ES2426570T3

ES2426570T3 - Cartucho para preparación de bebidas

Info

Publication number: ES2426570T3
Application number: ES10773949T
Authority: ES
Inventors: Geoffrey York
Original assignee: Kraft Foods R&D Inc USA
Current assignee: Kraft Foods R&D Inc USA
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2013-10-24
Anticipated expiration: 2030-10-20
Also published as: EP2490963A1; RU2511507C2; KR101681165B1; CA2777617C; BR112012008287B1; WO2011048377A4; HK1171999A1; CA2777617A1; JP2013507995A; US20120196008A1; KR20120087926A; GB2474679B; GB0918575D0; CN102596758B; WO2011048377A1; US8889203B2; JP5453542B2; CN102596758A; RU2012120782A; PL2490963T3

Abstract

Un cartucho (1) que contiene uno o más ingredientes de bebida, comprendiendo dicho cartucho (1): una boca de entrada para la introducción de un medio acuoso dentro del cartucho (1); una boca de salida (44) para una bebida producida a partir de dicho uno o más ingredientes de bebida; un orificio (128) en una trayectoria de flujo de bebida que conecta la boca de entrada con la boca de salida (44) que genera, durante el uso, un chorro de bebida; caracterizado porque una cámara de expansión (305) ubicada corriente abajo respecto del orificio (128), en donde la cámara de expansión (305) comprende una boca de entrada de cámara de expansión (310) en una pared corriente arriba (308) para recibir el chorro de bebida y una boca de salida de cámara de expansión (309); y una boca de entrada de aire (71') ubicada en la cámara de expansión (305) cerca de la boca de entrada de cámara de expansión (310); en donde la cámara de expansión (305) tiene una sección transversal que es perpendicular a la dirección de flujo del chorro de bebida y paralela a la pared corriente arriba (308), y dicha sección transversal disminuye en dirección corriente abajo desde la boca de entrada de cámara de expansión (310) hasta la boca de salida de cámara de expansión (309), y la sección transversal y perfil de la boca de salida de cámara de expansión (309) son dimensionados para ser sustancialmente iguales que la sección transversal y perfil de la corriente de bebida al pasar a través de la boca de salida (309).

Description

Cartucho para preparación de bebidas

La presente invención se refiere a un cartucho para preparación de bebidas que contiene uno o más ingredientes para preparación de bebidas.

Se conoce el uso de leche espumada para la preparación de bebidas como ser el “capuchino”. Tradicionalmente, la leche espumada se producía utilizando una varita de vapor para dirigir un chorro de vapor dentro de un recipientecon leche. Éste es todavía el principal método para producir leche espumada en un entorno comercial. Es deseable poder preparar bebidas del estilo del café “capuccino” en el hogar. No obstante, no es conveniente utilizar equipos de chorro de vapor en el hogar porque pueden ser peligrosos si no se utilizan correctamente y difíciles de limpiar. Esto representa una desventaja en particular para los quipos utilizados con leche, que requieren una limpieza profunda para prevenir la contaminación.

Del documento EP 1 716 055 se conoce un cartucho para una máquina de bebidas de uso doméstico apropiada para producir leche espumada. La leche espumada se produce dentro del cartucho haciendo que el aire quede retenido en una corriente de leche. Un objeto de la presente invención es proveer un cartucho mejorado para producir bebidas espumadas, en particular bebidas espumadas a base de leche.

En consecuencia, la presente invención provee un cartucho que contiene uno o más ingredientes de bebida, comprendiendo dicho cartucho:

una boca de entrada para la introducción de un medio acuoso dentro del cartucho; una boca de salida para una bebida producida a partir de dicho uno o más ingredientes de bebida;

un orificio en una trayectoria de flujo de bebida que conecta la boca de entrada con la boca de salida que genera, durante el uso, un chorro de bebida;

una cámara de expansión situada corriente abajo respecto del orificio, en donde la cámara de expansión comprende una boca de entrada de cámara de expansión para recibir el chorro de bebida y una boca de salida de cámara de expansión; y una boca de entrada de aire situada en la cámara de expansión próxima a la boca de entrada de cámara de expansión;

en donde la sección transversal de la cámara de expansión disminuye en dirección corriente abajo desde la boca de entrada de cámara de expansión hasta la boca de salida de cámara de expansión; y la sección transversal y perfil de la boca de salida de cámara de expansión son sustancialmente iguales que la sección transversal y perfil de la corriente de bebida al pasar a través de la boca de salida.

La forma característica de la cámara de expansión estimula de manera eficaz al aire para que quede retenido dentro de la corriente de bebida al pasar a través de la cámara de expansión. La sección transversal disminuida de la cámara de expansión en la boca de salida de cámara de expansión ayuda a evitar que la bebida sea arrastrada nuevamente a la cámara de expansión dando preferencia al aire, lo cual reducirá la eficacia de la succión de aire de la atmósfera. Gracias al diseño mejorado se produce un mayor volumen de bebida espumada en comparación con cartuchos previamente conocidos.

Preferiblemente la sección transversal de la boca de entrada de cámara de expansión es mayor que la sección transversal del orificio que genera el chorro.

En particular, la sección transversal relativamente grande de la cámara de expansión inmediatamente próxima a la boca de entrada de aire provee un volumen de baja presión relativamente elevado alrededor del chorro de bebida entrante, de este modo permitiendo que el aire entre a la cámara de expansión con relativa facilidad.

Preferiblemente un suelo y un techo de la cámara de expansión convergen el uno hacia el otro en dirección corriente abajo.

