IT202000025018A1 - Dispositivo e metodo per riempire con un prodotto alimentare in polvere una capsula per la preparazione di bevande - Google Patents
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Description
Descrizione di invenzione industriale
Dispositivo e metodo per riempire con un prodotto alimentare in polvere una capsula per la preparazione di bevande
[0001] La presente invenzione riguarda un dispositivo e un metodo per riempire con un prodotto alimentare, in particolare un prodotto alimentare in polvere, una capsula per la preparazione di bevande.
[0002] ? noto dallo stato della tecnica che, per garantire l?integrit? nel tempo del prodotto con il quale viene riempita la capsula, occorre rimuovere l?aria dall?interno della capsula e sostituirla con un gas inerte, tipicamente azoto.
[0003] La sostituzione dell?aria con un gas inerte serve a evitare che, dopo la sigillatura della capsula, il prodotto al suo interno possa subire fenomeni di ossidazione e fermentazione che possono compromettere la qualit? del prodotto e causare un aumento di pressione all?interno della capsula, a causa di gas generati dai fenomeni di fermentazione, con il rischio di compromettere l?integrit? strutturale della capsula.
[0004] I sistemi di riempimento noti dallo stato della tecnica prevedono di insufflare azoto all?interno della capsula durante l?introduzione del prodotto alimentare in polvere. Inoltre, il riempimento della capsula pu? essere effettuato in un ambiente, per esempio un tunnel, con atmosfera di azoto.
[0005] I metodi di riempimento noti dallo stato della tecnica non riescono a rimuovere tutta l?aria dalla capsula durante il suo riempimento, in quanto una parte dell?aria inizialmente presente nella capsula rimane intrappolata all?interno del prodotto alimentare in polvere. Inoltre, se il riempimento della capsula viene effettuato in un tunnel nel quale viene mantenuta un?atmosfera di azoto, il costo dell?apparato di riempimento risulta molto elevato.
[0006] Uno scopo della presente invenzione ? di fornire un dispositivo e un metodo per il riempimento di capsule per la preparazione di bevande con un prodotto alimentare in polvere, che consentano di eliminare pressoch? totalmente l?aria inizialmente contenuta all?interno della capsula, in modo da impedire che, dopo la sigillatura delle capsule, possano verificarsi al loro interno fenomeni di ossidazione e fermentazione del prodotto alimentare in polvere in esse contenuto.
[0007] Un altro scopo della presente invenzione ? di realizzare un dispositivo per il riempimento di capsule per la preparazione di bevande con un prodotto alimentare in polvere, che sia economico da realizzare.
[0008] Gli scopi dell?invenzione sono raggiunti con un dispositivo per il riempimento di capsule per la preparazione di bevande con un prodotto alimentare in polvere secondo la rivendicazione 1 e con un metodo per il riempimento di capsule per la preparazione di bevande con un prodotto alimentare in polvere secondo la rivendicazione 9.
[0009] Grazie all?invenzione ? possibile eliminare pressoch? totalmente l?aria presente all?interno di una capsula per la preparazione di bevande, in modo che non si mescoli al prodotto alimentare in polvere, cos? da impedire il verificarsi di fenomeni di ossidazione e fermentazione del prodotto alimentare in polvere, dopo la sigillatura della capsula, e mantenere sostanzialmente inalterate nel tempo le propriet? organolettiche del prodotto alimentare in polvere con il quale ? stata riempita la capsula.
[0010] Ulteriori vantaggi e caratteristiche dell?invenzione risulteranno dalla descrizione che segue, fatta a puro titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui:
la Figura 1 ? una vista in elevazione, parzialmente sezionata di un primo esempio di realizzazione di un dispositivo secondo l?invenzione;
la Figura 2 ? un particolare ingrandito del dispositivo di Figura 1, in una prima posizione operativa;
la Figura 3 ? il particolare della Figura 2, in una seconda posizione operativa;
la Figura 4 ? una vista in elevazione, parzialmente sezionata di un ulteriore esempio di realizzazione di un dispositivo secondo l?invenzione;
la Figura 5 ? un particolare ingrandito del dispositivo di Figura 2, in una prima posizione operativa;
la Figura 6 ? il particolare della Figura 5, in una seconda posizione operativa;
la Figura 7 ? il particolare della Figura 5, in una terza posizione operativa.
