CN100479717C - 含有一份用于制备咖啡饮料的咖啡粉的储筒 - Google Patents

Abstract

公开了一种含有一份用于制备咖啡饮料的咖啡粉的储筒。储筒的底部具有被气密箔片件所覆盖的通道。在将储筒插入到咖啡机中之前可人工地取下该箔片。在通道与咖啡粉之间设有过滤件，以防止咖啡粉从储筒中离开。通道可防止在储筒中出现液压积聚，这会导致形成泡沫。

Description

含有一份用于制备咖啡饮料的咖啡粉的储筒

技术领域

本发明涉及一种含有一份用于制备咖啡饮料的咖啡粉的储筒(cartridge)。

背景技术

这种储筒在本技术领域中的多个实施例中已公知，其中尤其是用于制备所谓的蒸馏咖啡饮料的储筒已被广泛地使用。这种储筒的基本优点在于它们是气密的，因此咖啡粉可以在无氧条件下容纳于其中，氧气会在储筒的存储期间降低咖啡粉的质量。因此，装在这种储筒中的咖啡粉可以长时间地保持其新鲜度。

为了冲泡容纳于储筒中的咖啡粉，可以使用手动操作式、半自动式以及全自动式煮咖啡机。一般来说，在手动操作式煮咖啡机中，储筒插入到储筒固定器中，而储筒固定器又插入到煮咖啡机中。在半自动式煮咖啡机中，储筒插入到储筒固定器中，或者直接插入到机器的冲泡腔中，其中冲泡腔可通过中心杠杆机构而被手动地关闭。然而，在全自动式煮咖啡机中，储筒从储筒箱中取出并被自动地插入到冲泡腔中；在冲泡操作之后，储筒从冲泡腔中移走并被弃置于残渣腔中，不需要操作人员进行任何干预。

所有这些上述类型的煮咖啡机通常包括所谓的中空冲泡棒，其设有用于将冲泡用水注入到储筒中的径向出口孔，该冲泡棒还适于分别对储筒的底部和盖子进行冲孔。还已知有一种手动操作式煮咖啡机，其中储筒固定器设有多个位于出口格栅上的凸起；当冲泡用水从其相对侧注入到储筒中并且储筒在加压冲泡用水所产生的液体过压的作用下被压在凸起上时，这些凸起会使储筒的盖子裂开。在后续的冲泡操作期间，通过冲泡棒来将冲泡用水注入到储筒中，结果，冲泡用水在压力作用下流经容纳于储筒中的咖啡粉，并经由凸起所形成的开口而从储筒中流出。

无论是手动操作式煮咖啡机还是半自动式或全自动式煮咖啡机，煮咖啡机都被设计成可与储筒相适配，从而可产生在其表面上具有泡沫的咖啡饮料；这种泡沫通常被视为优质咖啡饮料的一项特征。

尽管已经作出了很大努力来保证所制备的咖啡饮料在其表面上具有持久的泡沫，然而在某些国家中还是希望也能用这些煮咖啡机来制备传统的咖啡，即过滤咖啡。也可采用用语“淡咖啡”来代替“过滤咖啡”。

美国专利文献2003/172813公开了一种这里提及的类型的储筒。它含有可通过水来萃取的物质，其可用来制备饮料特别是蒸馏咖啡。因此，在储筒的底部与该物质之间和/或在储筒的盖子与该物质之间设置了筛状件，其设有多个轴向孔。该筛状件设有分别朝向储筒的底部和储筒的盖子延伸的压制部分，使得分别在筛状件与储筒的底部之间和在筛状件与储筒的盖子之间形成了流体通道。在这些通道中，冲泡用水可分布在储筒的横截面积上，而所制备出的饮料可分别被收集在这些通道中。为了防止在刺穿储筒时使筛状件被冲出孔，筛状件包括有朝向储筒内部延伸的中心凹槽，在储筒的盖子或底部被刺穿之后，穿刺件可伸入到该凹槽中。虽然这种储筒很适合于制备蒸馏咖啡，但它几乎不可能用于制备普通的过滤咖啡，这是因为储筒对流经其中的冲泡用水施加了较高的流动阻力；结果便形成了泡沫。

