ES2709338T3 - Cartucho para disolución de gas en bebidas - Google Patents

Abstract

Un cartucho (4) para uso por una máquina de formación de bebidas para formar una bebida, que comprende: un recipiente que incluye una primera cámara (41) que está sellada y encierra un material (2) de fuente de gas dispuesto para liberar un gas adsorbido por el material de fuente de gas con la adición de un fluido introducido en la primera cámara, siendo el material de fuente de gas una zeolita, en donde el recipiente está dispuesto para tener una entrada a través de la cual la máquina formadora de bebidas introduce el fluido en la primera cámara para hacer que el material de la fuente de gas libere el gas, y está dispuesto para tener una salida a través de la cual el gas liberado por el material de la fuente de gas sale de la primera cámara para su disolución en la bebida, caracterizado porque la zeolita se forma en perlas sólidas en las que al menos el 85% de las perlas en peso tienen un tamaño de 0.71 mm a 2.0 mm y menos del 5% de las perlas tienen un tamaño superior a 2.0 mm.

Description

DESCRIPCION

Cartucho para disolucion de gas en bebidas

Antecedentes

Las invenciones descritas en el presente documento se refieren a disolver gas en Kquidos, por ejemplo, carbonatacion, para usar en la preparacion de una bebida. Los sistemas para carbonatar Kquidos y/o mezclar Uquidos con un medio de bebida para formar una bebida se divulgan en una amplia variedad de publicaciones, que incluyen las patentes de EE.UU. No. 4,025,655; 4,040,342; 4,636,337; 6,712,342 y 5,182,084; y la publicacion PCT WO 2008/124851.

El documento US2013/129870 divulga un cartucho para uso por una maquina formadora de bebidas en la formacion de una bebida, que comprende: un recipiente que incluye una primera camara que esta sellada y encierra un material de fuente de gas dispuesto para liberar un gas adsorbido por el material de fuente de gas con la adicion de un fluido introducido en la primera camara, siendo el material fuente de gas una zeolita, en donde el recipiente esta dispuesto para tener una entrada a traves de la cual la maquina formadora de bebidas introduce el fluido en la primera camara para hacer que el material fuente de gas libere el gas, y esta dispuesto para tener una salida a traves de la cual el gas liberado por el material de la fuente de gas sale de la primera camara para su disolucion en la bebida.

Resumen de la invencion

La invencion se refiere a carbonatar o disolver un gas en un lfquido precursor, tal como agua, para formar una bebida. Se puede proporcionar un dioxido de carbono u otra fuente de gas en un cartucho que se usa para generar dioxido de carbono u otro gas que se disuelve en el lfquido precursor. En algunas realizaciones, un medio de bebida, como una mezcla de bebida en polvo o un jarabe lfquido, puede proporcionarse en el mismo, o en un cartucho separado como fuente de gas y mezclarse con el lfquido precursor (antes o despues de la carbonatacion) para formar una bebida. El uso de uno o mas cartuchos para la fuente de gas y/o medio de bebida puede hacer que sea un sistema facil de usar y libre de problemas para hacer bebidas carbonatadas u otras bebidas espumosas, por ejemplo, en el hogar del consumidor. (El termino “carbonatacion” o “carbonatado” se usa aqrn para referirse genericamente a bebidas que tienen un gas disuelto, y por lo tanto se refiere a una bebida espumosa si el gas disuelto es dioxido de carbono, nitrogeno, oxfgeno, aire u otro gas. Por lo tanto, los aspectos de la invencion no se limitan a formar bebidas que tienen un contenido de dioxido de carbono disuelto, sino que pueden incluir cualquier gas disuelto.

Los inventores han encontrado que, en algunas realizaciones, el dimensionamiento apropiado de un material de fuente de gas es importante para lograr una tasa de liberacion deseada de gas del material de fuente de gas. Por ejemplo, los tamices moleculares, como la zeolita, se pueden usar para adsorber el gas que se libera cuando el tamiz molecular se expone al agua. En general, los tamices moleculares tienden a liberar gas adsorbido muy rapidamente, por ejemplo, en segundos o menos de exposicion al agua. Esta rapida liberacion puede ser problematica en algunas circunstancias, y en general, se cree que es la razon por la cual los tamices moleculares no se han utilizado en dispositivos de carbonatacion de bebidas disponibles comercialmente. Es decir, la rapida liberacion de gas de un tamiz molecular puede causar que se experimenten grandes picos de presion cuando el tamiz molecular esta contenido en una camara cerrada y sellada. Tales picos de presion grandes pueden causar danos al equipo y/o requerir que el recipiente de presion sea muy robusto para soportar altas presiones, lo que aumenta el costo y la complejidad.

Los inventores tambien han encontrado que el problema del pico de presion puede ser especialmente desafiante cuando se usa un tamiz molecular para proporcionar gas de carbonatacion en una maquina de bebidas de tipo consumidor, por ejemplo, una maquina que carbonata y dispensa una porcion de bebida espumosa usando un cartucho que contiene una fuente de gas carbonatante en forma de un tamiz molecular. Por un lado, el gas de carbonatacion se debe liberar de manera relativamente rapida, por ejemplo, en menos de 2-5 minutos, de modo que se pueda preparar una bebida de manera relativamente oportuna. Por otro lado, la rapida liberacion del gas, por ejemplo, en menos de 10 segundos, puede provocar que se experimenten picos de alta presion. Para equilibrar estas consideraciones competitivas, los inventores han encontrado que las perlas de tamano de un tamiz molecular, por ejemplo, hechas de una zeolita, en un rango relativamente estrecho pueden ayudar a controlar la liberacion de gas a fin de lograr una tasa adecuadamente lenta para evitar picos de presion problematicos asf como una velocidad adecuada para permitir que un volumen de lfquido, por ejemplo, 200-1000 ml, sea carbonatado a un nivel de 1 a 5 volumenes en 5 minutos o menos. (Un “volumen” de carbonatacion se refiere al numero de medidas de volumen de dioxido de carbono que se disuelve en una medida de volumen dada de lfquido. Por ejemplo, una cantidad de 1 litro de agua carbonatada de “2 volumenes” incluye un volumen de 1 litro de agua que tiene 2 litros de dioxido de carbono disuelto. De manera similar, una cantidad de 1 litro de agua carbonatada de “4 volumenes” incluye un volumen de 1 litro de agua que tiene 4 litros de dioxido de carbono disuelto en ella. La medida del volumen de gas es el volumen de gas que podna liberarse del lfquido carbonatado a presion atmosferica o ambiental y a temperatura ambiente).

En un aspecto de la invencion, un cartucho para uso por una maquina formadora de bebidas para formar una bebida incluye un recipiente que tiene una primera camara que esta sellada y encierra un material fuente de gas dispuesto para liberar un gas adsorbido en el material fuente de gas con la adicion de un fluido introducido en la primera camara. El material fuente de gas es una zeolita, formada en perlas en las que al menos el 85% de las perlas en peso tienen un tamano de 0.71 mm a 2.0 mm, y menos del 5% de las perlas tienen un tamano sobre 2.0 mm. Al proporcionar una gran mayona de las perlas de zeolita en este rango de tamano, se puede controlar adecuadamente una tasa de liberacion de gas, ya sea que se controle o no una cantidad de fluido de activacion provisto a las perlas. El recipiente puede estar dispuesto para tener una entrada a traves de la cual la maquina formadora de bebidas puede introducir un fluido en la primera camara para hacer que el material de la fuente de gas libere el gas, y disponer una salida a traves de la cual el gas liberado por la fuente de gas salga de la primera camara para disolucion en una bebida.

Menos del 5% de las perlas tienen un tamano superior a 2.0 mm. Este umbral se ha encontrado en ciertas aplicaciones para garantizar que el gas adsorbido se libere a una velocidad adecuada y rapida. Es decir, la activacion del fluido, como el agua, tarda mas en penetrar en las perlas mas grandes y, por lo tanto, la liberacion de gas desde las porciones internas de la perla mas alejadas de la superficie de la perla puede llevar un tiempo relativamente largo para exponerse al agua y liberar gas en respuesta. Al tener menos del 5% de las perlas para tener un tamano superior a 2.0 mm, se ha encontrado que la liberacion de gas es aceptablemente rapida.

Ademas, menos del 10% de las perlas pueden tener un tamano inferior a 0.71 mm. En contraste con las perlas mas grandes, las perlas mas pequenas tienden a liberar gas adsorbido mas rapidamente, por ejemplo, porque el agua penetra mas rapido en las porciones internas de la perla. Por lo tanto, se ha encontrado que las perlas de un tamano determinado liberan gas adsorbido demasiado rapido para algunas aplicaciones. Al tener menos del 10% de las perlas con un tamano inferior a 0.71 mm, se puede lograr una liberacion de gas adecuadamente lenta, particularmente en una aplicacion basada en cartuchos de una maquina de bebidas.

