ES2643905T3 - Cartucho para preparar bebidas a presión - Google Patents

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Description

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DESCRIPCION
Cartucho para preparar bebidas a presion
La presente invencion versa acerca de un cartucho y de un procedimiento para preparar bebidas calientes y fnas. La invencion tambien versa acerca de un procedimiento para distribuir dichas bebidas.
Hay dos formas basicas para preparar un cafe con una maquina de distribucion: cargando los ingredientes sueltos, tales como granos de cafe o ingredientes solubles, en la maquina, a granel, listos para ser dosificados y, en algunos casos (tales como los restos de cafe) desechados finalmente, o haciendo uso de un cartucho, es decir, una capsula o una bolsita, que contiene una cantidad predefinida de producto. El producto en el cartucho puede ser, por ejemplo, cafe molido o un producto en hojas, o un ingrediente soluble, tal como una premezcla de chocolate o de capuchino.
El uso de un cartucho tiene la ventaja de sellar en el interior del cartucho una preparacion de cafe (es decir, un producto molido o soluble) en su mejor condicion, quedando atrapados el maximo de su sabor y aroma en el cartucho o recipiente del cartucho.
Un problema de los cartuchos es el de producir una buena cantidad de crema.
Otro problema esta relacionado con los cartuchos autosellados. Estos cartuchos estan dotados de medios de estanqueidad para sellarlos sin hacer uso de un recipiente aparte. Los medios de estanqueidad tienen que sellar de forma eficaz el contenido del cartucho contra una oxidacion por el aire y, al mismo tiempo, debenan abrirse con facilidad cuando se tenga que utilizar el cartucho.
Un problema constante adicional, especialmente con los cartuchos que contienen un producto molido o en hojas, es el de mejorar las condiciones de elaboracion, de forma que se obtenga la mejor bebida posible. Esto es particularmente importante con el cafe. El documento WO02/076270 da a conocer un sistema para la preparacion de una bebida a partir de un producto contenido en un cartucho desechable en combinacion con un dispositivo de recogida que tiene un medio de recogida de bebida disenado para contener el cartucho, proporcionandose al menos una disposicion de estrangulamiento en la salida de la capsula para proporcionar un flujo controlado de bebida que sale del cartucho. Aunque este sistema garantiza una mejor calidad de mezclado de la bebida, no es muy flexible.
El documento WO2004/030499, en nombre del presente solicitante, da a conocer un aparato y un procedimiento para la preparacion de una bebida segun los cuales un embolo perfora la pared inferior del cartucho a traves de una abertura de salida y genera, en correspondencia con dicha abertura, un elemento de estrangulamiento que tiene dimensiones espedficas que tienen como resultado el suministro del producto de bebida durante al menos un 75% del tiempo total de la distribucion.
Esta capsula, al igual que las mencionadas anteriormente, tiene la desventaja de requerir un embolo, es decir, un miembro de perforacion para abrir la abertura de salida en la pared inferior de la capsula.
El documento US4136202 da a conocer una capsula compuesta esencialmente de un cuerpo sellado que tiene la forma general de un cono truncado agudo con un borde en su base y una membrana que cierra la base, estando dotada dicha membrana de una lmea de debilidad que delimita una abertura.
En el documento EP-A-1555218, la pared inferior de la capsula esta dotada de un area en la que el grosor es inferior al de la pared inferior restante; en esta area hay ubicada una pluralidad de surcos; una vez que la presion en el interior de la capsula ha alcanzado un valor suficiente la porcion mas delgada de la pared inferior se rompe a lo largo de los surcos para proporcionar medios de salida para la bebida.
Esta realizacion tiene la desventaja de que la porcion mas delgada que incluye los surcos no puede garantizar un cierre estanco sistematicamente fiable de la capsula debido a que la porcion mas delgada y los surcos de debilitamiento pueden romperse parcialmente con facilidad cuando se comprimen accidentalmente.
Por lo tanto, existe la necesidad de un cartucho mejorado y de un procedimiento mejorado para preparar bebidas de distribucion de una forma sencilla, fiable y rentable.
Un objetivo de la presente invencion es solucionar los problemas mencionados anteriormente y proporcionar un cartucho mejorado de distribucion de bebida y un procedimiento que pueda dar una bebida excelente a partir de uno o mas ingredientes.
Este objetivo se consigue mediante la presente invencion que proporciona un cartucho para un aparato de distribucion de bebida segun la reivindicacion 1.
Segun la invencion, el cartucho para un aparato de distribucion de bebida tiene medios de entrada de agua para introducir agua en dicho cartucho para preparar dicha bebida y acumular la presion en el interior de dicho cartucho, y medios de salida de bebida para descargar dicha bebida de dicho cartucho, en el que, en uso, dichos medios de salida pueden soportar una deformacion mecanica hacia el interior del cartucho aplicada al cartucho mediante
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compresion una vez que ha sido colocado en el aparato y se encuentra en la etapa de distribucion antes de introducir agua caliente. En primer lugar, se deforman los medios de salida y luego se rompen despues de introducir agua en el cartucho, mediante la accion combinada de dicha deformacion mecanica y la fuerza de la presion acumulada en el interior de dicho cartucho.
