EP3883865B2 - Dichtung einer portionskapsel - Google Patents

Dichtung einer portionskapsel

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EP3883865B2
EP3883865B2 EP19808792.6A EP19808792A EP3883865B2 EP 3883865 B2 EP3883865 B2 EP 3883865B2 EP 19808792 A EP19808792 A EP 19808792A EP 3883865 B2 EP3883865 B2 EP 3883865B2
Authority
EP
European Patent Office
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seal
portion capsule
capsule
base element
flange
Prior art date
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Active
Application number
EP19808792.6A
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English (en)
French (fr)
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EP3883865B1 (de
EP3883865A1 (de
Inventor
Marc KRÜGER
Günter EMPL
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.)
GCS German Capsule Solution GmbH
Original Assignee
GCS German Capsule Solution GmbH
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Publication date
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Application filed by GCS German Capsule Solution GmbH filed Critical GCS German Capsule Solution GmbH
Publication of EP3883865A1 publication Critical patent/EP3883865A1/de
Publication of EP3883865B1 publication Critical patent/EP3883865B1/de
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Publication of EP3883865B2 publication Critical patent/EP3883865B2/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • 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
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    • 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
    • B65D85/8064—Sealing means for the interface with the processing machine

Definitions

  • the present invention relates to a portion capsule for preparing a beverage in a beverage production machine, wherein the portion capsule has a liquid-tight base element with a cavity for receiving a beverage raw material and a capsule lid closing the cavity.
  • Such portion capsules are known from the prior art.
  • the printed materials reveal WO 2007 137974 A1 , DE 10 2012 223 291 A1 , DE 10 2013 215 274 A1 , DE 10 2012 109 186 A1 and
  • Portion capsules for portion capsule machines each comprise a rigid or semi-rigid base element that encloses a cavity for holding a beverage raw material, such as coffee granules, instant coffee, chocolate powder, tea blend, milk powder, or the like. After filling the portion capsule, the cavity is sealed with a capsule lid. To prevent the beverage raw material from losing its aroma during storage and transport, the base element is gas- and liquid-tight. Furthermore, the base element must withstand comparatively high mechanical forces during beverage production, as the extraction liquid is introduced into the cavity under high pressure and temperature to produce the beverage through interaction with the beverage raw material.
  • a beverage raw material such as coffee granules, instant coffee, chocolate powder, tea blend, milk powder, or the like.
  • portion capsules known from the prior art therefore use deep-drawn or thermoformed base elements made of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC) and/or polyethylene terephthalate (PET) and/or metal, especially aluminum, since such base elements are inexpensive to produce, mechanically stable, and gas- and liquid-tight.
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • PVC polyvinyl chloride
  • PET polyethylene terephthalate
  • metal especially aluminum
  • portion capsule for preparing a beverage in a beverage production machine
  • the portion capsule has a base element with a flange and a cavity for receiving a beverage raw material and a capsule lid closing the cavity, wherein the capsule lid is attached to the flange and a seal is provided on the surface opposite the capsule lid, which contains gelatin and is provided in a partially plastic state.
  • portion capsule for preparing a beverage in a beverage production machine, wherein the portion capsule has a base element with a flange and a cavity for receiving a beverage raw material and a capsule lid closing the cavity, wherein the capsule lid is attached to the flange and a seal is provided on the surface opposite the capsule lid, which contains gelatin and is partially elastic.
  • the present invention relates to a portion capsule used, for example, for beverage production.
  • a portion capsule used, for example, for beverage production.
  • coffee, espresso, or tea is prepared using the portion capsule.
  • the portion capsule comprises a base element with a bottom and side walls that create a cavity into which the beverage ingredients are placed. The cavity is then sealed with a capsule lid.
  • the portion capsule is, for example, filled with hot water.
  • the materials used for the seal and the base element differ.
  • the base element is made of a metallic material, in particular aluminum.
  • the portion capsule has a side wall and a base.
  • the side wall is preferably conical or cylindrical and, in particular, integrally connected to the base.
  • a flange in particular annular, which is preferably integrally connected to the side wall and is formed at an angle, in particular an obtuse angle, to it.
  • a capsule lid usually sealed, is typically located on one side of the flange, sealing a cavity in the base element containing a beverage raw material.
  • a gasket is provided on the side of the flange opposite the capsule lid.
  • the seal is designed to be partially plastic and/or partially elastic. Once deformed, the seal does not remain in the deformed shape and/or does not return to its original shape. For example, the seal deforms when closed.
  • the brewing chamber is partially plastic. This ensures a good sealing effect, and the sealing effect is at least partially maintained even when the closing pressure of the chamber components decreases.
  • Partially plastic as defined in the invention, means that the impression made by the brewing chamber in the seal only partially returns to its original shape. Preferably, this return is 10–40% of the maximum impression produced by the brewing chamber.
  • the deviation of the seal's cross-section after deformation and return to its original shape is between 10% and 40% relative to the seal's cross-section before deformation.
  • the seal is therefore partially elastic and partially returns to its original shape after the pressure from the brewing chamber has decreased. Consequently, this seal differs from a rubber-elastic seal, which will fully return to its original shape when the pressure from the brewing chamber decreases. This seal also differs from a plastically deformable seal, in which the maximum deformation of the seal is at least substantially retained.
  • Biopolymers according to the present invention are polymers obtained from renewable raw materials and/or are biodegradable, in particular completely biodegradable. The production of these biopolymers may include comprehensive purification and/or modification steps. According to the invention, mixtures of two or more biopolymers can also be used, including mixtures of two or more biopolymers from different classes, such as gelatin and polysaccharides. These materials have the further advantage that the resulting base elements can be produced in a vegan and/or kosher and/or halal manner.
  • the seal consists at least partially of gelatin, polysaccharides, polylactides, celluloses, or mixtures of two or more of these biopolymers.
  • the biopolymer content in the material from which the seal is manufactured is > 30 wt.%, more preferably > 40 wt.%, even more preferably > 50 wt.%, and most preferably > 55 wt.%.
  • the material contains glycerin and water. This mixture preferably includes a crosslinking agent.
  • a tannin for example, is suitable as a crosslinking agent.
  • the seal can also consist entirely of biopolymer, especially gelatin.
  • the seal consists at least partially of gelatin.
  • the gelatin and/or polysaccharide and/or cellulose content of the material from which at least a portion of the seal is manufactured is > 70 wt.%, preferably > 80 wt.%, even more preferably > 90 wt.%, and most preferably > 95 wt.%.
  • the seal can also consist entirely of biopolymer.
  • the seal consists of gelatin.
