ES2373012T3 - Método para la preparación de bebidas. - Google Patents

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Abstract

Un método de dispensar una bebida de un cartucho sellado insertable en máquina durante un ciclo de funcionamiento, en el que se sella el cartucho antes de su inserción en la máquina de preparación de bebidas y dicho cartucho contiene uno o más ingredientes de chocolate líquidos y está formado de materiales sustancialmente impermeables al aire y al agua, cuyo método comprende las operaciones de hacer pasar un medio acuoso a través del cartucho para formar una bebida por dilución de dichos uno o más ingredientes de chocolate, hacer pasar la bebida a través de unos medios para producir espuma de la bebida y dispensar la bebida en un receptáculo, en donde los uno o más ingredientes de chocolate líquidos se diluyen en una relación de entre 2 a 1 y 10 a 1 y en donde el nivel de formación de espuma es superior a 70%.

Description

Metodo para la preparaci6n de bebidas.
La presente invenci6n se refiere a un metodo para la preparaci6n de bebidas y, en particular, que usa cartuchos obturados que estan configurados a partir de materiales sustancialmente impermeables al aire y al agua y que 5 contienen uno o mas ingredientes para la preparaci6n de bebidas.
Anteriormente se ha propuesto obturar ingredientes de preparaci6n de bebidas en paquetes impermeables al aire individuales. Por ejemplo, se conocen cartuchos o capsulas que contienen cafe molido compacto para ser usados en ciertas maquinas de preparaci6n de cafe que son denominadas generalmente de "cafe expres". En la producci6n de cafe usando estas maquinas de preparaci6n el cartucho de cafe se coloca en una camara de formaci6n y se hace
10 pasar agua caliente a traves del cartucho a presiones relativamente altas, extrayendo de ese modo los componentes aromaticos del cafe molido para producir la bebida de cafe. Tfpicamente, tales maquinas funcionan a una presi6n superior a 6x105 Pa. Las maquinas de preparaci6n del tipo descrito han sido hasta ahora relativamente caras puesto que los componentes de la maquina, tales como las bombas de agua y obturaciones, deben ser capaces de resistir las altas presiones.
15 En el documento W001/58786 se describe un cartucho para la preparaci6n de bebidas que funciona a una presi6n generalmente en el margen de 0,7 a 2,0 x 105 Pa. No obstante, el cartucho esta disenado para ser usado en una maquina de preparaci6n de bebidas para el mercado comercial o industrial y es relativamente cara. Por consiguiente, subsiste la necesidad de un cartucho para la preparaci6n de bebidas en las que los cartuchos y la maquina de preparaci6n de la bebida sean adecuados, en particular, para el mercado domestico en terminos de
20 coste, caracterfsticas y fiabilidad.
Se sabe c6mo proporcionar cartuchos de ingredientes de bebida basados en la leche en forma de un polvo u otra forma deshidratada. No obstante, los consumidores indican insistentemente que el uso de tales productos basados en la leche en polvo afecta adversamente al gusto, color y textura de la bebida final. En adici6n, los productos de leche en polvo no pueden ser usados para producir una espuma basada en la leche, ligera, que parezca autentica, 25 como es deseado por los consumidores para las bebidas de estilo "cappuccino". Un cierto numero de maquinas de preparaci6n de bebidas proporcionan una varilla de vapor o similar para formar espuma a partir de una cierta cantidad de leche. No obstante, la adici6n de la varilla de vapor incrementa el coste de la maquina y requiere unos medios para generar vapor. El funcionamiento de la varilla de vapor debe ser manual y requiere experiencia para que tenga exito. En adici6n, puesto que se usa vapor existe un riesgo potencial para el consumidor de quemarse, ya
30 sea con el vapor o con los componentes calientes de la maquina. Ademas, el consumidor debe mantener un suministro de leche disponible independiente de la maquina.
El documento W0 01/58786 revela un cartucho para la preparaci6n de bebidas batidas a partir de ingredientes en polvo.
El documento W0 02/074661 revela un dispositivo de mezclado de bebidas.
35 El cartucho usado en el metodo de la presente invenci6n contiene uno o mas ingredientes de bebida adecuados para la formaci6n de un producto bebestible. El producto bebestible lfquido incluye chocolate y puede ser, por ejemplo, uno de entre cafe, te, chocolate o una bebida de base lactea, incluida la leche.
Se entendera que el termino "cartucho" como se usa en esta memoria significa cualquier paquete, recipiente, saquete o receptaculo que contenga uno o mas ingredientes de bebida en la manera descrita. El cartucho puede ser
40 rfgido, semirrfgido o flexible.
Ventajosamente, el ingrediente de bebida lfquido proporciona una bebida superior en cuanto a aspecto, sabor y gusto en comparaci6n con una bebida preparada a partir de un producto en polvo. La bebida lfquida es espumada por la maquina de preparaci6n de la bebida y puede producir una espuma estilo "cappuccino". El cartucho que contiene el ingrediente de la bebida lfquida puede ser usado en la misma maquina de preparaci6n de la bebida como
45 cartucho que contiene ingredientes de bebida s6lidos o solubles. No se requiere una varilla separada o suministro de vapor para obtener la formaci6n de espuma.
Consecuentemente, en un aspecto la presente invenci6n proporciona un metodo de dispensaci6n de una bebida de un cartucho sellado insertable en maquina segun se define en la reivindicaci6n 1. El cartucho es para ser usado en una maquina de preparaci6n de bebidas, conteniendo el cartucho uno o mas ingredientes de bebida y siendo
50 formada esta a partir de materiales sustancialmente impermeables al aire y el agua, en la que los uno o mas ingredientes de la bebida son un ingrediente de chocolate lfquido.
El cartucho puede comprender una entrada para la introducci6n de un medio acuoso en el cartucho y una salida para la descarga de una bebida producida a partir del ingrediente de chocolate lfquido.
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Preferiblemente, el ingrediente de chocolate lfquido es concentrado. El uso de lfquidos concentrados permite que sean dispensados mayores volumenes de bebida. El ingrediente de chocolate lfquido puede contener mas del 40% de s6lidos del total. El ingrediente de chocolate lfquido puede contener entre el 70 y el 95% de s6lidos totales.
El ingrediente de chocolate lfquido puede contener alrededor del 90% de s6lidos del total.
El ingrediente de chocolate lfquido puede estar en la forma de un gel.
El ingrediente de chocolate lfquido tiene una viscosidad comprendida entre 70 y 3900 mPas a la temperatura ambiente. La viscosidad puede estar comprendida entre 1700 y 3900 mPas a la temperatura ambiente.
Tfpicamente, el ingrediente de chocolate lfquido contiene s6lidos de cacao. El ingrediente de chocolate lfquido puede contener entre el 50 y el 60% de s6lidos de cacao totales. El ingrediente de chocolate lfquido puede contener entre el 60 y el 70% de s6lidos de cacao del total.
Este aspecto de la presente invenci6n incluye un metodo de dispensaci6n de una bebida a partir de un cartucho que contiene uno o mas ingredientes de chocolate lfquido durante un ciclo de funcionamiento, que comprende las operaciones de hacer pasar un medio acuoso a traves del cartucho para obtener una bebida por diluci6n de dichos uno o mas ingredientes de chocolate, y dispensar la bebida en un receptaculo, en el que los uno o mas ingredientes de chocolate lfquido se diluyen en una relaci6n comprendida entre 2 a 1 y 10 a 1.
El metodo comprende ademas la operaci6n de hacer pasar la bebida a traves de medios para producir la espuma de la bebida, en el que el nivel de espuma es mayor del 70%. El nivel de espuma se mide como la relaci6n del volumen de la espuma producida al volumen del ingrediente de bebida lfquida original. La formaci6n de espuma es particularmente ventajosa para dispensar bebidas tales como "cappuccinos" y batidos lacteos.
Se describe en esta memoria un cartucho para ser usado en una maquina de preparaci6n de bebidas, conteniendo el cartucho uno o mas ingredientes de bebida y estando formado este de materiales sustancialmente impermeables al aire y al agua, en donde los uno o mas ingredientes de la bebida son un ingrediente de leche lfquido.
El cartucho puede comprender una entrada para la introducci6n de un medio acuoso en el cartucho y una salida para la descarga de una bebida producida a partir del ingrediente de leche lfquido.
El ingrediente de leche lfquido puede estar concentrado. El uso de lfquidos concentrados permite que se dispensen volumenes de bebida mayores. El ingrediente de leche lfquido puede contener entre 25 y 40% de s6lidos totales. El ingrediente de leche lfquido puede contener 30% de s6lidos totales.
El ingrediente de leche lfquido puede tener una viscosidad de entre 70 y 3900 mPas a temperatura ambiente.
El ingrediente de leche lfquido puede contener entre 0,1 y 12% de grasa.
Se describe en esta memoria un metodo de dispensaci6n de una bebida a partir de un cartucho que contiene uno o mas ingredientes de leche lfquidos durante un ciclo de funcionamiento, que comprende las operaciones de hacer pasar un medio acuoso a traves del cartucho para obtener una bebida por diluci6n de dichos uno o mas ingredientes lfquidos, y dispensar la bebida en un receptaculo, en el que los uno o mas ingredientes de leche lfquidos se diluyen en una relaci6n comprendida entre 1 a 1 y 6 a 1.
