ES2928259T3 - Composite capsule having a reinforced sidewall and bottom - Google Patents
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Abstract
La presente invención da a conocer una cápsula (1) en un material compuesto, estando dicha cápsula (1) adaptada para contener una sustancia comestible, como por ejemplo granos de café tostados y molidos, y para ser atravesada por un flujo presurizado con una presión de flujo mayor superior a 4 bar, preferentemente superior a 8 bar, presentando dicha cápsula (1) una parte contenedora (11) que está prevista en un material compuesto que incluye polímeros asociados a sustancias vegetales naturales, y que está configurada para resistir presiones internas de al menos 4 bar, preferentemente de al menos 8 bar. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)The present invention provides a capsule (1) in a composite material, said capsule (1) being adapted to contain an edible substance, such as roasted and ground coffee beans, and to be traversed by a pressurized flow with a pressure with a flow greater than 4 bar, preferably greater than 8 bar, said capsule (1) presenting a containing part (11) that is made of a composite material that includes polymers associated with natural plant substances, and that is configured to resist internal pressures of at least 4 bar, preferably of at least 8 bar. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Cápsula de material compuesto que tiene una pared lateral y de base reforzadasComposite capsule having a reinforced sidewall and bottom
Campo de la invenciónfield of invention
La presente invención se refiere al campo de las cápsulas para preparar bebidas y producirlas en un material compuesto que comprende una sustancia no sintética, en general, y que además presenta una configuración estructural reforzada, en particular.The present invention relates to the field of capsules for preparing beverages and producing them in a composite material comprising a non-synthetic substance, in general, and which also has a reinforced structural configuration, in particular.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
La técnica anterior incluye varios documentos relacionados con cápsulas para preparar bebidas mediante la mezcla de una sustancia comestible en su interior con un flujo presurizado y desvela unas soluciones para reforzar la capacidad estructural de dichas cápsulas, en particular, en el caso de que la cápsula se produzca en un material sintético que incluya biopolímeros u otras sustancias con viabilidad de compostaje por medios naturales, como sustitutos de los habituales materiales sintéticos de origen fósil. En particular, en ciertas cápsulas, la pared de base de una parte de recipiente es la superficie de salida del flujo y la sometida a una mayor presión hidráulica y, por lo tanto, mayor requerimiento estructural.The prior art includes several documents related to capsules for preparing drinks by mixing an edible substance inside with a pressurized flow and discloses solutions to reinforce the structural capacity of said capsules, in particular, in the event that the capsule is produced in a synthetic material that includes biopolymers or other substances viable for composting by natural means, as substitutes for the usual synthetic materials of fossil origin. In particular, in certain capsules, the base wall of a part of the container is the outlet surface for the flow and the one subjected to a greater hydraulic pressure and, therefore, a greater structural requirement.
El documento EP 1807318 B1 desvela una cápsula del tipo de la presente invención que comprende una parte de recipiente que presenta nervaduras en la pared lateral y nervaduras en la pared de base. Las nervaduras de la pared lateral parecen tener un espesor creciente hacia el perímetro de la pared lateral.Document EP 1807318 B1 discloses a capsule of the type of the present invention comprising a container part having ribs on the side wall and ribs on the base wall. The lateral wall veins appear to have increasing thickness towards the perimeter of the lateral wall.
El documento EP 1961676 B1 desvela una cápsula por la que la pared de base presenta una parte de pared de espesor de pared mayor que una región central, con respecto a la pared de base restante, por lo que esta parte de la pared se extiende en el lado orientado corriente abajo, tal como una pluralidad de nervaduras.The document EP 1961676 B1 discloses a capsule whereby the base wall has a wall part with a greater wall thickness than a central region, with respect to the remaining base wall, whereby this part of the wall extends in the downstream facing side, such as a plurality of ribs.
El documento EP 2408691 B1 desvela una cápsula por la que la parte de recipiente se fabrica de un polímero biodegradable y por la que la pared de base presenta una pluralidad de elementos en disposición radial y una pluralidad de pasajes de flujo en los espacios de cavidad conformados entre dichos elementos radiales, por lo que dichos pasajes no están alineados con dichos elementos radiales. Document EP 2408691 B1 discloses a capsule whereby the container part is made of a biodegradable polymer and whereby the base wall has a plurality of radially arranged elements and a plurality of flow passages in the shaped cavity spaces. between said radial elements, whereby said passages are not aligned with said radial elements.
