Капсула с фильтрующим элементом для регулирования потока

Капсула с фильтрующим элементом для регулирования потока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение в основном относится к капсулам, содержащим ингредиенты напитка, к системе для приготовления напитка с использованием таких капсул, а также к способам приготовления напитков на основе ингредиентов, содержащихся в таких капсулах.

Предпосылками для настоящего изобретения являются капсулы, содержащие ингредиенты напитка или другие съедобные (например, суп) ингредиенты. За счет взаимодействия этих ингредиентов с жидкостью можно приготовить напиток или другие съедобные продукты, такие как супы. Это взаимодействие может представлять собой, например, экстракцию, заваривание, растворение и другие процессы. Такая капсула особо подходит для размещения в ней молотого кофе с целью приготовления кофейного напитка посредством подачи горячей воды под давлением в капсулу и выпуска кофейного напитка из капсулы.

В документе FR 1537031 описываются не отдельные капсулы, а блистерная упаковка, содержащая порошок кофе. Поскольку два элемента из фольги соединены у верхнего элемента из фольги в зоне между двумя соседними ячейками, то такие ячейки не могут быть отделены друг от друга без ослабления герметичности соединения между элементами из фольги. Фильтр расположен у нижней части каждой ячейки, т.е. напротив участка, где соединены два элемента из фольги. Сторона ячейки, через которую происходит выпуск напитка, открывается посредством энергичного перемещения элемента перфорирования с помощью упругого усилия у нижней поверхности ячейки. Ввиду применения технологии блистерной упаковки верхняя поверхность упаковок должна быть плоской.

Из документа СН 605293 известен фильтр, ободок которого расположен между элементом из фольги и стенкой корпуса капсулы. Элемент из фольги имеет дополнительный ослабленный участок и не предназначен для перфорирования за счет упора в рельефную пластину. Фильтр используется как экран для предотвращения попадания кофейных зерен в жидкость.

В документе ЕР 0507905 В1 описаны устройство и картридж для приготовления жидкого продукта. В нижней части картриджа находится внутренняя фильтрующая мембрана для удерживания твердых частиц в картридже и предотвращения засорения каналов протекания, выполненных в перфорирующих элементах.

В документе ЕР 512468 А представлена капсула для приготовления напитка, в которой между периферийным участком чашки и разрываемой мембраной приварена фильтровальная бумага. Фильтровальная бумага используется только для предотвращения выхода кофейных зерен через разорванную мембрану.

Из документа ЕР 0602203 А известен содержащий ингредиент напитка гибкий пакетик-саше в виде отдельной порции для экстракции под давлением. Пакетик-саше симметричен относительно своей плоскости запечатывания, при этом материал, используемый для гибких листов, является непроницаемым для кислорода и водяного пара с целью хранения, а пакетик-саше открывается только под действием повышающегося давления при нагнетании жидкости для экстракции.

В документе US 2006/0236871 А1 описан однопорционный картридж, который пригоден, в частности, для приготовления порции кофейного напитка, и в котором выполнена распределительная и/или опорная конструкция с по меньшей мере одним отверстием, закрытым тканью, образующей экран между корпусом и большим выпускным отверстием. Важная задача этого изобретения заключается в том, чтобы свести к минимуму выход частиц вещества напитка из картриджа во время приготовления, поскольку в нижней части корпуса капсулы выполнено большое выходное отверстие, и частицы могут вымываться при отсутствии такой распределительной конструкции. Ткань имеет размер пор 10-500 мкм, предпочтительно, 30-150 мкм.

Системы и способы получения жидких съедобных продуктов из веществ, содержащихся в изолированных капсулах, известны, например, из ЕР 512470 А (аналог US 5402707).

Как показано на фиг.1, капсула 200 содержит чашку в форме усеченного конуса, которая может быть заполнена, например, жареным и молотым кофе 300 и закрыта крышкой 400 типа фольги с разрываемой поверхностью, приваренной и/или обжатой на фланцеобразном ободке 140, выступающем от боковой стенки чашки. Держатель 130 капсулы содержит решетку 120 для прохождения потока, выполненную с элементами, имеющими рельефную поверхность.

Держатель 130 капсулы может быть расположен в большой опоре 150, которая имеет боковую стенку 240 и выпускной канал 270 для прохождения экстрагированного кофейного напитка.