Esto tiene como resultado que se mantenga cerrada la capsula y bajo presion de agua caliente durante un periodo de tiempo que puede ser de algunos segundos, por ejemplo tres o mas segundos, antes de que sea abierta por la presion interna. Gracias a esto, se mejora drasticamente la calidad de la bebida.
En una realizacion preferente, los medios de salida son porciones de la pared inferior del cartucho definidas por surcos. Los surcos son suficientemente gruesos para soportar la fuerza de deformacion por compresion y se romperan tras la aplicacion adicional de la fuerza generada por la presion interna.
Para aplicar las fuerzas sobre las salidas, estas estan dotadas de porciones salientes que se proyectan desde la pared inferior, de forma que la pared inferior de la capsula este soportada por esas porciones salientes cuando se coloca el cartucho en un elemento externo, tal como una unidad de recogida de bebida, es decir, una unidad que recoge la bebida procedente del cartucho abierto.
El elemento de recogida esta dotado de una porcion perforada de la pared inferior del cartucho, para comprimir y deformarla hacia el interior del cartucho.
La fuerza aplicada por el elemento externo no es suficiente, por si misma, para abrir los medios de salida rompiendo la pared inferior a lo largo de los surcos mencionados anteriormente, que puede soportar esta deformacion mecanica de la parte inferior hacia el interior del cartucho.
Cuando se presuriza el cartucho metiendole agua a presion, la presion en el interior del cartucho solo es compensada por la fuerza de reaccion ejercida por el elemento externo en las porciones de pared inferior soportadas sobre las proyecciones por el elemento de recogida de bebida. Cuando la parte inferior de la pared no hace contacto con la unidad de recogida, se genera una fuerza de corte que tiene como resultado la rotura de la pared inferior a lo largo de dichos surcos de salida, es decir, en la abertura de los medios de salida del cartucho.
En otras palabras, cuando se consigue una acumulacion de presion en el interior del cartucho, las porciones de la pared inferior del cartucho no soportadas por la unidad de recogida que aloja el cartucho son empujadas hacia el exterior del cartucho, mientras que las porciones de la pared inferior soportadas por la unidad de recogida o el elemento externo (y ya empujadas por el mismo elemento hacia el interior) resisten dicha deformacion, fomentando esto la rotura de la pared a lo largo de los surcos proporcionados en la misma.
Segun otro aspecto, se proporciona un procedimiento para distribuir una bebida caracterizado porque introduce dicha bebida en dichos medios de salida a traves de al menos un paso ubicado en el interior de dicho cartucho entre dicha camara de preparacion de bebida y dichos medios de salida y por bloquear de forma temporal al menos parcialmente dicho al menos un paso por medio de un elemento de bloqueo, hasta que se alcanza una presion suficiente para deformar y/o romper dicho elemento de bloqueo en el interior de dicho cartucho, por lo que dicha bebida fluye a traves de dicho paso hasta dichos medios de salida.
Para los fines de la presente invencion, un “paso” significa cualquier espacio en el interior de la camara de elaboracion o de disolucion y de los medios de salida del cartucho a traves de los que fluye la bebida. Segun una realizacion preferente, el paso esta definido por la pared inferior del cartucho y un area sin agujeros del soporte de filtro, siendo el elemento de bloqueo una pared que se extiende entre dicha pared inferior y dicha area total de soporte del filtro. La pared de bloqueo puede ser deformada para abrir el paso en uno o mas puntos y esta ubicada entre el area de soporte del filtro con agujeros y los medios de salida, es decir, a lo largo del recorrido de flujo de la bebida.
El sistema de distribucion de bebida segun la presente invencion tiene como resultado un numero de ventajas.
Una primera ventaja se encuentra en el sellado mejorado del cartucho. Debido a que se abren las aberturas de descarga de salida mediante el uso combinado de la presion y de la compresion mecanica, con un embolo, pueden ser suficientemente gruesas para proporcionar el cierre estanco requerido de la parte inferior de la capsula, a diferencia de la tecnica anterior, en la que tenfan que estar dotadas de las lfneas delgadas de fractura para garantizar su apertura bajo presion.
Una ventaja adicional es que se mejora la calidad de la crema mediante el uso del cartucho de la invencion.
Otra ventaja es, entre otras, que el tiempo de elaboracion, es decir el tiempo para preparar la bebida, se extiende y aumenta con respecto al tiempo requerido segun los procedimientos conocidos, siendo iguales todos los demas factores. Tal tiempo prolongado proporciona una mejor extraccion del cafe molido (u hojas) y una mejor disolucion de los productos solubles, teniendo esto como resultado una bebida final mejorada. Ademas, el cartucho segun la presente invencion permite preparar una bebida que tiene caracterfsticas organolepticas mejoradas con respecto a la bebida que puede obtenerse con cartuchos tradicionales en las mismas condiciones.
