用于制備沖泡產品的系統的制作方法

本發明涉及用于制備沖泡產品的系統，其具有包含萃取物的分份膠囊和用于由包含在分份膠囊中的萃取物制備沖泡產品的萃取設備，其中所述萃取設備包括用于將沖泡液引入分份膠囊的注入裝置和用于從分份膠囊中排出萃取產品的萃取裝置，其中所述注入裝置和萃取裝置在其間限定出用于所述分份膠囊的容置空間，并且可移動相離以將所述膠囊插入容置空間，可相向移動以固定所述膠囊。

背景技術：

這樣的系統基本上是已知的、例如由文獻EP2647317A1已知，并且尤其用于制備咖啡。

技術實現要素：

本發明的任務在于提供一種系統，其能制備更好的沖泡產品，尤其獲得杯中更高質量的咖啡。

所述任務通過具有權利要求1所述特征的系統完成，尤其通過具有這樣的擠壓機構的萃取裝置完成，即在注入裝置將沖泡液引入分份膠囊之前，可通過所述擠壓機構朝膠囊內部的方向擠壓裝在容置空間中的分份膠囊的面向萃取裝置的壁，從而壓實包含在分份膠囊中的萃取物。

本發明的總體構想在于，在執行實際的沖泡過程之前擠壓所述分份膠囊并且壓實包含在其內的萃取物。此外，可在所述沖泡過程期間，當在注入側對所述分份膠囊施加壓力沖泡液時，進行分份膠囊的額外壓縮。可得知，在沖泡過程之前壓實所述萃取物將使所述沖泡產品的質量明顯改善，所述壓實在用于咖啡制備的泵壓機中通常稱作“錘壓”。壓實的咖啡粉在整個膠囊容積的各處對水產生均勻的高阻力，以使所述膠囊的所有區域被均勻地穿流過，并且與未擠壓的咖啡相比，水的流率減小而壓力升高。一方面借此得到改善的芳香萃取，另一方面由于更高的壓力得到更好的“咖啡油脂”，這尤其是意式濃縮類咖啡飲料所希望的。在水平的沖泡過程中，其中分份膠囊不是從上往下、而是沿水平方向被穿流，根據本發明的對所述膠囊以及對位于其中的萃取物的擠壓起到這樣的作用，即均衡膠囊中由重力引起的萃取物分布的不均勻性。尤其避免因為所述萃取物在膠囊下方積累，而在所述膠囊上方出現較小的流動阻力。這種效果對于在根據本發明的系統中使用的分份膠囊而言是已知問題，因為所述膠囊具有拱形蓋，在所述蓋中不存在萃取物，就是說所述膠囊不是完全充滿的，而是具有空余空間。由此，能夠與沖泡液向分份膠囊的注入無關地實現萃取物的壓實，就是說萃取物的壓實和沖泡液的注入能夠相互獨立地被最優化，因為根據本發明所述分份膠囊的壓縮在萃取側進行，由此最終能使沖泡產品獲得盡可能好的質量。

本發明的優選方案可從從屬權利要求、說明書和附圖中得出。

根據一種實施方式，所述擠壓機構是被動構件，當所述注入裝置和萃取裝置為了固定所述膠囊而相向移動時，所述擠壓機構擠壓所述分份膠囊的壁。因此，當所述分份膠囊被固定在容置空間中時，所述擠壓機構不需要被單獨啟動，而是以自發或自動的方式起作用。

優選所述擠壓機構包括所述萃取裝置的至少一個萃取尖。所述萃取尖在此情況下執行雙重功能，一方面擠壓所述分份膠囊并且壓實包含在其中的萃取物，另一方面確保從所述分份膠囊中排出萃取產品。所述萃取尖的雙重功能有助于使所述萃取設備具有更簡單且成本更有利的構造形式。當然也可設想，所述萃取尖自身不形成擠壓機構，而是將萃取尖或其它刺穿元件與獨立的擠壓機構如沖頭式元件進行組合。借此，所述萃取尖或刺穿元件可各自具有任意形狀。

所述萃取尖可具有例如棱錐體形或錐形的基本形狀，并且具有從基底件朝向所述萃取尖的面向注入裝置的末梢延伸的側面。

優選所述萃取尖在其末梢的區域內具有加寬部、尤其是肩部。所述加寬部有助于使所述萃取尖不僅簡單地刺穿所述分份膠囊的面向萃取裝置的壁并順利地刺穿分份膠囊，而且還通過所述加寬部支承在所述分份膠囊的壁上，使得所述壁向內移動期望程度，即壓入所述壁，以便壓實萃取物。

所述萃取尖例如可具有至少一個突出的肋部，其從所述基底件沿側面朝末梢的方向延伸，優選至少三個這樣的肋部圍繞所述側面以均勻分布方式設置。優選所述肋部或每個肋部均在距所述末梢一定距離處終止。

