CN106573719B - 用于提取咖啡饮料的包袋 - Google Patents

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Abstract

一种在其内容积包含咖啡配料的容器的装配组件(10)，所述装配组件(10)包括：入口室(120)，所述入口室用于容纳流入的流体，以便流经所述咖啡配料以提取咖啡饮料；三级主动室(231)和三级被动室(232)，所述三级主动室在所述装配组件(10)的侧面中的一个上，提取的咖啡流体和所述咖啡配料一起被输送到所述三级主动室，所述三级被动室在所述装配组件(10)的相对侧上，所述提取的咖啡流体在过滤后被输送到所述三级被动室；过滤所述提取的咖啡流体的一级过滤元件(11)，所述咖啡流体来自所述三级主动室(231)并以特定方式流入所述三级被动室(232)使得仅所述流体可流经并流入所述三级被动室(232)，而所述咖啡配料的颗粒保留在所述三级主动室(231)中；以及出口导管(12)，所述出口导管布置成使得来自所述三级被动室(232)的所述提取的咖啡饮料进入所述出口导管(12)并且依靠重力朝所述装配组件(10)的外部流动。

Description

用于提取咖啡饮料的包袋
技术领域
本发明涉及一种用于提取咖啡饮料的包袋；具体地讲，本发明涉及一种一次性包袋，用于借助包括在该一次性包袋中的装配组件制备咖啡饮料。本发明还涉及一种用于从这样的一次性包袋提取咖啡饮料的机器。
背景技术
制备咖啡饮料的设备是现有技术中的已知设备。通常，这些设备利用特定机器提取咖啡，在该机器中热水经过包含未压缩研磨咖啡的过滤器，然后注入的热水通过重力沉积到下面的玻璃水瓶，咖啡饮料则保留在该玻璃水瓶中。通常，这些机器包括水箱以及泵，该泵将加热的水送入容器，在该容器中布置了包含咖啡的纸过滤器。热水浸没咖啡，并且在流经过滤器后，通过重力掉入下面适用的玻璃水瓶，该玻璃水瓶适合长期保留热饮料，这是因为它可通过特定电加温板加热。但是，这些设备在每次使用后都必须清洁，并非一次性用品，并且在每次制备好新的咖啡饮料后都需要更换纸过滤器。此外，该过程需要较长的时间，并且饮料制备没有得到优化，各次提取之间存在变化。
其他用于制备咖啡饮料的已知手动设备或方法通常需要含有咖啡的纸过滤器，热水通过该纸过滤器流入，从而获得目标饮料。不管怎样，当使用者手动进行该过程时，需要在使用者端执行足够的操作，以进行制备和制备后的清洁，这让该过程非常不便、繁琐并且耗时。
使用内部包括咖啡的胶囊(水被注入通过胶囊以泡制饮料)也有若干缺点，例如，胶囊的成本和布置并保持这些胶囊所需的包装空间。
因此，希望提供一种一次性的柔性包袋，咖啡饮料可在缩短的时间内从该包袋提取，其中配方和提取参数自动地调整，使得饮料制备得以优化。此外，包袋需要容易使用、清洁，并且需要来自消费者方面的最少的操作。
本发明用来提供对上述需求的解决方案，如将进一步解释的那样。本发明还意图实现其他目的，特别是对在本说明书的剩余部分中将出现的其他问题的解决办法。
发明内容
根据一方面，本发明涉及在内容积中包括咖啡配料、优选地咖啡粉末、更优选地烘焙并且研磨的咖啡粉末的容器的装配组件10。本发明的装配组件10包括：入口室120，其用于容纳流入的流体，以便流经咖啡配料以提取咖啡饮料；三级主动室231和三级被动室232，该三级主动室在装配组件10的侧面中的一个上，提取的咖啡和咖啡配料颗粒一起被输送到该三级主动室，该三级被动室在装配组件10的相对侧上，提取的咖啡流体在被过滤后输送到该三级被动室；过滤提取的咖啡流体的一级过滤元件11，该咖啡流体来自三级主动室231并以特定方式流入三级被动室232使得仅流体可流经并流入三级被动室232，而咖啡配料的颗粒保留在三级主动室231中；以及出口导管12，其布置成使得来自三级被动室232的咖啡饮料进入出口导管12并且依靠重力朝装配组件10的外部流动。
根据本发明的装配组件10的入口室120优选地被可逆地构造。装配组件10包括封盖，该封盖具有：第一节段和第二节段，第一节段覆盖入口室120的侧面中的一个并关闭三级主动室231；第二节段覆盖入口室120的相对侧面并关闭三级被动室232。
装配组件10通常还包括两个对称布置的入口凹口110，以允许流体流出入口室120的内容积。
装配组件10还包括上部过滤凹口18，其布置成允许流体通过并进入三级主动室231的内容积。
除此之外，根据本发明，装配组件10还包括侧前过滤凹口18’，其布置成允许流体朝出口导管12的入口输送。
装配组件10通常由刚性塑料材料制成，优选地通过注塑成型制成，该材料优选地选自：聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚乳酸。
本发明的装配组件10的出口导管12通过塞子14闭合，该塞子14在装配组件的另一个侧面上附接到装配组件10。出口导管12在塞子14附近还包括弱化区域16，该弱化区域允许将塞子14和出口导管12分离。
根据第二方面，本发明涉及一种用于提取咖啡饮料的包袋100，其包括其中储存咖啡配料的容器20和如上文所述的装配组件10。
通常，本发明的包袋100呈现大致平面的形状，该包袋为基本上柔性的，并被构造成小袋或小囊。在饮料生产期间该包袋沿着基本上竖直地取向的平面取向，使得在饮料生产和分配期间装配组件10优选地布置在包袋的下侧处。
本发明的包袋100的容器20由至少在其横向侧上结合在一起的两个柔性片材制成，装配组件10也结合到包袋100的剩余开口边缘中的一个，使得柔性片材也匹配于装配组件10上方的可刺穿封盖。
