PL210076B1 - Szczelnie zamknięta kapsułka zawierająca co najmniej jeden składnik do wytwarzania napoju i sposób jej wytwarzania - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest szczelnie zamknięta kapsułka zawierająca co najmniej jeden składnik do wytwarzania napoju i sposób jej wytwarzania.

Wynalazek dotyczy ogólnie produkcji napoju (np. cappuccino, latte macchiato) lub płynnego produktu spożywczego z kapsułki, mieszka, torebki, lub innego pojemnika zawierającego produkt.

Wynalazek dotyczy więc tylko takich pojemników zawierających produkt, które można umieścić w urządzeniu (takim jak np. maszyna dozująca napój) w celu napełnienia ich wnętrza płynem (zwykle wodą).

Poniżej opisanie zostanie tło wynalazku w odniesieniu do kapsułki. Należy rozumieć, że przykład kapsułki wybrano jako reprezentatywny przykład pojemnika zawierającego produkt, który może być umieszczony w urządzeniu wytwarzającym napój lub płynny produkt spożywczy.

Kapsułka zawiera co najmniej jeden składnik napoju lub produktu spożywczego. Napój można wytworzyć przez połączenie płynu ze składnikami zawartymi w kapsułce, gdy składnik znajdujący się w kapsułce zostanie połączony z płynem, na przykład z gorącą wodą, która została wprowadzona do wnętrza kapsułki. Następnie napój ten może być wydobyty z kapsułki.

Istnieje wiele możliwości wzajemnego oddziaływania między składnikiem (składnikami) napoju/produktu spożywczego i płynem, takich jak na przykład ekstrakcja, rozpuszczanie, zaparzanie, mieszanie itp., i wszystkie wchodzą w zakres niniejszego wynalazku, nawet pomimo, że poniższy opis dotyczy tylko kilku z nich, podanych w celach ilustracyjnych.

Typowe przykłady takich kapsułek to szczelne kapsułki zawierające paloną kawę mieloną w proszku. Kapsułki takie można umieścić w odpowiednio przystosowanych maszynach do zaparzania kawy. Po umieszczeniu kapsułki w maszynie do zaparzania kawy do kapsułki wprowadzana jest woda, która oddziaływuje na kawę w proszku zawartą w kapsułce. W rezultacie wytworzony zostaje napój kawowy, który zostaje wylany z kapsułki i nalany do naczynia (takiego jak kubek, szklanka lub innego) w postaci napoju.

Konsumenci szalenie cenią sobie wygodę takiego przygotowywania napoju, gdyż jest ono czyste i szybkie oraz może być przeprowadzone w sposób łatwy. Polega ono zasadniczo na włożeniu zamkniętej kapsułki zawierającej kawę w proszku do maszyny do zaparzania kawy i przyciśnięciu guzika.

Obecnie, zwłaszcza w przypadku delikatesów kawowych (np. cappuccino, latte mocchiato i podobnych napojów) konsumenci cenią sobie bardzo oryginalne wrażenie, które nadane zostaje kubkowi lub szklance z napojem, a które zawdzięcza on następującym trzem elementom:

a. Biała mleczna pianka pokrywająca wierzch napoju,

b. „Plama brązowej kawy zaznaczająca miejsce w białej mlecznej piance, przez które została wlana kawa, i

c. W przypadku naczynia szklanego (typowego dla np. latte mocchiato podawanego w barach w Niemczech), widoczne trzy warstwy w różnych kolorach tzn. biały na dnie (płynne mleko), brązowy w środku (ekstrakt kawy) i biały (mleczna pianka) na wierzchu.

Pojedyncza kapsułka znana w stanie techniki nie może dać w efekcie dwu fazowego, wielowarstwowego produktu, w którym dwa komponenty płynu pochodzące z dwóch różnych składników są nalewane oddzielnie, tak aby otrzymać na przykład napój z fazą mleczną i fazą kawową.

Istnieje obecnie zapotrzebowanie na produkcję napoju zawierającego co najmniej dwa komponenty napoju, które są wytwarzane i nalewane do naczynia niejednocześnie lecz w określonej sekwencji czasowej, tzn. w różnych przedziałach czasu podczas cyklu wytwarzania napoju. Typowym przykładem takiego napoju mającego kilka sekwencyjnie wytwarzanych komponentów napoju jest kawa typu cappuccino. W celu wytworzenia kawy typu cappuccino najpierw wprowadza się do naczynia piankę mleczną, i dopiero po pewnym okresie czasu od rozpoczęcia nalewania pianki mlecznej nalewa się do naczynia komponent kawowy.

Tak więc, zgodnie ze stanem techniki, w celu wytworzenia np. kawy typu cappuccino, najpierw wprowadza się kapsułkę zawierającą mleko w proszku lub mleko płynne, którą następnie należy zastąpić kapsułką zawierającą kawę w proszku. Jednakże ten sposób przygotowania kawy typu cappuccino jest niewygodny, czasochłonny i wymaga użycia dwóch różnych kapsułek.

Celem wynalazku jest więc poszerzenie zakresu napojów lub składników napoju, które można wytworzyć z jednej kapsułki.

PL 210 076 B1

Celem wynalazku jest zaproponowanie kapsułki do wytwarzania napoju zawierającego ponad jeden komponent lub fazę napoju, przy czym wiele komponentów lub faz napoju można wydobyć z kapsułki z pewnym opóźnieniem w stosunku do początku nalewania każdego z komponentów lub faz napoju.