La cámara de expansión puede comprender paredes laterales opuestas y las paredes laterales pueden converger en dirección corriente abajo.

Preferiblemente el orificio se alinea de forma tal que el chorro de bebida que sale del orificio pase desde la boca de entrada de la cámara de expansión hacia la boca de salida de la cámara de expansión sustancialmente sin entrar en contacto con el piso de la cámara de expansión.

Más preferiblemente el orificio se alinea de forma tal que el chorro de bebida que sale del orificio pasa desde la boca de entrada de la cámara de expansión hacia la boca de salida de la cámara de expansión sustancialmente sin entrar en contacto con una o más paredes laterales de la cámara de expansión.

Preferiblemente la boca de entrada de aire se forma en un piso de la cámara de expansión.

Preferiblemente la boca de entrada de aire comprende una ranura alargada.

Preferiblemente la ranura alargada está alineada perpendicularmente a la dirección de flujo de un chorro de bebida que sale del orificio.

En un aspecto preferido la cámara de mezcla comprende un orificio de salida que se comunica con la boca de salida del cartucho;

comprendiendo la cámara de mezcla, además, una pluralidad de proyecciones dispuestas de forma espaciada alrededor del orificio de salida de la cámara de mezcla.

Preferiblemente las proyecciones están dispuestas alrededor de una primera porción de una periferia del orificio de salida de la cámara de mezcla y una segunda porción de la periferia del orificio de salida de la cámara de mezcla queda libre respecto de las proyecciones, en donde la segunda porción de la periferia se alinea con la boca de salida de la cámara de expansión y se dimensiona de forma tal que el chorro de bebida que sale, durante el uso, de la boca de salida de la cámara de expansión puede entrar en una región central de la cámara de mezcla sin chocar primero con las proyecciones.

Las proyecciones pueden estar dispuestas en forma de arco. Preferiblemente, las proyecciones están dispuestas en forma de arco circular.

Preferiblemente el cartucho comprende entre 3 y 20 proyecciones.

Preferiblemente las proyecciones actúan para reducir áreas de flujo estancado durante el uso dentro de la cámara de mezcla. Las proyecciones ayudan a eliminar los espacios abiertos en los cuales el flujo de bebida puede volverse relativamente “estancado”. Se ha descubierto que dichas áreas “estancadas” permiten que pequeñas burbujas de aire se unan para formar burbujas de aire indeseablemente más grandes. Las proyecciones ayudan a eliminar este problema rompiendo los patrones de flujo dentro de la cámara de mezcla para estimular la formación de patrones de flujo turbulento de menor escala que eviten la unión de las burbujas en comparación con patrones de remolino de mayor escala que tienden a provocar unión de burbujas. La espuma producida es, por consiguiente, de mejor calidad que la de bebidas espumadas producidas a partir de cartuchos previamente conocidos.

El ingrediente o más ingredientes de bebidas pueden ser ingredientes líquidos. El ingrediente o más ingredientes de bebidas pueden ser ingredientes líquidos a base de leche, como ser leche concentrada líquida. La leche líquida puede ser pasteurizada o esterilizada mediante métodos conocidos como ser ultrapasteurización, pasteurización instantánea, destilación en vasos cerrados, etc.

Preferiblemente el cartucho se sella antes de ser utilizado en una máquina para preparar bebidas con el fin de formar una bebida.

La invención además provee un método para preparar una bebida a partir de un cartucho que contiene uno o más ingredientes de bebida, comprendiendo el método los siguientes pasos:

generar un chorro de bebida dentro de una cámara de expansión en el cartucho;

retener aire dentro del chorro de bebida al pasar a través de la cámara de expansión;

caracterizado por el paso de hacer coincidir sustancialmente una sección transversal y perfil de una boca de salida de la cámara de expansión con la sección transversal de flujo y perfil de la corriente de bebida en el extremo corriente abajo de la cámara de expansión.

La invención además provee un método para preparar una bebida a partir de dicho cartucho, comprendiendo el método los pasos de ubicar el cartucho en una máquina para preparar bebidas adaptada para recibir el cartucho y preparar una bebida a partir de él.

La invención además provee un sistema para preparar bebidas que comprende dicho cartucho y una máquina para preparar bebidas adaptada para recibir el cartucho y preparar una bebida a partir de él.

Se entenderá que con el término “cartucho”, tal y como se lo utiliza en la presente, se hace referencia a un paquete,

envase, saquito o receptáculo que contiene uno o más ingredientes de bebida de la manera descrita y es apropiado para ser utilizado en una máquina para preparar bebidas. El cartucho puede comprender un componente simple o un equivalente de componentes múltiples, como ser una almohadilla acolchada situada en un soporte de almohadilla separado. Preferiblemente el cartucho está adaptado para producir una ración individual de bebida. El cartucho puede ser rígido, semirrígido o flexible. La boca de entrada y salida del cartucho pueden estar abiertas o requerir ser abiertas durante el uso mediante, por ejemplo, perforación.

En la siguiente descripción los términos "superior" e "inferior" y equivalentes se utilizarán para describir el posicionamiento relacional de características de la invención. Debería entenderse que los términos “superior” e “inferior” y equivalentes se refieren al cartucho (u otros componentes) en su orientación normal para ser insertados en una máquina para preparar bebidas y, posteriormente, para prepararlas tal y como se muestra, por ejemplo, en la

Figura 1. En particular, “superior” e “inferior” se refieren, respectivamente, a posiciones relativas más próximas o

más alejadas respecto de una superficie superior 11 del cartucho. Además, los términos "interior" y "exterior" y equivalentes se utilizarán para describir el posicionamiento relacional de características de la invención. Debería

entenderse que los términos "interior” y “exterior” y equivalentes se refieren a posiciones relativas en el cartucho (u

otros componentes) estando, respectivamente, más cerca o más lejos respecto de un centro o eje principal del cartucho 1 (u otro componente).

