ES2314433T3 - Procedimiento y conjunto de preparacion de un producto alimenticio. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la preparación de una bebida por inyección de un líquido en un recipiente (2) conteniendo una sustancia alimenticia (4) soluble y/o a extraer, en el cual el líquido está inyectado a partir de al menos un punto de inyección (42) caracterizado porque el recipiente (2) comprende un eje central (A-A) en el cual el líquido está inyectado a distancia del eje central del recipiente (2), teniendo el líquido inyectado la forma de un chorro (7) cuya dirección pasa alejada de dicho eje central según un ángulo (alfa) no nulo en un plano transversal del recipiente y normal a dicho eje central, de manera que se obtiene un movimiento remolinante alrededor del centro (C)del recipiente, provocando así un braceo de dicho líquido con dicha sustancia.

Description

Procedimiento y conjunto de preparación de un producto alimenticio.

La presente invención se refiere a un procedimiento de preparación de una bebida a partir de una sustancia contenida en un recipiente, y mezclada a un líquido bajo presión. Especialmente la invención se refiere a un procedimiento en el cual la sustancia es un polvo soluble contenido en un recipiente tal como una cápsula.

La presente invención se refiere igualmente a un conjunto así como a una cápsula comprendiendo una tobera de inyección integrada que permite la puesta en práctica del procedimiento de la invención.

La utilización de cápsulas conteniendo una sustancia para la preparación de una bebida por extracción o mezcla bajo presión es conocida especialmente en el campo de los cafés de tipo expreso, de los tés o de las bebidas a base de chocolate, y resulta interesante en particular por razones de higiene, de frescura de conservación y de facilidad de utilización.

Existen diferentes tipos de máquinas que permiten preparar bebidas a partir de cápsulas cerradas o permeables conteniendo una sustancia a extraer tal como café molido o té, o una sustancia a disolver o a dispersar como café soluble, chocolate, leche o una mezcla o una sencilla asociación de estas sustancias.

La patente CH 605 203 describe una cápsula cerrada. Según esta patente, la cápsula presenta la forma de una copa sensiblemente troncocónica provista de un collarín sobre el cual está termosellada una membrana metálica. La membrana está provista de un filtro y la cápsula encierra una cierta cantidad de una sustancia para la confección de una bebida, típicamente café molido. Durante la utilización, la cápsula está dispuesta en un aparato en el cual el fondo de la copa está perforado en su centro por un órgano de inyección de un líquido bajo presión. El líquido inyectado a través de la sustancia rompe la membrana bajo el efecto de la presión de manera que la bebida puede fluir a través de un orificio de evacuación previsto a tal efecto sobre el aparato.

Un aspecto importante de este procedimiento es que el flujo de líquido debe pasar a través toda la masa de la sustancia contenido en la cápsula para obtener una extracción óptima y reproducible. Para esto, el órgano de inyección se presenta en forma de una aguja vaciada en su centro y comprendiendo cerca de su extremidad distal una pluralidad de agujeros de salida de agua desembocando lateralmente para permitir al líquido bajo presión crear un pistón de fluido para mojar tanto como posible la totalidad de la sustancia contenida en la cápsula en este caso café torrefacto y molido.

A este respecto, está previsto en la patente EP 0 468 080 que todos los agujeros de salida de agua formen un ángulo con la horizontal de manera que el agua inyectada se reflecté contra la cara inferior del fondo antes de alcanzar el lecho de café para aumentar la dispersión del agua.

Es sabido que las condiciones de inyección, de mezcla y de mojadura influyen considerablemente sobre la calidad de la bebida producida. Según se considera una sustancia proviniendo de una molienda y compactada en una cápsula o bien una sustancia a base de leche tal como un cappuccino, chocolate u otro, la manera con la que el agua circula a través de la cápsula tiene una influencia sobre las condiciones de extracción o de mezcla y por consiguiente sobre la calidad final de la bebida. Así, un producto como el café o el chocolate debe disolverse o dispersarse rápida y totalmente produciendo con preferencia una espuma, cuando un té debe disolverse sin producir espuma. La disolución o la dispersión debe ser total, homogénea rápida y sin formación de grumos o de floculación. Para los productos a extraer tales como el café molido, las condiciones óptimas de mojadura son diferentes. El producto debe ser totalmente mojado optimizando la superficie de contacto agua/café, y sin que se crean caminos privilegiados para el agua a través del lecho de café. En efecto, la creación de un camino privilegiado a través del lecho de café puede conducir a una brusca subida en presión y por consiguiente una liberación demasiada rápida del extracto, mientras el tiempo de extracción es insuficiente y que una parte del café no ha sido todavía correctamente mojada.

Los procedimientos y los aparatos del arte anterior están bien adaptados a la extracción de sustancias contenidas en una cápsulas tales como el café torrefacto y molido, pero son mal adaptados a las cápsulas conteniendo sustancias solubles tales como un café soluble o un chocolate en polvo.

En efecto, la disposición de los medios de inyección de líquido bajo presión conocidos y los chorros producidos por estos medios no permiten en particular realizar la agitación necesaria para disolver de manera eficaz la sustancia soluble en el líquido, de manera que una parte no despreciable de esta sustancia no entra en contacto con el líquido y no está disuelta. Resulta una reproducibilidad de las condiciones de mezcla insatisfactoria en la medida en que la cantidad de sustancia disuelta no puede ser controlada. Esto conduce pues a la producción de bebidas que no tienen una concentración constante y generalmente a una pérdida del dominio de la calidad de la bebida.

Por ejemplo, la solicitud de patente EP 0449 533 se refiere a envases conteniendo un producto comestible para la preparación de una bebida. El agua está forzada bajo presión a través de hendiduras dispuestas a lo largo de una pared lateral delimitando un recipiente rectangular conteniendo el producto comestible. Las hendiduras producen chorros de agua y un flujo turbulento en el recipiente. Sin embargo la inyección se efectúa perpendicularmente a la pared lateral y los chorros son o perpendiculares o bien paralelos entre ellos; resultan turbulencias pero sin movimientos remolinantes. Así para obtener una buena disolución, hay que multiplicar el número de hendiduras con el fin de mojar toda la masa de producto. Sin embargo, multiplicando las hendiduras, se reduce la presión de cada chorro y el impacto del chorro está disminuido.