Con respecto al tamano de las perlas, una perla que tiene un tamano inferior a 0.71 mm es una que pasa a traves de un tamiz malla US 25, mientras que una perla que tiene un tamano entre 0.71 mm y 2.0 mm no pasa a traves de una un tamiz de malla US 25 pero si no pasa a traves de un tamiz de malla US 10. Una perla que tiene un tamano mayor de 2.0 mm no pasa a traves de un tamiz de malla US 10. Una “perla” como se usa en el presente documento se refiere a un objeto que puede tener una variedad de formas diferentes, tales como esfericas, cilmdricas, cuboides, en forma de capsula, y otras. Ademas, en algunas realizaciones, una perla tiene una relacion de una masa de gas adsorbido a una masa de la perla de al menos el 15%, y esta dispuesta a liberar al menos el 95% de todo el gas adsorbido en 60 segundos cuando se sumerge en agua. Por lo tanto, en estas realizaciones, una estructura que no tiene una relacion de masa de gas adsorbida a masa de perla de al menos el 15% y no puede liberar al menos el 95% de todo el gas adsorbido dentro de los 60 segundos de la inmersion en agua no es una “perla”. Por ejemplo, en algunas disposiciones, un cartucho puede incluir elementos de relleno, como las masas de zeolita sin carga tienen forma de perla, ademas de las cuentas de zeolita cargadas, y las masas sin carga no se consideran una “perla” ya que tienen poco o ningun gas adsorbido. De manera similar, algunas partfculas de zeolita en un cartucho pueden incluir un recubrimiento o, de lo contrario, no pueden liberar gas adsorbido dentro de los 60 segundos de la inmersion en agua, y por lo tanto no se consideran “perlas”.

En algunas realizaciones, el cartucho incluye una masa de material fuente de gas de 10-50 gramos y un volumen de menos de 50 ml. Tales cantidades son adecuadas para carbonatar una bebida, por ejemplo, los 10-50 gramos de material fuente de gas pueden tener una cantidad de gas adsorbido equivalente a un volumen de 300 ml a 2000 ml del gas a presion atmosferica. Esta cantidad de gas puede ser adecuada para carbonatar un volumen de agua de 200-1000 ml a un nivel de aproximadamente 1-5 volumenes.

Para liberar el gas adsorbido del material fuente de gas, el material puede estar expuesto a un fluido, como agua lfquida o vapor de agua. En algunos casos, el material fuente de gas puede disponerse para liberar el gas adsorbido tras la introduccion de 20 ml a 40 ml de agua lfquida en la primera camara. El recipiente en el que esta contenido el material fuente de gas puede incluir una tapa que se puede perforar con la maquina formadora de bebidas para formar la entrada y la salida, es decir, una entrada para activar el agua u otro fluido y una salida para el gas liberado del material fuente de gas. En una realizacion, la parte superior del recipiente del cartucho puede perforarse para formar la entrada y la salida de la primera camara, una pared lateral puede extenderse hacia abajo desde la parte superior, y un borde puede extenderse hacia fuera desde un extremo inferior de la pared lateral. El borde puede proporcionar una superficie de sujecion para que una maquina de bebidas enganche el cartucho para crear un sello y ayude a mantener el gas liberado del cartucho a una presion adecuada en una camara cerrada en la que el cartucho se mantiene al menos parcialmente. Se puede incluir un filtro en la primera camara para resistir la salida del material de la fuente de gas desde la salida de la primera camara. Por ejemplo, en algunos casos, las partfculas pequenas del material fuente de gas pueden tender a ser transportadas por el flujo de gas del cartucho. El filtro puede ayudar a resistir la salida de las partfculas arrastradas, ayudando asf a resistir que las partfculas se transporten al lfquido precursor para carbonatarse.

En algunas realizaciones, un recipiente de cartucho tambien puede incluir una segunda camara que esta separada de la primera camara, con la segunda camara sellada y que contiene un medio de bebida para mezclar con un lfquido precursor para formar una bebida. Por ejemplo, el medio de bebida puede ser un jarabe u otro concentrado que se mezcla con un precursor de bebida dentro o fuera del cartucho. La segunda camara puede estar ubicada debajo de la primera camara, y la primera y la segunda camaras pueden estar separadas por una pared. En una realizacion, el recipiente puede incluir una parte superior, una pared lateral superior que se extiende hacia abajo desde la parte superior, una parte inferior, una pared lateral inferior que se extiende hacia arriba desde la parte inferior, y un borde que se extiende hacia afuera desde un extremo inferior de la pared lateral superior y un extremo superior de la pared lateral inferior. La parte superior puede perforarse para formar la entrada y la salida, el borde puede perforarse (por ejemplo, en la parte inferior o en la superficie inferior del borde) para formar una abertura de entrada a la segunda camara a traves de la cual se recibe gas presurizado en la segunda camara y el fondo puede incluir una abertura de salida a traves de la cual el medio de bebida sale de la segunda camara, por ejemplo, en respuesta al gas presurizado que obliga al medio de bebida a salir.

Con respecto a la velocidad a la que el material de la fuente de gas libera gas, la primera camara y el material de la fuente de gas pueden disponerse para provocar la liberacion del gas adsorbido en el material de la fuente de gas en 20 a 40 segundos tras la introduccion de 20 a 40 ml de agua lfquida en la primera camara. El gas liberado puede ser equivalente a un volumen de 300 ml a 2000 ml del gas a presion atmosferica, y puede ser adecuado para formar una bebida carbonatada que tenga un volumen de entre 100-1000 ml y un nivel de carbonatacion de aproximadamente 1 a 5 volumenes durante un penodo de tiempo inferior a 60 segundos.

Tambien se divulga un metodo para formar una bebida que incluye proporcionar un cartucho que tiene un recipiente con una primera camara que esta sellada y encierra un material fuente de gas dispuesto para liberar un gas adsorbido en el material fuente de gas con la adicion de un fluido Introducido en la primera camara. El material fuente de gas puede ser un tamiz molecular solido y formado en perlas en las que al menos el 85% de las perlas en peso tiene un tamano de 0.71 mm a 2.0 mm. Por ejemplo, el material fuente de gas puede ser una zeolita, y el gas puede ser dioxido de carbono. Se puede introducir lfquido, como agua lfquida, en la primera camara para hacer que el material de la fuente de gas libere gas, y el gas liberado se pueda disolver en una bebida.

Otras caractensticas de las perlas discutidas anteriormente se pueden emplear en el metodo de produccion de bebidas, por ejemplo, las perlas pueden disponerse de manera que menos del 5% de las perlas tengan un tamano superior a 2.0 mm, menos del 10% de las perlas tengan un tamano inferior a 0.71 mm, las perlas pueden estar dispuestas para liberar al menos el 95% de todo el gas adsorbido en 60 segundos cuando se sumergen en agua, etc.

El lfquido precursor utilizado para formar la bebida puede carbonatarse en la primera porcion del cartucho, o en una o mas areas diferentes (como un reservorio o carbonatador de membrana) a los que se entrega el gas de tal manera que la bebida no haga contacto con el material de la fuente de gas. La mezcla del lfquido precursor con el medio de bebida puede ocurrir antes o despues de la carbonatacion, y puede ocurrir en una segunda parte del cartucho o en otra ubicacion, como una camara de mezcla separada de la segunda porcion del cartucho.

Un sistema de fabricacion de bebidas que utiliza un cartucho que contiene material de fuente de gas puede incluir un suministro de fluido de activacion de fuente de gas dispuesto para proporcionar fluido a la camara del cartucho para que el contacto con la fuente de gas haga que la fuente de gas emita gas. Por ejemplo, el suministro de fluido activador de gas puede estar dispuesto para controlar una cantidad de fluido (como agua en forma lfquida o de vapor) provista a la camara del cartucho para controlar una cantidad de gas producido por la fuente de gas. Esto puede permitir que el sistema controle la presion del gas utilizada para carbonatar el lfquido precursor. Por lo tanto, la camara del cartucho puede estar dispuesta para mantener al menos la primera porcion del cartucho en la camara del cartucho bajo una presion que es mayor que una presion ambiente. Alternativamente, la primera porcion del cartucho puede estar dispuesta para soportar una presion causada por el gas emitido por la fuente de gas sin una estructura de soporte u otro recinto. Se puede disponer un suministro de gas para conducir el gas emitido por la fuente de gas, a una presion mayor que la presion ambiente, para beber lfquido precursor para carbonatar el lfquido precursor. El gas puede conducirse a un tanque de carbonatacion, a un contactor de membrana u otra disposicion adecuada para la carbonatacion.

En algunas realizaciones, las camaras de cartucho primera y segunda pueden ser cada una parte de los cartuchos primero y segundo respectivos que son distintos entre sf, o las camaras de cartucho pueden ser parte de un solo cartucho. Si es parte de un solo cartucho, la primera y la segunda camara del cartucho pueden estar separadas entre sf, por ejemplo, por un elemento permeable, como un filtro, o un elemento impermeable, como una pared del cartucho, que puede o no ser frangible estallable (por ejemplo, mediante una presion adecuada), perforable o de otro modo roto para permitir que la primera y la segunda camaras de cartucho se comuniquen entre s f Un cartucho asociado con la primera y la segunda camara de cartuchos puede perforarse o disponerse de otra manera para una comunicacion fluida mientras se encuentra en el soporte de un cartucho de una maquina de bebidas para permitir el acceso a la primera y la segunda camaras. Por ejemplo, las dos porciones del cartucho pueden perforarse cerrando el soporte del cartucho para permitir que se suministre fluido hacia y/o gas que sale de la primera camara del cartucho, y para permitir que el medio de bebida salga de la segunda camara del cartucho, ya sea solo o con un lfquido precursor mixto.

