ES2949345T3 - Receptáculo que contiene un líquido congelado para producir un producto alimenticio o bebida en una máquina dispensadora - Google Patents
Receptáculo que contiene un líquido congelado para producir un producto alimenticio o bebida en una máquina dispensadora Download PDFInfo
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Abstract
Se proporcionan aparatos y procesos para crear un producto alimenticio o bebida líquido consumible a partir de contenidos congelados. Un receptáculo está configurado para su inserción en un aparato. El receptáculo incluye una pared lateral ahusada, una capa extrema y un cierre que define una cavidad; se dispone un contenido congelado dentro de la cavidad. La cavidad tiene un espacio vacío no ocupado por el contenido congelado. El receptáculo es perforable y el contenido congelado se puede desplazar desde una primera posición en contacto con la capa extrema hasta una segunda posición en el espacio vacío. Cuando se derrite y/o se diluye con un líquido, el contenido congelado proporciona un producto final de alimento o bebida. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Receptáculo que contiene un líquido congelado para producir un producto alimenticio o bebida en una máquina dispensadora
Aplicaciones relacionadas
Esta solicitud se relaciona y reivindica prioridad bajo 35 U.S.C. § 119(e) para la solicitud de patente provisional U.S. No. 62/136, 072, titulada "Packaging an Iced Concentrate," presentada el 20 de marzo de 2015, y la solicitud de patente provisional U.S. No. 62/275,506, titulada ""Method of and System for Creating a Consumable Liquid Food or Beverage Product from Frozen Liquid Contents," presentada el 6 de enero de 2016, y reivindica prioridad bajo 35 U.S.C. § 120 a la solicitud de patente U.S. No. 14/801,540, titulada "Apparatus and Processes for Creating a Consumable Liquid Food or Beverage Product from Frozen Contents," presentada el 16 de julio de 2015.
Campo técnico
El campo técnico se relaciona generalmente con un sistema para crear una bebida o producto alimento líquido consumible a partir de un contenido congelado y, en particular, un líquido congelado que se empaqueta en un receptáculo que está diseñado para ser acomodado por un sistema dispensador basado en una máquina para facilitar la fundición y/o dilución de los contenidos líquidos congelados y creación de un alimento o bebida lista para consumir a partir de los mismos. El contenido líquido congelado puede derivarse de un alimento o bebida concentrado, extracto y/u otro fluido consumible con o sin nutrientes.
Antecedentes
Los sistemas de preparación de café basados en una máquina actuales o anteriores y el café empacado en cápsulas filtradas permiten a los consumidores producir bebidas supuestamente recién preparadas con solo tocar un botón, al tiempo que eliminan la necesidad de pasos de proceso adicionales tales como la medición, el manejo de filtros y/o la extracción desordenada de granos usados. Estos sistemas basados en una máquina suelen utilizar un receptáculo que contiene sólidos secos o polvos, tales como café molido seco, hojas de té o cacao en polvo, así como un medio de filtración para evitar la migración de sólidos no deseados a la taza o vaso del usuario, y algún tipo de cubierta o tapa. El receptáculo en sí suele tener paredes delgadas, por lo que se puede perforar con agujas u otros mecanismos para que se pueda inyectar un solvente (por ejemplo, agua caliente) en el receptáculo. En la práctica, el receptáculo se introduce en la máquina y, al cerrar la cubierta de la máquina, se pincha el receptáculo para producir una entrada y una salida. Posteriormente, el solvente caliente se suministra a la entrada, se agrega al receptáculo y la bebida preparada sale a través de un filtro hacia la salida.
Dichos sistemas a menudo tienen problemas con la capacidad de mantener la frescura del contenido en el receptáculo, la fuerza de la preparación de un paquete de tamaño finito y/o la incapacidad de reciclar convenientemente el gran número de receptáculos filtrados con molienda/hojas usadas que se crean cada año.
El problema de mantener la frescura puede ocurrir, por ejemplo, cuando el sólido seco es un café finamente molido. Este problema es en gran parte el resultado de la oxidación no deseada de compuestos críticos de sabor y aroma en los granos de café, un problema que puede verse exacerbado por el hecho de que el grano de café presenta un área de superficie muy grande para su entorno ambiental. Si bien algunos fabricantes pueden intentar abordar este problema utilizando métodos MAP (empaquetado en atmósfera modificada) (por ejemplo, la introducción de un gas no oxidante en lugar de aire ambiente), sus esfuerzos a menudo no tienen éxito por un número de razones. Por ejemplo, el café molido o en grano entero recién tostado libera abundantemente CO2 , lo que requiere un paso de preempaquetado para permitir que los granos se "desgasifiquen" antes del empaquetado para que el receptáculo no se hinche ni se infle hacia el exterior debido a la presión creada dentro del receptáculo, lo que a su vez haría que el receptáculo adquiriera la apariencia de producto estropeado. Además, de este CO2 la desgasificación lleva consigo y agota una rica mezcla de aromas de café fresco del café molido. Además, el café en grano y molido tienen aproximadamente un 44% de oxígeno por composición, lo que puede afectar el sabor y la fragancia del café internamente después del proceso de tostado.
Otra desventaja de estos receptáculos que contienen sólidos secos o polvos es a menudo su incapacidad para crear un amplio rango de potencias de bebidas y tamaños de raciones a partir de un tamaño de empaquetado determinado. Una cápsula que contiene diez gramos de granos de café solo puede producir alrededor de dos gramos de compuestos de café preparados reales si se prepara de acuerdo con las pautas de preparación de la SCAA (Specialty Coffee Association of America). A su vez, cuando se diluyen dos gramos de compuestos de café preparado en una taza de café de 283g [diez onzas], se obtiene una concentración de aproximadamente 0.75 de sólidos disueltos totales (TDS). TDS (en % total) es una medida del contenido combinado de sustancias inorgánicas y orgánicas contenidas en un líquido en forma de sólidos coloidales moleculares, ionizados o microgranulares suspendidos. Por lo tanto, una taza de café de este tipo a menudo se considera una taza de café muy débil para muchos consumidores. Por el contrario, algunas cafeteras pueden extraer en exceso los mismos diez gramos de granos de café para crear un TDS más alto; sin embargo, los sólidos disueltos adicionales que se extraen suelen ser ásperos al paladar y pueden arruinar la integridad del sabor del café. A menudo se añade café soluble o instantáneo para reducir este inconveniente. Además, la mayoría de las cafeteras diseñadas para la extracción no pueden suministrar presión y temperatura para remover
todos los compuestos deseados del producto molido, por lo que a menudo se desperdicia un buen café, hasta un 25%, y se produce una taza de café más débil o más pequeña de lo deseado.
Volviendo a la cuestión del reciclaje, la presencia de restos de granos de café, hojas de té y/u otros desechos residuales después de la preparación (por ejemplo, filtros usados que quedan dentro de los receptáculos) normalmente hace que los receptáculos no sean aptos para el reciclaje. Los consumidores podrían remover la cubierta de los receptáculos gastados y enjuagar el material residual, pero esto lleva mucho tiempo, es complicado, es un desperdicio de agua y/o un desperdicio de valiosos nutrientes del suelo que, de lo contrario, podrían reciclarse nuevamente en el ecosistema agrícola. Por lo tanto, la mayoría de los consumidores no se molestarán en reciclar a cambio de una ganancia ecológica aparente tan insignificante. El reciclaje también puede verse afectado por el tipo de material termoplástico utilizado en algunos receptáculos. Por ejemplo, en un esfuerzo por minimizar la pérdida de frescura como se mencionó anteriormente, algunos fabricantes han optado por utilizar materiales que tienen propiedades excepcionales de barrera contra el vapor, por ejemplo, un material de película laminada con una capa interna de plástico EVOH. La combinación de diferentes materiales termoplásticos en una película laminada de este tipo, que podría ser una combinación de EVOH, polipropileno, polietileno, PVC y/u otros materiales, no es apta para el reciclaje.
A pesar de las desventajas anteriores, todavía existe un número de sistemas basados en una máquina diferentes en el mercado hoy en día que crean bebidas a partir de productos en cápsulas de una sola ración. Estos se han vuelto extremadamente populares entre los consumidores, principalmente por la comodidad que ofrecen al hacer una taza de café aceptable (no necesariamente excelente), lo que a menudo hace que el consumidor cambie el café preparado con calidad de cafetería por la comodidad de una taza preparada en casa para una sola ración.
Además de los productos en cápsulas de una sola ración, existen productos congelados tales como extractos de café y concentrados de jugo que actualmente se empaquetan en recipientes y latas grandes (por ejemplo, 2 litros) para crear múltiples raciones de bebidas a partir de un solo recipiente. Sin embargo, normalmente es inconveniente y requiere mucho tiempo preparar una bebida a partir de estos extractos o concentrados congelados. Algunos productos de café, por ejemplo, deben fundirse lentamente antes de su uso, normalmente durante un período de varias horas o días. Se requiere que el producto extremo se almacene en un refrigerador a partir de entonces para preservar la seguridad del producto cuando se consumen menos de todas las raciones. Además, para las bebidas que se disfrutan calientes, como el café y el té, el extracto fundido debe calentarse adecuadamente. Muchos de estos productos no son estables en almacenamiento, por ejemplo, el café que tiene un alto porcentaje de sólidos en los granos, ya que estos sólidos son el resultado de la madera hidrolizada, que están sujetos a descomposición y deterioro. En consecuencia, el sabor y la calidad de estos productos congelados en lotes grandes pueden deteriorarse en cuestión de horas incluso a temperaturas de refrigeración. Además, el método de formación de la bebida consumible final a menudo no está automatizado y, por lo tanto, está sujeto a dilución excesiva o insuficiente, lo que conduce a una experiencia de usuario inconsistente. El documento WO2014/053614A1 se refiere a una cápsula de bebida con un sistema de abertura. El documento EP0916266A1 se refiere a una adición de bebida. El documento US20140331987A1 se refiere a sistemas y métodos de autocalentamiento para calentar rápidamente una sustancia comestible. El documento WO2006121353A1 se refiere a un paquete de alimentos congelados. El documento WO2013124811A1 se refiere a una cápsula para una bebida.
Resumen
Las técnicas y sistemas descritos en este documento incluyen sistemas integrados que permiten dispensar una variedad más amplia de productos alimenticios y bebidas que los sistemas de preparación de café con control de porciones conocidos actualmente disponibles. La invención está definida por las reivindicaciones adjuntas. En ciertas realizaciones, los sistemas incluyen un dispensador multifunción y multiuso que funciona en cooperación con receptáculos congelados de contenido múltiple. Los receptáculos contienen concentrados y extractos previamente preparados en estado congelado en un ambiente de gas MAP sellado. Debido a que los alimentos o bebidas que contiene se mantienen en estado de conservación, existen en un formato apto para alimentos según la FDA. Además, los contenidos líquidos congelados se conservan en los niveles máximos de sabor y fragancia sin el uso de conservantes o aditivos convencionales.
Por su parte, el dispensador podrá preparar estos alimentos y bebidas tanto en formato frío como caliente utilizando receptáculos específicos que contengan el contenido líquido congelado. El sistema integrado que incluye el dispensador y los receptáculos puede proporcionar de forma segura, por ejemplo, café, té, cacao, refrescos, sopas, nutracéuticos, aguas vitamínicas, medicamentos, suplementos energéticos, lattes, capuchinos, chai lattes, por nombrar algunos. Mientras se dispensa el producto, los receptáculos se enjuagan sustancialmente limpios, libres de granos, hojas, polvos de filtros o cristales por el sistema de dispensación, calificándolos así para el reciclaje.
Como se mencionó anteriormente, las técnicas y sistemas descritos en este documento mejoran la calidad general y el sabor de cafés, tés y otras bebidas convenientemente disponibles para los consumidores en sus hogares y, en ciertas realizaciones, sin necesidad de prepararlos. Las realizaciones de los sistemas de empaquetado y dispensadores descritos en este documento manejan de manera eficaz y eficiente los contenidos líquidos congelados. Por ejemplo, las implementaciones establecidas en este documento abordan cómo desalojar el contenido líquido congelado de las superficies internas del receptáculo o penetrar en el mismo, cómo crear un trayecto de flujo hasta el punto de salida en el receptáculo, cómo fundir de manera eficiente el contenido líquido congelado sin crear presiones
internas o rocíos inaceptables, cómo lograr una bebida final a una temperatura y concentración deseables, y/o cómo preparar mejor el receptáculo para el reciclaje.
El tema divulgado incluye diversas realizaciones de receptáculos configurados para su inserción en un dispensador. Cada receptáculo incluye un contenido líquido congelado con espacio de cabeza. El receptáculo incluye una abertura y una cavidad para recibir y almacenar el contenido líquido congelado, en donde el receptáculo es perforable. El receptáculo incluye un cierre formado sobre la abertura del receptáculo para sellar el contenido líquido congelado dentro de la cavidad del receptáculo, en donde el receptáculo está configurado para insertarse en un aparato o sistema dispensador que está configurado para crear una bebida líquida consumible a partir del contenido líquido congelado dentro del receptáculo, de modo que el contenido líquido congelado se extraiga a través de una perforación creada en el receptáculo por el aparato.
En algunos ejemplos, el receptáculo incluye un material impermeable a los gases configurado para preservar la frescura y el aroma del contenido líquido congelado. El receptáculo y el cierre pueden estar compuestos por un material reciclable de modo que el receptáculo y el cierre puedan reciclarse una vez que se crea la bebida o alimento líquido consumible. El receptáculo puede estar compuesto por un material comestible de modo que el propio receptáculo pueda disolverse y consumirse después de su uso. El contenido líquido congelado contenido dentro del receptáculo se puede seleccionar de, por ejemplo, un extracto de café congelado, un extracto de té congelado, un concentrado de limonada congelado, un concentrado de vegetales congelados, un caldo o caldo animal congelado, un producto lácteo líquido congelado, un producto alcohólico, un jarabe congelado y un concentrado de fruta congelado, o cualquier combinación de los mismos. Debido a que el contenido es un líquido que está congelado y, por lo tanto, un contenido líquido congelado, el contenido solo necesita fundirse para convertirse en una bebida consumible o un producto alimenticio en forma líquida. No es necesario extraerlo y producir un subproducto de desecho, ya que no es necesario un filtro dentro del receptáculo.
En algunos ejemplos, el receptáculo está configurado de manera que el receptáculo se puede perforar antes de insertar el receptáculo en el aparato, se puede perforar después de que el receptáculo se inserta en el aparato, o ambos. El receptáculo puede incluir una región sin llenar, por ejemplo, un espacio de cabeza entre el contenido líquido congelado y el cierre, en donde la región está configurada para incluir un gas inerte o de reactividad reducida en lugar de aire atmosférico en el receptáculo. Esta región también permite el movimiento del contenido líquido congelado dentro del receptáculo para permitir la creación de un trayecto de flujo para diluir/fundir fluidos alrededor del contenido líquido congelado durante la preparación del producto.
En algunos ejemplos, el contenido líquido congelado y el receptáculo se proporcionan en una disposición de porción controlada. La disposición de porciones controladas puede incluir un formato de tamaño de una sola ración. La disposición de porciones controladas puede incluir un formato de tamaño de ración por lotes para producir raciones múltiples a partir de una sola o una pluralidad de inyecciones de líquido.
En algunos ejemplos, el empaquetado, receptáculo, recipiente o similar está configurado para recibir un líquido calentado u otro formato de calor a través de una perforación para acelerar la licuefacción y dilución del contenido líquido congelado. El empaquetado puede configurarse para recibir calor aplicado externamente para acelerar la fundición del contenido líquido congelado dentro del receptáculo antes o simultáneamente con la introducción de fluidos de fundición/dilución.
En algunos ejemplos, el receptáculo puede incluir una porción extrema que tiene una forma de cúpula biestable o deformable una sola vez, para facilitar la perforación del receptáculo sin interferencia con el contenido líquido congelado debido al desplazamiento en el espacio de cabeza. El contenido líquido congelado también se puede formar para incluir un agujero pasante en su cuerpo de manera que un líquido inyectado en el recipiente pueda fluir a través del agujero pasante hasta un punto de salida del receptáculo.
El tema divulgado incluye un proceso para producir una bebida o alimento líquido a partir de un paquete que contiene contenidos líquidos congelados. El proceso incluye proporcionar contenidos líquidos congelados en un recipiente sellado, en donde el recipiente está configurado para almacenar los contenidos líquidos congelados. En esta realización, el proceso siempre incluye fundir el contenido líquido congelado en el recipiente sellado para generar un líquido fundido. El proceso incluye perforar el recipiente sellado en una primera ubicación para permitir la dispensación del líquido fundido desde el recipiente para crear una bebida o alimento líquido consumible.
En algunos ejemplos, fundir el contenido líquido congelado incluye perforar el recipiente sellado en una segunda ubicación para permitir la inyección de un líquido calentado o calor en otro formato en el recipiente para fundir y diluir el contenido líquido congelado en el recipiente sellado. Fundir el contenido líquido congelado puede incluir aplicar calor o energía de frecuencia eléctrica externamente al recipiente sellado o dentro del recipiente sellado a través de un líquido, gas o vapor inyectado para fundir el contenido líquido congelado en una forma líquida consumible.
El tema divulgado incluye un sistema de empaquetado para usar un contenido líquido congelado empaquetado para producir una bebida o alimento líquido directamente a partir del mismo. El sistema incluye contenidos líquidos congelados y un receptáculo que define una cavidad para recibir y almacenar los contenidos líquidos congelados. El sistema también incluye una tapa para formar un cierre hermético con el receptáculo, siendo la tapa perforable para
permitir la inyección de un líquido, gas o vapor en la cavidad para fundir y diluir el líquido congelado contenido en el mismo, en donde el receptáculo es perforable para permitir que los contenidos líquidos congelados fundidos y/o diluidos se dispense del mismo en una forma de bebida líquida consumible.