La patente US 5,906,844 se refiere a una máquina de café filtro comprendiendo un container para recibir un filtro lleno de café y una tobera para mojar el café. Sin embargo la tobera está dispuesta en el centro del container y tiene por objetivo regar el café sin disolverlo.

La solicitud de patente US 2003/005661 A1 se refiere a una cápsula y su dispositivo en la cual unos orificios inclinados están dispuestos a través de la tapa para provocar turbulencias. Sin embargo, la posición de los orificios no está definida a fin de producir un movimiento remolinante.

Resulta de lo que antecede que existe una necesidad para un procedimiento y un dispositivo para la preparación de una bebida especialmente a partir de una sustancia soluble contenida en un recipiente.

La presente invención tiene pues por objetivo principal satisfacer esta necesidad proponiendo un procedimiento para la preparación de una bebida a partir de una sustancia soluble contenida en un recipiente permitiendo una disolución completa de la sustancia.

La presente invención tiene igualmente por objetivo proporcionar un procedimiento que se adapté tanto a las cápsulas conteniendo una sustancia a extraer como a las cápsulas conteniendo sustancias solubles.

La presente invención tiene también por objetivo aplicarse a dispositivos de preparación de bebidas llamados "abiertos", es decir, cuyo recipiente de mezcla y/o de extracción no es, estrictamente hablando, una cápsula, sino una cámara formando parte del dispositivo mismo.

La presente invención tiene igualmente por objetivo proporcionar un procedimiento para la preparación de una bebida a partir de una sustancia a extraer o soluble contenida en un recipiente que sea sencillo y poco costoso a poner en práctica.

La invención tiene igualmente por objetivo proporcionar un dispositivo para la preparación de una bebida funcionando según el procedimiento de la invención.

La invención tiene igualmente por objetivo proporcionar una cápsula que permite poner en práctica el procedimiento según la invención.

A tal efecto la invención tiene por objetivo un procedimiento para la preparación de una bebida por inyección de un líquido a través de un recipiente conteniendo una sustancia alimenticia soluble y/o a extraer, como definido en la reivindicación 1.

Según un modo de puesta en práctica preferida del procedimiento según la invención, el recipiente comprende un eje central y se inyecta el líquido a distancia del eje central del recipiente, de manera que la dirección del chorro de líquido pase a la distancia del eje central en el plano transversal del recipiente y normal a dicho eje central y provoque así un movimiento remolinante alrededor de dicho eje central del recipiente. La dirección del chorro es además ventajosamente inclinada de un ángulo no nulo con relación al eje central del recipiente en el plano pasando por dicho eje.

De manera preferencial, la dirección del chorro es así ventajosamente inclinada hacia la pared de fondo del recipiente.

Esta manera de hacer permite la producción de turbulencias en el seno del recipiente que aseguran la agitación homogénea de la sustancia contenida en el recipiente con el líquido inyectado, eliminando así cualquier residuo de sustancia sólida en el recipiente. En efecto, el líquido inyectado puede propagarse más fácilmente en el recipiente por reflexiones múltiples del chorro remolinante contra las paredes del recipiente y así alcanzar la totalidad de la sustancia de manera que ésta queda rápidamente mojada. Este procedimiento favorece pues la disolución de las sustancias llamadas "solubles" como el café instantáneo o "dispersables" como el chocolate puesto que permite eliminar las zonas de acumulación en residuos sólidos que tienen tendencia a crearse en el fondo del recipiente como a lo largo de las aristas internas o de los bordes.

Este procedimiento permite así la preparación de bebidas a partir, por ejemplo, de cápsulas idénticas, teniendo una concentración en sustancias extraídas o disueltas que varia muy poco de una cápsula a otra.

Otra ventaja reside en el hecho de que durante el braceo de la sustancia soluble con el líquido inyectado, aire queda aprisionado en la mezcla, lo que permite la producción de una bebida con un carácter espumoso.

Otra ventaja es que el procedimiento es simple y fácil a poner en práctica.

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Este procedimiento presenta igualmente la ventaja de poder aplicarse a una gran variedad de productos alimenticios.

La invención tiene igualmente por objeto un conjunto como definido en la reivindicación 12.

La invención tiene también por objeto una cápsula conteniendo una sustancia alimenticia soluble y/o a extraer para la preparación de una bebida por inyección de un líquido bajo presión como definida en la reivindicación 24.

Gracias a estas características, la cápsula permite una puesta en práctica del procedimiento según la invención con un aparato de tipo clásico comprendiendo una tobera de distribución de líquido sencilla.

En un modo de realización preferido de la cápsula según la invención, la pared superior comprende un elemento de pared exterior y un elemento de pared interior delimitando juntos una cavidad estanca frente al exterior, dispuesta para recibir un elemento de perforación y de inyección, y un canal uniendo dicha cavidad al conjunto de inyección.

En este modo de realización, el conjunto de inyección comprende con preferencia una tobera que viene de una sola pieza con el elemento de pared interior. La cavidad y el canal están ventajosamente formados en el elemento de pared interior y el elemento de pared exterior está formado por una membrana perforable. La cavidad está dispuesta con preferencia sensiblemente en el centro de la cápsula.

En un modo preferencial, la cámara del recipiente o de la cápsula comprende al menos una generadora de revolución o al menos sin arista, tal como una elipse alrededor del eje central definiendo así una pared lateral cilíndrica, troncocónica y/o curva. El movimiento remolinante está así favorecido alrededor del eje y las zonas de acumulación en sólidos están reducidas.