[0011] Nella figura 1 ? illustrato un primo esempio di realizzazione di un dispositivo 1 secondo l?invenzione, che viene utilizzato in una stazione di riempimento di capsule 2 (non raffigurata) nella quale ? generalmente presente una pluralit? di dispositivi 1.
[0012] Le capsule 2 vuote, da riempire, sono trasportate nella stazione di riempimento da un sistema di trasporto di tipo noto, per esempio un sistema di trasporto magnetico come quello descritto nella domanda di brevetto WO2020/183430 a nome della stessa richiedente.
[0013] All?interno di ciascuna capsula 2 ? definita una cavit? 22 aperta, comunicante con un ambiente esterno alla capsula 2 attraverso un?apertura 6 circondata da una flangia 7, detta cavit? 22 essendo destinata a ricevere un prodotto alimentare in polvere per la preparazione di una bevanda, per esempio caff? in polvere.
[0014] Ciascun dispositivo 1 comprende un serbatoio 3, per esempio una tramoggia, nella quale ? contenuto un prodotto alimentare in polvere con il quale devono essere riempite le cavit? 22 delle capsule 2; un meccanismo di alimentazione 4, per esempio un alimentatore a coclea, azionato da un motore 15, con il quale il prodotto alimentare in polvere viene prelevato dal serbatoio 3 e introdotto nelle cavit? 22 delle capsule 2 e un anello di chiusura 5 destinato a chiudere l?apertura 6 della cavit? 22 di una capsula 2, durante il riempimento della capsula 2 con il prodotto alimentare in polvere.
[0015] L?anello di chiusura 5 ? inserito in una sede anulare 16, ricavata in una parte terminale inferiore 19 di una camicia 17 dell?alimentatore a coclea 4, che termina con una bocca di erogazione 18, attraverso la quale il prodotto alimentare in polvere viene introdotto nella cavit? 22 di una capsula 2.
[0016] L?anello di chiusura 5 presenta una prima parte 8, che ha un primo diametro esterno D1 maggiore di un diametro D dell?apertura 6, per esempio circa uguale a un diametro esterno della flangia 7 di una capsula 2, e una seconda parte 20, posta sotto la prima parte 8, che ha un secondo diametro esterno D2<D1, scelto in modo da consentire a detta parte inferiore 20 di inserirsi con gioco nell?apertura 6 della cavit? 22 della capsula 2 per chiudere l?apertura 6 durante il riempimento della cavit? 22.
[0017] Tra l?anello di chiusura 5 e la parte terminale inferiore 19 della camicia 17 ? definita una camera anulare 9 che comunica con un condotto 10, che attraversa l?intero spessore dell?anello di chiusura 5, attraverso il quale un gas inerte, per esempio azoto, pu? essere alimentato nella camera anulare 9 per essere poi immesso all?interno della cavit? 22.
[0018] Ciascuna capsula 2 giunge nella stazione di riempimento inserita in un elemento di supporto 11, montato su un rispettivo elemento di trasporto (non raffigurato), per esempio un elemento di trasporto del tipo illustrato in WO2020/183430, al quale si rimanda per una descrizione dell?elemento di trasporto.
[0019] L?elemento di supporto 11 comprende una parte fissa 12 e una parte mobile 13, nella quale ? ricavata una sede 14 nella quale pu? essere inserita una capsula 2. La parte mobile 13 pu? essere spostata, in una direzione di un?asse A del dispositivo 1, tra una posizione di riposo, mostrata nelle Figure 2, 5 e 6, e una posizione operativa, mostrata nelle Figure 3 e 7.
[0020] Nelle Figure da 4 a 7 ? illustrato un ulteriore esempio di realizzazione di un dispositivo 1a secondo l?invenzione.
[0021] Analogamente al dispositivo 1 illustrato nelle Figure da 1 a 3, il dispositivo 1a, comprende un serbatoio 3, per esempio una tramoggia, nella quale ? contenuto un prodotto alimentare in polvere con il quale devono essere riempite le cavit? 22 delle capsule 2; un alimentatore a coclea 4, azionato da un motore 15, con il quale il prodotto alimentare in polvere viene prelevato dal serbatoio 3 e introdotto nelle cavit? 22 delle capsule 2 e un anello di chiusura 5a destinato a chiudere l?apertura 6 della cavit? 22 di una capsula 2, durante il riempimento della cavit? 22 con il prodotto alimentare in polvere.
