ES2332098T3 - Maquina para la preparacion de bebidas. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de preparación de bebidas a baja presión que comprende una máquina de preparación de bebidas (201) y un conjunto de cartuchos de bebidas (1), conteniendo cada cartucho de bebida uno o más ingredientes de bebida (200), en el que la máquina de preparación de bebidas comprende medios de procesamiento y una memoria para almacenar información sobre los cartuchos de bebida suministrados por la máquina de preparación de bebidas caracterizado por que uno o más parámetros funcionales de la máquina de preparación de bebidas durante el suministro de un segundo cartucho de bebida puede ajustarse con referencia a la información almacenada en la memoria sobre el tipo de un primer cartucho de bebida.
Description
Máquina para la preparación de bebidas.
La presente invención se refiere a una máquina
para la preparación de bebidas y, en particular, para su uso con
cartuchos sellados que se hacen sustancialmente con materiales
impermeables al agua y al aire y que contienen uno o más
ingredientes para la preparación de las bebidas.
Se ha propuesto anteriormente sellar los
ingredientes de preparación de las bebidas en paquetes individuales
impermeables al aire para el uso en máquinas de bebidas. Por
ejemplo, se conocen los cartuchos o cápsulas que contienen café
molido compactado para el uso en ciertas máquinas de preparación de
café que se denominan generalmente como máquinas "exprés". En
la producción de café usando estas máquinas de preparación se coloca
el cartucho de café en una cámara de preparación y se pasa agua
caliente a través del cartucho a presiones relativamente altas,
extrayendo de esa manera los constituyentes aromáticos del café a
partir del café molido para producir la bebida de café. Típicamente,
tales máquinas funcionan a una presión mayor de 6 x 10^{5} Pa. Las
máquinas de preparación del tipo descrito han sido hasta la fecha
relativamente caras dado que los componentes de la máquina, tales
como las bombas de agua y los sellados, deben poder soportar las
altas presiones.
En el documento WO01/58786 se describe un
cartucho para la preparación de bebidas que funciona a presiones
generalmente en el rango de 0,7 a 2,0 x 10^{5} Pa. Sin embargo, el
cartucho se diseña para su uso en máquinas de preparación de bebidas
para el mercado comercial e industrial y es relativamente caro. Por
ello, se mantiene un requisito para un cartucho para la preparación
de bebidas en el que los cartuchos y la máquina de preparación de
bebidas sean adecuados, en particular, para el mercado doméstico en
términos de coste, rendimiento y fiabilidad. Hay también una
necesidad para una máquina de preparación de bebidas para tales
cartuchos que sea simple de accionar y fiable en su
funcionamiento.
El documento WO02/28241 muestra un paquete de
preparación para una máquina de preparación de bebidas en el que el
paquete posee una característica interpretable por la máquina, tal
como un código de barras, en el mismo. El paquete puede
configurarse para producir raciones sencillas o múltiples de una
bebida.
En consecuencia, la presente invención provee un
sistema de preparación de bebidas a baja presión que comprende una
máquina de preparación de bebidas y un conjunto de cartuchos de
bebida, conteniendo cada uno de los cartuchos de bebida uno o más
ingredientes de la bebida, en el que la máquina de preparación de
bebidas comprende medios de procesamiento y una memoria para el
almacenamiento de información sobre los cartuchos de bebida
suministrados por la máquina de preparación de bebidas
caracterizada porque uno o más de los parámetros de funcionamiento
de la máquina de preparación de bebidas durante el suministro de un
segundo cartucho de bebida son ajustables con referencia a la
información almacenada en la memoria sobre el tipo de un primer
cartucho de bebida.
Se entenderá que el término "cartucho" como
se utiliza este documento significa cualquier paquete, contenedor,
bolsita o recipiente que contenga uno o más ingredientes de bebida
en la manera descrita. El cartucho puede ser rígido,
semi-rígido o flexible.
El cartucho para el uso en el sistema presente
puede contener uno o más ingredientes de la bebida adecuados para
la formación de un producto de bebida. El producto de bebida puede
ser, por ejemplo, uno entre café, té, chocolate o una bebida láctea
incluyendo la leche. Los ingredientes de la bebida pueden ser en
polvo, molidos, basados en hojas o líquido. Los ingredientes de la
bebida pueden ser insolubles o solubles. Los ejemplos incluyen café
tostado y molido, hojas de té, sólidos de cacao en polvo y sopa,
bebidas basadas en la leche y zumos de fruta concentrados.
Preferiblemente, el rango de tipos de bebida
incluye café, té, chocolate, leche, sopa y zumos de fruta.
El sistema puede usarse también con uno o más
cartuchos que comprenden uno o más ingredientes no de la bebida,
para la preparación de productos no de bebida, tales como salsas y
postres.
El lector puede ser un lector óptico de código
de barras.
El sistema puede ser un sistema doméstico de
preparación de bebidas a baja presión.
La presente invención provee también un método
de preparación de bebidas que comprende las etapas de:
- a.
- la inserción de un primer cartucho de bebida que contiene uno o más ingredientes de la bebida en una máquina de preparación de bebidas;
- b.
- hacer funcionar dicha máquina de preparación de bebidas para pasar un medio acuoso a través del primer cartucho de bebida a una presión de menos de 2 bar para preparar una primera parte de dicha bebida en un recipiente;
- c.
- la inserción de un segundo cartucho de bebida que contiene uno o más ingredientes de la bebida en la máquina de preparación de bebidas;
- d.
- el funcionamiento de la máquina de preparación de bebidas para pasar un medio acuoso a través del segundo cartucho de bebida a una presión de menos de 2 bar para preparar una segunda parte de dicha bebida en el recipiente; y
caracterizado por
- e.
- el almacenamiento en una memoria de dicha información de la máquina de preparación de bebidas sobre el tipo del primer cartucho de bebida en el que uno o más parámetros de funcionamiento de la máquina de preparación de bebidas durante el suministro del segundo cartucho de bebida se ajusta con referencia a la información almacenada en la memoria sobre el tipo del primer cartucho de bebida.
La interfaz de usuario es independiente del tipo
de bebidas que se está preparando.
La presente invención también provee un método
para la preparación de una bebida que comprende las etapas de:
- a.
- la inserción de un primer cartucho de bebida que contiene uno o más ingredientes de la bebida en una máquina de preparación de bebidas;
- b.
- el funcionamiento de dicha máquina de preparación de bebidas para pasar un medio acuoso a través del primer cartucho de bebida a una presión de menos de 2 bar para preparar una primera parte de dicha bebida en un recipiente;
- c.
- el almacenamiento en una memoria de dicha información de la máquina de preparación de bebidas sobre el tipo del primer cartucho de bebida;
- d.
- la inserción de un segundo cartucho de bebida que contiene uno o más ingredientes de la bebida en la máquina de preparación de bebidas; y
- e.
- el funcionamiento de la máquina de preparación de bebidas para pasar un medio acuoso a través del segundo cartucho de bebida a una presión de menos de 2 bar para preparar una segunda parte de dicha bebida en el recipiente;
en el que uno o más parámetros de
funcionamiento de la máquina de preparación de bebidas durante el
suministro del segundo cartucho de bebida se ajustan con referencia
a la información almacenada en la memoria sobre el tipo del primer
cartucho de
bebida.
Opcionalmente, el método comprende además el uso
de cartuchos de bebida adicionales para preparar tres o más partes
de una bebida.
Preferiblemente, los uno o más parámetros de
funcionamiento incluyen:
- I.
- la temperatura del medio acuoso que se pasa a través del cartucho de bebida;
- II.
- el caudal del medio acuoso;
- III.
- la presencia o ausencia de la fase de humedecimiento previo;
- IV.
- la presencia o ausencia de la fase de purga de aire;
- V.
- la presión del medio acuoso; y/o
- VI.
- el volumen total de medio acuoso suministrado.
En la siguiente descripción los términos
"superior" e "inferior" y equivalentes se usarán para
describir la posición relativa de las características de la
invención. Los términos "superior" e "inferior" y
equivalentes se entenderá que se refieren al cartucho (u otros
componentes) en su orientación normal para la inserción en la
máquina de preparación de bebidas y el suministro posterior como se
muestra, por ejemplo, en la Figura 4. En particular,
"superior" e "inferior" se refieren, respectivamente, a
las posiciones relativas más cercanas o más alejadas de la
superficie superior 11 del cartucho. Además, los términos
"interior" y "exterior" y equivalentes se usarán para
describir la posición relativa de las características de la
invención. Los términos "interior" y "exterior" y
equivalentes se entenderá que se refieren a las posiciones relativas
en el cartucho (u otros componentes) que están, respectivamente,
más cercanos o más alejados del centro de un eje principal X del
cartucho 1 (u otro componente).
Las realizaciones de la presente invención se
describirán ahora, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los
dibujos adjuntos, en los que:
la Figura 1 es un dibujo en sección de un
elemento exterior de la primera y segunda realizaciones del cartucho
para usar con la presente invención;
la Figura 2 es un dibujo en sección de un
detalle del elemento exterior de la Figura 1 mostrando una extensión
cilíndrica dirigida hacia el interior;
la Figura 3 es un dibujo en sección de un
detalle del elemento exterior de la Figura 1 mostrando una
ranura;
la Figura 4 es una vista en perspectiva desde
arriba del elemento exterior de la Figura 1;
la Figura 5 es una vista en perspectiva desde
arriba del elemento exterior de la Figura 1 en una orientación
invertida;
la Figura 6 es una vista en planta desde arriba
del elemento exterior de la Figura 1;
la Figura 7 es un dibujo en sección del elemento
interior de la primera realización del cartucho;
la Figura 8 es una vista en perspectiva desde
arriba del elemento interior de la Figura 7;
la Figura 9 es una vista en perspectiva desde
arriba del elemento interior de la Figura 7 en una orientación
invertida;
la Figura 10 es una vista en planta desde arriba
del elemento interior de la Figura 7;
la Figura 11 es un dibujo en sección de la
primera realización del cartucho en un estado montado;
la Figura 12 es un dibujo en sección de un
elemento interior de la segunda realización del cartucho;
la Figura 13 es un dibujo en sección del detalle
del elemento interior de la Figura 12 mostrando una abertura;
la Figura 14 es una vista en perspectiva desde
arriba del elemento interior de la Figura 12;
la Figura 15 es una vista en perspectiva desde
arriba del elemento interior de la Figura 12 en una orientación
invertida;
la Figura 16 es otro dibujo en sección del
elemento interior de la Figura 12;
la Figura 17 es un dibujo en sección de otro
detalle del elemento interior de la Figura 12 mostrando una entrada
de aire;
la Figura 18 es un dibujo en sección de la
segunda realización del cartucho en un estado montado;
la Figura 19 es un dibujo en sección de un
elemento exterior de la tercera y cuarta realización del cartucho
para el uso con la presente invención;
la Figura 20 es un dibujo en sección de un
detalle del elemento exterior de la Figura 19 mostrando una
extensión cilíndrica dirigida hacia el interior;
la Figura 21 es una vista en planta desde arriba
del elemento exterior de la Figura 19;
la Figura 22 es una vista en perspectiva desde
arriba del elemento exterior de la Figura 19;
la Figura 23 es una vista en perspectiva desde
arriba del elemento exterior de la Figura 19 en una orientación
invertida;
la Figura 24 es un dibujo en sección de un
elemento exterior de la tercera realización del cartucho;
la Figura 25 es una vista en planta desde arriba
del elemento interior de la Figura 24;
la Figura 26 es un dibujo en sección de un
detalle del elemento interior de la Figura 24 mostrando un cerco
superior girado hacia dentro.