本发明的包袋100的两个柔性片材由一个单一柔性片材对半折叠成两个部分构造成，这两个部分在其自由边缘处接合以限定容器20的内容积。这些片材通常不渗水，通过热密封结合在一起，并且由下列材料之一或组合制成：塑性层压体、金属化箔或铝箔或纤维基材料。
在本发明的包袋100中，两个柔性片材在构成包袋100的容积内的隔室通道250的特定区域中结合在一起，使得该隔室通道250布置成使得它在包袋100的容积内限定一级室21和二级室22，流体从入口室120输送到该一级室中，并且流体从一级室21输送到该二级室中，以流经咖啡配料并提取咖啡饮料。
本发明的包袋100优选地还包括布置在二级室22的侧面中的一个侧面上的流体分配器24，该流体分配器24设计成使得离开一级室21的流体通过该流体分配器24进入二级室22，该流体分配器均匀地将液体流(通常为热水)分配到二级室22中以使其流经限制在此处的咖啡配料。
流体分配器24优选地通过将制成容器20的柔性片材在特定部分上结合到一起而构造，这些结合的部件构成多个分配器构造元件240，允许均匀地将流体流分配到二级室22中。流体分配器24的分配和均匀特性是分配器构造元件240的尺寸和数目的函数，并且也是这些分配器构造元件240之间的距离的函数。
根据本发明的包袋100还包括标识装置30，该标识装置包括关于制备饮料的过程参数的信息，作为包括在包袋中的咖啡配料类型的函数，该过程参数是下列中的至少一者或组合：容纳到入口室120中的流体的温度、流体的总体积和容纳在入口室120内的流体流。
通常，根据本发明的包袋100包括两组对称布置的标识装置30，以使得标识装置30中的过程参数能够在正反两面被读取。
包袋100中的标识装置30包括识别装置，该识别装置是下列中的至少一者或组合：机械代码、光学代码、RFID标签、条形码、磁码、压花代码或LED，该识别装置优选地包括布置在容器20的结合的横向边缘上的多个冲孔。
又根据第三方面，本发明涉及用于从上述包袋100提取咖啡饮料的机器200。机器200包括接纳装置201，该接纳装置适于在饮料生产期间在装配组件10布置在包袋底部的情况下将包袋100容纳在基本竖直的位置；该机器200还包括注射装置230，该注射装置设计用于容纳入口室120的容积内的流体。
通常，注射装置230包括流体针，该流体针设计用于在低于约1巴、优选地约0.5巴的压力下容纳入口室120的容积内的流体。
机器200还包括数据阅读器，其被构造成从包袋100中的标识装置30读取并检索过程参数的信息，该数据阅读器优选地包括光发射器设备。
附图说明
结合附图，在阅读本发明的非限制性实施方案的以下详细描述时，本发明的其他特征、优点和目的对于技术人员而言将变得显而易见，其中：
图1示出了根据本发明的用于提取咖啡饮料的包袋的正面示意图，该包袋包括装配组件和容器。
图2示出了根据本发明的图1所示用于提取咖啡饮料的一次性包袋的装配组件的立体详图。
图3示出了根据本发明的图1所示用于提取咖啡饮料的一次性包袋的装配组件的前视详图。
图4示出了根据本发明的图1所示用于提取咖啡饮料的一次性包袋的装配组件从右侧看的侧视详图。
图5示出了根据本发明的图1所示用于提取咖啡饮料的一次性包袋的装配组件的后视详图。
图6示出了根据本发明的图1所示用于提取咖啡饮料的一次性包袋的装配组件的俯视详图。
图7示出了根据本发明的图1所示用于提取咖啡饮料的一次性包袋的装配组件从左侧看的侧视详图。
图8示出了根据本发明的图1所示用于提取咖啡饮料的一次性包袋的装配组件的仰视详图。
图9示出了根据本发明的设计用于可滑动地接纳提取咖啡饮料的一次性包袋的机器的可能的实施方案的图示。
图10示出了根据本发明的设计用于从前方接纳提取咖啡饮料的一次性包袋的机器的另一个可能的实施方案的图示。
图11示出了根据本发明的提取咖啡饮料的一次性包袋与饮料制备机器的相互作用。
具体实施方式
本发明涉及一种用于提取咖啡饮料的包袋100。本发明的包袋100优选地为一次性的，并且包括装配组件10和容器20。容器20优选地为柔性的，并且通常由两个柔性片材25和26制成，这两个柔性片材在横向侧27和27’上、在上侧28上和在下侧29上优选地通过焊接或通过热密封(热封)结合在一起。装配组件10优选地布置在容器20的下侧29处，使得片材至少部分地覆盖装配组件10的前侧和/或后侧。
装配组件10在根据本发明的包袋100内具有三个功能：它充当进入包袋100的流体(通常为热水)的入口，该流体用于流经也包括在包袋100的容积内的咖啡配料，优选地为咖啡粉末，更优选地为烘焙并且研磨的咖啡粉末。它充当过滤元件，以过滤经泡制的咖啡饮料，饮料然后从包袋100被分配；最后，装配组件10也充当在包袋100中泡制和制备的咖啡饮料的出口。
装配组件10优选地布置在包袋100的下侧29中，如图1中示意性地所示。装配组件10包括出口导管12，该出口导管优选地竖直地且平行于包袋100的横向侧27和27’布置，以便允许通过自由流动分配咖啡饮料：在制备和分配阶段期间，包袋100优选地竖直布置，使得装配组件10布置在容器20的下侧29处，即，布置在包袋100的下侧29处。