Además del sistema de empaquetado de alimentos y bebidas, los sistemas y técnicas descritos en este documento incluyen un aparato para fundir y/o diluir contenidos líquidos congelados almacenados dentro de este sistema de empaquetado, en donde los contenidos líquidos congelados del paquete están hechos de concentrados de alimentos y bebidas, extractos y otros tipos de fluidos consumibles con o sin nutrientes, y diversos medios para suministrar estos contenidos fundidos y/o diluidos para consumo inmediato. Las técnicas descritas en este documento permiten, por ejemplo, que los consumidores creen conveniente y espontáneamente una bebida consumible de una o varias raciones o un alimento a base de líquido directamente desde un receptáculo, de modo que el producto tenga el sabor fresco, la potencia, el volumen, la temperatura, la textura y/o similares deseados. Para lograr esta meta, los contenidos líquidos congelados y, preferiblemente, los contenidos líquidos ultracongelados, elaborados a partir de concentrados, extractos y otros tipos de fluidos consumibles, pueden empaquetarse en un receptáculo reciclable sin filtro, impermeable al gas, empaquetado MAP, de barrera completa y sin residuos. Además, este receptáculo está diseñado para ser acomodado y utilizado por un sistema dispensador basado en una máquina para facilitar la fundición y/o dilución del contenido y suministrar un producto con las características deseadas, que incluyen sabor, intensidad del aroma, volumen, temperatura, color y textura, para que los consumidores puedan experimentar de manera consistente y conveniente un nivel de excelente sabor y frescura que no está disponible por ningún otro medio en uso hoy en día. A diferencia de las cafeteras de una sola ración actuales, que crean un producto terminado a través de un proceso de preparación (por ejemplo, la extracción de productos solubles de granos de café sólido), el enfoque divulgado crea un producto al fundir y diluir un extracto congelado o concentrado creado a través de un proceso anterior. proceso de fabricación, que puede tener lugar en un entorno de fábrica en condiciones ideales para capturar y preservar el sabor.
Estas técnicas incluyen muchas combinaciones y permutaciones de características de empaquetado, métodos y aparatos que involucran las funciones de contener el contenido líquido congelado, configurar el contenido líquido congelado de una forma u otra, fundir y/o diluir el contenido líquido congelado y hacerlos disponible para el consumo con las características deseadas, como se describió anteriormente. En algunas realizaciones, se inserta en una máquina un receptáculo sellado que contiene contenidos líquidos congelados. A continuación, la máquina perfora el receptáculo sellado y se inyecta en él un líquido, gas o vapor calentado para fundir y diluir el contenido líquido congelado. La máquina también perfora el receptáculo para permitir la dispensación del contenido líquido congelado fundido y/o diluido del mismo en un recipiente secundario en forma de una bebida líquida consumible. Otras posibles variaciones para cada una de estas funciones se describirán con mayor detalle a continuación, incluida la utilización de la energía negativa del contenido líquido congelado como agente enfriador de alimentos o bebidas para hacer una bebida fría o helada en lugar de usar un proceso de refrigeración para remover el calor del líquido de dilución, el gas o el vapor abastecidos.
En un aspecto de la invención, un receptáculo incluye una pared lateral que tiene una porción cónica que aumenta de dimensión desde un primer extremo del receptáculo hasta un segundo extremo del receptáculo y una capa extrema dispuesta en el primer extremo del receptáculo. La capa extrema está definida por una lámina sin aberturas, y la pared lateral y la capa extrema definen una cavidad del receptáculo. El segundo extremo del receptáculo define una abertura. El receptáculo también incluye un contenido de líquido sólido congelado dispuesto en la cavidad del receptáculo y un cierre perforable formado sobre la abertura del receptáculo que sella el receptáculo. El contenido de líquido sólido congelado, al menos una porción de la pared lateral y al menos una porción del cierre perforable definen un espacio vacío en el receptáculo que carece de contenido de líquido sólido congelado, y el receptáculo está configurado para insertarse en un aparato dispensador. La capa extrema del receptáculo es perforable por una aguja dispuesta dentro del aparato dispensador. El contenido de líquido sólido congelado tiene una primera posición y una segunda posición dentro de la cavidad. En la primera posición, el contenido de líquido sólido congelado se adapta sustancialmente a toda la capa extrema del receptáculo. En la segunda posición, el contenido de líquido sólido congelado se desplaza lejos de la capa extrema del receptáculo y hacia el espacio vacío, y al menos una porción del espacio vacío permanece desocupada por el contenido de líquido sólido congelado.
En una realización, el receptáculo comprende un material impermeable a los gases configurado para conservar la frescura y el aroma del contenido de líquido sólido congelado.
En otra realización, el receptáculo y el cierre comprenden cada uno un material reciclable de manera que el receptáculo y el cierre pueden reciclarse.
En otra realización, el receptáculo no tiene filtro.
En otra realización más, el receptáculo comprende aluminio.
En una realización, la pared lateral, la capa extrema y el cierre perforable definen una sola cámara.
En un aspecto no reivindicado, se proporciona un método para producir un producto líquido fundido a partir de un receptáculo que contiene un contenido líquido congelado que incluye proporcionar un receptáculo que contiene un contenido líquido congelado. El receptáculo tiene una capa extrema dispuesta en un extremo del receptáculo, y el
contenido líquido congelado está en contacto sustancialmente con toda la capa extrema del receptáculo. El contenido líquido congelado y el receptáculo definen una región vacía dentro del receptáculo que no tiene contenido líquido congelado. El método también incluye desechar el receptáculo que contiene el líquido congelado en una cámara de un dispensador, perforar la capa extrema del receptáculo con una primera aguja y desalojar el contenido líquido congelado de la capa extrema y desplazar el contenido líquido congelado hacia la región vacía. El método incluye además hacer que el dispensador funda el contenido líquido congelado en el receptáculo para generar un producto líquido fundido y capturar el producto líquido fundido del receptáculo.
En un ejemplo, el método incluye además perforar el receptáculo en al menos una posición que difiere de la perforación de la capa extrema.
En otra realización, el receptáculo no tiene filtro.
En otra realización, el receptáculo incluye además una pared lateral y un cierre perforable. La pared lateral se extiende desde la capa extrema en un primer extremo del receptáculo hasta un segundo extremo del receptáculo, y la pared lateral y la capa extrema definen una cavidad del receptáculo. El segundo extremo del receptáculo define una abertura, y el cierre perforable se forma sobre la abertura, en donde la pared lateral, la capa extrema y el cierre perforable definen una sola cámara.
Todavía en otra realización, hacer que el dispensador funda el contenido líquido congelado incluye hacer que el dispensador perfore el receptáculo con una segunda aguja en una segunda posición que difiere de la perforación de la capa extrema y hacer que el dispensador inyecte un líquido por encima de la temperatura de congelación del contenido líquido congelado en el receptáculo a través de un canal de la segunda aguja para fundir y diluir el contenido congelado en el receptáculo.
En otra realización más, hacer que el dispensador funda el contenido líquido congelado incluye iniciar un proceso en el que el dispensador funda el contenido líquido congelado a través de al menos uno de (a) aplicar calor a una superficie exterior del receptáculo y (b) agregar un líquido de dilución a un espacio interior del receptáculo.
En otro aspecto no reivindicado, se proporciona un método para producir un producto líquido fundido a partir de un receptáculo que contiene contenido líquido congelado que incluye recibir un receptáculo que contiene contenido líquido congelado en una cámara de un dispensador. El receptáculo tiene una capa extrema dispuesta en un extremo del receptáculo, y el contenido líquido congelado está en contacto sustancialmente con toda la capa extrema del receptáculo. El contenido líquido congelado y el receptáculo definen una región vacía dentro del receptáculo que no tiene contenido líquido congelado. El dispensador perfora la capa extrema del receptáculo con una primera aguja. El método también incluye desalojar el contenido líquido congelado de la capa extrema y desplazar el contenido líquido congelado a la región vacía. El dispensador funde el contenido líquido congelado en el receptáculo para generar un producto líquido fundido, y el dispensador dispensa el producto líquido fundido desde el receptáculo.
En una realización, el desalojo del contenido líquido congelado de la capa extrema y el desplazamiento del contenido líquido congelado hacia la región vacía se produce debido a que el dispensador perfora la capa extrema del receptáculo con la primera aguja.
En otra realización, el contenido líquido congelado se funde completamente antes de dispensar el producto líquido fundido.
En otra realización, la fundición del contenido líquido congelado incluye calentar la primera aguja después de perforar la capa extrema.
En otro ejemplo, el método también incluye que el dispensador perfore el receptáculo en al menos una posición que difiere de la perforación de la capa extrema.
En otra realización más, el receptáculo no tiene filtro.
En una realización, la fundición del contenido líquido congelado incluye que el dispensador perfore el receptáculo con una segunda aguja en una segunda posición que difiere de la perforación de la capa extrema y el dispensador que calienta la segunda aguja.
En otra realización adicional, el dispensador que funde el contenido líquido congelado incluye el dispensador que funde el contenido líquido congelado a través de al menos uno de (a) aplicar calor a una superficie exterior del receptáculo y (b) agregar un líquido de dilución a un espacio interior del receptáculo.
En otro ejemplo, el método también incluye el dispensador que identifica una característica del contenido líquido congelado del receptáculo. Opcionalmente, el dispensador que identifica la característica del contenido líquido congelado del receptáculo incluye el dispensador que lee un código óptico en la superficie exterior del receptáculo. Opcionalmente, el dispensador que identifica la característica del contenido líquido congelado del receptáculo incluye el dispensador que lee una forma del receptáculo.
En un ejemplo, el método también incluye el dispensador que recibe una temperatura deseada para el producto líquido fundido y el dispensador que recibe un volumen deseado para el producto líquido fundido. El dispensador aplica calor selectivamente a la superficie exterior del receptáculo y agrega selectivamente el líquido de dilución al interior del receptáculo con base en una característica identificada del contenido líquido congelado, la temperatura deseada y el volumen deseado para el producto líquido fundido.
En otro aspecto más, un receptáculo incluye una pared lateral que tiene una porción cónica que aumenta de dimensión desde un primer extremo del receptáculo hasta un segundo extremo del receptáculo y una capa extrema dispuesta en el primer extremo del receptáculo. La capa extrema está definida por una lámina sin aberturas, y la pared lateral y la capa extrema definen una cavidad del receptáculo. El segundo extremo del receptáculo define una abertura. Se dispone un contenido de líquido sólido congelado en la cavidad del receptáculo, y se forma un cierre perforable sobre la abertura del receptáculo sellando el receptáculo. El contenido de líquido sólido congelado, al menos una porción de la pared lateral y al menos una porción del cierre perforable definen un espacio vacío en el receptáculo que carece de contenido de líquido sólido congelado. El receptáculo está configurado para insertarse en un aparato dispensador, y la capa extrema del receptáculo se puede perforar mediante una aguja dispuesta dentro del aparato dispensador. El contenido de líquido sólido congelado tiene una primera posición y una segunda posición dentro de la cavidad. En la primera posición, el contenido de líquido sólido congelado está próximo a la capa extrema del receptáculo. En la segunda posición, el contenido de líquido sólido congelado se desplaza lejos de la capa extrema del receptáculo y hacia el espacio vacío. En la segunda posición, al menos una porción del espacio vacío permanece desocupada por el contenido de líquido sólido congelado.
En una realización, el espacio vacío definido por el contenido de líquido sólido congelado, la porción de la pared lateral y la porción del cierre perforable cuando el contenido de líquido sólido congelado está en la primera posición es igual o mayor que aproximadamente la mitad de un total volumen definido por la pared lateral, la capa extrema y el cierre perforable.
En otra realización, el contenido de líquido sólido congelado es lo suficientemente duro a una temperatura de entre aproximadamente -17.78°C y aproximadamente 0°C [0°F y aproximadamente 32°F] que la fuerza aplicada por la aguja del aparato dispensador mueve el contenido de líquido sólido congelado de la primera posición a la segunda posición.
En otra realización, el receptáculo también incluye una plataforma dispuesta entre el contenido de líquido sólido congelado y la capa extrema. La plataforma está configurada para contactar con la aguja del aparato dispensador cuando la capa extrema es perforada por dicha aguja. Opcionalmente, la capa extrema incluye una depresión que es complementaria a la forma de la plataforma, y la plataforma está dispuesta dentro de la depresión.
En otra realización más, la plataforma es un disco sustancialmente plano. Alternativamente, la plataforma es al menos cóncava o convexa con respecto a la capa extrema. Todavía más alternativamente, la plataforma es ondulada.
En aún otra realización, la plataforma incluye un tubo de desbordamiento. El tubo de desbordamiento tiene al menos un canal que permite que el flujo pase desde un primer lado de la plataforma a un segundo lado de la plataforma a través del canal.
En una realización, la porción cónica de la pared lateral es una sección cónica continua.
En aún otra realización, la porción cónica de la pared lateral incluye una primera porción cónica y una segunda porción cónica. La primera porción cónica se estrecha en mayor medida que la segunda porción cónica. La primera porción cónica está próxima a la capa extrema, y la segunda porción cónica está distal a la capa extrema. Opcionalmente, una altura del contenido de líquido sólido congelado está por debajo de un punto de transición entre la primera porción cónica y la segunda porción cónica.
En consecuencia, se han esbozado, en términos generales, las características del tema divulgado para que la descripción detallada que sigue pueda entenderse mejor, y para que la presente contribución a la técnica realizada por el aparato y las técnicas divulgadas en este documento se puede apreciar mejor. Hay, por supuesto, características adicionales del aparato y técnicas divulgadas que se describirán a continuación. Debe entenderse que la fraseología y la terminología empleadas en este documento tienen el propósito de descripción y no deben considerarse como limitantes. Además, cualquiera de los aspectos y realizaciones anteriores puede combinarse con cualquiera de los otros aspectos y realizaciones y permanecer dentro del alcance de la invención.
Breve descripción de los dibujos
Diversos objetos, características y ventajas de las técnicas divulgadas pueden apreciarse más completamente con referencia a la siguiente descripción detallada del tema divulgado cuando se considera en relación con los siguientes dibujos, en los que los mismos numerales de referencia identifican elementos similares.
Las figuras 1A-1G ilustran diversas realizaciones de geometrías de receptáculos y contenidos líquidos congelados configurados en diferentes formas y empaquetados para permitir un flujo deseado de un líquido a través de los contenidos líquidos congelados, de acuerdo con algunas realizaciones.
Las figuras 2A-2D ilustran diversas realizaciones que muestran cómo el sistema de dilución puede agregar o suministrar un líquido hacia/desde el contenido líquido congelado pinchando el empaque y calentando externa y controlablemente el empaque para que se funda y se diluya, de acuerdo con algunas realizaciones.
La figura 3 ilustra un método para fundir el contenido líquido congelado sin el uso de un líquido de fundición/dilución, sino con alguna fuente alternativa de calor, de acuerdo con algunos ejemplos.
Las figuras 4A-4D ilustran un aparato de ejemplo basado en una máquina que puede acomodar una variedad de geometrías de receptáculos, de acuerdo con algunas realizaciones.
La figura 5 ilustra un rango de opciones de empaquetado de ejemplo y formas de receptáculo que podrían acomodarse a un aparato basado en una máquina, de acuerdo con algunas realizaciones.
Las figuras 6 y 7 ilustran dos versiones de receptáculos con geometrías extremas y altura idénticas, pero perfiles de paredes laterales diferentes, de acuerdo con algunas realizaciones.
Las figuras 8 y 9 ilustran dos versiones de una muesca en la pared lateral de un receptáculo, una característica que se puede utilizar tanto para acelerar la licuefacción como para la identificación del producto, de acuerdo con algunas realizaciones.
Las figuras 10A-10E ilustran cinco posibles geometrías de aguja que pueden usarse para perforar un receptáculo, de acuerdo con algunas realizaciones.
La figura 11 ilustra el uso del movimiento centrífugo para acelerar la licuefacción de un contenido líquido congelado, de acuerdo con algunas realizaciones.
Las figuras 12A y 12B ilustran una aguja cargada con resorte, de acuerdo con algunas realizaciones.
Las figuras 13A-13D ilustran un proceso para producir un alimento o bebida a partir de un contenido líquido congelado, de acuerdo con algunas realizaciones.
La figura 14A ilustra una vista lateral en sección transversal de un receptáculo con una plataforma interior, de acuerdo con algunas realizaciones.
La figura 14B ilustra una vista en sección transversal lateral de un receptáculo con una plataforma interior y un contenido líquido congelado desalojado, de acuerdo con algunas realizaciones.
La figura 14C ilustra una plataforma de contenido líquido congelado, de acuerdo con algunas realizaciones.
La figura 14D ilustra una plataforma de contenido líquido congelado con un tubo de desbordamiento, de acuerdo con algunas realizaciones.
La figura 15A ilustra una vista en sección transversal lateral de un receptáculo, de acuerdo con algunas realizaciones.
La figura 15B ilustra una vista en sección transversal lateral de un detalle A de la figura 15A, de acuerdo con algunas realizaciones.
La figura 16 ilustra una vista en sección transversal lateral de un receptáculo con una plataforma que tiene un tubo de desbordamiento, de acuerdo con algunas realizaciones.
La figura 17 ilustra una vista en sección transversal lateral de un receptáculo con una plataforma que tiene un tubo de desbordamiento, de acuerdo con algunas realizaciones.
La figura 18 ilustra una vista en sección transversal lateral de un receptáculo, de acuerdo con algunas realizaciones.
Descripción detallada
En la siguiente descripción, se establecen numerosos detalles específicos con respecto a los sistemas y métodos del tema divulgado y el entorno en el que dichos sistemas y métodos pueden operar para proporcionar una comprensión completa del tema divulgado. Sin embargo, será evidente para un experto en la técnica que el tema divulgado puede practicarse sin tales detalles específicos, y que ciertas características, que son bien conocidas en la técnica, no se describen en detalle para evitar complicaciones del tema divulgado. Además, se entenderá que las realizaciones descritas a continuación son de ejemplo, y que se contempla que existen otros sistemas que están dentro del alcance del tema divulgado.
Las diversas técnicas descritas en este documento proporcionan el empaquetado de uno o más alimentos congelados o bebidas líquidas, utilizando un receptáculo sin filtro, y cómo convertir eficientemente este contenido líquido congelado en un producto alimenticio o bebida sabroso y de alta calidad. El receptáculo sin filtro de una sola cámara se puede diseñar de tal manera que un sistema basado en una máquina pueda acomodar el receptáculo y facilitar la fundición y/o dilución del contenido líquido congelado para producir convenientemente una bebida líquida consumible o un
producto alimenticio directamente a partir del mismo con el sabor, la potencia deseados. volumen, temperatura y textura en tiempo y forma sin necesidad de preparación. Para simplificar, una bebida o alimento líquido congelado puede denominarse "contenidos líquidos congelados" o "contenido líquido congelado".
