在咖啡機(jī)中使用的包括可溶飲料制備產(chǎn)品的包墊的制作方法
【專利說(shuō)明】在咖啡機(jī)中使用的包括可溶飲料制備產(chǎn)品的包墊
[0001] 本發(fā)明涉及一種在咖啡機(jī)中使用的用于制備至少一部分單份飲料的包墊（pad)。 在使用中，利用咖啡機(jī)，諸如水的水樣流體在壓力下被供應(yīng)到包墊，使得流體被迫通過(guò)該包 墊，用于獲取之后流出包墊的飲料。該包墊包括覆蓋物，該覆蓋物限定填充有用于制備飲料 的飲料制備產(chǎn)品的內(nèi)部空間，該覆蓋物包括柔性的第一片。
[0002] 本發(fā)明還涉及一種配備有咖啡機(jī)以及這種包墊的系統(tǒng)。
[0003]此外，本發(fā)明涉及這種包墊的使用以及利用這種包墊制備飲料的方法。
[0004] 最后，本發(fā)明涉及包括這種包墊的成套部件。
[0005] -個(gè)這種包墊、咖啡機(jī)和操作方法通常從歐洲專利公開(kāi)EP0904717中是已知。已 知的包墊通常形成為相對(duì)柔軟的枕狀小袋，其在經(jīng)受機(jī)械力或液壓力時(shí)不能以它們自身的 形式保持。因而，已知的包墊由兩層過(guò)濾材料（諸如，多孔紙）形成，這兩層過(guò)濾材料圍繞 可提取的或者可溶的飲料成分的填充物在它們的周邊邊緣處彼此連接。從EP-A-1 398 279 和US2011/0027425中進(jìn)一步了解到，提供了在咖啡機(jī)中使用的用于通過(guò)溶解制備飲料的 包墊。在包墊的可替代形式中，可溶填充物還包含在第一滲透層和第二滲透層之間。此外， 包墊在第一滲透層和第二滲透層之間設(shè)置有剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，以便在使用過(guò)程中防止可溶性 產(chǎn)品結(jié)塊并且防止包墊塌陷。當(dāng)供給包墊的流體（諸如，熱水）使用相對(duì)低的壓力以獲得 飲料部分時(shí)，已知的包墊形式已經(jīng)相當(dāng)成功。盡管如此，當(dāng)在咖啡機(jī)的隔間中放置已知包墊 時(shí)，包墊的任何柔軟部分（諸如，相互連接的周邊邊緣）手動(dòng)適于隔間的形狀以保證足夠的 流體密封，這是重要的，并且因此正在受到關(guān)注。通常潮濕的濾紙對(duì)這種咖啡機(jī)的包墊隔間 中形成的平坦表面提供良好的流體密封。然而，可能發(fā)生的是，已知包墊的邊緣稍微破碎或 折疊，這種損壞需要在包墊插入咖啡機(jī)中時(shí)由用戶小心弄平。因?yàn)檫@些相對(duì)柔軟的包墊的 變形，還可能發(fā)生使填充物物失去其在整個(gè)包墊中的均勻性。當(dāng)用戶不注意并且校正時(shí)，這 些影響可能導(dǎo)致熱液體從包墊周圍繞開(kāi)或者穿過(guò)飲料制備產(chǎn)品的粉團(tuán)。這在獲取的飲料的 質(zhì)量上具有非常不利的影響并且導(dǎo)致不必要的損失。已知包墊的另一方面在于可獲得的流 體密封包墊不允許穿過(guò)包墊的高壓降（highpressuredrop)。
[0006] 因此，本發(fā)明的目的是提出用于制備飲料的一種改善的包墊、系統(tǒng)和方法。更概括 的說(shuō)，本發(fā)明的目的還在于克服或改善現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)缺點(diǎn)。本發(fā)明的目的還在于提 供在裝配和操作中較不繁瑣并且另外能夠相對(duì)不昂貴地制成的可替換結(jié)構(gòu)?？商鎿Q地，本 發(fā)明的目的是至少為公眾提供有用選擇。還期望能夠利用標(biāo)準(zhǔn)Sense〇K咖啡機(jī)制備不同的 咖啡種類。這種理想的種類包括最好以兩步法制備的卡布奇諾咖啡、拿鐵瑪奇朵咖啡和維 也納式米朗琪咖啡，以提供具有可視分離層的飲料。
