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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Portionskapsel mit einem Basiselement, das einen Wandbereich und einen Bodenbereich aufweist.
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Derartige Portionskapseln sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus den Druckschriften
GB 2 397 506 A ,
EP 1 101 430 A1 ,
DE 60 2004 007 881 T2 ,
DE 10 2009 050 537 A1 ,
WO 2010/128028 A1 ,
DE 14 29 932 A ,
WO 2010/112353 A1 ,
WO 2007/042414 A1 ,
WO 2006/111807 A1 ,
WO 2009/092629 A1 und
WO 2006/105884 A1 , hinlänglich bekannt und werden beispielsweise als Kaffee-, Tee- oder Kakaoportionskapseln am Markt angeboten. Diese Portionskapseln weisen einen Hohlraum auf der zumindest teilweise mit einem Getränkerohmaterial beispielsweise mit einem Kaffee-, Tee- oder Kakaopulver oder einem Suppenpulver gefüllt ist und zur Herstellung eines Kaffees, Espressos und dergleichen beispielsweise mit heißem Wasser durchströmt wird. Dabei ist es für manche Konsumenten wichtig, dass sich bei der Herstellung des Getränkes kein Schaum beispielsweise sogenannte Crema bildet.
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Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Portionskapsel zur Verfügung zu stellen, bei der keine Schaumbildung erfolgt.
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Gelöst wird die Aufgabe mit einer Portionskapsel mit einem Basiselement, das einen Wandbereich und einen Bodenbereich aufweist, wobei in dem Basiselement ein Filtergewebe vorgesehen ist, das stoffschlüssig mit einem Einsatz im Basiselement verbunden ist, wobei der Einsatz eine Stützstruktur umfasst, welche zur Abstützung des Filtergewebes vorgesehen ist, wobei die Stützstruktur eine sich im Wesentlichen parallel zum Bodenbereich durch das Basiselement erstreckende Balken- und/oder Gitterstruktur umfasst, wobei der Bodenbereich eine vorgefertigte Ausnehmung aufweist, die vor der Herstellung des Getränkes verschlossen ist, wobei die Portionskapsel eine das Basiselement verschließende Membran aufweist, wobei das Filtergewebe zwischen der Stützstruktur und der Membran angeordnet ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Portionskapsel zur Herstellung eines Getränkes, welche einen Hohlraum aufweist, in dem ein Getränkerohmaterial vorgesehen ist. Eine derartige Portionskapsel wird beispielsweise aus Kunststoff, einem Naturstoff und/oder einem biologisch abbaubaren Werkstoff hergestellt und weist ein Basiselement insbesondere ein tiefgezogenes Basiselement auf, das vorzugsweise im Wesentlichen kegelstumpfförmig oder zylindrisch geformt ist. In den Hohlraum dieser Portionskapsel wird das Getränkerohmaterial, das beispielsweise extrahiert und/oder aufgelöst wird, eingefüllt. Gegebenenfalls weist die Portionskapsel noch einen Einsatz auf, der besonders bevorzugt ebenfalls in dem Basiselement angeordnet wird. Erfindungsgemäß wird das Basiselement nach dem Einführen des Getränkematerials und/oder dem Einsatz mit einer Membran, beispielsweise einer Deckelfolie, verschlossen. Dafür weist das Basiselement vorzugsweise einen Rand mit einer Befestigungsebene auf, an der die Membran befestigt, vorzugsweise geklebt und/oder gesiegelt ist.
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Erfindungsgemäß ist nun in dem Basiselement ein Filtergewebe vorgesehen, mit dem verhindert wird, dass zu große Partikel des Getränkerohmaterials in das herzustellende Getränk gelangen. Dieses Filtergewebe ist stoffschlüssig mit einem Einsatz, der ebenfalls in dem Basiselement vorgesehen wird, verbunden. In einer optionalen Ausführungsform kann das Filtergewebe zusätzlich auch mit dem Wandbereich verbunden sein.
