ES2322860T3 - Cartucho que contiene una sustancia para extraer una bebida. - Google Patents

Abstract

Cartucho (1) para extraer una bebida a partir de una sustancia comestible (4) contenido en el mismo por medio de un líquido a presión, comprendiendo el cartucho (1): un cuerpo principal que comprende una porción de recipiente (2) y una porción de tapadera (3), comprendiendo la porción de recipiente (2) una base (7), una pared lateral (8) y un borde (9) opuesto a dicha base (7), estando la porción de tapadera (3) acoplada de forma fija a dicho borde (9) de la porción de tapadera (2) para definir un volumen interno de dicho cartucho (1), alojando el volumen interno de dicho cartucho (1) la sustancia comestible (4), comprendiendo dicha porción de tapadera (3) un orificio de tapadera (13) que define un primer paso para dicho líquido a presión y comprendiendo la base (7) de dicha porción de recipiente un orificio de recipiente (6) que define un segundo paso para la bebida extraída, caracterizado por el hecho de que dicho orificio de recipiente (6) sobresale de dicha base (7) hacia fuera respecto a dicho volumen interno, el orificio de recipiente (6) comprende medios de válvula (22) que están montados dentro del orificio de recipiente y que pueden abrirse de forma resilente bajo la presión de la bebida extraída durante una etapa de extracción de bebida, un tapón de seguridad (23) que cierra parcialmente el extremo abierto externo de dicho orificio de recipiente (6) estando sujetado al orificio de recipiente, preferiblemente a la superficie externa del mismo.

Description

Cartucho que contiene una sustancia para extraer una bebida.

La presente invención se refiere a un cartucho integrado que contiene una sustancia para extraer una bebida, donde la sustancia puede ser cualquier sustancia en polvo o en hoja o generalmente comestible, como café molido, café instantáneo, té, chocolate o leche en polvo, sopa y similares.

Se conoce que las máquinas para extraer una bebida de una sustancia particulada normalmente requieren que se coloque la sustancia particulada dentro de un receptáculo filtrante instalado en la máquina. En concreto, las máquinas de café exprés automáticas o semiautomáticas comprenden un receptáculo filtrante, también llamado portafiltro, en el que se coloca una dosis de café molido antes de que se produzca la extracción de la bebida de café.

Los pasos generales para extraer una bebida de café en una máquina de café, que son substancialmente equivalentes a los de otras máquinas automáticas para preparar una bebida partiendo de una sustancia comestible, comprenden una fase en la que se proporciona agua caliente bajo una presión adecuada dentro de una cámara de extracción que incluye el receptáculo filtrante, seguido de una fase de preparación y una fase de transporte de la bebida preparada a la taza, jarra o vaso externo, lista para beber.

El café molido, junto con otras sustancias comestibles para preparar bebidas, es normalmente una sustancia de un solo uso, en la que las cualidades organolépticas como el gusto, el aroma y el cuerpo de la bebida preparada se pierden irremediablemente una vez que se ha empapado el café molido. Del mismo modo, en máquinas de café exprés y en otras máquinas de preparación, la sustancia comestible se tiene que retirar tras una sola preparación. Esta es la razón por la que el receptáculo filtrante que aloja una dosis de café molido se retira normalmente de forma manual de la máquina de café exprés, con el objetivo de permitir vaciar el receptáculo del café molido usado y rellenarlo con una nueva dosis de café molido.

Para facilitar las operaciones de rellenado y vaciado del receptáculo filtrante, se han proporcionado tabletas envasadas de café molido de una sola ración, que consisten en una dosis de café molido contenido en una bolsa o saquito de papel filtrante, que se colocan directamente en un portafiltro de la máquina de café exprés. Estas tabletas cumplen con el sistema denominado Easy Serving Expresso (E.S.E. o cápsulas de café exprés). Aunque esta disposición ha resultado ser muy útil, también le afectan algunos inconvenientes. En concreto, la tableta no es hermética y, por tanto, se debe proporcionar un segundo envase hermético para cada dosis, con el objetivo de mantener la tableta incontaminada del entorno externo durante su almacenamiento.

Además, las manos del usuario entran en contacto con la tableta cuando se coloca en el portafiltro, por lo que los requisitos de higiene no están completamente garantizados.

En los últimos años también se han proporcionado cápsulas desechables con café molido. Tales cápsulas, que tienen generalmente forma de tronco, están hechas de plásticos o aluminio y proporcionan una barrera más hermética al entorno externo que el papel filtrante utilizado en las tabletas.

Las cápsulas conocidas, como la cápsula descrita en el documento CH-A-605293, tienen una superficie superior que se puede agujerear con una aguja de inyección o inyector de la máquina de café exprés, con el objetivo de inyectar aguja a presión dentro de la cápsula, y una superficie inferior que comprende zonas debilitadas que se rasgan bajo la presión de líquidos de filtración. También se proporciona un filtro interno dentro de la cápsula para prevenir que las sustancias sólidas se expulsen de la cápsula junto con la bebida de café.

Otras cápsulas conocidas comprenden un cuerpo cilíndrico hecho de polipropileno, con una superficie superior e inferior con una pluralidad de aberturas para distribuir agua caliente a través de la dosis de café molido, y que incluyen una hoja de filtro de café para bloquear el paso del café molido fuera de las aberturas de la superficie inferior durante la fase de extracción. Estas cápsulas tienen que colocarse normalmente en un envase adicional, como un saquito de plástico con múltiples capas.

