КАПСУЛА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА Российский патент 2021 года по МПК B65D85/804 

Область техники, к которой относится изобретение

[001] Настоящее изобретение относится к капсулам для приготовления напитка и способам приготовления такого напитка. В частности, изобретение относится к капсулам для приготовления напитка для использования в устройстве приготовления напитка, содержащем зажимной узел, пригодный для приготовления напитка типа эспрессо.

Уровень техники

[002] Системы для приготовления напитков широко известны. Обычно одну порцию напитка приготавливают путем введения капсулы, содержащей измельченный ингредиент для приготовления напитка, такой как молотый кофе, на станцию приготовления напитка устройства приготовления напитка. Затем устройство вводит в капсулу воду, обеспечивая растворение или заваривание ингредиента в воде и получение напитка. Затем напиток вытекает из капсулы через соответствующий выпуск, который может представлять собой отверстие или перфорацию в капсуле, или может включать в себя выпускную трубку, протыкающую выпускную зону капсулы. Капсула может также содержать фильтр, предотвращающий выход из капсулы твердых компонентов, таких как кофейная гуща. Например, системы для приготовления напитка такого типа описаны в патентных документах WO 401344 A1, ЕР 0512468 А1 и ЕР 0468079 А1 (все от компании Nestle), US 5840189 и WO 0160220 A1 (Keurig), ЕР 0272922 А2 (Kenco), WO 2007093355 A1 (Samar Technologies), US 20110142996 А1 (Kruger), ЕР 0710462 А1 EP 0821906 A1, US 20110000376 A1 и US 20110027425 A1 (Sara Lee). Кроме того, в патентных документах GB 2121762 A, GB 2122881 A, ЕР 0179641 А2, ЕР 0247841 А2, WO 9905044 A1, WO 0219875 A1 и WO 2012175985 A1 описываются капсульные системы для приготовления напитков типа систем, широко используемых и продаваемых в настоящее время компанией Mars Drinks под зарегистрированным товарным знаком FLAVIA®.

[003] Для приготовления некоторых напитков высшего качества, таких как кофе эспрессо, вода должна проходить через слой кофе под давлением, превышающим 5 бар (500 кПа), вплоть до приблизительно 20 бар (2000 кПа). Следовательно, капсула устанавливается в жесткую металлическую заварочную камеру, форма которой обычно обеспечивает посадку капсулы с натягом. Жесткая металлическая заварочная камера охватывает и поддерживает капсулу таким образом, что горячая вода может быть введена внутрь капсулы под давлением от 5 до 15 бар (от 500 до 1500 кПа) без разрыва капсулы.

[004] В этом контексте известна также заварка отдельных порций кофе эспрессо из индивидуальных капсул, имеющих форму усеченного конуса или сплюснутого сфероида и выполненных из воздухонепроницаемого и непроницаемого для жидкости материала, которые содержат порцию спрессованного молотого кофе. Капсула вводится в жесткую металлическую заварочную камеру, форма которой обычно обеспечивает посадку капсулы с натягом. В основании заварочной камеры имеется фильтрующий элемент, средство для протыкания нижней стороны капсулы и средство для введения горячей воды под давлением от 500 до 1500 кПа (от 5 до 15 бар) внутрь капсулы для заваривания кофе эспрессо. Капсулы для заваривания кофе эспрессо и системы этого типа описаны, например, в патентных документах WO 9317932 A1 и WO 9402059 A1.

[005] Капсулы для приготовления напитка описанного типа широко распространены. Однако они имеют некоторые недостатки. Например, многие из существующих капсул для заваривания напитка не подходят для содержания в одной капсуле нескольких разных ингредиентов для приготовления напитка, если эти ингредиенты несовместимы друг с другом. Это происходит потому, что некоторые ингредиенты могут вступать в нежелательные реакции, если при хранении они смешиваются в одной капсуле, что приводит к порче ингредиентов или снижению качества напитка.

[006] Кроме того, многие из существующих капсул для заваривания эспрессо предназначены для использования со специальными кофемашинами установленного образца, содержащими жесткую заварочную полость, размеры которой точно рассчитаны для вмещения слоя кофе определенных размеров и приложения необходимого для такого слоя давления, и использование этих капсул ограничено такими кофемашинами. Это создает некоторые проблемы, поскольку изменение количества кофе в капсуле или степени уплотнения кофейного слоя при заваривании, а также использование нестандартных капсул может осуществляться только в ограниченном диапазоне.

[007] Попытки устранения названных недостатков делались, но лишь с ограниченным успехом, и многие проблемы остаются. Например, в патентном документе ЕР 0521186 А1 описывается капсула, содержащая спрессованный ингредиент для заваривания напитка, такой как молотый кофе, для использования в машинах типа эспрессо. Капсула выполнена с возможностью деформирования, что позволяет ей принять форму полости любой эспрессо-машины, в которой она используется. Это устраняет необходимость в специальном адаптере, позволяющем адаптировать существующие эспрессо-машины к точной форме и конфигурации капсулы. К сожалению, это также означает, что кофе в капсуле может быть недостаточно спрессовано для заваривания оптимального кофе эспрессо, а также отсутствует возможность предотвращения нежелательных реакций между различными ингредиентами напитка. Способность капсулы к деформации с принятием формы полости создает дополнительные напряжения в капсуле, что повышает риск ее разрыва, особенно при помещении капсулы в слишком большую камеру и приложении слишком высокого давления. Также для этой конфигурации существует проблема взаимного загрязнения при последовательных завариваниях, связанная с тем, что напиток просачивается из капсулы через основание заварочной камеры, загрязняя ее.

[008] В патентном документе ЕР 0821906 А1 описаны способы заваривания напитков, в которых содержащий ингредиент для приготовления напитка вакуумный пакет помещается в зажим, горячая вода вводится в этот вакуумный пакет через полую иглу, и заваренный напиток выходит через шов, соединяющий края вакуумного пакета. Пакет содержит подвижную пластину, расположенную напротив шва, соединяющего края пакета, которая используется для сжатия вакуумного пакета в зажиме перед завариванием. Пластины, образующие заварочную полость, представляют собой жесткие, плоские пластины. Однако эти пластины не могут прикладывать высокое давление для сжатия вакуумного пакета без риска его разрыва, и кроме того отсутствует возможность предотвращения нежелательных реакций между различными ингредиентами напитка.

[009] В патентном документе WO 0219875 A1 описано устройство приготовления напитка путем пропускания жидкости на водной основе через капсулу, содержащую ингредиент для приготовления напитка, причем устройство содержит: одну или более вводных трубок для введения жидкости на водной основе в капсулу в процессе заваривания; и зажим для капсулы, содержащий один или более элементов, выполненных с возможностью перемещения для открывания и закрывания зажима, причем эти элементы содержат внутренние поверхности, которые при закрытом положении зажима определяют полость, выполненную с возможностью охвата и поддержания капсулы в процессе заваривания и определения траектории выхода напитка в нижней части полости, причем внутренняя поверхность по меньшей мере одного зажимного элемента содержит по меньшей мере одну деформируемую зону, установленную на опору, выполненную с возможностью перемещения, когда зажим находится в закрытом положении, причем форма этой полости или траектории выхода может изменяться, когда зажим находится в закрытом положении, обеспечивая желаемую заварочную конфигурацию капсулы. Подходящей капсулой является капсула типа FLAVIA®, возможно, с модификациями.

[010] В патентном документе WO 2015001340 A1 описана капсула для приготовления напитка, содержащая ингредиент для приготовления напитка и дополнительный функциональный ингредиент, причем по меньшей мере часть внутренней поверхности капсулы покрыта водорастворимым покрытием, содержащим функциональный ингредиент. Функциональный ингредиент может быть флавоноидом, таким как полифенольный экстракт какао. Покрытие, содержащее функциональный ингредиент, помогает избежать нежелательных реакций между функциональным ингредиентом и ингредиентом для приготовления напитка. Однако для этого функциональный ингредиент должен быть включен в водорастворимое покрытие, ограничивающее содержание функционального ингредиента, который может присутствовать в капсуле, относительно малым количеством (обычно лишь от приблизительно 0,5 мг до приблизительно 500 мг), недостаточным для того, чтобы этот функциональный элемент мог стать основным компонентом напитка.

[011] Таким образом, вышеописанные капсулы не обеспечивают подходящего и надежного средства для приготовления напитков из множества ингредиентов. Следовательно, существует потребность в капсулах, которые могут содержать множество ингредиентов для приготовления напитка и при этом позволяют избежать или минимизировать риск возникновения нежелательных реакций между ингредиентами при хранении до использования. Предпочтительно, но не исключительно, эти капсулы могут быть использованы в оборудовании типа FLAVIA®.

[012] Кроме того, при использовании зажимного узла для существующих капсул из предшествующего уровня техники необходимо точное выравнивание относительно зажима, что может быть трудноосуществимо. Если капсула недостаточно выровнена относительно зажима, то элементы зажима могут захватить часть капсулы, содержащую ингредиент для приготовления напитка. Это может создать некоторые проблемы. Во-первых, части ингредиента для приготовления напитка могут быть захвачены между элементами зажима, что уменьшает количество ингредиента для приготовления напитка, который может быть заварен. Это может привести к потере ингредиента для напитка и получению напитка, содержащему пониженную концентрацию растворенного или заваренного материала, приводя к непостоянной эффективности продаж и плохому вкусу напитка. Во-вторых, если ингредиент для приготовления напитка застревает между элементами зажима, это может снизить качество уплотнения между двумя элементами зажима, что может привести к просачиванию заваренного напитка из зажимного узла, приводя к возможному повреждению гибкого пленочного материала капсулы под действием высокого давления, если он не удерживается зажимом должным образом. В-третьих, доступный объем заварочной камеры может быть уменьшен, поскольку часть этой заварочной камеры оказывается зажатой между элементами зажима. Это также может привести к непостоянной эффективности продаж и создать дополнительное напряжение в капсуле. Во избежание этих проблем, общепринятый подход состоит в тщательном контроле изготовления капсул для приготовления напитка таким образом, чтобы капсула была надежно выровнена с элементами зажима. Однако это приводит к повышению себестоимости и не всегда обеспечивает успех.

[013] Таким образом, остается потребность в улучшенных капсулах и способах приготовления напитков из капсул, особенно из капсул для использования в условиях высокого давления для приготовления эспрессо и напитков типа эспрессо. Предпочтительно, хотя и не исключительно, эти капсулы могут использоваться в оборудовании типа FLAVIA®.