En algunas realizaciones, la primera y las camaras de cartucho pueden tener cada una un volumen menor que el volumen de bebida carbonatada que se va a formar usando las camaras de cartucho. Esto puede proporcionar una ventaja significativa al permitir que un usuario forme una bebida de volumen relativamente grande utilizando un cartucho o cartuchos de volumen relativamente pequeno. Por ejemplo, el sistema puede estar dispuesto para usar la primera y la segunda camaras de cartucho durante un penodo de tiempo inferior a aproximadamente 120 segundos para formar un lfquido carbonatado que tiene un volumen de entre 100-1000 ml y un nivel de carbonatacion de aproximadamente 1 a 5 volumenes. La carbonatacion puede ocurrir a presiones entre 1379-5516 hPa (20-80 psi), o mas. Las porciones de cartucho en esta realizacion pueden tener un volumen de aproximadamente 50 ml o menos, reduciendo una cantidad de residuos y/o anadiendo a la conveniencia del sistema.

Estos y otros aspectos de la invencion seran evidentes a partir de la siguiente descripcion y reivindicaciones.

Breve descripcion de los dibujos

Los aspectos de la invencion se divulgan con referencia a los siguientes dibujos, en los que los numeros similares hacen referencia a elementos similares y en los que:

La fig. 1 muestra una vista en perspectiva de un cartucho en una realizacion ilustrativa;

La fig. 2 muestra una vista en seccion transversal del cartucho de la fig. 1;

La fig. 3 muestra una vista en seccion transversal de una version modificada del cartucho de la FIG. 1 que tiene solamente una camara de fuente de gas;

La fig. 4 muestra una vista lateral de una maquina formadora de bebidas en una realizacion ilustrativa;

La fig. 5 muestra la vista en seccion transversal del cartucho de la fig. 1 con elementos de perforacion enganchados en la tapa del cartucho; y

La fig. 6 muestra un diagrama esquematico de componentes de un sistema de formacion de bebidas en una realizacion ilustrativa.

Descripcion detallada

Debe entenderse que los aspectos de la invencion se describen en este documento con referencia a las figuras, que muestran realizaciones ilustrativas. Las realizaciones ilustrativas descritas en el presente documento no tienen necesariamente la intencion de mostrar todas las realizaciones de acuerdo con la invencion, sino que se usan para describir algunas realizaciones ilustrativas. Por ejemplo, los aspectos de la invencion se describen con referencia a una realizacion de cartucho espedfica, pero los aspectos de la invencion no se limitan a las disposiciones de cartucho descritas en este documento. Por lo tanto, no se pretende que los aspectos de la invencion se interpreten de manera restringida en vista de las realizaciones ilustrativas. Ademas, debe entenderse que los aspectos de la invencion se pueden usar solos o en cualquier combinacion adecuada con otros aspectos de la invencion.

Aunque son posibles configuraciones alternativas de cartuchos, las Figs. 1 y 2 muestran un cartucho 4 que puede usarse con un sistema de fabricacion de bebidas que emplea el cartucho para al menos carbonatar un lfquido precursor de bebida para formar una bebida. En esta realizacion, el cartucho 4 incluye un recipiente que define un compartimento o camara superior 41, un compartimento o camara inferior 42, y un borde o banda 44 entre la parte superior e inferior del cartucho 4. La parte superior del cartucho 4 incluye una tapa 45 que cubre una abertura del recipiente. La tapa 45 es perforable para formar una o mas aberturas para acceder a una fuente 2 de gas (ver Figura 2) en el compartimiento 41 superior. (Aunque en esta realizacion, la tapa 45 es un elemento separado, tal como una lamina de laminado de lamina/polfmero unida al cuerpo del recipiente, la tapa puede moldearse o formarse de otra manera integralmente con el cuerpo). Ademas, un filtro 45a puede colocarse debajo de la tapa 45, por ejemplo, separado de la tapa 45 pero paralelo a la tapa 45, aunque son posibles otras disposiciones. Este filtro 45a puede ayudar a evitar que el material fuente de gas salga del compartimiento 41 superior durante la produccion de gas. El compartimiento 41 superior tambien esta definido en parte por una pared 49 que tiene una curva ascendente concava, pero tal forma no es necesaria, por ejemplo, la pared 49 puede ser plana o concava hacia abajo.

El compartimiento o camara inferior 42 contiene un medio de bebida (no mostrado por claridad) que se puede mezclar con un lfquido precursor para formar una bebida. Una entrada 47 perforable puede estar situada en la parte inferior del borde 44 y adyacente a una ranura 46 de indexacion formada en la pared lateral inferior del cartucho 4. Como se divulga con mas detalle a continuacion, la entrada 47 puede perforarse para permitir el acceso al compartimiento 42 inferior, por ejemplo, para que pueda introducirse gas o lfquido a presion en el compartimiento 42 inferior para mover el medio de bebida fuera de una salida 48 del compartimiento 42 inferior. En esta realizacion, la salida 48 incluye una membrana perforable que se puede perforar y abrir para permitir que salga el medio de la bebida, aunque son posibles otras disposiciones, por ejemplo, se puede proporcionar una valvula de tabique de cierre automatico o un sello que puede romperse en la salida 48 que se abre con mayor presion en el compartimiento inferior 48. Los cartuchos no estan limitados a la disposicion mostrada en las Figs. 1 y 2, sin embargo, y otras configuraciones de cartuchos, como aquellas que incluyen solo una fuente de gas (por ejemplo, solo un borde 44 y un compartimiento 41 superior como el que se muestra en la FIG. 3) para hacer un agua carbonatada, son posibles. En el caso de la fig. 3, la pared 49 forma un fondo del recipiente del cartucho desde el cual el borde 44 se extiende hacia afuera. La pared 49, como se senalo anteriormente, puede ser plana o de otra forma y no necesita tener la forma mostrada.

De acuerdo con un aspecto de la invencion, el cartucho 4 contiene un material fuente 2 de gas en forma de una pluralidad de perlas de un tamiz molecular. El material fuente 2 de gas es un adsorbente cargado o un tamiz molecular, por ejemplo, un material de zeolita que ha adsorbido una cantidad de gas dioxido de carbono que se libera en presencia de agua u otro fluido activador, ya sea en forma de vapor o lfquido. Sin embargo, tenga en cuenta que los aspectos de la invencion no se limitan necesariamente al uso con gas dioxido de carbono, sino que pueden usarse con cualquier gas adecuado, como el nitrogeno, que se disuelve en algunas cervezas u otras bebidas, ox^geno, aire y otros. Por lo tanto, la referencia a “carbonatacion”, “fuente de dioxido de carbono”, “suministro de fluido activador de dioxido de carbono”, etc., no debe interpretarse como aspectos limitantes de la invencion y/o cualquier realizacion para usar solo con dioxido de carbono. En cambio, los aspectos de la invencion pueden usarse con cualquier gas adecuado.

En una realizacion, el adsorbente cargado es una zeolita como analcima, chabazita, clinoptilolita, heulandita, natrolita, filipita o estilbita junto con un ligante o componente de relleno adecuado, por ejemplo, para ayudar a formar la zeolita en una forma deseada. La zeolita puede ser natural o sintetica, y puede ser capaz de contener hasta un 20% de dioxido de carbono en peso o mas. El material de zeolita se puede disponer en cualquier forma adecuada, como un bloque solido (por ejemplo, en forma de disco), partfculas de forma esferica, cubica, irregular u otra adecuada, y otras. En un aspecto de la invencion, el tamiz molecular esta dispuesto en forma de perlas que tienen un tamano de 0.71 mm a 2.0 mm. Una disposicion particularmente eficaz incluye perlas de material de tamiz molecular solido en un cartucho de tal manera que al menos el 85% de las perlas en peso tienen un tamano de 0.71 mm a 2.0 mm. En algunas realizaciones, menos del 5% de las perlas tienen un tamano superior a 2.0 mm, que se ha encontrado en ciertas aplicaciones para asegurar que el gas adsorbido se libere como una velocidad adecuadamente rapida. Es decir, la activacion del fluido, como el agua, tarda mas tiempo en penetrar en las perlas mas grandes, y los tamanos mas pequenos de las perlas tienden a liberar el gas mas rapidamente cuando se exponen a la humedad. Por lo tanto, tener un tamano adecuadamente pequeno de las perlas puede tender a causar una liberacion mas rapida de gas adsorbido. Ademas, menos del 10% de las perlas pueden tener un tamano inferior a 0.71 mm. En contraste con las perlas mas grandes, las perlas mas pequenas tienden a liberar gas adsorbido mas rapidamente, por lo que se ha encontrado que las perlas de cierto tamano liberan el gas adsorbido demasiado rapido para algunas aplicaciones. Al tener menos del 10% de las perlas con un tamano inferior a 0.71 mm, se puede lograr una liberacion de gas adecuadamente lenta, particularmente en una aplicacion basada en cartuchos para uso con una maquina de bebidas. En esta realizacion particular, se ha encontrado que una masa de 50 gramos o menos de perlas de tamiz molecular liberan el 95% del gas adsorbido o mas dentro de los 20-40 segundos despues de haber sido expuesto a 20-40 ml de agua lfquida. Esta velocidad de liberacion es adecuadamente lenta para ayudar a prevenir picos de alta presion, mientras que es adecuada para permitir la carbonatacion y dispensacion de una bebida en menos de 5 minutos.