所述肋部本身承擔雙重功能，其中所述肋部不僅形成能使所述萃取物的壓實改善的前述萃取尖加寬部，而且還確保萃取產品從所述分份膠囊中的排出得到改善。具體而言，在沖泡過程期間，通過沖泡液注入分份膠囊而形成分份膠囊中的過壓，通過所述過壓，所述面向萃取裝置的膠囊壁朝所述萃取裝置的方向被移動并且緊貼在所述萃取尖的側面上。在此情況下，所述萃取尖的肋部有助于在所述膠囊壁中僅保留較小的排出開口，以供萃取產品經此開口從分份膠囊中排出。

為了排出所述萃取產品，在所述基底件中，優選在肋部或每個肋部的區域中，設置輸送開口。例如也可在肋部或每個肋部的兩側分別設置輸送開口。

此外還可進一步改進所述萃取產品從分份膠囊中的排出，這通過使通道沿肋部或每個肋部延伸實現，所述通道例如呈槽形式，通道通入輸送開口，并且所述萃取物可通過所述通道受控地流出。優選通入輸送開口的通道分別在所述肋部或每個肋部兩側延伸。

為了使沖泡過程期間包含在分份膠囊中的萃取物的壓實以及萃取產品的排出最優化，所述擠壓機構優選包括五個萃取尖。其中四個萃取尖例如可布置在正方形的角部，而第五個萃取尖位于所述正方形中心。這樣構造的擠壓機構尤其適于良好地擠壓立方體形或長方體形的分份膠囊的壁。優選匹配的分份膠囊具有基本呈立方體形或長方體形的基本形狀。與所述膠囊的幾何結構無關地，相對于所述膠囊居中布置的擠壓機構、例如大致位于中心的萃取尖或位于中心的一組萃取尖尤其適于良好地實現膠囊的高效壓入和萃取物的高效壓實。

因此有利的是，所述萃取尖的布置匹配于所述分份膠囊的尺寸，尤其匹配成使得由所述萃取尖界定的正方形的對角線短于所述分份膠囊的面向萃取裝置的壁的最長對角線或最大直徑。

根據一個尤其優選的實施方式，至少所述分份膠囊的面向萃取裝置的壁由塑料制成。因此，所述面向萃取裝置的壁的塑料應具有這種性質，即所述壁雖然能被所述萃取尖刺穿，但在這種情況下不被撕裂，而是能對所述萃取尖產生足夠的阻力，使得面向萃取裝置的膠囊壁可被充分擠壓以壓實包含在分份膠囊中的萃取物。

此外當所述分份膠囊的所有壁均由塑料、尤其由同一種塑料制成時，能實現所述分份膠囊的尤其簡單且便宜的制造。合適的塑料例如為聚丙烯，此時壁厚例如在0.1mm至0.7mm范圍內。

優選所述塑料具有用作隔氧層的隔離層，借此確保對所述膠囊內含物進行芳香保護。用于這種隔離層的材料例如可以考慮乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)。

這樣的分份膠囊例如可由通過深拉工藝形成的具有五個側面并在第六側面敞開的多面體主體制成，所述主體被以萃取物填充，隨后所述敞開的第六側面被蓋關閉，所述蓋例如焊接或粘接至所述主體。替代地，這種多面體主體也可用注塑工藝制造。

所述蓋既可用注塑工藝制造，也可用深拉工藝制造，其中這樣的深拉工藝因所述蓋的深度較小而近似于沖壓工藝。

尤其對于所述面向萃取裝置的壁、即在前述結構情況下對于所述蓋來說，所選擇的原材料和工藝參數應能實現上述期望的刺穿性能。

本發明的另一主題是具有權利要求14所述特征的萃取設備，通過所述萃取設備能相應地實現前述優點。所述萃取設備的優選實施方式已在上文參照根據本發明的系統進行了闡述。

此外，本發明的又一主題是具有權利要求15所述特征的方法，通過所述方法同樣能實現前述優點。

附圖說明

接下來將根據可行實施方式參照附圖僅示例性地說明本發明。其中：

圖1a、圖1b示出根據本發明的在進行沖泡過程之前容置有分份膠囊的萃取設備的沖泡模塊的剖面，所述剖面具體而言是在(a)經過所述分份膠囊的中點的平面和(b)平行于所述平面但更靠外側的平面上；

圖2a-2c示出圖1的沖泡模塊的萃取裝置的萃取尖的布置的不同視圖；和

圖3a、圖3b示出在進行沖泡過程之后的圖1的剖面。

具體實施方式

在圖1中示出咖啡機的本實施例中的萃取設備沖泡模塊，在沖泡模塊中容置有包含萃取物、在此為咖啡粉的分份膠囊10。

所述分份膠囊10具有至少大致呈立方體的基本形狀并且包括六個膠囊壁12，膠囊壁由塑料、在此為聚丙烯制成，分別具有在0.1mm至0.7mm范圍內的壁厚。在分份膠囊10插入沖泡模塊之前，各個膠囊壁12至少大致呈平面狀。膠囊壁12由于其薄的壁厚度和塑料構造，在壓力下容易變形。