Раскрытие сущности изобретения

[014] Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением предложена капсула для приготовления напитка, содержащая ингредиент для приготовления напитка, причем капсула содержит передний и задний листы по существу воздухонепроницаемого и непроницаемого для жидкости гибкого пленочного материала, соединенные лицевыми сторонами по верхней зоне, первой и второй боковых зонам и нижней зоне, определяя камеру, содержащую ингредиент для приготовления напитка, причем нижняя зона содержит выпускной канал для выхода напитка из камеры, содержащей ингредиент для приготовления напитка, причем по меньшей мере одна зона этого выпускного канала заполнена фильтрующим материалом для фильтрования напитка, выходящего из камеры, причем по меньшей мере одно соединение между указанными передним и задним листами гибкого пленочного материала по меньшей мере в одной из верхней зоны или первой или второй боковых зон включает в себя отслаиваемое уплотнение.

[015] Отслаиваемое уплотнение представляет собой соединение между двумя материалами (такими как гибкий пленочный материал), которое может быть разъединено при приложении к нему силы и/или тепла без разрушения или расплавления самого материала. Иными словами, два материала могут быть отделены друг от друга путем отслаивания уплотнения, но каждый из отделенных материалов остается при этом неповрежденным. Напротив, постоянное уплотнение представляет собой соединение между двумя материалами (такими как гибкий пленочный материал), которое не может быть разъединено без разрушения или расплавления самих материалов. Это происходит потому, что сила и/или тепло, требуемые для отделения уплотнения, превышает силу и/или тепло, которые могут выдерживать сами материалы, таким образом, что эти материалы разрушаются или расплавляются раньше, чем уплотнение может быть разъединено. Таким образом, для отслаиваемого уплотнения между двумя гибкими пленочными материалами, прочность уплотнения (в широком смысле - механическая, термическая и/или химическая прочность) ниже, чем прочность гибкого пленочного материала. Тогда как для постоянного уплотнения прочность уплотнения (в широком смысле -механическая, термическая и/или химическая прочность) выше или равна прочности гибкого пленочного материала.

[016] Таким образом, передний и задний листы гибкого пленочного материала в соответствием с изобретением могут быть разъединены по меньшей мере в одной соединенной верхней зоне и первой и второй боковых зонах при введении жидкости в капсулу при использовании, что обеспечивает расширение камеры с заполнением доступного пространства, обеспеченного зажимом. Поскольку прочность отслаиваемого уплотнения ниже, чем прочность гибкого пленочного материала, в режиме разрушения соединенные зоны вокруг ингредиента напитка должны управляемым образом разъединяться без разрыва самого гибкого пленочного материала капсулы и просачивания напитка в зажимной узел. В этом контексте следует заметить, что выражение «заварочная камера расширяется» не означает, что гибкий пленочный материал капсулы значительно растягивается или упруго или пластически деформируется. Заварочная камера расширяется, поскольку по меньшей мере некоторые из соединенных зон, определяющих границы заварочной камеры, открываются, отделяясь. Таким образом, настоящее изобретение может обеспечить множество преимуществ.

[017] Во-первых, поскольку заварочная камера расширяется при использовании, заполняя доступное пространство полости зажима, форма и размер заварочной камеры до использования не должна точно соответствовать форме и размеру полости зажима. Соответственно, нет необходимости в точном выравнивании краев капсулы с зажимом, что снижает требования к точности размеров сварного соединения и устраняет проблемы, связанные с неточным совмещением сопла и уплотнения при изготовлении. Это также позволяет использовать одну и ту же капсулу с различными зажимными устройствами разной формы, поскольку заварочная камера капсулы расширяется, заполняя любое доступное пространство. Однако при использовании, после того, как заварочная камера капсулы расширилась, заполнив полость зажима, внутренние стенки зажимных элементов в закрытом положении все еще могут по существу охватывать и поддерживать заварочную капсулу и прикладывать высокое давление для заваривания напитка без разрыва капсулы. Кроме того, капсула также предотвращает взаимное загрязнение зажима, т.е. одно и то же зажимное устройство может использоваться много раз с разными одноразовыми капсулами.

[018] Во-вторых, соединенные зоны в верхней, первой и/или второй боковых сторонах помогают предотвратить попадание ингредиента для приготовления напитка в захватываемые зоны капсулы таким образом, что ингредиент для приготовления напитка не застревает между зажимными элементами. Благодаря этому захват, осуществленный зажимными элементами, становится более эффективным, позволяя использовать более высокое давление заваривания. Это также снижает механическое воздействие на гибкий пленочный материал капсулы со стороны неэффективного зажима, таким образом снижая риск разрыва капсулы и просачивание напитка в зажимное устройство. В случаях, когда, как вариант, дополнительно используются постоянные сварные соединения (где прочность уплотнения/сварного соединения выше или равна прочности гибкого пленочного материала), это также снижает механическое воздействие, оказываемое на эти постоянные сварные соединения, что снижает требования к прочности сварного соединения.

[019] В соответствии с другим аспектом изобретения, предложен способ изготовления напитка, включающий в себя введение описанной выше капсулы для приготовления напитка в зажимной узел устройства приготовления напитка, причем зажимной узел содержит два или более зажимных элементов, причем по меньшей мере один из зажимных элементов выполнен с возможностью перемещения для открывания и закрывания зажимного узла, в котором соответствующие внутренние стенки этих зажимных элементов в закрытом положении определяют замкнутое пространство, выполненное с возможностью вмещения капсулы для приготовления напитка, причем это замкнутое пространство содержит впускную зону для введения воды и выпускную зону для выхода напитка, причем замкнутое пространство зажимного узла превышает размер камеры капсулы, содержащей ингредиент для приготовления напитка, до использования; введение жидкости на водной основе в эту капсулу под давлением, превышающим приблизительно 1 бар (100 кПа) избыточного давления, для получения напитка в этой капсуле, причем соединение, включающее в себя отслаиваемое уплотнение, между передним и задним листами гибкого пленочного материала по меньшей мере в одной из верхней зоны или первой или второй боковых зон, разъединяется при введении жидкости на водной основе, так что камера капсулы, содержащая ингредиент для приготовления напитка, расширяется, заполняя замкнутое пространство зажимного узла; и обеспечение выхода напитка через выпускную зону. Обычно жидкость на водной основе может состоять по существу из воды при температуре от приблизительно 80°С до приблизительно 100°С, причем вода вводится под давлением от приблизительно 5 бар (500 кПа) до приблизительно 15 бар (1500 кПа) избыточного давления.

[020] В соответствии с настоящим изобретением предложена также капсула для приготовления напитка, содержащая первый и второй ингредиенты для приготовления напитка, причем первый ингредиент для приготовления напитка отделен от второго ингредиента для приготовления напитка отслаиваемым уплотнением. Отслаиваемое уплотнение выполнено таким образом, что при использовании, когда жидкость вводится в капсулу для приготовления напитка, оно разъединяется и обеспечивает возможность смешивания первого и второго ингредиентов для приготовления напитка. Предпочтительно отслаиваемое уплотнение определяет первый отсек, содержащий первый ингредиент для приготовления напитка, и второй отсек, содержащий второй ингредиент для приготовления напитка.

[021] Такое устройство является особенно предпочтительным для тех случаев, когда первый и второй ингредиенты для приготовления напитка несовместимы друг с другом и могут вызывать нежелательные реакции, когда они смешаны в течение длительного времени хранения. Таким образом, ингредиенты для приготовления напитка хранятся отдельно, чтобы минимизировать нежелательные реакции при хранении или избежать таких реакций. При использовании, когда жидкость вводится в капсулу для приготовления напитка, отслаиваемое уплотнение может разъединиться и обеспечить смешивание первого и второго ингредиентов для приготовления напитка с жидкостью с образованием многокомпонентного напитка с повышенной свежестью и улучшенным вкусом.

[022] Таким образом, в соответствии с другим аспектом изобретения, предложен способ приготовления многокомпонентного напитка, включающий в себя введение содержащей первый и второй ингредиенты для приготовления напитка капсулы как описано выше, в зажимной узел устройства приготовления напитка, причем зажимной узел содержит два или более зажимных элементов, причем по меньшей мере один зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения для открывания или закрывания зажимного узла, причем соответствующие внутренние стенки зажимных элементов в закрытом положении определяют замкнутое пространство, выполненное с возможностью вмещения капсулы для приготовления напитка, причем это замкнутое пространство содержит впускную зону для введения воды и выпускную зону выпуска для выхода напитка; введение жидкости на водной основе в капсулу под давлением, превышающем приблизительно 1 бар (100 кПа) избыточного давления, для получения напитка в этой капсуле, причем отслаиваемое уплотнение разъединяется при введении жидкости на водной основе, обеспечивая возможность смешивания первого и второго ингредиентов для приготовления напитка в капсуле; и обеспечение выхода напитка через выпускную зону.

[023] Под «капсулой» в контексте настоящей работы подразумевается емкость для вмещения материала для приготовления напитка. Предпочтительно капсула может содержать передний и задний листы по существу воздухонепроницаемого и непроницаемого для жидкости гибкого пленочного или листового материала, соединенные лицевыми сторонами, образуя гибкий пленочный порционный пакет. Передний и задний листы могут быть схожими, одинаковыми или разными.

[024] Обычно капсула содержит по меньшей мере один полимерный лист (например, термоформованный или изготовленный литьем под давлением). Обычно лист является слоистым материалом, содержащим два или более следующих слоев: термопластичный герметизирующий слой для соединения листа с другими элементами упаковки; по существу газонепроницаемый барьерный слой, предпочтительно являющийся металлической, например, алюминиевой пленкой; адгезионные слои для повышения адгезии между другими слоями слоистого материала; конструктивные слои, например для обеспечения прочности на прокол; и/или слой печатной подложки. Конструктивные слои могут быть изготовлены из полиолефинов, полиэфира, нейлонов или других полимеров, хорошо известных в данной области. Подходящие материалы и способы изготовления описаны, например, в уже названных патентных документах, относящихся к капсульной системе FLAVIA, например, GB 2121762 A, GB 2122881 A, ЕР 0179641 А2, ЕР 0247841 А2 и WO 9905044 A1.

[025] Передний и задний листы соединены друг с другом вдоль верхней зоны, первой и второй боковых зон и нижней зоны, определяя камеру, в которой хранится ингредиент для приготовления напитка, и в которой напиток приготавливается путем настаивания или растворения этого ингредиента. По меньшей мере одна из соединенных верхней или первой или второй боковых зон содержит отслаиваемое уплотнение. Предпочтительно каждая из первой и второй боковых зон содержит отслаиваемое уплотнение. Было обнаружено, что такое устройство обеспечивает хорошую способность расширения заварочной камеры при использовании с заполнением доступного пространства зажимной полости. Как вариант, по существу все соединенные верхняя и первая и вторая боковые зоны содержат отслаиваемое уплотнение таким образом, что камера, содержащая ингредиент для приготовления напитка по существу окружена и определена отслаиваемым уплотнением.

