CN105452129B - 具有内置起泡能力的食品或饮料胶囊 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制备流动性食品或饮料组合物的容器(C)，所述容器适于功能性地***食品或饮料制备机器(M)中，所述容器包括壁和分配通道(15)，所述壁限定用于容纳至少一种前体配料的至少一个腔室(27)，所述食品或饮料组合物可流过所述分配通道到达消费者接收器，其特征在于所述容器还包括起泡搅拌器元件(29)，所述起泡搅拌器元件至少部分地位于所述分配通道(15)中以便能够在产品离开所述通道时搅打所述产品。

Description

具有内置起泡能力的食品或饮料胶囊

技术领域

本发明涉及一种在用于制备食品或饮料产品的机器中使用的胶囊，所述食品或饮料产品包含至少一个起泡的部分。

背景技术

在以下说明书中，将描述本发明是一种用于制备液体食品、特别是饮料的胶囊。然而，应仍然清楚的是，本发明还涵盖其他类型的流动性可食用组合物，诸如半液体食品如汤、凝胶、奶油、软冰淇淋等等。

一般来讲，饮料制备机器在食品工业和消费品领域中是公知的。这种机器允许消费者按需制备单份饮料，诸如煮制的咖啡、浓缩咖啡、茶、热巧克力饮品或类似物。

大多数家用饮料制备机器根据一***操作，在该***中，饮料配料作为独立包装的单份部分提供。这种部分可以是软荚、垫或小袋，但越来越多的***使用半刚性或刚性部分，诸如刚性荚或胶囊。在下文中，应理解，所讨论的饮料机器是使用刚性或半刚性胶囊的饮料制备机器。

在许多情况下，在饮料制备机器中使用的胶囊是密封的。这种密封的胶囊的优点在于，它们保护其中容纳的配料免受周围大气环境的影响，从而提高了胶囊的保质期。典型地，这种封闭的胶囊由不透气和/或不透湿气的材料制成，并且具有刚性或半刚性的本体，该本体的壁中的一个由柔性膜制成。

所述饮料通过将胶囊***到饮料机器中而制备，所述饮料机器优选地包括容器和流体注射***，所述容器用于容纳所述胶囊，所述流体注射***用于在压力下将流体(优选地是水)注射到所述胶囊中。在大多数应用中，在压力下被注射到胶囊中的水通常被加热到70℃以上的温度。但在一些特定情况下，相反可能有利的是注射环境水或冷冻水。在胶囊容纳物的提取和/或溶解期间，胶囊腔室内部的压力在用于溶解产品时通常为约1巴至约8巴，而在用于提取烘焙与研磨咖啡时为约2巴至约12巴。

本发明还可以包括尤其用于茶和咖啡的饮料制备的所谓的“煮制”方法。煮制包括将配料浸泡在最常见的是热水的流体中一段时间，而提取或溶解制备则在几秒钟内制成饮料。

但为了清楚，本文中通过流体对配料进行的术语“煮制”应理解为包括粉末食材(例如烘焙研磨咖啡粉)的提取、速溶食材(例如速溶茶、咖啡、奶或可可粉)的溶解或食材在非常低的压力或大气压下在浸泡流体中比提取或溶解所需时间更长时间的浸泡(例如热水中的茶叶)。

封闭胶囊的内容物在压力下的提取和/或溶解的原理是已知的并且典型地包括将胶囊限制在机器的容器中、将一定量的加压水注射到胶囊中以提取或溶解物质、然后分配从胶囊所得的饮料。

所述注射通常通过用诸如包含在机器中的流体注射针的穿刺注射元件刺穿胶囊的面而进行。例如在申请人的欧洲专利EP 1 472 156 B1和EP 1 784 344 B1中已说明了应用该原理的胶囊。

另外，例如在专利CH 605 293和EP 242 556中已说明了应用这种原理的机器。根据这些文献，所述机器包括用于胶囊的容器和制作成空心针形式的穿孔和注射元件，该空心针在其远端区域中包括一个或多个液体注射孔口。所述针具有双重功能，即，其在提供进入胶囊中以注射水的入口通道的同时打开胶囊的顶部。

