<Desc/Clms Page number 1>
De vervaardiging en de uitvoering van capsule, alsook een werkwijze voor de bereiding van dranken De uitvinding heeft betrekking op een capsule, waarin zich een dosis van een substantie bevindt, voor de bereiding van dranken. De uitvinding betreft eveneens een proces ter vervaardiging van een dergelijke capsule, alsook een werkwijze om dranken te bereiden met behulp van een voorgenoemde capsule. De uitvinding betreft in het bijzonder een capsule en de vervaardiging ervan waarbij door een vloeistofdruk de inhoud van een capsule vermengd wordt met deze vloeistof door het breken van een folie. De uitvinding heeft ook betrekking op het vermengingprincipe van de inhoud en de vloeistof, die volgens een bepaald traject met elkaar in contact gebracht worden.
De vloeistof die zowel de druk op de folie als het mengsel verwezenlijkt is meestal water, maar het is evident voor de vakman dat ook andere vloeistoffen in aanmerking komen.
De uitvinding beperkt zich dus niet tot water. De inhoud van de capsule kan zowel vloeibaar, semi-vloeibaar (gel) of vast (poeder) zijn. We kunnen deze onder de algemene noemer consumeerbare substanties plaatsen, aangezien het om voedingsmiddelen gaat.
Bij de bereiding van dranken is een goede vermenging noodzakelijk teneinde een kwalitatieve drank te bekomen. Anderzijds dient men ervoor te zorgen dat alle substantie opgelost wordt. Aangezien het gebruik van mechanische hulpmiddelen voor het breken of doorprikken van membranen aanleiding kan zijn tot allerlei mankementen van het apparaat, is een eenvoudige constructie van de capsule aangewezen.
Een ander probleem stelt zich bij het afdekken van de capsule waarbij geen aroma's van de inhoud van de capsule verloren mogen gaan. De afdekfolie moet dus zowel water-als luchtimpermeabel zijn en tegelijkertijd gemakkelijk breekbaar.
Onze uitvinding heeft dan ook tot doel een capsule te bewerkstelligen die aan de voorgaande problemen het hoofd biedt.
Diverse uitvoeringen werden reeds ontwikkeld. Het doorprikken van een membraan met een mechanische pin om het water tot de inhoud van een capsule toe te laten is gekend.
Het gebruik van voorgemaakte openingen in zowel boven- als bodemvlak van de capsule is eveneens gekend. Deze voorgemaakte perforaties worden dan van een beschermvlies voorzien.
Bij de ontwikkeling van deze uitvinding hebben we vastgesteld dat het voorzien van een kritische zone in een afdekfolie moet toelaten bij geringe druk een vloeistof door deze zone naar de inhoud van de capsule te dirigeren volgens een bepaald traject. Onze uitvinding heeft dan ook als voordeel dat er geen externe mechanismen of hulpmiddelen nodig zijn om een opening in de folie van de capsule te voorzien. Onze capsule is echter voorzien van een middel om de folie zonaal te doorprikken.
Onze uitvinding heeft ook als voordeel dat bij een lage vloeistofdruk de inhoud en de vloeistof vermengd worden.
Door het traject dat de vloeistof aflegt, wordt turbulentie veroorzaakt dat het mengproces bevordert.
Aan de hand van een uitvoeringsvorm wordt de capsule en zijn werking beschreven.
Vervolgens gaan we de stappen van het vervaardigingproces van de capsule beschrijven.
Het is evident voor de vakman dat deze uitvoeringsvorm van de capsule slechts tot doel heeft de uitvindinggedachte uit één te zetten, maar dat nog bepaalde varianten mogelijk zijn.
Aan de hand van de figuren wordt de capsule en zijn werking bij de bereiding van dranken, alsook de vervaardiging ervan verduidelijkt.
<Desc/Clms Page number 2>
Figuur 1.a : bovenaanzicht onderste schotel Figuur 1.b : bovenaanzicht onderste schotel met folie Figuur 2.a : bovenaanzicht inlegstuk Figuur 2.b : onderaanzicht inlegstuk Figuur 3 : geassembleerde capsule met afdekfolie Figuur 4 : flowchart vervaardiging capsule De capsule bestaat uit 2 delen, namelijk een onderste schotel en een inlegstuk. De schotel (1) ontvangt het inlegstuk (2). Het inlegstuk (2) wordt in de schotel (1) gepositioneerd. In figuur l.a wordt de schotel (1) voorgesteld, voorzien van een licht hellende wand (3) en een opstaande rand (4). Centraal is een cirkelvormige, dieper gelegen uitsparing (5) in de schotel voorzien. In deze uitsparing kan de bodem verstevigd worden door concentrisch verdikkingen (6) te voorzien tijdens het fabricageproces, die zich uitstrekken rond een centrale opening (7).
