DE60316426T2

DE60316426T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Ausgabe von Getränken mit verschiedener Schaummenge aus Kapseln

Info

Publication number: DE60316426T2
Application number: DE60316426T
Authority: DE
Inventors: Zenon Loannis Mandralis; Peter Koch; Francisco Campiche; Jean-Luc Denisart; Antoine Cahen; Alfred Yoakim
Original assignee: Nestec SA
Current assignee: Nestec SA
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2023-07-24
Also published as: MXPA06000870A; US7685930B2; PT1500358E; HK1093303A1; BRPI0412242A; MY146422A; ES2292885T3; JP2006528497A; BRPI0412242B1; EP1500358B1; JP4604031B2; DK1500358T3; CA2529364C; ATE373438T1; WO2005018395A1; AU2004266432A1; CL2004001862A1; CN1826071A; US20060219098A1; TWI328436B

Description

Hintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für das Ausgeben von Getränken aus Kapseln, die unter Druck extrahiert werden sollen und eine Substanz für die Herstellung eines Nahrungsmittelprodukts wie eines Getränks enthalten.
Kartuschen, die unter Druck extrahiert werden sollen und eine Substanz für die Herstellung eines Getränks enthalten, gibt es auf dem Markt. Sie sorgen für einen bequemen Arbeitsvorgang und auch reproduzierbare Extraktionsbedingungen und sie stellen die Frische der darin enthaltenen Substanz sicher. Dies stellt das Ausgeben von Getränken konstanter Qualität sicher. Das europäische Patent EP 0 512 468 offenbart eine solche Kartusche. Diese Kartusche soll in eine Extraktionsvorrichtung eingesetzt werden, in dem in diese eine Flüssigkeit eingespritzt werden kann und sie gegen einen Stützteil der Vorrichtung, der erhabene Elemente unter der Wirkung des Drucks der Flüssigkeit, die in die Kartusche eintritt, aufweist, geöffnet werden kann. Das Problem bei dieser Kartusche ist, dass das aus der Kartusche extrahierte Getränk über diesen Stützteil und durch Leitungsmittel fließt, was bedeutet, dass es aufgrund von Verunreinigungs- und Geschmacksgründen schwierig, wenn nicht unmöglich, ist, ins Auge zu fassen, aufgrund des auf der Abstützung vorhandenen Getränkerests mit dieser Vorrichtung Kartuschen zu extrahieren, die andere Substanzen als gerösteten gemahlenen Kaffee enthalten.
Die US 2002/0129712 A1 offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des beigefügten Anspruchs 1 und betrifft eine Getränkebrühvorrichtung, die eine oder mehrere Extraktionssammelkammern unterschiedlicher Geometrie (z.B. Öffnung, Gestalt und Größe) aufweist, die derart gewählt wird, dass sie die Bildung von Schaum des fertiggestellten Getränks unterstützt.
Die gleichzeitig anhängige internationale Patentanmeldung WO 03/059778 der Nestec SA betrifft einen neuen Kapseltyp, der diesen Nachteil nicht aufweist, d.h. eine Kapsel, die eine große Vielzahl von zu extrahierenden Substanzen nach Bedarf enthalten kann und die die Herstellung und das Herausfließen des Getränks gestattet, ohne dass die Notwendigkeit besteht, dass das Getränk zu irgendeinem Zeitpunkt mit anderen Teilen der Vorrichtung in Kontakt kommt. Die Kapsel dieser gleichzeitig anhängigen internationalen Anmeldung soll unter Druck extrahiert werden und sie weist eine geschlossene Kammer auf, die die Substanz und ein Mittel enthält, um es zu gestatten, dass die Kapsel nach der Bildung des Getränks geöffnet wird, zu welchem Zeitpunkt der Verwendung das Getränk aus der Kapsel herausfließt. Das Öffnen der Kapsel wird durch den relativen Eingriff der Öffnungsmittel mit einem Halteteil der geschlossenen Kammer erreicht und der relative Eingriff wird unter der Wirkung eines Druckanstiegs der Flüssigkeit in der Kammer durchgeführt.
Ein Prinzip dieser Erfindung beruht auf der Tatsache, dass jede Kapsel ihre eigenen Öffnungsmittel aufweist, die durch den Druckanstieg der Flüssigkeit aktiviert werden, die zum Zeitpunkt ihrer Extraktion in die Kapsel eingeführt wird. Ein weiteres Prinzip dieser Erfindung beruht auf der Tatsache, dass die Kapsel ihren eigenen Ausströmungsdurchlass mit seinen eigenen Kanalmitteln besitzt, was es möglich macht, den Kontakt mit den Elementen der Vorrichtung oder der Extraktionsvorrichtung zu vermeiden oder mindestens zumindest beträchtlich zu verringern.
Ein Ergebnis dieser Prinzipien ist allein oder in Kombination, dass es möglich ist, Substanzen verschiedener Arten oder Varianten nacheinander unbeschadet des Geschmacks und ohne das Risiko einer Kreuzverunreinigung zu extrahieren. Die Kapseln können so Substanzen sehr unterschiedlicher Art und/oder Varianten enthalten, die extrahiert oder in Wasser gelöst werden können. Es ist so möglich, jede Substanz, die infundiert wird, und jede lösliche Substanz ins Auge zu fassen: Es ist klar ersichtlich, dass das flüssige Element heißes, kaltes oder warmes Wasser sowohl für die Extraktion als auch für die Infusion oder das Auflösen ist. Die vorliegende Erfindung erkennt nun diese Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik und hat sie in einer neuen Vorrichtung und einem neuen Verfahren implementiert.
Zusammenfassung der Erfindung
Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum selektiven Ausgeben von verschiedenen Getränken mit unterschiedlichen Schaummengen durch Einspritzung einer Druckflüssigkeit in eine Kapsel, die eine getränkbildende Substanz enthält, gemäß dem beigefügten Anspruch 1. Diese Kapseln weisen typischerweise eine Kammer, die eine Substanz enthält, und eine Getränkausgabeanordnung auf, die dazu geeignet ist, einen bestimmten Extraktionsdruck in der Kammer aufzustauen, bevor es gestattet wird, dass das Getränk aus der Kapsel herausfließt. Erste und zweite Kapseln sind für die selektive Verwendung in der Vorrichtung vorgesehen, wobei die erste Kapsel eine erste Getränkausgabeanordnung aufweist, die konfiguriert und darin angeordnet ist, um einen ersten Extraktionsdruck in der Kapsel vor dem Ausgeben des Getränks aufzustauen, und eine zweite Kapsel eine zweite Getränkeausgabeanordnung aufweist, die konfiguriert und darin angeordnet ist, um einen zweiten Extraktionsdruck in der Kapsel vor dem Ausgeben des Getränks aufzustauen. Der erste Extraktionsdruck ist höher als der zweite Extraktionsdruck, sodass eine größere Schaummenge beim Ausgeben des Getränks aus der ersten Kapsel im Vergleich zu derjenigen geschaffen wird, die durch die zweite Kapsel geschaffen wird. Dies gestattet es einem Benutzer der Vorrichtung, eine Kartusche zu wählen, die ein Getränk mit dem gewünschten Schaumgehalt erzeugt.
Vorzugsweise umfassen die ersten und zweiten Kapseln jeweils eine im Wesentlichen identische äußere Konfiguration und Form, wobei der untere Bereich jeder Kapsel so konfiguriert und angeordnet ist, dass das Getränk vor dessen Ausgeben gesammelt wird. Der untere Bereich jeder Kapsel weist im Allgemeinen auch eine Öffnung auf, die einen Ausflussdurchlass zum Ausgeben des Getränks an den Benutzer ohne das Kontaktieren oder Verunreinigen anderer Bereiche der Vorrichtung bildet. Bei einer bevorzugten Anordnung ist die Getränkausgabeanordnung in dem unteren Bereich der Kapseln vorgesehen und die unterschiedlichen Extraktionsdrücke der Getränkausgabeanordnungen werden durch unterschiedliche Konfigurationen für die Getränkausgabeanordnungen erzielt. Diese unterschiedlichen Konfigurationen der Getränkausgabeanordnungen umfassen typischerweise (a) die Kombination einer Membran und einer Durchstoßplatte oder (b) ein Filterelement aus einem porösen Material, allein oder vorzugsweise in Kombination mit einer Stützplatte verwendet. Eine Reihe von Ausführungsformen dieser unterschiedlichen Konfigurationen der Getränkausgabeanordnungen ist hier angegeben.
Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung umfassen die folgenden Anordnungen:

(a) die Membran der zweiten Kapsel weist eine Dicke auf, die sich von derjenigen der Membran der ersten Kapsel unterscheidet;
(b) die Membran der zweiten Kapsel besteht aus einem Material, das einen anderen Durchstoßwiderstand als denjenigen der Membran der ersten Kapsel aufweist; oder
(c) die Durchstoßplatte der ersten Kapsel unterscheidet sich von derjenigen der zweiten Kapsel;
(d) eine Kapsel kann eine Membran und eine Durchstoßplatte aufweisen, während die andere Kapsel ein Filterelement aufweist, das gegebenenfalls durch eine Abstützplatte abgestützt wird.

