ES2268610T3 - Cartucho de cafe. - Google Patents
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Abstract
Cartucho (1 ) para café o productos solubles para la producción de una bebida, que comprende: - un recipiente (2) diseñado para contener café o un producto soluble, - una cubierta (6) ajustada en la parte superior del recipiente de modo que se define una pared superior a través de la cual entra agua caliente a presión en el recipiente (2) con el fin de producir la bebida, - un filtro (4) diseñado para colocarse dentro de dicho recipiente (2) por encima de una pared (20) inferior del recipiente a través del cual sale la bebida, - teniendo dicha pared (20) inferior del recipiente al menos una parte (28) que puede romperse diseñada para romperse cuando el líquido dentro del cartucho alcanza una presión establecida previamente, de modo que se forma al menos una abertura (130) para permitir la extracción de la bebida del cartucho (1), caracterizado porque dicha al menos una parte (28) que puede romperse se obtiene mediante ranuras (27) formadas en una parte (22) debilitada de la pared (20) inferior del cartucho (1) de modo que dicha al menos una parte que puede romperse es más delgada que dicha parte (22) debilitada.
Description
Cartucho para café.
La presente invención se refiere a un cartucho o
cápsula para contener café o productos solubles para la preparación
de bebidas en general, en particular café o productos que son
solubles en agua caliente bajo presión, tales como productos en
forma granular o en polvo, por ejemplo, cebada, leche en polvo y
similares, o productos a base de hojas tales como, por ejemplo,
manzanilla, té, tés de hierbas y similares.
La presente invención se refiere también a un
método de producción de una bebida usando un cartucho de este
tipo.
En el presente documento se hará referencia
específica a un cartucho para contener café en polvo, entendiéndose
que un cartucho de este tipo puede usarse para contener otros
productos solubles para la producción de otras bebidas.
Esencialmente, en el mercado hay disponibles dos
tipos de cartuchos para contener café en polvo: cartuchos duros y
cartuchos flexibles.
Los cartuchos duros, que tienen una forma
sustancialmente cilíndrica o frustocónica, comprenden dos
semiconchas de material plástico duro que se sellan entre sí usando
calor o ultrasonidos. El café en polvo se coloca dentro del cartucho
junto con un filtro que está en contacto con la parte inferior del
cartucho.
La pared inferior y/o la pared superior del
cartucho tienen normalmente orificios en las mismas. Así cuando el
cartucho se coloca en una máquina de extracción de bebidas, se
inyecta agua caliente a presión sobre la pared superior del cartucho
y pasa a través de los orificios en la pared superior para alcanzar
el producto en polvo dentro del cartucho, reteniendo los aromas de
modo que se produzca la bebida. La bebida pasa entonces a través del
filtro que retiene el producto en forma de polvo y abandona el
cartucho a través de los orificios en la pared inferior del cartucho
para recogerse en una taza que va a beber el usuario.
Este tipo de cartucho rígido presenta el
inconveniente sustancial de que el producto en el interior se expone
al medio exterior debido a los orificios provistos en la pared
superior y/o en la pared inferior del cartucho, orificios que
también evitan que se mantengan las altas presiones antes de extraer
la bebida.
Tal como se conoce, los productos tales como el
café en polvo deberían envasarse al vacío en recipientes herméticos,
de otro modo perderían su fragancia y aroma en un periodo de tiempo
muy corto. Por esta razón, los cartuchos duros requieren un envasado
hermético adicional que proteja el producto del contacto con el
exterior. Normalmente un envasado de este tipo se elabora con un
envoltorio de plástico y/o una película de metal que encierra uno o
más cartuchos. Por tanto, los cartuchos duros implican costes
adicionales debido al envasado de los mismos y a la presencia del
envoltorio de envasado.
En la técnica también se conocen cartuchos
flexibles, que comprenden un recipiente cilíndrico o frustocónico
flexible de grosor reducido que está abierto en la parte superior
para la introducción del producto en polvo. Se sella en caliente una
membrana que puede romperse en la superficie superior de este
recipiente, de modo que se sella fuertemente el producto en polvo
en el interior del cartucho flexible.
