ITTO20130146A1 - Capsula, macchina e sistema per la preparazione di bevande e procedimento per la realizzazione della capsula - Google Patents

Description

"Capsula, macchina e sistema per la preparazione di bevande e procedimento per la realizzazione della capsula"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ai sistemi per la preparazione di bevande, in particolare caffà ̈, con l'impiego di capsule preconfezionate.

Le capsule (o cartucce o cialde, secondo altre denominazioni correnti) per la preparazione di prodotti alimenti liquidi, come ad esempio bevande, mediante introduzione di liquido (eventualmente sotto pressione e/o ad elevata temperatura) e/o vapore, appartengono ad un settore tecnologico quanto mai ricco ed articolato, così come documentato, ad esempio, da FR-A-757 358, FR-A-2 373 999, FR-A-2 556 323, GB-A-938 617, GB-A-2 023 086, CH-A-406 561, US-A-3 403 617, US-A-3 470 812, US-A-3 607 297, WO-A-86/02 537, EP-A-0 199 953, EP-A-0 211 511, EP-A-0 242 556, EP-A-0 468 078, EP-A-0 469 162, EP-A-0 507 905, WO 2010/106516 A1 ed EP-A-2 218 653.

Buona parte delle soluzioni descritte nei documenti sopra citati si riferisce in via primaria alla preparazione di prodotti liquidi costituiti da bevande quali caffà ̈, tà ̈, cioccolata, brodo, minestre o infusi vari.

L'invenzione ha specificamente per oggetto una capsula per la preparazione di una bevanda, del tipo comprendente

un involucro presentante una prima ed una seconda parete di estremità interconnesse da una parete laterale anulare, e definente una camera interna contenente una quantità o dose di una sostanza per la preparazione della bevanda;

detto involucro avendo almeno una prima ed almeno una seconda parete permeabile, agenti come ingresso e, rispettivamente, come uscita per l'introduzione di un flusso d'acqua in detta camera e, rispettivamente, per l'efflusso della bevanda da detta camera; fra dette prima e seconda parete permeabile l'involucro presentando una formazione anulare sporgente verso l'esterno; e in cui

detta almeno una porzione di parete permeabile di ingresso, per l'introduzione di acqua in detta camera interna, Ã ̈ realizzata nella parete laterale anulare dell'involucro.

Capsule di tale tipo sono descritte nella domanda di brevetto internazionale WO2012/164521A1 a nome della stessa Richiedente. In tali capsule l'involucro comprende un corpo sostanzialmente a forma di tazza, realizzato con un materiale plastico stampato a iniezione, che presenta una formazione anulare sporgente radialmente verso l'esterno da una porzione intermedia della sua parete laterale. Tale formazione anulare sporgente à ̈ destinata, nell'uso, a disporsi in battuta contro un corrispondente spallamento predisposto nella camera di infusione di una macchina utilizzata per la preparazione di una bevanda, per separare, a tenuta di liquido, la porzione della capsula attraverso cui viene attuata l'introduzione di acqua in pressione, dalla porzione attraverso la quale la bevanda fuoriesce dalla capsula.

Uno scopo della presente invenzione à ̈ di realizzare una capsula del tipo inizialmente definito, configurata in modo tale per cui essa sia utilizzabile anche in una macchina per la preparazione di bevande prevista per l'impiego di un altro (e diverso) tipo di capsule, in particolare una macchina del tipo descritto nella domanda di brevetto italiana TO2012A000061 a nome della stessa Richiedente.

In generale, in effetti, il mercato delle capsule per caffà ̈ e/o per bevande in genere prevede che tali capsule siano abbinate a, ovvero configurate per l'uso con, una specifica macchina di erogazione, atta a fornire l'acqua calda e/o il vapore per l’infusione della bevanda. In questo ambito sono note e largamente utilizzate soluzioni in cui il consumatore acquista una macchina da caffà ̈ e si approvvigiona successivamente di capsule specificatamente progettate e realizzate per funzionare in abbinamento con tale macchina.

In tali casi per il consumatore risultano all’atto dell’acquisto definite, e non più modificabili, alcune caratteristiche salienti del sistema capsula/macchina, quali una o più delle seguenti:

- la forma esterna della capsula ai fini dell'introduzione nella macchina,

- le modalità di introduzione della capsula a inizio erogazione,

- la configurazione della camera di infusione che contiene la capsula durante il processo di estrazione del prodotto liquido, ovvero la bevanda, - le modalità di interazione del materiale costituente la cialda con la camera di infusione, - le modalità di estrazione della bevanda, e - le modalità di espulsione della capsula dopo l'erogazione della bevanda.

La presente invenzione intende proporre una capsula che, oltre a funzionare in una macchina provvista di un porta-capsula specificatamente progettato e realizzato per essa, à ̈ in grado di essere utilizzata efficacemente anche in una macchina avente un porta-capsula di tipo differente, appartenente alla tecnica anteriore. Ciò al fine di offrire al consumatore, ovvero al possessore di una tale macchina secondo la tecnica anteriore, la possibilità di ampliare la gamma di capsule utilizzabili e dei prodotti alimentari realizzabili, ad esempio consentendo di realizzare, oltre al caffà ̈ di tipo "espresso", anche caffà ̈ del tipo detto "caffà ̈ filtro" o estrazioni da prodotti "in foglia".

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ di proporre una capsula che possa essere convenientemente realizzata con un materiale biodegradabile/compostabile come definito più avanti nella presente descrizione.