La Figura 27 es una vista en perspectiva desde
arriba del elemento interior de la Figura 24;
la Figura 28 es una vista en perspectiva desde
arriba del elemento interior de la Figura 24 en una orientación
invertida;
la Figura 29 es un dibujo en sección de la
tercera realización del cartucho en un estado montado;
la Figura 30 es un dibujo sección de un elemento
interior de la cuarta realización del cartucho;
la Figura 31 es una vista en planta desde arriba
del elemento interior de la Figura 30;
la Figura 32 es una vista en perspectiva desde
arriba del elemento interior de la Figura 30;
la Figura 33 es una vista en perspectiva desde
arriba del elemento interior de la Figura 30 en una orientación
invertida;
la Figura 34 es un dibujo en sección de la
cuarta realización del cartucho en un estado montado;
la Figura 35 es una vista en perspectiva de una
máquina de preparación de bebidas de acuerdo con la presente
invención;
la Figura 36 es una vista en perspectiva frontal
de la máquina de la Figura 35 con una cabeza de cartucho en una
posición abierta;
la Figura 37 es una vista en perspectiva
posterior de la máquina de la Figura 35 con algunas partes omitidas
por claridad;
la Figura 38 es otra vista en perspectiva
posterior de la máquina de la Figura 35 con algunas partes omitidas
por claridad;
la Figura 39 es una vista en perspectiva de la
cabeza de cartucho de la máquina de la Figura 35 con algunas partes
omitidas por claridad;
la Figura 40 es otra vista en perspectiva de la
cabeza de cartucho de la máquina de la Figura 35 con algunas partes
omitidas por claridad;
la Figura 41 es una vista en sección de la
cabeza de cartucho en una posición cerrada;
la Figura 42 es una vista en sección de la
cabeza de cartucho en una posición abierta;
la Figura 43 es una disposición esquemática de
la máquina de la Figura 35;
las Figuras 44a y 44b son disposiciones
esquemáticas del primer y el segundo medio de reconocimiento de
códigos para la máquina de la Figura 35;
la Figura 45 es una vista en planta de una
bebida de la presente invención comprendiendo un código de
barras;
la Figura 46a es un gráfico de la concentración
con relación al tiempo del ciclo de funcionamiento;
la Figura 46b es un gráfico de la espumabilidad
con relación al tiempo del ciclo de funcionamiento; y
la Figura 46c es un gráfico de la temperatura
con relación al tiempo del ciclo de funcionamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Como se muestra en la Figura 11, el cartucho 1
para el uso con la presente invención comprende generalmente un
elemento exterior 2, un elemento interior 3 y un laminado 5. El
elemento exterior 2, el elemento interior 3 y el laminado 5 se
montan para formar el cartucho 1 que tiene un interior 120 para
contener uno o más ingredientes de la bebida, una entrada 121, una
salida 122 y un trayecto de flujo de la bebida que enlaza la entrada
121 con la salida 122 y que pasa a través del interior 120. La
entrada 121 y la salida 122 están inicialmente selladas por el
laminado 5 y se abren al usarlos mediante la perforación o el corte
del laminado 5. El trayecto del flujo de bebidas se define por la
interrelación espacial entre el elemento exterior 2, el elemento
interior 3 y el laminado 5 como se comenta a continuación. Pueden
opcionalmente incluirse otros componentes en el cartucho 1, tales
como un filtro 4, como se describirá adicionalmente a
continuación.
Una primera versión del cartucho 1 que se
describirá con finalidades de introducción se muestra en las Figuras
1 a 11. La primera versión del cartucho 1 se diseña particularmente
para el uso en productos suministrados filtrados tales como café
tostado y molido o té en hojas. Sin embargo, esta versión del
cartucho 1 y otras versiones descritas a continuación pueden usarse
con otros productos tales como chocolate, café, té, edulcorantes,
refrescos, aromatizantes, bebidas alcohólicas, batidos, zumos de
fruta, limonadas, salsas y postres.
Como puede verse en la Figura 5, la forma
general del cartucho 1 es generalmente circular o con forma de disco
con el diámetro del cartucho 1 significativamente mayor que su
altura. Un eje principal X pasa través del centro del elemento
exterior como se muestra en la Figura 1. Típicamente el diámetro
total del elemento exterior 2 es de 74,5 mm \pm6 mm y la altura
total es de 16 mm \pm3 mm. Típicamente el volumen del cartucho 1
cuando está montado es de 30,2 ml \pm20%.
El elemento exterior 2 comprende generalmente
una carcasa con forma de cazoleta 10 que tiene una pared anular
curvada 13, una parte superior cerrada 11 y una parte inferior
abierta 12. El diámetro del elemento exterior 2 es más pequeño en
la parte superior 11 comparado con el diámetro en la parte inferior
12, dando como resultado un acampanado de la pared anular 13 cuando
se va desde la parte superior cerrada 11 a la parte inferior abierta
12. La pared anular 13 y la parte inferior cerrada 11 juntas
definen un recipiente que tiene un interior 34.
Se proporciona un hueco como extensión
cilíndrica dirigida hacia el interior 18 en la parte superior
cerrada 11 centrada sobre el eje principal X. Como se ve más
claramente en la Figura 2, la extensión cilíndrica 18 comprende un
perfil escalonado que tiene una primera, una segunda y una tercera
zona 19, 20 y 21. La primera zona 19 es un cilindro circular recto.
La segunda zona 20 es de forma troncocónica y se cierra hacia el
interior. La tercera zona 21 es otro cilindro circular recto y se
cierra mediante una cara inferior 31. El diámetro de la primera,
segunda y tercera zonas 19, 20 y 21 disminuye en saltos de forma que
el diámetro de la extensión cilíndrica 18 disminuye cuando uno va
desde la parte superior 11 a la parte inferior cerrada 31 de la
extensión cilíndrica 18. Se forma un apoyo generalmente horizontal
32 en la extensión cilíndrica 18 como unión entre la segunda y la
tercera zonas 20 y 21.
Se forma un hombro 33 que se extiende hacia el
exterior en el elemento exterior 2 hacia la parte inferior 12. El
hombro 33 que se extiende hacia el exterior forma una pared
secundaria 15 coaxial con la pared anular 13. El colector 16 pasa
alrededor de la circunferencia del elemento exterior 2. Se
proporcionan una serie de ranuras 17 en el nivel de la pared anular
13 con el colector 16 para proveer comunicación para gases y
líquidos entre el colector 16 y el interior 34 del elemento exterior
2. Como se muestra en la Figura 3, las ranuras 17 comprenden
hendiduras verticales en la pared anular 13. Se proporcionan entre
20 y 40 ranuras. En la realización mostrada se proporcionan treinta
y siete ranuras 17 generalmente igualmente espaciadas alrededor de
la circunferencia del colector 16. Las ranuras 17 tienen
preferiblemente entre 1,4 y 1,8 mm de longitud. Típicamente la
longitud de cada ranura es de 1,6 mm, representando el 10% de la
altura total del elemento exterior 2. La anchura de cada ranura
está entre 0,25 y 0,35 mm. Típicamente, la anchura de cada ranura es
de 0,3 mm. La anchura de las ranuras 17 es suficientemente estrecha
para impedir que los ingredientes de la bebida pasen a través de
ellas hasta el colector 17 tanto durante el almacenamiento como en
el uso.
Se forma una cámara de entrada 26 en el elemento
exterior 2 en la periferia del elemento exterior 2. Se proporciona
una pared cilíndrica 27, como se muestra más claramente en la Figura
5, que define la cámara de entrada 26 dentro de, y divide la cámara
de entrada 26 desde, el interior 34 del elemento exterior 2. La
pared cilíndrica 27 tiene una cara superior cerrada 28 que se forma
sobre un plano perpendicular al eje principal X y un extremo
inferior abierto 29 coplanaria con la parte inferior 12 del elemento
exterior 2. La cámara de entrada 26 se comunica con el colector 16
por medio de dos ranuras 30 como se muestra en la Figura 1. Como
alternativa, pueden usarse entre una y cuatro ranuras para la
comunicación entre el colector 16 y la cámara de entrada 26.
Se proporciona un extremo inferior del hombro 33
que se extiende hacia el exterior con un reborde 35 que se extiende
hacia el exterior perpendicularmente al eje principal X. Típicamente
el reborde 35 tiene una anchura de entre 2 y 4 mm. Una zona del
reborde 35 se agranda para formar el asa 24 mediante el que se puede
sostener el elemento exterior 2. El asa 24 se proporciona con un
cerco 25 girado hacia arriba para mejorar el agarre.
El elemento exterior 2 se hace como una única
pieza integral de polietileno de alta densidad, polipropileno,
poliestireno, poliéster o laminados de dos o más de estos
materiales. Un polipropileno adecuado es la gama de polímeros
disponibles en DSM UK Limited (Redditch, Reino Unido). El elemento
exterior puede ser opaco, transparente o translúcido. El proceso de
fabricación puede ser moldeado por inyección.
El elemento interior 3 como se muestra en las
Figuras 7 a 10, comprende una estructura anular 41 y una embocadura
cilíndrica que se extiende hacia abajo 40. Un eje principal X pasa a
través del centro del elemento interior 3 como se muestra en la
Figura 7.
Como mejor se muestra en la Figura 8, la
estructura anular 41 comprende un cerco exterior 51 y un cubo
central 52 unidos por 10 varillas radiales 53 igualmente
espaciadas. El cubo interior 52 está integrado con y se extiende
desde la embocadura cilíndrica 40. Se forman aberturas de filtrado
55 en la estructura anular 41 entre las varillas radiales 53. Se
dispone un filtro 4 sobre la estructura anular 41 de forma que cubra
las aberturas de filtrado 55. El filtro se hace preferiblemente de
un material con alta resistencia en estado húmedo, por ejemplo un
material de fibras de poliéster no tejidas. Otros materiales que se
pueden usar incluyen material celulósico impermeable al agua, tal
como un material celulósico que comprende fibras de papel
entretejidas. Las fibras de papel entretejidas pueden mezclarse con
fibras de polipropileno, cloruro de polivinilo y/o polietileno. La
incorporación de estos materiales plásticos en el material
celulósico hace que el material celulósico se pueda sellar con
calor. El filtro 4 puede ser tratado o recubierto con un material
que se active con el calor y/o la presión de modo que pueda
sellarse con la estructura anular 41 en esta forma.
Como se muestra en el perfil en sección de la
Figura 7, el cubo interior 52 se sitúa en una posición más inferior
que el cerco exterior 51, dando como resultado que la estructura
anular 41 tenga un perfil inferior en pendiente.
La superficie superior de cada varilla 53 está
provista con una nervadura 54 que sobresale hacia arriba y que
divide un espacio vacío por encima de la estructura anular 41 en un
conjunto de pasos 57. Cada paso 57 se limita en cada lado con la
nervadura 54 y sobre su cara inferior por el filtro 4. Los pasos 57
se extienden desde el cerco exterior 51 para abajo hacia, y se
abren en, la embocadura cilíndrica 40 en las aberturas 56 definidas
por las extremidades interiores de las nervaduras 54.
La embocadura cilíndrica 40 comprende un tubo
exterior 42 que rodea una boquilla de descarga interior 43. El tubo
exterior 42 forma el exterior de la embocadura cilíndrica 40. La
boquilla de descarga 43 se junta con el tubo exterior 42 en un
extremo superior de la boquilla de descarga 43 por medio de un
reborde anular 47. La boquilla de descarga 43 comprende una entrada
45 en un extremo superior que se comunica con las aberturas 56 de
los pasos 57 y una salida 44 en el extremo inferior a través de la
que se descarga la bebida preparada en una taza u otro recipiente.
La boquilla de descarga 43 comprende una zona troncocónica 48 en un
extremo superior y una zona cilíndrica 58 en un extremo inferior.
La zona cilíndrica 58 puede tener un ligero embudo de forma que se
estreche hacia la salida 44. La zona troncocónica 48 ayuda a
canalizar la bebida desde los pasos 57 hacia abajo a la salida 44
sin inducir turbulencias en la bebida. Se proporciona una superficie
superior de la zona troncocónica 48 con cuatro nervaduras de
soporte 49 igualmente espaciadas alrededor de la circunferencia de
la embocadura cilíndrica 40. Las nervaduras de soporte 49 definen
los canales 50 entre ellas. Los bordes superiores de las ranuras de
soporte 49 están nivelados entre sí y perpendiculares al eje
principal X.
El elemento interior 3 puede hacerse como una
pieza integral única de polipropileno o un material similar como se
ha descrito anteriormente y mediante moldeado por inyección de la
misma forma que el elemento exterior 2.
Como alternativa, el elemento interior 3 y/o el
elemento exterior 2 pueden hacerse de un polímero biodegradable.
Los ejemplos de materiales adecuados incluyen polietileno degradable
(por ejemplo, SPITEK suministrado por Symphony Environmental,
Borehamwood, Reino Unido), amida de poliéster biodegradable (por
ejemplo, BAK 1095 suministrado por Symphony Environmental),
poliácido láctico (PLA suministrado por Cargil, Minnesota, EEUU),
polímeros basados en almidón, derivados de celulosa y
polipéptidos.
El laminado 5 se hace con dos capas, una primera
capa de aluminio y una segunda capa de polipropileno fundido. La
capa de aluminio tiene un espesor de entre 0,02 y 0,07 mm. La capa
de polipropileno fundido tiene un espesor de entre 0,025 y 0,065
mm. En una realización la capa de aluminio tiene 0,06 mm y la capa
de polipropileno tiene 0,025 mm de espesor. Esta lámina es
particularmente ventajosa dado que tiene una alta resistencia a la
ondulación durante el montaje. En consecuencia la lámina 5 puede
recortarse al tamaño y forma correcta y transferirse a continuación
a la estación de montaje sobre la línea de producción sin sufrir
distorsión. Consecuentemente, la lámina 5 se adecua particularmente
bien para la soldadura. Pueden usarse otros materiales laminados
incluyendo laminados de PET/aluminio/PP, PE/EVOH/PP,
PET/metalizado/PP y aluminio/PP. Pueden usarse provisiones
laminadas en rollo en lugar de provisiones cortadas en troquel.
El cartucho 1 puede cerrarse mediante una tapa
rígida o semi-rígida en lugar de una lámina
flexible.
