ES2629423T3 - Máquinas de preparación de bebidas - Google Patents

Abstract

Un método de preparar bebidas usando una máquina de preparación de bebidas (10) para preparar bebidas a partir de uno o varios ingredientes de bebida (200), incluyendo dicha máquina de preparación de bebidas (10): 5 un cabezal de cápsula (17) para recibir, en el uso, una cápsula conteniendo dicho uno o varios ingredientes de bebida (20): un sistema de distribución para suministrar líquido desde un depósito de almacenamiento (12) al cabezal de cápsula (17); un medio de válvula (60); y una bomba (14) para suministrar líquido a través del sistema de distribución, caracterizado porque el método incluye los pasos de: Evaluar el volumen de aire requerido para producir características predeterminadas de crema o espuma en una bebida preparada; 2. Determinar el volumen de aire residente en el sistema de distribución; 3. Calcular un volumen de aire a incorporar o ventilar al/del sistema de distribución para lograr el volumen requerido; y 4. Controlar el volumen de aire residente en al menos una parte de un sistema de distribución de la máquina (10) para producir dichas características predeterminadas de crema o espuma, donde el volumen de aire es controlado activamente incrementando el volumen de aire para aumentar la relación aire:líquido en la bebida producida, o disminuyendo el volumen de aire para disminuir la relación aire:líquido, o manteniendo el volumen de aire, y el control se efectúa de la siguiente manera:- 1. Si está presente el volumen de aire requerido, cerrar el medio de válvula (60) y posteriormente iniciar la operación de la bomba (14); o 2. Si hay demasiado aire, abrir el medio de válvula (50), comenzando la operación de la bomba (14) para ventilar aire del sistema de distribución, y posteriormente cerrar el medio de válvula (60); o 3. Si hay aire insuficiente, cerrar el medio de válvula (60) y posteriormente comenzar la operación de una bomba de aire para inducir aire adicional al sistema de distribución antes de comenzar la operación de la bomba.

Description

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DESCRIPCION

Maquinas de preparacion de bebidas

La presente invencion se refiere a mejoras en maquinas de preparacion de bebidas y en particular a una maquina de preparacion de bebidas del tipo que usa recipientes prellenados de ingredientes de bebida.

Las cafeterias han sido una parte de la “cultura del cafe” desde el siglo XVII. A traves de los anos, los metodos de hacer cafe se han refinado y se han formado personas expertas en producir las mejores bebidas de cafe. Las primeras cafeteras se desarrollaron en los primeros anos de la decada de 1800 y en la decada de 1930 se invento una maquina espresso automatica. La automatizacion del proceso de hacer cafe ha conducido, a su vez, a un rapido crecimiento, en particular en los ultimos diez anos, del numero de cafetenas/tiendas de cafe, teniendo una alta demanda las bebidas mas especializadas, como espresso y cappuccino. Estos tipos de bebidas se han considerado historicamente como artfculos de lujo porque para su produccion se precisaban maquinas caras y complejas capaces de producir las altas presiones necesarias, las cuales teman que ser adecuadamente operadas y mantenidas por baristas expertos en la obtencion de buena calidad. Los aficionados al cafe estan de acuerdo en que un espresso puede estropearlo un operador poco experto a pesar del uso de una maquina y de cafe de buena calidad. Sin embargo, esta tendencia no solamente ha dado lugar a una mayor demanda de bebidas exquisitas de calidad superior por parte de los consumidores, sino tambien al deseo de una mayor variedad de bebidas, y la capacidad de hacer tales bebidas en la comodidad de la propia casa.

Aunque no hay consenso sobre la definicion tecnica, se entiende en general que, en comparacion con el cafe colado, el espresso de calidad barista tiene una coherencia mas espesa, debido a una mayor cantidad de solidos disueltos y gotitas finas de aceite suspendidas por toda la bebida. Tiene una crema marron rojizo oscuro suave, pero gruesa, que constituye del 10 al 30% de la bebida. La crema es una emulsion polifasica de aire y los aceites, protemas y azucares extrafdos del cafe producido a presion alta, tradicionalmente del orden de 9 a 10 bar. Las presiones mas altas aumentan la velocidad de humectacion del cafe y mejoran la extraccion ademas de ser responsables de la formacion de la crema.

Quienes toman cafe espresso, sabiendo distinguir, saben que el espresso producido con agua a temperatura inferior a la optima tiene un sabor agrio y que el producido con agua a temperatura superior a esta tiene un sabor mas amargo. Se considera que la temperatura optima esta entre 92 y 96°C. Otros factores que afectan a la calidad del espresso incluyen el tueste y la edad de los granos de cafe, el tamano de la molturacion, la compactacion de la molturacion antes de la preparacion, y el tiempo de preparacion. El “mejor” espresso se logra equilibrando estos elementos clave del proceso de preparacion.

Las cafeteras domesticas tambien se han desarrollado de forma significativa desde que se inventaron las primeras maquinas de filtro en la decada de 1960, y las cafeteras son ahora elementos esenciales del equipo de cocina en muchas casas. Algunas cafeteras dispensan dosis individuales de una bebida directamente a un recipiente de beber, y hacen la bebida a partir de un suministro de ingredientes de bebida a granel o de paquetes individuales de ingredientes de bebida como bolsas, sobres o capsulas. En la siguiente memoria descriptiva tales paquetes se designaran con el termino general capsulas. Las maquinas que usan tales capsulas eliminan la necesidad de limpieza y pueden permitir al usuario seleccionar las bebidas. Un ejemplo de un tipo de tal capsula se describe en EP-A-1440903. Las bebidas se forman preparando, mezclando, disolviendo o suspendiendo los ingredientes de bebida en agua. Por ejemplo, para bebidas de cafe, se hace pasar agua calentada a traves de las capsulas para formar la solucion extrafda. El uso de capsulas en tales maquinas es cada vez mas popular debido a su conveniencia y a la calidad de la bebida producida.

Un ejemplo de una maquina para preparar bebidas usando este tipo de capsula se describe en EP-A-1440644. Este tipo de maquina proporciono, entre otros, una mejora con respecto a la tecnica anterior conocida porque operaba a una presion mas baja que las maquinas previamente conocidas, que estaban disenadas para los mercados comercial o industrial mas bien que el mercado domestico. Por lo tanto, era mas adecuada para el mercado domestico en terminos de costo, fiabilidad y rendimiento. Sin embargo, el problema de los sistemas que operan a una presion inferior es que por lo general no son capaces de producir espressos de calidad barista, que requieren una presion significativamente mas alta.

Sin embargo, con el cambio de las tendencias de los consumidores, se desean maquinas domesticas que sean capaces de producir espresso de calidad barista y un rango de otras bebidas, para lo que no se precisa formacion, que sean de costo razonable y que requieren poca o nula limpieza.

De algunas maquinas disponibles en el mercado se dice que producen bebidas de calidad mas alta, pero, por varias razones, son maquinas comparativamente caras. Ejemplos de tales maquinas son la Gaggia L'Amante™, la Gaggia Evolucion™, la Nespresso Delonghi Latissimma 660TM, y la Krups XN2101™.

La mayor parte de estas maquinas requieren capsulas de diseno especial y de mayor complejidad y una especificacion concreta de materiales para hacer frente a las altas presiones que implica el proceso de preparacion

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de espresso. Estas capsulas incorporan generalmente filtros y el proceso usa la geometna de la capsula para que la calidad deseada de la bebida pueda producirse a presion alta. Esto limita el uso de las capsulas a la maquina para las que estan disenadas.

Sin embargo, se desea proporcionar una maquina mejorada de preparacion de bebidas capaz de hacer una seleccion de bebidas, incluyendo un espresso de calidad excelente asf como bebidas no espresso, usando preferiblemente capsulas de bebida prellenadas. La maquina tambien puede ser una maquina de preparacion a granel u otra maquina sin capsulas.

Tambien se desea proporcionar una maquina que sea compatible con las capsulas existentes, como las descritas en EP-A-1440903, que se usan en las actuales maquinas de preparacion de bebidas a presion baja.

GB-A-2434969 describe un aparato dispensador de lfquidos para uso en una maquina de preparacion de bebidas que utiliza capsulas de bebida. El aparato incluye un dispositivo de distribucion de lfquido y ventilacion, que esta en comunicacion con una camara de dispensacion, para la distribucion de lfquido a ella y para expulsar de ella el aire. Se monta una bomba de aire para distribuir aire a la camara de dispensacion para ayudar a controlar el volumen de lfquido distribuido desde la camara a la salida de dispensacion.

Consiguientemente, la presente invencion proporciona un metodo de preparar bebidas usando una maquina de preparacion de bebidas para preparar bebidas a partir de uno o varios ingredientes de bebida segun la reivindicacion 1.

El volumen real de gas residente en el sistema de distribucion puede calcularse a partir de parametros almacenados relativos al volumen de gas que queda en el sistema de distribucion despues de la ultima operacion de la maquina.

El control del volumen de gas se efectua preferiblemente en base de bebida a bebida y se efectua preferiblemente de forma automatica segun el tipo de bebida que se produzca.

Alternativamente, el control del volumen de gas se efectua de forma manual.

Puede controlarse el volumen de gas hacia arriba y/o hacia abajo de los ingredientes de bebida.

Preferiblemente, el volumen de gas se controla abriendo y/o cerrando selectivamente un medio de valvula en el sistema de distribucion antes y/o durante la preparacion de bebida.

La invencion tambien proporciona una maquina de preparacion de bebidas para preparar una bebida a partir de uno o varios ingredientes de bebida segun la reivindicacion 10.

La maquina incluye preferiblemente un medio para determinar el volumen real de gas residente en el sistema de distribucion.

El medio para determinar el volumen real de gas residente en el sistema de distribucion puede incluir un medio para calcular el volumen real a partir de parametros almacenados relativos a un volumen de gas que queda en el sistema de distribucion despues de la ultima operacion de la maquina.

Preferiblemente, los parametros almacenados incluyen un parametro de volumen basico almacenado en el medio de control, siendo dicho volumen basico el volumen real de gas que reside en el sistema de distribucion de una maquina no usada o una maquina despues de efectuar un ciclo de purga.

Los parametros almacenados pueden incluir parametros relativos al volumen real de gas que queda en el sistema de distribucion despues de cada tipo de bebida que la maquina esta programada para preparar.

Los parametros relativos a los volumenes predeterminados de gas que tiene que haber en el sistema de distribucion para preparar un rango predeterminado de bebidas, se almacenan preferiblemente en el medio de control, estando programado dicho medio de control para calcular la diferencia entre el volumen predeterminado requerido para una bebida en preparacion y el volumen real presente.

El medio para controlar el volumen real de gas puede incluir un medio de valvula y/o purga para ventilar gas y/o un medio de bomba para inyectar gas adicional al sistema de distribucion.

Preferiblemente, el medio de valvula incluye una valvula de salida hacia abajo de los ingredientes de bebida.

La operacion del medio de valvula es controlada preferiblemente con relacion al ciclo de preparacion de bebida para variar el volumen real de gas presente en el sistema de distribucion.

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Ahora se describiran realizaciones preferidas de la presente invencion, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos acompanantes en los que:

La figura 1 es una vista frontal en perspectiva de una maquina de preparacion de bebidas de la tecnica anterior con el cabezal de capsula en una posicion cerrada.

La figura 2 es una vista frontal en perspectiva de la maquina de la figura 1 con el cabezal de capsula en una posicion abierta.

La figura 3 es una vista en alzado posterior de la maquina de la figura 1 con algunas partes omitidas para mayor claridad.

La figura 4 es una vista frontal en perspectiva de un cabezal de capsula de la maquina de la figura 1 con algunas partes omitidas para mayor claridad.

La figura 5 es otra vista frontal en perspectiva del cabezal de capsula de la figura 4, con algunas partes omitidas para mayor claridad.

