用於容納飲料成分的包囊的製作方法

2023-05-16 06:37:46 1

專利名稱：用於容納飲料成分的包囊的製作方法
用於容納飲料成分的包囊本發明涉及用於容納飲料成分的包囊，該包囊被設計為用於插入到飲料生產裝置中，其中液體在壓力下進入包囊以從包囊中排出飲料，其特徵在於，包囊包括周向第一壁， 在第一端處封閉周向第一壁的第二壁，以及在與第二壁相對的第二開放端處封閉周向第一壁的第三壁，第一、第二及第三壁圍出包含飲料成分的內部空間，其中，包囊包括用於在包囊與飲料生產裝置之間實現密封效果的密封件。EP1700M8(簡稱EP' M8)公開了包括杯狀基體和封閉箔件的包囊。已知的包囊被設計成用於插入到飲料生產裝置在，其中在液體壓力下進入包囊以與包囊中的成分相互作用並從包囊中排出飲料。根據EP' M8，必須確保在操作中實際上只能發生水流通過包囊的內部，並且水不能從噴水裝置流入環形封裝件與包囊外部之間的間隙且進而進入裝置的排出孔。根據 EP' M8，在已知系統中，包囊外部的任何水流均由密封接合阻擋，所述密封接合是通過環形件、包囊側壁的凸緣狀邊緣和包囊架之間的收聚接合實現的。同時，根據EP' M8，可想到一種改進，根據該改進，通過用彈性橡膠材料襯在環形件的內壁進一步改進密封接合。換句話說，根據所述方法，通過固定或附著至飲料生產裝置的結構保證了密封接合。EP' 548的目的在於這樣一種飲料生產系統的液體入口與飲料排出側之間設置的密封接合的改進。為實現該目的，EP1700548提出了將密封接合的柔性部分從飲料生產裝置轉移到包囊。其優勢在於，任何柔性密封件只使用一次(也就是只用於相關包囊)，這樣，就可以保證密封的適當功能，同時在密封件處也不存在衛生問題。從EP1700548可知， 在包囊的外表面上包囊包括專用的中空密封件，從而在飲料生產裝置的封裝件與(該生產裝置的)包囊架之間實現密封效果。本發明旨在改進包囊。特別是，本發明旨在提供能夠解決或減輕上述問題的包囊， 其中所述包囊能夠以高效、經濟的方式生產。根據本發明的一方面，通過權利要求1的特徵實現該目的。優選地，第一、第二和第三壁中的至少一個被構造成用作密封件。因此，包囊不需要具有專用中空密封件。通過這種方式，就可以以高效的方式實現包囊的製造，且利用比現有技術所需更少的能源和材料生產出包囊。此外，與現有技術方案相比，本發明可提供改進的密封效果，特別是因為至少一個包囊壁本身可用作密封件。本發明的實施例可提供一種包囊，所述包囊具有用作密封件的壁，該壁在飲料生產裝置的不同構件之間提供密封效果。可替換地，例如，將所述密封壁布置成僅對飲料生產裝置的一(相反)部分提供密封效果。同樣，本發明的一個方面是權利要求14的特徵。有利地，本發明提供了一種使用可提取產品製備預定量適於消費的飲料的系統，所述系統包括可更換包囊；以及包括流體分配裝置和用於保持可更換包囊的接收器的裝置，該流體分配裝置用於在壓力下(例如至少六巴的壓力)向可更換包囊的提供一定量液體(如水)，其中，可更換包囊包括周向第一壁、在第一端處封閉周向第一壁的第二壁、以及在與第二壁相對的第二開放端處封閉周向第一壁的第三壁，第一、第二及第三壁圍出包含飲料成分的內部空間，其中包囊包括用於在包囊與飲料生產裝置之間實現密封效果的密封件；包囊包括一用於密封包囊和飲料生產裝置的密封件。然後，優選地，第一、第二及第三壁中的至少一個被構造成用作密封件。
此外，本發明的一個方面提供了一種使用可提取產品製備適於消費的預定量的飲料的有利方法，包括以下步驟提供可更換包囊；提供包括用於保持可更換包囊的接收器的裝置；將可更換包囊布置成與接收器的支撐表面相抵接，其中，包囊的一壁用作密封件， 以實現包囊與和飲料生產裝置之間的流體密封；以及在壓力下，向可提取產品供應流體以
製備飲料。
在此，通過參閱附圖的非限制實例闡明本發明，其中


圖1示意性地示出了用於製備飲料的系統的實施例；
圖2示出了用於製備飲料的系統的替換性實施例；
圖3a_3d示出了包囊的實施例；
圖4a_4b示出了根據本發明第一實施例的包囊的實例；
圖5示出了根據本發明第二實施例的包囊；
圖6示出了根據本發明第三實施例的包囊；
圖7示出了根據本發明第四實施例的包囊；
圖8示出了根據本發明第五實施例的包囊；
圖9示出了根據本發明第六實施例的包囊；
圖10示出了根據本發明第七實施例的包囊。
在本申請中，相同或相應特徵均由相同或相應參考符號表示。
圖1示出了使用可提取產品製備適於消費的預定量的飲料的系統101。系統101包括第--可更換包囊102和設備104。在該實例中，設備104包括用於保持可更換包囊102