Szczelnie zamknięta kapsułka według wynalazku zawiera co najmniej jeden składnik do wytwarzania napoju, a napój wytwarzany jest z niej za pomocą maszyny do zaparzania przez połączenie z płynem wprowadzonym do kapsułki pod ciśnieniem. Kapsułka według wynalazku charakteryzuje się tym, że wnętrze kapsułki jest podzielone na co najmniej dwie oddzielne komory pierwszą i drugą, zaś każda komora zawiera składnik napoju lub mieszankę składników napoju, natomiast pierwsza komora posiada właściwość uwalniania składnika lub mieszanki składników z opóźnieniem czasowym względem drugiej komory, gdy do kapsułki wprowadzony zostanie płyn w celu wytworzenia napoju.

Korzystnie, druga komora otacza pierwszą komorę.

Również korzystnie, pierwsza komora zawiera składnik kawowy.

Pierwsza komora może być wyznaczona lub ograniczona przez ściankę zawierającą materiał rozpuszczalny w wodzie.

W korzystnym wariancie wynalazku, druga komora zawiera mleko w proszku lub płynny koncentrat, lub nie mleczny zabielacz w postaci płynnej lub w proszku.

Ewentualnie, komory są oddzielone od siebie ścianką, która posiada właściwość otwierania połączenia między obiema komorami pod wpływem działania płynu wprowadzonego do wnętrza kapsułki.

Ściankę stanowi zewnętrzna powierzchnia składnika, tworząca stałą ściankę obejmującą całość tego składnika.

Grubość ścianki korzystnie wynosi co najmniej 0,5 mm i może być zmienna.

Ściankę może stanowić twardy cukierek [hard candy], ewentualnie wypełniony składnikiem napoju.

Ścianka korzystnie zawiera polisacharyd.

Ewentualnie ścianka zawiera sacharozę i syrop glukozowy.

Korzystnie, ścianka zawiera ponadto maltodekstrynę.

Również korzystnie, ścianka zawiera co najmniej 1%, korzystnie ponad 2% wagowych i nie więcej niż 6% wagowych wilgoci.

Dwie komory mogą być oddzielone od siebie ścianką wykonaną z materiału, który rozpuszcza się pod wpływem płynu.

Całkowita objętość kapsułki korzystnie wynosi między 20 ml a 60 ml.

Kapsułka korzystnie zawiera w sumie od 10 g do 30 g składników.

Druga komora korzystnie zawiera środek otwierający, który otwiera się pod wpływem ciśnienia, gdy do komory zostanie wtryśnięta woda.

Sposób według wynalazku dotyczy wytwarzania szczelnie zamkniętej kapsułki według wynalazku, zawierającej co najmniej jeden składnik do wytwarzania napoju, z której napój wytwarzany jest za pomocą maszyny do zaparzania przez połączenie z płynem wprowadzonym do kapsułki pod ciśnieniem, charakteryzuje się tym, że obejmuje etapy:

- wypełnienia skorupki składnikiem napoju metodą napełniania środka w celu wytworzenia drugiej komory zawierającej składnik napoju, i

- umieszczenia drugiej komory wewnątrz szczelnie zamkniętej kapsułki, przy czym ta część objętości kapsułki, która otacza drugą komorę, stanowi pierwszą komorę zawierającą składnik napoju.

Korzystnie, do napełniania środka stosuje się formierkę seryjną z wypełnieniem proszkowym.

Tak więc pierwsza komora może zawierać rozpuszczalną kawę w proszku lub płynny koncentrat. Druga komora może zawierać mleko w proszku lub płynny koncentrat, bądź też inny (mleczny albo nie mleczny) zabielacz w proszku lub w płynie.

Jeżeli pierwsza komora zawiera składnik kawowy a druga komora zawiera mleko w proszku lub płynny koncentrat, można wytworzyć napój typu cappuccino, przy czym wytwarzanie produktu mlecznego może rozpocząć się zanim zacznie być nalewany komponent kawowy. W rezultacie, w naczyniu powstaje oddzielna mleczna pianka i widoczna jest struktura wielowarstwowa.

Należy zauważyć, że wynalazek dotyczy również napojów, w których co najmniej dwa różne komponenty napoju nie są od siebie oddzielone, tzn. przynajmniej częściowo zachodzą na siebie lub mieszają się ze sobą w naczyniu.

PL 210 076 B1

Objętość i/lub ciężar składnika zawartego w drugiej komorze może być większa niż objętość i/lub ciężar składnika zawartego w pierwszej komorze. Obie komory mogą być ewentualnie oddzielone od siebie ścianką, która jest tak zaprojektowana, że otwiera przepływ płynu między obiema komorami pod wpływem płynu wprowadzonego do wnętrza kapsułki.

Jest wiele możliwości perforacji takiej ścianki lub sprawienia, że ścianka ta przynajmniej częściowo zniknie. Dobrym przykładem takiej możliwości jest co najmniej częściowe rozpuszczenie ścianki. Według wynalazku proponuje się w szczególności, poza środkami mechaniczno-fizycznymi, ścianki, które rozpuszczają się, pękają lub topią się pod wpływem wody wprowadzonej do wnętrza kapsułki.