[0007] 為此，本發(fā)明提供了在所附權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)中限定的包墊、系統(tǒng)、成套部 件、用途和方法。
[0008]特別地，一種在咖啡機(jī)中使用的包墊，用于制備至少一部分單份飲料，用在咖啡機(jī) 中的包墊適于接收在壓力下供應(yīng)的水樣流體，使得水樣流體被迫通過(guò)包墊，用于獲取之后 流出包墊的至少一部分飲料。該包墊包括限定填充有用于制備飲料的飲料制備產(chǎn)品的內(nèi)部 空間的覆蓋物，其中，飲料制備產(chǎn)品包括可溶于水樣流體的產(chǎn)品。覆蓋物包括柔性的第一片 和剛性殼體，其中，第一片和殼體圍繞其周邊邊緣彼此連接，并且其中，殼體配備有至少一 個(gè)出水口。該包墊進(jìn)一步配備有定位在殼體的底部上的第二片，其中，第二片位于飲料制備 產(chǎn)品與殼體之間，并且其中，第一片和第二片各自形成過(guò)濾器，允許包括水的水樣流體和飲 料穿過(guò)并且形成用于飲料制備產(chǎn)品的阻擋件。在使用時(shí)，水樣流體在壓力下被供應(yīng)給包墊 的第一片，水樣流體流動(dòng)通過(guò)第一片到達(dá)飲料制備產(chǎn)品，使得形成飲料。然后飲料流動(dòng)通過(guò) 第二片并且經(jīng)由至少一個(gè)出水口離開(kāi)包墊。至少一個(gè)出水口包括用于飲料的流動(dòng)限制部。 具體地，當(dāng)在具有時(shí)間控制的水樣流體供應(yīng)的咖啡機(jī)中使用時(shí)，該流動(dòng)限制部減小飲料的 容積?？扇苡谒畼恿黧w中的飲料制備產(chǎn)品可以是任何可溶性物質(zhì)，包括從由即溶咖啡、速溶 茶、巧克力成分、速溶奶粉/奶精、菊苣、香料的組合中選擇的一個(gè)或多個(gè)，可選地與烘焙研 磨咖啡、茶、糖或者香精結(jié)合。具體地，當(dāng)可溶性物質(zhì)是即溶咖啡、速溶奶粉/奶精或者巧克 力成分時(shí)是有利的。
[0009] 當(dāng)這種包墊在具有時(shí)間控制的熱水供應(yīng)的咖啡機(jī)（諸如，一般的Sen.se〇K咖啡 機(jī)）中使用時(shí)，該包墊產(chǎn)生具有高的干物質(zhì)含量和增加的密度或強(qiáng)度的更少量的飲料，并 且當(dāng)可溶性產(chǎn)品是即溶咖啡粉或巧克力時(shí)，提供更濃烈的味道。利用這種適當(dāng)調(diào)整的包墊， 目前還可以兩步法制備單份飲料，諸如，奶制品或包含如卡布奇諾咖啡、拿鐵瑪奇朵咖啡和 維也納式米朗琪咖啡等飲料的奶制品替換物。在此兩步法中，至少一個(gè)包墊將是根據(jù)本發(fā) 明包含奶粉/奶精的包墊。第二個(gè)包墊然后將包含咖啡產(chǎn)品。此外，根據(jù)本發(fā)明的包墊在 不繞開(kāi)飲料制備產(chǎn)品的情況下允許發(fā)生包墊上的高壓降并且允許保持該高壓降。
[0010] 有利地，本發(fā)明的所有實(shí)施方式中的至少一個(gè)出水口具有其流動(dòng)限制部，該流動(dòng) 限制部具有的直徑小于包墊保持件的出口的任何噴嘴的直徑。更優(yōu)選地，流動(dòng)限制部具有 的直徑小于0. 83mm，并且優(yōu)選地，這個(gè)直徑在從0. 58mm到0. 64mm的范圍內(nèi)。在這方面應(yīng)該 清楚的是，開(kāi)口和噴嘴不需要是圓形的并且具有直徑。在這種情況下，〇. 83mm的直徑對(duì)應(yīng)于 具有0.54mm2的開(kāi)口面積的通流（through-flow)開(kāi)口。從0.58mm至0.64mm的范圍將對(duì) 應(yīng)于從0. 26mm2至0. 32mm2的通流開(kāi)口面積。
[0011] 在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)包墊中，殼體的內(nèi)部空間是碗形的，并且包墊相對(duì)于第一片 和殼體的連接的周邊邊緣是不對(duì)稱的。這使包墊的周邊邊緣能夠與包墊保持件的互補(bǔ)形成 的凸緣形成牢固密封接合。