Stärker bevorzugte Konfigurationen der Getränkausgabeanordnungen umfassen:

(a) die Membran der zweiten Kapsel hat eine Dicke, die geringer ist als diejenige der Membran der ersten Kapsel, wobei die erste und die zweite Membran aus einem flexiblen Material bestehen und in einem Dickenverhältnis vorhanden sind, das 1,25:1 bis 5:1 beträgt;
(b) die Membran der zweiten Kapsel ist eine Aluminiummembran mit einer Dicke von etwa 5 bis 30 Mikron, und die Membran der ersten Kapsel ist eine Aluminiummembran mit einer Dicke von etwa 20 bis 80 Mikron;
(c) die Durchstoßplatte der ersten Kapsel besitzt Durchstoßelemente mit einer Schärfe, die sich von derjenigen der Durchstoßelemente der zweiten Kapsel unterscheiden;
(e) die Durchstoßplatte der ersten Kapsel besitzt Durchstoßelemente, die in einer Zahl vorhanden sind, die sich von derjenigen der Durchstoßelemente der zweiten Kapsel unterscheidet; oder
(f) die erste Kapsel besitzt eine der Kombinationen aus Membran und Durchstoßplatte, die hier offenbart sind, und die andere Kapsel weist ein Filterelement auf, das einen Filter und eine Abstützplatte enthält.