Twardy cukierek [hard candy], czasem zwany cukierkiem wysokowrzącym [high-boiled sweet], ma twardą strukturę, szklisty wygląd i zwykle jest wytwarzany na bazie cukru i syropu glukozowego. Twardy cukierek [hard candy] jest płynem przechłodzonym w temperaturze otoczenia, którego zawartość części stałych wynosi powyżej 96% wagowych. Można również zastosować substytuty cukru takie jak izomalt, laktitol, maltitol lub hydrolizaty uwodornionej skrobi. W szczególności, dla lepszej kontroli własności wytrzymałościowych ścianki (tzn. wyższej wytrzymałości na złamanie podczas wytwarzania), ścianka może dodatkowo zawierać maltodekstrynę.

Ścianka może być na przykład twardą skorupką z wypełnionym środkiem. Jeżeli twarda skorupka wykonana jest z twardego cukierka [hard candy], można zastosować technologię wypełniania środka znaną z produkcji słodyczy.

Ścianka może zawierać co najmniej 1%, korzystnie ponad 2% wagowych wilgoci. Taka zawartość wilgoci jest korzystna w celu zmniejszenia ryzyka złamania ścianki podczas operacji wypełniania pierwszej komory składnikiem napoju.

W celu przeprowadzenia wypełniania środka można zastosować formierkę seryjną z proszkowym wypełnieniem, typu dostępnego na rynku z firm R. Bosch GmbH lub Nuovo Euromec.

Stosując kapsułkę według wynalazku można wytwarzać napój lub płynny środek spożywczy z kapsułki, sposobem obejmującym następujące etapy:

- najpierw dostarcza się kapsułkę, której wnętrze jest podzielone na kilka komór, przy czym co najmniej dwie komory zawierają składnik lub mieszankę składników,

- do jednej z komory wprowadza się płyn taki jak na przykład gorąca woda pod ciśnieniem, w celu rozpoczęcia wytwarzania i sączenia pierwszego komponentu napoju na bazie składnika zawartego w pierwszej komorze,

- po otwarciu połączenia między pierwszą a drugą komorą, pewnym odstępie czasu od rozpoczęcia wytwarzania pierwszego komponentu napoju, rozpoczyna się wytwarzanie komponentu napoju na bazie składnika zawartego w drugiej komorze.

Początkowo pierwsza i druga komora mogą być oddzielone od siebie ścianką, która zostaje perforowana lub rozpuszcza się albo rozprasza pod wpływem płynu wprowadzonego do kapsułki.

Można również wytwarzać napój typu cappuccino z pojedynczej kapsułki, która zawiera co najmniej pierwszą komorę zawierającą składnik mleczny i drugą komorę zawierającą składnik kawowy.

Najpierw do kapsułki wprowadzana jest woda. Następnie rozpoczyna się wytwarzanie pierwszego komponentu napoju na bazie mleka. W pewnym odstępie czasu od rozpoczęcia wytwarzania pierwszego komponentu napoju rozpoczyna się wytwarzanie komponentu napoju na bazie składnika kawowego. Proces ten jest w szczególności dostosowany do wytwarzania napoju typu cappuccino, gdzie najpierw nalewany jest do naczynia, takiego jak np. filiżanka, mleczny komponent napoju, a następnie nalewany jest kawowy komponent napoju.

Dalsze aspekty, cele i korzyści wynikające z wynalazku staną się jasne dla specjalisty po lekturze załączonych dokładnych opisów przykładów realizacji wynalazku z odniesieniem do załączonych figur rysunków.

Fig. 1 przedstawia pierwszy przykład realizacji kapsułki według wynalazku, której jedna przestrzeń (komora) otacza co najmniej jedną kolejną komorę, fig. 2 przedstawia kolejny przykład realizacji kapsułki według wynalazku, w którym co najmniej dwie komory rozmieszczone są obok siebie, fig. 3 przedstawia następny przykład realizacji wynalazku, w którym zewnętrzna powierzchnia składnika stanowi ściankę oddzielającą, która opóźnia wzajemne oddziaływanie ze składnikiem, fig. 4 przedstawia kolejny przykład realizacji kapsułki według wynalazku, przed wtryśnięciem wody pod ciśnieniem do zewnętrznej komory zawierającej pierwszy składnik, gdy kapsułka zawiera dwie drugie komory otaczające jeden lub więcej drugich składników, fig. 5 przedstawia kapsułkę z fig. 4, gdy pierwszy składnik rozpuszczony w płynie jest nalewany z kapsułki, zanim drugie komory rozpuszczą się lub

PL 210 076 B1 stopią w płynie, a fig. 6 przedstawia kapsułkę z fig. 4 gdy drugi(e) składnik(i) (rozpuszczony(e) w płynie) jest (są) nalewany(e) z kapsułki.

Jak wyjaśniono we wstępnej części niniejszego opisu, wynalazek proponuje pojedynczą kapsułkę, z której można wytworzyć różne komponenty (fazy) napoju zgodnie z zaplanowaną sekwencją czasową, co zwiększa potencjalny zakres produktów, które można wytworzyć z jednej kapsułki. Chociaż „sekwencja czasowa nie musi być bardzo dokładnie zaplanowana, konstrukcja kapsułki musi taka, aby wytwarzanie napoju z pierwszej komory zaczęło się przed opóźnionym wytwarzaniem napoju na bazie co najmniej jednego kolejnego składnika zawartego w kapsułce.