El documento US 2005/0084569 A1 describe un cartucho para extraer una bebida según el preámbulo de la reivindicación 1.

Para preparar una bebida, las cápsulas y cartuchos conocidos se colocan en un receptáculo que constituye una cámara de extracción. Durante la fase de extracción, el líquido de extracción puede entrar en contacto con superficies internas de la cámara de extracción antes de fluir definitivamente hacia el recipiente externo. Tal contacto contamina la cámara de extracción, además del portafiltro, y tras una pluralidad de operaciones de extracción de café, la calidad de la bebida se reduce enormemente, debido a los residuos y contaminantes de la cámara de extracción.

Del mismo modo, el ensamblado de extracción, que comprende la cámara de extracción y el portafiltro, tiene que limpiarse minuciosamente tras un cierto número de operaciones de extracción de café; también se deben realizar descalcificaciones de forma regular.

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Incluso cuando tales operaciones de limpieza se producen regularmente, la turbulencia del líquido dentro de la cámara de extracción de la máquina o un sellado hermético del fluido insuficiente en la superficie superior abierta de la cápsula durante la inyección de agua provoca que la bebida extraída o el agua inyectada de vueltas en porciones de la superficie externa de la propia cápsula, poniendo en peligro los requisitos de higiene de la extracción.

Otro inconveniente importante de las cápsulas conocidas es que puede que no retengan residuos de líquido de filtración dentro de la cápsula, por lo que las perforaciones o aberturas en la superficie superior y/o la superficie inferior de las cápsulas proporcionan un escape para los residuos de fluido cuando se finaliza la extracción y/o cuando la cápsula se retira de la máquina, causando que la cápsula gotee y ensucie los alrededores de la máquina de café.

Además, la bebida obtenida de las cápsulas conocidas suele ser fácilmente reconocible por el usuario como una bebida que no se ha obtenido utilizando métodos convencionales, por ejemplo, las máquinas de café exprés utilizadas en bares o cafeterías, por los rasgos organolépticos como el sabor, la aroma o el cuerpo, que definen la calidad de una bebida, que son diferentes, e incluso las pequeñas desviaciones de la calidad estándar pueden percibirse fácilmente cuando se bebe. A modo de ejemplo, si la bebida es café exprés, el usuario puede sentir inmediatamente la capa de crema en la parte superior de la bebida extraída, que se identifica normalmente con el mismo término italiano "crema". Si no hay crema, o se ha reducido su volumen, o dura muy poco o su color es pálido, o si tiene demasiadas burbujas, el café exprés se identifica incluso visualmente como no bueno o como peor que un exprés óptimo, cuya calidad no está a la altura de las expectativas.

El objetivo de la presente invención es superar los inconvenientes de los cartuchos y cápsulas de la técnica anterior proporcionando un cartucho para producir una bebida de alta calidad con cualidades organolépticas mejoradas, particularmente cuando la máquina de extracción de la bebida es una máquina de café exprés.

Dentro del ámbito de este objetivo, un objeto de la presente invención es proporcionar una estructura de cartucho que permita una fabricación fácil y rápida del mismo, así como un funcionamiento seguro durante la etapa de extracción de la bebida.

Otro objeto particular es reducir enormemente o eliminar la contaminación de cualquier componente de las máquinas para producir una bebida a partir de una sustancia particulada y proporcionar un sistema de extracción de bebidas universal que se aproveche de su estructura libre de contaminación para permitir extracciones consecutivas de bebidas a partir de distintos tipos de sustancias comestibles.

Otro objeto de la presente invención es garantizar un alto nivel de preservación de la sustancia particulada dentro del cartucho hasta que el cartucho se introduzca dentro de la máquina de extracción de bebida, reduciendo la contaminación del particulado que deriva del entorno externo.

Otro objeto es simplificar el uso del cartucho, reduciendo el número de operaciones que se tienen que realizar para preparar el cartucho para su inserción en una máquina de extracción de bebidas.

Y un objeto no menos importante de la invención es proporcionar un cartucho de bajo coste que pueda fabricarse fácilmente utilizando técnicas convencionales y en poco tiempo.

Este objetivo, estos objetos y otros que se clarificarán a continuación se consiguen con un cartucho que comprende un cuerpo principal que tiene una porción de recipiente que comprende una base, una pared lateral y un borde opuesto a la base, estando la porción de tapadera sujetada de forma fija al borde de la porción de recipiente para definir un volumen interno del cartucho, alojando el volumen interno del cartucho una sustancia comestible, comprendiendo la porción de tapadera un orificio de tapadera que define un primer paso para el líquido a presión y la base de la porción de recipiente que comprende un orificio de recipiente que define un segundo paso para la bebida extraída, sobresaliendo el orificio de recipiente de la base hacia fuera respecto al volumen interno y comprendiendo medios de válvula que están montados de forma fija en la superficie interna del orificio de recipiente y que pueden abrirse de forma resilente gracias a la presión de la bebida extraída durante la fase de extracción de la bebida, donde un tapón de seguridad está sujetado al orificio del recipiente, preferentemente a la superficie externa del mismo.