Con respecto al tamano de las perlas, una perla que tiene un tamano inferior a 0.71 mm es una que pasa a traves de un tamiz de malla US 25, mientras que una perla que tiene un tamano entre 0.71 mm y 2.0 mm no pasa a traves de un tamiz de malla US 25, sino que pasa a traves de un tamiz de malla US 10. Una perla que tiene un tamano mayor de 2.0 mm no pasa a traves de un tamiz de malla US 10.

Otra ventaja de tener zeolitas u otros tamices moleculares en una configuracion de perla es que permite que la zeolita fluya o sea fluida, por ejemplo, partfculas esfericas, puede ser util para envasar la zeolita en cartuchos individuales. Dicha disposicion puede permitir que la zeolita fluya desde una tolva a un recipiente de cartucho, por ejemplo, simplificando el proceso de fabricacion.

El recipiente del cartucho 4 puede estar hecho de cualquier material adecuado, y no esta necesariamente limitado a las construcciones que se muestran aqrn. Por ejemplo, el cartucho puede estar hecho de, o de otro modo, incluir materiales que proporcionan una barrera a la humedad y/o gases, como oxfgeno, vapor de agua, etc. En una realizacion, el cartucho puede estar hecho de un polfmero moldeado o laminado de polfmero, por ejemplo, formado a partir de una lamina que incluye una capa de poliestireno, polipropileno y/o una capa de EVOH y/u otro material de barrera, tal como una lamina metalica. Ademas, los materiales y/o la construccion del cartucho pueden variar de acuerdo con los materiales contenidos en el cartucho. Por ejemplo, una parte del cartucho 4 que contiene un material de fuente de gas puede requerir una barrera de humedad robusta, mientras que una parte de medio de bebida puede no requerir una alta resistencia a la humedad. Por lo tanto, los cartuchos pueden estar hechos de diferentes materiales y/o de diferentes maneras. Ademas, el interior del cartucho puede construirse de manera diferente segun una funcion deseada. Por ejemplo, cuando el medio de bebida se mezcla con el lfquido precursor en el cartucho, una porcion del cartucho del medio de bebida puede incluir deflectores u otras estructuras que hacen que el medio lfquido/bebida siga un camino tortuoso para alentar la mezcla. La parte del cartucho de la fuente de gas puede estar dispuesta para mantener la fuente de gas en una ubicacion particular u otra disposicion en el espacio interior, por ejemplo, para ayudar a controlar la humectacion de la fuente de gas con lfquido de activacion. Por lo tanto, como se usa en este documento, un “cartucho” puede tomar cualquier forma adecuada, como una capsula (por ejemplo, capas opuestas de papel de filtro que encapsula un material), capsula, sobre, paquete, o cualquier otra disposicion. El cartucho puede tener una forma definida, o puede no tener una forma definida (como es el caso de algunos sobres u otros paquetes hechos completamente de material flexible). El cartucho puede ser impermeable al aire y/o al lfquido, o puede permitir que el agua y/o el aire pase al cartucho.

Tambien se puede disponer un cartucho para proporcionar una indicacion visual u otra indicacion detectable con respecto a la adecuacion del cartucho para usar en la formacion de una bebida. Por ejemplo, el cartucho puede incluir un indicador emergente, un indicador de color u otra caractenstica para mostrar que la fuente de gas se ha activado al menos parcialmente. Al ver esta indicacion, un usuario puede determinar que el cartucho no es apto para su uso en una maquina para hacer bebidas. En otra realizacion, una etiqueta RFID puede asociarse con un sensor que detecta la activacion de la fuente de gas (por ejemplo, a traves del aumento de la presion), el deterioro del medio de la bebida (por ejemplo, a traves del aumento de la temperatura), u otra caractenstica del cartucho, que puede transmitirse a un lector de una maquina de hacer bebidas. La maquina puede mostrar la condicion a un usuario y/o evitar la activacion de la maquina para usar el cartucho para formar una bebida.

En un aspecto de la invencion, el cartucho o cartuchos usados para formar una bebida que usa el sistema de fabricacion de bebidas puede tener un volumen menor, y en algunos casos sustancialmente menor, que una bebida que se va a hacer usando el(los) cartucho(s). Por ejemplo, un cartucho puede tener compartimentos 41, 42 superior e inferior, cada uno de los cuales tiene un volumen de aproximadamente 50 ml o menos, y aun, asf puede usarse para formar una bebida que tenga un volumen de aproximadamente 200-500 ml o mas. En algunas realizaciones, se puede usar una cantidad de adsorbente cargado (por ejemplo, una zeolita cargada) de aproximadamente 10-50 gramos (que tiene un volumen de menos de 50 ml) para producir aproximadamente 300-1000 ml de agua carbonatada que tiene un nivel de carbonatacion de hasta aproximadamente 4-5 volumenes. Ademas, es bien conocido que se pueden usar jarabes o polvos para hacer bebidas que tienen un volumen inferior a aproximadamente 50 ml, o inferior a aproximadamente 100 ml, para preparar una bebida con sabor adecuado que tenga un volumen de aproximadamente 300-500 ml. Por lo tanto, se pueden usar cartuchos de volumen relativamente pequeno (o un solo cartucho en algunas disposiciones) que tienen un volumen de aproximadamente 100 ml a aproximadamente 250 ml o menos para formar una bebida carbonatada que tiene un volumen de aproximadamente 100 a 1000 ml, y un nivel de carbonatacion de al menos aproximadamente 1 a 4 volumenes en menos de 120 segundos, por ejemplo, aproximadamente 60 segundos, y utilizando presiones por debajo de 5516 hPa (80 psi).

La figura 4 muestra una realizacion ilustrativa de una maquina 1 para hacer bebidas que puede emplear un cartucho de acuerdo con uno o mas aspectos de la invencion. En esta realizacion, los componentes de la maquina 1 para hacer bebidas estan ubicados en o sobre un alojamiento 21 que incluye una bandeja de goteo 23 para soportar una copa de usuario u otro recipiente 8 y un deposito 11 para proporcionar agua (un lfquido precursor) para hacer una bebida. En este caso, el deposito 11 es opcionalmente removible del alojamiento 21 y contiene un lfquido precursor de bebida que se usa para formar una bebida dispensada en una estacion de dispensacion 29 en el recipiente 8 del usuario. El deposito 11 incluye una tapa extrafble que puede retirarse para proporcionar lfquido precursor al deposito 11, pero no se requiere tal tapa. Ademas, el deposito 11 no necesita ser extrafble y/o puede ser reemplazado por una conexion de tubena a una fuente de agua de la red. El lfquido precursor de la bebida puede ser cualquier lfquido adecuado, incluida el agua (por ejemplo, agua aromatizada o tratada de otro modo, como edulcorada, filtrada, desionizada, ablandada, carbonatada, etc.), o cualquier otro lfquido adecuado utilizado para formar una bebida, como Leche, jugo, cafe, te, etc. (ya sea que se caliente o se enfne en relacion con la temperatura ambiente o no). El deposito 11 es parte de un suministro de precursor de bebida que proporciona el lfquido precursor para el acondicionamiento de algun tipo, por ejemplo, carbonatacion, filtrado, enfriamiento, mezcla con un medio de bebida, etc., y su posterior dispensacion como bebida.