I suddetti scopi ed altri ancora vengono realizzati secondo l'invenzione con una capsula per la preparazione di una bevanda del tipo inizialmente definito, caratterizzata dal fatto che la suddetta formazione anulare si estende da detta seconda parete di estremità dell'involucro della capsula, in direzione sostanzialmente opposta a detta prima parete di estremità.

In un modo di realizzazione attualmente preferito, la suddetta formazione anulare si estende come prolungamento della parete laterale dell'involucro sporgente oltre detta seconda parete di estremità, sostanzialmente secondo la direzione assiale di detto involucro.

Ulteriori caratteristiche di una capsula secondo l'invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti.

Come si à ̈ accennato in precedenza, una capsula secondo l'invenzione può essere convenientemente realizzata con un materiale compostabile/biodegradabile.

Le caratteristiche che un materiale deve possedere per poter essere definito compostabile, secondo una definizione correntemente recepita anche a livello brevettuale (vedere, ad esempio, EP-B-0 497 838, EP-B-0 561 982, EP-B-0 788 733, EP-B-0 723 572, EP-B-0 868 275, EP-B-0 971 818 ed EP-B-1 842 944) sono stabilite, ad esempio, dalla norma europea EN 13432 "Requisiti per imballaggi recuperabili mediante compostaggio e biodegradazione - schema di prove e criteri di valutazione per l'accettazione finale degli imballaggi", adottata in Italia con la denominazione UNI EN 13432.

Secondo tale norma, le caratteristiche che un materiale compostabile deve avere sono quelle qui di seguito elencate.

- biodegradabilità, ossia la conversione metabolica del materiale compostabile in anidride carbonica, questa proprietà à ̈ misurata con un metodo di prova standard: il prEN 14046 (pubblicato anche come ISO 14855: biodegradabilità in condizioni di compostaggio controllato); il livello di accettazione à ̈ pari al 90% (rispetto alla cellulosa) da raggiungere in meno di sei mesi;

- disintegrabilità, cioà ̈ la frammentazione e perdita di visibilità nel compost finale (assenza di contaminazione visiva); essa viene misurata con una prova di compostaggio su scala pilota (prEN 14045): campioni del materiale di prova sono compostati insieme con rifiuti organici per tre mesi; alla fine il compost viene variato con un vaglio di 2 mm. La massa dei residui del materiale di prova con dimensioni > 2 mm deve essere inferiore al 10% della massa iniziale;

- assenza di effetti negativi sul processo di compostaggio: viene verificata con una prova di compostaggio su scala pilota;

- bassi livelli di metalli pesanti (al di sotto di valori massimi predefiniti) e assenza di effetti negativi sulla qualità del compost (esempio: riduzione del valore agronomico e di presenza di effetti ecotossicologici sulla crescita delle piante); una prova di crescita di piante (test OECD 208 modificato) à ̈ eseguita su campioni di compost dove à ̈ avvenuta la degradazione del materiale di prova: non si deve evidenziare alcuna differenza con un compost di controllo;

- altri parametri chimico-fisici che non devono cambiare dopo la degradazione del materiale in studio: pH; contenuto salino; solidi volatili; N.; P.; MgpK.

Si apprezzerà che un materiale biodegradabile non à ̈ necessariamente compostabile perché deve anche disintegrarsi durante un ciclo di compostaggio. Dall'altra parte, un materiale che durante un ciclo di compostaggio si frantuma in pezzi microscopici, tali da non essere poi totalmente biodegradabili, non à ̈ compostabile.

La norma UNI EN 13432 à ̈ una norma armonizzata, à ̈ stata riportata nella Gazzetta Ufficiale delle Comunità Europee, à ̈ recepita in Europa a livello nazionale e fornisce presunzione di conformità con la Direttiva Europea 94/62 EC, sugli imballaggi e rifiuti da imballaggio.

Con il crescente interesse per l'ambiente e per il fine-vita dei rifiuti alimentari quotidianamente prodotti, la compostabilità à ̈ avvertita come un'esigenza sempre più importante da parte dei consumatori delle capsule (o cartucce o cialde) qui considerate.

Al riguardo à ̈ stato osservato essere prospettabile la soluzione di ricorrere, per realizzare il corpo di tali capsule, ad un materiale compostabile, ossia - secondo una denominazione talvolta utilizzata nel settore - un materiale "bio", quale ad esempio:

- acido polilattico (PLA),

- poli-L-lactide (PLLA),

- poli-D-lactide (PDLA),

- blend stereocomplesso di PDLA e PLLA

- amidi di mais,

- materiali cellulosici,

- formulazioni a base di PLA, PDLA, PLLA in abbinamento con cariche minerali,

- formulazioni a base di PLA, PDLA, PLLA in abbinamento con cariche minerali e plasticizzanti, - formulazioni a base di PLA, PDLA, PLLA e cellulosa,

- formulazioni a base di amidi di mais in abbinamento con cariche minerali,

- polibutilensuccinato,

- polibutilensuccinato in abbinamento con cariche minerali,

- polimeri prodotti da microrganismi o batteri quali PHA (Poli-idrossi-alcanoati) e PHB (polibeta-idrossibutirrato),

- materiali risultanti dall'abbinamento di fibre vegetali e amidi,

- materiali risultanti dall'abbinamento di biomasse vegetali e amidi,

- materiali risultanti dall'abbinamento di fibre vegetali e PLA,

- materiali risultanti dall'abbinamento di biomasse vegetali e PLA, e

- combinazioni dei materiali sopra elencati. È stato osservato che questi materiali "bio", utilizzati per realizzare capsule per l'impiego in macchine per caffà ̈ dotate di punte perforatrici, possono presentare un elevato allungamento a rottura, tale da rendere poco efficaci le operazioni di perforazione, ad esempio in quanto il materiale si conforma a guisa di calza attorno alle punte, invece di lacerarsi, dando origine a possibili inconvenienti di erogazione.

