ITBG20090059A1

ITBG20090059A1 - UNIT AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF INFUSED DRINKS, IN PARTICULAR COFFEE

Info

Publication number: ITBG20090059A1
Application number: IT000059A
Authority: IT
Inventors: Francesco Blanchino; Mauro Manunta
Original assignee: Emmebielle S R L
Priority date: 2009-11-09
Filing date: 2009-11-09
Publication date: 2011-05-10

Description

Descrizione brevetto invenzione titolo: "UNITA' E METODO PER LA PRODUZIONE DI BEVANDE INFUSE, IN PARTICOLARE CAFFÈ'" Description of patent invention title: "UNIT AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF INFUSED BEVERAGES, IN PARTICULAR COFFEE"

La presente invenzione ha per oggetto un'unità di erogazione di bevande mediante l'uso di capsule contenenti polveri per la preparazione di bevande infuse, in particolare caffè; l'unità è atta ad essere integrata in un'apparecchiatura per la produzione di bevande infuse. L'invenzione riguarda anche un metodo di preparazione di una tale bevanda. The present invention relates to a beverage dispensing unit by using capsules containing powders for the preparation of infused beverages, in particular coffee; the unit is adapted to be integrated in an apparatus for the production of infused beverages. The invention also relates to a method of preparing such a drink.

Sono noti diversi tipi di macchinario per la preparazione di caffè o altre bevande infuse a partire da cialde o capsule monodose contenenti caffè macinato o altra polvere, e destinate ad essere attraversate da una quantità di acqua preventivamente portata a temperatura opportuna. In genere le cialde o capsule sono adatte ad uno specifico tipo di macchinario. Le cialde in genere sono composte da una dose di caffè trattenuta tra due fogli di carta da filtro o simili, oppure sono in plastica con due lati opportunamente forati e necessitano di un involucro protettivo per proteggerne il contenuto dall'ossigeno dell'aria fino al momento del consumo. Different types of machines are known for the preparation of coffee or other infused beverages starting from single-dose pods or capsules containing ground coffee or other powder, and intended to be crossed by a quantity of water previously brought to a suitable temperature. In general, pods or capsules are suitable for a specific type of machine. The pods generally consist of a dose of coffee held between two sheets of filter paper or the like, or they are made of plastic with two suitably perforated sides and need a protective casing to protect the contents from the oxygen in the air until the moment. of consumption.

Le capsule, in genere in plastica o anche in alluminio, sono sigillate e pertanto non necessitano di confezionamento protettivo. Alla capsula vengono praticati opportuni fori per l'ingresso dell'acqua nella capsula e per l'uscita della bevanda prodotta dall'apparecchiatura di erogazione della bevanda. The capsules, generally made of plastic or even aluminum, are sealed and therefore do not require protective packaging. Appropriate holes are made in the capsule for the entry of water into the capsule and for the outlet of the beverage produced by the beverage dispensing apparatus.

Esistono diversi tipi di capsule e di relative apparecchiature, che possono essere distinti in base alla modalità con cui avviene la foratura. In un tipo 1'apparecchiatura pratica sia la foratura di ingresso che quella di uscita prima dell'erogazione dell'acqua. There are different types of capsules and related equipment, which can be distinguished according to the way in which the drilling takes place. In one type, the apparatus performs both inlet and outlet drilling before dispensing the water.

Lo sviluppo della componentistica ha permesso di realizzare a costi contenuti ed in modo affidabile apparecchiature capaci di erogare acqua calda a pressioni considerevolmente più elevate (anche 20 bar), con ingombri ridotti. Questo permette di ottimizzare le condizioni di infusione, migliorando l'estrazione del caffè. The development of components has made it possible to produce equipment capable of delivering hot water at considerably higher pressures (even 20 bar), with reduced dimensions, at low costs and in a reliable way. This allows to optimize the infusion conditions, improving the extraction of the coffee.

Tipi di capsula sviluppati conseguentemente a tale evoluzione prevedono che la foratura di ingresso sia realizzata prima dell'erogazione in modo da nella capsula. La foratura di uscita si verifica quando la pressione all'interno della capsula raggiunge un determinato valore. Questo è possibile per il cedimento di una zona più cedevole della capsula deliberatamente realizzata, oppure per l'espansione del fondo della capsula, realizzata in materiale opportunamente deformabile grazie alla pressione, fondo che va a premere contro una o più punte fisse opportunamente previste nell'apparecchiatura. Capsule types developed as a result of this evolution provide for the inlet perforation to be made before dispensing so as to be in the capsule. The outlet puncture occurs when the pressure inside the capsule reaches a certain value. This is possible due to the yielding of a more yielding area of the deliberately made capsule, or due to the expansion of the bottom of the capsule, made of suitably deformable material thanks to pressure, the bottom that presses against one or more fixed points suitably provided in the equipment.

