LU508205B1 - Dosette pour la préparation d'une boisson - Google Patents

Abstract

L’invention concerne une dosette comprenant une première (1) et une deuxième (2) paroi assemblées en leurs périphéries (3) et délimitant ensemble un volume intérieur dans lequel est conditionnée une substance pour la préparation d’une boisson, la première paroi (1) étant destinée à être traversée par des moyens d'injection d’un fluide extracteur d'une machine de préparation de boisson pour injecter ledit fluide sous pression dans le volume intérieur, la deuxième paroi (2) étant destinée à être traversée par des moyens d’écoulement de ladite machine pour permettre l’écoulement de la boisson hors dudit volume intérieur, au moins une paroi (1, 2) étant formée d’un film d’étanchéité (4) biodégradable et/ou compostable qui comprend une couche à base de cellulose microfibrillée MFC.

Description

Dosette pour la préparation d'une boisson

DESCRIPTION

L’invention concerne une dosette pour la préparation d'une boisson, notamment au moyen d’une machine prévue à cet effet.

Pour préparer des boissons, notamment des boissons chaudes de type café, thé ou infusion, on connait des capsules avec un corps qui présente une paroi latérale bordée de part et d'autre par un fond et par un rebord entourant une ouverture dudit corps, en définissant un compartiment intérieur dans lequel est chargée une substance pour la préparation d’une telle boisson.

La substance conditionnée dans de telles capsules peut notamment comprendre du café, des feuilles de thé et/ou des plantes à infusion, sous forme broyée, hachée ou moulue.

Dans ce type de capsule, la substance est chargée dans le compartiment intérieur après formation du corps, notamment par l’ouverture dudit corps, cette dernière étant ensuite occultée par un opercule d’étanchéité qui est associé, notamment par collage, sur le rebord entourant ladite ouverture.

Pour le même usage, on connaît des dosettes qui comprennent une première et une deuxième paroi, notamment de géométrie circulaire, qui sont assemblées en leurs périphéries de manière à délimiter ensemble un volume intérieur pour le conditionnement de la substance. De telles dosettes sont généralement fabriquées en réalisant la mise en forme et l'assemblage de leurs parois autour d’une dose de substance.

Pour permettre la préparation d’une boisson, une telle dosette est placée dans un logement prévu à cet effet dans une machine adaptée, ledit logement comprenant une première partie pourvue de moyens pour injecter un fluide extracteur sous pression, notamment de l’eau chaude, au travers d’une première paroi de la dosette, et une deuxième partie pourvue de moyens pour ouvrir la deuxième paroi de ladite dosette, afin de permettre l'écoulement de la boisson hors de son volume intérieur, notamment sous l'effet de la gravité.

L’invention vise à perfectionner l’art antérieur en proposant une dosette pour le conditionnement d’une substance qui est agencée pour présenter de bonnes propriétés de barrière contre l'oxygène et l'humidité de l’air, afin de préserver les propriétés organoleptiques de ladite substance, mais également pour pouvoir être percée facilement par les moyens d'injection et d'écoulement d’une machine de préparation d'une boisson, tout en pouvant être avantageusement biodégradable et/ou compostable.

A cet effet, invention propose une dosette comprenant une première et une deuxième paroi assemblées en leurs périphéries et délimitant ensemble un volume intérieur dans lequel est conditionnée une substance pour la préparation d’une boisson, la première paroi étant destinée à être traversée par des moyens d'injection d’un fluide extracteur d'une machine de préparation de boisson pour injecter ledit fluide sous pression dans le volume intérieur, la deuxième paroi étant destinée à être traversée par des moyens d'écoulement de ladite machine pour permettre l'écoulement de la boisson hors dudit volume intérieur, au moins une paroi étant formée d’un film d’étanchéité biodégradable et/ou compostable qui comprend une couche à base de cellulose microfibrillée MFC.

D’autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 représente en perspective une dosette selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 représente en perspective écorchée la structure d’un film d'étanchéité formant une paroi de la dosette de la figure 1, selon un mode de réalisation de l'invention.

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En relation avec ces figures, on décrit ci-dessous une dosette pour la préparation d’une boisson.

La dosette comprend une première 1 et une deuxième 2 parois qui sont assemblées en leurs périphéries 3, en délimitant ensemble un volume intérieur dans lequel est conditionnée une substance pour la préparation d’une boisson.

La substance est notamment adaptée pour permettre la préparation d’une boisson chaude de type café, thé ou infusion, et peut comprendre à cet effet du café, des feuilles de thé et/ou des plantes à infusion, sous forme broyée, hachée ou moulue.