Otras características y ventajas de la presente invención se harán evidentes con la descripción a continuación de un modo de realización preferido del procedimiento y del dispositivo según la invención, presentados a título de ejemplo no limitativo haciendo referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

La figura 1 es una vista esquemática en sección de un primer modo de realización de un dispositivo para la preparación de una bebida por inyección de un líquido a través de una cápsula según la invención, estando el dispositivo de preparación representado en posición de abertura;

La figura 2 es una vista esquemática en sección del dispositivo de preparación representado a la figura 1, estando el dispositivo de preparación representado en posición de cierre;

La figura 3 es una vista esquemática desde arriba de una cápsula ilustrando la posición del punto de inyección del líquido en ésta, estando omitido el opérculo;

La figura 4 es una vista esquemática en perspectiva de un elemento de perforación y de inyección equipando el dispositivo de la invención representado a la figura 1;

La figura 5 es una vista esquemática en perspectiva de una variante de realización del dispositivo para la preparación de una bebida por inyección de un líquido a través de una cápsula según la invención, estando omitido el portacápsula;

La figura 6 es una vista esquemática en sección de un segundo modo de realización de un dispositivo para la preparación de una bebida por inyección de un líquido a través de una cápsula según la invención, estando el dispositivo de preparación representado en posición de cierre y según un primer modo de utilización;

La figura 7 es una vista esquemática del dispositivo de preparación representado a la figura 6, estando el dispositivo de preparación representado en posición de cierre y según un segundo modo de utilización;

Las figuras 8a y 8b son vistas esquemáticas en perspectiva y en perspectiva seccionada respectivamente del elemento de perforación y de inyección utilizable en relación con el segundo modo de realización del dispositivo de preparación;

Las figuras 9a y 9b son vistas esquemáticas en perspectiva y perspectiva seccionada de una variante de realización del elemento de perforación y de inyección utilizable en relación con el segundo modo de realización del dispositivo de preparación;

La figura 10 es una vista esquemática en sección, en perspectiva y parcialmente fragmentada de una cápsula según la invención, y

La figura 11 es una vista esquemática en perspectiva de un detalle de la cápsula representada a la figura 10.

En la descripción a continuación, los elementos idénticos están designados en las figuras por las mismas referencias numéricas.

Las figuras 1 y 2 muestran un dispositivo para la preparación de una bebida designado por la referencia numérica general 1, el dispositivo está representado en posición abierta en la figura 1 y en posición cerrada, es decir en posición de utilización, a la figura 2. En el dispositivo 1, la bebida está preparada por inyección de un líquido, típicamente agua caliente o fría bajo presión, a través de una cápsula 2 conteniendo una sustancia alimenticia 4 (no representada) soluble y/o a extraer tal como café torrefacto molido, té, café soluble, mezcla de café molido y de café soluble, un producto a base de chocolate o cualquier otra sustancia alimenticia deshidratada.

Como es visible a la figura 1, la cápsula 2 presenta la forma general de una copa comprendiendo una pared lateral 6 y una pared inferior 8 definiendo un fondo. En el ejemplo ilustrado, el diámetro del fondo 8 es inferior al diámetro de la abertura de la copa. La extremidad libre de la pared lateral 6 se termina por un borde periférico 10 sensiblemente anular que se extiende hacia el exterior de la copa. A título indicativo, la pared lateral 6 y el fondo 8 están típicamente realizados en un material plástico escogido entre el conjunto comprendiendo el EVOH, PVDC, PP, PE, PA en monocapa o multicapas. La copa está además cerrada herméticamente por una pared superior 12 formada por un opérculo sellado sobre el borde 10 por ejemplo por termosellado. El opérculo 12 está realizado típicamente en un material capaz de perforarse por unos medios de perforación y de inyección del dispositivo 1, los cuales se describirán con más detalles a continuación. El material del opérculo 12 podrá ser por ejemplo escogido entre el conjunto comprendiendo aluminio, un compuesto de aluminio/plástico, un compuesto de cartón/plástico, cartón/aluminio/plástico, un plástico puro o multicapas. La pared lateral 6, el fondo 8 y el opérculo 12 forman así juntos una cámara 14 en la cual la sustancia alimenticia 4 está contenida. Se entiende que la cápsula 2 puede ser igualmente una cápsula abierta, o parcialmente abierta. Generalmente el término "cápsula" se entiende en el sentido amplio como cualquier tipo de elemento de recarga conteniendo una sustancia sin limitación de forma o de material constitutivo del
elemento.

En el elemento representado, se observará que la cápsula 2 comprende en su parte inferior una película fina sellada sobre un borde interior 18 de la copa y cerrando la cámara 14 en su parte inferior. Esta película fina 16 está dispuesta encima de un disco 20 comprendiendo una pluralidad de elementos en relieve espaciados regularmente a la superficie superior del disco 20 y formando una pluralidad de canales desembocando a la periferia de dicho disco en una cámara de recolección 22 delimitada por el disco 20 y el fondo 8, desembocando está cámara de recolección 22 a su vez sobre el exterior vía un orificio de evacuación 24. La película fina 16 está destinada a romperse al contacto de los elementos en relieve bajo el efecto de la subida en presión en el interior de la cámara 14. Mencionaremos que el orificio de evacuación es propio a la cápsula 2, lo que presenta la ventaja de poder liberar un producto directamente en una taza sin contacto directo con el dispositivo y asegura una ausencia de contaminación cruzada de las bebidas, una mejor higiene, menos limpieza y una mayor simplicidad en la concepción misma del dispositivo de preparación. Para una descripción más detallada de la cápsula 2, nos referiremos a la solicitud de patente Euro PCT Nº 03/00384 depositado el 13 de enero 2003 a nombre de la solicitante y cuyo contenido entero está incorporado aquí por referencia.

El dispositivo 1 comprende una cabeza de inyección de líquido 26 de forma general cilíndrica dispuesta encima de un portacápsula 28 igualmente de forma general cilíndrica. La cabeza de inyección 26 y el portacápsula 28 son móviles verticalmente uno con relación a otro entre la posición de abertura (figura 1) en la cual la cápsula 2 puede colocarse en el portacápsula 28, y la posición de cierre (figura 2) en la cual el dispositivo 1 puede activarse.

Con más precisión, la cápsula está colocada en un alojamiento 30 del portacápsula que presenta típicamente una forma complementaria a la de la cápsula que está destinado a recibir. El alojamiento 30 comprende en su parte inferior una abertura 32 situada enfrente del orificio de evacuación 24 de la cápsula 2. El portacápsula forma así unos medios de soporte de la cápsula 2 en el dispositivo de preparación 1.

La cabeza de inyección 26 comprende un soporte 34 que tiene la forma general de una campana en el hueco 34a del cual está fijado un núcleo 36. Este último comprende un canal de llegada 38 de un líquido que se extiende entre un pozo de llegada del líquido 40 y un elemento de perforación y de inyección 42 presentando un orificio de inyección 42a. El elemento de perforación y de inyección que será descrito en detalle a continuación está previsto para atravesar el opérculo 12 y lleva el orificio de inyección 42a en el interior de la cápsula durante el movimiento relativo de la cabeza de inyección 26 y del portacápsula 28 que lleva el dispositivo de preparación en la posición de cierre.