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Las caracterfsticas y ventajas adicionales de la presente invencion seran mas evidentes a partir de la siguiente descripcion, proporcionada como un ejemplo no limitante con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 es una vista en planta del interior de la capsula;
- la figura 2 es una vista ampliada en perspectiva de la porcion de capsula de la fig. 1;
- la figura 3 es una vista desde la parte inferior de la capsula de la fig. 1;
- las figuras 4-6 son vistas a lo largo de distintos planos en seccion longitudinal de la capsula de la invencion de las figuras 1 a 3;
- la figura 6A es una vista en seccion de una realizacion adicional del cartucho;
- la figura 7 es una vista esquematica en seccion de un cartucho en una etapa de apertura combinada mecanica/por presion,
- la figura 8 es una vista de la realizacion de la fig. 7 en la siguiente etapa;
- la figura 9 es una vista esquematica en perspectiva de un embolo y un dispositivo de recogida para la realizacion
de las figuras 1-6;
- la figura 10 es una vista en seccion de la capsula de la figura 1 y de un embolo y un dispositivo de recogida;
- las figuras 10A y 10B son una vista en perspectiva y en seccion de la porcion superior del dispositivo de recogida
de la fig. 9;
- la figura 11 es una vista lateral de la capsula de la figura 1 en una primera configuracion;
- la figura 12 es una vista lateral de la capsula de la figura 1 en una segunda configuracion;
- las figuras 13-14 muestran una realizacion adicional de un dispositivo de recogida segun la presente invencion.
Con referencia a los dibujos, el cartucho 1 comprende una porcion inferior 2 y una porcion superior 3 que se fijan
entre si mediante cualquier forma adecuada, por ejemplo encoladas, soldadas termicamente, etcetera, para proporcionar un recipiente para el producto de bebida. Se muestra la porcion superior 3 dotada de un papel metalizado 4 de estanqueidad que sera perforado mediante elementos puntiagudos 5, es decir, mediante una pluralidad de medios de perforacion, tras introducir agua desde una bomba: esta realizacion se da a conocer en la solicitud n° PCT/IT2004/000503 en tramitacion como la presente presentada el 17.09.2004 en nombre de “Tuttoespresso”. El alcance de la invencion no esta limitado a la realizacion mostrada, se pueden utilizar en la
presente invencion otras realizaciones conocidas, por ejemplo, tales como la presencia de agujeros o el uso de
medios de perforacion no portados por el cartucho, y se encuentran dentro del alcance de proteccion de la presente solicitud. De hecho, los cartuchos que no son del tipo autosellado, por ejemplo los cartuchos que tienen una porcion superior 3 dotada de una pluralidad de agujeros y estan envasados en un recipiente sellado aparte, tambien se encuentran dentro del alcance de proteccion de la presente invencion, siempre y cuando tengan los medios reivindicados de acumulacion de presion interna en forma de las salidas selladas expuestas de aquf en adelante.
Las Figuras 4-6 tambien muestran un filtro 6 y un elemento 7 de soporte de filtro que se insertan en la porcion inferior 2 del cartucho 1 y se colocan en una pluralidad de nervaduras que se prolongan hacia arriba desde la pared inferior 9 del cartucho 1. Estas nervaduras se detallan mejor en las figuras 1 y 2.
La pared inferior 9 esta dotada internamente de una nervadura en forma de una pared circular 10 que se extiende hacia arriba de forma sustancialmente vertical y que hace contacto (figuras 4 y 6) con el elemento 7 de soporte de filtro. Se puede utilizar una pared circular 10 dotada de una pluralidad de aberturas o de porciones ausentes.
En la realizacion mostrada, la pared 10 tiene porciones deformables que se convierten en aberturas cuando se introduce agua en el cartucho. El soporte mostrado 7 de filtro esta dotado de una pluralidad de agujeros 11 que estan ubicados unicamente en la porcion definida por la pared circular 10 y que no estan presentes en el area central del filtro. Por lo tanto, la camara 12 de preparacion de bebida, definida por la porcion superior 3 y el elemento 7 de soporte de filtro, esta conectada mediante agujeros 11 con una camara 13 de presion definida por el elemento 7 de soporte de filtro, la pared circular 10 y la pared inferior 9. Cuando se introduce agua en la camara 12 de preparacion, se mezcla con el producto de preparacion contenido en la misma y la bebida resultante fluye a traves de agujeros 11 hasta la camara 13 de presion.
Segun un aspecto de la invencion, se proporciona al menos un paso P que conecta la camara 12 de preparacion de bebida con medios 14 de salida de bebida. En la realizacion mostrada tales pasos estan definidos por nervaduras o
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paredes internas 10B que se extienden verticalmente desde la pared inferior 9 hasta el soporte 7 de filtro para canalizar el flujo de bebida hasta la pared circular 10. El paso P esta dotado de un medio de bloqueo para evitar temporalmente que fluya la bebida resultante desde la camara 12 a traves de la camara 13 hasta los medios 14 de descarga de salida del cartucho antes de que se consiga una presion interna suficiente. En otras palabras, el medio de bloqueo actua como un medio de acumulacion de la presion y, una vez que se alcanza una presion suficiente en el interior del cartucho, se deforma y/o se hunde el medio de bloqueo para permitir el flujo de bebida hacia las aberturas de salida a traves del paso P.