专利文献EP 0326685公开了一种适合于用后即弃的称为冲泡腔的容器，它是可折叠的，并且在其底部粘结了装有磨碎咖啡或茶叶的过滤袋。该容器优选由纸、纸板或类似的材料制成。容器的底部设有位于过滤袋之下的出口孔，所制备的饮料可经由该出口孔而流出。在该容器的一个优选实施例中，出口孔在外侧覆盖有可拆式箔片。这种容器可用在传统的过滤咖啡机中，但不能用在蒸馏咖啡机中。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种含有一份用于制备咖啡饮料的咖啡粉的储筒，其可用在传统的蒸馏咖啡机中来制备普通的咖啡饮料，这种咖啡饮料在表面上没有泡沫，并且在味道上与普通的过滤咖啡相一致。

为了达到这一目的及其它目的，本发明提供了一种含有一份用于制备咖啡饮料的咖啡粉的储筒，其包括具有底部和盖部的储筒主体，储筒主体的底部具有被气密箔片件所覆盖的通道，以及位于储筒主体内并处于咖啡粉与储筒主体底部中的通道之间的过滤件。

通过至少为储筒的底部提供带有由孔构成的通道，并且该孔可在冲泡和萃取咖啡粉的期间避免在储筒的内部出现液压积聚，就可以实现在传统的蒸馏咖啡机中利用这种储筒来制备外观和味道与普通过滤咖啡相一致的咖啡饮料的基本先决条件。该通道保证了供给储筒的加压冲泡用水不会在储筒的内部形成较大的压力积聚。因此，冲泡用水能够不受较大阻力地流经储筒并因此流过容纳于其中的咖啡粉，从而避免形成泡沫。

为了防止容纳于储筒中的咖啡粉经由上述通道而离开储筒以及被冲泡用水冲出，在通道与容纳于储筒中的咖啡粉之间设置了过滤件。为了保证容纳于储筒中的咖啡粉在储筒中设有通道的情况下仍可长时间地很好地保存，在通道上覆盖有气密箔片。箔片可被人工地取下，或者被设计成使得它易于被冲孔件刺穿。

附图说明

在下文中将参考附图来进一步介绍根据本发明的储筒的实施例，在图中：

图1以分解视图显示了根据本发明的咖啡粉储筒的部件；

图2显示了根据本发明的咖啡粉储筒的第一实施例的纵向剖视图；

图3显示了根据本发明的咖啡粉储筒的第二实施例的纵向剖视图；和

图4显示了图3的一个放大部分。

具体实施方式

根据图1的咖啡粉储筒包括杯形下部1、下部过滤件2、上部分配件3以及储筒盖件4。在图1中未显示出将被容纳在储筒的下部1中并处于过滤件2与分配件3之间的咖啡粉。过滤件2与分配件3在尺寸上是稳定的，并具有大致盘形的形状；它们优选通过深冲压工艺来制造。

储筒下部1的朝着其顶部而稍微呈锥形地张开的上部区域设有扩大部分5，从而在储筒的内侧处形成了用于支撑上部分配件3的环形台肩5a。储筒的杯形部分1在顶部处包括周向边缘部分6，盖子4优选通过焊接而固定于其上。如图1中的虚线示意性地所示，储筒的杯形部分1的底部7设有用于形成通道22的圆孔20，其由箔片21所覆盖。箔片21包括从储筒的杯形部分1中横向伸出的垂边L，其有助于人工地取下箔片21。储筒的杯形部分1、盖子4以及箔片21构成了气密的多层复合材料，其中与盖子4和箔片21相比，下部1是比较有刚性的、尺寸稳定的、弹性的和可延展的。