[0022] L?anello di chiusura 5a ? inserito in una sede anulare 16, ricavata in una parte terminale inferiore 19 di una camicia 17 dell?alimentatore a coclea 4, che termina con una bocca di erogazione 18, attraverso la quale il prodotto alimentare in polvere viene introdotto nella cavit? 22 di una capsula 2.
[0023] L?anello di chiusura 5a presenta una prima parte 8a, che ha un primo diametro esterno D1 maggiore di un diametro D dell?apertura 6, per esempio circa uguale a un diametro esterno della flangia 7 di una capsula 2 e una seconda parte 20a, posta sotto la prima parte 8a, che ha un secondo diametro esterno D2<D1, scelto in modo da consentire a detta parte inferiore 20a di inserirsi nell?apertura 6 della cavit? 22 di una capsula 2.
[0024] L?anello di chiusura 5a, a differenza dell?anello di chiusura 5, che ? fisso, pu? scorrere nella sede anulare 16 tra una prima posizione, illustrata nella Figura 5, nella quale un?estremit? inferiore 21a dell?anello di chiusura 5a ? allineata con la bocca di erogazione 18 dell?alimentatore a coclea 4 e una seconda posizione, illustrata nella Figura 6, nella quale detta estremit? inferiore 21a sporge verso il basso rispetto a detta bocca di erogazione 18. Lo scorrimento dell?anello di chiusura 5a viene effettuato tramite un elemento attuatore, non raffigurato.
[0025] Tra l?anello di chiusura 5a e la parte terminale inferiore 19 della camicia 17 ? definita una camera anulare 9a che comunica con un condotto 10a, che attraversa l?intero spessore dell?anello di chiusura 5a, attraverso il quale un gas inerte, per esempio azoto, pu? essere alimentato nella camera anulare 9a per essere poi immesso all?interno della cavit? 22.
[0026] Viene ora descritto, qui di seguito, il funzionamento di un dispositivo 1 secondo il primo esempio di realizzazione dell?invenzione, con riferimento alle Figure da 1 a 3.
[0027] Quando una capsula 2 giunge nella stazione di riempimento, la capsula 2 viene posizionata in modo che l?apertura 6 della cavit? 22 si trovi allineata con la bocca dell?alimentatore a coclea 4. La parte mobile 13 dell?elemento di supporto 11 si trova nella sua pozione di riposo. Tra la bocca di erogazione 18 dell?alimentatore a coclea 4 e l?apertura 6 della cavit? 22 esiste una distanza prestabilita D3, per esempio di alcuni millimetri.
[0028] Dopo che la capsula 2 ? stata posizionata come sopra indicato, viene avviata una procedura cosiddetta di lavaggio della capsula 2, il cui scopo ? di espellere dall?interno della cavit? 22 l?aria in essa contenuta e di sostituirla con un gas inerte, per esempio azoto.
[0029] A questo scopo, il gas inerte viene immesso nel condotto 10 dell?anello di chiusura 5, dal quale passa nella camera anulare 9 e, da essa, viene immesso nell?interno della cavit? 22, espellendo l?aria ivi contenuta e sostituendosi a essa.
[0030] Terminata la fase di lavaggio della capsula 2, la parte mobile 13 dell?elemento di supporto 12 viene spostata parallelamente all?asse A del dispositivo 1 nella sua posizione operativa, fino a che la prima parte 8 dell?anello di chiusura 5 si appoggia sulla flangia 7 della capsula 2 e la seconda parte 20 dell?anello di chiusura 5 si inserisce nell?apertura 6 della cavit? 22, chiudendola.
[0031] Successivamente, mentre viene mantenuta l?introduzione del gas inerte nella cavit? 22, viene avviato l?alimentatore a coclea 4, che immette la sostanza alimentare in polvere all?interno della cavit? 22. Durante questa operazione, il gas inerte si mescola intimamente con la sostanza alimentare in polvere, in modo da impedire che, al termine del riempimento della capsula 2, quando la capsula viene trasportata fuori dalla stazione di riempimento, dell?aria possa penetrare all?interno della massa di prodotto alimentare in polvere.
[0032] Al termine del riempimento della capsula 2, cio? quando una quantit? prestabilita di prodotto alimentare in polvere ? stata immessa nella cavit? 22, viene sospesa l?immissione di gas inerte nella cavit? 22, viene arrestato l?alimentatore a coclea 4, la parte mobile 13 dell?elemento di supporto 11 viene riportata nella sua posizione di riposo e l?elemento di supporto 11 con la capsula 2 viene portato fuori dalla stazione di riempimento verso altre stazioni di lavorazione, per esempio verso una stazione di sigillatura della capsula.
