EP3697702A1 - Portionenkapsel - Google Patents

Portionenkapsel

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Publication number
EP3697702A1
EP3697702A1 EP18783509.5A EP18783509A EP3697702A1 EP 3697702 A1 EP3697702 A1 EP 3697702A1 EP 18783509 A EP18783509 A EP 18783509A EP 3697702 A1 EP3697702 A1 EP 3697702A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
injection
chamber
central axis
portion capsule
capsule according
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.)
Pending
Application number
EP18783509.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Bröckel
Werner Balkau
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.)
Tchibo GmbH
Original Assignee
Tchibo GmbH
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 Tchibo GmbH filed Critical Tchibo GmbH
Publication of EP3697702A1 publication Critical patent/EP3697702A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to the field of systems for preparing beverages by means of liquid introduced into a beverage capsule.
  • it relates to a portion capsule containing a soluble food substance from which a beverage or beverage ingredient can be prepared by injecting water.
  • the so-called coffee capsule systems are known (they are also available in variants for the preparation of tea), in which hot water is generally introduced under pressure into a capsule to prepare a drink, for example by extraction ,
  • Capsules are also known which are compatible, for example, with coffee capsule systems but which contain a soluble substance instead of an extractive material, for example milk powder to prepare a beverage ingredient or beverage.
  • the capsule according to one aspect of the invention forms an outer cup with lid and with a chamber formed in the interior of the cup with the soluble substance.
  • a capsule central axis extends between the lid and cup base, that is, for example, substantially perpendicular to the lid.
  • the cups and lids may be substantially rotationally symmetric about the central axis, with other, for example, cubic, capsule shapes not being excluded.
  • the capsule has an injection element, which the chamber to the cover side or the Cup bottom side limited and which has at least one injection port which is formed so that through it conveyed liquid is injected in a jet in the chamber, in a plane through the central axis and at an angle to the central axis (ie not parallel to this) runs.
  • the injection opening can be arranged near the central axis (for example by not more than 20% of the capsule diameter measured perpendicularly to the central axis at the level of the relevant injection opening) and / or can be designed such that the jet runs in the plane to the central axis So injected to the middle.
  • a plurality of such injection openings may be present, which fulfill in particular all the said condition that the jet generated by them each extends in a plane passing through the central axis and at an angle to the central axis.
  • a plurality of liquid jets can be directed away from one another or toward one another.
  • the capsule is then also suitable for horizontal beverage preparation modules (ie modules in which the capsule is guided with the central axis approximately parallel to the horizontal), regardless of the orientation of the capsule about its central axis, since it can be ruled out that, for example, only a jet down or just a jet upwards and so areas do not come into contact with the water.
  • horizontal beverage preparation modules ie modules in which the capsule is guided with the central axis approximately parallel to the horizontal
  • a substantially laminar vortex does not arise, as in the prior art, but a turbulent flow arises inside the capsule. It has been found that a particularly good mixing between liquid and soluble substance can be effected thereby.
  • the procedure is particularly efficient if there are several injection openings, especially if they are directed in different directions.
  • the injection element is designed as a separate element from the cup and the lid, so that an injection space is formed between the capsule lid and the injection element or alternatively between the capsule bottom and the injection element.
  • an outwardly sealed lid can be present, which can be pierced for introducing the liquid, as is known per se from beverage preparation capsules ago.
  • the injection element is formed by the lid or the cup bottom.
  • the discharge of the drink may additionally or alternatively a piercing - on the corresponding opposite side - assume.
  • the chamber may optionally also have towards the other side - ie towards the bottom or lid - a separate from the cup and the lid screen element which limits the chamber to the injection element opposite side.
  • the angle of the beam to the central axis may be plus or minus 63 ° -68 °, for example about 65 °, 66 ° or 67 °. It has been found that at such angles - the range can be defined as 45 ° -75 °, especially 55 ° to 70 ° - the mixing effect is particularly good.
  • the injection openings are generally small, for example, their diameter is between 0.5 mm and 2 mm, in particular about 1 mm, so that with the customary in beverage preparation machines injection pressures of, for example. 5-15 bar results in a rich beam in the desired direction.
  • FIG. 2 is a Schilittdarwolf of the capsule with partially schematically illustrated elements.
  • FIG. 3 is a view of the injection element from above.
  • FIG. 4 shows a section along the plane A-A in FIG. 3.
  • the capsule 1 according to FIGS. 1 and 2 has a cup 2 and, for the sake of clarity, a cover 4, not shown in FIG. 1 (see FIG. 2).