  • the gelatin and/or hydroxypropyl methylcellulose and/or pullulan content of the material from which at least a portion of the seal is manufactured is > 70 wt.%, preferably > 80 wt.%, even more preferably > 90 wt.%, and most preferably > 95 wt.%.
  • the seal can also consist entirely of biopolymer.
  • Gelatin is preferably an animal protein, preferably a mixture of substances. Its main component is preferably denatured or hydrolyzed collagen, which can be produced from the connective tissue of various animal species, especially pigs and cattle, but also fish and poultry. However, the gelatin can also be of plant origin, which is usually a polysaccharide.
  • the gelatin used is of the type employed in pharmaceutical technology for the production of hard or soft gelatin capsules.
  • the gelatin may be foamed. This foaming can be achieved with a gas, particularly air.
  • the gelatin in the seal has a water content of 1-50 wt%, preferably 6-20 wt%, even more preferably 9-18 wt%, much more preferably 9-16 wt%.
  • the gelatin used to manufacture the seal can have a Bloom value of 10-350, preferably 50-300, particularly preferably 150-280 Bloom or 180-280.
  • the gelatin is hardened and/or rendered water-insoluble.
  • the gelatin is hardened and/or temporarily water-insoluble or temporarily moisture-resistant.
  • Temporarily water-insoluble or temporarily moisture-resistant gelatin is understood to mean, for example, gelatin that, after use of the capsule and/or exposure to environmental influences such as moisture, sunlight, and/or microorganisms, shows signs of decomposition after a certain period of time, for example, after 1-28 days, particularly 1-14 days, preferably 1-7 days, and most preferably 1-5 days.
  • alginic acid alkylene glycol derivatives alginic acid oxidized with sodium peroxide, amylopectin dialdehyde octenyl succinate, bisacryloylurea, bis(azidine ethyl)sulfone, bis(bromoacetyl)ethylenediamine, bis(chloromethyl)adipate, bis(chloromethyl)diethyl malonate, bis(chloroacetyl)dimethylenediamine, benzene disulfonyl fluoride, bromoacetic acid, carbodiimides, carboxylbenzyl bromide, bis(chloroethyl)urea, chromium acetate and alaunes, cyanuric chloride, dialdehyde starch treated with caustic soda, dichloro
  • Polysaccharide is the main component of plant cell walls.
  • the polysaccharide is provided in the form of cellulose, for example, methylcellulose and/or hydroxypropylmethylcellulose and/or cellulose acetate.
  • Other cellulose-based compounds are also conceivable.
  • the polysaccharide can be provided in the form of pullulan.
  • the polysaccharide can be provided as a mixture of several substances.
  • at least a portion of the base element and/or the capsule lid can consist wholly or partially of cellulose, for example, methylcellulose and/or hydroxypropylmethylcellulose and/or cellulose acetate. Other cellulose-based compounds are also conceivable.
  • the term cellulose also includes its derivatives, in particular cellulose ethers, which are formed by partial or complete substitution of the hydrogen atoms of the hydroxy groups in the cellulose.
  • These cellulose ethers can preferably be selected from the group consisting of carboxymethylcellulose, methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, methylethylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, ethylhydroxyethylcellulose, and carboxymethylhydroxyethylcellulose.
  • mixtures of two or more of these cellulose ethers can also be used.
  • Hydroxypropylmethylcellulose is particularly preferred.
  • a suitable hydroxypropylmethylcellulose is also used, for example, in the production of vegan hard capsules in the pharmaceutical technology sector.
  • the hydroxypropyl methylcellulose in the seal has a water content of 1-23 wt.%, more preferably 1.5-20 wt.%, much more preferably 2.0-15 wt.% and most preferably 2.5-10 wt.%.
  • plastic is understood below to mean plastic based on gelatin and/or polysaccharide and/or cellulose, in particular plastic based on gelatin and/or hydroxypropylmethylcellulose and/or pullulan.
  • the biopolymer in particular the plastic based on gelatin and/or polysaccharide and/or cellulose, is provided as a film/sheet, which is then shaped, in particular deep-drawn, to obtain the seal.
  • the biopolymer in particular the plastic, and cast and/or injection mold it to obtain the desired shape of the seal.
  • the biopolymer is cured, in particular by exposure to cold.
  • the seal thus obtained can be arranged on the base element, in particular on its flange.
  • a form of the seal to be produced is immersed once or several times in a liquid biopolymer, in particular a liquid plastic mass, until the desired material thickness is achieved.
  • the biopolymer is filled into a groove that forms a crimp at the outer edge of the flange and the capsule body, for example using a nozzle, preferably while the portion capsule is rotating.
  • at least a portion of the base element, in particular the flange, is cooled before, during, and/or after the application of the biopolymer, especially the gelatin.
  • the biopolymer can be applied after the portion capsule has been sealed with a lid film.
  • the base element can be fitted with the seal, then filled and sealed.
  • the biopolymer is cured, for example, by drying, heat and/or cold treatment and/or cross-linking, for example by IV or UV radiation, until the biopolymer, in particular the plastic, has solidified to such an extent that it allows its use as a base element together with the seal, especially in further production.
  • a multi-layered seal can be created by repeatedly dipping the mold.
  • the mold can be successively immersed in different liquid biopolymers.
  • the layers created by immersion in different liquid biopolymers can differ in their optical properties, UV resistance, hardness, Differentiating deformability and/or impermeability to liquids.
  • a layer in particular a layer comprising gelatin, is foamed.
  • the foaming can be achieved, for example, with a blowing gas.
  • this layer is combined with an adhesion promoter layer, which particularly preferably comprises gelatin.
  • This adhesion promoter layer particularly preferably improves the adhesion between the foamed layer and a metal base element, in particular a base element comprising aluminum.
  • a further layer can be a protective layer, which, for example, prevents a bipolymer layer, in particular a gelatin layer, from softening and/or swelling.
  • the seal most preferably comprises a foamed gelatin layer and an adhesion promoter layer that improves adhesion to an aluminum base element, and a protective layer that at least reduces, and preferably prevents, softening and/or swelling, particularly of the foamed layer.
  • the foamed layer has a greater thickness than at least one other layer, preferably one of the other two layers.
  • At least the portion of the surface of the base element, in particular the collar/flange, that comes into contact with the biopolymer, especially the gelatin, is pretreated to improve the adhesion between the biopolymer and the base element, in particular an aluminum base element.
  • Such pretreatment can, for example, be plasma treatment and/or acid treatment.
  • the mold is a dipping mold for the seal, wherein the dipping mold has a contour with a dipping area that is immersed in the liquid biopolymer.
  • the dipping area preferably corresponds to a negative of the contour of the seal to be produced.
