CN105593140B - 单份包装及使用所述单份包装制备饮料的***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单份包装(1),其用于制备可食用的产品,其特征在于包括两个结构元件(3,4),该元件分别用于加压的流体流的进入和流出,和其分别具有基本上类似的形状和尺寸的外部包封层(31,41)和具有不同的形状和/或密度的弱化材料区域(51,61),在无需对该包装封套进行打孔的条件下从而更高效提高生产饮料的品质。本发明进一步涉及一种用于制备包括蒸馏咖啡类型的咖啡,茶和类似物的饮料的***,其包含所述单份包装(1),饮料制备机器(10),其具有至少一个提取装置(7),该装置配置来将加压的流体注入到所述的单份包装(1)上并从其中收集饮料流,还涉及一种基于所述的单份包装(1)制备饮料的方法。
Description
技术领域
本发明涉及单份包装(embalagens de)领域,其用于基于通过加压的流体流来提取各自的前体物质,来制备可食用的产品,特别是饮料。
本发明进一步涉及一种通过提取单份包装来制备饮料的***和制备方法,所述饮料例如诸如蒸馏咖啡类型咖啡,茶和类似物。
背景技术
现有技术包括涉及单份包装的技术方案,其在内部容积内含有给定量的至少一种可食用的产品,并且配置为在各自的饮料制备机器例如诸如蒸馏咖啡机器中提供的提取设备中进行加工。特别的,现有的单个单份包装以基本上通过挠性材料所提供的分隔舱(pastilha)的形式或者以基本上通过刚性材料所提供的胶囊(cápsula)的形式存在。
在本文上下文中,存在着已知的基本上对称结构的挠性分散,但是典型的以滤过性材料来提供,其不保证对于氧气传输的气密性,还存在着已知的不对称结构的分隔,其具有基本上不同的流体进入和流出机构。例如,已知的是通过在各自的进入侧上的容纳封套的机械穿孔来注入加压的水流。文献EP1273528B1是这种方案的一个例子。这种解决方案具有明显缺点,其表现在产生不规则的流动通道和封套被流体破坏而产生碎片拖曳的风险,以及由于连续提取循环的原因造成所述的穿孔装置被可食用物质的残留物污染的风险。
此外,例如从文献EP0521510B1中,公开的是在密封或者分隔的封套的某些部分中,由于弱化材料区的破坏,而提供了流动通道。除了这个问题之外,例如诸如从文献EP0806373B1,EP1557373A1和EP2337753B1中还公开了此类弱化材料区的几个实施方案,其包括依靠材料移除和部分或完全切割封套厚度,而不进行材料移除的区域,来形成的弱化材料区。这些解决方案没有公开这样的整合解决方案,其表现出根据在进入和流出侧上流体相互作用的特性来提供具有更好的周边强度和断裂构造的所述弱化材料区,特别是对于基本上挠性结构材料例如用于分隔类型包装中的那些情况更是如此,无论是以单独还是以条形形式来提供。
此外,存在着位于进入和流出侧之间的基本上类似结构的现有解决方案,其具有以相邻方式布置的两个结构元件和具有以错配方式布置的开口流动通道。文献EP2239211A1和EP2239212A1中有公开实施例。但是,这些解决方案不能保证氧气气密性,除非使用附加材料或者装置,其具有被加压流堵塞的风险。
文献WO2005/066040A2公开了一种密封件,其包括在流体的进入和流出侧上都提出具有弱化材料区的可能性,并且文献WO2013/076381A1公开了一种密封件,其包含拱形形式的流体进入部分,具有线性形式的弱化材料区,并且从中心径向形成。
所以需要一种单份包装的整合解决方案,其提供了充分的氧气气密性,并且其在结构方面是简单的,以及提供了某些类型的流体与进入和流出侧的相互作用,这被认为有利于制备不同类型的品质饮料,特别是蒸馏咖啡。
发明内容
本发明的目标是提供一种单份包装,用于依靠从加压的流体流中提取,来制备可食用的产品中所用的单个部分的至少一种可食用的物质,特别是芳香饮料,包括蒸馏咖啡咖啡,茶和类似物,其具有更简单结构,由此简化了其生产有关方面。具体的,所述的单份包装具有基本类似结构的封套元件,包括具有多个弱化材料区的至少一个包封层,仅当经历给定的上游流动压力,特别是大于大气压的压力时该弱化材料区才被破坏从而提供流动通道。