Otras características y ventajas de la invención se clarificarán mejor a partir de la siguiente descripción de realizaciones preferidas pero no exclusivas, ilustradas mediante realizaciones no limitativas en los dibujos adjuntos, donde:

La figura 1 es una vista frontal transversal, tomada a lo largo de un plano axial, del cartucho según la invención,

La figura 2 es una vista perspectiva, expandida del cartucho según la invención;

La figura 3 es una vista perspectiva, expandida del tabique y el tapón del cartucho según una realización de la invención;

La figura 4 es una vista aumentada de la zona de soldadura del cartucho de la figura 1.

La figura 5 es una vista transversal de un ensamblado de extracción para utilizar con el cartucho según la invención;

La figura 6 es una vista recortada de una segunda implementación del tapón de seguridad del cartucho según la invención.

En referencia a las figuras, se muestra un cartucho 1 según una realización preferida de la presente invención. El cartucho tiene una forma sustancialmente cilíndrica y comprende una porción de recipiente 2 y una porción de tapadera 3 fijadas al mismo de modo que definen un volumen interno del cartucho 1. El volumen interno del cartucho aloja una dosis 4 de una sustancia comestible, preferiblemente café molido, que está colocado entre dos medios filtrantes 5a y 5b. Los medios filtrantes 5a y 5b pueden ser hojas de filtro de papel o de filtro de tejido. En las figuras, la dosis 4 se muestra esquemáticamente como un cilindro, pero se muestra de forma directa para entender que la sustancia comestible está distribuida dentro uniformemente y puede llenar completamente el volumen interno del cartucho.

La porción de recipiente 2 comprende una base 7, una pared lateral sustancialmente cilíndrica 8 que se extiende desde la base 7 y un borde 9, que está dispuesto sustancialmente opuesto a la base 7 y define un extremo abierto de la porción de recipiente 2. La pared lateral 8 se estrecha ligeramente desde la base hacia el borde 9 y, preferentemente, la inclinación entre la generatriz de la pared lateral y el eje del cartucho es de aproximadamente 1-2 grados.

La forma de la porción de tapadera 3 está definida para que encaje con el extremo abierto de la porción de recipiente 2 y comprende un borde 10, para acoplarse con el borde correspondiente 9 de la porción de recipiente 2, y una base de tapadera 11 que está rebajada respecto al borde 10. La base de tapadera 11 comprende, en una parte inferior de la misma, una pluralidad de nervios radiales 12, para proporcionar un apoyo para los medios filtrantes superiores 5b y un espacio hueco entre los medios filtrantes superiores y la base de tapadera, para distribuir radial y substancialmente el agua entrante.

Un orificio de tapadera 13 sobresale desde un área central de la base de tapadera 11 hacia fuera respecto al volumen interno del cartucho, de modo que forma un surtidor de salida que permite el paso del líquido inyectado hacia el cartucho. El orificio de tapadera 13 tiene una forma substancialmente cilíndrica y se cierra preferentemente en un extremo superior del mismo, donde se proporciona una línea debilitada 14 para facilitar la ruptura, durante la fase de extracción, del extremo superior cerrado del orificio de tapadera mediante una aguja como una aguja de una máquina de café exprés, que no se muestra en las figuras.

En realizaciones alternativas de la invención, el orificio de tapadera 13 puede tener un extremo superior abierto sellado mediante una película de plástico o un tapón de goma. El orificio de tapadera también puede estar sellado por medio de sustancias sólidas comestibles (p. ej., polisacáridos, proteínas y lípidos) que son impermeables al aire y solubles al agua o que se derriten a la temperatura del agua entrante.

Opcionalmente puede guardarse todo el cartucho en un saquito o envase para abrirlo manualmente antes de usarlo. El saquito o envase pude estar hecho de polilaminado al vacío o rellenado con un gas inerte a presión (como en las técnicas de Atmósfera Protectora o MAP (del inglés, Modified Atmosphere Technique).

Según otras realizaciones, el orificio de tapadera puede que no sobresalga de la base de tapadera. Sin embargo, se prefiere un orificio de tapadera que sobresalga, ya que puede proporcionar un sellado hermético al líquido si se une a una junta tórica que rodea firmemente la superficie externa del orificio de tapadera y colinda radialmente con la superficie interna de la cámara o tubo desde el que se inyecta el agua en el cartucho, como se mostrará en referencia a la figura 5. Esta disposición elimina cualquier contaminación posible de la bebida extraída ya que el agua se inyectaría solo en el cartucho sin dar vueltas a cualquier porción de su superficie externa.

La distancia axial entre la base de tapadera 11 y el borde 10 es substancialmente igual a la altura del orificio de tapadera 13. Sin embargo, esta es una disposición preferida y la distancia entre la base de la tapadera y el borde 10 puede ser diferente, según las circunstancias. Además, según realizaciones alternativas de la invención, que no se muestran en las figuras, la porción de tapadera 3 puede ser generalmente plana o incluso tener una forma convexa.

La base de recipiente 7 está rebajada respecto al borde inferior de la porción de recipiente 2 y comprende un orificio de recipiente 5 en una región central del mismo, cuyo orificio sobresale hacia fuera del volumen interno del cartucho y forma un surtidor de entrada, para entregar la bebida extraída directamente a una taza o vaso externo sin contaminar ninguna parte de la máquina de extracción, como la cámara de extracción o el portafiltro. Como se muestra en la figura 2, el orificio de recipiente 6 tiene una forma substancialmente cilíndrica y proporciona un acceso abierto al volumen interno del cartucho, permitiendo así el paso de la bebida extraída.