Un cartucho 4 que contiene una fuente de gas y/o un medio de bebida puede estar asociado con un soporte 3 de cartucho de la maquina 1. La fuente de gas puede emitir dioxido de carbono u otro gas que es utilizado por la maquina 1 para carbonatar el lfquido precursor, y un medio de bebida, como un agente saborizante, puede mezclarse con el lfquido precursor. En esta realizacion, el cartucho 4 puede estar asociado con el soporte 3 del cartucho tirando de un cajon deslizante 31 hacia delante para exponer un receptor de cartucho o area de recepcion del cajon 31. El cartucho 4, que en este caso incluye un compartimento o camara 41 superior que contiene una fuente 2 de gas y un compartimento o camara 42 inferior que contiene un medio para bebidas, puede colocarse en el area de recepcion de cartuchos del cajon 31 y el cajon 31 cerrado al deslizarse hacia la izquierda en la fig. 4. Posteriormente, un usuario puede interactuar con una interfaz 52, como una pantalla tactil, un boton u otro dispositivo mediante el cual el usuario puede hacer que la maquina 1 elabore una bebida. En respuesta, el cartucho 4 puede sujetarse en un borde o banda 44 ubicada entre los compartimentos 41, 42 superior e inferior mediante el soporte 3 del cartucho y los compartimentos 41, 42 a los que se accede para formar la bebida. Como se explica con mas detalle a continuacion, los aspectos de la invencion se relacionan con la capacidad de un soporte de cartucho para sostener los compartimentos 41, 42 superior e inferior del cartucho 4 en espacios que tienen diferentes presiones (por ejemplo, el compartimento 41 superior puede sostenerse en un espacio mas altamente presurizado para recibir gas carbonatado que el compartimiento 42 inferior) y/o la capacidad del soporte para perforar una entrada del compartimiento 42 inferior en la parte inferior del borde o la banda 44 para acceder al medio de la bebida (por ejemplo, inyectando aire presurizado u otro gas en el compartimiento 42 inferior, forzando asf al medio de bebida a salir del cartucho y ser dispensado en la estacion 29 de dispensacion). Dado que el cartucho 4 puede ser reemplazable, un usuario puede intercambiar el cartucho 4 para hacer diferentes bebidas, como solo agua carbonatada, una bebida carbonatada y saborizada, una bebida sin gas y saborizada, etc.

La figura 5 muestra una realizacion ilustrativa para acceder al compartimento 41 superior del cartucho 4 cuando el cartucho 4 se mantiene en el soporte 3 de cartucho de la maquina 1 de fabricacion de bebidas. En esta disposicion, uno o mas elementos 361 de perforacion pueden perforar la tapa 45 para introducir fluido de activacion en el compartimiento 41 superior, y un elemento 362 de perforacion puede perforar la tapa 45 para permitir que el gas emitido por la fuente de gas salga del cartucho 4. Aunque no es necesario, los elementos 361 de perforacion estan dispuestos para penetrar a traves de la tapa 45 y el filtro 45a de modo que se pueda introducir fluido de activacion debajo del filtro 45a. Sin embargo, el elemento 362 de perforacion esta dispuesto para perforar solo la tapa 45, pero no el filtro 45a. De esta manera, el gas emitido en el compartimiento 41 superior por el material 2 de la fuente de gas debe pasar a traves del filtro 45a antes de salir al suministro de gas de carbonatacion. Esto puede ayudar a evitar que el material fuente de gas, como las partfculas de zeolita, salgan del cartucho 4 y pasen al lfquido precursor o porciones de la maquina 1. Una variedad de disposiciones son posibles para el filtro 45a, como un trozo de papel de filtro mencionado anteriormente, un material no tejido hidrofobo que permite que el gas pase, pero resiste el paso del Ifquido u otro elemento que permita que el gas salga del cartucho 4, pero resiste el movimiento del material fuente de gas y/o lfquido. Ademas, o alternativamente al filtro 45a, un conducto que recibe el gas de carbonatacion puede incluir un elemento de filtro, como un tapon de filtro en el conducto, para ayudar a resistir aun mas el movimiento de los materiales de la fuente de gas desde el cartucho 4. Los elementos de perforacion pueden incluir una aguja hueca, una punta, una cuchilla, un cuchillo u otra disposicion, para formar una abertura adecuada en el cartucho 4. En esta realizacion, los elementos 361 de perforacion incluyen elementos tubulares con una abertura de descarga de fluido de activacion en un extremo distal, de manera que el fluido de activacion se puede liberar de los elementos 361 de perforacion debajo del filtro 45a. En contraste, el elemento 362 de perforacion es relativamente romo para penetrar en la tapa 45, pero no en el filtro 45a. Alternativamente, el cartucho 4 puede tener aberturas definidas, por ejemplo, uno o mas puertos, que incluyen un tabique u otro elemento de tipo valvula que permite que el flujo entre y/o salga del cartucho 4.

Mientras que una maquina de hacer bebidas 1 puede emplear diferentes disposiciones de trayectoria de flujo de lfquido y gas, la FIG. 6 muestra una disposicion de este tipo que se puede usar en la maquina 1 para hacer bebidas. En esta realizacion, el lfquido precursor proporcionado por un suministro 10 de lfquido precursor se origina en el deposito 11, que puede extraerse de la maquina 1, por ejemplo, para permitir un llenado mas facil, o puede fijarse en su lugar. Aunque en esta realizacion, un usuario proporciona inicialmente el lfquido precursor de la bebida en el deposito 11, el suministro 10 del precursor puede incluir otros componentes para proporcionar lfquido al deposito 11, como una lmea de agua con tubenas, una valvula controlable y un sensor de nivel de lfquido para llenar automaticamente el deposito 11 a un nivel deseado, un segundo deposito de agua u otro tanque que esta conectado de manera fluida al deposito 11, y otras disposiciones. El lfquido es entregado por una bomba 14 al tanque 6 de carbonatacion a traves de una valvula 51f de retencion corriente arriba de la bomba 14 y una valvula 51g de retencion corriente abajo de la bomba 14. Las valvulas 51f, 51g de retencion pueden ayudar a prevenir el reflujo del tanque 6 de carbonatacion, por ejemplo, cuando el tanque 6 esta relativamente altamente presurizado durante el proceso de carbonatacion. En este caso, la bomba 14 es una bomba de diafragma, pero son posibles otros tipos de bomba. El tanque 6 de carbonatacion se puede llenar adecuadamente con lfquido usando cualquier metodo de control adecuado, como por ejemplo detectando un nivel en el tanque 6 usando una sonda conductora, sensor de presion, sensor optico u otro sensor. Una valvula 51b de ventilacion del tanque puede abrirse durante el llenado para permitir que la presion en el tanque 6 se ventile, o puede permanecer cerrada durante el llenado, por ejemplo, para permitir una acumulacion de presion en el tanque 6. Un suministro 20 de fluido de activacion que incluye una bomba 13 esta dispuesto para proporcionar fluido de activacion al compartimiento superior del cartucho 4, es decir, para hacer que el material fuente 2 de gas libere gas al tanque 6 de carbonatacion. El gas emitido por el cartucho 4 se envfa al tanque 6 a traves de una valvula 51d. Un circuito 5 de control puede controlar el funcionamiento de las valvulas 51, por ejemplo, las valvulas 51 pueden incluir accionadores electromecanicos u otros, asf como tambien sensores para detectar varias caractensticas, como la temperatura en el tanque 6, la presion en el tanque 6, una tasa de flujo de gas o lfquido en cualquiera de las lmeas de flujo del sistema, etc.

Para formar una bebida, un usuario puede asociar un cartucho 4 con la maquina 1, por ejemplo, cargando el cartucho 4 en un soporte 3 de cartucho de una manera similar a la descrita con respecto a la FIG. 4. Por supuesto, un cartucho puede estar asociado con la maquina 1 de otras maneras, como atornillar una porcion del cartucho para que encaje con la maquina 1, etc. Con el cartucho 4 asociado con la maquina 1, el circuito 5 de control puede entonces activar la maquina 1 para entregar lfquido al cartucho 4, por ejemplo, para generar el dioxido de carbono. (Aunque esta realizacion utiliza un cartucho con una fuente de gas activada por un fluido, son posibles otras disposiciones). El circuito 5 de control puede iniciar el funcionamiento de la maquina 1 de manera automatica, por ejemplo, en funcion de la deteccion de la presencia de un cartucho 4 en el soporte 3, la deteccion de lfquido en el tanque 6 de carbonatacion y el cierre del soporte 3, y/u otras caractensticas de la maquina 1. Alternativamente, el circuito 5 de control puede iniciar el funcionamiento del sistema en respuesta a la interaccion de un usuario con una interfaz 52, por ejemplo, al presionar un boton de inicio o, de otro modo, proporcionar una entrada (por ejemplo, mediante activacion por voz) para comenzar la preparacion de la bebida.

Para iniciar la carbonatacion despues de que el tanque este provisto de una cantidad adecuada de lfquido precursor, la valvula 51b de ventilacion puede cerrarse y la bomba 13 puede controlarse para bombear lfquido al compartimiento 41 superior de un cartucho 4 que contiene una fuente 2 de gas. Es decir, la maquina 1 puede incluir un suministro 20 de fluido activador de dioxido de carbono que proporciona un fluido, por ejemplo, en un volumen controlado, a una tasa controlada o de otro modo para controlar una tasa de produccion de gas, a un cartucho 4 para activar una fuente de dioxido de carbono en el compartimiento 41 superior para liberar gas de dioxido de carbono. En esta realizacion, la fuente de dioxido de carbono incluye un adsorbente cargado o un tamiz molecular, por ejemplo, un material de zeolita que ha adsorbido cierta cantidad de gas de dioxido de carbono que se libera en presencia de agua, ya sea en forma de vapor o lfquido. Otras disposiciones o adiciones son posibles para el suministro 20 de fluido activador de dioxido de carbono, como un suministro de lfquido dedicado para el cartucho 4 que esta separado del suministro de lfquido precursor, un elemento reductor de presion en el conducto, un limitador de flujo en el conducto, un medidor de flujo para indicar una cantidad y/o caudal de fluido en el cartucho 4, una jeringa, bomba de piston u otro dispositivo de desplazamiento positivo que puede medir las cantidades deseadas de lfquido (ya sea agua, acido cftrico u otro material) al cartucho 4, y otros. En otra realizacion, el suministro 20 de fluido activador puede incluir un suministro de lfquido alimentado por gravedad que tiene una tasa de suministro controlable, por ejemplo, como los sistemas de suministro de lfquido de goteo utilizados con lmeas intravenosas para proporcionar lfquidos a pacientes de hospital, o puede rociar agua atomizada u otro lfquido para proporcionar un vapor de agua u otro fluido de activacion de fase gaseosa al cartucho 4.

