ES2242951T3 - Cartucho para la preparacion de bebidas. - Google Patents

Abstract

Un cartucho (1) que contiene uno o más ingredientes de bebida (200) y que se forma a partir de materiales esencialmente impermeables al aire y al agua, comprendiendo el cartucho una entrada (121) para la introducción de un medio acuoso en el cartucho y una salida (122) para la descarga de una bebida producida a partir de uno o más ingredientes de bebida, caracterizado porque el cartucho comprende un miembro exterior (2) y un miembro interior (3) unido conjuntamente en el ensamble con el miembro exterior, definiendo el miembro interior la salida del cartucho, en el que una disposición de ajuste o acoplamiento por salto elástico está prevista para unir conjuntamente el miembro exterior y el miembro interior en el ensamble del cartucho.

Description

Cartucho para la preparación de bebidas.

La presente invención se refiere a un cartucho para la preparación de bebidas y, en particular, a cartuchos obturados que se forman de materiales esencialmente impermeables al aire y al agua y que contienen uno o más ingredientes para la preparación de bebidas.

Ha sido propuesto previamente obturar o aislar ingredientes de preparación de bebidas en envases individuales impermeables al aire. Por ejemplo se conocen cartuchos o cápsulas que contienen café molido compactado para utilizar en ciertas máquinas de preparación de café que se denominan generalmente máquinas "expreso" térmicas. En la producción de café utilizando estas máquinas de preparación, el cartucho de café se sitúa en una cámara de mezcla y se hace pasar agua caliente a través del cartucho a presiones relativamente elevadas, con lo que se extraen del café molido los constituyentes aromáticos del café para producir bebida de café. Normalmente, tales máquinas operan a una presión mayor que 6 x 10^{5} Pa. Las máquinas de preparación del tipo descrito han sido hasta la fecha relativamente caras, ya que los componentes de la máquina, tales como las bombas de agua y juntas, deben ser capaces de resistir las elevadas presiones.

En el documento WO01/58786 se describe un cartucho para la preparación de bebidas que opera generalmente a una presión en el intervalo de 0,7 a 2,0 x 10^{5} Pa. Sin embargo, el cartucho está diseñado para utilizar en una máquina de preparación de bebidas para el mercado comercial o industrial y es relativamente caro. Por lo tanto, permanece el requisito de un cartucho para la preparación de bebidas en el que los cartuchos y la máquina de preparación de bebidas sean apropiados, en particular, para el mercado doméstico en términos de coste, rendimiento y fiabilidad.

También se ha mostrado ser difícil esterilizar cartuchos de bebida del tipo descrito anteriormente debido a las estrechas y tortuosas trayectorias que se forman en los cuerpos de los cartuchos. Por ejemplo, la esterilización mediante exposición de los cartuchos al vapor de agua, puede no ser totalmente efectiva para trayectorias tortuosas debido a las propiedades de tensión superficial del cartucho, lo que impide la entrada de vapor de agua dentro de las trayectorias tortuosas y por tanto evita la exposición de las superficies completas del componente al vapor de agua.

Por lo tanto, la presente invención proporciona un cartucho que contiene uno o más ingredientes de bebida y que se forma de materiales esencialmente impermeables al aire y al agua, comprendiendo el cartucho una entrada para la introducción de un medio acuoso en el cartucho y una salida para la descarga de una bebida producida a partir de uno o más ingredientes de bebida, caracterizado porque el cartucho comprende un miembro exterior y un miembro interior reunidos en conjunto con el miembro exterior, definiendo el miembro interior la salida del cartucho, en el que se proporciona una disposición de ajuste o montaje por salto elástico para reunir el miembro exterior y el miembro interior en el ensamble del cartucho.

Se comprenderá que mediante el término "cartucho", según se utiliza aquí, se quiere significar cualquier envase, recipiente, saquito o receptáculo que contenga uno o más ingredientes de bebida de la manera descrita. El cartucho puede ser rígido, semirrígido o flexible.

El cartucho de la presente invención contiene uno o más ingredientes de bebida apropiados para la formación de un producto de bebida. El producto de bebida puede ser, por ejemplo, uno de café, té, chocolate o una bebida de lechería que incluya leche. Los ingredientes de bebida pueden ser en polvo, molidos, basados en hojas o líquidos. Los ingredientes de bebida pueden ser insolubles o solubles. Ejemplos incluyen café tostado y molido, té en hojas, chocolate en polvo y sopa, bebidas líquidas basadas en leche, bebidas carbonatadas y zumos de fruta concentrados.

El cartucho de la presente invención se ensambla fácilmente con los componentes principales, que son el miembro interior y el miembro exterior. Utilizando componentes separados para los miembros interior y exterior que han de ser reunidos en el ensamble por una disposición de ajuste por salto elástico o de presión, se puede hacer óptima la fabricación de cada componente y el ensamble del cartucho. Esto es particularmente ventajoso en el cartucho de la presente invención, en el que son deseables tolerancias muy pequeñas, ya que la trayectoria de flujo de la bebida a través del cartucho está definida por la interfaz entre el miembro exterior y el miembro interior. Además, los componentes del miembro interior y del miembro exterior pueden ser esterilizados más fácilmente antes del ensamble cuando se preparan. Una vez que los componentes están montados conjuntamente por salto elástico, se crean varios pasos tortuosos de pequeñas perforaciones, que no pueden efectivamente ser esterilizados utilizando métodos conocidos. La posibilidad de esterilizar los componentes es una característica particularmente ventajosa cuando los cartuchos son utilizados para distribuir bebidas basadas en leche. Una disposición de ajuste por salto elástico proporciona un método rápido pero seguro de ensamble para reunir el miembro interior y el miembro exterior. Ventajosamente, la disposición de ajuste por salto elástico evita la necesidad de colas u otros adhesivos tales en el interior del cartucho, que estará expuesto a los ingredientes de bebida.

Normalmente, la disposición de ajuste por salto elástico comprende formaciones cooperantes en el miembro interior y el miembro exterior. Preferiblemente, el miembro exterior comprende un primer extremo cerrado y un segundo extremo abierto, en el que, con el miembro interior acoplado por salto elástico al miembro exterior, la salida del miembro interior está dirigida hacia el segundo extremo abierto. También preferiblemente, la entrada está dirigida hacia el segundo extremo abierto del miembro exterior. De este modo, la entrada y la salida están dirigidas hacia el mismo lado del cartucho. Esto permite que el cartucho sea utilizado en una máquina de bajo perfil, en la que los medios de perforación para formar la entrada y la salida sobresalen, en uso, desde un plano único de la máquina de preparación de bebidas.

Preferiblemente, el miembro exterior y el miembro interior se ajustan o acoplan por salto elástico conjuntamente en o cerca del primer extremo cerrado del miembro exterior. De este modo, la reunión de los miembros interior y exterior se consigue en un punto distante del extremo abierto, o boca, del miembro exterior. Ventajosamente, el paso de ajuste por salto elástico se puede hacer antes de se introduzcan en el cartucho los ingredientes de bebida y antes de obturar el extremo abierto o boca del cartucho. Esto simplifica el proceso de ensamble, ya que los miembros interior y exterior pueden ser primeramente ajustados por salto elástico para formar un subconjunto de cartucho que puede ser entonces transferido a un puesto de llenado de la línea de envasar, en la que se introducen el uno o más ingredientes de bebida. Entonces se obtura el cartucho lleno, por ejemplo mediante una hoja estratificada o en capas que se suelda por calor al extremo abierto del miembro exterior. Este proceso de ensamble evita la difícil tarea de alinear y mantener en alineación un miembro exterior, un miembro interior y la lámina durante la operación de soldadura por calor.

Ventajosamente, el ajuste por salto elástico entre el miembro interior y el miembro exterior forma una junta estanca al agua.