所述机器包括流体(通常是水)源，该流体源用于由容纳在胶囊中的一种或多种配料制备饮料。所述机器还包括诸如煮器或热交换器的加热单元，该加热单元将其中所使用的水加热到工作温度(通常在80℃与90℃之间)。最后，所述机器包括泵，用于使水从罐可选地通过加热单元循环到胶囊。水在所述机器内的循环可以经由选择阀装置引导，例如在申请人的欧洲专利申请EP 2162653 A1中所述类型的蠕动阀。

这种***尤其良好地适用于咖啡的制备。用于实现该目的的尤其有利的一个构造是提供容纳烘焙研磨咖啡粉的胶囊，所述咖啡粉用注射到胶囊中的热水提取。

已开发出用于这种应用的胶囊，其在申请人的欧洲专利EP 1 784 344 B1或欧洲专利申请EP 2 062 831中描述和要求保护。

简而言之，这种胶囊典型地包括：

-中空本体和不透液体和空气的注射壁，所述壁附接到所述本体并且适于被例如机器的注射针刺破；

-容纳待提取的烘焙研磨咖啡粉床层的室；

-设置在所述室的底端处的铝膜，用于保持所述室中的内部压力，该膜与穿刺装置相关联，当所述室内的内部压力到达某个预定值时，所述穿刺装置在铝膜中形成排流孔；和

-可选地，偏转装置，其构造成打散流体的射流，由此降低注射到胶囊中的流体的射流速度并且以降低的速度将流体均匀地分配在物质床层上。

在提取期间，饮料胶囊被饮料制备机器的流体注射针刺穿。液体注射到胶囊舱室中，并且胶囊内的压力升高，从而便于从容纳在胶囊内的配料提取饮料。

一旦在胶囊内制备，就通过分配通道或分配开口将产品分配到消费者的杯子或类似容器。

可获得用上述胶囊制备的许多流动性产品，其中的许多种被认为包含起泡的部分。泡沫赋予奶油状轻盈口感，并提升消费者的感官体验，因为其在产品液相与气相之间形成了交界面。泡沫因此是一些产品的重要组分。

一般通过将气相紧密混合到液相中来形成泡沫相。就流动性食品与饮料而言，一般通过将空气与液体产品混合来形成泡沫。气泡越细小，泡沫就越强且越似奶油。还可将一些配料加入组合物中以增强和/或稳定泡沫。例如，已知蛋白质提供更佳起泡质量。但在所有情况下，形成泡沫的最低要求是存在混入液相中的空气。

但遗憾的是，发现为便于制备饮料而使用胶囊的许多***提供较差起泡能力和/或需要昂贵结构设计来提供此类起泡能力。

一些已知的胶囊包括位于胶囊舱室内或位于胶囊舱室的入口点处的通气孔，诸如欧洲专利公布EP 2058243 B1中所述。此类胶囊需要刺穿具有通气孔的胶囊壁，这带来了渗漏风险。

一些其他胶囊包括***在胶囊舱室内的起泡装置，所述起泡装置需要特定且稍微复杂的流路以确保所述起泡装置可操作。然而，此类内部装置不允许空气或一般而言不允许气体与液体产品混合以产生泡沫。

因此需要一种包括能够产生泡沫的装置而无已知解决方案的缺点的用于制备流动性食品或饮料的容器，例如胶囊。

发明内容

利用一种用于制备流动性食品或饮料组合物的容器实现了上述的主要目标，所述容器适于功能性地***食品或饮料制备机器中，所述容器包括壁和分配通道，所述壁限定用于容纳至少一种前体配料的至少一个腔室，食品或饮料组合物可流过所述分配通道到达消费者接收器，其特征在于所述容器还包括起泡搅拌器元件，所述起泡搅拌器元件包括纵向杆和至少一个桨叶(优选地所述起泡搅拌器元件包括多个桨叶)，所述起泡搅拌器元件至少部分地位于分配通道中以便能够在所述产品离开所述通道时将所述产品与环境气体一起搅打。