容器20优选地为柔性的且由两个柔性的不渗水的片材25、26制成，这两个片材彼此接合以限定带隔室的内容积，如将更详细地进一步解释的那样。通常，容器20呈现大致平面的形状，该形状为基本上柔性的，从而使其看上去像小袋或小囊。所谓“柔性的”是指片材25、26可被容易地弯曲。所得的包袋100也可被弯曲，因为是柔软的，并且相对于刚性容器可以变形。用于片材25、26的柔性片材材料可以是塑性层压体、金属化箔或铝箔或纤维基材料。根据本发明，容器20可由两个单独的柔性不渗水的片材25、26接合在一起形成，或者可由单一的柔性不渗水的片材形成，该片材对半折叠成两个部分或片材25、26并且在其自由边缘处接合以限定容器20的内容积。
根据一个优选实施方案，容器20由单一的柔性不渗水的片材对半折叠成两个部分的柔性片材形成，这两个部分将被称为25、26并且在其自由边缘处接合，使得容器20被构造为由柔性材料片材制成的平面小袋，所述片材在容器20的顶部处被折叠(因此，上侧28将没有焊接或热密封(热封)并且将通过柔性片材在顶部的简单弯曲制成)并且在其边缘上结合(因此，形成横向侧27和27’)以限定内容积，底部结合的边缘(下侧29)通常包括装配组件10。本实施方案构成制造包袋100的特别容易的方式，因为它要求仅切割一片片材-最优选地根据矩形形状-并且其折叠以形成容器20的内容积。通常，也为了制造便利，装配组件10在容器20的边缘的密封期间(通常通过焊接或热密封)引入其下侧29中。
如图1所示，构造成容器20的两侧的片材25、26在容器20内部的特定区域密封在一起：片材25和26优选地焊接或热密封在一起，以形成在特定形状下的隔室通道250，如图1所示，使得内部不同的隔室被形成，如将进一步解释的那样。
隔室通道250与横向侧27中的一个、与上侧28并与容器20的下侧29的一部分一起、与装配组件10一起界定限定一级室21的内容积：在一级室21中，通过装配组件10注射的流体(优选地为热水)被向上输送。此外，隔室通道250与另一横向侧27’、与上侧28并与在容器29的下侧上的装配组件10一起界定限定二级室22的内容积，在其中限制了饮料介质(通常为咖啡粉末，更优选地为烘焙并且研磨的咖啡粉末)，该饮料介质具有小粒度，该粒度优选地在0.2mm至0.8mm的范围内，更优选地在0.3mm至0.4mm的范围内，甚至更优选地为约0.3mm，使得来自一级室21的流体被输送到该二级室22以流经咖啡粉末并提取咖啡饮料。
最后，三级室23也布置在容器20中，其包括两个室：三级主动室231和三级被动室232，三级主动室由柔性片材中的一个且由一级过滤元件11的一级过滤主动侧111界定；三级被动室由另一个柔性片材、一级过滤被动侧112和上部密封壁17界定。因此，二级室22中的提取的咖啡饮料首先被输送到三级主动室231中，从那里，流体将穿过一级过滤主动侧111进入三级被动室232，由此被过滤，以使得最终过滤后的咖啡饮料将通过出口导管12被输送至包袋100的外部。
容器20还包括流体分配器24，该流体分配器优选地通过将制成柔性容器20的材料的片材25、26在某些和限定的部分中在容器20的上部部分中焊接或热密封在一起而构造成，这些部分构造成多个分配器构造元件240。在图1中，这些片材已在正方形形状下结合在一起(通常焊接或热封在一起)，但显而易见的是，任何其他形状如圆形、矩形或任何其他都将是可能的，并且将因此包括在本发明的范围内。流体分配器24的目标是将来自一级室21的通常为热水的流体流均匀分配至二级室22中。这样，热水流将更好地散布在限制在二级室22中的整个咖啡粉末团块上，从而获得优化的咖啡饮料。该构造还将使在一级过滤元件11中对提取的咖啡饮料的过滤更为有效。
一级过滤元件11的尺寸优选地包括在从200mm2至3000mm2之间的范围内，更优选地在500mm2至1500mm2之间的范围内。应注意，图1中的部件未按比例，仅旨在提供大致的示意图和定位以说明本发明。
流体分配器24的分配和均匀特性是分配器构造元件240的尺寸和数目的函数，并且也是这些分配器构造元件240之间的距离的函数。
不同尺寸的容器20并且因此不同尺寸的包袋100可在相同的机器中使用，该机器适于储存不同量的配料并且允许获得不同体积的最终咖啡饮料：通常，正是装配组件10在外部形状方面的构型决定要使用的机器。因此，当容器20的尺寸竖直延伸时，并不决定或限制机器。因此，通常，容器20的尺寸将是可调整的，并且将通过改变所述容器20的高度来进行调整。
容器20还可包括突出部210，其使得包袋100能够由使用者或消费者抓握，如在附图1中示意性地所示。
优选地，根据本发明，包袋100呈现平面形状，该形状在饮料制备期间沿着大致竖直地取向的平面取向，使得引入装配组件10中的水在向上方向上流动，以进入一级室21中的内容积。
优选地，在其边缘密封期间将装配组件10引入容器的底部边缘中以构造完整的包袋100使得柔性片材25、26有可能至少部分地覆盖装配组件10。例如如图2所示，装配组件10包括称为入口室120的室，该室由装配组件10的一部分与柔性片材25、26的一部分(当至少部分地布置在装配组件10的两个侧面上方时)一起构造成。入口室120将由机器中的注射装置230(优选地刺穿和注射装置)刺穿，该机器将从包袋100制备咖啡饮料：事实上，该入口室120将在布置在制成入口室120的装配组件10的外部部分上方的柔性片材25、26的部分中被刺穿。因此，在结合片材的边缘的单个步骤期间，有可能同时形成容器20的内容积，以放置装配组件10并关闭入口室120。优选地，出口导管12不被柔性片材完全覆盖。相反，出口导管可被片材的一部分(例如，被片材的裙边)在视觉上隐藏。还优选地，根据本发明，装配组件10包括肋13，其布置在装配组件10的至少一个外表面中，以用于在密封期间改善装配组件10与柔性材料片材的粘合。