A continuación se describirá una realización de la presente invención, únicamente a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos que la acompañan, en los cuales:

La Figura 1 es un dibujo transversal de un cartucho de la técnica anterior según se presenta en el documento EP 1 716 055;

La Figura 2 es una vista en perspectiva de parte de un miembro interior de un cartucho del tipo descrito en el documento EP 1 716 055;

La Figura 3 es una vista en perspectiva ampliada de parte del miembro interior mostrado en la Figura 2;

La Figura 4 es una vista en perspectiva de parte de un miembro interior según la presente invención;

La Figura 5 es una vista en perspectiva ampliada de parte del miembro interior de la Figura 4;

La Figura 6 es una vista en perspectiva transversal de una parte del miembro interior de la Figura 4;

La Figura 7 es una vista en perspectiva transversal de una parte del miembro interior de la Figura 4 con un miembro exterior colocado en su posición;

Las Figuras 8a y 8b son vistas en planta y laterales de envases que contienen bebidas que muestran volúmenes de bebida comparativos entre una bebida preparada utilizando un cartucho de la técnica anterior y una bebida preparada utilizando un cartucho según la presente invención; y

Las Figuras 9a y 9b son vistas en planta y laterales de envases que contienen bebidas que muestran variaciones comparativas de tamaño de burbuja entre una bebida preparada utilizando un cartucho de la técnica anterior y una bebida preparada utilizando un cartucho según la presente invención.

La Figura 1 muestra un cartucho 1 de la técnica anterior tal y como se describe en la publicación de patente europea anterior del solicitante número EP 1 716 055. Para una descripción completa del cartucho 1, véase la descripción del documento EP 1 716 055, que se incorpora a la presente por referencia. En lo sucesivo, únicamente aquellas partes del cartucho 1 que se relacionan con la presente invención se describirán en detalle.

El cartucho 1 del documento EP 1 716 055 generalmente comprende un miembro exterior 2, un miembro interior 3 y una tapa de material laminar 5. El miembro exterior 2, miembro interior 3 y material laminar 5 se unen para formar el cartucho 1 que tiene una cámara 134 para contener uno o más ingredientes de bebida 200, una boca de entrada (no mostrada), una boca de salida 122 y una trayectoria de flujo de bebida que conecta la boca de entrada con la boca de salida 122.

El miembro interior 3 comprende un pico de descarga 43 rodeado por un tubo exterior 42 que se conecta al pico de descarga 43 mediante la aleta anular 47. El miembro interior 3 también comprende una porción de borde 80 que se conecta con el tubo exterior 42 mediante las pestañas de borde 87. Se define un canal anular 69 entre la pared interior de la porción de borde 80 y la pared exterior del tubo exterior 42. El canal anular 69 tiene una porción inferior 69L debajo de las pestañas de borde 87 y una porción superior 69U encima de las pestañas de borde 87. Se provee comunicación fluida entre la porción inferior 69L y la porción superior 69U del canal anular 69 mediante los espacios que existen entre las pestañas 87. Por último, la porción de borde 80 del miembro interior 3 comprende un bol 101 para regular la mezcla del ingrediente de bebida.

La trayectoria de flujo de bebida pasa a través de la cámara 134, el canal anular 69 y el pico de descarga 43 tal y como se describirá con mayor detalle a continuación.

Las bocas de entrada y salida 122 son selladas inicialmente mediante el material laminar 5 y se abren durante el uso perforando o cortando el material laminar 5. La trayectoria de flujo de bebida se define mediante relaciones interespaciales entre el miembro exterior 2, el miembro interior 3 y el material laminar 5. Opcionalmente se pueden incluir otros componentes en el cartucho 1, como ser un filtro.

Los diversos tipos de cartucho que se muestran en el documento EP1 716 055 pueden utilizarse para preparar productos tostados y molidos o productos líquidos como ser la leche líquida concentrada. También es posible preparar productos de café líquido.

Una ventaja particular de los cartuchos mostrados en las Figuras 18 y 34 del documento EP 1 716 055 es el suministro de medios para retener aire dentro de la bebida, por ejemplo, en forma de eductor. Tal y como se utiliza en la presente, el término eductor se refiere al uso de un orificio, o estructura similar, para formar un chorro de bebida, estando el orificio situado en la trayectoria de flujo de bebida corriente arriba respecto de una boca de entrada de aire y una cámara de expansión, estando dicho orificio dispuesto para producir un chorro de bebida que cae dentro de la cámara de expansión para crear una zona de baja presión próxima a la boca de entrada de aire que hace que el aire sea arrastrado a través de la boca de entrada de aire para que quede retenido en la corriente de bebida.

Tal y como se muestra en la Figura 1 (basada en la Figura 34 del documento EP 1 716 055), se provee un reborde 67 sobre el miembro interior 3 de pie sobre la aleta anular 47 que une el tubo exterior 42 con el pico de descarga 43. El reborde 67 rodea una boca de entrada 45 al pico de descarga 43. El reborde 67 se provee con una saliente que apunta hacia el interior 68. En un punto alrededor de la circunferencia del reborde 67 se provee una ranura 70, extendiéndose la ranura desde una orilla superior del reborde 67 hasta un punto marginalmente inferior al nivel de la saliente 68.