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Vorzugsweise wird das Filtergewebe an den Einsatz gesiegelt. Vorzugsweise erfolgt das Siegeln mittels Ultraschall.
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Offenbart wird, dass der Wandbereich einen Absatz aufweist, der als Verbindungsfläche, insbesondere Siegelfläche, für das Filtergewebe dient. Dieser Absatz ist vorzugsweise parallel zu dem Randbereich, an dem die Membran oder Deckelfolie der erfindungsgemäßen Portionskapsel vorgesehen wird, ausgerichtet.
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Vorzugsweise wird das Filtergewebe mit einem Garn hergestellt, dessen Oberfläche glatt und gleichmäßig ist und/oder das einen gleichmäßigen, insbesondere runden Garndurchmesser aufweist. Dadurch wird insbesondere verhindert, dass sich Luft mit dem herzustellenden Getränk vermischt und sich dadurch Schaum bildet. Das Filtergewebe ist vorzugsweise gewebt. Es kann aber auch, beispielsweise mit einen Laser, ausgeschnitten oder gestanzt, insbesondere kaltgestanzt sein. Das Garn kann an seinen Kreuzungsstellen stoffschlüssig verbunden sein.
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Weiterhin bevorzugt handelt es sich bei dem Filtergewebe um ein sogenanntes offenmaschiges Produktionsgewebe, das besonders bevorzugt aus Monofilen hergestellt ist. Vorzugsweise beträgt die Maschenweite des Gewebes zwischen 100 und 500 µm, vorzugsweise zwischen 300 und 400 µm und besonders bevorzugt im Wesentlichen 350 µm.
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Das Gewebe wird vorzugsweise aus einem Material hergestellt oder weist eine Materialkomponente auf, die durch Siegeln mit einem Einsatz in dem Basiselement verbindbar ist. Vorzugsweise weisen das Gewebe und der Einsatz jeweils mindestens eine identische Materialkomponente auf.
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Beispielsweise besteht das Gewebe aus Polypropylen oder weist eine Polypronpropylenkomponente auf.
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Erfindungsgemäß weist der Boden eine vorgefertigte Ausnehmung auf, die vor der Herstellung des Getränkes beispielsweise durch einen Stopfen verschlossen ist. Dieser Stopfen wird beispielsweise von dem Kaffeeautomaten aus der Ausnehmung entfernt, während die erfindungsgemäße Portionskapsel in die Brühkammer eingeführt oder diese verschlossen wird. Der Stopfen ist beispielsweise aus Aluminium gefertigt.
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Erfindungsgemäß umfasst der Einsatz eine Stützstruktur, welche zur Abstützung des Filtergewebes vorgesehen ist, wobei die Stützstruktur eine sich im Wesentlichen parallel zum Bodenbereich durch das Basiselement erstreckende Balken- und/oder Gitterstruktur umfasst, an welcher sich das Filtergewebe bei einer maximalen Beanspruchung durch den hindurchfließenden Getränkeextrakt insbesondere abstützen kann. Auf diese Weise wird ein Zerreißen des Filtergewebes infolge einer Überbeanspruchung verhindert. In vorteilhafter Weise wird auch die Stabilität der Portionskapsel durch die Stützstruktur erhöht, so dass während des Extraktionsvorgangs eine bessere Abdichtung zwischen der Außenfläche des Basiselements und einer entsprechenden Brühkammer erzielt wird.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Portionskapsel eine das Basiselement verschließende Membran aufweist, wobei das Filtergewebe im Wesentlichen zwischen der Stützstruktur und der Membran angeordnet ist.