本发明的装配组件10包括封盖，优选地由柔性材料制成的能够可缩地刺穿的封盖：该封盖包括第一节段，其覆盖入口室120的两个可翻转部分中的一个和三级主动室231，该部分在三级主动室231的相同侧(前侧或后侧)中，封盖也包括第二节段，该第二节段覆盖入口室120的第二可翻转部分(该部分在三级被动室232的相同侧上)和三级被动室232。优选地，根据本发明，由于制造原因，该封盖由构造容器20的两个侧面的相同的柔性片材25、26制成。然而，封盖可由不同的部分制成。
如已经描述的那样和图2及图6中所示，本发明的装配组件10包括入口室120，流体由布置到机器中的注射装置230，优选地为刺穿和注射装置(典型地针)注射到该入口室中，包袋100被***该机器中，以便提取和分配咖啡饮料。装配组件10还包括限定入口室120的装配组件10的部分中的入口凹口110：优选地，入口凹口110包括两个对称布置的凹口，通过这两个凹口注射到入口室120的流体(优选地为热水)流向一级室21并进一步向上输送并流经流体分配器24而流入二级室22。包括在入口室120上方的可刺穿的封盖或覆盖件(由刺穿和注射装置230刺穿的封盖或覆盖件)优选地由柔性片材25、26(当布置在装配组件10的前侧和后侧上方时)制成：因此，柔性片材的这些部分将由刺穿和注射装置230(典型地针)刺穿，该装置将该柔性覆盖件打孔，然后将流体(优选地为水)注射到入口室120中。
本发明的装配组件10还包括优选地布置在装配组件10的两侧上的肋13：这些肋13设置在装配组件10的侧面上，以帮助将片材25、26优选地通过焊接或热密封接合到装配组件10上。此外，装配组件10包括出口导管12，泡制的产品(提取的咖啡饮料)最终通过该导管分配。优选地，出口导管12由塞子14关闭，所述塞子14包括用于在出口导管12打开之后将塞子保持附接到装配组件10的装置。因此，当咖啡饮料通过出口导管12提供时，塞子14不妨碍咖啡饮料的分配，并且也不会在饮料制备期间落入饮料中。用于将塞子14保持附接到装配组件10的装置可以是例如附接到装配组件10的塑料纽带15或提供类似效果的任何其他合适的装置。此外，出口导管12也可包括在塞子14附近的弱化区域16：该弱化区域16可以例如制成为出口导管12的缩窄部，使得一旦包袋100被引入机器中以进行加工，就可以更容易地由机器切割或撕开塞子14。通常，当包袋100被引入机器中时，或当饮料制备启动时，引入了包袋100的机器自动地切割或撕裂塞子14。
在本发明的装配组件10中的出口导管12优选地被构造成使得它将产品作为自由流来递送，这意味着产品可通过简单的重力落体从出口导管12流出。根据本发明的一个优选实施方案，出口导管12包括在装配组件10的底部处的开口121，所述开口121具有横截面，其表面积等同于圆形表面的表面，该表面的直径至少为1mm、优选地至多为4mm、甚至更优选地在1.5和3mm之间。出口导管12通常被构造为在装配组件10中大致竖直地取向的直管，该直管在其端部处包括开口121。出口导管12的管的长度优选地为至少5mm。本发明的出口导管12的优点在于，当饮料被制备时，不需要在所提及的出口和机器之间实现专门的连接，以便引导在出口导管12处递送的饮料流：饮料可从出口导管12直接流入饮用杯中。
根据本发明，在咖啡饮料被提取之前，出口导管12在其端部处被关闭：一般来讲，出口导管12通过制造关闭并且被构造成在食品或饮料制备步骤中由机器打开。所谓“通过制造关闭”是指包括容器20和装配组件10的完整包袋100制造成具有关闭的出口导管12。这种闭合确保卫生和货架期保护。出口导管12可由提取咖啡饮料的机器打开，或者它可由消费者手动地打开。
优选地，塞子14是一个单一装配组件10的一部分：特别是当喷管组件10通过注塑成型制成时，模具的设计也包括塞子14的设计。以相同的方式，当装配组件10通过注塑成型制成时，塑料纽带15也可以是装配组件的设计的一部分，其从制造角度来看同样提供像同一部件包括塞子14和纽带15那样的优点。
本发明的装配组件10还包括一体化在装配组件10内的一级过滤元件11：优选地，当装配组件10通过注塑成型制成时，一级过滤元件11也是设计的一部分，因此它也通过注塑成型制成。一级过滤元件11包括一个一级过滤主动侧111，提取的咖啡饮料流经该主动侧以被过滤，使得咖啡粉末的颗粒留在二级室中以及三级主动室231中，并且仅咖啡饮料的流体流入三级被动室232以通过出口导管12输送。一级过滤元件11还包括一级过滤被动侧112，流体不能穿过该侧。因此，流体的过滤仅可在从一级过滤主动侧111朝一级过滤被动侧112的一个方向流动中，在一级过滤元件11中发生。通常，这通过使用仅在一侧上包括打孔或刺穿的过滤元件来实现，该孔或刺穿尺寸很小，仅允许流体流经并阻止咖啡粉末的小颗粒流过，使得咖啡颗粒保留在三级主动室231中。
如在图8中所描绘的那样，装配组件10还包括上部密封壁17，其布置在一级过滤元件11的顶部上，片材25、26焊接或热密封到该一级过滤元件以构造成二级室22的侧面中的一个。装配组件10还包括布置在入口室120上方的下部密封壁19。
根据本发明的装配组件10还包括在一级过滤元件11的上后侧上的上部过滤凹口18和在一级过滤元件11的侧面上的侧前过滤凹口18’：来自二级室22的泡制后的流体(咖啡饮料)通过该上部过滤凹口18输送到三级主动室231中，从那里，流体通过一级过滤主动侧111过滤到三级被动室232中，从那里，泡制和过滤后的流体(因此仅为咖啡液体，因为咖啡粉末颗粒被禁止流过)接着通过侧过滤凹口18’输送到出口导管12，从那里，流体向下流动并被分配到饮用杯中。