Für die Ausführungsformen, bei denen unterschiedliche Membranen verwendet werden, umfasst die Durchstoßplatte jeder Kapsel eine Vielzahl von Durchstoßelementen. Diese Elemente können in Abhängigkeit von der gewünschten Menge des zu erzeugenden Schaums die gleichen oder unterschiedlich sein. Beispielsweise kann die erste Kapsel eine Vielzahl von Vorsprüngen, die mit einer abgeflachten Spitze enden, aufweisen und die zweite Kapsel kann eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweisen, die mit einer scharfen Spitze enden oder die erste und die zweite Kapsel können jeweils eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweisen, wobei die zweite Kapsel eine größere Anzahl an Vorsprüngen aufweist als die erste Kapsel.
Bei diesen Ausführungsformen wird das Ausgeben des Getränks, nachdem eine Flüssigkeit in die Kapsel eingespritzt worden ist, sodass die Membran durch den Kontakt mit der Durchstoßplatte perforiert wird, oder durch das Einspritzen von Flüssigkeit erzielt, wobei ein Innendruck in der Kartusche geschaffen wird, der das Getränk dazu zwingt, durch das Filterelement hindurchzutreten. Aufgrund des Druckanstiegs in der Kammer wird entweder die Membran jeder Kapsel bewegt, um mit der Durchstoßplatte in Eingriff zu kommen, um die Membran zu durchstechen und es zu gestatten, dass das Getränk aus der Kapsel abgegeben wird, oder das Getränk in der Kammer wird gezwungen, durch das Filterelement hindurchzutreten, um aus der Kapsel ausgegeben zu werden.
Die Erfindung weist auch Mittel, um der Kapsel eine Flüssigkeit zuzuführen, und eine Vorrichtung zum Halten einer gewählten Kapsel in einer Funktionsstellung auf, um eine Flüssigkeit von dem Mittel zum Zuführen der Flüssigkeit aufzunehmen, um ein Getränk in der Kapsel zu bilden. Die Kapselhaltevorrichtung weist vorzugsweise eine Aussparung auf, die in der gleichen Größe und Form wie die äußere Konfiguration der Kapsel, konfiguriert ist und das Mittel zum Zuführen der Flüssigkeit weist vorzugsweise mindestens ein Flüssigkeitseinführelement zum Einführen von Flüssigkeit in die Kapsel auf, wenn die Kapsel in dem Kapselhalter angeordnet ist.
Die Vorrichtung steht funktionell mit einer ersten Gruppe von 2 bis 20 ersten Kapseln und einer zweiten Gruppe von 2 bis 20 zweiten Kapseln in Verbindung. Die erste Kapselgruppe kann in einer ersten Packung bereitgestellt werden und die zweite Kapselgruppe wird in einer zweiten Packung bereitgestellt.
Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren gemäß dem beigefügten Anspruch 13, um es einem Benutzer zu gestatten, ein Getränk mit einer gewünschten Schaummenge aus einer Vorrichtung zu bilden, die das Getränk durch Einspritzen einer Druckflüssigkeit in eine Kapsel, die eine getränkbildende Substanz enthält, zu bilden, wobei die Kapsel eine die Substanz enthaltende Kammer und eine Getränkausgabeanordnung umfasst, die ausgelegt ist, um einen bestimmten Extraktionsdruck in der Kammer aufzustauen, bevor sie dem Getränk gestattet, aus der Kapsel auszufließen. Die ersten und die zweiten Kapseln werden für die selektive Verwendung in der Vorrichtung bereitgestellt, wobei die erste Kapsel eine erste Getränkausgabenordnung aufweist, die konfiguriert und darin angeordnet ist, um einen ersten Extraktionsdruck in der Kapsel vor der Ausgabe des Getränks aufzustauen, und die zweite Kapsel eine zweite Getränkausgabeanordnung aufweist, die konfiguriert und darin angeordnet ist, um einen zweiten Extraktionsdruck in der Kapsel vor der Ausgabe des Getränks aufzustauen, wobei der erste Extraktionsdruck höher als der zweite Extraktionsdruck ist, sodass eine größere Schaummenge bei der Ausgabe des Getränks aus der ersten Kapsel im Vergleich zu derjenigen erzeugt wird, die mit der zweiten Kapsel erzeugt wird. So kann der Benutzer ein Getränk mit dem gewünschten Schaumgehalt durch Wahl der ersten oder zweiten Kapsel und Einführung der ausgewählten Kapsel in die Vorrichtung zum Herstellen und Ausgeben des Getränks erhalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Beschreibung wird besser unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verstanden, in denen zeigen:
1A eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Verfahrens, das es ermöglicht, verschiedene Getränke auf bequeme Weise unter Verwendung einer einzigen Vorrichtung D für die Extraktion von Kapseln aus Kapseln herzustellen, die von mindestens zwei unterschiedlichen Gruppen oder Reihen C₁ und C₂ kommen, wie in 1B gezeigt ist;
2 einen Schnitt durch eine Kapsel der ersten Gruppe gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 eine perspektivische Ansicht der Kapsel von 2;
4A und 4B Ansichten der Getränkausgabeanordnung von 2 und 3, um die Durchstoßelemente und die Durchstoßbasis zu veranschaulichen, die bei der ersten Gruppe von Kapseln verwendet werden, wobei 4A eine perspektivische Ansicht und 4B eine Ansicht von unten ist;
5A, 5B und 5C Ansichten einer Getränkausgabeanordnung, um die Durchstoßelemente und die Durchstoßbasis zu veranschaulichen, die bei der zweiten Gruppe von Kapseln verwendet werden, wobei 5A eine Seitenansicht ist, 5B eine perspektivische Ansicht von oben ist und 4C im Schnitt eine Seitenansicht ist;
6 die Kapsel von 2 in Eingriff in einer Kapselhalteaussparung in einer Extraktionsvorrichtung;
7 eine Kapsel, die eine Getränkausgabeanordnung in der Form eines Filterelements aufweist; und
8A, 8B und 8C Ansichten einer alternativen Getränkausgabeanordnung, um weitere Durchstoßelemente und die Durch stoßbasis zu veranschaulichen, die bei der ersten Gruppe der in 2 und 3 gezeigten Kapseln verwendet werden, wobei 8A eine perspektivische Ansicht von oben ist, 8B eine Seitenansicht ist und 8C im Schnitt eine Seitenansicht ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, bei der solche Kapseln und die mit ihnen verbundenen Vorteile wie vorstehend erwähnt verwendet werden, um Getränke des weiteren mit unterschiedlichen Schaummengen bereitzustellen. Es ist tatsächlich ein bedeutender Vorteil, innerhalb des im Wesentlichen gleichen Kapselformats Getränke anbieten zu können, die unterschiedliche Schaumcharakteristiken aufweisen. Deshalb können Getränke der gleichen intrinsischen Natur, jedoch mit unterschiedlichen Schaummengen ausgegeben werden, wie Kaffee mit Crema oder nichtgeschäumter Kaffee, geschäumter Tee oder nichtgeschäumter Tee, obgleich eine einzige Maschine und vorteilhafterweise Kapseln des gleichen oder im Wesentlichen des gleichen Formats, d.h. der gleichen Größe und äußeren Gestaltung verwendet werden.
Deshalb wird es möglich gemacht, Getränke mit sehr unterschiedlichen Schaumcharakteristiken in Abhängigkeit von dem Druck, der innerhalb der Kapseln gesteuert wird, auszugeben. Bei der ersten Kapselgruppe kann man beispielsweise einen kleinen Espressokaffee mit Crema ausgeben, während man bei der zweiten Kapselgruppe Espressokaffee oder löslichen Kaffee jedoch mit geringer oder keiner beträchtlichen Schaumhöhe ausgeben kann, um sich den Erwartungen der unterschiedlichen Verbrauchertypen anzupassen.
Im Großen und Ganzen können die Kapseln jeder Gruppe so vermarktet werden, dass sie von dem Verbraucher leicht unterscheidbar sind, indem unterschiedliche äußere Identifizierungscodes wie unterschiedliche Farben, Namen, Designs, Verpackungen oder andere Arten von Codes verwendet werden. Vorzugsweise werden die erste Kapselgruppe und die zweite Kapselgruppe in getrennten Packungen verpackt, bevor sie vermarktet werden, wie in unterschiedlichen Kartonhülsen oder in dünnen Kunststoffbeuteln oder in anderen geeigneten und bequemen Verpackungen, die im Stand der Technik allgemein bekannt sind.
Im Zusammenhang der Erfindung bedeutet eine Kapselgruppe eine Anzahl von mindestens einer Kapsel, vorzugsweise 2 oder mehr Kapseln. Obgleich es keine theoretische Höchstgrenze für die Kapseln gibt, beträgt die obere Grenze im Allgemeinen mindestens 10 bis 20 bis 25 oder mehr. Große Kartons mit 100 bis 200 Kapseln oder mehr sind, falls gewünscht, leicht erreichbar. Die erste und die zweite Kapselgruppe werden im Allgemeinen getrennt verpackt, sie könnten jedoch zusammen verpackt werden, vorausgesetzt, dass der Benutzer zwischen den unterschiedlichen Kapseln aufgrund der Farbe, der Markierung oder anderen Identifikationsmarkierungen unterscheiden kann.
