ES2257621T3 - Procedimiento de preparacion de una bebida a partir de una capsula y dispositivo para la realizacion de dicho procedimiento. - Google Patents
Procedimiento de preparacion de una bebida a partir de una capsula y dispositivo para la realizacion de dicho procedimiento.Info
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Abstract
Dispositivo de preparación de una bebida o de un alimento líquido, que comprende un cuerpo o portacápsulas (4) que comprende una pared de fondo (12) y una pared de fondo intermedia (6) en forma de una pared-filtro que presenta una pluralidad de puntas de perforación (9) y de orificios de flujo (10), estando una parte de cavidad inferior (7b) dispuesta entre la pared de fondo intermedia (6) y la pared de fondo (12), caracterizado porque la pared de fondo comprende un canal de flujo (13) rodeado por labios (14) sobreelevados con respecto al punto bajo (15) del fondo de la parte de cavidad (7b).
Description
Procedimiento de preparación de una bebida a
partir de una cápsula y dispositivo para la realización de dicho
procedimiento.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de preparación de una bebida o de un alimento líquido
a partir de una cápsula o a una cápsula que contiene una sustancia
que debe ser extraída, y a un dispositivo para la realización del
procedimiento.
Se conoce la preparación de una bebida a partir
de una cápsula que contiene un producto que debe ser extraído, por
ejemplo café, tal como se describe en la solicitud internacional de
patente WO 92/07775. La cápsula está alojada en un portacápsulas o
cuerpo de dispositivo que puede ser presionado herméticamente
contra un cabezal de inyección dispuesto de manera que inyecta agua
caliente en la cápsula. El fondo del portacápsulas o del cuerpo
está provisto de unos medios de perforación del fondo de la cápsula
para el flujo del café u otra bebida que debe ser extraída, de la
cápsula.
En los dispositivos conocidos, existen diferentes
sistemas de inyección de agua en la cápsula. Algunos sistemas
comprenden una rejilla provista de múltiples orificios para
distribuir el agua de inyección sobre una membrana porosa superior
de la cápsula, tales como los descritos en la solicitud europea EP
0 006 175. Los cabezales de inyección pueden también estar
provistos de múltiples puntas, tales como las descritas en la
patente US nº 3.607.297, que perforan una membrana hermética de la
cápsula. En algunos sistemas, el cabezal de inyección comprende
una o varias puntas de inyección, provista cada una de un canal de
inyección de agua, y que perforan la membrana superior de la
cápsula, con el fin de inyectar agua directamente en la cápsula,
encontrándose los canales de inyección sobre las puntas de
inyección. Los cabezales de inyección provistos de medios de
perforación ofrecen la ventaja de poder suministrar las cápsulas o
cápsulas con una membrana superior hermética que no debe ser
retirada antes de la utilización.
Los sistemas de inyección con una única punta, en
los que el orificio de inyección de agua está dispuesto en el
interior de la cápsula, adolecen del inconveniente de no distribuir
el agua de inyección de una manera uniforme a través del producto
contenido en la cápsula provocando la formación de canales de flujo
preferenciales a través de la sustancia que debe ser extraída. El
resultado es una extracción del producto que debe ser extraído,
que no es completa, y una fuerte disminución de la presión de
extracción en el interior de la cápsula durante el procedimiento,
debido a la baja resistencia ofrecida por los canales de flujo
preferenciales.
En unos sistemas con cabezal de inyección con
múltiples puntas de perforación, tales como los descritos en los
documentos US nº 3.327.614, EP 604 615, o EP 1 203 554, el problema
de formación de canales preferenciales disminuye con respecto a
una única punta de inyección, pero sin embargo no desaparece.
En todos los sistemas conocidos, durante la
extracción, la resistencia al flujo de agua de inyección a través
del producto contenido en la cápsula tiende a disminuir, en
particular en la última etapa de la extracción.
El documento
EP-A-870 457 describe un dispositivo
para la preparación de una bebida a partir de un sobre estanco,
que comprende un porta-sobres con una pared de fondo
intermedia en forma de una pared-filtro provista de
una pluralidad de puntas de perforación y de orificios. Una parte
de cavidad sin la pared filtro desemboca en el punto bajo en un
canal de flujo.