In de uitsparing is er ook een element (8), voorzien van een scherpe rand met als doel een inkerving in het vlies te bewerkstelligen, bevestigd of geïntegreerd. Bij voorkeur bestaat dit element uit een scherpe rand, maar het is evident voor de vakman dat elk element dat in staat is een vlies te doorprikken in aanmerking kan komen.
Volgens figuur 1.b wordt de uitsparing (5) bedekt met een folie (9) en op een zodanige manier dat de opening volledig afgesloten wordt. De gekende technieken voor het bevestigen van het vlies zoals lassen, verlijmen,... of andere automatische procédés komen hiervoor in aanmerking.
Figuur 2. a toont een uitvoering van een inlegstuk (2). Dit inlegstuk is voorzien van opstaande ribben (10) die door hun opstelling compartimenten (11) vormen. De ribben (l0a) strekken zich uit vanaf de hellende wand (12) van het inlegstuk (2), waaraan ze verbonden zijn tot aan een centraal verbindingspunt, in het midden van het inlegstuk.
Deze ribben (10a) hebben aan de bovenzijde van het zich naar het midden uitstrekkende gedeelte een uitsparing (13) die zich tot ongeveer halverwege de hoogte van de rib uitstrekt. Volgens figuur 2.b zien we dat de ribben (l0a) aan de onderzijde van het zich naar het midden uitstrekkende gedeelte eveneens van een uitsparing (14) voorzien zijn.
Deze uitsparing (14) is echter beperkt. Deze uitsparingen hebben als doel een egale verdeling van de substantie te bewerkstelligen tijdens het aanvullen van de substantie.
Men dient echter te voorkomen dat substantie zich over de ribben (10) gaat verspreiden.
De ribben (l0a) staan stervormig opgesteld en verbinden elkaar naar het midden toe. Aan de andere zijde zijn de ribben verbonden met de hellende wand (12) en worden onder aan het inlegstuk met de rand (15) verbonden. De compartimenten (11) van het inlegstuk zijn dus zowel boven- als onderaan volledig open. In onze uitvoeringsvorm worden er 12 compartimenten gevormd door de ribben (10a). Het is evident voor de vakman dat het aantal kan variëren. Aangezien de ribben (10) als doel hebben een ondersteuning voor de folie te bewerkstelligen, is een gelijkmatige verdeling van de ribben noodzakelijk. De rand (15) is in het midden van de verbindingsplaats tussen 2 ribben (10) ook voorzien van een uitsparing (16). In onze uitvoering zijn het aantal uitsparingen gelijk aan het
<Desc/Clms Page number 3>
aantal compartimenten.
De plaats en het aantal uitsparingen in de ringstructuur van de rand kunnen uiteraard ook variëren. Deze uitsparingen hebben echter als doel kanalen te vormen voor de vloeistof. Onze uitvoering is eveneens voorzien van enkele ribben (lOb) die zich vanaf de hellende wand (12) uitstrekkende tot ongeveer halverwege de lengte van de ribben (l Ob) en dit ook naar het centrale gedeelte toe. Deze ribben (1 Ob) staan echter niet met elkaar in verbinding. Ze zijn op een zodanige manier geplaatst dat ze zich tussen twee opeenvolgende ribben (l0a) bevinden. Ook hier kan het aantal variabel zijn.
Langs de periferie van het inlegstuk (2) is een halve maanvormige uitsparing (17) voorzien. De uitsparing bevindt zich bij voorkeur langs de periferie, maar een andere plaats is niet uitgesloten. Ze heeft als doel het water naar de onderzijde te begeleiden. In deze uitsparing (17) is een element (18) verbonden of geïntegreerd met een scherpe snijrand en met als doel de afdekkende folie plaatselijk te doorklieven. Met deze constructie en door het gebruik van verstevigingribben (10) is het mogelijk een kritische plaats in de folie na te streven.
Vervolgens wordt de substantie verdeeld binnen het inlegstuk. Het geheel wordt geassembleerd volgens figuur 3. Het inlegstuk (2) bevindt zich in de schotel (1) en een afdekfolie (19) wordt aan de rand (4) van de schotel vastgemaakt volgens gekende technieken. De ondersteunende ribben (10) houden het vlies op zijn plaats.
De werkwijze voor de bereiding van dranken door gebruik te maken van een voorgenoemde capsule wordt nu uiteengezet.
De capsule wordt in een capsulehouder van een apparaat geplaatst. Het water uit de verdeelkop van het apparaat spuit op de afdekfolie van de capsule (19). Aangezien er een dichting tussen de spuitkop en de capsule voorzien is, ontstaat er een drukontwikkeling waarbij de folie lichtjes naar binnen gedrukt wordt. De ondersteuningsribben (10) zorgen ervoor dat de vervorming enkel zonaal plaatsgrijpt en meer specifiek in de uitsparing (17), voorzien van een snijlichaam (18). In onze uitvoering bevindt deze uitsparing langs de rand van het inlegstuk (2). Door deze constructie wordt de folie tegen de scherpe rand gedrukt, en begint de folie op deze plaats te scheuren. Dit impliceert dat het water langs de rand zijn weg naar beneden kan aanvangen. Het water zal zich dus van buiten naar binnen begeven.
