ES2943513T3 - Cápsula para la preparación de alimentos o bebidas que tiene una membrana desplazable para acoplamiento con medios de apertura - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una cápsula (1) para la preparación de alimentos o bebidas que comprende un cuerpo hueco (2) y una pared de inyección (4) a perforar para inyectar fluido en la cápsula, una cámara (10) formada dentro del cuerpo que contiene un ingrediente , una membrana (9) dispuesta en un extremo inferior de la cámara, y medios de apertura (15) dispuestos fuera de la cámara (10) en la proximidad de la membrana (9). Los medios de apertura (15) están configurados para abrir la membrana (9) cuando dicha membrana (9) se presiona contra dichos medios de apertura (15) bajo una presión de apertura. La membrana se une al cuerpo (2) de la cápsula mediante un sello adhesivo (11) que proporciona el sellado entre el cuerpo (2) y la membrana (9). Cuando se establece una presión de liberación dentro de la cámara (10), (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Cápsula para la preparación de alimentos o bebidas que tiene una membrana desplazable para acoplamiento con medios de apertura

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de las cápsulas para alimentos o bebidas que comprenden un cuerpo hueco que contiene un ingrediente para la preparación de alimentos o bebidas. En el campo de la preparación de alimentos o bebidas, se conoce el uso de cápsulas monodosis para mezclar un ingrediente contenido en dicha cápsula, con un fluido alimentado desde una fuente presurizada contenida en una máquina de preparación de alimentos o bebidas. Más particularmente, dichas cápsulas están adaptadas para la preparación de un alimento o bebida mediante disolución en el fluido o extracción por el fluido bajo una presión de preparación. Esto incluye la preparación de café (en tal caso, el ingrediente es café tostado molido para ser extraído con vapor de agua y/o agua líquida caliente), e ingredientes solubles o una mezcla de ingredientes solubles para la preparación de una bebida como café instantáneo, chocolate caliente, o una sopa u otro producto comestible deshidratado para disolver con agua o leche fría o caliente.

Antecedentes de la invención

El principio de extraer y/o disolver el contenido (es decir, los ingredientes) de una cápsula cerrada bajo presión es conocido y consiste típicamente en insertar la cápsula en un receptáculo o cavidad de una máquina, inyectando una cantidad de agua a presión u otro fluido adaptado en la cápsula, generalmente después de perforar una cara de la cápsula con un elemento de inyección de perforación, como una aguja de inyección de fluido montada en la máquina, para crear un entorno presurizado dentro de la cápsula para extraer la sustancia o disolverla, y luego liberar la sustancia extraída o la sustancia disuelta a través de la cápsula.

Se han desarrollado cápsulas para tal aplicación de preparación de alimentos, y en particular para la preparación de bebidas, que se describen y reivindican en la patente europea del solicitante EP 1784344 B1, o en la solicitud de patente europea EP 2062831.

En resumen, tales cápsulas normalmente comprenden:

• un cuerpo hueco y una pared de inyección que es impermeable a los líquidos y al aire y que está unido al cuerpo (o integrado con el cuerpo) y adaptado para ser perforado, por ejemplo, por una aguja de inyección de la máquina,

• una cámara que contiene un lecho de café tostado molido para extraer, o un ingrediente soluble o una mezcla de ingredientes solubles,

• una membrana, normalmente de aluminio, dispuesta en el extremo inferior de la cápsula y unida al cuerpo.

La membrana cierra la cámara, para retener la presión interna en la cámara cuando se introduce fluido a presión en la cápsula.

La apertura de la cámara para el suministro de bebidas se logra aumentando la presión dentro de la cámara. Esta presión se aumenta introduciendo en la cámara una cantidad de fluido presurizado tal como agua. Cuando la presión interna es suficiente, la membrana se abre al contacto con los medios de apertura. La presente invención se refiere a una cápsula que tiene los medios de apertura dentro de la cápsula, o, en otras palabras, una cápsula que comprende sus propios medios de apertura activados por el aumento de presión del fluido introducido en la cápsula en el momento de la extracción de la bebida. Este tipo de cápsula se divulga por ejemplo en la solicitud de patente europea EP 1472156. Los medios de apertura están dispuestos dentro de la cápsula, fuera de la cámara, en la proximidad de la membrana. Cuando se establece una presión suficiente dentro de la cámara, la membrana tiende a presionarse contra dichos medios de apertura, y se corta o rasga, y así se abre. La bebida fluye a través de las aberturas así producidas.