En relation avec la figure 1, les parois 1, 2 présentent chacune une forme bombée, notamment à base circulaire, dont les bords périphériques 3 respectifs sont assemblés suivant un plan P pour former la dosette, avec la substance conditionnée entre lesdites parois.

En particulier, la dosette présente une forme symétrique par rapport au plan P d'assemblage des périphéries 3 de ses parois 1, 2.

Pour préparer une boisson, la dosette peut être disposée dans le logement d'une machine prévue à cet effet, afin d’y être tenue entre deux parties comprenant respectivement : - des moyens, notamment sous forme de broches, pour injecter un fluide extracteur de la boisson, notamment de l’eau chaude, la première paroi 1 de la dosette étant destinée à être traversée par lesdits moyens pour permettre l'injection dudit fluide sous pression dans le volume intérieur ; - des moyens d'écoulement, notamment sous forme de picots, la deuxième paroi 2 de ladite dosette étant destinée à être traversée par lesdits moyens pour permettre l'écoulement de la boisson, formée par mélange du fluide extracteur avec la substance, hors dudit volume intérieur.

En particulier, l'injection du fluide induit une augmentation de la pression dans le volume intérieur pour permettre une mise en appui de la deuxième paroi 2 contre les moyens d’écoulement en vue de sa rupture puis, après rupture de ladite deuxième paroi, l'écoulement de la boisson au travers d'elle, notamment sous l'effet de la gravité, lorsque ladite deuxième paroi est dirigée vers le bas.

Durant la préparation de la boisson, la dosette est soumise à une injection d’eau de température comprise entre 86°C et 90°C et sous une pression qui peut aller jusqu’à 20 bars, pendant une durée d'environ 2 minutes. En particulier, pour préparer une boisson de type café, la quantité d’eau injectée dans la dosette est comprise entre 40 mL et 150 mL.

Pour pouvoir conserver les caractéristiques organoleptiques de la substance stockée avant son utilisation pour préparer une boisson, la dosette doit être étanche, notamment en formant une barrière contre la circulation de l’oxygène et de l'humidité, tant vers l’intérieur de ladite dosette, pour éviter l’altération de la substance qu’elle contient par l’air et l'humidité ambiants, que vers l’extérieur, notamment pour éviter l’assèchement d’une substance conditionnée sous forme humide et/ou graisseuse.

En particulier, pour assurer une conservation optimale de la substance, la dosette peut présenter les caractéristiques suivantes : - un taux de transmission d’oxygène inférieur ou égal à 5 cm*/m? jour.atm, et plus particulièrement inférieur à 1 cm*/m?jour.atm, mesuré selon la norme ASTM D3985 ; - un taux de transmission de vapeur d’eau inférieur ou égal à 30 g/m°.24h, mesuré selon la norme ASTM E96 en condition tropicale (38°C et 90% d'humidité).

En outre, pour limiter son impact négatif sur l’environnement, la dosette doit être biodégradable et/ou compostable au maximum, notamment suivant la norme EN 13432, et de préférence adaptée pour un compostage domestique.

Pour ce faire, la dosette est formée d'au moins un film d'étanchéité 4 biodégradable et/ou compostable qui comprend une couche 4a à base de cellulose microfibrillée (MFC, pour l’anglais Microfibrillated Cellulose).

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En particulier, au moins une paroi 1, 2 de la dosette, et de préférence chacune de ses parois 1, 2, sont formées de respectivement un premier et un deuxième film d'étanchéité 4 biodégradable et/ou compostable, lesdits films comprenant chacun une couche 4a à base de cellulose MFC.

Une telle couche 4a, en plus d’être réalisée en un matériau biodégradable et compostable, présente en effet de bonnes propriétés de barrière à l’oxygène, et s’avère en outre relativement cassante, ce qui permet de réaliser une ouverture franche de la paroi 1, 2 lorsqu'elle est traversée par des moyens d'injection et/ou d'écoulement, et ainsi de faciliter l'injection de fluide extracteur et/ou l'écoulement de la boisson de la dosette.

De façon avantageuse, les premier et deuxième film d'étanchéité 4 sont identiques, ce qui permet de bénéficier des mêmes propriétés sur chaque paroi 1, 2 de la dosette. Un tel agencement permet notamment de disposer la dosette dans le logement d’une machine en disposant indifféremment ses parois 1, 2 en regard de l’une ou l'autre des parties dudit logement, lesdites parois pouvant ainsi indifféremment être traversées par les moyens d’injection du fluide extracteur ou les moyens d'écoulement de la boisson obtenue.