Pomimo, że w opisie i zastrzeżeniach stosowane jest określenie „kapsułka, należy rozumieć, że w ramach wynalazku mieszczą się także pojemniki torebkowe, które są przynajmniej częściowo wykonane są ze ścianek umożliwiających wpłynięcie płynu. Torebki takie są porównywalne z dobrze znanymi torebkami herbaty. Są to torebki zwane „mieszkami, których nie trzeba otwierać, ponieważ ich ścianki są przystosowane do przepuszczania płynu.

Okresy czasowe wytwarzania poszczególnych komponentów mogą na siebie zachodzić, nie jest potrzebny ich ścisły rozdział.

W dalszym opisie zakłada się, dla celów czysto ilustracyjnych, że dwu-fazowy napój jest kawą typu cappuccino, w którym najpierw należy nalać do naczynia produkt mleczny, zanim wytworzy się i naleje do niego komponent kawowy. Należy rozumieć, że kapsułka i sposób według wynalazku znajdują dużo szersze zastosowanie, oraz że istnieje o wiele więcej napojów i/lub płynnych produktów spożywczych (zup itp.), w których opóźniony czas wytwarzania poszczególnych komponentów na bazie jednej kapsułki może stanowić zaletę.

Należy zauważyć, że składnik może mieć dowolną postać, jak np. stałą, sproszkowaną, granulowaną, lepką lub płynną, jak również ich mieszanki.

W poniższym opisie należy rozumieć, że określenie „składnik odnosi się nie tylko do składnika pojedynczego, lecz także obejmuje mieszanki co najmniej dwóch substancji.

Kapsułka 1 przedstawiona na fig. 1 ma zewnętrzną ściankę, którą stanowi dolna połowa 7 i górna połowa 8, szczelnie połączone ze sobą na krawędzi 9. Możliwych jest wiele wariantów kształtu i/lub struktury kapsułki 1, pod warunkiem, że zewnętrzna powierzchnia kapsułki może pokryć wewnętrzną objętość zawierającą składniki napoju.

Przykład przedstawiony na fig. 1 jest podzielony na kilka komór. W tym przykładzie są trzy komory, tzn. główna komora 2 i dwie kolejne komory 3, 3', które są otoczone przez główną komorę 2. Jasne jest, że ilość komór (patrz fig. 1) może się zmieniać, pod warunkiem, że w objętości kapsułki 1 znajdzie się ich więcej niż jedna.

Określenie „komora główna nie musi oznaczać komory największej, lecz komorę, do której najpierw wprowadza się płyn i w której następnie rozpoczyna się wytwarzanie napoju.

Według wynalazku, co najmniej dwie ze wszystkich komór kapsułki 1 zawierają składnik lub mieszankę składników.

Składniki zawarte w różnych komorach mogą być różne lub te same. Mogą one być różne pod względem chemicznym i/lub fizycznym (tzn. ten sam składnik, lecz w innej postaci fizycznej, jak np. zagęszczony w stosunku do postaci luźnej).

W przedstawionym przykładzie komory 3, 3', otoczone komorą główną 2 kapsułki zawierają odpowiednio ten sam składnik napoju 5, 5', który jednak jest z założenia inny niż składnik napoju 6 zawarty w komorze głównej 2 kapsułki 1.

Ścianka dzieląca 4, 4', która dzieli wnętrze kapsułki 1 na różne komory może również stanowić składnik napoju lub płynnego produktu spożywczego.

Ścianka dzieląca może mieć strukturę zwartą lub wielowarstwową, złożoną z warstw różnych materiałów. Możliwe jest na przykład pokrycie, z jednej lub z obu stron, warstwy ścianki na bazie cukru warstwą zawierającą tłuszcz. Zaletą warstwy tłuszczu może być to, że chroni ona warstwę na bazie cukru przed rozpadem spowodowanym niepożądanym oddziaływaniem otaczającego ośrodka podczas przechowywania, tzn. przed wprowadzeniem wody.

Ścianki dzielące mogą składać się z dwóch lub trzech warstw.

Należy zauważyć, że zewnętrzne ścianki 7, 8 kapsułki 1 mogą być wykonane z materiału nieprzepuszczającego wody i/lub z materiału przepuszczającego wodę. Na przykład ścianki zewnętrzne mogą być wykonane z takiego materiału nieprzepuszczającego wody jak aluminium, tworzywo sztuczne, laminat aluminium/tworzywo sztuczne i/lub z takiego materiału przepuszczającego wodę jak papier filtrujący lub dowolna ich kombinacja.

PL 210 076 B1

Zamkniętą kapsułkę 1, pokazaną na figurach 1 do 3, można włożyć do znanych w stanie techniki urządzeń do wytwarzania napojów, np. kapsułkę 1 można umieścić w uchwycie kapsułki zanim urządzenie rozpocznie wytwarzanie napoju. W tym celu do wnętrza kapsułki 1, a konkretnie do głównej komory 2 kapsułki 1, wtryskuje się przez perforację górnej połowy 8 kapsułki 1 zwykle gorącą wodę pod ciśnieniem.

Gorąca woda pod ciśnieniem zaczyna działać na składnik napoju zawarty w głównej komorze 2.