Un suministro 30 de gas de dioxido de carbono puede estar dispuesto para proporcionar gas de dioxido de carbono desde el cartucho 4 a un area donde el gas se utiliza para carbonatar el Ifquido, en este caso, el tanque 6 de carbonatacion. El suministro 30 de gas puede disponerse de cualquier manera adecuada, y en esta realizacion ilustrativa incluye un conducto que esta conectado de manera fluida entre el cartucho 4 y una salida de lfquido carbonatado del tanque 6 de carbonatacion. Una valvula 51d de control de gas es controlable por el circuito 5 de control para abrir y cerrar la trayectoria de flujo a traves del conducto de suministro de gas. (Tenga en cuenta que, en algunas realizaciones, la valvula 5 ld puede ser una valvula de retencion que no es controlable por el circuito 5 de control). De acuerdo con un aspecto de la invencion, el gas de carbonatacion se suministra a traves de una lmea de suministro de gas de carbonatacion que esta acoplada de manera fluida a la lmea de dispensacion del tanque de carbonatacion para entregar gas de dioxido de carbono a la salida del tanque de carbonatacion para carbonatar el lfquido precursor. Esta disposicion puede proporcionar ventajas, como la introduccion del gas de carbonatacion en un punto relativamente bajo en el tanque, que puede ayudar a aumentar el contacto del gas con el lfquido precursor, mejorando asf la disolucion del gas. Ademas, el flujo de gas carbonatado a traves de al menos una porcion de la lmea 38 de dispensacion puede ayudar a purgar la lmea 38 de dispensacion de lfquido, ayudando a recarbonatar el lfquido, si es necesario. El conducto de gas se puede conectar a la lmea 38 de dispensacion cerca de la valvula 51e de dispensacion para purgar la mayor cantidad posible de lfquido de la lmea 38 de dispensacion.

El suministro 30 de gas puede incluir otros componentes ademas de un conducto y una valvula, como reguladores de presion, valvulas de seguridad, valvulas de control adicionales, un compresor o bomba (por ejemplo, para aumentar la presion del gas), un acumulador (por ejemplo, para ayudar a mantener una presion de gas relativamente constante y/o gas de almacenamiento), y asf sucesivamente. (El uso de un acumulador o dispositivo de almacenamiento de gas similar puede obviar la necesidad de controlar la tasa de salida de gas de un cartucho. En su lugar, se puede permitir que la fuente de gas emita gas de una manera no controlada, almacenandose el gas emitido en un acumulador para su posterior suministro y uso en la produccion de una bebida espumosa. El gas liberado del acumulador podna liberarse de manera controlada, por ejemplo, a una presion y/o caudal controlados). Ademas, la carbonatacion del lfquido precursor puede ocurrir a traves de uno o mas mecanismos o procesos, y por lo tanto no se limita a un proceso en particular. Por ejemplo, mientras que la entrega de gas dioxido de carbono a la salida del tanque 6 de carbonatacion puede funcionar para ayudar a disolver el dioxido de carbono en el lfquido, otros componentes del sistema pueden ayudar aun mas en el proceso de carbonatacion. En algunas realizaciones, se puede usar un rociador para introducir gas en el tanque de carbonatacion, se puede hacer circular lfquido precursor en el tanque, y/o se pueden usar otras tecnicas para alterar la velocidad a la que se disuelve el gas de carbonatacion.

Antes, durante y/o despues de la carbonatacion del lfquido en el tanque 6 de carbonatacion, un sistema 7 de enfriamiento puede enfriar el lfquido. El sistema 7 de enfriamiento puede funcionar de cualquier manera adecuada, por ejemplo, puede incluir hielo, serpentines de refrigeracion u otros elementos de enfriamiento en contacto termico con el tanque 6 de carbonatacion. Ademas, el tanque 6 de carbonatacion puede incluir un mezclador u otro agitador para mover el lfquido en el tanque 6 para mejorar la disolucion y/o enfriamiento del gas. La operacion para formar una bebida puede continuar durante un penodo de tiempo predeterminado, o en funcion de otras condiciones, como un nivel de carbonatacion detectado, una cafda en la produccion de gas por parte del cartucho 4 u otros parametros. Durante la operacion, la cantidad de lfquido provisto al cartucho 4 puede controlarse para controlar la salida de gas por el cartucho 4. El control del lfquido suministrado al cartucho 4 se puede realizar basandose en una secuencia de tiempo (por ejemplo, la bomba puede funcionar durante un penodo de tiempo, seguido de una parada durante un penodo, etc.), en funcion de la presion detectada (por ejemplo, el suministro de lfquido puede detenerse cuando la presion en el tanque 6 excede un umbral, y reanudarse cuando la presion cae por debajo del umbral u otro valor), basado en un volumen de lfquido de activacion entregado al soporte 3 (por ejemplo, un volumen espedfico de lfquido) puede ser entregado al cartucho 4 en uno o mas volumenes discretos, u otros arreglos.

Con el lfquido precursor en el tanque 6 de carbonatacion listo para dispensar, la valvula 51b de ventilacion puede abrirse para reducir la presion en el tanque 6 de carbonatacion a una presion ambiente. Como se sabe en la tecnica, despresurizar el tanque de carbonatacion antes de dispensar puede ayudar a mantener un nivel de carbonatacion deseado del lfquido durante la dispensacion. Con el tanque 6 ventilado, la valvula 51b de ventilacion puede cerrarse y la valvula 51a de ventilacion de la bomba puede abrirse. La bomba 14 puede entonces ser operada para extraer aire u otro gas hacia el lado de entrada de la bomba 14 y bombear el gas al tanque 6 de carbonatacion para forzar al lfquido precursor en el tanque 6 a fluir hacia la lmea 38 de dispensacion. Es decir, la disposicion de la fig. 6 incorpora otro aspecto de la invencion en el sentido de que se puede usar una sola bomba tanto para suministrar lfquido precursor a un tanque de carbonatacion u otra ubicacion de carbonatacion como para suministrar gas presurizado (aire) al tanque de carbonatacion para dispensar lfquido carbonatado desde el tanque. Esta caractenstica, opcionalmente combinada con la caractenstica de usar la misma bomba para entregar el fluido de activacion a una fuente de gas, puede hacer que un sistema simplificado tenga menos componentes. Mientras que la bomba 14 suministra aire al tanque de carbonatacion, la valvula 51e de dispensacion se abre y la valvula 51d de gas se cierra durante la dispensacion de lfquido. El lfquido dispensado puede entrar en una camara 9 de mezcla en la que se combinan el lfquido carbonatado y el medio de bebida provistos desde el compartimiento 42 inferior del cartucho 4. El medio de bebida se puede sacar del cartucho 4 y a la camara 9 de mezcla al introducir gas a presion en el compartimiento 42 inferior, por ejemplo, por medio de una bomba 43 de aire. Sin embargo, son posibles otras disposiciones, tales como enrutar el gas desde el compartimiento 41 superior bajo presion al compartimiento 42 inferior.

El medio de bebida puede incluir cualquier material adecuado para hacer bebidas (medio de bebida), como jarabes concentrados, cafe molido o extracto de cafe lfquido, hojas de te, te de hierbas secas, concentrado de bebida en polvo, extracto de fruta seca o polvo, sabores naturales y/o artificiales o colores, acidos, aromas, modificadores de la viscosidad, agentes de enturbiamiento, antioxidantes, caldo concentrado en polvo o lfquido u otra sopa, materiales medicinales en polvo o lfquidos (como vitaminas en polvo, minerales, ingredientes bioactivos, medicamentos u otros productos farmaceuticos, nutraceuticos, etc.), leche en polvo o lfquida u otras cremas, edulcorantes, espesantes, etc. (Como se usa en este documento, la “mezcla” de un lfquido con un medio de bebida incluye una variedad de mecanismos, como la disolucion de sustancias en el medio de bebida en el lfquido, la extraccion de sustancias del medio de bebida y/o el lfquido de otro modo recibiendo algun material del medio de bebida).