En variante, les premier et deuxième film d'étanchéité 4 peuvent être différents, notamment par rapport à leur composition en couche(s), tout en présentant chacun une couche MFC 4a.

En particulier, les deux films 4, bien que différents, peuvent présenter une couche

MFC 4a identique, afin de bénéficier des mêmes propriétés conférées par une telle couche MFC 4a.

De façon avantageuse, la couche MFC 4a est sous la forme d’une couche de papier formée avec de la cellulose microfibrillée de sorte à être hautement fibrilée, en pouvant être notamment translucide, de sorte à pouvoir être particulièrement barrière à l'oxygène.

Pour des raisons esthétiques, commerciales et/ou pratiques, la couche MFC 4a peut être pourvue d’une impression réalisée par dépôt d’encre sur une de ses faces, ladite impression comprenant par exemple une information textuelle et/ou un élément décoratif, tel que par exemple un logo, une marque, et/ou une description de la substance contenue dans la capsule.

En particulier, dans le cas où les parois 1, 2 de la dosette sont réalisées à partir de films d'étanchéité 4 différents, au moins une couche MFC 4a desdites parois peut comprendre une information relative au sens dans lequel la dosette doit être disposée dans le logement d’une machine, afin de disposer la paroi 1, 2 la plus adaptée devant les moyens d’injection ou d'écoulement.

De façon avantageuse, dans la mesure où la couche MFC 4a est transparente, l'encre d’impression peut être déposée sur sa face intérieure afin d’être protégée.

En outre, pour améliorer les qualités esthétiques de la dosette, l'impression peut présenter des propriétés de brillance et/ou antistatiques.

La cellulose microfibrilée est constituée de microfibriles de cellulose individualisées ou sous forme d'agrégats. Ces microfibrilles présentent généralement un diamètre de 2 à 20 nanomètres, et une longueur de l'ordre de quelques micrometres. Les agrégats de microfibrilles sont composés de plusieurs microfibrilles de cellulose agglomérées les unes aux autres.

La production de MFC est basée sur la libération des éléments constitutifs de la paroi secondaire des fibres lignocellulosiques par des moyens mécaniques couplés à des prétraitements, enzymatiques ou chimiques. Les fibres utilisées peuvent être des pâtes chimiques écrues ou blanchies, des pâtes mécaniques produites à partir de bois, des pâtes recyclées...

Selon des exemples de réalisation, la couche MFC 4a présente : - une épaisseur comprise entre 30 et 70 um ; et/ou

- une masse surfacique comprise entre 40 et 90 g/m°, et notamment de l’ordre de 62 g/m°.

La couche MFC 4a permet notamment d’obtenir un film d'étanchéité 4 présentant une masse surfacique élevée et une étanchéité à l’oxygène suffisante pour la fonction de barrière, et ce tout en étant parfaitement biodégradable et/ou compostable.

Selon des exemples de réalisation, la couche MFC 4a présente un taux de transmission d'oxygène d’au plus 5 cm*/m°.jour.atm, et notamment inférieur à 1 cm*/m° jour.atm, selon la norme ASTM D3985.

Par ailleurs, la couche MFC 4a peut avoir été traitée pour améliorer sa résistance à l'humidité, par exemple au moyen d'un revêtement barrière à l'humidité.

Selon une réalisation, une couche 4b barrière à la vapeur d’eau est appliquée sur la couche MFC 4a, par exemple sous forme d’une laque ou par métallisation, de manière à lui conférer un taux de transmission de la vapeur d’eau qui est inférieur ou égal à 30 g/m2.24h, notamment inférieur à 5 g/m2.24h, et plus particulièrement inférieur à 1 g/m2.24h.

De façon avantageuse, la couche 4b est biodégradable et/ou compostable, afin d'améliorer l’impact environnemental total de la dosette.

A cet effet, la couche barrière à la vapeur d’eau 4b peut comprendre de la cellulose microfibrilée MFC, par exemple issue de végétaux alimentaires, notamment de légumes-racines tels que la betterave. Une telle composition fait notamment l’objet du document EP-3 145 958.

Le couche barrière à la vapeur d'eau 4b peut être à base d'une dispersion aqueuse de cellulose microfibrillée MFC, comprenant notamment entre 0,5% et 20% en poids de cellulose microfibrillée MFC, notamment moins de 5% en poids.

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Selon une réalisation, la couche barrière à la vapeur d’eau 4b est réalisée à base d’une dispersion anionique de cellulose microfibrillée MFC, et présente notamment les caractéristiques suivantes : - un taux de particules solides de l’ordre de 32% en poids ; - un pH sensiblement neutre ou légèrement basique, de l’ordre de 7 a 8 ; - une viscosité comprise entre 300 et 500 mPa.s ; - une densité de l’ordre de 1,02 a 20°C.