Los medios de apertura están formados, por ejemplo, por una denominada "placa piramidal" que comprende elementos elevados y rebajados. La membrana se acopla a los elementos elevados y hundidos de la placa piramidal bajo el efecto del aumento de presión en la cámara de la cápsula hasta que se abre.

En tales cápsulas se debe encontrar un compromiso con respecto a la membrana. Por un lado, tiene que ser lo suficientemente rígido para permitir que la presión aumente dentro de la cámara hasta el nivel deseado, pero, por otro lado, la membrana tiene que estar estirada para encajar correctamente con los medios de apertura.

En consecuencia, aunque el diseño actual da buenos resultados, podría optimizarse porque la forma en que se abren las cápsulas no es perfectamente regular y no es reproducible de una cápsula a otra.

Por tanto, la presente invención se refiere a una cápsula para la preparación de alimentos o bebidas que aborda el problema mencionado anteriormente.

Sumario de la invención

De acuerdo con la invención, se proporciona una cápsula para la preparación de alimentos o bebidas, comprendiendo la cápsula:

• un cuerpo hueco y una pared de inyección que es impermeable a líquidos y gases y que está unido al cuerpo y adaptado para perforarse para inyectar fluido en la cápsula,

• una cámara formada dentro del cuerpo que contiene un ingrediente para preparar alimentos o bebidas por disolución con el fluido bajo presión o extracción por el fluido bajo presión de preparación,

• una membrana dispuesta en un extremo inferior de la cámara, para retener la presión interna en la cámara, • medios de apertura dispuestos fuera de la cámara en la proximidad de la membrana, estando configurados los medios de apertura para abrir la membrana cuando dicha membrana es presionada contra dichos medios de apertura bajo una presión de apertura. La membrana está unida al cuerpo de la cápsula mediante un sello adhesivo que, cuando se establece una presión de liberación, menor que la presión de apertura, dentro de la cámara y se aplica a al menos parte de la superficie de la membrana, está configurada para permitir la que la membrana se desplace con relación al cuerpo y se acople contra los medios de apertura mientras se mantiene una unión entre el cuerpo y la membrana.

La cápsula según la invención permite así un ligero movimiento de la membrana con respecto al cuerpo de la cápsula cuando se aplica una fuerza suficiente a la membrana por la presión dentro de la cámara. En comparación con la técnica anterior, la membrana no sólo se deforma para acoplarse con los medios de apertura, sino que también se desplaza contra dichos medios de apertura.

Este desplazamiento es posible gracias a la configuración de un sello adhesivo interpuesto entre la membrana y el cuerpo, típicamente entre la porción de borde de la membrana y un borde formado alrededor de una abertura formada en el fondo de la cámara de la cápsula. El sello adhesivo une la membrana al cuerpo de la cápsula y proporciona un sello hermético a los fluidos entre la membrana y el cuerpo. La adhesión proporcionada por el cordón de sellado adhesivo es suficiente para mantener la membrana sujeta de manera confiable al cuerpo de la cápsula cuando las presiones dentro y fuera de la membrana están sustancialmente equilibradas (durante la vida útil, la presión dentro de la cápsula puede ser ligeramente superior a la presión atmosférica). Sin embargo, cuando se establece una presión suficiente denominada presión de liberación dentro de la cámara, el sello adhesivo tiene propiedades adhesivas que no son suficientes para soportar la fuerza aplicada sobre la membrana debido a la diferencia de presión entre el interior y el exterior de la cámara. Esto provoca un desplazamiento de la membrana, pero se mantiene la unión entre la membrana y el cuerpo de la cápsula, de modo que la cámara permanece cerrada hasta que los medios de apertura abren la membrana bajo una presión de apertura superior a la presión de liberación. Tal desplazamiento asegura que la membrana se acople correctamente a los medios de apertura antes de que se abra, haciendo posible obtener una apertura más predecible y reproducible. El mantenimiento de la estanqueidad a pesar del desplazamiento de la membrana evita que la cámara se abra antes de alcanzar la presión de apertura.