En algunas realizaciones, el líquido que se congela para crear el contenido líquido congelado puede ser cualquier materia líquida congelada, que en algunas realizaciones puede derivarse de un llamado extracto, por ejemplo, un producto obtenido a través de la remoción de ciertos sólidos solubles usando un solvente. Por ejemplo, el extracto se puede crear usando agua para remover ciertos sólidos solubles deseables de los granos de café o las hojas de té. De manera un tanto confusa, ciertos extractos líquidos con un alto contenido de sólidos a menudo se denominan extracto concentrado. El uso de la expresión "concentrado" en este contexto puede o no ser del todo exacta dependiendo de si el alto contenido de sólidos se logró puramente a través de la extracción con solvente de los sólidos o a través de un paso secundario de concentración en donde el solvente fue removido del líquido por algún medio, por ejemplo, por ósmosis inversa o evaporación usando calor o refrigeración, para aumentar su potencia o fuerza.
En contraste con una "cafetera", que es un sistema para crear productos de bebidas mediante la extracción o disolución de sólidos (por ejemplo, por separado en una fábrica donde las moliendas/hojas, etc., pueden procesarse a granel), el aparato descrito en este documento para facilitar la creación de bebidas no es una cafetera. Más bien, se funde y/o se diluye con funciones de dispensación que pueden usarse para crear una bebida a partir de un contenido líquido congelado preparado previamente.
El líquido que se usa para hacer el contenido líquido congelado también puede ser un concentrado puro, por ejemplo, un producto que se obtiene solo al remover agua u otro solvente de un compuesto consumible tal como un jugo de frutas o una sopa, para crear un concentrado de jugo de frutas o un caldo concentrado. En algunas realizaciones, se puede remover el agua de la leche para crear leche condensada. Los valores y/o concentraciones altos de TDS pueden ser deseables ya sea para reducir los costes de transporte y el espacio en los estantes, o por conveniencia, por la potencia y la versatilidad del tamaño de la porción de los productos creados a través de la dilución, o para mejorar la vida útil debido, por ejemplo, a una actividad antimicrobiana mejorada debido a una actividad de agua reducida. Estos detalles tienen la intención de ejemplificar la variación, pero cualquier producto alimenticio líquido o bebida, independientemente de cómo se elabore e independientemente de su contenido de sólidos, cae dentro del alcance de la presente divulgación.
En algunas realizaciones, el contenido líquido congelado puede ser un extracto de café o té, limonada, un jugo de frutas, un caldo, un lácteo líquido, un alcohol, un jarabe, un líquido viscoso o cualquier producto alimenticio líquido que esté congelado. El contenido líquido congelado puede ser materia creada con o sin valor nutritivo, puede estar aromatizado de forma natural o artificial y empaquetarse con o sin un conservante y/o similar. Los contenidos líquidos congelados pueden componer carbohidratos, proteínas, minerales dietéticos y otros nutrientes que soportan la energía o el metabolismo. Los contenidos líquidos congelados pueden incluir o potenciarse con aditivos tales como vitaminas, calcio, potasio, sodio y/o hierro, entre otros. Los contenidos líquidos congelados pueden incluir conservantes tales como aditivos antimicrobianos, antioxidantes y compuestos sintéticos y/o no sintéticos. Los ejemplos de aditivos conservantes pueden incluir ácido láctico, nitratos y nitruros, ácido benzoico, benzoato de sodio, hidroxibenzoato, ácido propiónico, propionato de sodio, dióxido de azufre y sulfitos, ácido sórbico y sorbato de sodio, ácido ascórbico de sodio, tocoferoles, ascorbato, hidroxitolueno butilado, hidroxianisol butilado, ácido gálico y galato de sodio, un eliminador de oxígeno, EDTA disódico, ácido cítrico (y citratos), ácido tartárico y lecitina, ácidos ascórbicos, fenolasa, extracto de romero, lúpulo, sal, azúcar, vinagre, alcohol, tierra de diatomeas y benzoato de sodio, entre otros. Se entenderá que esta lista de aditivos pretende estar dentro del alcance de las técnicas descritas en este documento, y los aditivos a los que se hace referencia específicamente son solo ejemplos, y también pueden incluir derivados de los mismos así como otros compuestos químicos.
El contenido líquido congelado o la materia pueden tener o no sólidos en suspensión y pueden incluir sólidos no solubles. En algunas realizaciones, el concentrado, extracto u otra forma fluida consumible de la que están hechos los contenidos líquidos congelados puede incluir aditivos que se disuelven completamente en un solvente antes de la congelación. En algunas realizaciones, los contenidos líquidos congelados también pueden incluir una masa de una composición que no se disuelve dentro de los contenidos líquidos congelados durante el proceso de empaquetado, pero que se disuelve mediante el sistema basado en una máquina durante la creación de una bebida o un producto alimenticio con las características deseadas.
Las figuras 1A-1E muestran diversas realizaciones de cómo se pueden estructurar y empaquetar los contenidos líquidos congelados para permitir un flujo deseado de un líquido diluyente alimentado por gravedad o presurizado por un sistema basado en una máquina a través del receptáculo que contiene los contenidos líquidos congelados. Además de facilitar la transferencia de calor a los contenidos líquidos congelados, el líquido de dilución puede ser efectivo para crear un movimiento turbulento para así acelerar la fundición en una variedad de formas que no están fuera del alcance de las técnicas descritas en este documento. Dentro del receptáculo, el contenido líquido congelado se puede congelar en cualquier forma o tamaño útil.
En la figura 1A, se muestra una vista en sección del receptáculo 110 (sin una tapa de sellado en su lugar), en donde el receptáculo define una cavidad para empaquetar el contenido 120 líquido congelado. En este caso, el contenido líquido congelado se muestra desplazado lejos de la porción de abajo del receptáculo para dejar espacio para una
perforación de aguja de salida y para crear una vía alrededor de la superficie exterior del contenido líquido congelado en el receptáculo para crear un flujo deseado de un líquido de fundición/dilución a través del receptáculo y alrededor del contenido líquido congelado para producir una bebida del sabor, fuerza, volumen, textura y temperatura deseados. La figura 1B ilustra otra realización, en donde el contenido líquido congelado se ha moldeado con una forma configurada para que coincida con el exterior del receptáculo y, posteriormente, se ha cargado, de modo que la forma premoldeada define un agujero 130 pasante en su cuerpo y una porción 132 de relieve debajo para acomodar una perforación de aguja de salida para proporcionar un flujo de líquido deseado sin bloqueo o contrapresión. La figura 1C muestra una pluralidad de piezas 140-180 de contenido líquido congelado proporcionadas en múltiples y diversas formas y tamaños, con grandes espacios intersticiales para proporcionar un flujo de líquido deseado a través del receptáculo y alrededor del contenido líquido congelado. En algunas realizaciones, el contenido líquido congelado dentro del receptáculo sellado puede incluir una pluralidad de concentrados y composiciones. Por ejemplo, los contenidos 140 y 150 líquidos congelados podrían comprender un concentrado de limonada, mientras que los concentrados 160, 170 y 180 de bebidas congeladas podrían comprender un concentrado de té, lo que daría como resultado un "Arnold Palmer".
Las figuras 1D y 1E ilustran una realización para un receptáculo 115 de forma alternativa que incluye una porción de abajo que tiene una cúpula 195 (biestable o de otro tipo). En la figura 1D, el receptáculo 115 se muestra en su estado inicial cuando se agregan los contenidos líquidos congelados y se congelan en su lugar, completo con una estructura de cúpula 195 congelada en la parte de abajo, con la estructura de cúpula en una posición primaria o inicial, distendida hacia afuera del receptáculo. La figura 1E muestra la condición del receptáculo 115 después de que la cúpula 195 se haya desplazado a una posición secundaria dirigida hacia adentro de la cavidad del receptáculo de manera que el contenido 190 líquido congelado se desplace hacia arriba, hacia el espacio de cabeza, invirtiendo o "intercambiando" el espacio o vacío entre la parte de abajo interior del receptáculo y la porción de abajo del contenido líquido congelado. Este desplazamiento crea deseablemente un espacio para una aguja de perforación de salida en la parte de abajo del receptáculo y también crea trayectos de flujo para que cualquier líquido de fundición/dilución pase alrededor del exterior del contenido líquido congelado.
La figura 1F ilustra un receptáculo 196 que comprende una forma multifacética. En esta realización, el receptáculo 196 incluye porciones 196A-E de diferentes formas. En algunas realizaciones, el proceso de llenado, fundición y dilución de un contenido líquido congelado generalmente no se ve afectado por el tamaño o la forma del receptáculo. En algunas realizaciones, se pueden tener en cuenta ciertas consideraciones de diseño con respecto al uso de geometrías que pueden, por ejemplo, promover y facilitar la liberación sin restricciones del contenido líquido congelado, acomodar la perforación de la aguja, permitir el desarrollo de espacio libre alrededor del contenido líquido congelado para promover un trayecto de flujo listo para diluir líquidos y/o similares. Por ejemplo, una o más de tales consideraciones de diseño pueden cumplirse con inclinación positiva (sin bloqueo) en las paredes laterales del receptáculo donde está en contacto con el contenido líquido congelado. La inclinación se puede lograr, por ejemplo, enconando las paredes laterales del receptáculo, tal como enconando las paredes laterales hacia afuera desde la parte de abajo del receptáculo hasta la parte de arriba del receptáculo (por ejemplo, el diámetro del receptáculo se hace más grande a medida que se acerca a la parte de arriba del receptáculo). Esto puede crear una inclinación positiva de tal manera que empujar el contenido líquido congelado lejos de la parte de abajo del receptáculo crea un espacio alrededor de los lados del contenido líquido congelado (por ejemplo, lo que evita el bloqueo mecánico del contenido líquido congelado contra los lados del receptáculo). Tal inclinación positiva se puede utilizar para crear un trayecto de flujo natural para diluir líquidos para viajar a través del receptáculo, tales como líquidos que fluyen desde una aguja de entrada a una aguja de salida que perfora el receptáculo.
La figura 1G ilustra un receptáculo 197 con una tapa 198 que incluye una lengüeta 199 para tirar que puede ser removida por el consumidor. La lengüeta 199 para tirar se puede remover para facilitar el uso de una pajilla o un dispositivo similar en combinación con el receptáculo 197. Como otro ejemplo, la lengüeta 199 para tirar se puede remover para facilitar la introducción de fluidos de dilución en el receptáculo 197.
La figura 2A ilustra una vista en perspectiva del receptáculo, que incluye un cierre de sello formado, tal como una estructura 118 de tapa, que puede incluir una punción 210 en el mismo, por lo que, en algunas realizaciones, se puede introducir en el receptáculo un fluido de dilución, que también puede actuar como un agente de fundición. La estructura 118 de tapa puede incluir una lengüeta 119 para permitir la remoción manual de la tapa para acceder al contenido líquido congelado sin necesidad de perforar la tapa en ciertos casos. Esta estructura de tapa se puede hacer del mismo material que el receptáculo para soportar mejor los esfuerzos hacia el reciclaje de flujo único. La estructura de la tapa puede fabricarse con un grosor de calibre suficiente para resistir adecuadamente la presión interna creada, por ejemplo, por el líquido de fundición/dilución, que puede aumentar y disminuir con las fuerzas creadas por el sistema de acomodación. Por ejemplo, una plataforma vibratoria, centrífuga o de rotación o similar que facilite la fundición, o la tasa de flujo de un líquido diluyente inyectado afectará la presión ejercida sobre la tapa, el sello y el receptáculo. Además, las perforaciones realizadas por el sistema de acomodación pueden impactar las presiones creadas en el sello hermético, la tapa y el receptáculo. La tapa se puede unir al receptáculo por cualquier medio adecuado tales como, por ejemplo, termosellado o prensado, plegado radial, soldadura sónica, y la función se puede lograr mediante cualquier mecanismo o forma de la tapa que selle la cavidad interna y actúe como barrera contra la migración de gases o humedad.
La figura 2B muestra una realización alternativa de una tapa punzada que incluye dos perforaciones 215. La figura 2C ilustra una punción 220 de abajo para permitir que el líquido de dilución salga del receptáculo sellado. Sin embargo, estos ejemplos pretenden ser ilustrativos, ya que la punción, o las punciones, pueden realizarse en cualquier parte del receptáculo. Las punciones se pueden realizar en un lugar específico para dispensar un solvente, un agente de dilución, un líquido, tales como agua, gas o vapor para un entorno de fundición y dilución deseado y, en última instancia, la creación de una bebida deseada de manera oportuna. Las punciones pueden ser de cualquier tamaño según sea necesario, por ejemplo, para permitir la dispensación de sólidos de gran tamaño (sólidos congelados o no solubles) desde el receptáculo. En algunas variaciones, la perforación se puede hacer para permitir que las estructuras congeladas de un tamaño específico escapen y se distribuyan desde el receptáculo para crear una bebida fluida, helada, granizada o similar a un batido. Además, las punciones múltiples pueden ser ventajosas para proporcionar ventilación al receptáculo cuando se introduce en él fluido de fundición/dilución.
La figura 2D ilustra una realización que tiene cuatro punciones (230-233) situadas cerca de la periferia de un receptáculo 270 para la entrada de un líquido a través de la tapa 250 de un receptáculo 260 que se carga de arriba hacia abajo en un sistema basado en una máquina. Como se muestra en esta realización, se puede proporcionar una punción 240 cerca del centro de la tapa del receptáculo para permitir que el contenido líquido congelado fundido y diluido salga del receptáculo. En esta figura, los contenidos líquidos congelados (no mostrados) se congelan dentro de la parte de abajo en forma de cúpula del receptáculo invertido para permitir un entorno de flujo deseado, en donde el líquido es redirigido por los lados cónicos del receptáculo a la perforación de salida. El líquido fundido y diluido, en este ejemplo, puede fluir fuera del receptáculo hacia un receptáculo secundario para el consumo desde una sola o una pluralidad de boquillas proporcionadas por un aparato de acomodación.
En algunas realizaciones, los contenidos líquidos congelados contenidos en estos receptáculos se pueden conservar mejor cuando se desairean o desoxigenan, incluido el uso de disolventes desaireados o desoxigenados (por ejemplo, agua) durante un proceso de extracción cuando sea apropiado. En algunas realizaciones, el líquido utilizado para preparar los contenidos líquidos congelados se puede congelar en un momento de máxima calidad en términos de frescura, sabor, gusto y nutrición. En algunas realizaciones, tal como para una bebida a base de café, el contenido líquido congelado se congela instantáneamente durante el período de máximo sabor inmediatamente después de la extracción para preservar el sabor, el aroma y la calidad general óptimos y luego se distribuye congelado para preservar el sabor y el aroma de los mismos. Por ejemplo, un concentrado de espresso puede conservarse y tener mejor sabor cuando se muele dentro de las 0 a 36 horas posteriores al tostado, se prepara inmediatamente después de moler y se usa agua desoxigenada durante el proceso de preparación. Al congelar rápidamente el concentrado líquido, el extracto u otro fluido consumible durante este período de máximo sabor inmediatamente después de la elaboración, es posible capturar el máximo sabor, el sabor óptimo, el aroma y la calidad general del extracto. Además, al empaquetar este líquido ultracongelado en un receptáculo reciclable e impermeable al gas usando técnicas MAP (como se describe más adelante en este documento), y siempre que el contenido del líquido congelado se mantenga en un estado congelado durante el almacenamiento posterior y el suministro al consumidor final, el sabor fresco se puede mantener casi indefinidamente. En algunas realizaciones, el contenido líquido congelado se puede congelar al remover el calor de una porción seleccionada y controlada del receptáculo para luego facilitar el desalojo de los enlaces (adhesión) creados entre el contenido líquido congelado y los lados del receptáculo. Por ejemplo, en ciertas realizaciones, se coloca un contenido líquido en un receptáculo y se remueve el calor para hacer que el líquido se congele comenzando en la superficie de arriba del líquido y luego se congele hacia abajo. Si lo hace, reduce la adhesión entre el contenido líquido congelado y el interior de las paredes laterales del receptáculo.
En algunas realizaciones, el empaquetado se puede distribuir por encima del punto de congelación si la calidad del contenido se puede mantener mediante algún otro método apto para alimentos de la FDA, por ejemplo, un jarabe usado para hacer bebidas carbonatadas. En algunas realizaciones, los contenidos líquidos congelados pueden congelarse y nunca fundirse, fundirse una vez o varias veces durante la distribución. Distribuir y mantener los receptáculos a una temperatura por debajo del punto de congelación del contenido líquido congelado puede mejorar los aspectos de conservación de la calidad y la seguridad de los alimentos ricos en nutrientes, pero no se requiere para todas las realizaciones. En algunas realizaciones, el concentrado de bebida se congela instantáneamente y se mantiene congelado en su receptáculo hasta que esté listo para fundirse y/o diluirse inmediatamente antes de prepararse para el consumo.
En algunas realizaciones, el contenido líquido congelado también se puede empaquetar como una pluralidad de contenidos líquidos congelados, configurados en un formato en capas y/o combinado. En algunas realizaciones, el contenido líquido congelado se puede configurar en cualquier forma o múltiples formas geométricas, siempre que el contenido quepa dentro del volumen de la cavidad del receptáculo mientras mantiene una región sin llenar y se puede reposicionar para ciertas implementaciones de punción mediante un sistema de acomodación. En algunas realizaciones, los contenidos líquidos congelados se pueden triturar o macerar para aumentar el área superficial de los contenidos líquidos congelados para aumentar las tasas de fundición.
En algunas realizaciones, el líquido que comprende el contenido líquido congelado puede congelarse después de haber sido medido en el receptáculo. En algunas realizaciones, el fluido utilizado para crear el contenido líquido congelado se puede congelar antes del suministro al receptáculo, por ejemplo, precongelado en un molde, extruido, congelado y cortado a medida, o por otros medios y luego depositado en el receptáculo como un sólido congelado de alguna forma deseable. Esto se puede hacer en cooperación con las dimensiones de un receptáculo con una porción
cónica, de modo que el contenido líquido congelado no interfiera con las áreas del receptáculo designadas para la punción. Por ejemplo, el contenido líquido congelado se puede moldear para que se desplace lejos de un área de punción porque su diámetro es mayor que el de la parte de arriba, de abajo u otro primer o segundo extremo de un receptáculo, como se muestra en la figura 1A. Dicho de otra manera, los contenidos líquidos congelados pueden crearse en una primera fase o paso separado, y luego recibirse, insertarse y sellarse en un receptáculo que puede acomodarse mediante un sistema dispensador basado en una máquina. En algunas realizaciones, el concentrado de bebida líquida se recibe como una suspensión o un líquido, para congelar y sellar en el receptáculo por turnos o al unísono. En algunas realizaciones, los contenidos líquidos congelados tienen una potencia, forma y tamaño, y están estructurados dentro de un receptáculo de manera que un sistema basado en una máquina puede fundir y/o diluir fácilmente el contenido líquido congelado, convirtiendo el contenido en un líquido consumible de un sabor, potencia, volumen, temperatura y textura deseados.