  • the dipping area of the contour is coated with a layer of the biopolymer.
  • the mold can be removed from the liquid biopolymer.
  • the layer of biopolymer covering the contour of the mold can solidify and be dried.
  • a corresponding process is known, for example, in the pharmaceutical field as the Colton process for the production of pharmaceutical capsules.
  • the coated mold can be controlled in one or more dimensions during solidification and/or drying in order to selectively adjust the design of the base element, especially the shape and/or the thickness.
  • Another aspect of the present invention is a process for producing the portioned capsule according to the invention, in which a mold is dipped into a biopolymer bath, forming a film on the surface of the mold, which is then cooled and/or dried. Finally, the portion capsule is removed from the mold and trimmed if necessary.
  • the biopolymer bath contains gelatin.
  • the outer edge of the flange is crimped.
  • the base element is made of metal, in particular aluminum.
  • Another object of the present invention is a method for producing the seal of a portion capsule, in which a mold is immersed in a biopolymer bath and a film forms on the surface of the mold, which is then cooled and/or dried.
  • the present invention relates to a method for producing a seal for a portioned capsule, in which a mold is immersed in a biopolymer bath, onto which a biopolymer film adheres, solidifies there, and can then be further used. Optionally, the film is removed from the mold.
  • the mold is the negative mold of the seal to be manufactured.
  • Another object of the present invention is a method for producing a portion capsule in which the gelatin is applied in liquid or paste form to the flange of the base element and hardens there.
  • the base element of the portion capsule has a shape or surface to which a biopolymer film adheres and solidifies, forming the seal for the portion capsule.
  • the side of the flange on which the film is applied is oriented such that gravity presses the film against the flange, where it solidifies.
  • at least the flange is cooled before, during, and/or after the film is applied.
  • the film can be applied by moving, in particular rotating, an application agent and the base element relative to each other. Multiple layers can be applied.
  • Another item is a method for manufacturing the seal of a portion capsule, in which gelatin is provided as a film/sheet, which is then shaped, in particular deep-drawn, and in which the shaped sheet is used as a seal for the portion capsule.
  • the seal can be connected to the base element, for example by gluing or sealing.
  • Another object of the present invention is a method for producing the seal of a portion capsule, in which the biopolymer, namely the plastic based on gelatin, is liquefied in order to then be cast and/or injected in order to obtain the desired shape of the seal.
  • the liquid biopolymer comprising gelatin is liquefied or already provided in liquid form and then poured and/or injected into a mold and thus brought into the shape of the seal.
  • the biopolymer is applied to the flange of the portion capsule and hardens there.
  • At least a portion of a base element of the portion capsule is cooled before, during and/or after the application of the biopolymer.
  • Another object of the present invention is a method for producing a beverage with a portion capsule according to the invention, in which the portion capsule, in particular its flange, is clamped between two closing brewing chamber elements and the seal is deformed in the process, and the deformation is only partially restored when the brewing chamber elements are opened again.
  • the seal is deformed when the brewing chamber elements are closed.
  • the yield strength of the biopolymer is exceeded to such an extent that the deformation is semi-plastic. This results in a very good sealing effect and facilitates the ejection of the portion capsule from the beverage dispensing apparatus.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of a portion capsule 1 for preparing a beverage in a beverage production machine (not shown) according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the portion capsule 1 has a cup-shaped base element 2 and a capsule lid 4 attached to a circumferential flange 7 of the base element 2.
  • the capsule lid 4 is preferably welded or bonded to the flange 7.
  • the base element 2 consists of a bottom section 6 and a wall section 8, which are preferably formed in one piece.
  • a cavity 3 is formed within the base element 2, which is filled with beverage raw material (not illustrated for clarity) and which is closed by the capsule lid 4.
  • a seal is arranged on the side of the flange opposite the capsule lid 4, which deforms when the brewing chamber is closed.
  • the seal is made at least partially of gelatin.
  • the seal material is applied to the flange in liquid form and hardens there, particularly by cooling.
  • the base element of the portion capsule is preferably rotated by 180° so that gravity presses the liquid seal material against the flange.
  • the base element, especially the flange is cooled before the sealing material is applied.
  • the portion capsule 1 is inserted into a brewing chamber in a beverage production machine.
  • the brewing chamber is then closed, for example, by moving two brewing chamber elements relative to each other.
  • the capsule lid 4 and the base section 6 are perforated sequentially or simultaneously, and extraction fluid is introduced under pressure into the cavity 3 through the perforations in the capsule lid 4.
  • extraction fluid is introduced under pressure into the cavity 3 through the perforations in the capsule lid 4.
  • the interaction between the extraction fluid and the beverage raw material produces the desired beverage, which exits the portion capsule 1 through the perforations in the base section 6 and is dispensed into a beverage container. Any particles of the beverage raw material are filtered out of the beverage by the filter medium 9 and retained in the portion capsule 1.
  • the seal 11 is deformed; that is, after brewing, traces of the brewing chamber remain visible in the seal material, although these are less pronounced than the deformation of the seal when the brewing chamber is closed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatus For Making Beverages (AREA)
  • Closures For Containers (AREA)

Description

    Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Portionskapsel zur Zubereitung eines Getränks in einer Getränkeherstellungsmaschine, wobei die Portionskapsel ein flüssigkeitsdichtes Basiselement mit einem Hohlraum zum Aufnehmen eines Getränkerohmaterials und einen den Hohlraum verschließenden Kapseldeckel aufweist.
  • Solche Portionskapseln sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbaren die Druckschriften WO 2007 137974 A1 , DE 10 2012 223 291 A1 , DE 10 2013 215 274 A1 , DE 10 2012 109 186 A1 und
  • DE 10 2012 105 282 A1 Portionskapseln für Portionskapselmaschinen aufweisend jeweils ein starres oder halbstarres Basiselement, das einen Hohlraum zur Aufnahme eines Getränkerohmaterials, wie Kaffeeröstgranulat, Instantkaffee, Schokoladenpulver, Teeverschnitt, Milchpulver oder dergleichen, umschließt, wobei der Hohlraum nach dem Befüllen der Portionskapsel mit einem Kapseldeckel verschlossen wird. Damit das Getränkerohmaterial bei der Lagerung und beim Transport der Portionskapsel sein Aroma nicht verliert, ist das Basiselement gas- und flüssigkeitsdicht ausgebildet. Zudem muss das Basiselement bei der Herstellung des Getränks vergleichsweise hohen mechanischen Kräften standhalten, da die Extraktionsflüssigkeit unter hohem Druck und mit hoher Temperatur in den Hohlraum eingeleitet wird, um unter Wechselwirkung mit dem Getränkerohmaterial das Getränk zu erzeugen.