En una realización, el miembro interior comprende además una falda que rodea la salida, comprendiendo la falda una extensión superior que tiene un reborde superior que se aplica, en el ensamble del cartucho, a una formación cooperante del miembro exterior para formar la disposición de ajuste por salto elástico para la unión conjunta del miembro interior y del miembro exterior. Normalmente, la formación cooperante del miembro exterior es una extensión dirigida hacia dentro.

Preferiblemente, el miembro exterior comprende una extensión dirigida hacia dentro que está recibida en un extremo próximo del tubo de descarga en la reunión conjunta del miembro exterior y el miembro interior.

Ventajosamente, el miembro interior comprende un tubo o espita de descarga. El tubo de descarga sirve para dirigir la bebida descargada hacia un receptáculo tal como un vaso. El tubo de descarga evita el excesivo derrame o salpicadura de la bebida y es también útil para ajustar las características de flujo de la bebida cuando es transferida desde el cartucho al receptáculo. Por ejemplo, el tubo de descarga puede ser conformado para reducir el grado de turbulencia comunicado a la bebida para evitar la innecesaria reducción de la cantidad de burbujas contenidas en la bebida. También ventajosamente, el propio cartucho comprende el tubo de descarga en lugar de disponer un tubo de descarga separado en una máquina de preparación de bebidas. De este modo, no hay peligro de contaminación cruzada de tipos de bebidas entre ciclos de distribución, ya que cada tubo de descarga se utiliza sólo una vez y después se desecha con el resto del cartucho. Asimismo de manera preferible, la bebida descargada a través del tubo de descarga no se pondrá en contacto con el mecanismo de salida de la máquina de preparación de bebidas, evitando así el ensuciamiento de la máquina de preparación de bebidas. De preferencia, el tubo de descarga es enterizo con el miembro interior. De manera ventajosa, el tubo de descarga y el miembro interior se moldean o conforman de otro modo como una unidad enteriza única, lo que reduce el coste de fabricación del cartucho y reduce el número de componentes que es necesario ensamblar.

En una realización, el tubo de descarga consta de una porción en estrechamiento o cónica. En una realización alternativa, el tubo de descarga comprende una porción cilíndrica. En una variante opcional más, el tubo de descarga comprende un tabique que se extiende al menos en parte a lo largo de la longitud del tubo de descarga. El tabique reduce la cantidad de salpicadura y vertido de bebida en la descarga.

Preferiblemente, el cartucho es de forma de disco. Opcionalmente, el cartucho comprende además medios para producir un chorro de bebida, cuyos medios comprenden una abertura en una trayectoria de flujo de bebida entre la entrada y la salida. El miembro exterior y/o el miembro interior están formados, por ejemplo, de polipropileno.

En la siguiente descripción los términos "superior" e "inferior " y equivalentes se utilizarán para describir el posicionamiento relativo de características de la invención. Se ha de entender que los términos "superior" e "inferior" y equivalentes se refieren al cartucho (u otros componentes) en su orientación normal para la inserción en una máquina de preparación de bebidas y la subsiguiente distribución, como se muestra, por ejemplo, en la figura 4. En particular, "superior" e "inferior" se refieren, respectivamente, a posiciones relativas más próximas o más alejadas con respecto a una superficie superior 11 del cartucho. Además, los términos "interior" y "exterior" y equivalentes se utilizarán para describir el posicionamiento relativo de características de la invención. Se ha de entender que los términos "interior" y "exterior" y equivalentes se refieren a posiciones relativas en el cartucho (u otros componentes) que estén, respectivamente, más cerca o más lejos con respecto a un centro o eje mayor X del cartucho 1 (u otro
componente).

Ahora se describirán realizaciones de la presente invención, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La figura 1 es una representación en sección transversal de un miembro exterior de realizaciones primera y segunda del cartucho descrito para fines básicos;

La figura 2 es una representación en sección transversal de un detalle del miembro exterior de la figura 1 que muestra una extensión cilíndrica dirigida hacia dentro;

La figura 3 es una representación en sección transversal de un detalle del miembro exterior de la figura 1 que muestra una ranura;

La figura 4 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro exterior de la figura 1;

La figura 5 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro exterior de la figura 1 en una orientación invertida;

La figura 6 es una vista en planta desde arriba del miembro exterior de la figura 1;

La figura 7 es una representación en sección transversal de un miembro interior de la primera realización de cartucho;

La figura 8 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro interior de la figura 7;

La figura 9 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro interior de la figura 7 en una orientación invertida;

La figura 10 es una vista en planta desde arriba del miembro interior de la figura 7;

La figura 11 es una representación en sección transversal de la primera realización de cartucho en un estado ensamblado;

La figura 12 es una representación en sección transversal de un miembro interior de la segunda realización de cartucho;

La figura 13 es una representación en sección transversal de un detalle del miembro interior de la figura 12 que muestra una abertura;

La figura 14 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro interior de la figura 12;

La figura 15 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro interior de la figura 12 en una orientación invertida.

La figura 16 es otra representación en sección transversal del miembro interior de la figura 12;

La figura 17 es una representación en sección transversal de otro detalle del miembro interior de la figura 12 que muestra una entrada de aire;

La figura 18 es una representación en sección transversal de la segunda realización del cartucho en un estado ensamblado;

La figura 19 es una representación en sección transversal de un miembro exterior de tercera y cuarta realizaciones de cartucho de acuerdo con la presente invención;

La figura 20 es una representación en sección transversal de un detalle del miembro exterior de la figura 9 que muestra una extensión cilíndrica dirigida hacia dentro;

La figura 21 es una vista en planta desde arriba del miembro exterior de la figura 19;

La figura 22 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro exterior de la figura 19;

La figura 23 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro exterior de la figura 19 en una orientación invertida;

La figura 24 es una representación en sección transversal de un miembro interior de la tercera realización de cartucho;

La figura 25 es una vista en planta desde arriba del miembro interior de la figura 24;

La figura 26 es una representación en sección transversal de un detalle del miembro interior de la figura 24 que muestra una corona o reborde superior girado hacia dentro;

La figura 27 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro interior de la figura 24;

La figura 28 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro interior de la figura 24 en una orientación invertida;

La figura 29 es una representación en sección transversal de la tercera realización de cartucho en un estado ensamblado;

La figura 30 es una representación en sección transversal de un miembro interior de la cuarta realización de cartucho;

La figura 31 es una vista en planta desde arriba del miembro interior de la figura 10;

La figura 32 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro interior de la figura 30;

La figura 33 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro interior de la figura 30 en una orientación invertida;

La figura 34 es una representación en sección transversal de la cuarta realización de cartucho en un estado ensamblado;

Como se muestra en la figura 11, el cartucho 1 comprende generalmente un miembro exterior 2, un miembro interior 3 y una lámina 5. El miembro exterior 2, el miembro interior 3 y la lámina 5 se ensamblan para formar el cartucho 1, que tiene una cavidad interior 120 para contener uno o más ingredientes de bebida, una entrada 121, una salida 122 y una trayectoria de flujo de bebida que conecta la entrada 121 a la salida 122 y que pasa a través del interior 120. La entrada 121 y la salida 122 están inicialmente obturadas por la lámina 5 y se abren en uso perforando o cortando la lámina 5. La trayectoria de flujo de bebida está definida por relaciones espaciales mutuas entre el miembro exterior 2, el miembro interior 3 y la lámina 5 como se describe en lo que sigue. Otros componentes pueden ser incluidos opcionalmente en el cartucho 1, tales como un filtro 4, como se describe con más detalle en lo que sigue.