[026] Камера с ингредиентом предпочтительно заполнена ингредиентом, например, по меньшей мере приблизительно 50% объема камеры заполнены ингредиентом. Обычно количества ингредиента, содержащегося в камере, достаточно для приготовления одной порции напитка, т.е. в случае кофе эспрессо от приблизительно 10 мл до приблизительно 250 мл, предпочтительно от приблизительно 25 мл до приблизительно 125 мл напитка. Например, капсула может содержать от приблизительно 2 г до приблизительно 25 г молотого кофе или от приблизительно 1 г до приблизительно 9 г листового чая.

[027] В соответствии с особо предпочтительным вариантом осуществления, предложена капсула для приготовления напитка, содержащая первый и второй ингредиенты для приготовления напитка, в которой первый ингредиент для приготовления напитка отделен от второго ингредиента для приготовления напитка отслаиваемым уплотнением. Таким образом отслаиваемое уплотнение позволяет содержать в одной капсуле множество ингредиентов для приготовления напитка, которые хранятся отдельно до введения в капсулу жидкости и разъединения отслаиваемого уплотнения. Предпочтительно, отслаиваемое уплотнение может определять отдельные отсеки для каждого из ингредиентов для приготовления напитка таким образом, чтобы первый отсек содержал первый ингредиент для приготовления напитка, а второй отсек содержал второй ингредиент для приготовления напитка.

[028] Предпочтительно, но без ограничений, капсула, содержащая первый и второй ингредиенты для приготовления напитка, может быть выполнена из переднего и заднего листов по существу воздухонепроницаемого и непроницаемого для жидкости гибкого пленочного материала, соединенных друг с другом лицевыми поверхностями, определяя камеру, содержащую первый и второй ингредиенты для приготовления напитка и выпускной канал для выхода напитка из камеры, причем по меньшей мере одна зона этого выпускного канала заполнена фильтрующим материалом для фильтрования напитка, выходящего из камеры, и первый и второй ингредиенты для приготовления напитка отделены друг от друга отслаиваемым уплотнением между передним и задним листами гибкого пленочного материала.

[029] Предпочтительно, в капсуле, содержащей множество отсеков с ингредиентами для приготовления напитка, эти отсеки расположены выше по потоку от фильтрующего материала в капсуле, и это является предпочтительным расположением. Однако один или более отсеков для ингредиентов для приготовления напитка могут находиться и ниже по потоку от фильтрующего материала, если рассматриваемый ингредиент напитка не требует фильтрования для приготовления напитка, например, если этим ингредиентом является молоко. Например, капсула может содержать определенный отслаиваемым уплотнением первый отсек с ингредиентом для приготовления напитка, содержащий молотый кофе и расположенный выше по потоку от фильтрующего материала, и определенный отслаиваемым уплотнением второй отсек с ингредиентом для приготовления напитка, содержащий молоко, сухое молоко или сливки и расположенный ниже по потоку от фильтрующего материала.

[030] Предпочтительно, по меньшей мере одно, предпочтительно больше, чем одно, отслаиваемое уплотнение может быть введено с периферийного края капсулы. Отслаиваемое уплотнение может проходить на расстояние от 10 до 30 мм или от 15 до 25 мм внутрь от периферийного края капсулы, т.е. это соединение значительно шире, чем обычные соединенные зоны вокруг периферийного края капсулы из предшествующего уровня техники, что помогает разместить зажимные элементы над отслаиваемым уплотнением в соответствии с настоящим изобретением, когда капсула при использовании расположена в зажимном узле, без случайного захвата ингредиента для приготовления напитка между зажимными элементами. Например, для капсулы, содержащей передний и задний листы размерами приблизительно 70×100 мм, отслаиваемое уплотнение между этими листами может проходить на расстояние от приблизительно 10 до приблизительно 30 мм внутрь от периферийного края капсулы, например от приблизительно 15 до приблизительно 25 мм от периферийного края капсулы.

[031] Предпочтительно, камера, содержащая ингредиент для приготовления напитка, по существу окружена отслаиваемым уплотнением. Это также помогает удерживать ингредиент для приготовления напитка на расстоянии от периферийных краев капсулы таким образом, что риск захвата этого ингредиента зажимом сводится к минимуму. Особенно полезно, если первая и вторая боковые зоны также введены с боковых периферийных краев капсулы. Альтернативно или дополнительно, верхняя соединенная зона может быть введена с верхнего периферийного края капсулы, что позволяет удерживать ингредиент для приготовления напитка на некотором расстоянии от верхнего уплотнения, или, если в верхнем уплотнении расположено сопло, удерживать этот ингредиент на некотором расстоянии от сопла.

[032] Нижняя зона капсулы содержит выпускной канал для выхода напитка из камеры, содержащей ингредиент для приготовления напитка. Например, выпускной канал может содержать расположенный выше по потоку конец, гидравлически соединенный с камерой, содержащей ингредиент для приготовления напитка, или выпускной канал может быть герметизирован отслаиваемым уплотнением, которое при использовании разъединяется при введении в капсулу жидкости, образуя гидравлическое соединение с этой камерой. По меньшей мере часть этого выпускного канала заполнена фильтрующим материалом для фильтрования напитка, выходящего из камеры.

[033] Под «выпускным каналом» подразумевается канал, проходящий из камеры с ингредиентом для напитка, через который напиток выходит из камеры при приготовлении. Выпускной канал по существу не содержит ингредиента напитка. Длина выпускного канала проходит в направлении потока напитка, а его поперечное сечение перпендикулярно этому потоку. Длина выпускного канала предпочтительно составляет от приблизительно 1 мм до приблизительно 20 мм, например, от приблизительно 5 мм до приблизительно 10 мм. Размер несжатой средней области поперечного сечения выпускного канала значительно меньше, чем размер этой области камеры для ингредиента напитка, например, средняя несжатая область поперечного сечения выпускного канала предпочтительно составляет не больше, чем приблизительно 10% от средней несжатой области поперечного сечения камеры для ингредиента напитка. Кроме того, как будет объяснено ниже, выпускной канал может сжиматься (пережиматься) в процессе приготовления напитка таким образом, что его поперечное сечение дополнительно уменьшается. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, средняя ширина выпускного канала предпочтительно составляет от приблизительно 5 мм до приблизительно 30 мм, например, от приблизительно 10 мм до приблизительно 20 мм, а средняя несжатая глубина выпускного канала меньше, чем приблизительно 4 мм, например составляет от приблизительно 0,4 мм до приблизительно 2 мм.

[034] Например, заварочная камера может быть задана путем соединения листов друг с другом их лицевыми сторонами по краю с помощью отслаиваемых или постоянных или тех и других уплотнений, причем выпуск может быть обеспечен путем оставления несоединенной зоны или с помощью отслаиваемого уплотнения между листами на одном из краев. Предпочтительно, выпуск имеет вид удлиненного отверстия в нижнем крае камеры, например представляет собой щель. Длина выпуска предпочтительно составляет от приблизительно 5 мм до приблизительно 50 мм, более предпочтительно от приблизительно 10 мм до приблизительно 30 мм. Следует заметить, что может быть предусмотрено более одного такого выпуска.

[035] Выпускной канал по меньшей мере частично заполнен фильтрующим материалом. То есть по меньшей мере часть длины выпускного канала по существу полностью заполнена фильтрующим материалом таким образом, что напиток, выходящий из камеры с ингредиентом, должен обязательно пройти через фильтрующий материал при прохождении через выпускной канал. Предпочтительно, фильтрующий материал проходит по всей ширине и длине выпускного канала таким образом, что при использовании выпускной канал целиком наполнен фильтрующим материалом.

[036] Нижняя соединенная зона, содержащая отслаиваемое уплотнение, может быть расположена между камерой, содержащей ингредиент для приготовления напитка, и выпускным каналом, что необходимо для удержания ингредиента для приготовления напитка на расстоянии от фильтрующего материала, расположенного в выпускном канале. Это может быть особенно полезно в тех случаях, когда ингредиент напитка и фильтрующий материал могут вступать в нежелательную реакцию друг с другом при продолжительном хранении. При использовании нижняя соединенная зона, включающая в себя отслаиваемое уплотнение, разъединяется при введении жидкости в капсулу, образуя гидравлическое соединение между камерой, содержащей ингредиент для приготовления напитка, и выпускным каналом таким образом, чтобы напиток мог выходить из выпускного канала.

[037] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, фильтрующий материал имеет вид вкладыша из фильтрующего материала, расположенного в выпускном канале, и, как вариант, соединенного с боковыми стенками этого выпускного канала. Однако фильтрующий материал обычно не соединен со стенкой капсулы внутри выпускного канала.

[038] Фильтрующий материал может выступать из выпускного канала в камеру, содержащую ингредиент для приготовления напитка. Альтернативно, фильтрующий материал может выступать из выпускного канала в соединенную зону, содержащую отслаиваемое уплотнение, расположенное ниже по потоку от камеры, содержащей ингредиент для приготовления напитка. Это может быть желательно для обеспечения более результативного и эффективного фильтрования, поскольку площадь поверхности фильтра может быть больше, чем площадь поперечного сечения выпускного канала. Например, фильтрующий материал может выступать в корпус капсулы на расстояние от приблизительно 5 мм до приблизительно 100 мм, предпочтительно от приблизительно 10 мм до приблизительно 50 мм. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления фильтрующий материал может также проходить в область, расположенную ниже по потоку от выпускного канала. Такие варианты осуществления уменьшают тенденцию к забиванию малого поперечного сечения выпуска содержащимися в напитке твердыми частицами, и, следовательно, обеспечивают более стабильный поток.

[039] Фильтрующий материал может иметь вид фильтрующей прокладки, расположенной в выпуске. Подходящими материалами для фильтра являются водонерастворимые, но предпочтительно гидрофильные материалы, предназначенные для контакта с пищевыми продуктами. Например, они могут включать в себя проницаемый для жидкости пеноматериал, такой как пенополиуретан или пенополиолефин с открытыми порами. Более предпочтительно, фильтр содержит волокна по существу водонерастворимого материала или по существу состоит из таких волокон, например тканого или нетканого материала. Волокна, образующие фильтр, могут быть любыми пригодными для контакта с пищевыми продуктами волокнами, такими как целлюлозные, полиолефиновые или нейлоновые.

[040] Фильтр может быть выполнен из множества слоев обычного фильтрующего листового материала для напитков, например, такого типа, как используется для чайных или кофейных пакетиков. Фильтр может содержать по меньшей мере 2, например 3 или 6, уложенных друг на друга слоев фильтрующего материала. В соответствии с этими вариантами осуществления, например, фильтр может быть изготовлен путем свертывания или складывания одного листа фильтрующего материала с получением множества слоев.