Questa difficoltà di perforazione può essere riscontrata nel caso della capsula secondo la tecnica anteriore descritta nella precedente domanda TO2012A000061: l'introduzione di acqua calda nella cialda prevede una interazione di elementi perforatori/laceratori situati a bordo macchina con corrispondenti sporgenze a guisa di gocce o alveoli localizzate a bordo capsula. Tale difficoltà viene superata dalla presente invenzione, poiché essa non implica alcuna interazione tra capsula e macchina nel senso di perforazione/lacerazione.

Un corpo di capsula di un tale materiale può essere realizzato, in varie forme di attuazione, con un processo di stampaggio suddiviso in due sottofasi:

- riempimento della cavità di stampo,

- permanenza del materiale nello stampo chiuso mantenuto ad una temperatura maggiore di quella ambientale o, in alternativa, successiva ricottura in un forno o per effetto di radiazioni U.V..

Come già esposto più sopra, uno scopo dell'invenzione à ̈ di realizzare una capsula atta a consentire un ampliamento della tipologia di capsule utilizzabili in una macchina secondo la tecnica anteriore, in particolare una macchina del tipo definito nella precedente domanda di brevetto italiana TO2012A000061.

In tale domanda à ̈ descritto un tipo di capsula il cui fondo (che rappresenta l'"uscita" per la bevanda) si deforma per effetto della pressione del liquido/vapore introdotto nella capsula, così da essere perforato da un secondo insieme di punte cave (grossolanamente assimilabili ad aghi per iniezione) con caratteristiche filtranti. Queste soluzioni realizzative per sé note, sono particolarmente adatte all’erogazione di bevande quali caffà ̈ espresso, in quanto la perforazione del fondo per effetto della pressione à ̈ caratteristica saliente per creare il necessario regime idraulico di flusso di acqua calda in pressione (tipicamente nel range di 3-9 bar a seconda dei prodotti).

Documenti quali EP 1 295 554 A1, WO 2006/005736 A2 o EP 1 886 942 A1 identificano specifiche soluzioni inerenti a punte filtranti, al meccanismo di apertura/chiusura/perforazione da parte delle punte perforanti ed alla tipologia di capsula, con relativi sistemi.

Nella pratica realizzativa corrente può essere previsto che la parete laterale e la parete di fondo della capsula siano realizzate di materiale plastico quale, ad esempio, polipropilene coestruso in laminazione con etilene-vinil-alcool (EVOH), sagomato per termoformatura. Si noti peraltro che un materiale composito di tale natura non à ̈ però classificabile come materiale compostabile.

Questa tecnologia risulta limitante in rapporto al range di prodotti ottenibili dal suddetto abbinamento capsula / macchina, escludendo tutte quelle bevande che richiedono una pressione di estrazione pari a zero (pressione ambiente), quali ad esempio il cosiddetto “caffà ̈ filtro†o té “in foglia†, ottenibili tradizionalmente per semplice percolazione gravimetrica di acqua calda.

Nel caso della capsula secondo la presente invenzione, non sussiste particolare interazione tra il fondo della capsula e le punte filtranti, e pertanto risulta possibile effettuare anche erogazioni in condizioni di pressione ambiente.

L'invenzione ha inoltre per oggetto una macchina per la preparazione di bevande predisposta per l'utilizzo di una capsula secondo l'invenzione, tale macchina comprendendo

un gruppo di infusione, atto a ricevere una capsula secondo la presente invenzione e a cui sono associati mezzi di alimentazione di un flusso d'acqua destinato ad essere immesso nella capsula, nonché mezzi di scarico per l'efflusso della bevanda formata nel gruppo di infusione verso un recipiente di raccolta;

il gruppo di infusione includendo una pluralità di parti allontanabili ed avvicinabili fra loro, ed accoppiabili a tenuta per definire nel complesso una camera di infusione in cui à ̈ introducibile detta capsula; la camera di infusione essendo atta a definire, relativamente ad una capsula secondo l'invenzione, ivi posizionata, un vano anulare che à ̈ accoppiabile ai mezzi di alimentazione di acqua, e che à ̈ separato a tenuta di liquido dai mezzi di scarico.

L'invenzione ha inoltre per oggetto un sistema per la preparazione di bevande comprendente una tale macchina ed una capsula del nuovo tipo avente le caratteristiche sopra definite.

L'invenzione ha infine per oggetto anche un procedimento per realizzare il corpo di una capsula secondo l'invenzione, detto procedimento comprendendo le operazioni o fasi definite nell'annessa rivendicazione 11.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la figura 1 Ã ̈ una vista prospettica, in parte frammentata, di una capsula secondo la presente invenzione;

la figura 2 Ã ̈ una vista in pianta dall'alto di un corpo a forma di tazza compreso nella capsula secondo la figura 1;

la figura 3 Ã ̈ una vista sezionata secondo la linea III-III delle figure 1 e 2;

la figura 4 Ã ̈ una vista parziale in sezione assiale che mostra parte di una macchina per la preparazione di una bevanda utilizzando una capsula secondo le figure precedenti;

la figura 5 à ̈ una vista prospettica che mostra un altro tipo di capsula, secondo la tecnica anteriore utilizzabile anch’essa nella macchina di cui alla pagina 4; e

la figura 6 Ã ̈ una vista parziale in sezione assiale che mostra una parte della stessa macchina di cui alla figura 4, in una condizione in cui viene in essa utilizzata la capsula secondo la tecnica anteriore, mostrata della figura 5, in luogo di una capsula secondo la presente invenzione.