本发明的目标是提出上述类型的单份包装,其具有封套,该封套具有两个相对侧,分别用于加压流体的进入和流出,并且具有与各自的上游加压流体流增强的相互作用性能,包括作为各自的上游压力条件的函数。
这个目标是根据如下的第一技术方案来获得的:
单份包装,其用于制备可食用的产品和配置为提供用于至少一种可食用的物质的单份的内部容积,并且具有两个类似形状和尺寸的结构元件,其分别包含外包封层,分别用于加压的流体流的进入和流出,由此两个所述的外包封层都具有多个弱化材料区,特征在于,所述的用于流体进入侧的外包封层所具有的弱化材料区与所述用于流体流出侧的外包封层的弱化材料区具有不同的形状和/或不同的密度。
相关目标是所述增强的相互作用可以适用于这样的单份包装,其具有基本上刚性的或者基本上挠性的封套。
另一目标是提出一种制备饮料的***,其包括本发明的至少两个单份包装,并且用于不同的饮料或者用于制备具有不同特性的一种饮料,还包括至少一种饮料制备机器,其包括用于加工本发明所述的单份包装的至少一种提取装置。
这个目标是根据如下的第二技术方案来解决的:
用于制备饮料的***,其包括前述第一技术方案涉及的,并且具有类似形状和尺寸的至少两个单份包装,和至少一个用于制备饮料的机器,其包括至少一个提取装置,用于将加压的流注入到所述的单份包装上和收集所形成的饮料流,特征在于,所述的单份包装在各侧面上具有不同的形状和/或密度的弱化材料区,其用于加压流体的进入和流出,来制备各不相同的饮料或者具有各不相同特性的饮料。
本发明的另一目标是提出一种基于本发明的制备饮料的***来制备饮料的方法。
这个目标是根据如下的第三技术方案来解决的:
在根据第二技术方案所述的制备饮料的***中,由第一技术方案所述的单份包装来制备饮料的方法,特征在于,其包括步骤:
-向提取装置提供单份包装,以使得所述的提取装置的致动部件能够作用于所述的单份包装的各结构元件的表面,
-注入之前限定温度和压力的流体流,以与所述的单份包装的包封层连续相互作用,
-排出所形成的饮料,
-将所述单份包装从所述的提取装置移除,
由此提供处于这样的压力的、与流体进入侧的外包封层相互作用的流体,该压力大于大气压,以促使破坏弱化材料区,由此形成穿过各结构元件的流动通道,并且提供处于这样的压力的、与流体流出侧的外包封层相互作用的流体,该压力大于大气压,以促使破坏弱化材料区,由此形成穿过各结构元件的流动通道,
其特征在于,在流体进入侧所述外包封层上提供的所述弱化材料区的破坏所形成的相互作用的流体,不同于流体流出侧的所述外包封层上提供的所述弱化材料区的破坏所形成的相互作用的流体。
附图说明
本发明现在应当基于优选的实施方案和附图来更详细的解释。
附图以简化的图示来显示:
图1:基本上刚性和基本上挠性结构的单份包装(1,1')实施方案的侧剖图(顶部)和平面图(底部);
图2:根据本发明一种实施方案的单份包装(1)的侧剖图,包括流体进入侧的细部图P01;
图3:根据本发明一种实施方案的单份包装(1)的侧剖图,包括流体流出侧的细部图P02;
图4:根据本发明实施方案的单份包装(1,1')的流体进入区(顶部)和流体流出区(底部)的平面图;
图5:根据本发明实施方案的单份包装(1,1')的流体进入区(顶部)和流体流出区(底部)的平面图;
图6:根据本发明的制备饮料的***的各自基本上刚性和基本上挠性结构的单份包装(1,1')的侧剖图(顶部)和平面图(底部);
图7:根据本发明的制备饮料的***(20)的制备饮料的机器(10)的侧视图(左边)和主视图(右边);
图8:基于本发明的单份包装(1)的制备饮料的方法的不同步骤的侧视图。
具体实施方式
图1表示了根据本发明的实施方案的单份包装(1)的一般结构,其包括基本上刚性结构的密封件(1)形式(在左边)和基本上挠性结构的分隔件(1')形式,最后是以连续条提供的(未示出,仅仅用虚线表示)。
该单份包装(1,1')提供了用于一定剂量(2)的至少一种可食用的物质的内部容积,包括芳香饮料的前体物质,例如粒状形式例如诸如烘烤研磨咖啡。该单份包装(1,1')具有用于提供封套表面的第一和第二封套结构元件(3,4),其分别用于将要使用的加压流体流的进入和流出,通过所述剂量(2)来制备可食用的产品。