El documento WO 2015/145361 A1 desvela una cápsula por la que la pared de base presenta una parte de superficie convexa proporcionada en la superficie orientada corriente abajo y que se extiende con un espesor que decrece hacia el borde de su convexidad.Document WO 2015/145361 A1 discloses a capsule whereby the base wall presents a convex surface portion provided on the downstream oriented surface and extending with a thickness that decreases towards the edge of its convexity.
La técnica anterior incluye además varios documentos relacionados con sustancias compuestas que presentan una composición que incluye polímeros sintéticos, principalmente en una matriz termoplástica y biopolímeros.The prior art also includes several documents related to composite substances that have a composition that includes synthetic polymers, mainly in a thermoplastic matrix and biopolymers.
El documento EP 2218653 A1 desvela una cápsula biológicamente descomponible que incluye una cáscara, una capa de fibra y una membrana de cierre que están constituidas en cada caso por un material biológicamente descomponible.Document EP 2218653 A1 discloses a biologically decomposable capsule comprising a shell, a fiber layer and a closure membrane, each consisting of a biologically decomposable material.
El documento WO 03/ 000810 A1 desvela una composición mejorada de impregnación y recubrimiento basada en emulsiones de polímeros y látex de origen vegetal tal como una cáscara y otras cenizas, incluyendo ceniza de cáscara de café.WO 03/000810 A1 discloses an improved impregnating and coating composition based on emulsions of polymers and latex of vegetable origin such as a husk and other ash, including coffee husk ash.
El documento WO 2012/077066 A1 desvela una cápsula para preparar un producto líquido que comprende una pared de base que presenta una estructura en capas con al menos una capa fabricada de un primer material compostable y al menos una capa fabricada de un segundo material compostable que no tolera un ablandamiento y/o fusión notable a una temperatura de 70 °C - 120 °C. En particular, dicho primer material compostable se selecciona del grupo que incluye polímeros derivados de biomasas, polímeros sintéticos, polímeros producidos por microorganismos o bacterias modificadas genéticamente, polímeros de monómeros fósiles, y mezclas de dichos polímeros con o sin aditivos. Dicho segundo material compostable se selecciona entre papel, tal como el papel de celulosa y, preferentemente 100 % de papel de celulosa, cartón, papel celofán y acetato de celulosa, en particular, la capa de dicho primer material está dispuesta interiormente con respecto a la capa de dicho segundo material. La cápsula desvelada puede estar constituida integralmente por un material compostable. Este documento describe las definiciones de "compostable" y de "biodegradabilidad", ambas están dentro del alcance de la presente solicitud.Document WO 2012/077066 A1 discloses a capsule for preparing a liquid product comprising a base wall having a layered structure with at least one layer made of a first compostable material and at least one layer made of a second compostable material it does not tolerate noticeable softening and/or melting at a temperature of 70 °C - 120 °C. In particular, said first compostable material is selected from the group that includes polymers derived from biomass, synthetic polymers, polymers produced by genetically modified microorganisms or bacteria, polymers from fossil monomers, and mixtures of said polymers with or without additives. Said second compostable material is selected from among paper, such as cellulose paper and, preferably 100% cellulose paper, cardboard, cellophane paper and cellulose acetate, in particular, the layer of said first material is arranged internally with respect to the layer of said second material. The disclosed capsule may be made entirely of a compostable material. This document describes the definitions of "compostable" and "biodegradability", both of which are within the scope of the present application.
El documento US 2012/0097602 A1 desvela una cápsula de tipo similar, por lo que el componente filtrante presenta una mezcla de 0 a 60 % de fibras de celulosa y de aproximadamente 40 a 100 de fibras de poliéster compostables.Document US 2012/0097602 A1 discloses a capsule of a similar type, whereby the component filter features a blend of 0 to 60% cellulose fibers and approximately 40 to 100 compostable polyester fibers.
El documento WO 2015/121489 A1 desvela una cápsula de tipo similar que comprende un material polimérico biodegradable y compostable o una mezcla de dichos materiales, y un porcentaje de agentes de relleno, por lo que los materiales poliméricos incluyen agropolímeros y biopoliésteres.Document WO 2015/121489 A1 discloses a capsule of a similar type comprising a biodegradable and compostable polymeric material or a mixture of said materials, and a percentage of fillers, whereby the polymeric materials include agropolymers and biopolyesters.