La figura 6 es una vista en seccion transversal del cabezal de capsula de la figura 4 en una posicion cerrada que acomoda una version de una capsula de bebida.

La figura 7 es una vista en alzado lateral en seccion transversal del cabezal de capsula de la figura 4 en una posicion abierta que acomoda la capsula de bebida.

La figura 7a es una vista en planta de una junta estanca de caucho para el cabezal de capsula de la figura 4.

La figura 8 es un esquema que representa las varias partes componentes de la maquina de la figura 1 que incorpora una nueva valvula de salida variable.

La figura 9 es una vista en seccion esquematica de una salida del cabezal de capsula que incorpora la valvula de salida variable de la figura 8.

Las figuras 10-12 son vistas en alzado frontal en seccion transversal de una realizacion de la valvula variable en la salida de la figura 9 que representa sus posiciones cerrada, abierta y restringida, respectivamente.

Las figuras 13a y 13b son vistas en alzado de extremo en seccion transversal de una valvula de salida variable alternativa usada en la salida de la figura 9 en su posicion abierta y cerrada, respectivamente.

Las figuras 14 y 15 son vistas en alzado lateral en seccion transversal de la valvula de las figuras 13a y 13b.

La figura 16a es una vista en alzado lateral de un recipiente de bebida conteniendo una bebida de cafe que tiene un volumen grande de crema producida usando un sistema mejorado de gestion de gas.

La figura 16b es un grafico que representa los parametros de preparacion usados al producir la bebida ilustrada en la figura 16a.

La figura 17a es una vista en alzado lateral de un recipiente de bebida conteniendo una bebida de cafe que tiene un pequeno volumen de crema producida usando el sistema mejorado de gestion de gas.

La figura 17b es un grafico que representa los parametros de preparacion usados al producir la bebida ilustrada en la figura 17a.

La figura 18 es una vista en planta de una capsula de bebida adecuada para uso en la maquina de preparacion de bebidas de la figura 1.

La figura 19 es una vista en alzado lateral en seccion transversal de un elemento exterior de la capsula de la figura 18.

La figura 20 es una vista en alzado lateral en seccion transversal de un detalle del elemento exterior de la figura 19 que representa una extension cilmdrica dirigida hacia dentro.

La figura 21 es una vista en alzado lateral en seccion transversal de un detalle del elemento exterior de la figura 19 que representa una ranura.

La figura 22 es una vista en perspectiva desde arriba del elemento exterior de la figura 19.

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La figura 23 es una vista en perspectiva desde arriba del elemento exterior de la figura 19 en una orientacion invertida.

La figura 24 es una vista en planta desde arriba del elemento exterior de la figura 19.

La figura 25 es un dibujo en seccion transversal de un elemento interior de la capsula.

La figura 25a es un dibujo en seccion transversal de un detalle del elemento interior de la figura 25 que representa

un agujero.

La figura 26 es una vista en perspectiva desde arriba del elemento interior de la figura 25.

La figura 27 es una vista en perspectiva desde arriba del elemento interior de la figura 25 en una orientacion invertida.

La figura 28 es otro dibujo en seccion transversal del elemento interior de la figura 25.

La figura 28a es un dibujo en seccion transversal de otro detalle del elemento interior de la figura 25 que representa

una entrada de aire.

La figura 29 es una vista en alzado lateral en seccion transversal de la capsula en una condicion montada.

Y la figura 30 es una vista en alzado lateral en seccion transversal de otra version de la capsula.

Con el fin de atender a la ampliamente deseada seleccion de tipos de bebidas de buena calidad, que tienes diferentes caractensticas, la presente invencion implica una o varias mejoras significativas en maquinas de preparacion de bebidas conocidas. Estas mejoras permiten generar y mantener presiones suficientemente altas para la produccion de espressos de buena calidad, y variar la presion de manera que sea invisible para el usuario y no requiera intervencion manual. Ademas, permiten mejorar la crema de una forma que antes no era posible.

Estas mejoras, que se describiran con mas detalle mas adelante, incluyen:

1. Proporcionar una valvula de geometna variable hacia abajo de la capsula de bebida para que la maquina de preparacion de bebidas pueda operar en un rango de presiones; y

2. Proporcionar un mayor control del aspecto final de la bebida dispensada en particular bebidas con crema, controlando el volumen de gas que pasa a traves de los ingredientes de bebida.

Dichas mejoras se describiran con referencia a una maquina de preparacion de bebidas conocida 10 que se ilustra en las figuras 1 a 7 de los dibujos acompanantes. Se debera indicar, sin embargo, que las mejoras tienen aplicacion en un amplio rango de maquinas de preparacion de bebidas capaces de usar un amplio rango de capsulas que, como se ha indicado anteriormente, incluyen bolsas, sobres y capsulas ngidas y seminigidas.

La maquina de preparacion de bebidas 10 de las figuras 1 a 3 incluye en general un alojamiento 11, un deposito 12, un calentador de agua 13, un procesador de control (no representado), una interfaz de usuario 16 y un cabezal de capsula 17. A su vez, el cabezal de capsula 17 incluye en general un soporte de capsula 18 para sujetar, en el uso, una capsula de bebida 100 y un medio de reconocimiento de capsula 20. El cabezal de capsula 17 incluye ademas perforadores de entrada y salida 21, 22 para formar en la capsula de bebida 100, en el uso, una entrada 107 para que entre lfquido a la capsula 100, y una salida 108 para que la bebida preparada salga de la capsula de bebida 100.

Aunque el agua sera probablemente el lfquido mas comun usado al preparar bebidas como cafe, la maquina 10 tambien es capaz de manejar otros lfquidos, tal como leche o preparados de leche, a mezclar con los ingredientes de bebida 200. Tambien debera considerarse que las referencias que aqrn se hagan a agua incluyen cualquier forma de lfquido usado al preparar bebidas.

El alojamiento 11 se hace preferiblemente, en todo o en parte, de un material plastico o metal adecuado. El alojamiento 11 incluye preferiblemente un diseno de concha de almeja que tiene una mitad delantera 25 y una mitad trasera 26 que permiten el acceso durante el montaje para montar los componentes de la maquina 10.

La mitad delantera 25 del alojamiento 11 define una estacion de dispensacion 27, donde tiene lugar la dispensacion de la bebida, que incluye un soporte de vaso 23 con una bandeja de cafda situada debajo. La interfaz de usuario de maquina 16 tambien esta situada delante del alojamiento 11 e incluye una pluralidad de conmutadores de control, por ejemplo, un boton de inicio/parada 28, y un numero de indicadores de estado 29-32. Los indicadores de estado 29-32 son preferiblemente diodos fotoemisores (LED) que, por ejemplo, indican la disposicion de la maquina 10, si se ha producido un error en la operacion de la maquina 10, y el modo de operacion de la maquina 10. Los LEDs 29-

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32 pueden controlarse para iluminar a una intensidad constante, para destellar intermitentemente, o ambos dependiendo del estado de la maquina 10. Los LEDs 29-32 pueden tener varios colores incluyendo verde, rojo y amarillo. El boton de inicio/parada 28 controla el comienzo del ciclo de dispensacion y es preferiblemente un boton pulsador, interruptor o similar de accionamiento manual.

El deposito 12 esta situado detras del alojamiento 11 y esta preferiblemente incorporado, o conectado, a la mitad trasera 26 del alojamiento 11. El deposito 12 tiene una entrada para llenar de agua u otro lfquido el deposito 12, que se cierra cuando el deposito 12 esta en posicion en la maquina 10. Una salida se ha dispuesto hacia un extremo inferior del deposito 12 que comunica con la bomba 14. El deposito 12 se puede hacer de un material transparente o translucido para que el consumidor pueda ver la cantidad de agua que queda en el deposito 12. Alternativamente, el deposito 12 se puede hacer de un material opaco, pero tiene una ventana de vision. Ademas, o en lugar de lo anterior, el deposito 12 puede estar provisto de un sensor de nivel bajo que evita la operacion de la bomba 14 y que dispara opcionalmente un indicador de aviso, tal como un LED, cuando el nivel de lfquido en el deposito desciende a un nivel preseleccionado. El deposito 12 tiene preferiblemente una capacidad interior de aproximadamente 1,5 litros.

La bomba 14 esta conectada operativamente entre el deposito 12 y el calentador de agua 13, como se representa esquematicamente en la figura 8, y es controlada por el procesador de control. Una bomba adecuada proporciona un caudal de 900 ml/min de agua a una presion de 6 bar. El caudal de agua a traves de la maquina 10 puede ser controlado por el procesador de control de manera que sea un porcentaje del caudal maximo de la bomba 14 segmentando el ciclo del suministro electrico a la bomba. La bomba puede ser movida preferiblemente a 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% o 100% del caudal de regimen maximo. La exactitud del volumen de agua bombeado es preferiblemente + o - 5% que da lugar a una exactitud de + o - 5% en el volumen final de la bebida dispensada. Un sensor de flujo volumetrico (no representado) esta dispuesto preferiblemente en la lmea de flujo hacia arriba o hacia abajo de la bomba 14. Preferiblemente, el sensor de flujo volumetrico es un sensor rotativo.

El calentador 13 esta situado en el interior del alojamiento 11. Un calentador adecuado 13 tiene un regimen de potencia de 1550 W y es capaz de calentar agua recibida de la bomba de agua 14 desde una temperatura inicial de aproximadamente 20°C a una temperatura operativa nominal de alrededor de 85°C en menos de 1 minuto. Preferiblemente, el tiempo de parada entre el final de un ciclo de dispensacion y que el calentador 13 sea capaz de comenzar un ciclo de dispensacion posterior es menos de 10 segundos. El calentador mantiene la temperatura seleccionada dentro de + o - 2°C durante el ciclo de dispensacion. El agua para el ciclo de dispensacion es distribuida al cabezal de capsula 17 a una temperatura predeterminada. El calentador 13 es capaz de ajustar rapidamente la temperatura de distribucion a la temperatura requerida generalmente entre 80°C y 98°C y posiblemente mas alta a partir de la temperatura del agua entrante. Donde se desee, la maquina 10 puede incorporar una purga de vapor. El medio preferido de generar la purga de vapor es utilizar un calentador de agua 13 en forma de un calentador de calentamiento inmediato (tambien conocido como instantaneo o de flujo). Tfpicamente tales calentadores instantaneos incluyen un tubo a traves del que pasa el agua, donde el tubo es calentado por uno o varios elementos resistivos. El calentador instantaneo puede ser usado no solamente para calentar agua para formar bebidas, sino tambien, en entornos de potencia mas alta, para generar una purga de vapor por ebullicion del agua que queda en el tubo de calentador instantaneo despues de formarse la bebida. Una ventaja de los calentadores instantaneos es que no hay retardo significativo mientras se calienta el agua en una caldera. Los calentadores instantaneos calientan agua a demanda y se apagan inmediatamente despues de cada ciclo de preparacion y por lo tanto son muy eficientes energeticamente.

El agua salida del calentador 13 es alimentada mediante un sistema de distribucion adecuado al cabezal de capsula 17 y la capsula 100 por medio de una valvula. Si la presion del flujo de agua es aceptable, el agua se pasa a la capsula 100. Si la presion esta por debajo o por encima de lfmites predeterminados, entonces el agua es desviada por medio de la valvula a un recipiente de recuperacion de residuos.

El sistema de distribucion incluye conductos que conectan el deposito 12, la bomba de agua 14, el calentador de agua 13 y el cabezal de capsula 17 (como se representa en la figura 8) para transportar el agua desde el deposito 12 a la capsula 100.