Nelle figure da 1 a 4 con 1 à ̈ complessivamente indicata una capsula secondo la presente invenzione, per la preparazione di una bevanda, ad esempio caffà ̈ espresso.

La capsula 1 comprende un involucro 2, ad esempio di materia plastica per alimenti.

Nella realizzazione illustrata l'involucro 2 comprende un corpo 3, essenzialmente a forma di tazza, chiuso superiormente da una parete o coperchio di estremità 4. Sia il corpo a tazza 3, sia il coperchio 4 possono essere realizzati ad esempio mediante stampaggio ad iniezione, e possono essere accoppiati fra loro in qualsiasi modo per sé noto, ad esempio mediante saldatura, incollaggio, ecc.

Nell'esempio illustrato l'involucro 2 nel suo complesso presenta una conformazione generale di tipo essenzialmente tronco-conico. In alternativa, tale involucro può presentare una configurazione generale ad esempio cilindrica o prismatica.

Il corpo a tazza 3 presenta una parete di estremità inferiore 5, essenzialmente parallela al coperchio 4 ed interconnessa ad una parete laterale 6, di forma sostanzialmente anulare (si vedano in particolare le figure 1 e 3).

L'involucro 2 definisce al suo interno una regione o camera 7. In tale regione o camera 7 à ̈ contenuta una quantità o dose di una sostanza S per la preparazione di una bevanda, quale ad esempio caffà ̈ torrefatto macinato (figura 3).

La porzione di estremità superiore 6a della parete laterale 6 del corpo a tazza 3 presenta una formazione anulare trasversale 3a, sporgente radialmente verso l'esterno, a guida di flangia.

Come meglio si vede nelle figure 3 e 4, la superficie o faccia superiore della parete di estremità superiore o coperchio 4 à ̈ preferibilmente a filo con la superficie superiore della formazione a flangia 3a del corpo 3.

La porzione superiore 6a della parete laterale anulare dell'involucro 2 à ̈ provvista di una pluralità di microfori 8, atti a renderla permeabile all'acqua. I microfori 8 possono presentare una sezione tale da impedire la fuoriuscita dall'involucro della sostanza ivi contenuta per la preparazione della bevanda, e/o all'interno dell'involucro 2 in immediata adiacenza alla superficie interna della sua parete laterale 6, può essere disposto un filtro, ad esempio di carta o simile, atto a trattenere la suddetta sostanza all'interno dell'involucro 2.

Almeno una porzione della parete di estremità inferiore 5 dell'involucro 2 à ̈ anch'essa preferibilmente provvista di microfori, indicati con 9 nelle figure 1 e 2, tali da rendere detta porzione di parete permeabile alla bevanda liquida realizzata per contatto della sostanza S contenuta nella capsula 1 con l'acqua ivi immessa attraverso la porzione 6a di ingresso della parete laterale 6 della stessa.

Come apparirà più chiaramente dal seguito, nell'uso la porzione superiore 6a della parete anulare laterale 6 dell'involucro à ̈ atta a fungere come ingresso per l'introduzione di un flusso d'acqua nella camera interna 7 della capsula, per la preparazione di una bevanda. Inoltre, la parete forellata di fondo 5 à ̈ atta a fungere da uscita, per l'efflusso della bevanda dalla camera 7, verso un recipiente di raccolta, quale una tazza o simile.

Fra la porzione 6a della parete laterale e la parete di estremità inferiore 5, l'involucro 2 presenta una formazione anulare 3g sporgente verso l'esterno. Nella realizzazione illustrata nei disegni, attualmente preferita, tale formazione anulare 3g si estende come prolungamento della parete laterale 6 dell'involucro 2, e sporge oltre la parete di estremità inferiore 5, sostanzialmente secondo la direzione assiale dell'involucro 2.

Nel modo di realizzazione illustrato nei disegni, l'introduzione di acqua nella camera 1 per la preparazione della bevanda, viene realizzata unicamente attraverso la porzione superiore 6a della parete laterale 6 dell'involucro 2.

In altri modi di realizzazione, non illustrati, ulteriori microfori di immissione di acqua nella capsula 1 possono essere realizzati nella parete di estremità superiore 4 della stessa, come nel modo di realizzazione illustrato nella figura 1 della domanda di brevetto internazionale WO2012/164521A1, già citata in precedenza. In tal caso, l'area o sezione di flusso per l'immissione di acqua attraverso la parete di estremità superiore 4 à ̈ preferibilmente comunque inferiore all'area o sezione di flusso realizzata nella porzione superiore 6a della parete laterale 6, in modo tale per cui l'immissione di acqua nella camera interna 7 della capsula avvenga prevalentemente attraverso la parete laterale 6 della stessa.

In ogni caso, una capsula 1 secondo la presente invenzione può essere convenientemente realizzata con un materiale biodegradabile/compostabile, e in particolare con un materiale polimerico, preferibilmente un polimero estratto da biomassa o un polimero compostabile sintetico, o ancora un polimero prodotto da microorganismi o batteri geneticamente modificati, od un polimero realizzato da monomeri fossili, o ancora un materiale contenente fibre naturali come sottoprodotti della catena alimentare (pellicole del mais, del caffà ̈, del riso, ecc.), oppure ottenute dalla sfalciatura di prati, conglomerate con un agente legante o una miscela di polimeri.

