EP1555219A1 - Portionenkapsel mit gemahlenem Kaffee zur Herstellung eines Kaffeegetränks - Google Patents

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EP1555219A1
EP1555219A1 EP05000601A EP05000601A EP1555219A1 EP 1555219 A1 EP1555219 A1 EP 1555219A1 EP 05000601 A EP05000601 A EP 05000601A EP 05000601 A EP05000601 A EP 05000601A EP 1555219 A1 EP1555219 A1 EP 1555219A1
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EP
European Patent Office
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capsule
coffee
portion capsule
capsule according
filter element
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René Schifferle
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Caffita System SpA
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    • A45F2200/05—Holder or carrier for specific articles
    • A45F2200/0575—Portable tools

Definitions

  • the invention relates to a portion capsule with ground coffee for the production a coffee beverage according to the preamble of claim 1.
  • Portion capsules for the production of espresso coffee are known.
  • the fundamental Advantage of such capsules is that they are gas-tight and the coffee powder under Exclusion of oxygen is absorbed in the capsule. This keeps that in the Capsule received coffee powder over a long period of fresh.
  • the capsule usually becomes a capsule holder used, which is then manually attached to the coffee machine.
  • Both Semi-automatic coffee machines the capsule in a capsule carrier or directly inserted into the brewing chamber, which latter then by means of a central by hand to be actuated lever is closed.
  • the Brewing water is introduced via the brooder into the capsule, leaving it in it Cushioned coffee powder flow under overpressure and through the openings in the Lid or bottom can escape. Regardless of whether it is a manual too operated coffee machine or a semi or fully automatic coffee machine In any case, this is designed and matched to the capsule that the finished coffee is provided on the surface with a foam layer, which u.a. when Quality characteristic for a high quality coffee is considered.
  • a generic portion capsule is known in the a water-extractable substance for making a beverage, preferably an espresso coffee, is added. It is between the Capsule bottom and the substance and / or between the capsule lid and the Substance a sieve-like organ arranged, which with a variety of axial Openings is provided. The respective organ is with against the capsule bottom or the Capsule lid directed embossments provided so that between the respective Organ and the capsule bottom or the capsule lid fluid channels formed become. In these fluid channels, the brewing water on the Distribute the capsule cross section or collect the brewed coffee beverage.
  • the respective organ In order to prevent the respective organ from being pierced when the capsule is pierced is, the respective organ has a central, directed against the capsule interior Deepening in which the piercing means after piercing the soil or the lid can extend.
  • a portion capsule is very good For the production of espresso coffee, it is not for the production of filter coffee predestined, since the capsule a high flow through the brewing water Resistance, which practically inevitably leads to foaming.
  • EP 0 326 685 discloses a brewing chamber designed as a disposable article Container known which is collapsible and at the bottom of a filter bag with Tea or ground coffee is stuck.
  • the container is preferably made of paper, Cardboard or the like made.
  • the bottom of the container is below the Filter bag provided with a drain opening, over which the liquid coffee can drain.
  • the Drain opening on the outside closed by means of a peelable film.
  • One such container is suitable for use in a conventional Filter coffee machine, however, he can not together with a Espresso coffee machine can be used.
  • the invention aims to develop a portion capsule such that these in A conventional espresso coffee machine can be used to connect with it Conventional coffee beverage to produce, which on the surface no has appreciable foam layer and the taste of a conventional filter coffee equivalent.
  • a portion capsule according to claim 1 provided.
  • the hydraulic pressure build-up during brewing and Extracting the coffee contained in the capsule is intended to prevent the basic requirement created to deal with such a portion capsule to make a coffee in a conventional espresso coffee machine in the Appearance and taste corresponds to a standard filter coffee.
  • the passage makes sure that the brewing water fed forcibly does not generate significant pressure build-up in the capsule.
  • the brewing water without much resistance through the capsule including the absorbed therein Coffee powder flow, whereby a foaming successfully prevented can.
  • the portion capsule according to FIG. 1 consists of a cup-shaped lower part 1, a lower filter element 2, an upper distributor 3 and a lid 4.
  • the between the filter element 2 and the distributor 3 in the lower part 1 to be absorbed Coffee powder is not apparent from this illustration.
  • the filter element 2 and the Distributor 3 are dimensionally stable and formed substantially plate-shaped and preferably produced by deep drawing.
  • the upwardly conically slightly widening lower part 1 is in the upper area with a circumferential shoulder 5 provided on the inside an annular Shoulder 5a forms, which serves to support the upper distributor element 3.
  • the cup On the Top side, the cup has a peripheral edge 6, on which the lid. 4 fastened-preferably welded-on.
  • the Bottom of the cup with a round recess 20 to form a passage 22nd provided, which is covered by a film 21.
  • the foil 21 has a tab L, which projects beyond the cup 1 side and a manual peeling off the film 21st allows.
  • the cup 1, the lid 4 as well as the film 21 consist of a gas-tight multi-layer composite material, wherein the lower part 1 compared to Cover 4 and the film 21 is relatively stiff, dimensionally stable, elastic and tough. After this Closing the recess 20 with the film 21 and the welding of the Cover 4 with the lower part 1 is the capsule and thus their contents airtight locked. All of these films preferably have at least one gas-tight layer and a layer of a thermoplastic polymer. Layers from one thermoplastic polymer can be easily welded together, for example by means of heat or ultrasound.
  • the substantially plate-shaped filter element 2 is provided with a circumferential Provided edge 11 and has a variety circular ring segment shaped Embossments 9, which rise above the underside of the filter element 2. If the filter element 2 is inserted into the cup 1, the coins 9 are the side of the Recess 20 at the bottom of the cup 1, so that between the embossments 9 and the cup base collecting channels 17 are formed, which proceeding from the Symmetry axis radially outward and circular around the axis of symmetry around extend. Outside the embossments 9 in the region of the liquid channels 17 is the Filter element 2 is provided with a plurality of openings 8. In the center of the Filter element 2 is a central, directed against the capsule interior recess 10th arranged, which is formed cone-shaped.