Se provee una boca de entrada de aire 71 en la aleta anular 47 alineada circunferencialmente con la ranura 70. La boca de entrada 71 comprende un orificio que pasa a través de la aleta 47 de forma tal que provee comunicación entre un punto por encima de la aleta 47 y el espacio vacío por debajo de la aleta 47 entre el tubo exterior 42 y el pico de descarga 43. La boca de entrada de aire 71 comprende una porción frustocónica superior y una porción cilíndrica inferior. La pared del tubo exterior 42 próxima a la boca de entrada de aire 71 se moldea para formar una canaleta que va desde la boca de entrada de aire 71 a la boca de entrada 45 del pico de descarga 43.

Se proveen tres pestañas axiales 105 en la superficie interior del pico de descarga 43 para direccionar la bebida preparada hacia abajo hasta la boca de salida 44 para ayudar a que la bebida preparada salga en forma de una corriente controlada relativamente estrecha.

Tal y como se muestra en la Figura 1, cuando se arma el cartucho, se asienta una extensión cilíndrica 18 del miembro exterior 2 dentro del reborde 67. La extensión cilíndrica 18 cierra sustancialmente la boca de entrada 45 del pico de descarga 43 cerrando también el extremo superior de la ranura 70. Puesto que la ranura 70 en el reborde 67 se extiende por debajo del nivel de la saliente 68, un orificio 128 permanece abierto para proveer una trayectoria de fluido a través de la aleta anular 47. De este modo, durante el armado, la ranura 70 se configura para que el orificio128 tenga forma aproximadamente cuadrada.

Durante el uso, el cartucho 1 se inserta dentro de una máquina para preparar bebidas y las bocas de entrada y salida 122 se abren mediante miembros perforadores de la máquina para preparar bebidas que perforan y pliegan el material laminar 5. Un medio acuoso, típicamente agua, entra bajo presión en el cartucho 1 a través de la boca de entrada y se direcciona para que fluya dentro de la cámara 134. El agua se fuerza a lo largo de la trayectoria de flujo de bebida a través de la cámara 134 y se mezcla con los ingredientes de bebida 200 allí contenidos. El agua, al mismo tiempo, se fuerza hacia arriba a través de los ingredientes de bebida.

La presión trasera de bebida que se acumula en la cámara 134 fuerza la bebida bajo presión a través del orificio128 que emerge como un chorro dentro de una cámara de mezcla 49 en el extremo superior del pico de descarga 43. El chorro de bebida pasa directamente sobre la boca de entrada de aire 71. A medida que la bebida entra en la canaleta y la boca de entrada 45 del pico de descarga 43, la presión del chorro de bebida disminuye. Como resultado el aire queda retenido dentro de la corriente de bebida en forma de una multitud de pequeñas burbujas de aire a medida que el aire es aspirado hacia arriba a través de la boca de entrada de aire 71. El chorro de bebida que sale del orificio 128 fluye de manera turbulenta dentro de la cámara de mezcla 49 antes de ser canalizado hacia abajo hasta el pico de salida 44 donde la bebida se descarga en un receptáculo como ser una taza en donde las burbujas de aire forman la apariencia espumosa deseada.

Las Figuras 2 y 3 muestran vistas en perspectiva de un cartucho que tiene otro miembro interior 3’ de acuerdo con la técnica anterior. Muchas de las características del miembro interior 3’ son las mismas que se describen más arriba con referencia al miembro interior 3 y se han utilizado numerales iguales para referirse a características iguales.

El miembro interior 3’ difiere del miembro interior 3 en la forma y tamaño del eductor, y en la incorporación del tabique 65 en la porción inferior del pico de descarga 43. El tabique 65 ayuda a evitar que la bebida se pulverice y/o salpique al salir del pico de descarga 43. Además, el miembro interior 3’ no tiene el bol 101.

Como se muestra mejor en la Figura 3, al eductor de este cartucho se le provee una canaleta alargada 300 formada en el miembro interior 3’. La canaleta 300 comprende una superficie inferior 302, paredes laterales 303 y una pared corriente arriba 304. La canaleta 300 también comprende una boca 290 que está situada en el extremo corriente abajo respecto de la canaleta 300 y que comunica con la cámara de mezcla 49. La ranura 70 del eductor se alinea con la canaleta 300 para que la canaleta defina una trayectoria de flujo desde el orificio 128 (formado desde la ranura 70 durante el armado del cartucho) hasta la cámara de mezcla 49. Una boca de entrada de aire 71 se abre dentro de la canaleta 300 a través de su superficie inferior 302 próxima al extremo corriente arriba de la canaleta

300.

La sección transversal de la canaleta 300, es decir la sección transversal interna que es perpendicular a la dirección de flujo y paralela a la pared corriente arriba 304, se incrementa gradualmente en dirección corriente abajo desde la pared corriente arriba 304 hasta la boca 290 de la canaleta 300. De este modo, la sección transversal de la boca 290 es mayor que la sección transversal de la canaleta 300 próxima a la pared corriente arriba 304 y la boca de entrada de aire 71. El incremento gradual en sección transversal de la canaleta 300 se consigue inclinándose gradualmente hacia abajo la superficie inferior 302 respecto de la pared corriente arriba 304. Las paredes laterales 303 son sustancialmente paralelas de forma tal que el ancho de la canaleta 300 no varía a lo largo de su longitud. En el uso, la cara más inferior 31 de la extensión cilíndrica 18 cierra la canaleta 300 por la parte de arriba cuando se arma el cartucho 1. Por lo tanto, la canaleta 300 define una cámara de expansión en dirección corriente abajo respecto del orificio128.