El montaje del cartucho 1 involucra las
siguientes etapas:
- a)
- el elemento interior 3 se inserta en el elemento exterior 2;
- b)
- el filtro 4 se corta a la forma y se coloca sobre el elemento interior 3 de forma que se inserte sobre la embocadura cilíndrica 40 y llegue a descansar contra la estructura anular 41;
- c)
- el elemento interior 3, el elemento exterior 2 y el filtro 4 se unen mediante soldadura ultrasónica;
- d)
- el cartucho 1 se rellena con uno o más ingredientes de bebida;
- e)
- el laminado 5 se fija al elemento exterior.
Estas etapas se comentarán con mayor detalle a
continuación.
El elemento exterior 2 se orienta con la parte
inferior abierta 12 dirigida hacia arriba. El elemento interior 3
se inserta entonces en el elemento exterior 2 introduciéndose el
cerco exterior 51 como un accesorio suelto en la extensión axial 14
en la parte superior 11 del cartucho 1. La extensión cilíndrica 18
del elemento exterior 12 se introduce a su vez en la zona superior
de la embocadura cilíndrica 40 del elemento interior 3. La tercera
zona 21 de la extensión cilíndrica 18 se asienta dentro de la
embocadura cilíndrica 40 con la cara inferior cerrada 31 de la
extensión cilíndrica 18 descansando contra las ranuras de soporte 49
del elemento interior 3. El filtro 4 se coloca entonces sobre el
elemento interior 3 de forma que el material de filtro hace contacto
con el cerco anular 51. Se usa entonces un proceso de soldadura
ultrasónica para unir el filtro 4 al elemento interior 3 y a la
vez, y en la misma etapa del proceso, el elemento interior 3 al
elemento exterior 2. El elemento interior 3 y el filtro 4 se
sueldan alrededor del cerco exterior 51. El elemento interior 3 y el
elemento exterior 2 se unen por medio de las líneas de soldadura
alrededor del cerco exterior 51 y también a los bordes superiores
de las nervaduras 54.
Como se muestra más claramente en la Figura 11,
el elemento exterior 2 y el elemento interior 3 cuando se unen
juntos definen un espacio vacío 130 en el interior 120 por debajo
del reborde anular 41 y en el exterior de la embocadura cilíndrica
40 que forma una cámara de filtrado. La cámara de filtrado 130 y los
pasos 57 por encima de la estructura anular 41 se separan mediante
el papel de filtrado 4.
La cámara de filtrado 130 contiene los uno o más
ingredientes de la bebida 200. Los uno más ingredientes de la
bebida se empaquetan dentro de la cámara de filtrado 130. Para una
bebida de estilo filtrada los ingredientes son típicamente café
tostado y molido u hojas de té. La densidad de empaquetado de los
ingredientes de la bebida en la cámara de filtrado 130 puede
variarse como se desee. Típicamente, para un producto de café
filtrado la cámara de filtrado contiene entre 5,0 y 10,2 gramos de
café tostado y molido en un lecho de filtrado con un espesor de
típicamente 5 a 14 mm. Opcionalmente, el interior 120 puede contener
uno o más cuerpos, tales como esferas, que se mueven libremente
dentro del interior 120 para ayudar a la mezcla mediante la
inducción de turbulencia y rompiendo los depósitos de los
ingredientes de la bebida durante la descarga de la bebida.
Se fija entonces el laminado 5 al elemento
exterior 2 mediante la formación de una soldadura 126 alrededor de
la periferia del laminado 5 para unir el laminado 5 a la superficie
inferior del reborde 35 que se extiende hacia el exterior. La
soldadura 126 se extiende para sellar el laminado 5 contra el borde
inferior de la pared cilíndrica 27 de la cámara de entrada 26.
Adicionalmente, se forma una soldadura 125 entre el laminado 5 y el
borde inferior del tubo exterior 42 de la embocadura cilíndrica 40.
El laminado 5 forma la pared inferior de la cámara de filtrado 130
y también sella la cámara de entrada 26 y la embocadura cilíndrica
40. Sin embargo, existe una pequeña holgura 123 previa al
suministro entre el laminado 5 y el borde inferior de la boquilla
de descarga 43. Pueden usarse una variedad de métodos de soldadura,
tales como soldadura por calor y ultrasónica, dependiendo de las
características del material del laminado 5.
Ventajosamente, el elemento interior 3 se
extiende entre el elemento exterior 2 y el laminado 5. El elemento
interior 3 se hace de un material de rigidez relativa, tal como
polipropileno. Como tal el elemento interior 3 forma un elemento de
soporte de carga que actúa para mantener el laminado 5 y el elemento
exterior 2 separados y espaciados cuando el cartucho 1 se comprime.
Se prefiere que el cartucho 1 se someta a una carga de compresión
de entre 130 y 280 N durante el uso. La fuerza de compresión actúa
para impedir que el cartucho falle bajo la presurización interna y
también sirve para presionar el elemento interior 3 y el elemento
exterior 2 juntos. Esto asegura que las dimensiones internas de los
conductos de paso y las aberturas en el cartucho 1 son fijas y no
pueden cambiar durante la presurización del cartucho 1.
Para usar el cartucho 1 se inserta primero en
una máquina de preparación de bebidas (que se describirá con mayor
detalle a continuación) y la entrada 121 y la salida 122 se abren
mediante elementos de perforación de la máquina de preparación de
bebidas que perforan y doblan hacia atrás el laminado 5. Un medio
acuoso, típicamente agua, bajo presión entra en el cartucho 1 a
través de la entrada 121 en la cámara de entrada 26 a una presión
de entre 0,1-2,0 bar, aunque pueden usarse presiones
más altas con los cartuchos de la presente invención. Desde ahí el
agua se dirige para que circule a través de las ranuras 30 rodeando
el colector 16 y dentro de la cámara de filtrado 130 del cartucho 1
a través del conjunto de ranuras 17. El agua se fuerza radialmente
hacia el interior a través de la cámara de filtrado 130 y se mezcla
con los ingredientes de la bebida 200 contenidos en él. El agua es
a la vez forzada hacia arriba a través de los ingredientes de la
bebida. La bebida hecha mediante el paso del agua a través de los
ingredientes de la bebida pasa a través del filtro 4 y de las
aberturas de filtrado 55 en los pasos 57 que se disponen por encima
de la estructura anular 41. El sellado del filtro 4 sobre las
varillas 53 y la soldadura del cerco 51 con el elemento exterior 2
asegura que no hay cortocircuitos y que toda la bebida ha de pasar
a través del filtro 4.
La bebida circula entonces hacia abajo a lo
largo de los pasos radiales 57 formados entre las nervaduras 54
través de las aberturas 56 y dentro de la embocadura cilíndrica 40.
La bebida pasa a lo largo de los canales 50 entre las nervaduras de
soporte 47 y hacia abajo de la boquilla de descarga 43 a la salida
44 donde la bebida se descarga dentro de un recipiente tal como una
taza.
Preferiblemente, la máquina de preparación de
bebidas comprende una instalación de purga de aire, en la que se
fuerza al aire comprimido a través del cartucho 1 al final del ciclo
de funcionamiento para soplar los restos de bebida dentro del
recipiente.
Se muestra una segunda versión del cartucho 1 en
las Figuras 12 a 18. La segunda versión del cartucho 1 se diseña
particularmente para el uso en productos suministrados de estilo
exprés tales como café tostado y molido donde se desea producir una
bebida que tenga una espuma de diminutas burbujas conocida como
crema. Muchas de las características de la segunda versión del
cartucho 1 son las mismas que en la primera versión y se han usado
números similares para referirse a las características similares. En
la siguiente descripción se comentarán las diferencias entre la
primera y la segunda versión. Las características comunes que
funcionan de la misma manera no se comentarán en detalle.
El elemento exterior 2 es de la misma
construcción que en la primera versión del cartucho 1 como se
muestra en las Figuras 1 a 6.
La estructura anular 41 del elemento interior 3
es la misma que en la primera versión. También, se dispone un
filtro 4 sobre la estructura anular 41 de forma que cubra las
aberturas de filtrado 55. El tubo exterior 42 de la embocadura
cilíndrica 40 es también como el anterior. Sin embargo, hay un
número de diferencias en la construcción del elemento interior 2 de
la segunda versión comparado con la primera versión. Como se muestra
en la Figura 16, la boquilla de descarga 43 está provista con una
división 65 que se extiende parte del camino hasta la boquilla de
descarga 43 desde la salida 44. La partición 65 ayuda a impedir que
la bebida se pulverice y/o salpique cuando sale de la boquilla de
descarga 43. El perfil de la boquilla de descarga 43 es también
diferente y comprende un perfil escalonado con una doblez distintiva
66 cerca del extremo superior del tubo 43.
Se proporciona un cerco 67 sobresaliente del
reborde anular 47 que une el tubo exterior 42 a la boquilla de
descarga 43. El cerco 67 rodea la entrada 45 a la boquilla de
descarga 43 y define un canal anular 69 entre el cerco 67 y la zona
superior del tubo exterior 42. El cerco 67 se proporciona con un
hombro dirigido al interior 68. En un punto alrededor de la
circunferencia del cerco 67 se proporciona una apertura 70 en forma
de una ranura que se extiende desde un borde superior del cerco 67 a
un punto ligeramente por debajo del nivel del hombro 68 como se ve
más claramente en las Figuras 12 y 13. La ranura tiene un ancho de
0,64 mm.
Se proporciona una entrada de aire 71 del
reborde anular 47 alineada circunferencialmente con la apertura 70
como se muestra en las Figuras 16 y 17. La entrada de aire 71
comprende una abertura que pasa a través del reborde 47 de forma
que provee una comunicación entre un punto por encima del reborde 47
y el espacio vacío por debajo del reborde 47 entre el tubo exterior
42 y la boquilla de descarga 43. Preferiblemente, como se muestra,
la entrada de aire 71 comprende una zona troncocónica superior 73 y
una zona cilíndrica inferior 72. La entrada de aire 71 se forma
típicamente mediante una herramienta de moldeado tal como un
vástago. El perfil ahusado de la entrada de aire 71 permite que sea
más fácilmente extraída del componente de moldeo la herramienta de
moldeado. A la pared del tubo exterior 42 en la proximidad de la
entrada de aire 71 se le da forma para producir una caída 75 que
conduce desde la entrada de aire 71 a la entrada 45 de la boquilla
de descarga 43. Como se muestra en la Figura 17, se forma un hombro
inclinado 74 entre la entrada 71 y la caída 75 para asegurar que el
chorro de bebida enviado desde la ranura 70 no choca inmediatamente
con la superficie superior del reborde 47 en la inmediata
proximidad de la entrada de aire 71.
El procedimiento de montaje para la segunda
versión del cartucho 1 es similar al montaje de la primera versión.
Sin embargo, hay ciertas diferencias. Como se muestra en la Figura
18, la tercera zona 21 de la extensión cilíndrica 18 se asienta
dentro del cerco de soporte 67 más que contra las nervaduras de
soporte. El hombro 32 de la extensión cilíndrica 18 entre la
segunda zona 20 y la tercera zona 21 se apoya contra el borde
superior del cerco de soporte 67 en el elemento interior 3. Se
forma así una zona de interfaz 124 entre el elemento interior 3 y
el elemento exterior 2 que comprende una cara de sellado entre la
extensión cilíndrica 18 y el cerco de soporte 67 que se extiende
alrededor de casi toda la circunferencia completa del cartucho 1. El
sellado entre la extensión cilíndrica 18 del cerco de soporte 67 no
es estanco al fluido no obstante dado que la ranura 70 en el cerco
de soporte 67 se extiende a través del cerco de soporte 67 y hacia
abajo a un punto ligeramente por debajo del hombro 68. En
consecuencia el ajuste de la interfaz entre la extensión cilíndrica
18 y el cerco de soporte 67 transforma la ranura 70 en una abertura
128, como se muestra más claramente en la Figura 18, que provee
comunicación para gas y líquido entre el canal anular 69 y la
boquilla de descarga 43. La abertura es típicamente de 0,64 mm de
ancho por 0,69 mm de largo.
El funcionamiento de la segunda versión del
cartucho 1 para preparar una bebida es similar al funcionamiento de
la primera versión pero con ciertas diferencias. La bebida en los
pasos radiales 57 fluye hacia abajo a lo largo de los pasos 57
formados entre las nervaduras 54 y a través de las aberturas 56 y
dentro del canal anular 69 de la embocadura cilíndrica 40. Desde el
canal anular 69 la bebida se fuerza bajo presión a través de la
abertura 128 por la contrapresión de la bebida que se recoge en la
cámara de filtrado 130 y pasos 57. La bebida se fuerza así a través
de la abertura 128 como un chorro y dentro de la cámara de expansión
formada por el extremo superior de la boquilla 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 la boquilla
de descarga 43 la presión del chorro de bebida cae. Como resultado
se arrastra aire en la corriente de la bebida en la forma de una
multitud de pequeñas burbujas de aire cuando el aire se dirige hacia
arriba a través de la entrada de aire 71. El chorro de bebida
enviado desde la abertura 128 se canaliza hacia abajo a la salida 44
donde la bebida se descarga en un recipiente tal como una taza
donde las burbujas de aire forman la crema deseada. Así, la
abertura 128 y la entrada de aire 71 juntas forman un eyector que
actúa para arrastrar aire en la bebida. El flujo de bebida dentro
del eyector debe mantenerse tan suave como sea posible para reducir
las pérdidas de presión. Ventajosamente, las paredes del eyector
deberían hacerse cóncavas para reducir las pérdidas debidas a la
fricción del "efecto pared". La tolerancia dimensional de la
abertura 128 es pequeña. Preferiblemente el tamaño de la abertura
se fija más o menos en 0,02 mm^{2}. Pueden proporcionarse pelos,
fibrillas u otras irregularidades superficiales dentro o en la
salida del eyector para aumentar el área de la sección de corte
efectiva lo que se ha hallado que aumenta el grado de arrastre de
aire.