De folie wordt zonaal doorbroken en het water begeeft zich tussen de buitenste wand van de schotel (1) en de buitenste wand van het inlegstuk (2) naar de bodem toe. Hier ontstaat opnieuw een drukontwikkeling wat aanleiding geeft tot de vervorming van de folie (9) naar beneden toe. Het vlies wordt tegen het scherp element (8) aangedrukt en gaat vervolgens scheuren. Het water krijgt hierdoor toegang door de kanalen (16) tot de substantie tussen de compartimenten. Het water zal zich vervolgens vermengen met de substantie. Het water verplaatst zich hier dus van beneden naar boven toe. Het mengsel zal tenslotte langs de centrale opening (7) naar buiten uitstromen.
De capsule wordt volgens het hierna beschreven procédé vervaardigd. Aan de hand van figuur 4 worden de verschillende stappen uiteengezet.
Volgens stap A worden de schotel (1) met de centrale uitsparing en een element met een scherpe snijrand en het inlegstuk (2) met opstaande ribben en een uitsparing langs de periferie met een element voorzien van een snijrand, met de gekende technieken vervaardigd. Stap B voorziet in het afdichten van de uitsparing (5) van de schotel door middel van een folie. Vervolgens wordt het inlegstuk (2) in de schotel gepositioneerd waarbij de rand (15) op de wand (3) van de schotel terechtkomt volgens stap C. Nadien wordt volgens stap D de substantie verdeeld over de compartimenten (11) van het
<Desc/Clms Page number 4>
inlegstuk. Tenslotte wordt het geheel afgedekt met de folie door het vlies met de rand van de schotel te verbinden, volgens stap E.
<Desc / Clms Page number 1>
The manufacture and execution of capsule, as well as a method for the preparation of beverages. The invention relates to a capsule containing a dose of a substance for the preparation of beverages. The invention also relates to a process for manufacturing such a capsule, as well as a method for preparing beverages using a aforementioned capsule. The invention relates in particular to a capsule and the manufacture thereof wherein, through a liquid pressure, the contents of a capsule are mixed with this liquid by breaking a foil. The invention also relates to the mixing principle of the contents and the liquid, which are brought into contact with each other along a certain route.
The liquid that achieves both the pressure on the film and the mixture is usually water, but it is obvious to the skilled person that other liquids are also eligible.
The invention is therefore not limited to water. The contents of the capsule can be liquid, semi-liquid (gel) or solid (powder). We can place these under the general denominator of consumable substances, since they are food.
Proper mixing is necessary in the preparation of beverages in order to obtain a qualitative beverage. On the other hand, one must ensure that all substance is dissolved. Since the use of mechanical aids for breaking or puncturing membranes can lead to all kinds of defects of the device, a simple construction of the capsule is recommended.
Another problem arises when covering the capsule where no aromas of the contents of the capsule may be lost. The cover film must therefore be both water and air-impermeable and at the same time easily breakable.
It is therefore an object of our invention to provide a capsule that addresses the foregoing problems.
Various designs have already been developed. The piercing of a membrane with a mechanical pin to allow the water to the contents of a capsule is known.
The use of prepared openings in both the top and bottom surfaces of the capsule is also known. These prepared perforations are then provided with a protective fleece.
In the development of this invention we have established that providing a critical zone in a cover film should allow a liquid to pass through this zone to the contents of the capsule at low pressure according to a certain range. Our invention therefore has the advantage that no external mechanisms or aids are required to provide an opening in the foil of the capsule. Our capsule, however, is provided with a means to puncture the film zonally.
Our invention also has the advantage that the contents and the liquid are mixed at a low liquid pressure.
The trajectory of the liquid causes turbulence that promotes the mixing process.
The capsule and its operation are described on the basis of an embodiment.
Next we will describe the steps of the capsule manufacturing process.
It is obvious to the person skilled in the art that this embodiment of the capsule only has the purpose of setting the idea of the invention out of one, but that still certain variants are possible.
The capsule and its operation in the preparation of beverages, as well as their manufacture, are explained with reference to the figures.
<Desc / Clms Page number 2>
Figure 1.a: top view bottom dish Figure 1.b: top view bottom dish with foil Figure 2.a: top view insert Figure 2.b: bottom view insert Figure 3: assembled capsule with cover film Figure 4: flowchart manufacturing capsule The capsule consists of 2 parts, namely a lower dish and an insert. The dish (1) receives the insert (2). The insert (2) is positioned in the dish (1). Figure 1a shows the dish (1) provided with a slightly sloping wall (3) and a raised edge (4). A circular, deeper recess (5) is provided centrally in the dish. In this recess, the bottom can be reinforced by providing concentric thickenings (6) during the manufacturing process, which extend around a central opening (7).