  • the upper distribution element 3 also has a plurality of circular ring segment-shaped designed embossments 13, which are called elevations over the top of the Lift distribution element 3.
  • the distribution element 3 is with one on the outside circumferential, downwardly directed web 16 provided.
  • liquid channels 18 are formed on the top of the distribution element, which is starting from the symmetry axis radially outwards and circularly around the Extending symmetry axis around.
  • a plurality of openings 14 is provided in the Center of the distribution element 3 is in turn a central, against the capsule interior directed recess 15 is arranged, which is formed cone-shaped.
  • On the Outside the distribution element 3 is provided with an annular surface 19, opposite the liquid channels 18 is increased and with the top of the embossments 13 in substantially aligned.
  • the upper distribution element 3 When inserting the upper distribution element 3, this is supported by the web 16 on the circumferential shoulder 5a of paragraph 5 of the cup 1 from.
  • the upper distribution element 3 in particular the uniform distribution of the brewing water over the entire Capsule cross-section, while the lower filter element 2 in particular the escape of To prevent coffee powder from the capsule.
  • the upper distribution element 3 acts but also as a filter, while the lower filter element 2 also collecting and central diverting the brewed coffee beverage is used.
  • the total cross section of the distribution in the second recessed openings 14 is at least 3%, preferably at least 5% of average capsule cross-section. This ratio also applies to the filter element 2.
  • the recess 20 in the bottom 7 of the capsule also ensures that neither at the beginning nor during the Aufbrühvorgangs a hydraulic pressure build-up takes place in the capsule. Through this Embodiment may be the formation of a foam layer on the finished coffee beverage reliably prevented.
  • the openings in the distribution or filter element 2, 3 should not be so large be that the ground coffee can escape from the capsule.
  • This is the mean diameter of a single opening 8, 14 chosen smaller than the statistical Average of the diameter of a single particle of ground coffee.
  • the arithmetic mean of the diameter of a particle is in the present case between 400 and 600 microns.
  • the film 21 has a different color than the capsule.
  • film can be chosen differently depending on the contents of the capsule.
  • changeable parameters are, for example, the amount, the mixture, the roasting and the degree of grinding of the coffee mentioned.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the capsule according to FIG. 1, wherein the Portion capsule filled with coffee powder KP.
  • the coffee powder KP is between the enclosed lower filter element 2 and the upper distribution element 3 in the capsule.
  • the bottom 7 of the cup 1 upstanding embossments 9 of the filter element 2 fluid channels 17 formed in which the brewed coffee beverage via the embedded in the filter element 2 Openings 8 can flow.
  • the embossments 13 in the distributor 3 fluid channels 18 formed between the distributor 3 and the cover 4, via which can distribute the brewing water, then through the openings 14 in the To infuse the inside of the capsule and to extract the coffee powder KP.
  • both the distribution element 3 as well as the filter element 2 are formed dimensionally stable, remain the channels 17, 18 obtained and even if outside forces on the Cover 4 or bottom 7 of the capsule act.
  • the film 21 is pulled down, as interrupted by shown lines is indicated.
  • the capsule of a brewing chamber (not shown) be supplied.
  • the portion capsule is then from the top Poking means in the form of a Aufstechdorns 23 pushed through the lid 4.
  • the upper distribution element 3 is not pierced by Aufstechdorn 23.
  • the piercing spike 23 preferably provided with a central bore, in radial Outlets opens.
  • the Brewing water 24 is passed from top to bottom through the capsule.
  • the diameter of the in the distribution or filter element 2, 3 openings 8, 14 is preferably smaller than the statistical diameter of a single Particles (coffee grain) for making a beverage, preferably smaller than x- ⁇ , where under x the arithmetic mean of the diameter and under ⁇ the Standard deviation is to be understood. This will ensure that virtually no Particles escape from the capsule or flushed out independently how big the piercing opening is.
  • FIG. 3 shows in a longitudinal section a second embodiment of a Portion capsule with incorporated therein coffee powder KP, wherein the reference numerals with corresponding parts with respect to the preceding figures additionally with an "a" are provided.
  • the main difference to the previously shown Embodiment is that the formed by the recess 20a Passage 22a is not closed by means of a manually peelable film, but that on the recess 20a on the inside of the capsule, a film 21a is arranged, which is pierced by means of a piercing member 30.
  • the Cup-like lower part 1a is with a slightly outwardly curved bottom 7a provided on the outside of an annular peripheral edge 26th is surrounded.
  • the diameter of the recessed into the bottom 7a recess 20a is smaller in comparison with the previous embodiment.
  • the to Closing the recess 20a provided film 21a is on the inside of the Capsule between the filter element 2a and the capsule bottom 7a arranged.
  • cup-like capsule part 1a is relatively stiff, dimensionally stable, elastic and tough is, the film 21a in comparison thinner and also has a lower Elasticity, extensibility and tear resistance. This will ensure that the Foil 21a ruptures rapidly under the force of a piercing and breaks up.
  • the film 21 can be kept relatively thin, it is constructed in two layers.
  • the Combining a layer of a thermoplastic polymer with a layer of Aluminum has proven to be particularly advantageous.
  • a thermoplastic polymer polypropylene or polyethylene are particularly suitable.
  • the cup-like base is on the Inside is also provided with a circumferential groove 27, while the Capsule inside directed edge 11a of the filter element 2a on the outside with an annular circumferential projection 28 is provided, by means of which the Filter element 2a clamped in the groove 27 is fixed.
  • FIG. 4 shows an enlarged detail of the capsule according to FIG. 3, namely a part of the capsule bottom 7a together with the recessed recess therein 20a and the attached film 21a. From this illustration is particular It can be seen that the capsule base as well as the film are constructed in a multilayered manner. While the capsule bottom and thus also the capsule bottom 7a from a three-layer composite material, the film has 21a two layers. At the Capsule bottom 1a forming film consist of the two outer layers 29, 31 a thermoplastic polymer, while the intermediate layer 30 of a gas-tight Foil; For example, EVOH (ethylene vinyl alcohol) exists.
