WO2020216972A1 - Cápsula para infusión de bebida - Google Patents

Cápsula para infusión de bebida Download PDF

Info

Publication number
WO2020216972A1
WO2020216972A1 PCT/ES2020/070158 ES2020070158W WO2020216972A1 WO 2020216972 A1 WO2020216972 A1 WO 2020216972A1 ES 2020070158 W ES2020070158 W ES 2020070158W WO 2020216972 A1 WO2020216972 A1 WO 2020216972A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filter
capsule
laminar membrane
labyrinth
drink
Prior art date
Application number
PCT/ES2020/070158
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alberto Salata
Miguel BIRIGAY MÍNGUEZ
Santiago RIVERO MARTÍNEZ
Rafael OCÓN BERANGO
Original Assignee
Cocatech, S.L.U.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cocatech, S.L.U. filed Critical Cocatech, S.L.U.
Priority to EP20795117.9A priority Critical patent/EP3960044A4/en
Publication of WO2020216972A1 publication Critical patent/WO2020216972A1/es

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/44—Parts or details or accessories of beverage-making apparatus
    • A47J31/46—Dispensing spouts, pumps, drain valves or like liquid transporting devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/70—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for materials not otherwise provided for
    • B65D85/804—Disposable containers or packages with contents which are mixed, infused or dissolved in situ, i.e. without having been previously removed from the package
    • B65D85/8043—Packages adapted to allow liquid to pass through the contents
    • B65D85/8055—Means for influencing the liquid flow inside the package
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/70—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for materials not otherwise provided for
    • B65D85/804—Disposable containers or packages with contents which are mixed, infused or dissolved in situ, i.e. without having been previously removed from the package
    • B65D85/8043—Packages adapted to allow liquid to pass through the contents
    • B65D85/8061—Filters

