ES2709667T3

ES2709667T3 - Cartucho para la preparación de un líquido que consta de una pared de distribución perforable

Info

Publication number: ES2709667T3
Application number: ES09722021T
Authority: ES
Inventors: Yann Epars; Antoine Ryser; Vincent Martin; Conchita Tran
Original assignee: Nestec SA
Current assignee: Nestec SA
Priority date: 2008-03-18
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2029-03-16
Also published as: US8960076B2; UA103315C2; AU2009226916A1; BRPI0908972A2; MX2010010174A; CN101977827B; WO2009115475A1; CN101977827A; RU2010142298A; RU2487067C2; MY155631A; EP2254810B1; JP2011515134A; US20110005399A1; SG188913A1; AU2009226916B2; EP2254810A1; MX347270B; PL2254810T3; CA2716610A1

Abstract

Cartucho (1) que contiene una sustancia alimenticia (10) adaptada para interaccionar con el agua inyectada en el cartucho para preparar un líquido alimenticio que es dispensado desde el cartucho que comprende: una taza (2) que tiene una cámara (9) para alojar la sustancia alimenticia y una tapa, una pared de distribución perforable (8) que aloja la sustancia en la cámara, una estructura de perforación (13, 130) para perforar al menos una abertura en la pared de distribución como respuesta al llenado de la cámara con agua, una zona de recogida (5,50) para recoger el líquido que atraviesa la pared de distribución en una dirección básicamente axial; dicha zona o área de recogida está dispuesta corriente debajo de la pared de distribución perforable, al menos una salida de líquido (15, 150) en la zona de recogida que permitirá que el líquido deje la zona de recogida, en la que el cartucho comprende una estructura de soporte que consta de al menos una superficie soporte (14, 140) configurada para soportar al menos una parte de la pared de distribución (8) para mantener un agujero de flujo entre la estructura de punción y al menos una salida, en la que al menos una superficie soporte (14, 140) se dispone en la vía de flujo entre la estructura perforante (13, 130) y al menos una salida, que se caracteriza por que el cartucho no consta de ninguna película sellante soldada a las nervaduras de una estructura laberíntica de una placa en la primera mitad del radio de la placa laberíntica del cartucho.

Description

DESCRIPCION

Cartucho para la preparacion de un Ifquido que consta de una pared de distribucion perforable

Esta invencion hace referencia a un cartucho desechable que contiene un ingrediente previsto para interaccionar con una cantidad de agua inyectada en el cartucho con el objetivo de preparar un lfquido. El cartucho se utiliza tfpicamente para preparar alimentos lfquidos como la preparacion de un lfquido nutricional, por ejemplo, una leche de formula, una sopa o una bebida. El cartucho se inserta en una maquina dispensadora adaptada para recibir el cartucho, para inyectar agua a una temperatura adecuada y por tanto prepara rapidamente, de forma higienica y adecuada, un alimento lfquido a partir de dicho cartucho.

En la WO 03/059778 se describe un cartucho para preparar comida lfquida en una maquina dispensadora, como un sistema de distribucion domiciliaria. El cartucho consta de una taza que forma una camara para alojar el ingrediente alimenticio, una pared de distribucion perforable como una membrana lfquida que forma una barrera ffsica que retiene el ingrediente en la camara, un sistema de perforacion para perforar la pared por efecto del agua que llena la camara bajo presion. El cartucho consta ademas de una zona o area de recogida para recoger el lfquido que pasa por la membrana perforada y de al menos una salida para el suministro del lfquido desde la zona colectora.

Para ciertos ingredientes, es importante que exista una interaccion suficiente entre el agua y los ingredientes en el cartucho, por ejemplo, mezcla, coccion o dilucion, y es importante evitar la via de flujo preferida del agua que podna atravesar la sustancia y dejar partes secas de los ingredientes, por ejemplo el polvo de los alimentos, que no se humedece con el agua. Una abertura retrasada de la pared de distribucion de la camara de ingredientes del cartucho garantiza que la mayor cantidad de ingrediente sea humedecida antes de que el lfquido abandone el cartucho. Esta abertura retrasada proporciona una forma de reducir el acceso directo preferido del flujo a traves de la sustancia. Garantiza tambien una disolucion completa de la sustancia cuando esta es soluble. Ciertamente, para ciertos ingredientes, es necesario obtener una disolucion completa de la sustancia en la camara antes de que el lfquido pueda ser liberado. Eso significa que la abertura debe producirse cuando la camara se ha llenado del todo y se ha mezclado todo el lfquido con el ingrediente y se obtiene una mezcla lfquida. Si la membrana se abre demasiado pronto, pueden quedarse en la camara ingredientes secos como grumos solidos. Esto puede hacer que el volumen de lfquido alimenticio no alcance la concentracion deseada. Para ciertos preparados lfquidos como las leches de formula o bien otros preparados de tipo nutricional no es aceptable una concentracion baja del lfquido suministrado, en particular para aquellas personas las cuales necesitan una ingesta de alimentos y nutrientes controlada con gran exactitud.

Otro problema que surge con los cartuchos actuales es que el flujo de lfquido alimenticio debe ser un flujo controlado. En particular, el flujo de lfquido no puede bloquearse, reducirse o limitarse. Esto es importante para suministrar y conseguir una distribucion rapida, consistente e higienica especialmente con alimentos sensibles como las leches de formula.

Es decir, para ciertos preparados lfquidos, no es deseable que exista una cantidad significativa de espuma en el lfquido porque podna dar una concentracion de solidos demasiado alta del lfquido final y/o una textura no apropiada para el uso previsto.