El soporte de capsula 18 esta disenado de manera que sea capaz de manejar las fuerzas de apertura generadas por la presion dentro de las capsulas 100, que es de alrededor de 250kg para bebidas espresso. Durante la operacion de la maquina 10, las capsulas 100 intentan expandirse, pero la integridad de las capsulas 100 debe mantenerse. Ademas, el usuario no debe ser capaz de abrir el soporte 18 mientras el sistema esta a presion y se facilitan mecanismos de bloqueo adecuados para lograrlo.

Un diseno adecuado de cabezal de capsula 17, como el descrito en WO-A-2006/014936, se representa en las figuras 4 a 7. El soporte de capsula 18 del cabezal de capsula 17 incluye una parte inferior fija 43, una parte superior rotativa 44 y un montaje de capsula pivotable 45 colocado entre la parte inferior fija 43 y la parte superior rotativa 44. La parte superior 44, la parte inferior 43 y el montaje de capsula 45 giran alrededor de un eje de bisagra comun 46. Las figuras 4 a 7 muestran el soporte 18, omitiendose algunos componentes de la maquina 10 para mayor claridad.

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La parte superior rotativa 44 y el montaje de capsula pivotable 45 son movidos con relacion a la parte inferior fija 43 por medio de un mecanismo de fijacion. El mecanismo de fijacion incluye una palanca de fijacion que tiene elementos o partes primero y segundo 47 y 48. La primera parte 47 de la palanca de fijacion incluye un brazo en forma de U que esta montado pivotantemente en la parte superior 44 en dos primeros puntos de pivote 48, uno en cada lado del soporte 18.

La segunda parte de la palanca de fijacion incluye dos brazos sobre centro 49, uno en cada lado del soporte 18, que estan montados pivotantemente en la parte superior 44 en un segundo punto de pivote 50 situado en el eje de bisagra 46 que acopla la parte superior 44 a la parte inferior fija 43. Cada brazo sobre centro 49 es un elemento redproco incluyendo un cilindro 49a, un vastago 49b y un manguito elastico 49c. El cilindro 49a tiene un agujero interno y esta montado rotativamente en un extremo en el eje de bisagra 46. Un primer extremo del vastago 49b se recibe deslizantemente en el agujero del cilindro 49a. El extremo opuesto del vastago 49b esta montado rotativamente en el brazo en forma de U 47 en un tercer punto de pivote 51. Los terceros puntos de pivote 51 no estan conectados, y son libremente moviles con relacion a la parte superior 44 y la parte inferior 43. El manguito elastico 49c esta montado externamente en el vastago 49b y se extiende, en el uso, entre superficies de tope en el cilindro 49a y el vastago 49b. El manguito elastico 49c acomoda el acortamiento del brazo sobre centro 49, pero empuja el brazo sobre centro 49 a una configuracion extendida. La aproximacion y el alejamiento de los terceros puntos de pivote 51 con respecto al eje de bisagra 46 son asf posibles por el movimiento relativo de los vastagos 49b en los cilindros 49a. Los manguitos elasticos 49c se hacen preferiblemente de silicona. Aunque la realizacion ilustrada usa dos brazos sobre centro 49, sera evidente que el mecanismo de cierre puede estar configurado con solamente un brazo sobre centro 49.

El brazo en forma de U 47 se extiende alrededor de la parte delantera del soporte 18 e incluye dos elementos de gancho 52 colgantes hacia abajo, uno en cada lado del soporte 18, incluyendo cada uno una superficie excentrica orientada al eje de bisagra 46. La parte inferior fija 43 del soporte 18 esta provista de dos salientes 53, o retenes, situados uno en cada lado de la parte inferior 43 en o cerca de su borde delantero 54 alineado generalmente con los elementos de gancho 52.

Como se representa en la figura 4, el brazo en forma de U 47 se puede formar a partir de una pieza de plastico moldeada incluyendo una empunadura ergonomica y los elementos de gancho 52 integrales con el brazo 47.

El montaje de capsula 45 esta montado rotativamente entre las partes superior e inferior 43, 44 del soporte 18. El montaje 45 esta provisto de un rebaje sustancialmente circular 55 que recibe en el uso la capsula de bebida 100 (que se describe con mas detalle mas adelante). El rebaje 55 incluye una irregularidad 56 para acomodar la porcion de mango 24 de la capsula de bebida 100 que tambien sirve para evitar la rotacion de la capsula de bebida 1O0 en el soporte 18. El montaje de capsula 45 salta con relacion a la parte inferior fija 43 de tal manera que en la posicion abierta, como se representa en la figura 7, el montaje de capsula 45 sea expulsado del contacto con la parte inferior fija 43 de modo que el montaje de capsula 45 salga del contacto con los elementos perforadores de salida y entrada 21, 22. El montaje de capsula 45 esta provisto de un agujero 57 para recepcion a traves de los perforadores de entrada y salida 21, 22 y un cabezal del medio de reconocimiento de capsula 20 cuando el montaje de capsula 45 es movido a la posicion cerrada.

La parte superior 43 incluye un cuerpo generalmente circular 58 que aloja una ventana circular de vision 59 a traves de la que un consumidor puede ver la capsula de bebida 100 durante un ciclo de dispensacion y tambien confirmar visualmente si una capsula 100 esta cargada en la maquina 10. La ventana de vision 59 tiene forma de copa que tiene un borde dirigido hacia abajo. Ademas, la ventana de vision 59 esta provista de un elemento de fijacion en forma de una extension tubular dirigida hacia dentro 61 como se representa en la figura 7. La extension 61 se dirige hacia la parte inferior 44 y esta dentro del volumen del cabezal de capsula cuando esta en la posicion cerrada como se representa en la figura 6. La ventana de vision 59 es capaz de moverse axialmente con relacion al alojamiento 58 de la parte superior 43. Una disposicion para llevar a cabo el movimiento relativo es proporcionar un resorte ondulado (no representado), o un medio elastico similar tal como un aro cauchutado, colocado entre la ventana de vision 59 y el alojamiento circular 58. En una disposicion alternativa, se ha dispuesto una serie de muelles de compresion helicoidales (no representados) que se extienden entre la ventana de vision 59 y el alojamiento 58. En ambos casos, el medio elastico permite que la ventana de vision 59 se desplace axialmente un poco con relacion al alojamiento circular 58.

Cuando el soporte 18 esta en la posicion cerrada, un extremo distal 62 de la extension tubular 61 de la ventana de vision 59 apoya contra la superficie de fijacion 18a de la capsula de bebida 100 que empuja contra la parte inferior 44 como se representa en la figura 6 (en la que la disposicion se ilustra conteniendo una capsula que tiene una mayor profundidad). La presion ejercida por la extension tubular 61 en el elemento exterior 102 asegura un cierre hermetico a los fluidos entre la capsula 100 y el soporte 18. Se debera indicar que la altura de la ventana de vision 59, y por lo tanto tambien del cabezal de capsula 17, es tal que se puede insertar capsulas 100 de varias profundidades. En la figura 6 la disposicion se representa con una capsula relativamente profunda. El mismo cabezal de capsula 17 tambien puede acomodar capsulas menos profundas. En este caso, habra un intervalo entre la superficie superior 11 de la capsula 100 y la ventana 59. Sin embargo, la capsula 100 esta completamente sellada en la entrada y salida por la presion aplicada por la extension tubular 61.

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La parte inferior 43 incluye los perforadores de entrada y salida 21, 22 y el cabezal del medio de reconocimiento de capsula 20. El perforador de entrada 21 incluye un tubo hueco a modo de aguja 63 que tiene un extremo afilado 64 para perforar el laminado 108 de la capsula de bebida 100 en el uso. El perforador de entrada 21 esta en comunicacion de fluido con un conducto de agua 65, como se representa en la figura 7, que pasa a traves de la parte inferior 43 y esta conectado a un conducto de salida 66 del calentador de agua 13. El perforador de salida 22 es de tipo similar al perforador de salida descrito en EP-A-0389141 y EP-A-0 334572 e incluye un cilindro de extremos abiertos de seccion transversal circular o en forma de D que tiene dimensiones mayores que el pico de descarga de bebida 109. Una porcion arqueada 67 del extremo superior del perforador de salida 22 esta dentada para perforar y eventualmente cortar el laminado de la capsula de bebida 100. El resto del extremo superior se corta longitudinalmente con respecto al cilindro al menos hasta la base de los dientes 68 de la porcion dentada para plegar o tirar del laminado cortado 108 alejandolo del agujero de salida antes de que la bebida sea dispensada a su traves. El perforador de salida 22 perfora el laminado 105 por fuera con relacion al pico de descarga 143 y cuando el montaje de capsula 45 esta en la posicion cerrada, descansa en el anillo entre el pico de descarga 143 y la pared exterior 42 del embudo de descarga 140. El perforador de salida 22 pliega el laminado cortado 105 al anillo. Por ello, tanto el perforador de salida 22 como el laminado cortado 105 se mantienen fuera del recorrido de la bebida descargada.

El perforador de salida 22 esta rodeado por un reborde que se eleva 0,5 mm con relacion a su entorno.

Ventajosamente, el perforador de salida 22 puede extraerse de la parte inferior 43 para poder limpiarlo bien, por ejemplo, en un lavavajillas. El perforador de salida 22 extrafble se recibe en un rebaje en la parte inferior 43 donde asienta. El perforador de entrada 21 y/o el perforador de salida 22 se pueden hacer de un metal, tal como acero inoxidable, o de un material plastico. Ventajosamente, el uso de elementos cortantes de plastico lo permite el uso de un laminado 105 que es capaz de ser perforado y cortado por un material no metalico. En consecuencia, los perforadores 21, 22 se pueden hacer menos afilados, lo que disminuye el riesgo de lesion del consumidor. Ademas, los elementos perforantes de plastico no son propensos al oxido. Preferiblemente, el perforador de entrada 21 y el perforador de salida 24 estan formados como una sola unidad integral que se puede extraer de la parte inferior 43.

En el uso, la parte superior 44 del soporte 18 puede moverse desde una posicion abierta, en la que esta orientada verticalmente o hacia la vertical como se representa en la figura 2, a una posicion cerrada, en la que esta orientada de forma sustancialmente horizontal y en interenganche con la parte inferior fija 43 y el montaje de capsula 45. La parte superior 44 es movida desde las posiciones abierta a cerrada por la operacion de la palanca de fijacion. Para cerrar la parte superior 44, el usuario agarra la palanca de fijacion por el brazo en forma de U 47 y tira hacia abajo. En consecuencia, la parte superior 44 gira poniendo primero la extension tubular 61 de la ventana de vision 59 en contacto con la superficie de fijacion 118a de la capsula de bebida 100. La rotacion continuada de la parte superior 44 gira la parte superior 44 y el montaje de capsula 45 hacia abajo a contacto con la parte inferior 43. La rotacion adicional del brazo en forma de U 47 hace que el brazo en forma de U 47 gire con relacion a la parte superior 44 y la parte inferior 43 dando lugar a que los elementos de gancho 52 de la parte superior 44 enganchen los salientes 53 de la parte inferior 43, pasando la superficie excentrica por encima de los salientes 53. Durante esta ultima etapa de rotacion, la capsula 100 es comprimida entre el montaje de capsula 45 y la ventana de vision 59. Como resultado, la ventana de vision 59 es movida axialmente ligeramente con relacion al alojamiento circular 58 de la parte superior 44 contra el empuje del resorte ondulado o de muelles helicoidales. Este movimiento permite compensar las tolerancias en la capsula de bebida 100 y la maquina de preparacion de bebidas 10 y asegura que la cantidad de fuerza de compresion aplicada a la capsula 100 se mantenga dentro de un rango aceptable. La fuerza de fijacion del mecanismo moderada por la accion del resorte ondulado o el muelle helicoidal asegura una presion de fijacion en la capsula 100. Se ha hallado que se requiere una fuerza de entre 150N y 400N para contrarrestar la presion en la capsula 100. Durante el cierre del cabezal de capsula, el laminado 105 de la capsula 100 se tensa cuando se pone en contacto con el reborde que rodea el perforador de salida 22 haciendo que el laminado 105 se flexione saliendo del plano cuando el extremo distal del tubo exterior 42 del embudo cilmdrico sea movido hacia arriba 0,5 mm con relacion a la pestana 147. Este movimiento tambien asegura que la mayor parte de la fuerza de compresion aplicada a la capsula 100 actue a traves de la region central de la capsula 100 mediante el elemento interior 103 de soporte de carga. Estas fuerzas de fijacion ayudan a evitar el fallo de la capsula 100 durante la presurizacion y tambien aseguran que el elemento interior 103 y el elemento exterior 102 asienten completamente uno con relacion a otro y de modo que todos los pasos internos y los agujeros permanezcan en sus dimensiones previstas incluso durante la presurizacion interna.