Definitions

  • the capsule for beverage infusion is configured to be able to be inserted into a machine prepared to inject water into the capsule, flooding the interior space of said capsule, to finally obtain a liquid mixture formed by the infusion and the water that will come out through a lower outlet mouth.
  • an objective of the invention is to achieve that the extraction of the drink is progressive and gradual, without producing the water hammer effect, which results in a smooth extraction, without gushing or splashing.
  • the generation of irregular opening areas from which parts of material can be detached from parts of the capsule is avoided.
  • beverage preparation capsules are known in which, after mixing a liquid with a food product such as infusions and coffee, said mixture is filtered inside the capsule through a filtering surface.
  • Capsules for making drinks are also known that comprise in their interior a filter with a filtering surface, through which the mixture passes before being extracted to the outside through a lower mouth of the capsule.
  • the filter Due to the pressure reached inside the food drink preparation capsule when a liquid is injected into its interior, the filter tends to destabilize and move internally due to the stresses to which said filter is subjected, which causes an abnormal operation inside the capsule.
  • Another problem that occurs in known capsules is the formation of a crater in the volume of the food product housed inside the capsule when the liquid is injected inside the capsule, so that the formation of said crater creates a throat for the one in which part of the liquid is evacuated directly towards the outlet of the capsule with a poor mixture of the infusion or coffee; even the formation of such a crater can cause part of the food product to not get wet by the liquid injected into the capsule.
  • the rupture of the membrane is carried out by physical contact between the membrane and a sharp element, as for example in the patent with publication number in Spain ES 2260626 (EP 02000943), of so that with the increase in pressure within the upper chamber of the capsule, the membrane moves and comes into contact with the sharp element.
  • the laminar membrane breaks due to the increase in pressure inside the upper chamber of the capsule without requiring a sharp element to penetrate the laminar membrane.
  • the laminar membrane includes incisions or punctual notches that constitute weakened areas, and it is where the membrane finally breaks when the pressure increases enough.
  • the invention patent with publication number in Spain ES 2359284 T3 with priority of European patent EP 07104813, refers to a capsule of ingredients for beverages that comprises a bowl structure that includes an upper chamber and a lower chamber that are separated by a filter, so that when the pressure increases inside the upper chamber where the food substance is located, the liquid mixture (drink) of water and the food substance passes into the lower chamber through a perimeter gap that is released as a consequence of the increase in pressure in the upper chamber, such that said perimeter gap is delimited between an internal side face of the bowl structure and a perimeter part of the filter adjacent to said internal side face.
  • the filter includes direct capillary holes that communicate directly between the upper chamber and the lower chamber. Description of the invention
  • a capsule for beverage infusion comprising:
  • a bowl structure that includes a mouth closed by means of a lid.
  • a filter supported on a bottom of the bowl structure below a perimeter step of the bowl structure; where said bottom includes an outlet hole for the drink.
  • a laminar membrane separating a lower chamber from an upper chamber of the bowl-shaped structure; where the filter is located in the lower chamber and where the upper chamber is configured to house a food substance.
  • the laminar membrane is joined to the cup structure by means of a first sealed joint coincident with an annular area of the laminar membrane welded to the perimeter shoulder of the cup structure.
  • the laminar membrane is joined to the filter by means of a second central sealed joint coinciding with a first internal part of the laminar membrane that is welded to a zone of a central plateau that is part of the filter.
  • the laminar membrane includes a continuous circumferential precut having a diameter greater than the contour dimension of the filter plateau.
  • the filter comprises an upper labyrinth and a lower labyrinth arranged in opposition and communicated with each other through holes close to the outer contour of the filter; where the upper labyrinth is in contact with the laminar membrane and the lower labyrinth is in contact with the bottom of the bowl structure.
  • the continuous circumferential precut is located in an annular portion of the laminar membrane that faces an annular valley located in the upper labyrinth of the filter; where said annular portion is located in the span of the annular valley; and where said annular portion sits by two parallel collateral zones on supports that delimit the mouth of the annular valley.
  • the drink continues it flows in expansion in the upper labyrinth from the annular valley to the holes and in concentration in the lower labyrinth to the exit hole.
  • the continuous circumferential precut delimits the area of the first internal part of the laminar membrane that is attached to the central plateau of the filter.
  • the annular valley of the filter is delimited by a continuous lateral face, lateral areas of a succession of projections parallel to the continuous lateral face and a stepped bottom; where said continuous side face forms part of the central plateau of the filter; and where the supports of the annular portion of the laminar membrane are located in the central plateau and in the succession of ridges.
  • the stepped bottom of the annular valley is formed by a succession of recesses separated by radial partitions.
  • the upper labyrinth of the filter comprises the succession of projections distributed in a circumferential path around the central plateau; a succession of additional ridges with a circumferential path of greater diameter than the circumferential path of the other succession of ridges; and a continuous perimeter shoulder having a circumferential path greater than the circumferential path of the additional shoulders.
  • the lower labyrinth of the filter comprises an intermediate radial passage section that is delimited by a succession of intermediate crenellated barriers that form corridors with sudden changes in direction; an interior passage section that is delimited by an internal barrier formed by projections that follow a circumferential path and which in turn surround a centered chamber that faces the outlet orifice of the bottom of the bowl structure.
  • the lower labyrinth includes an external canalization where the holes that connect the upper labyrinth and the lower labyrinth open; where said holes are located between the additional projections of the upper labyrinth; and where said external canalization is an unobstructed space that connects all the communicating orifices of both labyrinths.
  • the intermediate barriers of the upper labyrinth comprise radial partitions in combination with opposing arched partitions that follow a circumferential path parallel to the circumferential path of the outer edge of the filter; where said arched partitions are joined by one of their ends to both sides of the radial partitions.
  • the laminar membrane comprises a first layer of aluminum and a second layer of polyester integrally joined together on two of their faces; where the continuous circumferential precut of the laminar membrane is included in the second polyester layer with interruption of its entire thickness; and where the laminar membrane is attached to the filter and to the bowl structure by means of the first layer of aluminum.
  • Figure 1 Shows an exploded perspective view of the capsule for beverage infusion, object of the invention. It basically comprises a bowl structure, a laminar membrane and a filter that includes an upper labyrinth and a lower labyrinth in opposition.
  • Figure 2. Shows a sectional perspective view of the filter and the laminar membrane that is attached to a central plateau of the filter and to a perimeter step of the bowl structure.
  • Figure 3a Represents a plan view of the filter where the configuration of its upper labyrinth is shown.
  • Figure 3b Represents a plan view of the filter where the configuration of its lower labyrinth is shown.
  • Figure 4.- Shows a plan view of the laminar membrane where an annular portion that includes a weakening formed by a continuous circumferential pre-cut stands out.
  • Figure 5. Shows a sectional view of a part of the assembly of the laminar membrane and upper labyrinth of the filter after said laminar membrane breaks due to the pressure exerted by a liquid fluid in a closed space inside the capsule of the invention.
  • the beverage infusion capsule comprises a bowl structure 1 with a perimeter step 7, a lid 16, a filter paper 9, a filter 3 and a laminar membrane 5.
  • the cover 16 is joined by sealing on an upper perimeter rim 1a that delimits a mouth of the bowl structure 1.
  • the filter 3 is supported on a bottom 2 of the bowl structure 1 below the perimeter step 7; where said bottom 2 includes an outlet hole 13.
  • the laminar membrane 5 is connected to the cup structure 1 by means of a first continuous welded joint that corresponds to an annular zone 5a of the laminar membrane 5 welded to the perimeter shoulder 7 of the cup structure 1.
  • the filter paper 9 which is welded to a part of an internal lateral face 10 of the bowl structure 1.
  • the laminar membrane 5 together with the filter paper 9 separate a lower chamber 14 and an upper chamber 15 from the bowl structure 1; where the filter 3 is housed in the lower chamber 14 and where the upper chamber 15 is configured to house a food substance 17 that will be in contact with the laminar membrane 5 or with the filter paper 9 when the latter element 9 is incorporated.
  • the laminar membrane 5 is also connected to the filter 3 by means of a second annular, continuous and central welded joint, which corresponds to a first internal part 5c as a central disk of the laminar membrane 5; where an area of said first internal part 5c is welded to a raised central plateau 8 that forms part of the filter 3; and where said plateau 8 includes a concentric gap 4.
  • the laminar membrane 5 includes a continuous circumferential precut 5b having a diameter greater than the dimension of the contour of the central plateau 8 of the filter 3. Said continuous circumferential precut 5b delimits the area of the first internal part 5c; where said continuous circumferential precut 5b is located in a part delimited between the two continuous welded joints; and where the continuous circumferential precut 5b separates the first inner part 5c from a second outer part 5d of the laminar membrane 5 that includes the annular zone 5a.
  • the filter 3 comprises an upper labyrinth 11 and a lower labyrinth 12 in opposition that are communicated through at least one communicating hole 6 close to the perimeter edge of the filter 5, although in practice it includes a succession of holes 6 located in a circumferential contour .
  • said communicating holes 6 are circular in shape and comprise a measure limited to 0.4 mm. and 0.8 mm., without ruling out other measurements.
  • the lower chamber 14 of the capsule, where the filter 5 is housed, constitutes a discharge and filtering chamber, where the water mixed with the food substance 17 flows between the spaces and interstices located between the upper labyrinth 11 and the lower labyrinth 12, filtering and homogenizing the water with the food substance, on its way from the periphery of the bottom 2 of the capsule to the central part of said bottom 2 where the outlet hole 13 is located where the liquid mixture (drink) of the water with food substance 17.
  • the capsule of the invention is an evolution of the Spanish patent P 201530922 with publication number ES 2555631 (same holder as the capsule of the invention) that describes a capsule for preparing a food drink with a controlled outlet system, in whereby a laminar membrane is joined by a first annular zone to a perimeter step of a cup structure and by a second central zone the laminar membrane is joined to a central plateau. This second central zone is concentric with the first annular zone; where the passage of fluid is carried out through notches in the laminar membrane that open under the effect of pressure inside the capsule.