La superficie interna de la base de recipiente 7 comprende una pluralidad de salientes concéntricos en forma de arco 20, que soportan los medios filtrantes inferiores 5a y definen una canalización fina formada por una pluralidad de canales concéntricos y radiales para transportar la bebida extraída hacia el orificio de recipiente 6.

Los salientes centrales 21 están ubicados en la periferia de la base del orificio de recipiente 6 y se les ha dado una forma definida para que crucen la abertura proporcionada por dicha base. Estos salientes 21 forman puentes que soportan los medios filtrantes inferiores 5a y permiten el paso de la bebida extraída, aunque reducen el tamaño de la abertura total en la base del orificio de recipiente 6.

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La forma de la porción de recipiente 2 esta definida para comprender una pestaña 15, alineada con la pared lateral 8 y que sobresale hacia fuera respecto al volumen interno del cartucho. Tal pestaña 15 se proporciona preferiblemente para que acabe en una forma que sobresale facilitando y estimulando el manejo y los procesos de producción automatizados. Además, el cartucho se puede colocar en una posición horizontal sobre una superficie de mesa sin inclinarse ni rodar, puede envasarse y apilarse más fácilmente y también puede envasarse en "tiras", es decir, fijarse y sellarse entre dos tiras de películas polilaminadas.

Como se explicará a continuación, la pestaña 15 también evita un acceso fácil e involuntario al orificio de recipiente.

En realizaciones preferidas, la porción de tapadera y la porción de recipiente están soldadas entre sí en los bordes 9 y 10 utilizando una soldadura de corte ultrasónica o técnicas de soldadura ultrasónica convencionales. Resulta inmediatamente aparente para los expertos en la materia que, alternativamente, se pueden utilizar otras técnicas de soldadura conocidas para fijar la porción de tapadera 3 a la porción de recipiente 2, por ejemplo, soldadura caliente, aglomeración, etcétera. El cartucho según la invención también puede producirse como una sola pieza moldeada.

Para facilitar la soldadura, la parte inferior del borde 10 comprende un anillo 16 que es coaxial al borde 10 y sobresale de la parte inferior del borde 10, para permitir la inserción en un entrante anular correspondiente 17 provisto en la porción superior del borde 9 (figura 4). El anillo 16 tiene ventajosamente una sección transversal en forma de T, de modo que, durante la soldadura ultrasónica, el extremo del tronco y las dos porciones laterales de la "T" que primero se derriten rellenarán a continuación cualquier espacio hueco dentro del entrante anular 17.

Se indica que la posición rebajada de la base de tapadera 11 permite disociar las zonas de soldadura lejos de la sustancia comestible alojada dentro del cartucho, minimizando así la interferencia entre las partículas de sustancia emigrantes y la soldadura de plástico, que pueden incluir sus características de hermeticidad.

Ventajosamente, para prevenir que las partículas de sustancia comestible 4 vayan hacia las zonas de soldadura 16 y 17 del cartucho, se proporciona una protrusión anular 18 alrededor de la porción de tapadera, que colinda radialmente con la parte interna de la pared interna 8 de la porción de recipiente 2 cuando se introduce la porción de tapadera 3 en el extremo abierto de la porción de recipiente 2. Por el mismo propósito, también se proporciona preferentemente una segunda protrusión anular 19 en una porción superior de la superficie interior de la pared interna 8, para que colinde radialmente con la superficie externa de la porción de tapadera 3.

Volviendo a la figura 2, el cartucho según la invención comprende un medio de válvula 22 dentro del orificio de recipiente 6, que está ventajosamente cerrado mediante un tapón 23.

Más detalladamente, el medio de válvula 22 está acoplado a la superficie interna del orificio de recipiente, que es substancialmente cilíndrico, como se ha indicado anteriormente.

El medio de válvula comprende una almohadilla o tabique elástico 24 colocado por encima de un soporte anular 25 que es sustancialmente rígido.

El tabique 24 puede ser una almohadilla o disco similar al caucho, elastomérico o plástico con una hendidura u orificio estrecho 26 formado en el mismo y que conecta una superficie superior con una superficie inferior de la almohadilla. Si no se aplica presión axial al tabique, el orificio proporciona un sellado hermético, mientras que si se aplica presión, como la presión de la bebida extraída de la sustancia comestible 4, una porción del tabique se tuerce y la hendidura se ensancha ligeramente como se muestra en la figura 5, permitiendo así el paso de la bebida. Por esta razón, el diámetro interno del soporte anular 25 es suficientemente ancho para permitir que una zona central del tabique se doble hacia abajo durante la extracción de la bebida.

Dado que el orificio 26 se obtiene preferiblemente agujereando el tabique con una aguja fina, cuyo filo puede disminuir con el tiempo y puede que no siempre produzca un orificio transversal, el tabique 24 puede comprender opcionalmente más de un orificio 26 como medida de prevención, ya que uno o más orificios pueden resultar inválidos tras el agujereado.

El diámetro del orificio 26 es muy pequeño, por ejemplo, entre 0,1 y 0,5 mm cuando está en la condición abierta. Esto garantiza una muy buena conservación de la sustancia comestible dentro del cartucho y también previene que la bebida extraída gotee fuera del cartucho cuando la fase de extracción ha finalizado.

