EP3344550A2 - Kapsel , verfahren zur herstellung einer kapsel , verwendung einer kapsel, system aus kapsel und vorrichtung sowie vorrichtung zur erzeugung eines flüssigen lebensmittels - Google Patents

Kapsel , verfahren zur herstellung einer kapsel , verwendung einer kapsel, system aus kapsel und vorrichtung sowie vorrichtung zur erzeugung eines flüssigen lebensmittels

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Publication number
EP3344550A2
EP3344550A2 EP16765924.2A EP16765924A EP3344550A2 EP 3344550 A2 EP3344550 A2 EP 3344550A2 EP 16765924 A EP16765924 A EP 16765924A EP 3344550 A2 EP3344550 A2 EP 3344550A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
capsule
perforation
producing
liquid food
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16765924.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Burkhard Schäling
Stefan SCHÖNENBERGER
Dominic Zwicker
Cyrill Baur
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ligalife & Co KG GmbH
Original Assignee
Ligalife Gmbh&co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ligalife Gmbh&co KG filed Critical Ligalife Gmbh&co KG
Publication of EP3344550A2 publication Critical patent/EP3344550A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/24—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure
    • A47J31/34—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure
    • A47J31/36—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure with mechanical pressure-producing means
    • A47J31/3604—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure with mechanical pressure-producing means with a mechanism arranged to move the brewing chamber between loading, infusing and ejecting stations
    • A47J31/3623—Cartridges being employed
    • A47J31/3628—Perforating means therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/40—Beverage-making apparatus with dispensing means for adding a measured quantity of ingredients, e.g. coffee, water, sugar, cocoa, milk, tea
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B29/00—Packaging of materials presenting special problems
    • B65B29/02—Packaging of substances, e.g. tea, which are intended to be infused in the package
    • B65B29/022—Packaging of substances, e.g. tea, which are intended to be infused in the package packaging infusion material into capsules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/70—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for materials not otherwise provided for
    • B65D85/804—Disposable containers or packages with contents which are mixed, infused or dissolved in situ, i.e. without having been previously removed from the package
    • B65D85/8043—Packages adapted to allow liquid to pass through the contents
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F2105/00—Systems or parameters controlled or affected by the control systems of washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F2105/28—Electric heating

Definitions

  • Capsule for production of a liquid food process for producing a capsule for production of a liquid food, use of a capsule for production of a liquid food, system of capsule and device, and apparatus for producing a liquid food
  • the invention relates to a capsule for producing a liquid food, a method for producing such a capsule, a use of a capsule for the production of a liquid food, and a system of a device and a capsule.
  • Capsules for producing a liquid food, especially coffee are known.
  • a chamber for receiving a substance, in particular coffee is formed.
  • a liquid can be introduced into the chamber of the capsule so that the desired liquid food, in particular coffee, is formed from the substance and the introduced liquid with a corresponding device, for example a coffee machine.
  • EP 1 710 172 A1 discloses a disposable capsule with an inlet as well as an outlet closure, which are opened by the hydraulic action of a liquid.
  • the liquid is supplied from an infusion module under a predetermined pressure, with no additional means for piercing the disposable capsule are necessary.
  • Object of the present invention is to provide a capsule for a production of a liquid food, a method for producing a capsule, a use of a capsule, as well as a system of capsule and device, in which the discharge of the liquid from a capsule done largely defined can.
  • At least one of the disadvantages can be overcome: contamination of the device in which the capsule is inserted with the capsule contents and / or the resulting liquid; insufficient rinsing and / or mixing of the substances contained in the capsule; Danger of injury, especially when cleaning the device, on pointed elements within the device; Missing vote of the element to perform the perforation with the capsule; as well as undefined and / or undefined limited outlet from the capsule.
  • the invention is based on the idea that a capsule can be formed in which a perforation element for perforating the capsule body is arranged inside the capsule.
  • the capsule according to this aspect of the invention thus contains a perforation element with which the capsule body, in particular at a substantially defined perforation point, can be perforated.
  • an anvil can be arranged on the perforation element, which can cooperate with a punch of a machine into which the capsule can be inserted.
  • the machine exerts a pressure on the anvil by means of a punch, whereby the perforation element then operatively connected to the anvil perforates the capsule body.
  • the machine in which the capsule is inserted does not itself have to have a perforation element with which the capsule body of the capsule is perforated. This eliminates contamination of a trained on the machine perforation.
  • perforation elements adapted to the capsule which can already be inserted into it during the production of the capsule, can be used. An adaptation of the perforation of the capsule can thus be carried out within the present in the capsule elements and geometry. Since the capsule according to the invention only requires interaction with a stamp provided on the machine, a change in the geometry and / or structure of the capsule can be accommodated by the inside of the capsule provided perforation element can be adjusted.
  • This embodiment of the capsule is desirable not only in terms of the perforation of the same, but also allows easy handling during filling and subsequent placement and connection with a separator separating the two chambers and a lid and a simple use in a device for producing liquid food ,
  • the perforation element may remain in the capsule after use and disposed of.
  • the term "capsule” encompasses a small, preferably symmetrical, in particular closed, container which can be substantially ellipsoidal, spherical, cylindrical or conical at least in sections
  • a cap may be present in the capsule to form the partition for two chambers, and the cap and separator may be substantially perpendicular or at a small angle to an axis of symmetry of the capsule In particular, it may be between about 30 ml and about 200 ml, preferably between about 50 ml and about 150 ml, more preferably between about 60 ml and about 120 ml.
  • the term “capsule body” encompasses the capsule shell or the capsule cup, which can be closed with a lid
  • the term “capsule body” thus encompasses the side wall and the bottom of the capsule.
  • the capsule body can define an outer contour of the capsule in the region of the side wall and the bottom.
  • the closure of the capsule body with the lid can take place on a flange formed on the capsule body by means of a sealing or thermosealing, ultrasonic welding or gluing, in particular a method producing a cohesive connection, between the lid and the flange.
  • the term “flange” comprises a section projecting with respect to a surface, which is provided on the container in particular on the head side and can form an edge section of the container or capsule.
  • the capsule body may in particular comprise or consist of a polymer
  • the capsule body may have several layers, for example it is possible that the capsule body has a layer of PP / EVOH / PP (polypropylene / ethylene-vinyl alcohol / polypropylene)
  • the capsule body may also comprise or consist of a thermoplastic made of PLA
  • the capsule body may also comprise a polypropylene which is coated with a plasma (SiOx) simple injection molding, extrusion, blow molding, war mum forming, welding, deep drawing and a chipping Processing.
  • the materials are odorless, physiologically harmless and particularly suitable for applications in the food industry and pharmacy.
  • the term "separator” is understood to mean a constructive element of the capsule which is present for separating the two chambers from the capsule or the container Element comprises, which may be preferably configured as a thin metal, paper or plastic element, which may be made very thin.
  • the separator may preferably have a barrier or be designed as such, which may be impermeable to a fluid, in particular a liquid.
  • the separator can form the bottom for one chamber and the lid for the other chamber, so that one element serves two functions.
  • the separator and / or the connection of the separator with a shoulder on the capsule body is designed such that when producing the liquid food suspension of the separation function of the separator takes place and the two chambers of the capsule are at least partially traversed by a fluid and the substances with the fluid to the liquid food mix.
  • the lid and separator can be pierced with an injection needle-like element, wherein in the element at the level of the upper chamber may be formed a lateral hole through which a pressurized fluid in the element are flushed into the upper chamber and from there by means of the lateral Hole can get into the second chamber.
  • the upper chamber is thus flushed out and via the injection needle-like element (after entering the lateral hole and further along the length of the element), the fluid with the substance of the upper chamber passes into the lower chamber.
  • the fluid does not flow through breakthroughs of the separator, but flows from one chamber into the other within the injection needle-like element.
  • the separator is preferably connected to a shoulder formed on the capsule body.
  • shoulder is understood to mean an intermediate section of the capsule body extending into the interior of the container or capsule, which is formed at an angle to an inside wall section of the container or capsule has a wall of the capsule in the region of the paragraph and in the adjoining areas a substantially the same Thickness, so that at least in the above areas, the outer contour of the capsule corresponds to the inner contour of the capsule.
  • the shoulder can also be formed at an angle to an outside wall section of the capsule.
  • the heel can interrupt the otherwise uniform course of the outer contour of a wall of the capsule.
  • On the shoulder of the separator is placed on the edge and with this example, by means of Thermosiegelns, ultrasonic welding or gluing, preferably cohesively connected.
  • the term "foodstuff” encompasses as a generic term both a liquid, such as drinking water, and any solid, pasty or fluidic food and dietary supplement, in particular, micronutrients, macronutrients, dietary foods, high-calorie dietary supplements, balanced dietary supplements , Fruit juice (-konzentrate), vegetable juice (-konzentrate), fruit powder, fruit extracts, puree concentrates, pulp concentrates and / or mixtures thereof.
  • the substances may be liquid, nectar-like, syrupy, honey-like, solid, semi-solid, as a powder, as granules in the consistency , as a dissolvable tablet or as an effervescent tablet with gas evolution
  • Powdery substances may be freeze-dried substances
  • the consistency of the substances in the chambers may be different or the same deformed substance are present and in a chamber a syrupy substance or in both chambers is a powdery substance.
  • Micronutrients which may be water-soluble and fat-soluble, include vitamins, minerals, trace elements and phytochemicals.
  • Macronutrients include egg whites, fats and carbohydrates.
  • the substances present in the chambers may be separated in such a way that a longer storage is possible in relation to a mixture of the substances.
  • the substances can only shortly before the production and use or oral
  • perforation element designates an element with which a perforation or creation of an outlet on the capsule body is possible.
  • a hole can be formed in the capsule body, in particular at a substantially predetermined perforation point, from which the material flushed out of the capsule.
  • the perforation element may be disposed of together with the capsule Preferably, the perforation element is movable in the capsule
  • the perforation element may be disposed in the chamber together with surrounding substance
  • “Surrounded” in this context includes the arrangement of substance and at least a portion of the perforation element based on the same height of the capsule in the direction of a central axis of the capsule.
  • the perforation element may in particular be elongated, wherein the ratio between the longitudinal extent and cross section (transverse extent) transverse to the longitudinal extent greater than 1, 5, preferably greater than 2, more preferably greater than 2.5 and particularly preferably greater than 3.
  • the perforation element has a perforation tip at least at one end-side end face.
  • the perforation tip can be formed by a tapering cross-section of the perforation element.
  • the perforation tip may comprise surface areas which are at an angle to the longitudinal axis of the perforation element, which is smaller than 90 °.
  • the perforation tip can have an end face tapering at an end face of the perforation element, ie, ideally tapering to a point.
  • the perforation tip can taper towards at least one end face of the perforation element.
  • the perforation element may in particular comprise a polymer or a polypropylene.
  • the perforating member may also comprise or consist of polyamide fibers or a high performance polymer or a polyphthalamide, for example, materials available under the trade name "Grivory” or "Grilon” may be used, as well as PA 6.6.
  • the perforation element can be arranged in a chamber of the capsule without having a material connection to the capsule body, the lid or the separator.
  • the perforation element can thus be arranged freely or loosely in the chamber, wherein the perforation element can be held in the chamber.
  • the production process of the capsule can be simplified by the perforation element can be used only as a separate component in the chamber.
  • the perforation in the capsule body can be configured as a predetermined breaking point, which breaks when exposed to the perforation.
  • the perforation point can be formed as a structure present in the capsule body.