Le soluzioni sopra descritte implicano che la capsula abbia caratteristiche di resistenza o deformabilità predeterminate con un notevole grado di precisione, il che ne complica e rende più costosa la realizzazione, e comportano comunque una certa variabilità nel risultato. Inoltre non è possibile effettuare alcuna regolazione sulla pressione a cui avviene l'erogazione. The solutions described above imply that the capsule has predetermined strength or deformability characteristics with a considerable degree of precision, which complicates and makes its manufacture more expensive, and in any case entail a certain variability in the result. Furthermore, it is not possible to make any adjustment on the pressure at which dispensing takes place.

Il problema sopra delineato è ora stato risolto mediante una unità di erogazione di bevande, comprendente mezzi per trattenere una capsula contenente un preparato in polvere per la preparazione di bevande e comprendente un sistema di alimentazione di un fluido in pressione a detta capsula, caratterizzata dal fatto di comprendere un elemento mobile avente almeno una porzione atta a perforare la capsula, detto elemento essendo atto a muoversi da una posizione di riposo ad una posizione operativa in cui è atto a perforare la capsula, in relazione con la pressione di un fluido alimentato a detta capsula. The problem outlined above has now been solved by means of a beverage dispensing unit, comprising means for holding a capsule containing a powdered preparation for the preparation of beverages and comprising a system for feeding a fluid under pressure to said capsule, characterized by the fact to comprise a movable element having at least a portion adapted to pierce the capsule, said element being able to move from a rest position to an operative position in which it is able to pierce the capsule, in relation to the pressure of a fluid fed to said capsule.

Preferibilmente, detta unità comprende anche uno o più elementi fissi atti a perforare la capsula quando questa viene trattenuta da detti mezzi. Preferably, said unit also comprises one or more fixed elements suitable for piercing the capsule when it is held by said means.

Secondo un aspetto preferito il dispositivo fa parte di un' apparecchiatura di erogazione di bevande, in particolare bevande infuse, comprendente un sistema di alimentazione di un fluido in pressione, preferibilmente acqua calda, alla capsula opportunamente perforata. According to a preferred aspect, the device is part of an apparatus for dispensing beverages, in particular infused beverages, comprising a system for feeding a pressurized fluid, preferably hot water, to the suitably perforated capsule.

Il fluido può essere acqua calda, come di consueto. L'invenzione riguarda anche un metodo per la preparazione di una bevanda comprendente le fasi di : The fluid can be hot water, as usual. The invention also relates to a method for preparing a beverage comprising the steps of:

praticare una perforazione di ingresso ad una capsula contenente una polvere per la preparazione di detta bevanda; making an inlet perforation to a capsule containing a powder for the preparation of said drink;

alimentare un fluido in pressione, preferibilmente acqua calda a detta capsula attraverso detta foratura di ingresso; feeding a pressurized fluid, preferably hot water, to said capsule through said inlet hole;

movimentare un elemento mobile dotato di una parte atta a perforare detta capsula in base alla pressione del fluido alimentato, in modo che detto elemento raggiunga una posizione operativa in cui perfora la capsula. moving a movable element equipped with a part adapted to perforate said capsule on the basis of the pressure of the fluid supplied, so that said element reaches an operative position in which it perforates the capsule.

È particolare oggetto dell'invenzione il contenuto delle rivendicazioni allegate. The content of the attached claims is a particular object of the invention.

Verrà ora descritto un esempio realizzativo fornito con lo scopo di meglio illustrare l'invenzione e non di limitare l'ambito di protezione delle rivendicazioni, con particolare riferimento alle figure allegate di cui: An embodiment will now be described, provided with the aim of better illustrating the invention and not of limiting the scope of protection of the claims, with particular reference to the attached figures of which:

la figura 1 rappresenta schematicamente una unità di erogazione secondo la presente invenzione in sezione; Figure 1 schematically represents a dispensing unit according to the present invention in section;

la figura 2 rappresenta schematicamente un particolare ingrandito dell'unità di figura 1; Figure 2 schematically represents an enlarged detail of the unit of Figure 1;

la figura 3 rappresenta schematicamente una capsula idonea all'utilizzo in detta unità. Figure 3 schematically represents a capsule suitable for use in said unit.