  • EVOH ethylene vinyl alcohol
  • the lower, the Capsule bottom 7a facing layer 32 of the film 21a also consists of a thermoplastic polymer, while the upper, the capsule interior facing Layer 33 is made of aluminum. Since the two mutually facing layers 31, 32nd of the capsule bottom 7a and the film 21a each made of a thermoplastic polymer can exist, these two layers 31, 32 are welded together.
  • the Film 21a has in relation to the composite material of the cup-like capsule lower part 1a a relatively low extensibility, elasticity and tear strength.
  • the outside Foil 21a visible via the recess 20a preferably has a different color on as the capsule.
  • the film 21 a is relatively thin and no high stretch, elasticity and Tear strength, it can easily be pierced by the piercing.
  • This can be achieved with a fully automatic espresso coffee machine both conventional portion capsules, which are used to make one with foam provided coffees -Espresso- are suitable, as well as the here at issue Portion capsules, which are intended for the production of a filter coffee, can be extracted.
  • the film is designed so that it is from a Aufstechorgen is broken even at relatively low force, while a conventional, one-piece capsule bottom is designed such that He first yields elastically, only to be affected by the effect of the brewing medium on the to be punctured according to the appropriate piercing.
  • an espresso coffee machine so is including a coffee machine generally understood that with a brewing chamber for Recording the portion capsule is provided, and in which the extracting the in the capsule received coffee powder serving brewing water by means of a pump is supplied forcibly, regardless of whether with the Espresso coffee machine a volume rather "small” espresso or something “bigger” coffee is produced.
  • a volume rather "small” espresso or something “bigger” coffee is produced.
  • they have so far with one Espresso coffee maker made coffee drinks excellent in that they were provided on the surface with a foam layer.
  • it is possible to use a proposed portion capsule using a conventional espresso coffee machine, with which until now only espresso capsules could be extracted to produce a coffee beverage, which is on the surface has no appreciable foam layer and the taste of a conventional Filter coffee comes close.

Abstract

Es wird eine Portionenkapsel mit gemahlenem Kaffee (KP) zur Herstellung eines Kaffeegetränks vorgeschlagen. Dabei ist der Kapselboden (7) mit einem Durchlass (22) versehen, der mittels einer gasdichten Folie (21) verschlossen ist. Diese Folie (21) wird vor dem Einsetzen der Portionenkapsel in die Kaffeemaschine manuell entfernt. Zwischen dem Durchlass (22) und dem Kaffee (KP) ist ein Filterelement (2) angeordnet, welches das Austreten von Kaffee verhindert. Der Durchlass (22) soll verhindern, dass beim Aufbrühen eines Kaffeegetränks ein hydraulischer Druckaufbau in der Kapsel stattfindet, welcher zu einer Schaumbildung führen würde. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Portionenkapsel mit gemahlenem Kaffee zur Herstellung eines Kaffeegetränks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Portionenkapseln sind in vielfältigen Varianten bekannt, wobei insbesondere Portionenkapseln zur Erzeugung von Espressokaffee bekannt sind. Der grundsätzliche Vorteil solcher Kapseln liegt darin, dass sie gasdicht sind und das Kaffeepulver unter Ausschluss von Sauerstoff in der Kapsel aufgenommen ist. Dadurch bleibt das in der Kapsel aufgenommene Kaffeepulver über einen langen Zeitraum frisch. Zum Aufbrühen des in der Kapsel aufgenommenen Kaffeepulvers werden sowohl manuelle, halbautomatische wie auch vollautomatische Espressokaffeemaschinen verwendet. Bei den manuellen Kaffeemaschinen wird die Kapsel üblicherweise in einen Kapselhalter eingesetzt, welcher danach manuell an der Kaffeemaschine befestigt wird. Bei den halbautomatischen Kaffeemaschinen wird die Kapsel in einen Kapselträger oder direkt in die Brühkammer eingesetzt, welch letztere danach mittels eines zentralen von Hand zu betätigenden Hebels verschlossen wird. Bei vollautomatischen Kaffeemaschinen hingegen wird die Kapsel einem Magazin entnommen, danach automatisch der Brühkammer zugeführt und nach dem Aufbrühen bzw. Extrahieren ohne Zutun des Benutzers in einen Auffangbehälter ausgeworfen. Alle drei genannten Arten von Kaffeemaschinen verfügen im allgemeinen über einen mit radialen Austrittsöffnungen für die Einleitung von Brühwasser versehenen Brühdorn, der zum Durchstossen des Bodens bzw. Deckels der Kapsel ausgebildet ist. Bekannt sind insbesondere auch manuelle Kaffeemaschinen, bei denen der Kapselhalter mit einer Vielzahl von auf einem Ablaufrost angeordneten Erhebungen versehen ist, welche den Deckel der Kapsel aufbrechen, sobald Brühwasser von der den Erhebungen gegenüberliegenden Seite in die Kapsel eingeleitet und letztere durch den hydraulischen Überdruck gegen diese Erhebungen gedrückt wird. Beim nachfolgenden Aufbrühvorgang wird das Brühwasser über den Brühdorn in die Kapsel eingeleitet, so dass es das darin aufgenommene Kaffeepulver unter Überdruck durchströmen und über die Öffnungen im Deckel bzw. Boden austreten kann. Unabhängig davon, ob es sich um eine manuell zu bedienende Kaffeemaschine oder um eine halb- oder vollautomatische Kaffeemaschine handelt, ist diese jedenfalls so ausgelegt und auf die Kapsel abgestimmt, dass der fertige Kaffee an der Oberfläche mit einer Schaumschicht versehen ist, welche u.a. als Qualitätsmerkmal für einen qualitativ hochwertigen Kaffee angesehen wird.
Obwohl grosse Anstrengungen unternommen wurden, den fertigen Kaffee an der Oberfläche mit einer haltbaren Schaumschicht zu versehen, kommt in einigen Ländern vermehrt der Wunsch auf, mit gattungsgemässen Portionenkapseln auch konventionellen Kaffee im Sinne eines Filterkaffees herstellen zu können.