En algunas realizaciones, el receptáculo para contener/almacenar el contenido líquido congelado usando las técnicas descritas en este documento incluye una porción en forma de taza que tiene una porción de abajo continua y cerrada, una pared lateral continua que se extiende desde la porción de abajo y una abertura de arriba sellable definida por una pared lateral continua que se estrecha hacia afuera a medida que se extiende alejándose de la porción de abajo. La pared no está interrumpida por filtros u otras características internas que interferirían con ciertas punciones, desplazamiento de contenido líquido congelado e implementaciones de flujo.
En algunas realizaciones, el receptáculo incluye una cavidad para almacenar el contenido líquido congelado. El empaquetado en el que se sella el contenido líquido congelado, antes y en lo sucesivo denominado "receptáculo", podría describirse de otro modo como un cartucho, una taza, un paquete, una bolsa, una cápsula, un recipiente, una cápsula o similar. El receptáculo puede tener cualquier forma, estilo, color o composición, y puede diseñarse para mejorar el entorno de licuefacción en cooperación con el aparato dispensador. El empaquetado puede ser flexible, tener una forma definitiva o una combinación de los mismos. Por razones estéticas o funcionales, por ejemplo, para complementar las funciones de detección de cápsulas o de accionamiento de movimiento aplicadas a la cápsula, las paredes del receptáculo pueden ser cóncavas y/o convexas para proporcionar diferentes tamaños de cápsula manteniendo constantes ciertas dimensiones de interfaz.
Por ejemplo, las figuras 6 y 7 ilustran dos versiones de receptáculos 610 y 710 con geometrías extremas y altura idénticas, pero perfiles de paredes laterales diferentes. Las paredes laterales con curvas diferentes producen volúmenes internos diferentes disponibles para el contenido líquido congelado y el espacio de cabeza, pero el diámetro de sus dos extremos y sus alturas totales son los mismos.
En algunas realizaciones, la superficie exterior del receptáculo está coloreada o recubierta con un material diseñado para mejorar la absorción de energía infrarroja que puede usarse para calentar y/o fundir el contenido líquido congelado. En algunas realizaciones, la forma de la pared lateral del receptáculo, cuando se ve en una vista en sección desde un primer o segundo extremo, tendría la forma de una estrella u otra forma no circular, por ejemplo, una cuya área de superficie perimetral sería mucho mayor que la de un cilindro o cono liso y, por lo tanto, promover el calentamiento y la fundición del concentrado congelado proporcionalmente más rápido. Esto puede facilitar efectivamente la fundición de muchas maneras, incluido el aumento de esa área de superficie para que el calor se transfiera al contenido líquido congelado a través del receptáculo, la creación de un entorno más turbulento en el receptáculo que acelere la fundición o la dirección del líquido lejos de las perforaciones de salida para promover una mayor eficiencia de transferencia de calor dentro del receptáculo.
En algunas realizaciones, como se muestra en las figuras 8 y 9, hay una "característica clave" 620 o 621, que puede ayudar a promover la turbulencia interna durante la fundición y dilución del contenido líquido congelado y también puede ser útil para identificar el contenido o la familia de productos utilizados para llenar el receptáculo.
En algunas realizaciones, el receptáculo incluye un cierre para sellar el receptáculo para ayudar a mantener un entorno de gas MAP En este caso, se puede lograr un sello hermético formado entre una tapa y el receptáculo usando una variedad de métodos, que incluyen, pero no se limitan a, un parche, pegamento, corcho, termosellado, prensado y/o similares. En algunas realizaciones, el cierre se puede diseñar para que se pueda remover manualmente, por ejemplo, con una lengüeta en la tapa, como se indicó anteriormente, de modo que el contenido líquido congelado se pueda usar de otras formas si se utiliza un sistema basado en una máquina para preparar una bebida consumible. no está disponible. En algunas realizaciones, el aparato puede requerir una perforación manual en lugar de una perforación implementada por máquina antes de cargar el receptáculo en el sistema dispensador basado en una máquina.
Los contenidos líquidos congelados se pueden empaquetar en un material que proporcione control de la migración de gas, por ejemplo, el receptáculo puede estar compuesto por un material impermeable a los gases para crear un empaquetado de almacenamiento de larga duración para conservar la frescura y el aroma de los contenidos líquidos congelados empaquetados. Por ejemplo, el receptáculo puede estar compuesto por un sustrato de aluminio u otro material metálico y normalmente preparado con un recubrimiento aprobado por la FDA para contacto con alimentos, si es necesario. Como otro ejemplo (por ejemplo, si la reciclabilidad no es una preocupación crítica), el receptáculo puede estar compuesto por una película de barrera multicapa que incluye, por ejemplo, una capa de plástico EVOH. En algunas realizaciones, si el receptáculo se fabrica con un metal, el receptáculo se fabricará preferiblemente con un material altamente conductivo térmicamente tal como el aluminio y, por lo tanto, soportará una transferencia de calor
más rápida, especialmente si un líquido de dilución calentado no es el medio principal para la fundición. el contenido líquido congelado. En algunas realizaciones, el empaquetado puede incluir materiales de empaquetado comestibles que pueden disolverse y consumirse. En algunas realizaciones, el receptáculo y su cierre están compuestos de un material reciclable, impermeable a los gases, de modo que un receptáculo gastado, incluido el cierre y otras características del empaque, se puede reciclar en su totalidad.
En algunas realizaciones, el contenido líquido congelado se empaqueta con espacio de cabeza, sin espacio de cabeza o con espacio de cabeza limitado. Como se mencionó anteriormente, el espacio de cabeza se refiere a cualquier exceso de atmósfera dentro de un receptáculo sellado que, opcionalmente, se ubica entre la porción de arriba del contenido líquido congelado y la tapa o porción de cierre del receptáculo. Además, cualquier espacio de cabeza en el receptáculo de empaquetado puede llenarse ventajosamente utilizando un gas MAP, tal como argón, dióxido de carbono, nitrógeno u otro compuesto gaseoso que se sabe que es menos activo químicamente que el aire o el oxígeno. En algunas realizaciones, la capa o envoltura de arriba o más externa del contenido líquido congelado puede estar en capas con un recubrimiento de agua congelada y desaireada que puede actuar como una barrera conservante. En algunas realizaciones, los contenidos líquidos congelados se sellan al vacío en un receptáculo flexible. En algunas realizaciones, los contenidos líquidos congelados se empaquetan en un receptáculo de una manera que minimiza el área de contacto de la superficie de los contenidos con la atmósfera, especialmente el oxígeno gaseoso, pero también cualquier gas que se lleve el aroma.
En algunas realizaciones, el receptáculo está recubierto en el interior con un material que reduce significativamente la fuerza necesaria para desalojar el contenido líquido congelado de los lados o la parte de abajo del receptáculo para facilitar el movimiento del contenido líquido congelado fuera del camino o por la acción de una aguja perforadora y para crear vías sin restricciones para que los líquidos fundidos y/o diluidos pasen alrededor de la superficie exterior del contenido líquido congelado en ruta hacia la perforación de salida. En algunas realizaciones, la parte de abajo del receptáculo incorpora una estructura de cúpula (biestable o no) que se puede distender hacia abajo, alejándose de la parte de abajo del receptáculo durante el llenado y la congelación del contenido líquido y, posteriormente, invertirse hacia arriba hasta su segunda posición estable después de la congelación para mantener el contenido líquido congelado alejado de la parte de abajo del receptáculo para facilitar la penetración de la aguja y/o el flujo de líquidos diluyentes alrededor de la superficie exterior del contenido líquido congelado en ruta hacia la perforación de salida. En algunas realizaciones, la cúpula se invierte en la fábrica antes del envío del producto a los consumidores. En algunas realizaciones, el consumidor invierte la cúpula inmediatamente antes del uso o la máquina como parte de la inserción y la penetración de la aguja. En algunas realizaciones, la cúpula es invertida por la máquina. Estas realizaciones son simplemente ejemplos y no se citan para limitar las funciones o características del receptáculo que pueden facilitar el desalojo de contenidos líquidos congelados o la creación de bebidas. Además, en el ejemplo anterior, el contenido líquido congelado se desplaza hacia arriba en un espacio de cabeza por la aguja perforante o la cúpula. Sin embargo, en otras realizaciones, el contenido líquido congelado se puede desplazar en una dirección diferente (por ejemplo, hacia abajo o hacia los lados) hacia una región sin llenar del receptáculo y permanecer dentro del alcance de la invención. De manera similar, el contenido líquido congelado puede tener una forma y tamaño para facilitar la fractura por una aguja que penetra en la parte de abajo o la parte de arriba del receptáculo.
En algunas realizaciones, el contenido líquido congelado se puede empaquetar y estructurar en un receptáculo de un tamaño y una forma específicos que permiten que los receptáculos se acomoden en los sistemas de dilución basados en una máquina actuales o sistemas en el mercado que están diseñados para extraer solutos o preparar café para la facilitación de crear una bebida de un sabor, potencia, volumen, temperatura y textura deseados.
En algunas realizaciones, el empaque del contenido líquido congelado incluye barreras adicionales o empaque secundario que protege los concentrados congelados de la fundición o exposición a la luz ultravioleta durante la distribución. Por ejemplo, empaquetar contenidos líquidos congelados en un receptáculo que luego se empaqueta dentro de una caja de cartón agrega una capa de aislamiento y, por lo tanto, retrasaría la pérdida de temperatura o la fundición del contenido líquido congelado, por ejemplo, cuando tal pérdida de temperatura o fundición no es deseable.
En realizaciones de las presentes técnicas, el aparato para crear un alimento o una bebida a partir de contenidos líquidos congelados incluye ventajosamente un receptáculo sin filtro, que se distingue de los receptáculos con filtro actualmente disponibles, como se ejemplifica, por ejemplo, mediante patente US No. 5,325,765, entre otros receptáculos para bebidas filtradas. Un receptáculo sin filtro y, por ejemplo, (1) la remoción (prácticamente) completa del contenido líquido congelado durante la fundición y/o dilución y el posterior suministro y (2) el uso de un material de construcción homogéneo, hace que el receptáculo sea idealmente adecuado para reciclar.
En algunas realizaciones, el receptáculo está configurado para ser acomodado por un sistema basado en una máquina y capaz de recibir un líquido dispensado desde allí para facilitar aún más la fundición y/o dilución del contenido líquido congelado en un producto líquido consumible con un conjunto deseado de características.
En algunas realizaciones, el receptáculo puede ser lo suficientemente grande como para contener el contenido fundido y todo el líquido de dilución agregado del sistema basado en la máquina y el producto terminado puede consumirse inmediatamente del mismo. La perforación utilizada para agregar el líquido de dilución puede ser adecuada para su uso posterior con una pajilla u otro medio que permita el consumo directamente del receptáculo, en lugar de dispensar el contenido diluido y/o fundido en un recipiente secundario.
En algunas realizaciones, los receptáculos con contenido líquido congelado se proporcionan en una disposición de porciones controladas, en donde la disposición de porciones controladas puede comprender un formato de tamaño de una sola ración o un formato de tamaño de ración por lotes para producir raciones múltiples. En algunas realizaciones, el sistema basado en una máquina puede acomodar el receptáculo, o una pluralidad del mismo, en cualquier forma o forma para facilitar la fundición y dilución del contenido líquido congelado. En algunas realizaciones, un sistema basado en una máquina puede acomodar múltiples tipos y tamaños de receptáculos para una mayor variedad de posibilidades de productos.
En algunas realizaciones, el receptáculo puede ser perforado por el consumidor o por el sistema basado en la máquina. Por ejemplo, el consumidor puede remover un parche para exponer una perforación construida en el receptáculo antes de que lo reciba el sistema basado en la máquina. Alternativamente, el sistema basado en una máquina puede perforar el receptáculo sellado utilizando una variedad de métodos, que incluyen una aguja punzante o presión para romper el receptáculo.
En algunas realizaciones, el empaquetado puede volverse perforable solo después de la exposición a una temperatura más alta o acción mecánica. Por ejemplo, el empaquetado puede estar hecho de un material similar a una esponja que los contenidos líquidos congelados pueden penetrar cuando se calientan. En un ejemplo alternativo, el contenido líquido congelado se descongela o se licua a partir de la acción para permitir que una aguja accionada por una máquina penetre el receptáculo y el contenido con menos fuerza.
Como se indicó anteriormente, la perforación puede ser un solo agujero. En algunas realizaciones, se pueden proporcionar múltiples perforaciones en el receptáculo en múltiples ubicaciones. En general, dado que no hay necesidad de filtración del contenido líquido congelado fundido, las perforaciones en este documento descritas están destinadas a la introducción de un líquido, gas o vapor de fundición/dilución o para permitir que el contenido líquido congelado fundido salga del receptáculo. En algunas realizaciones, el receptáculo está perforado y se introduce una varilla de empuje o similar para desplazar todo el contenido líquido congelado fuera del receptáculo antes de fundirlo y diluirlo. En algunas realizaciones, las perforaciones pueden estar escalonadas: una perforación y luego otra o múltiples perforaciones escalonadas en diferentes intervalos en el proceso de dispensación. El sistema basado en una máquina puede desplazar el contenido líquido congelado, o el consumidor puede desplazar el contenido líquido congelado, removerlo de su empaque y cargar solo el contenido líquido congelado en el sistema. En algunas realizaciones, el receptáculo está perforado por el sistema basado en una máquina en una ubicación que permite que todo el contenido líquido congelado salga del receptáculo antes o después de la fundición para no desperdiciar nada del producto de bebida y remover cualquier contaminante reciclado del receptáculo.
La perforación puede realizarse antes, después o durante el tiempo en que los contenidos líquidos congelados se funden y/o diluyen. En algunas realizaciones, los contenidos líquidos congelados se funden y salen del receptáculo antes de ser diluidos por un agente diluyente dispensado para una bebida ideal. En algunos ejemplos de las presentes técnicas, los contenidos líquidos congelados se pueden diluir utilizando un líquido dispensado antes de que los contenidos se distribuyan en un receptáculo posterior o secundario. En algunas realizaciones, los contenidos líquidos congelados se funden y diluyen simultáneamente. Por ejemplo, en algunas realizaciones, se puede introducir un líquido en el receptáculo que contiene contenido líquido congelado para fundir y/o diluir el contenido líquido congelado simultáneamente o al unísono.
Aunque empujar un líquido presurizado alrededor o a través del contenido líquido congelado dentro de un receptáculo puede ser efectivo para acelerar las tasas de fundición, existen otros métodos para lograr el mismo resultado y mejorar la velocidad de este proceso. La figura 3 ilustra un método para producir una bebida deseada que no usa un líquido presurizado para fundir y/o diluir simultáneamente los contenidos líquidos congelados. Los contenidos 310 líquidos congelados están encerrados en un receptáculo perforable. El receptáculo 320 está perforado y acomodado por un sistema basado en una máquina y los contenidos líquidos congelados se licúan a través de un componente de fundición tal como una fuente de calor externa o similar. El proceso para producir un producto líquido consumible a partir de un contenido líquido congelado de las técnicas descritas en este documento puede llevarse a cabo mediante un paso inicial de proporcionar el contenido en un receptáculo sellado para almacenarlo en él. El receptáculo está acomodado por un sistema basado en una máquina que aplica calor al receptáculo a través de una fuente de calor externa para fundir el alimento o bebida congelados en una forma de alimento líquido o bebida consumible, en donde el recinto sellado está perforado para permitir la dispensación de la bebida líquida consumible directamente desde el recinto sellado.
En algunas realizaciones, la energía negativa contenida en el contenido líquido congelado absorbe el exceso de calor del líquido, gas o vapor de dilución que se usa para hacer el alimento o bebida consumible como un método para facilitar una bebida fría desde un dispensador sin necesidad de un sistema de refrigeración dentro del dispensador. En esta realización que involucra bebidas destinadas a servirse frías, la fundición y la dilución del contenido del líquido congelado se gestiona cuidadosamente usando una combinación de calor externo, energía contenida dentro de un líquido de dilución a temperatura ambiente y el uso de movimiento relativo entre el líquido de fundición/dilución y contenidos líquidos congelados para mejorar la licuefacción con la meta de minimizar la temperatura general del producto terminado.
Con referencia adicional a la figura 3, el contenido 330 de bebida fundida que sale de su receptáculo se diluye con un líquido adicional dispensado a través del sistema basado en una máquina en un paso secundario o al unísono con un agente diluyente deseado. El contenido fundido se puede dispensar sin diluir, antes, después o simultáneamente con la adición de un líquido distinto para la dilución. Esto puede incluir capturar el contenido de la bebida fundida en un depósito de líquido que mezcle los dos líquidos antes de que el sistema basado en la máquina los dispense juntos. Cuando se distribuye, un receptáculo 340 secundario recibe el contenido fundido y el agente diluyente cuando sea apropiado.
En algunas realizaciones, un receptáculo secundario utilizado para recolectar el contenido fundido/diluido puede incluir cualquier receptáculo conocido para contener bebidas o alimentos líquidos. Este receptáculo secundario podría ser un recipiente, termo, tazón, taza, vaso, cuenco y/o similar. Este receptáculo secundario puede o no estar incluido en el empaquetado secundario. Nota: un ejemplo de esto sería un paquete de consumo con un tazón de sopa que contiene arroz o fideos instantáneos que se vende junto con un receptáculo de concentrado de caldo líquido congelado que se combina para hacer un tazón de sopa después de que el contenido líquido congelado se funda y/o diluya y descargado en el empaquetado secundario. Alternativamente, el receptáculo secundario puede ser provisto por separado por el consumidor.
En algunas realizaciones, el consumidor puede desear una bebida sin dilución del contenido líquido congelado. por ejemplo, los contenidos líquidos congelados ya tienen el sabor, el volumen y la potencia correctos. Por ejemplo, el contenido líquido congelado ya puede estar en un nivel deseado de TDS para el consumo, por ejemplo, un espresso o una salsa de chocolate caliente, y solo necesita fundirse y distribuirse a la temperatura y textura deseadas. Por ejemplo, el sistema basado en una máquina puede fundir el contenido líquido congelado colocando un receptáculo térmicamente conductor contra un calentador de bobina o irradiándolo con luz infrarroja o haciendo chocar un gas o vapor caliente contra el exterior del receptáculo y luego punzando el receptáculo. después de que el contenido alcance la temperatura deseada. Además, los contenidos líquidos congelados se pueden dispensar convenientemente desde el sistema basado en una máquina a un recipiente posterior. En algunos ejemplos, la tapa se remueve antes o después de la fundición y el calentamiento para el consumo directo del receptáculo.