Por lo tanto, el flujo del lfquido debe ser suministrado de una forma controlada, preferiblemente sin riesgo de bloquear, sin salpicar, es decir, suavemente a traves del orificio de salida, mientras se realiza una mezcla efectiva o bien una homogenizacion en la camara del cartucho. Esto puede ser contradictorio con la necesidad de un determinado retraso de abertura en el cartucho para obtener suficiente interaccion entre el agua y la sustancia en el cartucho. Ciertamente, una abertura retardada requiere crear un aumento de presion en la camara hasta que la camara se abra. Cuando la camara se abre, es decir, la membrana de distribucion se rompe, el lfquido tiende a fluir como chorros potentes a traves de las aberturas creadas. En particular, la membrana tiende a colapsar la formacion de areas de restriccion que tienden a crear chorros de alta velocidad en muchas direcciones posibles y no controladas.

Por lo tanto, los cartuchos existentes no son disenados de forma apropiada para proporcionar una abertura retardada que permita una interaccion adecuada entre el agua y la sustancia, por ejemplo, una disolucion o coccion apropiada del ingrediente en el cartucho, y un flujo de entrega controlado lenta y direccionalmente que permita una distribucion higienica, como una distribucion directa en el receptaculo receptor, es decir, un biberon, una taza o vaso, con un riesgo reducido de contaminacion fuera del receptaculo.

La WO2005/016094 hace referencia a una capsula de cafe o te que consta de una capsula con forma de pico en la cual se coloca una capa de filtro inferior y una envoltura a base de una lamina metalizada. La presion del agua ejerce una fuerza sobre la capa filtrante y la envoltura contra las puntas de la capsula en punta. Las perforaciones causadas por las puntas permiten que la bebida pase manteniendo basicamente el material preparado. La bebida sale de la capsula a traves de un monton de orificios distribuidos en la base de la capsula.

La EP1555218B1 hace referencia a un cartucho para cafe o una sustancia soluble que comprende un recipiente, una tapa y un filtro disenado para ser colocado dentro del recipiente y sobre la pared de base por la cual sale la bebida. La pared de base tiene una pieza rompible disenada para romperse cuando el lfquido dentro del cartucho llega a una presion prefijada de manera que se forma una abertura que permite que el lfquido sea extrafdo desde el cartucho. La pieza rompible se obtiene mediante gracias a unas ranuras que existe en una parte debilitada de la pared de base. Un problema es que es relativamente diffcil controlar la resistencia de la pieza debilitada que se abre bajo el unico efecto de la presion del fluido en el cartucho, para garantizar un retraso reproducible del tiempo de abertura de cartucho a cartucho. Por consiguiente, tiempos de abertura inconsistentes haran que las bebidas tengan una concentracion de solidos diferente y por tanto distinta calidad.

La EP1580143B1 se refiere a un cartucho para extraer una bebida de una sustancia determinada contenida en la misma por medio de agua bajo presion, comprendiendo el cartucho una parte de la taza con un orificio y una tapa para cerrar la parte de la taza; la base de la parte de la taza comprende una serie de cordoncillos formados directamente en la misma y que sobresalen hacia el volumen interno del cartucho y un filtro colocado sobre los cordoncillos para definir una fina canalizacion entre el medio de filtrado y el orificio de la taza. La abertura retrasada se consigue por medio de una ranura o valvula de descarga que se abre bajo una presion interna prefijada. El filtro debe ser suficientemente grueso y bastante ngido para resistir la presion y evitar su colapsado en la canalizacion. Una desventaja es el uso de material plastico grueso para resistir la presion y el elevado numero de piezas necesario para crear el cartucho, lo que hace que la fabricacion del cartucho sea compleja y costosa.

La WO2007/039032 hace referencia a un cartucho del mismo principio que el de la EP1580143B1, pero con un tapon de seguridad que esta colocado en la superficie externa del orificio de la taza y cierra parcialmente el extremo abierto externo de la misma. El documento WO2008/087553 muestra un cartucho conforme al preambulo de la reivindicacion 1.

La presente invencion pretende mejorar el cartucho para resolver los problemas antes mencionados y posiblemente otros problemas. De un modo general, el cartucho de la invencion pretende mejorar la consistencia del flujo del lfquido que sale del cartucho y mejorar la disolucion o coccion de la sustancia contenida en el cartucho.

El cartucho de la invencion contiene una sustancia alimenticia adaptada para interaccionar con el agua inyectada en el cartucho con el fin de fabricar un lfquido alimenticio que sea dispensado desde el cartucho.

El cartucho consta de:

Una taza que tiene una camara para alojar la sustancia alimenticia y una tapa

Una pared de distribucion perforable que aloja la sustancia en la camara,

Una estructura de perforacion para perforar al menos una abertura en la pared de distribucion como respuesta al llenado de la camara con agua,

Un area de recogida del lfquido que pasa a traves de la pared de distribucion; estando dicha zona de recogida corriente debajo de la pared de distribucion perforable,

Al menos una salida de lfquido en el area de recogida que permite que el lfquido deje el area de recogida,

En la que el cartucho comprende una estructura soporte que consta de al menos una superficie soporte configurada para soportar al menos una parte de la pared de distribucion para mantener un orificio de flujo entre la estructura de puncion y al menos una salida.

Preferiblemente, al menos se dispone una superficie soporte en la via de flujo entre la estructura perforante y al menos una salida y/o esta se encuentra sobre y/o adyacente a al menos una salida.

Por lo tanto, el cartucho de la invencion impide que la membrana se colapse en la zona de recogida o forme areas de bloqueo para el flujo y con ello el cartucho garantiza una via de flujo mas regular y una direccion controlada de la via de flujo lfquida corriente abajo de la membrana perforada. La via de flujo se puede controlar tambien para cambiar la direccion de manera que pueda reducirse lo suficiente y se pueda liberar suavemente.

De alguna manera la estructura soporte se coloca entre la pared de distribucion perforable y la pared de base de la taza que forma el area de recogida.

La estructura soporte esta conectada preferiblemente a la pared de base de la taza. Puede formar parte mtegra de la pared de base y extenderse por ella.

