffnung (123) ist, um eine Presspassung zwischen der Auslassöffnung und dem Kolben zu bilden.
Einheit nach Anspruch 1, bei der die Sammelvorrichtung des Weiteren Mittel zum Halten der Kapsel umfasst, die in den Sitz (111) passt, wobei die Haltemittel angeordnet sind, um die Eingrifffläche (115) des Kolbens (113) außerhalb der Auslassöffnung (123) zu halten, bevor das Lösungsfluid in die Kapsel (102) eintritt.
Einheit nach Anspruch 1, bei der die Eingrifffläche (115) des Kolbens (113) und die Auslassöffnung (123) jeweils im Wesentlichen das gleiche Schnittprofil aufweisen.
Einheit nach Anspruch 1, bei der die Eingrifffläche (115) des Kolbens (113) im Wesentlichen zylindrisch ist.
Verfahren für die Zubereitung eines schaumigen Getränks mit einem cremigen oder stabilen Kopf aus Schaum aus einem löslichen Produkt (103), das in einer Einwegkapsel (102) enthalten ist, wobei die Kapsel (102) in den Sitz (111) einer Sammelvorrichtung passt, und bei dem das Lösungsfluid in die Kapsel (102) über eine Einlassöffnung geleitet wird und durch eine Drosselanordnung gedrückt wird, die durch Zwingen eines Kolbens (113) durch eine Auslassöffnung (123) der Kapsel erreicht wird, wobei die Drosselanordnung unter dem Druck des Lösungsfluids ausgeführt wird, das in die Kapsel eintritt, wodurch die Auflösung des löslichen Produkts in dem Lösungsfluid verbessert wird, weil weniger Interaktion oder Kompaktion des löslichen Produkts in dem festen Zustand mit dem Kolben geschieht, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (113) an einen Kontrollmechanismus angeschlossen ist, der den Kolben zurückzieht, nach dem der Druck in der Kapsel eine hinreichende Zeit aufrechterhalten wurde, um es dem löslichen Produkt und dem Lösungsfluid zu ermöglichen, richtig zusammengemischt zu werden, um das Getränk zu bilden.