Der Extraktionsdruck wird als die Höchstmenge an Druck während der Extraktion der Substanz durch die Flüssigkeit, die in die Kapsel eintritt und aus der anderen Seite durch die Substanz austritt, definiert.
Bevorzugt wird die Getränkausgabeanordnung der Kapseln durch die Kombination eines Öffnungsmittels und einer Aufstauwand auf eine Weise gebildet, dass die Öffnung der Aufstauwand durch einen relativen Eingriff der Öffnungsmittel mit der Aufstauwand der Kammer erzielt wird, und unter der Wirkung des Druckanstiegs der Flüssigkeit in der Kammer durchgeführt wird. Der Ausdruck "relativer Eingriff" ist so zu verstehen, dass er entweder das Öffnungsmittel oder die Membran oder die Aufstauwand der Kammer bedeutet, oder alternativ können beide eines mit Bezug auf das andere bewegt werden, um das Öffnen zu bewirken.
Deshalb umfassen bei einem ersten Grundsatz der Erfindung die Getränkausgabeanordnung von sowohl der ersten als auch der zweiten Kapselgruppe eine nichtdurchlässige Aufstauwand und ein Öffnungsmittel, wobei das Öffnen durch einen relativen Eingriff des Öffnungsmittels mit der Aufstauwand der geschlossenen Kammer erzielt wird und unter der Wirkung des Druckanstiegs der Flüssigkeit in der Kammer durchgeführt wird. Die Aufstauwand der ersten Kapselgruppe öffnet sich durch Eingriff mit dem Öffnungsmittel bei einem höheren Extraktionsdruck als demjenigen des Öffnungsmittels der zweiten Kapselgruppe.
Das Öffnungsmittel kann innerhalb der Kammer untergebracht sein und so mittels eines Stoßes unter der Wirkung des Druckanstiegs der Flüssigkeit in der Kammer gegen den Aufstauteil der Kammer bewegt werden. Als Alternative kann das Öffnungsmittel außerhalb der Kammer untergebracht sein und die Aufstauwand wird dann unter der Wirkung des Druckanstiegs gegen das Öffnungsmittel bewegt. In diesem Fall kann das Mittel in der Kapsel, jedoch außerhalb der Kammer untergebracht sein, die die Substanz enthält.
Die Kammer muss selbstverständlich als durch die Aufstauwand ausreichend geschlossen angesehen werden, um den Extraktionsdruck aufzustauen. Die Kapsel muss nicht notwendigerweise vollständig undurchlässig sein, sondern kann im Gegenteil beispielsweise an ihrem Eingang zu der Einspritzflüssigkeit durchlässig sein. Die Kammer soltle sauerstoffundurchlässig sein, falls sie Substanzen enthält, die Sauerstoff gegenüber empfindlich sind.
Stärker bevorzugt umfasst das Öffnungsmittel mindestens eine Durchstoßplatte und die Aufstauwand weist eine flexible Membran auf, die von der mindestens einen Durchstoßplatte durchgestoßen werden muss.
Deshalb sind die Kapseln der zweiten Gruppe vorzugsweise mit einer Membran versehen, die leichter zu durchstoßen ist als die Membran der Kapseln der ersten Gruppe. Da die Membran der zweiten Kapselgruppe leichter durchstoßen werden kann, wird ein relativ niedrigerer Extraktionsdruck innerhalb der Kapsel erzeugt, was schließlich zum Erzeugen einer geringeren Schaumhöhe in der Tasse führt.
Stärker bevorzugt kann die Membran der zweiten Kapselgruppe dünner gestaltet sein als die Membran der ersten Kapselgruppe. Die Dicke der Membran hängt von verschiedenen Faktoren wie dem Material, der gewünschten Schaummenge, der Art der Substanz, der Dosierung usw. ab. Die Membran der zweiten Kapselgruppe ist vorzugsweise mindestens 1,5 Mal dünner, stärker bevorzugt etwa 2 Mal dünner als die Membran der ersten Kapselgruppe.
Besonders gute Ergebnisse wurden mit der Membran der zweiten Kapselgruppe erhalten, die eine Aluminiummembran von etwa 5 bis 30 Mikron ist, während die Membran der ersten Kapselgruppe eine Aluminiummembran von etwa 20 bis 80 Mikron ist.
Typischerweise kann die erste Kapselgruppe 4 bis 10 g gemahlenen Kaffee enthalten, wobei die Aluminiummembran etwa 30 Mikron beträgt, um einen Kaffee vom Espresso-Typ mit einer guten Crema an der Oberseite bereitzustellen, während die zweite Kapselgruppe den gleichen oder einen unterschiedlichen gemahlenen Kaffee enthalten kann, der mit 4 bis 10 g dosiert ist, jedoch eine Aluminiummembran von etwa 15 Mikron aufweist, um eine Tasse Kaffee ohne oder mit wenig erzeugtem Schaum bereitzustellen.
Als Alternative oder in Kombination mit den unterschiedlichen Dicken kann die Membran der zweiten Kapselgruppe auch aus einem unterschiedlichen Material hergestellt werden, die einen geringeren Durchstoßwiderstand als das Material der ersten Kapselgruppe aufweist. Beispielsweise können die Membranen aus Polymeren unterschiedlicher Qualitäten hergestellt werden, die unterschiedliche Durchstoßeigenschaften für die gleiche Dicke bieten.
Vorzugsweise besitzt die mindestens eine Durchstoßplatte der zweiten Kapselgruppe ein schärferes Profil als die Durchstoßplatte der ersten Kapselgruppe. Je schärfer die Durchstoßplatte ist, desto niedriger kann der Extraktionsdruck in der Kammer aufrechterhalten werden, bevor das Öffnen durch den relativen Eingriff der Membran und der Durchstoßplatte stattfindet.
Die Durchstoßplatte kann eine Oberfläche bilden, die eine Vielzahl von Durchstoßvorsprüngen aufweist. Die Anzahl der Vorsprünge kann zwischen 1 und 100, vorzugsweise 10 und 50 liegen.
Deshalb ist bei einer Ausführungsform die Anzahl der Durchstoßvorsprünge der Platte der ersten Kapselgruppe höher als die Anzahl der Vorsprünge der Platte der zweiten Kapselgruppe. Eine solche Konfiguration ist bevorzugt, da so eine höhere Anzahl von Vorsprüngen eine insgesamt größere Kontaktfläche mit der Aufstauwand bildet, die als Druckverteilungsmittel dient und die Wirkung hat, dass sie dem Flüssigkeitsdruck gestattet, innerhalb der Kapsel ausreichend höher anzusteigen, bevor das Durchstoßen stattfindet. Umgekehrt schafft die niedrigere Anzahl von Vorsprüngen stärker lokalisierte Drücke an der Membran, die viel leichter bricht oder gespalten wird, wodurch in der Kammer ein niedrigerer Aufstaudruck aufgestaut wird.
Bevorzugt können die Vorsprünge der Durchstoßplatte der Kapseln der zweiten Gruppe an der Spitze auch schärfer und/oder dünner gemacht werden als die Vorsprünge der Durchstoßplatte der Kapseln der ersten Gruppe.
Beispielsweise weist bei einer bevorzugten Ausführungsform die erste Kapselgruppe eine Vielzahl von verjüngten Vorsprüngen auf, die mit einer abgeflachten Spitze enden. Eine solche Konfiguration ermöglicht es, einen relativ hohen Extraktionsdruck aufrechtzuerhalten, z.B. in der Größenordnung von 4 bis 8 bar. Bei der zweiten Kapselgruppe enden die Vorsprünge vorzugsweise mit geschärften Spitzen. Eine solche Konfiguration ermöglicht es, einen niedrigeren Extraktionsdruck in der Größenordnung von 1,2 bis 4 bar aufrechtzuerhalten.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das Aufstaumittel der ersten Kapselgruppe eine nichtdurchlässige Aufstauwand und ein Öffnungsmittel, wobei das Öffnen durch den relativen Eingriff des Öffnungsmittels mit der nichtdurchlässigen Aufstauwand der Kammer erzielt wird und unter der Wirkung des Druckanstiegs der Flüssigkeit in der Kammer durchgeführt wird, und das Aufstaumittel der zweiten Kapselgruppe weist eine durchlässige Aufstauwand auf, die es dem Getränk gestattet, herauszufließen und einen niedrigeren Extraktionsdruck als das Aufstaumittel der ersten Kapselgruppe gestattet.
Der Fachmann erkennt nun, dass die Menge des Schaums, der in einem bestimmten Getränk bereitgestellt werden soll, durch die wohl überlegte Wahl der Membran und der Durchstoßelemente erzielt werden kann. Für die größte Menge an Schaum wird eine relativ dicke Membran aus durchstoßbeständigem Material in Kombination mit einer relativ großen Anzahl flacher oder nichtscharfer Durchstoßelemente verwendet, da dies gestattet, dass der höchste Druck in der Kapsel zusammen mit der größsten Anzahl an gewundenen Wegen erzielt wird, denen die Flüssigkeit folgt, bevor sie die Kapsel verlässt. Selbstverständlich sollen die Membran und die Durchstoßelemente vor den Wänden der Kapsel oder denjenigen des darauf liegenden hitzeabgedichteten Deckels brechen. Wenn ein geringer oder kein Schaum erwünscht ist, wird eine relativ dünne Membran aus leicht durchstoßbarem Material in Kombination mit einer kleineren Anzahl von sehr scharfen Durchstoßelementen verwendet. Dies hält den Innendruck der Kapsel ausreichend gering, um eine Schaumbildung zu vermeiden.