Se muestra una tercera versión del cartucho 1 en
la Figuras 19 a 29. La tercera versión del cartucho 1 se diseña
particularmente para el uso en el suministro de productos solubles
que pueden estar en forma de polvo, de líquido, jarabe, gel o
similares. El producto soluble se disuelve mediante, o forma una
suspensión en, un medio acuoso tal como agua cuando se pasa el
medio acuoso, en el uso, a través del cartucho 1. Ejemplos de
bebidas incluyen el chocolate, café, leche, té, sopa u otros
productos que se pueden rehidratar o son solubles en agua. Muchas
de las características de la tercera versión del cartucho 1 son las
mismas que en las versiones previas y los números similares se han
usado para referirse a características similares. En la siguiente
descripción se comentarán las diferencias entre la tercera y las
versiones previas. Las características comunes que funcionan de la
misma manera no se comentarán en
detalle.
detalle.
Comparado con el elemento exterior 2 de las
versiones previas, el hueco en la extensión cilíndrica dirigida
hacia el interior 18 del elemento 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 zona 19 está típicamente entre
16 y 18 mm comparados con los 13,2 mm del elemento exterior 2 de
las versiones previas. Además, la primera zona 19 está provista con
una superficie exterior convexa 19a, o protuberancia, como se
muestra más claramente en la Figura 20, cuya función se describirá
a continuación. El diámetro de la tercera zona 21 de los cartuchos 1
es sin embargo la misma dando como resultado que el área del hombro
32 sea mayor en ésta, la tercera versión del cartucho 1.
Típicamente el volumen del cartucho 1 cuando está montado es de 32,5
ml \pm20%.
El número y colocación de la ranuras en el
extremo inferior de la pared anular 13 es también diferente. Se
proporcionan entre 3 y 5 ranuras. En la realización como se muestra
en la Figura 23, se proporcionan cuatro ranuras 36 igualmente
espaciadas alrededor de la circunferencia del colector 16. La
ranuras 36 son ligeramente más anchas que las de versiones previas
del cartucho 1 teniendo entre 0,35 y 0,45 mm, preferiblemente 0,4
mm de ancho.
En otros aspectos los elementos exteriores 2 de
los cartuchos 1 son los mismos.
La construcción de la embocadura cilíndrica 40
del elemento interior 3 es la misma que en la primera versión del
cartucho 1 estando provistas con un tubo exterior 42, una boquilla
de descarga 45, un reborde anular 47 y unas nervaduras de soporte
49. La única diferencia es que la boquilla de descarga tiene una
forma con una zona superior troncocónica 92 y una zona inferior
cilíndrica 93.
En contraste con las versiones anteriores como
se muestra en las Figuras 24 a 28, la estructura anular 41 se
sustituye por una zona en falda 80 que rodea la embocadura
cilíndrica 40 y se junta con ella por medio de ocho puntales
radiales 87 que se unen con la embocadura cilíndrica 40 en o cerca
del reborde anular 47. Una extensión cilíndrica 81 de la zona de
falda 80 se extiende hacia arriba desde los puntales 87 para definir
la cámara 90 con una cara superior abierta. Un cerco superior 91 de
la extensión cilíndrica 81 tiene un perfil girado al interior como
se muestra en la Figura 26. Una pared anular 82 de la zona de falda
80 se extiende hacia abajo desde los puntales 87 para definir un
canal anular 86 entre la zona de falda 80 y el tubo exterior 42.
La pared anular 82 comprende en un extremo
inferior un reborde exterior 83 que se dispone perpendicular al eje
principal X. Un cerco 84 se descuelga hacia abajo desde la
superficie inferior del borde 83 y contiene cinco aberturas 85 que
están igualmente espaciadas circunferencialmente alrededor del cerco
84. Así, el cerco 84 está provisto con un perfil inferior
almenado.
Se proporcionan aberturas 89 entre los puntales
87 lo que permite la comunicación entre la cámara 90 y el canal
anular 86.
El procedimiento de montaje para la tercera
versión del cartucho 1 es similar al montaje de la primera versión
pero con ciertas diferencias. El elemento exterior 2 y el elemento
interior 3 se ajustan con presión juntos como se muestra en la
Figura 29 y son retenidos por medio de una disposición de ajuste
rápido en lugar de soldarse juntos. Al juntar los dos elementos la
extensión cilíndrica dirigida hacia abajo 18 se introduce dentro de
la extensión cilíndrica superior 81 de la zona de falda 80. El
elemento interior 3 se retiene en el elemento exterior 3 por
enclavamiento por fricción de la superficie exterior convexa 19a de
la primera zona 19 de la extensión cilíndrica 18 con el cerco
girado al interior 91 de la extensión cilíndrica superior 81. Con
el elemento interior 3 situado en el elemento exterior 2 se define
una cámara de mezcla 134 situada al exterior de la zona de falda
80. La cámara de mezcla 134 contiene los ingredientes de la bebida
200 antes del suministro. Debe observarse que las cuatro entradas
36 y las cinco aberturas 85 se alternan circunferencialmente entre
sí. La localización radial de las dos partes con relación a la otra
no necesita determinarse o fijarse durante el montaje dado que el
uso de cuatro entradas 16 y cinco aberturas 85 asegura que tiene
lugar una desalineación entre las entradas y las aberturas
cualquiera que sea la situación rotacional relativa de los
componentes.
componentes.
Los uno o más ingredientes de la bebida se
empaquetan en la cámara de mezcla 134 del cartucho. La densidad de
empaquetado de los ingredientes de la bebida en la cámara de mezcla
134 puede variarse como se desee.
El laminado 5 se fija entonces al elemento
exterior 2 y al elemento interior 3 de la misma forma que la
descrita anteriormente en las versiones previas.
En el uso, el agua entra en la cámara de mezcla
134 a través de las cuatro ranuras 36 de la misma forma que en las
versiones previas del cartucho. El agua se fuerza radialmente hacia
el interior a través de la cámara de mezcla y se mezcla con los
ingredientes de la bebida contenidos en él. El producto se disuelve
o mezcla en el agua y forma la bebida en la cámara de mezcla 134 y
entonces se conduce a través de las aberturas 85 en el canal anular
86 mediante la contrapresión de la bebida y el agua en la cámara de
mezcla 134. El alternado circunferencial de las cuatro ranuras de
entradas 36 y las cinco aberturas 85 asegura que los chorros de agua
no pueden pasar radialmente directamente desde la ranuras de
entradas 36 a las aberturas 85 sin circular primero dentro de la
cámara de mezcla 134. De esta forma el grado y consistencia de la
disolución o mezcla del producto se aumentan significativamente. La
bebida se fuerza hacia arriba en el canal anular 86, a través de las
aberturas 89 entre los puntales 87 y dentro de la cámara 90. La
bebida pasa desde la cámara 90 a través de las entradas 45 entre
las nervaduras de soporte 49 dentro de la boquilla de descarga 43 y
hacia la salida 44 donde la bebida se descarga en un recipiente tal
como una taza. El cartucho encuentra aplicaciones particulares con
ingredientes de bebida en la forma de líquidos viscosos o gel. En
una aplicación se contiene un ingrediente chocolate líquido en el
cartucho 1 con una viscosidad de entre 1700 y 3900 mPa a temperatura
ambiente y entre 5000 y 10000 mPa a 0ºC y unos sólidos de
refracción de 67 Brix \pm3. En otra aplicación se contiene café
líquido en el cartucho 1 con una viscosidad de entre 70 y 2000 mPa
en el ambiente y entre 80 y 5000 mPa a 0ºC donde el café tiene un
nivel de sólidos de entre el 40 y el 70%. El ingrediente de café
líquido puede contener entre 0,1 y 2,0% en peso de bicarbonato
sódico, preferiblemente entre 0,5 y 1,0% en peso. El bicarbonato
sódico actúa para mantener el nivel de pH del café por debajo de
4,8 permitiendo una caducidad a los cartuchos rellenos de café de
hasta 12 meses.
Se muestra en las Figuras 30 a 34 una cuarta
versión del cartucho 1. La cuarta versión del cartucho 1 se diseña
particularmente para el uso en el suministro de productos líquidos
tales como leche líquida concentrada. Muchas de las características
de la cuarta versión del cartucho 1 son las mismas que las versiones
previas y se han usado números similares para referirse a
características similares. En la siguiente descripción se comentan
las diferencias entre la cuarta y las versiones previas. Las
características comunes que funcionan de la misma manera no se
comentarán en detalle.
El elemento exterior 2 es el mismo que en la
tercera versión del cartucho 1 y se muestra en las Figuras 19 a
23.
La embocadura cilíndrica 40 del elemento
interior 3 es similar a la que se muestra en la segunda versión del
cartucho 1 pero con ciertas diferencias. Como se muestra en la
Figura 30 la boquilla de descarga 43 se conforma con una sección
superior troncocónica 106 y una sección inferior cilíndrica 107. Se
proporcionan tres nervios axiales 105 sobre la superficie interior
de la boquilla de descarga 43 para dirigir la bebida preparada abajo
hacia la salida 44 e impedir la rotación de la bebida descargada
dentro de la espita. En consecuencia, los nervios 105 actúan como
deflectores. Como en la segunda versión del cartucho 1, se
proporciona una entrada de aire 71 a través del borde anular 47.
Sin embargo, la caída 75 por debajo de la entrada de aire 71 es más
alargada en la segunda versión.
Se proporciona una zona en falda 80 similar a la
que se muestra en la tercera versión del cartucho 1 descrita
anteriormente. Se proporcionan entre 5 y 12 aberturas en el cerco
84. Típicamente se proporcionan diez aberturas en lugar de las
cinco provistas en la tercera versión del cartucho 1.
Se proporciona un cuenco anular 100 que se
extiende desde y es integral con el reborde 83 de la zona en falda
80. El cuenco anular 100 comprende un cuerpo acampanado 101 con una
boca superior abierta 104 que se dirige hacia arriba. Se sitúan
cuatro aberturas de alimentación 103 mostradas en las Figuras 30 y
31 en el cuerpo 101 en o cerca del extremo inferior del cuenco 100
donde se une con la zona en falda 80. Preferiblemente, las
aperturas de alimentación están igualmente espaciadas alrededor de
la circunferencia del cuenco 100.
El laminado 5 es del tipo descrito anteriormente
en las realizaciones previas.
El procedimiento de montaje para la cuarta
versión del cartucho 1 es el mismo que para la tercera versión.
El funcionamiento de la cuarta versión del
cartucho es similar al de la tercera versión. El agua entra en el
cartucho 1 y en la cámara de mezcla 134 de la misma forma que
anteriormente. Allí se mezcla con y diluye el producto líquido que
se fuerza entonces a salir por debajo del cuenco 100 y a través de
las aberturas 85 hacia la salida 44 como se ha descrito
anteriormente. La proporción de producto líquido inicialmente
contenida dentro del cuenco anular 100 como se muestra en la Figura
34 no está sujeta a la dilución inmediata por el agua que entra en
la cámara de mezcla 134. En su lugar, 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 forzado hacia arriba y
dentro del cuenco anular 100 a través de la boca superior 104. En
consecuencia, el producto líquido en el cuenco anular 100 se
mantendrá relativamente concentrado durante las etapas iniciales del
ciclo de funcionamiento comparado con el producto en la parte
inferior de la cámara de mezcla 134. El producto líquido en el
cuenco anular 100 gotea a través de las aberturas de alimentación
103 por gravedad dentro del caudal de producto que sale de la
cámara de mezcla 134 a través de las aberturas 85 y por debajo del
cuenco 100. El cuenco anular 100 actúa para compensar la
concentración del producto líquido diluido que entra en la
embocadura cilíndrica 40 manteniendo una proporción del producto
líquido concentrado y liberándolo en el trayecto de salida del
flujo líquido regularmente a través del ciclo de funcionamiento como
se ilustra en la Figura 46a donde se muestra la concentración de la
leche medida como porcentaje del total de sólidos presentes durante
un ciclo de funcionamiento de aproximadamente 15 segundos. La línea
a ilustra el perfil de concentración con el cuenco 100 mientras que
la línea b ilustra un cartucho sin el cuenco 100. Como puede verse
el perfil de concentración con el cuenco 100 es más regular durante
el ciclo de funcionamiento y no hay una gran caída inmediata en la
concentración como tiene lugar sin el cuenco 100. La concentración
inicial de leche es típicamente del 30-35% SS y al
final del ciclo de 10% SS. Esto da como resultado una relación de
dilución de alrededor de 3 a 1, aunque son posibles relaciones de
dilución de entre 1 a 1 y 6 a 1 con la presente invención. Para
otros ingredientes de bebida líquida las concentraciones pueden
variar. Por ejemplo para el chocolate líquido la concentración
inicial es de aproximadamente el 67% SS y al final del ciclo del
12-15% SS. Esto da como resultado una relación de
dilución (relación de medio acuoso a ingrediente de bebida en la
bebida preparada) de alrededor de 5 a 1, aunque son posibles
relaciones de dilución de entre 2 a 1 y 10 a 1 con la presente
invención. Para café líquido la concentración inicial es de entre
el 40-67% y la concentración al final del suministro
de 1-2% SS. Esto da como resultado una relación de
dilución de entre 20 a 1 y 70 a 1, aunque son posibles relaciones
de dilución de entre 10 a 1 y 100 a 1 con la presente invención.