La estructura de perforacion esta conectada ademas preferiblemente a la pared de base, mas preferiblemente esta estructura forma parte mtegra de la pared de base del cartucho.

Con el fin de proporcionar un flujo mas homogeneo del lfquido suministrado fuera del cartucho, el cartucho puede constar de una serie de orificios de salida. Los orificios de salida estan colocados o bien reunidos preferiblemente en o junto al centro del area de recogida. El numero de orificios de salida puede variar. Por ejemplo, el numero de salidas puede ser de 1 a 10. El orificio de salida puede ser tambien un conducto grna del flujo que se extienda desde los orificios de salida. Los orificios de salida pueden estar colocados en circunferencia alrededor del canal grna para recoger el lfquido que fluye transversalmente desde el area de recogida.

En particular, al menos una superficie soporte de la estructura soporte forma una parte del disco o del techo que se extiende transversalmente por debajo del orificio de salida o de la serie de orificios de salida. La pequena parte del disco o del techo es preferiblemente mayor que o basicamente igual a la dimension transversal mas larga del orificio o bien de los orificios de salida. Como resultado de ello, la pared de distribucion puede ser soportada adecuadamente por la estructura soporte y existe un riesgo mmimo de que los orificios de salida queden bloqueados por una pared de colapso flexible, es decir, una membrana, debido a la presion del lfquido en el cartucho. Los orificios de salidas se pueden mantener con una zona superficial de abertura definida, con un riesgo reducido de posible restriccion formada por una parte deformada de la pared de distribucion. El (los) orificio(s) de salida no esta/estan bloqueado(s) o restringido(s) por la pared de distribucion. La parte del disco preferentemente puede ser una superficie superior ligeramente convexa o plana que sostenga la pared de distribucion sin riesgo de ruptura de la misma.

De acuerdo con un aspecto de la invencion, la estructura soporte consta de trozos de cordoncillos o rugosidades dispuestos en la via de flujo entre el medio de puncion y al menos un orificio de salida. Los tramos de cordoncillos estan dispuestos concentricamente alrededor del orificio de salida, con conductos de flujo entre ellos, para romper el flujo del lfquido hacia el orificio de salida. El tramo o los trozos de cordoncillos pueden tener formas y dimensiones distintas. Los trozos de cordoncillos proporcionan soporte pero tambien pueden interrumpir el flujo del lfquido hacia el(los) orificio(s) de salida.

Por ejemplo, parte de los cordoncillos puede rodear radialmente el orificio de salida y colocarse a una distancia radial del orificio de salida. De ah que parte de los cordoncillos forme un modelo discontinuo concentrico dando al flujo una via tortuosa descendente y lenta hacia el orificio de salida. Para esta, los tramos de cordoncillos delimitan una serie de conductos circunferenciales y de canales radiales entre los cordoncillos para que el lfquido sea guiado lentamente hacia el orificio de salida.

La estructura de perforacion puede formar una pluralidad de pequenas protrusiones. Las protrusiones tienen un canto o borde suficientemente afilado para perforar la pared de perforacion cuando la pared es presionada por el efecto de la presion creada en el cartucho. De ah que la estructura de perforacion pueda constar de superficies de perforacion de una anchura o seccion inferior a la anchura o seccion a la anchura o seccion de la superficie soporte de la estructura soporte. Por lo tanto, la pared perforable resistira la perforacion en la estructura soporte creando unos orificios adecuados para el paso del flujo hacia los orificios de salida mientras este perfora a traves de aberturas relativamente definidas contra las protrusiones de la estructura perforante.

Las protrusiones se pueden disponer concentricamente alrededor del orificio de salida. Por lo tanto, corrientes distintas de flujo lfquido se crean a traves de la pared de distribucion de la camara para garantizar asimismo una circulacion apropiada de agua a traves de la sustancia en la camara asf como un flujo homogeneo de lfquido que se recoge en el area de recogida.

Las protrusiones de la estructura perforante pueden estar formadas de una pluralidad de formas de perforacion afilada como cruces, conos o filos. En una configuracion preferida, las protrusiones forman cruces en su seccion transversal.

La estructura soporte consta ademas de tramos de cordoncillo situados en una direccion radial de la superficie de la base de la taza. Los trozos de cordoncillo orientados radialmente pueden proporcionar un soporte adicional a la pared de distribucion, en particular, cuando se colocan entre las protrusiones. Por lo tanto, entre las protrusiones se evita que la pared se desplome. Por lo que el lfquido es conducido mejor a las zonas de recogida.

De acuerdo con un ejemplo preferido, la taza es un elemento plastico inyectado como el polipropileno o cualquier material plastico de tipo alimenticio. La pared de distribucion es preferiblemente una membrana flexible hecha de aluminio y/o de un polfmero. La pared de distribucion se puede sellar sobre una pieza interior anular de la taza. La pared de distribucion se puede mantener sin sellar sobre la estructura soporte como la presion. La taza se sellara luego mediante una membrana perforable que formara la tapa del cartucho.

En un modelo, la tapa del cartucho consta de al menos un orificio de inyeccion de tamano pequeno para formar un chorro del lfquido que entra en la camara que contiene la sustancia alimenticia. Al menos un orificio de inyeccion tiene preferiblemente un diametro menor a 1,0 mm, mas preferiblemente entre 0,4 y 0,8 mm. Dichos tamanos pequenos del orificio generan una fuerza elevada del lfquido o un impulso en el cartucho y por tanto aumentan la disolucion o dispersion de la sustancia, en particular, protemas y grasas en polvo. Al menos un orificio de inyeccion esta dispuesto preferiblemente en un lugar que no esta alineado axialmente, es decir, descentrado con respecto a la lmea central del cartucho. En un modelo, el numero de orificios es escaso, preferiblemente inferior a 5, mas preferiblemente la tapa dispone de solo uno o dos orificios.