  • the perforation can be formed as a local projection or as a local depression in the capsule body. Projection or depression may be formed in particular three-dimensional.
  • the perforation point can in particular be arranged centrally in the capsule body.
  • the perforation point can have a material reduction of the capsule body.
  • the perforation element is preferably arranged in the lower of the two chambers of the capsule, wherein, in the case of a capsule tapering towards one end in cross-section, the chamber closer to the tapered end is the lower chamber.
  • an anvil-sided portion of the perforation in particular at the other end face, be spaced.
  • the perforation element can thus preferably at one end a Perforation and at the other end of the anvil portion, wherein it is not ruled out that the anvil portion itself is formed as a (perforation) tip.
  • the perforation element is preferably designed in the form of an elongate element.
  • the diameter of the longitudinal perforation member is in the range of about 3 mm to about 18 mm, preferably about 5 mm to about 15 mm, more preferably about 5 mm to about 10 mm. In a preferred embodiment, the diameter of the perforation element is about 8 mm.
  • the length of the perforating element is in the range of about 15 mm to about 35 mm, preferably about 20 mm to about 30 mm, more preferably about 23 mm to about 28 mm.
  • the length of the perforation element is about 25 mm.
  • the perforation element may be formed as a mandrel-shaped element.
  • the perforation element is preferably arranged substantially centrically to the central axis of the capsule.
  • anvil comprises an element that is directly or indirectly in contact with the perforation element and that can directly or indirectly come into contact with a device-side punch his and the
  • the anvil portion and the anvil formed separately from the perforation element can be connected to one another in a positive, force and / or material fit.
  • An integral formation of the perforation element with an anvil has the advantage of reducing the elements required for the manufacture of the capsule.
  • a multi-part design in which the perforation element and the anvil are produced separately from each other has the advantage that by means of the design of the anvil an adaptation of the perforation element to the device side punch is possible without the perforation element, which on the design of the capsule, or the Capsule body is aligned to change.
  • An inventive anvil can also be embodied as a tapered element, in particular as a further (perforation) tip arranged at the end.
  • the capsule according to the invention has two chambers, wherein a syrup can be present in one chamber and a powder in the other chamber.
  • the capsule can be flooded with cold water and the first chamber, such as the powder-filled chamber, and the second chamber, which may contain, for example, a syrup dissolve and passes through the outlet from the capsule into the container provided for receiving the created, liquid food.
  • the first chamber such as the powder-filled chamber
  • the second chamber which may contain, for example, a syrup dissolve and passes through the outlet from the capsule into the container provided for receiving the created, liquid food.
  • the contents of the capsule can be completely "washed out" so that only a cleaned empty capsule remains, which is particularly easy in the Plastic waste and / or residual waste can be disposed of. It can also be provided that the capsule is recycled.
  • the perforation element is arranged in the bottom-side chamber of the capsule.
  • the length of the perforation element and the anvil can be configured such that when the perforation element is arranged in the chamber together with the anvil disposed on the anvil section, the anvil is in contact with the separator separating the two chambers, at a distance from the perforation tip.
  • the separator may stabilize the perforation element directly or indirectly via the anvil at least at one end.
  • the length of the perforation element together with the anvil may in particular substantially correspond to the height of the lower chamber.
  • the perforation element is preferably guided by a guide sleeve arranged within a chamber, in particular in the direction of the perforation point, so that a defined perforation can be carried out at a predetermined location, in particular at the perforation point.
  • guide sleeve comprises an at least partially designed as a ring or tubular element guide, wherein the guide may be formed substantially by a, possibly perforations or slots exhibiting, tubular jacket
  • Pipe jacket or the tubular element can also be formed by means of pins or projections which define an inner contour which can surround the perforation element.
  • the inner contour does not have to have a closed circumference.
  • the guide sleeve can be aligned such that the perforation element can perforate substantially exactly one point of the capsule body.
  • the guide sleeve is connected in the capsule on the bottom side with the capsule body.
  • the capsule for this purpose has a bottom-side flattening, in the region of which the guide sleeve is connected to the capsule body.
  • the guide sleeve may be made of polypropylene, a semi-crystalline thermoplastic, or comprise this material.
  • the guide sleeve is formed integrally or integrally with the capsule body.
  • the capsule body can be manufactured together with the guide sleeve in a spraying process.
  • the guide sleeve is manufactured separately and connected to the capsule body by means of ultrasonic welding.
  • a flange-like base can be formed on the guide sleeve, which can be connected to the bottom of the capsule body.
  • the sleeve and the flange-like base may include an angle of substantially 90 ° to each other.
  • the ultrasonic welding can be connected by means of a sonotrode in which high-frequency mechanical vibrations are introduced into the guide sleeve, in particular the flange-like base portion, and / or the bottom of the capsule body.
  • the guide sleeve can for the perforation a substantially rectilinear Defining the direction of movement, for example, the sleeve may extend from the capsule body into the interior of the chamber and receive the perforation element such that the sleeve circumferentially surrounds the perforation element at least over a longitudinal section, in particular at the end.
  • the capsule body, in particular for forming a perforation, in the passage of the guide sleeve is formed such that the capsule body in the passage has a portion which is bent away from the chamber or into the chamber. In this way, a portion can be generated in the capsule body, which may be advantageous for a defined outlet.
  • the passage of the guide sleeve is formed such that the capsule body in the passage has a portion which is bent away from the chamber or into the chamber. In this way, a portion can be generated in the capsule body, which may be advantageous for a defined outlet.
  • a nose-shaped portion of the capsule body may be formed, which projects into the interior of the capsule.
  • the perforation tip of the perforation element can be aligned with the nose, and a perforation of the capsule body in the region of the nose can produce a shaped and pierced outlet.
  • the guide sleeve preferably has lateral slots through which the liquid foodstuffs formed with the substances contained in the capsule can emerge from the capsule.
  • the slots can be used as an outlet for the liquid food and cause as few residues in the capsule as possible to remain from the liquid food produced.
  • the slots can be configured in the longitudinal direction of the sleeve or curvilinear to the longitudinal direction of the sleeve. A curved configuration in deviation from the rectilinear configuration parallel to the longitudinal extent of the guide sleeve can lead to an improvement of the outlet of the food, since a larger peripheral area can be detected around the guide sleeve.
  • extending guide elements may be formed, which can cooperate with corresponding formed on the perforation element (guided) elements.
  • the guidance of the perforation element can be increased by means of the guide elements formed on the guide sleeve.
  • projections projecting into the guide sleeve can interact with projections on the perforation element and improve alignment and / or guidance of the perforation element in the guide sleeve.
  • the perforation element has a longitudinal section, which may be of star-shaped cross-section.
  • the cross-section may be an n-corner shaped polygon, in particular a 2n corner, whose edges can all be the same length. Sharp edges can increase the perforation effect.
  • a symmetrical configuration, in particular point-symmetrical to the cross-section center point, is preferred in order to achieve a uniform perforation effect relative to the circumference.
  • An n-pointed star may be reduced to straight-line portions that connect a corner of the polygon to the center of the polygon or cross-section.
  • the cross section may also be cross-shaped as a star shape. Through the corners of the cross section can be in
  • the capsule has a pressing element which is arranged on the separator in the effective direction of the perforation element.
  • a pressing element By means of the pressing element, an extension of the perforation element into the other chamber of the capsule can be achieved without the actual perforation element and / or the pressing element having to extend through the separator.
  • the perforation element which is present in a chamber, can interact with the pressing element upon the action of the device-side punch in such a way that there is a force flow between the device-side punch, pressing element and perforation element.
  • the pressing element lies in particular with an active element in the direction of the operative connection of the device-side punch and perforation element.
  • the pressing element has a height which corresponds substantially to the height of the chamber in which the pressing element is arranged.
  • the pressing element can bridge the present in the height of the upper chamber distance to form the flow of force between the device side punch and perforation.
  • the pressing element is arranged in the upper chamber.
  • the pressing element can rest on the separator, in particular freely, ie without integral connection.
  • the pressing element is arranged centrally in the capsule and aligned centrally on the perforation element. The provision of a pressing element can reduce the distance traveled by the device-side punch for acting on the perforation element.
  • the pressing element has an alignment element, in particular centering element.
  • the alignment or centering can with its outer circumference to be adapted to an inner contour of the capsule body for alignment and / or centering of the pressing element in the capsule.
  • the centering element may have a non-closed outer circumference, with individual sections corresponding to the inner contour of the capsule body.
  • the centering element may, for example, have outer peripheral elements which correspond to the inner contour of the shoulder on the capsule body.
  • the centering element can be configured annular, elliptical or spiral and rest on the shoulder of the capsule body, preferably with an active element aligned with the shoulder.
  • the annular configuration can be used to a predetermined arrangement and / or orientation.
  • the pressing element may have at least one or more webs. The web (s) runs or run in the plane spanned by the centering element.
  • the web (s) may or may be connected to an active element extending in the height of the chamber, which is present in particular in the effective direction between the perforation element and the stamp on the device side.
  • the active element and web (s) can be integrally formed with each other.
  • the perforation element is pointed at both ends, which leads to advantages during handling, in particular during the filling of the capsule. For example, the possibility can be reduced so that good to be filled into the lower chamber reaches the perforation element during filling, which then can no longer be discharged from the capsule. But it can also be provided that by means of the perforation next to the perforation of the capsule body and a perforation of the separator and / or the lid can be carried out.
  • a pressing element in the direction of action between the device-side punch and the perforation element may have a pot-like configuration which receives the further perforation point when the device-side punch acts and perforates the separator arranged between the perforation tip and the pressure ring.
  • the invention also provides a method for producing a capsule for producing a liquid food having a capsule body and two chambers separated from each other by means of a separator and configured to receive a respective substance.
  • the method comprises the step of inserting a perforation element into a chamber; filling the chamber with a substance; the insertion of the separator and connecting the separator with the capsule body.
  • the method comprises the step of filling the above the separator arranged second chamber and closing the capsule body with the lid, which may be configured in particular as a lid foil.
  • the invention also provides a device for producing a liquid food into which a capsule, in particular a capsule as described above, can be inserted.
  • the device further comprises a punch that can be moved from a first position outside the receiving space to a second position in which the punch partially protrudes into the receiving space.
  • the invention also provides a use of a capsule as described above for producing a liquid food, wherein in particular a device described above can be used.
  • the invention further provides a system comprising a capsule as described above and a device described above, in which the capsule can be inserted.
  • the invention further provides a system comprising a device having a perforation element for perforating a capsule insertable into a receiving space of the device, wherein the capsule is perforated in the region of the capsule body and the perforation element is moved from a first position outside the receiving space to a second position in which the Perforation element partially protrudes into the receiving space, can be moved and a capsule with a capsule body and two chambers for receiving two substances.
  • the perforation element in the device can be designed as a replacement element, which can be exchanged after a predetermined number of cycles or perforations.
  • the capsule can also have a chamber; the provision of a second chamber, which is formed by means of a separator in the capsule body is not necessary, but also not excluded.
  • the device of the system comprises a perforation element having a front portion intended to be in the second position in the capsule.
  • This front portion is preferably configured as that or one of the preferred embodiments of the perforation element (s) described above, which is located in the capsule according to the previously described aspect of the invention.
  • a device for producing a liquid food from a capsule may have an injection element, can be entered with the liquid in the capsule.
  • Such an injection element may have a perforation tip with which it can perforate a capsule shell or a lid or a separator.
