ES2593824T3 - Cápsula para preparar una bebida o alimento líquido y sistema que usa la fuerza centrífuga de elaboración - Google Patents

Abstract

Cápsula (3) para preparar una bebida o alimento líquido a partir de una sustancia, en una unidad de elaboración centrífuga, haciendo pasar agua a través de la sustancia contenida en la cápsula empleando fuerzas centrífugas de elaboración, que comprende: un cerramiento, un medio de abertura que se abre bajo el efecto centrífugo para permitir que el líquido elaborado abandone la cápsula y que forma al menos una salida radial para el líquido elaborado, en el que la salida se obtiene mediante las fuerzas centrífugas que ejercen una flexión sobre al menos una porción desviable de la cápsula, caracterizada por que: el cerramiento contiene una dosis predeterminada de sustancia, y por que: la porción desviable es una lengüeta elástica (84) que actúa al cerrarse sobre una superficie de la cápsula y la lengüeta desviable es integral con al menos una pared de la cápsula.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

DESCRIPCION

Capsula para preparar una bebida o alimento Ifquido y sistema que usa la fuerza centnfuga de elaboracion

La presente invencion se refiere a una capsula para preparar una bebida o alimento lfquido a partir de una sustancia alimenticia, que se elabora o se extrae mediante el uso de las fuerzas centnfugas ejercidas sobre un receptaculo que contiene la sustancia. La invencion tambien se refiere a un sistema para llevar a cabo el metodo.

Se sabe como preparar bebidas, en las que se separa una mezcla que consiste en un cafe elaborado y cafe en polvo, con fuerzas centnfugas. Dicha mezcla se obtiene al mezclar agua caliente y cafe en polvo durante un tiempo definido. Despues se obliga al agua a pasar a traves de un tamiz, tamiz sobre el que esta presente material en polvo.

Los sistemas existentes consisten en colocar el cafe en polvo en un receptaculo, que normalmente es una parte no extrafble de una maquina, tal como por ejemplo el descrito en el documento EP 0 367 600 B1. Dichos dispositivos tienen muchos inconvenientes. En primer lugar, el cafe en polvo tiene que dosificarse adecuadamente de forma manual dentro del receptaculo. En segundo lugar, el residuo del cafe centrifugado se seca y tiene que sacarse rascando la superficie del receptaculo. Esto tiene como resultado que la preparacion del cafe requiere una gran manipulacion manual y, por tanto, mucha dedicacion de tiempo. Normalmente, la frescura del cafe puede ser muy variable y este hecho puede incidir en la calidad de la taza, porque el cafe por lo general procede de un embalaje a granel o bien el cafe se muele en grano dentro del mismo receptaculo. Se divulga otro sistema en el documento USA- 5566605.

Ademas, en funcion de la dosificacion manual del cafe y de las condiciones de elaboracion (por ejemplo la velocidad centnfuga, el tamano del receptaculo), la calidad de la taza puede variar mucho.

Por ello, estos sistemas nunca han conseguido un exito comercial importante.

En el documento DE 102005007852, la maquina comprende un soporte extrafble, dentro del cual se aloja una parte del receptaculo en forma de taza abierta; la otra parte o tapa esta unida a un eje de accionamiento de la maquina. Sin embargo, un inconveniente es la intensiva manipulacion manual. Otro inconveniente es la dificultad para controlar la calidad del cafe, debido a la falta de control de la cantidad de polvo dosificada y a la falta de control de la frescura del cafe en polvo.

Otros dispositivos para elaborar cafe con fuerzas centnfugas se han descrito en los documentos WO 2006/112691; FR2624364; EP0367600; GB2253336; FR2686007; EP0749713; DE4240429; EP0651963; FR2726988;

DE4439252; EP0367600; FR2132310, FR2513106; FR2487661; DE3529053.

Sin embargo, el efecto de las fuerzas centnfugas para elaborar cafe u otras sustancias alimenticias presenta muchas ventajas, comparadas con los metodos normales de elaborar un cafe de tipo "espresso" usando bombas de alta presion. En los metodos de elaboracion de tipo "espresso", es muy diffcil controlar todos los parametros que influyen en la calidad de la extraccion del cafe. Estos parametros son tfpicamente la presion, el caudal que disminuye con la presion, la compactacion del cafe en polvo que tambien influye en las caractensticas de flujo y que depende del tamano de las partfculas del cafe molido, la temperatura, la distribucion del caudal de agua, etcetera.

Por consiguiente, existe una necesidad de proponer un nuevo proceso de extraccion y una capsula adaptada al mismo, por los cuales se puedan controlar mejor y de modo mas independiente los parametros de extraccion y, por lo tanto, puedan dominarse mejor para controlar la calidad.

Al mismo tiempo, existe tambien una necesidad de un metodo que sea mas comodo, si se compara con los dispositivos centnfugos de la tecnica anterior, y que proporcione una mejor calidad en la taza, con un mayor control de importantes parametros para la calidad, tales como son la frescura y la cantidad dosificada al receptaculo.

La capsula de la invencion se divulga en la reivindicacion independiente 1.

De acuerdo con la invencion, el medio de abertura forma al menos una salida radial para el lfquido elaborado.

Preferentemente, la capsula tiene un diseno acampanado y la al menos una salida radial esta situada o creada en o cerca del lado mas grande del diseno acampanado. Este diseno y disposicion de salida promueve el flujo del lfquido elaborado centrifugado en la capsula, su recogida y su retirada de la capsula.