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Ein weitere bevorzugte Ausführungsform oder ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Portionskapsel mit einem Basiselement, das einen Wandbereich und einen Bodenbereich aufweist, wobei in dem Basiselement ein Filtergewebe vorgesehen ist, welches wenigstens ein erstes und ein zweites Filtergewebe umfasst. In vorteilhafter Weise wird hierdurch einerseits verhindert, dass große Getränkepartikel aus der Portionskapsel herausgespült werden, und andererseits wird sichergestellt, dass sich keine Crema bzw. kein Schaum bildet. Durch die Verwendung zweier Filtergewebe (dem ersten und dem zweiten Filtergewebe), anstelle nur eines einzigen Filtergewebes bildet sich während des Extraktionsvorgangs in vorteilhafter Weise noch weniger Schaum.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Einsatz zumindest teilweise und insbesondere die Stützstruktur zwischen dem ersten und dem zweiten Filtergewebe angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine vergleichsweise effiziente Abstützung der beiden Filtergewebe durch die Stützstruktur gewährleistet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste und das zweite Filtergewebe senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung des Bodenbereichs zumindest teilweise voneinander beabstandet sind. In vorteilhafter Weise sammeln sich hierdurch die Luftbläschen, welche üblicherweise zur Schaumbildung führen, zwischen dem ersten und dem zweiten Filtergewebe an. Die Extraktionsflüssigkeit, welche anschließend das zweite Filtergewebe durchfließt, wird somit von den zwischen dem ersten und zweiten Filtergewebe verweilenden Luftbläschen getrennt, so dass eine Schaumbildung hocheffizient unterbunden wird. Vorzugsweise sind das erste und das zweite Filtergewebe jeweils im Randbereich mit dem Einsatz verschweißt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Filtergewebe ferner ein drittes Filtergewebe umfasst, wobei das erste und dritte Filtergewebe zwischen dem Einsatz, insbesondere der Stützstruktur und der Membran angeordnet sind und wobei das zweite Filtergewebe zwischen dem Einsatz, insbesondere der Stützstruktur und dem Bodenbereich angeordnet ist.
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Das erste, zweite und/oder dritte Filtergewebe sind vorzugsweise im Wesentlichen identisch ausgebildet und sind dabei jeweils aus Polypropylen-Fäden mit einer Fadenstärke zwischen 200 und 400 Mikrometer, bevorzugt zwischen 240 und 300 Mikrometer und besonders bevorzugt von im Wesentlichen 270 Mikrometer gefertigt. Insbesondere weisen sie jeweils eine mittlere maximale Maschenweite zwischen 300 und 400 Mikrometer, bevorzugt zwischen 320 und 370 Mikrometer und besonders bevorzugt von im Wesentlichen 350 Mikrometer auf. Die Maschenanzahl beträgt (in linearer Richtung) insbesondere zwischen 14 und 20 Maschen pro Zentimeter, bevorzugt zwischen 15,5 und 16,9 Maschen pro Zentimeter und besonders bevorzugt von im Wesentlichen 16,2 Maschen pro Zentimeter. Der Anteil an der Filteröffnungen pro Filterfläche (d.h. Anteil der offenen Flächen, durch welche die Extraktionsflüssigkeit durchtreten kann, zur geschlossenen Fläche, durch welche keine Extraktionsflüssigkeit durchtreten kann) beträgt vorzugsweise zwischen 25 und 40 Prozent, besonders bevorzugt zwischen 30 und 34 Prozent und ganz besonders bevorzugt von im Wesentlichen 32 Prozent. Das erste, zweite und/oder dritte Filtergewebe sind jeweils um ca. 45 Grad zueinander verdreht positioniert. Das erste und zweite Filtergewebe und/oder das erste und dritte Filtergewebe haben jeweils einen Abstand zueinander, welcher bevorzugt zwischen 0,2 und 2 Millimeter und besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 1,6 Millimeter und ganz besonders bevorzugt bei im wesentlichen 1,0 Millimeter liegt. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Abstand zwischen dem ersten und dritten Filtergewebe als zwischen dem ersten und zweiten Filtergewebe ist. Das erste und dritte Filtergewebe liegen besonders bevorzugt unmittelbar aufeinander auf. Die Gesamtdicke aus erstem, zweitem und drittem Filtergewebe, sowie aus dem Einsatz zusammen mit der Stützstruktur umfasst bevorzugt zwischen 30 bis 70 Mikrometer, besonders bevorzugt zwischen 50 und 53 Mikrometer und besonders bevorzugt im Wesentlichen 51,5 Mikrometer.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der 1-4 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
- 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Portionskapsel.