Przed, podczas lub po rozpoczęciu wtryskiwania płynu do wnętrza kapsułki 1, np. w dolnej połowie 7 kapsułki 1 można wykonać jeden lub więcej otworów, przez które można napój lub komponent napoju sączyć z kapsułki 1.

W każdym razie woda, gdy tylko dostanie się do wnętrza kapsułki 1, zaczyna działać na składnik napoju 6 zawarty w głównej komorze 2. Jednak na początku wprowadzania wody nie będzie ona w stanie działać na składniki napoju 5, 5', zawarte w komorach 3, 3', z powodu obecności ścianek dzielących 4, 4'.

Podczas wzajemnego oddziaływania wody i składnika w głównej komorze 2, komponent napoju (powstały wskutek tego oddziaływania) jest sączony z kapsułki 1 zanim powstanie połączenie między komorą główną 2 i wnętrzem komór 3, 3'. Sączenie tego komponentu napoju z kapsułki 1 może być skutkiem otwarcia dolnej połowy 7 kapsułki środkami mechanicznymi. Na przykład ciśnienie, które narasta w komorze głównej 2 kapsułki 1 może spowodować rozdarcie, perforację lub inny rodzaj otwarcia dolnej połowy 7 kapsułki.

Wewnętrzne ciśnienie w komorze głównej może się również bezpośrednio lub pośrednio przyczynić do opóźnienia otwarcia ścianek dzielących 4, 4'. Na przykład, wewnętrzne ciśnienie może spowodować przyspieszenie rozpuszczenia, rozdarcie lub perforację, czy pęknięcie itp. ścianek dzielących 4, 4'.

Zgodnie z korzystnym przykładem realizacji wynalazku, ścianki dzielące 4, 4' między komorami odpowiednio 2 i 3, 3' są tak zaprojektowane, aby rozpuszczały się co najmniej częściowo w kontakcie z płynem, zwłaszcza z gorącym płynem pod ciśnieniem, takim jak woda. Z tego powodu, gdy trwa oddziaływanie na składnik napoju 6 i główną komorę 2, a napój na bazie tych składników 6 sączy się już z kapsułki 1, woda wtryśnięta do komory głównej 2 zetknie się też ze składnikami napoju 5, 5' zawartymi w komorach 3, 3', i wskutek tego rozpocznie się również, z pewnym opóźnieniem względem wytwarzania napoju na bazie składnika(ów) z komory głównej 2, wytwarzanie napoju na bazie składników 5, 5' kolejnych komór 3, 3'.

W rezultacie, w pewnym okresie czasu od rozpoczęcia wytwarzania pierwszego komponentu napoju 6 zawartego w komorze głównej 2, wytworzony zostanie drugi komponent napoju na bazie składników 5, 5' zawartych w komorach 3, 3' lub w końcu na bazie mieszanki składników 5, 5' i składnika napoju 6, który zostanie następnie przesączony przez dolną połowę skorupki 7.

Jeżeli w momencie rozpoczęcia oddziaływania wody i składników 5, 5' w komorach 3, 3' wzajemne oddziaływanie wody i składników 6 w komorze głównej 2 jest już zakończone, napój wysączony z kapsułki 1 nie zmieni się w mieszaninę, lecz pozostanie „czystym komponentem napoju na bazie składników 5, 5' zawartych w komorach 3, 3'.

Fig. 2 przedstawia inny podział wnętrza kapsułki 1, w którym jedna komora nie jest otoczona inną komorą, lecz dwie komory 2, 3 oddzielone ścianką 4 przylegają do siebie. Woda zostaje na początku wtryśnięta do przestrzeni 2 na fig. 2, w której rozpocznie się wytwarzanie komponentu napoju i uwalnianie go z kapsułki 1 przed doprowadzeniem wody do drugiej komory 3, tak by mogło się również tam rozpocząć wytwarzanie drugiego komponentu napoju i uwalnianie go z kapsułki z pewnym opóźnieniem względem rozpoczęcia uwalniania napoju z pierwszej komory.

W przykładzie przedstawionym na figurze 3 składniki z komór 3, 3' mogą być tak przygotowane, że zewnętrzna powierzchnia 9 tworzy stałą ściankę składnika, który przejmuje funkcję przegrody opóźniającej wzajemne oddziaływanie z płynem w taki sposób, by płyn nie mógł natychmiast zadziałać na cały składnik, zanim nie rozpuści się, lub nie stanie się przepuszczalna w inny sposób, zewnętrzna powierzchnia 9. Odpowiednim przykładem jest chrupka skorupka spójnego bloku kawy w proszku, która otacza luźną kawę w proszku, gdzie chrupka skorupka opóźnia działanie wody dochodzącej z zewnątrz na całość kawy w proszku.

Tak więc opóźnienie wytwarzania drugiego komponentu napoju można uzyskać przez chemiczną i/lub fizyczną obróbkę surowca na drugi składnik napoju, zwłaszcza obróbkę powierzchni tego składnika.

Natomiast na figurach 1 i 2 pokazano możliwości uzyskania opóźnienia przez oddzielenie składnika drugiego komponentu napoju.

