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PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA LA PREPARACION DE BEBIDAS A PARTIR DE PRODUCTOS SOLUBLES.
Campo de la invención 5 El presente invento es relativo a un dispositivo y a un procedimiento para la preparación de bebidas a partir de productos solubles contenidos dentro de cartuchos descartables . En particular, el presente invento se refiere a la preparación de bebidas efectuada en máquinas provistas 10 con un dispositivo colector diseñado para recibir un cartucho conteniendo un producto soluble a efectos de lograr producir una bebida caliente, tal como café capuchino, té, o lo similar. Antecedenets de la invención 15 En las máquinas conocidas, los grupos designados para la preparación y erogación de bebidas generalmente comprenden un dispositivo colector que tiene un asiento que recibe un cartucho descartable. Puesto que los cartuchos descartables son sellados en 20 origen para evitar el derrame del producto soluble durante su manipuleo, el dispositivo colector es usualmente provisto con un miembro perforador que abre una o más aberturas sobre una pared del cartucho (por ejemplo, sobre la pared de base del cartucho) en correspondencia con una pluralidad de líneas de fractura preestablecidas . Una vez que el cartucho ha sido insertado en el asiento adecuado en , el dispositivo colector, se admite el ingreso de agua caliente bajo presión en el interior del cartucho a través de una de sus aberturas de entrada a efectos de formar una bebida consistente en una suspensión o dispersión o una solución en agua del producto soluble, cuya bebida es entregada a través de un pasaje de salida u orificio ubicado sobre el referido cartucho. Un grupo dispensador adecuado debe garantizar la completa y uniforme solubilización o suspensión/dispersión del producto en el fluido (usualmente agua) dentro del cartucho y un aspecto final adecuado de la bebida así lograda; en el caso del café y del capuchino, una apariencia final adecuada significa un aspecto "cremoso", es decir, que tenga una apreciable cantidad de una duradera capa de espuma compuesta por pequeñas burbujas. Obtener tal resultado es complicado por el hecho que las formas y dimensiones del cartucho son las mismas para todos los productos dispensados, mientras que la cantidad de producto soluble en el cartucho varía en forma dramática de producto en producto (por ejemplo, 1,5 gr para el café expreso y 15 a 16 gr de producto para el chocolate y el capuchino) . Esta variación en la cantidad del producto puede hacer que sea dificultoso obtener una bebida homogéneamente solubilizada : suspendid . Otro problema hallado en los grupos dispensadores o erogadores conocidos consiste en garantizar una meticulosa higiene y limpieza del grupo erogador; esto requiere tener que evitar el uso de conductos y tuberías erogadoras con una sección inferior a los 2 mm, debido al riesgo de formación de depósitos y residuos dentro de los mismos. En una solicitud de patente del mismo solicitante, aun pendiente y sin publicar, se ha sugerido proveer una restricción en Fa sección a lo largo del recorrido de erogación de la bebida, con el objeto delmejorar el mezclado del producto soluble con el agua admitida dentro del cartucho, y de crear un gradiente de presión dentro del cartucho de manera de obtener una bebida de buena calidad y un aspecto atractivo en el momento de su entrega. Esto ha sido logrado por medio de un miembro de penetración que tiene un diámetro mayor que el diámetro de la abertura para el producto, la presión del agua al llegar al cartucho determina la solubilizacion y entrega de la bebida. De todas formas ha sido hallado que la bebida obtenida no siempre es óptima, en particular con respecto a la cantidad y duración de la crema producida.
