DE60107535T2

DE60107535T2 - Geschlossene Kapsel zur Getränkezubereitung

Info

Publication number: DE60107535T2
Application number: DE60107535T
Authority: DE
Inventors: Ennio Bardin; Petr Masek
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Priority date: 2001-04-03
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2021-04-04
Also published as: ATE283808T1; WO2002081327A2; WO2002081327A3; EP1247756B1; AU2002256725A1; EP1247756A1; ES2232538T3; DE60107535D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kapsel, die für die Zubereitung eines heißen Getränks durch Einführung von Wasser vorgesehen ist und eine Nahrungsmittelsubstanz vom Typ Kaffee oder dergleichen enthält. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Kapsel mit verbesserter Öffnung und besserer Haltbarkeit.
Es ist bekannt, Getränke unter Zuhilfenahme von Einwegkapseln herzustellen, die eine vordosierte Menge von einer Nahrungsmittelsubstanz enthalten. Es gibt Systeme, bei denen der Wasserdruck verwendet wird, um eine Substanz durch Durchleiten von Wasser und Extrahieren der Aromen einer nicht ganz löslichen Substanz zu extrahieren. Diese Vorgehensweise findet insbesondere bei Kapseln Anwendung, die Pulver aus geröstetem und gemahlenem Kaffee enthalten. Hierbei ist es erforderlich, hohe Drücke von etwa 10 bar und mehr anzulegen, um den Kaffeeextrakt korrekt extrahieren zu können. Im Allgemeinen bewirkt der Druck, dass der Boden der Kapsel geöffnet wird, indem er im Kontakt mit geeigneten vorstehenden Mitteln reißt. Es gibt auch ein System zur Herstellung von Getränken aus in der Kapsel enthaltenen Substanzen, die sich im Kontakt mit dem Wasser solubilisieren und eine mehr oder weniger schaumige Mischung bilden. In diesem Fall genügt ein leichter Überdruck zur Erzeugung der Mischung. Die Entleerung der Mischung kann durch Einführung eines Entleerungselements vorgenommen werden. Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Verbesserung dieses Kapseltyps.
Bei den bekannten Kapseln findet die Entleerung statt, indem eine vorgestanzte Zone bricht, um ein Entleerungselement in Form eines beweglichen Kolbens durchtreten zu lassen. Das Ge tränk fließt zwischen der Oberfläche des Elements und dem Umfang des Elements ab. Eines der Probleme, das hierbei auftritt, wird dadurch verursacht, dass der Bruch die Abtrennung von kleinen Kunststoffstücken mit sich bringen kann, die sich mit dem Getränk mischen.
Ein anderes Problem besteht darin, dass der Bruch eine Unregelmäßigkeit der Öffnung und damit der der Mischung gebotenen Durchgangsfläche bewirkt. Eine solche Unregelmäßigkeit kann jedoch die Qualität und die Reproduzierbarkeit des Schaums, der als erster freigesetzt wird, beeinträchtigen.
Ein anderes Problem besteht darin, dass die Kapseln aufgrund des Vorhandenseins der Vorstanzung, die Feuchtigkeit oder zumindest Luft durchtreten lassen kann, keine große Haltbarkeitsdauer haben (etwa 2–3 Monate). Zur Beseitigung dieses Problems muss die Kapsel mit einer dichten Umverpackung wie einem versiegelten Polymerfilm vollständig bedeckt werden. Dies erhöht die Kosten der Kapsel.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache, wirksame und kostengünstige Lösung für diese Probleme zu bieten.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung eine eine Portion einer Nahrungsmittelsubstanz enthaltende Kapsel für die Zubereitung eines Getränks durch Mischung mit einer Wassermenge, umfassend einen Körper, der eine Kammer zur Aufnahme der Substanz begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper eine Öffnung aufweist, die für die Einführung eines Elements zur Entleerung der Kapsel ausgelegt ist, und dass die Öffnung durch eine zerreißbare biegsame Membran verschlossen ist, die eine geringere Reißfestigkeit als der Werkstoff des Körpers aufweist.
Man hat festgestellt, dass eine derartige Ausbildung eine befriedigende Lösung für alle auftretenden Probleme bildet. Insbesondere vermeidet man die Bildung von Materialstücken dadurch, dass die Funktion der Verschließung der Öffnung mit einem Material gewährleistet wird, dessen Natur im Vergleich zu dem den Körper der Kapsel bildenden Material geeigneter ist. Man stellt auch eine größere Regelmäßigkeit der freigelegten Durchgangsfläche fest; dies gestattet eine bessere Steuerung der Qualität und Regelmäßigkeit des Schaums. Außerdem ist es nicht mehr erforderlich, die Kapsel in einer kostspieligen Umverpackung zu verpacken, die das Herstellungsverfahren der Kapsel kompliziert. Durch die Begrenzung der Verpackung wird auch die Umweltbelastung reduziert.