La preparazione di una bevanda con l'impiego di capsule 1 del tipo sopra descritto può essere realizzata mediante estrazione sotto pressione con una macchina di cui si darà in appresso una descrizione di un modo di realizzazione, con particolare riferimento alle figure 4 e 6.

Come si vede in particolare nella figura 4, una macchina M secondo la presente invenzione comprende un gruppo di infusione complessivamente indicato con G.

Benché nel seguito venga data una descrizione alquanto dettagliata della macchina M e, in particolare, del gruppo di infusione G, si fa presente che tale macchina e tale gruppo di infusione corrispondono essenzialmente a quelli descritti nella domanda di brevetto italiana TO2012A000061 a nome della stessa Richiedente, già segnalata più sopra nella presente descrizione.

Preferibilmente, la parte inferiore 10 del gruppo di infusione G à ̈ stazionaria, mentre le parti intermedia 11 e superiore 12 sono mobili rispetto ad essa, come si descriverà meglio in appresso.

La parte inferiore 10 del gruppo di infusione comprende un corpo 13, essenzialmente a guisa di bicchiere, presso la parete di fondo 13a del quale à ̈ realizzato un passaggio di efflusso 14.

All’interno dell’elemento a bicchiere 13, ad una certa distanza sopra la sua parete di fondo 13a, à ̈ montato un elemento di supporto 15 di forma essenzialmente anulare, provvisto di un’apertura centrale 16. Tale elemento 15 presenta superiormen te una formazione anulare a risalto 15a, che si estende verso l’alto ad una certa distanza radiale dalla parete laterale del corpo a bicchiere 13.

Nel vano anulare definito tra la formazione a risalto 15a e la parete laterale del corpo a bicchiere 13 Ã ̈ alloggiato un anello torico di tenuta 17.

La parte inferiore 10 del gruppo di infusione G comprende inoltre una piastra 18, fissata intorno alla parete laterale del corpo a bicchiere 13.

La parte intermedia 11 del gruppo di infusione G Ã ̈ traslabile (verticalmente per chi osservi le figure 4 e 6) relativamente alla parte inferiore 10.

Tale parte intermedia 11 comprende essenzialmente un corpo anulare di contenimento 19, che presenta una porzione inferiore 19a montata scorrevole all’interno della parte superiore del corpo a bicchiere 13 della parte inferiore 10.

Il bordo inferiore della porzione 19a del corpo di contenimento 19 presenta uno smusso conico 19b. Tale bordo smussato 19b à ̈ suscettibile, nel funzionamento, d’incunearsi fra la parete laterale del corpo a bicchiere 13 e l’anello di tenuta 17, provocando una compressione radiale di quest’ultimo verso la formazione a risalto 15a dell’elemento di supporto 15, per gli scopi che si chiariranno nel seguito.

Il corpo di contenimento 19 presenta una porzione intermedia 19c al cui interno à ̈ definita una sede anulare 20 nella quale, su uno spallamento, à ̈ disposto un organo perforatore anulare 21, le cui funzioni verranno chiarite nel seguito.

La sede 20 dell’elemento di contenimento 19 comunica con un’adiacente sede 22 (si veda in particolare la figura 4) definita nella parte superiore dell’elemento 19, e che sbocca in corrispondenza del bordo sommitale anulare di tale elemento 19.

L’elemento anulare di perforazione 21 à ̈ essenzialmente a forma di coltello anulare, con un unico bordo tagliente 21a (figura 4) rivolto verso l’alto.

Il gruppo di infusione C mostrato nelle figure 4 e 6 comprende un ulteriore elemento anulare di perforazione, indicato con 121, montato in un’ulteriore sede 120 del corpo di contenimento 19, in posizione assialmente sfalsata (verso il basso per chi osservi le figure 4, 6) rispetto a quella dell’elemento di perforazione 21.

L’elemento di perforazione 121 presenta una pluralità di punte o denti taglienti 121a circonferenzialmente distanziati, le cui funzioni verranno chiarite nel seguito.

La parte superiore 12 del gruppo d’infusione G consiste sostanzialmente in un elemento di chiusura 23, essenzialmente a guisa di disco, provvisto inferiormente di un primo solco anulare, radialmente più esterno, in cui à ̈ impegnato un anello di tenuta 24, e di un secondo solco anulare, radialmente più interno, coassiale con il primo, in cui à ̈ impegnato un anello di tenuta 124, destinato quest’ultimo ad insistere sulla parete di estremità superiore di una capsula 1 secondo le figure da 1 a 3.

In alternativa, la parte 3a della capsula 1, ovvero la sua flangia superiore, può essere realizzata come flangia 103a della capsula secondo la tecnica anteriore mostrata nella figura 5.

L’elemento di chiusura 23 à ̈ convenientemente mobile relativamente alla parte intermedia 11, per consentire l’introduzione di una capsula 1 nell’elemento di contenimento 19, e la successiva evacuazione della capsula 1 esausta, dopo l’erogazione della bevanda con essa realizzata.

Con 25 nelle figure 4 e 6 à ̈ indicata una piastra fissata intorno all’elemento di contenimento 19, in giacitura essenzialmente parallela a quella della piastra 18 fissata al corpo a bicchiere 13.

Fra le piastre 18 e 25 sono interposte molle 26, tendenti a sospingere la piastra 25 in allontanamento dalla piastra 18, e a sospingere dunque la parte intermedia 11 in allontanamento dalla parte inferiore 10 del gruppo di infusione G.