装配组件10优选地为刚性的，并且优选地通过注塑成型由刚性塑料材料制成。通常，构造装配组件10的该塑料材料可选自下列几种：聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乳酸。另外，根据较不优选的实施方案，装配组件10可由如铝或锡板的金属制成。
根据本发明，包袋100也将设有标识装置30：这些标识装置30包括包袋100中包含的饮料介质(烘焙并且研磨的咖啡粉末类型)的信息，以及包含在包袋100中的在制备饮料的机器中优化处理该咖啡粉末的信息(因此，包括制备咖啡饮料的配方信息)，还有在机器中处理咖啡粉末以提取目标咖啡饮料的信息。标识装置30将布置在装配组件10中和/或容器20中。更简单的执行将是将这些标识装置30设置在包袋20中，优选地在横向侧27、27’中，在其中柔性片材25和26被焊接或热密封在一起并且在其中没有产品将阻碍该布置。标识装置30包括提供至机器的关于为提取咖啡饮料要遵循的过程参数的信息，特别地：由注射装置230引入入口室120中的流体(典型地水)的温度、引入的水的总体积和将通过所提及的装置提供的水的流量。在随后的描述中将提供进一步的解释。
本发明的主要优点之一在于，包袋100是可翻转的，因此使用者可将包袋在一个方向或另一个方向上引入机器中，并且该过程将以相同方式进行而不论引入的方向。因此，当标识装置30被设置在包袋20中时，将优选地提供对称地布置在容器20的两个横向侧27和27’上的两套标识装置30，如图1所示：这样，根据包袋100被引入机器中的方向，机器可读取一套或另一套标识装置30。
这样的标识装置30可包括任何类型的识别装置，例如，机械代码、光学代码、RFID标签、条形码、磁码、压花代码、LED或任何其他识别装置。最优选地，本发明的标识装置30将被制成为布置在容器20的密封的横向侧27、27’上的冲孔31(在图1中示意性地表示)。当两个片材25和26并到一起并且在边缘上焊接或热密封以构造容器20时，将提供附加的打孔，由此构造冲孔31。多个孔31通常将竖直地设置在容器20的横向侧27和27’中的每一个上，以构造两套对称地布置在容器20中的标识装置30：这些孔将制成为透光的，以允许光穿过。当光穿过构造成这些标识装置30的孔31时，机器将由此被提供关于为提取目标咖啡饮料要遵循的过程参数的信息。
根据又一个方面，本发明涉及用于从上述包袋100提取咖啡饮料的机器200。如图11中示意性地所示，机器200包括接纳装置201，该接纳装置适于优选地以这样的方式容纳包袋100：即，使得包袋100被竖直地定位并且装配组件10被定位在包袋100的底部处。机器200还包括注射装置230，优选地刺穿和注射装置，其设计用于刺穿入口室120上方的覆盖件或封盖以用于将水引入所提及的入口室120中。由于包袋100被构造成可翻转的，不论包袋100在一个方向或是另一个方向被引入机器200中，刺穿和注射装置230将刺穿入口室120上方的封盖或覆盖件的一侧或另一侧且具有相同的结果，因为水在任何情况下都会被输送到入口室20中，并且从那里通过对称地布置的入口凹口110进入一级室21。
优选地，注射装置230包括简称针的流体针，其包括内部导管或管道，流体(典型地水)通过该管道引入入口室120中。水在通常小于1巴、更优选地在约0.5巴的压力注射以提取咖啡饮料。由于压力较低，不存在关于本发明的包袋100和机器200的密闭性的问题。水由注射装置230在特定时间并以特定流速以连续方式引入，直至达到水的总量，该量由包袋100中的标识装置30提供。通过包袋100进行的过程以连续方式完成，并且比标准过程更快(通常制备好饮料需要大约1分钟)。由刺穿和注射装置230注射的水优选地是热的，并且优选地以在80℃和95℃之间的温度提供。
注射装置230也可包括优选地由橡胶制成的环圈，以确保在注射装置230被引入并且向入口室120内注水的同时没有流体泄漏到入口室120外部。
机器200还包括数据阅读器(优选地包括光学设备)，该阅读器从标识装置30读取并检索关于要用来提取咖啡饮料的过程参数的信息。优选地，由机器200用来制备包袋100中的产品的正确配方且由数据阅读器检索的过程参数将是下列中的至少一者或组合：由注射装置230引入到入口室120中的流体(典型地水)的温度；引入入口室120的水的总体积；以及通过刺穿和注射装置230也提供到入口室120中的水流量。
优选地，数据阅读器将通过光发射器设备从包袋100中的标识装置30检索信息，该光发射器设备发出光，穿过构造成标识装置30的冲孔31。
通常，当包袋100被处理以在机器200中大致竖直的位置中提取咖啡饮料时，包袋100将从前方或横向地引入机器200中(如在图10中示意性地表示的)，使得包袋100被可滑动地***机器100中的专用插件中(如在图9中示意性地表示的)。在图10的第一种情况下，机器200中的接纳装置201将布置成将包袋100容纳在前方位置：因为包袋100是可翻转的，它可以在前方位置引入专用接纳装置201中，或在后方位置引入所述接纳装置201中。在图9的第二种情况下，机器200中的接纳装置201将布置成将包袋100容纳在横向或侧面位置：因为包袋100是可翻转的，它可以在这两种可能的横向方向中的任一者上引入专用接纳装置201中。在所述两种情况中的任一者中，注射装置230，通常为刺穿和注射装置，将能够刺穿入口室120的两个侧面之一并将水注入其中，并且数据阅读器也将能够读取设置在容器20中的两套标识装置30之一中的信息。