De acuerdo con la invencion, la salida puede obtenerse gracias a las fuerzas centnfugas que ejercen una flexion sobre al menos una porcion desviable de la capsula.

La capsula puede comprender un cuerpo con forma de taza y una tapa que cierra el cuerpo.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

De acuerdo con la invencion, la porcion desviable es una lengueta elastica que actua al cerrarse sobre una superficie de la capsula. La lengueta desviable es integral con al menos una pared de la capsula. Puede moldearse en plastico con una parte de la capsula, es decir, una tapa o cuerpo de la capsula. La lengueta puede insertarse, por ejemplo, en una cavidad periferica o hendidura de la capsula. La hendidura puede estar formada en el cuerpo o en la tapa. La lengueta puede formarse en la parte opuesta a donde se forma la hendidura, es decir, la tapa o cuerpo de la capsula.

La invencion tambien se refiere a un sistema de acuerdo con la reivindicacion independiente 8.

El termino capsula "sellada" significa que la capsula esta fabricada con materiales que tienen propiedades de barrera para los gases y esta sellada hermeticamente para los lfquidos, de modo que se impide la entrada de aire en la capsula. Ademas, la capsula contiene preferentemente un gas inerte, que mejora la frescura de la sustancia contenida en la capsula. La capsula puede estar ademas envuelta con una membrana protectora exterior.

Preferentemente la capsula contiene una dosis de sustancia para preparar uno o dos servicios (por ejemplo tazas) de bebida. Las tazas de la bebida estan dimensionadas normalmente de aproximadamente 25 a llo ml.

La dosis de sustancia para una sola taza de cafe puede estar por ejemplo, entre 4 y 8 gramos de cafe tostado y molido.

Debe senalarse que se obtienen resultados sorprendentemente mejorados de la elaboracion por este metodo, que puede conducir a cantidades de solidos de cafe en la taza que son mayores que los metodos de tipo "espresso" presurizados. Sin quedar ligado a teona alguna, se supone que el flujo del agua se reparte de modo mas uniforme por el efecto centnfugo y que se crean menos trayectorias de flujo preferentes, o ninguna, en el lecho del cafe, si se compara con los metodos tradicionales que usan presion positiva.

La sustancia alimenticia en la capsula puede ser cafe molido en polvo, cafe soluble o te.

La capsula se impulsa preferentemente en rotacion a una velocidad centnfuga de al menos de 5000 rpm, mas preferentemente superior a 7000 rpm. La velocidad centnfuga para cafe molido en polvo esta comprendida entre 1000 y 16000 rpm. De modo sorprendente, a dichas velocidades elevadas de rotacion, se obtiene una crema de cafe mejorada. La crema tiene una consistencia mas cremosa, parecida a una verdadera emulsion de aceite en agua, si se compara con la crema obtenida normalmente por los metodos tradicionales, que es mas diluida, y las burbujas tienen un tamano mayor.

Por supuesto, la velocidad tambien depende de la naturaleza del ingrediente alimenticio. Para te en hoja, la velocidad centnfuga es preferentemente baja, para proporcionar una infusion mas que una extraccion por presion. En particular, para el te en hoja, la velocidad centnfuga esta comprendida entre 10 y 1000 rpm, mas preferentemente entre 50 y 500 rpm.

La capsula puede comprender una tapa de sellado. La tapa de sellado puede comprender una membrana flexible. La membrana puede comprender una capa de barrera para los gases y una capa de soporte, fabricadas con polfmeros, aluminio y/o aleaciones de aluminio.

La capsula puede comprender, ademas, un cuerpo con forma de taza, sobre el que se sella la tapa de sellado. El cuerpo con forma de taza comprende ademas materiales de barrera para los gases. Puede ser tambien de metal, por ejemplo de aluminio delgado y/o de plastico.

En otra realizacion, la capsula se fabrica con dos laminas flexibles selladas. Las laminas pueden disponerse de modo simetrico, formando dos caras identicas.

Las caractensticas adicionales de la invencion resultaran evidentes en la descripcion detallada de las siguientes figuras.

La figura 1 es una representacion esquematica del sistema de la invencion;

la figura 2 es una representacion esquematica de un modulo de elaboracion en posicion abierta de un sistema,

dentro del cual se introduce una capsula;

la figura 3 es una representacion esquematica de un modulo de elaboracion en posicion cerrada de un sistema, que encierra una capsula;

la figura 4 es una seccion transversal detallada de un sistema en una primera realizacion; la figura 5 es una vista en despiece de otra realizacion del dispositivo;

la figura 6 muestra una capsula sellada, que puede usarse en el dispositivo de acuerdo con las figuras 4 o 5;

la figura 7 muestra una capsula despues de haberse utilizado en el sistema; la figura 8 es una seccion transversal detallada del sistema de la invencion; la figura 9 muestra un detalle del sistema de la figura 8;

la figura 10 muestra una seccion transversal del cuerpo de la capsula con forma de taza del sistema de las