Как показано на фиг.1, система экстракции дополнительно содержит нагнетатель 700 воды, имеющий канал (каналы) 201 для подачи воды, и кольцевой элемент 800 с внутренней выемкой, форма которой по существу соответствует наружной форме капсулы. На наружной части кольцевой элемент содержит пружину 220, удерживающую кольцо 230 для освобождения капсулы по завершении экстракции.

При работе капсулу 200 помещают в держатель 130 капсулы. Нагнетатель 700 воды перфорирует верхнюю поверхность чашки. Нижняя разрываемая поверхность 400 капсулы упирается в радиально расположенные элементы держателя 130 капсулы.

Вода нагнетается через канал 201 нагнетателя 700 и взаимодействует со слоем 300 кофе. Давление в капсуле увеличивается, и разрываемая поверхность 400 все в большей степени натягивается на радиальные открывающие рельефные элементы. Такие радиальные открывающие рельефные элементы могут быть заменены пирамидальными выступами или выступами другой формы. Когда на материал разрываемой поверхности действует напряжение разрушения, разрываемая поверхность разрывается вдоль рельефных элементов. Экстрагированный кофе вытекает через отверстия решетки 120 и попадает в емкость (не показана) под выпускным каналом 270.

Описанный процесс экстракции включает следующие операции:

- первоначально плотно закрытую газонепроницаемую капсулу вставляют в держатель капсулы;

- затем держатель с капсулой вставляют таким образом, чтобы кольцевой элемент, связанный с нагнетателем воды, окружал герметичную капсулу, при этом в первой стенке капсулы образуется по меньшей мере одно отверстие;

- вода, поступающая в капсулу через отверстие в первой стенке, взаимодействует с содержащимися в капсуле ингредиентами, двигаясь в поперечном направлении внутренней части содержащегося в капсуле ингредиента, а затем выходит из капсулы через по меньшей мере одно отверстие/перфорированное отверстие, образованное во второй стенке под действием созданного в капсуле давления.

Перфорированные отверстия, образованные во второй стенке, в частности, при взаимодействии с рельефными элементами, фильтруют напиток, выходящий из внутренней части капсулы, так что нерастворимые частицы остаются в капсуле. Согласно существующему уровню техники предполагается, что такая фильтрация является достаточной (см., например, документ ЕР 512470 В1, колонка 4).

В документе ЕР 512468 В1 описана капсула для приготовления кофе с плоским перфорируемым элементом из фольги. Между элементом из фольги и ободком корпуса может быть герметично установлена фильтровальная бумага. Капсула, т.е. мембрана, открывается только под действием давления в капсуле.

Из документа СН 605293 известен фильтр, ободок которого расположен между элементом из фольги и стенкой корпуса капсулы. Элемент из фольги дополнительно имеет ослабленный участок и не предназначен для перфорирования за счет упора в рельефную пластину. Фильтр используется как экран для предотвращения попадания частиц кофейных зерен в жидкость.

Установлено, что согласно существующему уровню техники, когда газонепроницаемая герметично закрытая капсула с элементом из фольги перфорируется расположенным напротив держателем капсулы с множеством небольших выступов, в частности, небольших квадратных или прямоугольных, могут появиться следующие проблемы:

- процесс экстракции может замедляться, в частности, для капсул, содержащих более крупную порцию кофе, предназначенную для приготовления кофейных напитков,

- время протекания напитка в процессе экстракции различно для разных капсул,

- экстракция может быть недостаточно чистой, и когда капсула удаляется из машины, частицы кофе могут выходить из капсулы через небольшие перфорированные отверстия, создаваемые в элементе из фольги после экстракции, в частности, из-за того, что степень помола может находиться вне стандартного диапазона, предусмотренного для существующей системы (например, ниже среднего размера помола 200 микрон).

Настоящее изобретение направлено на решение этих проблем.