En vista de los inconvenientes citados
anteriormente, un objetivo de la invención es realizar un
procedimiento de preparación de una bebida o de un alimento líquido
a partir de una cápsula que contiene un producto con una sustancia
que debe ser extraída, que es eficaz y que permite optimizar la
extracción de dicha sustancia.
Otro objetivo de la invención es realizar un
dispositivo y una cápsula que contiene un producto con una
sustancia que debe ser extraída, para la preparación de una bebida
o de un alimento líquido, que permite optimizar la extracción de
dicha sustancia.
Es ventajoso realizar un procedimiento de
preparación de una bebida o de un alimento líquido y un dispositivo
y una cápsula para realizar el procedimiento, que mejoran el sabor
y la textura de la bebida o del alimento líquido obtenido.
Es ventajoso realizar un procedimiento y un
dispositivo y una cápsula para la realización del procedimiento,
en particular para la preparación de café o chocolate caliente, que
permiten crear una espuma espesa.
Los objetivos de la invención se alcanzan
mediante un dispositivo de preparación de una bebida o de un
alimento líquido según la reivindicación 1.
La recuperación de la espuma mejora disponiendo
en el fondo del portacápsulas, una parte de colector con una pared
que define un orificio sobreelevado y provisto de hendiduras de
flujo parciales para el vaciado del líquido, pasando una parte de
la espuma a través del orificio sobreelevado de la parte de
colector.
Ventajosamente, el procedimiento, el dispositivo
y la cápsula según la invención, permiten asegurar una buena
distribución del agua de inyección en la cápsula y mantener una
contrapresión en el interior de la cápsula, a fin de optimizar la
extracción del producto que debe ser extraído, en el interior de la
cápsula.
Además, el procedimiento, el dispositivo y la
cápsula según la invención, permiten evitar la formación de
canales de flujo preferenciales. En el caso de productos que dejan
residuos en la cápsula, tal como café, la presión ejercida por la
membrana superior de la cápsula contra el producto que debe ser
extraído, permite, por una parte, evitar la formación de canales de
flujo preferenciales y, por otra parte, mantener una contrapresión
a la presión de inyección, de modo que se asegura que la extracción
durante el ciclo de extracción se realiza a una presión elevada,
lo cual optimiza la extracción y permite obtener sabores más ricos
y una extracción más completa de la totalidad del producto
contenido en la cápsula. Por otra parte, la presión elevada
aplicada durante todo el ciclo de extracción permite obtener una
espuma muy buena.
En el caso de productos que no dejan residuos, es
decir que son extraídos completamente, tales como chocolate o
leche en polvo, el procedimiento, el dispositivo y la cápsula según
la invención, permiten una extracción completa con formación de
una buena espuma.
Otros objetos y características se pondrán más
claramente de manifiesto a partir de las reivindicaciones, de la
descripción y de los dibujos anexos, en los que:
la Fig. 1 es una vista en sección de una parte de
un dispositivo para preparar una bebida o un alimento líquido, que
muestra una parte de un cabezal de inyección y de un portacápsulas
en el cual está alojada una cápsula rellena con un producto con
una sustancia que debe ser extraída, estando el cabezal de
inyección y el portacápsulas en una posición inicial antes de la
extracción;
la Fig. 2 es una vista similar a la Fig. 1, pero
con el cabezal de inyección en su posición "preparado para
inyección", es decir presionado herméticamente contra la cara
superior de la cápsula en el portacápsulas;
la Fig. 2a es una vista parcial, detallada, que
ilustra una perforación, mediante una punta de perforación del
cabezal de inyección, en una membrana flexible de la cápsula;
la Fig. 3 es una vista similar a la Fig. 2, en
una primera etapa de inyección de agua;
la Fig. 4 es una vista similar a la Fig. 3, en
una etapa más avanzada de la inyección de agua;
la Fig. 5 es una vista en sección de una variante
del cabezal de inyección y de la cápsula; y
la Fig. 6 es una vista en sección de otra
variante del cabezal de inyección y de la cápsula según la
invención.