Aus der US2003/172813 ist eine gattungsgemässe Portionenkapsel bekannt, in der eine mittels Wasser extrahierbare Substanz zur Herstellung eines Getränks, vorzugsweise eines Espressokaffees, aufgenommen ist. Dabei ist zwischen dem Kapselboden und der Substanz und/oder zwischen dem Kapseldeckel und der Substanz ein siebartiges Organ angeordnet, das mit einer Vielzahl von axialen Öffnungen versehen ist. Das jeweilige Organ ist mit gegen den Kapselboden bzw. den Kapseldeckel gerichteten Prägungen versehen, so dass zwischen dem jeweiligen Organ und dem Kapselboden bzw. dem Kapseldeckel Flüssigkeitskanäle gebildet werden. In diesen Flüssigkeitskanälen kann sich das Brühwasser über den Kapselquerschnitt verteilen, bzw. das aufgebrühte Kaffeegetränk sammeln. Um zu verhindern, dass das jeweilige Organ beim Aufstechen der Kapsel mit durchstochen wird, weist das jeweilige Organ eine zentrale, gegen das Kapselinnere gerichtete Vertiefung auf, in welche sich das Aufstechmittel nach dem Aufstechen des Bodens bzw. des Deckels erstrecken kann. Obwohl sich eine derartige Portionenkapsel sehr gut zur Herstellung von Espressokaffee eignet, ist sie nicht zur Herstellung von Filterkaffee prädestiniert, da die Kapsel dem durchströmenden Brühwasser einen hohen Widerstand entgegensetzt, was praktisch zwangsläufig zu einer Schaumbildung führt.
Aus der EP 0 326 685 ist ein als Einwegartikel konzipierter, Brühkammer genannter Behälter bekannt, der zusammenfaltbar ist und an dessen Boden ein Filterbeutel mit Tee oder gemahlenem Kaffee festgeklebt ist. Der Behälter ist vorzugsweise aus Papier, Karton oder dergleichen gefertigt. Der Boden des Behälters ist unterhalb des Filterbeutels mit einer Ablauföffnung versehen, über welche der flüssige Kaffee abfliessen kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Behälters ist die Ablauföffnung auf der Aussenseite mittels einer abziehbaren Folie verschlossen. Ein solcher Behälter eignet sich zur Verwendung in einer herkömmlichen Filterkaffeemaschine, hingegen kann er nicht zusammen mit einer Espressokaffeemaschine verwendet werden.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Portionenkapsel derart weiterzubilden, dass diese in einer herkömmlichen Espressokaffeemaschine verwendet werden kann, um mit ihr ein konventionelles Kaffeegetränk herzustellen, welches an der Oberfläche keine nennenswerte Schaumschicht aufweist und im Geschmack einem üblichen Filterkaffee entspricht.
Hierzu wird nach der Erfindung eine Portionenkapsel gemäss dem Anspruch 1 bereitgestellt.
Indem zumindest der Kapselboden mit einem durch eine Ausnehmung gebildeten Durchlass versehen wird, der einen hydraulischen Druckaufbau beim Aufbrühen und Extrahieren des in der Kapsel aufgenommenen Kaffees zu verhindern bestimmt ist, wird die grundsätzliche Voraussetzung geschaffen, um mit einer derartigen Portionenkapsel in einer herkömmlichen Espressokaffeemaschine einen Kaffee herzustellen, der im Aussehen und im Geschmack einem üblichen Filterkaffee entspricht. Der Durchlass stellt dabei sicher, dass das zwangsweise zugeführte Brühwasser keinen nennenswerten Druckaufbau in der Kapsel erzeugen kann. Somit kann das Brühwasser ohne grossen Widerstand durch die Kapsel mitsamt dem darin aufgenommenen Kaffeepulver strömen, wodurch eine Schaumbildung erfolgreich verhindert werden kann. Um das in der Kapsel aufgenommene Kaffeepulver daran zu hindern, über den Durchlass aus der Kapsel auszutreten bzw. zusammen mit dem Extraktionsmedium - Brühwasser- ausgeschwemmt zu werden, ist zwischen dem Durchlass und dem in der Kapsel aufgenommenen Kaffeepulver ein Filterelement angeordnet. Um trotz des Durchlasses eine gute Haltbarkeit des in der Kapsel aufgenommenen Kaffeepulvers zu gewährleisten, ist der Durchlass mittels einer gasdichten Folie verschlossen. Letztere ist entweder manuell entfernbar oder derart ausgebildet, dass sie von einem Aufstechmittel leicht durchstochen werden kann.
Bevorzugte Weiterbildungen der Portionenkapsel sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 23 definiert.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. In dieser Zeichnungen zeigt:
Fig. 1
die Einzelteile einer Portionenkapsel in einer Explosionsdarstellung;
Fig. 2
einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Portionenkapsel;
Fig. 3
einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Portionenkapsel, und
Fig. 4
einen vergrösserten Ausschnitt der Kapsel gemäss Fig.3.
Die Portionenkapsel gemäss Fig. 1 besteht aus einem becherartigen Unterteil 1, einem unteren Filterelement 2, einem oberen Verteilorgan 3 sowie einem Deckel 4. Das zwischen dem Filterelement 2 und dem Verteilorgan 3 im Unterteil 1 aufzunehmende Kaffeepulver ist aus dieser Darstellung nicht ersichtlich. Das Filterelement 2 und das Verteilorgan 3 sind formstabil und im wesentlichen tellerförmig ausgebildet und vorzugsweise durch Tiefziehen hergestellt.