Desde el canal anular 86 la bebida se fuerza
bajo presión a través de la abertura 128 por la contrapresión de la
bebida que se recoge en la cámara de filtrado 134 y en la cámara 90.
La bebida se fuerza así a través de la abertura 128 como un chorro
y dentro de una cámara de expansión formada en el extremo superior
de la boquilla 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 entra en la boquilla de descarga 43 la presión del
chorro de bebida cae. Como resultado se arrastra aire dentro del
caudal de bebida en la forma de una multitud de pequeñas burbujas de
aire cuando el aire se dirige hacia arriba a través de la entrada
de aire 71. El chorro de bebida que se obtiene de la apertura 128
se canaliza hacia abajo a la salida 44 donde se descarga la bebida
dentro de un recipiente tal como una taza en donde las burbujas de
aire forman la deseada apariencia espumosa.
Ventajosamente, el elemento interior 3, el
elemento exterior 2, el laminado 5 y el filtro 4 pueden todos ellos
ser fácilmente esterilizados debido a que los componentes son
separables y no comprenden individualmente conductos de paso
tortuoso o grietas estrechas. Por el contrario, es sólo tras la
conjunción de los componentes, después de la esterilización, cuando
se forman los necesarios conductos de paso. Esto es particularmente
importante en donde el ingrediente de bebida es un producto lácteo
tal como concentrado de leche líquida.
La cuarta realización del cartucho de bebida es
particularmente ventajosa para el suministro de productos líquidos
lácteos concentrados tal como leche líquida. Previamente, se han
provisto productos de leche en polvo en la forma de bolsitas para
añadir a una bebida preparada previamente. Sin embargo, para una
bebida de estilo capuchino es necesario espumar la leche. Esto se
ha conseguido anteriormente mediante el paso de vapor a través del
producto de leche líquida. Sin embargo esto necesita una provisión
de suministro de vapor que aumenta el costo y la complejidad de la
máquina usada para preparar la bebida. El uso de vapor también
aumenta el riesgo de daños durante el funcionamiento del cartucho.
En consecuencia la presente invención provee un cartucho de bebida
que tiene un producto líquido lácteo concentrado en él. Se ha
hallado que mediante la concentración del producto de leche se
puede producir una mayor cantidad de espuma para un volumen
particular de leche cuando se compara con leche fresca o UHT. Esto
reduce el tamaño requerido para el cartucho de leche. La leche
fresca semidesnatada contiene aproximadamente el 1,6% de grasa y el
10% de sólidos totales. Las preparaciones de leche líquida
concentrada de la presente invención contienen entre el 0,1 y el 12%
de grasa y del 25 al 40% de sólidos totales. En un ejemplo típico,
la preparación contiene el 4% de grasa y el 30% de sólidos totales.
Las preparaciones de leche concentrada son adecuadas para el
espumado usando una máquina de preparación de baja presión como se
describirá a continuación. En particular, el espumado de la leche se
obtiene a presiones por debajo de 2 bar, preferiblemente a
aproximadamente 1,5 bar usando el cartucho de la cuarta realización
descrito anteriormente.
El espumado de la leche concentrada es
particularmente ventajoso para bebidas tales como capuchinos y
batidos. Preferiblemente el paso de la leche a través de la
abertura 128 y sobre la entrada de aire 71 y el uso opcional del
cuenco 100 permite unos niveles de espumado mayores del 40%
preferiblemente mayores que el 70% para leche. Para chocolate
líquido son posibles niveles de espumado mayores de 70%. Para café
líquido son posibles niveles de espumado mayores del 70%. El nivel
de espumabilidad se mide como una relación del volumen de espuma
producida al volumen de ingrediente de bebida líquida suministrado.
Por ejemplo, cuando se suministran 138,3 ml de bebida, de los que
58,3 ml son espuma, la espumabilidad se mide como
[58,3/(138,3-58,3)]*100 = 72,9%. La espumabilidad
de la leche (y otros ingredientes líquidos) se mejora mediante la
provisión del cuenco 100 como puede verse en la Figura 46b. La
espumabilidad de la leche suministrada con el cuenco 100 presente
(línea a) es mayor que la de la leche suministrada sin el cuenco
presente (línea b). Esto es porque la espumabilidad de la leche se
correlaciona positivamente con la concentración de la leche como se
muestra en la Figura 46a el cuenco 100 mantiene un mayor
concentración de la leche durante una mayor parte del ciclo de
funcionamiento. Es conocido también que la espumabilidad de la
leche se correlaciona positivamente con la temperatura del medio
acuoso como se muestra en la Figura 46c. Así el cuenco 100 es
ventajoso dado que más parte de la leche permanece en el cartucho
hasta cerca del final del ciclo de funcionamiento cuando el medio
acuoso está más caliente. Esto mejora de nuevo la
espumabilidad.
El cartucho de la cuarta realización es
ventajoso también para el suministro de productos de café
líquido.
Se ha hallado también que las realizaciones de
los cartuchos de bebida de la presente invención proveen
ventajosamente una consistencia mejorada de la bebida preparada
cuando se compara con cartuchos de técnicas anteriores. Se hace
referencia en la Tabla 1 a continuación que muestra los resultados
del rendimiento de la preparación para veinte muestras cada una de
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
técnicas anteriores como se describe en el documento del solicitante
WO01/58786. El índice de refracción de la bebida preparada se mide
en unidades Brix y se convierte a porcentaje de sólidos solubles (%
SS) usando tablas estándar y fórmulas. En los ejemplos a
continuación:
% SS = 0,7774 * (valor Brix) + 0,0569.
% Rendimiento = (% SS * Vol. preparado (g))/
(100 * Peso de café (g))
\newpage
Realizando un análisis estadístico prueba T
sobre los datos anteriores se obtienen los siguientes
resultados:
\vskip1.000000\baselineskip
El análisis muestra que la consistencia del %
rendimiento, lo que es igual a la intensidad de la preparación,
para los cartuchos de la presente invención es significativamente
mejor (con un nivel de confianza del 95%) que para los cartuchos de
técnicas anteriores, con una desviación típica del 0,88% comparada
con el 2,24%. Esto significa que las bebidas preparadas con los
cartuchos de la presente invención tienen una intensidad más
repetible y uniforme. Esto es preferido por los consumidores que
desean que sus bebidas tengan el mismo gusto vez tras vez y que no
desean cambios arbitrarios en la intensidad de la preparación.
Los materiales de los cartuchos descritos
anteriormente pueden proporcionarse con una capa de barrera para
mejorar su resistencia al oxígeno y/o humedad y/u otros accesos
contaminantes. La capa de barrera puede mejorar también la
resistencia a fugas de los ingredientes de la bebida desde dentro de
los cartuchos y/o reducir el grado de infiltración de extraíbles en
los materiales del cartucho que podrían afectar de modo adverso a
los ingredientes de la bebida. La capa de barrera puede ser de un
material seleccionado del grupo de PET, poliamida, EVOH, PVDC o un
material metalizado. La capa de barrera puede aplicarse mediante un
número de mecanismos incluyendo pero no limitándose a la deposición
por vapor, deposición por vacío, capa de plasma, coextrusión,
marcado en moldeo y moldeo en bi/multi etapas.
Una máquina de preparación de bebidas 201 de
acuerdo con la presente invención para el uso con los cartuchos de
bebida descritos anteriormente se muestra en las Figuras 35 a 45. La
máquina de preparación de bebidas 201 comprende generalmente una
carcasa 210 que contiene un tanque de agua 220, un calentador de
agua 225, una bomba de agua 230, un compresor de aire 235, un
procesador de control, una interfaz de usuario 240 y una cabeza de
cartucho 250. La cabeza de cartucho 250 a su vez comprende
generalmente un contenedor de cartucho 251 para mantener, durante
el uso, el cartucho de bebida 1, medios de reconocimiento del
cartucho 252 y perforadores de entrada y salida 253, 254 para la
formación, durante el uso, de la entrada 121 y de la salida 122 en
el cartucho de bebida 1.
La carcasa 210 contiene y mantiene en posición
los otros componentes de la máquina 201. La carcasa 210
preferiblemente se realiza totalmente o en parte de un material
plástico robusto tal como ABS. Como alternativa, la carcasa 210
puede realizarse en todo o en parte de materiales metálicos tal como
acero inoxidable o aluminio. La carcasa 210 comprende
preferiblemente un diseño en dos mitades que tiene una mitad frontal
211 y una mitad posterior 212 que permiten el acceso durante el
montaje para la colocación de los componentes de la máquina 201 y
que pueden ser unidos posteriormente juntos para definir un
interior 213 de la carcasa 210. La mitad posterior 212 provee un
rebaje 214 para la fijación del tanque de agua 210. La carcasa 210
se hace con medios, tales como fiadores, rebajes, salientes y
partes roscadas, para retener los componentes de la máquina 201 en
su posición sin la necesidad de un chasis separado. Esto reduce el
coste y el peso total de la máquina 201. Se proporciona
preferiblemente una base 215 de la carcasa 210 con pies para
mantener de pie la máquina sobre los mismos en una forma estable.
Como alternativa, la base 215 en sí misma puede tener un contorno
que forme un soporte estable.
La mitad frontal 211 de la carcasa 210 comprende
una estación de suministro 270 donde tiene lugar el suministro de
la bebida. La estación de suministro 270 comprende una base del
recipiente que tiene un agujero inferior que forma una bandeja de
goteo 272. Se proporciona una superficie superior 273 de la base del
recipiente con una rejilla 274 sobre la que se posiciona el
recipiente. La bandeja de goteo 272 es extraíble de la carcasa 210
para vaciarla fácilmente del agua recogida. Se forma un rebaje 275
en la mitad frontal de la carcasa 210 por encima de la base del
recipiente 271 para acomodarse a las dimensiones del recipiente.
La cabeza de cartucho 250 se sitúa hacia la
parte superior de la carcasa 210 por encima de la base del
recipiente como se muestra en las Figuras 35 y 36. Preferiblemente,
la altura de la rejilla 274 con relación a la cabeza del cartucho
250 puede ajustarse para acomodarse a diferentes tamaños del
recipiente. Se prefiere que el recipiente esté tan cerca de la
cabeza del cartucho 250 como sea posible, en tanto que aún se
permita que el recipiente sea insertado y retirado de la estación
de suministro 270, de forma que se minimice la altura que la bebida
preparada ha de caer antes de contactar con el recipiente. Esto
actúa para minimizar el rociado y las salpicaduras de la bebida y
minimiza la pérdida de burbujas de aire arrastradas cuando están
presentes. Preferiblemente pueden insertarse recipientes de altura
entre 70 mm y 110 mm entre la rejilla 274 y la cabeza de cartucho
250.
La interfaz de usuario de la máquina 240 se
sitúa en el frontal de la carcasa 210 que comprende un botón de
arranque/parada 241, y un conjunto de indicadores de estado
243-246.
Los indicadores de estado
243-246 incluyen preferiblemente un diodo emisor de
luz (LED) 243 para indicar la preparación de la máquina 201, un LED
244 para indicar si ha tenido lugar un error en el funcionamiento de
la máquina 201, y uno o más LED 245-256 para
indicar si la máquina 201 está funcionando en modo manual o
automático. Los LED 243-246 puede controlarse para
iluminarse con una intensidad constante, para parpadear
intermitentemente, o ambos dependiendo del estado de la máquina
201. Los LED 243-246 pueden tener una variedad de
colores incluyendo verde, rojo y amarillo.
El botón de arranque/parada 241 controla el
comienzo del ciclo de funcionamiento y es un botón, conmutador o
similar accionado manualmente.