La tapa puede constar ademas de una tapa protectora situada por el exterior de una capa inferior de la tapa que comprende el/los orificio/s que forman el chorro, para garantizar la proteccion de la sustancia contenida en la camara antes del uso del cartucho. Dicha tapa protectora puede ser una membrana perforable o bien una membrana desconchada por ejemplo.

En un primer modelo, el orificio de inyeccion se ha configurado para orientar un chorro de lfquido en una direccion que es basicamente normal a la pared de distribucion perforable. En los terminos “direccion basicamente normal”, se hace referencia a que la configuracion del chorro de lfquido no esta a mas de 10 grados de la normal respecto a la pared de distribucion.

En otro posible modelo, el orificio de inyeccion se ha configurado para orientar un chorro hacia la superficie soporte de la estructura soporte, configurada para soportar la pared de distribucion.

En otro aspecto de la invencion, se ha propuesto un sistema de cartuchos que comprende: un cartucho y un dispositivo de fabricacion de bebidas para sostener dicho cartucho y que consta de un elemento intrusor de inyeccion de agua.

El elemento intrusor de inyeccion de agua del dispositivo se ha disenado para inyectar agua en el cartucho bajo presion para interaccionar con un alimento con el objetivo de producir un lfquido alimenticio que sea dispensado desde el cartucho. El cartucho consta de una taza que tiene una camara para alojar la sustancia alimenticia, una tapa y una pared de distribucion perforable por el elemento intrusor de inyeccion de agua que mantiene la sustancia en la camara, una estructura de perforacion para perforar al menos una abertura en la pared de distribucion como respuesta al llenado de la camara con agua, un area de recogida del lfquido que pasa a traves de la pared de distribucion en una direccion basicamente axial. La recogida tiene lugar corriente abajo de la pared de distribucion perforable. Al menos una salida de lfquido en el area de recogida que permite que el lfquido deje el area de recogida. El cartucho comprende una estructura soporte que consta de al menos una superficie soporte configurada para soportar al menos una parte de la pared de distribucion y donde el elemento intrusor de inyeccion del agua se ha configurado para inyectar agua en el cartucho bajo presion en una direccion espedfica hacia dicha superficie de soporte.

Dicha configuracion del medio de inyeccion de agua con respecto al cartucho garantiza que la pared de distribucion no esta perforada accidentalmente en un punto no deseado y proporciona tambien una mezcla mejorada del agua en la camara del cartucho ya que promueve reflexiones del chorro de agua en la camara. En particular, el elemento intrusor de inyeccion de agua esta dispuesto de manera que el chorro de agua golpea la pared de distribucion que es soportada por la membrana. Por lo tanto, puesto que la estructura soporte situada debajo de la pared es la que la soporta, el chorro de agua no perfora la pared debido a la presion de agua localizada en la pared, por ejemplo, una membrana de plastico o de aluminio. El chorro de agua es luego desviado en la direccion de la camara que promueve una interaccion mejorada entre el agua y la sustancia, es decir, una buena mezcla.

La pared de distribucion puede ser una membrana perforable que sea hermetica al gas para su abertura bajo presion frente a la estructura de puncion, como una membrana de aluminio o bien de un polfmero no poroso como el PP.

Alternativamente, la pared de distribucion puede ser un filtro como un filtro de papel o una membrana de filtracion porosa. El filtro es soportado por la estructura porosa para resistir la presion en la camara sin rasgar y/o colapsar y cerrar el agujero del flujo en el area o zona de recogida. La pared de distribucion puede estar formada por la superposicion de una membrana no porosa y perforable y un filtro.

En un primer modelo posible, el elemento intrusor de la inyeccion de agua tiene una punta punzante que puede perforar la tapa. El elemento tiene un orificio de salida de agua que esta dispuesto para dirigir al menos un chorro de agua en la direccion hacia la superficie soporte del cartucho. Preferiblemente, la direccion es hacia el centro del cartucho. El orificio de salida de agua puede ser disenado para expulsar un pulverizado en abanico de agua que forma un cono cuyo lmea central se dirija hacia la superficie soporte.

El elemento intrusor de la inyeccion de agua puede estar situado en un lugar descentrado con respecto al centro del cartucho. El elemento intrusor de inyeccion de agua puede estar alineado tambien axialmente en el centro del cartucho. Mas de un elemento intrusor de la inyeccion de agua puede introducirse en el cartucho por lugares distintos.

En un modelo, el cartucho tiene una superficie soporte que esta orientada transversalmente hacia el eje longitudinal del cartucho y el elemento intrusor de la inyeccion de agua esta descentrado con respecto a dicho eje.

En otro modelo, el cartucho tiene una superficie soporte que esta orientada transversalmente hacia el eje longitudinal del cartucho y el elemento intrusor de inyeccion de agua esta alineado con dicho eje.

En otro aspecto, la invencion se refiere a un sistema de cartucho que comprende:

Un cartucho y un dispositivo de fabricacion de bebidas para sostener dicho cartucho y, un medio de inyeccion de agua; donde el cartucho contiene una sustancia alimenticia adaptada para interaccionar con el agua inyectada a traves del medio de inyeccion de agua en el cartucho y para producir un lfquido alimenticio que sea dispensado desde el cartucho;

Comprendiendo dicho cartucho:

una taza que tiene una camara para alojar la sustancia alimenticia y una tapa,

una pared de distribucion perforable que aloja la sustancia en la camara,

un area de recogida del lfquido que pasa a traves de la pared de distribucion en una direccion basicamente axial; estando dicha zona de recogida corriente debajo de la pared de distribucion perforable,

en la que el cartucho comprende una estructura soporte que consta de al menos una superficie soporte configurada para soportar al menos una parte de la pared de distribucion y donde los medios de inyeccion de agua se han configurado para inyectar agua en la camara bajo presion en la forma de al menos un chorro.

En un primer modelo posible, el medio de inyeccion de agua comprende un elemento intrusor de inyeccion de agua del dispositivo de produccion de bebidas tal como se ha mencionado antes.