所述沖泡模塊包括用于將熱沖泡液引入分份膠囊10的注入裝置14以及用于在沖泡過程期間從分份膠囊10中排出萃取產品的萃取裝置16。所述注入裝置14和萃取裝置16在其間限定出用于分份膠囊10的容置空間18。為了將新的分份膠囊10裝入容置空間18或者為了從容置空間18中移除用過的分份膠囊10，所述沖泡模塊能夠打開并且所述注入裝置14和萃取裝置16能夠移動相離，其中可以設想，所述兩個裝置14、16均活動安裝且發生實際運動，或者僅所述裝置14、16之一活動安裝且發生運動，而另一裝置16、14固定安裝且不可移動。

所述注入裝置14包括居中布置的供送通道20以及多個注入尖22，沖泡液在沖泡過程期間通過所述供送通道被引入容置空間18，所述多個注入尖用于刺入容置在容置空間18中的分份膠囊10的面向注入裝置14的膠囊壁12a，以在所述沖泡過程期間使通過注入裝置14輸送的沖泡液灌入分份膠囊10。

相應地，所述萃取裝置16包括多個萃取尖24，其用于刺入分份膠囊10的面向萃取裝置16的膠囊壁12b，以使萃取產品、在此為咖啡在所述沖泡過程期間能從分份膠囊10中流出并且能經由萃取裝置16的排出通道26流走。

如圖2所示，所述萃取裝置16具有五個萃取尖24，其中四個萃取尖界定出一正方形，在該正方形中心布置有第五個萃取尖24。所述萃取尖24從板形基底件26伸出并且均具有呈棱錐體形、在此呈四棱錐體形式的基本形狀。突出的肋部32從基底件28開始沿棱錐體的各個棱錐體側面30朝萃取尖24末梢的方向延伸。每個肋部32均具有矩形橫截面，其中每個肋部32的遠離基底件28的端部均漸縮并且在距萃取尖24末梢一定距離處終止。在每個肋部32的兩側均延伸有通入輸送開口36的槽34，所述輸送開口設置在基底件28中在肋部32底部處，并且與萃取裝置16的排出通道26連通。

所述注入尖22和萃取尖24這樣布置，即當所述沖泡模塊被關閉并且所述注入裝置14和萃取裝置16相向移動時，所述注入尖和萃取尖在注入側和萃取側分別刺入裝在容置空間18中的分份膠囊10。換言之，在所述注入尖22和萃取尖24之間的最短距離小于在未擠壓的新分份膠囊10的分別面向注入裝置14或萃取裝置16的膠囊壁12a、12b之間的距離。

此外，所述在注入尖22和萃取尖24之間的最短距離這樣設定，即面向萃取裝置16的膠囊壁12b不僅被刺穿，而且還被朝膠囊內部的方向擠壓了一定程度，如圖1中所示。在執行所述沖泡過程之前壓縮分份膠囊10能起到壓實包含在分份膠囊10中的萃取物的作用，并且能得到質量明顯改善的杯中沖泡產品，例如咖啡。

為了執行所述沖泡過程，使沖泡液例如熱水在壓力下經由供送通道20引入容置空間18中，由此在注入側實現對分份膠囊10的額外壓縮。

若間隙38中的壓力足夠高，所述間隙38在一方面由注入裝置14限定而另一方面由面向注入裝置14的膠囊壁12a限定，那么所述沖泡液在由注入尖44形成的刺穿部位處灌入分份膠囊10。由于灌入的沖泡液，分份膠囊10中的壓力升高并且分份膠囊10膨脹，直至側向的膠囊壁12和面向萃取裝置16的膠囊壁12b抵靠所述沖泡模塊的界定出容置空間18的壁面。

此外如圖3所示，尤其是之前被擠壓的面向萃取裝置16的膠囊壁12b再次被向外、即朝萃取裝置16的方向擠壓。借此，所述萃取尖24越來越深地扎入分份膠囊10，直至膠囊壁12b抵靠萃取裝置16的基底件28。借此，膠囊壁12b的在此過程中被萃取尖24推動的材料貼靠在萃取尖24的棱錐體棱邊30上，以使由萃取尖24形成的刺穿開口很大程度上被密封。

僅有設置在棱錐體棱邊30上的肋部32能保證，在每個肋部32兩側膠囊壁2b和萃取尖24之間均保持一定距離。所述距離與沿肋部32延伸的槽34一起形成排出開口，當分份膠囊10中的壓力升高到足夠大時，所述萃取產品可通過所述排出開口從分份膠囊10中流出。從分份膠囊10中流出的萃取產品經由萃取尖24上的槽34和基底件28的輸送開口36流走并流入萃取裝置16的排出通道26，再經由所述排出通道被送至杯中。

如果在完成所述沖泡過程之后所述沖泡模塊被再次打開并且所述注入裝置14和萃取裝置16移動相離，那么所述注入尖22和萃取尖24被從分份膠囊10中拔出，并且分份膠囊10可落入為此設置的收集容器，以便為新的分份膠囊10騰空容置空間18。

附圖標記列表

10 分份膠囊

12 膠囊壁

14 注入裝置

16 萃取裝置

18 容置空間

20 供送通道

22 注入尖

24 萃取尖

26 排出通道

28 基底件

30 棱錐體側面

32 肋部

34 槽

36 輸送開口

38 間隙