El pozo 40 está destinado a empalmarse a un manguito de alimentación en líquido de un aparato (no representado) capaz de proporcionar líquido caliente o frío bajo presión. La cabeza de inyección 26 forma así un conjunto de inyección capaz de inyectar un líquido bajo forma de un chorro J a partir de al menos un punto de inyección definido por el orificio de inyección 42a del elemento de perforación y de inyección 42.

En el ejemplo ilustrado, el hueco 34a presenta una forma sensiblemente cilíndrica y su fondo 34b comprende una abertura central 44 prolongada axialmente hacia el exterior por una pared definiendo un manguito 46 fileteado interiormente.

El núcleo 36 presenta una primera porción cilíndrica de gran diámetro que se extiende en el hueco 34a y una segunda porción de menor diámetro atornillada en el manguito 46. La cabeza de inyección 26 comprende además una junta de estanqueidad anular 48 interpuesta entre la primera porción del núcleo 36 y la pared lateral interior del hueco 34a. Esta junta de estanqueidad 48 está dispuesta para apoyarse, en posición de cierre (figura 2), contra el reborde 10 de la cápsula que reposa a su vez sobre una superficie de apoyo periférica superior 28a del portacápsula 28. La junta 48 forma igualmente saliente axialmente al hueco 34a para que pueda ser comprimida de manera apropiada cuando entra en contacto con el reborde 10 y así asegurar una buena estanqueidad. En el ejemplo ilustrado, se observa que la junta 48 asegura además la estanqueidad del canal de llegada 38 en la región del elemento de perforación y de
inyección 42.

Refiriéndonos igualmente a la figura 3 que representa una vista desde arriba de la cápsula 2 en la cual el opérculo 12 ha sido omitido y en la cual solo el elemento de perforación y de inyección 42 de la cabeza de inyección 26 ha sido representado, se observa que el elemento de perforación y de inyección 42 y en particular su orificio de inyección 42a está dispuesto a distancia del centro C de la cápsula 2 y está pues descentrado con relación al eje central vertical A-A de ésta. El eje 50 del orificio de inyección 42a está orientado por una parte según una primera dirección que pasa alejada del centro C (figura 3) de la cápsula 2 y por otra parte según una segunda dirección orientada hacia el fondo de ésta (figura 2). Con esta configuración de la posición del orificio de inyección 42a en la cápsula y la orientación particular del eje 50 de este orificio, se produce durante la inyección de un líquido un chorro J que crea en la cápsula un movimiento del líquido remolinante alrededor del centro C de la cápsula acompañado de reflexiones múltiples del chorro contra las paredes interiores de ésta. El movimiento general remolinante del líquido inyectado acompañado del conjunto de las reflexiones de este líquido permite obtener un braceo eficaz del líquido con la sustancia 4 contenida en la cápsula y alcanzar una disolución o una mojadura completa de esta sustancia.

Para obtener un braceo o en otros términos para crear un efecto de vortex óptimo en la cápsula 2, la solicitante a observado por una parte que el eje 50 del orificio de inyección 42a debe formar con la línea 52 que une el punto de inyección al eje central pasando por el centro C de la cápsula 2 un ángulo \alpha comprendido entre 20º y 60º y de manera preferida comprendido entre 35º y 45º y que, por otra parte, el eje 50 debe formar un ángulo \beta comprendido entre 50º y 70º y de manera preferida comprendido entre 55º y 65º con el eje vertical A-A de la cápsula. El ángulo \alpha está así medido en el plano transversal pasando por las líneas 50 y 92, que es por consiguiente ortogonal al eje central AA. El ángulo \beta está medido en el plano pasando por el eje central AA y por la línea 50. Se ha observado también que es preferible disponer el orificio de inyección 42a en el centro de la pared lateral 6 de la cápsula con el fin de poder progresivamente mojar la sustancia desde los bordes de la cápsula hacia el centro de ésta y asegurar que la totalidad de la sustancia entra en contacto con el líquido. A título indicativo, el diámetro del orificio de inyección 42a es del orden de 0,7 mm y el caudal de líquido inyectado es del orden de 4 ml/s.

A la figura 4 se ha representado en sección un ejemplo de realización del elemento de perforación y de inyección 42 que está destinado a atravesar el opérculo 12 rompiéndolo localmente cuando el dispositivo de preparación está en posición de cierre. El elemento de perforación y de inyección 42 comprende una aguja hueco que tiene un canal 42b abierto en sus dos extremidades. Una primera extremidad comunica con el canal de llegada 38 mientras que la segunda extremidad desemboca hacia el exterior por el orificio de inyección 42a. El canal 42b comprende una primera porción rectilínea prolongada por una segunda porción terminada por el orificio de inyección 42a y formando un ángulo con la primera porción. La inclinación de la segunda porción de canal es idéntica al ángulo según el cual el líquido está inyectado en la cápsula en la medida en que la primera la primera porción es sensiblemente paralela al eje A-A cuando la aguja está montada en el núcleo 36. Se ve igualmente a la figura 4 que la aguja hueca formando el elemento de perforación y de inyección 42 presenta en su parte distal un bisel 42c y que el orificio de inyección 42a desemboca sobre una cara opuesta al bisel 42c. Esta configuración particular de la parte distal de la aguja permite ventajosamente empujar la porción rota del opérculo 12a hacia el lado opuesto al del orificio durante la penetración de la aguja 42 a través del opérculo 12 de manera que el orificio de inyección está siempre completamente despejado y que la porción de opérculo 12a no perturba la inyección del líquido en la cápsula.

Según una variante no representada, el elemento de perforación y de inyección 42 puede también ser rodeado por una guarnición de estanqueidad que tiende a mantener estanca la cámara frente al exterior en posición de utilización del dispositivo de preparación.

Evidentemente, el orificio de inyección 42a está dispuesto de manera que la inyección de líquido tiene lugar algunos centímetros debajo del opérculo 12, típicamente 4 mm.