  • Cup and lid can be made of plastic in a conventional manner; However, on capsules made of other materials, such as aluminum, the invention is applicable.
  • the attachment of the lid on the cup has also been made in a known manner, for example. By ultrasonic welding ssen or possibly by gluing.
  • the cup 2 designed as an insert injection member 3 is fixed.
  • the attachment of the insert to the cup can be accomplished via a positive connection (eg. With groove or other undercut structures in the cup), via a frictional connection (clamping) and / or via an adhesive connection (welding, bonding).
  • the injection element 3 is provided on the side of the lid and limits the filled with the soluble substance (milk powder or similar) chamber 8 to the side of the lid, in Fig. 2 so upwards. Between the cover 4 and the injection element 3, an injection chamber 5 is formed.
  • the capsule can optionally be a sieve element 1 1 be present, which the chamber 8 to the other side - in Fig. 2 downwards - limited, is permeable to the drink and is shown in Fig. 2 only very schematically and dashed.
  • a collecting area 12 is formed between the sieve element 11 and the bottom (or in inverted arrangements the lid), from which the beverage is derived from the capsule.
  • the injection element 3 which is shown in more detail in FIGS. 3 and 4, has a cone-shaped projection 6 protruding toward the capsule interior and central with respect to the central axis 10.
  • a perforation tip injecting the water is taken up, without the injection element being damaged, provided that the introduction of the liquid takes place via such.
  • the injection directions each form an angle ß of 120 ° to each other, which are thus distributed uniformly in the circumferential direction.
  • the angle ⁇ to the cover plane (the angle to the central axis is corresponding to 90 ° -a) is just under 25 °, and the diameter of the injection openings 7 is about 1 mm.
  • FIG. 4 also shows an optional folded-over edge region 9, which can be elastically deformed radially inwards and can serve to fasten the injection element 3 in the capsule cup.
  • the illustrated injection element is configured so that the injection ports are centrally located with respect to radial directions, i. in the vicinity of the central axis 10 and that the beams generated by them run away from each other.
  • Such an arrangement is obtained without restriction when attaching the injection openings 7 in the projection 6.
  • the injection openings are arranged peripherally, and an arrangement may be an option in which the jets toward each other, extending in the direction of the central axis.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatus For Making Beverages (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Medical Preparation Storing Or Oral Administration Devices (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)

Abstract

Die Portionenkapsel weist einen äusseren Becher (2) mit Deckel (4) und mit einer im Innern des Bechers ausgebildeten Kammer (8) mit einer löslichen Substanz sowie mit einer Mittelachse (10) auf. Ausserdem ist ein Einspritzelement (3) vorhanden, welches die Kammer (8) zu einer Deckelseite oder zu einer Bodenseite hin begrenzt und welches mindestens eine Einspritzöffnung (7) aufweist. Die Einspritzöffnung ist so ausgebildet, dass durch sie hindurch in Richtung Kammer geförderte Flüssigkeit in einem Strahl in die Kammer eingespritzt wird, der in einer durch die Mittelachse (10) verlaufenden Ebene und in einem Winkel zur Mittelachse verläuft.

Description

PORTIONENKAPSEL
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Systeme zum Zubereiten von Getränken mittels in eine Getränkekapsel eingeführter Flüssigkeit. Sie betrifft insbesondere eine Portionenkapsel, die eine lösliche Nahrungsmittel Substanz enthält, aus welcher durch Einspritzen von Wasser ein Getränk oder Getränkebestandteil zubereitet werden kann.
Unter den Systemen zum Zubereiten von Getränken sind die sogenannten Kaffeekap sei Systeme (es gibt sie auch in Varianten zur Zubereitung von Tee) bekannt, bei denen im Allgemeinen heisses Wasser meist unter Druck in eine Kapsel eingeführt wird, um ein Getränk zuzubereiten, beispielsweise durch Extraktion. Es sind auch Kapseln bekannt, die beispielsweise mit Kaffeekapselsystemen kompatibel sind, die aber anstatt eines Extraktionsguts eine lösliche Substanz enthalten, zum Beispiel Milchpulver, um einen Getränkebestandteil oder ein Getränk zuzubereiten.
