JP6449931B2 - ポーションカプセルおよびポーションカプセルを用いて飲料を製造する方法 - Google Patents
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Description
例として、欧州特許第1792850B1号明細書、欧州特許出願公開第1344722A1号明細書、および、米国特許出願公開第2003/0172813A1号明細書は、コーヒーおよびエスプレッソを調製するにこの汎用型のポーションカプセルを開示している。
通常、ポーションカプセルは、カバーフィルムまたはカバーフォイルがシール接合または接着接合されるカラー縁部を有する開かれた充填側と、閉鎖したカプセル底部とを有し、例えば、カプセル底部に支持されたフィルタ要素が飲料基体とカプセル底部との間に配置されている。
これらフィルタ要素は、熱可塑性物質から射出成形されるか、または、プラスチックフィルムから熱成形もしくは打抜きされている。
抽出室の閉鎖プロセスの後または間、ポーションカプセルは、その閉鎖底部側で抽出室に配置された穴あけマンドレルのような流出要素および/または開口形成手段によって、その閉鎖底部側で開口され、または、流出要素および/または開口形成手段が、カプセル底部に既に存在する開口を貫通する。
抽出室が密閉された後、閉鎖フィルムまたはフォイルによって閉鎖されたポーションカプセルの充填側が、少なくとも1つの穿刺手段によって穴あけされる。
次に、調製液体、好ましくは熱湯が、圧力下にポーションカプセルに送り込まれる。
調製液体は、飲料基体を通って流れ、飲料の製造に必要な物質を飲料基体から抽出および/または溶解する。
例えば、エスプレッソを調製するには、エッセンシャルオイルを抽出するために、最大20バールの抽出水圧がコーヒー粉末に作用する。
さらに、この圧力は、コーヒー粉末とカプセル底部の間に位置し且つ穿刺されたカプセル流出口の前に位置するフィルタ要素にも作用する。
準備された飲料は、流出要素および/または開口形成手段に沿って流れ、抽出室から、例えば、カップまたはマグのような収集要素に流れ込むのが好ましい。
結果として、ポーションカプセルは、同量の飲料基体を考えるとより小さくすることができ、および/または、飲料基体の量を増大することができる。
フィルタ要素自体は、より単純な形状を有することができる。
飲料の質に悪影響を及ぼすことなくフィルタ要素をカプセル底部に対して移動できることは非常に意外であり、また、予期しないことだった。
飲料製造装置は、より広い公差で製造可能である。
例えば、開口形成マンドレルは、より長く設計可能であり、その結果、熱湯がポーションカプセルに入る前に、ポーションカプセルが完全に開口されることが保証される。
飲料を製造するためのこのようなポーションカプセルは、円錐台または円筒の形状であるのが好ましく、例えば、熱成形されたプラスチックフィルム、または、プラスチック射出成形加工を用いて製造される。
通常、ポーションカプセルは、カバーフィルムまたはカバーフォイルがシール接合または接着接合されるカラー縁部を有する開かれた充填側と、一般に円筒または円錐台の形状で提供される側壁と、カプセル底部とを有し、カプセル底部に好ましくは支持されたフィルタ要素が飲料基体とカプセル底部との間に配置されている。
しかしながら、フィルタ要素は、当業者に知られている他の任意の所望の材料からも製造可能である。
例として、紙または紙状材料あるいは天然材料が挙げられる。
フィルタ要素は、強化リブおよび/または液体を案内するための流路を有することができる。
フィルタ要素は、その中央領域に有底の穴を有し、その有底の穴に、流出要素および/または開口形成手段がフィルタ要素と接触する前に挿入され、プロセスの間、フィルタ要素をカプセル本体に対して移動する。
さらに、フィルタ要素は、飲料基体が保持されるが抽出液体は流れる少なくとも1つのフィルタ領域を有している。この例は、多数の穴を有するフィルタ領域であり、穴の断面は、飲料基体の粒子が通過できないかかなりの程度まで通過できないが、熱湯のような抽出媒体は流れるように選択される。