En la realizacion mostrada, el medio de bloqueo es una porcion 10A de la pared circular 10 que se extiende entre las paredes 10B y que es deformable, normalmente deformable plasticamente, o hundible, una vez que la presion en la camara 13 de presion haya alcanzado un valor suficiente (por ejemplo, desde 300 kPa hasta 2000 kPa). Cuando se deforman y se aplanan parcialmente las porciones 10A de pared, la bebida fluira a traves del paso P hasta el area fuera de la pared circular 10, entre la pared 10 y la pared de la porcion inferior 2 del cartucho.
En otras palabras, las porciones 10A de pared obstruyen temporalmente los pasos P a los medios de salida del cartucho. Una vez que se ha deformado el medio 10A de bloqueo temporal mediante la bebida a presion presente en la camara 13, tiene como resultado un elemento de estrangulamiento definido por el paso abierto P que deja fluir la bebida a los medios 14 de salida. La presencia de un medio de estrangulamiento mejora adicionalmente la calidad de la bebida.
Segun se ha mencionado anteriormente, la presencia de la porcion deformable 10A de la pared 10 es una caracterfstica preferente de la invencion.
Se proporciona al menos una abertura de salida en la pared inferior 9 para descargar la bebida preparada desde el cartucho a una unidad de recogida y finalmente a un recipiente final (por ejemplo, una taza o un vaso).
Segun la presente invencion, la pared inferior 9 del cartucho esta dotada de una pluralidad de salidas de distribucion definidas por lfneas 15 de fractura, o surcos. En las figuras mostradas, las salidas requeridas 14 estan ubicadas en la periferia de la pared inferior 9, sin embargo (fig. 6A) se puede utilizar una unica salida 9B o se puede utilizar, para los fines de la invencion, una combinacion de medios centrales 9B de salida y de salidas 14 ubicadas perifericamente.
Para abrir la o las aberturas (9B, 14) de salida estas porciones de la pared inferior 9 estan dotadas de elementos salientes que, en la realizacion preferente mostrada, son integrales con las porciones 9B o 14 de apertura y estan formados, por ejemplo, mediante una parte con forma de cuna de dichas porciones de apertura. En otras palabras, la pared inferior 9, en correspondencia con las porciones 9B y 14 definidas por lfneas 15 de fractura, se extiende por el exterior para proporcionar una porcion saliente. Para evitar que las porciones 9B, 14 caigan en la unidad de recogida de bebida, se proporciona un medio de retencion para fijar dichas porciones a la pared inferior 9 de la capsula. En la realizacion mostrada dicho medio de retencion consiste en articulaciones integrales 16; es evidente que se pueden obtener las articulaciones de cualquier forma adecuada, por ejemplo conformando la porcion interna correspondiente de la pared inferior.
Segun un procedimiento, se abren las porciones 9B de descarga de salida de la capsula mediante la accion combinada de una presion mecanica impartida por una porcion del asiento para la capsula de una unidad 17 de recogida (figuras 9-10B) y por la acumulacion de presion interna en el interior del cartucho.
Si, ademas de hacer uso de la caracterfstica de la invencion de la presion mecanica y acumulacion de presion interna para abrir las salidas, la capsula esta dotada de la pared interna hundible 10 segun se ha expuesto anteriormente, la preparacion de bebida implicara dos etapas de acumulacion de la presion interna: una primera etapa que da lugar a la deformacion de porciones 10A de la pared circular 10 para abrir el paso P, y una segunda etapa que tendra como resultado la apertura de porciones 14 de salida de la pared inferior 9 del cartucho de la invencion.
En la fig. 6A se muestra otra realizacion, en la que el area central 7C del soporte de filtro es mayor que la de las figuras 5 y 6. La pared inferior 9 esta dotada de una pared circular 10 segun se ha divulgado anteriormente y con una pared circular adicional 10C colocada en torno a medios centrales 9B de salida. El paso aquf tiene una pared 10C como el elemento de bloqueo temporal que se deforma mediante la presion de la bebida. La salida 9B esta definida por surcos 15 y esta dotada de una porcion 14A con forma de cuna para su apertura.
En las realizaciones de la invencion, el cartucho tiene al menos una abertura de salida que puede proporcionarse central o perifericamente (como en la realizacion expuesta anteriormente) o en ambas ubicaciones. Se recalca que la presencia de las porciones hundibles 10A de pared o de la pared 10C es una caracterfstica adicional anadida posible y opcionalmente (o posiblemente alternativa) a la caracterfstica de la presencia de porciones salientes en las aberturas de salida o en correspondencia con las mismas.
En la presente realizacion, el agua entrara inicialmente en el cartucho a traves de una pluralidad de agujeros proporcionados en la porcion superior 3, preparara una bebida elaborando o disolviendo el producto de bebida en la
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camara 12 y fluira a traves de agujeros 11 al interior de la camara 13 (y abrir el o los pasos bloqueados P definidos por las paredes 10A y 10B, si las hay). Una vez que la bebida en el interior del cartucho haya alcanzado una presion suficiente, se abren las salidas 9B y 14.