当在容器内制备的产品穿过分配通道离开容器时，其沿着搅拌器元件的桨叶流动。所述桨叶充当所述液体产品流的切割器。该切割效应对离开容器的液体产品流产生旋转和剪切效应，所述旋转和剪切效应的速度足够高而能吸入存在于容器外部的环境空气，所述空气被截获到液相中并与液相混合。所得产品因此是液体产品与细小气泡之间的精细混合物，所述混合物向分配食品或饮料组合物的杯子中形成泡沫层。

另外，发现由此产生的泡沫的稳定性可因产品组合物中特定配料如蛋白质的存在而增强。此外，产品的粘度也是可有利地增强和稳定泡沫层的参数，所述泡沫层在从本发明的容器分配的所得产品中形成。

分配通道相对于容器其余部分的精确位置不明显影响本发明的功能和效果。优选地，当所述容器***食品或饮料制备机器中并在食品或饮料制备机器内发挥作用时，分配通道为位于容器底部的垂直通道。然而，当容器发挥作用时以及当产品从中分配时，所述分配通道可位于另一个位置，例如位于容器的侧面上或不垂直的位置中。

此外，根据本发明的容器的确切结构对于根据本发明的分配通道和起泡搅拌器的功能无关紧要。合适容器的一个例子为本申请人的欧洲专利EP1472156B1中所述的刚性胶囊。然而，包含具有分配通道的刚性部分的其他类型的合适容器诸如小袋也适合使用本发明。此类小袋描述于例如WO 99/05044、GB 2 374 856和WO 2012/175985公布中，并且还描述于例如WO 2013/019963中。

根据本发明的搅拌器可为固定的，或作为另外一种选择，其可围绕其纵向轴线旋转。在后一种情况下，其旋转最优选地由通过分配通道分配的产品流来致动。

有利地，搅拌器桨叶为双曲率桨叶。

在本发明的一个可能实施例中，搅拌器包括塞子，当所述塞子位于分配通道内时，所述塞子的形状和尺寸适于关闭所述通道，所述搅拌器还包括至少一个可弹性变形的弯曲弹簧，所述弹簧能够以可在如下两者之间运动的方式将所述搅拌器连接到容器：

(i)关闭位置，其中容器腔室内的压力低于第一预定压力PC，搅拌器弹簧处于松弛状态，并且搅拌器塞子密封住通道壁的密封部分，

(ii)分配位置，其中容器腔室内的压力等于或高于PC，搅拌器弹簧发生弹性变形，并且搅拌器塞子移动远离通道壁，以使得所述流动性食品或饮料可穿过所述通道流出所述容器。

根据本发明的容器可为刚性或半刚性胶囊。这优选地用于制备基于咖啡、茶、巧克力或水果的饮料，但可用这种容器制备出其他类型的可食用流动性产品，只要所述产品制备需要起泡或搅打步骤即可。

附图说明

在下文参照附图给出的对本发明优选实施例的说明中描述了本发明的另外特征和优点，并且这些特征和优点将从该说明中显而易见，其中：

图1是示出食品或饮料制备机器内部的示例性透视剖视图；

图2是饮料胶囊的底部的局部透视剖视图；

图3A是根据本发明的起泡搅拌器的第一实施例的透视图；

图3B是具有根据本发明的起泡搅拌器的饮料胶囊的底部的局部透视剖视图；

图3C是具有起泡搅拌器的饮料胶囊的底部的局部侧视剖视图，类似于图3B；

图4A、图4B、图4C是起泡搅拌器的第二实施例的视图，分别类似于图3A、图3B和图3C；

图5A、图5B、图5C是起泡搅拌器的第三实施例的视图，分别类似于图4A、图4B和图4C；

图6A、图6B是起泡搅拌器的第四实施例的视图，分别类似于图4A和图4B；

图7A、图7B是起泡搅拌器的第五实施例的视图，分别类似于图3A和图3B。

具体实施方式

图1中所示的根据本发明的机器M为与一次性配料容器一起使用的饮料制备机器，所述一次性配料容器在下文中为刚性胶囊C。

机器M包括水贮存器，所述水贮存器可拆卸地附接到机器本体，并且经流体连接管道2流体连接到流体泵3，当胶囊C功能性地***所述机器M时，所述流体泵适用于使水从贮存器穿过机器功能元件朝所述胶囊循环。泵3为例如电磁活塞泵。然而，还可使用其他类型的泵装置。