En la posicion cerrada, la separacion del extremo distal 62 de la extension tubular 61 y la parte inferior 44 se representa mediante la referencia D en la figura 6. Esta distancia esta asegurada por las dimensiones de la ventana de vision 59, el alojamiento 58 y la parte inferior 44. La distancia D se elige de modo que sea la misma o marginalmente menor que la distancia d entre la superficie de fijacion 118a y el laminado 105 debajo de la superficie de las capsulas 100. De esta forma, al cierre del cabezal de capsula 17, las capsulas 100 se someten a un grado de compresion fijo conocido. Ademas, ambas realizaciones primera y segunda de la capsula pueden fijarse con el mismo grado de compresion dado que la distancia D es la misma para ambos tipos de capsula.

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Se puede trazar una lmea de referencia imaginaria entre los puntos de pivote primero y segundo 48, 50 del soporte 18. Como se puede ver en la figura 7, en la posicion abierta, los terceros puntos de pivote 51 estan situados en el lado de la lmea de referencia mas proximos a la parte inferior fija 43. Cuando la parte superior 44 llega a la posicion cerrada, los terceros puntos de pivote 51 de la palanca de fijacion pasan a traves de la lmea de referencia uniendo los puntos de pivote primero y segundo 48, 50 al lado opuesto de la lmea, mas alejado de la parte inferior fija 43. En consecuencia, el brazo en forma de U 47 'salta' de una primera posicion estable a una segunda posicion estable. La accion de salto la permite el acortamiento de los brazos sobre centro 49 y la consiguiente compresion de los manguitos elasticos 49c. Una vez que los terceros puntos de pivote 51 pasan por la lmea de referencia imaginaria, la recuperacion de los manguitos elasticos 49c sirve para continuar el alejamiento de los terceros puntos de pivote 51 de la lmea de referencia imaginaria. La palanca de fijacion tiene asf una operacion biestable en la que la palanca es estable en las posiciones abierta o cerrada, pero es inestable en el punto en que los terceros puntos de pivote 51 estan en la lmea de referencia imaginaria que une los puntos de pivote primero y segundo 48, 50. Asf, la accion de salto de la palanca de fijacion proporciona un mecanismo de cierre positivo que da lugar a una accion de cierre definida donde, en las etapas finales de la rotacion de la palanca de fijacion, la accion de salto del brazo en forma de U 47 y los segundos brazos empuja los elementos de gancho 52 firmemente a enganche con los salientes 53. Ademas, los manguitos elasticos 49c proporcionan resistencia a la reapertura de la parte superior 44 dado que se necesita una fuerza minima para comprimir suficientemente los manguitos 49c para mover los terceros puntos de pivote 51 de nuevo a lmea con la lmea de referencia que une los puntos de pivote primero y segundo 48, 50. Ventajosamente, el interenganche de los elementos de gancho 52 y los salientes 53 evita la separacion de las partes superior e inferior excepto por la rotacion de la palanca de fijacion. Esto es util para evitar la apertura del cabezal de capsula 17 durante la operacion cuando el cabezal de capsula 17 esta sometido a presurizacion interna.

La presion ejercida por la seccion superior 44 asegura un cierre hermetico a los fluidos completo entre la capsula 100 y el soporte de capsula 18. Las fuerzas de fijacion ayudan a evitar el fallo de la capsula 100 durante la presurizacion y tambien aseguran que todos los pasos internos y los agujeros dentro de la capsula 100 permanezcan en sus dimensiones previstas incluso durante la presurizacion interna. Para mejorar el sellado con las capsulas 100, el solicitante ha hallado ahora que recubrir el rebaje 55 del montaje de capsula 45 con una junta estanca de caucho 55a (vease la figura 7a) mejora la capacidad de la maquina de resistir las presiones significativamente mas altas generadas durante el ciclo de preparacion.

El control del ciclo de preparacion lo efectua el procesador de control de la maquina de preparacion de bebidas 10, que incluye un modulo de procesado y una memoria. El procesador de control esta conectado operativamente y controla la operacion del calentador 13, la bomba 14, la interfaz de usuario 16 y otros componentes descritos mas adelante.

El comportamiento operativo de la maquina 10 lo determina el software embebido en el procesador de control, por ejemplo, como se describe en EP-A-1440644. La memoria del procesador de control incluye una o varias variables para uno o varios parametros operativos para la maquina de preparacion de bebidas 10. En las maquinas de la tecnica anterior estos son en general la temperatura del lfquido que pasa a traves de la capsula de bebida 100 durante la etapa operativa, la velocidad de carga de la capsula de bebida 100, la presencia o no de un paso de impregnacion, el volumen total dispensado de la bebida, el caudal del lfquido durante la etapa de descarga, y el penodo de la etapa de purga.

Una finalidad del medio de reconocimiento de capsula 20 es, entre otros, permitir que la maquina 10 reconozca el tipo de capsula de bebida 100 que se ha insertado y ajustar consiguientemente uno o varios parametros operativos. Las variables para los parametros operativos se guardan en la memoria. La capsula 100 incluye un codigo 120, dispuesto en la capsula 100, que representa los parametros operativos requeridos para la dispensacion optima de la bebida de dicha capsula 100. Un ejemplo del codigo se describe en EP-A-1440644.

La memoria de procesador de control tambien guarda informacion acerca del tipo de bebida dispensado de modo que el ciclo operativo de la maquina 10 pueda ajustarse para la capsula 100 siguiente. Esto es especialmente ventajoso donde se usan secuencialmente dos o mas capsulas de bebida 100 para formar una bebida. Por ejemplo, una capsula de cafe puede dispensarse seguida de una capsula de leche para formar una bebida de cappuccino. Alternativamente podna usarse una capsula de chocolate seguida de una capsula de leche para producir una bebida de chocolate caliente con crema. Usando una memoria que guarda informacion acerca de la primera bebida dispensada, la manera de dispensar la segunda capsula, por ejemplo, una capsula de leche, puede alterarse para lograr una bebida optima. En el ejemplo anterior, la leche dispensada para chocolate caliente puede diluirse tfpicamente menos que la leche anadida al cafe. Ademas, la leche dispensada para chocolate puede dispensarse a un caudal menor para reducir el grado de formacion de espuma de la bebida. Son posibles muchas combinaciones de capsulas y parametros operativos como sera obvio a los expertos. Ademas, la memoria puede usarse para que la maquina 10 pueda 'predecir' el tipo de bebida que el usuario querra dispensar a continuacion. Por ejemplo, si un usuario bebe predominantemente un tipo de bebida, entonces la maquina puede ordenar que el calentador de agua permanezca a la temperatura optima para ese tipo de bebida.

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La operacion de las maquinas de la tecnica conocida anterior 10 incluye la introduccion de una capsula de bebida 100 en el cabezal de capsula 17, la realizacion de un ciclo de dispensacion en el que se dispensa la bebida y la extraccion de la capsula 100 de la maquina.

Para insertar la capsula 100, el soporte de capsula 18 se abre como se ha descrito anteriormente para exponer el montaje de capsula 45. La capsula 100 se coloca entonces en el montaje de capsula 45 recibido dentro del rebaje 46. El soporte de capsula 18 se cierra despues mediante la operacion del mango de fijacion 51 como se ha descrito anteriormente. Durante el cierre, los perforadores de entrada y salida perforan la capsula 100 formando la entrada 107 y la salida 108 de la capsula.

Para comenzar el ciclo operativo, el usuario pulsa el boton de inicio/parada 28. El ciclo operativo incluye los pasos de reconocimiento de la capsula y el ciclo de preparacion de bebida.

El reconocimiento de capsula lo realiza el medio de reconocimiento optico de capsula 20 como se ha descrito anteriormente suponiendo que las salidas del sensor de capsula y del sensor de bloqueo sean satisfactorias. Una vez que el codigo de barras 40 ha sido descodificado, los parametros operativos de la maquina 10 son ajustados por el procesador de control. Entonces se inicia automaticamente el ciclo de preparacion. El ciclo de preparacion tiene cuatro etapas principales, aunque no todas ellas se usan para todos los tipos de bebidas:

1. Prehumectacion

2. Pausa

3. Etapa de preparacion

4. Purga

En la etapa de prehumectacion, la capsula 100 recibe una carga de lfquido del deposito de almacenamiento 12 por medio de la bomba 14. La carga con agua hace que los ingredientes de bebida 200 en la camara 160 se humedezcan. La carga puede tener lugar a un caudal “rapido” de 600 ml/min o un caudal “lento” de 325 ml/min. La velocidad de carga lenta es especialmente util para capsulas 100 conteniendo ingredientes de bebida lfquidos viscosos donde los ingredientes requieren cierta dilucion antes de que puedan ser bombeados en un caudal volumetrico mas alto. El volumen de lfquido inyectado a la capsula 100 se selecciona para asegurar que el lfquido o la bebida no gotee de la salida de capsula 108 durante esta etapa.

La etapa de pausa permite que los ingredientes de bebida 200 se impregnen con el lfquido inyectado durante la etapa de prehumectacion durante un penodo de tiempo predeterminado. Las etapas de prehumectacion e impregnacion son conocidas para aumentar la produccion de las sustancias extrafbles de los ingredientes de bebida 200 y para mejorar el aroma final de la bebida. La prehumectacion y la impregnacion se usan en particular donde los ingredientes de bebida son cafe tostado y molido.

En la etapa de preparacion, el lfquido pasa a traves de la capsula 100 con el fin de producir la bebida a partir de los ingredientes de bebida 200. La temperatura del lfquido la determina el procesador de control que envfa instrucciones al calentador 13 para calentar el lfquido que pasa del deposito 12 al cabezal de capsula 17. El lfquido entra en el soporte de capsula 18 mediante una valvula de entrada y el perforador de entrada y luego pasa a la camara de entrada 126 de la capsula de bebida 100. La preparacion y/o la mezcla de la bebida en la capsula de bebida 100 tiene lugar, como se describe en EP-A-1440644, antes de que la bebida preparada salga por la salida de capsula 104, entra en la valvula de salida 37 y se dirija a un recipiente adecuadamente colocado en la estacion de dispensacion 27.

Durante el ciclo de purga, la temperatura del calentador de agua 13 se eleva lo suficiente para convertir a vapor el agua que queda en el sistema e impulsar el vapor presurizado a traves de la maquina de preparacion de bebidas 10 y la capsula de bebida 100. Esto asegura que se dispense toda la bebida y que el recorrido de flujo quede limpio como preparacion para dispensar otra bebida. El ciclo de purga puede no comenzar inmediatamente al cese de la etapa de preparacion/mezcla para que la mayor parte del fluido pueda salir del recorrido de flujo.

Una vez completado el ciclo operativo, la maquina se para automaticamente y el consumidor quita la capsula 100 abriendo el soporte de capsula 18 y sacando y desechando manualmente la capsula 100. Alternativamente, la maquina 10 puede estar provista de un mecanismo de expulsion automatica para sacar automaticamente la capsula al abrir el soporte de capsula 18.