El circuito 5 de control puede usar uno o mas sensores para controlar el nivel de carbonatacion del lfquido precursor, una temperatura a la cual se enfna el lfquido (si es que lo hace), un tiempo en el cual, y durante el cual se entrega el medio de bebida a la camara 9 de mezcla, una tasa a la cual se produce gas de carbonatacion y se entrega al tanque 6, y/u otros aspectos del proceso de fabricacion de la bebida. Por ejemplo, un sensor de temperatura puede detectar la temperatura del lfquido precursor en el tanque 6 de carbonatacion. Esta informacion se puede usar para controlar el funcionamiento del sistema, por ejemplo, las temperaturas del lfquido precursor mas calido pueden hacer que el circuito 5 de control aumente el tiempo permitido para que el dioxido de carbono se disuelva en el lfquido precursor. En otras disposiciones, la temperatura del lfquido precursor puede usarse para determinar si la maquina 1 sera operada para carbonatar el lfquido o no. Por ejemplo, en algunas disposiciones, se le puede pedir al usuario que agregue lfquido (y/o hielo) adecuadamente fno al deposito 11 antes de que la maquina 1 funcione. (Como se menciono anteriormente, las temperaturas del lfquido precursor relativamente calido pueden hacer que el lfquido no este suficientemente carbonatado en algunas condiciones). En otra realizacion, se puede usar un sensor de presion para detectar una presion en el tanque 6 de carbonatacion. Esta informacion se puede usar para determinar si el tanque 6 de carbonatacion esta lleno de manera adecuada o incorrecta, si hay una fuga de presion, si la carbonatacion esta completa y/o para determinar si el cartucho 4 esta produciendo dioxido de carbono. Por ejemplo, la baja presion detectada puede indicar que se necesita generar mas dioxido de carbono y, por lo tanto, hacer que el circuito 5 de control permita que se suministre mas lfquido mediante el suministro 20 de fluido de activacion al cartucho 4. Del mismo modo, las altas presiones pueden hacer que el flujo de lfquido del suministro 20 del fluido de activacion se desacelere o se detenga. Por lo tanto, el circuito 5 de control puede controlar la presion del gas en el tanque 6 de carbonatacion y/u otras areas de la maquina 1 controlando una cantidad de lfquido entregado al cartucho 4. Alternativamente, la baja presion puede indicar que hay una fuga en el sistema y que el sistema indique que hay un error presente. En algunas realizaciones, la presion medida puede indicar que la carbonatacion esta completa. Por ejemplo, inicialmente se puede detectar que la presion en el tanque 6 esta en un nivel alto, por ejemplo, alrededor de 4826-5516 hPa (70-80 psi), y luego se detectara que esta en un nivel bajo, por ejemplo, alrededor de 2758 hPa (40 psi) debido a la disolucion del gas en el lfquido. La deteccion de baja presion puede indicar que la carbonatacion esta completa. Un sensor tambien podna detectar la presencia de un cartucho 4 en el soporte del cartucho 3, por ejemplo, a traves de una etiqueta RFID, reconocimiento optico, deteccion ffsica, etc. Si no se detecta ningun cartucho 4, o si el circuito 5 de control detecta que el cartucho 4 esta gastado, el circuito 5 de control puede pedir al usuario que inserte un cartucho 4 nuevo o diferente. Por ejemplo, en algunas realizaciones, se puede usar un solo cartucho 4 para carbonatar multiples volumenes de lfquido precursor. El circuito 5 de control puede hacer un seguimiento de la cantidad de veces que se ha usado el cartucho 4, y una vez que se ha alcanzado un lfmite (por ejemplo, 10 bebidas), solicite al usuario que reemplace el cartucho. Otros parametros pueden ser detectados por un sensor, como el nivel de carbonatacion del lfquido precursor (que puede usarse para controlar el proceso de carbonatacion), la presencia de un recipiente adecuado para recibir una bebida descargada de la maquina 1 (por ejemplo, para evitar que la bebida se derrame), la presencia de agua u otro lfquido precursor en el tanque 6 de carbonatacion o en cualquier otro lugar del suministro 10 precursor, un caudal de lfquido en la bomba 13 o conducto asociado, la presencia de un espacio de cabeza en el tanque 6 de carbonatacion (por ejemplo, si no se desea espacio de cabeza, se puede activar una valvula para descargar el gas del espacio de cabeza, o si solo se desea que haya dioxido de carbono en el espacio de cabeza, se puede activar una valvula de aspiracion para descargar aire en el espacio de cabeza y reemplazar el aire con dioxido de carbono), y asf sucesivamente.

El circuito 5 de control tambien puede estar dispuesto para permitir que un usuario defina un nivel de carbonatacion (es decir, la cantidad de gas disuelto en la bebida, ya sea dioxido de carbono u otro). Por ejemplo, el circuito 5 de control puede incluir una pantalla tactil u otra interfaz 52 de usuario que permita al usuario definir un nivel de carbonatacion deseado, por ejemplo, al permitirle seleccionar un nivel de volumen de carbonatacion de 1, 2, 3, 4 o 5, o seleccionando uno de un nivel de carbonatacion bajo, medio o alto. Los cartuchos utilizados por la maquina 1 pueden incluir suficiente material de fuente de gas para poder seleccionar el nivel mas alto de carbonatacion, pero el circuito 5 de control puede controlar el sistema para disolver una cantidad de gas en la bebida que sea consistente con el nivel seleccionado. Por ejemplo, mientras que todos los cartuchos se pueden disponer para su uso en la creacion de una bebida de carbonatacion “alta”, el circuito 5 de control puede hacer funcionar la maquina 1 para usar menos gas disponible (o hacer que la fuente de gas emita menos gas que la posible) en carbonatando la bebida. Los niveles de carbonatacion pueden controlarse en funcion de un nivel de carbonatacion detectado por un sensor, una presion detectada en el tanque 6 de carbonatacion o en cualquier otro lugar, una cantidad de salida de gas por el cartucho 4 u otras caractensticas.

En otra realizacion, el cartucho 4 puede incluir indicaciones legibles por el controlador, por ejemplo, una etiqueta RFID, un codigo de barras, una cadena alfanumerica, etc., que indica un nivel de carbonatacion que se utilizara para la bebida. Despues de determinar el nivel de carbonatacion del cartucho 4, el circuito 5 de control puede controlar la maquina 1 en consecuencia. Por lo tanto, un usuario no necesita seleccionar el nivel de carbonatacion interactuando con la maquina 1, sino que un nivel de carbonatacion puede ajustarse automaticamente en funcion de la bebida seleccionada. En otra realizacion mas, un usuario puede ser capaz de seleccionar un cartucho 4 de fuente de gas que coincida con un nivel de carbonatacion que el usuario desea. (Se pueden proporcionar diferentes niveles de carbonatacion en los diferentes cartuchos teniendo diferentes cantidades de fuente de gas en el cartucho 4). Por ejemplo, los cartuchos que proporcionan niveles de carbonatacion bajos, medios y altos pueden proporcionarse para la seleccion por parte de un usuario, y el usuario puede elegir el cartucho que coincida con el nivel de carbonatacion deseado, y proporcionar el cartucho seleccionado a la maquina 1. Por lo tanto, un cartucho de fuente de gas etiquetado como “bajo” se puede elegir y usar con el sistema para crear una bebida carbonatada de bajo nivel.

Se puede permitir alternativamente a un usuario que defina las caractensticas de una bebida que se hara interactuando de alguna manera con un cartucho 4 que utilizara la maquina 1. Por ejemplo, una pestana, muesca u otra caractenstica ffsica del cartucho puede ser alterada o formada por el usuario para indicar una caractenstica de bebida deseada. Por ejemplo, una pestana rota, un indicador deslizante, una perforacion cubierta o descubierta en una porcion del cartucho, etc., que crea el usuario puede indicar un nivel de carbonatacion deseado, una cantidad de medio de bebida para usar en la formacion de la bebida (donde la maquina 1 es controlable para usar menos que todo el medio de bebida en el cartucho para formar una bebida) y asf sucesivamente. Las caractensticas en el cartucho 4 tambien pueden ser utilizadas por el circuito 5 de control para detectar las caractensticas del cartucho, una bebida que se esta formando u otros componentes de la maquina 1. Por ejemplo, las grnas de luz en un cartucho 4 pueden proporcionar una trayectoria de luz para permitir que el controlador 5 detecte opticamente un nivel de medio de bebida en el cartucho 4, un flujo de lfquido precursor en el cartucho 4, presion en el cartucho (por ejemplo, donde la desviacion de una parte del cartucho puede detectarse e indica una presion), una posicion de un piston, una valvula u otro componente del cartucho, una ausencia de medio de bebida en el cartucho (para indicar la finalizacion de la formacion de la bebida), y asf sucesivamente. Otras caractensticas del sensor pueden incorporarse en el cartucho, como los contactos del sensor electrico (por ejemplo, para proporcionar mediciones de conductividad representativas de un nivel de carbonatacion u otras propiedades de un lfquido precursor), un sensor acustico (para detectar la emision de gas, el flujo de fluido u otras caractensticas del cartucho), y asf sucesivamente.