Las figuras 4A a 4D ilustran un aparato de ejemplo basado en una máquina que puede acomodar una variedad de receptáculos diferentes, de acuerdo con algunas realizaciones. El sistema puede ser, por ejemplo, un sistema de fundición. Los receptáculos pueden incluir, por ejemplo, una variedad de diferentes receptáculos sin filtro, de diferentes tamaños y formas, cada uno de los cuales contiene una cierta cantidad de contenido líquido congelado. El aparato se puede configurar para realizar funciones de fundición, dilución y suministro con el fin de crear una bebida o un producto alimenticio con las características deseadas, como se describe en este documento.
En la figura 4A, el sistema 400 incluye un casete 430 en el que se pueden cargar receptáculos de diferentes tamaños y/o formas. Una vez cargado con un solo receptáculo, el casete 430 se puede deslizar en su lugar, pasando el receptáculo a través de un túnel 435 de espacio libre hasta que se centre en el cuerpo 410 del sistema principal. Las instrucciones para el uso del sistema 400 de fundición se pueden comunicar a un usuario a través de un visualizador 420. El disolvente (por ejemplo, agua) a utilizar para fundir/diluir el contenido líquido congelado del receptáculo se almacena en el tanque 440 de retención hasta que se necesite.
Haciendo referencia a las figuras 4B y 4C, una vez que el receptáculo se coloca correctamente para la interacción con el sistema, un brazo 450 de soporte de aguja se mueve hacia el receptáculo usando cualquier medio conocido que, solo a modo de ejemplo, podría incluir un motor 451, incluidas variaciones eléctricas o accionadas por gas y/o un tornillo 452, hasta que la aguja 457 punce el extremo de cierre del receptáculo. El uso de una palanca manual para punzar el receptáculo también está dentro del alcance de la invención. La forma de la aguja puede comprender una punta sobresaliente de modo que pueda insertarse en el receptáculo a una cierta profundidad y ángulo para astillar, fracturar o desalojar una porción del contenido líquido congelado para promover trayectos de flujo hacia un punto de salida. La aguja 457 puede girar con un movimiento de tornillo a una cierta profundidad para facilitar la penetración del receptáculo y/o el contenido líquido congelado. Alternativamente, la aguja puede retraerse después de la punción a una segunda profundidad dentro del receptáculo o del receptáculo completamente para aliviar las presiones de dispensación iniciales o proporcionar salidas de perforación sin obstrucciones. La aguja puede calentarse antes o durante la inserción en el receptáculo. Se puede insertar una sonda calentada en el receptáculo a través de una de las punciones para acelerar la fundición del contenido dispensado. Según el diseño del receptáculo y su contenido, se puede mover un segundo brazo 455 de soporte de aguja hacia el receptáculo para penetrar en la parte de abajo del receptáculo utilizando un motor 454 similar y un tornillo 455 de accionamiento. Se puede usar un calentador, tal como un calentador de placa o una fuente de calor IR (no mostrada) para precalentar o fundir el contenido líquido congelado dependiendo del producto seleccionado y el proceso deseado. Cuando sea necesario, un líquido de fundición/dilución almacenado en un tanque 440 de retención se puede pasar a través de un intercambiador de calor (no mostrado), usando tubería (no mostrada), para pasar a través de la aguja 457 y dentro del receptáculo ahora punzado. Posteriormente, el líquido fundido puede salir del receptáculo a través de la aguja 456. En una realización, la aguja 457 de perforación puede inyectar un líquido caliente, vapor, gas o cualquier combinación de los mismos directamente en la cápsula como una forma de airear el producto licuado para crear, en un ejemplo específico, una textura similar a la espuma para un producto lácteo a base de capuchinos y lattes. En una realización, una aguja inyectada en la cápsula puede no incluir una estructura de salida y usarse únicamente para estabilizar una cápsula.
Como se ilustra en las figuras 10A - 10E, el los orificios de dispensación o drenaje o los relieves de la aguja pueden estar ubicados en su punto 1001, como en 1000A, o en cualquier otro lugar y alineados axialmente como en la figura 10A o a los lados 1004 como en las figuras 10C y 10D, pero en comunicación fluida con los pasajes 1005, 1006 axiales, por lo que el líquido inyectado en el receptáculo puede alejarse del centro del contenido líquido congelado, posiblemente para ayudar a mover o rotar el contenido líquido congelado en relación con las paredes laterales del receptáculo. Las preocupaciones sobre la resistencia y la durabilidad de la aguja pueden resolverse con una estructura 1000b de aguja cruciforme 1003 como en la figura 10B. El ejemplo 10E podría usarse para pinchar primero fácilmente el extremo cerrado del receptáculo con la punta afilada 1007 y luego apoyar contra el contenido líquido congelado con el extremo en forma de cúpula 1008 sin penetración, mientras el líquido fundido/diluido sale por los agujeros 1009 laterales de la aguja, en donde esos agujeros laterales se colocan adyacentes a la superficie interior del extremo cerrado del receptáculo. Una sección similar a un tornillo de una aguja de perforación que gira puede usarse como una bomba de Arquímedes para dirigir el flujo de fluido que sale.
La figura 4D ilustra una realización para un casete u otro dispositivo que es capaz de contener una variedad de tamaños y formas de receptáculo para permitir el uso de un amplio rango de bebidas, sopas, etc., con un aparato de fundición.
La figura 5 ilustra un rango de tamaños y formas de receptáculos que podría acomodar el casete de la máquina (por ejemplo, el casete 430 de la figura 4A). Con diferentes casetes, cada uno intercambiable con el original, pero con diferentes tamaños y formas de agujeros, la cafetera puede acomodar un número ilimitado de receptáculos diferentes. Un experto en la técnica reconocerá que el proceso de llenado, fundición y dilución de un contenido líquido congelado puede verse, en algunas realizaciones, generalmente no afectado por el tamaño o la forma del receptáculo.
El sistema de fundición puede usar cualquier fuente de calor, movimiento o una combinación de los mismos para acelerar la licuefacción del contenido líquido congelado. Por lo tanto, el sistema de fundición puede incluir diversas fuentes de calor y/o movimiento. La radiación electromagnética, una bobina calentada, aire caliente, una placa termoeléctrica, un baño de líquido calentado, vapor y similares son todos ejemplos de posibles fuentes de calor que pueden acelerar la tasa de fundición. Además, se puede introducir movimiento utilizando un movimiento alternativo centrífugo, giratorio, basculante, giratorio o lineal, incluida la agitación tanto hacia adelante como hacia atrás o hacia arriba y hacia abajo o una plataforma de vibración o similar como un medio para acelerar la tasa de fundición. En otra realización, las perforaciones y presiones causadas por un líquido inyectado pueden girar y mover el contenido líquido congelado dentro del receptáculo para crear un entorno deseable para la licuefacción. Sin embargo, un experto en la técnica reconocerá que, por lo tanto, se pueden usar diversos otros principios y mecanismos de acción física para acelerar la licuefacción. Como se describe en este documento, se pueden usar métodos manuales o automáticos (electrónicos) basados en una máquina para acelerar la fundición y el aumento de la temperatura del contenido líquido congelado usando diversas formas de movimiento, frecuencia eléctrica/energía electromagnética y/o calor. En tales ejemplos, a las agujas de perforación se les puede dar un rango de movimiento para que puedan implementar o complementar un rango de movimiento. Por ejemplo, en un sistema centrífugo, las agujas pueden girar con el receptáculo.
El sistema 400 incluye componentes electrónicos internos, memoria y los controladores apropiados, junto con instrucciones de programación para crear automáticamente la comida y/o bebida deseada. Un usuario puede dar instrucciones al sistema 400 a través de un visualizador u otros métodos conocidos, por ejemplo, instrucciones inalámbricas desde un dispositivo portátil.
La ración de comida o bebida terminada se puede preparar a partir del contenido líquido congelado del receptáculo a la temperatura deseada por el consumidor, y a través de un método que sea apropiado para el consumo directo por parte del consumidor. En una realización, el contenido líquido congelado se funde y se diluye con un líquido frío o a temperatura ambiente, de modo que el contenido líquido congelado se funda y se caliente mínimamente para una bebida que normalmente se consume fría, como un jugo, café helado, gaseosa, etc.
En un ejemplo específico, representado en la figura 11, se punza un receptáculo con lados 520 cónicos en la parte de arriba y de abajo del receptáculo, y se inyecta un líquido a temperatura ambiente a través de una aguja 1000D de punción de arriba. A medida que se inyecta el líquido en el receptáculo, el aparato basado en una máquina gira, se tuerce y coopera con el receptáculo de tal manera que el líquido 1101 en el receptáculo fluye alejándose de las perforaciones de salida del receptáculo, formadas por la aguja 1000B de punción de abajo. Por lo tanto, el líquido de dilución puede interactuar con el contenido 190 líquido congelado durante más tiempo dentro del receptáculo y proporcionar más intercambio térmico entre el contenido congelado y el líquido de dilución. La salida del líquido se puede controlar de manera efectiva mediante el flujo del agua que ingresa, que expulsará el agua cuando la cápsula se acerque o alcance su capacidad o al disminuir o detener los movimientos de agitación. Opcionalmente, la aguja 1000B de punción de abajo desaloja el contenido líquido congelado de la parte de abajo del receptáculo.
En algunas implementaciones de la realización mostrada en la figura 11, el sistema dispensador incluye un motor u otro mecanismo conocido para hacer girar el receptáculo 520 alrededor de un eje de rotación. En cooperación con el radio y la geometría del receptáculo, el movimiento giratorio impartido al líquido por la rotación alrededor del eje supera la atracción normal de la gravedad sobre el líquido, desplazando así el líquido a lo largo de los lados del receptáculo
y alejándolo de la parte de abajo del receptáculo 1101. La punción formada por la aguja 1000B se coloca para estar en el espacio vacío creado cuando se desplaza el líquido.
En algunas realizaciones, la inercia del líquido giratorio retiene el líquido contra la pared lateral del receptáculo hasta que la adición de líquido nuevo en el receptáculo fuerza la salida del producto deseado o se reduce la velocidad de rotación. En tales realizaciones, la tasa de flujo de líquido que entra en el receptáculo, en parte, controla la cantidad de tiempo que el contenido congelado fundido está en el receptáculo. Este tiempo de residencia influye en el intercambio de temperatura entre el contenido congelado y el líquido de dilución y, en última instancia, en la temperatura del producto líquido que sale. En algunas realizaciones, la tasa de flujo y la presión del líquido de dilución abastecido al receptáculo influyen en la cantidad de líquido empujado a través de las perforaciones de salida al vencer la fuerza de desplazamiento impartida por el movimiento de rotación aplicado al receptáculo para un flujo limpio y uniforme fuera del receptáculo. En algunas realizaciones, el motor u otro mecanismo para accionar el giro del receptáculo se coloca de manera que no sea un obstáculo para el líquido abastecido o saliente. Por ejemplo, se utiliza un sistema de correa o engranaje, o similar, para accionar el receptáculo alrededor del eje sin necesidad de colocar el motor u otro mecanismo por encima o por debajo del receptáculo.
En realizaciones en las que el contenido líquido congelado se desplaza lejos de la parte de abajo del receptáculo, el desplazamiento se puede lograr mediante la aguja 1000E en forma de cúpula. En algunas implementaciones, el desplazamiento por la aguja en forma de cúpula está acoplado con la inversión de una cúpula (biestable o no) mencionada anteriormente. En tal caso, la cúpula adopta una nueva posición estable curvada hacia el interior del receptáculo y mantiene el contenido congelado alejado de la parte de abajo del receptáculo. Esto puede ocurrir incluso si la aguja 1000E en forma de cúpula no permanece en contacto con el receptáculo. En algunas realizaciones, la aguja 1000E en forma de cúpula empuja contra la parte de abajo del receptáculo y crea un pequeño desplazamiento a través de la flexión o deformación plástica del material del receptáculo. En algunas realizaciones, tiene lugar una acción retardada para perforar la parte de abajo del receptáculo con la aguja. Esto puede ocurrir simplemente aplicando suficiente fuerza a la aguja para que el extremo en forma de cúpula rompa el extremo cerrado.
En algunas realizaciones, una cabeza 1007 de pinchar secundaria, como se muestra en la figura 10E, emerge de la aguja 1000E en forma de cúpula. Esta cabeza de pinchar crea fácilmente una punción inicial que se expande más fácilmente por la superficie 1008 en forma de cúpula de la aguja, permitiendo que la aguja se mueva más hacia el interior del receptáculo y amplíe el espacio alrededor de la periferia del contenido líquido congelado. En algunas realizaciones, la emergencia de la cabeza 1007 de pinchar de la aguja se acciona neumáticamente. En algunas realizaciones, este movimiento forma un ligero desgarro en el extremo cerrado del receptáculo, de modo que el extremo 1008 en forma de cúpula puede expandir la ruptura y pasar fácilmente. Mientras tanto, la cabeza 1007 de pinchar puede retirarse inmediatamente al cuerpo de la aguja.
En algunas realizaciones, un componente del sistema basado en una máquina utilizado para la dilución puede incluir una reserva de líquido, o una pluralidad de las mismas. En algunas realizaciones, el sistema basado en una máquina puede conectarse a un sistema de tuberías que distribuye un agente diluyente desde una reserva de líquido más grande o desde un sistema de plomería apropiado, por ejemplo, un sistema de agua filtrada conectado al abastecimiento de agua de un edificio. El líquido de dilución puede ser agua, sin embargo, cualquier líquido, incluidos los líquidos carbonatados, líquidos lácteos o combinaciones de los mismos, incluidos los líquidos nutritivos o no nutritivos adecuados para el consumo humano, puede usarse para diluir los contenidos líquidos congelados en una composición deseada. En algunas realizaciones, el líquido para la dilución se puede carbonatar para crear refrescos y el sistema basado en una máquina puede incluir un componente de carbonatación. En algunas realizaciones, un líquido de dilución se puede aumentar a una cierta temperatura o presurizar para fundir el contenido líquido congelado con temperatura ambiente o fluidos enfriados para hacer bebidas frías o heladas. En algunos ejemplos, el aparato incluye una cámara refrigerada para almacenar receptáculos que pueden cargar automáticamente los receptáculos en un lugar para crear una bebida sin que una persona interactúe con el receptáculo. El ejemplo anterior se puede combinar con una interfaz de usuario en la máquina para cargar un receptáculo deseado en una aplicación de estilo de venta.
En algunas realizaciones para crear productos deseados que requieren dilución, un agente de dilución se calienta y/o se deja fluir para crear un producto líquido consumible de un sabor, potencia, volumen, temperatura y textura deseados justo a tiempo desde el contenido líquido congelado. En algunas realizaciones, el componente de dilución también puede actuar como componente de fundición. En algunas realizaciones, un agente diluyente se calienta y/o se deja fluir de manera que complemente un componente de fundición arbitrario (por ejemplo, un calentador eléctrico) para crear un producto líquido consumible con las características deseadas de manera oportuna.
En algunas realizaciones, el agua se calienta a vapor dentro del dispensador y se usa como un medio para calentar externamente el receptáculo o el trayecto de salida para el fluido fundido/diluido. En algunas realizaciones, este calor externo puede usarse en diferentes niveles (cantidades) o ubicaciones con base en diferentes objetos posibles. Por ejemplo, estos objetos podrían incluir, entre otros: (a) fundir solo la capa exterior del contenido líquido congelado para permitir que se desplace más fácilmente desde el extremo cerrado del receptáculo; (b) fundir parcialmente la mayor parte del contenido líquido congelado como complemento del agua a temperatura inferior utilizada para fundir/diluir especialmente para zumos y otras bebidas donde se desea un producto final a temperatura inferior; (c) fundir completamente el contenido líquido congelado como medio para dispensar un líquido fundido sin diluir del receptáculo;
(d) calentar secundariamente la bebida fundida/diluida una vez que sale del receptáculo a medida que fluye a través del canal de salida hacia un tazón o taza para beber u otro recipiente para calentar la bebida final a una temperatura más deseable; (e) calentar una de las agujas utilizadas para perforar el receptáculo para facilitar cierto nivel de fácil penetración en el contenido líquido congelado. En algunas realizaciones, el vapor utilizado para estos fines puede ser reemplazado por aire caliente o algún otro gas calentado producido dentro del cuerpo del dispensador o externamente utilizando electricidad o algún combustible tal como el gas natural. El uso de vapor o gas caliente puede proporcionar un mayor nivel de control en el calentamiento/fundición del contenido líquido congelado, lo que puede ser especialmente importante cuando se desean bebidas frías o productos alimenticios como consumible final. Este proceso también asume un medio para medir/controlar cuidadosamente la cantidad de vapor o gas caliente agregado al balance de energía total.
En algunas realizaciones, un receptáculo cargado en un dispensador se calienta antes de punzar la parte de abajo del receptáculo. Esto permite que el contenido líquido congelado permanezca en contacto con la parte de abajo y las paredes laterales del receptáculo para aumentar la transferencia de calor al contenido líquido congelado. En tal implementación, la parte de abajo del receptáculo se punza después de que haya pasado un tiempo seleccionado, o después de que el receptáculo haya alcanzado una temperatura seleccionada. El retraso adicional en perforar el extremo cerrado/de abajo del receptáculo tiene por tema permitir que una cierta cantidad de líquido fundido/diluido ingrese al receptáculo y rodee completamente el contenido congelado, llenando cualquier brecha de aire entre la pared lateral y el contenido congelado desplazado antes de que se cree una perforación de salida. Hacerlo permite una continuación de la transferencia eficiente de calor desde el receptor al líquido y al contenido congelado sin los efectos aislantes de un brecha de aire.