La o las porciones 9B, 14 de salida de la pared inferior 9 estan dotadas de un surco 15 que define la porcion de la pared que se abrira para dejar salir la bebida. La apertura de las salidas 14 se lleva a cabo parcialmente con un elemento externo que empuja a las porciones de la pared inferior 9 que se corresponden con la abertura 9B y 14 de salida hacia el interior del cartucho. Este elemento externo tiene la forma de una porcion de una unidad 17 de recogida para la bebida, segun se muestra en las figuras 9-10B y 13-14. Para abrir las salidas 9, 14 mediante una combinacion de presiones externas e internas (una presion mecanica externamente y agua a presion internamente), tiene que haber presente un elemento saliente para aplicar las fuerzas requeridas sobre las porciones de salida. Segun se ha mencionado anteriormente, esto se obtiene proporcionando proyecciones 14A en el cartucho o tanto en el elemento externo, es decir la unidad de recogida, como en el cartucho.
Segun se muestra en las figuras, las aberturas 9B y 14 de salida estan dotadas de una porcion saliente 14A que, en la realizacion preferente mostrada, es integral con las porciones 9B y 14 de abertura de salida.
De hecho, las proyecciones podrfan estar ubicadas en la pared inferior 9 adyacente a los surcos 15 pero fuera de las salidas 9B o 14, de forma que concentren las fuerzas de corte sobre los surcos y tengan las salidas abiertas de dentro a fuera; sin embargo, se prefiere mucho la realizacion divulgada anteriormente con proyecciones integrales a las salidas para la facilidad del funcionamiento, de la fiabilidad y de la limpieza del aparato.
Prefe rente me nte, las porciones salientes 14A estan conformadas de manera que concentren los esfuerzos de deformacion sobre una parte del surco 15 y hagan que sea mas sencillo abrir las salidas; una forma preferente de la porcion saliente es la forma de cuna mostrada en las figuras. En otras palabras, la pared inferior 9 en correspondencia con las porciones 14 definidas por los surcos 15, se extiende externamente para proporcionar porciones salientes 14A con forma de cuna.
Con referencia a las figuras 9-10B, se muestra una unidad 17 de recogida de bebida segun la invencion. Esta unidad esta dotada de una parte superior 21 que aloja el cartucho y de una parte inferior 22 que comprende un medio de embolo y al menos un conducto o medio similar para distribuir la bebida a un recipiente de bebida final, tal como una taza o un medio adicional (no mostrado) de recogida de bebida. La parte 21 esta acoplada con la parte 22 de cualquier forma conocida, por ejemplo mediante encolado, soldadura o mecanicamente, por ejemplo con un cierre de bayoneta.
La porcion inferior 22 del medio de recogida y de distribucion comprende una camara circular 23 de recogida dispuesta coaxialmente en torno a un piston central 20 y una camara central 20A de recogida, y uno o mas conductos de distribucion para dirigir la bebida a una taza.
En la realizacion divulgada por las figuras, la realizacion mostrada aquf solo como ejemplo, la camara circular 23 tiene una parte inferior inclinada, es decir, una pared inferior 18 que esta alineada en un plano que esta inclinado con respecto al plano horizontal de la unidad 17. Se utiliza la camara 23 para distribuir cafe y la pared inferior 18 dirige la bebida recogida a un agujero 24 de salida que esta conectado con el conducto 19 de distribucion. La camara 20A esta conectada con el conducto 19A y se utiliza para distribuir bebidas obtenidas a partir de productos solubles, tales como chocolates o capuchino, o la porcion de leche de un capuchino, mientras que la porcion de cafe se obtiene por otra parte del cartucho. En otras realizaciones segun la invencion, solo se proporciona una camara de recogida.
La parte superior 21 del dispositivo 17 de recogida (figuras 10, 10A y 10B) esta dotada de paredes verticales laterales 25 y de una pared horizontal anular inferior, perforada, que esta colocada por encima de la camara 23 de recogida. La pared anular horizontal 26 soporta las porciones salientes 14A de las salidas anulares 14, el piston central 20 soporta la proyeccion 14A de la salida 9B, si la hay (fig. 6A), o soporta la parte central de la parte inferior 9 del cartucho para evitar que sea deformado hacia fuera cuando no hay presente (fig. 10) una salida central.
La longitud L de la pared 25 que se extiende entre la pared horizontal 26 y la porcion extrema 27 de dicha pared 25 es inferior a la suma de la longitud L1 de la pared vertical 2 del cartucho (yendo L1 desde la superficie inferior del reborde 2A hasta el extremo inferior de la pared, fig. 4) mas la longitud L2 de la parte 14A de los medios 14 de salida que sobresalen por debajo de la pared 2 (fig. 4), es decir, L < L1+L2. Preferentemente, el valor de L es mayor que el de L1 (L>L1).
Segun se muestra de forma esquematica en la fig. 10, esto tiene como resultado el hecho de que al menos la parte de la parte inferior 9 que es adyacente a las salidas 14 (o 9B) y proyecciones 14A no hace contacto con el medio de soporte, es decir, la pared o reborde circular perforada 26, sino que, mas bien, con el que esta debajo de al menos dicha seccion de la pared 9 se proporciona suficiente espacio para permitir un movimiento de dicha pared. Puede haber presente un elemento metalico externo para alojar la unidad 17 de recogida, cuando este se fabrica de plastico y puede no soportar las fuerzas que actuan sobre el cartucho. En este caso, el borde superior del elemento metalico 36 de alojamiento (segun se muestra en las lfneas de puntos en la parte izquierda de la fig. 10) hara
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contacto con el reborde 2A del cartucho y la longitud L tendra que tener en cuenta la longitud adicional entre el borde 27 del elemento 21 y el borde del elemento metalico 36 de alojamiento.