Cuando el cartucho flexible se introduce en la
máquina de extracción de bebidas calientes, una placa en el
dispositivo perfora la membrana en la parte superior del cartucho,
introduciendo así el agua caliente, y un punzón en el dispositivo
perfora la pared inferior del cartucho, permitiendo la extracción de
la bebida del cartucho. Dicha bebida pasa a través de un filtro en
la máquina, antes de que el usuario la recoja en una taza.
Este tipo de cartucho hermético, flexible no
requiere ningún envasado hermético adicional para conservar el aroma
del producto. De hecho, dichos cartuchos herméticos flexibles
normalmente se envasan en cajas de cartón que contienen diez o más
cartuchos, proporcionando así un ahorro significativo en los costes
de envasado.
No obstante, un cartucho flexible de este tipo
presenta algunos inconvenientes debido a la mala calidad de la
bebida obtenida. De hecho, cuando el agua caliente se inyecta a
presión en el cartucho, la bebida debe extraerse inmediatamente, ya
que el material flexible del que está fabricado el cartucho no puede
resistir una presión y temperatura tales durante mucho tiempo. Como
resultado, con un tiempo de exposición a la presión dentro del
cartucho tan corto, los aromas del producto no se disuelven
completamente en el agua y así se obtiene una bebida de mala
calidad.
Además, los cartuchos flexibles de este tipo
hacen que el filtro de la máquina de extracción de bebidas calientes
se bloquee, dando como resultado la necesidad de un mantenimiento
frecuente de y/o una sustitución de dicho filtro de la máquina de
extracción de bebidas.
El documento US 2002/0 078 831 describe un
cartucho sustancialmente rígido que comprende una película de
barrera que puede separar el usuario o puede romperse por el fluido
de la bebida.
El documento US 5 656 311 describe un cartucho
obtenido de una película de capa única o múltiple que comprende una
cara inferior que tiene zonas de grosor reducido que alcanzan su
carga de rotura a la presión del fluido de la bebida.
El objeto de la presente invención es superar
los inconvenientes de la técnica anterior proporcionando un cartucho
para café o productos solubles que sea práctico, barato y fácil de
producir.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un cartucho para café o productos solubles que permita
producir bebidas de alta calidad.
Otro objeto más de la presente invención es
proporcionar un cartucho para café o para productos solubles que
pueda usarse en una máquina de extracción de bebidas barata y
sumamente sencilla.
Otro objeto más de la presente invención es
proporcionar un cartucho para café o para productos solubles que sea
versátil y pueda usarse en diversos tipos de máquinas de extracción
de bebidas tradicionales.
Según la presente invención, estos objetos se
logran con el cartucho para café o para productos solubles según la
reivindicación 1 independiente adjunta.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un método para la producción de bebidas a través de la
extracción de la bebida a partir de un cartucho para café o para
productos solubles que garantice que la bebida sea de buena
calidad.
Según la invención, este objeto se logra con las
características enumeradas en la reivindicación 8 independiente
adjunta.
El cartucho para café o para productos solubles
según la invención comprende un recipiente diseñado para contener
café o un producto soluble. Se coloca un filtro dentro del
recipiente, en la pared inferior, diseñado para permitir que la
bebida pase a través pero para evitar el paso del café o del
producto soluble. Se coloca el café o el producto soluble por encima
del filtro y entonces se cierra el recipiente por medio de una
cubierta con microperforaciones para permitir que el agua caliente a
presión pase a través.
La característica peculiar de la invención viene
representada por el hecho de que la pared inferior del cartucho
tiene partes que pueden romperse lo cual se produce cuando el
interior del cartucho alcanza una presión establecida previamente,
de modo que se crea una abertura para la extracción de la bebida,
que puede fluir hacia una taza que se encuentra debajo.
Con el fin de producir la bebida, el agua
caliente a presión se inyecta en primer lugar en el cartucho a
través de las microperforaciones en la cubierta. Entonces el
interior del cartucho se presuriza durante un periodo de tiempo
óptimo hasta que ceden las partes que pueden romperse de la parte
inferior del recipiente y tiene lugar por tanto la extracción de la
bebida desde el cartucho.