A la figura 5 se ha representado una vista esquemática en perspectiva de una variante de realización del dispositivo 1 para la preparación de una bebida por inyección de un líquido a través de una cápsula según la invención en la cual solo la cabeza de inyección ha sido representada. Según esta variante, el portacápsula es idéntico al que ha sido descrito anteriormente en relación con las figuras 1 y 2 mientras que la cabeza de inyección 26 comprende no solamente un elemento de perforación y de inyección 42 sino una pluralidad de estos últimos, en este caso 3, teniendo cada uno de ellos una estructura idéntica y estando orientados de manera idéntica al elemento de perforación y de inyección 42 descrito en relación con las figuras 1 a 4. Se observa que los tres elementos de perforación y de inyección 42 están repartidos regularmente sobre una superficie inferior de la cabeza de inyección 26 destinada a cooperar con el opérculo 12 de la cápsula 2 en posición de utilización del dispositivo de preparación. Típicamente estos elementos 42 están repartidos a 120º unos de otros alrededor del centro de la cabeza de inyección 26. En este caso, el canal de llegada 38 está evidentemente configurado para estar en comunicación con cada uno de los tres elementos de perforación y de inyección 42.

En las figuras 6 y 7 se ha representado un segundo modo de realización de un dispositivo para la preparación de una bebida por inyección de un líquido a través de una cápsula según la invención. El dispositivo de preparación está representado en posición de cierre en estas dos figuras, pero según un primer modo de utilización a la figura 6 y según un segundo modo de utilización a la figura 7. Por modo de utilización se entiende en el marco de la presente invención el tipo de mojadura de la sustancia contenida en la cápsula 2 que se desea obtener, dependiendo el tipo de mojadura esencialmente de la naturaleza de dicha sustancia.

En la figura 6, el dispositivo de preparación está representado en un primer modo de mojadura en el cual el líquido está inyectado en la cápsula de manera a crear un movimiento remolinante del líquido alrededor del centro C de la cápsula acompañado en particular de reflexiones múltiples del chorro contra las paredes interiores de ésta como se ha descrito ya más arriba en relación con las figuras 1 y 2. Este modo de mojadura conviene particularmente bien a las cápsulas conteniendo sustancias solubles porque permite una disolución completa y rápida de este tipo de sustancias.

A la figura 7, el dispositivo de preparación está representado en un segundo modo de mojadura en el cual el líquido está inyectado en la cápsula de manera a crear, además de un movimiento remolinante del líquido alrededor del centro C de la cápsula, una mojadura en la parte superior de la cápsula mediante un chorro divergente de líquido en forma de una fina capa de líquido para mojar por arriba la sustancia contenida en la cápsula. Este modo de mojadura conviene particularmente bien a las cápsulas conteniendo sustancias a extraer porque permite una disolución completa y rápida de este tipo de sustancias.

Según este segundo modo de realización de la invención, el dispositivo de preparación comprende un elemento de perforación y de inyección 60 comprendiendo un primer orificio de inyección 62 dispuesto y orientado de manera idéntica al orificio de inyección 42a del elemento de perforación y de inyección 42 descrito en relación con las figuras 1 a 4, y un segundo medio de inyección 64 cuyo eje de inyección se extiende casi horizontalmente para producir el chorro divergente en forma de una fina capa de líquido. Refiriéndonos igualmente a las figuras 8a y 8b, se observa que en el ejemplo ilustrado el elemento de perforación y de inyección 60 se presenta en forma de una aguja hueca comprendiendo un canal 60b que desemboca hacia el exterior en una primera extremidad mediante los primero 62 y segundo 64 medios de inyección. El canal 60b comunica igualmente con el canal de llegada 38 en su parte mediana por una abertura 66. El elemento de perforación y de inyección está prolongado en la extremidad opuesta a los medios de inyección 62 y 64 por un dedo de accionamiento 60c cooperando con una palanca 68 accionada por unos medios de conmutación (no representados) solidarios a la cabeza 26. El elemento de perforación y de inyección 62 comprende en su parte mediana una porción de mayor diámetro en la cual está dispuesta la abertura 66 y por la cual está montado móvil en translación en un paso 70 espaldonado extendiéndose paralelamente al eje vertical de la cabeza de inyección dispuesta en el núcleo 36, un resorte de retroceso 72 está interpuesto entre el fondo del paso y un espaldón del elemento de perforación y de inyección 62. Dos juntas O-ring están colocadas por ambas partes de la abertura 66 sobre el elemento de perforación y de inyección 60 para cooperar con la superficie interior del paso 70.

En este modo de realización, el elemento de perforación 60 es móvil entre dos posiciones distintas, a saber una primera posición (figura 6) en la cual solo el primer orificio 62 desemboca en el interior de la cápsula 2 y que corresponde al primer modo de mojadura y una segunda posición (figura 7) en la cual el primer orificio 62 así como el segundo medio de inyección 64 desembocan en el interior de la cápsula 2 y que corresponde al segundo modo de mojadura. El paso del primer modo de mojadura al segundo modo de mojadura se realiza vía los medios de conmutación que actúan sobre el elemento de perforación y de inyección 60 en contra del resorte de retroceso 72 mediante la palanca 68. Es evidente que el diámetro del canal de llegada 38 y de la abertura 66 así como el recorrido del elemento de perforación y de inyección para el paso del primer al segundo modo de mojadura 60 están dispuestos para que la abertura66 comunique en cualquier tiempo al memos parcialmente con el canal de llegada 38 cualquiera que sea el modo de mojadura seleccionado.

Con preferencia, y como resulta de las figuras 8a y 8b, el segundo medio de inyección 64 permitiendo producir un chorro divergente en forma de una fina capa de líquido comprende una pluralidad de orificios 64a repartidos sobre una parte del contorno del elemento de perforación y de inyección 60. Estando el elemento de perforación y de inyección 60 dispuesto de manera descentrada en el interior de la cápsula, y precisamente cerca de la pared lateral de ésta, los orificios 64a están dirigidos hacia el centro de la cápsula. Para razones en relación con la fabricación del elemento 60, los orificios 64a están ventajosamente desplazados en altura unos con relación a otros. Estos orificios 64a producen así una pluralidad de chorros divergentes que se recubren para formar una fina capa de líquido que rocía y moja la sustancia contenida en la parte superior de la cápsula.