Nella parete dell’elemento di contenimento 19 à ̈ predisposto un passaggio trasversale 30, la cui estremità radialmente più interna comunica con una regione interna a tale elemento di contenimento 19, attraverso almeno un passaggio longitudinale 31.

Nel funzionamento, una capsula 1 del tipo precedentemente descritto con riferimento alle figure da 1 a 3 viene immessa all’interno dell’elemento di contenimento 19, quando la parte superiore 12 del corpo d’infusione G à ̈ in una posizione lontana dalla parte intermedia 11 dello stesso.

La parete laterale 6 di tale capsula 1 presenta dimensioni trasversali atte a consentirne l’introduzione nel gruppo di infusione G, in particolare attraverso gli elementi di perforazione 21 e 121, che non interagiscono in alcun modo con essa. La dimensione diametrale esterna della formazione 3g inferiormente sporgente corrisponde sostanzialmente alla dimensione diametrale dell’anello di tenuta 17 nella condizione indeformata dello stesso, ovvero quando quest’ultimo non viene sollecitato a compressione radiale dal bordo smussato 19b del corpo di contenimento 19.

Mediante cinematismi per sé noti, o comunque alla portata del tecnico del ramo, la parte superiore 12 del gruppo di infusione G viene portata in battuta contro il bordo superiore dell’elemento di contenimento 19. L’anello di tenuta 124 più interno dell’elemento di chiusura 23 si porta allora in battuta, a tenuta di liquido, contro la faccia superiore della capsula 1.

Se, in un modo di realizzazione alternativo, la flangia superiore della capsula à ̈ realizzata come la flangia 103a della capsula mostrata nella figura 5, l'anello di tenuta 24 più interno dell'elemento di chiusura 23 à ̈ allora atto a disporsi in battuta, a tenuta di liquido, contro la faccia superiore della capsula.

Il bordo inferiore 3g della capsula 1 risulta allora rinserrato fra la formazione 15a a risalto dell’elemento di supporto 15 e l’anello torico di tenuta 17. Quest’ultimo viene compresso contro la superficie esterna di tale bordo 3g della capsula 1, per effetto del suo impegno da parte del bordo inferiore smussato 19b dell’elemento di contenimento 19.

Per effetto dell’azione degli elementi di tenuta 124( o 24, nel caso di capsula con flangia quale quella indicata con 103a nella figura 5) e 17, la camera anulare 20, 22, che all’interno dell’elemento di contenimento 19 risulta definita intorno alla parte sommitale della capsula 1, risulta superiormente ed inferiormente sigillata a tenuta di liquido.

L’anello di tenuta 124 (o 24) disaccoppia tale camera anulare 20, 22 dalla regione soprastante al coperchio 4 della capsula, mentre l’anello di tenuta inferiore 17 disaccoppia tale camera anulare 20, 22 dalla regione sottostante alla capsula 1 ed al passaggio di efflusso 14.

Nella condizione chiusa del gruppo d’infusione G un flusso di acqua calda in pressione può essere allora alimentato nella suddetta camera anulare 20, 22, attraverso i passaggi 30 e 31. L’acqua calda in pressione può allora penetrare all’interno della capsula 1, attraverso i microfori 8 realizzati nella sua parete laterale 6.

Nella capsula 1 viene così immessa una pluralità di filetti di acqua calda in pressione, convergenti radialmente verso l’asse della capsula, e progressivamente discendenti in direzione della sua parete di fondo 5.

La parete 5, convenientemente provvista di microfori 9, come mostrato nelle figure 1 e 2, consente allora l’efflusso della bevanda, senza necessità di essere lacerata o perforata.

In alternativa, la parete di fondo 5 del corpo della capsula 1 potrebbe essere di tipo impermeabile, ma suscettibile di lacerarsi per effetto dell’incremento della pressione all’interno della capsula 1.

Secondo un’ulteriore alternativa, in modo non illustrato nei disegni nella regione sottostante alla parete di fondo 5 della capsula 1 può essere disposto un ulteriore elemento perforatore, a risalti o punte, destinato a consentire la lacerazione o perforazione di tale parete di fondo 5, e la conseguente fuoriuscita della bevanda.

In ogni caso, la bevanda effluente dalla capsula 1 perviene, attraverso il passaggio 16 nell’elemento di supporto 15, al passaggio o condotto di efflusso 14, e può essere erogata verso un recipiente di raccolta, quale una tazza od un bicchiere.

Completata l’erogazione della bevanda, il gruppo di erogazione G viene riaperto e le sue parti intermedia 11 e superiore 12 vanno a riassumere le rispettive posizioni iniziali.

La capsula esausta 1 può essere evacuata, ad esempio a mezzo di un dispositivo espulsore a molla predisposto nella regione compresa fra tale capsula 1 e l’elemento di supporto 15.

Come si à ̈ già accennato in precedenza, la macchina M ed in particolare il gruppo di infusione G sopra descritti con riferimento alla figura 4, sono essenzialmente del tipo formante oggetto della precedente domanda di brevetto italiana n. TO2012A000061. Tale macchina e tale gruppo di infusione secondo la tecnica anteriore sono in verità stati concepiti per l’utilizzo con capsule preconfezionate secondo la tecnica anteriore, quali la capsula 101 illustrata nella figura 5 della presente domanda (corrispondente alla figura 13 della domanda italiana n. TO2012A000061).