Bei Kapseln mit löslichem Inhalt kann im Gegensatz zu mit Extraktionsgut gefüllten Kapseln nicht auf einfache Art im Kapselinnem ein Druck aufgebaut werden, der während des ganzen Zubereitungsprozesses über das in der Kapsel enthaltene Gut hinweg abfällt und der dafür sorgt, dass der Kapselinhalt gut mit der eingeführten Flüssigkeit getränkt werden kann. Um für eine gute Durchmischung und ein gleichmässiges Auflösen des Kapselinhaltes zu sorgen, müssen andere Massnahmen getroffen werden. In der EP 1 659 909 wurde vorgeschlagen, die Flüssigkeit in eine die Nahrungsmittel Substanz enthaltende Kammer in einem Winkel zu einer vertikalen Mittelebene einzuspritzen. Dies geschieht, damit eine Wirbelbewegung um den Mittelpunkt der Kammer bewirkt wird, die ein Mischen der Flüssigkeit mit der Substanz bewirkt - ähnlich einem Umrühren in einer Tasse. Die Mittel, die ein solches Einspritzen bewirken, können maschinenseitig vorhanden sein oder in die Kapsel integriert sein. Diese Lösung mag in vielen Fällen gut funktionieren. Allerdings gibt es bei einer solchen regelmässigen Wirbelbewegung immer einen Wirbelkern, in dem nicht umgerührt wird. Ausserdem kann sich die Wirbelbewegung im Aussenbereich der Kammer aufgrund der Reibung mit der Becherwand unter Umständen nicht genügend entwickeln, weshalb nicht für alle Konfigurationen (abhängig von Kapselgeometrie, Inhaltsstoff, Einspritzdruck und Wassertemperatur) ein genügend homogenes Auflösungsverhalten ergibt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Portionenkapsel mit einer löslichen Substanz zu schaffen, welche ein gutes und möglichst weit gehendes Auflösen der Substanz ermöglicht, wenn Wasser eingespritzt wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Kapsel wie sie in den Patentansprüchen definiert ist.
Die Kapsel gemäss einem Aspekt der Erfindung bildet einen äusseren Becher mit Deckel und mit einer im Innern des Bechers ausgebildeten Kammer mit der löslichen Substanz. Eine Kapsel-Mittelachse verläuft zwischen Deckel und Becherboden, also beispielsweise im Wesentlichen senkrecht zum Deckel. Die Becher und Deckel können im Wesentlichen um die Mittelachse drehsymmetrisch sein, wobei andere, bspw. kubische, Kapselformen nicht ausgeschlossen sind. Die Kapsel weist ein Einspritzelement auf, welches die Kammer zur Deckelseite oder zur Becherbodenseite hin begrenzt und welches mindestens eine Einspritzöffnung aufweist, die so ausgebildet ist, dass durch sie hindurch geförderte Flüssigkeit in einem Strahl in die Kammer eingespritzt wird, der in einer Ebene durch die Mittelachse und in einem Winkel zur Mittelachse (d.h. nicht parallel zu dieser) verläuft.
Insbesondere kann die Einspritzöffnung nahe der Mittelachse (bspw. um nicht mehr als 20% des senkrecht zur Mittelachse gemessenen Kapseldurchmessers auf Höhe der betreffenden Einspritzöffnung) angeordnet sein und/oder so ausgebildet sein, dass der Strahl in der genannten Ebene zur Mittelachse hin verläuft, dass also zur Mitte hin eingespritzt wird.
Insbesondere können mehrere solcher Einspritzöffnungen vorhanden sein, die insbesondere alle die genannte Bedingung erfüllen, dass der durch sie erzeugte Strahl jeweils in einer durch die Mittelachse verlaufenden Ebene und in einem Winkel zur Mittelachse verläuft. Dadurch können also beim Einbringen der Flüssigkeit mehrere Flüssigkeitsstrahlen voneinander weg oder zueinander hin gerichtet sein.
Indem die Strahlrichtungen verteilt sind - bspw. gleichmässig - wird nicht nur eine besonders gute Durchmischung erreicht. Die Kapsel ist dann auch für horizontale Getränkezubereitungsmodule geeignet (d.h. Module, in denen die Kapsel mit der Mittelachse ungefähr parallel zur Horizontalen geführt wird), und zwar unabhängig von der Orientierung der Kapsel um ihre Mittelachse, da ausgeschlossen werden kann, dass sich bspw. nur ein Strahl nach unten oder nur ein Strahl nach oben ergibt und so Bereiche nicht mit dem Wasser in Berührung kommen. Aufgrund des erfindungsgemässen Vorgehens entsteht nicht wie im Stand der Technik ein im Wesentlichen laminarer Wirbel, sondern es entsteht eine turbulente Strömung im Innern der Kapsel. Es hat sich gezeigt, dass dadurch eine besonders gute Durchmischung zwischen Flüssigkeit und löslicher Substanz bewirkt werden kann. Ganz besonders effizient wirkt das Vorgehen, wenn mehrere Einspritzöffnungen vorhanden sind, insbesondere wenn diese in unterschiedliche Richtungen gerichtet sind.