的接收器106。圖1中，為了清楚起見在包囊102和接收器106間繪製出縫隙。但應理解的是，在使用中，包囊102可接觸接收器106。通常，接收器106具有與包囊102外形互補的外形。設備104進一步包括流體分配裝置108，用於在例如9巴的壓力下向可更換包囊102 供應流體(如水)。如圖所示，可更換包囊102包括周向壁110、在第一端114封閉周向壁110的底部112、以及在與底部112相對的第二端118處封閉周向壁110的蓋116。周向壁110、底部 112和蓋116圍成包括可提取產品的內部空間120。圖1的系統101包括用於刺穿包囊102的底部刺穿裝置122。圖1示出了底部刺穿裝置122處於收縮位置。當底部刺穿裝置122處於延伸位置(未顯示)時，能夠在包囊底部112中形成用於將流體供應至可提取產品的進口開口。例如，刺穿裝置122包括膛孔 126，流體能夠通過該膛孔備供應至包囊。圖1的系統101進一步包括用於刺穿包囊102的蓋116的蓋刺穿裝置128。例如，蓋刺穿裝置1 可以是包囊架190的一部分(見圖1_2)。圖1的系統101可用於如下那樣操作以製備一杯咖啡，其中，可提取產品為烘焙咖啡粉(還請見EP 1700548的內容)。在操作中，包囊102設置在接收器106內(見圖1)。 包囊102保持在接收器106與包囊架190之間。特別是，接收器106和包囊架190可朝向彼此移動，以達到包囊保持狀態，以便將包囊保持在其之間；並且接收器106和包囊架190 可遠離彼此移動，以釋放已用包囊並接收新的包囊。
在操作中，當包囊被保持在接收器106與包囊架190之間時，底部刺穿裝置被啟動以刺穿包囊102的底部112，以形成進口開口。在壓力下流體(此處為熱水)通過進口開口供應給內部空間120中的可提取產品。水會潤溼咖啡粉且提取所需物質以形成咖啡飲料。 例如，在壓力下向內部空間120供應水的期間，包囊102內的壓力會上升。壓力的上升會導致蓋116變形，並且壓制在蓋刺穿裝置1 上。當壓力達到一定程度時，將會超過蓋116的抗撕強度，並且，在蓋刺穿裝置128的作用下蓋將破壞，形成出口開口。製成的咖啡將通過出口開口 130和接收器106的排放口 132從包囊102排出，並且，製成的咖啡可提供至一容器，如杯子(未顯示)。在操作中，特別是當接收器106和包囊架190已朝向彼此移動且將包囊102保持在其之間時，優選要確保實際上只發生水流流過包囊102的內部。已知系統中，通過密封接合阻止包囊外部的水流，這是通過接收器的環形件、包囊側壁的凸緣狀邊緣和包囊架之間的收聚接合實現的。在替換系統中，在包囊的外表面上包囊包括專用中空密封件，該密封件用於實現飲料生產裝置的封裝件與該生產裝置的包囊架之間的密封效果。圖2示出了使用可提取產品製備適於消費的預定量的飲料的系統1的可替換實施例。該系統1包括可更換包囊2和一設備104。該設備104包括用於保持可更換包囊2的接收器106。本實例中，接收器106具有與包囊2的外形互補的外形。圖2中為了清晰起見，在包囊2和接收器106之間繪製出縫隙。但應理解的是，在使用中，包囊2可能接觸接收器106。設備104進一步包括流體分配裝置108，用於在壓力下向可更換包囊2供應一定量流體(例如，水)。圖2的系統1中，可更換包囊2包括周向壁10、在第一端14封閉周向壁10的底部12，和在與底部12相對的第二端18封閉周向壁10的蓋16。周向壁10、底部12和蓋16 圍成包括可提取產品的內部空間20。本實例中，可更換包囊2容納適用於製備單一部分飲料(優選為一單杯飲料)的一定量可提取產品，，例如30-200毫升的製備飲料。因此，可更換包囊為單一部分包裝。圖2的系統1可包括用於刺穿圖1所示包囊102的底部刺穿裝置122。圖2示出了底部刺穿裝置處於延伸位置，以便在第一包囊102的底部112中形成進口開口 124。根據實施例，包囊2可包括進口過濾器34 (見圖3a-3d)，所述進口過濾器設置在距底部刺穿裝置122 —定距離處；以使得當底部刺穿裝置122處於延伸位置時包囊2不會被底部刺穿裝置122刺穿並且底部12保持完好。圖2中，刺穿裝置122包括膛孔126，流體通過所述膛孔提供給接收器106的內部空間。在大於六巴的壓力下流體(此處為熱水)將通過進口過濾器34流入包囊2的內部空間20，以便從可提取產品中提取所需物質；在本實例中，可提取產品為約4. 5-8克，如5-6 克(或7克)烘焙咖啡粉，用於製備一杯飲料(此處為咖啡)。因此，一般而言，圖2的實例中，底部12包括由進口過濾器34形成的進口區域；系統1布置成用於使流體分配裝置108與進口區域流體連接，從而將流體提供給可提取產品以製備飲料。圖2的實例中，周向壁10大體上是剛性的。周向壁可包含塑料且可通過注塑法、 真空成型、熱成型諸如此類的方法形成。圖2的實例中，底部12與周向壁為一體。本實例中，進口過濾器34由底部12中的多個進口開口 M形成。在該實例中多個進口開口 24大體上分布在整個底部12上。因此，流體通過多個進口開口 M被提供給可提取產品，這使得基本在包囊2的整個橫截面上潤溼可提取產品。因此，實現了流體向可提取產品的非常均勻的供應。因而大大降低了流體經由其流過可提取產品的優先路徑的風險。根據進一步實施例，圖2的系統1可包括蓋刺穿裝置128，該蓋刺穿裝置1 用於當蓋116在包囊102中的流體和/或飲料壓力的作用下充分壓制在蓋刺穿裝置1 上時刺穿第一包囊102的蓋116，以便形成至少一個出口開口 130，飲料可通過至少一個出口開口從包囊102排出。根據一實施例，包囊2可包括出口過濾器36，飲料可通過出口過濾器從包囊102排出。