Der sich nach oben konisch leicht erweiternde Unterteil 1 ist im oberen Bereich mit einem umlaufenden Absatz 5 versehen, der auf der Innenseite eine kreisringförmige Schulter 5a bildet, welche dem Abstützen des oberen Verteilorgans 3 dient. Auf der Oberseite weist der Becher einen umlaufenden Rand 6 auf, an dem der Deckel 4 befestigt -vorzugsweise angeschweisst- wird. Wie schematisch angedeutet, ist der Boden des Bechers mit einer runden Ausnehmung 20 zur Bildung eines Durchlasses 22 versehen, der von einer Folie 21 abgedeckt wird. Die Folie 21 weist eine Lasche L auf, welche den Becher 1 seitlich überragt und ein manuelles Abziehen der Folie 21 ermöglicht. Der Becher 1, der Deckel 4 wie auch die Folie 21 bestehen aus einem gasdichten Mehrschicht-Verbundmaterial, wobei der Unterteil 1 im Vergleich zum Deckel 4 und zur Folie 21 relativ steif, formstabil, elastisch und zäh ist. Nach dem Verschliessen der Ausnehmung 20 mit der Folie 21 und dem Verschweissen des Deckels 4 mit dem Unterteil 1 ist die Kapsel und damit deren Inhalt luftdicht verschlossen. All diese Folien weisen bevorzugterweise zumindest eine gasdichte Lage sowie eine Lage aus einem thermoplastischen Polymer auf. Lagen aus einem thermoplastischen Polymer lassen sich leicht miteinander verschweissen, beispielsweise mittels Hitze oder Ultraschall.
Das im wesentlichen tellerförmig gestaltete Filterelement 2 ist mit einem umlaufenden Rand 11 versehen und weist eine Vielzahl kreisringsegmentförmig gestaltete Prägungen 9 auf, welche sich über die Unterseite des Filterelements 2 erheben. Wenn das Filterelement 2 in den Becher 1 eingesetzt ist, stehen die Prägungen 9 seitlich der Ausnehmung 20 am Boden des Bechers 1 auf, so dass zwischen den Prägungen 9 und dem Becherboden Sammelkanäle 17 gebildet werden, die sich ausgehend von der Symmetrieachse radial nach aussen sowie zirkular um die Symmetrieachse herum erstrecken. Ausserhalb der Prägungen 9 im Bereich der Flüssigkeitskanäle 17 ist das Filterelement 2 mit einer Vielzahl von Öffnungen 8 versehen. Im Zentrum des Filterelements 2 ist eine zentrale, gegen das Kapselinnere gerichtete Vertiefung 10 angeordnet, die kegelförmig ausgebildet ist.
Das obere Verteilelement 3 weist ebenfalls eine Vielzahl von kreisringsegmentförmig gestalteten Prägungen 13 auf, welche sich als Erhebungen über die Oberseite des Verteilelements 3 erheben. Das Verteilelement 3 ist mit einem auf der Aussenseite umlaufenden, nach unten gerichteten Steg 16 versehen. Durch diese Prägungen 13 werden auf der Oberseite des Verteilelements 3 Flüssigkeitskanäle 18 gebildet, die sich ausgehend von der Symmetrieachse radial nach aussen sowie zirkular um die Symmetrieachse herum erstrecken. Ausserhalb der Prägungen 13, im Bereich der Flüssigkeitskanäle 18, ist wiederum eine Vielzahl von Öffnungen 14 vorgesehen. Im Zentrum des Verteilelements 3 ist wiederum eine zentrale, gegen das Kapselinnere gerichtete Vertiefung 15 angeordnet, die kegelförmig ausgebildet ist. Auf der Aussenseite ist das Verteilelement 3 mit einer Ringfläche 19 versehen, die gegenüber den Flüssigkeitskanälen 18 erhöht ist und mit der Oberseite der Prägungen 13 im wesentlichen fluchtet.
Beim Einsetzen des oberen Verteilelements 3 stützt sich dieses mit dem Steg 16 an der umlaufenden Schulter 5a des Absatzes 5 des Bechers 1 ab. Beim Einleiten von Brühwasser zum Zubereiten eines Kaffeegetränks dient das obere Verteilelement 3 insbesondere dem gleichmässigen Verteilen des Brühwassers über den gesamten Kapselquerschnitt, während das untere Filterelement 2 insbesondere das Austreten von Kaffeepulver aus der Kapsel verhindern soll. Zusätzlich wirkt das obere Verteilelement 3 jedoch auch als Filter, während das untere Filterelement 2 auch dem Sammeln und zentralen Ableiten des aufgebrühten Kaffeegetränks dient.
Um bezüglich des Kapselquerschnitts eine möglichst gleichmässige Verteilung des Brühwassers und eine gleichmässige Durchströmung des in der Kapsel aufgenommenen Kaffeepulvers zu erreichen, sind sowohl die in das Verteilelement 3 wie auch die in das Filterelement 2 eingelassenen Öffnungen 14, 8 gleichmässig über die jeweilige Oberfläche verteilt. Der Gesamtquerschnitt der in das Verteilelement 2 eingelassenen Öffnungen 14 beträgt zumindest 3%, vorzugsweise zumindest 5% des mittleren Kapselquerschnitts. Dieses Verhältnis trifft auch auf das Filterelement 2 zu. Durch diese Ausgestaltung kann sichergestellt werden, dass das Brühwasser ohne nennenswerten Widerstand durch das Verteilelement 3 hindurch in die Kapsel einströmen und das aufgebrühte Kaffeegetränk über das Filterelement 2 auch wieder ohne nennenswerten Widerstand aus der Kapsel austreten kann. Die Ausnehmung 20 im Boden 7 der Kapsel stellt zudem sicher, dass weder am Anfang noch während des Aufbrühvorgangs ein hydraulischer Druckaufbau in der Kapsel stattfindet. Durch diese Ausgestaltung kann die Bildung einer Schaumschicht auf dem fertigen Kaffeegetränk zuverlässig verhindert werden.
Trotzdem sollen die Öffnungen im Verteil- bzw. Filterelement 2, 3 nicht so gross gewählt werden, dass der gemahlene Kaffee aus der Kapsel austreten kann. Dazu wird der mittlere Durchmesser einer einzelnen Öffnung 8, 14 kleiner gewählt, als der statistische Mittelwert des Durchmessers eines einzelnen Partikels des gemahlenen Kaffees. Um dem Brühwasser auch seitens des Kaffeepulvers keinen all zu grossen Durchflusswiderstand entgegenzusetzen, ist der in der Kapsel aufgenommene Kaffee relativ grob gemahlen. Der arithmetische Mittelwert des Durchmessers eines Partikels liegt im vorliegenden Fall zwischen 400 und 600 µm.