  • a cannula 18 of the machine After introducing the capsule of the invention into a beverage infusion machine, and activating said machine, one end of a cannula 18 of the machine pierces the cap 16 of the capsule and is inserted into a hollow space that exists in the upper part of the capsule, above the food substance 17 housed in the upper chamber 15; all of this to flood said upper chamber 15 with water in a liquid state.
  • the food substance 17 occupies a filling space that complements the hollow space into which the end of the cannula 18 opens, so that the upper chamber 15 comprises the hollow space and the space occupied by the food substance.
  • the cannula 18 introduces hot water into the upper chamber 15 of the capsule, flooding the interior space of said upper chamber 15; where during this operation the hot water is mixed with the food substance 17. As the hot water is introduced, the pressure inside the upper chamber 15 of the capsule progressively increases.
  • the controlled rupture of the laminar membrane 5 begins in an area of its continuous circumferential pre-cut 5b, and then throughout the closed path of the continuous circumferential pre-cut 5b; with which the upper chamber 15 and the lower chamber 14 where the filter 3 is located communicates.
  • the rupture of the laminar membrane 5 is progressive along the entire route of the continuous circumferential precut, generating a continuous annular opening around the central plateau 8.
  • the laminar membrane 5 is initially broken at the weakest point of the continuous circumferential pre-cut 5b (laser marked) and then the break is progressively completed along the entire path of said continuous circumferential pre-cut 5b.
  • the mixture of water and food substance 17 reaches the lower chamber 14, within which said mixture first passes through the upper labyrinth 11 of the filter 3 from a central area around the plateau 8 to a perimeter area of the filter where it find holes 6.
  • the laminar membrane 5 comprises a first layer of aluminum material and a second layer of polyester; where the first layer is the one that is welded to the perimeter step 7 of the bowl structure 1 and to the central plateau 8 of the filter 3.
  • the double weld to join the laminar membrane 5 forms boundary conditions that prevent any displacement other than the deformation of the laminar membrane 5.
  • the laminar membrane 5 is deformed with the pressure exerted by the liquid fluid inside the upper chamber 15, and said laminar membrane 5 is divided into two separate parts, without physical contact with other elements of the capsule through the rupture zone.
  • a section of the second layer of polyester material is removed (evaporated) by means of a laser; where said section corresponds to the continuous circumferential precut 5b where only the aluminum material of the first layer remains.
  • Removing the polyester material from a specific area reduces the mechanical capabilities of the laminar membrane 5 in a precise way that is designed to break through the laser etched area.
  • the laminar membrane 5 accommodates and conforms to the surfaces of the filter 3; where said surfaces correspond to contact areas of elements of the upper labyrinth 11 and to contact areas of the lateral contour of plateau 8 of filter 3.
  • the adaptation of the laminar membrane 5 on the aforementioned elements of the filter 3 causes sectors with different deformations to differentiate, so that in this situation the laminar membrane 5 is subjected to a tension in its entirety , that at the time of maximum deformation and tension, the laminar membrane 5 will break at its weakest part, which is precisely the area where the continuous circumferential pre-cut 5b has been previously made, in which only the aluminum material of the first layer remains .
  • the elongation prior to rupture of the laminar membrane 5 causes a tensile stress in it.
  • This stress increases proportionally with the deformation, until the maximum tensile strength of the first aluminum layer is reached (in the area of the continuous circumferential precut 5b with laser) and causes the laminar membrane 5 to break; always without mechanical contact with other elements or coupling in the break zone.
  • the continuous circumferential precut 5b has been designed in the laminar membrane 5.
  • the continuous circumferential precut 5b has neither beginning nor end.
  • other conventional linear cuts have a final section that is susceptible and sensitive to the concentration of stresses, allowing the appearance of uncontrolled cracks due to the deformation of the laminar membrane that includes said linear cuts.
  • the continuous circumferential pre-cut 5b is a geometry without beginning or end, in which, once the rupture of the laminar membrane 5 has begun, it extends through the zone of laser weakening, producing the total rupture of the first aluminum layer in two sections. This effect includes a self-conclusive effect, without the possibility of the weakened areas of the aluminum layer being in contact with other parts of the capsule before breaking.
  • the aluminum layer is designed to break without mechanical contact or coupling with other areas of the capsule, but only by mediating deformation and tensile stress due exclusively to the pressure generated by the liquid fluid within the upper chamber 15 of the structure of bowl 1.
  • the filter 3 includes an annular valley 19 around the central plateau 8 on the base 8a of which the first inner part 5c of the laminar membrane 5 is welded; where said annular valley 19 faces an annular portion 26 of the laminar membrane 5 in which the continuous circumferential pre-cut 5b is located.
  • the annular valley 19 is delimited by two collateral support areas of the filter 3 that will act as support support for the first aluminum layer of the laminar membrane 5, but without a union between the filter 3 and the first aluminum layer in said areas of support for.
  • the annular valley 19 limits and defines the span over which the elongation (stretching) of the first aluminum layer will take place; where the continuous circumferential pre-cut 5b of the laminar membrane 5 faces the said gap of the annular valley 19.
  • the annular valley 19 is the empty space over which the first aluminum layer of the laminar membrane 5 is deformed to its breaking point along the continuous circumferential pre-cut 5b of said laminar membrane 5.
  • the filter 3 has a geometry that limits excess deformation of the laminar membrane 5 and keeps open surfaces where the drink can flow through the upper labyrinth 11, so that once the first aluminum layer has been opened due to its breakage, always in a foreseen delimited area (annular portion 26 of the laminar membrane 5), the drink can flow through the upper labyrinth 11, as previously referred to.
  • the annular valley 19 of the filter 3 is delimited by a continuous lateral face 19a, lateral areas of a succession of projections 19b parallel to the continuous lateral face 19a and a stepped bottom 19c; where said continuous side face 19a forms part of the central plateau 8 of the filter.
  • the stepped bottom 19c is formed by a succession of recesses separated by radial partitions.
  • the upper labyrinth 11 further includes a succession of additional projections 20 with a circumferential path of greater diameter than the circumferential path of the other succession of projections 19b. Said upper labyrinth 11 also includes a continuous perimeter projection 21 with a circumferential path of greater diameter than the circumferential path of the additional projections 20. Between the additional projections 20 there are gaps that correspond to intermediate zones in which they are located. the holes 6 that communicate the upper labyrinth 11 and the lower labyrinth 12.
  • the first inner part 5c and the second outer part 5d of said laminar membrane 5 are physically separated, so that the adjacent portions of both parts 5c, 5d bend towards the interior space of the annular valley 19 until contacting its continuous lateral face 19a, with its lateral areas of the succession of projections 19b and also with a part of its stepped bottom 19c.
  • the geometry of the stepped bottom 19c of the valley ring 19, in the direction of the liquid beverage outlet, keeps passage sections open at the limits of the ring valley 19, preventing the total closure of the upper labyrinth 11 of the filter.
  • a lattice surface of the upper labyrinth 11 of the filter 3 contacts the first aluminum layer of the laminar membrane 5 separated into two parts once it has already been broken by the continuous circumferential pre-cut 5b; where said upper labyrinth 11 does not mediate the opening, but rather the control of the extraction of the drink.
  • One of the problems associated with the manageability of capsules for the infusion of beverages is the initial shock of the front of the liquid flow when exiting the capsule, caused by the high pressure at which the infusion is formed.
  • the filter 3 has been designed, which is divided into sections with different utilities, so that the upper labyrinth 11 is in charge of expanding the drink from the annular valley 19 to the area where the holes 6 that connect the upper labyrinth 11 and the lower labyrinth 12 are located, while the lower labyrinth 12 is responsible for concentrating the drink, reducing and smoothing its speed and / or pressure, and centralize the extraction through the outlet hole.
  • the lower labyrinth 12 includes an outer channel 22 where the holes 6 that connect the upper labyrinth 11 and the lower labyrinth 12 open; where said holes 6 are located between the additional projections 20 of the upper labyrinth 11; where said external canalization 22 is an unobstructed space that connects all the communicating holes of both labyrinths 11, 12.
  • the outer annular passage section of said outer channel 22 of the lower labyrinth 12 distributes the liquid beverage throughout the annular path of the outer channel 22, homogenizing the flow of the liquid beverage before proceeding to the next stage.
  • An intermediate radial passage section of the lower labyrinth 12 is delimited by a succession of intermediate crenellated barriers 23 that form corridors with sudden changes in direction. These corridors in different directions force the liquid drink to reduce its speed and pressure as it flows towards the outlet port 13.
  • Said intermediate barriers 23 comprise a set of radial partitions 23a in combination with arcuate partitions 23b in opposition that follow a circumferential path; where said arched partitions 23b are joined by one of their ends to both sides of the radial partitions 23a.
  • An interior passage section of the lower labyrinth 12 is delimited by an internal barrier formed by projections 24 that follow a circumferential path, and which in turn surround a centered chamber 25 that faces the outlet opening 13.
  • the inner passage section is also configured to reduce the speed of the liquid, distribute the beverage evenly in the outlet port 13 and limit the size of the bubbles.
  • the liquid has a vector that does not point towards the outlet of the capsule, but forces the drink to be distributed inside the centered chamber 25.
  • This movement can generate an exit of the capsule with helical path of the liquid beverage.
  • the intermediate barriers 23 are properly oriented at the outlet of the lower labyrinth 12, so that the various streams of liquid fluid that run through the passageways of the intermediate barriers 23, before reaching the centered chamber 25 , said currents collide with the projections 24 of the internal barrier.
  • the internal barrier limits the quality of the cream, preventing the generation of large bubbles.
  • the laminar membrane 5 is progressively and gently tearing until the entire path of said continuous circumferential precut 5b is completed. From the moment in which the rupture of the laminar membrane 3 begins, the mixture of water with the food substance 17 reaches the annular valley 19 of the upper labyrinth 11 of the filter 3, and then travels in expansion (below the laminar membrane 5 ) in radial directions the upper labyrinth 11 through the gaps between the projections 19b and the gaps between the additional projections 20, until reaching the holes 6 that communicate the upper labyrinth 11 and the lower labyrinth 12, where said holes 6 lead to the channeling 22 of said lower labyrinth 12.
  • the liquid mixture will travel through the lower labyrinth 12 in concentration towards its center through its intermediate radial passage section and its interior passage section until it reaches the centered chamber 25 and from here the liquid mixture will flow through the outlet hole 13 located at the bottom 2 of the bowl structure 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Apparatus For Making Beverages (AREA)