In figura 1 è rappresentata un'unità secondo una possibile forma realizzativa della presente invenzione, comprendente il dispositivo di perforazione. Essa comprende il blocco 1 ed il pistone 2 che possono essere avvicinate o allontanate fra loro, per bloccare una capsula di forma opportuna, per esempio quella di figura 3 nella sede 3, ricavata nel blocco o liberarla. Infatti allontanando pistone e blocco può essere inserita una capsula nuova o essere rimossa una utilizzata. Premendo il pistone ed il blocco l'uno contro l'altro, una capsula può essere bloccata tra i due. Preferibilmente i vari componenti sono atti a generare una tenuta tra il pistone, la camera e la capsula, per esempio lungo la flangia 4 della capsula, in modo da isolare una faccia di ingresso 5 della capsula da una faccia di uscita 6, in modo che alimentando il fluido alla faccia di ingresso 5 opportunamente perforata il fluido sia costretto a fluire attraverso la capsula. Può essere presente una guarnizione sul pistone o sul blocco o entrambi per ottenere la tenuta, oppure può essere sufficiente la pressione dei due elementi sulla flangia della capsula per generare una tenuta adeguata. Il pistone presenta un sistema di alimentazione del fluido in pressione 7, che può comprendere un canale di alimentazione 8 ed una serie di elementi fissi, per esempio le punte 9 atte a perforare la faccia di ingresso della capsula quando questa viene bloccata tra il blocco ed il pistone. Il sistema di movimentazione del blocco o del pistone o entrambi , ed il sistema atto a premerli uno contro l'altro e bloccarlo in posizione può essere di tipo noto, per esempio meccanico, elettromeccanico, pneumatico o altro, e può essere azionabile manualmente o mediante servomeccanismi opportuni, sia controllabili automaticamente o no. Per quanto fin qui descritto, l'unità è analoga ad unità simili appartenenti a macchinari secondo l'arte nota e non necessita di descrizione più dettagliata. Figure 1 shows a unit according to a possible embodiment of the present invention, comprising the perforation device. It comprises the block 1 and the piston 2 which can be brought closer or further apart, to lock a capsule of suitable shape, for example that of figure 3 in the seat 3, obtained in the block or to free it. In fact, by removing the piston and block, a new capsule can be inserted or a used one can be removed. By pressing the piston and the lock against each other, a capsule can be locked between the two. Preferably, the various components are adapted to generate a seal between the piston, the chamber and the capsule, for example along the flange 4 of the capsule, so as to isolate an inlet face 5 of the capsule from an outlet face 6, so that by feeding the fluid to the suitably perforated inlet face 5, the fluid is forced to flow through the capsule. There may be a gasket on the piston or on the block or both to obtain the seal, or the pressure of the two elements on the flange of the capsule may be sufficient to generate an adequate seal. The piston has a pressurized fluid supply system 7, which may comprise a supply channel 8 and a series of fixed elements, for example the tips 9 suitable for piercing the inlet face of the capsule when this is blocked between the block and the piston. The movement system of the block or of the piston or both, and the system adapted to press them against each other and lock them in position, can be of a known type, for example mechanical, electromechanical, pneumatic or other, and can be operated manually or by means of suitable servomechanisms, whether automatically controllable or not. As far as described above, the unit is analogous to similar units belonging to machinery according to the known art and does not require a more detailed description.