Los uno o mas ingredientes de leche lfquidos pueden diluirse en una relaci6n de alrededor de 3 a 1.
El metodo puede comprender ademas la operaci6n de hacer pasar la bebida por unos medios para producir espuma de la bebida, en donde el nivel de formaci6n de espuma es superior a 40%.
Se describe en esta memoria otro cartucho para uso en una maquina de preparaci6n de bebidas, conteniendo el cartucho uno o mas ingredientes de bebida y estando formado de materiales sustancialmente impermeables al aire y al agua, en donde los uno o mas ingredientes de bebida son un ingrediente de cafe lfquido.
El cartucho puede comprender una entrada para la introducci6n de un medio acuoso en el cartucho y una salida para la descarga de una bebida producida a partir del ingrediente de cafe lfquido.
El ingrediente de cafe lfquido puede estar concentrado. El uso de lfquidos concentrados permite que se dispensen volumenes de bebida mayores. El cafe lfquido puede contener entre 40 y 70% de s6lidos totales. El cafe lfquido puede contener entre 55 y 67% de s6lidos totales.
El ingrediente de cafe lfquido puede contener bicarbonato s6dico. El ingrediente de cafe puede contener entre 0,1 y 2,0% en peso de bicarbonato s6dico. El cartucho puede contener entre 0,5 y 1,0% en peso de bicarbonato s6dico.
El ingrediente de cafe lfquido puede tener una viscosidad de entre 70 y 3900 mPas a temperatura ambiente. La
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viscosidad puede estar entre 70 y 2000 mPas a temperatura ambiente.
Se describe en esta memoria un metodo de dispensaci6n de una bebida a partir de un cartucho que contiene uno o mas ingredientes de cafe lfquidos durante un ciclo de funcionamiento, que comprende las operaciones de hacer pasar un medio acuoso a traves del cartucho para obtener una bebida por diluci6n de dichos uno o mas ingredientes de cafe lfquidos, y dispensar la bebida en un receptaculo, en el que los uno o mas ingredientes de cafe lfquidos se diluyen en una relaci6n comprendida entre 10 a 1 y 100 a 1.
Los uno o mas ingredientes de cafe lfquidos pueden diluirse en una relaci6n de entre 20 a 1 y 70 a 1.
El metodo puede comprender ademas la operaci6n de hacer pasar la bebida por unos medios para producir espuma de la bebida, en donde el nivel de formaci6n de espuma es superior a 70%.
Se describe en esta memoria otro cartucho para uso en una maquina de preparaci6n de bebidas, conteniendo el cartucho uno o mas ingredientes de bebida y estando formado de materiales sustancialmente impermeables al aire y al agua, en donde los uno o mas ingredientes de bebida son uno cualquiera de entre sopa, zumo de frutas, leche aromatizada, bebida carb6nica, salsa o postre.
El cartucho puede comprender una entrada para la introducci6n de un medio acuoso en el cartucho y una salida para la descarga de una bebida producida a partir de los uno o mas ingredientes de bebida.
Para todos los aspectos de la presente invenci6n, el cartucho puede comprender un miembro exterior y un miembro interior unido conjuntamente en el montaje con el miembro exterior. Se puede proporcionar una disposici6n de cierre por salto elastico para unir conjuntamente el miembro exterior y el miembro interior en el montaje del cartucho.
El cartucho puede comprender ademas medios para producir un chorro de la bebida, en donde dichos medios para producir el chorro de la bebida comprenden una abertura en la trayectoria de circulaci6n de la bebida.
El cartucho puede comprender ademas al menos una entrada para aire y medios para generar una reducci6n de presi6n del chorro de bebida, por lo que, en uso, el aire procedente de la al menos una entrada de aire se incorpora en la bebida como una pluralidad de pequenas burbujas.
En la descripci6n siguiente los terminos "superior" e "inferior" y equivalentes seran usados para describir el posicionamiento relativo de caracterfsticas de la invenci6n. Se ha de entender que los terminos "superior" e "inferior" y equivalentes se refieren al cartucho (u otros componentes) en su orientaci6n normal para la inserci6n en una maquina de preparaci6n de bebidas y posterior dispensaci6n como se muestra, por ejemplo, en la figura 4. En particular, "superior" e "inferior" se refieren, respectivamente, a posiciones relativas mas pr6ximas o mas alejadas de la superficie superior 11 del cartucho. En adici6n, los terminos "interior" y "exterior" y equivalentes se usaran para describir la posici6n relativa de caracterfsticas de la invenci6n. Se ha de entender que los terminos "interior" y "exterior" y equivalentes se refieren a posiciones relativas en el cartucho (u otros componentes) que estan, respectivamente, mas cerca o mas lejos de un centro o eje mayor X del cartucho 1 (u otro componente).
Realizaciones de un cartucho adecuado para uso en el metodo de la presente invenci6n se describiran a continuaci6n, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos que se acompanan, en los cuales:
la figura 1 es un dibujo en secci6n transversal de un miembro exterior de las realizaciones primera y segunda del cartucho;
la figura 2 es un dibujo en secci6n transversal de un detalle del miembro exterior de la figura 1 que muestra una prolongaci6n cilfndrica dirigida hacia el interior;
la figura 3 es un dibujo en secci6n transversal de un detalle del miembro exterior de la figura 1 que muestra una ranura;
la figura 4 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro exterior de la figura 1;
la figura 5 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro exterior de la figura 1 en una orientaci6n invertida;
la figura 6 es una vista en planta desde arriba del miembro exterior de la figura 1;
la figura 7 es un dibujo en secci6n transversal de un miembro interior de la primera realizaci6n del cartucho;
la figura 8 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro interior de la figura 7;
la figura 9 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro interior de la figura 7 en una orientaci6n invertida;
la figura 10 es una vista en planta desde arriba del miembro interior de la figura 7;
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la figura 11 es un dibujo en secci6n transversal de la primera realizaci6n del cartucho en una condici6n de ensamblado;
la figura 12 es un dibujo en secci6n transversal de un miembro interior de la segunda realizaci6n del cartucho; la figura 13 es un dibujo en secci6n transversal de un detalle del miembro interior de la figura 12 que muestra una abertura;
la figura 14 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro interior de la figura 12; la figura 15 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro interior de la figura 12 en una orientaci6n invertida; la figura 16 es otro dibujo en secci6n transversal del miembro interior de la figura 12; la figura 17 es un dibujo en secci6n transversal de otro detalle del miembro interior de la figura 12 que muestra una
entrada de aire;
la figura 18 es un dibujo en secci6n transversal de la segunda realizaci6n del cartucho en una condici6n de ensamblado; la figura 19 es un dibujo en secci6n transversal de un miembro exterior de la tercera y cuarta realizaciones del
cartucho;
la figura 20 es un dibujo en secci6n transversal de un detalle del miembro exterior de la figura 19 que muestra una prolongaci6n cilfndrica dirigida interiormente; la figura 21 es una vista en planta desde arriba del miembro exterior de la figura 12; la figura 22 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro exterior de la figura 19; la figura 23 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro exterior de la figura 19 en una orientaci6n
invertida; la figura 24 es un dibujo en secci6n transversal de un miembro interior de la tercera realizaci6n del cartucho; la figura 25 es una vista en planta desde arriba del miembro interior de la figura 24; la figura 26 es un dibujo en secci6n transversal de un detalle del miembro interior de la figura 24 que muestra un
reborde superior vuelto hacia el interior; la figura 27 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro interior de la figura 24; la figura 28 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro interior de la figura 24 en una orientaci6n invertida; la figura 29 es un dibujo en secci6n transversal de la tercera realizaci6n del cartucho en una condici6n ensamblada; la figura 30 es un dibujo en secci6n transversal de un miembro interior de la cuarta realizaci6n del cartucho; la figura 31 es una vista en planta desde arriba del miembro interior de la figura 30; la figura 32 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro interior de la figura 30; la figura 33 es una vista en perspectiva desde arriba del miembro interior de la figura 30 en una orientaci6n invertida; la figura 34 es un dibujo en secci6n transversal de la cuarta realizaci6n del cartucho en una condici6n ensamblada; la figura 35a es un grafico de la concentraci6n en funci6n del tiempo transcurrido del ciclo de funcionamiento; la figura 35b es un grafico de la formaci6n de espuma en funci6n del tiempo transcurrido del ciclo de funcionamiento;
y la figura 35c es un grafico de la temperatura en funci6n del tiempo transcurrido del ciclo de funcionamiento. Como se muestra en la figura 11, el cartucho 1 comprende generalmente un miembro exterior 2, un miembro interior
3 y un estratificado 5. El miembro exterior 2, el miembro interior 3 y el estratificado 5 estan ensamblados para formar el cartucho 1 que tiene un interior 120 para contener uno o mas ingredientes de la bebida, una entrada 121, una salida 122 y una trayectoria de circulaci6n de la bebida que enlaza la entrada 121 con la salida 122 y que pasa a traves del interior 120. La entrada 121 y la salida 122 estan obturadas inicialmente por el estratificado y se abren mediante la perforaci6n o corte del estratificado 5. La trayectoria de circulaci6n de la bebida esta definida por las
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relaciones interespaciales entre el miembro exterior 2, el miembro interior 3 y el estratificado 5 como se expone mas adelante. 0tros componentes pueden estar incluidos opcionalmente en el cartucho 1, tales como un filtro 4, como se describira mas adelante.