Vorzugsweise weist die Folie 21 eine andere Farbe auf als die Kapsel. Die Farbe der Folie kann beispielsweise je nach Inhalt der Kapsel unterschiedlich gewählt werden. Als veränderbare Parameter seien beispielsweise die Menge, die Mischung, die Röstung und der Mahlgrad des Kaffeepulvers erwähnt.
Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Kapsel gemäss Fig. 1, wobei die Portionenkapsel mit Kaffeepulver KP gefüllt ist. Das Kaffeepulver KP ist zwischen dem unteren Filterelement 2 und dem oberen Verteilelement 3 in der Kapsel eingeschlossen. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich ist, werden durch die am Boden 7 des Bechers 1 aufstehenden Prägungen 9 des Filterelements 2 Flüssigkeitskanäle 17 gebildet, in welche das aufgebrühte Kaffeegetränk über die in das Filterelement 2 eingelassenen Öffnungen 8 einströmen kann. Ebenso werden durch die Prägungen 13 im Verteilorgan 3 Flüssigkeitskanäle 18 zwischen dem Verteilorgan 3 und dem Deckel 4 gebildet, über welche sich das Brühwasser verteilen kann, um dann über die Öffnungen 14 in das Innere der Kapsel einzuströmen und das Kaffeepulver KP zu extrahieren. Indem sowohl das Verteilelement 3 wie auch das Filterelement 2 formstabil ausgebildet sind, bleiben die Kanäle 17, 18 erhalten und zwar auch dann, wenn von aussen Kräfte auf den Deckel 4 bzw. Boden 7 der Kapsel einwirken. Vor dem Einsetzen der Kapsel in die Kaffeemaschine wird die Folie 21 nach unten abgezogen, wie dies durch unterbrochen dargestellte Linien angedeutet ist.
Nachdem die Folie 21 entfernt ist, kann die Kapsel einer Brühkammer (nicht dargestellt) zugeführt werden. Zum Aufstechen der Portionenkapsel wird dann von oben ein Aufstechmittel in Form eines Aufstechdorns 23 durch den Deckel 4 gestossen. Der Aufstechdorn 23 wird dabei im Bereich der Vertiefung 15 so durch den Deckel 4 geführt, dass das obere Verteilelement 3 vom Aufstechdorn 23 nicht durchstochen wird. Zum Zuführen des andeutungsweise eingezeichneten Brühwassers 24 ist der Aufstechdorn 23 vorzugsweise mit einer zentrischen Bohrung versehen, die in radiale Austrittsöffnungen mündet. Im vorliegenden Fall wird davon ausgegangen, dass das Brühwasser 24 von oben nach unten durch die Kapsel geleitet wird. Durch die Flüssigkeitskanäle 18 wird das eingeleitete Brühwasser gleichmässig über den gesamten Kapselquerschnitt verteilt. Über die Öffnungen 14 im oberen Verteilorgan 3 gelangt das Brühwasser in das Kapselinnere, wo es das Kaffeepulver KP durchströmt. Über die Öffnungen 8 im unteren Filterelement 2 gelangt das aufgebrühte Getränk auf die Unterseite des Filterelements 2 und strömt über den durch die Ausnehmung 20 gebildeten Durchlass 22 aus der Kapsel aus, von wo es über nicht näher dargestellte Mittel zu einem Getränkeauslass weitergeleitet wird. Durch das Vorsehen von derartig gestalteten Verteil- bzw. Filterelementen 2, 3 wird sichergestellt, dass die in der Kapsel aufgenommenen Getränkepartikel vom Brühwasser homogen durchströmt werden und eine gleichmässige Extraktion des gesamten Kaffeepulvers erreicht wird. Die Prägungen 9, 13 sind jedenfalls derart verteilt angeordnet, dass sich das jeweilige Element 2, 3 flächig am Kapselboden 7 bzw. Kapseldeckel 4 abstützt. Durch dieses flächige Abstützen wird sichergestellt, dass die die Flüssigkeitskanäle 17, 18 bildenden Freiräume zwischen dem Kapseldeckel 4 und dem Verteilorgan 3 auch bei von aussen auf die Kapsel einwirkendem Druck erhalten bleiben.
Der Durchmesser der in das Verteil- bzw. Filterelement 2, 3 eingelassenen Öffnungen 8, 14 ist vorzugsweise kleiner als der statistische Durchmesser eines einzelnen Partikels (Kaffeekorn) zum Herstellen eines Getränks, vorzugsweise kleiner als x-σ, wobei unter x der arithmetische Mittelwert des Durchmessers und unter σ die Standardabweichung zu verstehen ist. Dadurch wird sichergestellt, dass praktisch keine Partikel aus der Kapsel austreten bzw. ausgeschwemmt werden und zwar unabhängig davon, wie gross die Aufstechöffnung ist.
Figur 3 zeigt in einem Längsschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Portionenkapsel mit darin aufgenommenem Kaffeepulver KP, wobei die Bezugszeichen bei korrespondierenden Teilen gegenüber den vorhergehenden Figuren zusätzlich mit einem "a" versehen sind. Der wesentliche Unterschied zu dem vorgängig dargestellten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass der durch die Ausnehmung 20a gebildete Durchlass 22a nicht mittels einer manuell abziehbaren Folie verschlossen ist, sondern dass über der Ausnehmung 20a auf der Innenseite der Kapsel eine Folie 21a angeordnet ist, welche mittels eines Aufstechorgans 30 aufgestochen wird. Der becherartige Unterteil 1a ist mit einem leicht nach aussen gewölbten Boden 7a versehen, der auf der Aussenseite von einem ringförmig umlaufenden Rand 26 umgeben ist. Der Durchmesser der in den Boden 7a eingelassenen Ausnehmung 20a ist im Vergleich mit dem vorgängigen Ausführungsbeispiel kleiner. Die zum Verschliessen der Ausnehmung 20a vorgesehene Folie 21a ist auf der Innenseite der Kapsel zwischen dem Filterelement 2a und dem Kapselboden 7a angeordnet.