Una primera versión de cartucho 1, que se describirá para fines básicos, se muestra en las figuras 1 a 11. La primera versión del cartucho 1 está particularmente diseñada para utilizar en la distribución o dispensación de productos filtrados, tales como café tostado y molido u hoja de té. Sin embargo, esta versión del cartucho 1 y las otras versiones descritas en lo que sigue pueden ser utilizadas con otros productos tales como chocolate, café, té, dulcificantes, licores, condimentos, bebidas alcohólicas, leche con sabor, zumos de frutas, productos macerados, salsas y postres.

Como se puede apreciar en la figura 5, la forma global del cartucho 1 es generalmente circular o en forma de disco, siendo el diámetro del cartucho 1 significativamente mayor que su altura. Un eje mayor o principal X pasa a través del centro del miembro exterior, como se muestra en la figura 1. Típicamente, el diámetro total del miembro exterior 2 es de 74,5 mm \pm 6 mm y la altura total es de 16 mm \pm 3 mm. Normalmente el volumen del cartucho 1 cuando está ensamblado es de 30,2 ml \pm 20%.

El miembro exterior 2 comprende en general una envuelta 10 en forma de cubeta que tiene una pared anular curvada 13, una parte superior cerrada 11 y una parte inferior o fondo abierto 12. El diámetro del miembro exterior 2 es menor que en la parte superior 11 en comparación con el diámetro en el fondo o parta inferior 12, que resulta de un acampanamiento de la pared anular 13 al pasar de la parte superior cerrada 11 a la parte inferior abierta 12. La pared anular 13 y la parte superior cerrada 11 definen conjuntamente un receptáculo que tiene un interior 34.

Una extensión cilíndrica hueca 18 dirigida hacia dentro está dispuesta en la parte superior cerrada 11, centrada en el eje principal X. Como se muestra más claramente en la figura 2, la extensión cilíndrica 18 comprende un perfil escalonado que tiene primera, segunda y tercera porciones 19, 20 y 21. La primera porción 19 es cilíndrica circular recta. La segunda porción 20 es de forma troncocónica y se estrecha hacia dentro. La tercera porción 21 es otro cilindro circular recto y está cerrada por una cara inferior 31. El diámetro de la primera, segunda y tercera porción 19, 20 y 21 disminuye por incrementos de tal manera que el diámetro de la extensión cilíndrica 18 disminuye al pasar de la parte superior 11 a la cara inferior cerrada 31 de la extensión cilíndrica 18. Un escalón generalmente horizontal 32 está formado en la extensión cilíndrica 18 en la unión entre las porciones segunda y tercera 20 y 21.

Un escalón 33 que se extiende hacia fuera está formado en el miembro exterior 2 hacia el fondo 12. El escalón 33, que se extiende hacia fuera, forma una pared secundaria 15 coaxial con la pared anular 13 de manera que definen una pista anular que forma un colector 16 entre la pared secundaria 15 y la pared anular 13. El colector 16 pasa alrededor de la circunferencia del miembro exterior 2. Una serie de ranuras 17 están dispuestas en el nivel de la pared anular 13 con el colector 16 para proporcionar comunicación de gas y líquido entre el colector 16 y el interior 34 del miembro exterior 2. Como se muestra en la figura 3, las ranuras 17 consisten en hendiduras verticales en la pared anular 13. Están dispuestas entre 20 y 40 ranuras. En la realización mostrada están dispuestas treinta y siete ranuras 17 generalmente espaciadas por igual alrededor de la circunferencia del colector 16. Las ranuras 17 tienen preferiblemente entre 1,4 y 1,8 mm de longitud. Normalmente la longitud de cada ranura es de 1,6 mm, que representa el 10% de la altura total del miembro exterior 2. La anchura de cada ranura está comprendida entre 0,25 y 0,35 mm. Normalmente, la anchura de cada ranura es de 0,3 mm. La anchura de las ranuras 17 es suficientemente pequeña para evitar que los ingredientes de bebida pasen a través de ellas hacia el colector 16 ya sea durante el almacenaje o en uso.

Una cámara de entrada 26 está formada en el miembro exterior 2 en la periferia del miembro exterior 2. Está dispuesta una pared cilíndrica 27, como se muestra del modo más claro en la figura 5, que define la cámara de entrada 26 dentro, y divide la cámara de entrada desde, el interior 34 del miembro exterior 2. La pared cilíndrica 27 tiene una cara superior cerrada 28 que está formada en un plano perpendicular al eje principal X y un extremo inferior abierto 29 coplanar con el fondo 12 del miembro exterior 2. La cámara de entrada 26 comunica con el colector 16 a través de dos ranuras 30 como se muestra en la figura 1. Alternativamente, se pueden utilizar entre una y cuatro ranuras para comunicar entre el colector 16 y la cámara de entrada 26.

Un extremo inferior del escalón que se extiende hacia fuera 33 está provisto de una pestaña o brida 35 que se extiende hacia fuera, dispuesta perpendicularmente al eje principal X. Típicamente, la pestaña 35 tiene una anchura comprendida entre 2 y 4 mm. Una porción de la pestaña 35 está aumentada para formar un asa 24 mediante la cual se puede asir el miembro exterior 2. El asa 24 está provista de un reborde 25 girado hacia arriba para mejorar el agarre.

El miembro exterior 2 se forma como una pieza enteriza única a partir de polietileno de elevada densidad, polipropileno, poliestireno, poliéster o una lámina de dos o más de estos materiales. Un polipropileno apropiado es el intervalo de polímeros disponible de DSM UK Limited (Redditch, United Kingdom). El miembro exterior puede ser opaco, transparente o traslúcido. El procedimiento de fabricación puede ser el moldeo por inyección.

El miembro interior 3, según se muestra en las figuras 7 a 10, comprende un marco o bastidor anular 41 y un embudo cilíndrico 40 que se extiende hacia abajo. Un eje principal X pasa a través del centro del miembro interior 3, como se muestra en la figura 7.

Como se muestra del mejor modo en la figura 8, el marco anular 41 comprende una corona exterior 51 y un cubo interior 52 unidos por diez rayos radiales 53 espaciados por igual. El cubo interior 52 es enterizo con, y se extiende desde, el embudo cilíndrico 40. Unas aberturas de filtración 55 están formadas en el marco anular 41 entre los rayos radiales 53. Un filtro 4 está dispuesto en el marco anular 41 de manera que cubre las aberturas de filtración 55. El filtro está hecho preferiblemente a partir de un material con una elevada resistencia en húmedo, por ejemplo un material de fibras no tejidas de poliéster. Otros materiales que pueden ser usados incluyen un material celulósico impermeable al agua, tal como un material celulósico que comprende fibras de papel tejidas. Las fibras de papel tejidas pueden ser mezcladas con fibras de polipropileno, poli(cloruro de vinilo) y/o polietileno. La incorporación de estos materiales de plástico al material celulósico hace el material celulósico soldable por calor. El filtro 4 puede ser también tratado o revestido con un material que sea activado por calor y/o presión de manera que pueda ser soldado al marco anular 41 de este modo.

Como se muestra en el perfil en sección transversal de la figura 7, el cubo interior 52 está situado en una posición inferior a la de la corona exterior 51, dando lugar a que el marco anular 41 tenga un perfil inferior oblicuo.

La superficie superior de cada rayo 53 está provista de un alma erecta o vertical 54, que dividen un espacio vacío situado por encima del marco anular 41 en una pluralidad de pasos 57. Cada paso 57 está delimitado en cada lado por un alma 54 y en una cara inferior por el filtro 4. Los pasos 57 se extienden desde la corona exterior 51 hacia abajo, hacia el embudo cilíndrico 40 y se abren en el mismo en aberturas 56 definidas por los extremos interiores de las almas 54.