Breve resumen del invento: El objeto del presente invento consiste entonces en producir un dispositivo y un procedimiento para la preparación de bebidas capaz de garantizar resultados óptimos y consistentes desde el punto de vista de la calidad de la bebida así obtenida. Este objetivo es logrado mediante el presente invento por medio de un dispositivo para la preparación de bebidas de acuerdo a la primera reivindicación, Construcciones particulares del dispositivo según el invento son ilustradas en las reivindicaciones dependientes desde la no. 2 hasta la reivindicación 15. De acuerdo a un primer aspecto del presente invento, el dispositivo para la preparación de bebidas comprende medios reguladores de la erogación de la bebida de manera tal que el producto soluble es entregado bajo forma de suspensión por lo menos el 75% del total del tiempo de erogación o entrega. De acuerdo a otro aspecto del invento, los medios de regulación comprenden uno o más pasajes de entrega o erogación entre el miembro de penetración y la abertura de salida practicada en el cartucho. En una ejecución preferida, el .pasaje de entrega o erogación tiene una sección sustancialmente en forma de corona circular, y la relación R entre el diámetro de la abertura en el cartucho y el diámetro de la sección de vinculación del miembro de penetración es 1<R=1,067, preferiblemente 1<R=1,04, más preferiblemente 1<R=1,02, y aun más preferiblemente 1<R=1,014. Por ejemplo, si fijamos el diámetro D2 del miembro, de penetración en 15mm., esto proporciona un diámetro DI para la abertura en el cartucho que define el pasaje de entrega o erogación del cartucho con un rango de valores 15<D1=16mm, más preferible entre 15<D1=15, 6mm, aun más preferiblemente 15<D1<15 , 3mm y aun más preferiblemente 15<D1=15, 2mm. En otra posible ejecución del invento, adoptable como alternativa o en combinación con la ejecución anteriormente citada, los medios de regulación comprenden uno o más elementos de tope o fin de carrera para limitar la deformación de una porción de pared del cartucho en adyacencias a la abertura de salida o erogación. Tales elementos de tope comprenden por ejemplo: uno o más soportes para el miembro de penetración, o un miembro anular que tiene un diámetro mayor que el de la abertura de salida o erogación. En este último caso, el miembro anular tiene una porción de superficie inclinada hacia el miembro de penetración y hacia la pared de base del cartucho, con una inclinación entre 1 y 45 con respecto un plano horizontal soportado sobre el miembro anular, más preferiblemente con una inclinación entre 15° y 38°' y aun más preferiblemente con una pendiente igual a 30° con respecto del plano horizontal soportado sobre el miembro anular. De acuerdo con un segundo aspecto del presente invento, se provee un procedimiento para al preparación de bebidas según se lo especifica en la reivindicación no 16. Anteriores características favorables del citado procedimiento según el presente invento son ilustradas en las reivindicaciones dependientes no. 17 a la no. 30. El dispositivo dispensador de acuerdo al presente invento posee numerosas ventajas. Los pasajes de erogación o salida que dispensan la bebida y que se forman, durante la etapa de erogación entre el cartucho y el miembro de penetración, tienen un diámetro reducido y constituyen una reducción temporada del pasaje del líquido, es decir, una restricción o estrangulamiente del paso de fluido que es eliminado en cada entrega cuando es retirado el cartucho, y que es nuevamente recreada en cada nueva subsiguiente erogaci6n de la bebida cuando es insertado un nuevo cartucho en el dispositivo colector-perforador. Anteriores ventajas son la solubilización/dispersión/suspensión homogénea y uniforme del producto y la producción de una bebida con un 6ptimo aspecto. Breve descripción de los dibujos; Anteriores características y ventajas del presente invento se tornarán más claras a partir de la siguiente descripción dada a mero titulo de ejemplo no limitativo, y con referencia a los adjuntos dibujos esquemáticos en los cuales : • La Figura 1 es una vista en perspectiva de un cartucho que puede ser empleado sobre un dispositivo dispensador o erogador, de acuerdo al presente invento; • La Figura 2 es una vista en corte del cartucho de la Figura 1 ; • La Figura 3 es una vista en perspectiva de un dispositivo perforador-colecto ; • La Figura 4 es una vista en corte del dispositivo perforador-colector de la Figura 3, con un cartucho de la Figura 1 insertado dentro del mismo y perforado; • La Figura 5 es una vista en corte de un ulterior tipo de dispositivo colector-perforante previsto con un aro de control de deformación; • La Figura 6 es una vista en planta del dispositivo colector-perforador de la Figura 5; • Las Figuras 7 y 8 son una vista en planta y una vista ampliada, respectivamente, de dos posibles ejecuciones de la abertura de salida o eragación del produco o bebida en el cartucho; y • La Figura 9 es una vista similar a la de la Figura 5 de ulteriores medios para controlar la deformación.