Una primera versi6n del cartucho 1, que se describira con el prop6sito de mostrar antecedentes, se muestra en las figuras 1 a 11. La primera versi6n del cartucho 1 esta disenada particularmente para ser usada en productos filtrados de dispensaci6n tales como cafe tostado y molido u hojas de te. No obstante, esta versi6n del cartucho 1 y las otras versiones descritas mas adelante pueden ser usadas con otros productos tales como chocolate, cafe, te, edulcorantes, cordiales, aromatizantes, bebidas alcoh6licas, leche aromatizada , jugos de frutas, maceraciones, salsas y postres.
Como puede verse en la figura 5, la forma global del cartucho 1 es generalmente circular o en forma de disco siendo el diametro del cartucho 1 significativamente mayor que su altura. Un eje mayor X pasa por el centro del miembro exterior como se muestra en la figura 1. Tfpicamente el diametro global del miembro exterior 2 es de 74,5 mm ± 6 mm y la altura global es de 16 mm ± 3 mm. Tfpicamente, el volumen del cartucho 1 cuando esta ensamblado es de 30,2 ml ± 20%.
El miembro exterior 2 comprende generalmente una envuelta 10 en forma de b6veda que tiene una pared anular 13 curva, una parte superior 11 cerrada y un fondo 12 abierto. El diametro del miembro exterior 2 es menor en la parte superior 11 en comparaci6n con el diametro en el fondo 12, con el resultado de un ensanchamiento de la pared anular 13 como una pared transversa desde la parte superior 11 cerrada hasta el fondo abierto 12. La pared anular 13 y el fondo 11 cerrado definen juntos un receptaculo que tiene un interior 34.
Una prolongaci6n cilfndrica 18 dirigida hacia el interior, hueca, se proporciona en la parte superior 11 cerrada centrada sobre el eje mayor X. Como se muestra mas claramente en la figura 2, la prolongaci6n cilfndrica 18 comprende un perfil escalonado que tiene primera, segunda y tercera porciones 19, 20 y 21. La primera porci6n 19 es cilfndrica circular recta. La segunda porci6n 20 es de forma troncoc6nica y tiene conicidad hacia el interior. La tercera porci6n 21 es otro cilindro circular recto y esta cerrada por una cara inferior 31. Los diametros de las primera, segunda y tercera porciones 19, 20, 21 disminuyen incrementalmente de modo que el diametro de la prolongaci6n cilfndrica 18 disminuye a medida que pasa desde la cara superior 11 a la cara inferior 31 cerrada de la prolongaci6n cilfndrica 18. Un resalte 32 generalmente horizontal esta formado sobre la prolongaci6n cilfndrica 18 en la uni6n entre la segunda y la tercera porciones 20 y 21.
Un resalte 33 que se extiende hacia fuera esta formado en el miembro exterior 2 hacia el fondo 12. El resalte 33 que se extiende exteriormente forma una pared secundaria 15 coaxial con la pared anular 13 para definir una pista anular con constituye un colector 16 entre la pared secundaria 15 y la pared anular 13. El colector 16 pasa alrededor de la circunferencia del miembro exterior 2. Se proporciona una serie de ranuras 17 en la pared anular 13 a nivel con el colector 16 para proporcionar comunicaci6n de gases y lfquidos entre el colector 16 y el interior 34 del miembro exterior 2. Como se muestra en la figura 3, las ranuras 17 comprenden rendijas verticales en la pared anular 13. Se proporcionan entre 20 y 40 rendijas. En la realizaci6n mostrada se proporcionan treinta y siete ranuras 17 generalmente equidistantes alrededor de la circunferencia del colector 16. Las ranuras 17 miden preferiblemente de 1,4 a 1,8 mm de longitud. Tfpicamente, la longitud de cada ranura es de 1,6 mm representando el 10% de la altura global del miembro exterior 2. La anchura de cada ranura esta comprendida entre 0,25 y 0,35 mm. Tfpicamente, la anchura de cada ranura es de 0,3 mm. La anchura de las ranuras 17 es suficientemente pequena para impedir que los ingredientes de la bebida las atraviesen pasando al colector 16 ya sea durante el almacenamiento o en uso.
Una camara 26 de entrada esta formada en el miembro exterior 2 en la periferia del miembro exterior 2. Se proporciona una pared cilfndrica 27, como se muestra mejor en la figura 5, que define la camara 26 de entrada dentro, y particiones en la camara 26 de entrada desde, el interior 34 del miembro exterior 2. La pared cilfndrica 27 tiene una cara superior cerrada 28 que esta configurada sobre un plano perpendicular al eje mayor X y un extremo inferior 29 abierto coplanario con el fondo 12 del miembro exterior 2. La camara 26 de entrada comunica con el colector 16 a traves de dos ranuras 30 como se muestra en la figura 1. Alternativamente, entre una y cuatro ranuras pueden ser usadas para la comunicaci6n entre el colector 16 y la camara 26 de entrada.
Un extremo inferior del resalte 33 que se extiende hacia fuera esta provisto de una brida 33 que se extiende hacia fuera, la cual se extiende perpendicularmente al eje mayor X. Tfpicamente, la brida 35 tiene una anchura comprendida entre 2 y 4 mm. Una porci6n de la brida 35 esta ensanchada para formar un mango 24 mediante el cual puede ser mantenido el miembro exterior 2. El mango 24 se proporciona con un reborde 25 vuelto hacia arriba para mejorar su sujeci6n.
El miembro exterior 2 esta configurado como una pieza integral unica de polietileno de alta densidad, polipropileno, poliestireno, poliester, o un estratificado de dos o mas de estos materiales. Un polipropileno que puede ser adecuado esta en el grupo de polfmeros disponible de la DSM UK Limited (Redditch, Reino Unido). El miembro exterior puede ser opaco, transparente o translucido. El procedimiento de fabricaci6n puede ser el moldeo por inyecci6n.
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El miembro interior 3 como se muestra en las figuras 7 a 10, comprende un bastidor anular 41 y un embudo 40 cilfndrico que se extiende hacia abajo. Un eje principal X pasa a traves del centro del miembro interior 3 como se muestra en la figura 7.
Como se muestra mejor en la figura 8, el bastidor anular 41 comprende un reborde exterior 51 y un cubo interior 52 unido por diez rayos 53 radiales equiespaciados. El cubo interior 52 forma parte enteriza del embudo cilfndrico 40 y se extiende desde este. Estan formadas aberturas 55 de filtraci6n en el bastidor anular 41 entre los rayos radiales
53. Un filtro 4 esta dispuesto sobre el bastidor anular 41 para cubrir las aberturas 55 de filtraci6n. El filtro se hace preferiblemente de un material con una alta resistencia humedo, por ejemplo, un material de fibra no tejida de poliester. 0tros materiales que pueden ser usados incluyen un material celul6sico impermeable al agua, tal como un material celul6sico que comprende fibras de papel tejidas. Las fibras de papel tejidas pueden estar mezcladas con fibras de polipropileno, poli(cloruro de vinilo) y/o polietileno. La incorporaci6n de estos materiales plasticos en el material celul6sico hace el material celul6sico obturable por calor. El filtro 4 puede ser tambien tratado o revestido con un material que sea activado por calor y/o presi6n de modo que pueda ser obturado al bastidor anular 41 de esta manera.
Como se muestra en el perfil de la secci6n transversal de la figura 7, el cubo interior 52 esta situado en una posici6n mas baja que el reborde exterior 51, resultando en el bastidor anular 41 que tiene un perfil inferior con pendiente.
La superficie superior de cada rayo 53 se proporciona con una banda erecta 54 que divide un espacio vacfo por encima del bastidor anular 41 en una pluralidad de pasajes 57. Cada pasaje 57 esta enlazado en cada lado por una banda 54 y sobre una cara inferior por el filtro 4. Los pasajes 57 se extienden desde el reborde exterior 51 hacia abajo, y se abren en, el embudo cilfndrico 40 en aberturas 56 definidas por las extremidades interiores de las bandas
54.