Un cartucho de este tipo presenta la ventaja de
que, según el tipo de debilitamiento proporcionado en la parte
inferior del cartucho, se permite la presurización del cartucho
durante un tiempo óptimo, lo suficientemente largo como para hacer
que los aromas y las fragancias del café o del producto soluble se
liberen en la bebida, dando como resultado una bebida de calidad
excelente.
Mediante la descripción detallada que sigue se
harán más evidentes las características adicionales de la invención,
con referencia a una realización meramente a modo de ejemplo y por
lo tanto no limitante de la misma, ilustrada en los dibujos
adjuntos, en los que:
- la figura 1 es una vista en despiece ordenado
en corte axial, que ilustra el cartucho para café o para productos
solubles según la invención;
- la figura 2 es una vista en planta desde
arriba que ilustra el recipiente del cartucho de la figura 1;
- la figura 2A es una vista en corte a escala
ampliada, parcialmente separada que ilustra la parte central de la
parte inferior del cartucho, tomada a lo largo del plano de la
sección A-A de la figura 2;
- la figura 3 es una vista en planta desde
abajo, que ilustra el filtro del cartucho de la figura 1;
- la figura 4 es una vista en corte axial, que
ilustra el cartucho de la figura 1, montado y colocado en una
máquina para la extracción de una bebida desde el cartucho, mostrado
esquemáticamente antes de la fase de extracción de la bebida; y
- la figura 5 es una vista en corte axial
esquemática que, como en la figura 4, ilustra el cartucho durante la
fase de extracción de la bebida.
A continuación se define, con la ayuda de las
figuras, una descripción de un cartucho para café o para productos
solubles, elaborado según la invención.
La figura 1 muestra una vista en despiece
ordenado de un cartucho según la invención, designado como un
conjunto con el número 1 de referencia.
El cartucho 1 comprende un recipiente 2 diseñado
para contener café o un producto soluble que puede estar en forma de
gránulos, polvo u hojas, un filtro 4 diseñado para colocar dentro
del recipiente 2 y una cubierta 6 diseñada para cerrar el recipiente
2.
Haciendo referencia además a las figuras 2 y 2A,
al recipiente 2 se le da una forma de taza cilíndrica o frustocónica
abierta en la parte superior. El recipiente 2 comprende una pared 20
inferior a la que se da una forma sustancialmente de disco desde la
que se eleva una pared 21 lateral ligeramente cónica.
La pared 20 inferior tiene una parte 22 central
más delgada de modo que se forma una parte circular de
debilitamiento, rebajada en la superficie interior de la pared 20
inferior. En la superficie interior de la parte 22 central de
debilitamiento hay algunas ranuras 27 que definen las partes que
pueden romperse del material 28 que son más delgadas que la parte 22
central debilitada.
A modo de ejemplo, las figuras 2 muestran dos
ranuras 27 dispuestas en una cruz, de modo que dividen la parte 22
central debilitada en cuatro segmentos circulares definidos mediante
un ángulo de 90º en el centro.
La pared 20 inferior tiene además una parte 23
periférica más gruesa, de modo que se forma una parte anular más
gruesa en contacto con la pared 21 lateral y que sobresale hacia
arriba desde la superficie interior de la pared 20 inferior.
En la superficie interior de la pared 20
inferior, entre la parte 22 central debilitada y la parte 23
periférica engrosada, existen algunas nervaduras (24, 24', 24'')
radiales que sobresalen hacia arriba que tienen el mismo grosor que
el de la parte 23 periférica más gruesa.
Tal como se muestra en la figura 2, existen ocho
nervaduras 24 más internas, dispuestas de manera equidistante entre
sí a un ángulo de 45º, que salen en forma radial hacia fuera desde
la parte 22 rebajada central. En la misma dirección que las
nervaduras 24 más internas, existen otras ochos nervaduras 24' más
externas que salen en forma radial hacia dentro desde la parte 23
periférica engrosada. Las nervaduras 24 más internas se separan de
las nervaduras 24' más externas de modo que se dejan espacios 29
para el paso de líquidos.