Abstract

La cápsula comprende una estructura de cazoleta (1) con una embocadura cerrada mediante una tapa (16). Dentro de la estructura de cazoleta (1) se ubica una membrana laminar (5) que separa una cámara superior (15) que aloja una sustancia alimenticia (17) y una cámara inferior (15) donde se ubica un filtro (3)con un valle anular (19), de forma que cuando se introduce agua dentro la cámara superior (15), la presión aumenta progresivamente hasta que se rompe la membrana laminar (5) de forma controlada por un precorte circunferencial continuo (5b) de dicha membrana laminar (5) que está enfrentado al valle anular (19). De esta forma se consigue una extracción de la bebida progresiva y paulatina. Además con la cápsula de la invención se evita la generación de zonas de apertura irregulares de las que se puedan desprender partes de material de partes de la cápsula.

Description

CÁPSULA PARA INFUSIÓN DE BEBIDA DESCRIPCIÓN
Objeto de la invención
La cápsula para infusión de bebida está configurada para poder insertarse en una máquina preparada para inyectar agua dentro de cápsula inundando el espacio interior de dicha cápsula, para obtener finalmente una mezcla líquida formada por la infusión y el agua que saldrá al exterior a través de una boca inferior de salida. Partiendo de esta premisa, un objetivo de la invención es conseguir que la extracción de la bebida sea progresiva y paulatina, sin producirse el efecto de golpe de ariete, lo cual redunda en una extracción suave, sin borbotones ni salpicaduras. Además con la cápsula de la invención se evita la generación de zonas de apertura irregulares de las que se puedan desprender partes de material de partes de la cápsula.
Problema técnico a resolver y antecedentes de la invención
En la actualidad son conocidas las cápsulas de preparación de bebida en las que, tras la mezcla de un líquido con un producto alimenticio como infusiones y café, dicha mezcla es filtrada en el interior de la cápsula a través de una superficie de filtrado.
Son conocidas también las cápsulas para elaboración de bebida que comprenden en su espacio interior un filtro con una superficie de filtrado, a través de la cual pasa la mezcla antes de extraerse al exterior a través de una boca inferior de la cápsula.
Debido a la presión alcanzada en el interior de la cápsula de preparación de bebida alimenticia cuando se inyecta un líquido en su interior, el filtro tiende a desestabilizarse y desplazarse interiormente a causa de los esfuerzos a los que se ve sometido dicho filtro, lo que provoca un funcionamiento anómalo en el interior de la cápsula.
Otro problema que se da en las cápsulas conocidas es la formación de un cráter en el volumen del producto alimenticio alojado dentro de la cápsula cuando se inyecta el líquido en el interior de la cápsula, de forma que la formación de dicho cráter crea una garganta por la que parte del líquido es evacuado directamente hacia la boca de salida de la cápsula con una mezcla deficiente de la infusión o café; incluso la formación de dicho cráter puede provocar que parte del producto alimenticio no llegue a mojarse por el líquido inyectado dentro de la cápsula. Por otro lado, dentro de las cápsulas existe una cámara superior que contiene el producto alimenticio y una cámara inferior que puede o no albergar un filtro, de forma que en algunos casos ambas cámaras están inicialmente aisladas entre sí mediante una membrana laminar. En esta situación, cuando se introduce agua dentro de la cámara superior moja el producto alimenticio y a la vez aumenta la presión progresivamente, llegando un momento en que la membrana se rompe y entonces la mezcla líquida de agua y producto alimenticio alcanza la cámara inferior, que comunica con un orificio de salida por el se extrae la mezcla para su consumo.
En la mayoría de los casos los casos la rotura de la membrana se lleva a cabo mediante un contacto físico entre la membrana y un elemento afilado, como por ejemplo en la patente con n° de publicación en España ES 2260626 (EP 02000943), de forma que con el aumento de la presión dentro de la cámara superior de la capsula, la membrana se desplaza y entra con contacto con el elemento afilado.
En cambio en la patente de invención con n° publicación ES 2555631 , la membrana laminar se rompe debido al aumento de la presión dentro de la cámara superior de la cápsula sin precisar un elemento afilado que penetre en la membrana laminar. Para ello la membrana laminar incluye unas incisiones o entallas puntuales que constituyen unas zonas debilitadas, y es por donde finalmente se rompe la membrana cuando aumenta la presión lo suficiente.
La patente de invención con n° de publicación en España ES 2359284 T3 con prioridad de la patente europea EP 07104813, se refiere a una cápsula de ingredientes para bebidas que comprende una estructura de cazoleta que incluye una cámara superior y una cámara inferior que están separadas por un filtro, de manera que cuando aumenta la presión dentro del la cámara superior donde se encuentra la sustancia alimenticia, la mezcla líquida (bebida) de agua y de la sustancia alimenticia pasa a la cámara inferior a través de un hueco perimetral que se libera como consecuencia del aumento de la presión en la cámara superior, de forma que dicho hueco perimetral está delimitado entre una cara lateral interna de la estructura de cazoleta y una parte perimetral del filtro adyacente a dicha cara lateral interna. El filtro incluye unos orificios directos de capilaridad que comunican directamente la cámara superior y la cámara inferior. Descripción de la invención
Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar los inconvenientes mencionados en los apartados anteriores, la invención propone una cápsula para infusión de bebida que comprende:
Una estructura de cazoleta que incluye una embocadura cerrada mediante una tapa. Un filtro apoyado sobre un fondo de la estructura de cazoleta por debajo de un escalonamiento perimetral de la estructura de cazoleta; donde dicho fondo incluye un orificio de salida de la bebida.
Una membrana laminar que separa una cámara inferior de una cámara superior de la estructura en forma de cazoleta; donde en la cámara inferior se encuentra el filtro y donde la cámara superior está configurada para alojar una sustancia alimenticia.
La membrana laminar está unida a la estructura de cazoleta mediante una primera unión sellada coincidente con una zona anular de la membrana laminar soldada al escalonamiento perimetral de la estructura de cazoleta.
A su vez, la membrana laminar está unida al filtro mediante una segunda unión sellada central coincidente con una primera parte interna de la membrana laminar que está soldada a una zona de una meseta central que forma parte del filtro.
La membrana laminar incluye un precorte circunferencial continuo que tiene un diámetro mayor que la dimensión del contorno de la meseta del filtro.
El filtro comprende un laberinto superior y un laberinto inferior dispuestos en oposición y comunicados entre sí mediante unos orificios próximos al contorno exterior del filtro; donde el laberinto superior está en contacto con la membrana laminar y el laberinto inferior está en contacto con el fondo de la estructura de cazoleta.
El precorte circunferencial continuo está ubicado en una porción anular de la membrana laminar que está enfrentada a un valle anular ubicado en el laberinto superior del filtro; donde dicha porción anular está ubicada en el vano del valle anular; y donde dicha porción anular asienta por dos zonas colaterales paralelas sobre unos apoyos que delimitan la embocadura del valle anular.
Una vez rota la membrana laminar por su precorte circunferencial continuo la bebida fluye en expansión en el laberinto superior desde el valle anular hasta los orificios y en concentración en el laberinto inferior hacia el orificio de salida.
El precorte circunferencial continuo delimita el área de la primera parte interna de la membrana laminar que está unida a la meseta central del filtro.
El valle anular del filtro está delimitado por una cara lateral continua, unas áreas laterales de una sucesión de resaltes en paralelo a la cara lateral continua y un fondo escalonado; donde dicha cara lateral continua forma parte de la meseta central del filtro; y donde los apoyos de la porción anular de la membrana laminar están ubicados en la meseta central y en la sucesión de resaltes.
El fondo escalonado del valle anular está formado por una sucesión de cajeados separados por unos tabiques radiales.
El laberinto superior del filtro comprende la sucesión de resaltes distribuidos en una trayectoria circunferencial alrededor de la meseta central; una sucesión de resaltes adicionales con un recorrido circunferencial de mayor diámetro que el recorrido circunferencial de la otra sucesión de resaltes; y un resalte perimetral continuado que tiene un recorrido circunferencial mayor que el recorrido circunferencial de los resaltes adicionales.
El laberinto inferior del filtro comprende una sección de paso radial intermedia que está delimitada por una sucesión de barreras intermedias almenadas que conforman pasillos con cambios bruscos de dirección; una sección de paso interior que está delimitada por una barrera interna formada por unos salientes que siguen una trayectoria circunferencial y los cuales rodean a su vez a una cámara centrada que está enfrentada al orificio de salida del fondo de la estructura de cazoleta .
El laberinto inferior incluye una canalización exterior donde desembocan los orificios que comunican el laberinto superior y el laberinto inferior; donde dichos orificios están ubicados entre los resaltes adicionales del laberinto superior; y donde dicha canalización exterior es un espacio sin obstáculos que conecta todos los orificios comunicantes de ambos laberintos. Las barreras intermedias del laberinto superior comprenden unos tabiques radiales en combinación con unos tabiques arqueados en oposición que siguen una trayectoria circunferencial en paralelo a la trayectoria circunferencial del borde exterior del filtro; donde dichos tabiques arqueados están unidos por unos de sus extremos a ambos lados de los tabiques radiales.