El documento WO 2015/162632 A1 desvela un compuesto con un polímero termoplástico y un medio de relleno para producir envases para alimentos, en particular una cápsula de café, y que también incluye polisacáridos derivados de agropolímeros. Dicha cápsula presenta una sola capa y está fabricada con un material que comprende un polímero biodegradable y compostable, con un porcentaje de medio de relleno entre el 15 % y el 80 % de al menos un poliéster alifático o aromático-alifático que contenga del 15 % al 90 % de uno o más medios de relleno de granulometría D50.WO 2015/162632 A1 discloses a composite with a thermoplastic polymer and a filler for producing food packaging, in particular a coffee capsule, and also including agropolymer-derived polysaccharides. Said capsule has a single layer and is made of a material that comprises a biodegradable and compostable polymer, with a percentage of filling medium between 15% and 80% of at least one aliphatic or aromatic-aliphatic polyester containing 15% to 90% of one or more D50 grading media fillers.
El documento FR 3035085 también desvela una cápsula producida a partir de un compuesto que incluye agropolímeros de una lista particular de posibles orígenes de dichos agropolímeros.Document FR 3035085 also discloses a capsule produced from a compound that includes agropolymers from a particular list of possible origins of said agropolymers.
Los documentos WO 2013/131117 A1 y WO 2018/050544 A1 también desvelan cápsulas del tipo de la presente invención, con medios de refuerzo de la pared lateral y de la parte de la pared corriente arriba. Documents WO 2013/131117 A1 and WO 2018/050544 A1 also disclose capsules of the type of the present invention, with means for reinforcing the side wall and the upstream part of the wall.
Los documentos EP 3045406 A1 y EP US 10,159,375 B2 se refieren a cápsulas del tipo de la presente invención, por lo que dichas cápsulas comprenden partes de recipiente que no presentan las características técnicas desveladas en el presente documento.The documents EP 3045406 A1 and EP US 10,159,375 B2 refer to capsules of the type of the present invention, whereby said capsules comprise container parts that do not have the technical characteristics disclosed in the present document.
El uso de este tipo de materiales que comprenden biopolímeros presenta, sin embargo, dos condicionantes principales en relación con los materiales sintéticos habituales de origen fósil: un aumento sustancial del coste de material por unidad de cantidad del mismo y una reducción de la resistencia estructural, que a su vez contribuye a agravar el coste del envase.The use of this type of materials that comprise biopolymers presents, however, two main constraints in relation to the usual synthetic materials of fossil origin: a substantial increase in the cost of material per unit of quantity thereof and a reduction in structural resistance, which in turn contributes to aggravate the cost of packaging.
Ninguno de los documentos del técnica anterior desvela una sustancia compuesta que presente una configuración estructural que proporcione una optimización de la resistencia estructural y, por lo tanto, de la cantidad del material usado.None of the prior art documents discloses a composite substance that has a structural configuration that provides an optimization of the structural resistance and, therefore, of the amount of material used.
Descripción general de la invenciónGeneral description of the invention
El objetivo de la presente invención es proporcionar una cápsula para preparar bebidas por medio de la inyección de un flujo presurizado a una presión de flujo de al menos 8 bares y proporcionada en una sustancia compuesta que comprende biopolímeros, estando configurada dicha cápsula de tal manera que presente mejor resistencia estructural, incluso en la pared lateral y en la pared de base de la parte de recipiente.The aim of the present invention is to provide a capsule for preparing beverages by means of injecting a pressurized flow at a flow pressure of at least 8 bars and provided in a composite substance comprising biopolymers, said capsule being configured in such a way that presents better structural resistance, even in the side wall and in the base wall of the container part.
Este objetivo se resuelve de acuerdo con la presente invención por medio de una cápsula de acuerdo con la reivindicación 1, por lo que se desvelan unas realizaciones preferentes en las reivindicaciones dependientes.This object is solved according to the present invention by means of a capsule according to claim 1, for which preferred embodiments are disclosed in the dependent claims.
Un objetivo asociado es proporcionar una disposición de salida de flujo a través de la pared de base de la parte de recipiente que proporcione una mejor distribución de la presión hidráulica y las pérdidas de carga en la salida de flujo de bebida, contribuyendo de este modo a reducir las necesidades de refuerzo estructural de la pared de base.An associated objective is to provide a flow outlet arrangement through the base wall of the container part that provides better distribution of hydraulic pressure and pressure drops in the beverage flow outlet, thus contributing to reduce the need for structural reinforcement of the base wall.