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

figuras 7 y 8;

la figura 11 muestra una vista detallada del borde de sujecion del cuerpo con forma de taza;

la figura 12 muestra una seccion transversal de un detalle, es decir, de la conexion de acoplamiento, del cuerpo

con forma de taza de la figura 10;

la figura 13 muestra una vista desde arriba del detalle de la figura 12;

la figura 14 muestra una seccion transversal de la tapa de la capsula en el sistema de las figuras 8 y 9; la figura 15 muestra una vista detallada de los medios de sellado curvables de la tapa de la figura 14; la figura 16 muestra una vista de seccion transversal del cuerpo con forma de taza de la capsula de acuerdo con otra realizacion;

la figura 17 muestra una vista de seccion transversal de un detalle del cuerpo de la figura 16;

la figura 18 muestra una vista de seccion transversal de la tapa de la capsula que conecta con el cuerpo de la

capsula de la realizacion de las figuras 16 y 17;

la figura 19 muestra un detalle de la tapa de la figura 18;

la figura 20 muestra una capsula sellada y un modo operativo para extraer el sello de la capsula;

la figura 21 muestra una vista esquematica del sistema de la invencion de acuerdo con otra posible realizacion;

la figura 22 muestra una vista esquematica del sistema de acuerdo con otra realizacion mas;

la figura 23 muestra una vista esquematica del sistema de acuerdo con otra realizacion mas;

la figura 24 muestra una vista de una capsula de acuerdo con otra realizacion;

la figura 25 muestra una representacion esquematica de un modulo de elaboracion en posicion cerrada del sistema de la invencion de acuerdo con otra realizacion mas de la invencion.

El sistema 1 de la invencion se ilustra en el sentido mas general en la figura 1. El sistema comprende un dispositivo 2 y una capsula 3. El dispositivo tiene un modulo de elaboracion 4, dentro del cual se puede introducir la capsula para la elaboracion y se extrae despues del uso para desecharse (por ejemplo, para desechos o reciclado). El modulo esta en comunicacion fluida con un deposito de agua 5, que contiene agua fresca o, como alternativa, agua calentada. En el circuito del agua pueden disponerse unos medios de transporte de fluidos, por ejemplo una bomba

6 de baja presion, para transportar el agua desde el deposito al modulo. Tambien se dispone un calentador de agua

7 para calentar el agua a la temperatura deseada. Puede senalarse que el agua podna calentarse dentro del mismo deposito y que el agua podna transportarse desde el deposito por efecto de la vaporizacion. El agua puede alimentarse dentro del modulo 4 a baja presion o sustancialmente sin presion. Por ejemplo, puede contemplarse una presion entre 0 y 2 bares por encima de la presion atmosferica en la entrada 8 del modulo.

El modulo de elaboracion 4 puede comprender unos medios de referencia 40, 41, para retener la capsula en una posicion predeterminada dentro del modulo. La capsula puede mantenerse en una posicion ligeramente inclinada para facilitar el flujo de salida del lfquido elaborado a una salida de lfquido elaborado 9. Por ejemplo, un angulo de inclinacion con respecto a la vertical podra situarse entre 2 y 65 grados. Los medios de referencia pueden comprender un soporte de la capsula 410 y una tapa de inyeccion 400. Tanto el soporte 410 como la tapa 400 se montan para rotar a lo largo de un eje de rotacion I. El soporte de la capsula comprende una cavidad que tiene la forma de la capsula que va a alojar. La tapa esta disenada para encajar con el soporte de la capsula de manera extrafble. Puede crearse en el modulo un paso de lfquido 42 para permitir que el lfquido pueda drenarse y recogerse de la capsula a la salida fija 9.

Se proporcionan unos medios de accionamiento 10 para mover juntos en rotacion a la tapa 400 y el soporte de la capsula 410 y, en consecuencia, tambien la capsula. Para ello, los medios de accionamiento incluyen un motor electrico 11, que tiene un eje conectado al soporte de la capsula para forzar la rotacion de dicho soporte de la capsula 41. Dado que la tapa 40 esta unida al soporte de la capsula 41, la tapa se mueve tambien en rotacion con la misma velocidad que el soporte de la capsula.

Las superficies de los medios de recogida del dispositivo pueden regularse en temperatura, de modo que el lfquido elaborado que sale de la capsula, se mantenga a una temperatura adecuada y no se enfne antes de alcanzar la taza. Para ello el conjunto de tapa 40 y/o el conjunto de soporte de la capsula 41 pueden estar vinculados con unos elementos de calentamiento 46 para mantener el soporte de la capsula a una temperatura de calentamiento regulada, por ejemplo con alambres calefactores o pelfculas finas y similares.

Las figuras 2 y 3 muestran una vista detallada del principio de centrifugacion de la capsula. El dispositivo comprende un conjunto del soporte de la capsula 41 con un soporte 410 que tiene una carcasa troncoconica 44, en la que se introduce la capsula 3. El soporte se monta a lo largo de un eje de rotacion I mediante un rodamiento 43. El conjunto de tapa de inyeccion 40 esta provisto con una tapa interna 400, que puede montarse sobre una parte fija del soporte 401 del conjunto de tapa 40 de forma pivotable a lo largo del eje I cuando el dispositivo esta cerrado (figura 3).

El conjunto de tapa y el conjunto del soporte de la capsula estan vinculados a lo largo de un eje transversal A entre una posicion abierta como la ilustrada en la figura 2 y una posicion cerrada, de la figura 3.