Durante el uso, el chorro de bebida emerge del orificio 128 y entra en la canaleta 300. La boca de entrada de aire 71 se posiciona dentro de la canaleta 300 de forma tal que se abre en la zona de baja presión creada por el chorro. Debido a que la boca de entrada de aire 71 está abierta a la atmósfera, el aire es aspirado a través de la boca de entrada 71 y queda retenido en la corriente de bebida que pasa. La corriente de bebida fluye a lo largo de la canaleta 300 y luego sigue hasta la cámara de mezcla 49 en donde el aire retenido y la bebida siguen mezclándose hasta que salen del cartucho a través del pico de salida 44.

Los cartuchos de la técnica anterior que tienen miembros interiores 3 y 3’ tal y como se describe más arriba han sido utilizados con éxito en máquinas de bebidas de uso doméstico para producir bebidas espumadas, como ser café “espresso”, tipo “capuccino”, y bebidas espumadas a base de leche. Para mejorar todavía más la calidad de la espuma, se ha desarrollado un miembro interior mejorado 3’’ (descrito en detalle más abajo) de acuerdo con la presente invención. El miembro interior mejorado 3’’ produce un mayor volumen de espuma con una distribución más constante de burbujas de menor tamaño.

Las Figuras 4 y 5 muestran vistas en perspectiva del miembro interior mejorado 3’’ que forma parte de un cartucho mejorado de acuerdo con la presente invención. Algunas de las características del miembro interior 3’’ son las mismas que las descritas anteriormente con referencia a los miembros interiores 3 y 3' y se han utilizado numerales iguales para referirse a las mismas características.

El miembro interior 3’’ es similar al miembro interior 3’ descrito más arriba a excepción de la incorporación de las proyecciones 400 en la cámara de mezcla 49, la eliminación (opcional) de las pestañas 105 del pico de descarga 43

y la adaptación del eductor. Además, en lugar de conectar la porción de borde 80 del miembro interior 3’’ al tubo exterior 42 mediante las pestañas de borde 87, la porción de borde 80 del miembro interior 3’’ se conecta con el tubo exterior 42 mediante una saliente de borde 87’.

Como se muestra mejor en las Figuras 4 y 6, la saliente de borde 87’ comprende un anillo sustancialmente continuo que rodea el tubo exterior 42. La saliente de borde 87’ tiene una abertura (no mostrada) que se alinea con la ranura 70 en el reborde anular 67. La abertura en la saliente de borde 87’ provee una comunicación fluida entre la porción

inferior 69L del canal anular 69 y la ranura 70. Se disponen dos paredes de dirección de flujo 320 a cada lado de la abertura en la saliente de borde 87. Las paredes de dirección de flujo 320 se extienden entre la pared interior de la porción de borde 80 y el reborde 67 del tubo exterior 42 para definir un canal de dirección de flujo estriado 321. Tal y como se muestra en la Figura 7, durante el uso, la porción superior 69U del canal anular 69, que incluye el canal de flujo 321, se cierra por la parte de arriba mediante la cara más inferior 31 de la extensión cilíndrica 18 cuando se arma el cartucho 1.

Como se muestra mejor en la Figura 5, la ranura 70 del miembro interior 3’’ se comunica con una muesca de lados

paralelos 310 que conduce a una cámara de expansión 305 en una boca de entrada de cámara de expansión para formar una zona de expansión. La cámara de expansión 305 comprende una pared corriente arriba 308, dos paredes laterales 307 y una superficie o piso inferior 306. La cámara de expansión 305 además comprende una boca de salida 309 situada en el extremo corriente abajo de la cámara de expansión 305 que comunica con la cámara de mezcla 49. Durante el uso, la cámara de expansión 305 está cerrada por la parte de arriba mediante la cara más inferior 31 de la extensión cilíndrica 18’’ cuando se arma el cartucho 1. Por lo tanto, la cámara de expansión 305 se sitúa corriente abajo respecto del orificio 128.

La cámara de expansión 305 se moldea de forma tal que la sección transversal, es decir la sección transversal que es perpendicular a la dirección de flujo y paralela a la pared corriente arriba 308, de la boca de entrada es significativamente mayor que la sección transversal de la muesca que genera el chorro 310. Además, la sección transversal de la boca de salida 309 de la cámara de expansión 305 es más pequeña que la sección transversal en una boca de entrada de la cámara de expansión 305, paralela a la pared corriente arriba 308 próxima a la pared corriente arriba 308 y a la boca de entrada de aire 71’. Esta disminución en sección transversal es preferiblemente conseguida a través de las paredes laterales 307 que convergen gradualmente a lo largo de la longitud de la cámara 305, de forma tal que el ancho de la cámara 305 disminuye a lo largo de su longitud, y/o a través de la superficie inferior 306 cuya inclinación asciende desde la base de la pared corriente arriba 308 hacia la boca de salida 309 (véanse las Figuras 6 y 7), de forma tal que la altura de la cámara 305 disminuye gradualmente a lo largo de su longitud.