Otro objetivo asociado es proporcionar una sustancia compuesta que presente una composición que incluya polímeros sintéticos y biopolímeros, en particular usando fibras de materiales naturales en lugar de materiales plásticos biodegradables, en particular comprendiendo al menos un biopolímero de origen vegetal y adaptado de tal manera que proporcione propiedades térmicas, mecánicas, de transporte de fluidos (permeabilidad) y de transporte superficial (humectabilidad, coeficiente de fricción), y otras propiedades, ventajosas en vista de los varios usos y con una reducción de costes.Another associated objective is to provide a composite substance that has a composition that includes synthetic polymers and biopolymers, in particular using fibers from natural materials instead of biodegradable plastic materials, in particular comprising at least one biopolymer of vegetable origin and adapted in such a way as to provide thermal, mechanical, fluid transport (permeability) and surface transport (wettability, coefficient of friction) properties, and other properties, advantageous in view of the various uses and with a reduction in costs.
En particular, al menos la parte de recipiente de la cápsula se produce mediante moldeo por inyección de un material sintético que comprende al menos un biopolímero asociado con el procesamiento de al menos uno de: caña de azúcar, yuca, granos de maíz y café, en particular de cascarilla de café.In particular, at least the container part of the capsule is produced by injection molding of a synthetic material comprising at least one biopolymer associated with the processing of at least one of: sugar cane, cassava, corn and coffee beans, particularly coffee husks.
En particular, la cápsula se produce de un material que comprende entre 60 y 90 % de un material asociado con al menos uno de: caña de azúcar, yuca y maíz, por lo que la composición restante incluye el polímero PLA o similares.In particular, the capsule is produced from a material that comprises between 60 and 90% of a material associated with at least one of: sugar cane, cassava and corn, whereby the remaining composition includes the PLA polymer or the like.
Dicha sustancia compuesta puede incluir al menos uno de: Said compound substance may include at least one of:
- un polietileno de la lista que incluye polietilenos de alta densidad y polietilenos de baja densidad (LDPE),- a polyethylene from the list that includes high-density polyethylenes and low-density polyethylenes (LDPE),
- policaprolactona (PCL);- polycaprolactone (PCL);
- amida termoplástica (TPS);- thermoplastic amide (TPS);
- copolímero de etileno alcohol vinílico (EVOH);- ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH);
- cloruro de polivinilideno (PVDC), y- polyvinylidene chloride (PVDC), and
- un agente de compatibilización.- a compatibilizing agent.
Dicha sustancia compuesta puede incluir un polietileno injertado con anhídrido maleico (PE-co-MA) como agente de compatibilidad.Said composite substance may include a maleic anhydride grafted polyethylene (PE-co-MA) as a compatibility agent.
Descripción de las figurasDescription of the figures
La invención se explicará a continuación con mayor detalle basándose en realizaciones preferentes y en las figuras adjuntas.The invention will be explained in more detail below on the basis of preferred embodiments and the accompanying figures.
Las figuras muestran, en representaciones esquemáticas simplificadas:The figures show, in simplified schematic representations:
la figura 1: vista lateral de una realización de cápsula del tipo de la presente invención;Figure 1: Side view of a capsule embodiment of the type of the present invention;
la figura 2: vista superior de una realización de la cápsula (1);figure 2: top view of an embodiment of the capsule (1);
la figura 3: vista en corte lateral de una realización de una cápsula (1) de acuerdo con la presente invención;figure 3: side sectional view of an embodiment of a capsule (1) according to the present invention;
la figura 4: vista en corte lateral de una realización de una cápsula (1) de acuerdo con la presente invención;figure 4: side sectional view of an embodiment of a capsule (1) according to the present invention;
la figura 5: vista superior de una realización de una parte de recipiente (11) de una cápsula de acuerdo con la presente invención;Figure 5: Top view of an embodiment of a container part (11) of a capsule according to the present invention;
la figura 6: vista en corte lateral de una realización de una parte de recipiente (11) de una cápsula (1) de acuerdo con la presente invención;Figure 6: Side sectional view of an embodiment of a container part (11) of a capsule (1) according to the present invention;
la figura 7: vista en corte lateral de una realización de una parte de recipiente (11) de una cápsula (1) de acuerdo con la presente invención;Figure 7: Side sectional view of an embodiment of a container part (11) of a capsule (1) according to the present invention;
la figura 8: vista en corte lateral de una realización de una parte de recipiente (11) de una cápsula (1) de acuerdo con la presente invención;Figure 8: Side sectional view of an embodiment of a container part (11) of a capsule (1) according to the present invention;
la figura 9: vista en corte lateral de una realización de una parte de recipiente (11) de una cápsula (1) de acuerdo con la presente invención;Figure 9: Side sectional view of an embodiment of a container part (11) of a capsule (1) according to the present invention;
la figura 10: vista en corte lateral de una realización de una parte de recipiente (11) de una cápsula (1) de acuerdo con la presente invención;Figure 10: Side sectional view of an embodiment of a container part (11) of a capsule (1) according to the present invention;
la figura 11: vista en corte lateral de una realización de una parte de recipiente (11) de una cápsula (1) de acuerdo con la presente invención;Figure 11: Side sectional view of an embodiment of a container part (11) of a capsule (1) according to the present invention;
la figura 12: vista superior en perspectiva de una realización de una parte de recipiente (11) de una cápsula (1) de acuerdo con la presente invención.Figure 12: Perspective top view of an embodiment of a container part (11) of a capsule (1) according to the present invention.