11 blocco 2, come mostrato in figura 2, presenta un canale 10 di deflusso per la bevanda preparata, ed un elemento mobile 11, dotato di una parte 12, per esempio una punta atta a perforare la faccia di uscita 6 della capsula, atto a muoversi tra una posizione di riposo in cui non interferisce con la capsula ad una posizione operativa in cui la parte 12 perfora la capsula creando una foratura di uscita, da cui il fluido, alimentato alla capsula attraverso la faccia di ingresso perforata come già visto sopra, possa defluire dopo aver attraversato il contenuto della capsula effettuando l'estrazione. Il movimento sopra indicato avviene in relazione alla pressione del fluido alimentato, in modo che la foratura di uscita avvenga ad una pressione predeterminata. Secondo un aspetto preferito dell'invenzione, una molla 13 è atta a mantenere l'elemento mobile 11 in posizione di riposo. Una camera 15, delimitata da una superficie 14 associata all'elemento 11, per esempio integrale con esso, è atta ad essere alimentata da un fluido in pressione, per esempio lo stesso che viene alimentato alla superficie di ingresso della capsula. La pressione del fluido sulla superficie 14 può spingere l'elemento 11 in direzione della posizione operativa, contrastando la forza della molla. Il canale 16 può permettere l'afflusso o il deflusso del fluido alla camera e può essere in comunicazione con il canale di alimentazione 8. The block 2, as shown in Figure 2, has an outflow channel 10 for the prepared beverage, and a movable element 11, equipped with a part 12, for example a tip adapted to pierce the outlet face 6 of the capsule, adapted to move between a rest position in which it does not interfere with the capsule to an operative position in which the part 12 perforates the capsule creating an outlet hole, from which the fluid, fed to the capsule through the perforated inlet face as already seen above, can flow out after passing through the contents of the capsule by carrying out the extraction. The movement indicated above occurs in relation to the pressure of the supplied fluid, so that the outlet drilling takes place at a predetermined pressure. According to a preferred aspect of the invention, a spring 13 is adapted to keep the movable element 11 in the rest position. A chamber 15, delimited by a surface 14 associated with the element 11, for example integral with it, is adapted to be fed by a pressurized fluid, for example the same that is fed to the inlet surface of the capsule. The pressure of the fluid on the surface 14 can push the element 11 in the direction of the operative position, counteracting the force of the spring. The channel 16 can allow the inflow or outflow of the fluid to the chamber and can be in communication with the supply channel 8.

Secondo un possibile aspetto, l'elemento 11, sostanzialmente cilindrico è scorrevole a tenuta, grazie per esempio alla guarnizione 18 in un foro cilindrico collegato con la camera 3., in modo da poter penetrare o essere ritratto da tale camera. Mediante una seconda guarnizione 20, posta su una flangia 19, l'elemento mobile è scorrevole a tenuta anche rispetto alla camera 15, che è così di dimensione variabile essendo delimitata da una superficie 14 del cilindro stesso. Tra le due guarnizioni è presente uno spazio 22 dove può essere alloggiata la molla 13, e di dimensioni variabili. Una apertura 21 può essere presente per mettere tale spazio in comunicazione con l'ambiente esterno, per evitare variazioni di pressione che si opporrebbero al moto dell'elemento mobile. La molla insiste sulla flangia 19 e su una parete di detto spazio opposta ad essa. È anche possibile individuare diverse soluzioni costruttive. According to a possible aspect, the substantially cylindrical element 11 is hermetically sliding, thanks for example to the gasket 18 in a cylindrical hole connected to the chamber 3., so as to be able to penetrate or be retracted from this chamber. By means of a second gasket 20, placed on a flange 19, the movable element can slide and seal also with respect to the chamber 15, which is thus of variable size being delimited by a surface 14 of the cylinder itself. Between the two gaskets there is a space 22 where the spring 13 can be housed, and of variable dimensions. An opening 21 can be present to put this space in communication with the external environment, to avoid pressure variations which would oppose the motion of the mobile element. The spring insists on the flange 19 and on a wall of said space opposite it. It is also possible to identify different construction solutions.

In tal modo, dimensionando opportunamente i componenti è possibile determinare la pressione del fluido a cui avviene la perforazione. È anche possibile variare tale pressione modificando i componenti o inserendo o togliendo anelli distanziali sull'elemento elastico in modo da variare la precompressione della molla o anche prevedendo che l'elemento mobile sia filettato per sostenere un dado di posizione regolabile su cui insista, invece che su una flangia fissa come rappresentato, un'estremità della molla. In this way, by appropriately sizing the components, it is possible to determine the pressure of the fluid at which the drilling takes place. It is also possible to vary this pressure by modifying the components or by inserting or removing spacer rings on the elastic element so as to vary the prestress of the spring or even by providing that the mobile element is threaded to support an adjustable position nut on which it rests, instead of on a fixed flange as shown, one end of the spring.

La camera 15 può essere accessibile, per esempio tramite un'apertura 23, in cui si possa avvitare un tappo filettato 24, in modo da montare i vari componenti descritti e sostituirli o tararli. La tenuta può essere assicurata mediante una opportuna guarnizione 25. Può essere previsto, se desiderato, un dispositivo, per esempio una valvola a tre vie di scarico per depressurizzare il circuito che collega l'alimentazione del fluido alla camera 15, in modo da assicurare un più rapido ritiro dell'elemento mobile, alla fine dell 'erogazione, oppure è possibile, cessando l'alimentazione in pressione alla capsula che la pressione del fluido cali sufficientemente semplicemente per il deflusso del fluido attraverso la capsula. The chamber 15 can be accessible, for example through an opening 23, into which a threaded plug 24 can be screwed, so as to mount the various components described and replace or calibrate them. The seal can be ensured by means of a suitable gasket 25. If desired, a device can be provided, for example a three-way discharge valve to depressurize the circuit that connects the fluid supply to the chamber 15, so as to ensure a more rapid withdrawal of the movable element, at the end of the dispensing, or it is possible, by ceasing the pressure supply to the capsule, that the pressure of the fluid drops simply enough for the fluid to flow through the capsule.