Eine weitere Art, Getränke mit wenig oder keinem Schaum zu erreichen, ist es, ein Filterelement statt einer Membran und Durchstoßelementen zu verwenden. Insbesondere kann die durchlässige Aufstauwand der Kapseln der zweiten Gruppe einen Filter aufweisen und gegebenenfalls wird eine Stützplatte unter dem Filter angeordnet, um zu verhindern, dass er bricht oder zerreißt. Der Filter kann aus einem geeigneten Papier, Fasern oder einem anderen geeigneten porösen Material hergestellt werden. Der Filter kann in der Form eines Blatts oder einer Matte vorgesehen werden. Die Dicke und die Materialien der Matte können wie von dem Designer der Kapseln gewünscht variiert werden. Wenn ein dünnerer Filter gewünscht wird, hält die Stützplatte auch den Filter in der richtigen Position in der Kapsel. Die Stützplatte sollte porös sein oder zumindest eine ausreichende Anzahl Löcher oder Öffnungen aufweisen, sodass das Getränk, das durch den Filter hindurchtritt, durch die Abstützung hindurch und aus der Kapsel heraus fließen kann. Alternativ kann der Filter von einer Größe sein, dass er die Basis der Kapsel ausfüllt und dies würde keine andere Abstützung erfordern, als diejenige, die durch die Wand des unteren Bereichs der Kapsel zur Verfügung gestellt wird. Der Filter kann ausgewählt werden, um für eine gewünschte Qualität oder Klarheit des Endprodukts und wenig oder keinen Schaum zu sorgen.
Im Allgemeinen werden Getränke, die, sofern überhaupt, eine geringe Schaummenge aufweisen, durch die zweite Kapselgruppe zur Verfügung gestellt. Auf der Grundlage der Wahl der Durchstoßelemente und der Membran kann jedoch die erste Kapselgruppe dazu dienen, Getränke mit einer viel größeren Schaummenge bereitzustellen. Beispielsweise kann die erste Kapselgruppe dazu dienen, Kaffee vom Espresso-Typ herzustellen, während die Kapseln der zweiten Kapselgruppe dazu dienen können, Kaffee mit überhaupt keinem Schaum herzustellen.
Die erfindungsgemäßen Kapseln weisen vorteilhafterweise auch ein Mittel für das Sammeln und Herausfließen des Getränks auf. Ein solches Mittel hat den Zweck, den Strom oder die Ströme des Getränks, die die Kapsel in Richtung auf den Behälter, wie einen Becher, verlassen, zu lenken, und so jeden Kontakt mit einem Teil der Vorrichtung zu vermeiden. Das Sammel- und Herausfließmittel weist vorzugsweise einen Teil des verbreiterten Querschnitts auf, der den Aufstauteil der Kammer bedeckt, gefolgt von einem Teil mit verengtem Querschnitt, der das Getränk in eine oder mehrere bevorzugte Richtungen konzentriert. Die Teile des erweiterten und verengten Querschnitts können ein- und denselben kontinuierlichen Bereich bilden, der sich von dem Aufstauteil in Richtung auf einen oder mehrere Auslässe der Kapseln trichterförmig aufweitet. Ein solcher Bereich kann beispielsweise ein Tassenbereich mit einer konkaven Innengestalt sein, der nach unten gerichtet ist und in mindestens einer Auslassöffnung endet.
Das Getränk wird aufgrund des Drucks der Flüssigkeit, die in die Kapsel eingeführt wird, dazu gezwungen, aus der Auslassöffnung auszufließen. Wenn eine Membran und die Durchstoßelemente verwendet werden, tritt das Getränk aus der Vorrichtung aus, nachdem die Membran durchstoßen worden ist. Wenn ein Filter verwendet wird, bewirkt der Flüssigkeitsdruck in der Kapsel, dass das Getränk durch den Filter hindurchtritt und dann aus der Kapsel durch die Auslassöffnung hinaus austritt.
Die geschlossene Kammer der Kapsel umfasst entweder Halbschalen oder eine Tasse und eine Membran oder eine Tasse und eine Scheibe. Je nach Fall wird das Material der geschlosse nen Kammer vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus Aluminium, einem Aluminium-/Kunststoff-Verbundstoff, einem Aluminium-/Kunststoff-Papier-Verbundstoff, einem Einschichten- oder Mehrschichten Kunststoff besteht. Der verwendete Kunststoff ist ein Kunststoff, der auf dem Gebiet der Nahrungsmittel kompatibel ist und ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus EVOH, PVDC, PP, PE, PA, PVC und PET und Kombinationen davon.
Die Substanz für die Herstellung des Getränks ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus geröstetem, gemahlenen Kaffee, Tee, Instantkaffee, einer Mischung aus geröstetem, gemahlenen Kaffee und Instantkaffee, einem flüssigen Konzentrat, einem Fruchtextrakt, einem Schokoladenprodukt, einem Produkt auf der Basis von Milch oder irgendeiner anderen dehydratisierten oder konzentrierten essbaren Substanz, wie einem dehydratisierten Ausgangsmaterial. Es ist erfindungsgemäß möglich, mit der gleichen Leichtigkeit ein kaltes, heißes oder warmes Getränk zuzubereiten.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet, dass Mehrkomponentengetränke aus einer Vorrichtung mit einem einzigen oder mehreren Kapselhaltern auf einfache Weise extrahiert werden. Der Kapselhalter umfasst typischerweise ein unteres Kapselabstützelement und ein oberes Einspritzelement. Der Halter gestattet es, dass die Extraktionsflüssigkeit, typischerweise Wasser an der Oberseite der Kapsel über einen Kanal und Einspritzpunkte ankommt, die die Oberseite der Kapsel perforieren. Das Stützelement hält die Kapsel an Ort und Stelle und zum Zeitpunkt ihrer Öffnung fließt Getränk direkt durch den Auslass in die darunter angeordnete Tasse ohne das Stützelement zu kontaktieren. Der Kapselhalter ist üblicherweise aus einer Öffnungsstellung zur Aufnahme der Kapsel in eine Schließstellung bewegbar, in der die Kapsel zwischen den Elementen eingeschlossen ist.
Die Begriffe "Durchstoß" und "Durchstoßen" beziehen sich auf ein oder mehrere Mittel, deren Funktion darin besteht, eine Öffnung gegen einen massiven, flexiblen oder anderweitig geschwächten oder teilweise offenen Bereich herzustellen, nicht nur durch Durchstoßen in einem engen Sinn des Begriffs, sondern auch durch jedes äquivalente Mittel, wie durch Schneiden, Zerreißen oder Zerbrechen.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist, wie in 1A und 13 gezeigt, das erfindungsgemäße Verfahren ein Verfahren für das Zubereiten von unterschiedlichen Arten von Getränken, insbesondere unter Verwendung einer Extraktionsvorrichtung D aus Kapseln, die die zu extrahierende Substanz enthalten, wobei die Kapseln zu unterschiedlichen Gruppen oder Reihen von Kapseln C₁, C₂, ... Cn gehören, die unterschiedliche Schaumcharakteristiken bieten, die sich aus ihrer Extraktion durch die Extraktionsvorrichtung ergeben, wobei die Schaumcharakteristiken davon abhängen, woher die Kapselgruppe kommt.
Im Allgemeinen ist die Extraktionsvorrichtung dazu bestimmt, eine einzelne Servierportion eines frisch extrahierten Getränks aus einer einzelnen Kapsel bereitzustellen. Extrahierte Getränke umfassen Getränke wie Kaffee, Tee, Kakao und dergleichen, einschließlich einer Mischung aus diesen. Die Vorrichtung ist in der Umgebung privater Haushalte besonders brauchbar, obgleich ihre Verwendung nicht auf diese Umgebung beschränkt ist. Dementsprechend ist die Vorrichtung beispielsweise auch in Institutionen, Büros und Restaurants brauchbar, wo eine Vielzahl von Getränken zu etwa dem gleichen Zeitpunkt erforderlich sein kann. Die Vorrichtung umfasst wesentliche Komponenten, um eine Flüssigkeit, typischerweise Wasser, unter Druck der Kapsel zuzuführen.
1A und 1B zeigen schematisch die gesamte Vorrichtung der Erfindung. Eine Vorrichtung ist mit mindestens einer Flüssigkeitsleitung 72 ausgestattet, über die die Flüssigkeit der Kapsel über eine Einspritzeinrichtung 70 zugeführt werden kann. Ein Kapselhalter 77 ist vorgesehen, um die Kapsel abzustützen und sie ordnungsgemäß und eng in Kontakt mit der Einspritzeinrichtung zu halten. Der Flüssigkeitsdruck wird in der Leitung mittels einer Pumpe 73 verfügbar gemacht. Ein Flüssigkeitsspeicher 74 kann stromaufwärts der Pumpe eingebaut werden, um es zu ermöglichen, dass Flüssigkeit in einer ausreichenden Menge zugeführt wird, um Flüssigkeit zur Extraktion von mehr als einer Kapsel zuzuführen. Eine Heizvorrichtung kann entlang der Leitung zwischen dem Speicher und dem Extraktionskopf 70, 74 eingebaut werden, um die Flüssigkeit auf eine erforderliche Temperatur zu erhitzen. Der Speicher könnte auch ein Boiler sein, der die Flüssigkeit warm oder heiß halten kann. Eine Schalttafel 76 mit Schaltern ist auch üblicherweise hilfreich, um den Extraktionszyklus automatisch zu starten. Verschiedene Steuereinrichtungen können hinzugefügt werden wie Temperatursensoren, Zeitschalter, Strömungsmesser, Drucksensoren, Flügel, Sonden usw. zum Steuern und Überwachen der Extraktionsvorgänge.