[041] Фильтрующий материал может представлять собой вкладыш из фильтрующего материала, расположенный в выпускном канале, или два или более уложенных друг на друга слоев фильтрующего листа. Это может включать в себя два или более уложенных друг на друга слоя, образованных из одного фильтрующего листа, содержащего первый и второй края, соединенные с противоположными передним и задним листами капсулы соответственно, причем этот лист V-образно или W-образно сложен между этими боковыми стенками, образуя уложенные друг на друга слои в выпускном канале.

[042] Фильтрующий материал может быть выполнен из одного листа листового фильтрующего материала для напитков, противоположные края которого соединены с внутренней стороной камеры с ингредиентом для напитка, и который проходит внутрь выпускной или камеры кондиционирования, причем его V-образная складка расположена внутри выпускного канала или под ним, причем фильтрующий вкладыш в выпускном канале образован двойной толщиной фильтрующего листового материала в выпускном канале. Предпочтительно, один лист соединен по существу по всей ширине камеры с ингредиентом для напитка.

[043] Предпочтительно верхний и нижний периферийные края капсулы могут содержать соединение между передним и задним листами, включающее в себя постоянное уплотнение или постоянный сварное соединение (помимо вышеупомянутых соединенных зон, содержащих отслаиваемое уплотнение, и отдельно от них). Такие постоянные уплотнения могут быть образованы путем нагрева или ультразвуковой сварки, например, путем прижатия листов гибкого пленочного материала друг к другу при температуре, превышающей температуру плавления гибкого пленочного материала, по меньшей мере приблизительно на 0,5 секунд под давлением по меньшей мере приблизительно 20 фунт/кв. дюйм (~138 кПа). Это может быть полезно для закрепления впуска или сопла в верхнем уплотнении, или фильтрующего материала или выпуска в нижнем уплотнении, и для обеспечения повышенной конструкционной прочности капсулы в целом.

[044] По меньшей мере некоторые или по существу все периферийные края первого и второго листов могут быть соединены с помощью постоянного уплотнения, за исключением выпускного канала. В этом случае, описанное выше отслаиваемое уплотнение должно быть расположено в зонах внутри периметра, определенного постоянными уплотнениями. Например, постоянное уплотнение может быть термосваренным полипропиленом. Это также обеспечивает улучшенную конструкционную прочность капсулы в целом. Преимущество этого состоит также в том, что капсула может быть альтернативно использована в устройстве приготовления напитков при низком давлении, не содержащем зажимного устройства. В этом случае прочный постоянное сварное соединение по периметру капсулы может предотвратить разрыв капсулы при введении в нее жидкости.

[045] Капсула предпочтительно представляет собой герметизированную капсулу, выполненную из материалов, по существу непроницаемых для кислорода и влаги, чтобы сохранить свежесть ингредиента напитка. Однако следует заметить, что уплотнение может быть только отслаиваемым уплотнением. Термин «герметизированный» не следует понимать, как требующий постоянных уплотнений, таких как сварные соединения, хотя, как вариант, они могут присутствовать дополнительно.

[046] Предпочтительно, капсула имеет по существу длительный срок хранения. То есть, она может храниться при температуре и атмосферном давлении окружающей среды в течение по меньшей мере приблизительно трех месяцев, предпочтительно по меньшей мере приблизительно одного года, без существенного снижения качества содержимого.

[047] Капсула может содержать биоразлагаемый материал или по существу состоять из такого материала. Термин «биоразлагаемый» означает, что материал по существу распадается в течение нескольких месяцев, предпочтительно нескольких недель, при компостировании. Обычно капсула по меньшей мере на 90% распадается в течение шести месяцев, как определено способом в соответствии с IS014855, например EN13432. Биоразлагаемые термопластичные полимеры, которые могут использоваться для изготовления капсулы, включают в себя полимеры и сополимеры молочной и гликолевой кислот, полигидроксибутираты, поливиниловые спирты (PVOH, от англ. Polyvinyl Alcohol), этиленвиниловые спирты (EVOH, от англ. Ethylene Vinyl Alcohol), производные крахмала, целлюлозу и производные целлюлозы и их смеси.

[048] Капсула может содержать соединенную зону, содержащую постоянное уплотнение между передним и задним листами, проходящее в поперечном направлении через капсулу между противоположными боковыми краями под верхним краем и содержащую зазор, определяющий выпускной канал. Как вариант, зазор, определяющий выпускной канал, может быть герметизирован отслаиваемым уплотнением. Это полезно в тех случаях, когда в капсуле ниже по потоку от выпускного канала имеется камера кондиционирования, которая может быть, например, раздвоенной камерой кондиционирования.

[049] Таким образом, капсула может дополнительно содержать выпускную камеру, гидравлически соединенную с расположенным ниже по потоку концом выпускного канала (или гидравлически соединенную при использовании), причем эта выпускная камера содержит один или более выпусков для выхода напитка из капсулы. Например, выпускная камера может быть раздвоенной камерой кондиционирования, и два выпуска могут быть расположены на противоположных сторонах капсулы. До использования капсулы выпуски могут быть герметизированы адгезивом, отделяемым под действием тепла.

[050] Предпочтительно камера, расположенная ниже по потоку, значительно меньше, чем камера с ингредиентом для напитка, и составляет, например, не более чем приблизительно 25% от объема камеры с ингредиентом для напитка. Выпускной канал и расположенная ниже по потоку камера (если она имеется) предпочтительно расположены на конце капсулы, противоположном точке введения жидкости, например, вводного сопла. Предпочтительно капсула по существу аксиально симметрична (т.е. обладает вращательной симметрией второго порядка/зеркальной симметрией вокруг продольной оси), причем предпочтительно вводное сопло (если оно имеется), выпускной канал и расположенная ниже по потоку камера (если она имеется) лежат на этой продольной оси.

[051] Расположенная ниже по потоку камера может выполнять функцию камеры кондиционирования для напитка, выходящего из выпускного канала, т.е. камеры, в которой пузырьки в жидкости могут отделяться от жидкости, образуя «крема» (т.е. пенку) на кофе эспрессо. Альтернативно или дополнительно, расположенная ниже по потоку камера может содержать один или более трубопроводов для направления напитка к одному или более выпусков напитка. Например, расположенная ниже по потоку камера может быть раздвоенной для направления напитка к двум выпускам, расположенным вблизи противоположных краев капсулы. В соответствии с другими вариантами осуществления, расположенная ниже по потоку камера может быть воронковидной, направляя напиток к единственному выпуску, расположенному в центре. В соответствии с этими вариантами осуществления, выпуск напитка из расположенной ниже по потоку камеры (или из выпускного канала при отсутствии расположенной ниже по потоку камеры) предпочтительно закрыт подходящим барьерным слоем для сохранения свежести содержимого капсулы до использования.

[052] Термин «барьерный слой для сохранения свежести» относится к барьерному слою, по существу воздухо- и влагонепроницаемому, такому, что он позволяет сохранять свежесть ингредиента для заваривания напитка, предотвращая проникновение воздуха или влаги через канал для жидкости до начала заваривания. Барьерный слой для сохранения свежести может быть удален с помощью внешней механической силы или теплового поля, прикладываемым при заваривании. Барьерный слой для сохранения свежести предпочтительно выполнен с возможностью удаления под действием давления и/или горячей воды изнутри капсулы во время заваривания. Например, барьерный слой для сохранения свежести может содержать слой герметизирующего вещества, который удаляется под действием тепла и/или влаги, например адгезив, описанный в патентных документах ЕР 0179641 А2 или WO 9905036 A1.

[053] Капсула предпочтительно дополнительно содержит сопло, через которое жидкость может быть введена в камеру, содержащую ингредиент для приготовления напитка. Сопло предпочтительно является термопластичным соплом, содержащим трубчатое отверстие для вмещения вводной трубки машины для приготовления напитка. Отверстие может быть цилиндрическим или может иметь некруглое поперечное сечение. Сопло может содержать единственный выпуск внутри камеры или множество выпусков внутри камеры, например, выпускной трубопровод для распределения жидкости для приготовления напитка в закрытом пространстве. Один или несколько выпусков сопла могут быть расположены на краю капсулы или могут находиться ближе к центру в закрытом пространстве. Подходящие сопла описаны в патентных документах ЕР 0179641 А2 и WO 9905036 A1. Впускной конец сопла может содержать кольцеобразное седло (углубление) вокруг отверстия для вмещения уплотнительного кольца круглого сечения на вводной трубке для образования герметичного уплотнения между вводной трубкой и соплом.

[054] Предпочтительно, сопло герметизировано разрушаемым барьерным слоем для предотвращения выхода ингредиента для приготовления напитка до его приготовления. Разрушаемый барьерный слой может содержать тонкий лист пленочного материала или состоять по существу из такого материала, который может быть проткнут трубкой для введения жидкости на машине для приготовления напитка. В соответствии с другими вариантами осуществления, в которых сопло отлито из термопластика, разрушаемый барьерный слой может быть термопластичным барьерным слоем, отлитым как одно целое с соплом и содержащим по меньшей мере одну периферийную зону малой прочности, позволяющую проткнуть барьерный слой трубкой для введения жидкости машины для приготовления напитка.

[055] Действие капсул в соответствии с изобретением основано на том, что напиток приготавливается путем введения жидкости в камеру с ингредиентом напитка, в которой формируется напиток, таким образом, что введение воды вызывает разъединение отслаиваемого уплотнения. Затем напиток может быть отфильтрован по мере его выхода из камеры с ингредиентом через выпускной канал. Фильтрующий материал может заполнять (затыкать) по меньшей мере часть длины выпускного канала таким образом, чтобы напиток не мог выйти из корпуса, не пройдя через фильтр. Предпочтительно фильтрующий материал может быть достаточно сжимаемым и, предпочтительно, упругим, позволяя управлять поперечным сечением потока выходящей жидкости путем сжатия фильтрующего материала. Фильтрующий материал может создавать противодавление через выпускной канал, благодаря чему высокие давления заваривания могут поддерживаться в камере с ингредиентом (например, для заваривания кофе эспрессо) без чрезмерно быстрого выхода напитка. Это противодавление может регулироваться или фиксироваться путем пережатия выпускного канала для сжатия фильтрующего материала, таким образом изменяя поперечное сечение потока выходящей жидкости через выпускной канал. Противодавление может также способствовать управляемому разъединению соединенных зон, содержащих отслаиваемое уплотнение, что способствует расширению камеры для приготовления напитка в капсуле с заполнением доступного пространства зажимного устройства.