Descripción detallada de la invención Con referencia a las Figuras 1 a 3 , el dispositivo erogador de acuerdo al presente invento comprende un cartucho descartable (1) y un dispositivo colector-perforante (2) . El cartucho (1) es equipado con una superficie superior con una abertura (4) circundada por una brida o saliente anular (3) , y por una pared de base inferior (5) sobre la cual una línea de pre-fractura (5a) es cortada de manera de definir una salida para el producto solubilizado . La abertura superior (4) es cerrada en forma conocida por una tapa o cubierta (no ilustrada) provista con uno o más orificios de entrada para el agua de infusión, solubilización o dispersión-suspensión. En forma conocida, la línea de fractura (5a) consiste en una porción linear curvada de la pared de base que tiene un espesor reducido y tal que pueda ser fácilmente quebrable por un cilindro perforante (7) del dispositivo colector (2) ; la línea (5a) es interrumpida en correspondencia de una porción (6) que constituye una porción de bisagra (8) de la pared de base (referida como "tapa") definida por la linea (5a) y que previene la separación de la misma del resto de la pared de base (5) luego que el cartucho ha sido vinculado al dispositivo perforador-colector (2) . (Ver la Figura .4 ) . En dicha Figura 4 se muestra un cartucho (1) en una posición de erogación, es decir, en la posición en la cual este ha sido conectado o vinculado por el cilindro (7) , el cual ocasiona la apertura de la pared de base (5) a lo largo de la línea de fractura (5a) y la rotación de la porción de base (8) hacia el interior del cartucho, formando de esta manera la correspondiente abertura. El producto soluble a ser erogado o entregado es delineado e indicado por la referencia (9) . Según el presente invente, xas dimensiones del cilindro perforante (7) y de la porción (8) de la pared de base [5) son tales que cuando el cartucho es insertado en el cilindro (7) , antes de alimentar agua caliente bajo presión, existe por lo menos un pasaje o espacio (10) entre la pared de base (5) y el miembro perforante (7) para permitir la salida del producto solubilizado , o dispersado o suspendido. El pasaje o espacio (10) es preferiblemente provisto bajo forma de una corona circular (Ver Figura 7) , es decir una única abertura que se extiende sustancialmente alrededor del perímetro del cilindro (7) . Sin embargo, son posibles otras ejecuciones de la abertura que permiten diferentes formas y/o la presencia de más pasajes entre la pared de base (5) y el cilindro (7) . Empleando una línea elipsoidal (5a) es posible producir, por ejemplo, dos pasajes o espacios: si el eje menor de la elipse es igual o menor que el diámetro ?2 del cilindro (7) (Ver Figura 8) , se obtiene dos pasajes separados por dos puntos de contacto entre la abertura en la base y el cilindro (7); si el eje menor de la elipse es mayor que el diámetro D2 se obtiene un pasaje continuo y no circular alrededor del cilindro (7) . En general, la diferencia máxima entre la línea (5a) que forma el borde de la abertura sobre la pared de base (5) y la pared del cilindro (7) es comprendida en el intervalo entre 0,4 y 1,5mm, preferiblemente l,5mm. En todo caso, el área total de la abertura es tal de permitir la regulación de la entrega de la bebida de manera de producir la entrega simultánea de agua y producto por lo menos por el 75% del tiempo en el cual se dispensa o eroga el agua. Esta erogación simultánea puede ser regulada visualmente observando el color del líquido saliente de la salida del cartucho: si el líquido es poco coloreado o sustancialmente incoloro no hay una erogación simultanea en el sentido arriba indicado. En la práctica, se ha hallado que los resultados son obtenidos cuando el tamaño del medio perforante y de la abertura difieren muy poco (por ejemplo, cuando dos circunferencias son prácticamente iguales y difieren por 0, Olmm) mientras existan espacios o luces de salida (10), aun cuando estas sean extremadamente pequeñas.
Por lo tanto es objeto del invento un dispositivo dispensador de una bebida soluble del tipo arriba indicado, en el cual la relación entre el área del medio perforante (7) y el área definida por la línea pre-fracturada (5a) es comprendida entre 1,0 y 1,284, pero excluyendo una relación de 1,0 y con la mayor magnitud del espacio entre la línea (5a) [borde de la abertura sobre la pared de base (5)] y la pared del miembro perforante (7) comprendida en el intervalo entre 0,4mm y l,5mm. Por área del elemento perforante (7) se entiende el área de la sección del miembro perforante (7) tomada a la altura de la pared de base (5) del cartucho (1) cuando este es alojado en el dispositivo colector (2) . En la siguiente descripción, se hace referencia a una ejecución preferida en la cual el miembro (7) y la línea (5a) son ambas circulares (Ver Figura 7) . En esta ejecución, la separación o luz (10), es decir, el pasaje de erogación o entrega de la bebida, tiene sustancialmente forma de sección de corona y la relación R entre el diámetro 131 de dicho pasaje de erogación (10) y el diámetro D2 del miembro perforante (7) se halla comprendido entre 1,001 y 1,04, preferiblemente entre 1,001 y 1,02 y más preferiblemente entre 1,001 y 1,014. Como se ha indicado más arriba, el cartucho (1) es generalmente realizado en material plástico, por ejemplo en un horno- o co-polímero de etileno o propileno adecuado para su uso con alimentos. Un material preferido tiene una cristalinidad mayor del 70% y un porcentaje de polímero amorfo tal de otorgar una deformación visco-elástica de la pared de base del cartucho durante la alimentación bajo presión del agua caliente. El término "deformación visco-elástica" significa que la deformación del material de la pared de base, por lo menos en un área alrededor del borde de la abertura sobre la pared de base (5) a lo largo de la línea (5a) , es reducida o prácticamente efiminada ya sea al finalizar la erogación o en una o más etapas durante la erogación. En otras palabras, durante la etapa de entrega o erogación de la bebida, el material de la pared de base, por lo menos alrededor de dicho pasaje de salida, se opone a la deformación ecasionada por el agua u otro líquido alimentado bajo presión dentro del cartucho; De esta forma, la extensión de la deformación y por lo tanto de las dimensiones del pasaje de entrega (10) es controlada durante el suministro o erogación de la bebida. Las técnicas de moldeo del material serán elegidas de manera de conservar lo más posible el porcentaje de polímero amorfo en el producto final . Los materiales adecuados son elegidos a partir de los (co) polímeros de etileno y prepileno, por ejemplo, (co) polímeros de propileno que comprende una o más alfa-olefinas que tienen 2 a 10 átomos de C, por ejemplo, etileno, 1-buteno, 1-penteno, 4-metil-l-penteno, 1-hexeno, 1-octeno; formulaciones de propileno obtenido por polimerización secuencial de propileno y sus mezclas con etileno y/o alf -olefinas . Los (co) olírñeros generalmente tienen un Indice de Fusión entre 0,2 y 60 a 230°C/21,6N. De todas formas, pueden ser empleados cartuchos que sufran una deformación plástica de su pared de base siguiendo una alimentación bajo presión de agua caliente. En este caso el efecto visco-elástico arriba citado de oposición a la deformación del material mismo no teñdrá lugar y son empleados "medios mecánicos" a efectos de limitar la extensión de la deformación de la pared de base. Las Figuras 5 y 6 muestran una ejecución preferida de tales medios, constituidos por un anillo (12) dispuesto concéntricamente al cilindro perforante (7) y distanciado del mismo. Ei anillo (12) es sostenido por tres nervaduras o costillas (11) y preferiblemente tiene una porción de superficie (13) inclinada hacia el cilindro (7) , es decir, hacia el interior del dispositivo (2) , y hacia la pared de base. La inclinación de la porción de superficie superior (13) está por lo tanto comprendida en el intervalo entre 0 y 45°< preferiblemente entre 15° y 38° y más preferiblemente aun en 30° respecto de la horizontal. Como alternativa al anillo (12) , se puede emplear aletas o costillas radiales (1 la) (Ver Figura 9) que se extienden a la altura de la superficie (13) del anillo (12) y que tienen una porción de su superficie superior perfilada en forma seme ante a la superficie inclinada (13) del anillo y similarmente distanciada del miembro (7) . Es por lo tanto objeto del presente invento un dispositivo dispensador o erogador del tipo arriba citado, en el cual se proveen medios para controlar la deformación de la pared de base del cartucho de distribución de la bebida. Tales medios están constituidos por un material polimérico de construcción del cartucho que introduce una deformación sustancialmente visco-elástica y/o medios mecánicos de soporte tal como un anillo o aletas o nervaduras o costillas de soporte sobre la pared de base.
En ambos casos la extensión del ángulo de deformación del material que rodea el borde (5a) del pasaje' de entrega de producto es mantenida dentro de un intervalo entre 0° y 45o' preferiblemente entre 15° y 38° y más preferiblemente alrededor de 30° durante la erogación de la bebida. El invento será ahora adicionalmente descrito con referencia a los siguientes ejemplos dados meramente a titulo de ejemplo: Ejemplos : Grupo 1 : Diez (10) café fueron servidos desde una máquina dispensadora de bebidas calientes marca "Tuttoespresso" con un dispositivo colector sobre el cual se instaló un cilindro perforador de diámetro D2 de 14 , 7mm, un diámetro de abertura de cartucho DI de 15mm. El cartucho empleado fue hecho en co-polímero de etileno con una deformación visco-elástica sustancial de la pared de base. Grupo 2 : Otros diez (10) café fueron erogados con cartuchos similares, pero realizados en co-polímero de etileno con un elevado contenido cristalino y deformación plástica de la pared de base del cartucho . El dispositivo colector tiene un anillo de soporte inclinado 300 en el interior y base de dicho dispositivo. Grupo 3 : A efectos comparativos, se dispensaron diez (10) café bajo las mismas condiciones y desde la misma maquina empleando cartuchos tradicionales y un dispositivo colector ya conocido. La evaluación fue efectuada midiendo el volumen (cm) de la crema obtenida. Los resultados muestran un promedio de 12,8 ce de crema por cada café erogado en el Grupo 1, un promedio de 9,6 ce de crema para los café dispensados en el Grupo2, y un promedio de 6,8 ce de crema por cada café dispensado en el Grupo 3 (café del arte previo tradicional) .