Evidentemente, se puede también considerar formar la fina capa de líquido a partir de un solo orificio 64b que tiene forma de una hendidura que se extiende transversalmente a la dirección longitudinal del elemento 60 como está representado en las figuras 9a y 9b. En este caso, el chorro divergente se extiende sobre un sector circular suficientemente ancho para mojar sensiblemente la totalidad de la sustancia que se encuentra en la parte superior de la cápsula.

Mencionaremos que los orificios 64a y el orificio 64b están dispuestos respectivamente para que la capa fina de líquido esté producida de manera sensiblemente continúa sobre un sector angular comprendido entre 90º y 180º y con preferencia del orden de 160º. Además, estos orificios 64a y 64b están dispuestos para producir una capa fina de líquido que tiene un espesor inferior o igual a 0,5 mm y con preferencia inferior a 0,3 mm. A tal efecto, para cada uno de los orificios 64a se escogerá con preferencia un diámetro del orden de 0,5 mm y para el orificio 64b se escogerá un diámetro del orden de 0,7 mm.

Según una variante ventajosa de este segundo modo de realización, el eje de los segundos medios de inyección 64, es decir el eje de los orificios 64a respectivamente 64b definiendo la dirección del chorro de líquido, hace un ángulo comprendido entre 0º y 25º con la horizontal y con preferencia un ángulo del orden de 15º. El líquido inyectado por estos orificios está así dirigido hacia arriba y se reflecta en un primer tiempo contra la superficie inferior del opérculo 12 y está enviado en un segundo tiempo hacia el lecho de sustancia estando mucho más dispersado. En consecuencia la homogeneidad de la mojadura de la sustancia está mejorada.

En la figura 10 se ha representado una cápsula 100 conteniendo una sustancia alimenticia 4 soluble y/o a extraer para la preparación de una bebida por inyección de un líquido bajo presión y que puede poner en práctica el procedimiento de la invención con un aparato de tipo clásico comprendiendo una tobera de distribución de líquido sencilla. Para esto, la cápsula 100 se distingue de la cápsula 2 descrita en relación con las figuras 1 y 2 porque la pared superior 110 comprende un conjunto de inyección 112 configurado para inyectar líquido en la cámara 14 a partir de un punto de inyección en forma de un chorro J, estando el punto de inyección y la dirección de dicho chorro J configurados de manera a crear en dicha cápsula un movimiento remolinante que provoca un braceo de dicho líquido con dicha sustancia.

Con más precisión, la pared superior 110 comprende un elemento de pared exterior 114 y un elemento de pared interior 116 que delimitan juntos una cavidad 118 estanca frente al exterior así como un canal 120 que une la cavidad 118 al conjunto de inyección 112.

El elemento de pared exterior 114 está realizado en forma de un opérculo comprendiendo al menos una región realizada en un material capaz de ser perforado por un elemento de perforación y de inyección (no representado) tal como una tobera de inyección de un aparato clásico para la preparación de bebida. En el ejemplo ilustrado, el elemento de pared exterior 114 está realizado por un opérculo termosellado sobre el borde de la cápsula, la estructura de este opérculo es idéntica a la del opérculo 12 descrito en relación con las figuras 1 y 2.

En este modo de realización, la cavidad 118 y el canal 120 están realizados directamente por ahuecamientos de profundidades distintas en el elemento de pared interior 116, estando la cavidad 118 realizada sensiblemente en el centro de la cápsula. Como la cavidad 118 está destinada a recibir el elemento de perforación y de inyección de un aparato clásico, es evidente que su posición y su profundidad podrán variar en función del aparato con el cual será utilizada.

El elemento de pared interior 116 comprende además del conjunto de inyección 112 que está formado un tobera de inyección 112a. De manera preferida y como ilustrado, la tobera de inyección 112a es solidaria al elemento de pared interior 116 y viene de una sola pieza con esta última. La tobera de inyección 112a comprende un orificio de inyección 112b dispuesto y orientado de manera idéntica al orificio de inyección 42a del elemento de perforación y de inyección 42 descrito en relación con las figuras 1 a 4.

Según una variante de realización no representada de la cápsula según la invención, la tobera de inyección puede comprender igualmente unos segundos medios de inyección cuyo eje de inyección se extiende casi horizontalmente para producir un segundo chorro divergente en forma de una capa fina de líquido. Estos segundos medios de inyección podrían típicamente estar formados por una pluralidad de orificios o de una hendidura como se ha descrito anteriormente en relación con las figuras 8a y 9a.

Se describirá ahora el procedimiento según la invención para la preparación de una bebida por inyección de un líquido a través de una cápsula conteniendo una sustancia alimenticia soluble en relación con el primer modo de realización del dispositivo según la invención ilustrado en las figuras 1 y 2. Se dispone primero la cápsula 2 en el portacápsula 28 cuando el dispositivo está en posición abierta (figura 1). Se cierra después el dispositivo por un movimiento relativo vertical del portacápsula 28 y de la cabeza de inyección 26 (figura 2). En consecuencia el borde 10 de la cápsula está cogido entre la superficie anular inferior de la junta de estanqueidad 48 y la superficie periférica superior de apoyo 28a del portacápsula. El opérculo 12 está entonces simultáneamente perforado por el elemento de perforación y de inyección 42. En esta configuración el orificio de inyección 42a está dispuesto en la cápsula 2, con preferencia a algunos milímetros debajo del opérculo. El líquido para la confección de la bebida, por ejemplo agua caliente, está entonces inyectado bajo presión en la cápsula a través del orificio 42a según una orientación que provoca en un primer tiempo una disolución progresiva de la sustancia a disolver según una dirección que pasa alejada de dicho centro y que está además inclinada hacia una pared de la cápsula ahuecando así un túnel hasta dicha pared de la cápsula 2. Una vez esta pared alcanzada y teniendo en cuenta la orientación del chorro y su energía cinética, el chorro está desviado y sigue disolviendo la sustancia según otra dirección hasta estar desviado otra vez contra otra pared provocando así un movimiento remolinante del líquido inyectado alrededor del centro de la cápsula. Este movimiento remolinante provoca pues un braceo líquido con dicha sustancia y permite una disolución eficaz de la sustancia. Simultáneamente, la presión en el interior de la cápsula aumenta lentamente y dilata progresivamente la membrana alrededor de los elementos en relieva del disco 20 en el ejemplo ilustrado en las figuras 1 y 2. Una vez que la tensión de rotura de la membrana 16 está alcanzada bajo el efecto de la presión, la membrana se rompe y el líquido disuelto puede evacuarse a través del orificio de evacuación 24 de la cápsula 2. El chorro remolinante continúa después sus reflexiones múltiples para alcanzar la masa de sustancia restante hasta disolución completa de ésta.