En un modelo alternativo, el medio de inyeccion de agua comprende una tapa del cartucho que consta de al menos un orificio pequeno configurado para formar un chorro de lfquido de elevada fuerza (es decir, agua) en la camara tal como se ha mencionado. Los orificios que forman el chorro pueden orientarse en una direccion normal a la pared de distribucion perforable del cartucho o bien alternativamente estar inclinados hacia la superficie soporte de la estructura soporte.

Otros rasgos de la presente invencion se describiran con mas detalle en la siguiente descripcion en la cual:

Figura 1 es una vision lateral de un cartucho de la invencion conforme a una primera configuracion;

Figura 2 es una vision de una seccion transversal del cartucho de la figura 1;

Figura 3 es una vision desde arriba de la taza del cartucho de las figuras 1 y 2;

Figura 4 es una vision de la base de la taza del cartucho de las figuras 1 y 2;

Figura 5 es una vision en perspectiva superior de la taza del cartucho de las figuras 1 y 2;

Figura 6 es una vision esquematica que muestra un detalle del cartucho para las configuraciones de las figuras 1 a 4 antes de perforar la membrana;

Figura 7 es una vision esquematica similar a la figura 6 despues de perforar la membrana;

Figura 8 es una vision de una seccion transversal del cartucho de la figura 1 conforme a una segunda configuracion; Figura 9 es un detalle de la vision de la figura 8;

Figura 10 es una vision superior de la taza del cartucho de las figuras 8 y 9;

Figura 11 es una vision en perspectiva superior de la taza del cartucho conforme a la segunda configuracion;

Figura 12 es una vision de la base de la taza del cartucho conforme a la segunda configuracion;

Figura 13 es una vision de una seccion transversal del cartucho de la figura 2 asociado a un dispositivo de inyeccion de agua de un dispositivo de preparacion de bebidas;

Figura 14 es una vision superior de la taza del cartucho (sin su membrana superior) de la figura 2 que muestra el dispositivo de inyeccion de agua desde la parte de arriba;

Figura 15 es una vision de una seccion transversal del cartucho de la figura 2 asociada a otra configuracion del dispositivo de inyeccion de agua de un aparato de preparacion de bebidas;

Figura 16 es una vision desde arriba de la taza del cartucho (sin su membrana superior) que muestra el dispositivo de inyeccion de agua de la figura 15 desde la parte superior;

Figura 18 es una vision de una seccion transversal de una variante del cartucho de la figura 8 en la cual la tapa de la capsula comprende al menos un orificio tipo chorro orientado perpendicularmente a la pared de distribucion perforable.

Figura 19 es una vision de una seccion transversal de otra variante del cartucho de la figura 8.

Un cartucho de la presente invencion en un primer modelo se ha ilustrado en las figuras 1 a 7. El cartucho 1 consta de una taza 2 preferiblemente hecha de plastico. Los termoplasticos adecuados pueden ser polipropileno o una multicapa de capas de polipropileno y una capa de barrera de gas como la EVOH. Una posible multicapa puede ser la PP-EVOH-PP. La taza se obtiene preferiblemente por inyeccion en una pieza. La taza comprende una pieza principal 3, una pieza escalonada 4 y una zona o area de recogida 5 y una pieza de salida tubular 6.

En el extremo superior del cartucho, un borde de la cara superior 20 sobresale hacia fuera formando un area de sellado para una tapa 7. La tapa 7 puede ser una membrana flexible que forma la cara de inyeccion de agua del cartucho. La inyeccion de agua se realiza tfpicamente pinchando la membrana en uno o varios puntos en la membrana por medio de un sistema de perforacion de una maquina de preparacion de bebidas (no mostrada). La membrana puede ser tfpicamente de una lamina delgada de aluminio y/o polfmeros. Por ejemplo, la membrana comprende una lamina de PET y una capa de barrera de gas como la EVO^h.

En un modelo alternativo, la tapa de la membrana 7 puede ser desconchable y que se pueda sacar previamente a su insercion en la maquina de preparacion de alimentos. En este caso, la maquina se puede disenar de manera hermetica al agua y que cubra la cara superior del cartucho mediante una ducha de inyeccion, la cual aplique una presion hermetica al fluido sobre el borde superior 20 de la taza. En otra alternativa (no mostrada) la tapa es una pared mas gruesa que comprende unos orificios o aberturas de inyeccion prefabricados, para la distribucion del agua en el cartucho.

Dentro de la taza del cartucho se ha colocado una pared de distribucion 8, perforable, flexible, una segunda membrana. La membrana se puede soldar al borde interno periferico 42 de la taza. La primera y la segunda membranas 7, 8 delimitan por tanto junto con el cuerpo de la taza, una camara cerrada 9 que contiene una sustancia alimenticia 10, por ejemplo, una dosis de ingredientes nutricionales solubles. La camara puede ser hermetica al gas, basicamente estar libre de oxfgeno y llenarse de un gas protector, como el nitrogeno para proteger la sustancia 10. Por ejemplo, las membranas pueden estar hechas de un material como el aluminio para el cual la resistencia a la perforacion se puede controlar con precision, y que asimismo aporta una hermeticidad adecuada al gas. Por ejemplo, la membrana interna 8 puede estar hecha de un aluminio fino, por ejemplo, entre 10 y 100 micras. El volumen de la camara puede variar dependiendo del tipo de ingrediente y de alimento lfquido que se va a suministrar. Por ejemplo, el volumen puede variar entre 25 y 100 cc, preferiblemente entre 30 y 70cc.