フィルタ要素は、抽出媒体が流れない中央領域を有することができる。
この抽出媒体が流れない中央領域は、例えば、流出要素または開口形成要素が進入する領域の上に位置付け可能である。
また、この中央領域は、フィルタ要素の残りの部分と異なる材料から製造可能であり、および/または、異なる材料厚さを有することができる。
この中央領域は、例えば、フィルタ要素の残りの部分よりも高い弾性度を有することができる。
この中央領域は、有底に穴あけされるとき、少なくとも一時的に、可塑的または弾性的に変形される。
フィルタ要素は、平坦であることができる。
例えば、フィルタ要素は、その縁部領域だけカプセル底部に載ることができ、および/または、縁部領域だけポーションカプセルの側壁に接続可能である。
すなわち、調製器具の流出要素および/または開口形成手段が、飲料を製造する前または間に、少なくとも一時的にフィルタ要素と接触し、および、プロセス中に、フィルタ要素をカプセル本体に対して移動するように提供される。
抽出室の閉鎖プロセスの後または間に、ポーションカプセルは、その閉鎖したカプセル底部側で抽出室に配置された流出要素および/または開口形成手段によって、その閉鎖したカプセル底部側で好ましくは開口され、または、流出要素および/または開口形成手段が、カプセル底部に既に存在する開口を貫通する。
抽出室の閉鎖プロセス中に、流出要素および/または開口形成手段は、フィルタ要素と接触し、フィルタ要素をポーションカプセルに対して移動する。
抽出室が密閉された後に、閉鎖フィルムまたはフォイルによって閉鎖されたポーションカプセルの充填側が、少なくとも1つの穿刺手段によって穴あけされる。
次に、調製液体、好ましくは、熱湯が、圧力下にポーションカプセルに送り込まれる。
調製液体は、飲料基体を通って流れ、飲料の製造に必要な物質を飲料基体から抽出および/または溶解する。
例えば、エスプレッソを調製するには、エッセンシャルオイルを抽出するために、最大20バールの抽出水圧がコーヒー粉末に作用する。
さらに、この圧力は、コーヒー粉末とカプセル底部との間に位置し、且つ、穿刺されたカプセル流出口の前に位置するフィルタ要素にも作用する。
準備された飲料は、流出要素および/または開口形成手段に沿って流れるのが好ましく、抽出室から、例えば、マグカップのような収集要素に流れ込む。
つまり、ポーションカプセルに含有される飲料粉末または食品粉末、例えば、コーヒー粉末、スープ粉末または茶が、抽出プロセス前、実質的に香りを通さない方法で周囲環境から密封される。
しかしながら、ポーションカプセルは、気密式に密閉されなくてもよく、むしろ、使用前、気密式に密閉された容器中に提供可能であり、例えば、その後、この気密式に密閉された容器が手で開けられる。
カプセル本体は、充填側に、カバーフィルムまたはフォイルがシール接合または接着接合されるカラー縁部を有しているのが好ましい。
代わりに、カプセル本体およびカプセルカバーを機械的な方法で互いに接続することが実行可能である。
ポーションカプセルのカプセル底部は、好ましくは閉鎖され、好ましくは、流出開口を形成するために流出要素および/または開口形成手段によって抽出室で最初に穿孔され、前記流出要素および/または開口形成手段は、カプセル底部に外側から作用する。
しかしながら、別の実行可能な代替策としては、カプセル底部に工場で予め流出開口を設けることができ、この流出開口は、密閉フィルムまたはフォイルを用いて密閉されるのが好ましい。
密閉フィルムまたはフォイルは、その後、例えば、穿孔手段を用いて穿孔可能であり、または、手でカプセル底部から剥がすことができる。
密閉フィルムまたはフォイルは、少なくとも1つのバリヤ層、例えば、金属層、特に、アルミニウム層を有するプラスチックフィルムであるのが好ましい。
プラスチックフィルムは、プラスチックフィルムを比較的簡単にカプセル底部から除去できるように、ポーションカプセルに面する側に「剥離層」を有しているのが好ましい。
流出開口は、準備された飲料が流れ出るとき、認識できる圧力損失を示さない程度に、特に、準備された飲料の認識できる過流がない程度に大きいと特に好ましい。