  • Such an injection element can from a rear position to a front
  • the injection element particularly preferably has at least for part of its longitudinal extension a closed channel with an inlet opening and an outlet opening, through which the liquid to be introduced into the capsule can flow.
  • the outlet opening can be in the area of
  • Perforation tip be provided.
  • the perforation element of the device is not an injection element.
  • the perforation element of the device does not have a closed channel extending over a part of its longitudinal extension and particularly preferably not a closed one extending over part of its longitudinal extent
  • the flange and shoulder of the capsule body are integrally connected to each other, which can simplify the manufacture and enable defined conditions to be obtained.
  • the container of the capsule is integrally formed, which further simplifies the construction and manufacture.
  • the container can be deep-drawn or injection-molded.
  • a wall of the capsule or the capsule body may preferably have a substantially equal thickness over the entire extent of the wall, wherein the flange of the container may be configured slightly thicker.
  • the flange and shoulder have a substantially same orientation of their surface normal, whereby the filling and placing and / or fastening of the lid and the separator in subsequent steps of a same device can be performed and / or the capsule for hanging and / or attaching lid and separator must not be moved or oriented differently or even spent at different stations.
  • Particularly preferred flange and heel are concentric with each other.
  • First and second chamber can be filled through the same opening of the container. There may be defined conditions for the two chambers.
  • the chamber disposed above the separator may have a bottom with the separator which may be substantially parallel to the lid.
  • the capsule body comprises a part-spherical or partially ellipsoidal portion having a flattening which is substantially the same Having orientation such as a surface normal of the flange and / or the paragraph, whereby defined conditions for the lower and / or upper chamber can be formed.
  • the capsule body may be rotationally symmetrical with respect to a surface normal of the flattening.
  • the handling can be simplified; By means of the flattening and the part-spherical or partially ellipsoidal section, a geometry is created which allows a specification with regard to the insertion into a device for producing liquid foods.
  • the same orientation of the flattening of the flange and / or the paragraph also allows a footprint on which the capsule can rest.
  • the flattening to the part-spherical or partially ellipsoidal section is set back or shifted towards the front.
  • the part-spherical or partially ellipsoidal section of the capsule body is smooth, wherein the term "smooth" in the sense of the invention comprises a step-free, edge-free and / or corner-free configuration Section and / or a medial surface normal of the flattening so as to allow easy handling of the capsule, which is simplified both when filling the capsule body and / or using the capsule in a liquid food processing device, and no preference must be given to it.
  • an edge portion of the wall extends between the flange and the shoulder and forms an angle with the flange that is less than 90 °.
  • an undercut can be designed.
  • the containers provided without separator and lid can be made by the formation of the angle of less than 90 ° safely into one another such that the bottom of a paragraph of a capsule body rests on the inner edge region of a flange of an underlying capsule body.
  • the capsule body does not enter into a tight positive connection of lateral, peripheral edge regions of the capsule body, but rather substantially support surfaces are formed to each other and the capsule body loosely rest on each other.
  • the edge portion between the flange and paragraph runs substantially straight, whereby a simple geometry with a simplified manufacture of the container is possible.
  • the edge portion which need not be rectilinear, include a rounded angle of less than 90 ° with the shoulder.
  • the volume ratio of the upper and lower chambers is in the range of 1: 4 to 1:10, more preferably in the range of 1: 5 to
  • the upper chamber may be filled with a volume of about 10 ml to about 25 ml, preferably about 15 ml to about 20 ml, most preferably about 18 ml.
  • the lower chamber may be filled with a volume of about 30 ml to about 50 ml, preferably about 35 ml to about 45 ml, most preferably about 40 ml.
  • the differently sized chambers can be adapted to the requirements for the production of the liquid food and in particular only be made as large as they are needed. For example, micro-nutrients, macronutrients, dietary foods, high-calorie nutritional supplements and balanced dietary supplements may be present in the smaller of the two compartments.
  • Fig. 1 shows a capsule according to the invention in a partially sectioned view of the
  • FIG. 3 shows the capsule according to FIG. 2 in a view obliquely from above
  • FIG. 4 shows a capsule body for the capsule according to FIG. 1;
  • FIG. 5a shows a view of a perforation element from the side;
  • FIG. 5b is a cross-sectional view of the perforation element of FIG. 5a;
  • 6a shows a view of a pressing element from above
  • Fig. 6b is a view of the pressing member of Fig. 6a in a partially sectioned
  • Fig. 7 is a view of a guide sleeve from the side
  • Fig. 8 shows an interaction of a capsule with a device
  • FIG. 9 shows an interaction of a device and a capsule inserted in the device in a further embodiment
  • FIG. 10 shows an interaction of a device and a capsule inserted in the device in a further embodiment
  • Fig. 1 1 is a flow chart for the interaction of a device and a capsule inserted into the device.
  • FIG. 1 shows a capsule 1 in a sectional view from the side.
  • the capsule 1 has a capsule body 2, a lid 3 and a separator 4.
  • the capsule 1 and the capsule body 2 is closed at the top with the lid 3.
  • the separator 4 divides the interior of the capsule 1 in two areas or the sealed capsule body 2 in two chambers 5, 6.
  • the separator 4 forms an upper chamber 5 between the lid 3 and the separator 4 and a lower chamber 6, the bottom side and is bounded laterally by the capsule body 2.
  • the capsule 1 is substantially rotationally symmetrical to the central axis.
  • a perforation 7 is formed, which can be pierced by means of a perforation 8.
  • the perforation 8 is formed as an elongated mandrel which tapers pointed at the front end, directed to the perforation 7.
  • the perforation element 8 has a perforation tip 9 at the front end.
  • the perforation 8 is loose in the chamber 5 and is surrounded by a guide sleeve 10.
  • the perforation element 8 is aligned by means of the guide sleeve 10 on the perforation 7 and guided with respect to the movement of the perforation element 8 by means of the guide sleeve 10.
  • the perforation 8 has an anvil 1 1, which is aligned in the direction of action on a stamp of a device into which the capsule 1 is inserted, when the capsule was inserted into the device.
  • the anvil 1 of the perforation 8 rests freely on the separator 4.
  • a pressing element 12 is placed, which is aligned in the pad in the capsule body 2 by means of its outer contour, which substantially corresponds to the inner contour of the capsule body 2 in the region of the support.
  • pressing element 12 has a central operative element 13 which is aligned centrally to the perforation 8. From the active element 13 extend for the alignment of the active element 13 to the capsule body 2 webs 15, the active element 13 to the capsule body 2 and the
  • Center perforation element 8 The webs 15 are connected at the end, spaced apart from the active element 13 by means of a centering ring 16.
  • the upper chamber 6 is formed part cone-shaped. The peripheral edge of the upper
  • Chamber 6 of the capsule body 2 has a rectilinear portion 17.
  • the rectilinear portion 17 is followed by a shoulder 18, which forms an angle of less than 90 ° with the portion 17.
  • the shoulder 18 surrounds the opening of the lower chamber 5 edge.
  • the separator 4 rests on the shoulder 18 at the edge and is at least partially connected thereto.
  • the wall of the capsule body 2 is configured in the region of the lower chamber 5 in the form of a partially elliptical section.
  • a flange 19 is formed on the capsule body 2, which surrounds the opening of the upper chamber 6 and the opening of the capsule body 2 at the edge.
  • Flange 19 is the lid 3, which is at least partially attached to the flange 19.
  • the capsule 1 has on the bottom side, spaced from the lid 3 in the region of the partially ellipsoidal section a flattening 20 which is rotationally symmetrical in the Center of the capsule body 2 is formed.
  • the flattening 20 is advanced with respect to the partially ellipsoidal section.
  • FIGS. 5a and 5b show an embodiment of a perforation element 8.
  • the perforation element 8 has a perforation tip 9 and an anvil 11.
  • Perforation tip 9 has surfaces 21 which enclose an angle of 90 ° to each other. As can be seen from FIG. 5b, the cross section of the perforation element 8 is at least partially cross-shaped. The cross shape is maintained beginning at the anvil 11 to the perforation 9.
  • Fig. 7 shows an embodiment of a guide sleeve 10, which has a tubular guide body 22 and a flange-like base 23.
  • Guide body 22 and base 23 have an angle of substantially 90 ° to each other.
  • slots 24 are formed through which a located at the bottom of the chamber 5 liquid in the guide sleeve 22 and by means of the
  • Perforationselements 8 produced hole at the perforation 7 can escape.
  • the slots 24 are curved. Each slot 24 has at least two elliptical or circular sections directed away from each other.
  • the guide sleeve 10 can be connected to the inside bottom of the capsule body 2.
  • Fig. 8 shows schematically an interaction of a capsule 1 with a device in which the capsule is inserted.
  • the device has a punch 25, which is in the direction of the perforation 8 on the lid side to the capsule 1 moves. There may be a flow of force from the punch 25 to the pressing member 12 and the
  • Perforation 8 take place, so that the capsule body 2 is perforated at the perforation 7 by the perforation 8.
  • the separator 4 is not perforated between the anvil 11 of the perforation element 8 and pressing element 12, since the anvil 11 of the perforation element 8 is substantially planar.
  • Injection elements 26, which can be acted upon by a liquid, can be moved to the capsule 1 in addition to the stamp 25 - together with the latter - and pierce the lid 3 and, if appropriate, the separator 4. Liquid can be supplied, with the substance located in the chambers 5, 6 can be flushed out of the perforation 7.
  • the perforation element 8 has in each case a perforation tip 9 on the front side, which perforates the capsule body 2 at the perforation point 7 and the separator 4 in the region of the active element 13 of the pressing element 12.
  • the active element 13 of the pressing element 12 has for this purpose a receptacle into which the head-side perforation 9 can dip.
  • the receptacle can also be designed as a fluid channel from the device into the capsule 1.
  • FIG. 10 shows an interaction of a device and a capsule 1 inserted into the device, wherein a perforation element 8a is formed on the device, with which the capsule body 2, the separator 4 and / or the lid 3 can be perforated.
  • the perforation element 8a is formed substantially like the perforation element 8, but may also have a liquid inlet, so that liquid can be guided into the chambers 5, 6 by means of the perforation element 8a.
  • Fig. 11 shows a flow chart for a cooperation of a capsule in a device in which water is stored.
  • the device further includes a pump which can pressurize the water.
  • a flooding unit is formed, in which the capsule can be inserted.
  • the flooding unit may include the receiving space for the capsule and injection elements that can inject the pressurized water into the capsule.
  • the water rinses out the substances present in the capsule and exits at an outlet of the device and fills a container located under the outlet with the liquid food as beverage.

Abstract

Die Erfindung betrifft in einem Aspekt eine Kapsel für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels mit einem Kapselkörper und zwei Kammern zur Aufnahme zweier Substanzen, wobei eine Kammer ein Perforationselement zum Perforieren des Kapselkörpers enthält, an dem ein Amboss für einen Stempel einer Vorrichtung, in die die Kapsel einlegbar ist, angeordnet ist.

Description

LigaLife GmbH & Co. KG
Berner Straße 76, 60437 Frankfurt, DE
"Kapsel für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, Verfahren zur Herstellung einer Kapsel für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, Verwendung einer Kapsel für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, System aus Kapsel und Vorrichtung sowie Vorrichtung zur Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels"
Die Erfindung betrifft eine Kapsel für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Kapsel, eine Verwendung einer Kapsel für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, sowie ein System aus einer Vorrichtung und einer Kapsel.