Die Membran umfasst vorzugsweise eine Metallfolie. Die Folie muss unter Einwirkung der Einführung des Entleerungselements zerreißbar sein. Die Zerreißbarkeit kann von der Ausbildung des Entleerungselements selbst abhängig sein; dieses kann je nach Anforderungen eine mehr oder weniger schneidende oder durchbohrende Form besitzen. Die Zerreißbarkeit wird jedoch in Bezug auf die Nichtzerreißbarkeit oder die schwache Zerreißbarkeit des Körpers selbst bewertet. Der Begriff "zerreißbar" ist also im weiten Sinne zu verstehen, und umfasst jede Form des Bruchs vom Typ Schnitt, Riss, Platzen, Bohren usw., wobei diejenigen Brucharten ausgenommen sind, bei denen losgelöste Materialstücke auftreten können.
Die biegsame Membran weist vorzugsweise eine Folie aus Aluminium oder Aluminiumlegierung auf. Ein solches Material hat die Eigenschaft, sauber zu reißen, sowie die Eigenschaft, eine Sperrschicht für Feuchtigkeit und Luft zu bilden, so dass die Öffnung vollständig dicht ist. Die Membran besitzt vorzugsweise eine Dicke, die einen sauberen Riss gestattet, der die Öff nung des Körpers ausreichend freilegt, um eine für die Schaumerzeugung und den Ablauf der Flüssigkeit geeignete Durchgangsfläche zu schaffen, wobei sie gleichzeitig eine ausreichende Sperrwirkung besitzt. Die Dicke beträgt 0,1 bis 5 Zehntel mm, vorzugsweise 1 bis 3 Zehntel mm.
Der Körper der Kapsel besitzt einen Kapselteil, der den Innenraum zur Aufnahme der zu mischenden Substanz begrenzt. Die Kapsel ist vorzugsweise aus einem formbaren Material hergestellt. Unter "formbares Material" versteht man ein Material, das die Fähigkeit hat, eine definierte selbsttragende Form anzunehmen. Das Material kann mit Hilfe von verschiedenen Verfahren geformt werden, wie Spritzguss, Spritzformen, Heißpressen, Rotationsformen, Blasen, Extrusion und alle Kombinationen. Der Körper muss dem erzeugten Innendruck standhalten. Ein solcher Druck kann im Allgemeinen von 1 bis 5 bar, genauer von 1,5 bis 2,5 bar variieren. Eine formbare Kapsel ist aufgrund ihrer Natur halbstarr oder starr, so dass sie leicht in eine Druckkammer einer Maschine zur Getränkeherstellung eingesetzt werden kann. Eine solche Maschine ist in dem Patent EP 0 125 215 beschrieben, dessen Inhalt in der vorliegenden Anmeldung als durch Bezug aufgenommen gilt. Die Kapsel kann in Abhängigkeit von der Fähigkeit der Kammer, die Kapsel aufzunehmen, verschiedene Formen und Abmessungen besitzen.
Der Körper ist vorzugsweise aus einem Werkstoff hergestellt, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polypropylen, Polyethylen, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid, EVOH und Kombinationen eines oder mehrerer dieser Kunststoffe besteht. Der geeignetste Werkstoff scheint Polypropylen wegen seiner Nahrungsmitteleigenschaft und dem Fehlen von chemischer Aussalzung zu sein. Der Körper kann eine Dicke zwischen 0,5 und 3 mm, vorzugsweise zwischen 1 und 1,5 mm besitzen. Eine solche Dicke stellt sich als notwendig heraus, um eine gewisse Formhaltigkeit, eine Druckfestigkeit und eine ausreichende Sperrwirkung gegen Sauerstoff und Feuchtigkeit zu gewährleisten.