Se ha hallado que forzar la bebida extraída a través del tabique aumenta enormemente la densidad y la estabilidad de la crema cuando se utiliza el cartucho para la extracción de café exprés. Este efecto es muy ventajoso, ya que, a través de la integración de un medio de peso relativamente ligero y de naturaleza simple como el tabique 24, se puede conseguir un efecto importante que caracteriza la calidad de una bebida de café exprés.

Además, dado que el cartucho es generalmente desechable, se garantiza que el café exprés extraído tenga siempre una capa de crema de la mejor calidad, como no ocurre en las máquinas de café exprés conocidas en las que los dispositivos que potencian la formación de crema son parte de la propia máquina, se utilizan para un gran número de procesos de extracción y deterioran necesariamente la calidad del café extraído con el paso del tiempo.

El tamaño 24 del tabique se selecciona para garantizar un sellado hermético en la dirección radial dentro del orificio de recipiente 6, por este objetivo, el diámetro del orificio es preferiblemente igual o mayor que el diámetro interno del orificio de recipiente. Se proporcionan ventajosamente nervios anulares 27 alrededor de la superficie lateral del tabique 24 para optimizar el sellado hermético al líquido.

Resulta sencillo para los expertos en la materia que el medio de válvula pueda comprender solo un tabique elástico y ningún soporte, sin apartarse del ámbito de la invención.

Para fijar el medio de válvula 22 dentro del orificio de recipiente 6, el soporte anular comprende preferiblemente una región aumentada radialmente 28 para acoplarse con un entrante anular 29 provisto en la superficie interna del orificio de recipiente.

Obviamente, el medio de válvula 22 puede estar fijado al orificio de recipiente de varias formas, que están claramente al alcance de los expertos en la materia. Por ejemplo, se pueden proporcionar como alternativa acoplamientos de agujero dentado o roscados.

Sin embargo, se prefieren los acoplamientos a presión 28, 29 como los descritos anteriormente, ya que simplifican enormemente la fabricación del cartucho.

En concreto, el diámetro del extremo abierto del orificio de recipiente opuesto a la base de recipiente es substancialmente igual al diámetro interno del orificio de recipiente. Por tanto, el tamaño de tal diámetro se define para permitir la inserción del medio de válvula 22 dentro del orificio de recipiente 6 directamente desde fuera del cartucho, aunque puede producirse una pequeña deformación elástica del orificio de recipiente o del soporte 25 cuando se introduce el medio de válvula en el orificio de recipiente, debido al diámetro del soporte 25 en su zona aumentada 28.

Sin embargo, esta disposición acelera la fabricación del cartucho, ya que la inserción del medio de válvula puede realizarse independientemente de otras operaciones de fabricación, como rellenar el cartucho con la sustancia comestible. Además, la inserción del medio de válvula desde el exterior del cartucho es sencilla, ya que el orificio de recipiente que sobresale es adecuado para ser manejado e identificado fácilmente por una máquina automática.

Una característica adicional preferida de la invención es el tapón de seguridad 23, que se describirá ahora en referencia a las figuras 3 y 6, que muestran dos implementaciones diferentes del mismo tapón 23. En estas figuras, números idénticos indican partes iguales.

El tapón 23 tiene una sección transversal generalmente en forma de U y comprende una base 30, una pared lateral substancialmente cilíndrica 31 y un borde ensanchado hacia fuera 32.

Al menos un nervio anular 33 (figura 3) o, más preferiblemente, dos nervios anulares 33a y 33b (figura 6) se proporcionan en la superficie interna de la pared lateral 31 para acoplarse con un nervio anular externo correspondiente 34 del orificio de recipiente 6, de modo que puede ser fácilmente acoplado al orificio de recipiente 6 durante la fabricación del cartucho 1. Los nervios 33a y 33b están provistos en una posición superior a la superficie interna de la pared lateral 31, de modo que están más cerca de la base de recipiente 7 que el nervio 34 cuando el tapón 23 se monta en el orificio de recipiente 6, como se muestra en la figura 1, de modo que el nervio inferior 33b puede estar contiguo al nervio 34 del orificio de recipiente durante la fase de extracción de la bebida. Es preferible una provisión doble o múltiple de nervios en la superficie interna de la pared lateral del tapón 23, ya que permite una fijación más segura del tapón 23 al orificio de recipiente 23 en caso de un exceso de presión durante la extracción de la bebida. Los nervios superiores como el nervio 33a mantendrán el tapón sujetado al orificio de tapón, si la fijación proporcionada por el nervio inferior 33b falla accidentalmente y el tapón 23 se baja como consecuencia del mismo.

Obviamente, se pueden proporcionar uno o más entrantes en la superficie interna de la pared interna 31 del tapón como un medio de fijación alternativo que se acopla con el nervio correspondiente 34 del orificio de recipiente. De forma similar, pueden proporcionarse alternativamente uno o más entrantes en la superficie externa del orificio de recipiente, para acoplarse con los nervios correspondientes provistos en la superficie interna 31 del tapón.

Resulta claro que cualquier otro medio alternativo se puede proporcionar para asegurar el tapón al orificio de recipiente. Por ejemplo, el tapón puede soldarse a la superficie externa del orificio de tapón utilizando técnicas de soldadura ultrasónica convencionales.

El tapón 23 comprende una pared cilíndrica interna 35 que sobresale desde la base 30 coaxialmente con la pared lateral externa 31 y que define una primera área 36 y una segunda área anular o corona 31 de la base. El área anular 27 también comprende una abertura inferior 38 para permitir el paso de la bebida extraída. Se indica que la abertura de tapón 38 está desplazada radialmente respecto al eje central del tapón y el cartucho.