Con riferimento alla figura 5, la capsula 101 secondo la tecnica anteriore comprende un corpo 103 a forma di tazza, che presenta superiormente una formazione a flangia 103a, essenzialmente planare, che sporge radialmente verso l’esterno.

Il corpo 103 Ã ̈ convenientemente realizzato con una struttura laminata multistrato, ad esempio con uno strato interno di polipropilene ed uno strato intermedio di EVOH (copolimero di etilene e vinilalcool) ed uno strato esterno di polipropilene.

Nella realizzazione illustrata nella figura 5 il corpo 103 della capsula 101 ha una parete laterale che, in adiacenza alla flangia 103a, presenta una formazione 103b, trasversalmente sporgente verso l’esterno, che si estende circonferenzialmente sull’intera sua periferia.

In particolare, a partire dalla flangia 103a, la formazione sporgente 103b comprende una porzione superiore 103c essenzialmente cilindrica, seguita da una porzione a scalino 103d in cui si riduce il diametro della sezione trasversale.

La parete laterale del corpo a tazza 103 presenta inoltre una porzione di parete principale 103e, ad esempio troncoconica, la quale si raccorda con una parete di fondo sollevata 103f, formando un bordo anulare 103g sporgente verso il basso.

La capsula 101 comprende inoltre un coperchio 104 (figura 5) connesso alla flangia 103a del corpo a tazza 103, ad esempio mediante termosaldatura o saldatura ad ultrasuoni.

Il coperchio 104 può essere ad esempio realizzato con una struttura multistrato, includente uno strato interno di polipropilene ed uno strato esterno di alluminio.

Nel loro insieme, il coperchio 104 ed il corpo a tazza 103 definiscono una camera in cui à ̈ contenuta una quantità o dose di un materiale per la preparazione di una bevanda, ad esempio caffà ̈ torrefatto macinato.

La parete laterale del corpo a tazza 103 presenta, nella zona mediana, una formazione circonferenziale 103i, trasversalmente sporgente verso l’esterno.

La parete laterale del corpo 103 della capsula 101 presenta inoltre una corona circonferenziale di formazioni 103h trasversalmente sporgenti verso l’esterno, a guisa di alveoli, angolarmente distanziati.

Gli elementi di perforazione 21 e 121 di detto gruppo di infusione G sono portati dall’elemento di contenimento 19 in rispettive posizioni assialmente sfalsate, in modo tale per cui il tagliente circolare 21a dell’elemento di perforazione 21 à ̈ suscettibile di lacerare le porzioni sporgenti 103h, mentre le punti o denti 121a dell’elemento di perforazione 121 sono atte a produrre una pluralità di lacerazioni nella formazione sporgente circonferenziale 103i della capsula.

Utilizzando una capsula 101 nel gruppo G, come à ̈ illustrato nella figura 6, à ̈ possibile realizzare una doppia pluralità di aperture nella parete laterale di tale capsula 101, per consentire un’efficace immissione di acqua calda in pressione al suo interno.

Anche nel caso dell’utilizzo di una capsula 101, la formazione sporgente 103g di tale capsula, cooperando con l’associato anello torico di tenuta 17, radialmente compresso dal piano inclinato 19b dell’elemento di contenimento 19, consente di realizzare un’efficace disaccoppiamento, a tenuta di liquido, fra la camera di immissione dell’acqua in pressione nella capsula e l’uscita per la bevanda realizzata.

Nel caso di utilizzo di una capsula del tipo illustrato con riferimento alla figura 5, l’anello di tenuta 24, radialmente più esterno, del coperchio 23, nel corso dell’estrazione della bevanda va a garantire il disaccoppiamento fra la camera di immissione dell’acqua nella capsula e l’ambiente esterno al gruppo di infusione.

La capsula 1 secondo la presente invenzione, descritta più sopra con riferimento alle figure da 1 a 4, risulta compatibile per l’utilizzo nella macchina M e nel gruppo di infusione G della figura 6 (per sé noto per l’utilizzo con una capsula secondo la figura 5), ma risulta inoltre idoneo all’uso con tutte le altre macchine e gruppi di infusione illustrati e descritti nella precedente domanda di brevetto italiano TO2012A000061 della stessa Richiedente.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto à ̈ stato descritto ed illustrato a puro titolo d’esempio non limitativo, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Così, ad esempio, la formazione anulare 3g del corpo 2 della capsula 1 potrebbe essere realizzato in un sol pezzo con tale corpo, oppure potrebbe essere realizzato separato da tale corpo e successivamente collegato a questo ad esempio mediante saldatura.