En el caso de la preparación de una bebida por inyección de un líquido a través de una cápsula conteniendo una sustancia alimenticia a extraer en relación con el segundo modo de realización del dispositivo según la invención ilustrado en las figuras 6 y 7 el procedimiento según la invención se distingue del descrito arriba porque el dispositivo es inicialmente conmutado en el modo de mojadura correspondiente a la sustancia contenida en la cápsula en este caso en el segundo modo de mojadura ilustrado a la figura 7. En este modo de mojadura, se efectúa una inyección adicional de líquido en la parte superior de la cápsula en forma de una o varias capas finas de líquido para mojar por arriba dicha sustancia a partir de los medios de inyección 64. La solicitante ha observado que la mojadura de la sustancia por combinación del chorro J y de la fina capa de líquido es particularmente eficaz especialmente para la preparación de bebida a partir de sustancia a extraer.

Mencionaremos que con la cápsula 100 representada a la figura 10, un aparato provisto de un elemento de perforación y de inyección clásico puede utilizarse para poner en práctica el procedimiento de preparación según la invención. En efecto basta con que la posición de la cavidad 118 esté prevista para estar alineada con el elemento de perforación y de inyección del aparato cuando la cápsula 100 está dispuesta en el aparato para que al momento de la perforación del opérculo 110, el elemento de perforación y de inyección penetre en la cavidad 118. En este momento, el líquido inyectado llena la cavidad y después está canalizado por el canal 120 hasta el orificio de inyección 112a donde está inyectado bajo presión en la cápsula provocando los fenómenos descritos arriba.

De manera preferida la velocidad de inyección del líquido en la cápsula está comprendida entre 1,5 y 5 m/s en los modos de realización descritos arriba.

La invención no se limita evidentemente a los modos de realización descritos arriba y se entenderá que diversas modificaciones y/o mejoras evidentes para el especialista podrán aportarse sin salir del marco de la invención definido por las reivindicaciones anexas. En particular, a título de variante, se podrá considerar realizar la perforación ya no a través del opérculo 12, sino a través de otras paredes de la cápsula, por ejemplo a través de las paredes laterales puesto que el elemento de perforación está dispuesto y orientado para que el chorro de líquido inyectado provoque un movimiento remolinante alrededor del centro C de la cápsula y permita un braceo del líquido con la sustancia contenida en la cápsula. Por ejemplo, el elemento de perforación y de inyección podría atravesar la pared lateral o también la pared de fondo de la cápsula.

Abreviaciones

EVOH:

Copolímero de etileno y de alcohol de vinilo

PVDC:

Policloruro de vinildieno

PP:

Polipropileno

PE:

Polietileno

PA:

Poliamida

Claims (33)

1. Procedimiento para la preparación de una bebida por inyección de un líquido en un recipiente (2) conteniendo una sustancia alimenticia (4) soluble y/o a extraer, en el cual el líquido está inyectado a partir de al menos un punto de inyección (42) caracterizado porque el recipiente (2) comprende un eje central (A-A) en el cual el líquido está inyectado a distancia del eje central del recipiente (2), teniendo el líquido inyectado la forma de un chorro (7) cuya dirección pasa alejada de dicho eje central según un ángulo (\alpha) no nulo en un plano transversal del recipiente y normal a dicho eje central, de manera que se obtiene un movimiento remolinante alrededor del centro (C)del recipiente, provocando así un braceo de dicho líquido con dicha sustancia.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual dicho recipiente (2) presenta un eje central (A-A) que es sensiblemente vertical y en el cual dicho chorro (7) está además inclinado de un ángulo (\alpha) no nulo con relación al eje central del recipiente pasando por dicho eje central.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 o 2, en el cual la dirección del chorro a partir de dicho punto de inyección forma un ángulo (\alpha) comprendido entre 20º y 60º y con preferencia entre 35º y 45º con una línea uniendo el punto de inyección al eje central del recipiente en el plano transversal del recipiente y normal a dicho eje central.

4. Procedimiento según la reivindicación 2, en la cual la dirección del chorro (7) forma un ángulo (\beta) comprendido entre 50º y 70º y con preferencia entre 55º y 65º con el eje central del recipiente (2) en el plano transversal del recipiente y normal a dicho eje central (A-A).

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual el líquido está inyectado a partir de una pluralidad de puntos de inyección (42) repartidos regularmente en el recipiente (2).

6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el recipiente (2) es una cápsula.

7. Procedimiento según la reivindicación (6), en el cual la cápsula (2) comprende una pared superior (12) y una pared inferior (8) unidas entre ellas por una pared lateral (6), y en el cual la inyección del líquido está realizada cerca de una de las paredes de la cápsula y en el interior de ésta.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el cual la inyección está realizada a través de la pared superior (12) de la cápsula.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el cual el punto de inyección (42) está dispuesto a una distancia del orden de 2 a 5 mm de dicha pared superior (12).

10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en el cual se efectúa selectivamente una inyección adicional del líquido en la parte superior de la cápsula en forma de una o varias capas finas de líquido para mojar por arriba dicha sustancia alimenticia contenida en la cápsula (2).

11. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual el recipiente es un tazón de mezcla formando parte de un dispositivo de preparación de bebida.

12. Conjunto comprendiendo un juego de cápsulas (2) desechables conteniendo una sustancia alimenticia (4) a disolver o a extraer y un dispositivo (1) para preparar una bebida por inyección de un líquido a través de una cápsula (2) conteniendo una sustancia alimenticia a disolver o a extraer, comprendiendo este dispositivo (1) unos medios (28) para soportar dicha cápsula (2) y al menos un conjunto de inyección (26) de líquido destinado a inyectar el líquido a partir de al menos un punto de inyección (42) en el interior de la cápsula (2) en forma de un chorro (7), caracterizado porque la cápsula (2) comprende un eje (A-A) central, porque el punto de inyección (42) está a distancia del eje central y porque la dirección de dicho chorro pasa alejada de dicho eje central según un ángulo (\alpha) no nulo en un plano transversal del recipiente y normal a dicho eje central, de manera que se obtiene en dicha cápsula (2) un movimiento remolinante que provoca un braceo de dicho líquido con dicha sustancia.