在孔20被箔片21覆盖住之后，并且在盖子已经焊接到储筒的杯形部分1的周向边缘部分6上之后，储筒及其内容物便被气密地密封住。用于制造储筒的杯形部分1、盖子4以及箔片21的所有这些箔片材料优选包括至少一层气密层和一层热塑性聚合物层。热塑性聚合物层例如可在热量或超声波的作用下容易地相互焊接在一起。

具有大致盘形形状的过滤件2设有周向边缘部分11，并包括多个压制部分9，其具有大致环形片段的形状并向下突出到过滤件2的底部之下。一旦过滤件2插入到杯形部分1中，压制部分9就承靠在储筒的部分1的底部上。因此，在压制部分9与储筒的部分1的底部之间形成了收集通道17，其相对于中心垂直轴线径向向外地并环绕该中心轴线而延伸。在压制部分9之间的区域内的通道17的部位中，过滤件2设有多个孔8。在过滤件2的中心设有锥形的中央凹槽10，其朝向储筒的内部延伸。

上部分配件3也包括多个压制部分13，其大致具有环形片段的形状并向上突出到分配件3的顶部之上。在分配件3的顶部处的压制部分13之间形成了流体通道18，其相对于中心垂直轴线径向向外地并环绕该中心轴线而延伸。在压制部分13之间的区域内的通道18的部分中，分配件3设有多个孔14。在分配件3的中心设有锥形的中央凹槽15，其朝向储筒的内部延伸。分配件3沿其周边设有环形的表面部分19，其相对于流体通道18稍微抬高，并且与压制部分13大致平齐。环形表面部分19的边缘包括从表面部分19中向下延伸的环形部分16。

在将上部分配件3插入到储筒的杯形下部1中时，分配件3便以其部分16承靠在储筒部分1的扩大部分5的台肩5a上。在将冲泡用水注入到储筒中以制备咖啡饮料的期间，分配件3尤其可用于使冲泡用水均匀地分布在储筒的整个横截面上，同时下部过滤件2尤其可防止任何咖啡粉颗粒离开储筒。另外，上部分配件3还用作过滤件，同时下部过滤件2还用于收集和从中心排出制备好的咖啡饮料。

为了实现冲泡用水在储筒整个横截面上的最佳分布，并因而实现对储筒所含咖啡粉的均匀浸泡，设于分配件3内的孔14和设于过滤件2内的孔8都分别均匀地分布在件3和件2的各自表面上。设在分配件3内的孔14的总横截面积之和等于整个储筒横截面积的至少3％，优选5％。这一关系也适用于下方过滤件2。通过这种设计，可以保证冲泡用水无任何较大阻碍地流经分配件3而进入到储筒的内部，并且所制备的咖啡饮料也可无任何较大阻碍地经由下部过滤件2而流到储筒之外。而且，储筒底部7中的孔20保证了无论是在冲泡操作的开始还是在冲泡期间都不会产生液压积聚。通过这种设计，可以可靠地避免在所制出的咖啡饮料中形成泡沫。

然而，过滤件2和分配件3中的孔8，14的尺寸不应被选择成太大而使咖啡粉可离开储筒。为此，单个孔8，14的直径被制成为比咖啡粉的单个颗粒直径的统计平均值小一些。为了使冲泡用水在其流经容纳于储筒中的咖啡粉时不会遇到较高流动阻力，咖啡粉应被磨制成比较粗粒。在本示例中，咖啡粉的一个颗粒的算术平均值在400至600微米之间。

箔片21的颜色优选不同于储筒的颜色。箔片21的颜色例如选择成能够确定储筒的内容物。换句话说，根据容纳于储筒中的咖啡的量、咖啡的混合或研磨的程度，可以为箔片选择不同的颜色。