Первым объектом изобретения является капсула, используемая в машине для приготовления напитка, содержащей средства для перфорирования впускного отверстия на стороне корпуса капсулы, противоположной элементу из фольги и фланцеобразному ободку, и впрыскивания жидкости или смеси жидкость-газ в капсулу; и рельефную пластину с множеством рельефных элементов, расположенную в машине таким образом, что под действием давления впрыскивания в нее упирается элемент из фольги, включающая в себя корпус, герметично закрытый плотно прикрепленным к фланцеобразному ободку корпуса элементом из фольги, который под давлением впрыскиваемой жидкости или смеси жидкость/газ, равным по меньшей мере 4 бар, перфорируется рельефной пластиной для образования по меньшей мере одного отверстия, предпочтительно, множества отверстий, при этом капсула дополнительно содержит пористый элемент для регулирования потока, расположенный между по меньшей мере ингредиентами капсулы и элементом из фольги.

Таким образом, капсула снабжена элементом для фильтрования и регулирования потока, обозначенным в остальной части описания как «пористый элемент регулирования потока». Пористый элемент регулирования потока расположен между по меньшей мере ингредиентами и элементом из фольги.

Как результат, протекание напитка происходит значительно быстрее и более согласованно, чем протекание в известных капсулах, т.е. в капсулах без такого пористого элемента регулирования потока.

В частности, время протекания напитка при использовании капсулы согласно изобретению на 25% меньше среднего времени протекания при использовании известной капсулы без значительного изменения качества жидкого экстракта кофе. Было обнаружено четырехкратное уменьшение стандартного отклонения времени протекания при сравнении среднего времени протекания для множества капсул. И, наконец, молотый кофе успешно удерживается в капсуле с уменьшенным выходом твердых частиц кофе через перфорированную мембрану.

Пористый элемент регулирования потока может быть расположен между ингредиентами и плоскостью, в которой лежит кольцевой участок герметичного соединения элемента из фольги и ободка корпуса.

Корпус капсулы может иметь ободок, к которому плотно прикреплен элемент из фольги с образованием кольцевого участка герметичного соединения. Ободок корпуса может выступать наружу загнутым концом.

Корпус и/или элемент из фольги может быть изготовлен из алюминия, или алюминиевого сплава или слоистого материала из алюминия или алюминиевого сплава и полимера.

Согласно настоящему изобретению корпус и элемент из фольги могут быть изготовлены из фольги из гибкого материала и герметично соединены по их периферии, например, с помощью тепловой склейки, как описано в ЕР 0602203 А1. Две фольги могут образовывать симметричный контейнер при их склеивании по периферии, при этом контейнер также может содержать два пористых элемента регулирования потока, каждый из которых размещен между гибкими слоями фольги и ингредиентами. В этом случае ингредиент может быть прессованным брикетом кофе, помещенным между двумя пористыми элементами регулирования потока.

Пористый элемент регулирования потока может быть соединен с капсулой путем размещения его ободка в зоне герметичного соединения посередине между ободком корпуса и элементом из фольги.

Пористый элемент регулирования потока может иметь более высокую изгибную жесткость, чем элемент из фольги, для того чтобы пористый элемент деформировался под действием давления рельефных элементов меньше, чем элемент из фольги. Меньшая деформация (или разница в деформации) создает пространство между пористым элементом регулирования потока и элементом из фольги во время экстракции, позволяя напитку, например, жидкому экстракту кофе, свободнее протекать между перфорированными отверстиями и рельефными элементами. Это приводит к более быстрому протеканию жидкости через элемент из фольги без значительного изменения крепости жидкого экстракта (также без изменения общего содержания твердых частиц, выхода). Более высокая жесткость может быть получена с помощью пористого элемента, имеющего большую толщину, чем элемент из фольги, и/или изготовленного из более жесткого материла.

В частности, толщина пористого элемента регулирования потока составляет от 0,4 мкм до 1,0 мм.

Элемент из фольги предназначен для разрывания множеством рельефных элементов, выполненных на рельефной пластине устройства для приготовления напитка. Элемент из фольги должен разрываться, в частности, при достижении заданного порога давления в капсуле. Таким образом, конструкция элемента из фольги и конструкция рельефной пластины устройства выполнены так, чтобы открывание/разрывание элемента из фольги выполнялось надежным и соответствующим образом.

Предпочтительно элемент из фольги имеет толщину 10-100 мкм, а более предпочтительно 15-45 мкм. Наиболее предпочтительно толщина элемента из фольги составляет примерно 30 мкм плюс минус стандартные допуски на изготовление (например, +/- 5 мкм). Кроме того, элемент из фольги предпочтительно выполнен из алюминия или алюминиевого сплава.