Tal y como se muestra en la Figura 5, la boca de entrada de aire tiene preferiblemente forma de ranura alargada 71’ en la base de la pared corriente arriba 308 de la cámara de expansión 305 de forma tal que la ranura 71’ yace en la raíz de la cámara de expansión 305. La ranura 71’ se extiende a lo ancho a través de la cámara de expansión 305 pero no llega a ambas paredes laterales 307 tal y como se muestra en la Figura 5. La boca de entrada de aire 71’

está ubicada inmediatamente corriente debajo de la pared corriente arriba 308 para que esté lo más cerca posible del punto en el cual el chorro de bebida, que emerge del orificio128, entra en la cámara de expansión 305. Esto asegura que la boca de entrada de aire 71’ está posicionada en la zona de menor presión en la cámara de expansión 305. Esto ayuda a optimizar la diferencia de presión a través de la boca de entrada de aire 71’ y, por lo tanto, la cantidad de aire aspirado a través de la boca de entrada de aire 71’. La boca de entrada de aire 71’ puede

ser de cualquier forma deseada. No obstante, se ha descubierto que una boca de aire en forma de ranura alargada es ventajosa puesto que permite que la boca de entrada de aire se posicione más cerca del extremo corriente arriba de la cámara de expansión 305 que las bocas de entrada de la técnica anterior mientras que, a la vez, permite que la boca de entrada tenga un tamaño mayor en comparación con diseños de la técnica anterior. Además, una ranura alargada permite utilizar una herramienta de moldeo más resistente durante la fabricación en comparación con una clavija de moldeo de diámetro reducido.

La sección transversal reducida de la boca de salida 309 de la cámara de expansión se moldea con forma de buzón con un ancho relativamente grande y una altura reducida.

El pico de descarga 43 define una boca de salida 44 del cartucho. La boca de entrada 45 al pico de descarga 43 se define específicamente como un orificio ubicado en el centro del piso de la cámara de mezcla 49. Tal y como se muestra más claramente en la Figura 4, se proveen una pluralidad de proyecciones 400 en la cámara de mezcla 49 que rodean la boca de entrada 45 del pico de descarga 43. Las proyecciones 400 tienen una forma frustocónica llana para facilitar el moldeo.

Las proyecciones 400 se disponen en la cámara de mezcla 49 de forma tal que rodeen una primera porción 403 de una periferia de la boca de entrada 45 al pico de descarga 43. Una segunda porción de la periferia de la boca de entrada 45 al pico de descarga 43 está libre de las proyecciones 400 de forma tal que la segunda porción de la periferia define una zona de boca de entrada 405 dentro de una zona 406 situada sustancialmente dentro de la región delimitada por la primera porción de la periferia 403. Las proyecciones 400 se disponen de forma tal que la zona de boca de entrada 405 se posiciona sustancialmente a través de la boca 309 de la cámara de expansión 305. De este modo, durante el uso, la bebida que sale de la cámara de expansión 305 a través de la boca 309 inicialmente tiene el camino despejado al entrar en la cámara de mezcla 49.

Las proyecciones 400 están dispuestas en forma de arco. Preferiblemente el arco es parte de un círculo. Se proveen seis proyecciones 400. Las proyecciones 400 se extienden desde el piso de la cámara de mezcla 49 y no están incrustadas por lo que no entran en contacto con el techo.

Durante el uso, el cartucho se sitúa en una máquina para preparar bebidas y el agua se inyecta en el cartucho tal y como se describe más arriba. Como antes, un chorro de bebida, como ser una bebida a base de leche, emerge del orificio 128 y entra en la cámara de expansión 305. Se produce una región de baja presión cerca de la boca de

entrada de aire 71’ y esto provoca que el aire sea aspirado a través de la ranura de la boca de entrada de aire 71’

para quedar retenido en la corriente de bebida que pasa.

La configuración de la cámara de expansión 305 crea un régimen de flujo dentro del cartucho que estimula que un mayor volumen de aire sea retenido en la corriente de bebida en comparación con los cartuchos de la técnica anterior. Específicamente, la cámara de expansión 305 se configura de forma tal que, durante el uso, un chorro de bebida que entra en la cámara de expansión 305, mediante la muesca de chorro 310, se topa con una gran y repentina expansión (en relación con la zona de flujo del chorro) en la boca de entrada a la cámara de expansión

305. Conforme el chorro de bebida sale de la muesca de chorro 310, se expande en ancho y profundidad. La sección de flujo transversal del chorro de bebida aumenta en dirección corriente abajo conforme se aproxima a la boca de salida 309 de la cámara de expansión 305. La boca de salida 309 se dimensiona de forma tal que la sección transversal y perfil de la boca de salida 309 sustancialmente coincide con la sección de flujo transversal y perfil de la corriente de bebida en el extremo corriente abajo de la cámara de expansión 305 (es decir, en la boca de salida 309). Además, puesto que la corriente de bebida tiene una sección transversal de flujo más pequeña respecto de la sección transversal de la cámara de expansión 305 que en un sistema de la técnica anterior, una mayor parte de la corriente de bebida está rodeada por aire al menos en el extremo corriente arriba de la cámara de expansión 305. Una mayor cantidad del aire disponible es, por lo tanto, capaz de quedarse retenido en la corriente de bebida a medida que el aire puede pasar alrededor de toda o la mayor parte de la circunferencia de la corriente de bebida. Este efecto se mejora gracias a la forma de ranura de la ranura 71’ de la boca de entrada de aire que sitúa la zona entera de la boca de entrada de aire en la zona de menor presión.

Este efecto se mejora aun más gracias a la tendencia de un chorro de fluido a ser atraído a la superficie más cercana (efecto Coanda), a saber, la cara más inferior 31 del miembro exterior 2 que actúa como techo de la cámara de expansión 305 (véase Figura 7). La corriente de bebida tenderá, por ende, a pegarse a y esparcirse a través de la cara 31 conforme se desplaza a través de la cámara de expansión 305. Esto no es posible en los cartuchos de la técnica anterior en donde la cámara de expansión es mucho más estrecha y las paredes laterales de la cámara de expansión logran así la dinámica de flujo de la corriente de bebida.