En la base de la taza 2 se ha dispuesto una estructura perforante de membrana 11. La estructura perforante de la membrana se ha disenado para perforar una pluralidad de perforaciones en la membrana en el momento en que se alcanza un umbral de presion dentro de la camara, a medida que el agua llena la camara. De acuerdo con un aspecto de la invencion, el sistema perforante de la membrana 11 se ha disenado para facilitar una abertura retrasada de la pared de distribucion flexible 8, es decir, de perforacion de la membrana, de manera que la camara tenga tiempo para que se llene totalmente de agua y se realice la disolucion completa del ingrediente en la camara, de forma que quede la mas minima cantidad de solido o nada de solido en la camara. La estructura perforante se asocia a un soporte o estructura de distanciacion 12 cuyo papel consiste en mantener un agujero en la via de flujo en la zona de recogida del lfquido y evitar que la membrana se colapse cuando la membrana es perforada. La estructura soporte se coloca transversalmente o radialmente entre la salida y la estructura de perforacion.

En las figuras 3 y 4 se muestra un posible diseno de las estructuras soporte y de perforacion. En primer lugar, la estructura de perforacion comprende elementos perforantes 13 en forma de protrusiones tipo cruz que estan situadas en la pared de base 40 del area de recogida. Los elementos 13 preferiblemente forman parte de la pared de base 40. La membrana 8 se rompe cuando es presionada, debido al efecto de la presion interna en la camara 9, en los bordes de una protrusion o saliente en forma de cruz de la estructura perforante. Las protrusiones en forma de cruz se utilizan para romper la membrana y crear una pluralidad de pequenas perforaciones. Las perforaciones tal como se obtienen por la distribucion circular de las protrusiones 13 se crean preferiblemente en un modelo basicamente circular y a una cierta distancia del orificio de salida.

En lugar de protrusiones en forma de cruz, se podnan utilizar formas de perforacion afiladas como conos o filos para lograr unas perforaciones mas pequenas y definidas en la membrana. El numero de estas protrusiones perforantes puede variar de 5 a 20, por ejemplo. Estas protrusiones tienen un papel perforante para la membrana que es presionada.

En segundo lugar, se dispone de una estructura soporte 12 que comprende una pared de proteccion central 14 que tiene la forma de un disco que cubre la salida del lfquido l5. Esta pared protectora se extiende transversalmente para formar un soporte para la membrana que se deforma en la direccion axial debido a la presion del lfquido en la camara. La pared protectora esta conectada a la superficie de base de la zona de recogida por unas patas 16 que delimitan los pasos, conductos o aberturas 41 intermedios para la salida del lfquido por el orificio 15.

La estructura soporte 12 puede comprender elementos adicionales de repuesto como trozos pequenos de cordoncillos 17, 18, 19. Estos trozos de cordoncillos tienen una altura que es basicamente la misma o algo menor que las protrusiones perforantes 13. En particular, trozos de cordoncillos 19 pueden colocarse relativamente cerca de la estructura perforante pero pueden ser ligeramente menores para permitir una perforacion apropiada de la membrana por parte de la estructura perforante. Por ejemplo, estos trozos de cordoncillos 19 pueden estar formados por un cordoncillo circular continuo, del cual trocitos pequenos de cordoncillos se extienden radialmente para separar cada uno de los elementos en forma de cruz 13. Estos trozos garantizaran que la membrana no se colapse entre cada una de las protrusiones 13 y por tanto garantizaran una recogida homogenea del flujo a traves de las perforaciones creadas en la membrana. Por el contrario, entre la salida y las protrusiones perforantes, se pueden disponer trozos mas largos de cordoncillo 17, 18 para sujetar la membrana. Estos trozos de cordoncillo 17, 18 sujetan pues la membrana y evitan que la membrana se colapse el agujero entre las protrusiones perforantes y la salida. Estos segundos trozos de cordoncillos estan colocados en la via de flujo radial y sirven ademas para amortiguar el flujo del lfquido antes de llegar al orificio de salida.

Las figuras 6 y 7 explican el principio de la abertura en respuesta a la presion del cartucho y del flujo de lfquido en el cartucho de la invencion una vez abierta la membrana. En la figura 6, la membrana 8 del cartucho esta intacta y la presion interior en la camara 9 es insuficiente para perforar la membrana 8 contra las protrusiones perforantes 13. A medida que la presion interior aumenta en la camara la membrana empieza a deformarse contra las protrusiones 13 de la estructura perforante. El agua necesita llenar toda la camara 9 para crear una sobrepresion suficiente para presionar la membrana contra las protrusiones hasta que se alcance la resistencia del material de la membrana. De ah que las protrusiones puedan ser disenadas de manera que la rotura de la membrana en estas protrusiones sea controlada despues de que los ingredientes alimenticios se hayan disuelto o dispersado suficientemente en agua. Por ejemplo, la rotura de la membrana puede producirse a aproximadamente 2,5 bares de presion en la camara. La membrana puede ser una membrana de aluminio o de plastico como el polipropileno fino.

La figura 7 muestra la membrana 8 que esta siendo perforada contra las protrusiones 13. Tambien puede verse que la membrana se mantiene sobre la estructura soporte, en particular, gracias a los trozos de cordoncillos 17 y al disco de proteccion central 14. A medida que la membrana es perforada, se van creando aberturas entre la superficie rasgada de la membrana y la superficie de las protrusiones perforantes. La seccion moldeada de las protrusiones perforantes promueve o impulsa el drenaje del lfquido por la superficie de las protrusiones. Por lo tanto, el lfquido entra en la zona de recogida 5 en una direccion basicamente axial (tal como se muestra por direccion “A”) cruzando la membrana y en tantos conductos como perforaciones creadas en la membrana. El lfquido fluye luego transversalmente cruzando la zona de recogida hasta el orificio de salida 15 en la direccion radial (tal como se ilustra como direccion “B”). Gracias al orificio de la via de flujo 48 que se mantiene en el area de recogida, no se requiere que el lfquido forme chorros sino todo lo contrario, este es amortiguado por la estructura de soporte 12 que se encuentra entre las aberturas creadas en la membrana por las protrusiones perforantes y el orificio de salida central en el area de recogida. En particular, como resultado de la distribucion concentrica de los trozos de cordoncillos 17, 18, situados a una cierta distancia alrededor del orificio de salida, el lfquido sigue un camino tortuoso a traves del area de recogida por lo que la velocidad del lfquido disminuye de forma significativa. Luego el lfquido pasa a traves de unos orificios 41 predefinidos dispuestos en la salida, por donde puede ser conducido transversalmente a traves de la pieza tubular 6. Las patas 16 en el orificio de salida aportan ademas una amortiguacion del flujo ofreciendo una barrera ffsica transversal a la direccion B del flujo en la zona de recogida y dividiendo o separando el flujo de lfquido en distintos flujos en la zona tubular. La zona o pieza tubular 6 se extiende en una direccion axial haciendo que el flujo sea mas lento antes de ser dispensado en el receptaculo. En la parte tubular se puede colocar un medio que grne el flujo como son las nervaduras transversales 16.