準備された飲料の認識できる過流によって、空気が飲料に導入される可能性がある、従って泡の形成が発生する可能性がある。
ポーションカプセルの製造コストは、かなり低減される。
フィルタ要素が、ポーションカプセルにただ遊離式に単に導入されるためである。
フィルタ要素は、飲料物質によって固定されるのが好ましく、飲料物質は、ポーションカプセルが充填されているとき、フィルタ要素上に配置されてフィルタ要素をしっかり保持する。
特に、穿孔の領域にまたはカプセル底部の流出開口の領域に単に配置されることがフィルタ要素にとって十分である。
これにより、フィルタ要素が滑ることが防止される。
この取付けは、超音波溶接によって実行されるのが好ましい。
これにより、フィルタ要素が滑ることが防止され、また、カプセル本体とフィルタ要素との間のシール接合効果が増大され、同時に、フィルタ要素を持ち上げることが可能になる。
突起は、穿孔手段を収容する働きをするのに有利である。
カプセル底部は、脆弱線に沿って低減された材料厚さを有するのが好ましく、および/または、脆弱線に沿って穿孔される。
カプセル底部の穿孔は、予め定められた破壊点を実装することによって有利に支援される。
これは、カプセル底部を穿孔するために先鋭度の低い穿孔スパイクを使用でき、フィルタ要素が穿孔スパイクによって持ち上げられるときフィルタ要素の損傷の危険性が低下するという利点を有している。
特に、この際、平滑な穿孔手段が、カプセル底部を穿孔するのに十分である。
この場合、外部の穿孔手段によるカプセル底部の穿孔は、不要である。
ポーションカプセルが抽出室に導入される前、フィルムまたはフォイルは、剥離タブを用いてカプセル底部から簡単に剥がされ、抽出プロセスを開始することができる。
この実施形態は、飲料液体が高圧下に流出開口から流れ出ず、従って、泡(「クレマ」)の形成が、特に、アメリカーノまたは茶を製造するとき、抑制されるという利点を有している。
図は、例示であり、本発明の一般概念を制限しない。
記載は、本発明の全ての主題に同程度に適用される。
ポーションカプセル1は、円錐台型のカプセル本体2を含み、カプセル本体2は、閉鎖するカプセル底部3を有するとともにカプセル本体2の充填側4に配置されたカラー縁部5を有し、このカラー縁部5にカバーフィルムまたはフォイル6がシール接合または接着接合される。
従って、好ましくは、空気かつ香りを通さない方法で密閉された空洞100が、カプセル底部3とカバーフィルムまたはフォイル6との間に形成され、この空洞100は、粉末または粒状の飲料基体101で充填される。
この場合、飲料基体101は、例えば、コーヒー、ココア、茶および/またはミルクパウダー(または粒)を含む。
プラスチック材料を含む剛性のフィルタ要素7が、閉鎖するカプセル底部3の内側3a、すなわち、空洞100の内部に配置されている。
フィルタ要素7は、カプセル底部3の内側3aに遊離式に配置されるか、しっかりと、すなわち、好ましくは、粘着式に、カプセル底部3の内側3aに接続されている。
第2実施形態において、フィルタ要素7は、カプセル底部3に、特に、カプセル底部3の縁部領域3’においてのみ粘着式に取り付けられている。
提示の例では、フィルタ要素7は、少なくとも部分的に剛性の設計である。
フィルタ要素7は、例えば、成形、射出成形、熱成形および/または打抜き部品である。
抽出室8は、第1抽出室要素9と第2抽出室要素10とから構成され、第1抽出室要素9は、ポーションカプセル1が第2抽出室要素10に対して移動できるように、またはその逆の移動ができるように、ポーションカプセル1を導入するために設けられている。
抽出室要素9と第2抽出室要素10との間には、シール11が配置されている。
第1抽出室要素9は、ポーションカプセル1のカバーフィルムまたはカバーフォイル6を開口するための穿刺要素13a、13bを備える閉鎖用ピストン12と、調製液体供給手段14と、シール11とから実質的に構成されている。
第2抽出室要素10は、抽出室鐘状部15と、飲料排出手段18とから実質的に構成され、抽出室鐘状部15は、ポーションカプセル1を部分的に囲み、抽出室鐘状部15の底部に配置された排出溝17を設けた開口形成マンドレル16を有している。