Une telle dispersion anionique présente d’excellentes propriétés de barrière à l'oxygène et l'humidité, ainsi qu’une excellente étanchéité à la graisse et à l'huile, et peut être figée par la chaleur sur son support d'application, notamment la couche MFC 4a, pour y former une barrière d’étanchéité telle que souhaitée.

En particulier, la couche 4b barrière à la vapeur d’eau peut être appliquée par trempage, par pulvérisation ou par transfert, avant d’être éventuellement exposée à une source de chaleur de température adaptée pour y former revêtement étanche. De façon avantageuse, la masse surfacique de la couche 4b barrière à la vapeur d’eau est comprise entre 2 et 12 g/m°.

Selon une autre réalisation, la couche 4b forme une couche de métallisation, par exemple à base d'aluminium. En particulier, cette couche peut être appliquée par transfert ou par pulvérisation en présentant une épaisseur inférieure à 10 um, notamment inférieure à 1 um.

Par ailleurs, le film d’étanchéité 4 peut comprendre une couche 4c de scellage sur le bord périphérique 3 d’un autre film 4 disposé en regard, afin de former ensemble une dosette, ladite couche pouvant être adaptée au scellage à chaud et/ou à froid.

Une telle couche de scellage 4c est réalisée en un matériau de qualité alimentaire, afin de ne pas altérer les propriétés organoleptiques de la substance conditionnée dans la dosette. Pour ce faire, cette couche de scellage 4c est notamment choisie parmi :

9 LU508205 - une couche en polyester aliphatique biodégradable, notamment à base de poly(butylène succinate), tel que le BioPBS ; ou - une couche de non tissé, notamment avec un grammage compris entre 20 et 100 grammes ; ou - une couche de laque scellante ; ou - une couche à base d’un film de caséine formé par coextrusion.

Au moins un film d’étanchéité 4 peut par ailleurs présenter une couche en matériau fibreux (non représentée) qui est associée sur la couche MFC 4a, ces deux couches présentant chacune une masse surfacique et un taux de transmission d’oxygène, la masse surfacique de la couche fibreuse étant avantageusement inférieure à la masse surfacique de la couche MFC 4a, le taux de transmission d’oxygène de la couche MFC 4a étant avantageusement inférieur au taux de transmission d'oxygène de la couche fibreuse.

En particulier, la couche fibreuse peut-être à base de fibres cellulosiques, notamment sous la forme d’un papier de type filtre.

Cette réalisation du film d’étanchéité 4 permet de combiner une couche MFC 4a présentant une masse surfacique élevée et une étanchéité à l’oxygène suffisante pour la fonction de barrière, avec une couche fibreuse de masse surfacique plus faible et sans fonction barrière spécifique, dans lequel la fragilité d’une couche

MFC 4a d'épaisseur limitée peut être compensée par l'épaisseur de la couche fibreuse, qui peut être à cet effet supérieure à celle de ladite couche MFC, notamment en étant comprise entre 60 et 100 um.

Cette couche fibreuse peut également être prévue à fins de filtrage, pour empêcher des résidus de la substance de s’écouler avec la boisson par la deuxième paroi 2 ouverte. À cet effet, une telle couche fibreuse peut être prévue uniquement sur le film 4 de la paroi 2 destinée à être ouverte par les moyens d'écoulement de la boisson ou, de façon avantageuse, sur chaque film 4 constituant la dosette, afin de pouvoir la disposer dans n'importe quel sens dans le logement d’une machine lors de la préparation d’une boisson.

Par ailleurs, cette combinaison de couches permet d’améliorer la rupture de la paroi 1, 2 en vue de l'injection du fluide extracteur et/ou de la distribution de la boisson, notamment en augmentant l’étirage de la couche MFC 4a.

Selon des exemples de réalisation, la couche fibreuse est poreuse en présentant une perméabilité à l'air qui est supérieure à 500 I/m?.s, selon la norme ISO 9237.

La masse surfacique de la couche fibreuse peut être comprise entre 10 et 40 g/m?, celle du film d’étanchéité 4 pouvant être comprise entre 100 et 120 g/m°.

Les différentes couches 4a, 4b, 4c constituant le(s) film(s) d’étanchéité peuvent être associées entre elles par un film de colle 4d. Selon une réalisation, un adhésif biodégradable, par exemple à base d’amidon de maïs, peut être utilisé afin de faciliter l'élimination par compostage des déchets générés par la dosette.