Además, en la parte 20 inferior del recipiente
existen otras ocho nervaduras 24'' centrales desplazadas con
respecto a la dirección radial de las nervaduras 24 más internas y
de las nervaduras 24' más externas y dispuestas alineadas con la
dirección circunferencial de los espacios 29.
Tal como se muestra en las figuras 1 y 2 se
proporciona un anillo o aro 25 que sobresale, ajustado cerca de la
parte 20 inferior y que sobresale radialmente hacia dentro, en la
superficie interior de la pared 21 lateral del recipiente 2.
La pared 21 lateral del recipiente tiene un
borde 30 superior anular que sobresale hacia fuera de modo que se
forma una superficie 31 superior sustancialmente plana.
El recipiente 2 se fabrica de una sola pieza
mediante el moldeo por inyección de un material plástico duro, tal
como por ejemplo el plástico para uso alimentario y en particular
polipropileno. La pared 20 inferior y la pared 21 lateral del
recipiente 2 no tienen ninguna perforación y su grosor se calcula
para garantizar que el recipiente 2 tenga una cierta rigidez de modo
que pueda resistir una alta presión incluso durante largos periodos
de tiempo.
Tal como se muestra en la figura 1, el filtro 4
se introduce en el recipiente 2 de manera que descansa sobre las
nervaduras (24, 24', 24'') de la parte inferior del recipiente en la
superficie superior del engrosamiento 23 periférico de la pared 20
inferior. De esta manera, la bebida que va a extraerse puede
circular libremente entre el filtro 4 y la parte 20 inferior del
recipiente 2 tanto radial como no radialmente a través de los
espacios 29.
Tal como se muestra en la figura 3, al filtro 4
se le da una forma sustancialmente de disco con un diámetro externo
del mismo tamaño o ligeramente más pequeño que el diámetro interno
del recipiente 2, de manera que puede colocarse en su interior. El
filtro 4 comprende una pared 40 de filtro en forma de disco que
tiene una parte 43 periférica anular diseñada para lindar con la
parte 23 anular más gruesa de la parte inferior del recipiente.
Se realizan una pluralidad de orificios 44 en la
pared 40 de filtro y en la central los orificios se definen por
asientos con una forma frusto-piramidal para
permitir que la bebida líquida pase desde la parte superior a la
parte inferior y para retener el producto granular o en polvo, por
encima del filtro 4, dentro del
cartucho 1.
cartucho 1.
El borde lateral de la parte 43 periférica del
filtro 4 tiene un aro 45 que sobresale radialmente hacia fuera. De
esta manera, cuando se coloca el filtro 4 sobre la parte inferior
del recipiente 2, el aro 45 del filtro estará por debajo del aro 25
del recipiente, de manera que se retiene sobre la parte inferior del
recipiente.
Una vez que el filtro 4 se ha colocado por
encima de la pared 20 inferior del recipiente 2, el recipiente 2 se
rellena con el café o con un producto soluble que se coloca sobre el
filtro 4. En este punto, la cubierta 6 se coloca sobre el borde 31
superior de la pared 21 lateral del recipiente 2, de modo que se
cierra el recipiente 2.
La cubierta 6 se fija sobre la superficie 31
superior del borde 30 superior del recipiente 2 usando el sellado en
caliente, el sellado con ultrasonidos, pegamento o similares.
La cubierta 6 tiene microperforaciones diseñadas
para permitir el paso de agua y/o vapor a presión. Con este fin la
cubierta 6 puede fabricarse mediante una o más capas de papel de
filtro o mediante una o más bandas de material plástico
microperforado.
Con referencia a las figuras 4 y 5, sigue una
descripción de la máquina para la extracción de una bebida desde el
cartucho 1 según la invención. Una máquina de extracción de este
tipo, designada en conjunto con el número 100 de referencia,
comprende una placa 101 de soporte sobre la que se coloca el
cartucho 1 y una placa 102 de presión, ajustada por encima de la
placa 101 de soporte a una altura tal para estar por encima de la
cubierta 6 del cartucho 1 cuando el cartucho 1 se coloca sobre la
placa 101 de soporte.