机器M还包括从泵输出端延伸的两个管道，每个管道对应于水流的可选路径，具体取决于使用者所选的温度选择，如将在下文描述。第一流体连接管道20将泵3连接到加热元件4，并且因此旨在将由所述泵3排出的水朝加热元件4传导，通过所述加热元件将所述水加热到适合制备热饮料的温度并流入流体导管中。然后通过热水传导管道22使所述加热的水从加热元件4朝机器的注射针11传输。

可选流体管道21从泵出口直接朝流路选择阀和注射针11延伸，如图1所示。换句话说，冷水管道21绕过加热元件4并且旨在经由流路选择阀8和注射针11，将由泵排出的冷水直接传导到胶囊C。

胶囊C包括胶囊壁、顶部可刺穿注射壁12，当所述胶囊功能性地***机器M内时，所述顶部可刺穿注射壁将被机器M的注水针11刺穿。注入其中的水13穿过配料14的床层，例如烘焙与研磨咖啡的床层，或与可溶配料(咖啡或奶)混合，而形成饮料产品，然后通过胶囊C的分配通道15分配所述饮料产品，如用图1中的虚线箭头示出。

当胶囊C装载到胶囊保持器10内并且所述胶囊保持器10功能性地***机器内时，可通过用选档杆5致动来使机器开始制备饮料。于是水13从贮存器1流出并循环穿过机器的管道和功能元件(泵、加热元件、流路选择阀、注射针)，如用图1中的箭头示出。水有两个可选路径，具体取决于在饮料制备周期开始时选档杆5的位置。

在第一种情况下，如果选档杆定位在其冷位置6中，则水不会循环穿过加热元件4。在这种情况下，水流13绕过加热元件4并且从贮存器1穿过管道2、然后穿过泵3并穿过冷管道21朝流路选择阀8和注射针11循环，水穿过流路选择阀8和注射针11并注入胶囊C中。

在第二种情况下，如果选档杆5位于热位置7上，则水流13从贮存器1穿过管道2、然后穿过泵3并穿过将泵3与加热元件4相连的管道20，并从加热元件4穿过热水管道22朝流路选择阀8和注射针11循环，水穿过流路选择阀8和注射针11并注入胶囊C中。

胶囊C的底部更详细示于图2中。根据本发明的胶囊C包括胶囊壁，所述胶囊壁限定饮料配料被容纳到其中的胶囊腔室。该配料为适于与水混合的形式，所述水是由机器通过注水针11(未表示于图2中但示于图1中)在压力下注入胶囊内的。通常，配料为粉末；然而，其也可为液体浓缩物、凝胶、压实粉末(例如，片剂)或者凝聚或压实的离散成分团块，诸如直径小于1mm的小配料团块。

胶囊C还包括分配通道15和开启装置，所述开启装置在所述腔室内的压力升高作用下开启。开启装置包括可刺穿壁26和穿刺装置28，所述可刺穿壁26密封在所述胶囊腔室27与所述分配通道15之间，并且所述穿刺装置28位于腔室内或所述腔室外，并且适于在所述腔室内的压力升高作用下刺穿所述可刺穿壁26。所述穿刺装置是表面被至少一个穿刺突出部28覆盖的板。

在本发明的第一实施例中，如图2所示，所述板与胶囊其余部分整体模塑在一起。然而，在另一个实施例中(未表示于附图中)，板可为独立元件，其设置在通道15与可刺穿壁26之间，且穿刺突出部朝可刺穿壁取向。

根据本发明，胶囊还包括起泡搅拌器元件29，所述起泡搅拌器元件至少部分地位于分配通道中以便能够在所述产品离开所述通道时将所述产品与环境气体一起搅打。搅拌器为具有纵向轴线的细长元件，所述纵向轴线大致平行于分配通道15的纵向轴线。