[056] Капсулы могут использоваться с зажимным узлом, содержащим два, обычно вогнутых, зажимных элемента, которые могут перемещаться по направлению друг к другу для закрытия зажима. Один или оба зажимных элемента могут содержать нагреватель для нагрева ингредиента напитка внутри капсулы до и/или во время приготовления напитка. Нагреватель может, например, содержать электрический нагревательный элемент внутри или на поверхности одного или обоих зажимных элементов. В соответствии с другими вариантами осуществления, один или оба зажимных элемента могут нагреваться за счет циркуляции горячей воды или пара в трубопроводах внутри элемента. Нагреватель предпочтительно обеспечивает температуру, составляющую приблизительно от 90°С до 110°С, на поверхности нагретого зажимного элемента. Нагревание ингредиента напитка желательно для обеспечения постоянной оптимальной температуры экстракции, например, приблизительно от 90°С до 95°С для кофе эспрессо. При отсутствии внешнего нагрева тепловая энергия, необходимая для нагрева ингредиента напитка, может вызвать начальное понижение температуры заваривания ниже оптимальных значений, особенно для напитков, требующих малого объема горячей воды, таких как кофе эспрессо. Конфигурация полости зажима может быть зафиксирована после того как зажимные элементы вошли в зацепление для зажима капсулы. Или альтернативно, конфигурация полости зажима может меняться в ходе цикла приготовления напитка, например, как описано в патентном документе WO 0219875 A1, содержание которого включено в настоящий документ путем ссылки.

[057] Как будет дополнительно объяснено ниже, капсулы в соответствии с изобретением могут использоваться в заварочных машинах, содержащих полость зажима. Однако в отличие от предшествующего уровня техники, капсулы могут исходно до использования не находиться в полном контакте с внутренними поверхностями полости зажима. Например, нерасширенная капсула помещается в полость зажима, и зажим смыкается вокруг капсулы, зажимая и герметизируя периферийные соединенные зоны капсулы, но не зажимая ингредиент напитка, который остается на расстоянии от периферийных краев капсулы за счет соединенных зон, включающих в себя отслаиваемое уплотнение.

[058] При использовании, когда жидкость вводится в камеру с ингредиентом напитка в капсуле, отслаиваемое уплотнение разъединяется, обеспечивая расширение заварочной камеры с заполнением доступного пространства, обеспеченного зажимом, и/или обеспечивая смешивание множества ингредиентов для приготовления напитка. После расширения капсулы, полость зажима может поддерживать заключенную в ней капсулу для заваривания напитка, таким образом обеспечивая возможность создания внутри капсулы высоких гидростатических давлений без разрыва капсулы.

Прочность соединения

[059] Прочность соединения (прочность соединения при пиковой нагрузке) измеряется в соответствии с ASTM F88/F88M - «Стандартный метод испытаний для определения прочности соединения гибких барьерных материалов» международной организации стандартов ASTM, Западный Коншохокен, РА, 2015, www.astm.org.

[060] Обычная установка включает в себя одноколонную настольную испытательную систему Instron серии 5940, оборудованную пневматическими боковыми захватами. Уплотняющая пленка охлаждается до комнатной температуры, а каждый кончик образца фиксируется в противоположных захватах. При проведении испытаний уплотнение ни на что не опирается, и прочность соединения определяется путем измерения пиковой нагрузки, необходимой при линейном растяжении на единицу измерения ширины уплотнения для разъединения слоев пленки при контактной скорости, составляющей приблизительно 200 мм/мин. Если сама пленка разрывается или лопается до разъединения уплотнения, численные данные получить невозможно, и образец рассматривается как постоянное (неотслаиваемое) уплотнение.

[061] В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления, прочность отслаиваемого уплотнения при пиковой нагрузке меньше, чем приблизительно 20 Н на 15 мм ширины образца или меньше, чем приблизительно 30 Н на 25 мм ширины образца, например от приблизительно 2 Н до приблизительно 12 Н на 25 мм ширины образца, или от приблизительно 3,5 до приблизительно 8,5 Н на 25 мм ширины образца, или от приблизительно 6 Н на 25 мм ширины образца. Было обнаружено, что такие прочности уплотнений особенно хороши для использования для напитков типа эспрессо с зажимным узлом таким образом, чтобы уплотнение при использовании управляемым образом отслаивалось в направлении зажимных элементов.

[062] Отслаиваемые уплотнения могут быть выполнены различными путями, как например уплотнения, выполненные с возможностью механического отделения, которые разрушаются при приложении механического усилия; уплотнения, выполненные с возможностью отделения под действием тепла, которые разрушаются при повышенных температурах; химически отделяемые уплотнения, которые разрушаются при вступлении в реакцию с реагентом; водорастворимые уплотнения, которые разрушаются вследствие растворения при контакте с водой; или каким-либо сочетанием таких средств.

[063] Уплотнения, отсоединяемые под действием тепла, могут состоять из соответствующего термопластичного полимера или полимеров. Может использоваться целый ряд различных полимеров. Возможными исходными материалами являются полимер, сополимеры и полимерные смеси на основе следующих систем: этилен и его иономеры; акрилы/метакрилы; винилацетаты; полиэфиры; полиамиды; полиуретаны; поливинилбутирали.

[064] Например, отслаиваемое уплотнение может быть соединено с помощью адгезива, отделяемого под действием тепла, например отслаиваемое уплотнение из полиэтилена или полилактидной кислоты.

[065] Отслаиваемые уплотнения могут быть также выполнены без адгезивов, с помощью материалов, таких как полиэтилен, сжатых при некоторых условиях температуры и давления. Примером подходящего материала является иономер DuPont™ Surlyn® и полибутен или отслаиваемое уплотнение из полилактидной кислоты.

[066] Например, отслаиваемое уплотнение в полипропиленовой пленке может быть создано при условиях температуры, составляющей приблизительно 120°С, и давлении, составляющем приблизительно 45 фунт/кв. дюйм (~310 кПа), в течение приблизительно 1 секунды.

[067] Постоянное сварное уплотнение может быть создано путем прижатия листов гибкого пленочного материала друг к другом при температуре, превышающей температуру плавления пленочного гибкого материала, например, по меньшей мере в течение приблизительно 0,5 секунд при давлении по меньшей мере приблизительно 20 фунт/кв. дюйм (~138 кПа), предпочтительно в течение по меньшей мере приблизительно 1 секунды при давлении по меньшей мере приблизительно 30 фунт/кв. дюйм (~207 кПа). Например, постоянное сварное уплотнение в полипропиленовой пленке может быть создано при температуре приблизительно 200°С и давлении приблизительно 30 фунт/кв. дюйм (~207 кПа) в течение приблизительно 1 сек.

Предел прочности на растяжение

[068] Предел прочности на растяжение, известный также как прочность на растяжение (или предел прочности, является способностью материала или конструкции выдерживать нагрузки, направленные на удлинение. Предел прочности на растяжение определяется максимальным напряжением, которое может выдержать материал при растяжении или вытягивании до разрушения.

[069] Предел прочности на растяжение гибкого пленочного материала в соответствии с настоящим изобретением может быть измерено в соответствии с ASTM D882-12 «Стандартный метод испытаний для определения механических свойств при растяжении тонкой полимерной пленки» международной организации стандартов ASTM, Западный Коншохокен, РА, 2015, www.astm.org.

[070] Например, с помощью прямого края и калиброванного резака для образов (10 мм +/-0,5 мм) пять полосок (длиной 100 мм) гибкого пленочного материала разрезают в направлении (т.е. обработки и/или изготовления). Каждый из образцов испытывают с помощью машины для испытания материалов Instron модели 3111 с помощью захватов с пневматическим приводом с прорезиненными поверхностями зажимных губок. Поддерживаются температура (23°С) и относительная влажность (50%). Скорость траверсы (скорость отделения) составляет 25 мм/мин^-1. Коэффициент деформации составляет 50%. Максимальное напряжение, которое может выдержать образец до его разрушения определяется как предел прочности на растяжение.

[071] В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления, предел прочности на растяжение гибкого пленочного материала может быть больше или равен приблизительно 15 МПа, предпочтительно больше или равен приблизительно 19 МПа. Было обнаружено, что такое временное сопротивление при растяжении особенно подходит для использования при заваривании напитков типа эспрессо, требующей приложения давления. Однако следует заметить, что давления, превышающие те, что требуются для предела прочности на растяжение, превышающего или равного приблизительно 15 МПа, также возможны, учитывая, что капсула используется с зажимным узлом, в котором внутренние стенки зажимных элементов в закрытом положении определяют камеру, по существу охватывающую и поддерживающую капсулу для напитка.

[072] Например, гибкий пленочный материал может быть полипропиленом с пределом прочности на растяжение от приблизительно 19 до приблизительно 80 МПа. Как вариант, гибкий пленочный материал может также иметь предел текучести, составляющий приблизительно от 12 до 43 МПа, и плотность, составляющую приблизительно от 0,8 до 1,0 г/см³, например приблизительно 0,91 г/см³.

Краткое описание чертежей

[073] Другие подробности и предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже на примерах со ссылками на прилагаемые чертежи.

[074] На фиг. 1 представлена капсула FLAVIA® для приготовления напитка типа эспрессо из предшествующего уровня техники.

[075] На фиг. 2 представлен вид в плане с частичным разрезом первой капсулы для приготовления напитка в соответствии с настоящим изобретением.

[076] На фиг. 3 представлен вид в плане с частичным разрезом второй капсулы для приготовления напитка в соответствии с настоящим изобретением.

[077] На фиг. 4 представлен вид в плане с частичным разрезом третьей капсулы для приготовления напитка в соответствии с настоящим изобретением.

[078] На фиг. 5 представлен вид в плане с частичным разрезом четвертой капсулы для приготовления напитка в соответствии с настоящим изобретением.

[079] На фиг. 6 представлен вид в плане с частичным разрезом пятой капсулы для приготовления напитка в соответствии с настоящим изобретением.

[080] На фиг. 7 представлен вид в плане с частичным разрезом шестой капсулы для приготовления напитка в соответствии с настоящим изобретением.

[081] На фиг. 8 схематично представлен продольный разрез капсулы в соответствии с изобретением, используемой для приготовления напитка в зажимном узле.

[082] На фиг. 9 схематично представлен поперечный разрез капсулы в соответствии с изобретением в зажимном узле перед введением в капсулу жидкости.

[083] На фиг. 10 схематично представлен вид по фиг. 9 при введении жидкости в капсулу.

[084] На фиг. 11 схематично представлен поперечный разрез по фиг. 9 и 10 по завершении введения жидкости в капсулу.

[085] На фиг. 12 представлен общий вид в разрезе машины для приготовления напитка.