El embudo cilfndrico 40 comprende un tubo exterior 42 que rodea una boca 43 de descarga interior. El tubo exterior 42 constituye la parte exterior del embudo cilfndrico 40. La boca 43 de descarga esta unida al tubo exterior 42 en un extremo superior de la boca 43 de descarga por medio de una brida anular 47. La boca 43 de descarga comprende una entrada 45 en un extremo superior que comunica con las aberturas 56 de los pasajes 57 y una salida 44 en un extremo inferior a traves del cual se descarga la bebida preparada en una taza u otro receptaculo. La boca 43 de descarga comprende una porci6n troncoc6nica 48 en un extremo superior y una porci6n cilfndrica 58 en un extremo inferior. La porci6n cilfndrica 58 puede tener una ligera conicidad de modo que se estrecha hacia la salida 44. La porci6n troncoc6nica 48 ayuda a canalizar bebida desde los pasajes 57 hacia abajo hacia la salida 44 sin inducir turbulencia en la bebida. Una superficie superior de la porci6n troncoc6nica 48 se proporciona con cuatro bandas 49 de soporte equiespaciadas alrededor de la circunferencia del embudo cilfndrico 40. Las bandas 49 de soporte definen canales 50 entre ellas. Los bordes superiores de las bandas 49 de soporte estan a nivel unas con otras y son perpendiculares al eje principal X.
El miembro interior 3 puede estar configurado como una pieza unica enteriza de polipropileno o un material similar como se describe anteriormente y moldeado por inyecci6n de la misma manera que el miembro exterior 2.
Alternativamente, el miembro interior 3 y/o el miembro exterior 2 pueden estar hechos de un polfmero biodegradable. Ejemplos de materiales adecuados incluyen polietileno degradable (por ejemplo, SPITEK suministrado por "Symphony Environmental", Borehamwood, Reino Unido), amida poliester biodegradable (por ejemplo, BAK 1095 suministrada por "Symphony Environmental"), acidos polilacticos (PLA suministrados por Cargil, Minnesota, USA), polfmeros basados en el almid6n, derivados de la celulosa y polipeptidos.
El estratificado 5 se configura de dos capas, una primera capa de aluminio y una segunda capa de polipropileno fundido. La capa de aluminio tiene un espesor comprendido entre 0,02 y 0,07 mm. La capa de polipropileno fundido tiene un espesor comprendido entre 0,025 y 0,065 mm. En una realizaci6n la capa de aluminio es de 0,06 mm y la capa de polipropileno tiene un espesor de 0,025 mm. Este estratificado es particularmente ventajoso porque tiene una alta resistencia al alabeo durante el montaje. Como un resultado el estratificado 5 puede ser precortado con la forma y el tamano correctos y posteriormente transferido a la estaci6n de montaje sobre la lfnea de producci6n sin experimentar distorsi6n alguna. Consecuentemente, el estratificado 5 es particularmente muy adecuado para la soldadura. Pueden ser usados otros materiales estratificados que incluyen estratificados de PET/Aluminio/PP, PE/EV0H/PP, PET/metalizado/PP y Aluminio/PP. Puede ser usado material estratificado enrollado en vez de material troquelado.
El cartucho 1 puede ser cerrado por una tapa rfgida o semirrfgida en vez de por un estratificado flexible.
El montaje del cartucho 1 implica las operaciones siguientes:
a) insertar el miembro interior 3 en el miembro exterior 2;
b) cortar el filtro 4 con la forma adecuada y colocarlo sobre el miembro interior 3 para que sea recibido sobre el
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embudo cilfndrico 40 y descanse contra el bastidor anular 41;
c) unir el miembro interior 3, el miembro exterior 2 y el filtro 4 mediante soldadura ultras6nica;
d) llenar el cartucho 1 con uno o mas ingredientes de la bebida;
e) adherir el estratificado 5 al miembro exterior 2.
Estas operaciones seran examinadas con mayor detalle mas adelante.
El miembro exterior 2 se orienta con el fondo abierto dirigido hacia arriba. El miembro interior 3 se inserta entonces dentro del miembro exterior 2 con el reborde exterior 51 siendo recibido como un montaje flojo en una prolongaci6n axial 14 en la parte superior 11 del cartucho 1. La prolongaci6n cilfndrica 18 del miembro exterior 2 se recibe al mismo tiempo en la porci6n superior del embudo cilfndrico 40 del miembro interior 3. La tercera porci6n 21 de la prolongaci6n cilfndrica 18 es asentada dentro del embudo cilfndrico 40 con la cara extrema cerrada 31 de la prolongaci6n cilfndrica 18 descansando contra las bandas 49 de soporte del miembro interior 3. El filtro 4 se coloca entonces sobre el miembro interior 3 de modo que el material de filtro contacta con el reborde anular 51. Un procedimiento de soldadura ultras6nico se usa entonces para unir el filtro 4 al miembro interior 3 y al mismo tiempo, y en la misma operaci6n del procedimiento, el miembro interior 3 al miembro exterior 2. El miembro interior 3 y el filtro 4 se sueldan alrededor del reborde exterior 51. El miembro interior 3 y el miembro exterior 2 se unen por medio de lfneas de soldadura alrededor del reborde exterior 51 y tambien los bordes superiores de las bandas 54.
Como se muestra con la maxima claridad en la figura 11, cuando se unen el miembro exterior 2 y el miembro interior 3 definen un espacio hueco 130 en el interior 120 por debajo de la brida anular 41 y exterior al embudo cilfndrico 40 que constituye una camara de filtraci6n. La camara 130 de filtraci6n y los pasajes 57 por encima del bastidor anular 41 estan separados por el papel 4 de filtro.
La camara 130 de filtraci6n contiene los uno o mas ingredientes 200 de la bebida. Los ingredientes estan envasados en la camara 130 de filtraci6n. Para una bebida de estilo filtrada el ingrediente es tfpicamente cafe tostado y molido o te en forma de hoja. La densidad del envase de los ingredientes de la bebida en la camara 130 de filtraci6n puede ser modificada como se desee. Tfpicamente, para un producto de cafe filtrado la camara de filtraci6n contiene entre 5,0 y 10,2 gramos de cafe tostado y molido en un lecho de filtraci6n de un espesor tfpicamente de 5 a 14 mm. 0pcionalmente, el interior 120 puede contener uno o mas cuerpos, tales como esferas, que se pueden mover libremente dentro del interior 120 y favorecen el mezclado induciendo turbulencia y rompiendo los dep6sitos de los ingredientes de la bebida durante la descarga de la bebida.
El estratificado 5 se adhiere entonces al miembro exterior 2 formando una soldadura 126 alrededor de la periferia del estratificado 5 para unir el estratificado 5 con la superficie inferior de la brida 35 que se extiende hacia fuera. La soldadura 126 se extiende para obturar el estratificado 5 contra el borde inferior de la pared cilfndrica 27 de la camara interior 26. Ademas, una soldadura 125 se forma entre el estratificado 5 y el borde inferior del tubo exterior 42 del embudo cilfndrico 40. El estratificado 5 forma la pared inferior de la camara 130 de filtraci6n y tambien obtura la camara 26 de entrada y el embudo cilfndrico 40. No obstante, existe una pequena separaci6n 123 para dispensaci6n entre el estratificado 5 y el borde inferior de la boca 43 de vertido. Puede ser usada una diversidad de metodos de soldadura, tales como calor y soldadura ultras6nica, dependiendo de las caracterfsticas materiales del estratificado 5.
Ventajosamente, el miembro interior 3 puentea entre el miembro exterior 2 y el estratificado 5. El miembro interior 3 se forma a partir de un material de rigidez relativa tal como polipropileno. Como tal, el miembro interior 3 constituye un miembro de soporte de cargas que actua para mantener el estratificado 5 y el miembro exterior 2 separados cuando el cartucho 1 esta comprimido. Se prefiere que el cartucho 1 este sometido a una carga de compresi6n de entre 130 y 280 N en uso. La fuerza de compresi6n actua para evitar que el cartucho caiga bajo la presi6n interna y sirve tambien para oprimir el miembro interior 3 y el miembro exterior 2 juntos. Esto garantiza que las dimensiones internas del pasaje y las aberturas en el cartucho 1 son fijas e incapaces de cambiar durante la compresi6n del cartucho 1.
Para usar el cartucho 1, este se inserta primero dentro de una maquina de preparaci6n de bebidas y la entrada 121 y la salida 122 se abren perforando los miembros de la maquina de preparaci6n de bebidas que perfora y pliega el estratificado 5 de nuevo. Un medio acuoso, tfpicamente agua, a presi6n entra en el cartucho 1 a traves de la entrada 121 en la camara 26 de entrada a una presi6n comprendida entre 0,1�2,0 bares. Desde allf el agua es dirigida para que circule a traves de las ranuras 30 y alrededor del colector 16 y dentro de la camara 130 de filtraci6n del cartucho 1 a traves de la pluralidad de ranuras 17. El agua es forzada radialmente hacia el interior a traves de la camara 130 de filtraci6n y se mezcla con los ingredientes 200 de la bebida contenidos en la misma. El agua es forzada al mismo tiempo hacia arriba a traves de los ingredientes de bebida. La bebida formada por el paso del agua a traves de los ingredientes de la bebida pasa a traves del filtro 4 y las aberturas 55 de filtraci6n dentro de los pasajes 57 que se extienden por encima del bastidor anular 41. La obturaci6n del filtro 4 sobre los rayos 53 y la soldadura del reborde
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51 con el miembro exterior 2 garantizan que no hay cortocircuitos y toda la bebida ha de pasar a traves del filtro 4.