En la superficie interior de la tapa de inyeccion 40 se coloca una estructura de perforacion 450, cuya funcion es perforar el lado de inyeccion 30 de la capsula. Se proporciona un inyector o una lanza de agua 50 que atraviesa el lado de inyeccion 30 y que comprende un conducto de inyeccion para transportar el agua desde el circuito de agua

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

hasta el interior de la capsula. El inyector de agua 50 esta situado preferentemente en el centro de la capsula. De este modo, el agua puede inyectarse en la capsula en un lugar situado entre la tapa de la capsula 30 y el fondo de la capsula 31. La salida del inyector de agua esta situada mas cerca del fondo 31 que de la tapa, de modo que el agua puede humedecer en primer lugar la sustancia de la zona del fondo de la capsula. La tapa comprende ademas unos elementos de perforacion de la salida 51, que estan situados en el interior de la tapa en una posicion radial. Preferentemente, se situa una serie de elementos de perforacion 51 de modo uniforme a lo largo de la periferia de la tapa. La capsula comprende ademas una pared lateral inclinada 32, que se extiende desde el fondo 31 hasta la parte superior 30 en direccion a las aberturas o salidas radiales perforadas por los elementos de perforacion 51. La tapa esta dotada ademas de un conjunto colector 52, que comprende una camara interior 53 que rodea las aberturas radiales de la capsula y una boquilla 530, formando un tubo para dirigir la bebida de alimento lfquido al recipiente o taza. Puede senalarse que no se necesita una disposicion hermetica entre las partes superior e inferior 40, 41 del dispositivo. Dado que el agua se impulsa por el efecto de la gravedad, el agua fluye radial y uniformemente hacia la pared lateral 32 de la capsula para atravesar la sustancia hacia la periferia de la capsula y hacia arriba, hacia las aberturas perifericas a lo largo de la pared lateral 32. El lfquido elaborado impacta, pues, contra la superficie exterior del conjunto colector 52 y de este modo se recoge y se empuja tambien por efecto de la gravedad hacia la boquilla colectora 530. La ventaja del sistema es que hay una presion axial baja y por tanto hay una necesidad menor de fuerzas mecanicas de cierre. La tecnologfa es relativamente simple, ya que un motor funcionando con una corriente baja es suficiente para proporcionar el momento necesario para llevar a cabo el proceso de elaboracion. Ademas pueden utilizarse diversos tipos de calentadores tales como termos o de gas.

La figura 4 muestra un sistema mas sofisticado de la invencion. El sistema comprende un soporte de la capsula 41 que esta vinculado a un vastago giratorio central 45 montado a lo largo de un rodamiento inferior 43, que se apoya sobre un soporte 46. En el extremo inferior del vastago 45 esta vinculado un motor electrico rotativo 11. En el lado opuesto, una tapa 40 esta vinculada a un rodamiento superior 47, a lo largo de un vastago giratorio hueco 48 para la entrada de agua en la capsula a traves del conducto 49 que atraviesa el vastago giratorio 48. El vastago giratorio 45 esta montado en un bastidor superior 60 del sistema. Una serie de agujas 51 estan situadas tambien en el lado de la tapa 40 para formar pequenas perforaciones en la periferia de la cara superior de la capsula. El numero de agujas puede fijarse entre 5 y 50, preferentemente entre 10 y 30. Cuanto mayor es el numero de agujas, mas uniforme sera la distribucion del lfquido. Cuando las agujas 51 se acoplan con la capsula, la tapa es movida en rotacion por la misma capsula, la cual tambien es accionada por el rotor 45.

La velocidad de rotacion puede fijarse entre aproximadamente 1000 y 20000 rpm. Para ello se dispone una unidad de control C (figura 1) en el dispositivo para regular la velocidad de rotacion como funcion de la bebida a elaborar. Cuanto mas elevada sea la velocidad de rotacion, mayor sera la presion centnfuga ejercida en la capsula por el lfquido y mayor sera la cantidad de sustancia que se compactara sobre la pared lateral de la capsula. Ademas, a mayor velocidad, menor es el tiempo de permanencia del lfquido en la capsula.

Por ejemplo, para el te, la velocidad de rotacion puede ser minima para permitir una lenta transferencia del agua a traves de la masa de las hojas de te y proporcionar una infusion del te.

Para el cafe molido, la velocidad debena ser elevada, es decir, superior a 5000 rpm, preferentemente dentro de un intervalo de aproximadamente 8000-16000 rpm, a fin de conseguir unas condiciones optimas de extraccion en terminos de contenido solido de cafe en la taza y calidad de la crema. Se ha encontrado de modo sorprendente que la crema obtenida es mucho mas cremosa que aplicando los metodos convencionales de elaboracion de cafe "espresso".

Por lo tanto, dependiendo de los tipos de bebida para elaborar, la unidad de control puede programarse para regular las condiciones optimas de centrifugacion. Por ejemplo, la unidad de control puede vincularse a un sistema de reconocimiento de la capsula, que sea capaz de reconocer los distintos tipos de capsula, es decir, "espresso", largo, capuchino, con leche, te, etc., y regular la velocidad y/u otros parametros de la elaboracion (por ejemplo, temperatura del agua) de acuerdo con la capsula que se introduce en el dispositivo.

El lfquido elaborado se recoge en una camara de recogida 52 del soporte 46 y se drena a traves del tubo de recogida 9.