Se puede proporcionar más de una abertura inferior 38 para permitir el paso de la bebida extraída a través del tapón 23: por ejemplo, se pueden incluir en el área anular cuatro aberturas, teniendo cada una abertura angular de alrededor de 30º. Más preferentemente, si se proporciona una pluralidad de aberturas 38, las aberturas se desplazarán preferiblemente de modo que estén adyacentes entre sí.

Es preferible un tapón con una abertura simple 38 para flujos bajos de bebida de café extraída (café exprés "italiano" de, por ejemplo, un peso de alrededor de 0,5-1,5 g de bebida de café exprés por segundo.

En su lugar, se prefiere una pluralidad de aberturas 38 para flujos mayores de bebida extraída, de por ejemplo, un peso de más de alrededor de 1,5 g de bebida de café por segundo.

El tamaño de la pared interna 35 es preferiblemente el que colinde con el soporte 25 de tabique 24 cuando el tapón está montado en el orificio de recipiente del cartucho y comprende al menos una abertura vertical 39 para permitir el paso de la bebida extraída desde el interior al exterior del volumen rodeado por la pared cilíndrica interna 35. En concreto, las aberturas 39 conectan una primera cámara, encerrada dentro de la primera área 36 de la base, la pared lateral interna 35, el soporte 25 y el tabique 24, a una segunda cámara anular, encerrada dentro de la segunda área anular 37 de la base del recipiente, la pared lateral interna 35, el soporte 25 y al menos una pared interna del orificio de recipiente 6 o la pared lateral externa 31 del tapón.

Según una realización particular de la invención, se proporcionan dos paredes verticales dirigidas radialmente 380 que sobresalen desde la base del recipiente dentro de la segunda área anular 37 y en lados opuestos de la abertura inferior 38 del tapón, como se muestra en la figura 6. Las paredes verticales 380 tienen una altura que no previene el paso de la bebida hacia la abertura inferior 38.

Como se ha anticipado anteriormente, en las realizaciones en las que el tapón 23 comprende más de una abertura inferior 38, las aberturas inferiores 38 son adyacentes entre sí dentro de la corona 37. En este caso, las aberturas inferiores 38 se alternan preferiblemente con tales paredes verticales 380 y la pared interna 35 comprende preferiblemente solo una abertura vertical 39, en una posición opuesta a la zona donde se desplazan las aberturas inferiores adyacentes 38.

El tapón 23 tiene muchas funciones ventajosas. La primera función del tapón es actuar como un medio amortiguador, para regular el flujo de salida de bebida. En concreto, durante la fase de extracción, la bebida que pasa a través del orificio 26 golpea el área central 36 del tapón y se dirige hacia la cámara anular mediante las aberturas 39. A continuación, la bebida es transportada hacia la abertura inferior 38 del tapón y puede ser recogida finalmente en un recipiente externo para beberse. Las paredes 380 permiten ventajosamente un flujo de salida de la bebida vertical más estable.

Además, el tapón 23 es un medio de seguridad adicional para mantener el medio de válvula 22 dentro del orificio de recipiente 6, evitando así la expulsión accidental del medio de válvula desde el cartucho durante la extracción de la bebida. La fijación del medio de válvula 22 a la superficie interna del orificio de recipiente se puede evitar debido a la acción del tapón.

También se indica que el tapón 23 se puede montar en el cartucho sin orientar angularmente el tapón respecto al cartucho. Además, la provisión de una pestaña periférica 15 alrededor del orificio de recipiente 6 dificulta al usuario retirar manualmente el tapón 23.

El cartucho 1 y el tapón 23 están hechos preferiblemente de polipropileno y se fabrican utilizando técnicas de moldeo de inyección conocidas. De todos modos, este cartucho, así como cualquier cartucho según la invención puede estar hecho de cualquier material como: otros materiales termoplásticos, por ejemplo PET; materiales elasoméricos-termoplásticos o TPE, por ejemplo, SANTOPRENE, es decir, una mezcla de EPDM no entrelazado y polipropileno, composiciones termoreducibles, por ejemplo, un poliéster; cauchos o elastómeros, por ejemplo, silicona o MVQ; materiales termoplásticos polilaminados, por ejemplo una hoja compuesta hecha de PE, PET y PVDC; aluminio; otros materiales polilaminados, por ejemplo una hoja compuesta hecha de PE, PET y aluminio.

Preferiblemente, el soporte anular 25 está hecho de polipropileno y el tabique 24 está hecho de un caucho SEBS (estireno-etileno/butileno-estireno), como LAPRENE. Para asegurar un acoplamiento fuerte entre los mismos, el tabique 24 se moldea directamente en el soporte 25.

El cuerpo principal de un cartucho ejemplar como el descrito en la figura 1 tiene, por ejemplo, 30-35 mm de alto y 35-40 mm de ancho y el orificio de tapadera y el orificio de recipiente tienen alrededor de 7-8 mm de alto y 8-10 mm de ancho, respectivamente. Sin embargo, los expertos en la materia entenderán fácilmente que el tamaño de los cartuchos según la invención puede ser diferente, según los requisitos de extracción y la estructura de la máquina de extracción de bebidas.