Осуществление изобретения

[086] На фиг. 1 можно видеть капсулу FLAVIA® для приготовления напитка типа эспрессо из предшествующего уровня техники, описанную в патентном документе WO 2012175985 A1 и являющуюся модификацией капсулы, описанной в патентном документе ЕР 0179641 А2. Капсула 10 содержит два гибких листа многослойного материала. Каждый из листов многослойного материала содержит внутреннюю термопластичную герметизирующую пленку. Передний и задний листы соединены друг с другом по краевым швам 11, верхнему шву 12 и нижнему шву 13. Соединение верхнего и боковых краев является постоянным сварным соединением между листами, предпочтительно образованным путем нагрева или ультразвуковой сварки. По меньшей мере центральная зона нижнего шва 13 соединена с помощью отсоединяемого адгезива, который может быть отделен под действием тепла и/или давления жидкости внутри капсулы и/или под действием тепла, прикладываемого с наружной стороны капсулы. Сопло 14 вводится в верхний шов 12 капсулы. Сопло 14 содержит центральное цилиндрическое отверстие, герметизированное сверху мембраной 15.

[087] Дополнительный поперечный постоянный соединительный шов 16 между передним и задним листами проходит через капсулу между верхним и нижним поперечными швами для разделения капсулы на камеру 17 с ингредиентом напитка и расположенную ниже по потоку камеру 18 накопления/кондиционирования. Промежуточный шов не проходит через всю капсулу. В промежуточном шве оставлен несоединенный зазор, обеспечивающий выпускной канал из камеры приготовления напитка. Этот зазор заполнен фильтрующим элементом 19, выполненным путем свертывания и сплющивания листа фильтрующего материала. Фильтрующий элемент 19 соединен с передним и задним листами в зазоре. Фильтрующий материал создает противодавление в выпускном канале таким образом, чтобы высокие давления заваривания могли поддерживаться в камере с ингредиентом (например, для заваривания кофе эспрессо) без слишком быстрого выхода напитка. Фильтрующий элемент выступает в камеру 17 для приготовления напитка таким образом, чтобы увеличить площадь, доступную для фильтрования, и предотвратить забивание фильтра при использовании. Камера 17 ингредиента капсулы по существу наполнена молотым жареным кофе, количество которого составляет приблизительно 15 г. Капсула до использования обеспечивает кислородо- и влагонепроницаемую оболочку для кофе.

[088] При использовании капсула 10 вводится в зажим машины для заваривания напитка, в котором внутренние стенки зажимных элементов в закрытом положении определяют камеру, по существу выполненную с возможностью охвата и удержания капсулы для напитка. Иными словами, капсула по существу полностью охвачена внутренними поверхностями полости зажима и находится в контакте с этими поверхностями. Благодаря этому полость поддерживает капсулу для заваривания напитка, замкнутую в этой полости, таким образом обеспечивая возможность создания в капсуле высоких гидростатических давлений без разрыва капсулы. Капсула предварительно нагревается с помощью нагревателя перед приготовлением напитка и в процессе приготовления. Полая игла вводится через канал в верхней части зажима и в отверстие сопла капсулы, протыкая мембранное уплотнение, и горячая вода вводится под давлением приблизительно 10 бар (1000 кПа) избыточного давления для заваривания кофе внутри капсулы. Уплотнительное кольцо круглого сечения установлено в фиксированном положении на вводной трубке и удерживается в этом положении фланцами на вводной трубке, плотно прижимаясь к комплементарной кольцевой выемке в верхней части сопла капсулы. Зажимной узел выполнен с возможностью приложения силы сжатия к выпускному каналу капсулы таким образом, чтобы обеспечить оптимальное сочетание скорости выхода напитка из капсулы и противодавления для оптимизации качества напитка и скорости заваривания. К выпускному каналу капсулы прикладывается сила сжатия, достаточная для обеспечения выхода полученного напитка через выпускной канал с желаемой скоростью и при этом поддержания высокого давления в капсуле без создания чрезмерного противодавления в камере ингредиента. Давление и температура горячего кофе в расположенной ниже по потоку камере приводит к разъединению слабо соединенной кромочной зоны 13 внизу капсулы, выпуская полученный кофе управляемым образом.

[089] На фиг. 2 представлена капсула 20 в соответствии с настоящим изобретением, содержащая два гибких листа из многослойного материала. Каждый из многослойных листов содержит внутреннюю термопластичную герметизирующую пленку. Передний и задний листы соединены друг с другом отделяемым адгезивом 21 вокруг боковых зон капсулы шириной приблизительно 20 мм и образуют центральную камеру 22, содержащую ингредиент 23 для приготовления напитка, который может представлять собой приблизительно 15 г молотого жареного кофе. Отделяемый адгезив может отслаиваться при тепловом воздействии и/или давлении жидкости в капсуле, и/или при нагреве капсулы снаружи. Фильтрующий элемент 24 выполнен путем свертывания и сплющивания листа фильтрующего листового материала и расположен в выпускном канале 25 в нижнем периферийном крае капсулы и ниже по потоку от камеры, содержащей ингредиент для приготовления напитка. Фильтрующий элемент 24 соединен с передним и задним листами и скреплен по периметру двумя сварными соединениями 26, являющимися постоянными уплотнениями. Впуск 27 расположен в верхнем периферийном крае капсулы и удерживается на своем месте с помощью постоянного сварного соединения 28 между листами, предпочтительно полученного путем нагрева или ультразвуковой сварки. Впуск 27 содержит центральное цилиндрическое отверстие, которое может быть герметизировано разрушаемым барьерным слоем, сохраняющим свежесть. Капсула обеспечивает кислородо- и влагонепроницаемую оболочку для ингредиента напитка до использования капсулы.

[090] На фиг. 3 представлен другой вариант осуществления, в котором ингредиент для приготовления напитка отделен от впускного сопла и фильтра. Капсула 30 содержит два гибких листа многослойного материала. Каждый из многослойных листов содержит внутреннюю термопластичную уплотняющую пленку. Передний и задний листы соединены друг с другом отделяемым адгезивом 31 вокруг верхней, нижней боковых зон капсулы, образуя центральную камеру 32, содержащую ингредиент 33 для приготовления напитка, который может представлять собой приблизительно 15 г молотого жареного кофе. Отделяемый адгезив может быть удален под действием тепла и/или давления жидкости в капсуле, и/или под действием тепла, приложенного снаружи капсулы. Поперечный постоянный соединительный шов 36 между передним и задним листами проходит через нижний край капсулы. В промежуточном шве оставлен несоединенный зазор, обеспечивающий выпускной канал 35 от камеры приготовления напитка. Этот зазор наполнен фильтрующим элементом 34, выполненным путем свертывания и сплющивания листа фильтрующего листового материала. Фильтрующий элемент 24 соединен с передним и задним листами в зазоре. Фильтрующий элемент выступает в главный корпус капсулы таким образом, чтобы увеличить область, доступную для фильтрования, и предотвратить забивание фильтра при использовании. Сопло 37 расположено в верхнем периферийном крае капсулы и удерживается на своем месте с помощью постоянного сварного соединения 38 между листами, предпочтительно выполненного путем нагрева или ультразвуковой сварки. Сопло 37 содержит центральное цилиндрическое отверстие, которое может быть герметизировано разрушаемым барьерным слоем для сохранения свежести. Капсула обеспечивает кислородо- и влагонепроницаемую оболочку для ингредиента напитка до использования капсулы.

[091] На фиг. 4 представлен вариант осуществления, в соответствии с которым капсула подобна капсуле по фиг. 3, но содержит два разных ингредиента 431 и 432 для приготовления напитка, отделенных друг от друга зоной отделяемого адгезива 41 вокруг верхней, нижней и боковых зон капсулы, а также между двумя ингредиентами для приготовления напитка. При использовании, когда жидкость вводится в сопло 47, зона отделяемого адгезива разъединяется, обеспечивая поступление жидкости к обоим ингредиентам 431, 432 для приготовления напитка и смешивание этих ингредиентов. Затем смешанный напиток выходит через выпускной канал 45 и фильтруется фильтрующим элементом 44.

[092] На фиг. 5 представлен вариант осуществления, в соответствии с которым капсула подобна капсуле по фиг. 3, но содержит постоянные сварные соединения по всему периметру капсулы. Как и на фиг. 3, передний и задний листы соединены отделяемым адгезивом 51 вокруг верхней, нижней и боковых зон капсулы, образуя центральную камеру 52, содержащую ингредиент 53 для приготовления напитка. Однако кроме того, постоянное сварное соединение 56 проходит вокруг периферийного края капсулы. В сварном соединении 56 оставлен несоединенный зазор, обеспечивающий выпускной канал 55 из камеры для приготовления напитка. Этот зазор заполнен фильтрующим элементом 54, выполненным путем свертывания и сплющивания листа фильтрующего листового материала. В соответствии с этим вариантом осуществления может использоваться также и беззажимное устройство приготовления напитка, поскольку постоянное сварное соединение 56 может выдерживать некоторое давление в капсуле.

[093] На фиг. 6 представлен вариант осуществления, в котором капсула подобна капсуле по фиг. 3, но дополнительно содержит расположенную ниже по потоку камеру 691 накопления/кондиционирования. В соответствии с этим вариантом осуществления, поперечный постоянный соединительный шов 66 между передним и задним листами проходит через капсулу между верхним и нижним краями, разделяя ее на зону, содержащую ингредиент напитка, и расположенную ниже по потоку камеру 691 накопления/кондиционирования напитка. Промежуточный шов не проходит через всю капсулу. В промежуточном шве оставлен зазор, обеспечивающий выпускной канал 65 из камеры приготовления напитка. Фильтрующий элемент 64 соединен с передним и задним листами в зазоре. Этот зазор заполнен фильтрующим элементом 64, выполненным путем свертывания и сплющивания листа фильтрующего листового материала. Фильтрующий элемент 64 выступает в главный корпус капсулы таким образом, чтобы увеличить область, доступную для фильтрования, и предотвратить забивание фильтра при использовании. Дополнительное отслаиваемое уплотнение 692 может быть расположено у основания камеры накопления/кондиционирования для герметизации этой камеры до использования и обеспечения свежести.

[094] На фиг. 7 представлен вариант осуществления, в котором капсула подобна капсуле по фиг.6, но в которой расположенная ниже по потоку камера накопления/кондиционирования раздвоена с помощью дугообразного постоянного сварного соединения 794, расположенного в основании этой камеры. Раздвоенная камера 791 накопления/кондиционирования соответствует выпуску обычной эспрессо-машины. Раздвоенная камера 791 накопления/кондиционирования содержит два выпуска 793 вблизи противоположных краев капсулы. Каждый из выпусков 793 герметизирован отсоединяемым/отслаиваемым уплотнением 792 в нижнем краю выпуска, сохраняющий свежесть ингредиентов капсулы до использования. Раздвоенная камера 791 направляет напиток точно в приемник, такой как чашка, и кроме того обеспечивает лучше кондиционированную пенку «крема» на полученном кофе. Т.е. пенку «крема» с более однородными, мелкими пузырьками.

[095] Легко можно видеть, что вышеописанные капсулы могут быть изготовлены путем внесения соответствующих модификаций в способы изготовления капсул, описанные в патентных документах GB-A-2121762, GB-A-2122881, ЕР-А-0179641, ЕР-А-0247841 и WO-A-9905044.