La superficie interior de la placa 102 de
presión tiene una parte 120 circular rebajada definida mediante un
reborde 122 periférico en forma de disco que sobresale hacia abajo y
diseñado para lindar contra una parte periférica de la cubierta 6,
que se fija a la superficie 31 del borde 30 superior del recipiente
2.
La placa 102 de presión tiene un canal 121
colocado central y axialmente con respecto a su parte 120 circular
rebajada. Se introduce agua caliente a presión a través del canal
121. Es evidente que puede proporcionarse más de un canal para la
introducción de agua caliente a presión.
La placa 101 de soporte tiene un orificio 110
pasante que tiene una parte 111 superior acampanada, diseñada para
colocarla de manera alineada con la parte 22 circular debilitada de
la pared 20 inferior del recipiente 2. El orificio 110 en la placa
de soporte define un canal para el flujo de salida de la bebida.
La placa 102 de presión puede trasladarse
verticalmente desde una posición elevada (figura 4) hasta una
posición descendida (figura 5) en la que la parte 122 periférica de
la placa de presión presiona fuertemente contra la parte periférica
de la cubierta 6. De esta manera, tal como se muestra en la figura
5, entre la parte 120 rebajada de la placa de presión y la
superficie superior de la cubierta 6 se crea una cámara 125 de
presurización, que se rellena con agua caliente a presión procedente
del conducto 121. A continuación, el agua caliente a presión pasa
desde la cámara 125 de presurización hacia el cartucho 1 a través
de las microperforaciones de la cubierta 6.
Es evidente que la placa 102 de presión puede
fijarse y la placa 101 de soporte puede trasladarse desde una
posición descendida hasta una posición elevada en la que, empujando
el cartucho 1 hacia arriba, la parte periférica de la cubierta 6 se
presiona contra el reborde 122 periférico de la placa 102 de presión
de modo que se crea la cámara 125 de presuriza-
ción.
ción.
En la presente descripción, se describe una
cubierta 6 con microperforaciones para que pueda usarse el cartucho
1 con una máquina de extracción como la descrita anteriormente. Sin
embargo, la cubierta 6 puede que no tenga microperforaciones de
manera que se obtiene un cartucho 1 fuertemente sellado. En este
caso la placa 102 de presión tendrá medios conocidos de por sí para
perforar la cubierta 6 e inyectar agua caliente a presión en el
cartucho 1.
Con el fin de elaborar una bebida con el
cartucho 1 y la máquina 100 según la invención, el usuario introduce
el cartucho en la máquina 100 de extracción y comienza el ciclo de
extracción. En este punto se hace descender la placa 102 de presión
superior, creando la cámara 125 de presurización.
Siguiendo esto, se introduce agua caliente a
presión a través del canal 121 de la placa 102 de presión y pasa a
través de las microperforaciones en la cubierta 6, poniéndose en
contacto con el café o con el producto soluble contenido en el
cartucho 1. En este punto se presuriza el interior del cartucho
mediante el agua caliente.
La presurización del agua - y por tanto del
interior del cartucho - se mantiene durante un periodo de tiempo
establecido previamente hasta que las partes 28 que pueden romperse
del área 22 debilitada de la parte inferior del cartucho se rompen
debido a la presión y crean así aberturas 130 desde las cuales la
bebida puede fluir hacia el exterior del cartucho. Tras la rotura de
las partes 28 que pueden romperse, la bebida formada en el cartucho,
que pasa a través de los orificios 44 del filtro y a través de las
aberturas 130 del flujo de salida, fluye hacia fuera hacia el
conducto 110 de la placa de soporte y se recoge en una taza que el
usuario coloca debajo de la máquina 100 de extracción.