PL 210 076 B1

Kapsułka przedstawiona na figurach od 1 do 3 jest szczególnie odpowiednia do wytwarzania napoju typu cappuccino na bazie jednej kapsułki. W tym celu komora główna korzystnie zawiera komponent w postaci mleka w proszku, podczas gdy komora 3, 3', w której wytwarzanie napoju jest opóźnione, może zawierać kawę w proszku i/lub mieszankę kawy w proszku i cukru.

W tym przypadku zabielacz mleczny, który daje białą piankę, zostaje rozpuszczony najpierw. Kawowy komponent napoju jest uwalniany z pewnym opóźnieniem i zostanie wlany pod powierzchnię białej pianki.

Dla takiej kapsułki cappuccino szczególnie korzystne jest wykonanie ścianek dzielących 4, 4' z materiału na bazie cukru, typu twardego cukierka [hard candy]. Ścianki mogą również zawierać maltodekstrynę w celu zapewnienia wytrzymałości cukierka na pękanie.

Kawa w proszku może być na przykład standardową kawą w proszku, suszoną rozpyłowo lub liofilizowaną.

Zamknięta w komorach 3, 3' kawa jest dobrze chroniona przed wodą wprowadzaną do wnętrza kapsułki 1, więc jej nawodnienie jest opóźnione. Zabielacz na bazie mleka w proszku poza „kawowym cukierkiem 3, 3' rozpuści się najpierw i utworzy białą piankę na powierzchni napoju. Następnie może rozpuścić się skorupka na bazie cukru, co w efekcie pozwala na rozpuszczenie zawartej w niej kawy w proszku i utworzenie kawowej fazy napoju.

W kolejnym przykładzie ścianki dzielące 4, 4' wykonane są z sacharozy i syropu glukozowego.

Wewnętrzna komora może mieć kształt np. owalny o wymiarach osi głównych odpowiednio 30 i 20 mm.

Należy zauważyć, że komory 3, 3' nie muszą być całkiem wypełnione składnikiem napoju. Stopień wypełnienia od 15 od 30%, korzystnie od 20 do 25% uznano za odpowiedni.

Grubość ścianek dzielących 4, 4' może wynosić na przykład od 1 do 3 mm wzdłuż dłuższego wymiaru owalu i od 3 do 5 mm wzdłuż krótszego wymiaru. Innymi słowy, grubość ścianki nie jest stała na wszystkich stronach ścianek dzielących 4, 4' otaczających komory 3, 3'.

Aby zmniejszyć ryzyko złamania ścianek dzielących 4, 4' zawartość wilgoci w ściankach może być ustalona na powyżej 1% wagowy, a korzystnie od 2 do 5% wagowych. Również dodatek maltodekstryny może zmniejszyć ryzyko złamania.

Całkowita objętość kapsułki może wynosić między 20 ml a 60 ml, korzystnie między 30 a 45 ml.

Kapsułka może zawierać 10 do 30 gramów, korzystnie od 15 do 20 gramów składników napoju (łącznie z ciężarem ścianek dzielących 4, 4').

W przypadku napojów typu cappuccino stwierdzono, że smaczny produkt daje zawartość mleka w proszku w granicach 5 do 15 gramów, zawartość kawy w proszku od 2 do 5 gramów i całkowita zawartość cukru w granicach 2 do 6 gramów.

Technologia wytwarzania takich kapsułek może pochodzić ze znanych technologii wytwarzania twardych cukierków z wypełnionym środkiem.

W tym celu stosuje się tzw. formierkę seryjną i technologię wypełniania proszkiem.

W procesie formowania seryjnego masa cukrowa (stanowiąca materiał budulcowy ścianek dzielących) jest gotowana i zagniatana do stanu pół-plastycznego, a następnie umieszczana na obrotowych wałkach stożkowych (formierce seryjnej). Rura do napełniania środka zostaje umieszczona w stożku cukru ukształtowanym w formierce. Składniki napoju, którymi napełniane są komory kapsułki zostają wprowadzone do rury do napełniania środka za pomocą, na przykład, przenośnika śrubowego. W miarę jak pół-plastyczna masa cukrowa przepływa przez końcówkę rury do napełniania środka, w masie cukrowej powstaje otwór, a masa wytłaczana jest do rury i zostaje wypełniona proszkiem napływającym z rury do napełniania środka.

Wypełniona rura cukrowa jest następnie podawana do kształtownika rury, aby uzyskać rurę o stałej średnicy i prędkość odpowiadającą pojemności formierki. Dysze formujące tną uzyskaną rurę, zamykają proszek wewnątrz twardej skorupki cukierka i prasują produkt w odpowiedni kształt. W końcu produkt zostaje ochłodzony a powstałe w ten sposób komory można umieścić w kapsułce 1, którą z kolei można następnie zamknąć.

Inny przykład kapsułki według wynalazku jest przedstawiony na figurach od 4 do 6.

W tym przykładzie realizacji wynalazku kapsułka zawiera środek otwierający, który otwiera się, aby wylał się napój, gdy wewnątrz kapsułki powstanie wystarczające ciśnienie. Szczegółowy opis systemu otwierającego znajduje się w zgłoszeniach patentowych WO 03/059 778 i EP 1 500 358 A1, a ich treść włączona jest do niniejszego zgłoszenia przez odniesienie.