Während der becherartige Kapselunterteil 1a relativ steif, formstabil, elastisch und zäh ist, ist die Folie 21a im Vergleich dazu dünner und weist ausserdem eine geringere Elastizität, Dehnbarkeit und Reissfestigkeit auf. Dadurch wird sichergestellt, dass die Folie 21a unter der Krafteinwirkung eines Aufstechorgans schnell reisst und aufbricht.
Damit die Folie 21 relativ dünn gehalten werden kann, ist sie zweilagig aufgebaut. Die Kombination einer Lage aus einem thermoplastischen Polymer mit einer Lage aus Aluminium hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Als thermoplastisches Polymer eignen sich insbesondere Polypropylen oder Polyethylen. Durch das Vorsehen einer Aluminium-Lage wird einerseits eine weitgehende Gasdichtheit erreicht, während das thermoplastische Polymer das Verschweissen der Folie mit dem Kapselboden ermöglicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der becherartige Unterteil auf der Innenseite zudem mit einer umlaufenden Nut 27 versehen ist, während der zur Kapselinnenseite gerichteten Rand 11a des Filterelements 2a auf der Aussenseite mit einem ringförmig umlaufenden Vorsprung 28 versehen ist, mittels welchem das Filterelement 2a klemmend in der 27 Nut fixiert ist.
Die Fig. 4 zeigt einen vergrösserten Ausschnitt der Kapsel gemäss Fig.3, namentlich einen Teil des Kapselbodens 7a zusammen mit der darin eingelassenen Ausnehmung 20a sowie der darüber angebrachten Folie 21a. Aus dieser Darstellung ist insbesondere ersichtlich, dass der Kapselunterteil wie auch die Folie mehrschichtig aufgebaut sind. Während der Kapselunterteil und damit auch der Kapselboden 7a aus einem dreilagigen Verbundmaterial besteht, weist die Folie 21a zwei Lagen auf. Bei der den Kapselunterteil 1a bildende Folie bestehen die beiden äusseren Lagen 29, 31 aus einem thermoplastischen Polymer, während die Zwischenlage 30 aus einer gasdichten Folie; beispielsweise EVOH (Ethylenvinylalkohol), besteht. Die untere, dem Kapselboden 7a zugewandte Lage 32 der Folie 21a besteht ebenfalls aus einem thermoplastischen Polymer, während die obere, dem Kapselinnenraum zugewandte Lage 33 aus Aluminium besteht. Da die beiden einander zugewandten Lagen 31, 32 des Kapselbodens 7a bzw. der Folie 21a aus je einem thermoplastischen Polymer bestehen, können diese beiden Lagen 31, 32 miteinander verschweisst werden. Die Folie 21a weist in Relation zum Verbundmaterial des becherartigen Kapselunterteils 1a eine relativ geringe Dehnbarkeit, Elastizität und Reissfestigkeit auf. Die von aussen über die Ausnehmung 20a ersichtliche Folie 21a weist vorzugsweise eine andere Farbe auf als die Kapsel. Nachdem sowohl die über der Ausnehmung 20a angebrachten Folie 21a wie auch der Deckel 4 mit dem Kapselunterteil 1a verschweisst sind, ist die Kapsel und damit deren Inhalt wiederum luftdicht verschlossen.
Indem die Folie 21a relativ dünn ist und keine hohe Dehnbarkeit, Elastizität und Reissfestigkeit aufweist, kann sie vom Aufstechmittel leicht durchstochen werden. Damit kann erreicht werden, dass mit einer vollautomatischen Espressokaffeemaschine sowohl konventionelle Portionenkapseln, welche sich zur Herstellung eines mit Schaum versehenen Kaffees -Espresso- eignen, wie auch die hier zur Rede stehenden Portionenkapseln, welche zur Herstellung eines Filterkaffees vorgesehen sind, extrahiert werden können. Jedenfalls ist die Folie derart ausgelegt, dass sie von einem Aufstechorgen schon bei relativ geringer Krafteinwirkung aufgebrochen wird, während ein konventioneller, durchgehend einstückiger Kapselboden derart ausgelegt ist, dass er zuerst elastisch nachgiebt, um erst unter der Einwirkung des Brühmediums an dem entsprechenden Aufstechorgan aufgestochen zu werden. Durch die elastische Nachgiebigkeit eines konventionellen Kapselbodens soll zuerst eine sogenannte Aufbrühphase stattfinden. Dazu wird über den Deckel in die auslassseitig noch geschlossene Kapsel Brühwasser eingeleitet, welches in der Kapsel einen Überdruck aufbaut und das Kaffeepulver benetzt und ggf. aufquellen lässt, bevor die Kapsel dann auslassseitig aufgebrochen wird und der flüssige Kaffeeextrakt unter der Bildung von Schaum aus der Kapsel austreten kann.
Wenn vorgängig jeweils von einer Espressokaffeemaschine gesprochen wird, so ist darunter generell eine Kaffeemaschine zu verstehen, die mit einer Brühkammer zur Aufnahme der Portionenkapsel versehen ist, und bei der das zum Extrahieren des in der Kapsel aufgenommenen Kaffeepulvers dienende Brühwasser mittels einer Pumpe zwangsweise zugeführt wird, und zwar unabhängig davon, ob mit der Espressokaffeemaschine ein volumenmäßig eher "kleiner" Espresso oder ein etwas "größerer" Kaffee hergestellt wird. Jedenfalls haben sich die bis anhin mit einer Espressokaffeemaschine zubereiteten Kaffeegetränke dadurch ausgezeichnet, dass sie an der Oberfläche mit einer Schaumschicht versehen waren. Mit der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Portionenkapsel ist es jedoch möglich, unter Verwendung einer herkömmlichen Espressokaffeemaschine, mit welcher bis anhin nur Espressokapseln extrahiert werden konnten, ein Kaffeegetränk herzustellen, welches an der Oberfläche keine nennenswerte Schaumschicht aufweist und im Geschmack einem herkömmlichen Filterkaffee nahe kommt.