Die Struktur des Körpers kann unterschiedlich sein. Im Allgemeinen besitzt er eine Schale und einen Deckel, der an den Rändern der Schale dicht befestigt ist. Die Schale hat eine solche Größe, dass sie die gewünschte Substanzdosis aufnehmen kann, beispielsweise etwa 1 bis 25 Gramm Substanz. Die Schale ist auf ihrer offenen Seite durch einen Deckel geschlossen. Die Schale besitzt einen Boden, in dem sich die Öffnung erstreckt, die für den Durchgang des Elements zur Entleerung der zubereiteten Mischung ausgelegt ist. Die Öffnung kann je nach der Form des Entleerungselements unterschiedliche Formen erhalten. Die Größe der Öffnung ist als solche nicht entscheidend. Sie kann von 10 bis 300 mm² variieren. Im Allgemeinen haben die Öffnung und das Entleerungselement im Wesentlichen ergänzende Formen, wobei das Entleerungselement etwas kleiner ist, so dass eine Durchgangsfläche für das Abfließen des Schaums und dann der flüssigen Mischung geschaffen wird und auch jede starke mechanische Wechselwirkung vermieden wird, die zum Abrieb von Materialteilchen des Körpers führen kann. Das Prinzip besteht darin, dass die Entleerung zwischen der Oberfläche des in die Öffnung eingeführten Elements und der Öffnung selbst oder alternativ in Kanälen oder Leitungen stattfindet, die im Element selbst vorgesehen sind. Die Biegsamkeit der Verschlussmembran bewirkt, dass das Entleerungselement die Membran ausreichend auf das Innere der Kammer zu zurückdrücken und freilegen kann. Die Größe der Durchgänge bestimmt die Qualität des Schaums im Getränk. Die Schaumerzeugung wird auch durch Durchgangsgeschwindigkeits- und Innendruckfaktoren beeinträchtigt. Man hat bestimmt, dass eine Gesamtdurchgangsfläche zwischen 5 und 15 mm², vorzugsweise 8 – 10 mm², bei einem Druck von etwa 2–3 bar erforderlich ist, um einen Qualitätsschaum für die Herstellung von Kaffee, Capuccino, Latte, Schokolade oder Getränke vom selben Typ zu erzeugen.
Der Deckel des Körpers kann mit Mitteln versehen sein, die den Wasserdurchgang in der Kammer der Kapsel gestatten. Diese Mittel können Löcher sein, die den Durchgang von Heißwasser gestatten. Die Außenfläche des Deckels ist vorzugsweise mit einem abziehbaren Dichtungsmittel versehen, das diese Durchgangsmittel bedeckt. Das Dichtungsmittel kann beispielsweise eine an den Rändern des Deckels aufgesiegelte oder angeklebte Membran sein. Die Membran kann vorteilhafterweise von derselben Art wie die Membran sein, die die Öffnung der Schale verschließt.
Die in der Kapsel enthaltene Substanz kann von unterschiedlicher Art sein. Es kann sich beispielsweise dabei um Pulver von Kaffee, Kakao, Tee, Milchprodukt, Fermente, Suppe, Obst oder Pflanzen oder jede in Betracht kommende Kombination handeln.
In der folgenden Beschreibung wird auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen. In dieser zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung einer Kapsel des Stands der Technik, die auch das Entleerungselement aufweist,
2 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Kapsel, die auch das Entleerungselement zeigt,
3 eine Unteransicht der Kapsel von 2.
1 zeigt eine Kapsel 10 des Stands der Technik. Sie besitzt einen Körperteil 11, der von einer eigentlichen Schale 12 gebildet ist, und einen die Schale bedeckenden Deckel 13. Die beiden Elemente 12 und 13 vereinigen sich an Umfangsrändern 14, die durch jedes geeignete Mittel mechanischer Art oder durch Verklebung oder chemische oder plastische Siegelung verbunden werden können. Die Schale enthält eine vorbestimmte Dosis 15 einer löslichen Substanz wie Pulver von lyophilisiertem oder zerstäubtem Kaffee oder eine Mischung von Kaffeepulver und Milchpulver. Der Deckel besitzt Löcher 16, und zwar beispielsweise zwei Löcher, für den Durchgang des unter Druck stehenden Heißwassers bei der Füllung des durch den Deckel und die Schale begrenzten Innenraums. Der Körper 11 bildet ein im Wesentlichen starres oder halbstarres Element, das in einer dichten Zubereitungskammer angeordnet werden kann, deren Form dafür ausgelegt ist, diesen Körper aufzunehmen. Auf ihrer Unterseite oder ihrem Boden besitzt die Schale ein Öffnungsmittel 17, wie ein vorgestanztes nicht dichtes Plättchen, das am Rest des Bodens der Schale befestigt ist. Im Zubereitungszyklus wird das Plättchen auf Höhe der vorgestanzten Bereiche durch ein Element vom Typ Kolben 20 zerbrochen, von dem mindestens ein Teil durch die Öffnung eingeführt wird. Die Entleerung findet durch Abfließen der löslichen Mischung längs der Oberfläche des Elements statt. Wie die Figur zeigt, kann eine Umverpackung vorgesehen sein, um die Haltbarkeit der Kapsel zu erhöhen. Diese Umverpackung kann einen Schalenbedeckungsteil 18 und einen Deckelbedeckungsteil 19 aufweisen, der durch Siegelung oder andere Mittel auf Höhe einer in Nähe der Ränder 14 des Körpers gelegenen Dichtung 20 angefügt ist. Die Umverpackung besteht im Allgemeinen aus einem Mehrschicht-Polymermaterial vom Typ PS/EVOH/PE oder ähnlichem.