图2显示了图1所示储筒的纵向剖视图，其中储筒填充有咖啡粉KP。咖啡粉KP被封闭在储筒中的下部过滤件2与上部分配件3之间。从图2中可以看到，靠在储筒的杯形下部1的底部7上的下部过滤件2的压制部分9形成了流体通道17，所制备的咖啡饮料可流经设在下部过滤件2中的孔8而进入到该流体通道17中。同样，通过设在分配件3中的压制部分13便可在储筒的分配件3与盖子4之间形成流体通道18，冲泡用水可经由该流体通道18而均匀地分布在咖啡粉之上，从而可流经孔14来浸泡咖啡粉。由于分配件3和过滤件2在尺寸上都是稳定的，因此即使有外力作用在储筒的盖子4和底部7上，也可以完好地保持通道17，18。可以理解，在将储筒插入到咖啡机中之前，可将箔片21从储筒的底部7上取下来，如图2中的虚线所示。

在取下箔片21之后，将储筒插入到咖啡机(未示出)的冲泡腔中。为了对储筒冲孔，采用形式例如为穿刺钉23的冲孔件朝向储筒的盖子4向下运动，并刺穿盖子4。这样，穿刺钉23穿过盖子4而进入到设于分配件3内的凹槽15中，从而避免了对分配件3造成任何损坏。为了将冲泡用水24注入到储筒的内部，穿刺钉23设有中心孔，其通到径向上的出口孔中。

在这种情况下，假设冲泡用水24从上到下地流经储筒。借助于流体通道18，冲泡用水就可均匀地分布在储筒的整个横截面上。通过设在上部分配件3中的孔14，冲泡用水便可进入到储筒的内部中以便可流经咖啡粉。通过设在下部过滤件2中的孔8，所制备的咖啡饮料便可进入到过滤件2之下的空间中，并经由孔20所形成的通道22而离开储筒；并且从这里通过未进一步示出的构件而被引导到咖啡机的咖啡饮料出口。

通过提供上述分配件3和过滤件2，就可以保证容纳于储筒中的咖啡颗粒被均匀地浸泡，从而导致对全部咖啡粉的最佳萃取。压制部分9，13分布成使得各部件2，3以两维的方式分别靠在储筒的底部7和储筒的盖子4上。因此，可以保证流体通道17，18分别在件2与底部7之间以及在件3与盖子4之间保持其形状，即使在有外力作用于储筒上时也是如此。

分别设在分配件3和过滤件2中的孔8，14的直径优选小于咖啡粉的单个颗粒的统计直径，优选小于x-σ，其中x是直径的算术平均值，而σ是标准偏差。因此，不管穿刺钉23在盖子4中冲出的开口有多大，均能够保证基本上没有咖啡颗粒从储筒中离开。

图3显示了填充有咖啡粉KP的储筒的第二实施例的纵向剖视图，其中相应部分及元件的标号与图1和2中所用的相同，但增加了字母“a”。相对于图1和2所述实施例的主要差异在于，由孔20a所构成的通道22a没有被可人工取下的箔片从储筒的外侧盖住，而是被位于储筒底部7a的内侧处的覆盖了通道22a的箔片21a所盖住，箔片21a在冲泡操作开始前被穿刺钉23冲出孔。储筒的杯形下部1a设有稍稍向外的圆顶式底部7a，沿着其外缘围绕着周向环形边缘部分26。设在储筒底部7a中的孔20a的直径小于第一实施例中的相应孔20。用于覆盖孔20a的箔片21a位于储筒的内部，并处于储筒的过滤件2a与底部7a之间。

尽管储筒的杯形下部1a是比较有刚性的、尺寸稳定的、弹性的和可延展的，然而与之相比，箔片21a更薄一些，并且具有较低的弹性、延展性和撕裂强度。因此，可以保证箔片21a能够在穿刺钉35的作用下容易地撕开。为了保证箔片21a比较薄，它可由两层材料制成。一层铝和一层热塑性聚合物的组合被证明是特别有利的。聚丙烯和聚乙烯特别适合用作热塑性聚合物。通过提供铝层就可以实现非常好的气密密封，同时热塑性聚合物层使得可将箔片焊接到储筒的底部7a上。

另外，在第二实施例中，储筒的杯形下部1a设有位于下部1a的内部中的周向槽27，而过滤件2a的边缘11a设有周向的环形突起28，其可与槽27接合以将过滤件2a夹紧式地固定在储筒的内部。