根据一种优选的实施方案,所述的剂量(2)是以粒状提供的,优选是以基本上稳定的体积形态压缩的,并且具有一定容积,在最大宽度和高度之间的尺寸比包含在0.5:1到4:1之间。
图2表示了沿着本发明单份包装(1)的第一实施方案的单份包装弱化材料区(51,61)的结构细节的纵向侧视图。
在顶部图中,用于流体进入的第一结构元件(3)具有一个包封层(31),而用于流体流出的第二结构元件(4)同样具有一个包封层(41),但是还具有以相邻方式布置的内部结构层(42)。
单份包装(1)因此具有至少一个包封层(31,41),该包封层具有多个弱化材料区(51,61),其优选是依靠材料移除形成,也就是说,依靠降低各自的包封层(31,41)的厚度(e)。提供了这些弱化材料区(51,61)从而当经受上游流施加到其上的给定的液压,特别是大于大气压的压力时,导致沿着其的材料破坏,由此产生了穿过各自包封层的流动通道。
该单份包装(1)的一般结构因此产生了明显的简化,其有利的反映在生产方法中,特别是在封套层(31,41)的基本上类似材料的情况中,例如合成材料,在弱化材料区(51,61)的基本上类似类型的情况中更是如此。此外,它避免了使用对包装封套进行穿孔的装置,确保了流动通道基本上连续的模式和区域,这转化成了在所获得的饮料的品质方面相应的优点。
如细部P01所示,对应于沿着位于上游定向侧上的包封层(31)中的弱化材料区(51)的更长延伸的图(其是流体进入侧),它们优选是依靠材料移除来产生的,优选处于基本上梯形形状的横截面,并且各自的包封层(31)的厚度(e)固有的减小。此外,根据一种优选的实施方案,它们沿着所述的弱化材料区(51)的边缘区以突出方式取代积聚材料来产生的,因此导致各自弹性压力逆强度的增强并由此改善了压力行为下的破坏。优选的是用于流体进入侧上的包封层(31)中的材料具有比用于流体流出侧上的包封层(41)更大的结构刚度。
图3显示了根据本发明的单份包装(1)的第二实施方案,在这种情况中具有两个内部结构层(32,42)。
如细部P02中所示,对应于弱化材料区(61)的横截面的主视图,结构元件(3,4)(在该图中仅仅结构元件(4)用于流体流出侧)可以进一步包括内部结构层(32,42),其具有各自的流动通道(52,62),该流动通道用于提供与剂量(2)有关的滤过效应,并且相对于单份包装(1)各自的包封层(31,41)以相邻方式单份包装排列。优选的是所述的流动通道(52,62)具有间隙为0.05mm-1mm的特性尺寸,用于在流体上产生滤过效应。
根据一种优选的实施方案,所述内部结构层(32,42)与各自的包封层(31,41)相邻布置,以使得该内部结构层(32,42)将表面背压施加到包封层(31,41)上。此外,提供结构元件(3,4),以使得至少在处于大气压下时,相邻的结构层(31,32;41,42)的弱化材料区(51,61)和流动通道(52,62)是错配结构。
图4显示了根据本发明的两种类型单份包装(1,1')中弱化材料区(51,61)结构的两种优选的实施方案的第一组(在左边和右边表示)。根据本发明的一方面,所述的弱化材料区(51,61)至少在形状和/或密度方面与外部包封层(31,41)不同,因此可以更好的将加压流体调整到各自区域中的预期占优条件。
如可以观察的,该弱化材料区在这种情况中在进入侧和流出侧上是以线段形式提供的,由此改变其在各自的外包封层(31,41)上的分布密度。优选的是弱化材料区(51,61)是以基本上放射状图案(左边的图)或者垂直图案(右边的图)排列的。
本领域技术人员应当容易理解,所述的弱化材料区(51,61)是以设计参数来提供的,包括形状,各自的特性尺寸,分布模式和分布密度,其在前面定义为参数的函数,包括要制备的饮料的类型,如占优的流动压力,特别是在结构元件(3,4)上更是如此。
图5显示了根据本发明的两种类型单份包装(1,1')中弱化材料区(51,61)结构的第二组优选的实施方案。在这种情况中,和进一步根据本发明的一方面,该单份包装(1,1')在加压流体流的各自的进入侧(3)和流出侧(4)中具有不同形状的弱化材料区(51,61)。
具体的,第一单份包装(1)(在左边)具有在上游定向侧上的圆孔形状的弱化材料区(51),还具有在下游定向侧上的线段形式的弱化材料区(61)。此外,在上游定向侧上的弱化材料区(51)具有矩形矩阵类型的分布,也就是说,沿着行和列分布,而下游定向的弱化材料区(61)具有圆形矩阵类型的分布,也就是说,沿着基本上同心半径分布。