Die Erfindung ist in den 2 und 3 dargestellt. Hierbei sind identische oder gleichwertige Teile mit denselben Bezugszahlen wie in 1 bezeichnet. So ist auch hier ein Körper 11 vorgesehen, der aus einer Schale 12 und einem Deckel 13 besteht. Im Fall der Erfindung ist der Boden der Schale mit einer Öffnung 21 versehen, deren Form an den Durchgang eines Entleerungselements 20 angepasst ist. Die Öffnung ist durch eine zerreißbare Membran 22 verschlossen, die die Öffnung vollständig dicht bedeckt. Die Membran ist so groß, dass sie über den Umfang der Öffnung hinausragt und durch jedes geeignete Verbindungsmittel wie Siegeln oder Kleben mit Hilfe eines Klebstoffs an den Rändern der Öffnung befestigt werden kann. Die Membran kann auch durch Aufspritzen auf den Körper gespritzt werden. Die Membran kann entweder an den Außenrändern oder an den Innenrändern der Öffnung angebracht werden. Die Membran ist so beschaffen, dass sie eine geringere Reißfestigkeit als der Körper besitzt, und zwar insbesondere der Bodenteil der Schale. Die Membran besteht ferner aus einem Werkstoff, der zerreißbar ist, jedoch keine einzelnen Stücke bildet, die sich von dem an dem Körper angebrachten Teil abtrennen können. Vorzugsweise wird ein Mittel zur Verbindung der Membran gewählt, das eine höhere Reißfestigkeit als die Membran selbst besitzt, so dass vermieden wird, dass sich die Membran von dem Körper ganz ablöst.
Auf der Seite des Deckels 13 ist eine abziehbare Folie 23 vorgesehen, die den Deckel 13 bedeckt. Die Folie besteht aus luft- und feuchtigkeitsdichtem Material wie Aluminium oder Kunststoff, das mit einer Kunststofffolie vom Typ EVO oder anderem bedeckt ist oder nicht. Die Folie ist an den Rändern 14 der Kapsel aufgesiegelt oder angeklebt. In diesem Fall kann man einen Rand von ausreichender Breite vorsehen, um eine ausreichende Versiegelung zu gestatten.
2 zeigt auch ein Entleerungselement 20 von abgeschrägter Ausbildung, das ein saubereres Aufreißen gestattet.
Durch die Erfindung kann die Verwendung einer kostspieligen und biologisch nicht abbaubaren dichten Umverpackung, die die Kapsel vollständig umhüllt, vermieden werden. Bei der Verwendung kann der Benutzer die Folie 23 vor der Verwendung einfach abziehen und die Kapsel in die Zubereitungskammer einer für diese Verwendung geeigneten Maschine einsetzen.

Claims

Eine Portion (5) einer Nahrungsmittelsubstanz enthaltende Kapsel für die Zubereitung eines Getränks durch Mischen mit einer Wassermenge, umfassend einen Körper (11), der eine Kammer zur Aufnahme der Substanz begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (11) eine Öffnung (21) aufweist, die für die Einführung eines Elements (20) zur Entleerung der Kapsel ausgelegt ist, und daß die Öffnung (21) durch eine zerreißbare biegsame Membran (22) verschlossen ist, die eine geringere Reißfestigkeit als der Werkstoff des Körpers aufweist.
Kapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran eine Metallfolie umfaßt, die unter Einwirkung der Einführung des Entleerungselements zerreißbar ist.
Kapsel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran eine Schicht aus Aluminium oder Aluminiumlegierung aufweist.
Kapsel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran eine Dicke von 0,1 bis 5 Zehntel Millimeter besitzt.
Kapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus einem in Form bringbaren Werkstoff besteht.
Kapsel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus einem Werkstoff besteht, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polypropylen, Polyethylen, Polyamid, Polyester, Polyvinylidenchlorid, EVOH und Kombinationen eines oder mehrerer dieser Kunststoffe besteht.
Kapsel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper eine Dicke zwischen 0,5 und 3 mm, vorzugsweise zwischen 1 und 1,5 mm, besitzt.
Kapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper eine Schale, deren Boden die Öffnung aufweist, und einen Deckel besitzt, der an den Rändern der Schale befestigt ist.
Kapsel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel mit Mitteln versehen ist, die den Durchgang von Wasser in der Kammer der Kapsel gestatten.
Kapsel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Deckels mit einem abziehbaren Dichtungsmittel versehen ist, das die Durchgangsmittel bedeckt.
Kapsel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmittel eine auf den Rändern des Deckels aufgesiegelte Membran ist.