La bebida circula entonces hacia abajo a lo largo de los pasajes radiales 57 formados entre las bandas 54 y a traves de las aberturas 56 y dentro del embudo cilfndrico 40. La bebida pasa a lo largo de los canales 50 entre las bandas 47 de soporte y desciende a traves de la boca 43 de descarga a la salida 44 por la que la bebida se descarga en un receptaculo tal como una taza.
Preferiblemente, la maquina de preparaci6n de bebidas comprende una instalaci6n de purga de aire, en la que el aire comprimido es forzado a traves del cartucho 1 al final del ciclo de funcionamiento para expulsar la bebida remanente dentro del receptaculo.
Una segunda versi6n del cartucho 1 se describira a continuaci6n para conocimiento con referencia a las figuras 12 a
18. La segunda versi6n del cartucho 1 esta destinada particularmente para ser usada en la dispensaci6n de productos de estilo expres, tales como cafe molido y tostado, en los que es conveniente producir una bebida que tenga una espuma de diminutas burbujas conocida como una crema. Muchas de las caracterfsticas de la segunda versi6n del cartucho 1 son las mismas que las de la primera versi6n y han sido usados numeros similares para hacer referencia a caracterfsticas similares. En la descripci6n siguiente seran examinadas las diferencias entre las versiones primera y segunda. Las caracterfsticas comunes que funcionan de la misma manera no se examinaran detalladamente.
El miembro exterior 2 es de la misma construcci6n que en la primera versi6n del cartucho 1 y como se muestra en las figuras 1 a 6.
El bastidor anular 41 del miembro interior 3 es el mismo que en la primera versi6n. Asimismo, un filtro 4 esta dispuesto sobre el bastidor anular 41 para cubrir las aberturas 55 de filtraci6n. El tubo exterior 42 del embudo cilfndrico 40 es tambien como antes. No obstante, hay cierto numero de diferencias en la construcci6n del miembro interior 2 de la segunda versi6n en comparaci6n con la primera versi6n. Como se muestra en la figura 16, la boca 43 de descarga se proporciona con una partici6n 65 que se extiende hacia arriba en parte de la boca 43 de descarga a partir de la salida 44. La partici6n 65 ayuda a evitar la pulverizaci6n y/o salpicaduras de la bebida a medida que esta sale de la boca 43 de descarga. El perfil de la boca 43 de descarga es tambien diferente y comprende un perfil escalonado con un quiebro claro cerca de su extremo superior y del tubo 43.
Se proporciona un reborde 67 erecto desde la brida anular 47 que une el tubo exterior 42 con la boca 43 de descarga. El reborde 67 rodea la entrada 45 en la boca 43 de descarga y define un canal anular 69 entre el reborde 67 y la porci6n superior del tubo exterior 42. El reborde 67 se proporciona con un resalte 68 dirigido hacia el interior. En un punto alrededor de la circunferencia del reborde 67 se proporciona una abertura 70 en la forma de una ranura que se extiende desde un borde superior del reborde 67 hasta un punto marginalmente por debajo del nivel del resalte 68 como se muestra con la maxima claridad en las figuras 12 y 13. La ranura tiene una anchura de 0,64 mm.
Una entrada 71 de aire se proporciona en la brida anular 47, alineada circunferencialmente con la abertura 70, como se muestra en las figuras 16 y 17. La entrada 71 de aire comprende una abertura que pasa a traves de la brida 47 para proporcionar comunicaci6n entre un punto situado por encima de la brida 47 y el espacio hueco situado por debajo de la brida 47 entre el tubo exterior 42 y la boca 43 de descarga. Preferiblemente, y como se muestra, la entrada 71 de aire comprende una porci6n 73 troncoc6nica superior y una porci6n 72 cilfndrica inferior. La entrada 71 de aire esta formada tfpicamente por una herramienta de moldeo tal como un pasador. El perfil c6nico de la entrada 71 de aire permite que la herramienta de moldeo sea retirada mas o menos facilmente del componente moldeado. La pared del tubo exterior 42 en la proximidad de la entrada 71 de aire esta configurada para formar una cafda 75 que conduce desde la entrada 71 de aire a la entrada 45 de la boca 43 de descarga. Como se muestra en la figura 17, un resalte 74 inclinado esta formado entre la entrada 71 de aire y la cafda 75 para garantizar que el chorro de bebida que sale de la ranura no se obstruye inmediatamente sobre la superficie superior de la brida 47 en la proximidad inmediata de la entrada 71 de aire.
El procedimiento de montaje para la segunda versi6n del cartucho 1 es similar al montaje de la primera versi6n. No obstante, hay ciertas diferencias. Como se muestra en la figura 18, la tercera porci6n 21 de la prolongaci6n cilfndrica 18 esta asentada dentro del reborde 67 de soporte en vez de contra las bandas de soporte. El resalte 32 de la prolongaci6n cilfndrica 18 entre la segunda porci6n 20 y la tercera porci6n 21 se apoya contra el borde superior del reborde 67 de soporte del miembro interior 3. Una zona 124 de interfaz esta formada por tanto entre el miembro inte� rior 3 y el miembro exterior 2 comprendiendo una obturaci6n de caras entre la prolongaci6n cilfndrica 18 y el reborde 67 de soporte que se extiende alrededor de casi toda la circunferencia del cartucho1. La obturaci6n entre la prolongaci6n cilfndrica 18 y el reborde 67 de soporte no es hermetica a fluidos puesto que la ranura 70 en el reborde 67 de soporte se extiende a traves del reborde 67 de soporte y hacia abajo hasta un punto marginalmente por debajo del resalte 68. Consecuentemente la interfaz montada entre la prolongaci6n cilfndrica 18 y el reborde 67 de soporte transforman la ranura 70 en una abertura 128, como se ve con la maxima claridad en la figura 18, proporcionando comunicaci6n de gas y lfquido entre el canal anular 69 y la boca 43 de descarga. La apertura es tfpicamente de 0,64 mm de ancho por 0,69 mm de largo.
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El funcionamiento de la segunda versi6n de cartucho 1 para dispensar una bebida es similar al funcionamiento de la primera versi6n pero con ciertas diferencias. La bebida circula en los pasajes radiales hacia abajo a lo largo de los pasajes 57 formados entre las bandas 54 y a traves de las aberturas 56 y dentro del canal anular 69 del embudo cilfndrico 40. Desde el canal anular 69 la bebida es forzada a presi6n a traves de la abertura 128 por la presi6n trasera de la bebida recogida en la camara 130 de filtraci6n y los pasajes 57. La bebida es por tanto forzada a traves de la abertura 128 como un chorro y dentro de una camara de expansi6n formada mediante el extremo superior de la boca 43 de descarga. Como se muestra en la figura 18, el chorro de bebida pasa directamente sobre la entrada 71 de aire. A medida que la bebida entra en la boca 43 de descarga la presi6n del chorro de bebida desciende. Como un resultado es arrastrado aire dentro de la corriente de bebida en la forma de una multitud de pequenas burbujas de aire a medida que el aire es arrastrado a traves de la entrada 71 de aire. El chorro de bebida que parte de la abertura 128 es conducido hacia abajo hacia la salida 44 por la que la bebida es descargada dentro de un receptaculo tal como una taza en la que las burbujas de aire forman la crema deseada. Por tanto, la abertura 128 y la entrada 71 de aire forman juntas un eductor que actua para arrastrar aire dentro de la bebida. La corriente de bebida en el eductor debe ser mantenida tan uniforme como sea posible para reducir las perdidas de presi6n. Ventajosamente, las paredes del eductor deben ser c6ncavas para reducir las perdidas debidas al rozamiento de "efecto pared". La tolerancia dimensional de la abertura 128 es pequena. Preferiblemente el tamano de la abertura se fija en mas o menos 0,02 mm2. Hebras, fibrillas u otras irregularidades de la superficie pueden ser proporcionadas dentro o en la salida del eductor para incrementar el area de la secci6n transversal eficaz que ha sido hallado que incrementa el grado de arrastre de aire.
Una tercera versi6n del cartucho 1 se muestra en las figuras 19 a 29. La tercera versi6n del cartucho 1 esta disenada particularmente para ser usada en la dispensaci6n de productos solubles que pueden estar en la forma de polvo, lfquido, jarabe, gel o similar. El producto soluble se diluye o forma una suspensi6n en un medio acuoso tal como agua cuando el medio acuoso se hace pasar, en uso, a traves del cartucho 1. Ejemplos de bebidas incluyen s6lidos de cacao, cafe, leche, te, sopa u otros productos rehidratables o acuosolubles. Muchas de las caracterfsticas de la tercera versi6n del cartucho 1 son las mismas que en las versiones anteriores y se han usado numeros de referencia similares para caracterfsticas similares. En la descripci6n siguiente se examinaran detalladamente las diferencias entre la versi6n tercera y las anteriores. Las caracterfsticas comunes que funcionan de la misma manera no seran examinadas detalladamente.