La configuración del sello adhesivo para permitir que la membrana se desplace bajo la presión de liberación puede basarse en particular al menos en los siguientes parámetros: la composición del sello adhesivo, el área de contacto del sello adhesivo entre la membrana y el cuerpo de la cápsula, el área de la parte de la membrana a la que se aplica presión cuando se establece una presión en la cámara.

El sello adhesivo es preferiblemente una laca termosellada. La laca de sellado puede estar compuesta por un material polimérico o materiales poliméricos. Por ejemplo, los materiales poliméricos comprenden al menos uno de los siguientes materiales: polipropileno (PP), poliestireno (PS), tereftalato de polietileno (PET) y vinilo (PVC).

El sello adhesivo puede tener una resistencia al desgarro comprendida entre 4N/15mm y 12N/15mm, medida según norma ISO 1924/1.

La presión de descarga puede ajustarse entre 1 y 12 bar, por ejemplo, unos 5 bar. La presión de apertura puede ser de 0,5 a 10 bar por encima de la presión de liberación.

El material de sellado adhesivo se puede elegir entre materiales conocidos utilizados en la industria alimentaria. La presión de liberación y la presión de apertura deseadas se pueden determinar en función de la bebida o el producto alimenticio que se va a preparar. Es importante alcanzar esta presión para que se extraiga la sustancia y se forme una bebida de buena calidad. La presión de apertura depende principalmente de las características de la membrana y de los medios de apertura. La presión de liberación depende de la configuración del sello, incluido el material del que está hecho, su forma (forma y dimensiones, etc.), y del área superficial de la membrana a la que se aplica la presión interna de la cámara para generar la fuerza que empuja dicha membrana fuera de la cámara.

El material del que está hecha la membrana puede tener un módulo de Young superior a 10 GPa, preferentemente superior a 30 GPa. La membrana puede, por ejemplo, ser de aluminio.

El módulo de Young del aluminio es de alrededor de 69 GPa. Un alto módulo de Young de la membrana promueve el aumento de presión en la cámara. Sin embargo, esto limita la capacidad de la membrana para deformarse antes de que se rompa. La invención hace posible el uso de membranas muy rígidas (no elásticas) mientras que se puede obtener de forma fiable un acoplamiento correcto de la membrana con los medios de apertura.

Los medios de apertura pueden comprender (o estar constituidos por) una placa que tiene una superficie superior orientada hacia la membrana, y la superficie superior forma o lleva elementos afilados. Los elementos afilados pueden ser pirámides o pirámides truncadas.

Una placa que tiene una superficie superior que lleva pirámides truncadas u otros elementos punzantes afilados proporciona una configuración ventajosa porque dicha superficie actúa como un medio de expansión de la presión y tiene el efecto de permitir que la presión del fluido aumente lo suficiente dentro de la cápsula antes de la perforación (y se produce la apertura) de la membrana.

El material del que está formada la cámara puede ser al menos uno de aluminio, compuesto de aluminio/plástico, compuesto de aluminio/plástico/papel, laminados de papel y plásticos en una sola capa o en forma de múltiples capas.

El ingrediente contenido en la cámara puede comprender café tostado molido para ser extraído con vapor de agua y/o agua líquida caliente o puede comprender un ingrediente soluble o una mezcla de ingredientes solubles para la preparación de una bebida como café instantáneo, chocolate caliente o una sopa u otro producto comestible deshidratado para disolver con agua o leche fría o caliente.

Breve descripción de los dibujos

Las características y ventajas adicionales de la presente invención se describen y serán evidentes a partir de la descripción de las realizaciones actualmente preferidas que se exponen a continuación con referencia a los dibujos en los que:

Figura 1 es una vista en perspectiva esquemática en sección transversal de una cápsula para la preparación de alimentos o bebidas;

Figura 2 es una vista esquemática en perspectiva de una placa piramidal que constituye un medio de apertura utilizable en una cápsula según la invención;

Figuras 3a a 3c son vistas esquemáticas en sección transversal parcial de una cápsula que ilustran el comportamiento de una membrana de una cápsula según el estado de la técnica;

Figuras 4a a 4c ilustran en vistas similares a las de las figuras 3a-3c el comportamiento de una membrana de una cápsula según una realización de la invención.

Descripción detallada de la invención

La cápsula 1 de la figura 1 comprende un cuerpo de cápsula 2 hecho de paredes de cápsula 3. En la realización representada, las paredes del cuerpo de la cápsula 3 tienen una forma sustancialmente troncocónica.

