Капсула для приготування харчового продукту в пристрої для приготування харчових продуктів

Реферат: Даний винахід пропонує капсулу для застосування із капсулотримачем в пристрої для приготування харчового продукту, причому: - зазначений пристрій включає голку для інжекції рідини, яку підтримує інжекційна пластина, для інжекції одного струменя рідини всередину капсули, така голка пристосована за формою і розміром виступати всередину капсули, коли зазначений капсулотримач встановлений в пристрій для роботи, і - зазначена капсула має корпус із бічними, нижніми та верхніми стінками, що утворюють відділення для зберігання харчового продукту, що підлягає екстракції і/або розчиненню за допомогою рідини, яку інжектують в капсулу через зазначену верхню стінку, зазначена капсула додатково включає верхній кільцевий край, так що, коли капсула завантажена в капсулотримач, який встановлений в пристрій для роботи, простір між пластиною для голки, капсулотримачем і краєм капсули є герметичним, так що рідина може витікати із засобів інжекції тільки через зазначену капсулу, і - верхня стінка капсули запечатана по вищезазначених кільцевих краях. Яка відрізняється тим, що верхня стінка капсули включає вбудовані зрошувальні засоби, що мають принаймні один отвір для введення голки без проколювання зазначених зрошувальних засобів, і трансформують єдиний потік рідини із зазначеної голки в принаймні один потік, направлений всередину відділення капсули. UA 105712 C2 (12) UA 105712 C2 UA 105712 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь винаходу Даний винахід стосується капсули для застосування у пристрої для приготування харчових продуктів шляхом екстракції і/або розчинення наявного в ній харчового інгредієнта. Рівень техніки Пристрої для приготування напоїв або харчових продуктів іншого типу шляхом інжекції рідини під тиском в капсулу є добре відомими, особливо в області виробництва кави або напоїв кавового типу. Крім того, інші речовини, наприклад, шоколадні або молочні продукти можуть бути екстраговані або розчинені для утворення напою, а також інших типів харчових продуктів, наприклад, продуктів дитячого харчування. Переваги застосування такої системи полягають, зокрема, в консервації і свіжості інгредієнтів, а також у можливості полегшення операцій при приготуванні напоїв. Спосіб приготування напоїв із застосування такої машини принципово є наступним. Капсулу спочатку встановлюють у приймальне відділення машини для приготування напоїв. Після цього засоби для інжекції води, наприклад, голку, що приєднана до джерела водопостачання машини і проходить у приймальне відділення, вводять через стінку, як правило, верхню, капсули для інжекції гарячої або холодної рідини, для того, щоб забезпечити взаємодію води із інгредієнтами в капсулі. Харчовий продукт, як правило, рідкий напій, одержаний внаслідок такої взаємодії, потім виливається через випускний отвір, як правило, це нижня стінка капсули. Наприклад, випускна стінка може відкриватися через внутрішній тиск в капсулі, утворений інжекцією рідини. DE102004056317 є заявкою на видачу патенту Німеччини заявника Rene Schifferle. Вона розкриває машину для приготування гарячого напою шляхом екстракції інгредієнту, що міститься в капсулі. Машина включає відділення екстракції та закривну деталь для закривання відділення. Нижча сторона екстракційного відділення, виконана у вигляді чаші, виступає в ролі позитивної ємності капсули. Кожна з нижніх сторін екстракційної камери і закривної деталі включає інжекційний елемент, виконаний для зворотної перфорації капсули. Коли відділення екстракції закрите і заблоковане, обидва кінці капсули перфорують інжекційною деталлю. Капсула має верхні і нижні внутрішні фільтрувальні засоби, розташовані окремо, відповідно, від верхньої та нижньої стінок капсули, які проколюють інжекційними деталями. Внутрішні фільтрувальні засоби уможливлюють циркуляцію екстракційної