Comparada con el miembro 2 exterior de las versiones anteriores, la prolongaci6n cilfndrica 18 dirigida hacia el interior hueco del miembro 2 de la tercera versi6n tiene un diametro global mayor como se muestra en la figura 20. En particular, el diametro de la primera porci6n 19 esta comprendido tfpicamente entre 16 y 18 mm, en comparaci6n con 13,2 mm para el miembro exterior 2 de las versiones anteriores. En adici6n, la primera porci6n 19 se proporciona con una superficie exterior convexa 19a, o abombamiento, como se muestra con la maxima claridad en la figura 20, cuya funci6n se describira mas adelante. Los diametros de las terceras porciones 21 de los cartuchos 1 son no obstante los mismos que resultan en el area del resalte 32 que es mayor en esta tercera versi6n del cartucho
1. Tfpicamente, el volumen del cartucho 1 cuando esta ensamblado es de 32,5 ml ±20%.
El numero y posicionamiento de las ranuras en el extremo inferior de la pared anular 13 es tambien diferente. Se proporcionan entre 3 y 5 ranuras. En la realizaci6n, como se muestra en la figura 23, se proporcionan cuatro ranuras 36 equidistantes alrededor de la circunferencia del colector 16. Las ranuras 36 son ligeramente mas anchas que en las versiones anteriores del cartucho 1, estando comprendidas entre 0,35 y 0,45 mm, preferiblemente 0,4 mm de anchura.
En otros aspectos los miembros exteriores 2 de los cartuchos 1 son los mismos.
La construcci6n del embudo cilfndrico 40 del miembro interior 3 es la misma que en la primera versi6n del cartucho 1 siendo proporcionados el tubo exterior 42, la boca 45 de descarga, la brida anular 47 y las bandas 49 de soporte. La unica diferencia se debe a que la boca 45 de descarga esta configurada con una secci6n troncoc6nica 92 superior y una secci6n cilfndrica inferior 93.
En contraste con las versiones previas y como se muestra en las figuras 24 a 28, el bastidor anular 41 esta sustituido por una porci6n 80 de falda que rodea el embudo cilfndrico 40 y esta unida al mismo por medio de ocho montantes radiales 87 que unen el embudo cilfndrico 40 en, o cerca, de la brida anular 47. Una prolongaci6n cilfndrica 81 de la porci6n 80 de falda se extiende erecta desde los montantes 87 para definir una camara 90 con una cara superior abierta. Un reborde superior 91 de la prolongaci6n cilfndrica 81 tiene un perfil vuelto hacia el interior como se muestra en la figura 26. Una pared anular 82 de la porci6n 80 de falda se extiende hacia abajo desde los montantes 87 para definir un canal anular 86 entre la porci6n 80 de falda y el tubo exterior 42.
La pared anular 82 comprende en un extremo inferior una brida exterior 83 que se extiende perpendicular al eje mayor X. Un reborde 84 pende hacia abajo desde una superficie inferior de la brida 83 y contiene cinco aberturas 85 que son circunferencialmente equidistantes alrededor del reborde 84. Por tanto, el reborde 84 se proporciona con un perfil inferior almenado.
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Las aberturas 89 se proporcionan entre los montantes 87 permitiendo la comunicaci6n entre la camara 90 y el canal anular 86.
El procedimiento de montaje para la tercera versi6n del cartucho 1 es similar al montaje de la primera versi6n con ciertas diferencias. El miembro exterior 2 y el miembro interior 3 se montan juntos empujando como se muestra en la figura 29 y son retenidos por medio de una disposici6n de salto elastico en vez de soldandolos juntos. Al unir los dos miembros la prolongaci6n cilfndrica 18 dirigida hacia el interior se recibe dentro de la prolongaci6n cilfndrica superior 81 de la porci6n 80 de falda. El miembro interior 3 es retenido en el miembro exterior 2 mediante una interaplicaci6n de rozamiento de la superficie 19a exterior convexa de la primera porci6n 19 de la prolongaci6n cilfndrica 18 con el reborde 91 vuelto hacia el interior de la prolongaci6n cilfndrica superior 81. Con el miembro interior 3 situado en el miembro exterior 2 se define una camara 134 de mezclado situada fuera de la porci6n 80 de falda. La camara 134 de mezclado contiene los ingredientes 200 de la bebida antes de la dispensaci6n. Se ha de tener en cuenta que las cuatro entradas 36 y las cinco aberturas 85 estan escalonadas circunferencialmente unas con respecto a otras. La situaci6n radial de las dos partes, de una con relaci6n a otra, no necesita ser determinada o fijada durante el montaje puesto que el uso de cuatro entradas 36 y cinco aberturas 85 garantiza que existe una desalineaci6n entre las entradas y las aberturas, cualquiera que sea el posicionamiento rotacional relativo de los componentes.
Los uno o mas ingredientes de la bebida estan envasados en la camara 134 de mezclado del cartucho. La densidad de envasado de los ingredientes de la bebida en la camara 134 de envasado se puede variar como se desee.
El estratificado 5 se adhiere entonces al miembro exterior 2 y al miembro interior 3 de la misma manera que se ha descrito anteriormente en las versiones anteriores.
En uso, el agua entra en la camara 134 de mezclado a traves de las cuatro ranuras 36 de la misma manera que en las versiones anteriores del cartucho. El agua es forzada radialmente hacia el interior a traves de la camara de mezclado y se mezcla con los ingredientes de la bebida contenidos en la misma. El producto se diluye o mezcla en el agua, forma la bebida en la camara 134 de mezclado y es conducida entonces a traves de las aberturas 85 dentro del canal anular 86 por la contrapresi6n de la bebida y el agua en la camara 134 de mezclado. El escalonamiento circunferencial de las cuatro ranuras 36 de entrada y las cinco aberturas 85 garantiza que los chorros de agua no pueden pasar de modo radialmente directo desde las ranuras 36 de entrada a las aberturas 85 sin circular primero dentro de la camara 134 de mezclado. De esta manera el grado y la consistencia de la disoluci6n o mezcla del producto mejora significativamente. La bebida es forzada hacia arriba en el canal 86, a traves de las aberturas 89 entre los montantes 87 y dentro de la camara 90. La bebida pasa de la camara 90 a traves de las entradas 45 entre las bandas 49 de soporte dentro de la boca 43 de descarga y hacia la salida 44 donde la bebida es descargada dentro de un receptaculo tal como una taza. El cartucho encuentra aplicaci6n especial con ingredientes de bebida en forma de lfquidos viscosos o geles. En una aplicaci6n un ingrediente de chocolate lfquido esta contenido en el cartucho 1 con una viscosidad comprendida entre 1700 y 3900 mPas a la temperatura ambiente y entre 5000 y 10000 mPas a 0�C y unos s6lidos refringentes de 67 Brix ±3. En otra aplicaci6n esta contenido en el cartucho 1 un cafe lfquido con una viscosidad de entre 70 y 2000 mPas a temperatura ambiente y entre 80 y 5000 mPas a 0�C, en donde el cafe tiene un nivel total de s6lidos de entre 40 y 70%. El ingrediente de cafe lfquido puede contener entre 0,1 y 2,0% en peso de bicarbonato s6dico, preferiblemente entre 0,5 y 1,0% en peso. El bicarbonato s6lido actua manteniendo el nivel del pH del cafe en o por debajo de 4,8, permitiendo una vida en almacen de hasta 12 meses para cartuchos llenos de cafe.
Una cuarta versi6n del cartucho 1 se muestra en las figuras 30 a 34. La cuarta versi6n del cartucho 1 esta particularmente disenada para ser usada en la dispensaci6n de productos lfquidos tales como leche lfquida concentrada. Muchas de las caracterfsticas de la cuarta versi6n del cartucho 1 son las mismas que en las versiones anteriores y se han usado numeros similares para referenciar caracterfsticas similares. En la descripci6n siguiente se examinaran las diferencias entre la versi6n cuarta y las anteriores. Las caracterfsticas comunes que funcionan de la misma manera no se examinaran detalladamente.
El miembro exterior 2 es el mismo que en la tercera versi6n de cartucho 1 y como se muestra en las figuras 19 a 23.
El embudo cilfndrico 40 del miembro interior 3 es similar al mostrado en la segunda versi6n del cartucho 1 pero con ciertas diferencias. Como se muestra en la figura 30 la boca 43 de descarga esta configurada con una secci6n 106 troncoc6nica superior y una secci6n 107 cilfndrica inferior. Tres nervios axiales 105 se proporcionan sobre la superficie interior de la boca 43 de descarga para dirigir la bebida dispensada hacia abajo hacia la salida 44 e impedir que la bebida descargada gire dentro de la boca de descarga. Consecuentemente, los nervios 105 actuan como desviadores. Como en la segunda versi6n del cartucho 1, se proporciona una entrada 71 de aire a traves de la brida anular 47. No obstante, la cafda 75 debajo de la entrada 71 de aire es mas alargada que en la segunda versi6n.