El embudo cilíndrico 40 comprende un tubo exterior 42 que rodea un tubo o pico de descarga 43. El tubo exterior 42 forma el exterior del embudo cilíndrico 40. El tubo de descarga 43 está unido al tubo exterior 42 por un extremo superior del tubo de descarga 43 por medio de una pestaña anular 47. El tubo de descarga 43 comprende una entrada 45 en un extremo superior, que comunica con la abertura 56 de los pasos 57 y una salida 44 en un extremo inferior, a través de la cual se descarga la bebida preparada en un vaso u otro recipiente. El tubo de descarga 43 consiste en una porción troncocónica 48 en un extremo superior y una porción cilíndrica 58 en un extremo inferior. La porción cilíndrica 58 puede tener una ligera conicidad de tal manera que se estreche hacia la salida 44. La porción troncocónica 48 ayuda a canalizar la bebida desde los pasos 57 hacia abajo, hacia la salida 44, sin inducir turbulencia a la bebida. Una superficie superior de la porción troncocónica 48 está provista de cuatro almas de soporte 49 espaciadas por igual alrededor de la circunferencia del embudo cilíndrico 40. Las almas de soporte 49 definen canales 50 entre ellas. Los bordes superiores de las almas de soporte 49 están a nivel entre sí y son perpendiculares al eje principal X.

El miembro interior 3 puede ser formado como una pieza enteriza o integral única a partir de polipropileno o un material similar, como se ha descrito anteriormente, y mediante moldeo por inyección de la misma manera que el miembro exterior 2.

Alternativamente, el miembro interior 3 y/o el miembro exterior 2 pueden hacerse a partir de un polímero biodegradable. Ejemplos de materiales apropiados incluyen polietileno degradable (por ejemplo EPITEK suministrado por Symphony Environmental, Borehamwood, United Kingdom), poliéster amida biodegradable (por ejemplo, BAK 1095, suministrado por Symphony Environmental), poli ácidos lácticos (PLA, suministrado por Cargil, Minnesota, USA), polímeros que se basan en almidón, derivados de celulosa y polipéptidos.

La lámina o estratificado 5 está formada de dos capas, una primera capa de aluminio y una segunda capa de polipropileno colado. La capa de aluminio tiene un espesor comprendido entre 0,02 y 0,07 mm. La capa de polipropileno colado tiene un espesor comprendido entre 0,025 y 0,065 mm. En una realización, la capa de aluminio tiene un espesor de 0,06 mm y la capa de polipropileno tiene un espesor de 0,025 mm. Esta lámina es particularmente ventajosa, ya que tiene una elevada resistencia a la curvatura durante el ensamble. Como resultado, la lámina 5 puede ser cortada previamente al tamaño y la forma correctos y ser transferida a continuación al puesto de ensamble de la línea de producción sin sufrir deformación. En consecuencia, la lámina 5 se presta particularmente bien a la soldadura. Se pueden utilizar otros materiales en láminas, incluyendo láminas o estratificados de PET/Aluminio/PP, PE/EVOH/PP, PET/metalizado/PP y Aluminio/PP. Se puede utilizar material de lámina en rollo en lugar de material cortado.

El cartucho 1 puede ser cerrado por una tapa rígida o semirrígida en lugar de una lámina flexible.

El ensamble del cartucho 1 implica los siguientes pasos:

a)

se inserta el miembro interior 3 dentro del miembro exterior 2;

b)

se corta el filtro 4 a su forma y se sitúa sobre el miembro interior 3 de manera que sea recibido sobre el embudo cilíndrico 40 y se apoye contra el marco anular 41;

c)

se unen mediante soldadura ultrasónica el miembro interior 3, el miembro exterior 2 y el filtro 4;

d)

se llena el cartucho 1 con uno o más ingredientes de bebida;

e)

se fija la lámina al miembro exterior 2.

Estos pasos se describirán con más detalle en lo que sigue.

El miembro exterior 2 se orienta con el fondo abierto 12 dirigido hacia arriba. El miembro interior 3 se inserta entonces en el miembro exterior 2, siendo la corona exterior 51 recibida como un ajuste con holgura dentro de una extensión axial 14 en la parte superior 11 del cartucho 1. La extensión cilíndrica 18 del miembro exterior 2 es al mismo tiempo recibida dentro de la porción superior del embudo cilíndrico 40 del miembro interior 3. La tercera porción 21 de la extensión cilíndrica 18 se asienta dentro del embudo cilíndrico 40 con la cara inferior cerrada 31 de la extensión cilíndrica 18 apoyándose contra las almas de soporte 49 del miembro interior 3. El filtro 4 es entonces situado sobre el miembro interior 3 de tal manera que el material de filtro se pone en contacto con la corona anular 51. Después se utiliza un procedimiento de soldadura ultrasónica para unir el filtro 4 al miembro interior 3 y, al mismo tiempo y en el mismo paso del procedimiento, el miembro interior 3 al miembro exterior 2. El miembro interior 3 y el filtro 4 se sueldan alrededor de la corona exterior 51. El miembro interior 3 y el miembro exterior 2 se unen por medio de cordones de soldadura alrededor de la corona exterior 51 y también los bordes superiores de las almas 54.

Como se muestra más claramente en la figura 11, el miembro exterior 2 y el miembro interior 3, cuando están unidos conjuntamente, definen un espacio vacío 130 en el interior 120 por debajo de la pestaña anular 41 y exterior al embudo cilíndrico 40, que constituye una cámara de filtración. La cámara de filtración 130 y los pasos 57 por encima del marco anular 41 están separados por el papel de filtro 4.

La cámara de filtración 130 contiene el uno o más ingredientes de bebida 200. El uno o más ingredientes de bebida se envasan en la cámara de filtración 130. Para una bebida de tipo filtrado, el ingrediente es normalmente café tostado y molido o té en hojas. La densidad de envasado de los ingredientes de bebida en la cámara de filtración 130 puede ser variada según se desee. Normalmente, para producto de café filtrado, la cámara de filtración contiene entre 5,0 y 10,2 gramos de café tostado y molido en un lecho de filtración que tiene normalmente un espesor de 5 a 14 mm. Opcionalmente, el interior 120 puede contener uno o más cuerpos, tales como esferas, que se pueden mover libremente dentro del interior 120 para ayudar a la mezcladura mediante inducción de turbulencia y desmenuzando depósitos de ingredientes de bebida durante la descarga de la bebida.

La lámina 5 es entonces fijada al miembro exterior 2 formando una soldadura 126 alrededor de la periferia de la lámina 5 para unir la lámina 5 a la superficie inferior de la pestaña que se extiende hacia fuera 35. La soldadura 126 se extiende para obturar o soldar la lámina 5 contra el borde inferior de la pared cilíndrica 27 de la cámara de entrada 26. Además, se forma una soldadura 125 entre la lámina 5 y el borde inferior del tubo exterior 42 del embudo cilíndrico 40. La lámina 5 forma la pared inferior de la cámara de filtración 130 y también obtura la cámara de entrada 26 y el embudo cilíndrico 40. Sin embargo, existe una pequeña garganta o espacio de separación 123 antes de la dispensación entre la lámina 5 y el borde inferior del tubo de descarga 43. Se pueden utilizar una diversidad de métodos, tales como soldadura por calor y ultrasónica, dependiendo de las características del material de la lámina 5.

Ventajosamente, el miembro interior 3 salva el espacio entre el miembro exterior 2 y la lámina 5. El miembro interior 3 se forma a partir de un material de relativa rigidez, tal como polipropileno. Como tal, el miembro interior 3 forma un miembro de soporte de carga que actúa para mantener la lámina 5 y el miembro exterior 2 separados cuando se comprime el cartucho 1. Se prefiere que el cartucho 1 sea sometido a una carga de compresión de entre 130 y 280 N en uso. La fuerza de compresión actúa para evitar que el cartucho falle bajo la presión interna y sirve también para aplastar el miembro interior 3 y el miembro exterior 2 conjuntamente. Esto asegura que las dimensiones internas de los pasos y aberturas del cartucho 1 sean fijadas y no se puedan cambiar durante el sometimiento a presión del cartucho 1.