La figura 5 ilustra otra realizacion, en la que la tapa de inyeccion 40 esta conectada al soporte de la capsula 41 mediante una conexion de tipo bayoneta 55 o cualesquier otros medios de conexion equivalentes. En esta realizacion, solo es necesario un rodamiento inferior (no representado). El soporte de la capsula 41 y la tapa 40 estan de este modo conectados entre sf y ambos giran alrededor del eje de rotacion inferior 45. El soporte de la capsula comprende una cavidad 550 para alojar la capsula. La tapa de inyeccion se conecta entonces con el soporte de la capsula con un momento de apriete helicoidal mediante los medios de bayoneta 55. Por ejemplo, los medios de bayoneta pueden comprender una serie de resaltes salientes en sentido radial en la tapa, que encajan con una serie de ganchos dispuestos en el borde del soporte de la capsula. El apriete puede realizarse mediante una porcion de sujecion 61 situada en la cara superior de la tapa. Sin embargo, el montaje debe permitir el paso de lfquido entre la tapa y el soporte. Por lo tanto, no es deseable una junta de estanqueidad entre la tapa y el soporte. Tiene que

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

asegurarse ademas una holgura predefinida para controlar el flujo de salida del Uquido elaborado previendo ranuras o surcos de dimensiones predeterminadas en la interfaz entre la tapa y el soporte.

Un conjunto colector 46, que tiene la forma de una taza mas grande que el soporte de la capsula, se coloca tambien alrededor del cerramiento de elaboracion 40, 41 para recoger el lfquido elaborado. El conjunto colector se apoya sobre una base 62 del dispositivo, sobre la que esta conectada el motor 11. Se dispone un conducto de lfquido 9 en la cara de la taza que esta ligeramente inclinada hacia abajo para que el lfquido fluya en direccion a un receptaculo (por ejemplo una taza de bebida).

Las figuras 6 y 7 ilustran una capsula que puede encajar en el dispositivo de acuerdo con las diferentes realizaciones de las figuras 2 a 5. En la figura 6, la capsula 7 comprende un cuerpo con forma de taza 70 con una pared lateral 76 orientada hacia arriba y una pared de fondo 77. La pared lateral forma una porcion de cono que permite recoger internamente el lfquido elaborado. El cuerpo termina en un borde superior 72 que se proyectada hacia fuera, sobre el cual se sella una tapa 71. La tapa puede ser una membrana perforable flexible de varias micras hecha en aluminio y/o plastico. La tapa puede soldarse sobre los bordes superiores 72 del cuerpo. Puede senalarse que la membrana y el cuerpo comprenden preferentemente capas de barrera para los gases, tales como aluminio y/o EVOH.

La capsula contiene una sustancia elegida entre la lista que consiste en cafe molido, cafe soluble, te, un blanqueante, tal como un(os) ingrediente(s) lacteo(s) o no lacteo(s), te de hierbas, sustancia nutritiva, ingredientes culinarios y una mezcla de los mismos.

La figura 7 ilustra la capsula despues de la elaboracion de la sustancia en el dispositivo. Se perfora una entrada central de agua 73 a traves de la tapa para el paso del inyector de agua 50. En el lado de la tapa se perforan las salidas 74 que comunican la cavidad interior para que el lfquido de elaboracion salga de la capsula.

Se ilustra otra realizacion de la presente invencion en relacion a las figuras 8 y 9. En esta realizacion, una capsula 8 que comprende sus propios medios de entrada y de salida. Mas espedficamente, la capsula comprende un cuerpo con forma de taza 80, hecho en plastico, sobre el que se sujeta una tapa de plastico 81. La tapa puede fijarse de modo hermetico sobre el cuerpo a lo largo de su borde mediante unos medios de sellado 82, ilustrados con mayor detalle en las figuras 9, 14 y 15. Los medios de sellado actuan como una valvula. Mas en concreto, el borde del cuerpo comprende una hendidura periferica 83 formada por dos pequenas porciones circulares paralelas de la pared, que se proyectan hacia arriba. Para ello, la tapa tiene una porcion periferica de pared que forma una lengueta 84, que se introduce en la hendidura 83. La lengueta 84 puede terminar en una forma redondeada mas gruesa 85, para crear una presion de cierre sobre la superficie de la hendidura 83 en la carcasa, dicha presion tiene que superarse para permitir que el lfquido atraviese la cavidad o hendidura anular 83. La lengueta de sellado 84 se disena de tal manera que pueda abrir un paso radial en la hendidura para el lfquido elaborado por efecto del lfquido que las abre, cuando se centrifuga el lfquido.

En la periferia de la tapa se proporciona una lengueta secundaria de cierre 86 que encaja con el borde exterior 87 del cuerpo. Esta segunda lengueta 86 esta disenada para proporcionar el bloqueo de la tapa sobre el cuerpo de la capsula. Para ello, la lengueta 86 comprende una seccion ampliada 860 que presiona sobre la superficie exterior 87 del borde del cuerpo.

La lengueta secundaria 86 crea una funcion de sujecion para la conexion de la tapa sobre el cuerpo y eventualmente tambien forma una segunda barrera que el lfquido elaborado tiene que superar para poder pasar. Esta trayectoria tortuosa formado por la serie de lenguetas 84, 86 y la hendidura 83, genera grandes fuerzas de cizallamiento sobre el lfquido elaborado. La lengueta secundaria puede atravesarse tambien con ranuras radiales para facilitar el flujo del lfquido elaborado (no representadas). Para el cafe, esto puede tener como resultado la generacion de una crema gruesa y mas estable. Puede senalarse que puede omitirse esta lengueta en el contexto de la estructura mas simple de la capsula.