在此情況下，出口過濾器36優選具有足夠高的抗撕強度，以便在包囊2內的壓力的作用下不被刺穿。可替換地或附加地，出口過濾器36可針對流出包囊2的飲料形成足夠低的流阻， 也就是出口過濾器36不會被足以被蓋刺穿裝置1 刺穿的力壓制在蓋刺穿裝置1 上，並且蓋保持完整。因此，出口過濾器36與蓋刺穿裝置128適配，以使得在使用中，出口過濾器 36不會被蓋刺穿裝置1 刺穿，且蓋16保持完整。一般而言，出口過濾器36和蓋刺穿裝置 128相互適配，以使得在使用中包囊2不會被蓋刺穿裝置1 刺穿，並且蓋16保持完整。圖2的實例中，飲料(此處為咖啡)可通過其從包囊中排出的出口過濾器36形成包囊2的出口區域，該出口過濾器由多孔片(如，過濾紙)製成。在本實例中，整個蓋16 形成為出口過濾器36。圖2的實例中，包囊2包括位於第二端18處的向外延伸的邊緣38， 其中，蓋16如通過膠合、焊接等附著於向外延伸的邊緣38。因此，在此實例中，出口過濾器 36 (也就是，多孔片)附著於向外延伸的邊緣38。本實例中，出口過濾器36形成基本連續的流體滲透片，該流體滲透片大體跨越包囊2的整個第二開放端18。因此，液體可在大區域上從包囊2排出。因此，實現了飲料從可提取產品的均勻排出，進而大大降低了出現流體通過其流過可提取產品的優先路徑的風險。通常，可將系統1的包囊2的出口過濾器的參數選擇為使得出口過濾器不會撕裂或破壞，如使得出口過濾器具有足夠高的抗撕強度和/或形成不被刺穿或撕裂的足夠低的流阻。應該理解的是，儘管不被破壞或撕裂，但蓋和/或出口過濾器在蓋刺穿裝置的作用下可變形。當出口過濾器36由過濾紙製成時，便可容易地選擇過濾紙的參數(如密度、厚度和/或PE含量)，從而使出口過濾器具有足夠高的抗撕強度和/或形成足夠低的流阻。或者，當出口過濾器36由具有多個出口開口的聚合薄膜構成時，即可容易地選擇聚合箔的參數(如密度、厚度、出口開口的數量，出口開口的大小和/或形狀)，從而使第三壁具有足夠高的抗撕強度和/或形成足夠低的流阻。圖2的實例中，示出了蓋刺穿裝置1 具有用於刺穿蓋的尖齒點。或者，蓋刺穿裝置1 可具有如圖2中虛線顯示的鈍刺穿表面。然而，在本實施例中，當蓋116包含鋁箔片時，包囊102可由鈍刺穿裝置1 刺穿。系統的包囊2的出口過濾器的參數可選擇為使出口過濾器具有足夠高的抗撕強度和/或形成不被刺穿或撕裂的低流阻。應該理解的是，當蓋刺穿裝置是鈍的時，出口過濾器的參數可選擇為適應鈍刺穿裝置。當刺穿裝置是鈍的時， 出口過濾器可例如比蓋刺穿裝置是鋒利時更薄，同時要確保出口過濾器具有足夠高的抗撕強度和/或形成不被刺穿或撕裂的足夠低的流阻。蓋刺穿裝置可包括隆脊；在使用中，蓋抵靠該隆脊。如圖2虛線所示，鈍刺穿裝置形成所述隆脊。例如，隆脊形成接收器106表面部分的至少10% (可能至少25%)；在使用中，隆脊與蓋16的跟第二開放端18重疊的表面區域的部分重合。因此，在使用中，在蓋16 的跟第二開放端18重疊的表面區域的部分的至少10% (優選至少25%)上，蓋16可被隆脊支撐。如上所示的，包囊102的蓋116可被所述隆脊刺穿；而，系統1包囊2的出口過濾器36的參數可使出口過濾器具有足夠高的抗撕強度和/或形成不被刺穿或撕裂的足夠低的流阻。應該理解的是，當蓋刺穿裝置包括隆脊時，出口過濾器的參數應選擇適應蓋刺穿裝置。圖2的實例中，隆脊包括不鋒利的邊緣。在實例中，邊緣的曲率半徑約為50微米， 儘管其他半徑(如100、200或500微米)也是可以的。然而，當蓋116具有鋁箔片時，包囊 102可由鈍刺穿裝置1 刺穿。應該理解的是，當蓋刺穿裝置包括非鋒利邊緣時，出口過濾器的參數應選擇為適應蓋刺穿裝置。系統的包囊2的出口過濾器的參數可選擇為使出口過濾器具有足夠高的抗撕強度和/或形成不被刺穿或撕裂的足夠低的流阻。蓋刺穿裝置1 的隆脊具有蓋16抵靠在其上的凸出頂部。因此，在使用中，當蓋壓制在隆脊上時，蓋由隆脊支撐的表面區域增大了，從而減小了隆脊施加在蓋上的局部壓力。 因此，可使得蓋在使用中不被撕裂和/或破壞並保持完整。圖3a_3d示出了包囊2的非限制實施例。圖3a中，如同圖2—樣，底部12與周向壁10為一體的。進口過濾器34由底部12 的多個進口開口 M形成。進口過濾器34由箔40(如柔性聚合箔)構成，其具有多個出口開口 30。圖北中，如同圖2—樣，出口過濾器36由柔性多孔片形成，如過濾紙。圖北中， 進口過濾器34也由柔性多孔片形成，如過濾紙。在該實例中，進口過濾器附著於向內延伸的邊緣42。在該實例中，進口過濾器34附著於向內延伸的邊緣42的內側。由於在包囊2 的內部空間20中不存在邊緣的厚度，從而使得包囊2的內容積最大化。圖3c中，如同圖2及圖北一樣，出口過濾器36由柔性多孔片構成，如過濾紙。圖 3c中，進口過濾器34也由彈性多孔片構成，如過濾紙。本該實例中，進口過濾器34附著於向內延伸邊緣42的外側。從而降低了壓力下的流體將進口過濾器34從向內延伸邊緣42 撕裂的風險。進口過濾器34可懸於底部的周向邊之上。所以，具有更大的表面積將進口過濾器34附著至底部12和周向壁10，進而形成牢固的結合。圖3d中，出口過濾器36由具有如圖3a所示的具有多個出口開口 30的箔40 (如柔性聚合箔)構成。