рідини через інгредієнт, при цьому інгредієнт в капсулі не рухається. Екстракційну рідину звичайно інжектують в капсулу під тиском. В деяких випадках, коли споживач видаляє капсулу, рідина, що залишається всередині капсули, може бути направлена назад через верхню поверхню капсули, що зветься "зворотний потік". Такий феномен є дуже небажаним, оскільки споживачу може бути нанесено шкоду обпіканням гарячою водою з капсули. Було встановлено, що такий феномен є особливо частим, якщо капсула включає відокремлені простори всередині. DE102004056224 є заявкою на видачу патенту Німеччини заявника Tchibo GmbH. Вона розкриває кавову машину для заварювання гарячого напою, зокрема, кавового, за допомогою порційної капсули із кришкою капсули та основою капсули, машина містить пристрій для подання води під тиском, тримач для порційної капсули та контролер. Тримач для порційної капсули виконаний із двома відносно-зміщуваними проколюючими засобами, які проколюють кришку капсули і основу капсули під час або після встановлення порційної капсули в тримач для порційної капсули, так що гаряча вода може надходити в порційну капсулу через кришку капсули, а напій виходить з порційної капсули через основу капсули. Контролер виконаний для забезпечення двох різних тисків для води під тиском, наприклад, для заварювання еспресо, кави з молоком та кави в пакетиках. Основа порційної капсули може включати заздалегідь ослаблену точку. Слід розуміти, що взаємодія між рідиною і інгредієнтами в капсулі може полягати у, наприклад, розчиненні, екстракції, заварюванні або в будь-якій іншій взаємодії для приготування напою за допомогою інгредієнтів в капсулі. Крім того, оскільки інжекційна голка проколола стінку капсули і почалася інжекція рідини, дальній кінець голки, що пройшов в капсулу, контактує із продуктом, який готується. Після завершення приготування продукту і видалення голки з капсули харчовий продукт може залишатися на поверхні зазначеної голки і повторно забруднювати продукт, що готуватиметься наступним. В деяких випадках, коли машина тривалий час не використовується, на дальньому кінці голки, що контактує з продуктом, можуть розмножуватися бактерії, що, звичайно, є дуже небажаним для споживача. Таким чином, основною метою даного винаходу є запропонувати капсулу для приготування харчового продукту в пристрої для приготування харчових продуктів, що є зручною для користувача, гарантує добре розчинення і /або екстракційні властивості наявних в ній 1 UA 105712 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 інгредієнтів, і яка запобігає зворотному потоку і забрудненню голки для інжекції рідини пристрою. Суть винаходу Даний винахід вирішує вищезазначену задачу і пропонує капсулу для застосування із капсулотримачем в пристрої для приготування харчового продукту, причому: - зазначений пристрій включає голку для інжекції рідини, яку підтримує інжекційна пластина, для інжекції одного струменя рідини всередину капсули, така голка пристосована за формою і розміром виступати всередину капсули, коли зазначений капсулотримач встановлений в пристрій для роботи, і - зазначена капсула має корпус із бічними, нижніми та верхніми стінками, що утворюють відділення для зберігання харчового продукту, який підлягає екстракції і/або розчиненню за допомогою рідини, яку інжектують в капсулу через зазначену верхню стінку, зазначена капсула додатково включає верхній кільцевий край, так що коли капсула завантажена в капсулотримач, який встановлений в пристрій для роботи, простір між пластиною для голки, капсулотримачем і краєм капсули є герметичним, так що рідина може витікати із засобів інжекції тільки через зазначену капсулу, і - верхня стінка капсули запечатана по вищезазначених кільцевих краях, яка відрізняється тим, що верхня стінка капсули включає вбудовані зрошувальні засоби, що мають принаймні один отвір для введення голки без проколювання зазначених зрошувальних засобів, і