La membrana laminar comprende una primera capa de aluminio y una segunda capa de poliéster unidas íntegramente entre sí por dos de sus caras; donde el precorte circunferencial continuo de la membrana laminar está incluido en la segunda capa de poliéster con interrupción de todo su espesor; y donde la membrana laminar está unida al filtro y a la estructura de cazoleta mediante la primera capa de aluminio.
A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompaña una serie de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.
Breve descripción de las figuras
Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva explosionada de la cápsula para infusión de bebida, objeto de la invención. Comprende básicamente una estructura de cazoleta, una membrana laminar y un filtro que incluye un laberinto superior y un laberinto inferior en oposición.
Figura 2.- Muestra una vista en perspectiva seccionada del filtro y de la membrana laminar que está unida a una meseta central del filtro y a un escalonamiento perimetral de la estructura de cazoleta.
Figura 3a.- Representa una vista en planta del filtro donde se muestra la configuración de su laberinto superior.
Figura 3b.- Representa una vista en planta del filtro donde se muestra la configuración de su laberinto inferior.
Figura 4.- Muestra una vista en planta de la membrana laminar donde se destaca una porción anular que incluye un debilitamiento formado por un precorte circunferencial continuo.
Figura 5.- Muestra una vista en sección de una parte del conjunto de la membrana laminar y laberinto superior del filtro después de romperse dicha membrana laminar debido a la presión ejercida por un fluido líquido en un espacio cerrado dentro de la cápsula de la invención. Descripción de un ejemplo de realización de la invención
Considerando la numeración adoptada en las figuras la cápsula para infusión de bebida comprende una estructura de cazoleta 1 con un escalonamiento perimetral 7, una tapa 16, un papel filtrante 9, un filtro 3 y una membrana laminar 5.
La tapa 16 está unida mediante sellado sobre un reborde perimetral superior 1a que delimita una embocadura de la estructura de cazoleta 1.
El filtro 3 está apoyado sobre un fondo 2 de la estructura de cazoleta 1 por debajo del escalonamiento perimetral 7; donde dicho fondo 2 incluye un orificio de salida 13.
La membrana laminar 5 está unida a la estructura de cazoleta 1 mediante una primera unión soldada continua que se corresponde con una zona anular 5a de la membrana laminar 5 soldada al escalonamiento perimetral 7 de la estructura de cazoleta 1.
En una realización de la invención, sobre una cara de membrana laminar 5 está adosado el papel filtrante 9 que está soldado a una parte de una cara lateral interna 10 de la estructura de cazoleta 1.
La membrana laminar 5 junto el papel filtrante 9 separan una cámara inferior 14 y una cámara superior 15 de la estructura de cazoleta 1 ; donde en la cámara inferior 14 se encuentra alojado el filtro 3 y donde la cámara superior 15 está configurada para alojar una sustancia alimenticia 17 que estará en contracto con la membrana laminar 5 o con el papel filtrante 9 cuando se incorpore este último elemento 9.
La membrana laminar 5 está unida también al filtro 3 mediante una segunda unión soldada anular, continua y central, que se corresponde con una primera parte interna 5c a modo de disco central de la membrana laminar 5; donde una zona de dicha primera parte interna 5c está soldada a una meseta central 8 elevada que forma parte del filtro 3; y donde dicha meseta 8 incluye un hueco concéntrico 4.
La membrana laminar 5 incluye un precorte circunferencial continuo 5b que tiene un diámetro mayor que la dimensión del contorno de la meseta central 8 del filtro 3. Dicho precorte circunferencial continuo 5b delimita el área de la primera parte interna 5c; donde dicho precorte circunferencial continuo 5b está ubicado en una parte delimitada entre las dos uniones soldadas continuas; y donde el precorte circunferencial continuo 5b separa la primera parte interna 5c de una segunda parte externa 5d de la membrana laminar 5 que incluye la zona anular 5a.
El filtro 3 comprende un laberinto superior 11 y un laberinto inferior 12 en contraposición que están comunicados a través de al menos un orificio 6 comunicantes próximo al borde perimetral del filtro 5, aunque en la práctica incluye una sucesión de orificios 6 ubicados en un contorno circunferencial.
En una realización de la invención dichos orificios 6 comunicantes son de forma circular y comprenden una medida delimitada entre 0,4 mm. y 0,8 mm., sin descartar otras medidas.
La cámara inferior 14 de la cápsula donde se encuentra alojado el filtro 5, constituye una cámara de descarga y filtrado, donde el agua mezclada con la sustancia alimenticia 17 fluye entre los espacios e intersticios situados entre el laberinto superior 11 y el laberinto inferior 12, filtrándose y homogeneizándose el agua con la sustancia alimenticia, en su recorrido desde la periferia del fondo 2 de la cápsula hasta la parte central de dicho fondo 2 donde se encuentra el orificio de salida 13 por donde fluirá al exterior la mezcla líquida (bebida) del agua con la sustancia alimenticia 17.
Se destaca que la capsula de la invención es una evolución de la patente española P 201530922 con n° de publicación ES 2555631 (mismo titular que la cápsula de la invención) que describe una cápsula de preparación de bebida alimenticia con sistema de salida controlado, en la que una membrana laminar está unida por una primera zona anular a un escalonamiento perimetral de una estructura de cazoleta y por una segunda zona central la membrana laminar está unida a una meseta central. Esta segunda zona central es concéntrica con la primera zona anular; donde el paso de fluido se realiza a través de unas entallas de la membrana laminar que se abren bajo el efecto de la presión en el interior de la cápsula.
Tras introducir la cápsula de la invención en una máquina para infusión de bebida, y accionar dicha máquina, un extremo de una cánula 18 de la máquina perfora la tapa 16 de la cápsula y se introduce en un espacio hueco que existe en la parte superior de la cápsula, por encima de la sustancia alimenticia 17 alojada en la cámara superior 15; todo ello para inundar dicha cámara superior 15 con agua en estado líquido.
Así pues, la sustancia alimenticia 17 ocupa un espacio de relleno que se complementa con el espacio hueco en el que desemboca el extremo de la cánula 18, de manera que la cámara superior 15 comprende el espacio hueco y el espacio que ocupa la sustancia alimenticia.
La cánula 18 introduce agua caliente dentro de la cámara superior 15 de la cápsula inundando el espacio interior de dicha cámara superior 15; donde durante esta operación se va mezclando el agua caliente con la sustancia alimenticia 17. Al irse introduciendo el agua caliente, la presión en el interior de la cámara superior 15 de la cápsula aumenta progresivamente.
Cuando la presión en el interior cámara superior 15 de la cápsula alcanza un determinado valor, se inicia la rotura controlada de la membrana laminar 5 por una zona de su precorte circunferencial continuo 5b, y a continuación en todo el recorrido cerrado del precorte circunferencial continuo 5b; con lo cual se comunica la cámara superior 15 y la cámara inferior 14 donde se encuentra el filtro 3.
Cabe señalar que la rotura de la membrana laminar 5 es progresiva a lo largo de todo el recorrido del precorte circunferencial continuo generándose una abertura anular continua alrededor de la meseta central 8. Así pues, con al aumento de la presión en el interior de la cápsula, la membrana laminar 5 se rompe inicialmente en el punto más débil del precorte circunferencial continuo 5b (marcado con láser) y después se completa la rotura progresivamente a lo largo de todo el recorrido de dicho precorte circunferencial continuo 5b.
En esta situación, la mezcla de agua y sustancia alimenticia 17 alcanza la cámara inferior 14, dentro de la cual dicha mezcla recorre primero el laberinto superior 11 del filtro 3 desde una zona central alrededor de la meseta 8 hasta una zona perimetral del filtro donde se encuentran los orificios 6.
A continuación la mezcla de agua y sustancia alimenticia 17 fluyen a través de dichos orificios 6 hasta alcanzar el laberinto inferior 12; donde la mezcla hará un recorrido desde una zona perimetral exterior hasta una zona central de dicho laberinto inferior 12 hasta alcanzar finalmente el orificio de salida 13 centrado del fondo 2 por donde fluirá al exterior la mezcla de agua y sustancia alimenticia 17.
Como consecuencia de lo mencionado anteriormente, la salida de la bebida líquida por la parte inferior de la cápsula, durante el proceso de extracción de la bebida, se produce de manera paulatina, sin producirse el efecto de golpe de ariete, lo cual redunda en una extracción suave, sin borbotones ni salpicaduras.
Además se destaca como ventaja principal de la invención que mediante el precorte circunferencial continuo 5b de la membrana laminar 5 se controla totalmente la forma de la rotura de dicha membrana laminar 5 al tener un contorno de trayectoria cerrada solamente por el incremento de la presión del fluido de agua inyectada; con lo que de esta manera se evita que la membrana laminar 5 genere zonas de apertura irregulares de las que se puedan desprender partes del material de dicha membrana laminar 5 o zonas de paso de fluido líquido deficientes.
Cabe señalar que tras la rotura de la membrana laminar 5, ésta permanece unida al escalonamiento perimetral 7 y también a la base superior 8a de la meseta central 8.