Como se indico anteriormente, al disponer la fuente de gas y/o proporcionar fluido de activacion a la fuente de gas de una manera controlada, la velocidad a la que se libera el gas adsorbido puede controlarse adecuadamente. Esta caractenstica puede hacer que el uso de algunas fuentes de gas, como un material cargado de zeolita, sea posible sin requerir almacenamiento de gas o componentes de alta presion. Por ejemplo, las zeolitas cargadas con dioxido de carbono tienden a liberar dioxido de carbono muy rapidamente y en cantidades relativamente grandes (por ejemplo, una masa de 30 gramos de zeolita cargada puede producir facilmente 1-2 litros de gas de dioxido de carbono a presion atmosferica en unos pocos segundos en la presencia de menos de 30-50 ml de agua). Esta rapida liberacion puede en algunas circunstancias hacer que el uso de zeolitas sea poco practico para producir lfquidos relativamente altamente carbonatados, como un agua carbonatada que esta carbonatada a un nivel de 2 volumenes o mas. Es decir, la disolucion del dioxido de carbono u otros gases en lfquidos generalmente toma una cierta cantidad de tiempo, y la velocidad de disolucion solo se puede aumentar una cantidad limitada en condiciones menos extremas, como presiones dentro de aproximadamente 10342 hPa (150 psi) del ambiente y temperaturas dentro de alrededor de /- 40 a 50 grados centfgrados de temperatura ambiente. Al controlar la velocidad de produccion de dioxido de carbono (u otro gas) para una fuente de dioxido de carbono (u otro gas), se puede extender el tiempo total durante el cual la fuente de dioxido de carbono (u otro gas) emite dioxido de carbono (u otro gas), dando tiempo a que el dioxido de carbono (gas) se disuelva sin requerir presiones relativamente altas. Por ejemplo, cuando se emplea una realizacion ilustrativa que incorpora uno o mas aspectos de la invencion, los inventores han producido lfquidos que tienen al menos hasta aproximadamente 3.5 niveles de carbonatacion en menos de 60 segundos, a presiones de alrededor de 2758 hPa (40 psi) y a temperaturas cercanas a 0 grados Celsius. Esta capacidad permite que una maquina de bebidas carbonatadas funcione a temperaturas y presiones relativamente modestas, eliminando potencialmente la necesidad de tanques de alta presion, conductos y otros componentes relativamente costosos, asf como liberaciones de presion extensas, estructuras de contencion y otras caractensticas de seguridad que de otro modo podnan ser requerido, particularmente para una maquina que se utilizara en la casa del consumidor. Por supuesto, como se discutio anteriormente y en otros lugares del presente documento, los aspectos de la invencion no se limitan al uso con dioxido de carbono, y en su lugar, cualquier gas adecuado puede disolverse en un lfquido de acuerdo con todos los aspectos de esta divulgacion.

Los cartuchos 4 usados en diversas realizaciones pueden disponerse de cualquier manera adecuada, tal como un recipiente en forma de copa troncoconica relativamente simple que tiene una tapa unida a la parte superior del recipiente, por ejemplo, como en algunos cartuchos de bebidas vendidos por Keurig, incorporated de Reading, Mass., y se muestra en la patente de EE.UU. No. 5,840,189, por ejemplo. En una realizacion, un cartucho que tiene un recipiente y una tapa troncoconicos en forma de copa puede tener un diametro aproximado de aproximadamente 30-50 mm, una altura de aproximadamente 30-50 mm, un volumen interno de aproximadamente 30-60 ml y una resistencia al estallido de aproximadamente 5516 hPa (80 psi) (es decir, una resistencia al estallido del cartucho en presencia de un gradiente de presion de aproximadamente 5516 hPa (80 psi) desde el interior hacia el exterior del cartucho en ausencia de algun soporte ffsico para el cartucho). Sin embargo, como se usa en este documento, un “cartucho” puede tomar cualquier forma adecuada, como una capsula (por ejemplo, capas opuestas de papel de filtro que encapsula un material), capsula, sobre, paquete o cualquier otra disposicion. El cartucho puede tener una forma definida, o puede no tener una forma definida (como es el caso con algunos sobres u otros paquetes hechos completamente de material flexible). El cartucho puede ser impermeable al aire y/o al lfquido, o puede permitir que el agua y/o el aire pase al cartucho. El cartucho puede incluir un filtro u otra disposicion, por ejemplo, en el cartucho 4b de medio de bebida para ayudar a evitar que algunas porciones del medio de bebida se proporcionen con la bebida formada, y/o en el cartucho 4a de gas para ayudar a evitar que el material fuente de dioxido de carbono se introduzca en la bebida u otros componentes del sistema.

Habiendo descrito asf varios aspectos de al menos una realizacion de esta invencion, debe apreciarse que a los expertos en la tecnica se les ocurriran facilmente diversas alteraciones, modificaciones y mejoras. Por consiguiente, la descripcion y los dibujos anteriores son solo a modo de ejemplo.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un cartucho (4) para uso por una maquina de formacion de bebidas para formar una bebida, que comprende: un recipiente que incluye una primera camara (41) que esta sellada y encierra un material (2) de fuente de gas dispuesto para liberar un gas adsorbido por el material de fuente de gas con la adicion de un fluido introducido en la primera camara, siendo el material de fuente de gas una zeolita,

en donde el recipiente esta dispuesto para tener una entrada a traves de la cual la maquina formadora de bebidas introduce el fluido en la primera camara para hacer que el material de la fuente de gas libere el gas, y esta dispuesto para tener una salida a traves de la cual el gas liberado por el material de la fuente de gas sale de la primera camara para su disolucion en la bebida,

caracterizado porque la zeolita se forma en perlas solidas en las que al menos el 85% de las perlas en peso tienen un tamano de 0.71 mm a 2.0 mm y menos del 5% de las perlas tienen un tamano superior a 2.0 mm.

2. El cartucho de la reivindicacion 1, en el que el gas es dioxido de carbono.

3. El cartucho de la reivindicacion 1, en el que menos del 10% de las perlas tienen un tamano inferior a 0.71 mm.

4. El cartucho de la reivindicacion 1, en el que las perlas tienen cada una, una relacion de una masa de gas adsorbido a una masa de la perla de al menos el 15%, y en el que las perlas estan dispuestas cada una para liberar al menos el 95% de todo el gas adsorbido dentro de los 60 segundos de inmersion en agua.

5. El cartucho de la reivindicacion 1, en el que el material fuente de gas tiene una masa de 10-50 gramos y un volumen inferior a 50 ml.

6. El cartucho de la reivindicacion 5, en el que el material fuente de gas tiene una cantidad de gas adsorbido equivalente a un volumen de 300 ml a 2000 ml del gas a presion atmosferica.

7. El cartucho de la reivindicacion 1, en el que el fluido es agua lfquida y el material fuente de gas puede disponerse para liberar el gas adsorbido tras la introduccion de 20 ml a 40 ml de agua lfquida en la primera camara.

8. El cartucho de la reivindicacion 1, en el que el recipiente incluye una parte superior (45) que se puede perforar para formar la entrada y la salida de la primera camara, una pared lateral que se extiende hacia abajo desde la parte superior, y un borde (44) que se extiende hacia afuera desde un extremo inferior de la pared lateral.

9. El cartucho de la reivindicacion 1, en el que el recipiente incluye ademas una segunda camara (42) que esta separada de la primera camara, la segunda camara esta sellada y contiene un medio de bebida para mezclar con un lfquido precursor para formar una bebida.

10. El cartucho de la reivindicacion 9, en el que la segunda camara esta situada debajo de la primera camara, y la primera y la segunda camaras estan separadas por una pared.

11. El cartucho de la reivindicacion 9, en el que el recipiente incluye una parte superior (45), una pared lateral superior que se extiende hacia abajo desde la parte superior, una parte inferior, una pared lateral inferior que se extiende hacia arriba desde la parte inferior, y un borde (44) que se extiende hacia afuera desde un extremo inferior de la pared lateral superior y un extremo superior de la pared lateral inferior.

12. El cartucho de la reivindicacion 11, en el que la parte superior (45) es perforable para formar la entrada y la salida, la llanta es perforable para formar una abertura de entrada a la segunda camara (42) a traves de la cual recibe gas a presion en la segunda camara, y la parte inferior incluye una abertura de salida (48) a traves de la cual el medio de bebida sale de la segunda camara.

13. El cartucho de la reivindicacion 1, en el que la primera camara y el material de la fuente de gas estan dispuestos para provocar la liberacion del gas adsorbido en el material de la fuente de gas dentro de los 20 a 40 segundos tras la introduccion de 20 a 40 ml de agua lfquida en la primera camara.

14. El cartucho de la reivindicacion 13, en el que el gas liberado es equivalente a un volumen de 300 ml a 2000 ml del gas a presion atmosferica.

15. El cartucho de la reivindicacion 1, en el que el material fuente de gas esta dispuesto para emitir gas adecuado para formar una bebida carbonatada que tiene un volumen de entre 100 - 1000 ml y un nivel de carbonatacion de aproximadamente 1 a 5 volumenes durante un penodo de tiempo inferior a 60 segundos.