En una realización, como se muestra en la figura 13A, un receptáculo 1310 sin filtro con contenido 1320 líquido congelado y un espacio de cabeza 1306 se coloca en una bandeja 1302 de soporte y un receptor 1301 calentable de un dispensador diseñado para recibir el receptáculo de modo que las paredes laterales del receptáculo 1310 estén en estrecho contacto con las paredes del receptor 1301 y la brida del receptáculo está soportada por la bandeja 1302. Cuando el usuario cierra la cubierta 1303 del dispensador, el dispensador capturará y asentará ese receptáculo en la bandeja 1302 ajustada y el receptor 1301. El receptor se puede calentar usando cualquiera de las técnicas divulgadas en este documento, y el estrecho contacto entre las paredes del receptor y las paredes laterales del receptáculo permite que el dispensador caliente eficientemente el contenido del receptáculo.
Haciendo referencia a la figura 13B, durante el cierre de la cubierta 1303 del receptor, una o más agujas 1304 de abastecimiento cargadas con resorte penetran la tapa de arriba del receptáculo, y una o más agujas 1200 de descarga penetran la parte de abajo del receptáculo. La activación de las agujas puede ser potenciada por la fuerza manual del usuario cerrando el receptor del dispensador o, alternativamente, una o ambas acciones pueden ser realizadas por un activador controlado. Como se ilustra en la figura 13B, estas agujas también se pueden hacer compatibles con la ayuda de un mecanismo de resorte que limita la fuerza aplicada por las agujas al intentar penetrar el contenido 1320 congelado.
Haciendo referencia a la figura 10E, en algunas realizaciones, una punta 1008 roma en la aguja 1000E de descarga desplaza el contenido líquido congelado del receptáculo lejos de la parte de abajo cerrado del receptáculo y hacia el espacio de cabeza cónico, donde es soportado por esa misma aguja de descarga de punta roma. En una implementación, esta aguja de descarga de punta roma utiliza un pasaje 1009 en forma de T con aberturas en la pared lateral de la aguja ubicadas más cerca de la parte de abajo del receptáculo para permitir el flujo de descarga dual sin interferencia del contenido líquido congelado soportado, por lo tanto vaciando/ventilando el receptáculo. En una realización diferente, la aguja de salida es parte de un ensamblaje como se muestra en las figuras 12A y 12B. El ensamblaje de la aguja está anclado por una parte del marco 1201 del dispensador y comprende un penetrador 1203, un resorte 1202 de compresión, una carcasa 1204 de aguja en forma de cúpula y una bandeja 1205 recolectora de fluidos. Cuando el ensamblaje 1200 de aguja penetra por primera vez en el extremo cerrado del receptáculo, el penetrador 1203 se apoya contra la carcasa 1204 de aguja y lo sella para evitar que el fluido salga del receptáculo. Posteriormente, el penetrador 1203 es empujado hacia arriba por el resorte 1202, abriendo un canal en el interior de la carcasa 1204 de aguja, permitiendo que el fluido salga del receptáculo y sea recolectado por la bandeja 1205, y luego dispensado en la taza del usuario.
Mientras tanto, las puntas afiladas de las agujas 1304 de abastecimiento con resorte penetran la tapa del receptáculo y descansan contra el contenido 1320 congelado recientemente desplazado, donde se puede impedir que penetren más debido a la interferencia entre las puntas de las agujas y la superficie de arriba del contenido líquido congelado. El receptor 1301 calentable del dispensador calienta y descongela de forma controlada el contenido líquido congelado del receptáculo, ablandando así el contenido líquido congelado recientemente reposicionado dentro del receptáculo, preparando el contenido líquido congelado para descongelación y/o dilución adicional. En algunas realizaciones, se inyecta una porción medida de líquido en el receptáculo simultáneamente con la inserción de la aguja para ayudar a transferir calor desde el receptor a través de la brecha creada cuando el contenido congelado se desplazó lejos de la parte de abajo del receptáculo (y, potencialmente, las paredes laterales) para acelerar el proceso de fundición.
En algunas realizaciones, la inyección de líquido en el receptáculo se retrasa hasta que las agujas de abastecimiento se mueven más adentro del contenido líquido congelado del receptáculo bajo la influencia de la presión del resorte detrás de ellas a medida que el contenido líquido congelado se ablanda debido al calentamiento. Esta acción
descongela y/o diluye aún más el contenido líquido congelado. En algunas implementaciones, el contenido sale controlablemente del pasaje 1009 doble en forma de T de la aguja 1000E de descarga de punta roma en este punto. En otras implementaciones, la aguja de descarga está cerrada a lo largo de su trayecto de flujo como se muestra en la figura 12A, impidiendo así que el contenido se descargue hasta que las agujas de abastecimiento alcancen una profundidad de despliegue seleccionada como se muestra en la figura 13C. Asimismo, se retrasa la inyección de líquido para evitar la rotura y/o desbordamiento del receptáculo.
A medida que el dispensador continúa descongelando y diluyendo el contenido líquido congelado, las agujas de abastecimiento se extienden completamente por la acción del resorte hasta su longitud completamente desplegada como se muestra en la figura 13D, que no llega a tocar la parte de abajo del receptáculo. Las agujas de abastecimiento pueden abastecer fluido dentro de un rango de temperaturas y volúmenes según lo requiera el alimento o la bebida en el receptáculo. En algunas realizaciones, como se muestra en las figuras 10C y 10D, estas agujas 1000C, 1000D tienen uno o dos pasajes internos que tienen forma de "L" con un orificio de salida que puede dirigir el fluido entrante algo tangencialmente a la pared lateral del receptáculo. Esta geometría está destinada a agitar de forma controlada el contenido líquido congelado del receptáculo para proporcionar una mejor mezcla, una taza gastada más limpia y acelerar la descongelación a través de tal agitación mecánica. Esta agitación dentro del receptáculo fijo puede ser rotacional en cualquier dirección, o dando vueltas en una acción turbulenta siempre cambiante, según lo diseñado por las salidas de las agujas y las válvulas de control de flujo del dispensador. Además, en algunas realizaciones, el líquido se abastece a las agujas de abastecimiento de forma alterna para introducir un movimiento de ida y vuelta, un movimiento de rotación u otra acción turbulenta. Tal abastecimiento de líquido puede lograrse mediante el uso de una válvula de múltiples vías controlada por el sistema dispensador.
Opcionalmente, un mecanismo de bloqueo mantiene los resortes comprimidos hasta que se cumple un determinado criterio, por ejemplo, se ha aplicado una cantidad de calor al receptáculo para ablandar y licuar suficientemente el contenido congelado de modo que las agujas penetren en el contenido. En una implementación adicional, se abastece calor, en forma de gas, líquido o vapor a través de las agujas de abastecimiento en el despliegue inicial. El abastecimiento de gas, líquido o vapor continúa hasta que las agujas estén completamente extendidas o hasta que se cumplan otros criterios.
En algunas realizaciones, las variables del componente de fundición, o una pluralidad de los mismos, y los componentes de dilución, o una pluralidad de los mismos, son programables y ajustables para crear un rango más amplio de características para crear bebidas y productos alimenticios líquidos. Por ejemplo, disminuir la temperatura de un líquido presurizado utilizado para la dilución disminuirá la temperatura de un producto líquido consumible creado por el sistema y el aparato basados en una máquina.
En una realización de ejemplo específica, presentada solo con fines ilustrativos, un extracto de café congelado de 1 oz con un TDS de 12, puede empaquetarse en un receptáculo y acomodarse mediante un sistema basado en una máquina que acelera la fundición del contenido líquido congelado suministrando agua caliente al receptáculo para fundir y diluir el contenido del mismo con 198g [7 onzas ] de agua a 200 grados para crear una sola ración de 227g [8 onzas] de una bebida de café caliente con un TDS de 1.5 a la temperatura deseada. En algunas realizaciones, se pueden usar otras técnicas de medición en lugar de TDS, tal como BRIX. Alternativamente, con configuraciones de dilución ajustables, el extracto de café congelado se puede fundir y diluir con solo 28g [1 onza] de agua para crear una bebida estilo espresso de 57g [2 onzas] de la temperatura deseada con un TDS de aproximadamente 6. Además, el receptáculo solo puede calentarse de manera que el extracto congelado apenas se funda, de modo que pueda agregarse a un líquido provisto por el consumidor, como leche para un latte enfriado o helado u otra bebida helada como un jugo, café helado o té.
En algunas realizaciones, las variables que definen el contenido líquido congelado, como la temperatura, el volumen, la forma, el tamaño, la proporcionalidad, etc., también se pueden ajustar durante la fabricación de los líquidos utilizados para congelar el contenido líquido congelado para facilitar mejor la elaboración de un alimento o bebida deseada a partir de un sistema basado en una máquina con ajustes/controles de máquina limitados. Por ejemplo, la congelación de un volumen mayor de un fluido menos potente como base para el contenido líquido congelado en un receptáculo dado puede usarse para crear una bebida a una temperatura inferior, ceteris paribus.
También se puede contemplar como parte de las técnicas descritas en este documento que el sistema basado en una máquina incluya tecnología de sensor que pueda ajustar automáticamente la configuración del componente de fundición y/o dilución para producir el resultado deseado de bebida o alimento líquido. Las propiedades de perforación también pueden programarse o establecerse automáticamente utilizando tecnología de sensores que ayuda a reconocer el tipo de receptáculo, el tamaño, el contenido, la ubicación de la parte de abajo y otras propiedades. Esta tecnología de sensor también se puede usar para inhibir la aplicación de ciertas configuraciones. Por ejemplo, un receptáculo de concentrado de caldo congelado puede impedir que un consumidor implemente configuraciones que sobrediluirían y desperdiciarían el producto. Como otro ejemplo, un receptáculo de concentrado de caldo congelado puede impedir que un consumidor implemente configuraciones que sobrecalentarían, por ejemplo, un concentrado de jugo de naranja. En algunas realizaciones, esta tecnología de sensor ayuda a crear un producto deseable y extraer el error humano. En algunas realizaciones, este método de sensor se habilita utilizando una geometría específica formada en el receptáculo. Por ejemplo, como se muestra en las figuras 8 y 9, la máquina dispensadora podría detectar física u ópticamente una muesca de una longitud específica y usar esta medida para transmitir información sobre el
contenido del receptáculo y permitir así que la máquina dispensadora elija automáticamente el proceso correcto de fundición/dilución. Las modificaciones físicas a la forma del receptáculo como se ejemplifica en las figuras 8 y 9 también pueden ayudar a mezclar el líquido de dilución inyectado en el receptáculo y, por lo tanto, ayudar a acelerar la licuefacción del contenido líquido congelado.
En algunas realizaciones, los controles de fundición y/o dilución pueden programarse o establecerse usando instrucciones de código de barras u otro sistema de datos visuales en el receptáculo para lograr un producto que satisfaga la preferencia individual del consumidor. El sistema basado en una máquina puede detectar y leer códigos de barras, glifos de datos, códigos QR, etiquetas RFID u otros sellos legibles por máquina. En algunas realizaciones, al menos un criterio del contenido del receptáculo o del líquido congelado establece o inhibe los ajustes del sistema basado en una máquina de acomodación para crear un producto deseado. Estos criterios pueden incluir, entre otros, peso, color, forma, estructura y temperatura. En algunas realizaciones, el sistema basado en una máquina puede incluir un termopar para detectar la temperatura del contenido líquido congelado y/o su receptáculo y ajustar automáticamente su configuración para crear una bebida del sabor, la fuerza, el volumen, la temperatura y la textura deseados. Esto puede incluir desactivar la función de dilución y activar un componente de fundición que no dispensa líquido. Además, el consumidor puede ingresar una característica deseable exacta, como la temperatura o la potencia, y el sistema basado en la máquina puede usar esto en combinación con la tecnología de sensores disponible para lograr los parámetros deseados.
Además, el sistema basado en una máquina puede diseñarse para crear bebidas y productos alimenticios líquidos deseables a partir de una variedad de estilos de receptáculos, tamaños de receptáculos y contenidos líquidos congelados. En algunas realizaciones, el sistema basado en una máquina puede incluir una función mecánica para distinguir y limitar controles y configuraciones para la creación de bebidas.
Además, el sistema basado en una máquina puede incluir una función mecánica que es necesaria para la creación de productos para diferentes tipos de contenido líquido congelado y receptáculo. En algunas realizaciones, los contenidos líquidos congelados pueden triturarse o macerarse mediante el sistema basado en una máquina para aumentar el área superficial de los contenidos líquidos congelados para aumentar las tasas de fundición. Esta función mecánica puede ser iniciada manualmente por el consumidor o implementada automáticamente por un disparador de sensor. Por ejemplo, se ha contemplado en este documento que el desalojo del contenido líquido congelado de las paredes del receptáculo puede crear problemas y dificultar pinchar el receptáculo donde está en contacto con el contenido líquido congelado. En algunas realizaciones, la máquina puede reconocer el tipo específico de receptáculo congelado, discriminándolo de otros receptáculos congelados, utilizando criterios detectados, como el peso o la temperatura, y ajustando mecánicamente el receptáculo para que pueda perforarse en una ubicación específica donde no haya contenido líquido congelado en contacto con el receptáculo. Esto puede incluir voltear el receptáculo boca abajo.
En algunas realizaciones, el sistema basado en una máquina funde y diluye el contenido líquido congelado haciendo fluir o empujando una cantidad específica de líquido, que puede calentarse y presurizarse, a través del receptáculo para fundir y diluir completamente el contenido líquido congelado al sabor, la concentración, el volumen, la temperatura y la textura deseados. En combinación con esta realización, el sistema basado en una máquina puede incluir un componente de fundición adicional, tal como un calentador de receptáculo o agujas de punción calentadas o similares, para facilitar la creación de un líquido consumible deseado que el consumidor no desee diluir. En algunas realizaciones, el líquido que fluye funde todo el contenido líquido congelado para extraer los desechos y enjuaga el receptáculo de cualquier residuo o contaminante como parte del proceso de fundición o dilución para que un receptáculo de un material homogéneo quede libre de trituraciones, residuos o filtros, y por lo tanto se convierte en una forma fácilmente reciclable. En algunas realizaciones, centradas específicamente en el reciclaje, el fabricante introduciría un requisito de depósito para cada receptáculo para fomentar su devolución al punto de venta para un reemboIso del depósito.
En algunas realizaciones, el alimento congelado o bebida líquida se empaqueta para manejar un líquido diluyente que fluye sin un desbordamiento. De nuevo, este aparato específico puede implicar la congelación del alimento o bebida líquida en formas geométricas, estructuras y proporcionalidad específicas para proporcionar los trayectos de flujo necesarios a través del receptáculo hasta su salida.
Para mayor claridad, se han descrito realizaciones ilustrativas para diferentes aspectos del sistema con respecto al tipo y diseño del receptáculo, la naturaleza del contenido líquido congelado, los medios para fundir y/o diluir el contenido líquido congelado y el mecanismo de suministro aplicado al líquido resultante para crear un alimento o bebida consumible justo a tiempo, consistente con el sabor, la potencia, el volumen, la temperatura y la textura deseados. Será evidente para un experto en la técnica que estas diversas opciones para el tipo de receptáculo, la forma y las características del contenido líquido congelado, los mecanismos para fundir y/o diluir el contenido líquido congelado y los medios para suministrar el contenido licuado pueden combinarse de muchas maneras diferentes para crear un producto final agradable con características específicas que el consumidor pueda disfrutar cómodamente.
Queda claro a partir de la descripción anterior que las realizaciones de la invención proporcionan un depósito de mezcla de una sola cámara sin filtro que contiene un contenido líquido congelado que permite la creación de una diversa variedad de productos alimenticios y bebidas. Los receptáculos se mantienen como un entorno sellado, incluyendo opcionalmente una barrera de oxígeno, que conserva el producto final, o una versión concentrada del mismo, en estado congelado hasta que un usuario decida crear el producto. Además, incluso después de la perforación
por una o más entradas o salidas, el receptáculo sigue siendo esencialmente una cámara de mezcla sellada en la que se crea un producto mezclando un fluido o fluidos con el contenido líquido congelado mientras que también proporciona una salida de fluido controlada. Al insertarlo en cualquiera de las realizaciones de dispensador descritas en este documento u otros sistemas de preparación/fabricantes de bebidas de una sola ración conocidos, el receptáculo funciona como un depósito de mezcla de cámara única sin filtro al aceptar un líquido fundido y/o diluido (por ejemplo, agua) que se funde y se combina con el contenido líquido congelado para producir el producto deseado. Tal uso de las realizaciones de los receptáculos descritos en este documento permite que los sistemas de fabricación de bebidas/preparación existentes funcionen como un dispensador sin requerir una modificación del sistema, lo que permite al usuario flexibilidad para utilizar su sistema existente como dispensador o cafetera.
En ciertas realizaciones, queda suficiente espacio abierto dentro de la cámara de mezcla del receptáculo para permitir que el contenido líquido congelado se desplace hacia el espacio abierto de la cámara para no interferir con las entradas y salidas de líquido (por ejemplo, agujas) y/o entrada y líquido saliente. En algunas realizaciones, el contenido líquido congelado en el receptáculo ocupa menos de la mitad del volumen total de la cámara de mezcla del receptáculo. En otras realizaciones, los contenidos líquidos congelados ocupan más de la mitad del volumen total de la cámara de mezcla.
Como se describió anteriormente, en ciertas realizaciones, los contenidos líquidos congelados son desalojados de la parte de abajo del receptáculo por la acción de una aguja. Las paredes laterales cónicas del receptáculo ayudan a que el contenido líquido congelado se libere de la porción de abajo del receptáculo. Las paredes laterales cónicas también proporcionan un trayecto de flujo alrededor del contenido líquido congelado después de que el contenido haya sido desplazado hacia lo que antes era el espacio vacío del receptáculo. Otro factor que influye en la cantidad de fuerza necesaria para desalojar el contenido líquido congelado es el tamaño del propio contenido líquido congelado. Los contenidos líquidos congelados relativamente más pequeños estarán en contacto con un área de superficie interior relativamente menor de la cámara, reduciendo así la cantidad de fuerza requerida para desalojar los contenidos en relación con los contenidos líquidos congelados más grandes.
Controlar el tamaño de los contenidos líquidos congelados imparte beneficios adicionales. Por ejemplo, al mantener el tamaño del contenido líquido congelado dentro de un rango seleccionado o por debajo de un umbral particular, las realizaciones de la invención aseguran que el contenido líquido congelado se funda completamente antes de que el volumen total de líquido de dilución haya pasado a través del receptáculo. En tales realizaciones, el fluido que pasa a través del receptáculo después de que el contenido del líquido congelado se haya fundido lava el interior del receptáculo y el trayecto de flujo de salida del producto para limpiarlo de residuos. Al hacerlo, aumenta la reciclabilidad del receptáculo y reduce la contaminación del trayecto de flujo de salida del producto. Además, al mantener el tamaño del contenido líquido congelado dentro de un rango o por debajo de un cierto umbral, se puede asegurar que el producto final alcance el rango de temperatura adecuado para el producto en particular.