En otras palabras, si hay presente un elemento 36 de alojamiento, la longitud de la pared 25 del elemento 21 es tal que el borde 27 es ligeramente mas bajo que el borde del elemento 36 y el reborde 2A incide en el elemento 36 (lfneas de puntos en la parte izquierda de la fig. 10). En esta realizacion, la longitud L es, por lo tanto, la distancia entre la pared perforada 26 y el borde superior del elemento 36.
En cualquier caso, la diferencia en las longitudes mencionadas anteriormente L, L1 y L2 es tal que cuando el cartucho esta alojado en el elemento 17 de recogida y se comprime contra el extremo 27 de la pared 25 (o el extremo del elemento 36) para proporcionar el cierre estanco requerido antes de introducir agua en el cartucho, la pared 26 incide en las porciones 14A de las salidas 14 y las empuja hacia arriba, es decir, hacia la parte superior del cartucho, probablemente con otras areas del cartucho. En esta condicion, tambien se muestra de forma esquematica en la fig. 7, que no estan abiertos, aun, los medios de salida, y los surcos 15 siguen intactos o sustancialmente intactos. En otras palabras, los medios 14 (y 9B) de salida pueden soportar la fuerza de compresion ejercida sobre ellos por el elemento de recogida de bebida, cuando se ubica el cartucho en la unidad de recogida y se comprime mediante el aparato en la etapa anerior a la introduccion de agua en el cartucho, es decir, la etapa inmediatamente antes de poner en marcha la bomba de agua de la maquina de distribucion.
En esta etapa, no se ha introducido agua en el cartucho.
Una vez que ha iniciado la etapa de introduccion de agua, la presion en el interior del cartucho aumenta debido a que no hay una salida para el agua introducida en el cartucho. La presion formada en el interior del cartucho por el lfquido aplica una fuerza sobre las paredes laterales e inferior del cartucho; debido a que la pared inferior esta separada de la pared circular 26 de la porcion superior 21 de la unidad de recogida, puede ser movida hacia abajo. Por lo tanto, la presion interna del cartucho fuerza la pared inferior 9 hacia abajo, hacia la pared circular perforada 26 y el piston 20 (vease la fig. 10).
La accion combinada de la presion mecanica de la pared 26 sobre los elementos 14A y de la presion en el interior del cartucho sobre la pared inferior 9 tiene como resultado la rotura de los surcos, es decir de las lfneas frangibles, 15 y en la abertura de los medios 14 y/o 9B de salida (fig. 8).
Las Figuras 11 y 12 muestran, respectivamente, un cartucho antes de su apertura y despues de ser abierto por la superficie 26 del dispositivo 17 de recogida. Cuando se cierra el cartucho y esta listo para ser utilizado (fig. 11), las porciones 14A se prolongan desde la parte inferior 9 del cartucho 1 mientras sellan las aberturas 14 de salida. Cuando el cartucho experimenta un ciclo de distribucion de bebida (figura 12) se empuja la pared, o el reborde 26, de la unidad 17 contra las porciones salientes 14A para conseguir, junto con la acumulacion de la presion en el interior del cartucho por el agua introducida en el mismo, una separacion parcial de dichas porciones 14A de la parte inferior 9 del cartucho, provocando esto la apertura de las salidas 14 (figuras 11 y 12). La pared 26 actua como un embolo y empuja a las porciones salientes 14 hacia el interior del cartucho hasta que la superficie 26 del embolo hace contacto con la parte inferior 9 del cartucho. Las porciones salientes 14A giran en torno a la articulacion respectiva 16 y entran en el cartucho 1. De esta forma, se abren las salidas 14, al menos parcialmente. Las flechas en la figura 12 muestran un recorrido posible para el flujo de bebida a traves de las salidas 14.
Las anteriores observaciones se aplican, haciendo los cambios necesarios, a la realizacion, proporcionando tambien, o de forma alternativa, una abertura 9B de salida ubicada centralmente con una porcion saliente 14A (fig. 6A). En este caso, segun se ha mencionado anteriormente, la porcion saliente 14A de la salida 9B actuara de la misma forma que las porciones salientes de las salidas 14. La realizacion mostrada en las figuras 9 y 10 esta dotada de un piston 20, ubicado centralmente en la pared 9 y separado de ella, de forma que proporcione un soporte para la pared 9, durante la etapa de presurizacion, y el espacio requerido debajo de el; en el caso de una salida 9B ubicada centralmente, la pared inferior del cartucho estara modificada correspondientemente y el lado superior del piston sera lo suficientemente largo para abrir la salida correspondiente 9B con el mismo procedimiento segun se ha divulgado anteriormente. Para contribuir a dejar salir la bebida de la salida 9B, el area adyacente de la pared inferior 9 esta dotada, preferentemente, de surcos o nervaduras para el flujo de bebida.
