ITMI20092201A1 - Capsula per la preparazione di una bevanda - Google Patents

Description

CAPSULA PER LA PREPARAZIONE DI UNA BEVANDA

La presente invenzione riguarda una capsula per la preparazione di una bevanda, tipicamente caffà ̈, ed in particolare una capsula provvista di scanalature di estrazione sulla propria superficie interna. Nel seguito si farà specifico riferimento ad una capsula contenente caffà ̈ macinato per la preparazione di un caffà ̈ espresso, ma à ̈ chiaro che quanto detto si applica anche se la capsula à ̈ destinata alla preparazione di un'analoga bevanda (es. caffà ̈ lungo, tà ̈, cioccolata, etc.) e quindi il prodotto che contiene à ̈ differente (es. caffà ̈ solubile, tà ̈ in polvere, cioccolato in polvere, etc.).

Molti tipi di capsule da utilizzare in macchine per il caffà ̈ sono noti nella tecnica da lungo tempo, ed una della capsule più comuni tuttora largamente impiegata à ̈ quella descritta nel brevetto US 4.136.202 rilasciato nel 1979. Questa capsula consiste essenzialmente in un corpo troncoconico di alluminio con una sommità a volta chiusa ed una base aperta provvista di un bordo sul quale à ̈ fissata, mediante pinzatura o termosaldatura, una membrana di alluminio che chiude la capsula ed à ̈ provvista di linee di indebolimento per una apertura controllata. Se il prodotto contenuto nella capsula non à ̈ completamente solubile, come nel caso del caffà ̈ macinato, à ̈ anche previsto un filtro disposto all’interno della membrana, detto filtro avendo un'adeguata superficie di passaggio per una corretta estrazione della bevanda.

Per preparare la bevanda, la capsula viene introdotta in un alloggiamento sagomato in modo corrispondente ed ivi bloccata da un elemento di ritegno che lascia scoperta la membrana di fondo della capsula. Dopodiché la sommità della capsula viene perforata, preferibilmente in corrispondenza di una rientranza col fondo indebolito, da un elemento iniettore che inietta nella capsula un liquido sotto pressione, tipicamente acqua bollente, per l'estrazione della bevanda. La pressione del liquido provoca dapprima una deformazione e poi la rottura della membrana lungo le linee di indebolimento cosicché la bevanda estratta dal liquido nel suo passaggio attraverso il prodotto può fluire giù nel recipiente di raccolta.

Altre versioni più semplici di questo tipo di capsula sono state successivamente proposte, ad esempio in EP 0512468 che mostra una capsula troncoconica con la sommità piatta e la membrana priva di filtro e di linee di indebolimento per ottenere una capsula più economica. Tuttavia, sia nella versione originale che in quella semplificata, questo tipo di capsula presenta diversi inconvenienti di produzione e di utilizzo.

Un primo inconveniente di genere produttivo deriva dal fatto che la struttura del corpo della capsula non à ̈ abbastanza robusta per resistere alla pressione interna del liquido durante la fase di estrazione della bevanda, per cui deve essere sostenuta dall'alloggiamento che a tale scopo presenta una cavità corrispondentemente sagomata. Di conseguenza, ciascun alloggiamento può ricevere solo un certo tipo di capsula e se la forma e/o le dimensioni della capsula variano, ad es. a seconda della natura e/o della quantità del prodotto contenuto in essa, occorre variare anche il relativo alloggiamento.

Un secondo inconveniente dello stesso genere à ̈ dato dalla presenza dello spigolo, tra la parete laterale e la sommità, che à ̈ un punto di concentrazione degli sforzi strutturali quando la capsula à ̈ in pressione. La presenza di tale spigolo richiede quindi l'utilizzo di una quantità maggiore di materiale per avere una capsula con uno spessore sufficiente a resistere agli sforzi, il che significa una capsula più costosa ed una maggiore quantità di rifiuti.

Un ulteriore inconveniente di questa struttura di capsula nota à ̈ dovuto alla necessità di avere un'adeguata superficie di estrazione sul fondo, in presenza del filtro o meno, cosicché il diametro della capsula non può arrivare al di sotto di una certa soglia.