En el centro de la tapa de la capsula se dispone un miembro de distribucion del flujo de agua, formado por una porcion tubular 88 que se extiende a partir de la tapa. Esta porcion tubular 88 tiene una entrada de agua 89, que puede encajar en el conducto de inyeccion de agua 49 de la tapa de inyeccion 40 del sistema. La porcion tubular 88 termina en unos medios de distribucion del flujo 880 formados por diversas ranuras dentro de la cavidad de la capsula, dirigidas hacia fuera. Se distribuyen diversas ranuras en el extremo libre de la porcion tubular 88. El soporte tubular puede contactar con la superficie del fondo del cuerpo para demarcar las ranuras y para dirigir el agua en muchas direcciones radiales. Por ejemplo, el numero de ranuras puede estar comprendido entre 2 y 10. Por lo tanto, el agua que procede de la parte superior atravesara el tubo 88 y saldra del tubo por las ranuras en la direccion radial de la flecha B identificada en la figura 9. Puede advertirse que el agua se inyecta asf preferentemente cerca del fondo de la capsula; asegurando de este modo una humectacion correcta de la sustancia, por ejemplo, cafe en polvo, y en la direccion que va del fondo a la parte superior (es decir, entre la tapa y el cuerpo), donde el lfquido elaborado abandona la capsula.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

La capsula 8 de las figuras de 8 a 15 de acuerdo con esta realizacion puede incluir ademas unos medios 840 para sujetarse al fondo de la capsula y permitir de este modo que el dispositivo mueva la capsula adecuadamente, en un movimiento rotativo. Para ello, los medios 840 comprenden una porcion tubular pequena que penetra en el fondo de la capsula y dentro de la cual puede introducirse una porcion tubular complementaria 450 de los medios de accionamiento rotativo del dispositivo.

Los medios de accionamiento del dispositivo comprenden ademas un eje de accionamiento 45 vinculado a un soporte 451 para sujetar el fondo de la capsula. Evidentemente, la forma de los medios de sujecion puede adoptar otras variantes sin apartarse del ambito de la presente invencion. Las figuras 12 y 13 muestran una estructura de sujecion 840 que tiene un hueco central 841 y cuatro huecos arqueados 842, 843, 844, 845 que parten del hueco central 841. Esta estructura de sujecion forma un bloqueo, dentro del cual encaja una estructura complementaria de acoplamiento 450, es decir, una tecla, del soporte de la capsula 451. Las formas complementarias de la capsula y el soporte de la capsula permiten cumplir tanto la funcion de transmision para llevar la capsula a velocidades de rotacion elevadas, como una funcion de seguridad para asegurar que solamente pueden utilizarse capsulas adaptadas al sistema, y que pueden elaborarse con exito.

En esta realizacion de las figuras 8 y 9, el dispositivo propiamente dicho comprende, al igual que en los modos anteriores, rodamientos superior e inferior 43, 47 que permiten que la tapa de inyeccion y el soporte de la capsula 451 roten conjuntamente con la capsula 3. Alrededor de la capsula se monta un conjunto de recogida 52 con una taza 520 formada por una pared lateral y una de fondo 521 y una cubierta superior de cierre 522. La cubierta sirve ademas para alojar el rodamiento superior 43, mientras que la taza inferior 520 tiene un hueco central para alojar al rodamiento inferior 47. La taza 520 y la cubierta 522 pueden montarse de modo hermetico a los lfquidos para evitar la proyeccion incontrolada del lfquido elaborado. Por lo tanto pueden proporcionarse unos medios de conexion 523 y un elemento de estanqueidad hermetico a los lfquidos, tal como una junta torica 524, puede servir para asegurar la union hermetica entre las dos partes. Puede proporcionarse tambien un tubo de salida de la bebida (no representado) para drenar la bebida hacia fuera del conjunto de recogida.

De la figura 8 se desprende tambien que los medios de accionamiento del dispositivo comprenden un motor electrico inferior 11, que esta vinculado a un eje de accionamiento o conector de accionamiento 45, que esta conectado por sf mismo con el soporte de la capsula 451. Observese que el soporte de la capsula puede ser un simple soporte de placa o disco 451 o un soporte en forma de taza.

La operacion de elaboracion del sistema de las figuras 8 y 9 puede describirse brevemente como sigue:

Se proporciona una capsula 3 ya descrita que contiene una dosis de sustancia. La capsula puede llenarse con cafe tostado y molido. Se introduce la capsula en la taza 520, cuando se retira la cubierta y se coloca en el soporte de la capsula 451 con la estructura de acoplamiento de la estructura de acoplamiento 450 para alojarse en la porcion de hueco 840 del fondo de la capsula. Despues del acercamiento y conexion de la cubierta 522 con la taza 520, la tapa de inyeccion 40 se conecta o vincula entonces a la tapa de la capsula 81 con el conducto de agua 89 que esta en comunicacion con el tubo de inyeccion de agua 88 de la capsula. Cuando el dispositivo esta en la posicion cerrada de la figura 8, el agua puede inyectarse a baja presion o simplemente verterse dentro del conducto a traves de la porcion tubular 88. Preferentemente, se vierte un poco de agua para iniciar la humectacion de la sustancia en la capsula antes de que la capsula sea movida en rotacion por los medios de accionamiento rotacional del dispositivo. Despues, la unidad de control pone en marcha el motor y la capsula es movida en rotacion a velocidad elevada para efectuar la operacion centnfuga de elaboracion. Por el efecto de las fuerzas centnfugas, la propia sustancia en polvo tiende a compactarse radialmente, mientras que el agua se obliga a fluir a traves de la sustancia. De ello resulta que la sustancia queda compactada e mtimamente humedecida por el agua. Debido a la alta velocidad del movimiento rotacional, las fuerzas centnfugas se ejercen de modo uniforme sobre la masa de la sustancia. Por consiguiente, la distribucion del agua es tambien mas uniforme, si se compara con los metodos habituales que usan una bomba para ejercer presion sobre y a traves del lecho de sustancia. Como resultado, hay menos riesgo de trayectorias preferentes de flujo a traves de la sustancia, que conducinan a zonas que no se humedecenan correctamente y por tanto que no se extraenan adecuadamente. Con el cafe molido en polvo, el lfquido que alcanza la pared lateral interna de la capsula es ya un extracto de cafe lfquido. Este extracto lfquido se obliga seguidamente a fluir hacia arriba a lo largo del lateral de la capsula hasta llegar a los medios de sellado 82. De este modo se somete a los medios de sellado 82 a una fuerza de abertura, debida al lfquido sometido al efecto centnfugo. Esto se traduce en que la lengueta que tiende doblarse hacia fuera, cree un paso entre la superficie 85 y la superficie interior de la hendidura. De modo similar, la segunda lengueta es obligada tambien a curvarse o como alternativa pueda permitir un determinado vertido, por ejemplo, con ranuras prefabricadas para permitir el escape del lfquido de la capsula. De este modo, el lfquido puede fluir a traves del pequeno surco periferico 83 y puede salir fuera de la capsula. El lfquido elaborado puede recogerse de este modo en el colector 52 y puede guiarse hacia el exterior del dispositivo dentro del recipiente.

Las figuras 16 a 19 ilustran otra realizacion de la capsula de acuerdo con la invencion. Esta capsula tiene un cuerpo con forma de taza 80 que comprende los mismos medios de sujecion 840 que su superficie exterior para permitir que la capsula se ponga en rotacion en el dispositivo. La capsula comprende ademas una tapa 81 representada en las figuras 18 y 19. A diferencia de la capsula del anterior modo de ejecucion, la tapa 80 y el cuerpo 81 se unen con

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

unos medios de conexion permanente, tales como soldadura por ultrasonidos. El Uquido elaborado que se centrifuga se permite que atraviese una serie de ranuras 810 dispuestas en el borde 880 que sobresale hacia arriba del cuerpo. Las ranuras estan dimensionadas tal que actuan como filtro que retiene las partfculas solidas, tales como son las partfculas de cafe molido, pero dejan que el lfquido salga de la capsula. La tapa esta conectada al borde 880 encajando dentro de una hendidura radial 840 de la tapa 81 (figura 19). La figura 17 muestra tambien pequenas entallas 830 que sirven como directores de energfa que pueden fundirse durante la soldadura por ultrasonidos. En el presente modo, la capsula no comprende una lengueta de sellado deflectora, sino que simplemente tiene ranuras 810 para permitir que el lfquido elaborado atraviese la capsula. La capsula de este modo puede utilizarse en un dispositivo como se ilustra en las figuras 8 y 9.

En la figura 20 se muestra una capsula sellada de la invencion. La capsula esta formada, tal como se ha descrito en los modos precedentes, por un cuerpo con forma de taza 80, sobre el cual se monta una tapa 81. La entrada de agua 89 de la tapa se cubre con una membrana de sellado 890. La zona de salida radial situada entre la tapa y el cuerpo esta tambien cubierta por una membrana de sellado 891. Observese que la misma membrana de sellado podna cubrir tanto la entrada de agua 89 como la zona de salida del lfquido elaborado. La membrana de sellado 891 puede ser un elemento de evidencia de precinto, por ejemplo una cinta de una membrana adhesiva sellada a lo largo de la lmea entre la tapa y el cuerpo. La cinta puede cortarse con una herramienta cortante 910 en la maquina, tal como una cuchilla o unos medios equivalentes. Cuando la capsula se mueve en rotacion (del modo que indica la flecha C), la herramienta cortante se aproxima y entra en contacto con la cinta, que de este modo se corta automaticamente. La capsula deja de ser impermeable y el lfquido puede salir de la capsula a traves del borde radial de la capsula, como ya se ha explicado anteriormente. Observese que la(s) membrana(s) de sellado puede(n) fabricarse tambien con un material adhesivo pelable, de modo que el mismo usuario la(s) pueda extraer.

De acuerdo con la figura 21, el sistema puede prever ademas una inyeccion de agua por aspiracion por efecto del momento rotacional. Para ello se aloja una capsula en los medios de referencia 40, 41. Un tubo de inyeccion 8 conecta un deposito de agua con el interior de la capsula. El dispositivo esta orientado de manera que el deposito este por debajo de la capsula y el agua se transporte por el vacfo producido en el centro de la capsula. El tubo de inyeccion se acopla dentro de la capsula hasta una region, preferentemente mas cerca del lado mas estrecho o del fondo, de modo que el agua pueda humectar toda la masa de sustancia, por ejemplo cafe molido en polvo.

Observese que la capsula puede posicionarse con su cara lateral ensanchandose hacia abajo. En la figura 22, el sistema es similar, pero la orientacion de la capsula esta simplemente invertida y se ensancha hacia arriba.