Предпочтительно отношение толщины пористого элемента регулирования потока к толщине элемента из фольги составляет от 1,5:1,0 до 50:1, более предпочтительно, от 5:1 до 20:1.

Пористый элемент регулирования потока может быть размещен в капсуле, не присоединяясь к стенкам корпуса капсулы. Например, пористый элемент регулирования потока может быть свободно вставлен между ингредиентами и элементом из фольги.

Пористый элемент регулирования потока может закрывать по меньшей мере 62% общей внутренней поверхности элемента из фольги с целью закрывания большинства отверстий, создаваемых в элементе из фольги при разрывании под давлением и, следовательно, для предотвращения обратного протекания, а также для эффективности регулирования потока.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения элемент регулирования потока имеет квадратную и прямоугольную форму. Таким образом, стоимость изготовления элемента регулирования потока можно значительно снизить за счет значительного уменьшения отходов во время резки листа или многослойного материала.

Согласно другому варианту выполнения пористый элемент регулирования потока может быть соединен со стенками корпуса капсулы и/или элементом из фольги. Пористый элемент регулирования потока может быть соединен со стенкой корпуса путем сваривания или с помощью других соединений, таких как механическое зацепление, например, зажимом.

В некоторых вариантах выполнения пористый элемент регулирования потока может представлять собой тонкую пористую мембрану из полимера.

Согласно другим вариантам выполнения пористый элемент изготовлен из по существу полимерного материала, содержащего волокна.

Пористый элемент регулирования потока может быть изготовлен из нетканого материала. Пористый элемент регулирования потока также может быть изготовлен из тканого материала. Пористый элемент может быть образован из плавких полимерных волокон пищевой марки.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения пористый элемент содержит микроволокна диаметром менее 20 мкм.

Согласно другому варианту выполнения пористый элемент выполнен из материала «melt blown (MB)», содержащего микроволокна.

Материал пористого элемента может быть выбран из группы, состоящей из следующих материалов: полипропилен, полиэтилен, полибутилентерефталат (ПБТ), поликарбонат, поли-4-метилпентен-1, полиуретан, полиэтилентерефталат (ПЭТ), полиэфирсульфон, полиамид, стекловолокна, склеенные смолой, и сочетания указанных материалов.

Пористый элемент также может содержать волокна диаметром более 20 мкм. Например, пористый элемент может содержать смеси микроволокон и волокон большего диаметра. Например, пористый элемент может быть выполнен из материала «melt blown (MB)» и/или материала «spunbond (SB)».

Согласно другим вариантам выполнения пористый элемент регулирования потока может быть вставляемой твердой пластиковой пластиной с небольшими отверстиями.

Предпочтительно пористый элемент регулирования потока имеет размер пор (т.е. средний диаметр отверстий) 0,4-100 мкм. В частности, при использовании пористого элемента регулирования потока с размером пор 0,4-25 мкм были получены хорошие результаты, заключающиеся в уменьшении времени вытекания. Размер пор может быть менее 10 мкм, и даже менее 2 мкм, т.е. 0,4-2 мкм. Уменьшение времени протекания также было получено для молотого кофе, имеющего размер частиц (D_4,3) 190-400 мкм.

Для капсулы, содержащей примерно 5,5 граммов молотого кофе для получения 40 г жидкого экстракта кофе, соответствующего кофе эспрессо с общим содержанием твердых частиц 2,7-3,8% масс., время протекания составило менее 40 секунд со стандартным отклонением менее 5 секунд. Аналогично для капсулы, содержащей примерно 6 граммов молотого кофе для получения 110 г жидкого экстракта кофе, соответствующего кофе лунго с общим содержанием твердых частиц 1,1-1,5% масс., время протекания составило менее 30 секунд со стандартным отклонением менее 15 секунд.

Было установлено, что время протекания значительно уменьшается при увеличении размера частиц молотого кофе.

Ободок пористого элемента регулирования потока может быть помещен между элементом из фольги и стенками капсулы.