Una segunda configuracion posible del cartucho de la invencion se muestra en relacion con las figuras 8 a 12.

La diferencia con la configuracion anterior radica esencialmente en la configuracion especial de la estructura soporte 110 en el centro del area de recogida 50. En particular, la estructura soporte consta de una superficie de soporte central 140 colocada adyacente a una serie de orificios de salida 150. Los orificios de salida 150 estan dispuestos en la base 40 de la taza. Se pueden colocar a lo largo de un modelo basicamente circular alrededor del centro del area de recogida. Por ejemplo, se dispone de ocho orificios pequenos de salida. La superficie soporte 140 esta colocada a una distancia sobre el lateral de entrada de los orificios de salida. La superficie 140 se extiende preferiblemente hacia fuera gracias a unas pequenas patas 141 bajo la zona de cada orificio de salida. Dicha configuracion garantiza que la pared perforable, es decir, la membrana de distribucion 8, este sujetada correctamente y no se rompa o quiebre bajo la presion bloqueando alguno de los orificios de salida 150 en la zona central. Los orificios de salida se extienden por la base de la taza hacia fuera, hacia una seccion tubular 60 para guiar apropiadamente el flujo de lfquido en una direccion privilegiada. Dentro de la seccion tubular 60 existen paredes de separacion 160, que por ejemplo forman un diseno cruzado en el plano de extension de la zona transversal de la seccion tubular.

En el area de recogida 50, la estructura perforante puede estar formada por una serie de protrusiones 130, por ejemplo, a modo de cruz, distribuidas cerca de la periferia de la pared de base. El numero de protrusiones puede ser inferior al del modelo anterior. Por ejemplo, el numero de protrusiones puede ser basicamente el mismo que el numero de orificios de salida. Ademas, la estructura soporte puede comprender zonas curvadas de los cordoncillos 170. Estas pueden estar dispuestas en un patron o modelo circular discontinuo o concentrico con conductos radiales 180 formados entre las zonas de cordoncillos. Por ejemplo, las zonas de cordoncillos pueden estar situadas entre las protrusiones 130 y los orificios de salida 150 para ralentizar el flujo de lfquido hacia la zona de recogida. Trozos de cordoncillos 190 pueden disponerse en una direccion radial relativa al centro de la zona de recogida y entre las protrusiones para lograr un desgarre mas preciso de la membrana en las protrusiones perforantes 130.

Las figuras 13 y 14 representan un cartucho de la invencion en el cual se introduce un elemento intrusor de inyeccion de agua 80 de un dispositivo de fabricacion de bebidas. El elemento intrusor para la inyeccion de agua 80 del dispositivo ha sido disenado para inyectar agua bajo presion en la camara 9 del cartucho. El agua bajo presion interacciona con la sustancia alimenticia contenida en la camara 9 para fabricar un lfquido alimenticio que es dispensado desde el cartucho. El elemento intrusor de inyeccion de agua se forma como una aguja hueca que comprende una punta perforante 82 para perforar la tapa o la membrana 7 del cartucho. El elemento es atravesado por un conducto de agua que conduce a un agujero de salida de agua 81 que esta orientado en la direccion de la pared protectora central 14. El elemento puede estar descentrado con respecto al eje central longitudinal del cartucho y con un orificio de salida 81 orientado hacia la base y el centro del cartucho. Mas precisamente, la salida de agua 82 forma un cono de agua o un chorro 83 cuya lmea central va dirigida a la superficie de soporte central 14. Como resultado de ello, la superficie 14 es una superficie reflectora para el chorro de agua de manera que: en primer lugar, la membrana de distribucion 8 no puede ser perforada accidentalmente por el chorro bajo presion, y en segundo lugar, los chorros reflejados o corrientes de agua 84 proporcionan una elevada turbulencia en la camara, lo que tiende a mejorar la interaccion entre el agua y la sustancia en la camara. En particular, se puede obtener un efecto del vortice en la camara resultara ser especialmente eficiente para la disolucion de ingredientes alimenticios solubles como ingredientes de base grasa y/o protemica.

Las figuras 15 y 16 representan otra posible configuracion del sistema con el elemento de inyeccion de agua 800 situado en el centro. El elemento de inyeccion 800 consta de una punta afilada 820 para perforar la tapa y permitir la introduccion de una pieza de inyeccion del elemento en la camara del cartucho. El elemento de inyeccion 800 consta de una aguja central con un conducto de agua interno recto que termina en un orificio de salida 810 que dirige el fluido en la direccion del eje central del cartucho hacia la superficie soporte 14. Por lo tanto, el orificio de salida 810 esta dispuesto de tal manera que se dispone un chorro de agua 830 bajo la presion del elemento hacia la base del cartucho que golpea la membrana en el lugar de la superficie soporte 14. Se disponen chorros incidentes que crean un flujo turbulento de lfquido en la camara y promueven la disolucion de los ingredientes. No existe chorro presurizado de lfquido que sea capaz de fluir directamente a traves de la pared de distribucion hacia el orificio de salida 15 del cartucho porque el orificio de salida esta protegido por la superficie protectora 14.