La primera de las mejoras significativas introducidas en las maquinas de preparacion de bebidas conocidas 10 indicadas anteriormente es la provision de valvula de geometna variable 60 (veanse las figuras 9 a 15) dispuesta junto a la salida de capsula 108 para proporcionar control de presion post-capsula. Esto permite que la maquina 10 produzca una amplia variedad de bebidas, porque permite preparar selectivamente las capsulas 100 a presion alta o baja o a presion variable durante el ciclo de preparacion, dependiendo del tipo de ciclo de preparacion requerido

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para los ingredientes de bebida presentes en la capsula identificado por el medio de reconocimiento de capsula 20, proporcionando as^ un sistema automatizado de presion variable. La maquina modificada es capaz de producir bebidas en un rango de presiones, por ejemplo, de 0 a 9 bar, y mas preferiblemente de 0 a 6 bar.

La valvula de geometna variable 60 esta colocada hacia abajo de la capsula 100, y esta colocada preferiblemente en la salida de bebida 37, que esta parcialmente alojada en, y se extiende desde, la seccion inferior 43 del cabezal de capsula 17 (veanse las figuras 6 y 7). La valvula 60 tiene al menos un estado abierto y otro restringido, y mas preferiblemente todos los estados identificados a continuacion:

1. Abierto (figura 11)

2. Restringido (figura 12)

3. Cerrado (figura 10)

4. Limpieza/purga.

Se puede usar varios tipos de valvula para la valvula de salida 60, tal como valvulas de bola, valvulas de pinza, valvulas de manguito, valvulas de asiento o valvulas de disco. La realizacion ilustrada en las figuras 10 a 12 es una valvula del tipo de bola que tiene un elemento rotativo 69 situado en una camara 70 en la salida de bebida 37. El elemento rotativo 69 puede girar entre posiciones preestablecidas para proporcionar los estados requeridos. El diametro del agujero de la valvula 60 en la posicion no restringida es preferiblemente al menos 5 mm requerido, por ejemplo, para capsulas 100 que proporcionan bebidas filtradas a presion baja.

Una valvula alternativa adecuada es una valvula de pinza ilustrada en las figuras 13 a 15 que incluye un tubo flexible 71, preferiblemente hecho de caucho de silicona o un material elastomerico, y un mecanismo de fijacion 72. En la posicion no restringida (figuras 13a y 14) la bebida fluye libremente a traves del tubo 71. El mecanismo de fijacion 72 es activado para proporcionar una posicion restringida (figuras 13b y 15) y una posicion cerrada.

La valvula 60 es controlada automaticamente por el procesador de control de la maquina 10. Una vez que el tipo de capsula 100 insertado en la maquina 10 ha sido identificado, por la decodificacion del codigo de barras 40, el procesador de control selecciona la posicion inicial correcta y, si es apropiado, cualquier operacion posterior de la valvula 60 para el tipo de bebida relevante.

La maquina 10 puede operar en un rango de modos, con la valvula 60 en una o varias posiciones, de las que algunos ejemplos son:

1. Valvula abierta durante todo el ciclo de preparacion

Cuando la valvula 60 esta en su posicion abierta, la presion operativa es inferior a 2 bar permitiendo un caudal de regimen de hasta 400 ml/min. La bebida es dispensada en condiciones similares a las descritas en EP-A-1440644. Este modo es especialmente util puesto que hace que la maquina 10 sea compatible con capsulas existentes para preparar bebidas a presion baja, tal como te, leche con espuma o chocolate.

2. Valvula restringida durante todo el ciclo de preparacion

Cuando la valvula 60 esta en su posicion restringida, crea una contrapresion relativamente alta dentro de la capsula 100, que da lugar a una presion operativa de hasta 4, 6 o incluso 9 bar y proporciona un estado de regimen mediante un caudal de 60 a 300 ml/min. Esto es suficiente para obtener la necesaria extraccion de solidos y la emulsificacion de aceites en los ingredientes de bebida 200 para una bebida espresso. La restriccion consiguiente en la salida de bebida 37 proporciona una accion de corte y mezcla en la bebida que fluye a traves de la valvula 60, dando origen a una buena emulsificacion de aire/lfquido y dando lugar a una crema mejorada. Este modo puede usarse ventajosamente para preparar bebidas a presion mas alta, tal como espressos y cappuccinos, a partir de capsulas 100 que no tienen medios de incorporacion de aire para realizar la accion de mezcla, es decir, las llamadas capsulas sin eductor.

3. Valvula cerrada y despues restringida

Si la valvula 60 se cierra inmediatamente al inicio del ciclo de preparacion (antes de que una bomba 14 de la maquina 1 empiece a funcionar y durante el ciclo de prehumectacion), puede desarrollarse una presion mas alta dentro de la capsula 100 que cuando la valvula 60 esta en su posicion restringida.

Otras combinaciones pueden ser apropiadas, tal como una valvula cerrada y luego abierta o una valvula cerrada y luego restringida y luego abierta segun el efecto que se desee lograr.

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Si es preciso, la valvula 60 puede pulsarse entre varias posiciones durante el ciclo de preparacion, o parte de el. Esta forma de operacion de la valvula durante el ciclo de dispensacion permite hacer bebidas con una crema que tiene un color y/o tamano de burbuja graduados.

Durante el ciclo de purga, la valvula 60 es controlada por el procesador de control para desviar el vapor a una zona de drenaje mas bien que a la estacion de dispensacion 27 para conservar el aspecto de la bebida y evitar la contaminacion.

La segunda de las mejoras significativas introducidas en las maquinas de preparacion de bebidas conocidas 10 indicadas anteriormente es la adicion del sistema de gestion de gas del control de preparacion. Inesperadamente el solicitante ha descubierto ahora que las caractensticas de las bebidas preparadas en este tipo de maquina de preparacion de bebidas 10 pueden ser modificadas mas alla de lfmites observados en maquinas de la tecnica anterior. El efecto sorprendente se obtiene controlando el volumen de gas en el sistema de distribucion durante la preparacion de la bebida para establecer la cantidad de crema de alta calidad que haga que una cantidad controlada de crema en una bebida vane desde una capa fina hasta una capa inesperadamente profunda en la bebida final. El solicitante ha hallado una forma de usar satisfactoriamente gases dentro de la maquina de preparacion de bebidas para modificar la relacion de gas:lfquido con el fin de producir un volumen sorprendente de crema buena y estable en bebidas preparadas nunca visto antes en las maquinas de la tecnica anterior. Mantener un mayor volumen de gas residente en el sistema de distribucion permite lograr una relacion de gas:lfquido mucho mayor durante la preparacion y la dispensacion y esto produce un volumen de crema correspondientemente mayor. Disminuir el volumen de gas permite disminuir la relacion para reducir el volumen de crema. El tamano de burbuja tambien queda influenciado por la relacion de gas:lfquido, de modo que puede usarse una relacion mas baja para obtener una crema firme y espumosa y se usa una relacion mas alta para lograr una crema mas suelta y con burbujas. Por lo tanto, esta mejora proporciona la capacidad de optimizar el volumen de crema y el tamano de burbuja para cada bebida dispensada. Se ha hallado que, manipulando el gas, se puede preparar espressos de buena calidad con un volumen de crema superior a 25% del volumen de bebida, minimizando al mismo tiempo la aparicion de burbujas que tienen un diametro superior a 172 micas que previamente no se consideraba posible en las maquinas conocidas de preparar bebidas de este tipo.

La mejora se logra adaptando el control del ciclo de preparacion para proporcionar un medio para gestionar el volumen de gas dentro del sistema de distribucion que transporta el agua desde el deposito 12 a los ingredientes de bebida 200 y a la salida de dispensacion. Se pretende que todas las referencias adicionales de esta memoria descriptiva al sistema de distribucion incluyan cualquier seccion predeterminada del mismo, por ejemplo, la seccion que se extiende desde el calentador de agua 13 a la capsula 100, y tambien pueden incluir, si es relevante, algun gas contenido dentro del espacio superior de la capsula 100.

El “volumen basico” de gas que puede residir dentro del sistema de distribucion de cualquier maquina 10 dada depende de su construccion. El “volumen real” en cualquier tiempo dado variara segun que la maquina 10 se haya usado para preparar una bebida, para que tipo de bebida se uso y si se ejecuto un ciclo de purga de vapor. Asf, el control de ciclo de preparacion mejorado incorpora medios para variar el volumen de gas en el sistema de distribucion segun el tipo de bebida a dispensar (es decir, uno que requiere una crema con menos burbujas y mas pequenas o uno que requiere una espuma mas grande de burbujas mas grandes) teniendo en cuenta el volumen real de gas ya presente. El medio para variar el volumen de gas se puede lograr mediante combinaciones de:

1. Purgar el sistema de distribucion despues de finalizar un ciclo de preparacion, y antes de una preparacion posterior a presion alta, que aumentara la relacion de gas:lfquido;

2. Ventilar gas del sistema de distribucion antes de la preparacion a presion alta, que disminuira la relacion de gas:lfquido; y

3. Inducir gas al sistema de distribucion antes de la preparacion a presion alta, que aumentara la relacion de gas:lfquido.

Se facilita preferiblemente un medio de valvula para poder reducir el volumen de gas dentro del sistema de distribucion y una bomba de aire para poder inyectar gas (tfpicamente aire) al sistema. Puede incorporarse una valvula de aire separada dedicada en el sistema de distribucion, hacia arriba o hacia abajo de la capsula 100. Preferiblemente, la valvula de geometna variable 60 descrita anteriormente puede usarse como el medio de valvula.

Para poder llevar a cabo este control de ciclo de preparacion mejorado, pueden guardarse en la memoria del procesador de control parametros adicionales a los descritos en conexion con la maquina basica 10. Estos parametros adicionales incluyen el volumen basico de gas para la construccion espedfica de la maquina 10 (que se aplicara a la maquina 10 que no se usa o despues de haber sido purgada) y el volumen requerido durante la preparacion a presion alta para optimizar la crema para cada bebida espedfica. Preferiblemente, los parametros adicionales tambien incluyen el volumen real de gas que permanecera en el sistema de distribucion despues de cada tipo de operacion de preparacion que la maquina 10 pueda realizar. Sin embargo, esto no es totalmente necesario si la maquina 10 esta programada para ejecutar un ciclo de purga de vapor despues de la dispensacion de

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cada bebida, lo que reposiciona efectivamente el volumen real al volumen basico, porque lava el sistema dispensador hacia abajo del calentador de agua 13 eliminando el Kquido que quede.

Por lo tanto, el ciclo de preparacion incluira un paso adicional, a saber, un ciclo de ajuste de gas antes del ciclo de prehumectacion. El ciclo de ajuste de gas incluye asf:

1. Una determinacion del volumen de gas requerido para el tipo de bebida a preparar. Esta sera muy convenientemente la seleccion, de la memoria del procesador, del parametro requerido asociado con el codigo de capsula 120;

2. La determinacion del volumen real de gas actualmente residente en el medio de distribucion segun la ultima operacion de la maquina 10. Este sera el volumen basico para una maquina no usada o si se ha realizado un ciclo de purga. Si la maquina acaba de ser usada para preparar una bebida y no se ejecuta ciclo de purga, el procesador selecciona idealmente de la memoria el parametro relativo al gas restante segun la ultima bebida. Alternativamente, tambien se puede facilitar un medio para supervisar espedficamente el volumen de gas dentro del sistema de distribucion en cualquier punto de tiempo;

3. Un calculo del volumen de gas a inducir a o ventilar del sistema de distribucion para lograr el volumen requerido;

4. La modificacion del volumen de gas, si es precisa, mediante la induccion de gas adicional (tfpicamente aire) o la ventilacion de gas excesivo.

En un ejemplo, la maquina de preparacion de bebidas 10 tiene un volumen basico de gas de 36 ml en la seccion del medio de distribucion que se extiende entre el calentador de agua 13 y los ingredientes de bebida 200.