Un primo inconveniente di utilizzo consiste nella modalità di estrazione della bevanda con il liquido che deve attraversare tutto il prodotto dall'alto verso il basso. Ciò significa che man mano che scende attraverso la capsula il liquido si arricchisce di varie sostanze ed aromi che estrae dal prodotto, cosicché la sua capacità di estrazione si riduce progressivamente. In altre parole, la porzione di prodotto alla sommità della capsula viene attraversata da liquido puro, mentre la porzione di prodotto nella parte inferiore della capsula viene attraversata da un liquido che si à ̈ già in parte trasformato nella bevanda che si desidera ottenere e pertanto tale porzione inferiore non viene sfruttata appieno. Ne consegue uno spreco di prodotto ed una estrazione non omogenea della bevanda.

Un secondo inconveniente di utilizzo dipende dal fatto che l'apertura della capsula, ovvero la rottura della membrana, à ̈ provocata dalla pressione del liquido di estrazione ma a sua volta l'estrazione della bevanda in termini di sostanze ed aromi estratti dal prodotto à ̈ influenzata dalla pressione alla quale viene effettuata. Risulta pertanto difficile ottenere una perfetta ripetibilità del procedimento di estrazione dato che la pressione di rottura della membrana può variare a seconda delle tolleranze di produzione della membrana e/o di eventuali difetti di accoppiamento con il bordo della capsula.

Inoltre la membrana può rompersi in maniera incontrollata oppure solo parzialmente, dando luogo a problemi di erogazione della bevanda quali schizzi o versamenti laterali.

Scopo della presente invenzione à ̈ quindi quello di fornire una capsula che supera i suddetti inconvenienti.

Tale scopo viene conseguito per mezzo di una capsula provvista sulla propria superficie interna di scanalature di estrazione, preferibilmente aventi una larghezza minore della granulometria media del prodotto in essa contenuto, che convergono sul fondo verso fori di erogazione che conducono ad un ugello inferiore preferibilmente chiuso da una membrana rimovibile prima dell'estrazione della bevanda. Altre vantaggiose caratteristiche sono riportate nelle rivendicazioni dipendenti, in particolare un corpo a forma di calice con una superficie curva continua priva di spigoli.

Un primo vantaggio costruttivo della presente capsula consiste nella maggiore libertà di forma e dimensioni dato che la superficie di estrazione si sviluppa lungo la sua parete laterale interna anziché sul fondo, cosicché per una data area della superficie di estrazione si può ottenere una capsula più piccola. Inoltre, dato che non à ̈ necessario avere un fondo con un diametro minimo la capsula può assumere anche una forma più stretta e allungata, ed à ̈ facilmente modificabile a seconda della natura e/o quantità del prodotto che deve contenere.

Un secondo vantaggio costruttivo nella suddetta forma realizzativa col corpo a forma di calice à ̈ quello di non presentare punti di concentrazione degli sforzi per cui la struttura del corpo à ̈ in grado di resistere alle sollecitazioni del procedimento di estrazione senza supporto esterno da parte di un alloggiamento corrispondentemente sagomato. Di conseguenza, l'alloggiamento può essere unificato per diversi tipi di capsule che condividono solo la forma della porzione superiore dove viene iniettato il liquido di estrazione. Inoltre, la distribuzione ottimale degli sforzi permette di realizzare il corpo con la quantità minima richiesta di materiale dando luogo a minori costi e minori quantità di rifiuti.

Un primo vantaggio di utilizzo della capsula secondo la presente invenzione deriva dal fatto che il liquido di estrazione non deve attraversare tutto il prodotto dall'alto verso il basso, poiché l'estrazione avviene in direzione sostanzialmente radiale su tutta la superficie interna della capsula provvista di scanalature e con un minore percorso del liquido. Ciò risulta in una estrazione molto più omogenea della bevanda dato che ciascuna porzione di prodotto viene attraversata sostanzialmente solo da liquido puro, il che significa una migliore qualità della bevanda ed una maggiore resa del prodotto (cioà ̈ usare una minore quantità di prodotto per produrre la stessa quantità di bevanda).

Un secondo vantaggio di utilizzo di questa capsula à ̈ dato dalla elevata ripetibilità del procedimento di estrazione, poiché i parametri di estrazione non sono influenzati da un fattore variabile quale la rottura della membrana inferiore della capsula che al contrario viene rimossa prima dell'esecuzione del procedimento, oppure à ̈ del tutto assente se la capsula à ̈ a sua volta imballata in un involucro esterno. In questo modo, anche i potenziali problemi di erogazione della bevanda quali schizzi o versamenti laterali dovuti ad una rottura irregolare della membrana sono prevenuti.