此外，本发明的机器200包括流体源或箱84和泵82(优选地水泵)，其将水提供至注射装置230。该水优选地借助于加热器83以优选地在80℃和95℃之间的某个温度提供。该机器也可任选地包括用于递送环境温度的流体(典型地水)的旁路管线87和用于选择热流体或环境温度流体的阀门(未示出)。机器200通常也将包括设备85，其用于在包袋100一旦被***机器200中后或一旦泡制过程已开始后从出口导管12切割或撕下塞子14。
用于切割或撕下塞子14的切割设备85优选地布置在机器200中，使得当包袋100被引入机器200时或当饮料制备启动时塞子被自动地切割。
优选地，机器200还包括定位区域86，以用于在饮料被制备时将饮料杯9放置在包袋100的分配出口导管12下方。
另外，机器200通常包括挤压装置(图11中未示出)，该装置在饮料被分配后立即挤压容器20，以便提取容器20内部的任何剩余液体，从而避免滴落。此外，容器20的挤压将使得优选的一次性的最终包袋100将具有更紧凑的最终形状，有利于包袋的移除。
另外，根据本发明，如上文所述包括装配组件10和容器20那样的包袋100将优选地 按照这些步骤制成：
-折叠材料的片材并将其两个横向侧27和27’结合以形成小袋；
-通过焊接或热密封将两个片材25和26结合在一起以匹配于隔室通道250；
-用饮料介质(优选地为烘焙并且研磨的咖啡粉末)填充在包袋100的容积内构造的二级室22；
-将装配组件10定位在小袋下部存在的剩余开口边缘中，并且结合(通过焊接或热密封)所述下侧29；
-优选地通过将小袋或容器20的横向侧27和27’打孔来构造标识装置30；
-也通过打孔在小袋的上部构造流体分配器24。
使用包袋100的方法(该包袋如前所述构造且包括装配组件10和容器20，并且在机器200中使用以提取咖啡饮料)可包括若干步骤，如在本文随后的部分中将描述的。
首先，包袋100以大致竖直的方式引入机器200中，使得装配组件10布置在包袋100的底侧处。一旦包袋已被引入，或者一旦制备和分配步骤开始，机器200将从出口导管12切割或撕开塞子14，以便使出口导管121的开口保持打开。然后，来自机器200的注射装置230(优选地为刺穿和注射装置)将刺穿布置在入口室120上方的封盖或膜。如已经解释的那样，在入口室120上方的膜的两侧中的任一侧将被刺穿，具体取决于包袋100被引入机器200中的方向。
另外，机器200的数据阅读器将读取容器20的侧面27或27’之一(具体取决于容器被引入的方向)中的标识装置30。数据阅读器将接着检索关于将由刺穿和注射装置230引入入口室120的流体(典型地水)的温度、总体积和流量的信息。
一旦膜被刺穿，注射装置230将把优选地热水在低于1巴、最优选地为约0.5巴的压力下注射到入口室120内部。该注射的其余参数(温度、体积和流量，此前称为过程参数)将由数据阅读器在读取标识装置30时提供。然后注射的水将从入口室120经过入口凹口110输送到一级室21中，在其中水将被向上输送，以连续的方式从一级室21的下部朝向室21的上部流动。
然后一级室21向上流动的流体将通过流体分配器24输送到二级室22的内容积，从而通过热水流提取咖啡饮料，该热水流流经限定在二级室22的内容积中的烘焙并且研磨的咖啡粉末。
一旦处于该二级室22中，输送至所述室的下部的提取的咖啡饮料将通过重力输送，并且将被强制穿过上部过滤凹口18(因为存在其周边密封到柔性片材25、26的上部密封壁17，从而防止流体穿过其中)并进入三级主动室231中。
流体接着将从三级主动室231穿过一级过滤主动侧111进入三级被动室232，由此被过滤：仅液体将流经一级过滤元件11并流入三级被动室232，咖啡粉末颗粒保留在三级主动室231中。然后过滤的咖啡液体将通过侧过滤凹口18’输送并流入出口导管12，最终产品从该导管被分配。
需要重点指出的是，装配组件10的设计与结合(典型地，焊接或热封)到其的柔性片材25和26一起限定流体在包袋100内部流动的路径，使得流体被强制沿着这些路径流动并且不能经过任何其他路径。事实上，片材25、26以紧密的方式结合到装配组件10，从而构造成密闭的路径。此外，容器20中的一级室21和二级室22也是密闭的，并且流体同样在某些路径下被输送。
具体地讲，这些密封或密闭的路径为如下所述：
-一旦流体被注射到入口室120中，要遵循的唯一路径就是由入口室120中的入口凹口110与柔性片材25和26一起形成的路径，因此流体被强制穿过这些入口凹口110并流入一级室21；
-在一级室21的内部，流体仅可向上且朝流体分配器24输送，通过容器27的横向侧和隔室通道250；
-在二级室22的内部，流体通过重力仅可向下且朝向上部过滤凹口18流动，在隔室通道250和容器27’的横向侧之间流动，穿过上部过滤凹口18进入三级主动室231；
-在三级主动室231的内部，一切都被密封，并且流体的唯一可能路径是穿过一级过滤元件11的一级过滤主动侧111并进入三级被动室232；
-在三级被动室232的内部，一切都被密封，并且流体的唯一可能路径是穿过侧过滤凹口18’，因此面对出口导管12的开口，咖啡流体(已被提取和过滤)最终通过重力从出口导管的开口分配到饮用杯或类似物中。
在过程的末尾，机器200的挤压装置将挤压容器20，目的是排空容器20内部的任何残余液体，从而避免任何滴落；并且也为了减小容器20的最终体积，使其更紧凑，从而更容易将其移除。
本发明的一次性包袋和处理这些包袋的机器的一些优点将在下文中进行描述。