第二单份包装(1')同样具有在上游定向侧上的圆孔形式的弱化材料区(51,61)和在下游定向侧上的线性类型,由此各自的分布都是矩形矩阵类型。
本发明因此提供了用于与外部包封层不同类型的流体相互作用的解决方案,包括在进入侧上,此处主要目的是将表面上良好的流体分布送入该单份包装(1,1')的内部,和在流出侧上的主要目的是一旦可以利用流动通道,则需要给定的内部保留和振动隔膜类型,并且表现出具有能耗。
图6显示了饮料制备***(20)的两种类型的单份包装(1'a,1'b),其进一步包括至少一个饮料制备机器(10)(参见图7),其包含至少一个提取装置(7),用于由包含在所述的单份包装(1'a,1'b)中的剂量(2a,2b)来制备饮料,例如烘烤和研磨咖啡或者茶叶。如可以观察的,两个单份包装(1'a,1'b)具有不同的弱化材料区(51,61),在这种情况中根据前面配置的各自的密度,来更好的调整出前体物质和各自的饮料的类型。实际上,不同的饮料类型会需要不同的流体注入压力值,以使得有利的是配置相应的各自的包封层(31)。同样的原因可以同样适用于流体流出侧,也适用于具体的特性,该特性是打算获自饮料制备机器(10)的饮料排出口(11)的。
本发明因此提供一种饮料制备***(20),其使用至少两种类型的基本上类似单份包装(1,1'),并且优点在于各自的生产方面,和唯一的不同在于所提供的弱化材料区(51,61)方面,具有在所获得的饮料品质方面的优点。
图8显示了在基于本发明的***(20)来制备饮料的方法中的两个连续步骤。具体的,将本发明的单份包装(1,1')供给到在饮料制备机器(10)或者类似功能的设备中所提供的提取设备(7)的步骤,并且具有两个动作零件(8,9),用于最接近于所述的单份包装(1,1')的结构元件(3,4)。在接下来的步骤中,动作零件(8,9)接近于所述的单份包装(1,1'),来将加压的流体注入穿过上游排列的结构元件(3),并且从下游排列的结构元件(4)中收集所形成的饮料。
具体的,加压流体流的提供是在高于大气压下完成,并且在足以引起所述的弱化材料区(51)破坏的压力进行,由此提供穿过排列在流体进入侧上的多个流动通道。
根据一种可选择的实施方案,该液压的作用以类似方式施加在点上,优选基本上与各自的弱化材料区(51)对齐。饮料排出是由所述的弱化材料区(61)破坏形成的,提供表面类液压作用于后者上,由此提供流动通道,其分布在排列于流体流出侧上的结构元件(4)。
Claims (23)
1.单份包装(1),其用于制备可食用的产品和配置为提供用于至少一种可食用的物质的单份(2)的内部容积,并且具有两个类似形状和尺寸的结构元件(3,4),其分别包含外包封层(31,41),分别用于加压的流体流的进入和流出,由此两个所述的外包封层(31,41)都具有多个弱化材料区(51,61),
特征在于,所述的用于流体进入侧的外包封层(31)所具有的弱化材料区(51)与所述用于流体流出侧的外包封层(41)的弱化材料区(61)具有不同的形状和/或不同的密度。
2.根据权利要求1的单份包装(1),特征在于,与所述用于流体流出侧的外包封层(41)相比,所述的用于流体进入侧的外包封层(31)所具有的弱化材料区(51)的密度较小。
3.根据权利要求1或2的单份包装(1),特征在于,所述的弱化材料区(51,61)以线段形式沿着单一方向形成,或者在受限的局部区域中呈现为圆形。
4.根据权利要求1或2的单份包装(1),特征在于,所述的弱化材料区(51,61)以矩形或者圆形图案提供。
5.根据权利要求1或2的单份包装(1),特征在于,所述的弱化材料区(51,61)提供在各自的外包封层(31,41)的至少部分表面上。
6.根据权利要求1或2的单份包装(1),特征在于,所述的弱化材料区(51,61)提供在各自的外包封层(31,41)的大部分表面上。
7.根据权利要求1或2的单份包装(1),特征在于,所述的弱化材料区(51,61)被用于提供流动通道,该通道的特性尺寸是间隙0.1毫米至20毫米。