搅拌器29的第一实施例示于图3A中。如图所示，搅拌器包括纵向杆30和一对双曲率桨叶31。

起泡搅拌器29还包括塞子32，所述塞子位于杆30的最下远端，如图3A所示。塞子32的一种功能是使按图3B中的箭头所示流过通道的液体流偏离，并通过将液体压迫在通道15的内表面与所述塞子32的外表面之间的空间中而形成管状流33。此外，所述液体流具有旋转运动，这是由于其之前传递到起泡桨叶31上。作为组合旋转和管状形状的结果，液体产品作为气旋流体柱离开分配通道15，所述气旋流体柱能够吸入并吸收空气，所述空气以高速度与所述液体混合，从而形成强起泡效应。

起泡搅拌器29还包括板形顶部34，所述板形顶部允许所述起泡搅拌器与胶囊装配在一起。更具体地讲，板形顶部靠到胶囊的雉堞状边缘35上，所述雉堞状边缘围绕分配通道的最上部，如图3A和图3B所示。当所述板形顶部34定位到边缘35上时，流体连通孔36保持在垛口37之间(如图3B所示)，这允许胶囊中制备的流动性产品从胶囊腔室27流入分配通道15中并流出所述胶囊。

与上述的前一实施例中相比，在图4A、图4B和图4C所示的本发明的第二实施例中，起泡桨叶31更短，并且它们附接到塞子32的上表面。此类桨叶可为单曲率桨叶，或它们可为双曲率桨叶，如图4B所示。

在图5A、图5B和图5C所示的本发明的第三实施例中，起泡搅拌器29非常类似于上述第二实施例的起泡搅拌器。然而，在这种情况下，当塞子32位于分配通道15内时，所述塞子的形状和尺寸适于关闭所述通道，如图5B所示。搅拌器还包括两个可弹性变形的弯曲弹簧38，所述弹簧从搅拌器杆30的上部向下延伸，如图5C所示。

弹簧38具有螺旋臂的形状，并且它们的长度和截面使得它们在被压缩时能够弹性地挠曲而不会断裂，诸如以便将所述搅拌器以可在如下两个可选位置之间运动的方式连接到胶囊。

首先是关闭位置，其中容器腔室内的流体压力低于第一预定压力P_C，搅拌器弹簧松弛地处于其延展构型，并且每个弹簧臂38的顶端39靠到通道15的抵靠边缘40上，并且搅拌器塞子密封住通道壁的密封部分，如图5B所示。

并且其次是分配位置，其中容器腔室27内的压力等于或高于P_C，所述腔室内的流体对可刺穿壁26和板形顶部34施加压力(用图5C中的双箭头示出)，使得搅拌器向下运动并且弹簧38弹性变形到压缩状态。在该构型中，搅拌器塞子32远离通道壁运动，以使得所述流动性食品或饮料可穿过所述通道流出所述容器，如用图5C中的箭头示出。此外，在该位置中，当板形顶部34靠到雉堞状边缘35上时，搅拌器的垂直运动停止，如图5C所示。

在图6A和图6B所示的本发明的第四实施例中，起泡搅拌器29包括如上所述的一对弹簧臂38，当胶囊腔室内不存在压力或存在很少压力(低于开启压力PC)时，所述一对弹簧臂具有可释放地关闭分配通道15的相同功能，如图6B所示。在这种情况下，起泡桨叶31为单曲率桨叶，所述单曲率桨叶大致水平地从搅拌器杆30延伸，每个桨叶平面相对于搅拌器的垂直纵向轴线成角度α取向，所述角度α包括在10°与80°之间，优选地角度α包括在25°与65°之间，如图6A所示。

在图7A和图7B所示的本发明的第五实施例中，搅拌器29的形状与上文参照图3A至图3C所述的第一实施例的形状相同。然而，该具体第五实施例与第一实施例不同之处在于搅拌器还包括如上文结合第三实施例和第四实施例所述的一对弹簧臂38。同样，功能与第三实施例和第四实施例中所述相同，并且在松弛位置中，起泡搅拌器29的塞子32关闭胶囊C的分配通道15，如图7B所示。