本发明的包袋以可翻转的方式构造，因此它可以在任何引入方向上在机器中操作，对于不需要以特定方式检查或引入包袋的消费者来说，这提供了很大的优点。因此，本发明的一个目的是为消费者提供咖啡饮料的满意制备，其中来自包袋的饮料可以随时提供，并且不需要任何额外的处理。此外，因为提取和处理是预定的，并且事实上包括在标识装置上的信息中，从而实现最佳的泡制结果。
另一个优点来自本发明的包袋的制造：因为装配组件在其两个侧面上具有相同的外部形状，所以当柔性片材铺设在该装配组件的至少一部分上时，不存在损坏的风险。
另外，在本发明的包袋中，配料在使用前相对于大气环境被充分地保护起来。此外，这些包袋的环境影响较低，因为它们可由层压小袋制成，只有细小的塑料插件(装配组件)。
储存根据本发明的包袋所需的空间、消费者必须为包袋预览的空间需求明显远小于例如典型的胶囊容器的空间。
本发明的其他优点来自机器：机器元件仍然非常简单且限于简单的流体针(典型地简单的水针)，其刺穿包袋并且将流体(典型地水)注射到包袋中，以提取咖啡饮料。另外，需要从标识装置读取并检索信息的数据阅读器是简单的设备。
另外，本发明的另一个重要优点是提出这样的包袋：其中配料和提取的饮料与机器的接触被避免，并且因此限制了交叉污染的风险。所制备的饮料呈现最佳的感官特性。
本发明为消费者提供的另一个主要优点是，刺穿和注射装置(典型地针)根本不接触产品，从而避免了任何类型的污染。
此外，本发明的包袋的一些其他优点指出如下：
-包袋为柔性的和可调整的，因此容易握持
-包袋的重量较低且保持最小化
-与包袋和配方一起提供的提取参数因此针对获得的每个产品被优化
-包袋为一次性的，因此不需要清洁机器并且极其实用
-机器以直流方式操作包袋，因此没有流体流入机器的任何部分内部，从而避免了机器中的任何清洁需求或任何可能的污染
-获得咖啡饮料提取的过程是连续的，这因此使所需时间最短
-提取的咖啡饮料直接流入杯或贮器中，因此过程对于消费者而言简单且容易。
虽然已结合本发明的优选实施例描述了本发明，但本领域的普通技术人员可在不脱离所附权利要求所限定的本发明范围的情况下作出许多修改和更改。
标记列表
100 一次性包袋
21 一级室
22 二级室
23 三级室
231 三级主动室
232 三级被动室
120 入口室
110 入口凹口
10 装配组件
11 一级过滤元件
111 一级过滤主动侧
112 一级过滤被动侧
12 出口导管
121 出口导管开口
13 肋
14 塞子
15 纽带
16 弱化区域
17 上部密封壁
18 上部过滤凹口
18’ 侧过滤凹口
19 下部密封壁
20 容器
25 容器的片材
26 容器的片材
210 突出部
30 标识装置
31 冲孔
24 流体分配器
240 分配器构造元件
250 隔室通道
27 容器的横向侧
27’ 容器的横向侧
28 容器的上侧
29 容器的下侧
200 机器
201 接纳装置
9 饮用杯
230 注射装置
85 切割设备
84 流体箱
83 加热器
87 旁路管线
82 泵
86 定位区域

Claims (28)

1.一种在其内容积中包含咖啡配料的容器的装配组件(10)，所述装配组件(10)包括：
入口室(120)，所述入口室用于容纳流入的流体，以便流经所述咖啡配料以提取咖啡饮料；
三级主动室(231)和三级被动室(232)，所述三级主动室在所述装配组件(10)的侧面中的一个上，提取的咖啡流体和所述咖啡配料颗粒一起被输送到所述三级主动室，所述三级被动室在所述装配组件(10)的相对侧上，所述提取的咖啡流体在过滤后被输送到所述三级被动室；
过滤所述提取的咖啡流体的一级过滤元件(11)，所述咖啡流体来自所述三级主动室(231)并以特定方式流入所述三级被动室(232)使得仅所述流体可流经并流入所述三级被动室(232)，而所述咖啡配料的颗粒保留在所述三级主动室(231)中；以及
出口导管(12)，所述出口导管布置成使得来自所述三级被动室(232)的所述提取的咖啡饮料进入所述出口导管(12)并且依靠重力朝所述装配组件(10)的外部流动。
2.根据权利要求1所述的装配组件(10)，其中所述入口室(120)被可翻转地构造，所述装配组件(10)包括封盖，所述封盖具有第一节段和第二节段，所述第一节段覆盖所述入口室(120)的所述侧面中的一个且关闭所述三级主动室(231)，所述第二节段覆盖所述入口室(120)的相对侧且关闭所述三级被动室(232)。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的装配组件(10)，还包括两个对称布置的入口凹口(110)，以允许所述流体流出所述入口室(120)的所述内容积。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的装配组件(10)，还包括上部过滤凹口(18)，所述上部过滤凹口布置成允许所述流体通过且进入所述三级主动室(231)的所述内容积。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的装配组件(10)，还包括侧前过滤凹口(18’)，所述侧前过滤凹口布置成允许所述流体朝所述出口导管(12)的入口输送。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的装配组件(10)，所述装配组件由刚性塑料材料制成。
7.根据权利要求6所述的装配组件(10)，其中所述装配组件通过注塑成型制成。