En las dos realizaciones de las figuras 21 y 22, el agua se inyecta preferentemente cerca del lado mas estrecho de la capsula, es decir, en la parte opuesta al lado que se ensancha, a fin de que el lfquido fluya a traves de la sustancia en direccion al lado mas ancho de la capsula y despues salga de la capsula.

La figura 23 ilustra otra capsula de la invencion. La capsula comprende unos medios para conectarla a los medios externos de accionamiento rotacional del dispositivo. Para ello, la capsula tiene una estructura dentada 75 al menos en una de sus superficies exteriores. La capsula tiene un cuerpo 70 que comprende de un borde superior 72, que puede cerrarse con la membrana superior 71. La estructura dentada comprende una serie de dientes, que se posicionan debajo del borde o saliente 72 del cuerpo de la capsula. Los dientes estan colocados a lo largo de toda la periferia del cuerpo de la capsula. El cuerpo de la capsula puede fabricarse con plastico y/o aluminio o una aleacion de aluminio. Por ejemplo, puede moldearse por inyeccion de plastico o por embuticion profunda de aluminio. La forma de los dientes puede ser por ejemplo ligeramente triangular, ovalada, rectangular o piramidal. Debena senalarse que los dientes pueden sustituirse por otras estructuras equivalentes, tales como una serie de elementos en relieve y/o en depresion. Pueden concebirse por ejemplo ranuras, clavijas o agujas pequenas.

El propio dispositivo que aloja la capsula de la figura 23, comprende una superficie dentada de forma complementaria. La figura 24 muestra un soporte de la capsula 44 adaptado para alojar la capsula de la figura 23. El soporte de la capsula tiene una cavidad, dentro de la cual hay dispuestos unos dientes huecos 440. Los dientes huecos estan dispuestos para que encajen los dientes 750 con la superficie exterior de la capsula.

Observese que la estructura de conexion o de acoplamiento de la figura 23 puede reemplazar la estructura de la capsula de la figura 8 y 9, y viceversa.

En la figura 25 se ilustra otra realizacion del sistema de elaboracion de la invencion. La diferencia esta en que ahora el conducto de derivacion del agua 500 se dispone ademas del conducto principal del agua 50 para anadir un volumen de agua al conjunto colector 52. El volumen de agua puede anadirse antes, durante o despues de la operacion centrifuga de elaboracion en la capsula. El conducto de derivacion termina en la superficie superior de la tapa giratoria 400. La superficie superior de la tapa 400 puede comprender una estructura de distribucion del agua, por ejemplo hendiduras o huecos radiales, que faciliten el flujo del agua hacia la superficie del conjunto colector. La unidad de control puede controlar la entrega del volumen anadido de agua, de modo que el volumen se anada al mismo tiempo que el extracto de cafe se entrega por centrifugacion, con lo cual no se destruye la espuma que se ha creado en la parte superior de la bebida.

El sistema y el metodo de la invencion proporcionan resultados notables en la elaboracion con contenidos solidos, que son superiores a los obtenidos por los metodos y dispositivos usuales. Los resultados son muy reproducibles de capsula a capsula. De forma sorprendente, la crema se mejora tambien notablemente, con una textura mas cremosa, mas estable y mas gruesa.

5

Evidentemente, la invencion puede comprender muchas variantes que estan incluidas en el ambito de las siguientes reivindicaciones de patente.

Claims (8)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   REIVINDICACIONES

   1. Capsula (3) para preparar una bebida o alimento Kquido a partir de una sustancia, en una unidad de elaboracion centnfuga, haciendo pasar agua a traves de la sustancia contenida en la capsula empleando fuerzas centnfugas de elaboracion, que comprende:

   un cerramiento,

   un medio de abertura que se abre bajo el efecto centnfugo para permitir que el lfquido elaborado abandone la capsula y que forma al menos una salida radial para el lfquido elaborado,

   en el que la salida se obtiene mediante las fuerzas centnfugas que ejercen una flexion sobre al menos una porcion desviable de la capsula,

   caracterizada por que:

   el cerramiento contiene una dosis predeterminada de sustancia, y por que:

   la porcion desviable es una lengueta elastica (84) que actua al cerrarse sobre una superficie de la capsula y la lengueta desviable es integral con al menos una pared de la capsula.
2. 2. Capsula de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que la capsula tiene un diseno acampanado y la al menos una salida radial esta situada o creada en o cerca del lado mas grande del diseno acampanado.
3. 3. Capsula de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en la que esta comprende un cuerpo con forma de taza (80) y una tapa (81) que cierra el cuerpo.
4. 4. Capsula de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que la lengueta (84) se inserta en una cavidad periferica o hendidura (83) de la capsula.
5. 5. Capsula de acuerdo con la reivindicacion 4, en la que la lengueta esta formada en el cuerpo.
6. 6. Capsula de acuerdo con la reivindicacion 4, en la que la lengueta (84) esta formada en la tapa (81).
7. 7. Capsula de acuerdo con las reivindicaciones 4, 5 o 6, en la que la lengueta (84) esta formada en la parte opuesta a donde se forma la hendidura (83), es decir, la tapa o cuerpo de la capsula.
8. 8. Sistema que comprende una capsula de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 y un dispositivo que comprende:

   - medios de alimentacion de agua (49, 89) para introducir agua en la capsula,

   - medios de accionamiento (10) para impulsar la capsula en rotacion centnfuga,

   - medios de referencia (40, 41) para posicionar y referenciar el receptaculo en el dispositivo en relacion funcional con los medios de alimentacion de agua y los medios de accionamiento.