重要的是，当搅拌器的桨叶具有复曲率，例如如上文参照第一实施例和第五实施例所述的双曲率时，每个桨叶的正面41以及其前缘42向上朝胶囊内部转动，而每个桨叶的背面43朝分配通道的出口转动，如例如图7A所示。该取向是引导液体流并促使液体流进行转向运动的正确取向。同样，桨叶的总平面相对于搅拌器和通道的垂直纵向轴线以角度α倾斜，所述角度α包括在10°与80°之间，优选地角度α包括在25°与65°之间。

此外，在上述的所有此前实施例中，搅拌器29可为固定的，或其可在流体穿过分配通道15期间以旋转方式运动。

在所述搅拌器为固定的情况下，所述搅拌器可如上所述作为单独元件装配到胶囊其余部分，或作为另外一种选择，所述搅拌器可注塑为胶囊的一体部分。

在所述搅拌器以围绕其纵向(垂直)轴线旋转的方式运动的情况下，其旋转运动优选地由液体传递到桨叶的表面来致动(被动致动)，但也可设想用致动元件诸如发动机来致动旋转或以磁力方式来致动旋转(主动致动)。不论致动方式为何种，搅拌器的旋转都是进一步增强离开分配通道的产品的气旋速度和剪切从而增强胶囊的起泡能力的一种因素。

应当理解，对本文所述的本发明优选实施例作出的各种变化和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。可以在不脱离本发明的精神和范围并且不减少所伴随的优点的情况下作出此类变化和修改。因此，此类变化和修改旨在由所附权利要求书涵盖。

Claims (8)

1.一种用于制备流动性食品或饮料组合物的容器(C)，所述容器适于功能性地***食品或饮料制备机器(M)中，所述容器包括壁和分配通道(15)，所述壁限定用于容纳至少一种前体配料的至少一个腔室(27)，所述食品或饮料组合物能流过所述分配通道到达消费者接收器，其特征在于所述容器还包括起泡搅拌器元件(29)，所述起泡搅拌器元件包括纵向杆(30)和至少一个桨叶(31)，所述起泡搅拌器元件至少部分地位于所述分配通道(15)中以便能够在产品离开所述分配通道(15)时搅打所述产品。

2.根据权利要求1所述的容器(C)，其中所述起泡搅拌器元件(29)是固定的。

3.根据权利要求1所述的容器(C)，其中所述起泡搅拌器元件(29)是具有纵向轴线的细长元件，并且围绕其纵向轴线旋转。

4.根据权利要求3所述的容器(C)，其中所述起泡搅拌器元件(29)的所述旋转由穿过所述分配通道(15)分配的产品流来致动。

5.根据权利要求1所述的容器(C)，其中所述桨叶(31)是双曲率桨叶。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的容器(C)，其中所述起泡搅拌器元件(29)包括塞子(32)，当所述塞子(32)位于所述分配通道(15)内时，所述塞子的形状和尺寸适于关闭所述分配通道(15)，所述起泡搅拌器元件(29)还包括至少一个可弹性变形的弯曲弹簧(38)，所述弯曲弹簧能够以能在如下两者之间运动的方式将所述起泡搅拌器元件(29)连接到所述容器(C)：

(i)关闭位置，其中所述腔室(27)内的压力低于第一预定压力P_C，所述弯曲弹簧(38)处于松弛状态，并且所述塞子(32)密封住所述壁的密封部分，

(ii)分配位置，其中所述腔室(27)内的压力等于或高于P_C，所述弯曲弹簧(38)发生弹性变形，并且所述塞子(32)远离所述壁运动，以使得所述流动性食品或饮料能穿过所述分配通道(15)流出所述容器(C)。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的容器(C)，所述容器(C)为刚性或半刚性胶囊。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的容器(C)，所述容器用于制备基于咖啡、茶、巧克力或水果的饮料。