Puede proveerse un control de ajuste del volumen
para permitir que un usuario de la máquina 201 ajuste manualmente
el volumen de bebida entregada sin alterar las otras características
funcionales. Preferiblemente el control de ajuste de volumen
permite un ajuste en el volumen de más o menos el 20%. El control de
ajuste de volumen puede ser un botón giratorio, un deslizante
lineal, una lectura digital con botones de aumento y disminución, o
similares. Más típicamente, el volumen se controla por un usuario
actuando sobre el botón de arranque/parada 241.
Puede proveerse un interruptor manual de
potencia (no mostrado) sobre la máquina 201. Como alternativa, la
alimentación de potencia puede controlarse simplemente mediante la
inserción o extracción del enchufe de alimentación de la base de
enchufe general de alimentación eléctrica.
El tanque de agua 220 se localiza en la parte
posterior de la carcasa 210 y se conecta a la mitad posterior 212
de la carcasa 210. El tanque de agua 220 comprende un cuerpo
generalmente cilíndrico 221 que puede ser circular recto o un
embudo como se desee por razones estéticas. El tanque comprende una
entrada para el rellenado del tanque con agua que se cierra durante
el uso mediante una tapa manualmente extraíble 222. Se proporciona
una salida hacia la parte inferior del tanque que comunica con la
bomba de agua 230. El tanque de agua 220 puede realizarse de un
material transparente o translúcido para permitir que el consumidor
vea la cantidad de agua que queda en el tanque. Como alternativa,
el tanque de agua 220 puede realizarse de un material opaco pero
que tenga provista una ventana de visualización en él. Además, o en
lugar de lo anterior, el tanque de agua 220 puede estar provisto
con un sensor de bajo nivel que impide la operación de la bomba de
agua 220 y opcionalmente dispara un indicador de advertencia, tal
como un LED, cuando el nivel de agua en el tanque desciende a un
nivel preseleccionado. El tanque de agua 220 preferiblemente tiene
una capacidad interna de aproximadamente 1,5 litros.
La bomba de agua 230 se conecta funcionalmente
entre el tanque de agua 220 y el calentador de agua 225 como se
muestra esquemáticamente en la Figura 43 y se controla mediante el
procesador de control. La bomba provee un caudal máximo de 900
ml/min de agua a una presión máxima de 2,5 bar. Preferiblemente,
durante el uso normal, la presión se limitará a 2 bar. El caudal de
agua a través de la máquina 201 puede controlarse mediante el
procesador de control para que sea un porcentaje del caudal máximo
de la bomba por recorte de los ciclos en la alimentación eléctrica
a la bomba. Preferiblemente puede hacerse funcionar la bomba en
cualquiera entre el 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% o
100% del caudal máximo establecido. La precisión del volumen de
agua bombeado esta preferiblemente en + o - 5% produciendo una
precisión de + o - 5% en el volumen final de bebida preparada. Una
bomba adecuada es la bomba Evolution EP8 producida por Ulka S.r.l.
(Pavia, Italia). Se proporciona preferiblemente un sensor de caudal
volumétrico (no mostrado) en la línea de caudal tanto aguas arriba
como aguas abajo de la bomba de agua 230. Preferiblemente el sensor
de caudal volumétrico es un sensor rotativo.
El calentador de agua 225 se sitúa en el
interior de la carcasa 210. El calentador 225 tiene una potencia de
1550 W y puede calentar el agua recibida desde la bomba de agua 230
desde una temperatura de comienzo de aproximadamente 20ºC a una
temperatura de funcionamiento de alrededor de 85ºC en menos de 1
minuto. Preferiblemente el tiempo de permanencia entre el final de
un ciclo de funcionamiento y que el calentador 225 sea capaz de
comenzar un ciclo de funcionamiento posterior es menor de 10
segundos. El calentador mantiene la temperatura seleccionada dentro
de + o - 2ºC durante el ciclo de funcionamiento. Cómo se comenta a
continuación, el agua para el ciclo de funcionamiento puede
entregarse a la cabeza de cartucho 250 a 83ºC o a 93ºC. El
calentador 225 puede ajustar rápidamente la temperatura de entrega
tanto a 83ºC como a 93ºC desde la temperatura de agua nominal de
85ºC. El calentador 225 comprende un corte por sobre calentamiento
que corta el calentador si la temperatura supera los 98ºC. La
salida de agua del calentador 225 se alimenta a la cabeza de
cartucho 250 y al cartucho 1 por medio de una válvula de tres vías.
Si la presión del flujo de agua es aceptable el agua se pasa al
cartucho 1. Si la presión está por debajo o por encima de límites
predeterminados entonces el agua se deriva por medio de la válvula
de tres vías al recipiente de recogida de la bandeja de goteo
270.
El compresor del aire 235 se conecta
funcionalmente a la cabeza de cartucho 250 por medio de una válvula
de una vía y se controla mediante el procesador de control. El
compresor de aire 235 provee un máximo caudal de aire de 500 ml/min
a un 1,0 bar. Durante el uso un volumen de trabajo de 35 ml se
presuriza a 2,0 bar. Preferiblemente, el compresor del aire 235
puede generar dos caudales: un caudal rápido (o máximo) y un caudal
lento.
El procesador de control de la máquina de
preparación de bebidas 201 comprende un módulo de procesamiento y
una memoria. El procesador de control se conecta funcionalmente a, y
controla el funcionamiento de, el calentador de agua 225, la bomba
de agua 230, el compresor del aire 235 y la interfaz de usuario
240.
La memoria del procesador de control incluye una
o más variables para uno o más parámetros funcionales de la máquina
de preparación de bebidas 201. En la realización ilustrada los
parámetros operativos son la temperatura del agua que pasa a través
del cartucho de bebida 1 durante la etapa de funcionamiento, la
velocidad de carga del cartucho de bebida 1, la presencia o no de
una etapa de remojo, el volumen total suministrado de la bebida, el
caudal de agua durante la etapa de descarga y el caudal y el periodo
de la etapa de purga.
Las variables para los parámetros funcionales se
almacenan en la memoria. El cartucho 1 comprende un código provisto
sobre o en el cartucho 1 que representa los parámetros funcionales
requeridos para el suministro óptimo de la bebida en ese cartucho
1. El código está en formato binario y comprende un conjunto de bits
de datos correspondiente a las variables almacenadas en la memoria
del procesador de control. La Tabla 3 ilustra cómo pueden usarse 13
bits de datos para representar las variables necesarias para los
parámetros funcionales descritos anteriormente.
\vskip1.000000\baselineskip
El código sobre o en el cartucho 1 comprenderá
normalmente uno o más bits de datos extra para comprobación de
error. En un ejemplo se proporciona un código de 16 bits. Por
ejemplo, usando las variables listadas en la Tabla 3, un cartucho
que lleve el código "1000100011110" tendría los siguientes
parámetros funcionales:
- 10
- Temperatura de agua de 83ºC
- 00
- Carga rápida con remojo
- 1000
- Volumen de bebida preparada de 150 ml
- 111
- Caudal igual al 100%
- 10
- Flujo de aire de purga rápido/periodo corto.
Así, a diferencia de máquinas de preparación de
bebidas previas, la memoria del procesador de control no almacena
las instrucciones funcionales para los cartuchos de bebidas
basándose en el tipo de cartucho, es decir instrucciones para un
cartucho de café, instrucciones para un cartucho de chocolate,
instrucciones para un cartucho de té, etc., en su lugar la memoria
del procesador de control almacena las variables para el ajuste de
los parámetros funcionales individuales del ciclo de
funcionamiento. Esto tiene un número de ventajas. En primer lugar,
puede ejercitarse un mayor grado de control del ciclo de
suministro. Por ejemplo, pueden usarse parámetros funcionales
ligeramente diferentes para diferentes grados de mezcla de café en
lugar de usar los mismos parámetros para todos los tipos de café.
Las soluciones de codificación anteriores que confiaban en el
almacenamiento de las instrucciones por tipo de cartucho en lugar
de por parámetros individuales son inadecuadas para tales sutiles
diferencias en los ciclos de funcionamiento para tipos de bebida
similares debido a que consumen rápidamente el espacio de
almacenamiento disponible en los medios de codificación y el
procesador de control. En segundo lugar, el método de codificación
de la presente invención permite que se usen nuevos tipos de
cartuchos de bebida en máquinas de preparación de bebidas
existentes previamente incluso donde los parámetros funcionales
para el ciclo de funcionamiento para el nuevo cartucho de bebida 1
se decide solamente después de la venta de la máquina de
preparación de bebidas 201. Esto se debe a que el procesador de
control de la máquina de preparación de bebidas 201 no necesita
reconocer que la bebida es de un tipo nuevo. En su lugar los
parámetros funcionales del ciclo de funcionamiento se ajustan sin
referencia directa al tipo de bebida. De ahí que el método de
codificación de la presente invención provea una excelente
compatibilidad hacia atrás de las máquinas de preparación de
bebidas para los nuevos tipos de bebida. En contraste, con las
máquinas anteriores, el fabricante estaba restringido a suministrar
un nuevo tipo de bebida usando uno de los ciclos de suministro
preexistentes tal como se determina por las máquinas en el
mercado.
La cabeza de cartucho 250 se muestra en las
Figuras 39 a 42. El contenedor de cartucho 251 de la cabeza de
cartucho 250 comprende una parte inferior fija 255, una parte
superior giratoria 256 y un montaje de cartucho pivotante 257
colocado entre la parte inferior fija 255 y la parte superior
giratoria 256. La parte superior 256, la parte inferior 255 y el
montante del cartucho 257 se giran alrededor de un eje de bisagra
común 258. Las Figuras 39 a 42 muestran el contenedor de cartucho
251 con algunos componentes de la máquina 201 omitidos por
claridad.
La parte superior giratoria 256 y el montante
del cartucho pivotante 257 se mueven con relación a la parte
inferior fija 255 por medio de un mecanismo de bloqueo 280. El
mecanismo de bloqueo 280 comprende una palanca de bloqueo que tiene
un primer y un segundo elementos o partes 281 y 282. La primera
parte 281 de la palanca de bloqueo comprende un brazo en forma de U
que se monta de modo que pueda pivotar en la parte superior 256 en
dos primeros puntos de pivotado 283, uno a cada lado del contenedor
de cartucho 251.
La segunda parte de la palanca de bloqueo
comprende dos brazos excéntricos 282, uno sobre cada lado del
contenedor de cartucho 251 montándose cada uno de modo que pueda
pivotar en la parte superior 256 y un segundo punto de pivotado 285
situado en el eje de bisagra 258 que acopla la parte superior 256 a
la parte inferior fija 255. Cada brazo excéntrico 282 es un
elemento correspondiente que comprende un cilindro 282a, una espiga
282b y un manguito elástico 282c. El cilindro 282a tienen un
taladro interior y se monta de modo que pueda girar en un extremo
del eje de bisagra 258. Un primer extremo del vástago 282b se
inserta de modo deslizante en el taladro del cilindro 282a. El
extremo opuesto del vástago 282b se monta de modo que pueda girar en
el brazo en forma de U 281 en un tercer punto de pivotado 286. Los
terceros puntos de pivotado 286 no se conectan a, y se pueden mover
libremente con relación a, la parte superior 256 y la parte inferior
255. El manguito flexible 282c se monta externamente sobre el
vástago 282b y se extiende, durante el uso, entre las superficies
sobresalientes sobre el cilindro 282a y el vástago 282b. El
manguito flexible 282c aloja el acortamiento del brazo excéntrico
282 pero desplaza el brazo excéntrico 282 en una configuración
extendida. El movimiento de los terceros puntos de pivotado 286
hacia y separándose del eje de bisagra 258 es posible mediante el
movimiento relativo de los vástagos 282b en los cilindros 282a. Los
manguitos flexibles 282c se hacen preferiblemente de silicona.
El brazo con forma de U 281 se extiende
alrededor del frontal del contenedor de cartuchos 251 y comprende
dos elementos de gancho pendientes hacia abajo 287, uno a cada lado
del contenedor de cartuchos 251, comprendiendo cada uno una
superficie de leva 288 de cara al eje de bisagra 258. La parte
inferior fija 255 del contenedor de cartucho 251 se proporciona con
dos refuerzos 259, o retenes, localizados uno a cada lado de la
parte inferior 255 en o cerca de un reborde frontal 260 del mismo
alineado generalmente con los elementos de gancho 287.
Como se muestra en la Figura 39, el brazo con
forma de U 281 puede hacerse de una pieza de moldeado plástico que
comprende una manecilla de agarre ergonómica y los elementos de
gancho 287 integrales con el brazo.
El montante de cartucho 257 se monta de modo que
pueda girar entre las partes superior e inferior 255, 256 del
contenedor de cartuchos 251. El montante 257 se proporciona con una
hendidura sustancialmente circular 290 que recibe durante el uso el
cartucho de bebida 1. La hendidura 290 incluye una irregularidad 291
para acomodar la zona de la manecilla 24 del cartucho de bebida 1
que actúa también para impedir la rotación del cartucho de bebida 1
en el contenedor de cartuchos 251. El montante de cartuchos 257 se
acciona por muelle con relación a la parte fija inferior 255 de
forma que en la posición abierta, como se muestra en la Figura 41,
el montante de cartuchos 257 se desplaza fuera del contacto con la
parte inferior fija 255 de forma que el montante de cartuchos 257
se mueve fuera de contacto con los elementos de perforación 254, 253
de la salida y la entrada. El montante de cartuchos 257 se
proporciona con una abertura 292 para recibir a través de ella los
perforadores 253, 254 de entrada y salida y una cabeza 300 del medio
de reconocimiento del cartucho 252 cuando el montante de cartucho
257 se mueve a su posición cerrada.