Hay varios modos diferentes de operacion del paso 4 dependiendo del resultado del paso 3, dependiendo de que tipo de medio de valvula se use. Si el medio de valvula esta hacia abajo de la capsula, es decir, una valvula de salida, una forma de controlar el volumen de aire hacia arriba de los ingredientes de bebida 200 antes de la preparacion a presion alta es cerrar la valvula de salida en puntos diferentes en el ciclo de preparacion de la siguiente manera:

1. Hay el volumen correcto de gas

Si el procesador calcula que precisa todo el volumen basico de gas (36 ml) para la bebida a dispensar, determinado a partir de la lectura del codigo 120, cierra la valvula de salida al inicio del ciclo de preparacion, antes de que fluya agua desde el calentador de agua 13. Esto quiere decir que la compresion de gas en el sistema de distribucion comenzara inmediatamente y la capsula 100 se sometera a presiones mas altas durante los ciclos de prehumectacion e impregnacion, abriendo la valvula solamente para dispensar la bebida resultante. Cuando la valvula de salida se cierra antes de que la bomba 14 se ponga en marcha, los 36 ml de gas atrapado se mezclan en la bebida resultante y se obtiene un mayor volumen de crema ligeramente mas basta (figura 16a). En el ejemplo representado, el volumen de crema Y en un vaso de vidrio graduado, de fondo plano, era 20 ml en comparacion con el volumen de lfquido X, que era 50 ml.

El grafico representado en la figura 16b muestra un ejemplo de parametros de ciclo de preparacion usados para producir una bebida en este modo con gran volumen de crema en condiciones de prueba.

En este grafico, una condicion de parada de 0 segundos (por ejemplo, contra el paso de quitar gas) indica que el paso no se lleva a cabo.

2. Hay demasiado gas

Por otra parte, si la capsula 100 insertada indica una bebida con un pequeno volumen de crema y hay un exceso de gas en el sistema, la valvula de salida se cierra despues de que la bomba 14 haya operado durante un tiempo corto hasta que el gas excedente presente en el sistema de distribucion haya escapado a traves de la valvula abierta a presion baja. Con la valvula cerrada despues en el ciclo de preparacion, el volumen de gas requerido es ventilado a la atmosfera mediante la capsula 100 y la valvula, de modo que una menor cantidad de gas atrapado queda por comprimir y mezclar en la bebida resultante durante la preparacion a presion alta y en consecuencia se obtiene un menor volumen de crema mas fina (figura 17a). En el ejemplo representado, el volumen de crema Y en un vaso de vidrio graduado, de fondo plano, era 5 ml en comparacion con el volumen de lfquido X, que era 50 ml.

El grafico representado en la figura 17b muestra un ejemplo de parametros de preparacion usados para producir una bebida en este modo con un pequeno volumen de crema en condiciones de prueba.

3. Hay gas insuficiente

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Si el paso 3 indica que hay que inducir mas gas, la valvula de salida se cierra inmediatamente y la bomba de aire opera hasta que se haya compensado el deficit. A continuation, se inicia la preparation a presion alta.

El grafico siguiente es un analisis de imagen digital que muestra una comparacion de las caracteristicas de crema producida por la maquina de preparacion de bebidas 10 de la presente invention (maquina A) que utiliza el sistema de gestion de gas y dos maquinas de la tecnica anterior (maquinas B y C) sin dicho sistema de gestion de gas. Comparando los perfiles para cada maquina desde el pico (~172 ^m de diametro) hacia la derecha (tamano de burbuja creciente), se puede ver que la maquina A exhibe una distribution muy ajustada de pequenas burbujas dentro de la crema. La maquina C (la Nespresso Latissma (TM), que es una maquina a presion alta que tiene un regimen de presion de alrededor de 19 bar y opera a una presion de entre 9 y 15 bar) produce una distribucion mas amplia/mas basta con un numero de burbujas de mayor diametro, mientras que la maquina B (la Tassimo/Bosch Machine(TM) del solicitante, similar a la descrita en EP-A-1440644 que es una maquina a presion baja que opera a presiones inferiores a 2 bar) es mas basta todavia, pero sin las burbujas mas grandes que se ven en la maquina C

imagen1

La cola a la izquierda del grafico (burbujas sumamente pequenas es caracteristica de los Kmites de los sistemas de analisis de imagen usados para producir el grafico, pero es cualitativamente similar.

Algunos elementos del control del gas en la maquina de bebida 10 tambien pueden efectuarse de forma manual utilizando botones adecuados que pulsara el usuario, para indicar el tipo de bebida producido y las caracteristicas de crema requeridas.

Aunque esta mejora se ha descrito con referencia a maquinas de bebida 10 que usan capsulas 100, tambien se puede usar en maquinas de preparacion en serie y otras maquinas sin capsulas.

Las realizaciones de capsulas 100 que son adecuadas para uso en la maquina 10 que tiene las mejoras descritas anteriormente se muestran en las figuras 18 a 30.

La capsula 100 incluye en general un elemento exterior 102, un elemento interior 103 y un laminado 105. El elemento exterior 102, el elemento interior 103 y el laminado 105 estan montados formando la capsula 100 que tiene un interior 106 para contener uno o mas ingredientes de bebida, una entrada 107, una salida 108 y un recorrido de flujo de bebida que enlaza la entrada 107 a la salida 108 y que pasa a traves del interior 106. La entrada 107 y la salida 108 estan inicialmente selladas por el laminado 105 y se abren en el uso perforando o cortando el laminado 105. El recorrido de flujo de bebida se define por interrelaciones espaciales entre el elemento exterior 102, el elemento interior 103 y el laminado 105, como se explica a continuacion. Pueden incluirse opcionalmente otros componentes en la capsula 100, tal como un filtro 104, como se describira mejor mas adelante.

Una primera version de la capsula 100 que se describira se muestra en las figuras 19 a 29. La primera version de la capsula 100 esta especialmente disenada para uso al dispensar productos tipo espresso tal como cafe tostado y molido donde es deseable producir crema. Sin embargo, esta version de la capsula 100 puede usarse con otros

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productos como chocolate, cafe, te, edulcorantes, jarabes, aromatizantes, bebidas alcoholicas, leche aromatizada, zumos de fruta, batidos, salsas y postres.

Como se puede ver en la figura 23, la forma general de la capsula 100 es generalmente circular o en forma de disco, siendo el diametro de la capsula 100 significativamente mayor que su altura. Un eje principal X pasa a traves del centro del elemento exterior, como se representa en la figura 19. Tfpicamente, el diametro general del elemento exterior 102 es 74,5 mm ± 6 mm y la altura general es 16 mm ± 3 mm. Tfpicamente, el volumen de la capsula 100 montada es 30,2 ml ± 20%.

El elemento exterior 102 incluye generalmente una envuelta en forma de cuenco 110 que tiene una pared anular curvada 113, una parte superior cerrada 111 y una parte inferior abierta 112. El diametro del elemento exterior 102 es menor en la parte superior 111 en comparacion con el diametro en la parte inferior 112, resultante de un abocinamiento de la pared anular 113 cuando pasa de la parte superior cerrada 111 a la parte inferior abierta 112. La pared anular 113 y la parte inferior cerrada 112 definen conjuntamente un receptaculo que tiene un interior 134.

Se ha dispuesto una extension cilmdrica hueca dirigida hacia dentro 118 en la parte superior cerrada 111 centrada en el eje principal X. Como se muestra mas claramente en la figura 20, la extension cilmdrica 18 incluye un perfil escalonado que tiene porciones primera, segunda y tercera 119, 120 y 121. La primera porcion 119 es cilmdrica circular recta. La segunda porcion 120 es de forma frustoconica y esta ahusada hacia dentro. La tercera porcion 121 es otro cilindro circular recto y esta cerrada por una cara inferior 131. El diametro de las porciones primera, segunda y tercera 119, 120 y 121 disminuye incrementalmente de tal manera que el diametro de la extension cilmdrica 118 disminuya al pasar de la parte superior 111 a la cara inferior cerrada 131 de la extension cilmdrica 118. Un saliente generalmente horizontal 132 esta formado en la extension cilmdrica 118 en la union entre las porciones segunda y tercera 120 y 121.

Un saliente que se extiende hacia fuera 133 esta formado en el elemento exterior 102 hacia la parte inferior 112. El saliente que se extiende hacia fuera 133 forma una pared secundaria 115 coaxial con la pared anular 113 con el fin de definir una pista anular que forma un colector 116 entre la pared secundaria 115 y la pared anular 113. El colector 116 pasa alrededor de la circunferencia del elemento exterior 102. Una serie de ranuras 117 estan dispuestas en la pared anular 113 a nivel con el colector 116 para proporcionar comunicacion de gas y lfquido entre el colector 116 y el interior 134 del elemento exterior 102. Como se representa en la figura 21, las ranuras 117 incluyen hendiduras verticales en la pared anular 113. Hay entre veinte y cuarenta ranuras. En la realizacion representada se han dispuesto treinta y siete ranuras 117 generalmente equidistantes alrededor de la circunferencia del colector 16. Las ranuras 117 tienen preferiblemente una longitud de entre 1,4 y 1,8 mm. Tfpicamente, la longitud de cada ranura 117 es 1,6 mm, que representa 10% de la altura general del elemento exterior 102. La anchura de cada ranura 117 es de entre 0,25 y 0,35 mm. Tfpicamente, la anchura de cada ranura 117 es 0,3 mm. La anchura de las ranuras 117 es suficientemente estrecha para evitar que los ingredientes de bebida pasen a su traves al colector 116 durante el almacenamiento o en el uso.

Una camara de entrada 126 esta formada en el elemento exterior 102 en la periferia del elemento exterior 102. Se ha dispuesto una pared cilmdrica 127, como se muestra muy claramente en la figura 23, que define la camara de entrada 126 por dentro, y divide la camara de entrada 126 del interior 134 del elemento exterior 102. La pared cilmdrica 127 tiene una cara superior cerrada 128 que esta formada en un plano perpendicular al eje principal X y un extremo abierto inferior 129 coplanar con la parte inferior 12 del elemento exterior 102. La camara de entrada 26 comunica con el colector 116 mediante dos ranuras 130 como se representa en la figura 19. Alternativamente, puede usarse entre una y cuatro ranuras para comunicacion entre el colector 116 y la camara de entrada 126.

Un extremo inferior del saliente que se extiende hacia fuera 133 esta provisto de una pestana que se extiende hacia fuera 135 y perpendicular al eje principal X. Tfpicamente, la pestana 135 tiene una anchura de entre 2 y 4 mm. Una porcion de la pestana 135 se ha ampliado formando un mango 124 con el que puede sujetarse el elemento exterior 102. El mango 124 esta provisto de un reborde vuelto hacia arriba 125 para mejorar el agarre.

El elemento exterior 102 se ha formado como una sola pieza integral de polietileno de alta densidad, polipropileno, poliestireno, poliester, o un laminado de dos o mas de estos materiales. Un polipropileno adecuado es el rango de polfmeros que se puede obtener de DSM UK Limited (Redditch, Reino Unido). El elemento exterior puede ser opaco, transparente o translucido. El proceso de fabricacion puede ser moldeo por inyeccion.

El elemento interior 103, como se representa en las figuras 25 a 28, incluye un bastidor anular 141 y un embudo cilmdrico que se extiende hacia abajo 140. Un eje principal X pasa a traves del centro del elemento interior 103 como se representa en la figura 25.