La membrana laminar 5 comprende una primera capa de material de aluminio y una segunda capa de poliéster; donde la primera capa es la que está soldada al escalonamiento perimetral 7 de la estructura de cazoleta 1 y a la meseta central 8 del filtro 3.
Se destaca que la doble soldadura para unir la membrana laminar 5 conforma unas condiciones de contorno que impiden cualquier desplazamiento que no sea el de la propia deformación de la membrana laminar 5.
La membrana laminar 5 se deforma con la presión ejercida por el fluido líquido dentro de la cámara superior 15, llegándose a dividir dicha membrana laminar 5 en dos partes separadas, sin que medie contacto físico con otros elementos de la cápsula por la zona de rotura.
En el proceso final de fabricación de la membrana laminar 5, una sección de la segunda capa de material de poliéster es eliminada (evaporada) por medio de un láser; donde dicha sección se corresponde con el precorte circunferencial continuo 5b donde solamente permanece el material de aluminio de la primera capa.
Eliminar de una zona específica el material de poliéster reduce las capacidades mecánicas de la membrana laminar 5 de una forma precisa que está diseñada para romperse por la zona grabada con el láser.
Bajo la presión del fluido líquido dentro de la cámara superior 15 de la estructura de cazoleta 1 , la membrana laminar 5 se acomoda y adapta a las superficies del filtro 3; donde dichas superficies se corresponden con unas zonas de contacto de elementos del laberinto superior 11 y con unas zonas de contacto del contorno lateral de la meseta 8 del filtro 3.
Bajo la presión del fluido líquido, la adaptación de la membrana laminar 5 sobre los citados elementos del filtro 3 provoca que se diferencien sectores con diferentes deformaciones, de forma que en esta situación la membrana laminar 5 se ve sometida a una tensión en toda su extensión, que llegado el momento de una deformación y tensión máximas la membrana laminar 5 se romperá por su parte más débil que es justamente la zona donde se ha realizado previamente el precorte circunferencial continuo 5b en la que solamente permanece el material de aluminio de la primera capa.
Así pues, en el punto de deformación y tensión máximas de la membrana laminar 5, se produce su rotura en coincidencia con el debilitamiento del precorte circunferencial continuo 5b, de manera que las propiedades debilitadas del material de aluminio de la primera capa producen una rotura controlada a una presión específica del fluido líquido dentro de la cámara superior 15 sin contacto mecánico.
Analizando el tipo de rotura de la membrana laminar, bajo la teoría de resistencia de materiales y de estructuras, la elongación previa a la rotura de la membrana laminar 5 provoca en ella una tensión de tracción. Esta tensión aumenta proporcionalmente con la deformación, hasta que se alcanza la resistencia máxima a la tracción de la primara capa de aluminio (en la zona del precorte circunferencial continuo 5b con láser) y provoca la rotura de la membrana laminar 5; siempre sin contacto mecánico con otros elementos ni acoplamiento en la zona de rotura. Con objetivo de tener siempre la misma apertura de la capsula, de una forma controlada y delimitada, se ha diseñado el precorte circunferencial continuo 5b en la membrana laminar 5.
Se destaca que para llevar a cabo la apertura de la cápsula, el precorte circunferencial continuo 5b no tiene ni principio ni final. En cambio otros cortes lineales convencionales tienen un tramo final que es susceptible y sensible a la concentración de tensiones, posibilitando la aparición de grietas incontroladas por la deformación de la membrana laminar que incluye dichos cortes lineales.
El precorte circunferencial continuo 5b es una geometría sin principio ni final, en el que, una vez iniciada la rotura de la membrana laminar 5, esta se extiende por la zona de debilitamiento láser, produciendo la rotura total de la primera capa de aluminio en dos secciones. Este efecto, incluye un efecto auto conclusivo, sin posibilidad de que las zonas debilitadas de la capa de aluminio estén en contacto con otras partes de la capsula antes de su rotura.
La capa de aluminio está diseñada para romperse sin contacto mecánico ni acoplamiento con otras zonas de la cápsula, sino solamente mediando la deformación y la tensión por tracción debido exclusivamente a la presión generada por el fluido líquido dentro de la cámara superior 15 de la estructura de cazoleta 1.
Para facilitar la operación de rotura controlada, el filtro 3 incluye un valle anular 19 alrededor de la meseta central 8 sobre cuya base 8a está soldada la primera parte interior 5c de la membrana laminar 5; donde dicho valle anular 19 está enfrentado a una porción anular 26 de la membrana laminar 5 en la que se encuentra el precorte circunferencial continuo 5b.
El valle anular 19 está delimitado por dos áreas de apoyo colaterales del filtro 3 que actuarán de soporte de apoyo para la primera capa de aluminio de la membrana laminar 5, pero sin unión entre el filtro 3 y la primera capa de aluminio en dichas áreas de apoyo.
El valle anular 19 limita y define el vano sobre el cual se efectuará la elongación (estiramiento) de la primera capa de aluminio; donde el precorte circunferencial continuo 5b de la membrana laminar 5 está enfrentado con el dicho vano del valle anular 19. El valle anular 19 es el espacio vacío sobre el cual la primera capa de aluminio de la membrana laminar 5 se deforma hasta su punto de rotura a lo largo del precorte circunferencial continuo 5b de dicha membrana laminar 5.
El filtro 3 tiene una geometría que limita el exceso de deformación de la membrana laminar 5 y mantiene abiertas superficies por donde la bebida puede fluir a través del laberinto superior 11 , de manera que una vez que la primera capa de aluminio se ha abierto debido a su rotura, siempre en una zona delimitada prevista (porción anular 26 de la membrana laminar 5), la bebida puede fluir a través del laberinto superior 11 , tal como se ha referido anteriormente.
El valle anular 19 del filtro 3 está delimitado por una cara lateral continua 19a, unas áreas laterales de una sucesión de resaltes 19b en paralelo a la cara lateral continua 19a y un fondo escalonado19c; donde dicha cara lateral continua 19a forma parte de la meseta central 8 del filtro. El fondo escalonado 19c está formado por una sucesión de cajeados separados por unos tabique radiales.
El laberinto superior 11 incluye además una sucesión de resaltes adicionales 20 con recorrido circunferencial de mayor diámetro que el recorrido circunferencial de la otra sucesión de resaltes 19b. Dicho laberinto superior 11 incluye también un resalte perimetral continuado 21 con un recorrido circunferencial de mayor diámetro que el recorrido circunferencial de los resaltes adicionales 20. Entre los resaltes adicionales 20 existen unos huecos de separación que se corresponden con unas zonas intermedias en las que se encuentran los orificios 6 que comunican el laberinto superior 11 y el laberinto inferior 12.
Una vez que la membrana laminar 5 se ha roto de forma controlada a lo largo de su precorte circunferencial continuo 5b se separan físicamente la primera parte interior 5c y la segunda parte exterior 5d de dicha membrana laminar 5, de forma que las porciones adyacentes de ambas partes 5c, 5d se doblan hacia el espacio interior del valle anular 19 hasta contactar con su cara lateral continua 19a, con sus áreas laterales de la sucesión de resaltes 19b y también con una parte de su fondo escalonado 19c.
Una vez rota la membrana laminar 5, la geometría del fondo escalonado 19c del valle anular 19, en dirección a la escapatoria de la bebida líquida, mantiene abiertas secciones de paso en los límites del valle anular 19, evitando el cierre total del laberinto superior 11 del filtro.
Una superficie enrejillada del laberinto superior 11 del filtro 3 contacta con la primera capa aluminio de la membrana laminar 5 separada en dos partes una vez ya se producido su rotura por el precorte circunferencial continuo 5b; donde dicho laberinto superior 11 no media en la apertura, sino en el control de la extracción de la bebida.
Uno de los problemas asociados a la manejabilidad de capsulas para la infusión de bebidas es el golpe inicial del frente del caudal de líquido al salir por la cápsula, motivado por la alta presión a la que se forma la infusión.
Para evitar dicho efecto del golpe inicial del frente del caudal de líquido a la salida de la cápsula, se ha diseñado el filtro 3 que está dividido en secciones con diferentes utilidades, de manera que el laberinto superior 11 es el encargado de expandir la bebida desde el valle anular 19 hasta la zona donde se encuentran los orificios 6 que comunican el laberinto superior 11 y el laberinto inferior 12, mientras que el laberinto inferior 12 es el encargado de concentrar la bebida, reducir y suavizar su velocidad y/o presión, y centralizar la extracción a través del orificio de salida.
El laberinto inferior 12 incluye una canalización exterior 22 donde desembocan los orificios 6 que comunican el laberinto superior 11 y el laberinto inferior 12; donde dichos orificios 6 están ubicados entre los resaltes adicionales 20 del laberinto superior 11 ; donde dicha canalización exterior 22 es un espacio sin obstáculos que conecta todos los orificios comunicantes de ambos laberintos 11 , 12.
La sección de paso anular exterior de dicha canalización exterior 22 del laberinto inferior 12 distribuye la bebida liquida por todo el recorrido anular de la canalización exterior 22, homogeneizando el caudal de la bebida líquida antes de pasar a la siguiente etapa.
Una sección de paso radial intermedia del laberinto inferior 12 está delimitada por una sucesión de barreras intermedias 23 almenadas que conforman pasillos con cambios bruscos de dirección. Estos pasillos en diferentes direcciones obligan a la bebida líquida a reducir su velocidad y presión mientras fluye hacia el orificio de salida 13. Dichas barreras intermedias 23 comprenden un conjunto de tabiques radiales 23a en combinación con unos tabiques arqueados 23b en oposición que siguen una trayectoria circunferencial; donde dichos tabiques arqueados 23b están unidos por unos de sus extremos a ambos lados de los tabiques radiales 23a.