Descripción detallada de las realizaciones preferentes de la invenciónDetailed description of the preferred embodiments of the invention
Las cápsulas del tipo de la presente invención se usan en máquinas para preparar bebidas por medio de una inyección de un flujo presurizado a una presión de flujo de al menos 8 bares, a veces de más de 15 bares, y comprenden básicamente una parte de recipiente (11) y una parte de tapa (12) adaptada de tal manera que pueda cerrar la anterior (véanse las figuras 1 y 2). Dicho flujo presurizado se realiza para entrar en la cápsula por la parte de tapa (12) y salir por la pared de base (111) de la parte de recipiente. La parte de recipiente (11) presenta una pared de base (111) y una pared lateral (112), por ejemplo, de manera cilíndrica, extendiéndose de manera simétrica en relación con un eje central (x) de la cápsula. La cápsula puede proporcionarse en un material sintético que comprenda biopolímeros, en general, para mitigar el impacto ambiental asociado. En el caso particular donde dicha pared de base (111) sea también la pared de salida de bebida, entonces también es esta la que se somete a mayores exigencias estructurales, como resultado de la presión hidráulica corriente arriba de la misma.Capsules of the type of the present invention are used in machines for preparing beverages by means of an injection of a pressurized flow at a flow pressure of at least 8 bars, sometimes more than 15 bars, and basically comprise a container part (11) and a cover part (12) adapted in such a way that it can close the previous one (see figures 1 and 2 ). Said pressurized flow is carried out to enter the capsule through the lid part (12) and exit through the base wall (111) of the container part. The container part (11) has a base wall (111) and a side wall (112), for example cylindrical, extending symmetrically in relation to a central axis (x) of the capsule. The capsule can be provided in a synthetic material comprising biopolymers, in general, to mitigate the associated environmental impact. In the particular case where said base wall (111) is also the drink outlet wall, then it is also the one that is subjected to greater structural demands, as a result of the hydraulic pressure upstream of it.
La cápsula puede presentar medios de refuerzo estructural en forma de nervaduras, adaptadas para reforzar estructuralmente las paredes laterales y de base de la misma. La pared de base (111) puede presentar nervaduras de refuerzo de base (131) y la pared lateral (112) puede presentar nervaduras de refuerzo laterales (132).The capsule can have means of structural reinforcement in the form of ribs, adapted to structurally reinforce the side and base walls thereof. The base wall (111) can have base reinforcing ribs (131) and the side wall (112) can have lateral reinforcing ribs (132).
Como se representa en la vista esquemática representativa de la figura 3 , una cápsula (1) de acuerdo con la presente invención comprende una parte de recipiente (11) por la que la pared de base (111) presenta un espesor de pared que aumenta hacia el centro de la misma, y de forma al menos aproximadamente simétrica en relación con dicho eje central (X) y de manera al menos aproximadamente uniforme en todo su alrededor.As shown in the representative schematic view of Figure 3 , a capsule (1) according to the present invention comprises a container part (11) through which the base wall (111) presents a wall thickness that increases towards the center thereof, and in an at least approximately symmetrical manner in relation to said central axis (X) and in an at least approximately uniform manner all around it.
En particular, se ha demostrado que es suficiente, al menos para un intervalo dado de presiones de flujo de operación, cuando dicho aumento de espesor de pared de la pared de base (111) se proporciona únicamente en la cara orientada corriente arriba de la misma, de tal manera que la cara orientada corriente abajo conserve una forma plana desprovista de cavidades o salientes al menos en la región central de la misma.In particular, it has been shown to be sufficient, at least for a given range of operating flow pressures, when said increase in wall thickness of the base wall (111) is provided only on the upstream facing face thereof. , in such a way that the face oriented downstream retains a flat shape devoid of cavities or projections at least in the central region thereof.
La pared de base (111) puede presentar, en general, una forma convexa que se extiende corriente arriba, incluso con un aumento del espesor de pared hacia la región central de la misma (véase la figura 4).The base wall (111) can present, in general, a convex shape that extends upstream, even with an increase in wall thickness towards its central region (see figure 4 ).