які трансформують єдиний потік рідини із зазначеної голки в принаймні один потік, направлений всередину відділення капсули. Той факт, що зрошувальні засоби вбудовані у верхню стінку капсули, робить капсулу особливо легкою і дешевою у виробництві: немає потреби в додаткових частинах, які треба виробляти окремо і потім збирати з верхньою мембраною, або всередині капсули. Переважно зрошувальні засоби включають множину зрошувальних отворів, кожен з яких має діаметр менше випускного діаметру голки. В будь-якому випадку, діаметр зрошувального отвору або отворів переважно менше діаметру випускного отвору голки, і швидкість потоку рідини через верхню стінку у відділенні є меншою, ніж швидкість потоку, що виходить з голки. В першому варіанті втілення згідно даного винаходу верхня стінка є жорсткою, а зрошувальні засоби включають вбудовану частину, що виступає вниз у відділення капсули. Переважно, в такому разі верхня стінка приєднана до бічних стінок капсули з можливістю повороту через шарнір. В другому можливому варіанті втілення винаходу верхня стінка є гнучкою плівкою, прикріпленою по кільцевих краях корпусу капсули, така верхня стінка включає принаймні один шар попередньо проколеної плівки, що є достатньо гнучкою для деформації без проколювання при контакті із інжекційною голкою. Короткий опис креслень Додаткові ознаки і переваги даного винаходу описані в і будуть очевидними з опису переважних варіанті втілення, які викладені вище із посиланням на креслення, де: Фігура 1 є схематичним видом в перерізі першого варіанту втілення капсули відповідно до винаходу із чашоподібним капсулотримачем; Фігура 2 - це схематичний вид, аналогічний до фігури 1, в якому капсула застосовується із капсулотримачем у вигляді кільця; Фігура 3 - це схематичний вид в перерізі альтернативного виконання першого варіанту втілення винаходу, проілюстрованого на фігурах 1 і 2; Фігура 4 - це схематичний вид в перерізі другого варіанту втілення капсули відповідно до винаходу, що використовується із чашоподібним капсулотримачем; Фігура 5 - це схематичний вид, аналогічний до фігури 3, де капсула застосовується із капсуло тримачем у вигляді кільця; Фігура 6 - це схематичний загальний вид капсули із знімними закривними мембранами; Фігура 7 - це схематичний вид в перерізі іншого варіанту втілення винаходу. Детальний опис винаходу В наступному детальному описі наведений приклад щодо пристрою - не зображений на кресленнях - з капсулами для приготування напоїв, як правило, кави. Такий пристрій має голку для інжекції рідини, яку підтримує інжекційна пластина, для інжекції одного струменю рідини в капсулу, ця голка за розміром та формою призначена для проходу в капсулу, коли капсулотримач вставлений в пристрій для роботи. Такий пристрій описаний, наприклад, в попередній заявці на видачу патента ЕР 1967069 В1. Відповідно до винаходу зовнішня поверхня верхньої стінки капсули контактує, принаймні частково, із пластиною для голки 2 UA 105712 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пристрою, в тому числі на стадії розведення/екстракції. Фігура 1 зображує перший варіант втілення капсули 1 відповідно до винаходу, де корпус капсули є чашоподібним, має бічні стінки 2, верхню стінку 3, нижнюю стінку 4, на якій проколено множину випускних отворів 5 для витікання продукту, утвореного у відділенні капсули. Верхня стінка капсули 3 є жорсткою, зовнішня поверхня жорсткої верхньої стінки покрита знімною кришкою, яка може бути приклеєною або запечатаною фольгою, або напівжорсткою кришкою, прикріпленою на неї - не показано на кресленнях. Капсула 1 розташована в капсулотримачі 6, до якого може бути додана опорна вкладка 7 для підтримки нижньої стінки 4 капсули. Така вкладка 7 може бути необхідною для запобігання пошкодженню стінки капсули, особливо якщо капсула містить такі продукти, як обсмажена і мелена кава в порошку, що вимагає високого тиску рідини у відділенні капсули