Questi ed altri vantaggi e caratteristiche della capsula secondo la presente invenzione risulteranno evidenti agli esperti del ramo dalla seguente dettagliata descrizione di una sua forma realizzativa con riferimento agli annessi disegni in cui: la Fig.1 Ã ̈ una vista prospettica dal basso della capsula completa di membrane protettive superiore ed inferiore;

la Fig.2 Ã ̈ una vista prospettica dall'alto della capsula vuota e priva delle membrane protettive;

la Fig.3 Ã ̈ una vista laterale in sezione della capsula di Fig.2; e

la Fig.4 Ã ̈ una vista in pianta dall'alto della capsula di Fig.2.

Facendo riferimento alle suddette figure, si vede che una capsula secondo la presente invenzione consiste in un corpo 1, preferibilmente sagomato a calice, che presenta un ugello di erogazione inferiore 2 ed un bordo perimetrale sporgente 3 lungo la sua apertura superiore. Il corpo 1 Ã ̈ sigillato superiormente da un prima membrana protettiva 4 sigillata lungo il bordo 3 e, preferibilmente, anche da una seconda membrana protettiva 5 che chiude inferiormente l'ugello 2 ma potrebbe anche essere assente o sostituita da un tappino integrale con il corpo 1.

Queste membrane 4, 5 sono fissate sul corpo 1 tipicamente per incollaggio o termosaldatura e presentano preferibilmente una linguetta che rende facile all'utente rimuoverle. Specificamente, la membrana inferiore 5 va rimossa prima dell'uso ed à ̈ comunque preferibilmente dotata di linee di indebolimento per consentirne una facile rottura da parte della bevanda nel caso l'utente dimenticasse di rimuoverla. Al contrario, la membrana superiore 4 non deve essere rimossa prima dell'uso perché serve ad evitare un riflusso del liquido di estrazione verso la macchina che utilizza la capsula; dopo l'uso può essere rimossa per un'agevole separazione dei componenti della capsula esausta al momento del suo smaltimento (caffà ̈, corpo 1 e membrana 4 stessa).

Come mostrato chiaramente nelle figure da 2 a 4, la superficie interna del corpo 1 à ̈ provvista di una pluralità di scanalature verticali 6 equidistanti che si estendono dal bordo superiore 3 all'ugello inferiore 2. Tali scanalature 6 possono essere interrotte in prossimità del fondo del corpo 1 da un gradino 7, che funge da zona di appoggio per un filtro atto ad impedire che particelle del prodotto contenuto nella capsula possano intasare dei fori 8 ricavati alla estremità inferiore delle scanalature 6 per mettere in comunicazione l'interno del corpo 1 con l'ugello di erogazione 2.

Il filtro potrebbe anche estendersi verso l'alto lungo la parete per coprire le scanalature 6 nel caso in cui la loro larghezza fosse tale da consentire la penetrazione dei granelli di prodotto, pur restando sempre al di sotto dei 2 mm. In tal caso l'estrazione avverrebbe attraverso il filtro e le scanalature 6 servirebbero a convogliare la bevanda verso l'ugello di erogazione 2. Si noti tuttavia che la presenza del filtro, e quindi del gradino 7, può essere richiesta o meno a seconda del tipo di prodotto contenuto nella capsula e/o della larghezza delle scanalature 6.

Infatti, come accennato in precedenza, la larghezza delle scanalature 6 à ̈ preferibilmente inferiore alla granulometria media del prodotto contenuto nella capsula in modo da poter effettuare l'estrazione della bevanda direttamente nelle scanalature 6 anche senza il filtro. Nel caso del caffà ̈ macinato la granulometria media corrisponde a circa 0,40 mm, pertanto in tal caso le scanalature 6 hanno una larghezza preferibilmente di 0,20 mm ma più in generale tale larghezza può andare da 0,05 mm a 0,30 mm. Sebbene nelle figure le scanalature 6 siano rappresentate con una larghezza costante, sarebbe anche possibile realizzarle con una larghezza progressivamente crescente dall'alto verso il basso per facilitare il deflusso della bevanda estratta nella parte superiore del corpo 1 che va a sommarsi a quella estratta nella parte inferiore.