  • Typischerweise werden bei den aus dem Stand der Technik bekannten Portionskapseln daher tiefgezogene bzw. thermogeformte Basiselemente aus Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC) und/oder Polyethylenterephthalat (PET) und/oder Metall, insbesondere Aluminium verwendet, da solche Basiselemente kostengünstig herstellbar, mechanisch stabil, sowie gas- und flüssigkeitsdicht sind.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Portionskapsel der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welche sich nach der Getränkeerstellung einfacher, umweltschonender und kostengünstiger Entsorgen lässt und/oder welche einfacher herzustellen ist.
  • Gelöst wird die Aufgabe mit einer Portionskapsel zur Zubereitung eines Getränks in einer Getränkeherstellungsmaschine, wobei die Portionskapsel ein Basiselement mit einem Flansch und mit einem Hohlraum zum Aufnehmen eines Getränkerohmaterials und einen den Hohlraum verschließenden Kapseldeckel aufweist, wobei der Kapseldeckel an dem Flansch befestigt ist und auf der dem Kapseldeckel gegenüberliegenden Fläche eine Dichtung vorgesehen ist, die Gelatine aufweist und teilplastisch vorgesehen ist.
  • Weiterhin gelöst wird die Aufgabe mit einer Portionskapsel zur Zubereitung eines Getränks in einer Getränkeherstellungsmaschine, wobei die Portionskapsel ein Basiselement mit einem Flansch und mit einem Hohlraum zum Aufnehmen eines Getränkerohmaterials und einen den Hohlraum verschließenden Kapseldeckel aufweist, wobei der Kapseldeckel an dem Flansch befestigt ist und auf der dem Kapseldeckel gegenüberliegenden Fläche eine Dichtung vorgesehen ist, die Gelatine aufweist und teilelastisch vorgesehen ist.
  • Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale, die im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemacht worden sind können in andere Gegenstände der vorliegenden Erfindung übernommen werden.
  • Die folgenden Ausführungen gelten für beide Gegenstände der vorliegenden Erfindung gleichermaßen.
  • Diese Gegenstände der vorliegenden Erfindung betreffen eine Portionskapsel, die beispielsweise zur Getränkeherstellung eingesetzt wird. Beispielsweise wird mit der Portionskapsel Kaffee oder Espresso oder Tee hergestellt. Dafür wiest die Portionskapsel ein Basiselement mit einem Boden und Seitenwänden auf, die einen Hohlraum aufspannen, in den das Getränkerohmaterial eingefüllt wird. Der Hohlraum wird dann mit einem Kapseldeckel verschlossen. Zur Herstellung des Getränks wird die Portionskapsel beispielsweise mit heißem Wasser durchströmt. Vorzugsweise unterscheiden sich der Werkstoff, aus dem die Dichtung und das Basiselement gefertigt sind. Vorzugsweise ist das Basiselement aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Aluminium gefertigt.
  • Vorzugsweise weist die Portionskapsel eine Seitenwand und einen Boden auf. Die Seitenwand ist vorzugsweise konisch oder zylindrisch vorgesehen und insbesondere einstückig mit dem Boden verbunden. An dem dem Boden gegenüberliegenden Ende der Seitenwand weist diese einen, insbesondere kreisringförmigen, Flansch auf, der vorzugsweise einstückig mit der Seitenwand verbunden ist und in einem Winkel, insbesondere einem stumpfen Winkel, zu dieser vorgesehen ist.
  • An einer Seite des Flansches ist in der Regel ein Kapseldeckel angeordnet, insbesondere gesiegelt, der einen Hohlraum in dem Basiselement, in dem sich ein Getränkerohmaterial befindet, abdichtet. An der dem Kapseldeckel gegenüberliegenden Seite des Flansches ist die Dichtung vorgesehen.
  • Erfindungsgemäß ist die Dichtung teilplastisch und/oder teilelastisch vorgesehen. Einmal verformt bleibt die Dichtung also nicht in der verformten Form und/oder nimmt seine ursprüngliche Form nicht wieder an. Beispielsweise verformt sich die Dichtung beim Schließen der Brühkammer teilplastisch. Dadurch wird eine gute Dichtwirkung erzielt und die Dichtwirkung bleibt zumindest teilweise bestehen auch wenn der Schließdruck der Kammerteile nachlässt. Teilplastisch im Sinne der Erfindung bedeutet, dass sich der Abdruck, den die Brühkammer in die Dichtung eindrückt nur teilweise rückformt. Vorzugsweise beträgt die Rückformung 10 -40 % des von der Brühkammer erzeugten maximalen Abdrucks. Vorzugsweise beträgt die Abweichung des Querschnitts der Dichtung nach Verformung und Rückformung zwischen 10 und 40 % bezogen auf den Querschnitt der Dichtung vor der Verformung. Die Dichtung ist demnach teilelastisch und formt sich teilweise zurück nachdem der Druck von der Brühkammer nachgelassen hat. Die Dichtung unterscheidet sich folglich von einer gummielastischen Dichtung, die sich vollständig zurückformen wird, wenn der Druck der Brühkammer nachlässt. Die Dichtung unterscheidet sich auch von einer plastisch verformbaren Dichtung, bei der die maximale Verformung der Dichtung zumindest im wesentlichen erhalten bleibt.
  • Biopolymer gemäß der vorliegenden Erfindung sind Polymere, die aus nachwachsenden Rohstoffen erhalten werden und/oder biologisch abbaubar, insbesondere vollständig biologisch abbaubar, sind. Die Herstellung dieser Biopolymere kann dabei umfassende Reinigungsschritte und/oder Modifizierungsschritte beinhalten. Erfindungsgemäß können auch Mischungen von zwei oder mehreren Biopolymeren eingesetzt werden, wobei auch Mischungen von zwei oder mehr Biopolymeren unterschiedlicher Klassen, wobei Gelatine und Polysacharide oder in Betracht kommen. Diese Materialien haben den weiteren Vorteil, dass die daraus erhaltenen Basiselemente vegan und/oder koscher und/oder halal hergestellt werden können.
  • Erfindungsgemäss besteht zumindest ein Teilbereich der Dichtung zumindest teilweise aus Gelatine, Polysacchariden, Polylactiden, Cellulosen oder Mischungen aus zwei oder mehr dieser Biopolymere. Vorzugsweise beträgt der Biopolymeranteil in dem Material, aus dem die Dichtung hergestellt wird, > 30 Gew.-%, vorzugsweise > 40 Gew.-%, noch mehr bevorzugt > 50 Gew.-% und am meisten bevorzugt > 55 Gew.-%. Vorzugsweise weist das Material Glycerin und Wasser auf. Vorzugsweise weist diese Mischung einen Vernetzer auf.