Kapseln für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, insbesondere Kaffee, sind bekannt. In der Kapsel ist eine Kammer zur Aufnahme einer Substanz, insbesondere Kaffee, ausgebildet. In die Kammer der Kapsel kann eine Flüssigkeit eingeleitet werden, sodass aus der Substanz und der eingeleiteten Flüssigkeit das gewünschte flüssige Lebensmittel, insbesondere Kaffee, mit einer entsprechenden Vorrichtung, beispielsweise einer Kaffeemaschine, gebildet wird.
EP 1 710 172 A1 offenbart eine Wegwerfkapsel mit einem Einlauf- als auch einem Auslaufverschluss, die durch hydraulische Einwirkung einer Flüssigkeit geöffnet werden. Hierzu wird die Flüssigkeit von einem Infusionsmodul unter einem vorbestimmten Druck zugeführt, wobei keine zusätzlichen Mittel zum Durchstechen der Wegwerfkapsel notwendig sind.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Die Ausgestaltung hinsichtlich einer zwei Kammern aufweisenden Kapsel ist aufwendig und führt im Sinne einer definierten und vorbestimmten Mischung von zwei in zwei unterschiedlichen Kammern der Kapsel vorliegenden Substanzen zu einem unbefriedigenden Ergebnis.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kapsel für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, ein Verfahren zur Herstellung einer Kapsel, eine Verwendung einer Kapsel, sowie ein System aus Kapsel und Vorrichtung zu schaffen, bei dem der Auslauf der Flüssigkeit aus einer Kapsel weitestgehend definiert erfolgen kann. Es kann zumindest einer der Nachteile überwunden werden: Kontamination der Vorrichtung, in die die Kapsel eingelegt wird, mit dem Kapselinhalt und/oder der sich ergebenden Flüssigkeit; unzureichende Ausspülung und/oder Mischung der in der Kapsel enthaltenen Substanzen; Verletzungsgefahr, insbesondere beim Reinigen der Vorrichtung, an spitzen Elementen innerhalb der Vorrichtung; fehlende Abstimmung des Elements zur Durchführung der Perforation mit der Kapsel; sowie Undefinierter und/oder nicht definiert begrenzter Auslauf aus der Kapsel.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der entsprechenden abhängigen Patentansprüche und der hiernachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung geht in einem Aspekt von dem Grundgedanken aus, dass eine Kapsel gebildet werden kann, bei der ein Perforationselement zum Perforieren des Kapselkörpers innerhalb der Kapsel angeordnet ist. Die Kapsel nach diesem Aspekt der Erfindung enthält damit ein Perforationselement, mit dem der Kapselkörper, insbesondere an einer im Wesentlichen definierten Perforationsstelle, perforiert werden kann. Um die Perforation durchzuführen, kann an dem Perforationselement ein Amboss angeordnet sein, der mit einem Stempel einer Maschine, in die die Kapsel einlegbar ist, zusammenwirken kann. Zur Erzeugung des flüssigen Lebensmittels übt die Maschine mittels eines Stempels einen Druck auf den Amboss aus, wodurch das dann mit dem Amboss in Wirkverbindung stehende Perforationselement den Kapselkörper perforiert. Die Maschine, in die die Kapsel eingelegt ist, muss selbst kein Perforationselement aufweisen, mit dem der Kapselkörper der Kapsel perforiert wird. Damit entfällt eine Kontamination eines an der Maschine ausgebildeten Perforationselements. Ferner können an die Kapsel angepasste Perforationselemente, die bereits während der Herstellung der Kapsel in dieselbe eingesetzt werden können, verwendet werden. Eine Anpassung der Perforation der Kapsel kann somit innerhalb der in der Kapsel vorliegenden Elemente und Geometrie durchgeführt werden. Da die erfindungsgemäße Kapsel lediglich eine Interaktion mit einem an der Maschine vorgesehenen Stempel erfordert, kann einer Änderung der Geometrie und/oder Struktur der Kapsel Rechnung getragen werden, indem das innerhalb der Kapsel vorgesehene Perforationselement angepasst werden kann. Diese Ausgestaltung der Kapsel ist nicht nur hinsichtlich der Perforation derselben wünschenswert, sondern ermöglicht auch eine einfache Handhabung bei der Befüllung und einem anschließenden Auflegen und Verbinden mit einem die beiden Kammern trennenden Trenner und einem Deckel sowie eine einfache Verwendung in einer Vorrichtung zur Erzeugung von flüssigen Lebensmitteln. Das Perforationselement kann nach der Verwendung in der Kapsel verbleiben und entsorgt werden.
Der Begriff „Kapsel" umfasst erfindungsgemäß ein kleines, vorzugsweise in einer Achse symmetrisches, insbesondere verschlossenes Behältnis, das im Wesentlichen ellipsenförmig, kugelförmig, zylinderförmig oder umgekehrt kegelförmig zumindest in Teilabschnitten sein kann. Die Kapsel kann becher- oder schalenförmig ausgestaltet sein. Die Kapsel kann endseitig bzw. kopfseitig mit einem Deckel verschlossen sein. In der Kapsel kann ein Trenner vorhanden sein zur Ausbildung der Unterteilung für zwei Kammern. Deckel und Trenner können im Wesentlichen senkrecht oder unter einem kleinen Winkel zu einer Symmetrieachse der Kapsel angeordnet sein. Der Volumeninhalt der Kapsel kann insbesondere zwischen ungefähr 30 ml und ungefähr 200 ml, bevorzugt zwischen ungefähr 50 ml und ungefähr 150 ml, insbesondere bevorzugt zwischen ungefähr 60 ml und ungefähr 120 ml liegen.
Der Begriff „Kapselkörper" umfasst erfindungsgemäß die Kapselschale bzw. den Kapselbecher, die bzw. der mit einem Deckel verschlossen werden kann. Der Begriff „Kapselkörper" umfasst damit erfindungsgemäß die Seitenwand und den Boden der Kapsel. Der Kapselkörper kann im Bereich der Seitenwand und des Bodens eine Außenkontur der Kapsel definieren. Der Verschluss des Kapselkörpers mit dem Deckel kann an einem am Kapselkörper ausgeformten Flansch mittels eines Versiegeins bzw. Thermosiegelns, Ultraschall-Schweißens oder Klebens, insbesondere eines eine stoffschlüssige Verbindung erzeugenden Verfahrens, zwischen Deckel und Flansch erfolgen. Der Begriff„Flansch" umfasst erfindungsgemäß einen bezüglich einer Fläche herausragenden Abschnitt, der insbesondere kopfseitig an dem Behältnis vorgesehen ist und einen Randabschnitt des Behältnisses bzw. der Kapsel bilden kann. Auf dem Flansch liegt randseitig der Deckel auf, der als Folie ausgestaltet sein kann. Der Kapselkörper kann insbesondere ein Polymer aufweisen bzw. aus diesem bestehen. Der Kapselkörper kann mehrere Schichten aufweisen, beispielsweise ist es möglich, dass der Kapselkörper eine Schichtung aus PP/EVOH/PP (Polypropylen/Ethylen- Vinylalkohol/Polypropylen) aufweist. Der Kapselkörper kann auch einen biologisch abbaubaren Werkstoff aufweisen bzw. aus diesem bestehen. Der Kapselkörper kann auch einen aus PLA hergestellten Thermoplast aufweisen bzw. aus diesem bestehen. Der Kapselkörper kann auch ein Polypropylen aufweisen, welches mit einem Plasma (SiOx) beschichtet ist. Die Materialien erlauben ein einfaches Spritzgießen, Extrudieren, Blasformen, Warmumformen, Schweißen, Tiefziehen und eine spanende Verarbeitung. Ferner sind die Materialien geruchlos, physiologisch unbedenklich und insbesondere für Anwendungen im Lebensmittelbereich und der Pharmazie geeignet.
Der Begriff „aufweisen" ist im Sinne der Erfindung weit zu verstehen und umfasst sowohl den Begriff „bestehen aus", wobei übliche Verunreinigungen nicht ausgeschlossen sind, als auch das Vorhandensein weiterer Materialien.
Unter dem Begriff„Trenner" wird ein konstruktives Element der Kapsel verstanden, das zum Abtrennen der beiden Kammern an der Kapsel bzw. dem Behältnis vorhanden ist. Insbesondere kann der Trenner als Folie ausgestaltet sein, wobei der Begriff „Folie" erfindungsgemäß ein dünnes, flächiges Element umfasst, das vorzugsweise als ein dünnes Metall-, Papier- oder Kunststoffelement ausgestaltet sein kann, das sehr dünn ausgebildet sein kann. Der Trenner kann bevorzugt, eine Barriere aufweisen oder als solche ausgestaltet sein, die undurchlässig für ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, sein kann. Der Trenner kann für eine Kammer den Boden und für die andere Kammer den Deckel bilden, sodass mit einem Element zwei Funktionen bedient werden. Vorzugsweise ist der Trenner und/oder die Verbindung des Trenners mit einem Absatz am Kapselkörper derart ausgestaltet, dass beim Herstellen des flüssigen Lebensmittels eine Aufhebung der Trennfunktion des Trenners stattfindet und die beiden Kammern der Kapsel zumindest teilweise von einem Fluid durchströmt werden und sich die Substanzen mit dem Fluid zum flüssigen Lebensmittel vermischen. Insbesondere können Deckel und Trenner mit einem injektionsnadelartigen Element durchstochen werden, wobei in dem Element in Höhe der oberen Kammer ein seitliches Loch ausgebildet sein kann, durch welches ein in das Element mit Druck beaufschlagtes Fluid in die obere Kammer gespült werden und von dieser mittels des seitlichen Lochs in die zweite Kammer gelangen kann. Die obere Kammer wird somit ausgespült und über das injektionsnadelartige Element (nach Eintritt in das seitliche Loch und weiter im Längsverlauf des Elements) gelangt das Fluid mit der Substanz der oberen Kammer in die untere Kammer. Es kann somit eine Ausführungsform geschaffen werden, bei der das Fluid nicht durch Durchbrüche des Trenners strömt, sondern innerhalb des injektionsnadelartigen Elements von einer Kammer in die andere strömt. Das Fluid, mit den beiden Substanzen der beiden Kammern tritt aus der Kapsel an dem durch das Perforationselement erzeugten Auslass.
Der Trenner ist vorzugsweise mit einem am Kapselkörper ausgebildeten Absatz verbunden. Unter dem Begriff „Absatz" wird erfindungsgemäß ein sich in den Innenraum des Behältnisses bzw. der Kapsel erstreckender Zwischenabschnitt des Kapselkörpers verstanden, der winkelig zu einem innenseitigen Wandungsabschnitt des Behältnisses bzw. der Kapsel ausgebildet ist. Der Absatz kann einen Abschnitt einer Plattform bilden. Bevorzugt weist eine Wandung der Kapsel im Bereich des Absatzes und in den daran anschließenden Bereichen eine im Wesentlichen gleiche Dicke auf, sodass zumindest in den genannten Bereichen die Außenkontur der Kapsel der Innenkontur der Kapsel entspricht. Der Absatz kann auch winkelig zu einem außenseitigen Wandungsabschnitt der Kapsel ausgebildet sein. Der Absatz kann den sonst gleichförmigen Verlauf der Außenkontur einer Wandung der Kapsel unterbrechen. Auf dem Absatz ist randseitig der Trenner aufgelegt und mit diesem beispielsweise mittels Thermosiegelns, Ultraschall-Schweißen oder Kleben, vorzugsweise stoffschlüssig, verbunden.