- 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Portionskapsel.
- 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Portionskapsel.
- 4a - 4c zeigen weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Portionskapsel.
- 5 zeigt eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Portionskapsel.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Portionskapsel. Diese weist ein Basiselement 4 mit einem Wandbereich 2 und einem Bodenbereich 3 auf. An ihrem dem Boden abgewandten Ende weist die erfindungsgemäße Portionskapsel einen Siegelrand 9 auf. Das Basiselement 4 wird von einer Deckelfolie 8 verschlossen, nachdem eine Getränkesubstanz in den Hohlraum des Basiselementes 4 eingefüllt worden ist. Dies erfolgt vorzugsweise indem die Deckelfolie an den Siegelrand geschweißt wird. Vorzugsweise ist in die Seitenwand 2 ein Absatz 11 eingeformt, der für ein Filtergewebe 6, das sich im Wesentlichen über den gesamten Durchmesser des Basiselementes erstreckt, als Verbindungsfläche, insbesondere als Siegelfläche, dient. Das Filtergewebe wird, wie durch den Pfeil angedeutet, an dem Absatz 11 mittels eines Siegelkopfes, vorzugsweise einem mit Ultraschall ausgestatten Siegelkopf, angeschweißt. Danach wird der Raum oberhalb des Gewebes mit der Getränkesubstanz befüllt und mit der Deckelfolie verschlossen. Die Kapsel wird, wie ebenfalls durch den Pfeil dargestellt, von oben nach unten durchströmt. Nachdem die Flüssigkeit durch das Filtergewebe geströmt ist, verlässt sie die Portionskapsel durch eine im Bodenbereich 3 vorgesehene vorgestanzte Öffnung 7, die vorzugsweise mit einem Stöpsel verschlossen ist. Das Filtergewebe verhindert, dass zu große Partikel des Getränkematerials in das herzustellende Getränk gelangen.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Portionskapsel, wobei im Wesentlichen auf die Ausführungen gemäß 1 Bezug genommen werden kann. In dem vorliegenden Fall weist die Portionskapsel einen Einsatz 10 auf, an dem das Filtergewebe 6 befestigt, vorzugsweise gesiegelt ist.
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3 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Portionskapsel 1, welche im Wesentlichen gleich der in 1 illustrierten ersten Ausführungsform ist, wobei der Einsatz 10 hier eine Stützstruktur 10' umfasst, welche sich parallel zur Haupterstreckungsebene des Bodenbereichs 3 erstreckt. Die Stützstruktur 10' umfasst eine Balkenstruktur, auf welcher sich das Filtergewebe 6 abstützen kann. Das Filtergewebe 6 umfasst in der dritten Ausführungsform zwei getrennte Filtergewebe, ein zwischen der Stützstruktur 10' und der Membran 8 angeordnetes erstes Filtergewebe 6' und ein zwischen der Stützstruktur 10' und dem Bodenbereich 3 angeordnetes zweites Filtergewebe 6''. Das erste und das zweite Filtergewebe 6', 6'' sind entlang einer zur Haupterstreckungsebene senkrechten Richtung 100 voneinander beabstandet. Der Abstand 101 zwischen dem ersten und zweiten Filtergewebe 6', 6'' umfasst in einer Ausgangslage (ohne Belastung durch Extraktionsflüssigkeit) wenigstens 0,5 mm, bevorzugt wenigstens 1 mm und besonders bevorzugt wenigstens 2 mm. Die Stützstruktur 10' ist vorliegend entlang der Richtung 100 zwischen dem ersten und dem zweiten Filtergewebe 6', 6'' angeordnet. Die Stützstruktur 10' ist insbesondere ein Teil des Einsatzes 10 und daher einstückig mit dem Einsatz 10 verbunden. Der Einsatz 10 liegt auf dem Absatz 11 des Basiselements 2 auf oder ist mit dem Absatz 11 verschweißt, beispielsweise mittels einer Ultraschallschweißverbindung.