En referencia a la figura 5, un ensamblado de extracción adecuado para el cartucho según la invención comprende un soporte que se puede conectar a una máquina de café exprés, que está preferiblemente compuesta de un elemento conector 41, para conectar el ensamblado de extracción al tubo de inyección de agua de la máquina de extracción de bebida, y un soporte a bayoneta 42. El soporte a bayoneta 42 comprende un extremo inferior abierto en el que guías de tipo conocido se proporcionan para acoplar la bayoneta con un portafiltro 43, que se proporciona con una maneta con empuñadura (no se muestra).

La base del elemento conector 41 comprende un orificio de admisión central que sobresale y se puede conectar a la salida de agua (inyector) de una máquina de extracción de bebida y, en la parte opuesta a la base, un entrante circular que aloja un expulsor de cartucho anular 48, que se utiliza para mantener el cartucho dentro del portafiltro 43 cuando el portafiltro se retira del soporte a bayoneta 42. En concreto, se proporciona un muelle helicoidal 49 para empujar el expulsor 48 hacia el borde 10 del cartucho, dejando así una superficie de contacto pequeña entre el expulsor y el cartucho.

El receptáculo o portafiltro de la máquina de extracción en el que el cartucho según la invención se puede montar se forma preferentemente internamente para que encaje y sea complementario a la forma externa de la porción de recipiente. En concreto, el receptáculo o portafiltro 43 tiene una forma interna sustancialmente cilíndrica y comprende una muesca anular 44, dentro de la cual la pestaña 15 del cartucho encaja de forma deslizante. Además, el receptáculo o portafiltro comprende una abertura en la porción trasera del mismo para permitir la inserción del orificio de recipiente y el tapón 23, de modo que la bebida extraída puede salir directamente hacia un recipiente externo sin dar vueltas a ninguna superficie interna del portafiltro. Cuando el cartucho se coloca en el portafiltro 43, la pestaña 32 del tapón 23 colinda con la zona del borde de la abertura inferior del portafiltro 43, de modo que el tapón se mantiene y se sujeta firmemente contra la base del cartucho durante la fase de extracción de la bebida. Se pueden proporcionar ventajosamente proyecciones en la base del portafiltro o en la base del cartucho (como se muestra en la figura 5) para evitar que se doble la base del cartucho durante la fase de extracción de la bebida.

Un ensamblado de boquilla está montado dentro del orificio de entrada central del elemento conector 41 del ensamblado de extracción en una relación coaxial al receptáculo del cartucho dentro del portafiltro 43. El ensamblado de boquilla comprende un cuerpo de boquilla hueco 45 y un elemento para agujerear o aguja 46 montado de forma fija en la superficie interna del cuerpo de boquilla 45. La disposición del ensamblado de boquilla permite que el orificio de tapadera del cartucho sea agujereado por la aguja 46 tras sujetar el portafiltro 43 al soporte a bayoneta 42.

El ensamblado de boquilla también comprende, en una porción superior del mismo, una válvula 47, que normalmente cierra el paso entre el inyector de agua de la máquina de extracción y el ensamblado de boquilla a través de la acción de un muelle que mantiene la válvula 47 en la posición cerrada, como se muestra en la figura 5. La válvula 47 puede ser bajada mediante el flujo entrante de agua desde el inyector durante la fase de extracción de bebida.

De forma ventajosa, se monta una tuerca 51 en el elemento conector 41 y rodea el ensamblado de boquilla para definir un receptáculo de una junta tórica 50, que es coaxial al ensamblado de boquilla y colinda radialmente con la superficie externa del orificio de tapadera 13 del cartucho, evitando que el agua entrante penetre dentro de la cámara de extracción y contamine los componentes y superficies internos del ensamblado de extracción. La tuerca 51 también define una superficie de apoyo para la base de la porción de tapadera del cartucho que previene el posible doblado de la porción de tapadera debido a la presión dentro del cartucho.

Se ha mostrado por tanto que la presente invención cumple con el objetivo y los objetos propuestos. Claramente, puede que el ámbito de las reivindicaciones no esté limitado por las ilustraciones o las realizaciones preferidas descritas en la descripción en forma de ejemplos.

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Referencias citadas en la descripción

Esta lista de referencias citadas por el solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad en este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción

\bullet CH 605293 A [0008]

\bullet US 20050084569 A1 [0010]

Claims (22)

1. Cartucho (1) para extraer una bebida a partir de una sustancia comestible (4) contenido en el mismo por medio de un líquido a presión, comprendiendo el cartucho (1):

un cuerpo principal que comprende una porción de recipiente (2) y una porción de tapadera (3), comprendiendo la porción de recipiente (2) una base (7), una pared lateral (8) y un borde (9) opuesto a dicha base (7), estando la porción de tapadera (3) acoplada de forma fija a dicho borde (9) de la porción de tapadera (2) para definir un volumen interno de dicho cartucho (1), alojando el volumen interno de dicho cartucho (1) la sustancia comestible (4), comprendiendo dicha porción de tapadera (3) un orificio de tapadera (13) que define un primer paso para dicho líquido a presión y comprendiendo la base (7) de dicha porción de recipiente un orificio de recipiente (6) que define un segundo paso para la bebida extraída, caracterizado por el hecho de que dicho orificio de recipiente (6) sobresale de dicha base (7) hacia fuera respecto a dicho volumen interno,

el orificio de recipiente (6) comprende medios de válvula (22) que están montados dentro del orificio de recipiente y que pueden abrirse de forma resilente bajo la presión de la bebida extraída durante una etapa de extracción de bebida,

un tapón de seguridad (23) que cierra parcialmente el extremo abierto externo de dicho orificio de recipiente (6) estando sujetado al orificio de recipiente, preferiblemente a la superficie externa del mismo.