Claims (23)

  1. Portionenkapsel für eine Espressokaffeemaschine, enthaltend eine Portion gemahlenen Kaffees (KP), wobei zwischen dem Kapselboden (7, 7a) und dem Kaffee (KP) und/oder zwischen dem Kapseldeckel (4, 4a ) und dem Kaffee (KP) ein Filterelement angeordnet ist/sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Kapselboden (7, 7a) mit einem Durchlass (22, 22a) versehen ist, welch letzterer einen hydraulischen Druckaufbau beim Aufbrühen des in der Kapsel aufgenommenen Kaffees (KP) zu verhindern bestimmt ist, wobei zwischen dem Durchlass (22, 22a) und dem Kaffee (KP) ein Filterelement (2, 2a) angeordnet ist, und wobei der Durchlass (22, 22a) von einer gasdichten Folie (21, 21a) verschlossen ist.
  2. Portionenkapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (21a) auf der Innenseite der Kapsel zwischen dem Filterelement (2a) und dem Kapselboden (7a) angeordnet ist.
  3. Portionenkapsel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapsel aus einem becherartigen Unterteil (1, 1a) mit einem dicht daran befestigten Deckel (4, 4a) besteht, wobei die den Durchlass (22, 22a) verschliessende Folie (21, 21a) dünner ist als der becherartige Kapselunterteil (1, 1a).
  4. Portionenkapsel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der becherartige Unterteil (1, 1a) der Kapsel formstabil ist.
  5. Portionenkapsel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (21, 21a) eine geringere Dehnbarkeit und/oder eine geringere Reissfestigkeit aufweist, als der becherartige Unterteil (1, 1a) der Kapsel.
  6. Portionenkapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (21a) eine aus zumindest zwei Lagen (32, 33) bestehende Verbundfolie ist.
  7. Portionenkapsel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Lage (33) aus Metall, insbesondere aus Aluminium besteht.
  8. Portionenkapsel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Lage (32) der Folie (21a) aus einem thermoplastischen Polymer, insbesondere aus Polypropylen oder Polyethylen besteht.
  9. Portionenkapsel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage (32) aus dem thermoplastische Polymer auf dem Kapselboden (7a) aufliegt und mit diesem verschweisst ist.
  10. Portionenkapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (21) auf der Aussenseite der Kapsel angeordnet und manuell entfernbar ist.
  11. Portionenkapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (4, 4a) und die Folie (21, 21a) aus dem selben Material gefertigt sind.
  12. Portionenkapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (21, 21a) eine andere Farbe aufweist als die Kapsel.
  13. Portionenkapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (2, 2a) formstabil ausgebildet und mit einer Vielzahl von Öffnungen (8, 8a) versehen ist.
  14. Portionenkapsel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtquerschnitt der in das Filterelement (2, 2a) eingelassenen Öffnungen (8, 8a) zumindest 3%, insbesondere zumindest 5%, des mittleren Kapselquerschnitts beträgt, so dass das aufgebrühte Kaffeegetränk ohne nennenswerten Widerstand durch das Filterelement (2, 2a) hindurchströmen und über den Durchlass (22, 22a) aus der Kapsel austreten kann.
  15. Portionenkapsel nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (2) mit einer Vielzahl von Kanälen (17) zum Sammeln und Ableiten des aus der Portionenkapsel austretenden Kaffeegetränks versehen ist.
  16. Portionenkapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Deckel (4) der Kapsel und dem in der Kapsel aufgenommenen Kaffee (KP) ein formstabiles Verteilelement (3) angeordnet ist, welches mit einer Vielzahl von Öffnungen (14) und Kanälen (18) zum gleichmässigen Verteilen des in die Portionenkapsel einströmenden Brühwassers (24) versehen ist.
  17. Portionenkapsel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtquerschnitt der in das Verteilelement (3) eingelassenen Öffnungen (14) zumindest 3%, insbesondere zumindest 5%, des mittleren Kapselquerschnitts beträgt.
  18. Portionenkapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Verteilorgan (3) wie auch das Filterelement (2) gegen das Kapselinnere gerichtete Vertiefungen (9, 13) zur Bildung der Verteil- bzw. Sammelkanäle (17, 18) aufweist, und dass die Öffnungen (8, 14) in diesen Sammelkanälen (17, 18) angeordnet sind.
  19. Portionenkapsel nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verteil- bzw. Sammelkanäle (17, 18) ausgehend von der Symmetrieachse radial nach aussen und zirkular um die Symmetrieachse herum erstrecken.
  20. Portionenkapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Verteilorgan (3) derart angeordnet oder ausgebildet ist, dass ein oder mehrere Aufstechmittel (23) durch den Kapseldeckel (4) führbar ist/sind, ohne dass dabei das Verteilorgan (3) durchstochen wird.
  21. Portionenkapsel nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilorgan (3) mit zumindest einer gegen das Kapselinnere gerichteten Vertiefung (15) versehen ist, in welche sich das Aufstechmittel (23) nach dem Aufstechen des Deckels (4) erstrecken kann.
  22. Portionenkapsel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der statistische Mittelwert des Durchmessers eines einzelnen Partikels des zu extrahierenden Kaffees zwischen 400 und 600 µm beträgt, und dass der Durchmesser einer einzelnen, in das Filterelement (2) bzw. Verteilorgan (3) eingelassenen Öffnung (8, 14) kleiner ist als der statistische Mittelwert des Durchmessers eines einzelnen Partikels.
  23. Portionenkapsel nach einem der Ansprüche 3 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der becherartige Unterteil (1a) auf der Innenseite mit einer umlaufenden Nut (27) versehen ist, und dass das zwischen dem Durchlass (22a) und dem Kaffee (KP) angeordnete Filterelement (2a) mit einem zur Kapselinnenseite gerichteten Rand (27) versehen ist, der auf der Aussenseite mit einem ringförmig umlaufenden Vorsprung (28) versehen ist, mittels welchem das Filterelement (2a) in der Nut (27) klemmend fixiert ist.
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