[0012] 在根據(jù)本發(fā)明的另一包墊中，流體收集結(jié)構(gòu)設(shè)置在包墊在殼體的底部中的內(nèi)部空 間中，其與至少一個(gè)出水口流體連接。殼體的底部中的流體收集結(jié)構(gòu)設(shè)置有通道，該通道與 至少一個(gè)出水口流體連通，而定位在殼體的底部上的第二片覆蓋該通道，使得流動(dòng)通過(guò)第 二片的所形成的飲料經(jīng)由該通道到達(dá)至少一個(gè)出水口。在根據(jù)本發(fā)明的這種包墊中，有利 地，該通道可以整體形成在殼體的底部中。這種結(jié)構(gòu)不僅保證可以從飲料制備產(chǎn)品的整個(gè) 下表面區(qū)域收集飲料，而且同時(shí)還為第二片提供支撐表面。
[0013] 盡管可以存在多個(gè)受限的出水口，但是優(yōu)選的是，該包墊包括一個(gè)出水口。更優(yōu)選 的是，該一個(gè)受限的出水口居中地定位在剛性殼體的底部中。
[0014] 當(dāng)?shù)谝黄旧喜粷B透液體，并且設(shè)置有分布在圖案中的多個(gè)進(jìn)水口（有利地， 在圖案中均勻分布）時(shí)，可具有進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)。在使用中，多個(gè)進(jìn)水口將使熱水射流以間 隔位置進(jìn)入包墊以幫助溶解飲料制備產(chǎn)品。優(yōu)選地，該熱水射流還產(chǎn)生攪動(dòng)，以進(jìn)一步促 進(jìn)溶解可溶飲料制備產(chǎn)品。已經(jīng)確定，進(jìn)水口大小為150μπι至350μπι，優(yōu)選地，200μπι至 300μm，更優(yōu)選地，約225μm，并且進(jìn)水口的總數(shù)量在35至45的范圍內(nèi)，在不可能阻塞單獨(dú) 的開(kāi)口或者通常流動(dòng)阻力成為困擾的情況下產(chǎn)生最高產(chǎn)量。
[0015] 有利地，第一片可包括中PP和PET材料中的至少一種，并且可替換地，也可以是層 壓材料。在使用期間存在的風(fēng)險(xiǎn)在于，第一片可能接觸可溶飲料制備產(chǎn)品并且造成不良結(jié) 塊。因此，可能有利的是當(dāng)?shù)谝黄浇又翚んw時(shí)，該第一片是被拉緊的和被拉伸的中的至少 一種。這種操作可能是在其附接至殼體之前或者之后。通過(guò)允許第一片收縮可以在附接之 后實(shí)現(xiàn)拉緊或拉伸。形成直的且均勻的下側(cè)的拉緊的第一片幫助防止第一片下垂，防止接 觸可溶飲料制備產(chǎn)品，并且防止可溶飲料制備產(chǎn)品（具體地，奶精）結(jié)塊?？商娲兀谝?片在其下側(cè)上具有疏水性表面。第一片和可溶飲料制備產(chǎn)品然后可以在不引起可溶飲料制 備產(chǎn)品的結(jié)塊的情況下接觸。
[0016] 為了阻止第一片層在使用期間下垂，還可以將限定多個(gè)網(wǎng)格單元的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 定位在剛性殼體的內(nèi)部空間中，然后該剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)與可溶飲料制備產(chǎn)品分享內(nèi)部空間。 有利地，剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可包括多個(gè)相交的同心隔離壁和徑向延伸隔離壁。如可替換的，剛性 殼體在內(nèi)部周邊壁上還可具有多個(gè)支撐壁，該多個(gè)支撐壁在內(nèi)部周邊壁的內(nèi)部延伸，以用 于支撐第一片。
[0017] 在根據(jù)本發(fā)明的包墊中，第二片可包括濾紙或者其他非編織材料，諸如，可生物降 解的材料，包括例如PLA非編織材料。因此，第二片可以是柔性的。