Пористый элемент регулирования потока может быть расположен на расстоянии от элемента из фольги. В соответствии с возможным вариантом выполнения пористый элемент регулирования потока может разделять ингредиенты в поперечном направлении на две части, в частности, на две части молотого кофе.

В таком варианте две части молотого кофе имеют разные характеристики приготовления. Что касается каждой из вышеуказанных частей, характеристиками приготовления могут быть масса, объем, плотность утряски, средний размер (D_4,3) частиц, тип смеси, степень обжаривания и сочетание этих параметров. В одном из вариантов верхняя часть порции молотого кофе имеет меньший средний размер D_4,3 частиц, чем нижняя часть молотого кофе. Верхняя часть молотого кофе может иметь больший или меньший объем по сравнению с нижней частью. В другом варианте верхняя часть порции молотого кофе имеет больший средний размер D_4,3 частиц, чем нижняя часть молотого кофе. И в этом случае верхняя часть молотого кофе может иметь больший или меньший объем по сравнению с нижней частью. Эти варианты позволяют регулировать характеристики протекания в капсуле, а также приводить в соответствие различные характеристики (ТС, выход, крема) приготавливаемого экстракта кофе с различным предпочтениями потребителя.

Пористый элемент регулирования потока может быть расположен в капсуле рядом с элементом из фольги. Между пористым элементом и элементом из фольги может быть образовано небольшое пространство из-за разницы деформаций этих двух элементов. Фактически, благодаря меньшей жесткости элемент из фольги больше деформируется, приобретая выпуклую форму под действием давления газа (например, двуокиси углерода) внутри герметичной капсулы, и между элементом из фольги и пористым элементом может образовываться небольшой зазор.

Пористый элемент регулирования потока может быть прикреплен к внутренней стороне элемента из фольги. В частности, пористый элемент регулирования потока может быть приварен к внутренней поверхности элемента из фольги. В другом варианте для уменьшения толщины пористого элемента регулирования потока он может быть выполнен непосредственно на внутренней поверхности элемента из фольги.

Предпочтительно пористый элемент регулирования потока толще элемента из фольги в 1,5 раза.

Пористый элемент регулирования потока может быть плоским или гофрированным. Пористый элемент регулирования потока также может иметь, например, каналы и/или выступающие зоны, обеспечивающие образование зазора для сбора напитка между элементом из фольги и пористым элементом регулирования потока.

Элемент из фольги может не иметь ослабленных участков перед установкой в машину для приготовления напитка.

Элемент из фольги может быть сплошным листом из металла или полимера или многослойным материалом из металла и полимера.

Пористый элемент регулирования потока может быть установлен таким образом, чтобы он не был зажат между элементом из фольги и ободком корпуса. Например, пористый элемент регулирования потока может быть свободно расположен в капсуле или может быть прикреплен к локальному участку на внутренней поверхности элемента из фольги, а край пористого элемента регулирования протекания может быть расположен на расстоянии от участка герметичного соединения элемента из фольги и корпуса.

Наружный край пористого элемента регулирования потока может быть расположен внутри корпуса на расстоянии от участка герметичного соединения элемента из фольги и ободка корпуса.

Пористый элемент регулирования потока и разрываемый элемент из фольги могут образовывать многослойный материал.

Предпочтительно такой многослойный материал содержит:

- разрываемый гибкий слой из алюминия, или другого металла, или полимера; или из многослойного материала из алюминия и полимера; или из многослойного материала из полимера;

- по меньшей мере один пористый полимерный слой.

Пористый элемент регулирования потока образован из пористого полимерного слоя, а металлический слой в многослойном материале преимущественно создает газовый барьер. С металлическим слоем могут быть связаны один или несколько дополнительных непористых слоев для уменьшения толщины металлического слоя и/или образования газового барьера. Газовый барьер также может быть получен с помощью полимерного слоя разрываемого элемента из фольги, такого как EVON (полиэтиленвиниловый спирт), если он изготовлен из многослойных полимеров.

Предпочтительно пористый элемент регулирования потока оказывает сопротивление разрыванию с помощью рельефного элемента, тогда как элемент из фольги обжимает рельефный элемент и разрывается под давлением во время экстракции.

Таким образом, в многослойном материале пористый полимерный слой, например тонкая мембрана, преимущественно имеет большие упругие свойства, чем разрываемый слой.