图4显示了图3的一个放大部分，特别是储筒的底部7a的一部分，以及设置在其中的孔20a和覆盖了孔20a的箔片21a。在该图中可以清楚地看到，储筒的下部1a和箔片21a均包括多个层。尽管储筒的下部1a和底部7a由三层复合材料构成，然而箔片21a由两层构成。在构成储筒下部1a的材料中，两层外层29和31由热塑性聚合物构成，而中间层30由气密箔片材料如EVOH(乙烯乙烯醇)构成。箔片21a的朝向储筒底部7a的下层32由热塑性聚合物构成，而朝向储筒内部的上层33由铝构成。由于相互面对的储筒底部7a的层31和箔片21a的层32均由热塑性聚合物构成，因此这些层31，32可容易地相互焊接在一起。与储筒的杯形下部1a的复合材料相比，箔片21a具有相对较低的延展性、弹性和撕裂强度。

可通过孔20a而从外侧看到的箔片21a优选具有除了储筒本身以外的另一种颜色。在箔片21a和盖子4已经焊接到储筒的下部1a上之后，储筒及其内容物便被气密地密封住。

由于箔片21a比较薄并且不具备较高的延展性、弹性或撕裂强度，因此它可被穿刺钉容易地冲孔。因此可以保证，在全自动式蒸馏咖啡机中可以使用适于制备在其顶部具有泡沫的蒸馏咖啡的传统咖啡粉储筒，以及适于制备无泡沫的普通咖啡的上述咖啡粉储筒。在任一情况下，箔片设计成使其即使在较小的力下也可被穿刺钉冲出孔，而传统的整体式咖啡粉储筒、特别是其底部被设计成，该底部在第一阶段中产生弹性变形，并仅在冲泡介质的压力作用下才被穿透。通过传统储筒底部的这种弹性性能，就可以保证产生最初的预冲泡阶段。为此，冲泡用水注入到底部仍然封闭的储筒内部中，从而在储筒的底部被冲出孔之前在储筒内部形成过压以浸泡咖啡粉，以及如果合适的话还使咖啡粉膨胀，这样，所制备的咖啡饮料就会在形成泡沫时从储筒中溢出。

在上文中，无论在何处使用了用语“蒸馏咖啡机”，它均大致指这样一种咖啡机，其具有适于容纳咖啡粉储筒的冲泡腔以及用于将加压水注入到储筒中的泵，而与蒸馏咖啡机用于制备“较小”的蒸馏咖啡还是“较大”的咖啡无关。无论如何，利用蒸馏咖啡机制备的咖啡饮料的特征在于，其表面上有泡沫。然而，通过根据本发明的咖啡粉储筒，就可以制备出没有任何泡沫且味道非常接近于过滤咖啡饮料的咖啡饮料，即使在采用设计成使用专用蒸馏咖啡储筒来制备蒸馏咖啡的传统蒸馏咖啡机时也是如此。

Claims (27)

1.一种含有一份用于制备咖啡饮料的咖啡粉的储筒，其包括具有底部和盖部的储筒主体，其特征在于，所述储筒主体的所述底部具有由孔构成的通道、覆盖了所述通道的气密箔片件，以及位于所述储筒主体内并处于所述咖啡粉与所述储筒主体的所述底部中的所述通道之间的过滤件，其中，所述通道可在冲泡和萃取咖啡粉的期间避免在储筒的内部出现液压积聚。

2.根据权利要求1所述的储筒，其特征在于，所述箔片件设置在所述储筒主体的内部并处于所述过滤件与所述储筒主体的底部之间。

3.根据权利要求1所述的储筒，其特征在于，所述储筒包括杯形的下方主体部分和密封式连接在所述下方主体部分上的盖部，覆盖了所述通道的所述箔片件比所述下方主体部分更薄。