圖3d中，進口過濾器34由具有多個進口開口 M的箔44構成。在圖3a_3d的所有實施例中，出口過濾器由柔性片式材料構成。更具體地說，在圖 3a_3d的所有實施例中，僅蓋由柔性片式材料構成。已經發現，通常情況下，在出口箔的下遊不需要支撐結構(諸如基本剛性的隔柵)來支撐出口箔以防止出口箔撕裂和/或破裂。在圖!3b-3d的所有實施例中，進口過濾器由柔性片式材料構成。更具體地說，在圖 3b-3d的所有實施例中，僅進口區域由柔性片式材料構成。已經發現，通常情況下，在進口箔的下遊不需要支撐結構(諸如基本剛性的隔柵)來支撐進口箔以防止進口箔撕裂和/或破壞。在圖3a_3d的所有實施例中，出口過濾器在其軸向形成包囊的最外側邊界。應該理解的是，包囊2包括任一實施例所示的任一進口過濾器與任一實施例所示的任一出口過濾器的組合。儘管未顯示，蓋包括具有出口開口 30的大體上剛性的壁。通常，出口開口 30或多孔片的小孔的尺寸是這樣的，S卩，使得出口開口 30或小孔的尺寸足夠小以將可提取產品(如咖啡粉)保持在包囊2中。一般而言，進口開口 M或多孔片的小孔的尺寸是這樣的，即，使得進口開口 M的尺寸足夠小以將可提取產品(如咖啡粉)保持在包囊2中。通常，進口開口 M優選大致分布在底部或箔44的整個表面上，或至少分布在由向內延伸邊緣42界定的開口的整個表面上。可選地，進口開口 M還存在於周向壁10內，如位於周向壁10的接近第一端14的部分中。這允許將流體均勻地提供給包囊2中的可提取
女口
廣 PFt ο通常，出口開口 30優選大致分布在蓋或箔40的整個表面上，或至少分布在由向外延伸邊緣38界定的開口的表面上。這允許將飲料從包囊2中的可提取產品中均勻地排出。在圖2及圖3a_3d的實例中，進口開口 M和出口開口 30具有圓形橫截面。具有圓形橫截面的開口 24、30易於製造。可選地，進口開口 M的橫截面朝向內部空間20逐漸變小(變窄)。這提供了以下優點，進口開口用作使一股流體流入內部空間20的噴嘴。應該理解的是，進口開口 M和/或出口開口 30也可具有可選形狀。例如，開口 24、 30可具有長裂縫的形狀。優選地，裂縫的小尺寸足夠小以將可提取產品保持在包囊2中。在具體實施例中，裂縫可具有在底部的平面中限定出舌狀物形狀。因此裂縫大致為U形，如半圓形，馬蹄形，矩形或V形。優點在於，在流體流過舌狀物限定的開口的作用下舌狀物可從底部平面中彎曲出來。因此，可獲得更大體積的流體流。如果底部由彈性材料製成，一旦流體流停止，舌狀物將彎曲回底部平面中，從而在製備飲料之前及之後，防止可提取產品溢出。應該理解的是，限定舌狀物的縫隙可適用於已做必要修改的蓋。如上所述的實施例中，包囊2、102優選包括周向第一壁10、110 ；在第一端封閉周向第一壁的第二壁12、112 ；及在與第二壁相對的第二開放端封閉周向第一壁的第三壁16、 116，所述第一、，第二和第三壁圍成包含飲料成分的內部空間。根據進一步實施例(該實施例可為上述實施例的進一步細節，如任一圖l、2、3a、 3b,3c和3d的實施例)，包囊2、102包括用於在包囊2、102與飲料生產裝置104之間實現密封效果的密封件。為此，優選地，本發明提出了第一、第二和第三壁在的至少一個被構造成用作密封件。這樣，便可以有效經濟的方式生產非常耐用的包囊。此外，還可避免使用分離的(如中空的)密封件。在進一步實施例中，在操作中(當設備在壓力下向包囊中的可提取產品提供流體以製備飲料時)，密封效果可確保實際上水流僅流過包囊內部。如EP1700548所述，在環形件與包囊架之間可實現密封效果，但該密封不是必要的。用作密封件的壁可被構造成為各種形式。在圖4至圖9示出了本發明的一些有利的非限制實例，下文將進行詳細描述9。例如，僅第一壁、僅第二壁或僅第三壁可被構造成提供密封件。可選地，第一、第二和/或第三壁的組合可被構造成用作密封件。例如，根據實施例，第一、第二和第三壁中的至少兩個可製成為一件式的並可用作密封件。在第一優選實例中，第一、第二和或第三壁中的至少一個的尺寸可被制定為用作密封件。例如，當包囊被保持在設備的接收器2、102中的操作位置中時，一個或多個包囊壁的尺寸可被制定為與設備的一個或多個相對壁密封接合。當包囊不具有中空密封件而具有塊狀密封件時，可取得好的結果。以這種方式，可得到更可靠耐用的配置。同樣，構造成用作密封件的壁可具有外表面，所述表面的至少部分在操作中被構造成提供與飲料生產裝置104的封裝件的密封接合。優選地，例如通過相同製造步驟，密封件與相應包囊壁製成為一件式的。同樣，有利的，構造成用作密封件的壁可為彈性壁，例如包含彈性材料或彈力材料的壁，如橡膠或彈性塑料。此外，根據實施例，構造成用作密封件的壁與飲料生產裝置1的封裝件和包囊架中的至少一個彈性配合，從而在操作中取得密封效果。可選地，當與飲料生產裝置1的封裝件和包囊架中的至少一個配合時，構造成用作密封件的壁可塑性變形，從而在操作中取得密封效果。例如，根據本發明，包囊可為使用可提取產品製備適於消費的預定量的飲料的系統的一部分，系統還可包括設備104，所述設備104包括流體分配裝置和用於保持可更換包囊的接收器，所述流體分配裝置用於在至少六巴的或增大到六巴的壓力下向可更換包囊提供流體(如水)。