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4a - 4c zeigen weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Portionskapsel 1, wobei die weiteren Ausführungsformen im Wesentlichen der in 3 illustrierten dritten Ausführungsform gleicht, wobei lediglich die Stützstruktur 10' jeweils unterschiedlich ausgebildet sind. In den 4a bis 4c ist die Portionskapsel 1 jeweils in einer von oben dargestellten schematischen Aufsichtsdarstellung illustriert, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit die Membran 8 nicht gezeigt ist. In den 4a und 4b umfasst die Stützstruktur 10' jeweils eine Balkenstruktur. In 4c umfasst die Stützstruktur 10' eine Gitterstruktur. Das erste und/oder zweite Filtergewebe 6', 6'' ist vorzugsweise mit dem Einsatz 10 und insbesondere mit der Stützstruktur verschweißt. Das Filtergewebe umfasst vorzugsweise ein 350er Polypropylen-Gewebe.
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5 zeigt eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Portionskapsel 1, wobei hier das Filtergewebe 6 ferner ein drittes Filtergewebe 6‘‘‘ umfasst, wobei das erste und dritte Filtergewebe 6', 6''' zwischen der Stützstruktur 10' und der Membran 8 angeordnet sind und wobei das zweite Filtergewebe 6'' zwischen der Stützstruktur 10' und dem Bodenbereich 3 angeordnet ist. Das erste, zweite und dritte Filtergewebe 6', 6'', 6''' sind im Wesentlichen identisch ausgebildet und jeweils aus Polypropylen-Fäden mit einer Fadenstärke von im Wesentlichen 270 Mikrometer gefertigt. Sie weisen dabei eine mittlere maximale Maschenweite von im Wesentlichen 350 Mikrometer auf. Der Anteil an der Filteröffnungen pro Filterfläche (d.h. Anteil der offenen Flächen, durch welche die Extraktionsflüssigkeit durchtreten kann, zur geschlossenen Fläche, durch welche keine Extraktionsflüssigkeit durchtreten kann) beträgt im Wesentlichen 32 Prozent. Das erste, zweite und dritte Filtergewebe 6', 6'', 6''' sind jeweils um ca. 45 Grad zueinander verdreht positioniert. Das erste und zweite Filtergewebe 6', 6'', sowie das erste und dritte Filtergewebe 6', 6''' haben einen Abstand zueinander, welcher zwischen 0,5 und 1 Millimeter liegt. Die Gesamtdicke 101' aus erstem, zweitem und drittem Filtergewebe 6', 6'', 6''', sowie aus dem Einsatz 10 zusammen mit der Stützstruktur 10' umfasst im Wesentlichen 51,5 Mikrometer.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Portionskapsel
- 2
- Wandbereich
- 3
- Bodenbereich
- 4
- Basiselement
- 5
- Verbindungsfläche, Siegelfläche
- 6
- Filtergewebe
- 6'
- Erstes Filtergewebe
- 6''
- Zweites Filtergewebe
- 6'''
- Drittes Filtergewebe
- 7
- Ausnehmung im Bodenbereich
- 8
- Membran, Deckelfolie
- 9
- Siegelrand
- 10
- Einsatz
- 10'
- Stützstruktur
- 11
- Absatz
- 101
- Abstand zwischen dem ersten und zweiten Filtergewebe
- 101'
- Gesamtdicke