для приготування готового продукту, наприклад, кави еспресо. В такому випадку, якщо капсула, завантажена в капсулотримач, повністю не відповідає внутрішній формі та розміру капсулотримача, коли тиск рідини в капсулотримачі зростає, частина стінки капсули, яку не підтримують стінки капсулотримача, може бути виштовхнуті назовні або навіть проколена, що, звичайно, є дуже небажаним. Вкладка 7 також має інший важливий ефект: у випадку, показаному на фігурі 1, зазначена вкладка 7 врівноважує потік продукту, що витікає з випускних отворів капсули 5. Таким чином, вкладка 7 допомагає підтримувати високий тиск у відділенні капсули, дозволяючи продукту витікати при екстракції з високим тиском. Така вкладка не є необхідною у випадку, коли наявний в капсулі інгредієнт може бути розчинений або заварений при низькому тиску, наприклад, якщо це розчинне молоко, чай, суп, розчинна кава, або обсмажені і мелені кавові зерна в порошку, які можуть заварюватися при низькому тиску для одержання продукту, подібного до одержаної фільтруванням кави. Як проілюстровано на фігурі 1, капсула 1 включає верхній кільцевий край 8, розташований в верхній частині бічних стінок 2, так що коли зазначену капсулу завантажують в капсулотримач 6, а зазначену капсулу розташовують в машині для роботи, простір між пластиною голки, капсулотримачем 6 і краєм капсули 8 є непроникним, так що інжектована голкою 9 рідина може протікати тільки через капсулу. Точніше, верхня стінка 3 прикріплена до зазначених кільцевих країв 8. Як проілюстровано на фігурі 1, верхня стінка 3 включає вбудовані зрошувальні засоби. Зрошувальні засоби 10 - це деталь, яка виступає вниз всередині відділення капсули, що вбудовано у жорстку верхню стінку 3, і має множину зрошувальних отворів, кожен діаметром менше, ніж випускний діаметр голки для інжекції рідини 9. Зрошувальні засоби 10 можуть приймати голку 9 без проколення зазначеною голкою, і вони трансформують єдиний потік рідини із зазначеної голки 9 у множину потоків - як показано стрілками на кресленні направлених всередину відділення капсули. Верхня стінка 3 може бути виконана з будь-якого придатного матеріалу, наприклад, покритий картон, пластик, жорстка ламінована плівка або їх комбінація, але переважно вона виконана з литого термопластику, наприклад, поліетилену або поліпропілену. Фігура 2 зображує варіант втілення, описаний вище із посиланням на фігуру 1. В такому випадку капсула 1 опирається на кільцеподібний капсулотримач 6. Як описано вище, площина між пластиною голки, капсулотримачем 6, краєм капсули 8 є герметичною, так що інжектована через голку 9 рідина може текти лише через зазначену капсулу. В такому випадку, можна побачити, що вкладка не підтримує нижню стінку 4 капсули 1, як і бічні стінки 2. Приймаючи до уваги надані вище роз'яснення, з цього випливає, що зображена на фігурі 2 капсула призначена для приготування харчового продукту при низькому тиску. Знов звертаючись до фігури 3, можна побачити інший варіант виконання винаходу, описаний вище із посиланням на фігури 1 і 2. В даному випадку верхня стінка 3 шарнірно приєднана до бічних стінок капсули 2 через шарнір 12. Більш точно, шарнір розташований між верхньою стінкою 3 і кільцевим краєм 8. В такому випадку нижня стінка капсули 4, бічні стінки 2, шарнір 12 і верхня стінка 3 виконані як єдина деталь литтям під тиском з термопластику. Фігура 4 зображує другий варіант втілення винаходу, де верхня стінка 3 капсули 1 є гнучкою плівкою. Зазначена плівка 3 є багатошаровою плівкою, що включає зовні безперервний проколюваний шар 13, а також внутрішній шар 14, що є шаром із можливістю деформації, проколюваним множиною зрошувальних отворів 11. Коли голка 9 натискає на верхню стінку капсули 3, перший шар 13 верхньої стінки 3 проколюється голкою, що проходить через і контактує із нижнім шаром 14, який може деформуватися. Обидва шари 13, 14 верхньої стінки розшаровуються, як проілюстровано на