  • Als Vernetzer eignet sich beispielsweise ein Tannin.
  • Insbesondere kann die Dichtung auch vollständig aus Biopolymer, insbesondere Gelatine, bestehen.
  • Erfindungsgemäss besteht zumindest ein Teilbereich der Dichtung zumindest teilweise aus Gelatine. Vorzugsweise beträgt der Gelatine- und/oder Polysacharid- und/oder Celluloseanteil des Materials, aus dem zumindest ein Teilbereich der Dichtung hergestellt wird > 70 Gew.-%, vorzugsweise > 80 Gew.-%, noch mehr bevorzugt > 90 Gew.-% und am meisten bevorzugt > 95 Gew.-%. Insbesondere kann die Dichtung auch vollständig aus Biopolymer bestehen.
  • Erfindungsgemäss besteht zumindest ein Teilbereich der Dichtung aus Gelatine. Vorzugsweise beträgt der Gelatine- und/oder Hydroxypropylmethylcellulose- und/oder Pullulananteil des Materials, aus dem zumindest ein Teilbereich der Dichtung hergestellt wird > 70 Gew.-%, vorzugsweise > 80 Gew.-%, noch mehr bevorzugt > 90 Gew.-% und am meisten bevorzugt > 95 Gew.-%. Insbesondere kann die Dichtung auch vollständig aus Biopolymer bestehen.
  • Gelatine ist vorzugsweise ein tierisches Protein, vorzugsweise ein Stoffgemisch. Hauptbestandteil ist vorzugsweise denaturiertes bzw. hydrolysiertes Kollagen, das aus dem Bindegewebe verschiedener Tierarten, vor allem Schweinen und Rindern, aber auch Fischen und Geflügel produziert werden kann. Bei der Gelatine kann es sich aber auch um pflanzliche Gelatine handeln, die meistens Polysacharide sind.
  • Als Gelatine kommt vorzugsweise insbesondere Gelatine zum Einsatz, wie sie im Bereich der pharmazeutischen Technologie zur Herstellung von Hartgelatine oder Weichgelatinekapseln Verwendung findet. Die Gelatine kann geschäumt sein. Dieses Schäumen kann mit einem Gas, insbesondere Luft erfolgen.
  • Vorzugsweise weist die Gelatine in der Dichtung einen Wassergehalt von 1 - 50 Gew %, vorzugsweise 6-20 Gew.%, noch mehr bevorzugt von 9-18 Gew.-%, viel mehr bevorzugt 9 -16 Gew.-% auf.
  • Vorzugsweise kann die Gelatine, wie sie zur Herstellung der Dichtung eingesetzt wird, einen Bloom-Wert von 10 - 350, vorzugsweise 50-300, besonders bevorzugt von 150-280 Bloom oder 180-280 aufweisen.
  • Vorzugsweise ist die Gelatine gehärtet und/oder wasserunlöslich gemacht. Alternativ dazu ist die Gelatine gehärtet und/oder temporär wasserunlöslich oder temporär feuchtigkeitsresistent. Unter einer temporär wasserunlöslichen oder temporär feuchtigkeitsresistenten Gelatine wird beispielsweise Gelatine verstanden, die nach dem Gebrauch der Kapsel und/oder unter Umwelteinflüssen, beispielsweise Feuchtigkeit, Sonnenstrahlung und/oder Mikroorganismeneinfluss nach einer gewissen Zeit, beispielsweise nach 1-28 Tagen, insbesondere 1-14 Tagen, bevorzugt 1-7 Tagen, besonders bevorzugt 1-5 Tagen, Anzeichen einer Zersetzung zeigt.
  • Dies ist beispielsweise durch Vernetzung des Produktes mit einer oder mehreren Chemikalien erreichbar, also insbesondere ein Prozess, der das Molekulargewicht des Proteins wirksam erhöht. Dafür eignen sich beispielsweise Alginsäure-Alkylenglykolderivate, mit Natriumperoxid oxidierte Alginsäure, Amylopectindialdehydoktenylsuccinat, Bisacryloylurea, Bis(azidinethyl)sulfon, Bis(bromacetyl)ethylendiamin, Bis(chlormethyl)adipat, Bis(chlormethyl)diethylmalonat, Bis(chloracetyl)dimethylendiamin, Benzoldisulfonylfluorid, Bromessigsäure, Carbodiimide, Carboxylbenzylbromid, Bis(chlorethyl)urea, Chromacetat und - alaune, Cyallurchlorid, Dialdehydstärke behandelt mit kaustischer Soda, Dichlorhydroxy-s-triazin, Natriumsalz, Dichlorquinoxolinkarbonylchlorid, Diethylenurea, Diformyldihydroxytrioxanonan, Ditrioxynaphthalin, Difluordinitrobenzol, Dihydroxydioxan, Diglycidylmono(propylenchlorhydrin)ether von Glycerin, Dihydroxymaleillsäure, Di(maleimido)benzol, Di(maleimido-)hexan, Dimaleimid, Dimethylaminophosphoryl, Bis(dimethylamino)phosphorylchlorid, Dimethylbis(vinylsulfonyl)benzol, Dinatriumsalz, Tris(sulfatetyl)sulfonium-Innerethersalze, Ethylenglykol, Ethoxymethylisocyanat, Formalin(formaldehyd, Fluorsulfonylazetophenon, Glycerin, Gummi arabicum, beispielsweise oxidiert mit Perjodsäure, Glutaraldehyd, Hydroxytetramethylhydrooxazoniumchlorid, Milchsäure, Methotoluolsulfonat, Mono-I-O-bromethylmaleat, Methylendiethansulfonamid, Methansulfonsäurehalogenalkoholester, Mercaptoethylaziridin, Methylglucanopyranosid, Naphthalindisulforylfluorid, Pektinsäure, Peroxydisulfat, Phenolformaldehydharze, Phenyltriazinidinylsilan, Phloroformalin, Phosphonitrilchlorid, Phloroglucin, Polyurethan, Polyformal(e), Polyacrolein, Polyvinylmaleat, Kaliumpermanganat, Kaliumferrocyanid, Pyromellithanhydrid, Resorcindiglycidylether, Resorcin, Saccharid(e), Sulfanilinodichloro-s-triazin, Natriumhypochlorit, Natriumsalz von Dichlorhydroxytriazin, Stearylaminobenzoyl-Essigsäuure, Sucrose, oxidiert mit Perjodat,Tannin, Tetrahydroxyphenol, Trimellithanhydrid, Trimethylenbis(isomaleimid), Tris(chloracetyl)hexahydrotriazin, Tetraisopropyltitanat und/oder deren Gemisch aus mindestens zwei der oben genannten Substanzen.