ポーションカプセル1を収容するために、抽出室8は、第1抽出室要素9と第2抽出室要素10とが互いに離間されポーションカプセル1を確実に供給できるようにした開状態(図示せず)と、ポーションカプセル1を使用して飲料を製造する調製プロセスを実行できる図示された閉状態とをとる。
閉状態では、抽出室8は、圧密式に密閉される。
抽出室8が開状態から図示された閉状態に移されると、穿刺要素13a、13bがカバーフィルムまたはカバーフォイル6を貫通し、抽出用の熱湯からなる調製液体が圧力下に調製液体供給手段14を通過してポーションカプセル1の空洞100に入る。
さらに、抽出室8が閉鎖されると、カプセル底部3は、開口形成マンドレル16の形態をとる流出要素および/または開口要素によって穿孔され、流出開口107が、ポーションカプセル1に形成され、製造された飲料液体がその流出開口107を通ってポーションカプセル1から飲料排出手段18の方向に流れ出ることが可能となる。
飲料液体の送出を補助するために、開口形成マンドレル16のケーシング面に排出溝17が設けられている。
図中、第2抽出室要素10の開口形成マンドレル16が、抽出室8に含まれるポーションカプセル1の底部3を貫き、穿刺点の上に位置付けられたフィルタ要素7は、開口形成マンドレル16の穿刺スパイク19によってわずかに***され、穿刺スパイク19は、フィルタ要素7に有底の穴をあけるが、前記穿刺スパイク19は、フィルタ要素7を貫通しない。
カプセル底部3は、選択的に、カプセル底部3が開口形成マンドレル16によって穿孔されるその中心点106に、予め決定された破壊点104を有し、従って、比較的平滑な開口形成マンドレル16が、カプセル底部3を穿孔するのに十分である。
ポーションカプセル1の中で、この液体は、飲料基体101を通って流れ、飲料を製造するのに必要な物質を、飲料基体101から抽出および/または溶解する。
飲料基体101中の液体の流れは、参照符号22で示されている。
結果として得られた飲料は、その後、飲料基体101とカプセル底部3との間に配置されたフィルタ要素7を通って流れる。
これにより、飲料基体101の成分が、開口形成マンドレル16によってカプセル底部3に形成された開口を介して、および、開口形成マンドレル16の排出溝17を介して、飲料に粒子または粉末の形態でカップまたはポットのような収集容器に入ることが防止される。
図3aは、開始位置にあるポーションカプセル1を示す一方、図3bは、ポーションカプセル1を、ポーションカプセル1が穿孔手段16で穿孔された状態で示す(ポーションカプセル1は、図3b中それ以上示されない抽出室8に配置されている)。
穿孔手段16がポーションカプセル1を貫通すると、この場合、フィルタ要素7が、その中央領域7’’に穴をあけられるが、穿孔手段16は、フィルタ要素7を貫かない。
同時に、フィルタ要素7は、特定の範囲までカプセル本体2に対して移動させることができる。
この場合、フィルタ要素7は、剛性の設計であり、穿孔手段16によって穴をあけられるだけでなく、穿孔手段16は、フィルタ要素7を貫く。
カプセル底部3が穿孔手段16で穿孔されるか、穿孔手段16がカプセル底部3に既に存在する開口を通過すると、フィルタ要素7は、穿孔手段16によってカプセル底部3から持ち上げられる。
プロセスの間、フィルタ要素7は、有底の穴をあけられるが、貫かれないのが好ましい。
この図は、任意選択の予め決められた破壊点104を示し、破壊点104は、3本の脆弱線105を含み、脆弱線105は、星の形状に配置され、カプセル底部3の中心点106の周りに放射方向に配置されている。
カプセル底部3は、低減された材料厚さを有し、および/または、カプセル底部3は、抽出室8内での穿孔を補助するために脆弱線105に沿って予め穿孔されている。
予め穿孔されたカプセル底部3の場合でも、比較的長い期間にわたり飲料基体101の香りを保持するために、カプセル底部3は、フィルムまたはフォイル108で封じられるのが好ましく、フィルムまたはフォイル108は、少なくとも予め決定された破壊点104の領域において手で穿孔または剥がすことができる。