Las paredes de la cápsula 3 pueden estar hechas de diferentes materiales. Pueden ser de aluminio, compuesto de aluminio/plástico o compuesto de aluminio/plástico/papel. Pueden estar hechos de termoplásticos rígidos o semirrígidos, como polipropileno o polietileno. Los plásticos pueden estar en una sola capa o en forma de múltiples capas. El cuerpo de la cápsula también puede estar hecho, por ejemplo, de cualquier tipo adecuado de material impermeable, como papel revestido, cartón revestido, otros materiales que contengan fibras celulósicas o almidón, por ejemplo, metal o aleación, vidrio, caucho sintético o natural o elastómero, o una combinación de los mismos. Preferiblemente, los materiales se elegirán entre material económico y ecológico, por ejemplo, material biodegradable, que tenga propiedades de barrera, preferiblemente al menos contra la humedad y el oxígeno.

Dependiendo del material utilizado, el proceso de fabricación puede ser termoformado o inyección. También puede implicar el etiquetado en el molde, por ejemplo, para proporcionar a la cápsula propiedades de barrera específicas mediante el uso de una etiqueta de película con propiedades de barrera contra la humedad y el oxígeno. Tal proceso de etiquetado en molde para hacer una cápsula se describe generalmente en la solicitud del solicitante. Publicación de patente europea EP 2559636 A1. Las propiedades de barrera contra la humedad y el oxígeno de las paredes del recipiente se pueden lograr con cualquier tipo de material adecuado, como películas termoplásticas de barrera que tengan capas únicas o múltiples, o aluminio, o papel, o una combinación de los mismos. Las paredes del cuerpo de la cápsula 3 comprenden aberturas superiores e inferiores.

La abertura superior del cuerpo de la cápsula está cerrada por una pared de inyección superior 4 que forma la cara superior 5. La pared de inyección superior 4 se puede soldar en los bordes periféricos superiores 6 de las paredes del cuerpo de la cápsula 3.

La cápsula 1 comprende además una pared inferior 7 que tiene una abertura dispensadora 8. Comprende además una membrana perforable 9, preferentemente de aluminio. La membrana 9 está unida al cuerpo de la cápsula 2. Se forma así una cámara 10 dentro del cuerpo 2, delimitada por las paredes del cuerpo 3, la pared de inyección 4 y la membrana 9.

La membrana 9 está unida al cuerpo 2 mediante un sello adhesivo 11. El sello adhesivo 11 proporciona sellado entre el cuerpo 2 y la membrana 9.

Más particularmente, la cámara 10 está cerrada en su extremo inferior por la membrana 9, comprendiendo el extremo inferior de la cámara 10 una abertura cerrada por dicha membrana 9. La abertura en el extremo inferior de la cámara 10 está rodeada por un borde 12. El borde 12 se extiende en un plano paralelo a la cara superior 5 de la cápsula y proporciona una superficie plana para sujetar la membrana 9. El sello adhesivo 11 se interpone entre dicho borde 12 y una periferia de la membrana 9.

La cápsula 1 del ejemplo de realización representado comprende además una pared distribuidora 13 que se sitúa entre dicha pared de inyección 4 y un compartimento inferior de la cápsula 14.

Preferentemente, el ingrediente contenido en la cápsula se encuentra en el compartimento interior 14, es decir, en la parte de la cámara de la cápsula 10 que se encuentra entre la pared del distribuidor 13 y la membrana inferior 9.

Sin embargo, también es posible disponer el mismo ingrediente en todo el volumen de la cámara 10 o, alternativamente, dos ingredientes diferentes pueden estar separados entre sí por la pared del distribuidor 13.

La pared del distribuidor 13 comprende orificios pasantes. Su diámetro se elige adecuadamente en función del tipo de ingrediente contenido en la cápsula y del tipo de preparación del producto correspondiente. Si la pared del distribuidor comprende un solo orificio, el flujo de fluido a través de dicho orificio creará un solo chorro, con un potente efecto de mezcla. Esta configuración se elige preferentemente en el caso de que el ingrediente contenido en la cápsula sea un polvo soluble, lo que requiere un fuerte movimiento de remolino del agua inyectada en la misma, para mejorar la disolución del polvo con el agua. Alternativamente, por ejemplo, si el ingrediente contenido en el compartimento de la cápsula es café tostado molido, la pared del distribuidor 13 comprende una pluralidad de orificios, distribuidos uniformemente en su superficie para garantizar la humectación adecuada del lecho de café contenido entre la pared del distribuidor 29 y la pared inferior 32 de la cápsula.