фігурах 4 або 5, так що шар 14, який може деформуватися, приймає форму і розмір голки без проколювання. Коли рідину інжектують через 3 UA 105712 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 голку, рідина займає простір 15 між двома шарами 13, 14, і витікає через зрошувальні отвори 11 шару 14, який може деформуватися. В цей час утворені всередині капсули зрошувальні струмені рідини мають нижчу швидкість, ніж швидкість потоку рідини, що первісно виходить з голки. Фігура 5 зображує варіант втілення винаходу, описаний вище із посиланням на фігуру 4. В цьому випадку капсулу 1 підтримує кільцеподібний капсулотримач 6. Як описано вище, простір між пластиною голки, капсулотримачем 6 і краєм капсули 8 є герметичним, так що рідина, інжектована через голку 9, може витікати лише через зазначену капсулу. В цьому варіанті можна побачити, що відсутня вкладка, яка підтримує нижню стінку 4 капсули 1, як і вкладка, що підтримує бічні стінки 2. Приймаючи до уваги також надані вище пояснення, зрозуміло, що зображена на фігурі 5 капсула, відтак, призначена для приготування харчового продукту при низькому тиску. Як проілюстровано на фігурі 6, капсула відповідно до даного винаходу може бути вироблена таким чином, що верхня стінка 3, включаючи зрошувальні засоби 10, покрита знімним шаром плівки 16а, прикріпленим до кільцевим краям 8 корпусу капсули. Аналогічним чином, нижня стінка 4 може бути покрита знімним шаром плівки 16b, який прикріплений до кільцевих країв зазначеної нижньої стінки. Такі знімні шари 16а, 16b виключають потребу в додатковій упаковці, в яку була б запакована вся капсула для додержання свіжості продукту під час зберігання, коли верхня і/або нижня стінки капсули попередньо проколені шляхом виконання впускного отворів, зокрема, випускних отворів, як проілюстровано на фігурах 1, 2, або 3. Фігура 7 ілюструє ще один варіант втілення винаходу, що є варіантом втілення, описаного вище із посиланням на фігуру 1. В даному випадку зрошувальний виступ 10 виступає вниз у відділення капсули, але його форма має кути, так що його дальній кінець проходить горизонтально вздовж внутрішнього перерізу відділення капсули. Як можна побачити на фігурі 7, випускний шлях для потоку рідини - позначений на кресленні рядом невеликих стрілок навіть більше проходить через відділення капсули. Можуть бути передбачені різні форми дальнього кінця зрошувального виступу 10, виходячи з принципу точного проходу шляху потоку рідини. У всіх варіантах втілення і прикладах, описаних вище, поверхня між частиною пластини для голки, що несе голку 9, і верхньою стінкою 3 капсули 1, переважно є герметичною. В такому випадку частина пластини для голки, що оточує голку, переважно має форму, як описано, наприклад, у більш ранньому Європейському патенті ЕР 1967099 В1, так щоб забезпечити герметичність принаймні локально навколо точки інжекції між голкою 9 і верхньою стінкою 3. Альтернативно до герметичності, забезпеченої локально навколо точки інжекції, запечатування можна виконати в просторі між верхнім краєм капсулотримача, кільцевим краєм капсули 8, і площиною навколо пластини для голки 17, як проілюстровано пунктирними колами на фігурі 5. Для того, щоб гарантувати свіжість наявного в ній інгредієнту, капсула має бути закрита під час зберігання, і вона має відкриватися тільки під час застосування з пристроєм. При першій можливості капсула самостійно відкривається з верхньої і/або нижньої сторін, як представлено на фігурах 1-5. Герметичність під час зберігання гарантує вторинна упаковка - "флоу-пак" (тришовний пакет), що не показана на кресленнях. Альтернативно, капсула сама по собі переважно закрита, щоб уникнути потреби у додатковому пакуванні, гарантуючи, водночас, свіжість наявного всередині продукту під час тривалого періоду зберігання. В такому випадку, як показано на фігурі 6, відкривні стінки капсули можуть бути покриті знімною плівковою мембраною, що переважно