[0033] Viene ora descritto, qui di seguito, il funzionamento di un dispositivo 1a l?ulteriore esempio di realizzazione dell?invenzione, con riferimento alle Figure da 4 a 7.
[0034] Quando una capsula 2 giunge nella stazione di riempimento, la capsula 2 viene posizionata in modo che l?apertura 6 della cavit? 22 si trovi allineata con la bocca 18 dell?alimentatore a coclea 4. La parte mobile 13 dell?elemento di supporto 11 si trova nella sua pozione di riposo. Tra la bocca di erogazione 18 dell?alimentatore a coclea 4 e la bocca 6 della cavit? 22 esiste una distanza D3, per esempio di alcuni millimetri.
[0035] Dopo che la capsula ? stata posizionata come sopra indicato, viene avviata una procedura cosiddetta di lavaggio della capsula 2, il cui scopo ? di espellere dall?interno della cavit? 22 l?aria in essa contenuta e di sostituirla con un gas inerte, per esempio azoto.
[0036] A questo scopo, il gas inerte viene immesso nel condotto 10a dell?anello di chiusura 5a, dal quale passa nella camera anulare 9a e, da essa, viene immesso nell?interno della cavit? 22, espellendo l?aria ivi contenuta e sostituendosi a essa.
[0037] Terminata la fase di lavaggio della capsula 2, l?anello di chiusura 5a viene spostato verso il basso dall?elemento attuatore, in direzione parallela all?asse A del dispositivo 1, verso detta seconda posizione, fino a che la prima parte 8a dell?anello di chiusura 5 si appoggia sulla flangia 7 della capsula 2, chiudendo la cavit? 22.
[0038] Successivamente, mentre viene mantenuta l?introduzione del gas inerte nella cavit? 22, viene avviato l?alimentatore a coclea 4, che immette una quantit? prestabilita di sostanza alimentare in polvere all?interno della cavit? 22. Durante questa operazione, il gas inerte si mescola intimamente con la sostanza alimentare in polvere, in modo eliminare eventuali sacche d?aria presenti nella massa della sostanza alimentare in polvere e impedire che possano rimanere sacche d?aria in prossimit? del fondo della capsula 2, al termine del riempimento della stessa; dette sacche d?aria essendo molto difficili da eliminare dopo il riempimento della capsula 2.
[0039] Verso la fine della fase di riempimento della capsula 2, la parte mobile 13 dell?elemento di supporto 12 viene spostata verso l?alto parallelamente all?asse A del dispositivo 1 e spinge verso l?alto l?anello di chiusura 5a facendolo ritornare in detta prima posizione, nella quale l?estremit? inferiore 21a dell?anello di chiusura 5a ? allineata con la bocca di erogazione 18 dell?alimentatore a coclea 4.
[0040] Quando l?anello di chiusura 5a giunge in detta prima posizione, la sua estremit? inferiore 20a penetra nella bocca 6 della cavit? 22 e preme sul prodotto in polvere presente nella cavit? 22, compattandolo. Contemporaneamente, viene interrotta l?immissione di gas inerte nella cavit? 22 e viene arrestato l?erogatore a coclea 4 per evitare il problema del cosiddetto ?sfinamento? del prodotto alimentare in polvere, causato dalle eccessive forze tangenziali che si verrebbero a creare se l?alimentatore a coclea fosse mantenuto in rotazione durante la compattazione del prodotto alimentare in polvere nella cavit? 22.
[0041] Dopo la fase di compattazione del prodotto alimentare in polvere, la parte mobile 13 dell?elemento di supporto 11 viene riportata nella sua posizione di riposo e l?elemento di supporto 11 con la capsula 2 viene portato fuori dalla stazione di riempimento verso altre stazioni di lavorazione, per esempio verso una stazione di sigillatura della capsula.