Una sección de paso interior del laberinto inferior 12 está delimitada por una barrera interna formada por unos salientes 24 que siguen una trayectoria circunferencial, y los cuales rodean a su vez a una cámara centrada 25 que está enfrentada al orificio de salida 13.
La sección de paso interior está configurada también para reducir la velocidad del líquido, distribuir homogéneamente la bebida en el orificio de salida 13 y limitar el tamaño de las burbujas.
Finalmente, la sección de paso del orificio de salida 13 vuelve a concentrar la bebida líquida, una vez que ha perdido la velocidad y la presión para formar la única salida de la cápsula a través de dicho orificio de salida 13.
A la salida del laberinto inferior 12 el líquido tiene un vector que no apunta hacia la salida de la cápsula, sino que fuerza a la bebida a ser distribuida por el interior de la cámara centrada 25. Este movimiento puede generar una salida de la cápsula con recorrido helicoidal de la bebida líquida. Para evitar este movimiento en exceso, las barreras intermedias 23 se orientan de forma adecuada a la salida del laberinto inferior 12, de manera que las diversas corrientes de fluido líquido que recorren los pasillos de las barreras intermedias 23, antes de alcanzar la cámara centrada 25, dichas corrientes chocan contra los salientes 24 de la barrera interna.
Adicionalmente, la barrera interna limita la calidad de la crema, evitando la generación burbujas grandes.
Con esta disposición descrita, cuando se va a hacer uso de la cápsula de la invención se introduce agua con la cánula 18 dentro de la cámara superior 15 inundando toda ella y mojando la sustancia alimenticia 17 que se encuentra dentro de la citada cámara superior 15, de forma que a medida que se introduce más agua aumenta progresivamente la presión en su interior; llegando un momento en el que se inicia la rotura de la membrana laminar 5 por un punto de su precorte circunferencial continuo 5b.
En esta situación, progresivamente y de forma suave se va rasgando la membrana laminar 5 hasta completar todo el recorrido de dicho precorte circunferencial continuo 5b. Desde el momento en el que se inicia la rotura de la membrana laminar 3 la mezcla de agua con la sustancia alimenticia 17 alcanza el valle anular 19 del laberinto superior 11 del filtro 3, para después recorrer en expansión (por debajo de la membrana laminar 5) en direcciones radiales el laberinto superior 11 a través de los huecos entre los resaltes 19b y los huecos entre los resaltes adicionales 20, hasta alcanzar los orificios 6 que comunican el laberinto superior 11 y el laberinto inferior 12, donde dichos orificios 6 desembocan en la canalización 22 de dicho laberinto inferior 12.
Finalmente la mezcla líquida recorrerá el laberinto inferior 12 en concentración hacia su centro a través de su sección de paso radial intermedia y su sección de paso interior hasta alcanzar la cámara centrada 25 y de aquí la mezcla líquida discurrirá a través del orificio de salida 13 ubicado en el fondo 2 de la estructura de cazoleta 1.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Cápsula para infusión de una bebida, que comprende:
- una estructura de cazoleta (1) que incluye una embocadura cerrada mediante una tapa (16);
- un filtro (3) apoyado sobre un fondo (2) de la estructura de cazoleta (1) por debajo de un escalonamiento perimetral (7) de la estructura de cazoleta (1); donde dicho fondo (2) incluye un orificio de salida (13) de la bebida;
- una membrana laminar (5) que separa una cámara inferior (14) de una cámara superior (15) de la estructura en forma de cazoleta (1); donde en la cámara inferior (14) se encuentra el filtro (3) y donde la cámara superior (15) está configurada para alojar una sustancia alimenticia (17);
donde la membrana laminar (5) está unida a la estructura de cazoleta (1) mediante una primera unión sellada coincidente con una zona anular (5a) de la membrana laminar (5) soldada al escalonamiento perimetral (7) de la estructura de cazoleta (1); y donde la membrana laminar (5) está unida al filtro (3) mediante una segunda unión sellada central coincidente con una primera parte interna (5c) de la membrana laminar (5) que está soldada a una zona de una meseta central (8) que forma parte del filtro (3);
caracterizada por que:
- la membrana laminar (5) incluye un precorte circunferencial continuo (5b) que tiene un diámetro mayor que la dimensión del contorno de la meseta central (8) del filtro (3);
- el filtro (3) comprende un laberinto superior (11) y un laberinto inferior (12) dispuestos en oposición y comunicados entre sí mediante unos orificios (6) próximos al contorno exterior del filtro (3); donde el laberinto superior (11) está en contacto con la membrana laminar (5) y el laberinto inferior (12) está en contacto con el fondo (2) de la estructura de cazoleta (1);
- el precorte circunferencial continuo (5b) está ubicado en una porción anular (26) de la membrana laminar (5) que está enfrentada a un valle anular (19) ubicado en el laberinto superior (11) del filtro (3); donde dicha porción anular (26) está ubicada en el vano del valle anular (19); y donde dicha porción anular (26) asienta por dos zonas colaterales paralelas sobre unos apoyos que delimitan la embocadura del valle anular (19);
donde una vez rota la membrana laminar (5) por su precorte circunferencial continuo (5b) la bebida fluye en expansión en el laberinto superior (11) desde el valle anular (19) hasta los orificios (6) y en concentración en el laberinto inferior (12) hacia el orificio de salida (13).
2.- Cápsula para infusión de una bebida, según la reivindicación 1 , caracterizada por que el precorte circunferencial continuo (5b) delimita el área de la primera parte interna (5c) de la membrana laminar (5).
3.- Cápsula para infusión de una bebida, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el valle anular (19) del filtro (3) está delimitado por una cara lateral continua (19a), unas áreas laterales de una sucesión de resaltes (19b) en paralelo a la cara lateral continua (19a) y un fondo escalonado (19c); donde dicha cara lateral continua (19a) forma parte de la meseta central (8) del filtro (3); y donde los apoyos de la porción anular (26) de la membrana laminar (5) están ubicados en la meseta central (8) y en la sucesión de resaltes (19b).
4.- Cápsula para infusión de una bebida, según la reivindicación 3, caracterizada por que el fondo escalonado (19c) del valle anular (19) está formado por una sucesión de cajeados separados por unos tabiques radiales.
5.- Cápsula para infusión de una bebida, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 3 ó 4, caracterizada por que:
- el laberinto superior (11) del filtro (3) comprende la sucesión de resaltes (19b) distribuidos en una trayectoria circunferencial alrededor de la meseta central (8); una sucesión de resaltes adicionales (20) con un recorrido circunferencial de mayor diámetro que el recorrido circunferencial de la otra sucesión de resaltes (19b); y un resalte perimetral continuado (21) que tiene un recorrido circunferencial mayor que el recorrido circunferencial de los resaltes adicionales (20);
- el laberinto inferior (12) del filtro (3) comprende una sección de paso radial intermedia que está delimitada por una sucesión de barreras intermedias (23) almenadas que conforman pasillos con cambios bruscos de dirección; una sección de paso interior que está delimitada por una barrera interna formada por unos salientes (24) que siguen una trayectoria circunferencial y los cuales rodean a su vez a una cámara centrada (25) que está enfrentada al orificio de salida (13) del fondo (2) de la estructura de cazoleta (1).
6.- Cápsula para infusión de una bebida, según la reivindicación 5, caracterizada por que el laberinto inferior (12) incluye una canalización exterior (22) donde desembocan los orificios (6) que comunican el laberinto superior (11) y el laberinto inferior (12); donde dichos orificios (6) están ubicados entre los resaltes adicionales (20) del laberinto superior (11); y donde dicha canalización exterior (22) es un espacio sin obstáculos que conecta todos los orificios (6) comunicantes de ambos laberintos (11 , 12).
7.- Cápsula para infusión de una bebida, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 5 ó 6, caracterizada por que las barreras intermedias (23) del laberinto superior (11) comprenden unos tabiques radiales (23a) en combinación con unos tabiques arqueados (23b) en oposición que siguen una trayectoria circunferencial en paralelo a la trayectoria circunferencial del borde exterior del filtro (3); donde dichos tabiques arqueados (23b) están unidos por unos de sus extremos a ambos lados de los tabiques radiales (23a).
8.- Cápsula para infusión de una bebida, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la membrana laminar (5) comprende una primera capa de aluminio y una segunda capa de poliéster unidas íntegramente entre si por dos de sus caras; donde el precorte circunferencial continuo (5b) de la membrana laminar (5) esta incluido en la segunda capa de poliéster con interrupción de todo su espesor; y donde la membrana laminar (5) está unida al filtro (3) y a la estructura de cazoleta mediante la primera capa de aluminio.
9.- Cápsula para infusión de una bebida, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende un papel filtrante (9) que está soldado a una parte de una cara lateral interna (10) de la estructura de cazoleta (1); donde dicho papel filtrante (9) está en contacto con la membrana laminar (5).
PCT/ES2020/070158 2019-04-22 2020-03-04 Cápsula para infusión de bebida WO2020216972A1 (es)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20795117.9A EP3960044A4 (en) 2019-04-22 2020-03-04 CAPSULE FOR BEVERAGE INFUSION