8.根据权利要求1或2的单份包装(1),特征在于,所述的弱化材料区(51,61)被用于提供流动通道,该通道的特性尺寸是间隙0.5毫米至10毫米。
9.根据权利要求1或2的单份包装(1),特征在于,所述的弱化材料区(51,61)是作为各自的外包封层(31,41)的局部弱化来提供的。
10.根据权利要求9的单份包装(1),特征在于,所述的弱化材料区(51,61)减少各自的外包封层(31,41)的厚度(e)。
11.根据权利要求9的单份包装(1),特征在于,所述的弱化材料区(51,61)提供在分别定向于相对流动方向的上游的一侧。
12.根据权利要求1或2的单份包装(1),特征在于,所述的弱化材料区(51,61)以如下方式提供:除去各自的外包封层(31,41)的材料和/或替换该材料。
13.根据权利要求12的单份包装(1),特征在于,所述的弱化材料区(51,61)沿着限定出所述的弱化材料区(51,61)的腔室边缘的延伸的大部分以相对于周围外表面突出的方式积聚材料。
14.根据权利要求1或2的单份包装(1),特征在于,所述的弱化材料区(51,61)具有梯形横截面。
15.根据权利要求14的单份包装(1),特征在于,所述的弱化材料区(51,61)具有沿着流动方向变窄的区域。
16.根据权利要求1或2的单份包装(1),特征在于,所述的外包封层(31,41)具有对开形式,外包封层(31,41)之间具有类似的形状和尺寸。
17.根据权利要求16的单份包装(1),特征在于,所述的外包封层(31,41)具有不同的材料。
18.根据权利要求16的单份包装(1),特征在于,用于流体进入侧的外包封层(31)具有更大的刚度。
19.根据权利要求1或2的单份包装(1),特征在于所述的结构元件(3,4)是以对应于单独的单份包装(1)的个体化形式来提供的,或者是以对应于在共用支撑上提供的多个单独的单份包装(1')的条状形式来提供的。
20.用于制备饮料的***(20),其包括前述权利要求1-19任一项中涉及的,并且具有类似形状和尺寸的至少两个单份包装(1a,1b),和至少一个用于制备饮料的机器(10),其包括至少一个提取装置(7),用于将加压的流注入到所述的单份包装(1a,1b)上和收集所形成的饮料流,
特征在于,所述的单份包装(1a,1b)在各侧面上具有不同的形状和/或密度的弱化材料区(51,61),其用于加压流体的进入和流出,来制备各不相同的饮料或者具有各不相同特性的饮料。
21.在根据权利要求20所述的制备饮料的***(20)中,由权利要求1-19任一项所述的单份包装(1)来制备饮料的方法,特征在于,其包括步骤:
-向提取装置(7)提供单份包装(1),以使得所述的提取装置(7)的致动部件(8,9)能够作用于所述的单份包装(1)的各结构元件(3,4)的表面,
-注入之前限定温度和压力的流体流,以与所述的单份包装(1)的包封层(31,41)连续相互作用,
-排出所形成的饮料,
-将所述单份包装(1)从所述的提取装置(7)移除,
由此提供处于这样的压力的、与流体进入侧的外包封层(31)相互作用的流体,该压力大于大气压,以促使破坏弱化材料区(51),由此形成穿过各结构元件(3)的流动通道,并且提供处于这样的压力的、与流体流出侧的外包封层(41)相互作用的流体,该压力大于大气压,以促使破坏弱化材料区(61),由此形成穿过各结构元件(4)的流动通道,
其特征在于,在流体进入侧所述外包封层(31)上提供的所述弱化材料区(51)的破坏所形成的相互作用的流体,不同于流体流出侧的所述外包封层(41)上提供的所述弱化材料区(61)的破坏所形成的相互作用的流体。
22.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,破坏所述流出侧上的所述结构元件(4)的所述弱化材料区(61)所需的致动压力类似于或者大于用于破坏进入侧上的所述结构元件(3)所述弱化材料区(51)所需的致动压力,以使得所述加压流体与所述流出侧上的所述结构元件(4)的所述相互作用持续更长时间。
23.根据权利要求21或22所述的方法,其特征在于,只有在占优的所述压力高于所述大气压的情况下,才能够提供流动通道。
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