Puesto que la sección transversal y perfil de la boca de entrada 309 coinciden sustancialmente con la sección de flujo transversal y perfil de la corriente de bebida en la boca de entrada 309, se evita en gran medida que el aire y/o la bebida vuelvan a entrar en la cámara de expansión 305 desde la cámara de mezcla 49 saliendo la corriente de bebida de la cámara de expansión 305. Se ha descubierto con miembros interiores de la técnica anterior, como ser el 3’ descrito más arriba, que puede volver a entrar aire y/o bebida en la zona de baja presión cerca de la boca de entrada de aire desde la cámara de mezcla. Esto no es deseable puesto que el flujo recirculante puede bloquear parcialmente la boca de entrada de aire, lo cual evita una entrada de aire eficaz. Esto da como resultado que se retenga una menor cantidad de aire en el chorro que sale.

Se ha descubierto que la combinación de una cámara de expansión 305 que tiene una sección transversal de boca de entrada mayor que la sección transversal de la boca de salida 309, una boca de salida 309 con sección transversal y perfil que coinciden sustancialmente con la sección transversal de flujo y perfil del rocío que sale de la cámara de expansión, y una boca de entrada de aire 71' situada en la boca de entrada de la cámara ofrece una mejora significativa en el volumen producido de bebida espumada. En teoría, la sección transversal de la boca de entrada 309 es sustancialmente la misma que la sección de flujo transversal de la corriente de bebida puesto que, si fuese mayor, permitiría que el flujo de bebida vuelva de la cámara de mezcla y, si fuese menor, daría como resultado que la corriente de bebida salpique excesivamente o choque contra las superficies de la cámara de expansión y que fluya nuevamente dentro de la cámara de expansión.

No es necesario que la cámara de expansión esté formada por paredes sustancialmente planas tal y como se describe más arriba con referencia al miembro interior 3’’. La configuración de la cámara de expansión 305 del miembro interior 3’’ es particularmente apropiada para altos volúmenes de fabricación. No obstante, podría utilizarse cualquier geometría con una sección de flujo corriente arriba mayor que la sección de flujo corriente abajo, y se podría utilizar una sección de boca de salida que coincida sustancialmente con la sección de flujo de corriente de bebida en la boca de salida.

La dirección del chorro que emerge del orificio 128 está inicialmente controlada por la muesca de chorro de lados paralelos 310 de forma tal que haya menos sensibilidad a variaciones leves en cuanto a dimensiones de las partes o alineación incorrecta. No obstante, la muesca 310 puede omitirse de forma tal que la ranura 70 se comunique directamente con la cámara de expansión 305 a través de la pared corriente arriba 308. Además, la superficie inferior 306 de la cámara de expansión 305 puede ser sustancialmente perpendicular a la pared corriente arriba 308.

La corriente de bebida y aire retenido sale de la zona de expansión 305 a través de la boca de salida 309 para entrar en la cámara de mezcla 49 donde se sigue mezclando. Debido a que la zona de boca de entrada 405 está ubicada frente a la boca de salida 309 de la cámara de expansión 305, la corriente de bebida tiene el paso despejado hacia la región 406 rodeada de las proyecciones 400.

Las proyecciones 400 ayudan a eliminar espacios abiertos dentro de la cámara de mezcla 49 sin crear una gran caída de presión. También favorecen la creación de patrones de turbulencia más uniformes dentro de la cámara de mezcla 49 y contribuyen a eliminar remolinos. Esto, a su vez, contribuye a evitar que burbujas pequeñas retenidas en la bebida se unan para formar burbujas de mayor tamaño. La espuma producida es, por lo tanto, de mejor calidad que la espuma producida con cartuchos de la técnica anterior, puesto que tiene burbujas más pequeñas de un tamaño más uniforme.

Las Figuras 8a y 9a muestran dibujos de una bebida de leche espumada preparada con un cartucho con un miembro interior de la técnica anterior (como ser un miembro interior 3 o 3’), y las Figuras 8b y 9b muestran fotografías de una bebida de leche espumada preparada con un cartucho con un miembro interior de acuerdo con la presente invención. Como se puede observar en las Figuras 8a y 8b, el volumen de bebida de leche espumada preparado con el cartucho que tiene el miembro interior de la técnica anterior (Figura 8a) es considerablemente menor que el volumen de bebida de leche espumada preparado utilizando un cartucho que tiene un miembro interior de acuerdo con la presente invención (Figura 8b). Asimismo, como se puede observar en las Figuras 9a y 9b, el tamaño máximo de burbuja de la bebida de leche espumada preparada con el cartucho que tiene el miembro interior de la técnica anterior (Figura 9a) es considerablemente mayor que el tamaño máximo de burbuja de la bebida de leche espumada preparada utilizando un cartucho que tiene un miembro interior de acuerdo con la presente invención (Figura 9b). Además, la bebida de leche espumada preparada utilizando un cartucho que tiene un miembro interior de acuerdo con la presente invención tiene un tamaño de burbuja más constante, lo cual provoca una mejor sensación en la boca.