El diámetro de los orificios es preferiblemente menor que el de las partículas más pequeñas del ingrediente, pero es suficiente para garantizar un flujo adecuado de agua a través de la pared rígida del distribuidor 13. El diámetro puede, por ejemplo, estar comprendido típicamente entre 10 micras y 3 mm, preferiblemente entre 100 micras y 1 mm.

Entre la membrana 9 y la pared inferior 7, se proporcionan medios de apertura 15. El medio de apertura 15 tiene la forma general de una placa, la cara superior de dicha placa enfrentada a la membrana 9 y estando dispuesta dentro del cuerpo de la cápsula 2 en la proximidad de la membrana 9. La cara superior de la placa de los medios de apertura forma elementos afilados adaptados para perforar o rasgar la membrana 9 cuando aumenta la presión del fluido dentro del compartimento de la cápsula acoplando así la membrana con los medios de apertura 15 y presionando dicha membrana contra dichos medios de apertura.

La figura 2 es una vista detallada en perspectiva de un ejemplo de realización del medio de apertura 15, correspondiente al medio de apertura utilizado en la cápsula de la figura 1. La cara superior de los medios de apertura 15 se muestra en la figura 2. De acuerdo con esta realización, los medios de apertura 15 para abrir la membrana 9 consisten en un disco con elementos rebajados y elevados 16. Los elementos rebajados y elevados 16 tienen forma de pirámide (más precisamente, una forma de pirámide ligeramente truncada). En otra realización, los elementos rebajados y elevados tienen cualquier otra geometría adaptada para abrir la membrana, como una forma de cono. Los elementos elevados más pequeños 17 también están dispuestos en los espacios 18 entre los elementos elevados piramidales 16.

La placa comprende orificios preferiblemente formados en los espacios 18 entre los elementos elevados piramidales 16 (por ejemplo, en la parte superior de dichos elementos elevados más pequeños) para dejar salir el producto formado por disolución o extracción dentro del compartimento 14 hacia una taza del consumidor cuando la membrana 9 está abierta.

Cuando la membrana se acopla y se presiona contra la cara superior del medio de apertura, la membrana también tiene una función de filtro para la bebida preparada.

Sin embargo, la membrana debe ser lo suficientemente rígida para permitir que la presión aumente dentro de la cámara hasta el nivel deseado. Por ello, generalmente se utiliza el aluminio, que también es compatible para el contacto con alimentos. Al mismo tiempo, la membrana debe encajar correctamente con los medios de apertura y, en particular, debe deformarse y estirarse para adaptarse a las superficies de la pirámide (o las superficies de otros elementos de apertura) para proporcionar, de manera reproducible, predecible. aberturas tales como orificios o rasgaduras distribuidas uniformemente sobre la superficie de la membrana.

Las figuras 3a, 3b y 3c ilustran el comportamiento de una membrana de una cápsula según la técnica anterior cuando se produce un producto alimenticio o bebida.

La figura 3a representa la porción del extremo inferior de una cápsula para la preparación de alimentos o bebidas, antes de la inyección de fluido dentro de la cámara 10. La membrana 9 está unida al borde 12 formado por las paredes 3 del cuerpo 2 por el sello adhesivo 11. Como la presión se equilibra entre el interior de la cápsula (cámara 10) y el exterior de la cápsula, no se aplica fuerza a la membrana 9 debido a una diferencia de presión. En este estado, la superficie exterior de la membrana 9 (cara de la membrana fuera de la cámara 10) mira hacia los medios de apertura 15 en la proximidad de una cara superior de dichos medios de apertura 15.