Como se representa mejor en las figuras 26 y 27, el bastidor anular 141 incluye un reborde exterior 151 y un cubo interior 152 unido por diez radios radiales equidistantes 153. El cubo interior 152 es integral con el embudo cilmdrico 140 y se extiende desde el. Agujeros de filtracion 155 estan formados en el bastidor anular 141 entre los radios radiales 153. Un filtro 104 esta dispuesto en el bastidor anular 141 con el fin de cubrir los agujeros de filtracion 155. El filtro se hace preferiblemente de un material con una alta resistencia en humedo, por ejemplo, un material de fibra

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de poliester no tejido. Otros materiales que pueden usarse incluyen un material celulosico impermeable al agua, tal como un material celulosico incluyendo fibras de papel tejidas. Las fibras de papel tejidas pueden mezclarse con fibras de polipropileno, cloruro de polivinilo y/o polietileno. La incorporacion de estos materiales plasticos al material celulosico hace que el material celulosico sea termosellable. El filtro 104 tambien puede tratarse o recubrirse con un material que se active por calor y/o presion de modo que pueda sellarse al bastidor anular 141 de esta forma.

Como se representa en el perfil en seccion transversal de la figura 25, el cubo interior 152 esta situado en una posicion mas baja que el reborde exterior 151, dando lugar al bastidor anular 141 que tiene un perfil inferior inclinado.

La superficie superior de cada radio 153 esta provista de una hoja vertical 154 que divide un espacio vado encima del bastidor anular 141 en una pluralidad de pasos 157. Cada paso 157 esta delimitado a ambos lados por una lamina 154 y en una cara inferior por el filtro 104. Los pasos 157 se extienden desde el reborde exterior 151 hacia abajo hacia el embudo cilmdrico 140, y se abren a el, en aberturas 156 definidas por los extremos interiores de las laminas 154.

El embudo cilmdrico 140 incluye un tubo exterior 142 que rodea un pico de descarga interior 143. El tubo exterior 142 forma el exterior del embudo cilmdrico 140. El pico de descarga 143 esta unido al tubo exterior 142 en un extremo superior del pico de descarga 143 por medio de una pestana anular 147. El pico de descarga 143 incluye en un extremo superior una entrada 145 que comunica con las aberturas 156 de los pasos 157 y una salida 144 en un extremo inferior a traves de la que la bebida preparada es descargada a un vaso u otro recipiente. El perfil del pico de descarga 43 incluye un perfil escalonado con una pata de perro distinta 166 cerca de un extremo superior del tubo 143.

Como se representa en la figura 25, el pico de descarga 143 esta provisto de un tabique 165 que se extiende parcialmente hasta el pico de descarga 143 desde la salida 144. El tabique 165 ayuda a evitar que la bebida se esparza y/o salpique al salir del pico de descarga 143.

Un reborde 167 se alza desde la pestana anular 147 uniendo el tubo exterior 142 al pico de descarga 143. El reborde 167 rodea la entrada 145 al pico de descarga 143 y define un canal anular 169 entre el reborde 167 y la porcion superior del tubo exterior 142. El reborde 167 esta provisto de un saliente dirigido hacia dentro 168. En un punto alrededor de la circunferencia del reborde 167, un agujero 170 esta dispuesto en forma de una ranura que se extiende desde un borde superior del reborde 167 a un punto marginalmente debajo del nivel del saliente 168, como se representa muy claramente en las figuras 25 y 25a. La ranura tiene una anchura de 0,64 mm.

Una entrada de aire 171 esta dispuesta en la pestana anular 147 alineada circunferencialmente con el agujero 170, como se representa en las figuras 28 y 28a. La entrada de aire 171 incluye un agujero que pasa a traves de la pestana 147 con el fin de proporcionar comunicacion entre un punto encima de la pestana 147 y el espacio vacfo debajo de la pestana 147 entre el tubo exterior 142 y el pico de descarga 143. Preferiblemente, y como se representa, la entrada de aire 171 incluye una porcion frustoconica superior 173 y una porcion cilmdrica inferior 172. La entrada de aire 171 esta formada tipicamente por una herramienta de moldeo tal como un pasador. El perfil ahusado de la entrada de aire 171 permite que la herramienta de moldeo se quite mas facilmente del componente moldeado. La pared del tubo exterior 142 cerca de la entrada de aire 171 se ha conformado formando una canaleta que va desde la entrada de aire 171 a la entrada 145 del pico de descarga 143. Como se representa en la figura 28a, un saliente inclinado 174 esta formado entre la entrada de aire 171 y la canaleta para asegurar que el chorro de bebida que sale por la ranura 170 no ensucie inmediatamente la superficie superior de la pestana 147 en la proximidad inmediata de la entrada de aire 171.

El elemento interior 103 se puede formar como una sola pieza integral de polipropileno o un material similar como se ha descrito anteriormente y por moldeo por inyeccion de la misma manera que el elemento exterior 102.

Alternativamente, el elemento interior 103 y/o el elemento exterior 102 se pueden hacer de un polfmero biodegradable. Los ejemplos de materiales adecuados incluyen polietileno degradable (por ejemplo, SPITEK suministrado por Symphony Environmental, Borehamwood, Reino Unido), poliester amida biodegradable (por ejemplo, BAK 1095 suministrado por Symphony Environmental), acidos polilacticos (PLA suministrado por Cargil, Minnesota, Estados Unidos de America), polfmeros a base de almidon, derivados de celulosa y polipeptidos.

El laminado 105 esta formado a partir de dos capas, una primera capa de aluminio y una segunda capa de polipropileno fundido. La capa de aluminio es de entre 0,02 y 0,07 mm de grosor. La capa de polipropileno fundido es de entre 0,025 y 0,065 mm de grosor. En una realizacion, la capa de aluminio es 0,06 mm y la capa de polipropileno es 0,025 mm de grueso. Este laminado 105 es especialmente ventajoso puesto que tiene una alta resistencia al rizado durante el montaje. Como resultado, el laminado 105 puede precortarse al tamano y forma correctos y posteriormente transferirse a la estacion de montaje en la lmea de produccion sin que experimente distorsion. En consecuencia, el laminado 108 es especialmente adecuado para soldadura. Pueden usarse otros materiales laminados incluyendo laminados de PET/Aluminio/PP, PE/EVOH/Pp, PET/metalizado/PP y Aluminio/PP. Puede usarse material laminado en rollo en lugar de material cortado a troquel.

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La capsula 1005 puede cerrarse con una tapa ngida o seminigida en lugar de un laminado flexible 105.

El montaje de la capsula 100 implica los pasos siguientes:

a) se inserta el elemento interior 103 en el elemento exterior 102;

b) el filtro 104 se corta a forma y coloca sobre el elemento interior 103 de modo que se reciba sobre el embudo cilmdrico 140 y descanse contra el bastidor anular 141;

c) el elemento interior 103, el elemento exterior 102 y el filtro 104 se unen por soldadura ultrasonica;

d) se llena la capsula 100 con uno o varios ingredientes de bebida;

e) se fija el laminado 105 al elemento exterior 102.

Estos pasos se explicaran con mas detalle mas adelante.

El elemento exterior 103 se orienta con la parte inferior abierta 112 dirigida hacia arriba. El elemento interior 103 se introduce entonces en el elemento exterior 102 recibiendose el reborde exterior 151 como un ajuste flojo en una extension axial 114 en la parte superior 111 de la capsula 100. La extension cilmdrica 118 del elemento exterior 102 se recibe al mismo tiempo en la porcion superior del embudo cilmdrico 140 del elemento interior 103.

La tercera porcion 221 de la extension cilmdrica 118 asienta dentro del reborde de soporte 167. El saliente 132 de la extension cilmdrica 118 entre la segunda porcion 220 y la tercera porcion 221 apoya contra el borde superior del reborde de soporte 167 del elemento interior 103. Asf se forma una zona de interfaz entre el elemento interior 103 y el elemento exterior 102 incluyendo una junta estanca frontal entre la extension cilmdrica 118 y el reborde de soporte 167 que se extiende alrededor de casi toda la circunferencia de la capsula 100. Sin embargo, la junta estanca entre la extension cilmdrica 118 y el reborde de soporte 167 no es estanca a los fluidos, dado que la ranura 170 en el reborde de soporte 167 se extiende a traves del reborde de soporte 167 y hacia abajo a un punto marginalmente debajo del saliente 168. En consecuencia, el ajuste de interfaz entre la extension cilmdrica 118 y el reborde de soporte 167 transforma la ranura 170 en un agujero que permite la comunicacion de gas y lfquido entre el canal anular 169 y el pico de descarga 143. El agujero tiene tfpicamente 0,64 mm de ancho por 0,69 mm de largo.

El filtro 104 se coloca entonces sobre el elemento interior 103 de tal manera que el material de filtro contacte el borde anular 151. Entonces se usa un proceso de soldadura ultrasonica para unir el filtro 104 al elemento interior 103 y al mismo tiempo, y en el mismo paso de proceso, el elemento interior 103 al elemento exterior 102. El elemento interior 103 y el filtro 104 se sueldan alrededor del reborde exterior 151. El elemento interior 103 y el elemento exterior 102 se unen por medio de lmeas de soldadura alrededor del reborde exterior 151 y tambien los bordes superiores de las laminas 154.

Como se representa muy claramente en la figura 29, el elemento exterior 102 y el elemento interior 103, cuando estan unidos, definen en el interior 106 debajo de la pestana anular 141 y el exterior del embudo cilmdrico 140 un espacio vacm que forma una camara de filtracion. La camara de filtracion 160 y los pasos 157 encima del bastidor anular 141 estan separados por el papel filtro 104.

La camara de filtracion 160 contiene el ingrediente o los varios ingredientes de bebida 200. El ingrediente o los varios ingredientes de bebida 200 se han introducido a la camara de filtracion 160. Para una bebida tipo espresso, el ingrediente es tfpicamente cafe tostado y molido. La densidad de los ingredientes de bebida en la camara de filtracion 230 se puede variar a voluntad. Tfpicamente, para un producto de cafe filtrado, la camara de filtracion contiene entre 5,0 y 10,2 gramos de cafe tostado y molido en un lecho de filtracion de un grosor tfpico de 5 a 14 mm. Opcionalmente, el interior 106 puede contener uno o varios cuerpos, como esferas, que se pueden mover libremente dentro del interior 106 para contribuir a la mezcla induciendo turbulencia y descomponiendo depositos de los ingredientes de bebida durante la descarga de la bebida.

El laminado 105 se fija entonces al elemento exterior 102 formando una soldadura 161 alrededor de la periferia del laminado 105 para unir el laminado 105 a la superficie inferior de la pestana que se extiende hacia fuera 135. La soldadura 161 se extiende sellando el laminado 105 contra el borde inferior de la pared cilmdrica 127 de la camara de entrada 126. Ademas, se forma una soldadura 162 entre el laminado 105 y el borde inferior del tubo exterior 142 del embudo cilmdrico 140. El laminado 105 forma la pared inferior de la camara de filtracion 160 y tambien sella la camara de entrada 126 y el embudo cilmdrico 140. Sin embargo, hay un pequeno intervalo 163 antes de la dispensacion entre el laminado 105 y el borde inferior del pico de descarga 43. Pueden usarse varios metodos de soldadura, tal como calor y soldadura ultrasonica, dependiendo de las caractensticas del material del laminado 105.

Ventajosamente, el elemento interior 103 se extiende entre el elemento exterior 102 y el laminado 105. El elemento interior 103 se hace de un material de rigidez relativa, como polipropileno. Como tal, el elemento interior 103 forma

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un elemento de soporte de carga que sirve para mantener separados el laminado 105 y el elemento exterior 102 cuando se comprime la capsula 100. Es preferible que la capsula 100 se someta a una carga de compresion de entre 130 y 280 N en el uso. La fuerza de compresion 'sirve para evitar la cafda de la capsula bajo presurizacion interna y tambien sirve para comprimir el elemento interior 103 y el elemento exterior 102 juntos. Esto asegura que las dimensiones internas de los pasos y de los agujeros en la capsula 100 sean fijas y no puedan cambiar durante la presurizacion de la capsula 100.