Se proporciona una porci6n 80 de falda similar a la mostrada en la tercera versi6n del cartucho 1 descrita anteriormente. Entre 5 y 12 aberturas 85 se proporcionan en el nervio 84. Tfpicamente se proporcionan diez aberturas en vez de las cinco proporcionadas en la tercera versi6n del cartucho 1.
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Se proporciona un recipiente anular 100 que se extiende desde, y es enterizo con, la brida 83 de la porci6n 80 de falda. El recipiente anular 100 comprende un cuerpo acampanado 101 con una boca superior 104 abierta que esta dirigida hacia arriba. Cuatro aberturas 103 de alimentaci6n mostradas en las figuras 30 y 31 estan situadas en el cuerpo 101 en o cerca del extremo inferior del recipiente 100 donde este se une a la porci6n 80 de falda. Preferiblemente, las aberturas de alimentaci6n son equidistantes alrededor de la circunferencia del recipiente 100.
El estratificado 5 es del tipo descrito en las realizaciones anteriores.
El procedimiento de montaje para la cuarta versi6n del cartucho 1 es el mismo que el de la tercera versi6n.
El funcionamiento de la cuarta versi6n del cartucho es similar al de la tercera versi6n. El agua entra en el cartucho 1 y en la camara 134 de mezclado de la misma manera que anteriormente. Allf el agua se mezcla con el producto lfquido y lo diluye forzandolo entonces fuera y debajo del bol 100 y a traves de las aberturas 85 hacia la salida 44 como se describe anteriormente. La proporci6n del producto lfquido contenido inicialmente dentro del recipiente anular 100 como se muestra en la figura 34 no esta sometida a una diluci6n inmediata por el agua que entra en la camara 134 de mezclado. En vez de asf, el producto lfquido diluido en la parte inferior de la camara 134 de mezclado tendera a salir a traves de las aberturas 85 en vez de ser forzado hacia arriba e introducido en el recipiente anular 100 a traves de la boca superior 104. Consecuentemente, el producto lfquido en el recipiente anular 100 permanecera relativamente concentrado durante las etapas iniciales del ciclo de funcionamiento en comparaci6n con el producto en la parte inferior de la camara 134 de mezclado. El producto lfquido en el recipiente anular 100 gotea a traves de las aberturas 103 de alimentaci6n bajo la acci6n de la gravedad en la corriente de producto que sale de la camara 134 de mezclado a traves de las aberturas 85 y debajo del recipiente 100. El recipiente anular 100 actua para uniformar la concentraci6n del producto lfquido diluido que entra en el embudo cilfndrico 40 reteniendo una proporci6n del producto lfquido concentrado y liberando este dentro de la trayectoria de circulaci6n de la corriente lfquida que sale constantemente a traves del ciclo de funcionamiento como se ilustra en la figura 35a en la que la concentraci6n de una leche medida como un porcentaje de los s6lidos totales presentes se muestra durante un ciclo de funcionamiento de aproximadamente 15 segundos. La lfnea a ilustra el perfil de la concentraci6n con el recipiente 100 mientras que la lfnea b ilustra un cartucho sin el recipiente 100. Como puede verse el perfil de la concentraci6n con la taza 100 es mas uniforme durante el ciclo de funcionamiento y no hay goteo grande inmediato en la concentraci6n como ocurre sin el recipiente 100. La concentraci6n inicial de la lecha es tfpicamente de 30 a 35% de SS (sustancias s6lidas) y al final del ciclo del 10% de SS. Esto origina una relaci6n de diluci6n de alrededor de 3 a 1, aunque son posibles relaciones de diluci6n comprendidas entre 1 a 1 y 6 a 1. Para otros ingredientes de la bebida lfquidos las concentraciones pueden variar. Por ejemplo, para chocolate lfquido la concentraci6n inicial es aproximadamente el 67% de SS, y al final del ciclo del 12 al 15% de SS. Esto origina una relaci6n de diluci6n (relaci6n de medio acuoso a ingredientes de la bebida en la bebida dispensada) de alrededor de 5 a 1, aunque relaciones de diluci6n comprendidas entre 2 a 1 y 10 a 1 son posibles con la presente invenci6n. Para el cafe lfquido la concentraci6n inicial esta comprendida entre el 40 y el 67 % y la concentraci6n al final de la dispensaci6n es del 1 al 2% de SS. Esto origina una relaci6n de diluci6n comprendida entre 20 a 1 y 70 a 1, aunque son posibles relaciones de diluci6n entre 10 a 1 y 100 a 1.
Desde el canal anular 86 la bebida es forzada a presi6n a traves de la abertura 128 por la contrapresi6n de la bebida que se recoge en la camara 134 de filtraci6n y la camara 90. La bebida es por tanto forzada a traves de la abertura 128 como un chorro y dentro de una camara de expansi6n formada por el extremo superior de la boca 43 de descarga. Como se muestra en la figura 34, el chorro de bebida pasa directamente sobre la entrada 71 de aire. A medida que la bebida entra en la boca 43 de descarga la presi6n del chorro de bebida se reduce. Como un resultado es arrastrado aire dentro de la corriente de bebida en la forma de una multitud de pequenas burbujas de aire a medida que se introduce aire a traves de la entrada 71 de aire. El chorro de bebida expedido desde la abertura 128 es conducido hacia abajo a la salida 44 en la que la bebida se descarga en un receptaculo tal como una taza en la que las burbujas de aire tienen la apariencia de espuma deseada.
Ventajosamente, el miembro interior 3, el miembro exterior 2, el estratificado 5 y el filtro 4 pueden ser todos facilmente esterilizados debido a los componentes que son separables y no estan comprendidos individualmente en los pasajes tortuosos o los huecos estrechos. En vez de en esos, es solamente despues de reunir los componentes despues de la esterilizaci6n, cuando los necesarios pasajes se configuran. Esto es particularmente importante cuando el ingrediente de la bebida es un producto basado en la leche tal como un concentrado de leche lfquida.
La cuarta realizaci6n de cartucho de bebida es particularmente ventajosa para dispensar un producto lfquido concentrado de base lactea tal como leche lfquida. Previamente, se habfan proporcionado productos lacteos en polvo en forma de bolsitas para anadir a una bebida previamente preparada. Sin embargo, para una bebida de tipo capuchino es necesario espumar la leche. Previamente esto se lograba haciendo pasar vapor a traves de un producto de leche lfquido. Sin embargo para ello se necesita proveer un suministro de vapor, lo que aumenta el coste y la complejidad de la maquina usada para dispensar la bebida. El uso de vapor tambien aumenta el riesgo de lastimarse durante el funcionamiento del cartucho. Se ha encontrado que concentrando el producto de leche se puede producir una mayor cantidad de espuma para un volumen particular de leche cuando se compara con la leche fresca o UHT. Esto reduce el tamano requerido para el cartucho de leche. La leche semidesnatada fresca contiene
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aproximadamente 1,6% de grasa y un 10% de s6lidos totales. Las preparaciones de leche lfquida concentrada contienen entre 0,1 y 12% de grasa y 25 a 40% de s6lidos totales. En un ejemplo tfpico, la preparaci6n contiene 4% de grasa y 30% de s6lidos totales. Las preparaciones de leche concentrada son adecuadas para espumar usando una maquina de preparaci6n a baja presi6n como se describira mas adelante. En particular, la formaci6n de espuma de la leche se consigue a presiones por debajo de 2 bar, de preferencia aproximadamente 1,5 bar usando el cartucho de la cuarta realizaci6n descrita anteriormente.
La formaci6n de espuma de la leche concentrada es particularmente ventajosa para bebidas tales como capuchinos y batidos de leche. Preferiblemente el paso de la leche a traves de la abertura 128 y sobre la entrada 71 de aire y el uso opcional del cuenco 100 permiten niveles de formaci6n de espuma superiores al 40%, preferiblemente superiores al 70% para la leche. Para el chocolate lfquido son posibles niveles de formaci6n de espuma superiores al 70%. Para el cafe lfquido son posibles niveles de formaci6n de espuma superiores al 70%. El nivel de espumabilidad se mide como la relaci6n entre el volumen de la espuma producida y el volumen de los ingredientes de bebida lfquidos dispensados. Por ejemplo, donde se dispensan 138,3 ml de bebida, de los cuales 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 lfquidos) se mejora mediante la provisi6n del recipiente 100 como puede verse en la figura 35b. La espumabilidad de la leche dispensada con el recipiente 100 presente (lfnea a) es mayor que la de la leche dispensada sin el recipiente presente (lfnea b). Esto ocurre porque la espumabilidad de la leche esta correlacionada positivamente con la concentraci6n de la leche y como se muestra en la figura 35a el recipiente 100 mantiene una concentraci6n mas alta de la leche durante una mayor parte del ciclo de funcionamiento. Tambien se sabe que la espumabilidad de la leche esta correlacionada positivamente con la temperatura del medio acuoso como se muestra en la figura 35c. Por tanto el recipiente 100 es ventajoso puesto que mas cantidad de leche permanece en el cartucho hasta cerca del final del ciclo de funcionamiento cuando el medio acuoso esta mas caliente. Esto mejora de nuevo la espumabilidad.