[096] На фиг. 8 схематично представлен разрез зажимного узла, который может использоваться с капсулами для приготовления напитка в соответствии с настоящим изобретением. Зажим содержит левую и правую зажимные части 110, 111. Правая зажимная часть 111 изготовлена из металла или твердого полимера, такого как политетрафторэтилен. Левая зажимная часть 110 содержит раму 140 из металла или твердого полимера, такого как политетрафторэтилен. Лист 112 упругого эластомера соединен с рамой по периметру 143. Лист 112 опирается на поверхность 142 сплошного поршня, выполненную с возможностью горизонтального перемещения для прижатия эластомерного листа 112 вперед в первое положение, в котором он приближен к капсуле 130. Правая зажимная часть 111 содержит встроенный электрический нагревательный элемент 113 для предварительного нагрева содержимого капсулы. Внутренние поверхности зажимных частей 110, 111 являются вогнутыми, вмещая капсулу при приготовлении напитка. В соответствии с этим вариантом осуществления, зажимные части установлены параллельно и перемещаются непосредственно до упора с помощью подходящих механических зажимных средств, таких как зажимной патрон, рычаг и т.п.(не показаны). Зоны 21, 31, 41, 51, 61, 71 отделяемого адгезива вокруг боковых зон капсулы захвачены краями зажимных частей, но без захвата ингредиента напитка, расположенного в центральной камере капсулы.

[097] В капсуле, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, такой как показана на фиг. 6 или 7, низ зажимных частей 110, 111 расположен таким образом, чтобы зажимать промежуточный поперечный шов 66, 76 и выпускной канал 65, 75 капсулы. Таким образом, расположенная ниже по поткоу камера 691, 791 капсулы на этапе приготовления напитка расположена снаружи от зажима. Низ зажимных частей содержит элементы, предназначенные для приложения регулируемой силы сжатия к выпускному каналу капсулы. Нижняя поверхность первой зажимной части содержит отверстие и поршень 121, установленный в отверстии и выполненный с возможностью возвратно-поступательного движения относительно внутренней поверхности зажимной части. На поршень действует пружина, прикладывая к нему смещающее усилие, прижимающее переднюю поверхность поршня к капсуле в зоне выпускного канала с фиксированной (но регулируемой) силой. Нижняя поверхность второй зажимной части 111 содержит неглубокую выемку, предпочтительно от 0,5 до 4 мм глубиной, расположенную в центре зоны зажима, напротив выпускного канала капсулы.

[098] При использовании капсула вводится в зажим машины для приготовления напитка, где ее захватывает зажим вокруг отслаиваемых боковых зон, но не захватывая ингредиент напитка, расположенный в центральной камере капсулы. Капсула предварительно нагревается нагревателем 113 перед приготовлением напитка и в процессе его приготовления. Полая игла 117 вводится через канал вверху зажима в отверстие сопла капсулы, протыкая мембранное уплотнение, и горячая вода вводится под давлением, составляющим приблизительно 10 бар (1000 кПа) избыточного давления для заваривания кофе в капсуле. Соединенные зоны капсулы, содержащие отслаиваемое уплотнение, разъединяются при введении воды таким образом, что камера капсулы, содержащая ингредиент для приготовления напитка, расширяется, заполняя замкнутое пространство зажимного узла. Уплотнительное кольцо 116 круглого сечения установлено в фиксированном положении на вводной трубке и удерживается в этом положении фланцами на вводной трубке, уплотняя комплементарную кольцевую выемку в верхней части сопла 114 капсулы. Сжимающая сила, приложенная к выпускному каналу капсулы, достаточна для обеспечения выхода полученного напитка через выпускной канал с желаемой скоростью при поддержании высокого давления внутри капсулы без избыточного противодавления в камере с ингредиентом. Давление и температура горячего кофе в расположенной ниже по потоку камере приводят к разъединению слабо соединенной кромочной зоны 133 (если она присутствует) внизу капсулы с выпуском полученного кофе управляемым образом.

[099] На фиг. 9, 10 и 11 представлена последовательность поперечных разрезов капсулы в соответствии с изобретением при использовании.

[0100] На фиг. 9 капсула 90 введена в зажимной узел машины для заваривания напитка, где она захвачена зажимными элементами 91 и 92 с достаточной силой, чтобы выдерживать давление жидкости, введенной в капсулу. Зажимные элементы установлены параллельно и перемещаются непосредственно до упора с помощью подходящих механических средств захвата, таких как зажимной патрон, рычаг и т.п. (не показаны).

[0101] Однако, когда зажимные элементы закрываются, они закрываются на отслаиваемых соединенных зонах 93 капсулы вокруг боковых зон центральной камеры 94 капсулы, содержащей ингредиент 95 для приготовления напитка. Важно, что зажимные элементы 91, 92 не зажимают центральную камеру 94, содержащую ингредиент 95 для приготовления напитка.

[0102] На фиг. 10 можно видеть, что полая игла введена через впускную зону в верхней части зажимного узла в отверстие сопла капсулы (не показано), проткнув мембранное уплотнение, и горячая вода введена под давлением приблизительно 10 бар (1000 кПа) избыточного давления для заваривания ингредиента 95 для приготовления напитка в капсуле. Давление и температура горячего кофе в расположенной ниже по потоку камере приводят к разъединению отслаиваемых соединенных зон 93 по краям 96 центральной камеры 94 капсулы. Таким образом, центральная камера 94 начинает расширяться по мере введения воды в капсулу.

[0103] Предпочтительно, вода может вводиться под давлением от приблизительно 5 бар (500 кПа) до приблизительно 15 бар (1500 кПа) избыточного давления, например приблизительно 10 бар (1000 кПа) избыточного давления.

Обычно жидкость на водной основе вводится при температуре от приблизительно 88°С до приблизительно 98°С, например приблизительно 90°С. Жидкость может вводиться в капсулу со средней скоростью предпочтительно от приблизительно 25 мл/мин до приблизительно 500 мл/мин, и более предпочтительно от приблизительно 50 до приблизительно 150 мл/мин. Продолжительность введения воды предпочтительно составляет от приблизительно 10 до приблизительно 30 секунд, например от приблизительно 12 до приблизительно 15 секунд. Это позволяет получить кофе типа эспрессо. Жидкость может вводиться прерывисто или импульсно для оптимизации органолептических свойств продукта.

[0104] На фиг. 11 можно видеть, что расширение центральной камеры завершено, и центральная камера 95, содержащая ингредиент 94 для приготовления напитка, теперь заполняет доступное пространство полости, образованной зажимными элементами 91, 92. Как уже было сказано, зажимные элементы 91, 92 захватывают капсулу с достаточной силой, чтобы выдерживать давление введенной в капсулу жидкости таким образом, чтобы центральная камера 95 капсулы не могла продолжать расширяться. Периферийные зоны разъединяемого соединения 93 остаются между зажимными элементами 91, 92 и потенциально за пределами зажима.

[0105] После этапа по фиг. 11 способ может дополнительно включать в себя этап введения воздуха в капсулу после заваривания для извлечения остаточного напитка из капсулы. Альтернативно или дополнительно, обезвоживание остатка может осуществляться путем сжатия слоя ингредиента после заваривания путем перемещения одной или более подвижных стенок зажима внутрь, возможно с помощью дополнительных зажимных средств или расширяемого элемента.

[0106] Предпочтительно, по существу все этапы способа, кроме выбора типа напитка и введения капсулы в зажим, осуществляются устройством автоматически.

[0107] На фиг. 12 представлен общий вид с частичным разрезом устройства изготовления напитка, подходящего для использования с капсулами в соответствии с настоящим изобретением. Можно видеть полость для вмещения капсулы с напитком. Передняя зажимная часть шарнирно соединена с нижней частью 221 таким образом, что дверца 220 может поворачиваться наружу для введения капсулы в полость для капсулы. Патрубок 117 установлен на соответствующий приводной механизм для автоматического выдвижения и введения в капсулу. Уплотнительное кольцо 116 круглого сечения установлено на фланце патрубка таким образом, что оно образует уплотнение с потайным верхним ободком 214 держателя сопла зажима (т.е. в соответствии с этим вариантом осуществления, уплотнительное кольцо круглого сечения плотно прижимается к верху зажима, а не к верху самого сопла капсулы).

[0108] Устройство содержит насос для подачи воды в вводную трубку под давлением, превышающим приблизительно 5 бар (500 кПа) избыточного давления, например, приблизительно от 10 бар (1000 кПа) до 15 бар (1500 кПа) избыточного давления. Обычно насос представляет собой возвратно-поступательный насос, работающий с фиксированным перемещением и фиксированной скоростью, вследствие чего скорость потока воды снижается при увеличении противодавления до максимального давления, обычно составляющего приблизительно 16 бар (1600 кПа). Предпочтительно устройство дополнительно содержит нагреватель, для подачи водной заварочной среды, такой как горячая вода или пар, предпочтительно горячей воды с температурой, предпочтительно составляющей от приблизительно 80°С до приблизительно 100° в насос.

[0109] Устройство может содержать датчик давления для измерения давления в линии впуска жидкости в капсулу в зажиме (противодавление). В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, устройство может дополнительно содержать элементы управления для изменения производительности насоса и/или конфигурации зоны выпускного канала зажима в зависимости от измеренного противодавления, например, для поддержания по существу постоянного противодавления в процессе приготовления напитка.

[0110] Устройство может содержать устройство распознавания капсулы в зажимном узле, функционально соединенное с управляющей системой и дисплеем устройства. В простейшем случае это устройство может быть простым бимодальным датчиком, таким как источник УФ-излучения и фотодетектор, для определения присутствия флуоресцентной зоны на капсуле. Возможны также и более сложные распознающие устройства, такие как считыватель штрихкода или считыватель радиочастотных меток. Основным назначением устройства распознавания капсулы является определение того, что в зажим введена капсула правильного типа, т.е. капсула высокого давления, описанная в соответствии с настоящим изобретением для заварочного зажима высокого давления. Если распознающее устройство определяет, что введена капсула неправильного типа, система управления сообщает пользователю о необходимости ее замены. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, распознающее устройство может считывать с капсулы дополнительную информацию, относящуюся к ингредиентам капсулы, и в таком случае система управления адаптирует параметры заварочного цикла, такие как время/температура/объем воды, для оптимизации продукта для этого ингредиента.

[0111] Описанные выше варианты осуществления приведены только в качестве примера. Специалисту в данной области ясно, что множество других вариантов осуществления могут быть выполнены без отклонения от сущности изобретения, описанной в прилагаемой формуле изобретения. Например, должно быть ясно, что для ясности описания предпочтительные и альтернативные признаки в некоторых случаях описаны в отношении только одного аспекта изобретения, хотя они применимы и для всех остальных аспектов. Соответственно, всякий отличительный признак, описанный выше в связи с любым из аспектов изобретения, может быть также применен к любому другому аспекту изобретения.