包囊的使用可包含使用可提取產品製備適於消費的預定量的飲料的方法，該方法至少包括以下步驟將(可更換)包囊布置成具有與設備104的接收器106的支撐表面相抵接的壁，其中，包囊壁優選用作密封件，從而在包囊與飲料生產裝置104之間實現流體密封。第一非限制實例圖4A示出了根據本發明又一實施例的包囊202。例如，包囊202可為圖1所示包囊的替代品。圖4的包囊202包括周向壁210和底部212，它們優選彼此製成一體式的。此外，該實例包括一蓋216。優選地，包囊202具有旋轉對稱的構造。例如，包囊可構造為使得設備104的蓋刺穿裝置1 能夠刺穿蓋216。或者，蓋204 可被構造成在操作中不會被蓋刺穿裝置1 刺穿，所述蓋例如為與如圖2、圖3a至圖3d所示的包囊蓋相似或相同。同樣，包囊202可被構造為在操作中其底部212被底部刺穿裝置 122刺穿。作為示例，圖4所示包囊的底部216可被構造成與圖1所示包囊底部16相同，或與如圖2、圖3a至圖3d所示的包囊底部16相同。在圖4所示的實施例中，優選地，周向壁210和底部212均由彈性彈χ力材料製成， 如橡膠或橡膠狀塑料。具體地，圖4所示包囊實施例202與圖1所示包囊不同，因為周向第一壁210被構造成用作密封件。例如，壁210可被構造為用作密封件，且可與封裝件106和飲料生產裝置1的包囊架190中的至少一個彈性配合，從而在操作中實現密封效果。例如，如圖4B所示，包囊202的操作可包括周向壁210的變形，具體地使得壁用作相對於設備101的接收器106的密封件。例如，周向壁210可被向外按壓或彎曲，從而牢固接合接收器106，進而可完全阻斷包囊202與接收器106之間的液流路徑。可通過各種方式實現包囊202的彈性部分的變形，如通過包囊202與設備104間的機械作用，通過在操作中提供給接收器和包囊的流體的液靜壓，或者通過這兩種方式。例如，根據進一步實施例，通過裝置101施加到包囊上的壓力，從而靠近接收器106 ；也就是相對移動包囊架190和接收器106(至包囊保持狀態)可實現包囊壁210的向外變形。包囊202的尺寸可被製成為當包囊202被保持在包囊架190和接收器106之間(並且包囊架190和接收器106已朝向彼此移動至包囊保持狀態)時，接收器106軸向壓縮所述包囊。在圖4A中，箭頭R示意性地指示由設備104(例如在接收器106和包囊架190朝向彼此移動的過程中)施加的作用於包囊上的壓力，從而提供包囊202的軸向壓縮。如圖4A和4B所示，包囊壓縮可涉及周向壁210的向外彎曲(箭頭Q所示)，及蓋 216和底部212—起的軸向移動。例如，壓縮可導致周向壁210變形(如形成基本圓錐形的形狀)為更彎曲的形狀(當從截面處看時)，例如為更多的半球形或迴轉拋物面。同樣，壓縮會導致周向壁210的外表面至少部分地壓制在接收器106的內表面上。此外，在操作中通過可刺穿包囊202底部212的底部刺穿裝置108可實現彈性包囊壁的彎曲。例如，底部刺穿裝置108通過在操作中與包囊底部212接合(且使之移位或變形)而輔助周向壁的上述向外變形。為此，例如，包囊底部212可被構造成通過摩擦力與底部刺穿裝置108配合，從而軸向向內(朝向相對的蓋216)移動一段(相對較小)的距離。 在進一步實施例中，周向壁210的用以實現密封效果的變形可完全基於底部刺穿裝置與包囊部分的相互作用。根據實施例，在操作中，包囊202被構造成被壓縮，以使所述壓縮導致包囊202內部體積的減小。體積的減小導致壓縮包囊內容物(即可提取產品)的壓縮，從而使提取飲料的味道更濃鬱。同樣，根據可選實施例，包囊202被構造成被壓縮，以使所述壓縮導致包囊202內部體積的增加。例如，體積的增加使包囊的內容物(即可提取產品)在操作中充氣，從而可使提取飲料的味道更可口 ；並且例如可獲得通過產品壓縮而獲得的結構以外的另一結構。在另一實施例中，包囊202可被構造成在操作中被壓縮，其中，壓縮基本上並不引起包囊內部220的體積變化。在此情況下，例如，包囊202的外部體積可由於壓縮而改變， 從而實現與設備104的理想密封效果。在非限制實例中，包囊202的內容物可抵抗壓縮；因此，當包囊202(具體為包囊202的外部)變形時，基本不改變包囊內部220的體積。例如， 這可通過裝滿壓實的可提取產品的包囊實現，如壓實的烘焙咖啡粉。另外，包囊密封壁(在該實例中為周向壁210)的變形可部分或全部地由於液靜壓 (圖4A中箭頭H示意性地示出)導致。例如，在壓力下供入包囊的流體可使柔性周向壁210 向外變形(見箭頭Q)，從而實現(與接收器內表面)的理想密封效果。在圖4所示可選實例中，僅包囊周向壁210由彈性彈力材料製成，其中，包囊底部 212可具有另一種構造(如剛性構造)。例如，包囊202的底部212可由不同於彈性周向壁 210的材料製成。第二非限制實例圖5示出了本發明的另一實施例302。根據圖5所示的實施例302可具有圖4所示實施例202的所有或部分特徵。同樣，根據第二實施例的包囊302可為圖1所示包囊的替換例。