Para utilizar el cartucho 1, este se inserta primeramente en una máquina de preparación de bebidas y la entrada 121 y la salida 122 se abren mediante miembros de perforación de la máquina de preparación de bebidas, que perforan y repliegan la lámina 5. Un medio acuoso, normalmente agua, a presión entra en el cartucho 1 a través de la entrada 121 en la cámara de entrada 26 a una presión de entre 0,1 y 2,0 bares. Desde ahí el agua es dirigida para que fluya a través de las ranuras 30 y alrededor del colector 16 y a la cámara de filtración 130 del cartucho 1 a través de la pluralidad de ranuras 17. El agua es obligada a seguir radialmente hacia dentro a través de la cámara de filtración 130 y se mezcla con los ingredientes de bebida 200 contenidos en ella. El agua es al mismo tiempo obligada a seguir hacia arriba a través de los ingredientes de bebida. La bebida formada por el paso del agua a través de los ingredientes de bebida pasa a través del filtro 4 y de las aberturas de filtración 55 a los pasos 57 que se sitúan por encima del marco anular 41. La obturación del filtro 4 sobre los rayos 53 y la soldadura de la corona 51 con el miembro exterior 2 aseguran que no se produzcan cortocircuitos y que toda la bebida tenga que pasar a través del filtro 4.

La bebida fluye después hacia abajo a lo largo de los pasos radiales 57 formados entre las almas 54 y a través de las aberturas 56 y hacia el interior del embudo cilíndrico 40. La bebida pasa a lo largo de los canales 50 entre las almas de soporte 47 y por el tubo de descarga 43 abajo hasta la salida 44, donde la bebida es descargada en un receptáculo, tal como un vaso.

Preferiblemente, la máquina de preparación de bebida comprende una instalación de purga de aire, en la que se fuerza aire comprimido a través del cartucho 1 al final del ciclo de dispensación para evacuar la bebida restante hacia el receptáculo.

Una segunda versión de cartucho 1 se muestra en las figuras 12 a 18, que se describirán para fines básicos. La segunda versión del cartucho 1 está diseñada particularmente para utilizar en la dispensación de productos de estilo expreso, tales como café tostado y molido cuando es deseable producir una bebida que tenga una espuma de pequeñas burbujas conocida como una crema. Muchas de las características de la segunda versión del cartucho 1 son las mismas que las de la primera versión y se han utilizado los mismos números para referirse a características similares. En la siguiente descripción, se describirán las diferencias entre las versiones primera y segunda. Las características que actúan de la misma manera no se describirán con detalle.

El miembro exterior 2 es de la misma construcción que en la primera versión de cartucho 1 y según se muestra en las figuras 1 a 6.

El marco anular 41 del miembro interior 3 es el mismo que en la primera versión. Asimismo, un filtro 4 está dispuesto en el marco anular 41 de manera que cubra las aberturas de filtración 55. El tubo exterior 42 del embudo cilíndrico 40 es también como anteriormente. Sin embargo, existen varias diferencias en la construcción del miembro interior 2 de la segunda versión en comparación con la primera versión. Como se muestra en la figura 16, el tubo o pico de descarga 43 está provisto de un tabique 65 que se extiende en parte por el tubo de descarga 43 arriba desde la salida 44. El tabique 65 ayuda a evitar que la bebida se salpique y/o vierta cuando sale por el tubo de descarga 43. El perfil del tubo de descargo 43 es también diferente y comprende un perfil escalonado con una pata de perro 66 distinta cerca del extremo superior del tubo 43.

Un reborde o corona 67 está dispuesta erecta desde la pestaña anular 47 que une el tubo exterior 42 al tubo de descarga 43. La corona 67 rodea la entrada 45 hacia el tubo de descarga 43 y define un canal anular 69 entre la corona 67 y la porción superior del tubo exterior 42. La corona 67 está provista de un escalón 68 dirigido hacia dentro. En un punto alrededor de la circunferencia de la corona 67 está dispuesta una abertura 70 en la forma de una ranura que se extiende desde un borde superior de la corona 67 hasta un punto marginalmente por debajo del nivel del escalón 68, como se muestra más claramente en las figuras 12 y 13. La ranura tiene una anchura de 0,64 mm.

Una entrada de aire 71 está dispuesta en la pestaña anular 47 alineada circunferencialmente con la abertura 70, como se muestra en las figuras 16 y 17. La entrada de aire 71 comprende una abertura que pasa a través de la pestaña 47 de manera que proporciona comunicación entre un punto por encima de la pestaña 47 y el espacio vacío por debajo de la pestaña 47 entre el tubo exterior 42 y el tubo de descarga 43. Preferiblemente, y como se muestra, la entrada de aire 71 comprende una porción superior troncocónica 73 y una porción inferior cilíndrica 72. La entrada de aire 71 se forma normalmente mediante una herramienta de moldeo tal como un pasador. El perfil en estrechamiento de la entrada de aire 71 permite que la herramienta de moldeo sea retirada más fácilmente del componente moldeado. La pared del tubo exterior 42 en la proximidad de la entrada de aire 71 está conformada para formar un conducto de caída 75 que conduce desde la entrada de aire 71 a la entrada 45 del tubo de descarga 43. Como se muestra en la figura 17, un resalte achaflanado 74 está formado entre la entrada de aire 71 y el conducto de caída 75 para asegurar que el chorro de bebida que sale desde la ranura 70 no se acumule innecesariamente sobre la superficie superior de la pestaña 47 en la proximidad inmediata de la entrada de aire 71.

El procedimiento de ensamble para la segunda versión de cartucho 1 es similar al ensamble de la primera versión. Sin embargo, hay ciertas diferencias. Como se muestra en la figura 18, la tercera porción 21 de la extensión cilíndrica 18 se asienta dentro de la corona de soporte 67 en lugar de contra las almas de soporte. El escalón 32 de la extensión cilíndrica 18 entre la segunda porción 20 y la tercera porción 21 se apoya contra el borde superior de la corona de soporte 67 del miembro interior 3. Se forma así una zona de interfaz 124 entre el miembro interior 3 y el miembro exterior 2 que comprende una junta de cara entre la extensión cilíndrica 18 y la corona de soporte 67 que se extiende alrededor de casi toda la circunferencia del cartucho 1. La junta entre la extensión cilíndrica 18 y la corona de soporte 67 no es sin embargo hermética al fluido, ya que la ranura 70 de la corona de soporte 67 se extiende a través de la corona de soporte 67 y hacia abajo hasta un punto marginalmente por debajo del escalón 68. En consecuencia, el ajuste de interfaz entre la extensión cilíndrica 18 y la corona de soporte 67 transforma la ranura 70 en una abertura 128, como se muestra del modo más claro en la figura 18, proporcionando comunicación de gas y líquido entre el canal anular 69 y el tubo de descarga 43. La abertura tiene normalmente una anchura de 0,64 mm por 0,69 mm de longitud.