La invencion proporciona, por lo tanto, un recorrido que incluye un estrangulamiento a lo largo del recorrido de la bebida, comprendiendo dicho estrangulamiento la abertura de salida que se obtiene despues de romper los surcos 15 y el paso estrecho entre las salidas abiertas 14, 9B y el reborde (o pared) perforado 26 y/o el piston 20 de la unidad de recogida.
El tiempo de apertura para el cartucho, es decir, el periodo de tiempo entre el inicio del bombeo de agua y la apertura de las salidas, puede regularse, siendo iguales todos los demas factores, mediante la seccion apropiada del material del cartucho y el diseno del cartucho y de la unidad 17 de recogida.
Los materiales adecuados para la capsula de la invencion son homo y copolfmeros de PP y HDPE (polietileno de alta densidad), con una resistencia a la traccion en el intervalo de 23 a 29 MPa para copolfmeros, y 32-36 para homopolfmeros. Los materiales preferentes son mezclas de copolfmeros y de homopolfmeros de polipropileno en
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una mezcla de homo/copolfmeros en el intervalo desde 30/70 hasta 50/50, teniendo dicha mezcla una resistencia a la traccion en el intervalo de 27 a 31 MPa.
Las porciones salientes 14A tienen una altura maxima (es decir, se proyectan desde la pared inferior 9) en el intervalo de 1,2 a 4,2 mm y, preferentemente, de 2,0-3,0 mm. El valor de la deformacion mecanica, es decir, de la deformacion o del desplazamiento, de las salidas del cartucho en la etapa anterior a la introduccion de agua se encuentra, preferentemente, en el intervalo de 0,5-2,5 mm, dependiendo del material plastico.
En una realizacion preferente, la altura maxima L2 de la porcion 14A de cuna es de 2,5 mm y la diferencia (L1 + L2)-L es de 1,7 mm. Esto significa que cuando se comprime antes de introducir agua en los cartuchos, se deforman las proyecciones, pero no son empujadas completamente al interior del cartucho: sigue habiendo aproximadamente 0,8 mm de las proyecciones 14A que se proyectan desde la pared inferior del cartucho, es decir, las salidas no estan abiertas, aun. Con este valor de deformacion, las salidas siguen cerradas cuando se introduce agua en el cartucho y solo se romperan despues de que se alcance una presion suficiente; en la realizacion mostrada la presion requerida para abrir el cartucho es de 600-800 kPa y la salida se abrira rompiendose a lo largo de los surcos 15 tras aproximadamente 3 segundos.
La realizacion expuesta anteriormente es particularmente util para preparar cafe recien hecho a partir de cafe molido, pero se pueden utilizar las mismas caracterfsticas con otros productos para preparar bebidas.
Las Figuras 13-14 muestran una realizacion adicional de un dispositivo de recogida segun la presente invencion; en este dispositivo se modifico externamente la parte superior 21 divulgada anteriormente de la unidad de recogida formando el alojamiento 28 del cartucho, para ser insertado en una unidad 32 de recogida utilizada en maquinas operadas manualmente del tipo utilizado en bares. La estructura basica del elemento 28 sigue siendo la misma que el elemento 21 de la unidad de recogida mostrada en las figuras 9 y 10.
Segun se muestra, el alojamiento 28 del cartucho esta dotado de un reborde inferior que tiene una pared perforada 26 y de dos asientos 29 y 30 para alojar dos juntas. El elemento 28 esta alojado en un adaptador 31 que esta colocado en una unidad 32 de recogida que ha de ser utilizada con el cargador 33 de agua de una maquina disponible comercialmente de cafe.
Se proporciona una varilla o elemento similar 35 en la parte inferior de la unidad 32 de recogida; esta varilla tiene el mismo fin que el piston 20 en la unidad 17 de recogida, es decir, proporciona un soporte a la pared inferior 9 del cartucho, de forma que se evite que se deforme hacia fuera cuando se introduzca agua caliente a presion en el cartucho, dejando que fluya la bebida fuera de la unidad 32.
Cuando se ha insertado el cartucho en el alojamiento 28 en la unidad 32 de recogida y se ha insertado la unidad 32 en el cargador 33 de agua (fig. 14), se comprime el cartucho para deformar las porciones 14A con forma de cuna hacia el interior del cartucho, sin abrir las salidas 14. En una realizacion preferente, para este uso la diferencia (L1+L2)-L es de 1,7 mm, segun la realizacion de la maquina automatica mencionada anteriormente que utiliza la unidad 17 de recogida. De nuevo, con este valor de deformacion, las salidas siguen cerradas antes de introducir agua en el cartucho y solo se rompera despues de que se haya alcanzado una presion suficiente; en la realizacion mostrada la presion requerida para abrir el cartucho es de 600-800 kPa y la salida se abrira rompiendose a lo largo de los surcos 15 tras aproximadamente 3 segundos. Ahora se expondra la invencion adicionalmente con referencia a los siguientes ejemplos.
Ejemplo 1 (referencia) - preparacion de cafe expres.