圖5所示包囊302 包括周向壁310和底部312。此外，該實例包括蓋316。另外，作為實例，圖5所示的包囊 302的底部316可被構造為與圖1所示包囊底部16相同。如上所述實施例中，該包囊302可被構造為，使得設備104可被構造成使得蓋316由設備104的蓋刺穿裝置1 刺穿。然而，優選地，蓋316被構造成在操作中不被蓋刺穿裝置1 刺穿。如圖所示的，優選地，蓋316提供出口過濾器且包括多個出口開口或小孔330。在圖5所示實例中，有利地，蓋被構造成用作密封件。為此，具體地，蓋316包括相應向外延伸邊緣(凸緣)338 ；優選地，該凸緣與蓋316被製成為一件式的。密封邊緣338被設計為相對於相應包囊蓋316的外表面在法線方向至少變形。根據進一步實施例，蓋316(和相應密封邊緣338)為例如由彈性材料(如橡膠或彈性塑料)製成的彈性壁。另外，如圖5所示，密封邊緣338為蓋316的實心部分(即，密封邊緣338不包括過濾孔)。優選地，邊緣338(用作密封件)為實心密封環，如實心平坦密封環。本實例中，邊緣338包括相對於包囊302中心線徑向延伸的平坦平行外環形表面。例如，整體平坦邊緣316可被構造成在操作中壓縮在接收器106 (的環形部分)與包囊架190之間，以提供容器和包囊之間液流路徑的阻斷。根據實施例，蓋316優選被構造成在操作中(也就是說，當在壓力下將流體提供給包囊時)不撕裂和/或破裂。此外，在操作中蓋316在作用在其上的流體壓力下向外變形。 例如，蓋316的向外變形可導致出口開口 330的增大。優選地，出口開口 330被構造成在操作中當流體壓力使得相應蓋316變形時，每個出口開口 330(或小孔)將可提取產品(如咖啡粉)保持在包囊302中。第三非限制實例圖6示出了包囊402的第三非限制實例。在本實例中，包囊402的底部412被構造成用作密封件，以實現包囊與飲料生產裝置104之間的密封。本發明包囊也包括周向壁 410和蓋416，所述蓋具有出口過濾器436 (如具有出口開口 430)。圖6所示實施例不同於圖4所示實施例之處在於，底部412被構造成不會被設備 104的底部刺穿裝置(分配裝置)108刺穿。為此，底部412(其在第一端封閉周向第一壁 410)且具有部分中空的構造。優選地，底部412包括圍成流體接收區域412A和412B的第一底部412U和第二底部412L。流體接收區域具有第一部分412A，第一部分為(中心)孔412A，用於容納處於延伸位置的分配裝置108。流體接收區域的第二部分412B被構造成用於將從分配裝置108接收的流體分布到第二底部412U上。第二底部412L用作進口過濾器，以將流體供入包囊402 的內部空間420中。例如，第二底部412U的構造可與圖3a、3b、3c或3d所示包囊底部12 的構造相同或相似，或者該第二底部可具有另一種構造。優選地，包囊底部412的第一(外部)部分412U被構造成用作密封件，且用於與飲料生產裝置的封裝件彈性配合，從而在操作中實現密封效果。例如，第一底部412U可包括彈性材料，優選彈力材料，如橡膠或彈性塑料。例如，第一底部412U的尺寸可被製成為當包囊202被保持在包囊架190與接收器106之間(且包囊架190和接收器106已朝向彼此移動至包囊保持狀態)時，由接收器106軸向壓縮。第四非限制實例圖7示出了更優選的第四實例的包囊502，該包囊在操作中可提供更可靠的密封， 並以較低費用提供改進的飲料生產。圖7所示實施例與圖3a所示實例相似，但與那個實施例不同點在於，包囊502包括蓋516，該蓋通過相應的一體式邊緣538用作密封件。例如， 蓋516可被構造成與圖5所示第二實例的蓋316相同或相似。在圖7所示實例中，包囊具有底部12，在操作中該底部不會被分配裝置108刺穿，從而具有上述優點。可通過各種不同方式構造蓋516和底部12 ；上文已闡述部分方式。第五非限制實例圖8示出了包囊602的另一實例。圖8所示實施例與圖3d所示實例相似；但與那個實例不同點在於，包囊602包括(通過相應的一體式環形實心密封部638)用作密封件的周向壁610。在第六實施例中，周向壁610的密封部638從相應壁中(例如沿徑向方向)凸出。具體地，密封部638和相應包囊周向壁610可設計成在由所述設備接收器106施加到密封件的外力的影響下同時一起變形。例如，向外凸出的密封部638和周向壁610可由相同材料(如彈性材料，更具體為橡膠或橡膠類(塑料)材料)製成為一件式的。如圖8所示，向外凸出的密封部638與周向壁610的軸向端部間隔開。例如，密封部638可定位在周向壁610的軸向中心處或附近。 在替代實施例中，周向壁610的密封部638定位在包囊的底部處或附近。第六非限制實例圖9示出了包囊702的第六實例。本實例提供了圖6所示實施例的替代方案。如圖6所示一樣，圖9所示包囊實施例702具有被構造成用作密封件的底部712，從而實現包囊與飲料生產裝置之間的密封效果。該包囊還包括周向壁710和可提供出口過濾器736的蓋 716。圖9所示實施例的底部712(其在第一端處封閉周向第一壁710)具有部分中空構造。