Во время экстракции многослойный материал может деформироваться рельефной пластиной, что приводит к разрыванию непористого слоя (слоев) с образованием множества небольших отверстий и растягиванию или деформированию без разрыва пористого слоя (слоев). В результате сохраняются свойства управления потоком непористого слоя (слоев), когда жидкость может проходить через элемент из фольги.

Предпочтительно пористый полимерный слой представляет собой тонкую мембрану или слой из нетканого материала. Слой может быть выполнен из следующих материалов: полипропилен, полиэтилен, ПБТ, ПЭТ, полиэфирсульфон и полиамид.

Размер пор пористый слой составляет 0,4-2 мкм.

Гибкий слой многослойного материала может быть выполнен из алюминия или другого металла в зависимости от механических свойств, требуемых для открывания капсулы, свойств газового барьера материала и способа получения многослойного материала.

Многослойный материал облегчает манипулирование мембраной во время изготовления капсулы. В частности, он уменьшает риск повреждения хрупкой мембраны пористого элемента во время манипулирования, наполнения и/или уплотнения капсулы.

Многослойный материал может быть получен с помощью соответствующего способа, такого как термическое изготовление слоистых изделий, например с помощью многослойной экструзии (соэкструзии), ламинирования с помощью экструзии, многослойного формования с использованием нагревательных роликов или нагревательного пресса.

Другим объектом изобретения является капсула, используемая в машине для приготовления напитка, которая содержит первую стенку, вторую стенку из фольги, плотно прикрепленную к первой, и по меньшей мере один пористый слой, расположенный между ингредиентами и второй стенкой из фольги; при этом пористый слой и вторая стенка из фольги образуют многослойный материал.

Вторая стенка предпочтительно выполнена из газонепроницаемого перфорируемого материала, из алюминия, алюминиевого сплава или многослойного материала из алюминия или алюминиевого сплава и полимера или изготовленного только из полимера (полимеров). Наиболее предпочтительно, вторая стенка представляет собой алюминиевую фольгу толщиной 15-45 мкм.

В качестве альтернативы вторая стенка может быть выполнена из проницаемого для жидкости материала, который поддерживает пористый фильтр. В этом случае поры второй стенки предпочтительно имеют больший размер, чем поры пористого элемента, чтобы пористый элемент оставался элементом регулирования потока капсулы.

Предпочтительно прочность пористого слоя на разрыв под давлением при экстракции превышает прочность второй стенки. Прочность пористого слоя на разрыв такова, что он сопротивляется разрыву во время экстракции и обеспечивает фильтрацию и управление потоком.

Пористый слой может вызывать значительное падение давления потока напитка, которое может регулироваться размером пор и/или пористостью (их количеством).

Материал пористого слоя может быть выбран из следующих материалов: полипропилен, полиэтилен, ПБТ, ПЭТ, полиэфирсульфон и полиамид.

Предпочтительно размер пор пористого слоя не превышает 10 мкм, а предпочтительно составляет 0,4-2 мкм.

Предпочтительно между первой стенкой и ингредиентами расположен второй пористый слой для образования второго многослойного материала.

Предпочтительно прочность второго пористого слоя на разрыв под давлением при экстракции также превышает прочность на разрыв первой стенки.

Предпочтительно размер пор второго пористого слоя также не превышает 10 мкм, а предпочтительно составляет 0,4-2 мкм.

Предпочтительно первая и вторая стенки выполнены из газонепроницаемого перфорируемого материала.

Предпочтительно первая и вторая стенки герметично соединены их периферийными ободками.

Ингредиент в основном представляет собой прессованный брикет обжаренного и молотого кофе.

Согласно наиболее предпочтительному варианту выполнения первая и вторая стенки образованы из многослойного материала, содержащего следующие слои (в направлении от наружной стороны к внутренней): ПЭТ-цветной слой-адгезив-алюминий-адгезив-ОПП (ориентированный полипропилен). Предпочтительно слой алюминия имеет толщину 10-80 мкм, слой ОПП - 5-40 мкм, а слой ПЭТ - 5-40 мкм.

Многослойный материал (материалы) может содержать слой из алюминия, или другого металла или полимера, или из многослойного материала из алюминия и полимера и по меньшей мере один пористый полимерный слой.