La operación de la segunda versión de cartucho 1 para dispensar una bebida es similar a la operación de la primera versión, pero con ciertas diferencias. La bebida fluye dentro de los pasos radiales 57 hacia abajo a lo largo de los pasos 57 formados entre las almas 54 y a través de las aberturas 56 y hacia dentro del canal anular 69 del embudo cilíndrico 40. Desde el canal anular 69, la bebida es forzada a presión a través de la abertura 128 por la contrapresión de la bebida que se recoge en la cámara de filtración 130 y los pasos 57. La bebida es así forzada a pasar a través de la abertura 128 como un chorro y hacia una cámara de expansión formada por el extremo superior del tubo de descarga 43. Como se muestra en la figura 18, el chorro de bebida pasa directamente sobre la entrada de aire 71. Cuando la bebida entra en el tubo de descarga 43, disminuye la presión del chorro de bebida. Como consecuencia, es arrastrado aire a la corriente de bebida en la forma de una multitud de pequeñas burbujas de aire a medida que el aire es aspirado hacia arriba a través de la entrada de aire 71. El chorro de bebida que sale por la abertura 128 es canalizado hacia abajo hasta la salida 44, donde la bebida es descargada en un receptáculo tal como un vaso, donde las burbujas de aire forman la espuma deseada. De este modo, la abertura 128 y la entrada de aire 71 forman conjuntamente un eductor que actúa para arrastrar aire dentro de la bebida. El flujo de bebida dentro del eductor ha de mantenerse tan suave como sea posible para reducir las pérdidas de presión. Ventajosamente, las paredes del eductor han de hacerse cóncavas para reducir las pérdidas debidas a la fricción de "efecto pared". La tolerancia dimensional de la abertura 128 es pequeña. Preferiblemente, el tamaño de la abertura se fija en más o menos 0,02 mm^{2}. Cabellos, fibrillas u otras irregularidades superficiales pueden ser dispuestas dentro de o en la salida del eductor para aumentar el área efectiva en sección transversal, lo que se ha visto que aumenta el grado de arrastre de
aire.

Una tercera versión de cartucho 1 de acuerdo con la presente invención se muestra en las figuras 19 a 29. La tercera versión del cartucho 1 está particularmente diseñada para utilizar en la distribución de productos solubles que pueden estar en forma de polvo, de líquido, de jarabe, de gel o forma similar. El producto soluble se disuelve en, o forma, una suspensión en un medio acuoso tal como agua cuando se hace pasar el medio acuoso, en uso, a través del cartucho 1. Ejemplos de bebidas incluyen chocolate, café, leche, té, sopa u otros productos rehidratables o solubles en agua. Muchas de las características de la tercera versión del cartucho 1 son las mismas que en las versiones anteriores y se han utilizado los mismos números para indicar características similares. En la siguiente descripción se explicarán las diferencias entre la tercera versión y las anteriores. No se describirán con detalle características comunes que actúan de la misma manera.

En comparación con el miembro exterior 2 de las versiones anteriores, la extensión cilíndrica hueca 18 dirigida hacia dentro del miembro exterior 2 de la tercera versión tiene un diámetro total mayor, como se muestra en la figura 20. En particular, el diámetro de la primera versión 19 está comprendido normalmente entre 16 y 18 mm, en comparación con 13,2 mm para el miembro exterior 2 de las versiones anteriores. Además, la primera porción 19 está provista de una superficie exterior convexa 19a, o abombamiento, como se muestra del modo más claro en la figura 20, la función de la cual se describirá en lo que sigue. El diámetro de las terceras porciones 21 de los cartuchos 1 son, sin embargo, los mismos, dando lugar a que en la zona del escalón 32 sea mayor en esta, la tercera versión de cartucho 1. Normalmente, el volumen del cartucho 1 cuando está ensamblado es de 32,5 ml \pm 20%.

El número y el posicionamiento de las ranuras del extremo inferior de la pared anular 13 son también diferentes. Existen entre 3 y 5 ranuras. En la realización según se muestra en la figura 23, están previstas cuatro ranuras 36 espaciadas por igual alrededor de la circunferencia del colector 16. Las ranuras 36 son ligeramente más anchas que en las versiones previas del cartucho 1, estando comprendidas entre 0,35 y 0,45 mm de anchura, preferiblemente de una anchura de 04 mm.

En otros aspectos, los miembros exteriores 2 de los cartuchos 1 son iguales.

La construcción del embudo cilíndrico 40 de los miembros interiores 3 es la misma que en la primera versión de cartucho 1, estando previstos un tubo exterior 42, un tubo de descargo 45 y una pestaña anular 47 y las almas de soporte 49. La única diferencia consiste en que el tubo de descarga 45 está conformado con una sección superior troncocónica 92 y una sección inferior cilíndrica 93.

En contraposición con las versiones previas, y como se muestra en las figuras 24 a 28, el marco anular 41 es sustituido por una porción de falda 80 que rodea el embudo cilíndrico 40 y está unida al mismo por medio de ocho brazos radiales 87 que unen el embudo cilíndrico 40 en o cerca de la pestaña anular 47. Una extensión cilíndrica 81 de la porción de falda 80 se extiende hacia arriba desde los brazos 87 para definir una cámara 90 con una cara superior abierta. Un reborde superior 91 de la extensión cilíndrica 81 tiene un perfil girado hacia dentro, como se muestra en la figura 26. Una pared anular 82 de la porción de falda 80 se extiende hacia abajo desde los brazos 87 para definir un canal anular 86 entre la porción de falda 80 y el tubo exterior 42.

La pared anular 82 comprende en un extremo inferior una pestaña exterior 83 que se sitúa perpendicularmente al eje principal X. Una corona o reborde 84 pende o se dirige hacia abajo desde la superficie inferior de la pestaña 83 y contiene cinco aberturas 85 que están circunferencialmente espaciadas por igual alrededor de la corona 84. Así, la corona 84 está provista de un perfil inferior almenado.

Entre los brazos 87 están dispuestas aberturas 89 que permiten la comunicación entre la cámara 90 y el canal anular 86.

El procedimiento de ensamble de la tercera versión de cartucho 1 es similar al ensamble de la primera versión, pero con ciertas diferencias. El miembro exterior 2 y el miembro interior 3 son ajustados conjuntamente por empuje como se muestra en la figura 29 y retenidos por medio de una disposición de ajuste por salto elástico en lugar de soldarse conjuntamente. En la unión de los dos miembros, la extensión cilíndrica 18 dirigida hacia dentro es recibida dentro de la extensión superior cilíndrica 81 de la porción de falda 80. El miembro interior 3 es retenido dentro del miembro exterior 2 por acoplamiento mutuo de fricción de la superficie exterior convexa 19a de la primera porción 19 de la extensión cilíndrica 18 con el reborde 91 girado hacia dentro de la extensión superior cilíndrica 81. Con el miembro interior 3 situado en el miembro exterior 2, se define una cámara de mezcla 134 situada al exterior de la porción de falda 80. La cámara de mezcla 134 contiene los ingredientes de bebida 200 antes de la distribución o dispensación. Se ha de observar que las cuatro entradas 36 y las cinco aberturas 85 están dispuestas escalonadamente o al tresbolillo circunferencialmente unas con respecto a otras. La situación radial de las dos partes una con relación a otra no necesita ser determinada o fijada durante el ensamble, ya que el uso de cuatro entradas 36 y cinco aberturas 85 asegura que ocurra desalineación entre las entradas y las aberturas cualquiera que sea el posicionamiento rotacional relativo de los componentes.

El uno o más ingredientes de bebida se envasan dentro de la cámara de mezcla 134 del cartucho. La densidad del envasado de los ingredientes de bebida en la cámara de mezcla 134 se puede variar según se desee.

La lámina en capas o estratificado 5 es entonces fijado al miembro exterior 2 y el miembro interior 3 de la misma manera que se ha descrito anteriormente en las versiones previas.