特別是，底部712包括用於圍出具有周向底部710A的流體接收區域712A的第一底部612U和第二底部712L。例如，部分周向壁710A可提供中空底部712的周向部分710A。包囊底部712的流體接收區域712A用於當分配裝置108處於其延伸位置時容納該分配裝置。流體接收區域712A也可將從分配裝置108接收流體分布在第二底部712U上。 如圖6所示實例一樣，第二底部712L用作進口過濾器，以將流體送入包含可提取產品的空間 720。圖9所示實施例中，優選地，在操作中，至少包囊底部712的第一(外部)部分712U 通過與飲料生產裝置的封裝件密封接合而可用作密封件。例如，第一底部712U可包含彈性，優選彈力材料，如橡膠或彈性塑料。如圖9通過箭頭G所示，彈性部分712U可被在彈力下送入底部712的流體的壓力(還有如圖9箭頭H所示液靜壓)向外(至少沿徑向方向)按壓。在本實例中，中空底部712包括用於防止或抵制流體從包囊底部流出至設備接收器106的流體流阻擋結構。例如，阻擋結構可包括從第一(外部)底部712U朝向第二(內部)底部712L延伸的錐形或圓柱形套筒788。優選地，阻擋結構788的尺寸被製成為用於以較小縫隙或無縫方式接收上述流體分配裝置108。套筒788的徑向外表面與周向壁部 710A的內表面可圍出用於在操作中接收(送入底部的)受壓流體的區域。所形成的流體壓力可迫使套筒788和周向壁710A (在徑向方向上)相分開，優選使周向壁部710A壓制在設備104的內表面上，且優選地還使套筒788被壓制在流體分配裝置108周圍。進而實現改善的密封效果。第七非限制實例
圖10示出了本發明的另一實施例802。例如，根據圖10所示實施例802可包括圖5所示實施例302的所有或部分特徵。同樣，根據第七實施例的包囊802可為圖1所示包囊的替代品。具體地，圖10所示包囊802包括周向壁810和底部812。此外，該實例包括蓋816。 在圖10所示實例中，有利地，向外延伸的(環狀)邊緣(凸緣)838被設置為用作密封件。 可選地，邊緣838製成為與周向壁810為一件式的。優選地，邊緣838用與周向壁810相同的材料製成。該包囊邊緣838具有較厚部分838A (隆脊)，例如(當在相對於相應包囊蓋816的外表面的法線方向N上測量時)該部分838A比邊緣的相鄰部分838B厚。在本實例中，隆脊部838A在周向壁810的邊緣附近延伸；第二邊緣838B在隆脊部838A周圍延伸，第二邊緣的厚度小於隆脊邊緣部的厚度。替換地，隆脊部838A可與周向壁810的邊緣徑向間隔開。 隆脊部838A的徑向寬度可與邊緣的其餘部分838B的徑向寬度相同，或者小於或大於該徑向寬度(在約1-99%的範圍內)。本實例中，隆脊部838A的厚度是恆定的。例如，隆脊部838A的厚度(在所述法線方向N上測量)可比第二邊緣部分838B的厚度(在相同方向N上測量)大0.1毫米或更多。在進一步非限制實施例中，這兩個厚度(即隆脊部838A和邊緣部分838B)之間的差可為0. 1-1毫米。在另一實例中，在使用之前，第二邊緣部分838B的厚度約為0. 2毫米。在此情況下，優選地，隆脊部838A的厚度小於0. 5毫米，優選小於0. 41毫米，如小於0. 35毫米。因此，在一實施例中，圖10所示包囊可包括向杯外延伸的一個基本同心的周向隆脊838A。在進一步實施例中，隆脊838A可由與周向壁810相同的材料製成。該密封邊緣部分838A可被設計為至少相對於相應包囊蓋816的外表面在基本法線方向變形。根據進一步實施例，整個密封凸緣838為彈性部，例如由彈性材料製成，例如橡膠或彈性塑料。在另一實施例中，密封凸緣838為非彈性變形部，例如由塑膠變形材料製成；在操作中被壓縮以實現密封效果。(用作密封件的)凸緣838為實心結實密封環，如實心平坦密封凸緣。同樣，例如，在操作中，隆脊部838A可被構造成壓縮在接收器106(的環形部分) 與包囊架190之間，從而提供對接收器與包囊之間的流體流徑的阻斷。圖10中，兩個邊緣部分838A和838B的上表面(所述上表面背向蓋816的外表面彼此平行且與蓋外表面平行地延伸；然而，這不是必須的。例如，在替代實施例中，隆脊部 838A可具有這樣的上表面；從截面圖看，上表面具有彎曲形狀；或者，從截面圖看所述上表面相對於另一邊緣部838B的上表面具有10-80度(如30-60度)角。提出了圖10所示包囊802的各種改進。例如，包囊可具有隆脊部，其與第一隆脊部間隔開，較薄邊緣部被封在它們之間。同樣，在替代方案中，包囊可具有沿邊緣的外周緣延伸的隆脊部。上述典型實施例提了優於現有技術的包囊和相應飲料生產系統的很大改進。由於第一、第二和第三壁中至少一個用作密封件，因此包囊不需要具有專用的中空密封件。此外，根據本發明的實施例，利用更少的能源和材料可更高效生產根據本發明的包囊。同樣， 一些實施例提供用作密封壁的可壓縮或變形包囊壁；這可提供對飲料泡製工藝本身的改進。例如，在密封件為作為包囊壁整體部分的實心環狀件的情況下可實現更好的結果。在上述說明書中，已參照本發明實施例的特定實例描述了本發明。然而，在不背離所附本發明權利要求書中闡述的較廣的精神和範圍的情況下，可以對其進行各種修正和改變。