En la figura 3b, el fluido, normalmente agua y/o vapor de agua, se introduce bajo presión (es decir, por encima de la presión atmosférica) en la cámara 10 formada dentro del cuerpo de la cápsula 2. La presión aumenta dentro de la cámara 10. La presión se aplica a las paredes del cuerpo 3 y a la membrana 10. Más particularmente, la presión se aplica a la parte de la membrana 9 que cierra la abertura rodeada por el borde 12. La diferencia de presión entre el interior de la cápsula (cámara 10) y el exterior de la cápsula, en particular debajo de la membrana 9, genera una fuerza distribuida sobre la superficie de la membrana que cierra la abertura rodeada por el borde 12. Esta fuerza empuja la membrana 9 en una dirección desde el interior hacia el exterior de la cámara 10. La membrana 9 se acopla con los medios de apertura 15. Como se muestra en la figura 3b, debido a que la membrana está hecha de un material rígido como el aluminio, la deformación de la membrana 9 es limitada. Más particularmente, se limita el aumento del área superficial de la membrana, es decir, la capacidad de la membrana para estirarse antes de que se rompa. Así, la membrana se adapta únicamente a la parte superior de algunos de los elementos elevados de los medios de apertura.

La presión aumenta en la cámara 10 con la introducción de fluido hasta que alcanza la denominada presión de apertura. Con el aumento de presión dentro de la cámara, la membrana es presionada contra los medios de apertura por la fuerza generada por la diferencia de presión entre la presión dentro de la cámara 10 y la presión atmosférica fuera de dicha cámara 10. Cuando se alcanza la presión de apertura, la membrana se abre (es decir, se perfora, corta o rasga) como se muestra en la figura 3c gracias al diseño nítido de los elementos elevados 16 de los medios de apertura 15. El producto alimenticio o bebida obtenido fluye a través de la membrana 9 y los medios de apertura 15 para ser entregado por la apertura dispensadora 8.

Sin embargo, debido a que la conformación de la membrana al elemento elevado está limitada antes de que se abra, la membrana puede tener una abertura irregular: la abertura puede distribuirse irregularmente en la superficie de la membrana en contacto con los medios de apertura, la membrana puede rasgarse antes se adapta a los medios de apertura (de modo que la presión cae y la bebida fluye a través de una abertura de la membrana que tiene una forma no deseada). La apertura de la membrana también puede ser diferente de una cápsula a otra. Esto puede cambiar la calidad o el sabor del producto alimenticio o bebida preparado, porque la presión dentro de la cámara durante la preparación de la bebida puede cambiar de una cápsula a otra, y porque puede modificarse la función de filtro de la membrana y los medios de apertura. La función de filtro de la membrana de aluminio es importante para garantizar una buena calidad de la bebida, ya que debe mantener productos no solubles como el café tostado molido dentro de la cápsula mientras deja fluir la bebida. En particular, la membrana de aluminio debería cubrir adecuadamente los pasos formados en las pirámides de los medios de apertura que, de otro modo, podrían dejar pasar partículas sólidas no deseadas.

A modo de comparación, las figuras 4a, 4b y 4c ilustran el comportamiento de una membrana de una cápsula según la invención cuando se produce un producto alimenticio o bebida.

La figura 4a, que representa la porción del extremo inferior de una cápsula para la preparación de alimentos o bebidas, antes de la inyección de fluido dentro de la cámara 10, es idéntica a la figura 3a. Este estado inicial es el mismo para una cápsula convencional del estado de la técnica y para una cápsula según la invención.

De acuerdo con la presente invención, el sello adhesivo 11 utilizado para unir la membrana 9 al cuerpo 2 de la cápsula y proporcionar sellado entre ellos tiene las siguientes propiedades. Cuando se establece una presión de liberación dada dentro de la cámara 10, el sello adhesivo 11 permite que la membrana se desplace con respecto al cuerpo y se acople contra los medios de apertura mientras mantiene el sellado entre el cuerpo y la membrana, como se muestra en la figura 4b. En otras palabras, la membrana permanece unida fijamente al borde 12 hasta que se alcanza la presión de liberación dentro de la cámara 10. Cuando se establece esta presión de liberación, la fuerza aplicada a la superficie de la membrana 9 que cubre la abertura rodeada por el borde 12 y provocada por la diferencia de presión entre el interior y el exterior de la cámara no puede ser sostenida por el sello adhesivo. Por lo tanto, la membrana se desplaza con respecto al cuerpo para acoplarse con los medios de apertura 15. En el estado representado en la figura 4b, se ha alcanzado la presión de liberación dentro de la cámara 10. Como la fijación proporcionada por el sello adhesivo no es lo suficientemente fuerte para soportar la fuerza ejercida por la presión dentro de la cámara 10 (siempre que la presión fuera de la cápsula sea la presión atmosférica), la periferia de la membrana unida al borde 12 se desliza sobre dicho borde 12. Este movimiento de deslizamiento se puede obtener, en función de la presión de desbloqueo deseada, con una junta adhesiva de resistencia al desgarro comprendida entre 4N/15mm y 12N/15mm, medida según norma ISO 1924/1.