En uso, el agua entra en la cámara de mezcla 134 a través de cuatro ranuras 36 de la misma manera que en las versiones previas del cartucho. El agua es obligada a pasar radialmente hacia dentro a través de la cámara de mezcla y se mezcla con los ingredientes de bebida contenidos en ella. El producto se disuelve o mezcla en el agua y forma la bebida en la cámara de mezcla 134 y es después impulsado a través de las aberturas 85 hacia el canal anular 86 por la contrapresión de la bebida y el agua en la cámara de mezcla 134. El escalonamiento circunferencial de las cuatro ranuras de entrada 36 y las cinco aberturas 85 asegura que no sean capaces de pasar directamente en dirección radial chorros de agua desde las ranuras de entrada 36 a las aberturas 85 sin circular primeramente dentro de la cámara de mezcla 134. De este modo aumenta significativamente el grado de consistencia de disolución o mezcladura del producto. La bebida es obligada a dirigirse hacia arriba al interior del canal anular 86, a través de las aberturas 89 entre los brazos 87 y al interior de la cámara 90. La bebida pasa desde la cámara 90 a través de las entradas 45 entre las almas de soporte 49 hacia el tubo de descarga 43 y hacia la salida 44, donde la bebida es descargada en un receptáculo tal como un vaso. El cartucho encuentra particular aplicación con ingredientes de bebida en forma de líquidos viscosos o geles. En una aplicación, un ingrediente de chocolate líquido está contenido en el cartucho 1 con una viscosidad de entre 1700 y 3900 mPa a la temperatura ambiente y entre 5000 y 10000 mPa a 0ºC y unos sólidos refractantes de 67 Brix \pm3. En otra aplicación, está contenido café líquido en el cartucho 1 con una viscosidad de entre 70 y 2000 mPa a la temperatura ambiente y entre 80 y 5000 mPa a 0º, cuando el café tiene un nivel de sólidos total de entre 40 y 70%.

En las figuras 30 a 34 se muestra una cuarta versiones de cartucho 1 de acuerdo con la presente invención. La cuarta versión del cartucho 1 está particularmente diseñada para utilizarse en la distribución de productos líquidos tales como leche líquida concentrada. Muchas de las características de la cuarta versión del cartucho 1 son las mismas que en las versiones previas y se han utilizado los mismos números para señalar características similares. En la siguiente descripción se explicarán las diferencias entre la cuarta versión y las anteriores. Características comunes que funcionan de la misma manera no se describirán con detalle.

El miembro exterior 2 es el mismo que en la tercera versión de cartucho 1 y según se muestra en las figuras 19 a 23.

El embudo cilíndrico 40 del miembro interior 3 es similar al mostrado en la segunda versión de cartucho 1, pero con ciertas diferencias. Como se muestra en la figura 30, el tubo de descarga 43 está configurado con una sección superior troncocónica 106 y una sección inferior cilíndrica 107. Tres nervios axiales 105 están dispuestos en la superficie interior del tubo de descarga 43 para dirigir hacia abajo la bebida dispensada, hacia la salida 44, y evitar que la bebida descargada gire dentro del tubo de descarga. En consecuencia, los nervios 105 actúan como deflectores. Como en la segunda versión del cartucho 1, la entrada de aire 71 está dispuesta a través de la pestaña anular 47. Sin embargo, el conducto de caída 75 por debajo de la entrada de aire 71 es más alargado que en la segunda versión.

Está prevista una porción de falda 80 similar a la mostrada en la tercera versión del cartucho 1 descrita anteriormente. En la corona 84 están dispuestas entre 5 y 12 aberturas 85. Normalmente están dispuestas diez aberturas en lugar de las cinco dispuestas en la tercera versión de cartucho 1.

Esta prevista una cubeta anular 100 que se extiende desde, y enteriza con, la pestaña 83 de la porción de falda 80. La cubeta anular 100 comprende un cuerpo acampanado 101 con una boca superior abierta 104 que está dirigida hacia arriba. Cuatro aberturas de alimentación 103, mostradas en las figuras 30 y 31, están situadas en el cuerpo 101 en o cerca del extremo inferior de la cubeta 100, donde se une a la porción de falda 80. Preferiblemente, las aberturas de alimentación están espaciadas por igual alrededor de la circunferencia de la cubeta 100.

La lámina 5 es del tipo descrito anteriormente en las realizaciones previas.

El procedimiento de ensamble de la cuarta versión de cartucho 1 es el mismo que el de la tercera versión.

La operación de la cuarta versión de cartucho es similar a la de la tercera versión. El agua entra en el cartucho 1 y en la cámara de mezcla 134 de la misma manera que anteriormente. Ahí el agua se mezcla con, y diluye, el producto líquido, el cual es entonces obligado a salir a través de las aberturas 85 hacia la salida 44, como se ha descrito anteriormente. Una proporción del producto líquido está inicialmente contenida dentro de la cubeta anular 100, como se muestra en la figura 34, y no está sometida a dilución inmediata por el agua que entra en la cámara de mezcla 134. El producto líquido diluido en la parte inferior de la cámara de mezcla 134 tenderá a salir a través de las aberturas 85 en lugar de ser obligado a subir e introducirse en la cubeta anular 100 a través de la boca 104. En consecuencia, el producto líquido de la cubeta anular 100 permanecerá relativamente concentrado en comparación con el producto de la parte inferior de la cámara de mezcla 134. El producto líquido de la cubeta anular 100 gotea a través de las aberturas de alimentación 103 dentro de la corriente de producto que sale de la cámara de mezcla 134 a través de las aberturas 85. La cubeta anular 100 actúa para hacer uniforme la concentración de producto líquido diluido que entra en el embudo cilíndrico 40 reteniendo una proporción del producto líquido concentrado y liberarlo en la corriente de líquido que sale, más constantemente a través de todo el ciclo de dispensación o distribución.

Desde el canal anular 86, la bebida es forzada a presión a pasar a través de la abertura 128 por la contrapresión de la bebida que se recoge en la cámara de filtración 134 y la cámara 90. La bebida es así forzada a pasar a través de la abertura 128 como un chorro y hacia la cámara de expansión formada por el extremo superior del tubo de descarga 43. Como se muestra en la figura 34, el chorro de bebida pasa directamente sobre la entrada de aire 71. Cuando la bebida entre en el tubo de descarga 43, disminuye la presión del chorro de bebida. Como consecuencia, es arrastrado aire en la corriente de bebida en la forma de una multitud de pequeñas burbujas de aire cuando es aspirado aire hacia arriba a través de la entrada 71. El chorro de bebida que sale por la abertura 128 es canalizado hacia abajo hacia la salida 44, donde la bebida es descargada en un receptáculo tal como un vaso, donde las burbujas de aire forman la apariencia de espuma deseada.

Ventajosamente, el miembro interior 3, el miembro exterior 2, la lámina 5 y el filtro 4 pueden todos ser fácilmente esterilizados debido a que los componentes son separables y que no comprenden individualmente pasos tortuosos o estrechas hendiduras. En su lugar, es sólo después de la unión conjunta de los componentes, después de la esterilización, cuando se forman los pasos necesarios. Esto es particularmente importante cuando el ingrediente de bebida es un producto basado en leche, tal como concentrado de leche líquido.

La cuarta realización de cartucho de bebida es particularmente ventajosa para distribuir un producto líquido concentrado basado en leche, tal como leche líquida. Anteriormente, han sido proporcionados productos de leche en polvo en la forma de saquitos para añadir a una bebida previamente preparada. Sin embargo, para una bebida del tipo capuchino es necesario espumar la leche. Esto se ha conseguido haciendo pasar previamente vapor de agua a través de un producto de leche líquido. Sin embargo, esto precisa la existencia de un suministro de vapor que incrementa el coste y la complejidad de la máquina utilizada para dispensar la bebida. El uso de vapor de agua también incrementa el riesgo de daños durante el funcionamiento del cartucho. Por lo tanto, la presente invención proporciona un cartucho de bebida que tiene en el mismo un producto líquido concentrado que se basa en leche. Se ha encontrado que concentrando el producto de leche se puede producir una mayor cantidad de espuma para un volumen particular de leche cuando se compara con leche fresca o de UHT. Esto reduce el tamaño requerido para el cartucho de leche. La leche fresca semidesnatada contiene aproximadamente 1,6% de grasa y 10% de sólidos totales. Las preparaciones de leche líquida concentrada de la presente invención contienen entre 3 y 10% de grasa y de 25 a 40% de sólidos totales. En un ejemplo típico, la preparación contiene 4% de grasa y 30% de sólidos totales. Las preparaciones de leche concentrada son apropiadas para espumación utilizando una máquina de preparación a baja presión, como se describirá en lo que sigue. En particular, la espumación de la leche se consigue a presiones por debajo de 2 bares, de preferencia aproximadamente a 1,5, bares utilizando el cartucho de la cuarta realización descrito anteriormente.