  • Polysacharid ist der Hauptbestandteil von pflanzlichen Zellwänden. Vorzugsweise wird das Polysacharid in Form von Cellulose, beispielsweise Methyl-Cellulose und/oder Hydroxypropylmethyl-Cellulose und/oder Celluloseacetat, vorgesehen. Andere Cellulose basierende Verbindungen sind ebenfalls denkbar. Alternativ kann das Polysacharid in Form von Pullulan vorgesehen. Das Polysacharid kann als Mischung von mehreren Substanzen zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin kann zumindest ein Teilbereich des Basiselements und/oder des Kapseldeckels ganz oder teilweise aus Cellulose, beispielsweise Methyl-Cellulose und/oder HydroxypropylmethylCellulose und/oder Celluloseacetat bestehen. Andere Cellulose basierende Verbindungen sind ebenfalls denkbar.
  • Unter Cellulosen werden erfindungsgemäß auch deren Derivate verstanden, insbesondere Celluloseether, welche durch teilweise oder vollständige Substitution der Wasserstoff-Atome der Hydroxy-Gruppen in der Cellulose entstehen. Diese Celluloseether können vorzugsweise ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, Ethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Methylethylcellulose, Hydroxyethylmethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Ethylhydroxyethylcellulose und Carboxymethylhydroxyethylcellulose. Erfindungsgemäß können dabei auch Mischungen aus zwei oder mehr dieser Celluloseethyer zum Einsatz kommen.
  • Ganz besonders bevorzugt ist Hydroxypropylmethylcellulose. Eine entsprechend geeignete Hydroxypropylmethylcellulose wird beispielsweise auch in der Herstellung von veganen Hartkapseln im Bereich der pharmazeutischen Technologie eingesetzt.
  • Vorzugsweise weist die Hydroxypropylmethylcellulose in der Dichtung einen Wassergehalt von 1-23 Gew.%, noch mehr bevorzugt von 1,5-20 Gew.-%, viel mehr bevorzugt von 2,0-15 Gew.-% und am meisten bevorzugt 2,5-10 Gew.-% auf.
  • Vorzugsweise wird im folgenden unter der Bezeichnung Kunststoff basierend auf Gelatine und/oder Polysaccharid und/oder Cellulose, insbesondere Kunststoff basierend auf Gelatine und/oder Hydroxypropylmethylcellulose und/oder Pullulan verstanden.
  • Vorzugsweise wird das Biopolymer, insbesondere der Kunststoff basierend auf Gelatine und/oder Polysacharid und/oder Cellulose, als Film/Folie zur Verfügung gestellt, die dann geformt, insbesondere tiefgezogen wird, um die Dichtung zu erhalten. Es ist aber auch möglich das Biopolymer, insbesondere den Kunststoff, zu verflüssigen und zu gießen und/oder zu spritzen, um so die gewünschte Form der Dichtung zu erhalten. Nach dem Gießen wird das Biopolymer gehärtet, insbesondere unter Kälteeinfluss. Die so erhaltene Dichtung kann an dem Basiselement, insbesondere an dessen Flansch angeordnet werden.
  • Alternativ bevorzugt wird eine Form der herzustellenden Dichtung ein- oder mehrmals in ein flüssiges Biopolymer, insbesondere eine flüssige Kunststoffmasse, eingetaucht bis die gewünschte Materialstärke erreicht wird.
  • Noch mehr bevorzugt wird das Biopolymer in eine Sicke, die eine Bördelung am äußeren Rand des Flansches und der Kapselkörper bildet, eingefüllt, beispielsweise mit einer Düse, vorzugweise während sich die Portionskapsel dreht. Ganz besonders bevorzugt ist zumindest ein Teilbereich des Basiselementes, insbesondere der Flansch vorm, beim und/oder nach dem Auftragen des Biopolymers, insbesondere der Gelatine, gekühlt.
  • Das Auftragen des Biopolymers kann nach dem Verschließen der Portionskapsel durch eine Deckelfolie erfolgen. Es ist aber auch möglich das Basiselement mit der Dichtung zu versehen und das Basiselement sodann zu befüllen und zu verschließen.
  • Das Biopolymer wird beispielsweise mittels Trocknung, Wärme- und/oder Kältebehandlung und/oder Vernetzung, beispielsweise mittels IV- oder UV-Strahlung gehärtet, bis das Biopolymer, insbesondere der Kunststoff, so weit erstarrt ist, dass er die Verwendung als Basiselement gemeinsam mit der Dichtung insbesondere in der weiteren Produktion, zulässt.
  • Durch mehrmaliges Eintauchen der Form kann eine Dichtung mit mehreren Schichten erzeugt werden. Die Form kann nacheinander in verschiedene flüssige Biopolymere eingetaucht werden. Die Schichten, die durch das Eintauchen in verschiedene flüssige Biopolymere erzeugt werden, können sich hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften, ihrer UV-Beständigkeit, Härte, Verformbarkeit und/oder Dichtheit gegenüber Flüssigkeiten unterscheiden.
  • Vorzugsweise ist eine Schicht, insbesondere eine Schicht, die Gelatine aufweist, geschäumt. Das Schäumen kann beispielsweise mit einem Treibgas erfolgen. Vorzugsweise wird diese Schicht mit einer Haftvermittler Schicht, die besonders bevorzugt Gelatine aufweist, kombiniert. Besonders bevorzugt verbessert diese Haftvermittlerschicht die Haftung zwischen der geschäumten Schicht und einem Metall-Basiselement, insbesondere einem Aluminium aufweisenden Basiselement. Eine weitere Schicht kann eine Schutzschutzschicht sein, die beispielsweise verhindert, dass eine Bipolymer-, insbesondere eine Gelatine-Schicht, aufweicht und/oder quillt.
  • Ganz besonders bevorzugt weist die Dichtung eine geschäumte Gelatineschicht und eine Haftvermittlerschicht, die die Haftung mit einem Aluminium-Basiselement verbessert und einer Schutzschicht, die ein Aufweichen und/oder Quellen, insbesondere der geschäumten Schicht zumindest vermindert, vorzugsweise verhindert. Vorzugsweise weist die geschäumte Schicht eine größere Schichtdicke als mindestens eine andere, vorzugsweise eine der anderen beiden Schichten, auf.
  • Vorzugsweise wird zumindest der Teil der Oberfläche des Basiselementes, insbesondere des Kragens/Flansches, der mit dem Biopolymer, insbesondere der Gelatine, in Kontakt kommt, vorbehandelt, um die Haftung zwischen Biopolymer und dem Basiselement, insbesondere ein Basiselement aus Aluminium zu verbessen. Eine derartige Vorbehandlung kann beispielsweise eine Plasmahandlung und/oder eine Behandlung mit Säure sein.