Haciendo referencia a las figuras, un dispositivo
para preparar una bebida o un alimento líquido a partir de una
cápsula 1 que contiene un producto 2 con una sustancia que debe ser
extraída, comprende un cabezal de inyección 3 y un portacápsulas 4
que puede ser presionado contra el cabezal de inyección, tal como
se ilustra en las figuras 2 a 4, mediante un sistema de bayoneta u
otro sistema. El portacápsulas 4 comprende una pared lateral 5 y
una pared de fondo intermedia 6, formando una parte de cavidad
superior 7a, en la cual está alojada la cápsula 1. La pared lateral
5 presenta una forma ligeramente cónica que coincide con la forma
también sustancialmente cónica de una pared lateral 8 de la
cápsula. Ventajosamente, la pared de fondo intermedia 6 puede estar
en forma de una pared filtrante provista de una pluralidad de
puntas de perforación 9 y de orificios de flujo 10 que atraviesan
dicha pared, estando las puntas dispuestas para perforar la pared
de fondo 11 de la cápsula.
Ventajosamente, la pared de fondo 11 de la
cápsula puede presentar una forma cóncava (vista desde el
exterior), que se pandea cuando se alcanza una cierta presión en la
cápsula durante la inyección, de modo que la pared de fondo 11 sea
perforada por las puntas de perforación 9, permitiendo que la
bebida de extracción fluya por los orificios de flujo 10 de la
pared filtrante 6. El líquido fluye en una parte de cavidad
inferior 7b del portacápsulas formada entre la pared de fondo
intermedia 6 y una pared de fondo 12.
La pared de fondo 12 del portacápsulas 4 presenta
un canal de flujo 13 rodeado por un labio 14 sobreelevado con
respecto al punto bajo 15 de la pared de fondo 12, comprendiendo el
labio 14 una o varias hendiduras 16 que se extienden hacia el
punto bajo 15 de la parte de cavidad inferior 7b para permitir que
el líquido se vacía completamente el portacápsulas. El labio 14
sobreelevado permite que una parte de la espuma 27 que flota sobre
la superficie del líquido 28 en la parte de cavidad inferior, entre
en el canal de evacuación 13 y sea vaciada al mismo tiempo que el
líquido no espumoso, mediante el orificio sobreelevado. Este
sistema permite conservar una mayor cantidad de espuma que un
sistema convencional en el que el canal de evacuación presenta un
simple orificio en la posición del punto más bajo.
La cápsula 1 presenta una membrana flexible 17
soldada o pegada a un reborde anular 18 que se extiende radialmente
desde un extremo 19 de la pared lateral 8 de la cápsula 1. El
reborde 18 así como la parte soldada de la membrana flexible 17
son tomadas en sándwich entre una junta anular 20 dispuesta sobre el
cabezal de inyección, y el reborde superior 21 del portacápsulas
4. La pared lateral 8 y la pared de fondo 11 de la cápsula están
formadas preferentemente de una sola pieza de un polímero
inyectado, tal como polipropileno u otro material plástico
reciclable. La pared lateral 8 y la pared de fondo 11 forman una
delgada carcasa, que es relativamente rígida en comparación con la
membrana flexible 17. La membrana flexible 17 está realizada
preferentemente también en uno o más polímeros adecuados para poder
sufrir grandes deformaciones elásticas y/o permanentes.
Preferentemente, la membrana flexible está realizada en un material
parecido o idéntico al de la carcasa 8, 11, que ventajosamente
facilita el reciclado de la cápsula.
Ventajosamente, la membrana flexible 17 puede
estar formada a partir de una hoja multicapa, tal como una hoja de
polipropileno multicapa, con el fin de mejorar su resistencia a la
ruptura y su capacidad de deformación (elástica y/o permanente).
Esto es importante, en vista del hecho de que la membrana, sometida
a una elevada presión por el agua de inyección durante la
extracción, se deforma considerablemente. La membrana multicapa
puede ventajosamente estar formada por más de cinco capas. Se ha
descubierto que siete capas permiten obtener una característica de
elasticidad y de resistencia a la ruptura, óptima para ciertas
aplicaciones.