En el uso, entra agua a presion a la capsula 100 a traves de la entrada 107 a la camara de entrada 126. De allf el agua se hace fluir a traves de las ranuras 117 alrededor del colector 116 y a la camara de filtracion 160 de la capsula 1 a traves de la pluralidad de ranuras 117. El agua es empujada radialmente hacia dentro a traves de la camara de filtracion 160 y se mezcla con los ingredientes de bebida 200 que contiene. El agua es empujada al mismo tiempo hacia arriba a traves de los ingredientes de bebida 200. La bebida formada por el paso del agua a traves de los ingredientes de bebida 200 pasa a traves del filtro 104 y los agujeros de filtracion 155 a los pasos 157 que estan encima del bastidor anular 141.

En los pasos radiales 157, la bebida fluye hacia abajo a lo largo de los pasos 157 formados entre las laminas 154 y a traves de las aberturas 156 y al canal anular 169 del embudo cilmdrico 140. Desde el canal anular 169 la bebida se hace pasar a presion a traves del agujero 128 por la contrapresion de la bebida recogida en la camara de filtracion 160 y los pasos 157. La bebida pasa asf a traves del agujero como un chorro y a una camara de expansion formada por el extremo superior del pico de descarga 143. Como se representa en la figura 29, el chorro de bebida pasa directamente sobre la entrada de aire 171. El paso de la bebida a traves de la restriccion del agujero hace que se reduzca la presion de la bebida. Cuando la bebida entra en el pico de descarga 143, la presion de la bebida todavfa es relativamente baja. Como resultado, se incorpora aire al flujo de bebida en forma de multiples pequenas burbujas de aire cuando el aire del exterior de la capsula 15 es aspirado a traves de la entrada de aire 171. El chorro de bebida que sale del agujero es dirigido hacia abajo a la salida 144 donde la bebida es descargada a un recipiente, tal como un vaso, donde las burbujas forman la crema deseada. Asf, el agujero y la entrada de aire 171 forman conjuntamente un eductor de aire que sirve para incorporar aire a la bebida. El flujo de bebida al eductor debera mantenerse lo mas suave posible para reducir las perdidas de presion. Se debera indicar que, en el estado de presion alta, el mecanismo de educcion de aire esta desactivado.

El sellado del filtro 104 sobre los radios 153 y la soldadura del borde 151 con el elemento exterior 102 asegura que no haya cortocircuitos y toda la bebida tiene que pasar a traves del filtro 104.

La figura 30 representa una segunda realizacion de la capsula de bebida 100 que puede ser usada en la maquina de preparacion de bebidas 10 de la presente invencion. Los componentes analogos entre las realizaciones primera y segunda se han designado con numeros analogos. Muchos de los componentes y las funciones de la segunda realizacion de la capsula 100 son los mismos que en la primera realizacion. Sin embargo, se puede ver en la figura 30 que la capsula 100 tiene una altura general mayor en comparacion con la capsula 100 representada en la figura 29. El elemento exterior 102 es mas alto y por ello define un espacio vacfo mas grande en el que se puede almacenar una mayor cantidad de ingredientes de bebida 200. Por lo tanto, la segunda realizacion de capsula 100 es adecuada para dispensar volumenes de bebida mas grandes. El diametro del elemento exterior 102 y la capsula 100 es el mismo que en la primera realizacion. Tfpicamente, el volumen de almacenamiento de la capsula 100 cuando esta montada es de 50 a 58 ml -±20%. Como en la primera realizacion, la superficie superior del elemento exterior 102 esta provista de un rebaje que tiene una superficie de fijacion 118 situada en su parte inferior. Segun la presente invencion, la separacion D entre la superficie 118a y el lado inferior del laminado 105 es la misma que en la primera realizacion. Como resultado, el rebaje alargado se extiende aproximadamente 60% de la distancia hacia el laminado 105. Esto permite usar ventajosamente una disposicion de fijacion simplificada como se describe mas adelante.

Ademas, la segunda realizacion de la capsula 100 carece de una entrada de aire de educcion 171.

Las realizaciones primera y segunda de la capsula 1 descritas anteriormente se ofrecen como ejemplos de un tipo de capsula con “eductor” y un tipo de capsula “sin eductor” que pueden ser usados con la maquina de preparacion de bebidas mejorada descrita anteriormente.

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   REIVINDICACIONES

   1. Un metodo de preparar bebidas usando una maquina de preparacion de bebidas (10) para preparar bebidas a partir de uno o varios ingredientes de bebida (200), incluyendo dicha maquina de preparacion de bebidas (10):

   un cabezal de capsula (17) para recibir, en el uso, una capsula conteniendo dicho uno o varios ingredientes de bebida (20):

   un sistema de distribucion para suministrar lfquido desde un deposito de almacenamiento (12) al cabezal de capsula (17);

   un medio de valvula (60); y

   una bomba (14) para suministrar lfquido a traves del sistema de distribucion, caracterizado porque el metodo incluye los pasos de:

   1. Evaluar el volumen de aire requerido para producir caractensticas predeterminadas de crema o espuma en una bebida preparada;
2. 2. Determinar el volumen de aire residente en el sistema de distribucion;
3. 3. Calcular un volumen de aire a incorporar o ventilar al/del sistema de distribucion para lograr el volumen requerido; y
4. 4. Controlar el volumen de aire residente en al menos una parte de un sistema de distribucion de la maquina (10) para producir dichas caractensticas predeterminadas de crema o espuma,

   donde el volumen de aire es controlado activamente incrementando el volumen de aire para aumentar la relacion aire:lfquido en la bebida producida, o disminuyendo el volumen de aire para disminuir la relacion aire:lfquido, o manteniendo el volumen de aire, y el control se efectua de la siguiente manera:-

   1. Si esta presente el volumen de aire requerido, cerrar el medio de valvula (60) y posteriormente iniciar la operacion de la bomba (14); o
5. 2. Si hay demasiado aire, abrir el medio de valvula (50), comenzando la operacion de la bomba (14) para ventilar aire del sistema de distribucion, y posteriormente cerrar el medio de valvula (60); o
6. 3. Si hay aire insuficiente, cerrar el medio de valvula (60) y posteriormente comenzar la operacion de una bomba de aire para inducir aire adicional al sistema de distribucion antes de comenzar la operacion de la bomba.
7. 2. Un metodo de preparar bebidas como el reivindicado en la reivindicacion 1 precedente, en el que el volumen de aire en el sistema de distribucion es controlado ademas purgando el sistema de distribucion.
8. 3. Un metodo de preparar bebidas segun alguna de las reivindicaciones precedentes, en el que un volumen de aire real residente en el sistema de distribucion se determina a partir de parametros almacenados relativos a un volumen de aire que permanecen en el sistema de distribucion despues de la ultima operacion de la maquina.
9. 4. Un metodo de preparar bebidas segun alguna de las reivindicaciones precedentes, en el que el control del volumen de aire se efectua en base de bebida a bebida.
10. 5. Un metodo de preparar bebidas segun alguna de las reivindicaciones precedentes, en el que el control del volumen de aire se efectua automaticamente segun el tipo de bebida que se produzca.
11. 6. Un metodo de preparar bebidas segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el control del volumen de aire se efectua de forma manual.
12. 7. Un metodo de preparar bebidas segun alguna de las reivindicaciones precedentes, en el que se controla el volumen de aire hacia arriba de los ingredientes de bebida.
13. 8. Un metodo de preparar bebidas segun alguna de las reivindicaciones precedentes, en el que se controla el volumen de aire hacia abajo de los ingredientes de bebida (200).

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    55
14. 9. Un metodo de preparar bebidas segun alguna de las reivindicaciones precedentes, en el que el volumen de aire se controla abriendo y/o cerrando selectivamente el medio de valvula (60) en el sistema de distribucion antes y/o durante la preparacion de bebida.
15. 10. Una maquina de preparacion de bebidas (10) para preparar una bebida a partir de uno o varios ingredientes de bebida (200), incluyendo dicha maquina de preparacion de bebidas un cabezal de capsula (17) para recibir, en el uso, una capsula conteniendo dicho uno o varios ingredientes de bebida (20), un sistema de distribucion para suministrar lfquido desde un deposito de almacenamiento (12) al cabezal de capsula (17), un medio de valvula (60), una bomba (14) para suministrar lfquido a traves del sistema de distribucion, caracterizado porque la maquina de preparacion de bebidas incluye ademas un medio para evaluar el volumen de aire requerido para producir caractensticas predeterminadas de crema o espuma en una bebida preparada, un medio para determinar el volumen de aire residente en el sistema de distribucion, un medio para calcular el volumen de aire a inducir o ventilar a/del sistema de distribucion para lograr el volumen requerido y un medio para controlar la abertura o el cierre del medio de valvula (60) con relacion a la operacion de la bomba (14) durante el ciclo de preparacion para controlar por ello el volumen de aire residente en al menos una parte de un sistema de distribucion de la maquina para producir dichas caractensticas predeterminadas de crema o espuma, controlandose activamente el volumen de aire incrementando el volumen de aire para aumentar la relacion aire:lfquido en la bebida producida, o disminuyendo el volumen de aire para disminuir la relacion aire:lfquido, o manteniendo el volumen de aire; donde el control se efectua de la siguiente manera:

    1. Si esta presente el volumen de aire requerido, cerrar el medio de valvula (60) y entonces comenzar la operacion de la bomba (14); o
16. 2. Si hay demasiado aire, abrir el medio de valvula (50), comenzando la operacion de la bomba (14) para ventilar aire del sistema de distribucion y posteriormente cerrar el medio de valvula (60); o
17. 3. Si hay aire insuficiente, cerrar el medio de valvula (60) y posteriormente comenzar la operacion de una bomba de aire para inducir aire adicional a la distribucion antes de comenzar la operacion de la bomba.
18. 11. Una maquina de preparacion de bebidas (10) segun la reivindicacion 10, en la que el medio para determinar el volumen real de aire residente en el sistema de distribucion incluye un medio para calcular el volumen real a partir de parametros almacenados relativos a un volumen de aire que queda en el sistema de distribucion despues de la ultima operacion de la maquina.
19. 12. Una maquina de preparacion de bebidas (10) segun la reivindicacion 11, en la que los parametros almacenados incluyen un parametro de volumen basico almacenado en el medio de control, siendo dicho volumen basico el volumen real de aire que reside en el sistema de distribucion de una maquina no usada o una maquina despues de ejecutar un ciclo de purga.
20. 13. Una maquina de preparacion de bebidas (10) segun la reivindicacion 11 o la reivindicacion 12, en la que los parametros almacenados incluyen parametros relativos al volumen real de aire que queda en el sistema de distribucion despues de cada tipo de bebida que la maquina (10) esta programada para preparar.
21. 14. Una maquina de preparacion de bebidas (10) segun cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en la que los parametros relativos a volumenes predeterminados de aire que tienen que estar presentes en el sistema de distribucion para preparar un rango predeterminado de bebidas, estan almacenados en el medio de control, estando programado dicho medio de control para calcular la diferencia entre el volumen predeterminado requerido para una bebida en preparacion y el volumen real presente.
22. 15. Una maquina de preparacion de bebidas (10) segun cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, en la que el medio para controlar el volumen de aire incluye una valvula (60) y/o un medio de purga para ventilar aire y/o un medio de bomba (14) para inyectar aire adicional al sistema de distribucion.
23. 16. Una maquina de preparacion de bebidas segun la reivindicacion 15, en la que el medio de valvula (60) incluye una valvula de salida hacia abajo de los ingredientes de bebida (200).
24. 17. Una maquina de preparacion de bebidas (10) segun la reivindicacion 15 o la reivindicacion 16, en la que el medio de valvula (60) incluye una valvula hacia arriba de los ingredientes de bebida (200).