La porzione inferiore 5, 3g del corpo 2 potrebbe inoltre essere realizzato e sagomato mediante termoformatura.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Capsula (1) per la preparazione di una bevanda, comprendente un involucro (2) presentante una prima ed una seconda parete di estremità (4, 5) interconnesse da una parete laterale anulare (6), e definente una camera interna (7) contenente una quantità o dose di una sostanza (S) per la preparazione della bevanda; detto involucro (2) avendo almeno una prima ed almeno una seconda parete permeabile (6a, 5) agenti come ingresso e, rispettivamente, come uscita, per l’introduzione di un flusso d’acqua in detta camera (7) e, rispettivamente, per l’efflusso della bevanda detta camera (7); fra dette prima e seconda parete permeabile (6a, 5) l’involucro (2) presentando una formazione anulare (3g) sporgente verso l’esterno; e in cui una porzione di parete permeabile di ingresso (6a) per l’introduzione di acqua in detta camera (7) à ̈ realizzata in detta parete laterale anulare (6) dell’involucro (2); la capsula (1) essendo caratterizzata dal fatto che detta formazione anulare (3g) si estende da detta seconda parete di estremità (5) in direzione sostanzialmente opposta a detta prima parete di estremità (4).
2. 2. Capsula secondo la rivendicazione 1, in cui detta formazione anulare (3g) si estende come prolungamento della parete laterale (6) dell’involucro (2) sporgente oltre detta seconda parete di estremità (5), sostanzialmente lungo la direzione assiale di detto involucro (2).
3. 3. Capsula secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui intorno a detta prima parete di estremità (4) l’involucro (2) presenta una formazione anulare trasversale (3a) sporgente radialmente verso l’esterno, a guisa di flangia.
4. 4. Capsula secondo la rivendicazione 3, in cui detta porzione di parete di ingresso (6a) per l’introduzione di acqua in detta camera (7) à ̈ realizzata unicamente nella parete laterale anulare (6) dell’involucro (2).
5. 5. Capsula secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui un ulteriore porzione di parete di ingresso per l’immissione di acqua nella capsula (1) à ̈ realizzata in una parete di estremità (4) dell’involucro (2).
6. 6. Capsula secondo la rivendicazione 5, in cui detta ulteriore porzione di parete di ingresso dell’involucro (2) per l’immissione di acqua in detta camera (7) presenta un’area o sezione di flusso inferiore a quella della porzione di parete di ingresso (6a) realizzata nella parete laterale (6), in modo tale per cui l’immissione di acqua nella camera (7) avviene prevalentemente attraverso detta parete laterale (6).
7. 7. Capsula secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’involucro (2) à ̈ di forma generale essenzialmente cilindrica, o troncoconica, o prismatica, o troncopiramidale.
8. 8. Capsula secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto involucro (2) comprende un corpo (3) essenzialmente a forma di tazza, realizzato con un materiale plastico stampato ad iniezione.
9. 9. Capsula secondo la rivendicazione 8, in cui detto involucro (2) comprende inoltre una parete o coperchio sommitale (4), connesso all’imboccatura di detto corpo a tazza (3).
10. 10. Capsula secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui detto materiale à ̈ scelto nel gruppo comprendente: - acido polilattico (PLA), - poli-L-lactide (PLLA), - poli-D-lactide (PDLA), - blend stereocomplesso di PDLA e PLLA - amidi di mais, - materiali cellulosici, - composti a base di PLA, PDLA, PLLA in abbinamento con cariche minerali, - composti a base di PLA, PDLA, PLLA in abbinamento con cariche minerali e plasticizzanti, - composti a base di PLA, PDLA, PLLA e cellulosa, - composti a base di amidi di mais in abbinamento con cariche minerali, - polibutilensuccinato, - polibutilensuccinato in abbinamento con cariche minerali, - polimeri prodotti da microrganismi o batteri quali PHA (Poli-idrossi-alcanoati) o PHB (polibeta-idrossibutirrato), - composti di fibre vegetali e amidi, - composti di biomasse vegetali e amidi, - composti di fibre vegetali e PLA, - composti di biomasse vegetali e PLA, e - combinazioni dei materiali sopra elencanti.
11. 11. Procedimento per realizzare almeno in parte l'involucro (2) di una capsula (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, detto procedimento comprendendo: - una prima fase di formazione di almeno una parte di detto involucro (2), e - una seconda fase di post-trattamento termico di detta almeno una parte di detto involucro (2), comprendente una o più delle seguenti operazioni: - i) permanenza in stampo chiuso, - ii) cottura in forno, - iii) trattamento agli ultravioletti.
12. 12. Macchina (M) per la preparazione di bevande, predisposta per l’utilizzo di una capsula (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente un gruppo di infusione (G) atto a ricevere una capsula (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, e a cui sono associati mezzi di alimentazione (30, 31) di un flusso d’acqua destinato ad essere immesso nella capsula (1) e mezzi di scarico (16, 14) per l’efflusso della bevanda formata nel gruppo di infusione (G), verso un recipiente di raccolta; il gruppo di infusione (G) includendo una pluralità di parti (10-12) allontanabili ed avvicinabili fra loro, ed accoppiabili a tenuta per definire nel complesso una camera di infusione in cui à ̈ introducibile detta capsula (1); la camera di infusione essendo atta a definire, relativamente ad una capsula (1) ivi posizionata, un vano anulare (20, 22) che à ̈ accoppiabile ai mezzi di alimentazione di acqua (30, 31), ed à ̈ separato a tenuta di liquido dai mezzi di scarico (14, 16).
13. 13. Macchina secondo la rivendicazione 12, in cui una parte del gruppo di infusione (G) associata ai mezzi di scarico (14, 16) presenta un anello di tenuta (17) di materiale deformabile, presso il quale si dispone la suddetta formazione anulare di estremità (3g) della capsula (1) posizionata nella camera di infusione, quando quest’ultima viene chiusa, e in cui un’altra parte cooperante del gruppo di infusione (G) comprende una formazione attiva (19b) che, quando la camera di infusione viene chiusa, interferisce con detto anello di tenuta (17) in modo tale da deformarlo radialmente contro detta formazione anulare di estremità (3g) della capsula (1), per separare a tenuta di liquido la camera di infusione dei mezzi di scarico (16, 14).
14. 14. Sistema per la preparazione di una bevanda, comprendente in combinazione almeno una capsula secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 10, od una capsula realizzata secondo il procedimento della rivendicazione 11, ed una macchina secondo la rivendicazione 12 o 13.