Durante la extracción, el reborde anular 18 actúa
como un soporte y resiste la fuerza de tracción de la membrana, no
sólo porque el reborde es muy rígido en el sentido radial R, sino
también porque el reborde está tomado en sándwich y ajustado entre
el portacápsulas y la junta anular 20 del cabezal de inyección.
El cabezal de inyección 3 comprende un cuerpo 22
que presenta un canal de alimentación de agua 23 que desemboca en
una superficie de perforación 24 provista de una pluralidad de
puntas de perforación 25, separadas entre sí y distribuidas sobre
la superficie de perforación 24. En esta forma de realización, el
canal de alimentación de agua desemboca sustancialmente en el
centro de la superficie de perforación 24, pero resulta posible
disponer de varios canales de alimentación que desembocan en
diferentes posiciones sobre la superficie de perforación. El
diámetro de la superficie de perforación 24 es aproximadamente igual
o menor que el diámetro de la membrana flexible 17 de la
cápsula.
Las puntas de perforación 25 presentan,
preferentemente, una forma cónica, es decir con una sección
sustancialmente circular. Las puntas de perforación podrían
presentar asimismo una sección de forma elíptica u otra forma
lisa, sin aristas cortantes, que presente una forma ensanchada para
terminar en una punta de perforación. La generatriz 29 de la forma
de las puntas de perforación es preferentemente una línea recta,
pero podría ser asimismo una línea curva.
Ventajosamente, la superficie no cortante de las
puntas de perforación permite obtener un orificio perforado 26 en
la membrana elástica 17 cuyo borde 26 (véase Fig. 2a) es liso,
regular y sin ángulos vivos para evitar que se rasgue cuando se
aplica una fuerza de tensión a la misma.
El ángulo del cono de las puntas de perforación
está comprendido preferentemente entre 30 y 50º, definiendo el
ángulo del cono el diámetro del orificio perforado 26 en función de
la profundidad e inserción de la punta en la membrana 17. La
profundidad de inserción de las puntas de perforación a través de
la membrana 17 dependerá en particular de la resistencia ofrecida
por el producto 2 desde el interior de la cápsula, cuando el
cabezal de inyección está en su posición baja "preparado para
inyección", tal como se ilustra en la Fig. 2.
Las propiedades de deformación elástica y
permanente de la membrana 17, en combinación con la forma de las
puntas de perforación (la superficie lisa y el cono con un cierto
ángulo), permiten por tanto formar unos orificios 26 que presentan
unas formas resistentes al desgarro y siendo más o menos grandes en
función de la proporción de llenado del producto en el interior de
la cápsula y de su compacidad. De ello se desprende que, cuanto
menos llena está la cápsula con un producto 2, más pequeños serán
los orificios de perforación en la membrana. En la situación en que
el producto no ofrece ninguna contra- resistencia durante la
perforación, el diámetro de los orificios 26 dependerá de la forma
de la superficie de perforación 24, de las propiedades elástica y
plástica de la membrana flexible 17 y de la forma de las puntas de
perforación.
Cuando se inyecta agua bajo presión por el canal
de alimentación 23, la membrana flexible se deforma bajo la
presión, como se ilustra en la Fig. 3, y se aleja de la superficie
de perforación 24 del cabezal de inyección. El agua bajo presión
atraviesa la membrana flexible por la pluralidad de perforaciones
26 distribuidas sobre la superficie de la membrana y moja el
producto en el interior de la cápsula. El incremento de la presión
en la cápsula provoca el pandeo de la pared de fondo 11 y que por
consiguiente se proyecte rápidamente contra las puntas de
perforación de la pared filtrante 6 y sea perforada, permitiendo
así que el líquido 28 fluya en la parte de cavidad inferior 7b, tal
como se ilustra en la Fig. 3.