Así, cuando se establece una presión superior a la presión de liberación dentro de la cámara 10, sólo la parte radialmente más interna del borde 12 permanece cubierta por la membrana y unida a la periferia de la membrana. Sin embargo, se mantiene una unión entre la membrana 9 y el cuerpo 2 (es decir, entre la membrana 9 y el borde 12 en la realización representada).

A pesar de la alta rigidez del material que forma la membrana 9, se proporciona una superficie extra para la conformación de la membrana a la forma de los elementos elevados 17 de los medios de apertura (o, hablando en general, para la conformación de la membrana a la forma de los medios de apertura). En comparación con la membrana de una cápsula de la técnica anterior, la membrana 9 de una cápsula según la invención puede penetrar más profundamente en los espacios 18 entre los elementos elevados piramidales 16. La conformación de la membrana a la forma de los medios de apertura es más regular en toda la superficie de la membrana.

Como se muestra en la figura 4c, la presión aumenta en la cámara 10 con la introducción de fluido hasta alcanzar la presión de apertura. El sello adhesivo está así configurado para que la presión de apertura sea mayor que la presión de liberación.

La membrana es presionada contra los medios de apertura por la fuerza generada por la diferencia de presión entre la presión en el interior de la cámara 10 y la presión atmosférica en el exterior de dicha cámara 10. Cuando se alcanza la presión de apertura, la membrana se abre (es decir, se perfora, corta o rasga) como se muestra en la figura 4c gracias al diseño nítido de los elementos elevados 16 de los medios de apertura 15. que crean un efecto de palanca mecánica sobre la membrana, por lo tanto, una tensión mecánica en el material de la membrana hasta que alcanza su punto de fallo mecánica y se rasga o, más generalmente, se rompe. Esta rotura del material no tiene por qué ser necesariamente en un plano perpendicular al plano general de la membrana, sino que también puede ser en cualquier otra dirección, y no necesariamente en todo el espesor del material, siempre que se cree un paso entre el interior de la cápsula y el exterior, para permitir que el producto fluya desde el interior de la cápsula hacia el exterior. El producto alimenticio o bebida obtenido fluye a través de la membrana 9 y los medios de apertura 15 para ser entregado por la apertura dispensadora 8.

Gracias a la mejor adaptación de la membrana a la forma de los medios de apertura, se puede obtener una apertura regular sobre toda la superficie de la membrana en contacto con los medios de apertura. En el ejemplo de realización representado, la membrana presenta después de abrirse aberturas uniformemente distribuidas formadas por la parte superior de cada elemento de abertura piramidal. Esto también da como resultado una presión constante y, por lo tanto, más predecible dentro de la cámara 10 cuando se prepara un alimento o una bebida de una cápsula a otra. Por último, se proporciona una calidad y sabor constante del producto.

Un aspecto importante de la invención es la configuración del sello adhesivo. La configuración comprende las propiedades adhesivas y mecánicas (resistencia al pelado, resistencia al cizallamiento) del material utilizado para formar el sello, y su forma (espesor, superficie y, más generalmente, sus dimensiones, etc.).

La configuración del sello adhesivo y el área superficial de la membrana a la que se aplica la presión dentro de la cámara de la cápsula determinan la presión de liberación.

La presión de apertura depende de la bebida o producto alimenticio a preparar con una cápsula determinada. Una presión típica adaptada para la preparación de café es de alrededor de 6-15 bar. El sello adhesivo se puede configurar para proporcionar una presión de liberación de 1 a 10 bares por debajo de la presión de apertura. Por ejemplo, se puede elegir una presión de liberación de 5 bar cuando la presión de apertura es de 6 bar o más, por ejemplo 13 bar.

El sello adhesivo puede tener, por ejemplo, la siguiente configuración, cuando la abertura en el extremo inferior de la cámara que está cubierta por la membrana tiene un área superficial de 600 mm2. El sello adhesivo está hecho de una laca termosellada. El área sellada se forma sobre un borde plano que rodea directamente dicha abertura. El área sellada tiene así una forma anular plana y tiene una anchura de aproximadamente 3,5 mm. Por ejemplo, el espesor del sello adhesivo puede estar comprendido entre 5 y 20 micrómetros.