Dans le mode de réalisation représenté, la couche de scellage 4c est associée en face intérieure de la couche MFC 4a par une couche de colle 4d telle que décrite précédemment, la couche 4b de barrière à la vapeur d’eau étant disposée par enduction, sans interposition de colle, sur une face extérieure de la couche

MFC 4a.

En variante non représentée, notamment dans le cas d’une couche de scellage 4c formée d’une laque ou d’un film de caséine coextrudé, ladite couche de scellage peut également être associée à la couche MFC 4c sans interposition d’une couche de colle 4d, tout comme la couche extérieure 4b de barrière à la vapeur d’eau.

En particulier, deux sous-couches 4e d’accroche peuvent être interposées chacune entre respectivement une face de la couche MFC 4a et la couche fonctionnelle correspondante (scellage 4c ou barrière à la vapeur d’eau 4b), afin de renforcer l'association de ladite couche fonctionnelle sur la couche MFC 4a.

En relation avec la figure 2, on décrit ci-dessous un exemple de réalisation d'un film d'étanchéité selon l'invention.

Exemple : - couche 4b de laque barrière à la vapeur d’eau : masse surfacique de l’ordre de 9 g/m? (+/- 10%) ; - sous-couche d'accroche 4e : masse surfacique de l’ordre de 1,8 g/m? (+/- 10%) ; - couche MFC 4a : masse surfacique de l’ordre de 62 g/m? ; - sous-couche d'accroche 4e : masse surfacique de l’ordre de 1,8 g/m? (+/- 10%) ; - couche de colle 4d biodégradable et/ou compostable ; - couche de scellage 4c thermocollante en BioPBS : épaisseur de l’ordre de 20 microns.

Le film d’étanchéité suivant cet exemple peut être compostable domestiquement, et présente notamment les caractéristiques suivantes : - une épaisseur nominale de 90 um ; - une masse surfacique de l’ordre de 102 g/m? (+/- 10%) ; - une perméabilité a l’oxygène inférieure à 5 cm3/m? jour ; - un taux de transmission de la vapeur d’eau inférieur à 30 g/m?.24h.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Dosette comprenant une première (1) et une deuxième (2) paroi assemblées en leurs périphéries (3) et délimitant ensemble un volume intérieur dans lequel est conditionnée une substance pour la préparation d’une boisson, la première paroi (1) étant destinée à être traversée par des moyens d'injection d’un fluide extracteur d'une machine de préparation de boisson pour injecter ledit fluide sous pression dans le volume intérieur, la deuxième paroi (2) étant destinée à être traversée par des moyens d’écoulement de ladite machine pour permettre l'écoulement de la boisson hors dudit volume intérieur, ladite dosette étant caractérisée en ce qu’au moins une paroi (1, 2) est formée d’un film d’étanchéité (4) biodégradable et/ou compostable qui comprend une couche (4a) à base de cellulose microfibrillée MFC.

2. Dosette selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux parois (1, 2) sont formées chacune de respectivement un premier et un deuxième film d'étanchéité (4) biodégradables et/ou compostables, lesdits films comprenant chacun une couche (4a) à base de cellulose microfibrillée MFC.

3. Dosette selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le taux de transmission d’oxygène de la couche MFC (4a) est dau plus 5 cm3m?Z.jour.atm, et notamment inférieur à 1 cm®mZjour.atm, selon la norme ASTM D3985 pour former une couche d’étanchéité.

4. Dosette selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la couche MFC (4a) présente un taux de transmission de la vapeur d’eau qui est inférieur à 30 g/m2.24h, mesuré selon la norme ASTM E96.

5. Dosette selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la couche MFC (4a) a été traitée pour améliorer sa résistance à l'humidité.

6. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la masse surfacique de la couche MFC (4a) est comprise entre 40 et 90 g/m?.

7. Dosette selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l’épaisseur de la couche MFC (4a) est comprise entre 30 et 70 um.

8. Dosette selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le film d’étanchéité (4) comprend une couche (4c) de scellage.

9. Dosette selon la revendication 8, caractérisée en ce que la couche de scellage (4c) est choisie parmi : - une couche en polyester aliphatique biodégradable, notamment à base de poly(butylène succinate) ; ou - une couche de non tissé, notamment avec un grammage compris entre et 100 grammes ; ou - une couche de laque scellante ; ou - une couche à base d’un film de caséine formé par coextrusion. 20

10. Dosette selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle présente une forme symétrique par rapport au plan (P) de jonction des périphéries (3) des première (1) et deuxième (2) parois.