Der Begriff „Lebensmittel" umfasst erfindungsgemäß als Oberbegriff sowohl eine Flüssigkeit, wie beispielweise das Trinkwasser, als auch jedwedes feste, pastöse oder fluidische Nahrungsmittel und Nahrungsergänzungsmittel. Die in den Kammern aufgenommenen Substanzen können insbesondere Mikronährstoffe, Makronährstoffe, diätetische Lebensmittel, hochkalorische Nahrungsergänzungsmittel, bilanzierbare Nahrungsergänzungsmittel, Fruchtsaft(-konzentrate), Gemüsesaft(-konzentrate), Fruchtpulver, Fruchtextrakte, Püreekonzentrate, Pulpkonzentrate und/oder Mischungen hiervon aufweisen. Die Substanzen können in der Konsistenz flüssig, nektarartig, sirupartig, honigartig, fest, halbfest, als Pulver, als Granulat, als lösbare Tablette oder als Brausetablette mit Gasentwicklung vorliegen. Pulverförmige Substanzen können gefriergetrocknete Substanzen sein. Die Konsistenz der Substanzen in den Kammern kann unterschiedlich oder gleich sein. Beispielsweise kann in einer Kammer eine pulverförmige Substanz vorliegen und in einer Kammer eine sirupartige Substanz oder in beiden Kammern liegt eine pulverförmige Substanz vor.
Mikronährstoffe, die wasserlöslich und fettlöslich sein können, umfassen Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente und sekundäre Pflanzenstoffe. Makronährstoffe umfassen Eiweiße, Fette und Kohlenhydrate.
Vorzugsweise können die in den Kammern vorhandenen Substanzen derart getrennt sein, dass gegenüber einer Mischung der Substanzen eine längere Lagerung möglich ist. Die Substanzen können erst kurz vor der Erzeugung und Verwendung bzw. oralen
Einnahme des Lebensmittels gemischt bzw. in Verbindung gebracht werden.
Der Begriff„Perforationselement" bezeichnet ein Element, mit dem eine Durchlochung bzw. Schaffung eines Auslasses am Kapselkörper möglich ist. Im Kapselkörper kann mit dem Perforationselement ein Loch, insbesondere an einer im Wesentlichen vorbestimmten Perforationsstelle, ausgebildet werden, aus dem die aus der Kapsel ausgespülten Substanzen, die in den beiden Kammern vorliegen, austreten. Das Perforationselement kann mit der Kapsel zusammen entsorgt werden. Vorzugsweise ist das Perforationselement in der Kapsel beweglich. Das Perforationselement kann in der Kammer zusammen mit umgebender Substanz angeordnet sein. Der Begriff
„umgeben" umfasst in diesem Zusammenhang die Anordnung von Substanz und zumindest eines Abschnitt des Perforationselements bezogen auf gleiche Höhe der Kapsel in Richtung einer Mittelachse der Kapsel. Das Perforationselement kann insbesondere langgestreckt ausgebildet sein, wobei das Verhältnis zwischen Längserstreckung und Querschnitt (Quererstreckung) quer zur Längserstreckung größer als 1 ,5, bevorzugt größer als 2, mehr bevorzugt größer als 2,5 und insbesondere bevorzugt größer als 3 ist. Das Perforationselement weist mindestens an einer endseitigen Stirnfläche eine Perforationsspitze auf. Die Perforationsspitze kann durch einen spitz zulaufenden Querschnitt des Perforationselements gebildet sein. Die Perforationsspitze kann Flächenbereiche umfassen, die einen Winkel zur Längsachse des Perforationselements aufweisen, der kleiner als 90° ist. Die Perforationsspitze kann an einer Stirnseite des Perforationselements spitz zulaufende, d.h. idealerweise auf einen Punkt zulaufende, Stirnfläche aufweisen. Die Perforationsspitze kann sich zu zumindest einer Stirnseite des Perforationselements hin verjüngen. Das Perforationselement kann insbesondere ein Polymer oder ein Polypropylen aufweisen. Das Perforationselement kann auch Polyamidfasern oder ein Hochleistungspolymer oder ein Polyphthalamid aufweisen bzw. aus diesem bestehen, beispielsweise können unter dem Handelsnamen„Grivory" oder„Grilon" erhältliche Materialien verwendet werden, ebenso kann PA 6.6 verwendet werden. Das Perforationselement kann in einer Kammer der Kapsel angeordnet sein, ohne eine stoffschlüssige Verbindung zum Kapselkörper, dem Deckel oder dem Trenner aufzuweisen. Das Perforationselement kann damit frei bzw. lose, in der Kammer angeordnet sein, wobei das Perforationselement in der Kammer gehalten werden kann. Hierdurch kann das Herstellungsverfahren der Kapsel vereinfacht werden, indem das Perforationselement lediglich als separates Bauteil in die Kammer eingesetzt werden kann.
Die Perforationsstelle im Kapselkörper kann als Sollbruchstelle ausgestaltet sein, die bei Einwirken des Perforationselements bricht. Die Perforationsstelle kann als im Kapselkörper vorliegende Struktur ausgebildet sein. Die Perforationsstelle kann als lokaler Vorsprung oder als lokale Vertiefung im Kapselkörper ausgebildet sein. Vorsprung oder Vertiefung können insbesondere dreidimensional ausgebildet sein. Die Perforationsstelle kann insbesondere mittig im Kapselkörper angeordnet sein. Die Perforationsstelle kann eine Materialverringerung des Kapselkörpers aufweisen.
Das Perforationselement ist vorzugsweise in der unteren der beiden Kammern der Kapsel angeordnet, wobei bei einer sich zu einem Ende hin im Querschnitt verjüngenden Kapsel die dem verjüngten Ende nähere Kammer die untere Kammer ist. Zur Perforationsspitze des Perforationselements kann ein ambossseitiger Abschnitt des Perforationselements, insbesondere an der anderen Stirnseite, beabstandet sein.
Das Perforationselement kann somit vorzugsweise an einem Ende eine Perforationsspitze und am anderen Ende den Ambossabschnitt aufweisen, wobei nicht ausgeschlossen ist, dass der Ambossabschnitt selbst als (Perforations-)Spitze ausgebildet ist. Das Perforationselement ist vorzugsweise in Form eines langgestreckten Elements ausgebildet. Der Durchmesser des Perforationselements in Längsrichtung liegt im Bereich von ungefähr 3 mm bis ungefähr 18 mm, bevorzugt ungefähr 5 mm bis ungefähr 15 mm, besonders bevorzugt ungefähr 5 mm bis ungefähr 10 mm. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Durchmesser des Perforationselements ungefähr 8 mm. Die Länge des Perforationselements liegt im Bereich von ungefähr 15 mm bis ungefähr 35 mm, bevorzugt ungefähr 20 mm bis ungefähr 30 mm, besonders bevorzugt ungefähr 23 mm bis ungefähr 28 mm. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Länge des Perforationselements ungefähr 25 mm. Insbesondere kann das Perforationselement als ein dornförmiges Element ausgebildet sein. Das Perforationselement ist vorzugsweise im Wesentlichen zentrisch zur Mittelachse der Kapsel angeordnet.
Der Begriff „Amboss" umfasst erfindungsgemäß ein mit dem Perforationselement mittelbar oder unmittelbar in Kontakt stehendes Element, welches mit einem vorrichtungsseitigen Stempel mittelbar oder unmittelbar in Kontakt treten kann. Der Amboss kann einstückig mit dem Perforationselement ausgebildet sein. Der Amboss kann getrennt von dem Perforationselement vorgesehen sein und den
Ambossabschnitt des Perforationselements umgeben. Der Ambossabschnitt und der getrennt von dem Perforationselement ausgebildete Amboss können form-, kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Eine einstückige Ausbildung des Perforationselements mit einem Amboss hat den Vorteil der Verringerung der für die Herstellung der Kapsel erforderlichen Elemente. Eine mehrstückige Ausbildung, bei der das Perforationselement und der Amboss getrennt voneinander hergestellt werden hat den Vorteil, dass mittels der Ausgestaltung des Ambosses eine Anpassung des Perforationselements an den vorrichtungsseitigen Stempel möglich ist, ohne das Perforationselement, welches auf die Ausgestaltung der Kapsel, bzw. des Kapselkörpers ausgerichtet ist, zu ändern. Ein erfindungsgemäßer Amboss kann auch als spitz zulaufendes Element, insbesondere als endseitig angeordnete weitere (Perforations-)Spitze, ausgestaltet sein.
Die erfindungsgemäße Kapsel weist zwei Kammern auf, wobei in der einen Kammer ein Sirup und in der anderen Kammer ein Pulver vorliegen kann. Die Kapsel kann mit kaltem Wasser durchflutet werden und die erste Kammer, beispielsweise die mit Pulver gefüllte Kammer, und die zweite Kammer, die beispielweise einen Sirup enthalten kann, auflösen und gelangt durch den Auslass aus der Kapsel in den bereitgestellten Behälter zur Aufnahme des erstellten, flüssigen Lebensmittels. Durch die komplette Durchflutung können die Inhalte der Kapsel komplett„ausgewaschen" werden, sodass nur noch eine gereinigte leere Kapsel übrig bleibt, die insbesondere problemlos im Kunststoffabfall und/oder Restmüll entsorgt werden kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Kapsel recycelt wird.
Vorzugsweise ist das Perforationselement in der bodenseitigen Kammer der Kapsel angeordnet. Die Länge des Perforationselements und der Amboss können derart ausgestaltet sein, dass bei einer Anordnung des Perforationselements in der Kammer zusammen mit dem an dem Ambossabschnitt angeordneten Amboss, der Amboss endseitig - beabstandet von der Perforationsspitze - in Kontakt mit dem die beiden Kammern trennenden Trenner ist. Der Trenner kann das Perforationselement unmittelbar oder mittelbar über den Amboss zumindest an einem Ende stabilisieren.
Die Länge des Perforationselements zusammen mit dem Amboss kann insbesondere im Wesentlichen der Höhe der unteren Kammer entsprechen.
Vorzugsweise ist das Perforationselement von einer innerhalb einer Kammer angeordneten Führungshülse, insbesondere in Richtung auf die Perforationsstelle, geführt, sodass eine definierte Perforation an einer vorbestimmten Stelle, insbesondere der Perforationsstelle, durchgeführt werden kann. Der Begriff„Führungshülse" umfasst eine zumindest abschnittsweise als ring- oder rohrförmiges Element ausgestaltete Führung, wobei die Führung im Wesentlichen durch einen, gegebenenfalls Durchbrechungen oder Schlitze aufweisendes, Rohrmantel gebildet sein kann. Der
Rohrmantel bzw. das rohrförmige Element kann auch mittels Zapfen oder Vorsprüngen gebildet sein, die eine Innenkontur definieren, die das Perforationselement umgeben kann Die Innenkontur muss keinen geschlossenen Umfang aufweisen. Die Führungshülse kann derart ausgerichtet sein, dass das Perforationselement im Wesentlichen genau eine Stelle des Kapselkörpers perforieren kann. Vorzugsweise ist die Führungshülse in der Kapsel bodenseitig mit dem Kapselkörper verbunden. Insbesondere weist die Kapsel hierzu eine bodenseitige Abflachung auf, in deren Bereich die Führungshülse mit dem Kapselkörper verbunden ist. Die Führungshülse kann aus Polypropylen, einem teilkristallinen Thermoplast, bestehen, oder dieses Material aufweisen. Es ist möglich, dass die Führungshülse einstückig bzw. einteilig mit dem Kapselkörper ausgebildet ist. Der Kapselkörper kann zusammen mit der Führungshülse in einem Spritzverfahren hergestellt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Führungshülse separat hergestellt und mit dem Kapselkörper mittels Ultraschallschweißens verbunden ist. An der Führungshülse kann hierzu eine flanschartige Grundfläche ausgebildet sein, die mit dem Boden des Kapselkörpers verbunden werden kann. Die Hülse und die flanschartige Grundfläche können einen Winkel von im Wesentlichen 90° zueinander einschließen. Das Ultraschallschweißen kann mittels einer Sonotrode, bei der hochfrequente mechanische Schwingungen in die Führungshülse, insbesondere den flanschartigen Basisbereich, und/oder den Boden des Kapselkörpers eingeleitet werden, verbunden werden. Die Führungshülse kann für das Perforationselement eine im Wesentlichen geradlinige Bewegungsrichtung definieren, beispielweise kann sich die Hülse von dem Kapselkörper in den Innenraum der Kammer erstrecken und das Perforationselement derart aufnehmen, dass die Hülse das Perforationselement umfangsseitig zumindest über einen, insbesondere endseitig angeordneten, Längsabschnitt umgibt.