PL 210 076 B1

Kapsułka z fig. 4 ogólnie zawiera miseczkę 10 i przebijalną przykrywkę 11 typu membrana, która jest zgrzana wzdłuż krawędzi brzegowej zgrzewu 12 do obrzeża miseczki. Miseczka zawiera wewnętrzny próg 13, który wyznacza granicę górnej komory 14. Na progu zgrzana jest membrana 15, która stanowi środek utrzymujący ciśnienie w kapsułce. Połączenie przykrywki 11, górnej komory 14 i membrany 15 tworzy zamkniętą komorę kapsułki, w której po wtryśnięciu dostatecznej ilości płynu pod ciśnieniem panuje podwyższone ciśnienie.

Środek umożliwiający otwarcie środka utrzymującego ciśnienie, tzn. membrany 15, umieszczony jest w dolnej komorze 16 miseczki, bezpośrednio pod membraną. Środek ten może się składać z elementu przebijającego 17 w kształcie płytki osadzonej w dolnej komorze 16, która współdziała w sprzężeniu z membraną 15 miseczki, gdy płyn pod ciśnieniem zostanie wtryśnięty do górnej komory 14.

Element przebijający lub płytka 17 może korzystnie zawierać jeden lub więcej występów. Jeszcze korzystniej, element zawiera wiele występów 18 rozmieszczonych na górnej powierzchni elementu i skierowanych w stronę membrany 15. Między występami powstają kanały lub zagłębienia 19 umożliwiające przepływ płynu, który wypływa z kapsułki. Kanały 19 mogą tworzyć różne wzory zależnie od kształtu i rozmieszczenia występów. Mogą one tworzyć wzór krzyżowy i w ten sposób przynajmniej częściowo oddzielać od siebie występy 18. W środku dolnej części kapsułki znajduje się wylot 20 płynu.

Jedno z ulepszeń kapsułki, w stosunku do cytowanych wyżej zgłoszeń patentowych, polega na wprowadzeniu przynajmniej drugiej komory 21, 22 zamkniętej wewnątrz głównej lub górnej komory 14. Drugie komory 21, 22 są komorami przeznaczonymi do uwolnienia składników lub mieszanek składników z opóźnieniem w stosunku do komory 14, gdy płyn zostanie wprowadzony do kapsułki.

Każda komora 21, 22 składa się na przykład z osłony z twardego cukierka [hard candy], utworzonej z węglowodanowej ścianki 4 lub z innego wyżej wspomnianego, rozpuszczalnego w wodzie materiału, w której zamknięte są składniki rozpuszczalne. Inny składnik jest umieszczony w komorze głównej 14 na zewnątrz osłony z twardego cukierka [hard candy]. Rozpuszczalny składnik w osłonach 21, 22 zawiera na przykład kawę rozpuszczalną, a składnik na zewnątrz osłony zawiera zabielacz w proszku, np. zabielacz mleczny lub nie mleczny.

Fig. 4 przedstawia kapsułkę przed wtryśnięciem do niej wody. Jak widać, osłony 21, 22 tworzą fizyczną przegrodę między oboma składnikami, np. rozpuszczalną kawą i zabielaczem.

Fig. 5 przedstawia początek przygotowywania napoju. Kapsułkę wkłada się do urządzenia do napoju, które zawiera na przykład uchwyt kapsułki 23 i system wtrysku wody 24.

System wtrysku wody obejmuje wtryskiwacz wody 25, który jest tak zaprojektowany, że wprowadza wodę pod ciśnieniem do wnętrz kapsułki, na przykład jest to wydrążona rurka, która przebija lub w inny sposób otwiera przykrywkę 11 kapsułki. Uszczelka 26 utrzymuje szczelność wprowadzania płynu do wnętrza kapsułki. Wodę można wtryskiwać w dowolnym miejscu, na przykład na brzegu, lub bliżej środka przykrywki. Jednak korzystne jest, aby wtryskiwacz wody 25 był tak usytuowany, aby nie przebijał osłon 21, 22 przy wprowadzaniu go do wnętrza komory głównej. Gdy woda zostaje wprowadzona do wnętrza komory, składnik zawarty w tej komorze zaczyna oddziaływać z wodą i wytwarzany jest pierwszy płynny komponent 27, który zostaje następnie wylany. Zazwyczaj osłony 21, 22 również zaczynają rozpuszczać się lub topić, lecz nie do tego stopnia, by płyn mógł oddziaływać z drugimi składnikami zawartymi wewnątrz wspomnianych osłon.

Po kilku sekundach wewnątrz kapsułki osiągnięte zostaje pewne ciśnienie, które jest dostateczne by spowodować otwarcie dodatkowego środka otwierającego kapsułkę. W szczególności, wewnętrzne ciśnienie powoduje, że środek utrzymujący ciśnienie, tzn. membrana 15, zostaje przebita przez elementy przebijające 17. Próg ciśnienia otwierającego określony jest przez takie czynniki jak grubość membrany, materiał, kształt/ilość występów, itp. W rezultacie, pierwszy komponent napoju 27 może przesączyć się przez przebitą/przeciętą membranę 15 poprzez małe perforacje/dziurki 28 i przez wylot napoju. Ciśnienie otwierające może być zawarte w zakresie od 1 do 20 barów ciśnienia względnego.