In einer Gruppe von Ausführungsformen ist das Einspritzelement als vom Becher und vom Deckel separates Element ausgebildet, so dass sich zwischen Kapseldeckel und Einspritzelement oder alternativ zwischen Kapselboden und Einspritzelement ein Einspritzraum bildet. Beispielsweise kann ein nach aussen dichter Deckel vorhanden sein, der zum Einbringen der Flüssigkeit anstechbar sein kann, wie das an sich von Getränkezubereitungskapseln her bekannt ist.
Es ist aber als Alternative zur Ausgestaltung des Einspritzelements als separates Element nicht ausgeschlossen, dass das Einspritzelement durch den Deckel bzw. den Becherboden gebildet wird.
Auch das Ausleiten des Getränks kann ergänzend oder alternativ ein Anstechen - auf der entsprechend gegenüberliegenden Seite - voraussetzen.
Die Kammer kann optional auch zur anderen Seite hin - also zum Boden bzw. Deckel hin - ein vom Becher und vom Deckel separates Siebelement aufweisen, welches die Kammer zur dem Einspritzelement gegenüberliegenden Seite hin begrenzt. Der Winkel des Strahles zur Mittelachse kann insbesondere plusminus 63°-68° betragen, beispielsweise etwa 65°, 66° oder 67°. Es hat sich gezeigt, dass bei solchen Winkeln - der Bereich kann als 45°-75° definiert werden, speziell 55° bis 70° - die Durchmischungswirkung besonders gut ist.
Die Einspritzöffnungen sind im Allgemeinen klein, ihr Durchmesser ist beispielsweise zwischen 0.5 mm und 2 mm, insbesondere ca. 1 mm, so dass sich mit den bei Getränkezubereitungsmaschinen üblichen Einspritzdrücken von bspw. 5-15 bar ein satter Strahl in die gewünschte Richtung ergibt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1, eine Ansicht einer erfindungsgemässen Kapsel ohne Kapseldeckel;
- Fig. 2 eine Schilittdarstellung der Kapsel mit teilweise schematisch dargestellten Elementen;
- Fig. 3 eine Ansicht des Einspritzelementes von oben; und
- Fig. 4 einen Schnitt entlang der Ebene A-A in Fig. 3.
Die Kapsel 1 gemäss Figuren 1 und 2 weist einen Becher 2 und einen der Übersichtlichkeit halber in Fig. 1 nicht dargestellten Deckel 4 (siehe Fig. 2) auf. Becher und Deckel können in an sich bekannter Art aus Kunststoff gefertigt sein; auch auf Kapseln aus anderen Materialien, bspw. Aluminium, ist die Erfindung jedoch anwendbar. Die Befestigung des Deckels am Becher ist ebenfalls auf bekannte Art vorgenommen worden, bspw. durch Ultraschall Schwei ssen oder eventuell durch Kleben.
Im Becher 2 ist ein als Einlegeteil ausgebildetes Einspritzelement 3 befestigt. Die Befestigung des Einlegeteils am Becher kann über eine Formschlussverbindung (bspw. mit Nut oder anderen hinterschnittenen Strukturen im Becher), über eine Kraftschlussverbindung (klemmend) und/oder über eine Stoffschlussverbindung (schweissen, kleben) bewerkstelligt sein.
In der dargestellten Ausführungsform ist das Einspritzelement 3 auf Seiten des Deckels vorhanden und begrenzt die mit der löslichen Substanz (Milchpulver oder ähnlich) gefüllte Kammer 8 zur Seite des Deckels hin, in Fig. 2 also nach oben hin. Zwischen dem Deckel 4 und dem Einspritzelement 3 bildet sich ein Einspritzraum 5 aus.
Die Kapsel kann optional noch ein Siebelement 1 1 vorhanden sein, welches die Kammer 8 zur anderen Seite - in Fig. 2 nach unten hin - begrenzt, für das Getränk durchlässig ist und in Fig. 2 nur sehr schematisch und gestrichelt dargestellt ist. In einem solchen Fall bildet sich zwischen dem Siebelement 11 und dem Boden (bzw. in umgekehrten Anordnungen dem Deckel) ein Sammelbereich 12, von dem aus das Getränk aus der Kapsel abgeleitet wird.