このため、フィルムまたはフォイル108は、例えば、カプセル底部3の外側にくっつき、カプセル底部3にくっつかない剥離タブ109が設けられ、剥離タブ109でフィルムまたはフォイル108を手で剥がすことができる。
カプセル底部3の穿孔の形態である脆弱線105の実施形態、およびまたは、フィルムまたはフォイル108の実施形態が、図6bに示されている。
第6実施形態は、図1に示す第1実施形態に実質的に類似しており、第6実施形態のポーションカプセル1は、カプセル底部3に流出開口107が設けられ、この流出開口107は、開始位置においてフィルムまたはフォイル108で封じられている。
従って、ポーションカプセル1は、予め決定された破壊点を持たない。
この場合、フィルムまたはフォイル108が、手でフィルムまたはフォイル108を剥がすための剥離タブ109を有している。
カプセル底部3は、外部の穿孔手段16を用いて穿孔されない。
代わりに、ポーションカプセル1が抽出室8に導入される前に、フィルムまたはフォイル108は、剥離タブ109によってカプセル底部3から単に剥がされ、その後に、抽出プロセスを、直接およびカプセル底部3の穿孔なしに開始することができる。
このフィルタ要素7は、フィルタ領域7’を有し、フィルタ領域7’は、提示の例では、多数の穴を有し、穴の断面は、フィルタ要素7が抽出液体の通過を許容するが基質粒子を保持するように選択される。
フィルタ要素7は、その中央領域7’’に、穴のない領域を有し、すなわち、その穴のない領中央域を通って、抽出液体は流れない。
この穴のない中央領域7’’は、フィルタ要素7の残りの部分と異なる材料から、具体的には、異なるプラスチック材料から形成可能である。
さらに、穴のない中央領域7’’は、フィルタ要素7の残りの部分と異なる、具体的には、より低い材料厚さを有することができる。
特に、中央領域7’’は、フィルタ要素7の残りの部分より高い弾性度を有している。
2 ・・・カプセル本体
3 ・・・カプセル底部
3a ・・・カプセル底部の内側
3’ ・・・カプセル底部の縁部領域
4 ・・・充填側
5 ・・・カラー縁部
6 ・・・カバーフィルムまたはフォイル
7 ・・・フィルタ要素
7’ ・・・フィルタ要素のフィルタ領域
7’’ ・・・フィルタ要素の中央領域
8 ・・・抽出室
9 ・・・第1の抽出室要素
10 ・・・第2の抽出室要素
11 ・・・シール
12 ・・・閉鎖用ピストン
13a ・・・穿刺要素
13b ・・・穿刺要素
14 ・・・調製液体供給手段
15 ・・・抽出室鐘状部
16 ・・・流出要素、開口形成マンドレル、穿孔手段
17 ・・・排出溝
18 ・・・排出手段
19 ・・・穿刺スパイク
20 ・・・凹部
21 ・・・突起
22 ・・・調製液体流
23 ・・・抽出室鐘状部底部
100 ・・・空洞
101 ・・・飲料基体
102 ・・・側壁
104 ・・・予め定められた破壊点
105 ・・・脆弱線
106 ・・・中心点
107 ・・・流出開口
108 ・・・フィルムまたはフォイル
109 ・・・剥離タブ
Claims (11)
- カプセル底部(3)と充填側(4)とを備えたカプセル本体(2)を有し、粉末または粒状の飲料基体(101)を収容するための空洞(100)が前記カプセル底部(3)と充填側(4)との間に形成され、フィルタ要素(7)が前記飲料基体(101)とカプセル底部(3)との間に配置され、前記飲料が製造されているとき流出要素および/または開口形成手段(16)が前記カプセル底部(3)を貫いて空洞(100)内に突出する、飲料を製造するためのポーションカプセル(1)において、
前記フィルタ要素(7)が、プラスチックフィルムから熱成形された成形部品または射出成形部品からなる平坦かつ剛性を有して前記カプセル底部(3)の領域上または領域内に設けられ、
前記フィルタ要素(7)が、前記流出要素および/または開口形成手段(16)に対向して位置付けられて抽出液体が流れない中央領域(7’’)と前記抽出液体が流れるが前記飲料基体(101)を保持する多数の穴を有するフィルタ領域(7’)とを有し、