Como el solicitante pudo demostrar experimentalmente, dichas configuraciones de la pared de base (111) proporcionan un aumento sustancial de la resistencia estructural de la pared de base (111), en particular en la región central de la misma.As the Applicant was able to demonstrate experimentally, such configurations of the base wall (111) provide a substantial increase in the structural strength of the base wall (111), in particular in the central region thereof.
Se prefiere cuando dicho aumento de espesor de pared de la pared de base (111) se despliega al menos en una región central de la misma, por ejemplo, sobre una región central que se extiende en una extensión radial correspondiente al 20 hasta el 50 % de la dimensión interior libre de dicha pared de base (111).It is preferred when said increase in wall thickness of the base wall (111) is deployed at least in a central region thereof, for example, over a central region extending in a radial extension corresponding to 20 to 50% of the free inner dimension of said base wall (111).
Se prefiere cuando dicho aumento del espesor de pared de la pared de base (111) se despliega al menos de manera aproximadamente continua.It is preferred when said increase in the wall thickness of the base wall (111) is deployed at least approximately continuously.
La cápsula (1) de acuerdo con la presente invención, como se representa en las figuras 5 y 6, se caracteriza porque presenta una parte de recipiente (11) que presenta unos medios de refuerzo que incluyen:The capsule (1) according to the present invention, as represented in figures 5 and 6, is characterized in that it has a container part (11) that has reinforcing means that include:
- medios de refuerzo lateral (131) configurados de tal manera que presentan un aumento de espesor de pared lateral (112) hacia dicha pared de base (111), y- lateral reinforcement means (131) configured in such a way that they present an increase in the thickness of the lateral wall (112) towards said base wall (111), and
- medios de refuerzo de base (132) que presentan un aumento de espesor de pared de la pared de base (111) hacia el centro de dicha pared de base (111),- base reinforcement means (132) presenting an increase in the wall thickness of the base wall (111) towards the center of said base wall (111),
por lo que dichos medios de refuerzo (131, 132) se proporcionan como nervaduras que se extienden en la superficie interior de la parte de recipiente (11), de tal manera que proporcionen un aumento localizado del espesor de pared de dicha parte de recipiente (11), extendiéndose, en general, dicho aumento de espesor de pared en la dirección corriente abajo y hacia el centro de la misma.whereby said reinforcing means (131, 132) are provided as ribs extending on the inner surface of the container part (11), in such a way as to provide a localized increase in the wall thickness of said container part ( 11), said increase in wall thickness generally extending in the downstream direction and towards the center thereof.
Junto con esto se proporciona ventajosamente una solución que evita un aumento generalizado del espesor de pared de dichos medios de refuerzo estructural, principalmente por medios de refuerzo, por ejemplo, de tipo nervaduras, con un espesor uniforme a lo largo de su extensión, sino que se proporciona un aumento gradual del espesor de dichos medios de refuerzo y, de este modo, del refuerzo estructural de dicha pared de base (111) y pared lateral (112) de la parte de recipiente (11), a medida con los requerimientos del flujo presurizado dentro de la cápsula (1) durante el proceso de preparación de bebida.Along with this, a solution is advantageously provided that avoids a generalized increase in the wall thickness of said structural reinforcement means, mainly by means of reinforcement, for example, of the rib type, with a uniform thickness throughout its extension, but instead a gradual increase in the thickness of said reinforcing means and, thus, of the structural reinforcement of said base wall (111) and side wall (112) of the container part (11) is provided, tailored to the requirements of the pressurized flow inside the capsule (1) during the beverage preparation process.
Tal y como se representa, dicha parte de recipiente (11) puede comprender nervaduras laterales de refuerzo (131) proporcionadas como nervaduras que se extienden en la cara interior de la pared lateral (12) a lo largo de la dirección de flujo predominante y que presentan un aumento de espesor de pared hacia la pared de base (111), por lo que dicho aumento de espesor de pared se extiende en al menos una de, preferentemente ambas de, las direcciones circular y radial de dichas nervaduras laterales de refuerzo (131), en relación con el eje central (X).As shown, said container part (11) may comprise reinforcing lateral ribs (131) provided as ribs extending on the inner face of the side wall (12) along the predominant flow direction and they have an increase in wall thickness towards the base wall (111), whereby said increase in wall thickness extends in at least one of, preferably both of, the circular and radial directions of said reinforcing lateral ribs (131 ), relative to the central axis (X).