Предпочтительно в многослойном материале слой металла создает газовый барьер.

Один или несколько дополнительных непористых слоев могут быть связаны с металлическим слоем для уменьшения толщины металлического слоя и/или образования газового барьера. Газовый барьер также может быть получен с помощью полимерного слоя разрываемого элемента из фольги, такого как EVON (полиэтиленвиниловый спирт), если он изготовлен из многослойных полимеров.

Другим объектом изобретения является способ, в котором используется капсула в соответствии с любым из вышеописанных вариантов ее выполнения.

В частности, способ приготовления напитка на основе ингредиента, содержащегося в капсуле, включает следующие этапы, на которых:

- вставляют в машину для приготовления напитка герметично упакованную капсулу, предпочтительно содержащую корпус в виде усеченного конуса, герметично закрытый элементом из фольги, плотно прикрепленным к фланцеобразному ободку корпуса,

- перфорируют впускное отверстие на стороне капсулы, противоположной элементу из фольги,

- впрыскивают жидкость или смесь жидкость-газ в капсулу, что вызывает повышение давления в капсуле, в результате чего элемент из фольги упирается в неподвижный рельефный элемент машины для приготовления напитка,

- перфорируют элемент из фольги с образованием множества отверстий, когда давление впрыскиваемой жидкости и смеси жидкость-газ достигает превышающего 4 бар,

- выпускают напиток из капсулы, при этом напиток проходит между множеством отверстий и рельефным элементом, и дополнительно

- фильтруют напиток через пористый элемент регулирования потока, расположенный между по меньшей мере ингредиентами и элементом из фольги.

В частности, вышеуказанный пористый элемент регулирования потока уменьшает время протекания и/или обеспечивает фиксированное время протекания за счет уменьшения стандартного отклонения времени протекания от среднего времени протекания при получении заданного объема экстракта кофе по сравнению с капсулой без вышеуказанного элемента. В частности, стандартное отклонение менее 10% от среднего времени протекания может быть получено при приготовлении экстракта кофе в количестве 40 или 110 мл.

В основном порция молотого кофе в капсуле составляет 5,5-6,5 г. Для приготовления крепкого кофе предпочтительно использовать порцию кофе 5,5-6,0 г, а для приготовления кофе лунго - 6,0-8,0 г.

Более крепкий кофе лунго может быть приготовлен способом согласно изобретению при соответствующем времени протекания, т.е. менее 40 секунд, в частности, менее 35 секунд. В частности, капсула для приготовления более крепкого кофе лунго содержит больше 6,0 г молотого кофе, предпочтительно 6,2-7,0 г.

Кроме того, капсула содержит молотый кофе с размером частиц D4,3 250-430 мкм. Чем больше размер частиц, тем меньше время протекания жидкости, следовательно, за счет регулирования размера частиц молотого кофе можно уменьшить время протекания, поддерживая при этом по существу такую же крепость кофе (например, более высокий ТС, выход) без увеличения времени протекания.

В способе согласно изобретению время протекания для приготовления 40 мл экстракта кофе составляет менее 40 секунд, предпочтительно менее 30 секунд, а наиболее предпочтительно - менее 25 секунд.

В способе согласно изобретению время протекания для приготовления 110 мл экстракта кофе составляет менее 40 секунд, а наиболее предпочтительно- менее 30 секунд.

Предпочтительно размер пор в пористом элементе регулирования потока составляет 0,4-100 мкм, предпочтительно - 0,4-25 мкм, а наиболее предпочтительно - 0,45-2 мкм.

Исключительные результаты были получены при использовании пористого элемента регулирования потока, который представлял собой тонкий пористый или нетканый элемент. Исключительные, результаты также были получены при использовании разрываемого элемента из фольги толщиной 15-45 мкм, например, около 30 мкм. Предпочтительно элемент из фольги изготовлен из алюминия или алюминиевого сплава.

Неподвижный рельефный элемент устройства для приготовления напитка может содержать разрывающую конструкцию, предпочтительно сконфигурированную для получения решетчатого перфорирования элемента из фольги.

Такая разрывающая конструкция имеет разрывающие края, образующие углы не менее 80°. Другими словами, конструкция не имеет острых элементов с углами менее 80°.