Vorzugsweise ist der Kapselkörper, insbesondere zur Ausbildung einer Perforationsstelle, im Durchlass der Führungshülse derart ausgebildet, dass der Kapselkörper im Durchlass einen Abschnitt aufweist, der von der Kammer weg oder in die Kammer hinein gebogen ist. Hierdurch kann ein Abschnitt im Kapselkörper erzeugt werden, der für einen definierten Auslass vorteilhaft sein kann. Insbesondere kann im Durchlass der
Führungshülse ein nasenförmiger Abschnitt des Kapselkörpers ausgebildet sein, der in das Innere der Kapsel ragt. Die Perforationsspitze des Perforationselements kann auf die Nase ausgerichtet sein und bei einer Perforation des Kapselkörpers im Bereich der Nase kann ein geformter und durchstochener Auslauf erzeugt werden.
Vorzugsweise weist die Führungshülse seitliche Schlitze auf, durch die das mit den in der Kapsel befindlichen Substanzen gebildete flüssige Lebensmittel aus der Kapsel austreten kann. Die Schlitze können als Austritt für das flüssige Lebensmittel verwendet werden und führen dazu, dass möglichst wenige Reste in der Kapsel vom erzeugten flüssigen Lebensmittel zurückbleiben. Die Schlitze können in Längsrichtung der Hülse oder kurvig zur Längsrichtung der Hülse ausgestaltet sein. Eine kurvige Ausgestaltung in Abweichung von der geradlinigen Ausgestaltung parallel zur Längserstreckung der Führungshülse kann zu einer Verbesserung des Auslasses des Lebensmittels führen, da ein größerer Umfangsbereich um die Führungshülse erfasst werden kann.
In einer Ausführungsform können in der Führungshülse in Längsrichtung der Führungshülse sich erstreckende Führungselemente ausgebildet sein, die mit entsprechenden am Perforationselement ausgebildeten (geführten) Elementen zusammenwirken können. Die Führung des Perforationselements kann mittels der an der Führungshülse ausgebildeten Führungselemente erhöht werden. Beispielsweise können in die Führungshülse hineinragende Vorsprünge mit Vorsprüngen am Perforationselement zusammenwirken und eine Ausrichtung und/oder Führung des Perforationselements in der Führungshülse verbessern. Beispielsweise ist eine schienenförmige und/oder nockenförmige Ausbildung von Führungselementen in der
Führungshülse möglich. Mittels einer nockenförmigen Führung oder einer schienenförmigen Führung kann ein länglich ausgebildetes, an dem Perforationselement vorgesehenes, in Längsrichtung des Perforationselements sich zumindest teilweise erstreckendes Element des Perforationselements entlang der nockenartigen und/oder schienenartigen Führungselemente geführt werden. ln einer bevorzugten Ausführungsform weist das Perforationselement einen Längsabschnitt auf, der im Querschnitt sternförmig ausgebildet sein kann. Der Querschnitt kann ein n-Eck-förmiges Polygon, insbesondere ein 2n-Eck sein, dessen Kanten alle gleich lang sein können. Mit scharf ausgebildeten Kanten kann eine Perforationswirkung erhöht werden. Eine symmetrische Ausgestaltung, insbesondere punktsymmetrisch zum Querschnittsmittelpunkt ist bevorzugt, um eine gleichmäßige Perforationswirkung bezogen auf den Umfang zu erreichen. Ein n-spitziger Stern kann auf geradlinige Abschnitte reduziert sein, die eine Ecke des Polygons mit dem Mittelpunkt des Polygons bzw. Querschnitts verbinden. Der Querschnitt kann als Sternform auch kreuzförmig sein. Durch die Ecken des Querschnitts können sich in
Längsrichtung erstreckende gerade Abschnitte ergeben, die auch für eine Führung mittels der in der Führungshülse möglicherweise vorgesehenen Führungselemente geführt werden können. Mittels einer zumindest teilweise ausgebildeten kreuzförmigen Ausgestaltung des Perforationselements ist eine Verringerung der Masse und des Materials des Perforationselements bezogen auf eine Einhüllende des Umfangs erreichbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kapsel ein Presselement auf, das am Trenner in Wirkrichtung des Perforationselements angeordnet ist. Mittels des Presselements kann eine Verlängerung des Perforationselements in die andere Kammer der Kapsel erreicht werden, ohne dass sich das eigentliche Perforationselement und/oder das Presselement durch den Trenner zu erstrecken braucht. Das Perforationselement, welches in einer Kammer vorliegt, kann mit dem Presselement bei Einwirken des vorrichtungsseitigen Stempels derart zusammenwirken, dass ein Kraftfluss zwischen vorrichtungsseitigem Stempel, Presselement und Perforationselement vorliegt. Das Presselement liegt insbesondere mit einem Wirkelement in Richtung der Wirkverbindung von vorrichtungsseitigem Stempel und Perforationselement. Vorzugsweise weist das Presselement eine Höhe auf, die im Wesentlichen der Höhe der Kammer entspricht, in der das Presselement angeordnet ist. Das Presselement kann die in der Höhe der oberen Kammer vorliegende Strecke zur Ausbildung des Kraftflusses zwischen vorrichtungsseitigem Stempel und Perforationselement überbrücken. Vorzugsweise ist das Presselement in der oberen Kammer angeordnet. Das Presselement kann auf dem Trenner, insbesondere frei, d.h. ohne stoffschlüssige Verbindung, aufliegen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Presselement zentrisch in der Kapsel angeordnet und zentrisch auf das Perforationselement ausgerichtet. Das Vorsehen eines Presselements kann den von dem vorrichtungsseitigen Stempel zurückzulegenden Weg zum Einwirken auf das Perforationselement verringern. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Presselement ein Ausrichtelement, insbesondere Zentrierelement auf. Das Ausricht- bzw. Zentrierelement kann mit seinem Außenumfang an eine Innenkontur des Kapselkörpers zur Ausrichtung und/oder Zentrierung des Presselements in der Kapsel angepasst sein. Das Zentrierelement kann einen nicht geschlossenen Außenumfang aufweisen, wobei einzelne Abschnitte der Innenkontur des Kapselkörpers entsprechen. Das Zentrierelement kann beispielsweise Außenumfangselement aufweisen, die der Innenkontur des Absatzes am Kapselkörper entsprechen. Das Zentrierelement kann ringförmig, ellipsenförmig oder spiralförmig ausgestaltet sein und auf dem Absatz des Kapselkörpers, vorzugsweise mit zu dem Absatz ausgerichtetem Wirkelement, aufliegen. Die ringförmige Ausgestaltung kann zu einer vorbestimmten Anordnung und/oder Ausrichtung genutzt werden. Das Presselement kann mindestens einen oder mehrere Stege aufweisen. Der bzw. die Steg(e) verläuft bzw. verlaufen in der vom Zentrierelement aufgespannten Ebene. Der bzw. die Stege kann bzw. können mit einem sich in der Höhe der Kammer erstreckenden Wirkelement, das insbesondere in Wirkrichtung zwischen Perforationselement und vorrichtungsseitigem Stempel vorliegt, verbunden sein. Wirkelement und Steg(e) können einstückig miteinander ausgebildet sein. Durch eine Ausgestaltung mit Stegen kann Material und Gewicht eingespart werden gegenüber einer massiven Ausgestaltung. Die Wirkrichtung verläuft im Sinne der Erfindung insbesondere im Wesentlichen senkrecht zum Deckel der Kapsel und ist bevorzugt mittig zur Kapsel zentriert.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Perforationselement an beiden Enden spitz ausgebildet, welches bei der Handhabung, insbesondere bei der Befüllung der Kapsel, zu Vorteilen führt. Beispielsweise kann so die Möglichkeit verringert werden, dass in die untere Kammer einzufüllendes Gut auf dem Perforationselement beim Befüllen gelangt, welches dann nicht mehr aus der Kapsel ausgetragen werden kann. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass mittels des Perforationselements neben der Perforierung des Kapselkörpers auch eine Perforierung des Trenners und/oder des Deckels durchführbar ist. Beispielsweise kann ein Presselement in Wirkrichtung zwischen dem vorrichtungsseitigen Stempel und dem Perforationselement eine topfartige Ausgestaltung aufweisen, die die weitere Perforationsspitze beim Einwirken des vorrichtungsseitigen Stempels aufnimmt und den zwischen der Perforationsspitze und dem Pressring angeordneten Trenner durchlocht.
Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Herstellen einer Kapsel für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels mit einem Kapselkörper und zwei mittels eines Trenners voneinander getrennten Kammern, die zur Aufnahme jeweils einer Substanz ausgestaltet sind. Das Verfahren umfasst den Schritt des Einsetzens eines Perforationselements in eine Kammer; das Befüllen der Kammer mit einer Substanz; das Einsetzen des Trenners und Verbinden des Trenners mit dem Kapselkörper. Ferner umfasst das Verfahren den Schritt des Befüllens der oberhalb des Trenners angeordneten zweiten Kammer und das Verschließen des Kapselkörpers mit dem Deckel, der insbesondere als eine Deckelfolie ausgestaltet sein kann.
Die Erfindung schafft auch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, in die eine Kapsel, insbesondere eine oben beschriebene Kapsel, eingesetzt werden kann. Die Vorrichtung weist ferner einen Stempel auf, der der von einer ersten Position außerhalb des Aufnahmeraums in eine zweite Position, in der der Stempel teilweise in den Aufnahmeraum hineinragt, bewegt werde kann..
Die Erfindung schafft auch eine Verwendung einer oben beschriebenen Kapsel zum Erzeugen eines flüssigen Lebensmittels, wobei insbesondere eine oben beschriebene Vorrichtung verwendet werden kann.
Die Erfindung schafft ferner ein System umfassend eine vorbeschriebene Kapsel und eine vorbeschriebene Vorrichtung, in die die Kapsel einlegbar ist.