在權利要求書中，括號中的任何參考符號不得解釋為對權利要求的限制。「包括」 這個詞不排除存在除權利要求列示的以外的其他特徵或步驟。此外，「不定冠詞」不得解釋為「只有一個」；相反，應解釋「至少一個」，且不排除多個。在相互不同權利要求中敘述某些措施並不意味著這些措施的組合不能加以利用。同樣，例如，包囊的各部分可由各種材料製成。在替代實施例中，用作密封件的壁或壁部分由彈性材料(如橡膠或彈性塑料)製成。用作密封件的壁也可由金屬(如一層或多層金屬箔)製成。此外，被構造成用作密封件的壁可包含彈性材料和金屬材料的組合，如由一個或多個彈性層和一種或多種彈性塑料製成的壁。在優選實施例中，用作密封件的壁可包括至少一個外彈性層(例如包含橡膠或橡膠類材料)和至少一個內層，內層由不同材料製成(如金屬箔)。例如，包囊可由容納飲料成分的第一剛性包囊部和第二包囊部組成，第二包囊部連接至第一部分以用作密封壁。同樣，根據一實施例，包囊(例如用作密封件的壁)可具有塗層或防水材料層，如特氟龍，從而進一步提高密封效果。
權利要求
1.一種用於容納飲料成分的包囊，所述包囊被設計為用於插入飲料生產裝置中，其中， 液體在壓力下進入所述包囊以從所述包囊中排出飲料，其中，所述包囊包括周向第一壁、在第一端處封閉周向第一壁的第二壁、以及在與第二壁相對的第二開放端處封閉周向第一壁的第三壁；第一、第二及第三壁圍成包含飲料成分的內部空間，其中所述包囊包括用於在所述包囊與所述飲料生產裝置之間實現密封效果的密封件，其特徵在於，第一、第二和第三壁中的至少一個被構造成用作所述密封件。
2.根據權利要求1所述的包囊，其中，第一、第二和第三壁中至少一個的尺寸被形成為用作所述密封件。
3.根據前述權利要求中任一項所述的包囊，其中，所述密封件突伸出相應包囊壁之外。
4.根據前述權利要求中任一項所述的包囊，其中，被構造成用作密封件的壁具有外表面，所述外表面的至少部分被構造成用於在操作過程中提供與飲料生產裝置的封裝件之間的密封接合。
5.根據前述權利要求中任一項所述的包囊，其中，所述密封件被製成為與相應包囊壁為一件式的。
6.根據前述權利要求中任一項所述的包囊，其中，被構造成用作所述密封件的壁是一彈性壁，如包括彈性材料的壁，所述彈性材料例如為橡膠或彈性塑料材料。
7.根據前述權利要求中任一項所述的包囊，其中，所述包囊不包括中空密封件。
8.根據前述權利要求中任一項所述的包囊，其中，被構造成用作密封件的壁與飲料生產裝置的封裝件和包囊架中的至少一個彈性配合，以便在操作過程中實現密封效果。
9.根據權利要求1-7中的任一項所述的包囊，其中，被構造成用作密封件的壁在與飲料生產裝置的封裝件和包囊架的至少一個配合時塑性變形，以便在操作過程中實現密封效果。
10.根據前述權利要求中任一項所述的包囊，其中，所述密封件被設計成相對於相應包囊壁的外表面沿法線方向變形。
11.根據前述權利要求中任一項所述的包囊，其中，所述密封件和相應包囊壁被設計為在施加至密封件上的外部壓力的作用下同時一起變形。
12.根據前述權利要求中任一項所述的包囊，其中，包含被構造成用作密封件的壁的包囊具有旋轉對稱結構。
13.根據前述權利要求中任一項所述的包囊，其中，所述密封件為實心密封環，如為實心平坦密封凸緣。
14.根據權利要求13所述的包囊，其中，所述密封件具有周向隆脊。
15.一種使用可提取產品製備適於消費的預定量的飲料的系統，包括可更換包囊；包括流體分配裝置和用於保持可更換包囊的接收器的設備，所述流體分配裝置用於在壓力下向可更換包囊供應一定量流體，如水，其中，所述可更換包囊包括周向第一壁、在第一端處封閉周向第一壁的的第二壁、以及在與第二壁相對的第二開放端處封閉周向第一壁的第三壁，第一、第二和第三壁圍成包含飲料成分的內部空間，其中所述包囊包括用於在包囊與飲料生產裝置之間實現密封效果的密封件，其特徵在於，包囊的第一、第二和第三壁中的至少一個被構造成用作密封件。
16. 一種使用可提取產品製備適於消費的預定量的飲料的方法，包括以下步驟 提供可更換包囊；提供包括用於保持可更換包囊的接收器的設備；將所述可更換包囊布置成與所述接收器的支撐表面相抵接，其中，包囊的壁用作密封件，以便在包囊與飲料生產裝置之間實現流體密封；以及在壓力下，向可提取產品供應流體以製備飲料。
全文摘要
一種用於容納飲料成分的包囊，該包囊用於插入於飲料生產裝置中，其中液體在壓力下進入包囊中以從包囊中排出飲料，其中包囊包括周向第一壁、在第一端處封閉周向第一壁的第二壁、以及在與第二壁相反的第二開放端處封閉周向第一壁的第三壁，第一、第二和第三壁圍成用於容納飲料成分的內部空間，其中包囊包括用於在包囊和飲料生產裝置之間實現密封效果的密封件，其中第一、第二和第三壁中的至少一個被構造成用作密封件。
文檔編號A47J31/06GK102498049SQ200980160991
公開日2012年6月13日 申請日期2009年12月30日 優先權日2009年6月17日
發明者亨德裡克·科內利斯·克林, 拉爾夫·卡梅爾貝克, 阿倫德·科內利斯·雅各布斯·比斯赫費爾 申請人:莎莉／De有限公司