前記ポーションカプセル(1)が前記飲料基体(101)で充填されたときに、前記フィルタ要素(7)が、前記フィルタ要素(7)上に配置された飲料基体(101)によって固定され、
前記流出要素および/または開口形成手段(16)が、前記フィルタ要素(7)に有底の穴を開けるが前記フィルタ要素(7)を貫かずに、前記フィルタ要素(7)をカプセル本体(2)に対して移動させることを特徴とする、ポーションカプセル(1)。 - 前記フィルタ要素(7)が、前記カプセル底部(3)またはカプセル本体(2)の側壁(102)に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載のポーションカプセル(1)。
- 前記カプセル底部(3)またはカプセル本体(2)の側壁(102)への接続が、噛み合い式、圧力嵌めおよび/または粘着性であることを特徴とする、請求項2に記載のポーションカプセル(1)。
- 前記フィルタ要素(7)が、前記カプセル底部(3)の縁部領域(3’)においてカプセル底部(3)に、および/または、前記フィルタ要素(7)の縁部領域(7’)において側壁領域(102)に取り付けられることを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のポーションカプセル(1)。
- 前記フィルタ要素(7)が、前記空洞(100)内に配置され、前記カプセル底部(3)の充填側(4)に面する側にあることを特徴とする、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のポーションカプセル(1)。
- 前記フィルタ要素(7)が、前記カプセル底部(3)を完全にまたは部分的にのみ覆うことを特徴とする、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のポーションカプセル(1)。
- 前記カプセル底部(3)が、外部の穿孔手段(16)と機械的に接触して開裂するように予め定められた破壊点(104)を有していることを特徴とする、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のポーションカプセル(1)。
- 前記カプセル底部(3)が、フィルムまたはフォイル(108)で密閉される流出開口(107)を有し、前記フィルムまたはフォイル(108)が、前記フィルムまたはフォイル(108)を手で剥がすために剥離タブ(109)を有していることを特徴とする、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のポーションカプセル(1)。
- 請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のポーションカプセル(1)を使用して飲料を製造する方法において、
第1方法ステップにおいて前記ポーションカプセル(1)に剛性のフィルタ要素(7)が設けられること、
第2方法ステップにおいて前記流出要素および/または開口形成手段(16)が前記カプセル底部(3)を貫通すること、および
第3方法ステップにおいて前記流出要素および/または開口形成手段(16)が前記フィルタ要素(7)に穴をあけて前記フィルタ要素(7)を貫き、および/または前記フィルタ要素(7)を前記カプセル本体(2)に対して移動することを特徴とする、方法。 - 前記第3方法ステップにおいて前記流出要素および/または開口形成手段(16)が、前記フィルタ要素(7)の中央領域(7’’)で接触することを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- 飲料を製造するための、好ましくはコーヒー、ココア、茶および/または乳飲料を製造するための請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のポーションカプセル(1)の使用。
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