Mientras tanto, controlar el grado de concentración del contenido líquido congelado (por ejemplo, medido por TDS y/o Brix) permite garantizar la resistencia adecuada del producto final en vista del tamaño del contenido líquido congelado y la cantidad de líquido de dilución utilizado. Los contenidos líquidos congelados relativamente más grandes requieren un grado de concentración inferior que los contenidos líquidos congelados relativamente más pequeños para el mismo producto final usando la misma dilución y líquido de fundición. La concentración deseada del producto final también determina el grado de concentración del contenido líquido congelado, por ejemplo, un espresso de 2 oz con un TDS final de 6 requerirá un contenido líquido congelado relativamente más concentrado que una taza de café de 8 oz con un TDS final de 1.25. Aún más, en algunas realizaciones, el grado de concentración de los contenidos líquidos congelados es lo suficientemente alto como para permitir que el tamaño de los contenidos líquidos congelados sea lo suficientemente pequeño para permitir que una aguja de salida de un dispensador o una cafetera conocida atraviese los contenidos líquidos congelados, permitiendo así que la aguja acceda al espacio abierto por encima del contenido líquido congelado sin interferencia del contenido. Por lo tanto, ciertas realizaciones de los receptáculos divulgados en este documento tienen un tamaño y una forma que encajan en los sistemas de preparación de café de una sola ración conocidos que tienen profundidades de penetración de la aguja de salida conocidas. Debido a que estas dimensiones son conocidas, estas realizaciones tienen contenidos líquidos congelados que tienen un grado de concentración que permite que los contenidos estén en contacto sustancialmente con toda la capa del extremo del receptáculo mientras que la altura del contenido es menor que la profundidad de penetración de la aguja. De esta manera, las realizaciones de la invención se adaptan a los sistemas de preparación de café de una sola ración conocidos con base en las dimensiones y características conocidas de esos sistemas.
Como se mencionó anteriormente, ciertas realizaciones descritas en este documento incluyen un receptáculo con un contenido líquido congelado dispuesto dentro de la cavidad del receptáculo que está en contacto con la parte de abajo del receptáculo (la capa extrema). En estas realizaciones, una aguja de un dispensador o máquina de preparación perfora la parte de abajo del receptáculo y eleva el contenido líquido congelado al espacio que de otro modo estaría desocupado dentro del receptáculo. Para que el contenido líquido congelado sea desplazado por la aguja, el contenido líquido congelado debe tener suficiente dureza (a su temperatura cuando se coloca en el dispensador/cafetera) para evitar que la aguja se incruste en el contenido líquido congelado. Si la aguja se incrusta en el contenido líquido congelado, el contenido no se desplaza de la capa de abajo del receptáculo, y se bloquea el trayecto de flujo de salida para el producto final formado por la mezcla del contenido líquido congelado y el líquido entrante. De manera similar, si el contenido líquido congelado se dobla en el punto de impacto de la aguja, el contenido líquido congelado no se
liberará de las paredes internas de la cámara del receptáculo. Esto también resultará en el bloqueo del trayecto de flujo de salida. Por lo tanto, en ciertas realizaciones de la invención, el contenido líquido congelado es lo suficientemente duro que cuando se le aplica fuerza con una aguja dispensadora (por ejemplo, una aguja cilíndrica hueca de aproximadamente 2.5 mm de diámetro exterior con una sección puntiaguda diagonal de aproximadamente 4 mm de largo), el contenido líquido congelado se desaloja de la superficie interior del receptáculo en lugar de que la aguja se incruste en el contenido o el contenido se desvíe de la aguja sin desalojarse. Las dimensiones ilustrativas de la aguja proporcionadas anteriormente no son limitativas, ya que el contenido líquido congelado de estas realizaciones funciona con otras dimensiones de aguja, incluidas aquellas con agujeros más grandes o más pequeños, así como aquellas con secciones transversales no cilíndricas.
Se cree que los niveles de dureza de entre aproximadamente 1 y aproximadamente 6 en la escala de Mohs (entre aproximadamente -18°C y aproximadamente 0°C [0°F y aproximadamente 32°F]) proporcionan suficiente dureza para desalojarse de la superficie interna de los receptáculos descritos en este documento en lugar de experimentar los efectos indeseables expuestos anteriormente. Así, ciertas realizaciones de la invención tienen una dureza de entre aproximadamente 1 y 5 en la escala de Mohs entre aproximadamente -18°C y aproximadamente 0°C [0°F y aproximadamente 32°F]. Otras realizaciones de la invención tienen una dureza de entre aproximadamente 1 y 4 en la escala de Mohs entre aproximadamente -18°C y aproximadamente 0°C [0°F y aproximadamente 32°F]. Todavía otras realizaciones de la invención tienen una dureza de entre aproximadamente 1 y 3 en la escala de Mohs entre aproximadamente -18°C y aproximadamente 0°C [0°F y aproximadamente 32°F]. Realizaciones adicionales de la invención tienen una dureza de entre aproximadamente 1 y 2 en la escala de Mohs entre aproximadamente -18°C y aproximadamente 0°C [0°F y aproximadamente 32°F]. Ciertas realizaciones de la invención tienen una dureza de entre aproximadamente 0.5 y 1.5 en la escala de Mohs entre aproximadamente -18°C y aproximadamente 0°C [0°F y aproximadamente 32°F]. Otras realizaciones de la invención tienen una dureza de entre aproximadamente 1.5 y 2.5 en la escala de Mohs entre aproximadamente -18°C y aproximadamente 0°C [0°F y aproximadamente 32°F]. Aún otras realizaciones de la invención tienen una dureza de entre alrededor de 0.75 y 1.25 en la escala de Mohs entre alrededor de -18°C y alrededor de 0°C [0°F y alrededor de 32°F].
En ciertas realizaciones, los contenidos líquidos congelados tendrán una concentración tal (es decir, un % de TDS relativamente alto) que los contenidos no serán lo suficientemente duros para ser desplazados por un dispensador o una aguja de preparación. Más bien, la aguja se incrustará en el contenido, o el contenido se doblará alejándose de la aguja sin desalojarse de las paredes internas de la cámara del receptáculo. La figura 14A ilustra una vista transversal lateral de un receptáculo 1400 con una plataforma 1405 interior. La plataforma 1405 está ubicada entre una capa 1410 extrema del receptáculo 1400 y un contenido 1415 líquido congelado. En la figura 14A, la plataforma 1405 se muestra separada de la capa 1410 extrema y el contenido 1415 líquido congelado. En algunas realizaciones, la plataforma 1405 descansa sobre la capa 1410 extrema y está en contacto con ella, y el contenido 1415 líquido congelado está en contacto con la plataforma 1405 y, opcionalmente, con una porción de la capa 1410 extrema.
La figura 14B ilustra una vista transversal lateral del receptáculo 1400 con la plataforma 1405 interior desplazada lejos de la capa 1410 extrema y soportando el contenido 1415 líquido congelado desalojado. Como se muestra en la figura, la aguja 1420 dispensadora/de preparación perfora la capa 1410 extrema, pero no perfora la plataforma 1405. Más bien, la aguja 1420 hace contacto con la plataforma 1405 y desaloja el contenido líquido congelado de la superficie interior del receptáculo 1400. La plataforma 1405 está, opcionalmente, hecha del mismo material que el receptáculo 1400 para mantener la reciclabilidad del receptáculo (por ejemplo, aluminio). La plataforma 1405 se puede hacer más dura que la capa 1410 extrema mediante tratamientos de endurecimiento conocidos en la técnica, y/o la plataforma 1405 se puede hacer con un material más grueso que la capa 1410 extrema.
Las figuras 14A y 14B muestran la plataforma 1405 como un disco plano. Sin embargo, otras realizaciones incluyen las que se muestran en las figuras 14C y 14D. La figura 14C muestra una plataforma 1430 con una circunferencia 1435 festoneada, y la figura 14D muestra una plataforma 1440 festoneada con un tubo 1445 de desbordamiento. El tubo 1445 de desbordamiento forma un canal entre el espacio sobre un contenido líquido congelado dispuesto en la plataforma 1440 y el espacio creado debajo de la plataforma cuando la plataforma es levantada por la aguja dispensadora (por ejemplo, como en la aguja 1420 de la figura 14B). Más detalles que describen el tubo 1445 de desbordamiento siguen a continuación. Todavía otras realizaciones incluyen plataformas que son ligeramente cóncavas o convexas (en relación con la capa extrema), troncocónicas, onduladas, tienen circunvoluciones estampadas o poseen otros perfiles no planos. Tales realizaciones reducen la probabilidad de que la plataforma se adhiera a la capa extrema y/o reducen la probabilidad de actuar como una barrera para el flujo de líquido a través de una salida formada en la capa extrema. Las plataformas 1430 y 1440 pueden ser planas o poseer cualquier otro perfil no plano. Las plataformas 1430 y 1440 pueden tener bordes lisos o festoneados como se muestra en la figura.
La figura 15A muestra una realización de un receptáculo 1500 con un ángulo de inclinación compuesto. El receptáculo 1500 tiene un diámetro 1505 de brida de arriba de aproximadamente 5.08 cm [2.00 pulgadas], un diámetro 1510 de transición de abajo de aproximadamente 3.66 cm [1.44 pulgadas] y un diámetro 1515 de capa extrema de aproximadamente 3.20 cm [1.26 pulgadas]. El receptáculo 1500 tiene una altura 1520 de aproximadamente 4.37 cm [1.72 pulgadas]. El receptáculo 1500 tiene una pared lateral con un ángulo de inclinación compuesto con un punto 1525 de transición que se encuentra aproximadamente a 1.91 cm [0.75 pulgadas] de la capa (1530) extrema. Por encima del punto 1525 de transición, el ángulo 1535 de inclinación es de unos 2.5 grados, mientras que el ángulo de inclinación por debajo del punto 1540 de transición es de unos 8 grados. El mayor ángulo de inclinación en la porción
inferior de la pared lateral facilita la liberación del contenido líquido congelado que descansa sobre la capa extrema del receptáculo. Mientras tanto, el ángulo de inclinación inferior de la sección superior ayuda a asegurar el receptáculo en un receptor de un dispensador y/o una cafetera de una sola ración conocida.
La figura 15B muestra el detalle A del receptáculo 1500 de la figura 15A. Esta figura ilustra una parte del labio 1545 enrollado de la brida del receptáculo, así como una muesca 1550 que se asienta debajo de la parte más alta del labio 1545 enrollado. Ciertos materiales, por ejemplo, aluminio, retendrá un borde afilado cuando se mecanice o se estampe. Dicho borde puede presentar un peligro para la seguridad de los usuarios de receptáculos que tengan dicho borde. El labio 1545 enrollado mete el borde de la brida debajo del cuerpo de la brida, protegiendo así al usuario de cualquier borde afilado restante. Mientras tanto, la muesca 1550 permite montar una tapa en el cuerpo de la brida y mantener la superficie de arriba de la tapa por debajo de la parte más alta del labio 1545 enrollado. Los tamaños específicos establecidos anteriormente para el receptáculo 1500 se pueden variar mientras se mantiene el ángulo de inclinación compuesto y permanecen dentro del alcance de la invención.
La figura 16 ilustra una vista transversal lateral de un receptáculo 1600 con una plataforma 1605 que tiene un tubo 1610 de desbordamiento. Aunque la plataforma 1605 se muestra como un disco plano, puede tener cualquiera de las formas descritas en este documento. El receptáculo tiene un diámetro 1615 de brida de aproximadamente 5.08 [2.00 pulgadas] y una altura 1620 de aproximadamente 4.37 cm [1.72 pulgadas]. El receptáculo 1600 tiene una pared lateral con un ángulo de inclinación compuesto con un punto 1625 de transición que se encuentra aproximadamente a 1.91 cm [0.75 pulgadas] de la capa (1630) extrema. Por encima del punto 1625 de transición, el ángulo 1635 de inclinación es de unos 2.5 grados, mientras que el ángulo de inclinación por debajo del punto 1640 de transición es de unos 15 grados. La capa extrema del receptáculo 1600 tiene una porción 1645 escalonada que acomoda la plataforma 1605 con poco o ningún espacio entre la circunferencia exterior de la plataforma 1605 y el paso. En la realización ilustrada, el diámetro de la plataforma 1650 y la característica escalonada es de aproximadamente 2.95 cm [1.16 pulgadas]. El ajuste estrecho entre la plataforma 1605 y la porción 1645 escalonada reduce o evita que el contenido líquido se asiente entre la plataforma 1605 y la capa 1675 extrema antes de que se congele el contenido, lo que de otro modo aumentaría la cantidad de fuerza necesaria para desalojar el contenido líquido congelado de la superficie interna del receptáculo 1600 y permitir que el contenido congelado fluya hacia la parte de abajo del tubo 1610 de desbordamiento bloqueando el flujo previsto durante el ciclo de fundición/dispensación.
En la figura 16, la plataforma 1605 y el tubo 1610 de desbordamiento se muestran entrecruzados para distinguir la plataforma y el tubo de desbordamiento de la capa extrema (de abajo) 1675 del receptáculo 1600. El tubo 1610 de desbordamiento está dispuesto dentro de un punto a aproximadamente 1.27 cm [0.50 pulgadas] de la línea (1655) central del receptáculo. Este punto es un punto de entrada común para una aguja de salida de cafeteras de una sola ración conocidas. Así, cuando la aguja de salida penetra en la capa extrema del receptáculo, la aguja elevará la plataforma 1605 y el contenido líquido congelado (no mostrado) de una manera similar a la descrita para la realización en la figura 14B en lugar de que la aguja entre en el canal del tubo 1610 de desbordamiento. La parte de arriba del tubo 1660 de desbordamiento está por encima de una línea 1665 de llenado nominal para contenido líquido congelado a aproximadamente 1.27 cm [0.50 pulgadas] de la superficie de arriba de la plataforma (1670). Los tamaños específicos establecidos anteriormente para el receptáculo 1600 se pueden variar mientras se mantiene el ángulo de inclinación compuesto y permanecen dentro del alcance de la invención.
La figura 17 muestra un receptáculo 1700 con una plataforma 1705 y un tubo 1710 de desbordamiento; un contenido 1715 líquido congelado descansa sobre la superficie de arriba de la plataforma 1705. Esta figura muestra una aguja 1720 de un dispensador o una cafetera de una sola ración conocida que ha penetrado en una capa 1725 extrema del receptáculo 1700 y ha elevado la plataforma y el contenido líquido congelado. El tubo 1710 de desbordamiento proporciona un trayecto de flujo alternativo para el líquido inyectado en el receptáculo 1700 (por ejemplo, por una aguja de entrada que perfora una tapa de arriba (no mostrada)) en el caso de que el trayecto de flujo alrededor del contenido líquido congelado se bloquee o sea insuficiente para el flujo de líquido entrante. En lugar de que el exceso de líquido se acumule dentro del receptáculo y se desborde fuera de la cámara de mezcla del receptáculo 1700, cuando el nivel de líquido alcanza la entrada 1730 de arriba del tubo 1710 de desbordamiento, el líquido se canaliza al espacio debajo de la plataforma 1705 para que pueda salir por la aguja 1720. Durante este proceso, también se debe evitar que el agua que se introduce en el receptáculo a través de una aguja que atraviesa la tapa pase directamente al tubo de desbordamiento, anulando así su propósito de fundir y diluir el contenido congelado. En ciertas realizaciones, una geometría de aguja similar a la que se muestra en la figura 10C o 10D sería eficaz para dirigir el agua entrante lejos del tubo 1610 de desbordamiento y constructivamente hacia las paredes laterales del receptáculo.
Cualquiera de las realizaciones de receptáculo divulgadas en este documento puede, opcionalmente, poseer un recubrimiento en la superficie interna de la cámara de mezcla formada por el receptáculo para facilitar la liberación del contenido líquido congelado de la superficie interna. Las consideraciones para la selección del recubrimiento incluyen que el recubrimiento debe ser apto para alimentos y no exhibir niveles inaceptables de lixiviación química en el contenido líquido congelado durante el almacenamiento o en el producto durante el proceso de fundición y/o dilución. Del mismo modo, no debe absorber compuestos de sabor y aroma deseables ni aceites de los contenidos congelados, especialmente durante las operaciones de llenado y dispensación cuando los contenidos están en forma líquida. Otros factores incluyen que el recubrimiento debe tener un coeficiente favorable de fricción estática, medida de porosidad y medida de rugosidad de la superficie para reducir la fuerza requerida para liberar el contenido líquido congelado del receptáculo en relación con una superficie no recubierta. El recubrimiento debe mantener las características deseables
antes mencionadas en el rango de temperatura al que estará expuesto el receptáculo (por ejemplo, aproximadamente -28.9°C a aproximadamente 100°C [-20°F a aproximadamente 212°F]). En algunas realizaciones, el coeficiente de fricción estática del recubrimiento está en un rango entre 0.05 y 0.7. En otras realizaciones, el coeficiente de fricción estática del recubrimiento está en un rango entre 0.3 y 0.4. En otras realizaciones, el coeficiente de fricción estática del recubrimiento está en un rango entre 0.1 y 0.2. En otras realizaciones, el coeficiente de fricción estática del recubrimiento está en un rango entre 0.05 y 0.1. En otras realizaciones, el coeficiente de fricción estática del recubrimiento está en un rango entre 0.08 y 0.3. En otras realizaciones, el coeficiente de fricción estática del recubrimiento está en un rango entre 0.07 y 0.4. En otras realizaciones, el coeficiente de fricción estática del recubrimiento está en un rango entre 0.1 y 0.7. En algunas realizaciones, el recubrimiento incluye uno o más de polipropileno, polietileno de ultra alto peso molecular, politetrafluoroetileno, etileno propileno fluorado, polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad y/o mezclas y/o copolímeros de estos materiales, por ejemplo, mezcla de polipropileno/polietileno.