La parte superior 255 comprende un cuerpo
generalmente circular 310 que aloja una ventana de visualización
circular 312 a través de la cual el consumidor puede ver el cartucho
de bebida 1 durante un ciclo de funcionamiento y también confirmar
visualmente si un cartucho 1 está cargado en la máquina 201. La
ventana de visualización 312 tiene forma de taza teniendo un cerco
dirigido hacia abajo 311 que encaja y agarra el reborde 35 del
cartucho de bebida 1 contra la parte inferior 256 cuando el
contenedor de cartuchos 251 se cierra. A la vez la ventana 312 hace
contacto con la parte de arriba cerrada 11 del cartucho 1. Un muelle
ondulado (no mostrado) se coloca entre la ventana de visualización
312 y el cuerpo circular 310 para permitir que la ventana de
visualización 312 se mueva axialmente con relación al cuerpo
circular 310 en un pequeño grado. La presión ejercida por el cerco
311 sobre el reborde 35 y por la ventana 312 sobre la parte de
arriba cerrada 11 asegura un sellado estanco para fluidos entre el
cartucho 1 y el contenedor de cartuchos 251.
La parte inferior 255 comprende los perforadores
253, 254 de entrada y salida y la cabeza 300 de los medios de
reconocimiento de cartuchos 252. El perforador de entrada 253
comprende un tubo similar a una aguja taladrada 260 que tiene un
extremo afilado 261 para perforar la lámina 5 del cartucho de bebida
1 durante el uso. El perforador de entrada 253 está en comunicación
fluida con un conducto de agua 262 como se muestra en la Figura 42
que pasa a través de la parte inferior 255 y se conecta a un
conducto de salida 263 del calentador de agua 225. El perforador de
salida 254 es similar en tipo al perforador de salida descrito en
las solicitudes de Patente Europea EP 0 389 141 y EP 0 334 572 y
comprende un cilindro rematado abierto 264 de sección de corte
circular o con forma de D que tiene dimensiones mayores que la
boquilla de descarga 43. Una zona en arco 265 del extremo superior
del perforador de salida 254 tiene dientes de sierra para perforar y
eventualmente cortar la lámina del cartucho de bebida 1. El resto
del extremo superior se corta hacia atrás longitudinalmente en el
cilindro al menos hasta la base de los dientes 266 de la zona con
dientes de sierra para doblar o tirar del corte de laminado 5 fuera
de la abertura de salida antes de que se suministre la bebida a
través de él. El cortador de salida 254 perfora el laminado 5
externamente a la boquilla de descarga 43 y cuando el montante del
cartucho 257 está en la posición cerrada, descansa en el anillo
entre la boquilla de descarga 43 y la pared exterior 42 del la
embocadura de descarga 40. El perforador de salida 254 dobla hacia
atrás la lámina cortada 105 dentro del anillo. Por ello tanto el
perforador de salida 254 como la lámina cortada 105 se mantienen
fuera del camino de la bebida descargada.
El perforador de salida 254 está rodeado por un
saliente 254a que se eleva con relación a sus alrededores en 0,5
mm.
Ventajosamente, el perforador de salida 254 se
puede extraer de la parte inferior 255 para ser limpiado
completamente, por ejemplo, en un lavavajillas. El perforador de
salida extraíble 254 se inserta en una hendidura 267 en la parte
inferior 255 donde se asienta. El perforador de entrada 253 y/o el
perforador de salida 254 pueden hacerse de un metal, tal como acero
inoxidable, o de un material plástico. Ventajosamente, el uso de
elementos de corte de plástico se facilita por el uso de un
laminado 5 que puede ser pinchado y cortado por un material no
metálico. Consecuentemente, los cortadores 253, 254 pueden hacerse
menos afilados lo que disminuye el riesgo de daños apara el
consumidor. Además, los elementos de perforación plásticos no son
proclives a oxidarse. Preferiblemente, el perforador de entrada 253
y el perforador de salida 254 se hacen en una unidad única,
integral que se extrae de la parte inferior 255.
Durante el uso, la parte superior 256 del
contenedor de cartuchos 251 se mueve desde una posición abierta en
la que se orienta verticalmente o hacia la vertical como se muestra
en la Figura 36, a una posición cerrada en la que se orienta
sustancialmente de modo horizontal y enclavado con la parte inferior
fija 255 y el montante de cartuchos 257. La parte superior 256 se
mueve desde la posición abierta a la cerrada mediante la orientación
de la palanca de bloqueo. Para cerrar la parte superior 256 un
usuario sostiene la palanca de bloqueo por el brazo con forma de U
281 y empuja hacia abajo. En consecuencia, la parte superior 256
rota lo que primero lleva al cerco 311 de la ventana de
visualización 312 en contacto con el reborde 35 del cartucho de
bebida 1 en el montante de cartuchos 257 y la ventana 312 en sí en
contacto con la parte superior cerrada 11 del cartucho 1. El giro
continuado de la parte superior 256 gira la parte superior 256 del
montante de cartuchos 257 hacia abajo en contacto con la parte
inferior 255. Una rotación adicional del brazo con forma de U 281
hace que el brazo con forma de U 281 gire con relación a la parte
superior 256 y la parte inferior 255 dando como resultado que los
elementos de gancho 287 de la parte superior 256 enganchan con los
salientes 259 de la parte inferior 255 con la superficie la leva
288 trasladándose sobre los salientes 259. Durante esta última
etapa de rotación el cartucho 1 se comprime entre el montante de
cartuchos 257 y la ventana de visualización 312. Como resultado, la
ventana de visualización 312 se mueve axialmente con relación al
cuerpo circular 310 de la parte superior 257 contra el
desplazamiento del muelle ondulado. Este movimiento permite
considerar las tolerancias en el cartucho de bebida 1 y la máquina
de preparación de bebidas y asegura que la cantidad de fuerza de
compresión aplicada al cartucho se mantiene dentro de un rango
aceptable. La fuerza de bloqueo del mecanismo dado que se modera
por la acción del muelle ondulado asegura una presión de bloqueo
sobre el cartucho de entre 130 y 280 N. Preferiblemente la fuerza
es aproximadamente 200 N. Una fuerza menor de aproximadamente 130 N
no proporciona un sellado adecuado, en tanto que la fuerza mayor de
aproximadamente 280 N conduce a un fallo en el plástico de los
componentes del cartucho 1. Durante el cierre de la cabeza de
cartucho el laminado 5 del cartucho 1 se tensiona cuando se lleva a
estar en contacto con el saliente 254a que rodea al perforador
exterior 254 lo que produce que el laminado 5 se flexione hacia
fuera del plano cuando el extremo alejado del centro del tubo
exterior 42 de la embocadura cilíndrica se mueve hacia arriba 0,5 mm
con relación al reborde 35. Este movimiento asegura también que la
gran mayoría de la fuerza de compresión aplicada al cartucho actúa
a través de la zona central del cartucho 1 a través del elemento
interior 3 de soporte de carga. En la posición cerrada el cartucho
1 se bloquea así alrededor del reborde 35 por medio del cerco 311 de
la ventana de visualización 312 y se bloquea firmemente entre la
parte superior cerrada 11 del cartucho y el tubo exterior 42 del
elemento interior 3 mediante el contacto con la ventana de
visualización 312 y el saliente 254a. Estas fuerzas de bloqueo
ayudan a impedir el fallo del cartucho 1 durante la presurización y
también aseguran que el elemento interior 3 y el elemento exterior
2 se asientan relativamente entre sí totalmente y por ello que todos
los conductos de paso internos y las aberturas permanecen en sus
dimensiones indicadas incluso durante la presurización interna.
Puede trazarse una línea de referencia
imaginaria entre los puntos de pivotado primero y segundo 283, 285
del contenedor de cartuchos 251. Como se puede ver en la Figura 41,
en la posición abierta los terceros puntos de pivotado 286 se
sitúan en el lado de la línea de referencia más cercana a la parte
inferior fija 255. Cuando la parte superior 256 alcanza la posición
de cerrada, los terceros puntos de pivotado 286 de la palanca de
bloqueo pasan a través de la línea de referencia que une los puntos
de pivotado primero y segundo 283, 285 en el lado opuesto de la
línea, más alejados de la parte inferior fija 255. En consecuencia,
el brazo en forma de U 281 "salta a través" desde una primera
posición estable a una segunda posición estable. Tiene cabida la
acción de salto a través mediante el acortamiento de los brazos
excéntricos 282 y la compresión en consecuencia de los manguitos
flexibles 282c. Una vez que los terceros puntos de pivotado 286 han
pasado la línea de referencia imaginaria entonces la recuperación
de los manguitos flexibles 282c actúa para continuar el movimiento
de los terceros puntos de pivotado 286 separándose de la línea de
referencia imaginaria. La palanca de bloqueo tiene así una
operación biestable en la que la palanca es estable en las
posiciones abierta o cerrada pero inestable en el punto en el que
los terceros puntos de pivotado 286 caen sobre la línea de
referencia imaginaria juntándose a los puntos de pivotado primero y
segundo 283, 285. Así, la acción de salto a través de la palanca de
bloqueo provee un mecanismo de cierre positivo que conduce a una
acción de cierre segura en la que en las fases finales del giro de
la palanca de bloqueo, la acción de salto a través del brazo con
forma de U 281 y de los segundos plazos 284 fuerza a los elementos
de gancho 287 firmemente al encaje con los salientes 259. Además,
los manguitos flexibles 282c proveen una resistencia para reabrir la
parte superior 256 dado que se requiere una fuerza mínima para
comprimir los manguitos 282c suficientemente para mover los terceros
puntos de pivotado 286 de vuelta a la línea con la línea de
referencia que une los puntos de pivotado primero y segundo 283,
285. Ventajosamente, el enclavado de los elementos de gancho 287 y
los salientes 259 impide la separación de las partes superior e
inferior de forma distinta a la rotación de la palanca de bloqueo.
Esto es útil para impedir la apertura de la cabeza de cartucho 250
durante el funcionamiento cuando la cabeza de cartucho 250 se
somete a presurización interna.
La finalidad de los medios de reconocimiento de
cartuchos 252 es permitir que la máquina 201 reconozca el tipo de
cartucho de bebida 1 que se ha insertado y ajustar uno o más
parámetros funcionales en consecuencia. En una realización típica
los medios de reconocimiento de cartuchos 252 comprenden un lector
de código de barras que lee un código de barras impreso 320
provisto sobre el laminado 5 del cartucho de bebida 1 como se
muestra en la Figura 45. El código de barras 320 se hace con un
conjunto de barras de un color de contraste. Preferiblemente las
barras son negras sobre una base blanca para maximizar el contraste.
El código de barras 320 no se requiere que esté conforme con una
norma publicada sino que puede usarse un formato estándar para
códigos de barras, tales como EAN-13,
UPC-A, o Intercalado 2 de 5. El lector de códigos de
barras óptico comprende uno o más LED 321 para iluminar el código
de barras 320, una lente de enfoque 322 para recoger una imagen del
código de barras, un dispositivo de acoplamiento de cargas (CCD) 323
para producir una señal eléctrica representativa de la imagen
adquirida y circuitos de soporte para los LED y el CCD. El espacio
en la parte inferior para colocar el lector de código de barras
está limitado. Puede usarse un espejo o espejos 324 para reflejar
la luz de los LED 321 hacia una lente de enfoque que no esté situada
en la parte inferior 255. Se muestran disposiciones esquemáticas en
las Figuras 44a y 44b. La parte inferior 255 comprende una abertura
326 que es del mismo tamaño que el código de barras 320 sobre el
cartucho de bebida 1. Durante el uso las señales eléctricas
producidas se codifican por el programa de procesamiento de señales
y los resultados se dirigen al procesador de control. El programa
puede reconocer si la lectura del código de barras contenía
errores. El código de barras 320 puede ser vuelto a explorar un
número de veces antes de que se presente un mensaje de error al
consumidor. Si la máquina 201 es incapaz de leer el código de barras
el consumidor puede usar el cartucho de bebida 1 para preparar una
bebida usando un modo de funcionamiento manual.
La cabeza de cartucho 250 incluye también un
sensor de cartuchos para detectar si está presente un cartucho en el
contenedor de cartuchos 251.
La cabeza de cartucho 250 incluye también un
sensor de bloqueo que detecta si el contenedor de cartuchos está
adecuadamente cerrado. Preferiblemente el sensor de bloqueo
comprende un micro-interruptor que se acciona
cuando el contenedor de cartuchos 251 está cerrado y bloqueado.