Además, dicha parte de recipiente (11) puede comprender unas nervaduras de refuerzo de base (132) que se extienden en configuración radial en la pared de base (111) de la parte de recipiente (11), y que presentan un aumento de espesor de pared a lo largo de la dirección radial, preferentemente continuo y gradual, en la dirección de la región central de la pared de base (111).In addition, said container part (11) can comprise base reinforcing ribs (132) that extend in a radial configuration on the base wall (111) of the container part (11), and that have an increase in thickness of wall along the radial direction, preferably continuous and gradual, in the direction of the central region of the base wall (111).
Es particularmente preferido en una cápsula (1) de acuerdo con la presente invención, cuando al menos parte de, preferentemente todas, de dichas nervaduras de refuerzo primera y segunda (131, 132) se extienden de manera alineada una en relación con otra, preferentemente se extienden de manera continua entre sí, de tal manera que proporcionan un aumento al menos aproximadamente continuo del espesor de pared de la parte de recipiente (11) a lo largo de la pared lateral (12) y hasta la región central de la pared de base (111).It is particularly preferred in a capsule (1) according to the present invention, when at least part of, preferably all, of said first and second reinforcing ribs (131, 132) extend in an aligned manner in relation to one another, preferably extend continuously with respect to each other, in such a way as to provide an at least approximately continuous increase of the wall thickness of the container part (11) along the side wall (12) and up to the central region of the base wall (111).
Como comprenderá fácilmente un experto en la materia, la configuración descrita anteriormente de las nervaduras de refuerzo estructural, que se extienden de manera continua a lo largo de al menos parte de la pared lateral (112) y la pared de base (111), y con un aumento de dimensión gradual y continuo en al menos una, preferentemente en las direcciones radial y angular, en la dirección de la región central de dicha pared de base (111), proporciona un refuerzo estructural optimizado en vista de los requisitos predominantes durante el proceso de extracción de una bebida bajo presión.As will be readily understood by one skilled in the art, the above-described configuration of structural reinforcing ribs, which extend continuously along at least part of side wall (112) and base wall (111), and with a gradual and continuous increase in dimension in at least one, preferably in the radial and angular directions, in the direction of the central region of said base wall (111), it provides an optimized structural reinforcement in view of the prevailing requirements during construction. process of extracting a beverage under pressure.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, representado esquemáticamente en las figuras 7 a 10 y además en las figuras 11 y 12, dicha cápsula (1) puede presentar además una pluralidad de zonas de paso de flujo (113) en dicha pared de base (111), configuradas y dispuestas para equilibrar las fuerzas de presión ejercidas por el flujo hidráulico corriente arriba del mismo.According to another aspect of the present invention, represented schematically in figures 7 to 10 and also in figures 11 and 12 , said capsule (1) can also present a plurality of flow passage areas (113) in said wall of base (111), configured and arranged to balance the pressure forces exerted by the hydraulic flow upstream thereof.
En particular, dicha pared de base (111) puede presentar una pluralidad de zonas de paso de flujo (113) provistas de una forma alargada, preferentemente con una relación entre largo y ancho comprendida entre 2 y 10, particularmente preferente entre 3 y 6, por lo que parte de dichas zonas de paso de flujo (1131) se extiende a lo largo de una dirección radial al menos aproximadamente radial y al menos parte de las zonas de paso de flujo (1132) se extiende a lo largo de una dirección circular.In particular, said base wall (111) can present a plurality of flow passage zones (113) provided with an elongated shape, preferably with a ratio between length and width between 2 and 10, particularly preferably between 3 and 6, whereby part of said flow passage zones (1131) extends along an at least approximately radial radial direction and at least part of the flow passage zones (1132) extends along a circular direction .
Esta particular configuración y disposición de las zonas de paso de flujo (113) proporciona ventajosamente una mejor distribución de la presión hidráulica corriente arriba sobre la pared de base (111), contribuyendo de este modo a mejorar sus requisitos en términos de cantidad material (es decir, espesor de pared) y refuerzo estructural, especialmente en la región central de la misma.This particular configuration and arrangement of the flow passage areas (113) advantageously provides a better distribution of the hydraulic pressure upstream on the base wall (111), thus contributing to improving its requirements in terms of material quantity (i.e. that is, wall thickness) and structural reinforcement, especially in the central region of the same.