Изобретение относится к капсуле для приготовления напитка, содержащей ингредиент для приготовления напитка, и способам приготовления напитка. В соответствии с одним из аспектов изобретение относится к капсуле для изготовления напитка для использования в устройстве приготовления напитка, содержащем зажимной узел, пригодный для приготовления напитка типа эспрессо. Технический результат заключается в возможности капсулы содержать множество ингредиентов для приготовления напитка и при этом избежать или минимизировать риск возникновения нежелательных реакций между ингредиентами при хранении до использования. 4 н. и 25 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Капсула для приготовления напитка, содержащая ингредиент для приготовления напитка, причем капсула содержит передний и задний листы по существу воздухонепроницаемого и непроницаемого для жидкости гибкого пленочного материала, соединенные друг с другом лицевыми сторонами вдоль верхней зоны, первой и второй боковых зон и нижней зоны, определяя камеру, содержащую ингредиент для приготовления напитка, причем нижняя зона содержит выпускной канал для выхода напитка из камеры, содержащей ингредиент для приготовления напитка, причем по меньшей мере одна зона этого выпускного канала заполнена фильтрующим материалом для фильтрования напитка, выходящего из камеры, причем по меньшей мере одно соединение между передним и задним листами гибкого пленочного материала по меньшей мере в одной из верхней или первой или второй боковых зон камеры, содержащей ингредиент для приготовления напитка, включает в себя отслаиваемое уплотнение, определяющее границу камеры, причем при вводе жидкости в камеру отслаиваемое уплотнение выполнено с возможностью отслаивания для расширения камеры.

2. Капсула по п. 1, в которой соединение между передним и задним листами гибкого пленочного материала в каждой из верхней и первой и второй боковых зон содержит отслаиваемые уплотнения.

3. Капсула по п. 1 или 2, в которой отслаиваемое уплотнение проходит на расстояние, составляющее от приблизительно 10 мм до приблизительно 30 мм, от периферийного края капсулы.

4. Капсула по любому из пп. 1-3, в которой отслаиваемое уплотнение по существу окружает камеру, содержащую ингредиент для приготовления напитка.

5. Капсула по любому из пп. 1-4, в которой ингредиент для приготовления напитка включает первый ингредиент для приготовления напитка и второй ингредиент для приготовления напитка, причем первый и второй ингредиенты для приготовления напитка отделены друг от друг участком отслаиваемого уплотнения между передним и задним листами гибкого пленочного материала.

6. Капсула для приготовления напитка с камерой, содержащей первый ингредиент для приготовления напитка и второй ингредиент для приготовления напитка, в которой первый ингредиент для приготовления напитка отделен от второго ингредиента для приготовления напитка отслаиваемым уплотнением, причем отслаиваемое уплотнение выполнено с возможностью отслаивания при вводе жидкости в камеру для обеспечения возможности смешивания друг с другом первого и второго ингредиентов для приготовления напитка.

7. Капсула по п. 6, содержащая передний и задний листы по существу воздухонепроницаемого и непроницаемого для жидкости пленочного материала, соединенные друг с другом лицевыми сторонами, определяя камеру, содержащую первый и второй ингредиенты для приготовления напитка, и выпускной канал для выхода напитка из камеры, причем по меньшей мере зона указанного выпускного канала заполнена фильтрующим материалом для фильтрования напитка, выходящего из камеры, причем первый ингредиент для приготовления напитка отделен от второго ингредиента для приготовления напитка отслаиваемым уплотнением между передним и задним листами гибкого пленочного материала.

8. Капсула по п. 6 или 7, в которой отслаиваемое уплотнение определяет первый отсек, содержащий первый ингредиент для приготовления напитка, и второй отсек, содержащий второй ингредиент для приготовления напитка.

9. Капсула по любому из пп. 1-5, 7, 8, в которой предел прочности на растяжение гибкого пленочного материала больше или равен приблизительно 15 МПа.

10. Капсула по любому из пп. 1-5 или 7-9, в которой гибкий пленочный материал является полипропиленом, причем его предел прочности на растяжение составляет от приблизительно 19 МПа до приблизительно 80 МПа.

11. Капсула по любому из пп. 1-10, в которой прочность при пиковой нагрузке отслаиваемого уплотнения составляет меньше чем приблизительно 20 Н для образца шириной 15 мм, или меньше чем приблизительно 30 Н для образца шириной 25 мм.

12. Капсула по любому из пп. 1-11, в которой прочность при пиковой нагрузке отслаиваемого уплотнения составляет от приблизительно 2 Н до приблизительно 12 Н для образца шириной 25 мм, предпочтительно от приблизительно 3,5 до приблизительно 8,5 Н для образца шириной 25 мм.

13. Капсула по любому из пп. 1-12, в которой прочность при пиковой нагрузке отслаиваемого уплотнения составляет приблизительно 6 Н для образца шириной 25 мм.

14. Капсула по любому из пп. 1-13, в которой отслаиваемое уплотнение содержит адгезив, отделяемый под действием тепла, или водорастворимый адгезив.

15. Капсула по любому из пп. 1-14, в которой отслаиваемое уплотнение является отслаиваемым уплотнением из полиэтилена или полилактидной кислоты.

16. Капсула по любому из пп. 1-5 или 7-15, дополнительно содержащая поперечное постоянное уплотнение между передним и задним листами гибкого пленочного материала, причем поперечное постоянное уплотнение проходит поперек через капсулу между противоположными боковыми краями и под верхним краем капсулы, причем поперечное постоянное уплотнение содержит зазор, определяющий выпускной канал.

17. Капсула по любому из пп. 1-5 или 7-16, дополнительно содержащая периферийное постоянное уплотнение между передним и задним листами гибкого пленочного материала по меньшей мере в одном из периферийных краев или по существу во всех периферийных краях капсулы, за исключением выпускного канала, причем во внутренней зоне капсулы внутри периметра, определенного периферийным постоянным уплотнением, расположено отслаиваемое уплотнение или отслаиваемые уплотнения.

18. Капсула по п. 16 или 17, в которой поперечное постоянное уплотнение и периферийное постоянное уплотнение представляют собой полипропилен, уплотненный (герметизированный) под действием тепла.

19. Капсула по любому из пп. 1-5 или 7-18, в которой фильтрующий материал имеет форму вкладыша из фильтрующего материала, расположенного в выпускном канале.

20. Капсула по любому из пп. 1-5 или 7-19, в которой фильтрующий материал имеет форму двух или более уложенных друг на друга слоев фильтрующего листа.

21. Капсула по п. 20, в которой два или более уложенных друг на друга слоев образованы из одного фильтрующего листа, содержащего первый и второй края, соединенные с противоположными передним и задним листами капсулы соответственно, причем указанный фильтрующий лист V-образно или W-образно сложен между передним и задним листами, образуя уложенные друг на друга слои в выпускном канале.

22. Капсула по любому из пп. 1-5 или 7-21, в которой фильтрующий материал выступает из выпускного канала в камеру, содержащую ингредиент для приготовления напитка, или выступает из выпускного канала в расположенную ниже по потоку соединенную зону, содержащую отслаиваемое уплотнение, расположенное ниже по потоку от камеры, содержащей ингредиент для приготовления напитка.

23. Капсула по любому из пп. 1-5 или 7-22, в которой капсула дополнительно содержит выпускную камеру, гидравлически соединенную с расположенным ниже по потоку концом выпускного канала, причем эта выпускная камера содержит один или более выпусков для выхода напитка из капсулы.

24. Капсула по п. 23, в которой выпускная камера является камерой кондиционирования, имеющей раздвоенную форму и два выпуска, расположенных на противоположных сторонах капсулы.

25. Капсула по п. 23 или 24, в которой указанные выпуски до использования герметизированы адгезивом, отделяемым под действием тепла.

26. Капсула по любому из пп. 1-5 или 7-25, дополнительно содержащая впускное сопло, гидравлически соединенное с камерой, содержащей ингредиент для приготовления напитка, для введения в камеру воды, или гидравлически соединенную с расположенной выше по потоку соединенной зоной, содержащей отслаиваемое уплотнение, расположенное выше по потоку камеры, содержащей ингредиент для приготовления напитка, для введения в камеру воды.

27. Способ приготовления напитка, включающий в себя следующие этапы:

- введение капсулы для приготовления напитка по любому из пп. 1-5 или 9-26 в зажимной узел устройства приготовления напитков, причем зажимной узел содержит два или более зажимных элемента, причем по меньшей мере один зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения для открывания и закрывания зажимного узла, причем соответствующие внутренние стенки зажимных элементов в закрытом положении определяют замкнутое пространство, выполненное с возможностью вмещения капсулы для приготовления напитка, причем замкнутое пространство содержит впускную зону для введения воды и выпускную зону для выхода напитка, причем размер замкнутого пространства зажимного узла превышает размер камеры капсулы, содержащей ингредиент для приготовления напитка, до использования;

- введение жидкости на водной основе в капсулу под давлением, превышающим приблизительно 1 бар (100 кПа) избыточного давления, для приготовления напитка в капсуле, причем отслаиваемое уплотнение капсулы разъединяется при введении жидкости на водной основе таким образом, что капсула, содержащая ингредиент для приготовления напитка, расширяется и заполняет замкнутое пространство зажимного узла, и

- обеспечение выхода напитка через выпускную зону.

28. Способ приготовления многокомпонентного напитка, включающий в себя следующие этапы:

- введение капсулы для приготовления напитка по любому из пп. 6-8 в зажимной узел устройства приготовления напитка, причем зажимной узел содержит два или более зажимных элемента, причем по меньшей мере один зажимной элемент выполнен с возможностью перемещения для открывания и закрывания зажимного узла, причем соответствующие внутренние стенки зажимных элементов в закрытом положении определяют замкнутое пространство, выполненное с возможностью вмещения капсулы для приготовления напитка, причем замкнутое пространство содержит впускную зону для введения воды и выпускную зону для выхода напитка;

- введение жидкости на водной основе в капсулу под давлением, превышающим приблизительно 1 бар (100 кПа) избыточного давления, для приготовления напитка в капсуле, причем отслаиваемое уплотнение разъединяется при введении жидкости на водной основе, обеспечивая смешивание первого и второго ингредиентов для приготовления напитка в капсуле, и

- обеспечение выхода напитка через выпускную зону.

29. Способ по п. 27 или 28, в котором жидкость на водной основе состоит по существу из воды с температурой от приблизительно 80°С до приблизительно 100°С, причем воду вводят под давлением от приблизительно 5 бар (500 кПа) до приблизительно 15 бар (1500 кПа) избыточного давления.