2. Cartucho de la reivindicación 1, en el que los medios de válvula (22) están montados de forma fija en la superficie interna del orificio de recipiente (6) a través de un medio a presión (28, 29), teniendo el diámetro del extremo abierto de dicho orificio de recipiente (6) que es opuesto a dicha base de recipiente un tamaño que permita la inserción de dichos medios de válvula dentro del orificio del recipiente.

3. Cartucho de la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que dichos medios de válvula normalmente están cerrados cuando no se aplica ninguna presión de una sustancia líquida, para aislar el volumen interno de dicho cartucho del entorno externo cuando dicho cartucho no está instalado en una máquina de extracción de bebida.

4. Cartucho de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dichos medios de válvula pueden cerrarse de forma resilente en el momento en que una presión de una sustancia líquida gotea debido a la finalización de dicha etapa de extracción de bebida, para retener residuos de líquido dentro de dicho volumen interno.

5. Cartucho de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dichos medios de válvula comprenden un tabique (24) de un material seleccionado entre el grupo que incluye gomas, elastómeros, plásticos flexibles, comprendiendo dicho tabique un orificio transversal que normalmente está cerrado, para aislar el volumen interno de dicho cartucho del entorno externo y para retener los residuos de líquido dentro de dicho volumen interno cuando se ha finalizado dicha extracción de bebida.

6. Cartucho de la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que dicho tabique está hecho de caucho SEBS Estireno-Etileno-Butileno-Estireno.

7. Cartucho de la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que el tamaño de dicho tabique es tal que encaja herméticamente con la superficie interna del orificio de recipiente.

8. Cartucho de la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que dicho tabique comprende nervios anulares en su superficie lateral, para proporcionar un acoplamiento hermético con la superficie interna del orificio de recipiente.

9. Cartucho de la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que dicho tabique está apilado en un soporte anular (25), que comprende dichos medios a presión (28, 29).

10. Cartucho de las reivindicaciones 2 ó 9, caracterizado por el hecho de que dichos medios a presión comprenden una protrusión anular (28) que rodea dichos medios de válvula y que está acoplada con un entrante anular correspondiente (29) en la superficie interna de dicho orificio de recipiente.

11. Cartucho de la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho tapón comprende una base y una pared lateral, la base de tapón de dicho tapón cierra parcialmente dicho extremo abierto del orificio de recipiente y la pared lateral del tapón comprende un medio (33) para acoplarse de forma fija con la superficie externa del orificio de recipiente.

12. Cartucho de la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la pared lateral del tapón está fijada a la superficie externa de dicho orificio de recipiente.

13. Cartucho de la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que dichos medios para acoplar de forma fija el tapón con la superficie externa del orificio de recipiente comprende al menos un nervio anular (33) que se acopla con un nervio anular correspondiente (34) que rodea la superficie externa de dicho orificio de recipiente.

14. Cartucho según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado por el hecho de que la base de dicho tapón comprende una pared cilíndrica interna (35) que sobresale de la base (20) del tapón y es coaxial a la pared interna del tapón (31), definiendo dicha pared cilíndrica interna una primera área (36) y una segunda área anular (37) de la base, comprendiendo la segunda área anular al menos una abertura inferior (38) para permitir el paso de la bebida extraída.

15. Cartucho según las reivindicaciones 9 y 14, caracterizado por el hecho de que el tamaño de la pared cilíndrica interna es tal que colinda con el soporte del tabique y comprende al menos una abertura (39) para permitirle paso de la bebida extraída desde el interior al exterior del volumen rodeado por dicha pared cilíndrica interna.

16. Cartucho según las reivindicaciones 14 o 15, caracterizado por el hecho de que al menos una abertura inferior de dicho tapón de seguridad está parcialmente rodeada de paredes verticales opuestas que se extienden desde dicha base en dicha segunda área anular.

17. Cartucho según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicha base comprende una pluralidad de salientes (20) formados directamente en el mismo y que sobresalen hacia el volumen interno del cartucho, para definir una pluralidad de canales concéntricos y radiales para transportar la bebida extraída al orificio de recipiente.

18. Cartucho según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho orificio de recipiente tiene una forma sustancialmente cilíndrica.

19. Cartucho según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho cuerpo principal tiene una forma sustancialmente cilíndrica.

20. Cartucho según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que está hecho de cualquier material seleccionado entre los siguientes: termoplásticos, aluminio, caucho, plásticos polilaminados, composiciones termoreducibles, y cualquier combinación de los mismos.

21. Cartucho según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicha sustancia particulada está seleccionada del grupo que comprende: café molido, café tostado molido, café instantáneo, té, colócate en polvo, leche en polvo, infusiones o sopas instantáneas.

22. Un ensamblado de extracción para ser montado en máquinas de extracción de bebida, caracterizado por el hecho de que comprende un soporte (42) que se puede conectar a una salida de agua de una máquina de extracción de bebida y un soporte de cartucho (43) que se puede sujetar a dicho soporte y soportar un cartucho según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.