Debe entenderse que varios cambios y modificaciones a las realizaciones actualmente preferidas descritas en este documento serán evidentes para los expertos en la técnica. Dichos cambios y modificaciones se pueden realizar sin apartarse del ámbito de la presente invención y sin disminuir sus ventajas concomitantes. Por lo tanto, se pretende que dichos cambios y modificaciones estén cubiertos por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Cápsula (1) para la preparación de alimentos o bebidas, comprendiendo la cápsula:

- un cuerpo hueco (2) y una pared de inyección impermeable a líquidos y gases y que está unida al cuerpo (2) y adaptada para ser perforada para inyección de fluido en la cápsula (1),

- una cámara (10) formada dentro del cuerpo (2) que contiene un ingrediente para preparar comida o bebida por disolución con el fluido bajo presión o extracción por el fluido bajo presión de preparación,

- una membrana (9) dispuesta en un extremo inferior de la cámara (10), para retener la presión interna en la cámara (10),

- medios de apertura (15) dispuestos fuera de la cámara (10) en la proximidad de la membrana (9), estando configurados los medios de apertura (15) para abrir la membrana (9) cuando dicha membrana (9) es presionada contra dichos medios de apertura (15) bajo una presión de apertura,

caracterizada por que la membrana (9) está unida al cuerpo (2) de la cápsula por un sello adhesivo que, cuando se libera una presión, menor que la presión de apertura, se establece dentro de la cámara (10) y se aplica a al menos parte de la superficie de la membrana (9), está configurada para permitir que la membrana (9) se desplace con respecto al cuerpo (2) y se acople contra los medios de apertura (15) mientras mantiene una unión entre el cuerpo (2) y la membrana (9).

2. Cápsula según la reivindicación 1, en la que la configuración del sello adhesivo para permitir que la membrana (9) se desplace bajo la presión de liberación se basa al menos en los siguientes parámetros: la composición del sello adhesivo, el área de contacto del sello adhesivo entre la membrana (9) y el cuerpo (2) de la cápsula, la zona de la parte de la membrana (9) a la que se aplica presión cuando se establece una presión en la cámara (10).

3. Cápsula según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que el sello adhesivo es una laca termosellada.

4. Cápsula según la reivindicación 3, en la que la laca termosellada se compone de un material polimérico o materiales poliméricos.

5. Cápsula según la reivindicación 4, en la que el material o materiales poliméricos comprenden al menos uno de los siguientes materiales: polipropileno (PP), poliestireno (PS), tereftalato de polietileno (PET) y vinilo (PVC).

6. Cápsula según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el sello adhesivo tiene una resistencia al desgarro comprendida entre 4N/15mm y 12N/15mm, medida según la norma ISO 1924/1.

7. Cápsula según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que la presión de liberación se establece entre 1 y 12 bar, por ejemplo, alrededor de 5 bar.

8. Cápsula según la reivindicación 7, en la que la presión de apertura es de 0,5 a 10 bar por encima de la presión de liberación.

9. Cápsula según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el material del que está hecha la membrana (9) tiene un módulo de Young superior a 10 GPa, preferentemente superior a 30 GPa.

10. Cápsula según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que la membrana (9) es de aluminio.

11. Cápsula según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que los medios de apertura (15) comprenden una placa que tiene una superficie superior orientada hacia la membrana (9), y en la que la superficie superior forma o lleva elementos puntiagudos (16).

12. Cápsula según la reivindicación 11 en la que los elementos elevados (16) son pirámides o pirámides truncadas.

13. Cápsula según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada en que el material del que está formada la cámara (10) es al menos uno de aluminio, compuesto de aluminio/plástico, compuesto de aluminio/plástico/papel, laminados de papel y plásticos en una sola capa o en forma de múltiples capas.

14. Cápsula según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el ingrediente contenido en la cámara (10) comprende café tostado molido para ser extraído con vapor de agua y/o agua líquida caliente o comprende un ingrediente soluble o mezcla de ingredientes solubles para la preparación de una bebida como café instantáneo, chocolate caliente o una sopa u otro producto comestible deshidratado para disolver con agua o leche fría o caliente.