  • In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Form eine Tauchform der Dichtung ist, wobei die Tauchform eine Kontur mit einem Tauchbereich aufweist, welcher in das flüssige Biopolymer eingetaucht wird. Der Tauchbereich entspricht bevorzugt einem Negativ der Kontur der herzustellenden Dichtung. Bei dem Herstellungsverfahren wird der Tauchbereich der Kontur mit einer Schicht des Biopolymers überzogen. In einem weiteren Schritt kann die Form aus dem flüssigen Biopolymer entnommen werden. Die Schicht des Biopolymers, die die Kontur der Form überzieht, kann erstarren und getrocknet werden. Ein entsprechendes Verfahren ist beispielsweise im Bereich der Pharmazie als Colton-Verfahren zur Herstellung von pharmazeutischen Kapseln bekannt. Insbesondere kann die überzogene Form während des Erstarrens und/oder Trocknens in einer oder mehreren Dimensionen gesteuert werden, um die Ausgestaltung des Basiselements, insbesondere die Form und/oder die Dicke gezielt einzustellen. Noch ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Portionskapsel, bei dem eine Form in ein Biopolymerbad getaucht wird und sich dabei ein Film auf der Oberfläche der Form bildet, der anschließend gekühlt und/oder getrocknet wird. Abschließend wird die Portionskapsel von der Form gelöst und gegebenenfalls noch beschnitten.
  • Erfindungsgemäss weist das Biopolymerbad Gelatine auf.
  • Vorzugsweise ist der äußere Rand des Flansches gebördelt.
  • Vorzugsweise ist das Basiselement aus Metall insbesondere Aluminium gefertigt.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der Dichtung einer Portionskapsel, bei dem eine Form in ein Biopolymerbad getaucht wird und sich dabei ein Film auf der Oberfläche der Form bildet, der dabei anschließend gekühlt und/oder getrocknet wird.
  • Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale, die im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemacht worden sind können in andere Gegenstände der vorliegenden Erfindung übernommen werden.
  • Dieser Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Dichtung einer Portionskapsel, bei dem eine Form in ein Biopolymerbad getaucht wird, auf der dann ein Biopolymerfilm anhaftet, der dort erstarrt und dann weiterverwendet werden kann. Gegebenenfalls wird der Film aus der Form entfernt.
  • Vorzugsweise ist die Form die Negativform der herzustellenden Dichtung.
  • Noch ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Portionskapsel, bei dem die Gelatine flüssig oder pastös auf den Flansch des Basiselements aufgetragen wird und dort härtet.
  • Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale, die im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemacht worden sind können in andere Gegenstände der vorliegenden Erfindung übernommen werden.
  • Vorzugsweise, weist das Basiselement der Portionskapsel die Form oder Oberfläche auf, an der ein Film aus Biopolymer anhaftet und dort erstarrt und dann die Dichtung für die Portionskapsel bildet. Vorzugsweise wird die Seite des Flansches, auf der der Film aufgetragen wird so ausgerichtet, dass die Schwerkraft den Film an den Flansch drückt und der Film dort erstarrt. Vorzugsweise ist zumindest der Flansch vorm, beim und/oder nach dem Auftragen des Films gekühlt. Der Film kann dadurch aufgetragen werden, dass sich ein Auftragungsmittel und das Basiselement relativ zueinander bewegen, insbesondere drehen. Es können mehrere Schichten aufgetragen werden.
  • Noch ein Gegenstand ist ein Verfahren zur Herstellung der Dichtung einer Portionskapsel, bei dem Gelatine als Film/Folie zur Verfügung gestellt, die dann geformt, insbesondere tiefgezogen wird und bei dem die geformte Folie als Dichtung für die Portionskapsel verwendet wird.
  • Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale, die im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemacht worden sind können in andere Gegenstände der vorliegenden Erfindung übernommen werden.
  • Die Dichtung kann mit dem Basiselement beispielsweise durch Kleben oder Siegeln verbunden werden.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der Dichtung einer Portionskapsel, bei dem das Biopolymer, nämlich der Kunststoff basierend auf Gelatine, verflüssigt wird, um dann gegossen und/oder gespritzt zu werden, um so die gewünschte Form der Dichtung zu erhalten.
  • Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale, die im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemacht worden sind können in andere Gegenstände der vorliegenden Erfindung übernommen werden.
  • Gemäß dieses Gegenstands der vorliegenden Erfindung das flüssige Biopolymer, das Gelatine aufweist, verflüssigt oder bereits flüssig zur Verfügung gestellt und dann in eine Form gegossen und/oder gespritzt und so in die Form der Dichtung gebracht.
  • Vorzugsweise wird das Biopolymer auf den Flansch der Portionskapsel aufgetragen und härtet dort.
  • Vorzugsweise wird zumindest ein Teilbereich eines Basiselementes der Portionskapsel vorm, beim und/oder nach dem Auftragen des Biopolymers gekühlt wird.
  • Noch ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Getränks mit einer erfindungsgemäßen Portionskapsel, bei dem die Portionskapsel, insbesondere deren Flansch zwischen zwei sich schließenden Brühkammerelementen eingespannt und die Dichtung dabei deformiert wird und sich die Deformation danach nur teilweise zurückformt, wenn die Brühkammerelemente wieder geöffnet werden.
  • Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für die anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung gleichermaßen und umgekehrt. Merkmale, die im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemacht worden sind können in andere Gegenstände der vorliegenden Erfindung übernommen werden. Gemäß dieses Gegenstands der vorliegenden Erfindung wird die Dichtung beim Schließen der Brühkammerelemente verformt. Dabei wird die Streckgrenze des Biopolymers so weit überschritten, das die Verformung teilplastisch ist. Dadurch ergibt sich eine sehr gute Dichtwirkung und der Auswurf der Portionskapsel aus dem Getränkeherstellungsapparat wird unterstützt.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • Figur 1
    zeigt eine schematische Schnittbildansicht einer Portionskapsel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    Ausführungsformen der Erfindung
  • In Figur 1 ist eine schematische Schnittbildansicht einer Portionskapsel 1 zur Zubereitung eines Getränks in einer nicht abgebildeten Getränkeherstellungsmaschine gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.