La presión ejercida por la membrana flexible
sobre el producto en el interior de la cápsula durante la
extracción permite asegurar que el producto permanezca
relativamente compacto y evita la formación de canales de flujo
preferenciales. Por otra parte, la presión ejercida por la membrana
permite asegurar asimismo que la contra-resistencia
al flujo del líquido a través del producto permanezca elevada
durante todo el ciclo de extracción, mejorando así el mojado del
producto, su extracción y la formación de espuma.
La importancia de la deformación de la membrana
flexible 17 está determinada por la diferencia de presión
hidráulica \DeltaP entre su superficie 17a del lado de la
inyección de agua y su superficie 17b del lado del interior de la
cápsula. La \DeltaP depende del tamaño y del número de orificios
26. El tamaño de estos orificios 26 depende, entre otros, de la
resistencia ofrecida por la membrana 17 durante su perforación por
las puntas 25. Esta resistencia dependerá en particular de la
cantidad de producto 2 contenido en la cápsula 8. En esta
situación existe una autorregulación de la compresión del producto 2
contenido en la cápsula 8. Cuanto menos producto hay en la
cápsula, mayor será la deformación de la membrana y menos
importante será el caudal de agua, lo que limita también las vías
de agua preferenciales.
La forma preferida de la superficie de
perforación 24 es convexa, tal como se ilustra en la Fig. 6, para
coincidir con una membrana flexible 17 de la cápsula, que es
sustancialmente plana. La curvatura de la superficie de
perforación 24, 24', 24'' puede ser más o menos pronunciada y, para
superficies de perforación 24'' con un fuerte radio de curvatura,
la membrana flexible podría incluso ser cóncava (vista desde el
exterior), tal como se indica mediante el número de referencia 17’.
Los cabezales de inyección con superficies de perforación 24'' con
un fuerte radio de curvatura pueden ser muy útiles cuando la cápsula
1 está poco llena de producto, como puede ser el caso del té.
La superficie de perforación puede presentar
asimismo una forma cóncava (vista desde el exterior) 24''', en el
caso en que las cápsulas son llenadas completamente y la membrana
flexible 17'' presenta una forma convexa (vista desde el
exterior). En este caso, la membrana flexible 17'' puede incluso
ser semi-rígida y conformada mediante
termoconformado, debido a que no está sometida a una deformación por
tracción en una primera etapa de extracción, o incluso ninguna, si
el residuo que permanece en la cápsula tiene un volumen mayor que
el volumen formado por la carcasa de la cápsula y la membrana en la
posición "cóncava" (simétrica en la posición
"convexa").
Claims (5)
1. Dispositivo de preparación de una bebida o
de un alimento líquido, que comprende un cuerpo o portacápsulas
(4) que comprende una pared de fondo (12) y una pared de fondo
intermedia (6) en forma de una pared-filtro que
presenta una pluralidad de puntas de perforación (9) y de orificios
de flujo (10), estando una parte de cavidad inferior (7b)
dispuesta entre la pared de fondo intermedia (6) y la pared de
fondo (12), caracterizado porque la pared de fondo comprende
un canal de flujo (13) rodeado por labios (14) sobreelevados con
respecto al punto bajo (15) del fondo de la parte de cavidad
(7b).
2. Dispositivo según la reivindicación
anterior, caracterizado porque los labios (14) sobreelevados
comprenden unas aberturas (16) en forma de hendiduras u orificios
que permiten que el líquido, en la po-
sición del punto bajo, fluya fuera del portacápsulas.
sición del punto bajo, fluya fuera del portacápsulas.
3. Dispositivo según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
un cabezal de inyección (3) que presenta una superficie de
perforación (24) provista de una pluralidad de puntas de
perforación (25) distribuidas sobre la superficie de perforación y
al menos un canal de alimentación de agua (23) que desemboca sobre
la superficie de perforación, presentando las puntas de perforación
una forma ensanchada y lisa, sin aristas cortantes, presentando un
ángulo medio de cono inferior a 60º.
4. Dispositivo según la reivindicación
anterior, caracterizado porque las puntas de perforación
presentan sustancialmente la forma de cono con unas líneas
generatrices sustancialmente rectas.
5. Dispositivo según una de las dos
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
superficie de perforación (24) presenta una forma sustancialmente
curva y convexa, vista desde el exterior.
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