виконана з непроникного для газу та світла матеріалу. Знімні плівкові мембрани можуть бути прикріплені нагріванням, ультразвуком, приклеєні або приєднані будь-якими іншими засобами, що забезпечують герметичне приєднання, дозволяючи, водночас, користувачу легко їх знімати. В альтернативному варіанті втілення, який не показано на кресленнях, знімні плівкові мембрани замінені твердими або гнучкими кришками, що прикріплені до стінок капсули. Капсула відповідно до даного винаходу придатна для екстракції наявних в ній інгредієнтів при високому або низькому тиску. Якщо вона містить каву, капсула згідно винаходу може застосовуватись для екстракції при високому тиску обсмажених і мелених кавових зерен в порошку, або для розчинення при низькому тиску порошку розчинної кави. Концепція капсули, незалежно від викладених і заявлених у данному винаході істотних ознак, може бути пристосована відповідно до необхідних для застосування при високому і низькому тиску характеристик, які фахівець з рівня техніки легко зможе обрати. При необхідності, може застосовуватись вищеописана вкладка, яка гарантує, що капсула не буде пошкоджена високим тиском всередині неї. 4 UA 105712 C2 Слід розуміти, що фахівцям з рівня техніки будуть очевидні різноманітні зміни і модифікації описаних варіантів втілення винаходу. Такі зміни і модифікації можуть бути зроблені, не виходячи за межі обсягу і ідеї даного винаходу, і без применшення його очевидних переваг. Таким чином, подібні зміни і модифікації покриваються доданною формулою винаходу. 5 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 1. Капсула (1) для застосування у пристрої для приготування напоїв, причому: - зазначений пристрій включає голку для інжекції рідини (9), яку підтримує інжекційна пластина, для інжекції єдиного потоку рідини всередину капсули, зазначена голка (9) за формою та розміром призначена для проходу всередину капсули (1), коли капсула встановлена в пристрій для роботи, і - зазначена капсула має корпус із бічними (2), нижньою (4) та верхньою (3) стінками, що утворюють відділення, в якому міститься харчовий інгредієнт, який слід екстрагувати і/або розчинити за допомогою рідини, яку інжектують у це відділення через верхню стінку (3), зазначена капсула також має верхній кільцевий край (8), так що, коли зазначена капсула (1) розташована в пристрої для роботи, простір між пластиною для голки і краєм капсули (8) є герметичним, так що рідина може витікати із засобів інжекції тільки через зазначену капсулу, і - верхня стінка капсули (3) прикріплена на зазначеному кільцевому краї (8), яка відрізняється тим, що верхня стінка капсули (3) включає вбудовані зрошувальні засоби (10), які включають принаймні один отвір (11) для прийняття голки (9) без проколювання зрошувальних засобів (10) і які трансформують єдиний потік рідини із зазначеної голки у принаймні один потік, направлений всередину відділення капсули. 2. Капсула (1) за п. 1, яка відрізняється тим, що зрошувальні засоби (10) включать множину зрошувальних отворів (11), кожен з яких має діаметр менше зовнішнього діаметра голки (9). 3. Капсула (1) за будь-яким з попередніх пунктів 1 або 2, яка відрізняється тим, що верхня стінка (3) є жорсткою, а зрошувальні засоби (10) включають вбудовану частину, що виступає вниз всередину відділення капсули. 4. Капсула (1) за п. 3, яка відрізняється тим, що верхня стінка (3) приєднана до бічних стінок (2) капсули з можливістю повороту за допомогою шарніра (12). 5. Капсула (1) за будь-яким з попередніх пунктів 1 або 2, яка відрізняється тим, що верхня стінка (3) є гнучкою плівкою, приєднаною до кільцевих країв (8) корпусу капсули, зазначена верхня стінка (3) включає принаймні один шар (14) із попередньо проколеної плівки, що є достатньо гнучкою для деформації без проколювання при контакті із інжекційною голкою. 5 UA 105712 C2 6 UA 105712 C2 7 UA 105712 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8