A tale scopo à ̈ anche possibile agire sulla profondità delle scanalature 6, che infatti in Fig.3 sono rappresentate con una profondità progressivamente crescente dall'alto verso il basso. Tale profondità varia indicativamente tra un valore pari alla larghezza ed un valore pari a tre volte la larghezza, ovvero nel presente caso tra 0,20 mm e 0,60 mm, ma più in generale tale profondità può andare da 0,05 mm a 0,80 mm.

Si noti che poiché il corpo 1 solitamente non à ̈ pieno di prodotto fino all'orlo, anche per prevenire problemi nella sigillatura della membrana superiore 4, e dato che il liquido viene comunque iniettato più in basso del bordo superiore 3, le scanalature 6 possono anche presentare una profondità e/o una larghezza iniziale praticamente nulla ovvero iniziare sotto al bordo 3, anche ad una distanza di 10-15 mm.

Grazie all'assenza di spigoli, il corpo 1 può essere vantaggiosamente realizzato per stampaggio di un materiale plastico rigido con un costo minimo ma nulla vieta l'adozione di altre forme diverse dalla forma a calice sopra descritta, eventualmente anche con spigoli come nella tradizionale forma troncoconica. Si noti inoltre che l'uso di un materiale plastico rigido permette di ottenere un efficace effetto di barriera all'ossigeno tale da non richiedere un ulteriore involucro esterno né l'impiego di alluminio per il corpo della capsula, come avviene nelle capsule tradizionali.

È chiaro che la forma realizzativa della capsula secondo l’invenzione sopra descritta ed illustrata costituisce solo un esempio suscettibile di numerose variazioni. In particolare, il numero, la forma, le dimensioni e la disposizione delle scanalature 6 possono variare liberamente a seconda delle esigenze produttive, ad esempio ricavandole oblique o a spirale per aumentare l'area della superficie di estrazione senza modificare l'altezza della capsula.

Analogamente, anche il numero, la forma, le dimensioni e la disposizione dei fori 8 possono variare a seconda delle scanalature 6 e l'ugello 2 potrebbe anche essere sagomato con uno sbocco laterale o provvisto addirittura di due sbocchi laterali nel caso di una capsula contenente una doppia dose di prodotto per l'erogazione simultanea di due bevande in due contenitori adiacenti.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Capsula comprendente un corpo (1) contenente un prodotto per la preparazione di una bevanda mediante l'introduzione di un liquido per l'estrazione di detta bevanda, caratterizzata dal fatto che detto corpo (1) Ã ̈ provvisto sulla propria superficie interna di scanalature (6) aventi una larghezza minore di 2 mm.
2. 2. Capsula secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che le scanalature (6) hanno una larghezza minore della granulometria media del prodotto in essa contenuto.
3. 3. Capsula secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che le scanalature (6) convergono sul fondo del corpo (1) verso fori di erogazione (8) che conducono ad un ugello inferiore (2).
4. 4. Capsula secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che l'ugello inferiore (2) Ã ̈ chiuso da una membrana (5) rimovibile prima dell'estrazione della bevanda, detta membrana (5) essendo preferibilmente provvista di linee di indebolimento.
5. 5. Capsula secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il corpo (1) presenta una forma priva di spigoli.
6. 6. Capsula secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che il corpo (1) Ã ̈ a forma di calice.
7. 7. Capsula secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che le scanalature (6) sono equidistanti e identiche tra loro.
8. 8. Capsula secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che le scanalature (6) si estendono da un bordo superiore (3) del corpo (1) all'ugello inferiore (2).
9. 9. Capsula secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che le scanalature (6) hanno una larghezza e/o una profondità progressivamente crescente dall'alto verso il basso.
10. 10. Capsula secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che le scanalature (6) hanno una larghezza da 0,05 mm a 0,30 mm, preferibilmente 0,20 mm.
11. 11. Capsula secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che le scanalature (6) hanno una profondità da 0,05 mm a 0,80 mm, preferibilmente 0,60 mm.
12. 12. Capsula secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che le scanalature (6) sono interrotte in prossimità del fondo del corpo (1) da un gradino (7) che funge da zona di appoggio per un filtro.
13. 13. Capsula secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre un filtro che copre i fori di erogazione (8) e/o le scanalature (6).