In the recess there is also an element (8) provided with a sharp edge for the purpose of causing a notch in the web, fixed or integrated. This element preferably consists of a sharp edge, but it is obvious to the person skilled in the art that any element that is able to puncture a membrane can be considered.
According to figure 1.b the recess (5) is covered with a foil (9) and in such a way that the opening is completely closed. The known techniques for fixing the membrane such as welding, gluing, ... or other automatic processes are eligible for this.
Figure 2. a shows an embodiment of an insert (2). This insert has upright ribs (10) which form compartments (11) because of their arrangement. The ribs (10a) extend from the sloping wall (12) of the insert (2), to which they are connected up to a central connection point, in the center of the insert.
These ribs (10a) have a recess (13) at the top of the portion extending to the center, which recess extends approximately halfway up the height of the rib. According to Figure 2b, we see that the ribs (10a) are also provided with a recess (14) on the underside of the portion extending to the center.
However, this recess (14) is limited. The purpose of these recesses is to achieve an even distribution of the substance during the replenishment of the substance.
However, it is necessary to prevent substance from spreading over the ribs (10).
The ribs (10a) are arranged star-shaped and connect each other towards the center. On the other side, the ribs are connected to the sloping wall (12) and are connected to the edge (15) at the bottom of the insert. The compartments (11) of the insert are therefore completely open both at the top and at the bottom. In our embodiment, 12 compartments are formed by the ribs (10a). It is obvious to the skilled person that the number may vary. Since the ribs (10) have the purpose of providing support for the film, an even distribution of the ribs is necessary. The edge (15) is also provided with a recess (16) in the middle of the connection point between 2 ribs (10). In our version the number of recesses are equal to the
<Desc / Clms Page number 3>
number of compartments.
The location and the number of recesses in the ring structure of the edge can of course also vary. However, these recesses have the purpose of forming channels for the liquid. Our version is also provided with a few ribs (10b) extending from the sloping wall (12) to approximately halfway along the length of the ribs (10b) and this also towards the central part. However, these ribs (1 Ob) are not connected to each other. They are placed in such a way that they are located between two consecutive ribs (10a). Here too the number can be variable.
A half-moon-shaped recess (17) is provided along the periphery of the insert (2). The recess is preferably located along the periphery, but another location is not excluded. Its purpose is to guide the water to the bottom. In this recess (17) an element (18) is connected or integrated with a sharp cutting edge and for the purpose of locally splitting the covering foil. With this construction and through the use of reinforcement ribs (10) it is possible to aim for a critical place in the foil.
Subsequently, the substance is distributed within the insert. The assembly is assembled according to Figure 3. The insert (2) is located in the tray (1) and a cover film (19) is attached to the edge (4) of the tray according to known techniques. The supporting ribs (10) hold the membrane in place.
The method for preparing beverages by using a aforementioned capsule is now explained.
The capsule is placed in a capsule holder of a device. The water from the dispensing head of the device sprays onto the cover foil of the capsule (19). Since a seal is provided between the spray head and the capsule, a pressure development arises whereby the foil is pushed in slightly. The supporting ribs (10) ensure that the deformation only takes place zonally and more specifically in the recess (17), provided with a cutting body (18). In our version, this recess is located along the edge of the insert (2). Due to this construction, the foil is pressed against the sharp edge, and the foil starts to tear at this location. This implies that the water along the edge can start its way down. The water will therefore move from the outside to the inside.
The foil is broken through zonally and the water moves between the outer wall of the dish (1) and the outer wall of the insert (2) towards the bottom. Here again a pressure development arises which gives rise to the deformation of the film (9) downwards. The membrane is pressed against the sharp element (8) and then starts to tear. The water thereby gains access through the channels (16) to the substance between the compartments. The water will then mix with the substance. The water moves here from bottom to top. The mixture will finally flow out through the central opening (7).
The capsule is produced by the process described below. The various steps are explained with reference to Figure 4.
According to step A, the dish (1) with the central recess and an element with a sharp cutting edge and the insert (2) with raised ribs and a recess along the periphery with an element provided with a cutting edge, are manufactured with the known techniques. Step B provides for sealing the recess (5) of the dish by means of a foil. Subsequently, the insert (2) is positioned in the tray, the edge (15) of which is deposited on the wall (3) of the tray according to step C. Afterwards, according to step D, the substance is distributed over the compartments (11) of the tray.
<Desc / Clms Page number 4>
insert. Finally, the whole is covered with the foil by connecting the fleece to the edge of the dish, according to step E.