Claims (13)
1. Dispositivo (1) per riempire con un prodotto alimentare in polvere una capsula (2) per la preparazione di bevande comprendente un serbatoio (3) contenente detto prodotto alimentare in polvere, un meccanismo di alimentazione (4) per immettere detto prodotto alimentare in polvere in una cavit? (22) della capsula (2), caratterizzato dal fatto che comprende un anello di chiusura (5; 5a) configurato per chiudere un?apertura (6) di detta cavit? (22), in cui detto anello di chiusura (5, 5a) ? inserito in una sede anulare (16) ricavata in una parte terminale inferiore (19) di una camicia (17) del meccanismo di alimentazione (4), in cui tra l?anello di chiusura (5; 5a) e detta parte terminale inferiore (19) ? definita una camera anulare (9; 9a) che comunica con un condotto (10; 10a), che attraversa un intero spessore dell?anello di chiusura (5; 5a).
2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto anello di chiusura (5; 5a) presenta una prima parte (8; 8a), che ha un primo diametro esterno (D1) maggiore di un diametro (D) di detta apertura (6), e una seconda parte (20, 20a), posta sotto la prima parte (8a), che ha un secondo diametro esterno (D2), in cui detto secondo diametro esterno (D2) ? minore di detto primo diametro esterno (D1).
3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detto primo diametro esterno (D1) ? circa uguale a un diametro esterno di una flangia (7) della capsula (2), che circonda detta apertura (6).
4. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 2, oppure 3, in cui detto secondo diametro (D2) ? scelto in modo da consentire a detta parte inferiore (20; 20a) di inserirsi nell?apertura (6) della cavit? (22) per chiudere l?apertura (6).
5. Dispositivo (1), secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto anello di chiusura (5) ? inserito fisso in detta sede anulare (16).
6. Dispositivo (1), secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui detto anello di chiusura (5a) ? mobile in detta sede anulare (16) tra una prima posizione e una seconda posizione.
7. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 6, in cui un?estremit? inferiore (21a) dell?anello di chiusura (5a) ? allineata con una bocca di erogazione (18) del meccanismo di alimentazione (4), quando l?anello di chiusura (5a) si trova in detta prima posizione, in cui detta estremit? inferiore (21a) sporge verso il basso, rispetto a detta bocca di erogazione (18), quando l?anello di chiusura (5a) si trova in detta seconda posizione.
8. Dispositivo (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto meccanismo di alimentazione (4) ? un alimentatore a coclea.
9. Metodo per riempire con un prodotto alimentare in polvere una capsula (2) per la preparazione di bevande, immettendo detto prodotto alimentare in polvere in una cavit? (22) della capsula (2), attraverso un?apertura (6) della capsula (2) caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi:
- posizionare la capsula (2) in una stazione di riempimento sotto un dispositivo (1) di riempimento comprendente un meccanismo di alimentazione (4) di detto prodotto alimentare in polvere, in modo che detta apertura (6) risulti allineata con una bocca di erogazione (18) di detto meccanismo di alimentazione, a una distanza prestabilita (D3) da detta bocca di erogazione;
- immettere in detta cavit? (22) un flusso di gas inerte, in modo da espellere aria contenuta in detta cavit? (22);
- erogare in detta cavit? (22) una quantit? prestabilita di detto prodotto alimentare in polvere tramite detto meccanismo di alimentazione (4) continuando a immettere gas inerte in detta cavit? (22);
- dopo che detta quantit? prestabilita ? stata erogata, arrestare detto meccanismo di alimentazione (4), interrompere l?immissione del gas inerte nella cavit? (22) e allontanare la capsula (2) dalla stazione di riempimento.
10. Metodo, secondo la rivendicazione 9, in cui prima di detto erogare la capsula (2) ? spostata verso l?alto fino a che una parte inferiore (20) di detto dispositivo di riempimento non si inserisce in detta apertura (6) chiudendola.
11. Metodo secondo la rivendicazione 9, in cui prima di detto erogare detta apertura (6) viene chiusa da una parte mobile (5a) di detto dispositivo di riempimento (1).
12. Metodo secondo la rivendicazione 11, comprendente inoltre spostare detta capsula (2) verso l?alto contro detta parte mobile (5a), fino a che una parte inferiore (20) di detto dispositivo di riempimento entra in contatto con il prodotto alimentare in polvere immesso in detta cavit? (22), compattandolo.
13. Metodo secondo la rivendicazione 12, comprendente inoltre arrestare detto meccanismo di alimentazione e interrompere l?immissione di detto gas inerte nella cavit? (22) quando detta parte inferiore (20) di detto dispositivo di riempimento (1) entra in contatto con detto prodotto alimentare in polvere.
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- 2021-10-21 WO PCT/IB2021/059728 patent/WO2022084918A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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