Ferner schafft die Erfindung ein System aus einer Vorrichtung mit einem Perforationselement zur Perforierung einer in einen Aufnahmeraum der Vorrichtung einlegbaren Kapsel, wobei die Kapsel im Bereich des Kapselkörpers perforiert wird und das Perforationselement von einer ersten Position außerhalb des Aufnahmeraums in eine zweite Position, in der das Perforationselement teilweise in den Aufnahmeraum hineinragt, bewegt werden kann und einer Kapsel mit einem Kapselkörper und zwei Kammern zur Aufnahme zweier Substanzen. Hierdurch ist es möglich, dass die Vorrichtung selbst ein Perforationselement aufweist, sodass das Perforationselement mehrfach zur Perforierung von Kapselkörpern verwendet werden kann. Das Perforationselement in der Vorrichtung kann als ein Austauschelement ausgestaltet sein, welches nach einer vorbestimmten Anzahl von Zyklen, bzw. Perforierungen ausgetauscht werden kann. Gemäß dem Aspekt der Erfindung, eine Vorrichtung mit einem Perforationselement zur Perforierung einer in einen Aufnahmeraum der Vorrichtung einlegbaren Kapsel zu schaffen, kann die Kapsel auch eine Kammer aufweisen; das Vorsehen einer zweiten Kammer, die mittels eines Trenners im Kapselkörper ausgebildet ist, ist nicht notwendig, aber auch nicht ausgeschlossen.
In bevorzugter Ausführungsform weist die Vorrichtung des Systems ein Perforationselement auf, das einen Frontabschnitt aufweist, der dafür vorgesehen ist, sich in der zweiten Position in der Kapsel zu befinden. Dieser Frontabschnitt ist vorzugsweise so ausgestaltet, wie das oder eine der bevorzugten Ausführungsformen des zuvor beschriebene Perforationselement(s), das sich gemäß dem zuvor beschriebenen Aspekt der Erfindung in der Kapsel befindet. Eine Vorrichtungen zur Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels aus einer Kapsel kann ein Injektionselement auf weisen, mit dem Flüssigkeit in die Kapsel eingetragen werden kann. Ein derartiges Injektionselement kann eine Perforationsspitze aufweisen, mit der es eine Kapselschale oder einen Deckel oder einen Trenner perforieren kann. Ein derartiges Injektionselement kann von einer hinteren Position in eine vordere
Position verschoben werden und dabei die Kapselschale, bzw. den Deckel, bzw. den Trenner perforieren. Das Injektionselement weist insbesondere bevorzugt zumindest für einen Teil seiner Längserstreckung einen geschlossenen Kanal mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung auf, durch den die in die Kapsel einzubringende Flüssigkeit strömen kann. Die Austrittsöffnung kann im Bereich der
Perforationsspitze vorgesehen sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Perforationselement der Vorrichtung kein Injektionselement. Insbesondere bevorzugt weist das Perforationselement der Vorrichtung keinen sich über einen Teil seiner Längserstreckung erstreckenden, geschlossenen Kanal und insbesondere bevorzugt keinen sich über einen Teil seiner Längserstreckung erstreckenden, geschlossenen
Kanal mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung auf.
Vorzugsweise sind Flansch und Absatz des Kapselkörpers einstückig miteinander verbunden, was die Herstellung vereinfacht und ermöglichen kann, dass definierte Bedingungen erhalten werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Behältnis der Kapsel einstückig ausgebildet, was die Konstruktion und die Herstellung weiter vereinfacht. Beispielsweise kann das Behältnis tiefgezogen oder spritzgegossen werden. Eine Wandung der Kapsel bzw. des Kapselkörpers kann vorzugsweise eine im Wesentlichen gleiche Dicke über die gesamte Erstreckung der Wandung aufweisen, wobei der Flansch des Behältnisses geringfügig dicker ausgestaltet sein kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen Flansch und Absatz eine im Wesentlichen gleiche Orientierung ihrer Oberflächennormalen auf, wodurch das Befüllen und Auflegen und/oder Befestigen des Deckels und des Trenners in nachfolgenden Verfahrensschritten ein und derselben Vorrichtung durchgeführt werden kann und/oder die Kapsel zum Auflegen und/oder Befestigen von Deckel und Trenner nicht bewegt oder unterschiedlich orientiert oder gar zu unterschiedlichen Stationen verbracht werden muss. Besonders bevorzugt sind Flansch und Absatz konzentrisch zueinander ausgebildet. Erste und zweite Kammer können über dieselbe Öffnung des Behältnisses gefüllt werden. Es können sich definierte Bedingungen für die beiden Kammern ergeben. Die über dem Trenner angeordnete Kammer kann mit dem Trenner einen Boden aufweisen, der im Wesentlichen parallel zum Deckel verlaufen kann. Vorzugsweise umfasst der Kapselkörper einen teilkugelförmigen oder teilellipsenförmigen Abschnitt mit einer Abflachung, die eine im Wesentlichen gleiche Orientierung wie eine Oberflächennormale des Flansches und/oder des Absatzes aufweist, wodurch definierte Bedingungen für die untere und/oder obere Kammer gebildet werden können. Der Kapselkörper kann hinsichtlich einer Flächennormalen der Abflachung rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Die Handhabung kann vereinfacht werden; mittels der Abflachung und dem teilkugelförmigen oder teilellipsenförmigen Abschnitt wird eine Geometrie geschaffen, die eine Vorgabe hinsichtlich des Einsetzens in eine Vorrichtung zur Erzeugung von flüssigen Lebensmitteln erlaubt. Die gleiche Orientierung der Abflachung zum Flansch und/oder des Absatzes ermöglicht zudem eine Standfläche, auf der die Kapsel aufliegen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Abflachung zum teilkugelförmigen oder teilellipsenförmigen Abschnitt rückversetzt oder gegenüber diesem nach vorne verschoben.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der teilkugelförmige oder teilellipsenförmige Abschnitt des Kapselkörpers glatt ausgestaltet, wobei der Begriff „glatt" im Sinne der Erfindung eine stufenfreie, kantenfreie und/oder eckenfreie Ausgestaltung umfasst. Insbesondere kann der teilkugelförmige und/oder teilellipsenförmige Abschnitt rotationssymmetrisch zu einer Mittelachse des Abschnitts und/oder einer Mittelflächennormalen der Abflachung sein, sodass eine einfache Handhabung der Kapsel möglich ist, die sowohl beim Befüllen des Kapselkörpers und/oder Verwenden der Kapsel in einer Vorrichtung zur Erzeugung von flüssigen Lebensmitteln vereinfacht ist; es muss keine bevorzugte Lage beachtet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich zwischen Flansch und Absatz ein Randabschnitt der Wandung, der mit dem Flansch einen Winkel einschließt, der kleiner als 90° ist. Damit kann sowohl eine Stapelung der Kapselkörper nach der Herstellung derselben als auch gleichzeitig eine schnelle Vereinzelung der gestapelten Behältnisse ermöglicht werden. Mit dem Winkel kann eine Hinterschneidung gestaltet werden. Die ohne Trenner und Deckel versehenen Behältnisse können durch die Ausbildung des Winkels von kleiner als 90° sicher derart ineinander gestellt werden, dass die Unterseite eines Absatzes eines Kapselkörpers auf dem inneren Randbereich eines Flansches eines darunter liegenden Kapselkörpers aufliegt. Es wird somit sichergestellt, dass die Kapselkörper nicht in einen festen Formschluss von seitlichen, umfangsseitigen Randbereichen der Kapselkörper gelangen, sondern vielmehr im Wesentlichen Auflageflächen zueinander ausgebildet werden und die Kapselkörper lose aufeinander aufliegen. Durch eine Stapelung kann das Transportvolumen verringert und eine Automatisierung erreicht werden, die komplikationsfreier ausgestaltet werden kann, da eine vereinfachte Vereinzelung möglich ist. ln einer bevorzugten Ausführungsform schließt sich an den Absatz zur Auflage des Trenners eine mit dem Absatz einen Winkel von größer 90° einschließende Wandung an, die Teil des teilellipsenförmigen oder teilkugelförmigen Abschnitts ist oder in diesen übergeht. Hierdurch kann der Effekt einer Hinterschneidung zwischen Flansch und sich daran anschließendem Abschnitt verstärkt werden und eine schnell zu vereinzelnde
Stapelung verbessert werden.
Besonders bevorzugt verläuft der Randabschnitt zwischen Flansch und Absatz im Wesentlichen geradlinig, wodurch eine einfache Geometrie mit einer vereinfachten Herstellung des Behältnisses möglich ist. Vorzugsweise kann der Randabschnitt, der nicht geradlinig verlaufen muss, einen abgerundeten Winkel von kleiner als 90° mit dem Absatz einschließen.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt das Volumenverhältnis von oberer und unterer Kammer im Bereich von 1 :4 bis 1 :10, weiter bevorzugt im Bereich von 1 :5 bis
1 :9, insbesondere bevorzugt im Bereich von 1 :6 bis 1 :8 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1 :6,5 bis 1 ,75. Vorzugsweise kann die obere Kammer mit einem Volumen von ungefähr 10 ml bis ungefähr 25 ml, bevorzugt ungefähr 15 ml bis ungefähr 20 ml, ganz besonders bevorzugt ungefähr 18 ml befüllt werden. Vorzugsweise kann die untere Kammer mit einem Volumen von ungefähr 30 ml bis ungefähr 50 ml, bevorzugt ungefähr 35 ml bis ungefähr 45 ml, ganz besonders bevorzugt ungefähr 40 ml befüllt werden. Die unterschiedlich groß gestalteten Kammern können an die Erfordernisse zur Herstellung des flüssigen Lebensmittels angepasst werden und insbesondere nur so groß gestaltet werden, wie sie benötigt werden. Beispielsweise können Mikro-, Makronährstoffe, diätetische Lebensmittel, hochkalorische Nahrungsergänzungsmittel und bilanzierbare Nahrungsergänzungsmittel in der kleineren der beiden Kammern vorhanden sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kapsel in einer teilgeschnittenen Darstellung von der
Seite; die Kapsel gemäß Fig. 1 in einer Ansicht von oben ohne Trenner und Deckel;
Fig. 3 die Kapsel gemäß Fig. 2 in einer Ansicht schräg von oben;
Fig. 4 einen Kapselkörper für die Kapsel gemäß 1 ; Fig. 5a eine Ansicht eines Perforationselements von der Seite;
Fig. 5b eine Ansicht des Perforationselements von Fig. 5a in einer Querschnittsdarstellung;
Fig. 6a eine Ansicht eines Presselements von oben;
Fig. 6b eine Ansicht des Presselements von Fig. 6a in einer teilweise geschnittenen
Darstellung;
Fig. 7 eine Ansicht einer Führungshülse von der Seite;
Fig. 8 ein Zusammenwirken einer Kapsel mit einer Vorrichtung;
Fig. 9 ein Zusammenwirken einer Vorrichtung und einer in die Vorrichtung eingelegten Kapsel in einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 10 ein Zusammenwirken einer Vorrichtung und einer in die Vorrichtung eingelegten Kapsel in einer weiteren Ausführungsform; und
Fig. 1 1 ein Ablaufdiagramm für das Zusammenwirken einer Vorrichtung und einer in die Vorrichtung eingelegten Kapsel.
Figur 1 zeigt eine Kapsel 1 in einer Schnittdarstellung von der Seite. Die Kapsel 1 weist einen Kapselkörper 2, einen Deckel 3 und einen Trenner 4 auf.
Die Kapsel 1 bzw. der Kapselkörper 2 ist kopfseitig mit dem Deckel 3 verschlossen. Der Trenner 4 unterteilt den Innenraum der Kapsel 1 in zwei Bereiche bzw. den verschlossenen Kapselkörper 2 in zwei Kammern 5, 6. Der Trenner 4 bildet eine obere Kammer 5 zwischen dem Deckel 3 und dem Trenner 4 und eine untere Kammer 6, die bodenseitig und seitlich von dem Kapselkörper 2 begrenzt wird. Die Kapsel 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Mittelachse.