8.根据权利要求6所述的装配组件(10)，其中所述材料选自：聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚乳酸。
9.根据权利要求1-2中任一项所述的装配组件(10)，其中所述出口导管(12)借助于塞子(14)关闭，所述塞子(14)在所述装配组件(10)的侧面中的另一侧上附接到所述装配组件，所述出口导管(12)还包括在所述塞子(14)附近的弱化区域(16)，以允许所述塞子(14)从所述出口导管(12)分离。
10.一种用于制备饮料的包袋(100)，包括储存咖啡配料的容器(20)和根据权利要求1-9中任一项所述的装配组件(10)。
11.根据权利要求10所述的包袋(100)，所述包袋呈现大致平面的形状，所述包袋为柔性的且被构造为小袋或小囊，所述包袋在饮料制备期间沿着大致竖直地取向的平面取向，使得所述装配组件(10)在饮料制备期间布置在所述包袋的下侧处。
12.根据权利要求10-11中任一项所述的包袋(100)，其中所述容器(20)由至少在其横向侧上结合在一起的两个柔性片材制成，所述装配组件(10)也结合到所述包袋(100)的剩余开口边缘中的一个，使得所述柔性片材也匹配于所述装配组件(10)上方的可刺穿封盖。
13.根据权利要求12所述的包袋(100)，其中所述两个柔性片材由单一柔性片材对半折叠成两个部分构造成，所述两个部分在其自由边缘处接合以限定所述容器(20)的所述内容积。
14.根据权利要求12所述的包袋(100)，其中所述柔性片材为不渗水的，通过热密封结合在一起，并且由下列材料之一或组合制成：塑性层压体、金属化箔或铝箔或纤维基材料。
15.根据权利要求12所述的包袋(100)，其中所述两个柔性片材在构成所述包袋(100)的容积内的隔室通道(250)的特定区域中结合在一起，所述隔室通道(250)布置成使得它在所述包袋(100)的容积内限定一级室(21)和二级室(22)，所述流体从所述入口室(120)输送到所述一级室，并且所述流体从所述一级室(21)输送到所述二级室，以流经所述咖啡配料并提取所述咖啡饮料。
16.根据权利要求15所述的包袋(100)，还包括布置在所述二级室(22)的侧面中的一个侧面上的流体分配器(24)，所述流体分配器设计成使得离开所述一级室(21)的所述流体通过所述流体分配器(24)进入所述二级室(22)，所述流体分配器均匀地将流体流分配到所述二级室(22)中以使其流经被限制在该二级室中的所述咖啡配料。
17.根据权利要求16所述的包袋(100)，其中所述流体流为热水。
18.根据权利要求16所述的包袋(100)，其中所述流体分配器(24)通过将制成所述容器(20)的柔性片材在特定部分上结合到一起而构造，这些结合的部件构成多个分配器构造元件(240)，允许均匀地将所述流体流分配到所述二级室(22)中。
19.根据权利要求18所述的包袋(100)，其中所述流体分配器(24)的分配和均匀特性是所述分配器构造元件(240)的尺寸和数目的函数，并且也是这些分配器构造元件(240)之间的距离的函数。
20.根据权利要求10-11中任一项所述的包袋(100)，还包括标识装置(30)，所述标识装置包括关于制备所述饮料的过程参数的信息，作为包括在所述包袋中的所述咖啡配料类型的函数，所述过程参数是下列中的至少一者或组合：容纳到所述入口室(120)中的所述流体的温度、流体的总体积和容纳在所述入口室(120)内的流体流。
21.根据权利要求20所述的包袋(100)，其中两套对称地布置的标识装置(30)布置在所述包袋中，以使得所述标识装置(30)中的所述过程参数能够在正反两面被读取。
22.根据权利要求20所述的包袋(100)，其中所述标识装置(30)包括识别装置，所述识别装置是下列中的至少一者或组合：机械代码、光学代码、RFID标签、条形码、磁码、压花代码或LED。
23.根据权利要求22所述的包袋(100)，其中所述识别装置包括布置在所述容器(20)的结合的横向边缘上的多个冲孔。
24.一种用于从根据权利要求10-23中任一项所述的包袋(100)提取咖啡饮料的机器(200)，所述机器(200)包括接纳装置(201)，所述接纳装置适于在饮料制备期间且在所述装配组件(10)布置在所述包袋的底部处的情况下将所述包袋(100)容纳在大致竖直的位置，所述机器(200)还包括注射装置(230)，所述注射装置设计用于容纳所述入口室(120)的容积内的流体。
25.根据权利要求24所述的机器(200)，其中所述注射装置(230)包括流体针，所述流体针设计用于在低于1巴的压力下容纳所述入口室(120)的所述容积内的流体。
26.根据权利要求25所述的机器(200)，其中所述流体针设计用于在低于0.5巴的压力下容纳所述入口室(120)的所述容积内的流体。
27.根据权利要求24-26中任一项所述的机器(200)，其中包袋(100)包括标识装置(30)，所述标识装置包括关于制备所述饮料的过程参数的信息，作为包括在所述包袋中的所述咖啡配料类型的函数，所述过程参数是下列中的至少一者或组合：容纳到所述入口室(120)中的所述流体的温度、流体的总体积和容纳在所述入口室(120)内的流体流，所述机器还包括数据阅读器，所述数据阅读器被构造成从所述包袋(100)中的所述标识装置(30)读取并检索所述过程参数的所述信息。
28.根据权利要求27所述的机器(200)，其中所述数据阅读器包括光发射器设备。
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