Предпочтительно разрывающая конструкция содержит усеченные пирамиды и углубления, образующие сеть каналов для сбора напитка. Когда элемент из фольги упирается в неподвижный рельефный элемент, указанная конструкция выдавливает частично прямоугольные или квадратные отпечатки, образующие небольшие отдельные разрывы в элементе из фольги. Было замечено, что элемент из фольги имеет тенденцию к непосредственной деформации для разрывания указанной конструкцией, в то время как пористый элемент регулирования потока остается менее деформированным такой конструкцией и/или имеет более высокую способность к упругой деформации без разрыва этой конструкцией. Эта конструкция устроена так (без острых краев, подобных иглам), что риск разрушения пористого элемента является низким, и пористый элемент может быть достаточно тонким, обеспечивая при этом функцию регулирования потока.

Другим объектом изобретения является комбинация машины для приготовления напитка и капсулы в любом из вышеописанных вариантах ее выполнения.

Другие особенности, задачи и преимущества изобретения станут более понятными специалистам в этой области из дальнейшего подробного описания варианта осуществления изобретения со ссылкой на чертежи.

На фиг.1 показано известное устройство для приготовления напитка, содержащее капсулу с ингредиентами напитка;

на фиг.2 - пример выполнения капсулы и машины для приготовления напитка согласно настоящему изобретению;

на фиг.3 - капсула согласно настоящему изобретению с удаленными элементом из фольги и пористым элементом;

на фиг.4 - детальный вид капсулы согласно настоящему изобретению;

на фиг.5 - модификация капсулы, показанной на фиг.4;

на фиг.6 - фотография перфорированной капсулы после экстракции кофе без пористого элемента регулирования потока;

на фиг.7 - то же, но с пористым элементом регулирования потока согласно изобретению;

на фиг.8 - фотография перфорированной капсулы после экстракции кофе без пористого элемента регулирования потока;

на фиг.9 - то же, но с пористым элементом регулирования потока согласно изобретению;

на фиг.10 - сравнительные кривые концентрации кофе в чашке в процентном отношении в зависимости от времени протекания в секундах для чашки кофе эспрессо массой 40 граммов;

на фиг.11 - изменение времени протекания в секундах в зависимости от среднего размера (D_4,3) частиц кофе для чашки некрепкого кофе (лунго) 110 граммов при использовании капсул без пористого элемента управления потоком;

на фиг.12 - изменение времени протекания в секундах в зависимости от среднего размера (D_4,3) частиц кофе для чашки некрепкого кофе (лунго) 110 граммов при использовании капсул с пористыми элементами управления потоком согласно изобретению;

на фиг.13 - значение «крема» в зависимости от времени протекания для чашки кофе лунго при использовании капсул с пористым элементом регулирования потока и без него;

на фиг.14 и 15 - виды разрезанной капсулы в соответствии с вариантами осуществления изобретения;

на фиг.16 - частичный схематичный вид капсулы (половина капсулы, разрезанная по центральной продольной плоскости) согласно одному из вариантов осуществления изобретения;

на фиг.17 - держатель капсулы устройства согласно изобретению;

на фиг.18 - симметричная капсула согласно изобретению, вид в перспективе в разрезе.

Далее со ссылкой на фиг.2 подробное описан первый вариант выполнения капсулы согласно изобретению.

Понятие «сумма твердых частиц» определяется как вес экстрагированных твердых частиц, содержащихся в экстракте, поделенный на общий вес экстракта. Эта величина обычно выражается в процентном отношении.

Понятие «выход экстракта» является характеристикой экстракции и определяется как вес твердых частиц в жидком экстракте, поделенный на общий вес исходных ингредиентов кофе в картридже (например, жареного и молотого кофе). Это величина обычно выражается в процентном отношении.

Средний размер частиц «D_4,3» является средним волюметрическим диаметром молотых частиц кофе, определенным методом лазерной дифракции с помощью оптического прибора Malvern^® с использованием бутилового спирта в качестве диспергирующего вещества для частиц.

Термин «крема» определяется как верхняя часть пенки, образующейся на экстракте кофе по существу в виде небольших пузырьков. Качество кремы может быть определено с помощью эмпирической проверки сахаром, которая заключается в раз