2, 3, 4A und 4B zeigen eine erste Kapselgruppe zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, um Getränke mit einer relativ großen Schaummenge zuzubereiten. Die Struktur der Kapseln im Allgemeinen wird nachstehend mit Bezug auf diese Figuren beschrieben. Es wird erklärt, welches die notwendigen Änderungen sind, die bei den Kapseln der ersten Gruppe ins Auge gefasst werden, beispielsweise der Gruppe C₁ von 1, um Kapseln für eine zweite Gruppe, beispielsweise die Gruppe C₂ von 1, bereitzustellen, die eine geringere Schaummenge bereitstellt, wie sie sich aus dem Extraktionsverfahren mit einer Druckflüssigkeit ergibt.
Die erfindungsgemäßen Kapseln umfassen im Allgemeinen eine Tasse 2 und einen durchstoßbaren Deckel 3, wie eine Membran, die entlang des Umfangschweißrands 31 an dem Umfang der Tasse angeschweißt ist. Die Tasse weist eine Innenschulter 21, die die Grenzen eines oberen Fachs 22 bildet, und ein unteres Fach 23 auf. An der Schulter ist eine Membran 4 angeschweißt, die das Haltemittel der Kapsel für die zu extrahierende Nahrungsmittelsubstanz 5 bildet, die in dem oberen Fach 22 enthalten ist. Die Kombination aus Deckel 3, oberem Fach 22 und Membran 4 bildet zusammen die geschlossene Kammer der Kapsel, die bei Einspritzen einer Druckflüssigkeit unter Druck gesetzt wird.
Das Mittel, das das Öffnen gestattet, ist in dem unteren Fach 23 der Tasse angeordnet. Dieses Mittel besteht aus einem Durchstoßelement 8 in der Form einer Platte, die in dem unteren Fach 23 liegt und die in relativem Eingriff mit der Membran 4 der Tasse zusammenwirkt, wenn eine Flüssigkeit unter Druck in das obere Fach eingespritzt wird.
Das Durchstoßelement oder die Durchstoßplatte 8 kann vorzugsweise eine Vielzahl von Vorsprüngen 81 aufweisen, die über der Oberfläche des Elements verteilt und zu der Membran 4 hin gerichtet sind.
Zum Zeitpunkt der Extraktion wird die Kapsel in die Extraktionsvorrichtung eingeführt und Wasser wird durch den Deckel 3 mittels der Einspritzeinrichtung 70 eingeleitet, die Nadeln 71, wie in 6 gezeigt, aufweist. Wasser wird unter Druck mittels einer Pumpe der Vorrichtung (nicht gezeigt) eingespritzt. Wenn Wasser in die geschlossene Kammer eintritt, wird ein Druckanstieg geschaffen, der die Membran 4 der Getränkhaltemittel gegen das Durchstoßelement 8 drückt, um die Membran zu zerreißen, und das Getränk kann so in eine Tasse oder einen Becher herausfließen, die darunter angeordnet ist.
Wie in 4A gezeigt, sind zwischen Vorsprüngen Kanäle oder Ausnehmungen 82 angeordnet, die es ermöglichen, dass der Flüssigkeitsextrakt fließt. Das Element 8 weist so eine Filterfunktion für den Durchtritt des Getränks auf. Die Kanäle 82 sind an der Oberfläche des Elements vorhanden, wobei sie ein gekreuztes Muster bilden und die Vorsprünge 81 so mindestens teilweise trennen. Das Getränk fließt entlang der Kanäle und landet an dem Umfang 83 des Elements 8, wo es zu der Innenseite des unteren Fachs 23 der Tasse (in 2 gezeigt) fließt. Das Element kann eine Reihe von dünnen Kanälen beispielsweise Schlitze 84 aufweisen, die an dem Umfang des Elements 8 angeordnet sind und als Schaumkonditioniereinrichtung dienen, indem sie die größeren Blasen zusammenfallen lassen und nur die kleineren Blasen hindurchtreten lassen, wie in 4A und 4B gezeigt ist.
Wie in 4B gezeigt, werden diese Blasen in konvergierenden Durchlässen 87 gesammelt, die durch radial angeordnete Rippen 88 an der Unterseite der Platte 8 in dem unteren Fach 23 der Kapsel getrennt sind. Diese Struktur bildet ein Mittel für das Sammeln und Herausfließen des Getränks und lenkt den Strom oder die Ströme des die Kapsel verlassenden Getränks in Richtung auf den Auslass 9 und dann in eine Tasse. Der einzige Auslass 9 konzentriert den Fluss in eine bevorzugte Richtung.
Wie in 2 und 4B gezeigt, enden die Rippen 88 an dem Auslass 9 an einer Prallplatte 91. Die Prallplatte schwächt die Geschwindigkeit des Flusses des Getränks und unterstützt das Sammeln des Getränks, bevor es abgegeben wird. Öffnungen 92 sind in den Rippen vorgesehen, indem ein Teil des Endes der Rippen oberhalb der Prallplatte verkürzt wird, um für die Flüssigkeitsverteilung in dem unteren Bereich der Kapsel vor dem Abgeben des Getränks zu sorgen. Dies sorgt für ein gesteuertes Fließen von Getränk aus der Kapsel und verhindert Spritzer oder ein anderes Verspritzen des Getränks während des Abgebens aus der Kapsel.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung fasst das Verfahren die Extraktion einer ersten Kapselgruppe ins Auge, die beispielsweise als eine in Schachteln verpackte Gruppe von fünf Kapseln C₁, die in 1B gezeigt ist, verpackt ist, die ein Aufstaumittel aufweisen, das so angeordnet ist, dass ein höherer Extraktionsdruck während des Extraktionsverfahrens im Vergleich mit Kapseln einer zweiten Gruppe aufgestaut wird, die beispielsweise als eine in Schachteln verpackte Gruppe C₂ mit auch fünf Kapseln, wie in 1B gezeigt ist, verpackt sind.
Eine bevorzugte Art des Durchführens des Verfahrens ist es, die Membran 4 für die zweite Kapselgruppe C₂ leichter durchstoßbar als für die erste Kapselgruppe C₁ zu machen. Bei einer Möglichkeit wird die Membran 4 für die zweite Kapselgruppe dünner gemacht. Bei einer weiteren Möglichkeit wird die Membran 4 aus einem Material hergestellt, das einen niedrigeren Durchstoßwiderstand hat.
Bei einer anderen Ausführungsform weist das Durchstoßelement 8 für die erste Kapselgruppe weniger scharfe Durchstoßelemente 810, wie in 8A gezeigt, und/oder eine größere Anzahl von Vorsprüngen auf. Die Durchstoßelemente 811 der zweiten Kapselgruppe können ein schärferes Profil, wie in 5B gezeigt, und/oder eine geringere Anzahl von Vorsprüngen aufweisen, um die Membran entlang einer kleineren Gesamtdurchstoßfläche zu ergreifen. Die Durchstoßelemente 810 von 8A weisen eine Vielzahl von verjüngten Vorsprüngen auf, die jeweils mit einer abgeflachten Spitze enden, während die Durchstoßelemente 811 von 5B eine Vielzahl von verjüngten Vorsprüngen aufweisen, die jeweils mit einer geschärften Spitze enden.
Die spezifische Form der Durchstoßelemente ist nicht kritisch und kann nach Wunsch variiert werden, um das stärkere oder schwächere Durchstoßen der Membran zu unterstützen. Beispielsweise sind in 4A und 4B Pyramidenstümpfe (d.h. Pyramiden mit vier Seiten und flachen Oberseiten) gezeigt, während in 5B Kegel gezeigt sind und in 8A Kegelstümpfe gezeigt sind. Die Anzahl der Seiten der Durchstoßelemente ist nicht kritisch, jedoch sind 1 (für einen Ke gel), 3, 4 oder 6 bevorzugt. Die Höhe der Elemente oder die Größe der flachen Oberfläche an den Oberseiten solcher Element ist auch nicht kritisch, vorausgesetzt, dass die Elemente für eine Durchstoßfunktion sorgen.
8B und 8C zeigen die Basis der Durchstoßplatte von 8A, während 5A und 5C die Basis der Durchstoßplatte zeigen, die in 5B gezeigt ist. Diese Basen sind so gestaltet und bemessen, dass sie mit dem unteren Bereich der Kapsel übereinstimmen und von diesem abgestützt werden. Die Durchstoßelemente sind an einer Platte angebracht, die ausgeschnittene Bereiche oder Öffnungen um ihren Umfang herum aufweist. Nachdem die Membran durch die Durchstoßelemente durchstoßen worden ist, bewegt sich das gebildete Getränk entlang der Platte und um die Durchstoßelemente herum und dann zu den und durch die Öffnungen in den unteren Bereich der Kapsel. Das gesammelte Getränk in dem unteren Bereich der Kapsel kann durch eine Auslassöffnung direkt in einen Behälter oder eine Tasse zum Verbrauch durch den Benutzer abgegeben werden. Wie vorstehend angegeben, kontaktiert das gebildete Getränk keine anderen Teile oder Bereiche der Extraktionsvorrichtung, sodass unterschiedliche Getränke ohne Besorgnis hergestellt werden können, dass Reste von einem Getränk mit denjenigen eines späteren Getränks gemischt werden, sodass seine organoleptischen Eigenschaften beeinflusst werden.