In den beiden Kammern 5, 6 ist jeweils eine nicht dargestellte Substanz vorhanden.
Am Boden des Kapselkörpers 2 ist eine Perforationsstelle 7 ausgebildet, die mittels eines Perforationselements 8 durchstochen werden kann. Das Perforationselement 8 ist als langgestreckter Dorn ausgebildet, der am stirnseitigen Ende, auf die Perforationsstelle 7 gerichtet spitz zuläuft. Das Perforationselement 8 weist am stirnseitigen Ende eine Perforationsspitze 9 auf. Das Perforationselement 8 liegt lose in der Kammer 5 vor und wird von einer Führungshülse 10 umgeben. Das Perforationselement 8 ist mittels der Führungshülse 10 auf die Perforationsstelle 7 ausgerichtet und hinsichtlich der Bewegung des Perforationselements 8 mittels der Führungshülse 10 geführt.
An dem der Perforationsspitze 9 beabstandeten Ende weist das Perforationselement 8 einen Amboss 1 1 auf, der in Wirkrichtung auf einen Stempel einer Vorrichtung, in die die Kapsel 1 einsetzbar ist, ausgerichtet ist, wenn die Kapsel in die Vorrichtung eingesetzt wurde. Der Amboss 1 des Perforationselements 8 liegt frei am Trenner 4 an.
Auf den Trenner 4 ist ein Presselement 12 aufgelegt, das bei der Auflage mittels seiner Außenkontur, die im Wesentlichen der Innenkontur des Kapselkörpers 2 im Bereich der Auflage entspricht, im Kapselkörper 2 ausgerichtet ist.
Das in den Fig. 2, 3, 6a und 6b näher dargestellte Presselement 12 weist ein zentrales Wirkelement 13 auf, das zum Perforationselement 8 mittig ausgerichtet ist. Von dem Wirkelement 13 erstrecken sich für die Ausrichtung des Wirkelements 13 zum Kapselkörper 2 Stege 15, die das Wirkelement 13 zum Kapselkörper 2 und zum
Perforationselement 8 zentrieren. Die Stege 15 sind endseitig, beabstandet zum Wirkelement 13 mittels eine Zentrierrings 16 verbunden.
Im Folgenden wird der in Fig. 4 dargestellte Kapselkörper näher beschrieben. Die obere Kammer 6 ist teilkegelförmig ausgebildet. Der umfangsseitige Rand der oberen
Kammer 6 des Kapselkörpers 2 weist einen geradlinigen Abschnitt 17 auf. An den geradlinigen Abschnitt 17 schließt sich ein Absatz 18 an, der mit dem Abschnitt 17 einen Winkel von weniger als 90° einschließt. Der Absatz 18 umgibt die Öffnung der unteren Kammer 5 randseitig. Der Trenner 4 liegt auf dem Absatz 18 randseitig auf und ist mit diesem zumindest teilweise verbunden. Die Wandung des Kapselkörpers 2 ist im Bereich der unteren Kammer 5 in Form eines teilellipsenförmigen Abschnitts ausgestaltet.
Kopfseitig ist an dem Kapselkörper 2 ein Flansch 19 ausgebildet, der die Öffnung der oberen Kammer 6 bzw. die Öffnung des Kapselkörpers 2 randseitig umgibt. Auf dem
Flansch 19 liegt der Deckel 3 auf, der zumindest teilweise an dem Flansch 19 befestigt ist.
Die Kapsel 1 weist bodenseitig, beabstandet vom Deckel 3 im Bereich des teilellipsenförmigen Abschnitts eine Abflachung 20 auf, die rotationssymmetrisch in der Mitte des Kapselkörpers 2 ausgebildet ist. Die Abflachung 20 ist gegenüber dem teilellipsenförmigen Abschnitt vorgeschoben.
Fig. 5a und 5b zeigen eine Ausführungsform eines Perforationselements 8. Das Perforationselement 8 weist eine Perforationsspitze 9 und einen Amboss 11 auf. Die
Perforationsspitze 9 weist Flächen 21 auf, die einen Winkel von 90° zueinander einschließen. Wie der Fig. 5b zu entnehmen ist, ist der Querschnitt des Perforationselements 8 zumindest teilweise kreuzförmig ausgebildet. Die Kreuzform wird beginnend am Amboss 11 bis zur Perforationsspitze 9 beibehalten.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform einer Führungshülse 10, die einen rohrförmigen Führungskörper 22 und eine flanschartige Grundfläche 23 aufweist. Führungskörper 22 und Grundfläche 23 weisen einen Winkel von im Wesentlichen 90° zueinander auf. Im Führungskörper 22 sind Schlitze 24 ausgebildet, durch die eine am Boden der Kammer 5 befindliche Flüssigkeit in die Führungshülse 22 und durch das mittels des
Perforationselements 8 erzeugten Lochs an der Perforationsstelle 7 austreten kann. Die Schlitze 24 sind kurvig ausgestaltet. Jeder Schlitz 24 weist mindestens zwei voneinander weg gerichtete Ellipsen- bzw. Kreisabschnitte auf. Mittels des Grundkörpers 23 kann die Führungshülse 10 mit dem innenseitigen Boden des Kapselkörpers 2 verbunden werden.
Fig. 8 zeigt schematisch ein Zusammenwirken einer Kapsel 1 mit einer Vorrichtung, in die die Kapsel eingesetzt ist. Die Vorrichtung weist einen Stempel 25 auf, der in Richtung des Perforationselements 8 deckelseitig auf die Kapsel 1 zu bewegt wird. Es kann ein Kraftfluss von dem Stempel 25 auf das Presselement 12 und das
Perforationselement 8 erfolgen, sodass der Kapselkörper 2 an der Perforationsstelle 7 vom Perforationselement 8 durchlocht wird. Der Trenner 4 wird zwischen Amboss 11 des Perforationselements 8 und Presselement 12 nicht perforiert, da der Amboss 11 des Perforationselements 8 im Wesentlichen eben ausgebildet ist. Mit einer Flüssigkeit beaufschlagbare Injektionselemente 26 können neben dem Stempel 25 - zusammen mit diesem - auf die Kapsel 1 zu bewegt werden und den Deckel 3 und gegebenenfalls den Trenner 4 durchstoßen. Flüssigkeit kann zugeführt werden, mit der in den Kammern 5, 6 befindliche Substanz aus der Perforationsstelle 7 ausgespült werden kann.
Fig. 9 zeigt ein Zusammenwirken einer Vorrichtung und einer in die Vorrichtung eingelegten Kapsel 1 , bei der das Perforationselement 8 beidseitig spitz ausgebildet ist. Das Perforationselement 8 weist stirnseitig jeweils eine Perforationsspitze 9 auf, die den Kapselkörper 2 an der Perforationsstelle 7 und den Trenner 4 im Bereich des Wirkelements 13 des Presselements 12 durchlocht. Das Presselement 12 bzw. das
Wirkelement 13 des Presselements 12 weist hierzu eine Aufnahme auf, in die die kopfseitige Perforationsspitze 9 eintauchen kann. Die Aufnahme kann auch als Flüssigkeitskanal von der Vorrichtung in die Kapsel 1 ausgestaltet sein.
Fig. 10 zeigt ein Zusammenwirken einer Vorrichtung und einer in die Vorrichtung eingelegten Kapsel 1 , wobei an der Vorrichtung ein Perforationselement 8a ausgebildet ist, mit dem der Kapselkörper 2, der Trenner 4 und/oder der Deckel 3 durchlocht werden können. Das Perforationselement 8a ist im Wesentlichen wie das Perforationselement 8 ausgebildet, kann aber auch einen Flüssigkeitszulauf aufweisen, sodass mittels des Perforationselements 8a Flüssigkeit in die Kammern 5, 6 geführt werden kann.
Fig. 11 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Zusammenwirken einer Kapsel in einer Vorrichtung, in der Wasser bevorratet ist. Die Vorrichtung weist ferner eine Pumpe auf, die das Wasser mit Druck beaufschlagen kann. In der Vorrichtung ist eine Durchflutungseinheit ausgebildet, in die die Kapsel eingelegt werden kann. Die Durchflutungseinheit kann den Aufnahmeraum für die Kapsel und Injektionselemente, die das druckbeaufschlagte Wasser in die Kapsel injizieren können, beinhalten. Das Wasser spült die in der Kapsel vorhandenen Substanzen aus und tritt an einem Auslass der Vorrichtung aus und füllt ein unter dem Auslass befindliches Behältnis mit dem flüssigen Lebensmittel als Getränk.

Claims

"Patentansprüche:"
Kapsel (1) für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels mit einem Kapselkörper und zwei Kammern zur Aufnahme zweier Substanzen, wobei eine Kammer ein Perforationselement zum Perforieren des Kapselkörpers enthält.
Kapsel (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Amboss am Perforationselement mit einem die Kammern trennenden Trenner in Kontakt ist.
Kapsel (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Perforationseiement von einer innerhalb einer Kammer angeordneten Führungshülse geführt ist.
Kapsel (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse mit dem Kapselkörper verbunden ist.
Kapsel (1 ) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kapselkörper im Durchläse der Führungshülse einen Abschnitt aufweist, der (a) in die Kammer hinein oder (b) aus der Kammer heraus gebogen ist.
Kapsel (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse seitliche Schlitze aufweist.
Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Perforationselement einen Längsabschnitt aufweist, der im Querschnitt sternförmig ausgebildet ist.
Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am die Kammern trennenden Trenner ein Presselement in Wirkrichtung des Perforationselements angeordnet ist.
Kapsel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Presselement ein Ausrichtelement aufweist.
10. Kapsel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Endes des Perforationselements eine Perforationsspitze ausgebildet ist.
11. Kapsel (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Perforationselement ein Amboss für das Zusammenwirken mit einem Stempel einer Vorrichtung, in die die Kapsel einlegbar ist, angeordnet ist.
12. Verfahren zur Herstellung einer Kapsel für eine Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels mit einem zwei Kammern umgebenden Kapselkörper und einem die Kammern trennenden Trenner, wobei folgenden Schritte ausgeführt werden: Einsetzen eines Perforationselements in eine Kammer; Befüllen der Kammer mit einer Substanz; Einsetzen des Trenners und Verbinden des Trenners mit dem Kapselkörper; Befüllen der oberhalb des Trenners angeordneten zweiten Kammer; und Verschließen des Kapselkörpers mit einem Deckel.
13. Vorrichtung zur Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, in die eine Kapsel, insbesondere eine Kapsel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 , in einen Aufnahmeraum einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Stempel aufweist, der von einer ersten Position außerhalb des Aufnahmeraums in eine zweite Position, in der der Stempel teilweise in den Aufnahmeraum hineinragt, bewegt werden kann.
14. Verwenden einer Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 zum Erzeugen eines flüssigen Lebensmittels, insbesondere in einer Vorrichtung nach Patentanspruch 13.
15. System aus Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 und Vorrichtung nach 13.
16. System aus einer Vorrichtung zur Erzeugung eines flüssigen Lebensmittels, in die eine einen Kapselkörper aufweisende Kapsel in einen Aufnahmeraum einsetzbar ist, und die Vorrichtung ein Perforationselement zur Perforierung des Kapselkörpers im Aufnahmeraum aufweist, wobei das Perforationselement von einer ersten Position außerhalb des Aufnahmeraums in eine zweite Position, in der das Perforationselement teilweise in den Aufnahmeraum hineinragt, bewegt werden kann, und einer Kapsel mit einem Kapselkörper und zwei Kammern zur Aufnahme zweier Substanzen.
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