Il fluido può provenire, come di consueto da una riserva in pressione o direttamente da una pompa, o da qualsiasi possibile sorgente di tipo noto. The fluid can come, as usual, from a pressurized reserve or directly from a pump, or from any possible source of a known type.

È anche possibile, come alternativa, che il blocco, con la camera destinata ad accogliere la capsula presenti gli elementi fissi atti a perforare la capsula quando questa viene trattenuta tra pistone e blocco, ed il canale di alimentazione del fluido, mentre il pistone presenti l'elemento mobile, ed il canale di deflusso della bevanda preparata. It is also possible, as an alternative, that the block, with the chamber intended to accommodate the capsule, has the fixed elements suitable for piercing the capsule when it is held between the piston and the block, and the fluid supply channel, while the piston has the mobile element, and the outflow channel of the prepared drink.

Invece che dal fluido stesso che viene alimentato alla capsula, è anche possibile impiegare un sistema diverso per la movimentazione dell'elemento mobile, per esempio mediante un sensore di pressione che rilevi la pressione del fluido alimentato, ed un meccanismo, per esempio un solenoide, o un motore o un meccanismo pneumatico che agisca sull'elemento mobile in base alla pressione rilevata. È altresì possibile movimentare l'elemento mobile in base ad un tempo di alimentazione del fluido alla capsula determinato in modo che corrisponda ad una pressione desiderata all'interno della capsula. Instead of the fluid itself which is fed to the capsule, it is also possible to use a different system for moving the mobile element, for example by means of a pressure sensor that detects the pressure of the fluid supplied, and a mechanism, for example a solenoid, or a motor or a pneumatic mechanism that acts on the mobile element according to the pressure detected. It is also possible to move the movable element on the basis of a time for feeding the fluid to the capsule determined so that it corresponds to a desired pressure inside the capsule.

L'unità descritta è particolarmente adatta all'uso con capsule caricate con polveri per bevande infuse, in particolare caffè macinato, ma può anche essere utilizzata con polveri solubili, come concentrati o liofilizzati. Le capsula possono essere di materiale opportuno, in particolare materiale plastico rigido o flessibile, scelto tra materiali comunemente utilizzati nel ramo. The unit described is particularly suitable for use with capsules loaded with powders for infused beverages, in particular ground coffee, but can also be used with soluble powders, such as concentrates or lyophilisates. The caps can be of suitable material, in particular rigid or flexible plastic material, selected from materials commonly used in the art.

Claims

CLAIMS 1. Beverage dispensing unit, comprising means (1, 2) for retaining a capsule containing a powder preparation for the preparation of beverages, and comprising a system for feeding a pressurized fluid, preferably hot water, to said capsule, characterized in that it comprises a movable element (11) having at least one portion (12) adapted to pierce the capsule, said element being able to move from a rest position to an operative position in which it is able to pierce the capsule, in relation with the pressure of a fluid fed to said capsule.

2. Unit according to claim 1, comprising one or more fixed elements (9) adapted to pierce the capsule when it is held by said means.

3. Unit according to claim 1 or 2, equipped with a channel (8) for feeding the fluid to said capsule, characterized in that said movable element is pushed by a spring (13) towards said rest position and has a surface ( 14) delimiting a chamber (15) suitable for communicating with the fluid fed through said channel, so that the pressure of the fluid pushes said element, counteracting the action of the spring.

4. Method for preparing a drink comprising the steps of: making an inlet perforation to a capsule containing a powder for the preparation of said drink; feeding a pressurized fluid, preferably hot water, to said capsule through said inlet hole; moving a movable element equipped with a part adapted to perforate said capsule on the basis of the pressure of the fluid supplied, so that said element reaches an operative position in which it perforates the capsule.

5. Method according to claim 4 wherein said beverage, preferably coffee, is obtained by infusion.

6. Method according to claim 4 or 5 comprising feeding said fluid to a chamber delimited by a surface of said movable element.