Das in Figuren 3 und 4 noch mit etwas mehr Details dargestellte Einspritzelement 3 weist einen zum Kapselinneren hin ragenden, in Bezug auf die Mittelachse 10 zentralen, kegelförmigen Vorsprung 6 auf. In den Bereich dieses Vorsprungs kann einerseits eine das Wasser einspritzende Perforationsspitze aufgenommen werden, ohne dass das Einspritzelement beschädigt wird, sofern das Einbringen der Flüssigkeit über eine solche erfolgt. Andererseits weist der Vorsprung 6 die Einspritzöffnungen 7 auf.
Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind drei der Einspritzöffnungen vorhanden, deren Einspritzrichtungen jeweils einen Winkel ß von 120° zueinander bilden, die also gleichmässig in Umfangrichtung verteilt sind. Der Winkel α zur Deckelebene (der Winkel zur Mittelachse ist entsprechend 90°-a) beträgt knapp 25°, und der Durchmesser der Einspritzöffnungen 7 beträgt ca. 1 mm.
In Figur 4 sieht man noch einen optionalen umgefalteten Randbereich 9, der elastisch nach radial-innen verformbar ist und der Befestigung des Einspritzelements 3 im Kapselbecher dienen kann.
Das dargestellte Einspritzelement ist also so ausgebildet, dass die Einspritzöffnungen in Bezug auf radiale Richtungen zentral angeordnet sind, d.h. in der Nähe der Mittelachse 10 und dass die von ihnen erzeugten Strahlen voneinander weg laufen. Eine solche Anordnung ergibt sich zwangslos beim Anbringen der Einspritzöffnungen 7 im Vorsprung 6. Insbesondere wenn die Einspritzöffnungen peripher angeordnet sind, kann auch eine Anordnung eine Option sein, in welcher die Strahlen aufeinander zu, in Richtung zur Mittelachse verlaufen.
Weitere Ausführungsformen sind möglich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Portionenkapsel mit einem äusseren Becher (2) mit Deckel (4) und mit einer im Innern des Bechers ausgebildeten Kammer (8) mit einer löslichen Substanz sowie mit einer Mittelachse (10), aufweisend ein Einspritzelement (3), welches die Kammer (8) zu einer Deckelseite oder zu einer Bodenseite hin begrenzt und welches mindestens eine Einspritzöffnung (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzöffnung so ausgebildet ist, dass durch sie hindurch in Richtung Kammer geförderte Flüssigkeit in einem Strahl in die Kammer eingespritzt wird, der in einer durch die Mittelachse (10) verlaufenden Ebene und in einem Winkel (90°-a) zur Mittelachse verläuft.
Porti onenkapsel nach Anspruch 1, wobei die Einspritzöffnung um nicht mehr als 20% des Kapseldurchmessers von der Mittelachse entfernt ist und/oder so ausgebildet ist, dass der Strahl auf die Mittelachse zu verläuft.
Portionenkapsel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Einspritzelement (3) mehrere der Einspritzöffnungen (7) aufweist.
Portionenkapsel nach Anspruch 3, wobei das Einspritzelement (3) drei Einspritzöffnungen (7) aufweist.
Portionenkapsel nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Einspritzöffnungen (7) in Umfangrichtung gleichmässig verteilt sind.
Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Einspritzelement einen zum Kapselinneren hin ausgerichteten Vorspruiig (6) ausbildet und wobei die mindestens eine Einspritzöffnung im Vorsprung (6) ausgebildet ist.
Portionenkapsel nach Anspruch 6, wobei der Vorsprung (6) kegelförmig ist.
Portionenkapsel nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Vorspruiig in Bezug auf die Mittelachse (10) zentral angeordnet ist.
Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Winkel (90°-a) zur Mittelachse (10) zwischen 45° und 75°, insbesondere zwischen 60° und 70° beträgt.
Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Durchmesser der Einspritzöffnung (7) zwischen 0.5 mm und 2 mm, insbesondere zwischen 0.8 mm und 1.5 mm beträgt.
Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Einspritzelement (3) als vom Becher (2) und vom Deckel (4) separates, am Becher und/oder am Deckel befestigtes Element ausgebildet ist, so dass sich zwischen Kapseldeckel und dem Einspritzelement oder alternativ zwischen Kapselboden und Einspritzelement ein Einspritzraum (5) bildet.
12. Portionenkapsel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die lösliche Substanz Milchpulver ist.
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