13. Conjunto según la reivindicación 12, en el cual el conjunto de inyección (26) comprende al menos un elemento (42) de perforación y de inyección.

14. Conjunto según la reivindicación 13, caracterizado porque el eje de dicho primer orificio de inyección a partir de dicho punto de inyección forma un ángulo (\alpha) comprendido entre 20º y 60º y con preferencia entre 35º y 45º con una línea uniendo el punto de inyección (42) al eje central de la cápsula (2) en el plano transversal y normal a dicho eje central.

15. Conjunto según la reivindicación 12 o 13, en el cual dicha cápsula (2) presenta un eje central que es sensiblemente vertical, y en el cual el eje de dicho primer orificio de inyección (42) se extiende además hacia abajo.

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16. Conjunto según una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque el eje de dicho orificio de inyección forma un ángulo (\beta) comprendido entre 50º y 70º y con preferencia entre 55º y 65º con el eje central de la cápsula en el plano transversal y normal a dicho eje central.

17. Conjunto según una de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque comprende una pluralidad de elementos (42) de perforación y de inyección repartidos regularmente en dicha cápsula.

18. Conjunto según una de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizado porque dicho elemento (42) de perforación y de inyección está elegido entre el conjunto comprendiendo una punta, una cuchilla, un cuchillo, una aguja o análogo.

19. Conjunto según la reivindicación 18, caracterizado porque dicho elemento (42) de perforación y de inyección es una aguja presentando un bisel en una parte distal y porque dicho punto de inyección está opuesto a dicho
bisel.

20. Conjunto según la reivindicación 18 o 19, caracterizado porque dicho elemento (42) de perforación y de inyección comprende además al menos un segundo orificio de inyección (64) cuyo eje se extiende casi horizontalmente para producir un segundo chorro divergente en forma de una fina capa de líquido.

21. Conjunto según la reivindicación 18 o 19, caracterizado porque dicho elemento (42) de perforación y de inyección comprende una pluralidad de segundos orificios (64) repartidos sobre el contorno de dicho elemento de perforación para producir una pluralidad de chorros recubriéndose para formar una fina capa de líquido.

22. Conjunto según la reivindicación 20 o 21, caracterizado porque el eje del o de los segundos orificios (64)de inyección forma un ángulo comprendido entre 0º y 25º con el plano transversal normal al eje central, porque dicha fina capa de líquido se extiende de manera sensiblemente continúa sobre un sector angular de aproximadamente 160º y porque la capa fina de líquido presenta un espesor inferior o igual a 0,5 mm.

23. Conjunto según una de las reivindicaciones 20 a 22, caracterizado porque comprende además unos medios permitiendo, en respuesta a unos medios de mando, obturar el o los segundos orificios (64) de inyección para conmutar el dispositivo en al menos dos modos diferentes de mojadura de la sustancia.

24. Cápsula (100) conteniendo una sustancia alimenticia (4) soluble y/o a extraer para la preparación de una bebida por inyección de un líquido bajo presión, comprendiendo una pared superior (110) y una pared inferior (8) unidas entre ellas por una pared lateral (6) para definir una cámara en la cual dicha sustancia (4) está contenida, caracterizada porque la pared superior (110) comprende un conjunto de inyección (112) configurado para inyectar dicho líquido en la cámara a partir de al menos un punto de inyección en forma de un chorro (7), estando el punto de inyección a distancia del eje central de la cápsula (100) y porque la dirección de dicho chorro (7) pasa alejado de dicho eje central según un ángulo no nulo en un plano transversal de la cápsula y normal a dicho eje central de manera a crear en dicha cápsula (100) un movimiento remolinante que provoca un braceo de dicho líquido con dicha sustancia.

25. Cápsula (100) según la reivindicación 24, caracterizada porque la pared superior (110) comprende un elemento de pared exterior (114) y un elemento de pared interior (116) delimitando juntos una cavidad (118) estanca frente al exterior, dispuesta para recibir un elemento de perforación y de inyección, y un canal (120) uniendo dicha cavidad a dicho conjunto de inyección.

26. Cápsula (100) según la reivindicación 24, caracterizada porque el conjunto de inyección (112) comprende una tobera (112a) viniendo de una sola pieza con dicho elemento de pared interior (116).

27. Cápsula (100) según la reivindicación 24, caracterizada porque la cavidad (118) y el canal (120) están formados en dicho elemento de pared interior (116).

28. Cápsula (100) según una de las reivindicaciones 24 a 27, caracterizada porque el elemento de pared exterior (114) está formado de una membrana perforable.

29. Cápsula según una de las reivindicaciones 26 a 28, en la cual dicha tobera (112a) comprende un primer orificio de inyección (112b) caracterizada porque el orificio de inyección está dispuesto a distancia del eje central de la cápsula y porque el eje de dicho primer orificio de inyección (112b) se extiende según una dirección que pasa alejada de dicho eje central.

30. Cápsula (100) según una de las reivindicaciones 24 a 29, en la cual dicha cápsula presenta un eje central que es sensiblemente vertical, caracterizada porque el eje de dicho primer orificio de inyección (112b) se extiende además hacia abajo.

31. Cápsula (100) según la reivindicación 26, caracterizada porque dicha tobera (112a) comprende además al menos un segundo orificio de inyección cuyo eje se extiende casi horizontalmente para producir un segundo chorro divergente en forma de una fina capa de líquido.

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32. Cápsula (100) según la reivindicación 26, caracterizada porque dicha tobera (112a) comprende una pluralidad de segundos orificios repartidos sobre su contorno para producir una pluralidad de chorros recubriéndose para formar una capa fina de líquido.

33. Cápsula según una de las reivindicaciones 24 a 32, caracterizado porque la cámara comprende al menos una generadora de revolución o sin aristas alrededor del eje central definiendo una pared lateral cilíndrica, troncocónica y/o curva.