El cartucho de la cuarta realizaci6n es ventajoso tambien para dispensar productos de cafe lfquidos segun se ha descrito mas arriba.
Se ha encontrado que las realizaciones de los cartuchos de bebida usados en el metodo de la presente invenci6n proporcionan ventajosamente una consistencia mejorada de la bebida dispensada en comparaci6n con los cartuchos de la tecnica anterior. Se hace referencia a la Tabla 1 mas adelante que muestra los resultados de mezclas producidas para veinte muestras, conteniendo cada uno de los cartuchos A y B cafe tostado y molido. El cartucho A es un cartucho de bebida utilizado segun la presente invenci6n. El cartucho B es un cartucho de bebida de la tecnica anterior como se describe en el documento W001/58786 del solicitante. El fndice de refracci6n de la bebida mezclada se mide en unidades Brix y se convierte en un porcentaje de s6lidos solubles (%SS) usando tablas y f6rmulas estandar. En los ejemplos que siguen:
%SS � 0,7774 � (valor Brix) � 0,0569
%Producci6n�(%SS�Volumen mezclado (g))/(100�Peso de cafe (g))
Tabla 1
CARTUCH0 A
Muestra
Vol.mezcla(g) Peso cafe(g) Brix % SS (�) % Producci6n
1
105,60 6,5 1,58 1,29 20,88
2
104,24 6,5 1,64 1,33 21,36
3
100,95 6,5 1,67 1,36 21,05
4
102,23 6,5 1,71 1,39 21,80
5
100,49 6,5 1,73 1,40 21,67
6
107,54 6,5 1,59 1,29 21,39
7
102,70 6,5 1,67 1,36 21,41
8
97,77 6,5 1,86 1,50 22,61
9
97,82 6,5 1,70 1,38 20,75
10
97,83 6,5 1,67 1,36 20,40
11
97,60 6,5 1,78 1,44 21,63
12
106,64 6,5 1,61 1,31 21,47
13
99,26 6,5 1,54 1,25 19,15
14
97,29 6,5 1,69 1,29 19,35
15
101,54 6,5 1,51 1,23 19,23
16
104,23 6,5 1,61 1,31 20,98
17
97,50 6,5 1,73 1,40 21,03
18
100,83 6,5 1,68 1,38 21,14
19
101,67 6,5 1,67 1,36 21,20
20
101,32 6,5 1.68 1,36 21,24
PR0MEDI0
20,99
CARTUCH0 B
Muestra
Vol.mezcla(g) Peso cafe(g) Brix % SS (�) % Producci6n
1
100,65 6,5 1,87 1,511 23,39
2
95,85 6,5 1,88 1,503 22,16
3
98,40 6,5 1,80 1,456 22,04
4
92,43 6,5 2,30 1,845 26,23
5
100,28 6,6 1,72 1,394 21,50
6
98,05 6,5 2,05 1,651 24,90
7
99,49 6,5 1,96 1,581 24,19
8
95,62 6,5 2,30 1,845 27,14
9
94,28 6,5 2,17 1,744 25,29
10
98,13 6,5 1,72 1,394 20,62
11
96,66 6,5 1,81 1,464 21,82
12
94,03 6,5 2,20 1,767 25,56
13
96,28 6,5 1,78 1,441 21,34
14
95,85 6,5 1,95 1,573 23,19
15
95,36 6,5 1,88 1,518 22,28
16
92,73 6,5 1,89 1,528 21,77
17
88,00 6,5 1,59 1,293 17,50
18
93,50 6,5 2,08 1,674 24,08
19
100,88 6,5 1,75 1,417 22,00
20
84,77 6,5 2,37 1,899 24,77
PR0MEDI0
23,09
Realizando un analisis estadfstico de ensayo t sobre los datos anteriores se obtienen los resultados siguientes: Tabla 2 Ensayo t: Dos muestras Suponiendo Iguales Varianzas
% Producci6n(Cartucho A) % Producci6n(Cartucho B)
Media 20,99 23,09 Varianza 0,77 5,04 0bservaciones 20 20 Varianza agrupada 2,90 Diferencia Media conjeturada 0 df 38 Stat t �3,90 P(T�) una cola 0,000188 una cola crftica t 1,686 P(T�t) dos colas 0,000376 dos colas crfticas t 2,0244
Desviaci6n Estandar 0,876 2,245
El analisis muestra que la consistencia del % de producci6n, que iguala la resistencia de la mezcla, para los cartuchos de la presente invenci6n es significativamente mejor (en un nivel de confianza del 95%) que el de los cartuchos de la tecnica anterior, con una desviaci6n estandar de 0,88% en comparaci6n con la de 2,24%. Esto significa que las bebidas dispensadas segun la presente invenci6n tienen una consistencia mas repetible y uniforme.
10 Esto es preferido por los consumidores que desean que sus bebidas sepan lo mismo aunque transcurra el tiempo y no desean cambios arbitrarios en la consistencia de la bebida.
Los materiales de los cartuchos descritos anteriormente pueden ser proporcionados con un revestimiento de barrera para mejorar su resistencia al oxfgeno y/o humedad y/o a otras entradas contaminantes. El revestimiento de barrera puede mejorar tambien la resistencia a fugas de los ingredientes de la bebida desde el interior de los cartuchos y/o
15 reducir el grado de lixiviaci6n de los productos extrafbles de los materiales del cartucho que puede afectar adversamente a los ingredientes de la bebida. El revestimiento de barrera puede ser de un material seleccionado del grupo de PET, Poliamida, EV0H, PVDC o un material metalizado. El revestimiento de barrera puede ser aplicado mediante un cierto numero de mecanismos que incluyen pero no se limitan a la deposici6n de vapores, deposici6n por vacfo, revestimiento de plasma, coextrusi6n, etiquetado en moldeo y moldeo de dos etapas/multietapas.
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Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Un metodo de dispensar una bebida de un cartucho sellado insertable en maquina durante un ciclo de funcionamiento, en el que se sella el cartucho antes de su inserci6n en la maquina de preparaci6n de bebidas y dicho cartucho contiene uno o mas ingredientes de chocolate lfquidos y esta formado de materiales sustancialmente impermeables al aire y al agua, cuyo metodo comprende las operaciones de hacer pasar un medio acuoso a traves del cartucho para formar una bebida por diluci6n de dichos uno o mas ingredientes de chocolate, hacer pasar la bebida a traves de unos medios para producir espuma de la bebida y dispensar la bebida en un receptaculo, en donde los uno o mas ingredientes de chocolate lfquidos se diluyen en una relaci6n de entre 2 a 1 y 10 a 1 y en donde el nivel de formaci6n de espuma es superior a 70%.
  2. 2.
    Un metodo segun la reivindicaci6n 1, en el que el cartucho comprende una entrada para la introducci6n de un medio acuoso en el cartucho y una salida para la descarga de una bebida producida por el ingrediente de chocolate lfquido.
  3. 3.
    Un metodo segun la reivindicaci6n 1, en el que el ingrediente de chocolate lfquido esta concentrado.
  4. 4.
    Un metodo segun la reivindicaci6n 1, en el que el ingrediente de chocolate lfquido contiene mas del 40% de s6lidos totales.
  5. 5.
    Un metodo segun la reivindicaci6n 4, en el que el ingrediente de chocolate lfquido contiene entre el 70 y el 95% de s6lidos totales.
  6. 6.
    Un metodo segun la reivindicaci6n 5, en el que el ingrediente de chocolate lfquido contiene alrededor del 90% de s6lidos totales.
  7. 7.
    Un metodo segun la reivindicaci6n 1, en el que el ingrediente de chocolate lfquido esta en la forma de un gel.
  8. 8.
    Un metodo segun la reivindicaci6n 1, en el que el ingrediente de chocolate lfquido contiene s6lidos de cacao.
  9. 9.
    Un metodo segun la reivindicaci6n 8, en el que el ingrediente de chocolate lfquido contiene entre el 50 y el 80% de s6lidos de cacao totales.
  10. 10.
    Un metodo segun la reivindicaci6n 9, en el que el ingrediente de chocolate lfquido contiene entre el 60 y el 70% de s6lidos de cacao totales.
  11. 11.
    Un metodo segun la reivindicaci6n 1, en el que el cartucho comprende un miembro exterior y un miembro interior unido conjuntamente durante el montaje con el miembro exterior.
  12. 12.
    Un metodo segun la reivindicaci6n 11, en el que se proporciona una disposici6n de ajuste por salto elastico para unir juntos el miembro exterior y el miembro interior durante el montaje del cartucho.
  13. 13.
    Un metodo segun la reivindicaci6n 1, en el que el cartucho comprende ademas medios para producir un chorro de la bebida y en el que los medios para producir el chorro de la bebida comprenden una abertura en la trayectoria de circulaci6n de la bebida.
  14. 14.
    Un metodo segun la reivindicaci6n 1, en el que el cartucho comprende ademas al menos una entrada para aire y unos medios para generar una reducci6n de presi6n del chorro de la bebida, por lo que, en uso, aire procedente de la al menos una entrada de aire es incorporado en la bebida como una pluralidad de pequenas burbujas.
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