4.根据权利要求3所述的储筒，其特征在于，所述储筒的杯形的下方主体部分在尺寸上是稳定的。

5.根据权利要求4所述的储筒，其特征在于，所述箔片件具有比所述储筒的杯形的下方主体部分更低的延展性和/或撕裂强度。

6.根据权利要求1所述的储筒，其特征在于，所述箔片件是由至少两层构成的复合箔片。

7.根据权利要求6所述的储筒，其特征在于，至少一层由金属构成。

8.根据权利要求6所述的储筒，其特征在于，至少一层由热塑性聚合物构成。

9.根据权利要求8所述的储筒，其特征在于，由热塑性聚合物构成的所述层朝向所述储筒主体的所述底部并焊接于其上。

10.根据权利要求1所述的储筒，其特征在于，所述箔片连接到所述底部的外侧上并可被人工地取下来。

11.根据权利要求1所述的储筒，其特征在于，所述盖部和所述箔片件由同一材料构成。

12.根据权利要求1所述的储筒，其特征在于，所述箔片件具有不同于所述储筒的主体部分的颜色的颜色。

13.根据权利要求1所述的储筒，其特征在于，所述过滤件在尺寸上是稳定的，并包括有多个小孔。

14.根据权利要求13所述的储筒，其特征在于，所述过滤件中的所有所述小孔的总横截面积等于所述储筒主体部分的平均横截面积的至少3％，使得所制备的咖啡饮料可以无较大阻力地流经所述过滤件而流到所述通道中并流到所述储筒之外。

15.根据权利要求13或14所述的储筒，其特征在于，所述过滤件设有多个路径，其用于收集和排出离开所述储筒的咖啡饮料。

16.根据权利要求1所述的储筒，其特征在于，所述储筒还包括尺寸稳定的分配件，其位于所述储筒主体的内部并处于所述盖部与所述容纳于所述储筒中的咖啡粉之间，所述分配件具有用于均匀地分配流入到所述储筒内部中的冲泡用水的多个小孔和路径。

17.根据权利要求16所述的储筒，其特征在于，所述分配件中的所有所述小孔的总横截面积为所述储筒主体部分的平均横截面积的至少3％。

18.根据权利要求15和16所述的储筒，其特征在于，所述分配件和所述过滤件都包括压制部分，其朝向所述储筒的内部延伸以便构成所述路径，所述小孔位于所述路径中。

19.根据权利要求15和16所述的储筒，其特征在于，所述路径从中心轴线开始径向向外地且环形地围绕着所述中心轴线而延伸。

20.根据权利要求16所述的储筒，其特征在于，至少所述分配件设置或设计成使得可将一个或多个冲孔件插入到所述盖部中而不会损坏所述分配件。

21.根据权利要求20所述的储筒，其特征在于，所述分配件包括至少一个朝向所述储筒内部延伸的凹槽，所述冲孔件在刺穿了所述盖部之后伸入到所述凹槽中。

22.根据权利要求13和16所述的储筒，其特征在于，单个咖啡粉颗粒的直径的统计平均值在400至600微米之间，分别设于所述过滤件和所述分配件中的所述小孔的直径小于单个咖啡粉颗粒的统计平均直径。

23.根据权利要求3所述的储筒，其特征在于，所述储筒的所述杯形的下方主体部分的内部设有环形槽，处于所述通道与咖啡粉之间的所述过滤件设有周向边缘部分，其可与所述槽相接合以将所述过滤件夹紧式地固定在所述储筒的所述下部上。

24.根据权利要求7所述的储筒，其特征在于，所述金属是铝。

25.根据权利要求8所述的储筒，其特征在于，所述热塑性聚合物为聚丙烯或聚乙烯。

26.根据权利要求13所述的储筒，其特征在于，所述过滤件中的所有所述小孔的总横截面积等于所述储筒主体部分的平均横截面积的5％，使得所制备的咖啡饮料可以无较大阻力地流经所述过滤件而流到所述通道中并流到所述储筒之外。

27.根据权利要求16所述的储筒，其特征在于，所述分配件中的所有所述小孔的总横截面积为所述储筒主体部分的平均横截面积的5％。

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