La invención ha sido descrita anteriormente a modo de ejemplo plasmada en un cartucho formado a partir de, entre otras partes, un miembro exterior y un miembro interior. En particular, el orificio 128 ha sido descrito delimitado por porciones de los miembros exterior e interior. No obstante, se ha de entender que la invención también se a plica a orificios formados por un componente individual en lugar de por la unión de dos componentes. Además, mientras la realización de cartucho descrita comprende la geometría mejorada de eductor de la presente invención y el uso mejorado de obstrucciones en la cámara de mezcla, se ha de entender que la geometría mejorada de eductor puede utilizarse de acuerdo con la presente invención sin la presencia de las obstrucciones mejoradas y viceversa.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un cartucho (1) que contiene uno o más ingredientes de bebida, comprendiendo dicho cartucho (1):

una boca de entrada para la introducción de un medio acuoso dentro del cartucho (1);

una boca de salida (44) para una bebida producida a partir de dicho uno o más ingredientes de bebida;

un orificio (128) en una trayectoria de flujo de bebida que conecta la boca de entrada con la boca de salida (44) que genera, durante el uso, un chorro de bebida; caracterizado porque

una cámara de expansión (305) ubicada corriente abajo respecto del orificio (128), en donde la cámara de expansión

(305) comprende una boca de entrada de cámara de expansión (310) en una pared corriente arriba (308) para recibir el chorro de bebida y una boca de salida de cámara de expansión (309); y una boca de entrada de aire (71’) ubicada en la cámara de expansión (305) cerca de la boca de entrada de cámara de expansión (310);

en donde la cámara de expansión (305) tiene una sección transversal que es perpendicular a la dirección de flujo del chorro de bebida y paralela a la pared corriente arriba (308), y dicha sección transversal disminuye en dirección corriente abajo desde la boca de entrada de cámara de expansión (310) hasta la boca de salida de cámara de expansión (309), y la sección transversal y perfil de la boca de salida de cámara de expansión (309) son dimensionados para ser sustancialmente iguales que la sección transversal y perfil de la corriente de bebida al pasar a través de la boca de salida (309).
2.

Un cartucho (1) según la Reivindicación 1 en donde la sección transversal de la boca de entrada de cámara de expansión (310) es mayor que la sección transversal del orificio que genera el chorro (128).
3.

Un cartucho (1) según la Reivindicación 2 en donde un piso (306) y un techo (31) de la cámara de expansión (305) convergen uno hacia otro en dirección corriente abajo.
4.

Un cartucho (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la cámara de expansión

(305) comprende paredes laterales opuestas (307) y las paredes laterales (307) convergen en dirección corriente abajo.
5.

Un cartucho (1) según la Reivindicación 3 o Reivindicación 4 en donde el orificio (128) se alinea de forma tal que el chorro de bebida que sale del orificio (128) pasa desde la boca de entrada de cámara de expansión (310) a la boca de salida de cámara de expansión (309) sustancialmente sin entrar en contacto con el piso de la cámara de expansión (305) y/o una o más paredes laterales (307) de la cámara de expansión (305).
6.

Un cartucho (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la boca de

entrada de aire (71’) se forma en un piso de la cámara de expansión (305) y preferiblemente comprende una ranura

alargada.
7.

Un cartucho (1) de acuerdo con la Reivindicación 6 en donde la ranura alargada se alinea perpendicularmente con la dirección de flujo de un chorro de bebida que sale del orificio (128).
8.

Un cartucho (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes que comprende, además, una cámara de mezcla (49) que tiene un orificio de salida que comunica con la boca de salida (40) del cartucho (1);

comprendiendo la cámara de mezcla (49), además, una pluralidad de proyecciones (400) dispuestas de forma espaciada alrededor del orificio de salida de la cámara de mezcla.
9.

Un cartucho (1) de acuerdo con la Reivindicación 8 en donde las proyecciones (400) están dispuestas alrededor de una primera porción de una periferia del orificio de salida de la cámara de mezcla y una segunda porción de la periferia del orificio de salida de la cámara de mezcla queda libre respecto de las proyecciones (400), en donde la segunda porción de la periferia se alinea con la boca de salida de la cámara de expansión y se dimensiona de forma tal que una corriente de bebida que sale, durante el uso, de la boca de salida de la cámara de expansión puede entrar en una región central de la cámara de mezcla (49) sin chocar primero con las proyecciones (400).
10.

Un cartucho (1) de acuerdo con la Reivindicación 9 en donde las proyecciones (400) se disponen en un arco, que es preferiblemente circular.
11.

Un cartucho (1) según la Reivindicación 9 o Reivindicación 10 que comprende entre 3 y 20 proyecciones (400).
12.

Un cartucho (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11 en donde las proyecciones (400) actúan para reducir áreas de flujo estancado, durante el uso, dentro de la cámara de mezcla (49).
13.

Un cartucho (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde el ingrediente o más ingredientes de bebida son ingredientes líquidos, preferiblemente a base de leche.
14.

Un cartucho (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes que se sella antes del uso en una máquina para preparar bebidas para formar una bebida.

5 15. Un método para preparar una bebida a partir de un cartucho (1) que contiene uno o más ingredientes de bebida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo el método los pasos de:

generar un chorro de bebida dentro de una cámara de expansión (305) en el cartucho (1); y

retener aire dentro del chorro de bebida mientras pasa a través de la cámara de expansión (305).
16. Un método para preparar una bebida a partir de un cartucho (1) de acuerdo con la Reivindicación 15,

10 comprendiendo el método los pasos de ubicar el cartucho (1) en una máquina para preparar bebidas adaptada para recibir el cartucho (1) y preparar una bebida a partir de él.
17. Un sistema para preparar bebidas que comprende un cartucho (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 y una máquina para preparar bebidas adaptada para recibir el cartucho (1) y para preparar una bebida a partir de él.