El cartucho de la cuarta realización es también ventajoso en la distribución de productos de café líquidos.

Se ha encontrado que las realizaciones de cartucho de bebida de la presente invención proporcionan ventajosamente una consistencia mejorada de la bebida dispensada cuando se comparan con cartuchos de la técnica anterior. Se hace referencia a la Tabla 1 siguiente, que muestra los resultados de rendimientos de mezcla para veinte muestras de cada uno de los cartuchos A y B que contienen café tostado y molido. El cartucho A es un cartucho de bebida de acuerdo con la primera realización de la presente invención. El cartucho B es un cartucho de bebida de la técnica anterior, según se describe en el documento del solicitante WO01/58786. El índice de refracción de la bebida mezclada se mide en unidades de Brix y se convierte en un porcentaje de sólidos solubles (%SS) utilizando tablas y fórmulas estándar. En los ejemplos que siguen:

%SS = 0,7774 \cdot (valor Brix) + 0,0569

%Rendimiento = (%SS \cdot Volumen de Mezcla (g)) / (100 \cdot Peso de Café (g))

TABLA 1 Cartucho A

1

Cartucho B

3

4

Realizando un análisis estadístico de ensayo t sobre los datos anteriores se obtienen los siguientes resultados:

TABLA 2 Ensayo t: Muestra Dos Suponiendo Varianzas Iguales

	%Rendimiento (cartucho A)	%Rendimiento (Cartucho B)
Media		20,99		23,09
Varianza		0,77		5,04
Observaciones		20		20
Varianza Compensada		2,90
Diferencia Media Hipotetizada		0
Df		38
t Stat		-3,90
P(T< =t) cola uno		0,000188
t Crítica cola uno		1,686
P(T< =t) cola dos		0,000376
t Crítica cola dos		2,0244
Desviación Estándar		0,876		2,245

El análisis muestra que la consistencia del % de rendimiento, que iguala al cuerpo o vigor de mezcla, para los cartuchos de la presente invención, es significativamente mejor (a un nivel de confianza de 95%) que los cartuchos de la técnica anterior, con una desviación estándar de 0,88% en comparación con 2,24%. Esto significa que las bebidas dispensadas con los cartuchos de la presente invención tienen cuerpo más repetible y uniforme. Esto es preferido por los consumidores, que les gusta que sus bebidas se saboreen el mismo tiempo posteriormente y no desean cambios arbitrarios en el cuerpo de la bebida.

Aunque las versiones primera y segunda del cartucho han sido descritas como ensambladas por medio de una operación de soldadura, pueden ser igualmente ensambladas por medio de una disposición de ajuste por salto elástico de acuerdo con la presente invención. Por ejemplo, el miembro exterior 2 podría estar provisto de una formación que cooperase con la periferia del marco anular 41 para formar un ajuste por salto elástico.

Los materiales de los cartuchos descritos anteriormente pueden estar provistos de un revestimiento de barrera para mejorar su resistencia al oxígeno y/o a la humedad y/o a otras entradas de contaminantes. El revestimiento de barrera puede también mejorar la resistencia a las fugas de los ingredientes de bebida desde dentro de los cartuchos y/o reducir el grado de lixiviación de productos extraíbles de los materiales del cartucho que podría afectar adversamente los ingredientes de bebida. El revestimiento de barrera puede ser de un material seleccionado del grupo de PET, Poliamida, EVOH, PVDC o material metalizado. El revestimiento de barrera puede ser aplicado por varios mecanismos, que incluyen, pero sin limitación, la deposición por vapor, la deposición al vacío, revestimiento de plasma, extrusión conjunta, rotulación en molde o moldeo de dos/múltiples etapas.

Claims (18)

1. Un cartucho (1) que contiene uno o más ingredientes de bebida (200) y que se forma a partir de materiales esencialmente impermeables al aire y al agua, comprendiendo el cartucho una entrada (121) para la introducción de un medio acuoso en el cartucho y una salida (122) para la descarga de una bebida producida a partir de uno o más ingredientes de bebida, caracterizado porque el cartucho comprende un miembro exterior (2) y un miembro interior (3) unido conjuntamente en el ensamble con el miembro exterior, definiendo el miembro interior la salida del cartucho, en el que una disposición de ajuste o acoplamiento por salto elástico está prevista para unir conjuntamente el miembro exterior y el miembro interior en el ensamble del cartucho.

2. Un cartucho (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la disposición de ajuste por salto elástico comprende formaciones cooperantes (19a, 91) en el miembro interior y el miembro exterior.

3. Un cartucho (1) de acuerdo con la reivindicación 1 o la 2, en el que el miembro exterior comprende un primer extremo cerrado (11) y un segundo extremo abierto (12), en el que con el miembro interior ajustado por salto elástico con el miembro exterior, la salida (44) del miembro interior está dirigida hacia el segundo extremo abierto del miembro exterior.

4. Un cartucho (1) de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la entrada (121) está dirigida hacia el segundo extremo abierto del miembro exterior.

5. Un cartucho (1) de acuerdo con la reivindicación 3 o la 4, en el que el miembro exterior y el miembro interior se ajustan conjuntamente por salto elástico en o cerca del primer extremo cerrado del miembro exterior.

6. Un cartucho (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el ajuste por salto elástico entre el miembro interior y el miembro exterior forma una junta estanca al agua.

7. Un cartucho (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el miembro interior comprende además una falda (80) que rodea la salida, comprendiendo la falda una extensión superior (81) que tiene un reborde superior (91) que se acopla, en el ensamble del cartucho, a una formación cooperante (19a) del miembro exterior para formar la disposición de ajuste por salto elástico para la unión conjunta del miembro interior al miembro exterior.

8. Un cartucho (1) de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la formación cooperante del miembro exterior es una extensión (18) dirigida hacia dentro.

9. Un cartucho (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el miembro interior comprende un pico o tubo de descarga (43) que define la salida.

10. Un cartucho (1) de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el miembro exterior comprende una extensión (18) dirigida hacia dentro, que está recibida en un extremo próximo del tubo de descarga (43) en la unión conjunta del miembro exterior y el miembro interior.

11. Un cartucho (1) de acuerdo con la reivindicación 9 o la 10, en el que el tubo de descarga (43) es enterizo o integral con el miembro interior.

12. Un cartucho (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en el que el tubo de descarga (43) comprende una porción en estrechamiento o cónica (45; 106).

13. Un cartucho (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en el que el tubo de descarga (43) comprende una porción cilíndrica (93; 107).

14. Un cartucho (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, en el que el tubo de descarga (43) comprende un tabique (65) que se extiende en al menos parte del camino a lo largo de la longitud del tubo de descarga.

15. Un cartucho (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el cartucho es de forma de disco.

16. Un cartucho (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además medios para producir un chorro de la bebida, cuyos medios comprenden una abertura (70) en una trayectoria del flujo de bebida entre la entrada y la salida.

17. Un cartucho (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el miembro exterior y/o el miembro interior están formados de polipropileno.

18. Un cartucho (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el miembro exterior y/o el miembro interior se forman mediante moldeo de inyección.