Se utilizo un cartucho convencional, es decir con medios de salida ya abiertos antes de introducir agua en el cartucho, que contenfa 7,0 g de cafe tostado molido, para preparar un cafe expres. El tamano de partfculas de al menos el 90% de dicho cafe es inferior a 600 pm. El cartucho experimento un ciclo completo y se distribuyeron 35 ml de cafe en 25 segundos. El circuito hidraulico de la maquina de distribucion hizo uso de una bomba vibratoria (Hulka) y se ha medido el lapso de tiempo entre la puesta en marcha de la bomba de agua y la salida de bebida (retraso de la bebida). Ademas, se ha medido la cantidad de residuo seco de cafe en la bebida resultante, despues de la evaporacion del agua, como un porcentaje del peso inicial del cafe molido. Los resultados son los siguientes:
- retraso de la salida de la bebida 1,5 s
- residuo seco 23%
Ejemplo 2 - preparacion de cafe expres.
Se ha utilizado un cartucho segun la presente invencion, dotado de cuatro salidas ubicadas perifericamente en la capsula, que contenfa 7,0 g de cafe tostado molido. El tamano de partfculas de al menos el 90% de dicho cafe es inferior a 600 pm. El cartucho estaba fabricado de una mezcla de homo/copolfmeros de polipropileno con una relacion de 40/60 con una resistencia a la traccion de 28 MPa. La diferencia (L1+L2)-L fue de 1,7 mm con una deformacion residual experimentada de 0,8 mm; la presion de apertura, segun se mide en el circuito hidraulico, por
encima del cartucho, fue de 600 kPa. El cartucho experimento un ciclo completo de distribucion y se distribuyeron 35 ml de cafe en 25 segundos. El circuito hidraulico de la maquina de distribucion hizo uso de una bomba vibratoria y se midio el lapso de tiempo entre la puesta en marcha del bombeo de agua y la salida de la bebida (retraso de la bebida). Se medio la cantidad de residuo seco de cafe en la bebida resultante, tras la evaporacion del agua, en 5 terminos de porcentaje del peso inicial de cafe molido. Los resultados son los siguientes:
- retraso de la salida de la bebida 4 s
- residuo seco 30%
El residuo seco de cafe en el segundo ejemplo es mayor que el residuo seco de cafe en el primer ejemplo. En otras 10 palabras el cartucho segun la presente invencion permite una mejor extraccion del cafe con respecto a cartuchos tradicionales en las mismas condiciones. Estos datos son coherentes con las mejores caracterfsticas de la bebida obtenida.

Claims (10)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    REIVINDICACIONES
    1. Un cartucho (1) para un aparato de distribucion de bebida, teniendo dicho cartucho medios (4, 5) de entrada de agua para introducir agua en dicho cartucho (1) para preparar dicha bebida y medios (9B, 14) de salida de bebida para descargar dicha bebida de dicho cartucho, caracterizado porque la pared inferior (9) del cartucho (1) comprende medios (9B, 14) de salida de bebida que son porciones de la pared inferior definidas por surcos (15) y que estan dotadas de porciones salientes (14A), extendiendose dichas porciones salientes hacia el exterior del cartucho.
  2. 2. Un cartucho (1) para un aparato de distribucion de bebida segun la reivindicacion 1, que comprende uno o mas medios (9B, 14) de salida ubicados perifericamente.
  3. 3. Un cartucho (1) para un aparato de distribucion de bebida segun la reivindicacion 1 o 2, en el que los medios de salida comprenden al menos una salida proporcionada centralmente en la pared inferior (9).
  4. 4. Un cartucho (1) para un aparato de distribucion de bebida segun la reivindicacion 1, en el que se proporcionan dichos medios (9B, 14) de salida tanto periferica como centralmente en la pared inferior (9).
  5. 5. Un cartucho (1) para un aparato de distribucion de bebida segun cualquier reivindicacion 1 o 2, en el que las porciones salientes (14A) estan conformadas para concentrar los esfuerzos de compresion en un area de la salida para abrir dicha salida.
  6. 6. Un cartucho (1) para un aparato de distribucion de bebida segun cualquier reivindicacion anterior, en el que las porciones salientes (14A) tienen forma de cuna.
  7. 7. Un cartucho (1) para un aparato de distribucion de bebida segun cualquier reivindicacion anterior, en el que las porciones salientes (14A) son integrales con los medios (9B, 14) de salida.
  8. 8. Un cartucho (1) para un aparato de distribucion de bebida segun cualquier reivindicacion anterior, que comprende, ademas, medios (16) de retencion para fijar dichos medios (9B, 14) de salida a la pared inferior (9) del cartucho.
  9. 9. Un cartucho segun cualquier reivindicacion anterior, en el que el material del cartucho esta fabricado de una mezcla de copolfmeros y homopolfmeros de polipropileno en una mezcla de homo/copolfmeros en el intervalo desde 30/70 hasta 50/50, teniendo dicha mezcla una resistencia a la traccion en el intervalo desde 27 hasta 31 MPa.
  10. 10. Un cartucho segun cualquier reivindicacion anterior, en el que dichas porciones salientes (14A) tienen una altura maxima en el intervalo desde 1,2 hasta 4,2 mm y, preferentemente, de 2,0-3,0 mm.
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