7 zeigt eine weitere Kapsel, die weniger Schaum bereitstellt als die Kapseln mit den Aufstaumitteln von 2 und 3. In 7 weist die Kapsel eine Tasse 200 und einen durchstoßbaren Deckel 300 auf, der entlang des Umfangsrands der Tasse abgedichtet ist. Die Tasse weist einen Innenschulterbereich 210, der die Grenzen für ein oberes Fach 220 bildet, und ein unteres Fach 230 auf. An dem Schulterbereich 210 ist ein Filter in der Form einer durchlässigen Aufstauwand 400 angeschweißt, die durch eine Stützplatte 800 abgestützt wird, die wirkt, um zu verhindern, dass die Aufstau wand 400 bricht. Die Aufstauwand 400 kann vorzugsweise eine dünne Wand mit einer Vielzahl von kleinen Öffnungen oder Poren sein, die den Fluss des Getränks dort hindurch ermöglichen. Wie vorstehend angegeben, kann sie stattdessen aus Papier oder Fasern bestehen. Die Stützplatte kann verwendet werden, um diese Materialien abzustützen, und beide gestatten es, dass das Getränk mit einem relativ niedrigen Druck hindurchtritt, sodass die Erzeugung von Schaum auf ein Minimum herabgesetzt oder verhindert wird.
Beispiele
Für alle nachstehenden Beispielen wurde die gleiche Extraktionsvorrichtung ohne Modifikation mit Bezug auf die Pumpe, die Heizeinrichtung, das Wassereinspritzen oder jedes andere Element der Vorrichtung verwendet.
Beispiel 1: Kaffee mit Schaum
7 g gemahlener Kaffee (Mischung aus 1/3 aus jeweils Colombia-, Costa-Rica- und Ethiopia-Bohnen, die bei 105°C wie mittels des Neuhaus Farbtests 11 gemessen, geröstet wurden) werden in eine Kunststoffkapsel verbracht, die an ihrem Boden eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von 30 Mikron aufweist. Der Kaffee wird auf eine durchschnittliche Teilchengröße von 400 Mikron gemahlen. Wenn heißes Wasser der Kapsel durch die Vorrichtung zugeführt wird, steigt der Druck an, bis die Aluminiumfolie gegen das untere Öffnungsmittel perforiert wird, das eine Kunststoffplatte aufweist, bei der mehrere Stacheln gegen die Aluminiumfolie gerichtet sind. Diese Platte ist in 4A gezeigt. Aufgrund der Geometrie der Stacheln (flache Oberseite) und deren große Anzahl sowie aufgrund der Dicke der Aluminiumfolie steigt der Extraktionsdruck auf durchschnittlich 6,4 bar, bevor die Folie durchstochen wird.
Es wird gestattet, dass etwa 110 g Wasser durch den Kaffee in der Kapsel hindurchtreten. Dies führt zu einer Tasse Kaffee mit einem reichen Schaum auf der Oberfläche. Diese Schaumschicht ist in Abhängigkeit von dem Oberflächenbereich der Tasse etwa 0,5 bis 0,8 cm tief. Eine weitere Charakteristik der Konsistenz und Stabilität dieser Schaumschicht ist es, dass, wenn Zuckerkristalle vorsichtig auf die Oberseite gelegt werden, sie mehrere Sekunden brauchen, um durch die Schaumschicht zu sinken (etwa 5 bis 10 Sek.). Der Gesamtcharakter der durch dieses Beispiel erhaltenen Tasse erinnert an "Espresso"-Kaffee sowohl aufgrund seines reichen Aromas als auch hauptsächlich aufgrund der reichen Schaumschicht auf der Oberseite der Tasse.
Alternativ wird, wenn nur etwa 40 g Wasser durch den Kaffee in der Kapsel hindurchtreten gelassen wird, eine Tasse "Espresso" zubereitet, die auch durch einen reichen stabilen Schaum gekennzeichnet ist. Sowohl große als auch kleine Tassen Kaffee, die in diesem Beispiel zubereitet werden, sind aufgrund ihres Geschmacks sowie ihres visuellen Aspekts besonders für diejenigen, die an Kaffeeprodukte des italienischen "Espresso"-Stils gewöhnt sind, sehr wünschenswert. Um den "Espresso"-Charakter weiter zu erhöhen und den Schaum solcher Getränke zu verbessern, ist es möglich und sogar wünschenswert, die Kaffeeteilchengröße auf beispielsweise 250 Mikron zu verringern.
Beispiel 2: Tee mit Schaum
3 g Tee (Assam-Teepartikel) werden in eine Kapsel verbracht, die mit derjenigen von Beispiel 1 identisch ist (wobei die 30 Mikron dicke Aluminiumfolie und die Durchstoßplatte in 4A gezeigt sind). Wenn 110 g heißes Wasser der Extraktionsvorrichtung zugeführt werden, steigt der Extraktionsdruck auf 5,2 bar an. Das so zubereitete Teegetränk weist auch Schaum auf der Oberfläche der Tasse auf. Der Schaum ist weniger als bei dem Kaffee I des vorstehenden Beispiels (typischerweise 0,2 bis 0,5 cm), er ist dennoch stabil, sodass er auf der Oberfläche des Getränks, selbst während das Getränk getrunken wird, verbleibt. Obgleich dies für bestimmte Verbraucher wünschenswert sein kann, wird Schaum im Allgemeinen als Zeichen von Tee hoher Qualität nicht akzeptiert.
Beispiel 3: Kaffee mit weniger Schaum
Unter Verwendung des gleichen Kaffees (Typ, Masse, Granulometrie) und der gleichen Extraktionsvorrichtung wie in Beispiel 1 wurde die Dicke der Aluminiumfolie auf 15 Mikron verringert. Die Kunststoffplatte, die als Öffnungsmittel verwendet wurde, blieb die gleiche (wie in 4A gezeigt). Da die dünnere Aluminiumfolie dazu neigt, sich gegen das Öffnungsmittel bei einem geringeren Druck zu öffnen, wurde der Extraktionsdruck auf 2,9 bar verringert. Dies führt zu einem Kaffeegetränk (110 g Tasse) mit einer dünnen Schaumschicht auf der Oberseite (0,1 bis 0,2 cm). Diese Schicht kann im Gegensatz zu derjenigen von Beispiel 1 Zuckerkristalle, die darauf abgelegt werden, überhaupt nicht zurückhalten.
Beispiel 4: Tee mit weniger Schaum
Tee (der gleiche Typ und die gleiche Menge wie in Beispiel 2) wurde in einer Kapsel, die wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellt wurde (15 Mikron Aluminiumfolie und das in 4A gezeigte Öffnungsmittel), verwendet. Der sich ergebende Extraktionsdruck betrug 1,9 bar und viel weniger Schaum wurde im Vergleich zu dem in Beispiel 2 erzeugten Schaum erzeugt.
Beispiel 5: Tee mit weniger Schaum
Der gleiche Tee wie in Beispiel 4 wurde in einer Kapsel verwendet, die durch eine 30 Mikron dicke Aluminiumfolie sowie ein schärferes Öffnungsmittel gekennzeichnet ist (wie in 5B) gezeigt. Die Wirkung des schärferen Öffnungsmittels ist es, dass der Extraktionsdruck auf 1,5 bar abfällt und das auf diese Weise zubereitete Teegetränk etwas weniger Schaum als dasjenige von 4 aufweist. Des weiteren wurde eine dünnere Aluminiummembran (15 Mikron) zusammen mit dem scharfen Öffnungsmittel (wie in 5B gezeigt) verwendet. Dies führte zu einem Extraktionsdruck von 1,4 bar und sehr wenig Schaum auf der Oberfläche der Tasse. Im Allgemeinen wird erachtet, dass Teegetränke mit sehr wenig oder keinem Schaum als akzeptabler von den Konsumenten erachtet werden.
Beispiel 6: Kaffee/Tee ohne Schaum
Die in den Beispielen 1 bis 5 verwendete Aluminiumfolie wurde durch einen Papierfilter ersetzt, der in der Kapsel durch Heißversiegeln an dem Umfang des Kapselbodens gehalten wurde und auch durch eine poröse Kunststoffplatte abgestützt war, die aus Gründen der Bequemlichkeit die in 4A gezeigte Kunststoffplatte war. 7 g Kaffee (der gleiche wie in Beispiel 1) oder 3 g Tee (wie in Beispiel 2) wurden in die Kapsel verbracht. Während der Extraktion mit 110 g heißem Wasser, wie durch die Vorrichtung zugeführt, gab es einen sehr geringen Druckanstieg (hauptsächlich aufgrund des Strömens von Wasser durch die Produktmasse). Im Fall von Kaffee erreichte der Extraktionsdruck 1 bar und im Fall von Tee erreichte der Extraktionsdruck 0,5 bar. Aufgrund dieses niedrigen Drucks gab es absolut keinen Schaum auf der Oberfläche von beiden Getränken. In bestimmten Kulturen (z.B. in den USA oder dem UK) sind Verbraucher mehr an Kaffee gewöhnt, der keinen Schaum aufweist (wie er durch Standardbrühvorrichtungen zubereitet wird, die mit einem Papierfilter ausgestattet sind). Es ist deshalb wünschenswert, diese Art von Getränk anzubieten, indem das gleiche Kapselformat im Wesentlichen beibehalten wird. Tee ohne Schaum wird auch im Allgemeinen bevorzugt.
Falls Papierfilter oder ein anderes durchlässiges Material an dem Boden der Kapsel verwendet werden, ist es ratsam, dass jede Kapsel oder eine Anzahl derselben innerhalb eines Beutels angeordnet werden, der den Produktinhalt gegen Schäden durch Sauerstoff oder Feuchtigkeit schützt. Alternativ kann der Auslass 9 mit einer Dichtung aus einem klebenden Kunststofffilm bedeckt werden.
Abkürzungen:

PET

= Polyester

PP

= Polypropylen

EV

OH = ein Copolymer aus Ethylen und Vinylalkohol

PVDC

= Polyvinylidenchlorid

PE

= Polyethylen

PA

= Polyamid

PVC

= Polyvinylchlorid

Claims

Vorrichtung zum selektiven Ausgeben von verschiedenen Getränken mit unterschiedlichen Schaummengen durch Einspritzung einer Druckflüssigkeit in eine Kapsel, die eine getränkbildende Substanz enthält, wobei die Vorrichtung Kapseln (C1, C2) aufweist, die eine die Substanz enthaltende Kammer und eine Getränkausgabeanordnung, die ausgelegt ist, um einen bestimmten Extraktionsdruck in der Kammer aufzustauen, bevor sie dem Getränk gestattet, aus der Kapsel auszufließen, enthalten; wobei eine erste und eine zweite Kapsel für eine selektive Verwendung in der Vorrichtung vorgesehen sind, wobei die erste Kapsel eine erste Getränkausgabeanordnung hat, die konfiguriert und darin angeordnet ist, um einen ersten Extraktionsdruck in der Kapsel vor der Ausgabe des Getränks aufzustauen, und die zweite Kapsel eine zweite Getränkausgabeanordnung hat, die konfiguriert und darin angeordnet ist, um einen zweiten Extraktionsdruck in der Kapsel vor der Ausgabe des Getränks aufzustauen, wobei der erste Extraktionsdruck höher als der zweite Extraktionsdruck ist, so daß eine größere Menge Schaum bei Ausgabe des Getränks aus der ersten Kapsel im Vergleich zu derjenigen erzeugt wird, die mit der zweiten Kapsel erzeugt wird, so daß ein Benutzer der Vorrichtung eine Kartusche auswählen kann, die ein Getränk mit dem gewünschten Schaumgehalt erzeugt, wobei die verschiedenen Konfigurationen der Getränkausgabeanordnungen eine Membran (4) und eine Durchstoßplatte (8) oder ein Filterelement (400) enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Konfigurationen der Getränkausgabeanordnungen mindestens eine der folgenden Wahlmöglichkeiten enthalten: (a) die Membran (4) der zweiten Kapsel hat eine Dicke, die von der der Membran der ersten Kapsel verschieden ist; (b) die Membran (4) der zweiten Kapsel ist aus einem Material hergestellt, das einen anderen Durchstoßwiderstand als die Membran der ersten Kapsel hat; (c) die Durchstoßplatte (8) der ersten Kapsel ist von der der zweiten Kapsel verschieden; oder (d) eine Kapsel hat eine Membran (4) und eine Durchstoßplatte (8) und die andere Kapsel hat ein Filterelement (400).
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der jede Kapsel der ersten und zweiten Kapsel (C1, C2) eine im wesentlichen identische äußere Konfiguration und Form hat, wobei ein unterer Teil (23, 230) jeder Kapsel konfiguriert und angeordnet ist, um das Getränk vor seiner Ausgabe zu sammeln.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der untere Teil (23, 230) jeder Kapsel eine Öffnung hat, die einen Ausflußkanal (88, 23, 9) zum Ausgeben des Getränks an den Benutzer, ohne andere Teile der Vorrichtung zu berühren oder zu verunreinigen, bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Getränkausabeanordnung in dem unteren Teil (23, 230) der Kapseln vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die verschiedenen Konfigurationen der Getränkausgabeanordnungen mindestens eine der folgenden Wahlmöglichkeiten enthalten: (a) die Membran (4) der zweiten Kapsel hat eine Dicke, die kleiner als die der Membran (4) der ersten Kapsel ist, wobei die erste und die zweite Membran aus einem nachgiebigen Material hergestellt und in einem Dickenverhältnis vorhanden sind, das zwischen 1,25:1 und 5:1 liegt; (b) die Membran (4) der zweiten Kapsel ist eine Aluminiummembran mit einer Dicke von ungefähr 5 bis 30 μm und die Membran (4) der ersten Kapsel ist eine Aluminiummembran mit einer Dicke von ungefähr 20 bis 80 μm; (c) die Durchstoßplatte der ersten Kapsel hat Durchstoßelemente (81) mit einer von den Durchstoßelementen (810) der zweiten Kapsel verschiedenen Schärfe; (d) die Durchstoßplatte (8) der ersten Kapsel hat Durchstoßelemente (81), die in einer anderen Anzahl als die Durchstoßelemente (810) der zweiten Kapsel vorhanden sind; oder (e) die erste Kapsel hat eine der Membran- und Durchstoßplattenkombinationen wie in irgendeiner der Konfigurationen (a) bis (d), und die zweite Kapsel hat ein Filterelement, das einen Filter (400) und eine Stützplatte (800) enthält.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Ausgabe des Getränks nach Perforation der Membran (4) durch Kontakt mit der Durchstoßplatte (8) oder durch Innendruck in der Kartusche, der das Getränk zwingt, durch das Filterelement (400, 800) hindurchzugehen, erreicht wird.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Durchstoßplatte (8) jeder Kapsel mehrere Durchstoßelemente (81, 810) hat, wobei (a) die erste Kapsel eine Vielzahl von Vorsprüngen (81) hat, die in einer abgeflachten Spitze enden, hat, und die zweite Kapsel eine Vielzahl von Vorsprüngen (810) hat, die in einer scharfen Spitze enden; oder (b) jede Kapsel der ersten und zweiten Kapsel eine Vielzahl von Vorsprüngen hat, wobei die zweite Kapsel eine größere Anzahl von Vorsprüngen als die erste Kapsel hat.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, bei der aufgrund eines Druckanstiegs in der Kammer entweder die Membran (4) jeder Kapsel bewegt wird, um sich an die Durchstoßplatte (8) anzulegen, um die Membran zu durchstoßen und dem Getränk zu gestatten, aus der Kapsel ausgegeben zu werden, oder das Getränk in der Kammer gezwungen wird, durch das Filterelement hindurchzugehen, um aus der Kapsel ausgegeben zu werden.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Mittel (70) zum Zuführen einer Flüssigkeit an die Kapsel und eine Einrichtung (77) zum Halten einer ausgewählten Kapsel in einer Betriebsstellung zum Empfangen einer Flüssigkeit von dem Flüssigkeitszuführmittel zum Herstellen des Getränks in der Kapsel enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapselhalter (77) eine Ausnehmung hat, die so gestaltet ist, daß sie die gleiche Größe und Form wie die äußere Gestalt der Kapsel hat, und das Flüssigkeitszuführmittel mindestens ein Flüssigkeitseinführelement (71) zum Einführen von Flüssigkeit in die Kapsel, wenn die Kapsel in dem Kapselhalter (77) angeordnet ist, enthält.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Vorrichtung funktionell in Verbindung mit einer ersten Gruppe von 2 bis 20 ersten Kapseln und einer zweiten Gruppe von 2 bis 20 zweiten Kapseln steht.
Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die erste Kapsel gruppe in einer ersten Packung bereitgestellt ist und die zweite Kapselgruppe in einer zweiten Packung bereitgestellt ist.
Verfahren um einem Benutzer zu gestatten, ein Getränk mit einer gewünschten Schaummenge aus einer Vorrichtung herzustellen, die das Getränk durch Einspritzung einer Druckflüssigkeit in eine Kapsel herstellt, die eine getränkbildende Substanz enthält, wobei die Kapsel eine die Substanz enthaltende Kammer und eine Getränkausgabeanordnung, die ausgelegt ist, um einen bestimmten Extraktionsdruck in der Kammer aufzustauen, bevor sie dem Getränk gestattet, aus der Kapsel auszufließen, enthält; dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite Kapsel für eine selektive Verwendung in der Vorrichtung bereitgestellt sind, wobei die erste Kapsel eine erste Getränkausgabeanordnung hat, die konfiguriert und darin angeordnet ist, um einen ersten Extraktionsdruck in der Kapsel vor der Ausgabe des Getränks aufzustauen, und die zweite Kapsel eine zweite Getränkausgabeanordnung hat, die konfiguriert und darin angeordnet ist, um einen zweiten Extraktionsdruck in der Kapsel vor der Ausgabe des Getränks aufzustauen, wobei der erste Extraktionsdruck höher als der zweite Extraktionsdruck ist, so daß eine größere Menge Schaum bei Ausgabe des Getränks aus der ersten Kapsel im Vergleich zu derjenigen erzeugt wird, die mit der zweiten Kapsel erzeugt wird, so daß der Benutzer ein Getränk mit dem gewünschten Schaumgehalt durch Wahl der ersten oder zweiten Kapsel und Einführung der ausgewählten Kapsel in die Vorrichtung zum Herstellen und Ausgeben des Getränks erhalten kann, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Konfigurationen der Getränkausgabeanordnungen mindestens eine der folgenden Konfigurationen enthalten: (a) die Membran der zweiten Kapsel hat eine Dicke die von der der Membran der ersten Kapsel ver schieden ist; (b) die Membran der zweiten Kapsel ist aus einem Material hergestellt, das einen anderen Durchstoßwiderstand als die Membran der ersten Kapsel hat; (c) die Durchstoßplatte der ersten Kapsel ist von der der zweiten Kapsel verschieden; oder (d) eine Kapsel hat eine Membran und eine Durchstoßplatte und die andere Kapsel hat ein Filterelement.