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ESP201930359 2019-04-22
ES201930359A ES2788799B2 (es) 2019-04-22 2019-04-22 Capsula para infusion de bebida

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020216972A1 true WO2020216972A1 (es) 2020-10-29

Family

ID=72843538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/ES2020/070158 WO2020216972A1 (es) 2019-04-22 2020-03-04 Cápsula para infusión de bebida

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3960044A4 (es)
ES (1) ES2788799B2 (es)
WO (1) WO2020216972A1 (es)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3998221A4 (en) * 2019-07-09 2022-08-31 Cocatech, S.L.U. CAPSULE FOR INFUSION OF A DRINK

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT118166A (pt) * 2022-08-19 2024-02-19 Bicafe Torrefaccao E Comercio De Cafe Lda Cápsula para preparação de uma bebida

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2260626T3 (es) 2002-01-16 2006-11-01 Societe Des Produits Nestle S.A. Capsula cerrada con medios de abertura.
ES2359284T3 (es) 2007-03-23 2011-05-20 Nestec S.A. Cápsula de ingredientes para bebida.
WO2014033341A1 (es) * 2012-08-28 2014-03-06 Unión Tostadora, S.A. Cápsula para máquina de preparación de bebida
ES2555631A1 (es) 2015-06-26 2016-01-05 Cocatech, S.L.U. Cápsula de preparación de bebida alimenticia con sistema de salida controlado
CN105286641A (zh) * 2015-12-03 2016-02-03 海口万客食品有限公司 一种制备饮料的胶囊
CN207084700U (zh) * 2017-03-24 2018-03-13 深圳鼎加弘思饮品科技有限公司 一种双针饮品冲泡系统
ES2709667T3 (es) * 2008-03-18 2019-04-17 Nestec Sa Cartucho para la preparación de un líquido que consta de una pared de distribución perforable

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2260626T3 (es) 2002-01-16 2006-11-01 Societe Des Produits Nestle S.A. Capsula cerrada con medios de abertura.
ES2359284T3 (es) 2007-03-23 2011-05-20 Nestec S.A. Cápsula de ingredientes para bebida.
ES2709667T3 (es) * 2008-03-18 2019-04-17 Nestec Sa Cartucho para la preparación de un líquido que consta de una pared de distribución perforable
WO2014033341A1 (es) * 2012-08-28 2014-03-06 Unión Tostadora, S.A. Cápsula para máquina de preparación de bebida
ES2555631A1 (es) 2015-06-26 2016-01-05 Cocatech, S.L.U. Cápsula de preparación de bebida alimenticia con sistema de salida controlado
CN105286641A (zh) * 2015-12-03 2016-02-03 海口万客食品有限公司 一种制备饮料的胶囊
CN207084700U (zh) * 2017-03-24 2018-03-13 深圳鼎加弘思饮品科技有限公司 一种双针饮品冲泡系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Week 45278, Derwent World Patents Index; AN 2017-45278S, RECUPERADO *
See also references of EP3960044A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3998221A4 (en) * 2019-07-09 2022-08-31 Cocatech, S.L.U. CAPSULE FOR INFUSION OF A DRINK

Also Published As

Publication number Publication date
EP3960044A1 (en) 2022-03-02
EP3960044A4 (en) 2022-06-22
ES2788799B2 (es) 2022-05-12
ES2788799A1 (es) 2020-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020216972A1 (es) Cápsula para infusión de bebida
JP6062555B2 (ja) 飲料製造機械用のカプセル
CN101862123B (zh) 具有形成受限的流动路径的输出壁的制备饮料用胶囊
ES2945420T3 (es) Alojamiento de cartucho para un cartucho de bebida o alimento
ES2650920T3 (es) Cápsula y sistema para la preparación de un alimento líquido
ES2714869T3 (es) Cápsula para la preparación de bebidas infundidas o solubles
RU2569281C2 (ru) Капсула с зоной начала разрыва
ES2373774T3 (es) Septo que forma crema para su instalación por debajo de una cámara que contiene una sustancia en polvo para extraer una bebida, como café molido.
ES2359284T3 (es) Cápsula de ingredientes para bebida.
BR112013022869B1 (pt) cápsula que contém um ou mais ingredientes de bebida, método de dispensação de uma bebida feita a partir dos ingredientes de bebida na cápsula e método para produzir a cápsula de bebida
BR112015008272B1 (pt) cápsula para preparação de bebidas
PT1826148E (pt) Cápsula com ingredientes de bebida com elemento deflector da direcção do jacto
BR112012028095B1 (pt) Cápsula para um material de extração e sistema para a preparação de bebida
ITMI20090571A1 (it) Cartuccia per caffe' e prodotti solubili per la preparazione di bevande
JP2015531249A (ja) 飲料製造カプセルおよびカプセル製造方法
WO2014184404A1 (es) Estructura de cápsula de preparación de bebida
KR20110107772A (ko) 커피머신용 캡슐 천공장치
ES2697805T3 (es) Cápsula en porciones con un material del tipo de fibras calandrado
ES2837753T3 (es) Cápsula para la preparación de bebidas de infusión o solubles
TWI624413B (zh) 飲料製造膠囊
ES2961339T3 (es) Cápsula para infusión de bebida
ES2668629T3 (es) Sistema y cápsula con un cuerpo de cápsula realizado preferentemente con simetría rotacional
WO2016207456A1 (es) Cápsula de preparación de bebida alimenticia con sistema de salida controlado
ES2812285T3 (es) Cápsula para preparar bebidas de infusión
BR112020014526A2 (pt) Cápsula dose única para máquinas que oferecem bebidas infusadas

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20795117

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020795117

Country of ref document: EP

Effective date: 20211122