[0018] 有利地，根據(jù)本發(fā)明的包墊的殼體由聚合材料構(gòu)成，諸如，塑料，更具體地，由PP、 可生物降解塑料或者紙板構(gòu)成。從而，優(yōu)選地，該殼體基本上不滲透水樣流體。
[0019] 進(jìn)一步地，可注意到，根據(jù)本發(fā)明的與咖啡機(jī)的包墊保持件結(jié)合的包墊可進(jìn)一步 包括用于形成飲料層流的器件，使得該包墊可以與保持件合作，其具有泡沫形成噴嘴以及 射流沖擊面，以在飲料上形成泡沫。通常，用于形成層流的這些器件可要求增加包墊的出水 口與保持件的泡沫形成噴嘴之間的飲料的流動(dòng)路徑的長(zhǎng)度，具體地，下游飲料的延伸流動(dòng) 路徑超過(guò)包墊的至少一個(gè)出水口。更具體地，當(dāng)用于形成層流的器件包括用于將從由至少 一個(gè)出水口形成的限制件流出的射流（作為湍流）轉(zhuǎn)換成層流的曲徑和偏轉(zhuǎn)器中的至少一 個(gè)時(shí)，將是有利的。這種結(jié)構(gòu)不僅允許飲料的流動(dòng)路徑具有延長(zhǎng)的長(zhǎng)度，而且允許在至少一 個(gè)出水口的下游處增加流動(dòng)路徑的截面面積。此外，飲料的初始湍流從而還可是分布均勻 的。在這方面，包墊和保持件可具有偏轉(zhuǎn)器，該偏轉(zhuǎn)器在包墊與保持件之間定位在包墊的至 少一個(gè)出水口的下游。該偏轉(zhuǎn)器可以是偏轉(zhuǎn)板或者偏轉(zhuǎn)箱片。
[0020] 可替換地，用于形成飲料層流的器件還可以是曲徑，在這種情況下該曲徑可以有 利地由至少一個(gè)開(kāi)槽圓形肋形成，當(dāng)包墊插入保持件中時(shí)，該圓形肋適于在從保持件的底 部突出的隆起部之間形成的凹槽中延伸。
[0021] 本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)，包括配備有用于容納這種包墊的保持件的咖啡機(jī)并且包 括這種包墊。本發(fā)明進(jìn)一步涉及通過(guò)將這種包墊放置在保持件中的包墊的用途，并且涉及 利用這種包墊制備至少一部分飲料的方法。本發(fā)明更進(jìn)一步涉及包括至少一個(gè)這種包墊和 至少一個(gè)另一包墊的成套部件。
[0022] 有利地，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可具有殼體，該殼體在其外部處與保持件形成流體密 封，使得防止從包墊的頂側(cè)、包墊的周圍到包墊保持件的至少一個(gè)飲料出口開(kāi)口的流體流 動(dòng)。有利地，在包墊與保持件之間形成的密封是靜態(tài)密封和動(dòng)態(tài)密封中的至少一種。靜態(tài)密 封最初可以形成在包墊的向外指向的周邊凸緣與保持件的相對(duì)（confronting)外部邊緣 之間。已經(jīng)確定足夠的靜態(tài)密封可以僅通過(guò)重力實(shí)現(xiàn)，而且輕微夾緊也是可以想象的。對(duì) 于動(dòng)態(tài)密封，流體壓力用于提高殼體與保持件之間的接觸。剛性殼體還保證可在包墊與保 持件之間實(shí)現(xiàn)至少靜態(tài)流體密封，以允許建立由包墊中的限制件產(chǎn)生的增加的壓降。通常， 初始靜態(tài)密封需要能夠建立增加的壓降，而有利地，采用動(dòng)態(tài)密封以維持增加的壓降。利用 動(dòng)態(tài)密封，壓降本身提供密封力，這是由于在調(diào)制期間殼體上的壓降越大，包墊與包墊保持 件之間的密封壓力就越大。
[0023]本發(fā)明進(jìn)一步涉及包括如上所述至少一個(gè)包墊的成套部件，其包括至少一個(gè)可溶 飲料制備產(chǎn)品以及包含待溶解的物質(zhì)或待提取的物質(zhì)中的一種的至少一個(gè)另一包墊。根據(jù) 本發(fā)明的成套部件可以進(jìn)一步包括包裝，包括如上所討論的至少一個(gè)包墊和至少一個(gè)另一 包墊。更有利的，每個(gè)包裝將包含如上所