Se puede concebir mas de un elemento de inyeccion. La misma configuracion del sistema es aplicable al cartucho de las figuras 8 a 12 con la direccion de los chorros de agua hacia la superficie soporte 140.

En la configuracion de la figura 17, el cartucho comprende una tapa 7 que tiene una pared basicamente ngida 70 sellada al borde de la taza. Se forman un numero pequeno de orificios 71 que forman chorros, preferiblemente uno o dos, a traves de la pared 70. Cada orificio esta situado preferiblemente en un lugar que no esta alineado con el eje central “O” de la capsula de manera que se dispone de una mayor turbulencia del fluido en el cartucho. La tapa consta ademas de una tapa protectora 72 sellada a la pared 70 y que puede ser perforable o desconchable. En la configuracion de la figura 18, el cartucho consta de una tapa 7 que tiene una pared ngida 70 en la cual se crean un numero pequeno de orificios que estan orientados en una direccion de la superficie de soporte 140. Como resultado de ello, el chorro de lfquido puede reflejar se hacia el interior del cartucho sin el riesgo de perforar la pared de distribucion perforable 8. La tapa puede comprender ademas una tapa protectora 72.

La presente invencion, tal como ha sido definida por las reivindicaciones, se ha descrito en relacion a las distintas configuraciones a modo de ejemplo. Sin embargo, son posibles otros ejemplos asf combinaciones de los ejemplos actualmente descritos. Por ejemplo, el ingrediente puede ser un ingrediente que no se disuelva pero si se pueda hacer o elaborar como las hojas de te o el cafe molido.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Cartucho (1) que contiene una sustancia alimenticia (10) adaptada para interaccionar con el agua inyectada en el cartucho para preparar un lfquido alimenticio que es dispensado desde el cartucho que comprende:

una taza (2) que tiene una camara (9) para alojar la sustancia alimenticia y una tapa,

una pared de distribucion perforable (8) que aloja la sustancia en la camara,

una estructura de perforacion (13, 130) para perforar al menos una abertura en la pared de distribucion como respuesta al llenado de la camara con agua,

una zona de recogida (5,50) para recoger el lfquido que atraviesa la pared de distribucion en una direccion basicamente axial; dicha zona o area de recogida esta dispuesta corriente debajo de la pared de distribucion perforable,

al menos una salida de lfquido (15, 150) en la zona de recogida que permitira que el lfquido deje la zona de recogida,

en la que el cartucho comprende una estructura de soporte que consta de al menos una superficie soporte (14, 140) configurada para soportar al menos una parte de la pared de distribucion (8) para mantener un agujero de flujo entre la estructura de puncion y al menos una salida,

en la que al menos una superficie soporte (14, 140) se dispone en la via de flujo entre la estructura perforante (13, 130) y al menos una salida, que se caracteriza por que el cartucho no consta de ninguna pelfcuia sellante soldada a las nervaduras de una estructura labermtica de una placa en la primera mitad del radio de la placa labermtica del cartucho.

2. Cartucho conforme a la reivindicacion 1, que se caracteriza por que una superficie soporte (14, 140) se ha colocado ademas por encima y/o adyacente a al menos una salida.

3. Cartucho conforme a las reivindicaciones 1 o 2, que se caracteriza por que la estructura soporte esta dispuesta entre la pared de distribucion perforable (8) y la pared de base (40) de la taza que forma la zona de recogida.

4. Cartucho conforme a las reivindicacion 3, que se caracteriza por que la estructura soporte (14, 140) esta integrada a la pared de base de la taza.

5. Cartucho conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que comprende una serie de salidas (150) dispuestas en el centro de la zona colectora o de recogida.

6. Cartucho conforme a la reivindicacion 5, que se caracteriza por que al menos una superficie soporte forma parte de un disco o de un techo que se extiende transversalmente bajo la serie de salidas.

7. Cartucho conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que la estructura soporte consta de trozos de cordoncillos (17, 18, 19) situados en la via de flujo entre el medio perforante y al menos una salida.

8. Cartucho conforme a la reivindicacion 7, que se caracteriza por que los trozos de cordoncillos estan situados de forma concentrica alrededor de la salida de lfquido (15) con conductos o canales intermedios para el flujo con el objetivo de interrumpir el flujo del lfquido hacia la salida.

9. Cartucho conforme a la reivindicacion 8, que se caracteriza por que la estructura perforante (13, 130) forma una pluralidad de pequenas protrusiones.

10. Cartucho conforme a la reivindicacion 9, que se caracteriza por que las protrusiones estan dispuestas concentricamente alrededor de la salida.

11. Cartucho conforme a las reivindicaciones 9 o 10, en el que la estructura perforante comprende superficies de perforacion de una anchura o seccion inferior a la anchura o seccion de la superficie soporte (14, 140) de la estructura soporte.

12. Cartucho conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que la estructura perforante (13, 130) comprende una pluralidad de formas o moldes de perforacion afilada como cruces, conos o filos.

13. Cartucho conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que la estructura soporte consta ademas de trozos de cordoncillos (18) situados en una direccion radial de la superficie de base de la taza.

14. Cartucho conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por que la tapa consta de al menos un orificio de inyeccion (71) de tamano pequeno para moldear una boquilla del Kquido que entra en la camara que contiene la sustancia alimenticia.

15. Sistema de cartucho que comprende:

un cartucho (1) conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores y un dispositivo para la fabricacion de bebidas que sostiene dicho cartucho y,

el medio de inyeccion de agua; en el que el cartucho contiene una sustancia alimenticia adaptada para interaccionar con el agua inyectada a traves del medio de inyeccion de agua en el cartucho y para fabricar un lfquido alimenticio que es dispensado desde el cartucho; en el que los medios de inyeccion de agua se configuran para inyectar el agua en la camara (9) bajo presion en forma de al menos un chorro.