Preferiblemente el sensor de cartucho y el sensor de bloqueo se
conectan en serie de forma que la salida de ambos sensores debe ser
satisfactoria, es decir el cartucho presente y el mecanismo
bloqueado, antes de que pueda comenzar el ciclo de
funcionamiento.
El funcionamiento de la máquina 201 comprende la
inserción de un cartucho de bebida 1 dentro de la cabeza de cartucho
250, llevando a cabo un ciclo de funcionamiento en el que la bebida
se suministra y se retira el cartucho 1 de la máquina.
El comportamiento funcional de la máquina 201 se
determina mediante el programa insertado en el procesador de
control. El funcionamiento de la máquina puede describirse en
términos de "Estados", en los que la máquina 201 estará
normalmente en un Estado particular hasta que tenga lugar un evento
que cambie el Estado, una etapa denominada una transición de
Estado.
La Tabla 4 muestra una tabla de Transiciones de
Estado que ilustra los Estados y las Transiciones de Estado para una
realización de la máquina de preparación de bebidas 201.
\vskip1.000000\baselineskip
El siguiente ejemplo ilustra un ciclo de
funcionamiento para ejemplificar el uso de las Transiciones de
Estado mediante el procesador de control.
Se supone que la máquina 201 está inicialmente
apagada y sin cartucho 1 insertado en la cabeza de cartucho 250.
Cuando la máquina 201 se enciende el procesador de control está en
el Estado 1. El calentador de agua 225 esta encendido. Una vez la
temperatura alcanza 85ºC el procesador de control transita al Estado
2. Si en cualquier momento durante el Estado 1 o el 2 se cierra el
contenedor de cartuchos 251 el sensor de bloqueo se activará para
enviar una señal al procesador de control que indica que el
contenedor de cartuchos 251 está adecuadamente cerrado. El
procesador de control interrogará entonces al sensor de cartucho
enviando una instrucción "leerpos". El sensor de cartucho
devolverá una señal al procesador de control que indica si está en
su lugar un cartucho en el contenedor de cartuchos 251. Si no hay
cartucho presente el procesador de control transita al Estado 3 en
el que permanece en un Estado de preparado hasta que el contenedor
de cartuchos 251 es reabierto en cuyo punto el procesador de
control transita hacia atrás al Estado 2. Si está presente un
cartucho en el Estado 2 entonces el procesador de control transita
al Estado 4 y el funcionamiento se inicia automáticamente. Durante
los Estados 4 a 9 la temperatura de agua se controla en segundo
plano para que permanezca dentro del rango de tolerancia requerido
de la temperatura deseada tal como se ajusta por los parámetros
funcionales ajustados por el código de barras sobre el cartucho de
bebida 1. Una vez completada la fase de descarga del suministro se
inicia una purga de aire en el Estado 8. Una vez que se completa la
purga de aire el ciclo de funcionamiento se completa y la máquina
entra en un modo de espera en el Estado 10. Si, durante el
funcionamiento, tiene lugar un error entonces el procesador
transita al Estado 11. Si se detecta un bajo nivel de agua entonces
el procesador transita al Estado 12.
Para insertar el cartucho 1 el contenedor de
cartuchos 251 se abre como se ha descrito anteriormente para
exponer el montante de cartuchos 257. El cartucho 1 se coloca
entonces sobre el montante de cartuchos 257 y se introduce dentro
de la hendidura 290 de forma que la manecilla 24 del cartucho se
sitúa en la irregularidad 291. El código de barras óptico o
magnético 320 del cartucho 1 se orienta directamente por encima de
la abertura 326 en el montante de cartuchos 257. El contenedor de
cartuchos 251 se cierra entonces mediante el accionamiento de la
palanca de bloqueo como se ha descrito anteriormente. Durante el
cierre los perforadores de entrada y salida 253, 254 perforan el
laminado 5 del cartucho 1 para formar la entrada 121 y la salida 122
del cartucho. Como se ha descrito anteriormente el laminado 5
cortado mediante el perforador de salida 254 es doblado arriba
dentro del anillo que rodea la boquilla de descarga 43. Cuando está
cerrado el contenedor de cartuchos 251 agarra el cartucho 1
alrededor del cerco 35 entre el montante de cartuchos 257 y la parte
superior 256 y entre la ventana 311 y la parte superior 11 del
cartucho 1 para formar un sellado para fluidos de suficiente
integridad como para soportar las presiones desarrolladas durante
el ciclo de funcionamiento.
Para comenzar el ciclo de funcionamiento el
consumidor acciona el botón de arranque/parada 241.
El ciclo de funcionamiento comprende las etapas
de reconocimiento del cartucho y ciclo de descarga.
El reconocimiento del cartucho se realiza por
los medios de reconocimiento de cartuchos ópticos 252 como se ha
descrito anteriormente suponiendo que las salidas del sensor del
cartucho y del sensor de bloqueo son satisfactorias. Una vez que se
ha decodificado el código de barras 320 los parámetros funcionales
de la máquina 201 se ajustan mediante el procesador de control. El
ciclo de descarga se inicia entonces automáticamente.
El ciclo de descarga tiene 4 fases principales,
no se usan todas ellas para todos los tipos de bebidas:
- (i)
- Humedecimiento previo
- (ii)
- Pausa
- (iii)
- Preparación/Mezcla
- (iv)
- Purga
En la etapa de humedecimiento previo el cartucho
1 se carga con agua desde el tanque de almacenamiento 220 por medio
de la bomba de agua 230. La carga con agua hace que los ingredientes
de la bebida 200 en la cámara de filtrado 130 se humedezcan. La
carga puede tener lugar a un caudal "rápido" de 600 ml/min o un
caudal "lento" de 325 ml/min. La velocidad de carga lenta es
particularmente útil para cartuchos que contienen ingredientes de
bebida líquidos viscosos en donde los ingredientes requieren alguna
dilución antes de que puedan ser bombeados a un caudal mayor. El
volumen de agua inyectada en el cartucho 1 se selecciona para
asegurar que el agua o la bebida no gotean fuera de la salida del
cartucho 122 durante esta fase.
La fase de pausa permite que los ingredientes de
bebida 200 se empapen en el agua inyectada durante la fase de
humedecimiento previo durante un período de tiempo predeterminado.
Se conoce que tanto las fases de humedecimiento como de remojo
aumentan el rendimiento de las extracciones desde los ingredientes
de bebida 200 y para mejorar el aroma final de la bebida. El
humedecimiento previo y el remojo se usan particularmente en donde
los ingredientes de bebida son café tostado y molido.
En la fase de preparación/mezcla se pasa agua a
través del cartucho 1 para producir la bebida a partir de los
ingredientes de bebida 200. La temperatura del agua se determina
mediante el procesador de control que envía instrucciones al
calentador de agua 225 para calentar el agua que pasa desde el
tanque de agua 220 a la cabeza de cartucho 250. El agua entra en la
parte inferior 255 del contenedor de cartuchos 251 a través del
conducto 262 a través de la válvula de entrada y del perforador de
entrada 253 en la cámara de entrada 126 del cartucho de bebida 1.
La preparación y/o mezcla y suministro posterior de la bebida desde
el cartucho de bebida 1 es tal como se ha descrito anteriormente
con referencia a las versiones del cartucho de bebida 1.
La purga de aire comprende el soplado de aire
presurizado a través de la máquina de preparación de bebidas y del
cartucho de bebida 1 para asegurar que se suministra toda la bebida
y que el trayecto del flujo está limpio y listo para preparar otra
bebida. La purga de aire no comienza inmediatamente al cesar la fase
de preparación/mezcla para permitir que la mayoría del fluido deje
el trayecto del flujo. Esto impide un impulso inaceptable en la
presión interna al inicio de la purga de aire.
Durante el funcionamiento normal un usuario
detiene manualmente la máquina 201 mediante el accionamiento del
botón de arranque/parada 241.
Una vez que se ha completado el ciclo de
funcionamiento el consumidor retira el cartucho 1 mediante la
apertura del contenedor de cartuchos 251 y retirando manualmente y
desechando el cartucho. Como alternativa, la máquina 201 puede
estar provista con un mecanismo de eyección automática para retirar
el cartucho automáticamente tras la apertura del contenedor de
cartuchos 251.
Los tiempos de entrega para bebidas que usan la
máquina 201 y los cartuchos 1 está típicamente entre 10 y 120
segundos, preferiblemente 30 a 40 segundos para café tostado y
molido, entre 5 y 120 segundos, preferiblemente 10 a 20 segundos
para chocolate y entre 5 y 120 segundos, preferiblemente 10 a 20
segundos para leche.
La máquina 201 puede comprender también
ventajosamente una memoria en comunicación funcional con el
procesador de control que almacena información sobre el tipo de
bebida preparada por un usuario. El ciclo de funcionamiento de la
máquina 201 puede ajustarse entonces para el siguiente cartucho 1.
Esto es especialmente ventajoso cuando se usan secuencialmente dos
o más cartuchos de bebida 1 para formar una bebida. Por ejemplo,
puede suministrarse un cartucho de café seguido por un cartucho de
leche para formar una bebida capuchino. Como alternativa podría
usarse un cartucho de chocolate seguido por un cartucho de leche
para producir una bebida de chocolate caliente cremoso. Mediante el
uso de una memoria que almacena información sobre la primera bebida
preparada, entonces la manera de suministrar el segundo cartucho,
digamos un cartucho de leche, puede alterarse para alcanzar una
bebida óptima. En el ejemplo anterior la leche suministrada para
chocolate caliente puede, típicamente, estar menos diluida que la
leche añadida al café. Además, la leche suministrada para chocolate
puede suministrarse a un caudal menor para disminuir el grado de
espuma de la bebida. Son posibles muchas combinaciones de cartuchos
y parámetros de funcionamiento como será obvio para el especialista
en la técnica. Además, la memoria puede usarse para permitir a la
máquina 201 "predecir" el tipo de bebida que un usuario deseará
suministrar a continuación. Por ejemplo, si un usuario bebe
predominantemente una bebida de un tipo entonces la máquina puede
instruir al calentador de agua para que permanezca en la
temperatura óptima para ese tipo de bebida.
Claims (6)
1. Un sistema de preparación de bebidas a baja
presión que comprende una máquina de preparación de bebidas (201) y
un conjunto de cartuchos de bebidas (1), conteniendo cada cartucho
de bebida uno o más ingredientes de bebida (200), en el que la
máquina de preparación de bebidas comprende medios de procesamiento
y una memoria para almacenar información sobre los cartuchos de
bebida suministrados por la máquina de preparación de bebidas
caracterizado por que uno o más parámetros funcionales de la
máquina de preparación de bebidas durante el suministro de un
segundo cartucho de bebida puede ajustarse con referencia a la
información almacenada en la memoria sobre el tipo de un primer
cartucho de bebida.
2. Un sistema de preparación de bebidas a baja
presión de acuerdo con la reivindicación 1 en el que la memoria
almacena información sobre los ingredientes de bebida contenidos en
los cartuchos de bebida suministrados por la máquina de preparación
de bebidas.
3. Un sistema de preparación de bebidas a baja
presión de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en
el que la memoria almacena información sobre el orden de los
cartuchos de bebida suministrados por la máquina de preparación de
bebidas.
4. Un método de preparación de una bebida que
comprende las etapas de:
- a.
- la inserción de un primer cartucho de bebida (1) que contiene uno o más ingredientes (200) de la bebida en una máquina de preparación de bebidas (201);
- b.
- el funcionamiento de dicha máquina de preparación de bebidas para pasar un medio acuoso a través del primer cartucho de bebida a una presión de menos de 2 bar para preparar una primera parte de dicha bebida en un recipiente;
- c.
- la inserción de un segundo cartucho de bebida (1) que contiene uno o más ingredientes (200) de la bebida en la máquina de preparación de bebidas;
- d.
- el funcionamiento de la máquina de preparación de bebidas para pasar un medio acuoso a través del segundo cartucho de bebida a una presión de menos de 2 bar para preparar una segunda parte de dicha bebida en el recipiente; y
caracterizado por
- e.
- el almacenamiento en una memoria de dicha información de la máquina de preparación de bebidas sobre el tipo del primer cartucho de bebida en el que uno o más parámetros de funcionamiento de la máquina de preparación de bebidas durante el suministro del segundo cartucho de bebida se ajustan con referencia a la información almacenada en la memoria sobre el tipo del primer cartucho de bebida.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4
que comprende además el uso de cartuchos de bebida adicionales para
preparar tres o más partes de una bebida.
6. Un método de acuerdo con la reivindicación 4
o la reivindicación 5 en el que los uno o más parámetros funcionales
incluyen:
- I.
- la temperatura del medio acuoso que se pasa a través del cartucho de bebida;
- II.
- el caudal del medio acuoso;
- III.
- la presencia o ausencia de la fase de humedecimiento previo;
- IV.
- la presencia o ausencia de la fase de purga de aire;
- V.
- la presión del medio acuoso; y/o
- VI.
- el volumen total de medio acuoso suministrado.
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