Należy zauważyć, że otwarcie kapsułki, tzn. przebicie membrany powinno korzystnie nastąpić przed stopieniem się osłon w stopniu dostatecznym do oddziaływania drugiego(ich) składnika(ów) z wodą, co pozwala uniknąć wymieszania się dwóch różnych komponentów napoju i niepożądanego wylania obu jednocześnie, a przynajmniej w istotnym wspólnym przedziale czasu.

Fig. 6 przedstawia ostatni etap, w którym osłony 21, 22 ostatecznie się rozpuściły lub stopiły i woda może oddziaływać na drugi(e) składnik(i) w celu przygotowania drugiego(ich) komponentu(ów) napoju 29. W konsekwencji, drugi komponent napoju jest również sączony przez perforowaną membranę 15 i przez wylot.

Claims (21)

1. Szczelnie zamknięta kapsułka zawierająca co najmniej jeden składnik do wytwarzania napoju, z której napój wytwarzany jest za pomocą maszyny do zaparzania przez połączenie z płynem wprowadzonym do kapsułki pod ciśnieniem, znamienna tym, że wnętrze kapsułki (1) jest podzielone na co najmniej dwie oddzielne komory (2, 14, 3, 21, 22) pierwszą i drugą, zaś każda komora zawiera składnik napoju lub mieszankę składników napoju, natomiast pierwsza komora (3, 21, 22) posiada właściwość uwalniania składnika lub mieszanki składników z opóźnieniem czasowym względem drugiej komory (2, 14), gdy do kapsułki wprowadzony zostanie płyn w celu wytworzenia napoju.

2. Kapsułka według zastrz. 1, znamienna tym, że druga komora (2, 14) otacza pierwszą komorę (3, 21, 22).

3. Kapsułka według zastrz. 2, znamienna tym, że pierwsza komora (3, 21, 22) zawiera składnik kawowy.

4. Kapsułka według zastrz. 1, znamienna tym, że pierwsza komora (3, 21, 22) jest wyznaczona lub ograniczona przez ściankę zawierającą materiał rozpuszczalny w wodzie.

5. Kapsułka według zastrz. 2 albo 3, albo 4, znamienna tym, że druga komora (2, 14) zawiera mleko w proszku lub płynny koncentrat, lub nie mleczny zabielacz w postaci płynnej lub w proszku.

6. Kapsułka według zastrz. 1, znamienna tym, że dwie komory (2, 3) są oddzielone od siebie ścianką (4, 4', 9), która posiada właściwość otwierania połączenia między obiema komorami (2, 3) pod wpływem działania płynu wprowadzonego do wnętrza kapsułki (1).

7. Kapsułka według zastrz. 6, znamienna tym, że ściankę (9) stanowi zewnętrzna powierzchnia składnika, tworząca stałą ściankę obejmującą całość tego składnika.

8. Kapsułka według zastrz. 6 albo 7, znamienna tym, że grubość ścianki (4) wynosi co najmniej 0,5 mm.

9. Kapsułka według zastrz. 6 albo 7, znamienna tym, że grubość ścianki (4) jest zmienna.

10. Kapsułka według zastrz. 6 albo 7, znamienna tym, że ściankę (4) stanowi twardy cukierek [hard candy].

11. Kapsułka według zastrz. 10, znamienna tym, że ściankę (4) stanowi twardy cukierek [hard candy] wypełniony składnikiem napoju.

12. Kapsułka według zastrz. 6 albo 11, znamienna tym, że ścianka (4) zawiera polisacharyd.

13. Kapsułka według zastrz. 11, znamienna tym, że ścianka (4) zawiera sacharozę i syrop glukozowy.

14. Kapsułka według zastrz. 12 albo 13, znamienna tym, że ścianka (4) zawiera ponadto maltodekstrynę.

15. Kapsułka według zastrz. 10, znamienna tym, że ścianka (4) zawiera co najmniej 1%, korzystnie ponad 2% wagowych i nie więcej niż 6% wagowych wilgoci.

16. Kapsułka według zastrz. 1, znamienna tym, że dwie komory (2, 14, 3, 21, 22) są oddzielone od siebie ścianką (4) wykonaną z materiału, który rozpuszcza się pod wpływem płynu.

17. Kapsułka według zastrz. 1, znamienna tym, że całkowita objętość wynosi między 20 ml a 60 ml.

18. Kapsułka według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera w sumie od 10 g do 30 g składników.

19. Kapsułka według zastrz. 1, znamienna tym, że druga komora (14) zawiera środek otwierający (15, 17), który otwiera się pod wpływem ciśnienia, gdy do komory (14) zostanie wtryśnięta woda.

20. Sposób wytwarzania szczelnie zamkniętej kapsułki zawierającej co najmniej jeden składnik do wytwarzania napoju, z której napój wytwarzany jest za pomocą maszyny do zaparzania przez połączenie z płynem wprowadzonym do kapsułki pod ciśnieniem, określonej zastrz. 1-19, znamienny tym, że obejmuje etapy:

- wypełnienia skorupki składnikiem napoju metodą napełniania środka w celu wytworzenia drugiej komory (3) zawierającej składnik napoju, i

- umieszczenia drugiej komory (3) wewnątrz szczelnie zamkniętej kapsułki (1), przy czym ta część objętości kapsułki (1), która otacza drugą komorę (3), stanowi pierwszą komorę (2) zawierającą składnik napoju.

21. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że do napełniania środka stosuje się formierkę seryjną z wypełnieniem proszkowym.