Se prefiere que dicha pared de base (111) presente una pluralidad de zonas de paso de flujo (113) que incluyan unas primeras zonas de paso de flujo (1131) de orientación radial proporcionadas en una región central que presente un espesor de pared mayor y unas segundas zonas de paso de flujo (1132) de orientación circular proporcionadas en una región periférica que presente menor espesor de pared, por lo que dichas zonas de paso de flujo primera y segunda (1131, 1132) presentan dimensiones características, en particular largo y ancho, al menos aproximadamente similares.It is preferred that said base wall (111) present a plurality of flow passage zones (113) including first radially oriented flow passage zones (1131) provided in a central region presenting a greater wall thickness and second flow passage zones (1132) of circular orientation provided in a peripheral region that has less wall thickness, whereby said first and second flow passage zones (1131, 1132) have characteristic dimensions, in particular length and width, at least approximately similar.
Además, dicha pared de base (111) puede presentar una pluralidad de primeras zonas de paso de flujo (1131) dispuestas a lo largo de una orientación al menos aproximadamente radial dispuesta en una región central de espesor de pared mayor y/o creciente de dicha pared de base (111).In addition, said base wall (111) can present a plurality of first flow passage zones (1131) arranged along an orientation that is at least approximately radial, arranged in a central region of greater and/or increasing wall thickness of said base wall (111). base wall (111).
Complementariamente al aspecto mencionado anteriormente, dicha pared de base (111) puede presentar una pluralidad de segundas zonas de paso de flujo (1132) dispuestas a lo largo de una orientación al menos aproximadamente angular proporcionada en una región periférica de espesor de pared menor y/o constante de dicha pared de base (111).In addition to the aforementioned aspect, said base wall (111) can present a plurality of second flow passage zones (1132) arranged along an orientation that is at least approximately angular provided in a peripheral region of smaller wall thickness and/or or constant of said base wall (111).
En particular, dicha pared de base (111) puede comprender una pluralidad de regiones adaptadas para el paso de flujo, por lo que dichas regiones para el paso de flujo (113) se proporcionan como al menos una de: aberturas y zonas de material debilitado adaptadas de tal manera que se rompan bajo el efecto de la presión hidráulica corriente arriba de las mismas.In particular, said base wall (111) may comprise a plurality of regions adapted for flow passage, whereby said flow passage regions (113) are provided as at least one of: openings and areas of weakened material adapted in such a way that they rupture under the effect of hydraulic pressure upstream of them.
Como se refiere, la cápsula (1) de acuerdo con la presente invención se proporciona en una sustancia compuesta que comprende biopolímeros.As referred to, the capsule (1) according to the present invention is provided in a composite substance comprising biopolymers.
En particular, la cápsula (1) puede fabricarse mediante inyección de dicha sustancia compuesta en moldes, al menos de dicha parte de recipiente (11), preferentemente también de dicha parte de tapa (12).In particular, the capsule (1) can be manufactured by injecting said composite substance into molds of at least said container part (11), preferably also said lid part (12).
En particular, dicha sustancia compuesta puede presentar una composición que incluya fibras naturales adaptadas de tal manera que proporcionen características dimensionales y funcionales similares a las de dichos polímeros sintéticos, incluyendo preferentemente fibras naturales resultantes del procesamiento de especies vegetales, tal como, por ejemplo, café, canela, caña de azúcar, maíz y yuca. In particular, said composite substance can present a composition that includes natural fibers adapted in such a way that they provide dimensional and functional characteristics similar to those of said synthetic polymers, preferably including natural fibers resulting from the processing of plant species, such as, for example, coffee. , cinnamon, sugar cane, corn and cassava.
Además, es particularmente preferido que dichas fibras naturales incluyen al menos uno de, preferentemente al menos dos de la lista de fibras naturales resultantes del procesamiento de:Furthermore, it is particularly preferred that said natural fibers include at least one of, preferably at least two of the list of natural fibers resulting from the processing of:
- granos de café verde;- green coffee beans;
- canela; - cinnamon;
- caña de azúcar;- sugar cane;
- maíz;- corn;
- yuca.- yucca.
De acuerdo con un aspecto particularmente preferido, la cápsula (1) de acuerdo con la presente invención se proporciona en una sustancia compuesta que presenta una matriz termoplástica reforzada con fibras naturales, que incluye fibra de cascarilla de café, y por la que la matriz polimérica que agrupa la fibra de cascarilla comprende polímeros de origen natural, que incluyen un derivado de celulosa y poliésteres alifáticos. According to a particularly preferred aspect, the capsule (1) according to the present invention is provided in a composite substance having a thermoplastic matrix reinforced with natural fibers, including coffee husk fiber, and whereby the polymeric matrix The hull fiber bundle comprises naturally occurring polymers, including a cellulose derivative and aliphatic polyesters.
Claims (18)
Applications Claiming Priority (2)
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