En una realización de la invención, un receptáculo que tiene una cualquiera de las geometrías divulgadas en este documento contiene un contenido líquido congelado que tiene un tamaño que permite un espacio de al menos 5 mm entre el contenido líquido congelado y la capa extrema (de abajo) del receptáculo mientras mantiene al menos 5 mm de espacio entre el contenido líquido congelado y la capa de cubierta (parte de arriba) del receptáculo cuando el contenido se desplaza de la capa extrema. En esta realización, el contenido líquido congelado se dimensiona aún más para proporcionar un producto de bebida final a una temperatura entre aproximadamente 60°C y 87.8°C [140°F y 190°F] cuando el contenido (a -9.44°C [15°F] F]) se combinan con 227g [8 onzas] de agua a 90.56°C [195°F]. Además, en esta realización, el contenido líquido congelado tiene un nivel de concentración para producir una bebida de café que tiene una concentración de producto final de entre 1.15 TDS y 135 TDS cuando se combina con 227g [8 onzas] de agua. Aún más en esta realización, el contenido líquido congelado (a una temperatura entre -17.8°C y 0°C [0°F y 32°F]) tiene un nivel de dureza tal que la fuerza de un dispensador y/o una aguja de cafetera de una sola ración conocida (por ejemplo, una aguja hueca de unos 2.5 mm de diámetro exterior con una sección puntiaguda diagonal de unos 4 mm de largo) que entra en contacto con el contenido lo desaloja de la superficie interior del receptáculo en lugar de incrustarse en el contenido o desplazar solo una porción del contenido fuera de la superficie del receptáculo. En otras realizaciones, el espacio entre el contenido líquido congelado y la parte de arriba y de abajo del receptáculo es de al menos 7 mm. En aún otras realizaciones, el contenido líquido congelado tiene un nivel de concentración para producir una bebida de café que tiene una concentración de producto final de aproximadamente 1.25 TDS cuando se combina con 227g [8 onzas] de agua.
Además de la geometría del receptáculo ilustrada en la figura 16, las realizaciones de la invención incluyen receptáculos cilíndricos cónicos que tienen un perfil similar al del receptáculo 1800 que se muestra en la figura 18 y con alturas que están en un rango entre 4.19 cm [1.65 pulgadas] y 4.57 cm [1.80 pulgadas], diámetros interiores de arriba (ID de arriba) que están en un rango entre 4.19 cm [1.65 pulgadas] y 5.08 cm [2.00 pulgadas], ángulos de inclinación que están en un rango entre 4 y 6 grados y diámetros interiores de abajo (ID de abajo) que están en un rango entre 3.30 cm [1.30 pulgadas] a 4.45 cm [1.75 pulgadas] (manteniendo el ángulo de inclinación dentro del rango indicado). En ciertas realizaciones, la altura está en un rango entre 4.32 cm [1.70 pulgadas] a 4.45 cm [1.75 pulgadas], el ID de arriba está en un rango entre 4.32 cm [1.70 pulgadas] a 4.95 cm [1.95 pulgadas], el ángulo de inclinación está en un rango entre 4 a 6 grados, y el ID de abajo está en un rango entre 3.43 cm [1.35 pulgadas] y 4.32 cm [1.70 pulgadas] (manteniendo el ángulo de inclinación dentro del rango mencionado). En otras realizaciones, la altura está en un rango entre 4.19 cm [1.65 pulgadas] y 4.57 cm [1.80 pulgadas], el ID de arriba está en un rango entre 4.45 cm [1.75 pulgadas] y 4.83 cm [1.90 pulgadas], el ángulo de inclinación está en un rango entre 4 y 6 grados, y el ID de abajo está en un rango entre 3.57 cm [1.40 pulgadas] y 4.19 cm [1.65 pulgadas] (manteniendo el ángulo de inclinación dentro del rango mencionado). En aún otras realizaciones, la altura está en un rango entre 4.19 cm [1.65 pulgadas] y 4.57 cm [1.80 pulgadas], el ID de arriba está en un rango entre 4.57 cm [1.80 pulgadas] y 4.83 cm [1.90 pulgadas], el ángulo de inclinación está en un rango entre 4 y 6 grados, y el ID de abajo está en un rango entre 3.68 cm [1.45 pulgadas] y 4.06 cm [1.60 pulgadas] (manteniendo el ángulo de inclinación dentro del rango mencionado). En una realización, la altura es de aproximadamente 4.37 cm [1.72 pulgadas], el ID de arriba es de aproximadamente 4.57 cm [1.80 pulgadas], el ángulo de inclinación es de aproximadamente 5 grados y el ID de abajo es de aproximadamente 3.68 cm [1.45 pulgadas]. Otros rangos de estos parámetros están dentro del alcance de la invención.
Los siguientes ejemplos no limitantes se proporcionan únicamente con fines ilustrativos. Otros tamaños de receptáculos y otros contenidos líquidos congelados permanecen dentro del alcance de la invención.
Ejemplo 1 - Bebida de café
En una realización de la invención, un receptáculo de mezcla de una sola cámara sin filtro contiene un contenido líquido congelado. El receptáculo tiene un perfil similar al que se muestra en la figura 18 y tiene una altura de unos 4.37 cm [1.72 pulgadas], un ID de arriba de unos 4.57 cm [1.80 pulgadas], un ángulo de inclinación de unos 5 grados y un ID de abajo de unos 3.68 cm [1.45 pulgadas]. El receptáculo está sellado en la parte de arriba con una capa perforable y la capa extrema es perforable (por ejemplo, por una aguja dispensadora/cafetera, tal como, entre otras, las agujas descritas anteriormente). El contenido líquido congelado es un extracto de café concentrado que está en contacto sustancialmente con toda la capa extrema y una porción de las paredes laterales.
Para producir un producto de bebida de café final que tenga un TDS de entre 1.15% y aproximadamente 1.35% TDS (con un objetivo opcional de 1.25% TDS), el contenido líquido congelado, a - 9.44°C [15°F], es fundido y diluido con 227g [ocho onzas] de agua a 90.56°C [195°F]. La tabla 1 muestra varias implementaciones alternativas del contenido líquido congelado de esta realización, así como el impacto sobre diversos parámetros de variar la cantidad de contenido líquido congelado y el grado de concentración del contenido.
Tabla 1.
Como se muestra en la tabla 1, para mantener la temperatura de la bebida de café por encima de 60°C [140°F] (por ejemplo, para acomodar la adición de leche o crema mientras se mantiene la temperatura de la bebida por encima de 49°C [120°F]), el peso del contenido líquido congelado es de aproximadamente 4.3g [0.15 onzas] y aproximadamente 34g [1.2 onzas] a un grado de concentración de entre alrededor del 60% de TDS y alrededor del 8% de TDS (cuando los contenidos más pequeños requieren una concentración más alta). Cuando se incluye en el receptáculo, la longitud del espacio vacío por encima del contenido líquido congelado y por debajo de la capa de arriba (es decir, el espacio de cabeza) es de aproximadamente 10 mm y aproximadamente 26 mm [0.6 y aproximadamente 1.6 pulgadas], lo que produce un volumen de espacio vacío de entre alrededor del 41% y alrededor del 91%.
Los solicitantes han descubierto que mantener una altura del contenido líquido congelado de aproximadamente 1.27 cm [0.5 pulgadas] o menos desde la capa extrema del receptáculo aumenta la facilidad de liberación del contenido desde la capa extrema. Así, el contenido puede restringirse aún más a una altura de entre aproximadamente 1.27 cm [0.5 pulgadas] y aproximadamente 0.25 cm [0.1 pulgadas], teniendo así un grado de concentración correspondiente de entre aproximadamente el 60% y aproximadamente el 20% de TDS. Si lo hace, aumenta el espacio de cabeza y el volumen vacío en relación con el ejemplo anterior, lo que se espera que mejore la fundición y la mezcla dada la mayor proporción de agua en la cámara de mezcla en relación con el contenido líquido congelado.
Se puede desear limitar el rango de grado de concentración del contenido líquido congelado a no más del 35% de TDS. Por ejemplo, para conservar energía, ya que la creación de contenidos líquidos relativamente congelados con grados de concentración más altos consume más energía para producir que aquellos con grados de concentración relativamente inferiores y puede requerir un procesamiento secundario, tal como la remoción de agua por ósmosis inversa durante el proceso de extracción. En tal caso, el contenido líquido congelado posee un peso de alrededor de 8.5 a alrededor de 14g [0.30 a alrededor de 0.5 onzas], dejando un espacio de cabeza de entre alrededor de 3.05 cm y alrededor de 3.68 cm [1.2 y alrededor de 1.45 pulgadas] con un volumen vacío de alrededor del 73% a alrededor del 85%.
Ejemplo 2 - bebida espresso
En otra realización de la invención, un receptáculo de mezcla de una sola cámara sin filtro contiene un contenido líquido congelado. El receptáculo tiene un perfil y dimensiones iguales a las descritas en el ejemplo 1. En este ejemplo, el contenido líquido congelado también es un extracto de café concentrado que está en contacto sustancialmente con toda la capa extrema y una porción de las paredes laterales.
Para producir un producto de bebida espresso final que tenga un TDS de entre aproximadamente 9.15% y aproximadamente 9.35% TDS (con un objetivo opcional de aproximadamente 9.25% TDS), el contenido líquido congelado, a -9.4°C [15°F], se funde y se diluye con suficiente agua a 91°C [195°F] para producir un volumen dispensado de 113g [cuatro onzas] (a veces descrito como un espresso doble). La tabla 2 muestra varias implementaciones alternativas del contenido líquido congelado de esta realización, así como el impacto sobre diversos parámetros de variar la cantidad de contenido líquido congelado y el grado de concentración del contenido.
Tabla 2.
Se pueden obtener resultados similares utilizando otros diseños de receptáculos divulgados en este documento con las diversas implementaciones de los contenidos líquidos congelados expuestos en las tablas 1 y 2 y como se describió en las descripciones adjuntas anteriores. Por lo tanto, el alcance de la invención no se limita al uso de las implementaciones específicas de contenido líquido congelado en los receptáculos con el perfil como se muestra en la figura 18.
Como se comenta a lo largo de la descripción, las realizaciones de la invención proporcionan muchos beneficios. Por ejemplo, debido a que los receptáculos son depósitos de mezcla de una sola cámara, los receptáculos no retienen material de filtro, café molido gastado, hojas de té usadas u otros materiales que impidan que los receptáculos se reciclen fácilmente como un flujo único. Además, al proporcionar un contenido líquido congelado creado por un proceso de extracción, los subproductos, tal como el café molido, se mantienen en una instalación central, que puede reciclarse o reutilizarse más fácilmente (tal como una fuente de energía de biomasa y/o nutrientes sostenibles del suelo.) Aún más, una variedad mucho mayor de productos finales puede soportarse mediante el uso de contenidos líquidos congelados, como se describió con más detalle anteriormente.
Los aspectos de las técnicas y sistemas relacionados con la producción de un alimento o una bebida a una temperatura deseada y un volumen deseado y de forma automatizada, como se divulga en este documento, pueden implementarse como un producto de programa informático para usar con un sistema informático o un dispositivo electrónico informático. Dichas implementaciones pueden incluir una serie de instrucciones informáticas, o lógica, fijadas en un medio tangible/no transitorio, tal como un medio legible por ordenador (por ejemplo, un disquete, CD-ROM, ROM, memoria flash u otra memoria o disco fijo) o transmisible a un sistema informático o un dispositivo, a través de un módem u otro dispositivo de interfaz, tal como un adaptador de comunicaciones conectado a una red a través de un medio.
El medio puede ser un medio tangible (por ejemplo, líneas de comunicaciones ópticas o analógicas) o un medio implementado con técnicas inalámbricas (por ejemplo, Wi-Fi, celular, microondas, infrarrojos u otras técnicas de transmisión). La serie de instrucciones informáticas incorpora al menos parte de la funcionalidad descrita en este documento con respecto al sistema. Los expertos en la técnica deberían apreciar que tales instrucciones informáticas pueden escribirse en un número de lenguajes de programación para su uso con muchas arquitecturas informáticas o sistemas operativos.
Dichas instrucciones pueden almacenarse en cualquier dispositivo de memoria tangible, tales como semiconductores, magnéticos, ópticos u otros dispositivos de memoria, y pueden transmitirse utilizando cualquier tecnología de comunicación, tal como óptica, infrarroja, microondas u otras tecnologías de transmisión.
Se espera que un producto de programa informático de este tipo pueda distribuirse como un medio removible con la documentación impresa o electrónica que lo acompaña (por ejemplo, software empaquetado), precargado con un sistema informático (por ejemplo, en la ROM del sistema o en un disco fijo) o distribuido desde un servidor o tablero de anuncios electrónico a través de la red (por ejemplo, internet o red mundial). Por supuesto, algunas realizaciones de la invención pueden implementarse como una combinación de software (por ejemplo, un producto de programa
informático) y hardware. Aún otras realizaciones de la invención se implementan completamente como hardware o como software (por ejemplo, un producto de programa informático).
Claims (15)
1. Un receptáculo que comprende:
una pared lateral que comprende una porción cónica que aumenta de dimensión desde un primer extremo del receptáculo hasta un segundo extremo del receptáculo;
una capa extrema dispuesta en el primer extremo del receptáculo, en donde la capa extrema está definida por una lámina sin aberturas, en donde la pared lateral y la capa extrema definen una cavidad del receptáculo, y en donde el segundo extremo del receptáculo define una abertura;
un contenido de líquido sólido congelado dispuesto en la cavidad del receptáculo; y
un cierre perforable formado sobre la abertura del receptáculo que sella el receptáculo, en donde:
el contenido de líquido sólido congelado, al menos una porción de la pared lateral y al menos una porción del cierre perforable definen un espacio vacío en el receptáculo que carece de contenido de líquido sólido congelado;
el receptáculo está configurado para insertarse en un aparato dispensador;
la capa extrema del receptáculo es perforable por una aguja dispuesta dentro del aparato dispensador;
el contenido de líquido sólido congelado tiene una primera posición y una segunda posición dentro de la cavidad, en donde, en la primera posición, el contenido de líquido sólido congelado se ajusta sustancialmente a toda la capa extrema del receptáculo, y en donde, en la segunda posición, el contenido de líquido sólido congelado se desplaza lejos de la capa extrema del receptáculo y hacia el espacio vacío, y en donde además, en la segunda posición, al menos una porción del espacio vacío permanece desocupada por el contenido líquido congelado sólido.
2. El receptáculo de la reivindicación 1, en donde el receptáculo comprende un material impermeable a los gases configurado para conservar la frescura y el aroma del contenido de líquido sólido congelado.
3. El receptáculo de la reivindicación 1, en donde el receptáculo y el cierre comprenden cada uno un material reciclable de manera que el receptáculo y el cierre pueden reciclarse.
4. El receptáculo de la reivindicación 1, en donde el contenido de líquido sólido congelado incluye al menos uno de un extracto de café congelado;
un extracto de té congelado;
un concentrado de limonada congelado;
un concentrado de vegetales congelados;
un caldo congelado;
un producto lácteo líquido congelado;
un producto congelado a base de alcohol;
una sopa concentrada congelada;
un jarabe congelado;
un concentrado de fruta congelado;
un agua vitaminada; y
una mezcla nutracéutica.
5. El receptáculo de la reivindicación 1, en donde el receptáculo está configurado de tal manera que el receptáculo: se puede perforar antes de insertar el receptáculo en el aparato;
se puede perforar mientras el receptáculo está presente en el aparato;
o ambos.
6. El receptáculo de la reivindicación 1, en donde el receptáculo no tiene filtro.
7. El receptáculo de la reivindicación 1, en donde el contenido de líquido sólido congelado y el receptáculo se proporcionan en una disposición de porciones controladas, opcionalmente en donde la disposición de porciones controladas comprende:
un formato de tamaño de una sola ración; o
un formato del tamaño de una ración por lote para producir múltiples raciones a partir de una sola o una pluralidad de inyecciones de líquido.
8. El receptáculo de la reivindicación 1, en donde la capa extrema comprende una cúpula biestable o una cúpula deformable una sola vez, y en donde la cúpula tiene una forma parcialmente esférica; opcionalmente, en donde la cúpula tiene una primera orientación estable que se extiende alejándose de la cavidad cuando el contenido de líquido sólido congelado está en la primera posición dentro de la cavidad y la cúpula tiene una segunda orientación estable que se extiende hacia el interior de la cavidad cuando el contenido de líquido sólido congelado está en la segunda posición dentro de la cavidad.
9. El receptáculo de la reivindicación 1, en donde:
el contenido de líquido sólido congelado, cuando está en la primera posición, se ajusta sustancialmente a toda la porción cónica de la pared lateral debajo del espacio vacío y la capa extrema del receptáculo; y
el contenido de líquido sólido congelado está dimensionado para ser desplazado hacia el espacio vacío por la aguja, cuando está en la segunda posición, para crear un espacio libre que rodea el contenido de líquido sólido congelado, creando un trayecto de flujo desde el segundo extremo de la cavidad, alrededor del contenido de líquido sólido congelado, y al primer extremo de la cavidad.
10. El receptáculo de la reivindicación 1, en donde el receptáculo, incluyendo la porción cónica de la pared lateral, el cierre formado sobre la abertura del receptáculo y la capa extrema del receptáculo, forman un receptáculo impermeable al gas; opcionalmente en donde una porción de la pared lateral en el segundo extremo del receptáculo y el cierre se unen mediante al menos uno de termosellado, prensado, pegado y/o soldadura sónica.
11. El receptáculo de la reivindicación 1, que comprende además un recubrimiento dentro de la cavidad al menos en una porción de la porción cónica de la pared lateral y la capa extrema, el recubrimiento reduce la adhesión del contenido de líquido sólido congelado al receptáculo en relación con una pared lateral sin recubrir.
12. El receptáculo de la reivindicación 1, en donde el contenido de líquido sólido congelado incluye al menos uno de un extracto líquido congelado y un concentrado de líquido congelado, opcionalmente en donde el contenido de líquido sólido congelado incluye nutrientes.
13. El receptáculo de la reivindicación 1, en donde el espacio vacío tiene el tamaño suficiente para que cuando el receptáculo se coloque en el aparato dispensador, el cierre pueda perforarse mediante una segunda aguja dispuesta dentro del aparato dispensador y el contenido de líquido sólido congelado pueda ser desplazado hacia el espacio vacío, a la segunda posición, por la aguja que perfora la capa extrema.
14. El receptáculo de la reivindicación 1, en donde la abertura definida por el segundo extremo es una abertura con brida.
15. El receptáculo de la reivindicación 1, en donde el espacio vacío incluye al menos uno de un gas inerte y un gas de reactividad reducida en lugar de aire atmosférico; opcionalmente en donde
el receptáculo no tiene filtro; y/o
la pared lateral, la capa extrema y el cierre perforable definen una sola cámara; y/o
el receptáculo es de aluminio.
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