  • Die Portionskapsel 1 weist ein becherförmiges Basiselement 2 und ein an einem umlaufenden Flansch 7 des Basiselements 2 befestigten Kapseldeckel 4 auf. Der Kapseldeckel 4 ist dabei mit dem Flansch 7 insbesondere verschweißt oder verklebt. Das Basiselement 2 besteht aus einem Bodenbereich 6 und einem Wandbereich 8, die vorzugsweise einstückig vorgesehen sind. Innerhalb des Basiselements 2 ist ein Hohlraum 3 ausgebildet, welcher mit Getränkerohmaterial befüllt ist (aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht illustriert) und welcher durch den Kapseldeckel 4 verschlossen ist. Auf der dem Kapseldeckel (4) gegenüberliegenden Seite des Flansches ist eine Dichtung angeordnet, die sich beim Schließen der Brühkammer verformt. Vorzugsweise ist die Dichtung zumindest teilweise aus Gelatine gefertigt. Vorzugsweise wird das Dichtungsmaterial flüssig auf den Flansch aufgetragen und härtet dort aus, insbesondere indem das Dichtungsmaterial gekühlt wird. Dabei ist das Basiselement der Portionskapsel vorzugsweise um 180° gedreht, so dass die Schwerkraft das flüssige Dichtungsmaterial gegen den Flansch drückt. Vorzugsweise wird das Basiselement, insbesondere der Flansch, vor dem Auftragen des Dichtungsmaterials gekühlt. Beim Öffnen der Brühkammer stellt sich die Verformung nur teilweise zurück. Nach dem Öffnen der Brühkammer verbleibt folglich eine Deformation in der Dichtung zurück. Die Dichtung formt sich teilweise elastisch zurück, nimmt aber nicht ihre ursprüngliche Form ein.
  • Die Portionskapsel 1 wird im Gebrauch in einer Getränkeherstellungsmaschine in eine Brühkammer eingeführt. Anschließend wird die Brühkammer geschlossen, beispielsweise indem zwei Brühkammerelemente relativ zueinander bewegt werden. Dabei werden der Kapseldeckel 4 und der Bodenbereich 6 nacheinander oder gleichzeitig perforiert und durch die Perforationsöffnungen im Kapseldeckel 4 Extraktionsflüssigkeit unter Druck in den Hohlraum 3 eingeleitet. Durch die Wechselwirkung zwischen der Extraktionsflüssigkeit und dem Getränkerohmaterial entsteht das gewünschte Getränk, welches die Portionskapsel 1 durch die Perforationsöffnungen im Bodenbereich 6 verlässt und einem Getränkegefäß zugeführt wird. Durch das Filtermedium 9 werden etwaige Partikel des Getränkerohmaterials aus dem Getränk gefiltert und in der Portionskapsel 1 zurückgehalten. Beim Schließen der Brühkammerelemente wird die Dichtung 11 verformt, d.h. nach de, Brühen bleiben Spuren der Brühkammer in dem Dichtungsmaterial sichtbar, die jedoch geringer ausfällt als die Verformung der Dichtung bei geschlossener Brühkammer.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Portionskapsel
    2
    Basiselement
    3
    Hohlraum
    4
    Kapseldeckel
    5
    Teilbereich
    6
    Bodenbereich
    7
    Flansch
    8
    Wandungsbereich
    9
    Filtermedium
    10
    Bördelung
    11
    Beschichtung

Claims (13)

  1. Portionskapsel (1) zur Zubereitung eines Getränks in einer Getränkeherstellungsmaschine, wobei die Portionskapsel (1) ein Basiselement (2) mit einem Flansch (7) und mit einem Hohlraum (3) zum Aufnehmen eines Getränkerohmaterials und einen den Hohlraum (3) verschließenden Kapseldeckel (4) aufweist, wobei der Kapseldeckel (4) an dem Flansch befestigt ist und auf der dem Kapseldeckel gegenüberliegenden Fläche eine Dichtung (11) vorgesehen ist, wobei die Dichtung (11) teilplastisch vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung Gelatine aufweist.
  2. Portionskapsel (1) zur Zubereitung eines Getränks in einer Getränkeherstellungsmaschine, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Portionskapsel (1) ein Basiselement (2) mit einem Flansch (7) und mit einem Hohlraum (3) zum Aufnehmen eines Getränkerohmaterials und einen den Hohlraum (3) verschließenden Kapseldeckel (4) aufweist, wobei der Kapseldeckel (4) an dem Flansch befestigt ist und auf der dem Kapseldeckel gegenüberliegenden Fläche eine Dichtung (11) vorgesehen ist, wobei die Dichtung (11) teilelastisch vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung Gelatine aufweist.
  3. Portionskapsel (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Rand des Flansches gebördelt ist.
  4. Portionskapsel (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement aus Metall insbesondere Aluminium gefertigt ist.
  5. Portionskapsel (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung eine geschäumte Gelatineschicht aufweist.
  6. Portionskapsel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die geschäumte Schicht auf einer Oberfläche eine Schutzschicht, insbesondere gegen Quellen und/oder Aufweichen und/oder auf einer Oberfläche, insbesondere einer anderen, vorzugsweise der gegenüberliegenden Oberfläche eine Haftvermittlerschicht zur Verbesserung der Haftung der geschäumten Schicht an dem Basiselement, insbesondere einem Aluminium-Basiselement aufweist.
  7. Verfahren zur Herstellung der Dichtung einer Portionskapsel nach einem der Ansprüche 1 - 6, bei dem eine Form der Dichtung in ein Biopolymerbad getaucht wird und sich dabei ein Film auf der Oberfläche der Form bildet, der anschließend gekühlt und/oder getrocknet wird.
  8. Verfahren zur Herstellung der Dichtung einer Portionskapsel, dadurch gekennzeichnet, dass Gelatine als Film/Folie zur Verfügung gestellt, die dann geformt, insbesondere tiefgezogen, wird und bei dem die geformte Folie als Dichtung an der Portionskapsel vorgesehen wird.
  9. Verfahren zur Herstellung der Dichtung einer Portionskapsel, bei dem ein Biopolymer, nämlich der Kunststoff basierend auf Gelatine verflüssigt wird um dann gegossen und/oder gespritzt zu werden.
  10. Verfahren zur Herstellung einer Portionskapsel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelatine flüssig oder pastös auf den Flansch (7) des Basiselements (2) aufgetragen wird und dort härtet.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelatine gekühlt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement vor, bei und/oder nach dem Auftragen der Gelatine gekühlt wird.
  13. Verfahren zur Herstellung eines Getränks mit einer Portionskapsel gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Portionskapsel, insbesondere deren Flansch (7) zwischen zwei sich schließenden Brühkammerelementen eingespannt und die Dichtung (11) dabei deformiert wird und sich die Deformation danach nur teilweise zurückformt, wenn die Brühkammerelemente wieder geöffnet werden.
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