El grosor de las partes 28 que pueden romperse
se selecciona durante el moldeo del recipiente 2, de modo que se
garantiza un tiempo de presurización óptimo. Este tiempo de
presurización debe ser suficiente para permitir que los aromas del
producto se disuelvan en el agua caliente a presión dentro del
cartucho y se forme la bebida. Los diferentes grosores de las partes
28 que pueden romperse pueden seleccionarse según el tipo de bebida
que vaya a extraerse.
Por ejemplo, para una bebida poco cargada se
seleccionan partes 28 que pueden romperse delgadas, de modo que se
alcancen presiones máximas bajas y tiempos de presurización cortos.
Por otra parte, si se desea una bebida más concentrada, se
seleccionan partes 28 que pueden romperse más gruesas, de modo que
se alcancen presiones máximas altas y tiempos de presurización
largos.
Debe observarse que gracias a la rigidez del
recipiente del cartucho 1, la presurización del mismo puede
mantenerse durante el tiempo deseado, sin problemas debidos a la
deformación del recipien-
te.
te.
En la presente realización de la invención
pueden realizarse numerosos cambios y modificaciones de los detalles
al alcance de un experto en la técnica, sin apartarse del alcance de
la invención, tal como se expone en las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (8)
1. Cartucho (1 ) para café o
productos solubles para la producción de una bebida, que
comprende:
- -
- un recipiente (2) diseñado para contener café o un producto soluble,
- -
- una cubierta (6) ajustada en la parte superior del recipiente de modo que se define una pared superior a través de la cual entra agua caliente a presión en el recipiente (2) con el fin de producir la bebida,
- -
- un filtro (4) diseñado para colocarse dentro de dicho recipiente (2) por encima de una pared (20) inferior del recipiente a través del cual sale la bebida,
- -
- teniendo dicha pared (20) inferior del recipiente al menos una parte (28) que puede romperse diseñada para romperse cuando el líquido dentro del cartucho alcanza una presión establecida previamente, de modo que se forma al menos una abertura (130) para permitir la extracción de la bebida del cartucho (1),
caracterizado
porque
dicha al menos una parte (28) que puede romperse
se obtiene mediante ranuras (27) formadas en una parte (22)
debilitada de la pared (20) inferior del cartucho (1) de modo que
dicha al menos una parte que puede romperse es más delgada que dicha
parte (22) debilitada.
2. Cartucho (1) según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha parte (22) debilitada es más
delgada que la pared (20) inferior del cartucho (1).
3. Cartucho (1) según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque dicha parte (22) debilitada es de forma
sustancialmente circular y se establece en un parte central de dicha
pared (20) inferior.
4. Cartucho (1) según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
dos partes (28) que pueden romperse dispuestas en forma de cruz.
5. Cartucho (1) según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la
superficie interior de la pared (20) inferior se proporcionan
nervaduras (24, 24', 24'') diseñadas para soportar dicho filtro (4)
de modo que se define una cámara entre dicho filtro (4) y dicha
pared (20) inferior para hacer fluir hacia fuera la bebida
filtra-
da.
da.
6. Cartucho (1) según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha
cubierta (6) se fabrica mediante una o más capas de material
microperforado para permitir el paso de agua caliente a presión
hacia el cartucho (1).
7. Cartucho (1) según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho
recipiente (2) se fabrica mediante moldeo por inyección de material
plástico, tal como polipropileno y similares.
8. Método de producción de una bebida desde un
cartucho (1), que contiene café o un producto soluble, que comprende
las etapas siguientes:
- -
- introducir agua caliente a presión en el cartucho, a través de la cubierta (6) de dicho cartucho,
- -
- mantener la presión dentro del cartucho durante un tiempo establecido previamente óptimo, de modo que los aromas del café o del producto soluble se disuelven en el agua caliente a presión,
caracterizado porque el
método comprende además la etapa
de:
- -
- romper al menos una parte (28) que puede romperse obtenida mediante ranuras (27) formadas en una parte (22) debilitada de la pared (20) inferior de dicho cartucho, debido a la presión del agua caliente a presión en su interior, de modo que permite extraer la bebida de dicho cartucho a través de al menos una abertura (130) obtenida mediante la rotura de dicha al menos una parte (28) que puede romperse.
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-
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