IT201800007006A1 - Capsula per produrre un prodotto alimentare - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“ Capsula per produrre un prodotto alimentare”

La presente invenzione concerne una capsula o un contenitore, contenente un preparato iniziale, utilizzabile in macchine erogatrici di un prodotto finale.

Nel dettaglio, la capsula contiene un preparato iniziale da unire con un fluido in pressione, iniettato da una unità di iniezione della macchina erogatrice, per ottenere il prodotto finale.

Il preparato iniziale è preferibilmente un preparato alimentare.

Se è in polvere, il preparato iniziale può essere percolabile, oppure solubile, oppure liofilizzato, oppure deidratato, oppure concentrato. Alternativamente, se è ad esempio uno sciroppo oppure una crema, il preparato iniziale può essere un concentrato.

Il fluido è preferibilmente un liquido, ad esempio acqua oppure latte e può essere sia caldo che freddo. Il fluido può anche essere aria in pressione. La macchina erogatrice è quindi configurata per produrre un prodotto finale sotto forma sia una bevanda calda, ad esempio caffè, orzo, tisana, tè, cioccolata, ecc., sia una bevanda fredda, ad esempio una bibita, iniettando un fluido, tipicamente acqua calda in pressione, o acqua fredda in pressione, all’interno di una capsula contenente un preparato iniziale percolabile, oppure solubile, oppure da infusione.

Se il fluido è invece aria in pressione, il preparato iniziale è unito all'aria in pressione ed il prodotto finale così ottenuto viene fatto fuoriuscire in pressione dalla capsula.

Da WO2017/068535, a nome della richiedente, è noto un sistema per produrre un prodotto finale alimentare, da una capsula comprimibile e schiacciabile contenente un preparato iniziale, in cui mezzi di iniezione della macchina erogatrice sono disposti per forare un elemento di copertura della capsula e iniettare in quest’ultima un fluido in pressione, interagente con detto preparato iniziale, per realizzare un prodotto finale alimentare in forma di bevanda.

La capsula comprende un involucro definente una cavità di contenimento del preparato iniziale ed un bordo a flangia, che si estende da una parete laterale dell'involucro, al quale è fissato l’elemento di copertura.

La capsula comprende inoltre un elemento di chiusura fissato in modo parzialmente distaccabile ad una parete di base della capsula stessa per chiudere ermeticamente un'apertura di uscita ed una cannula fissata all’elemento di copertura che si estende attraverso l’apertura di uscita e comprende una prima estremità provvista di una sede configurata per ricevere il fluido in pressione e una seconda estremità configurata per spingere l’elemento di chiusura in allontanamento dalla parete di base, distaccandolo parzialmente dalla parete di base stessa, in modo da disporre la capsula in una configurazione aperta.

L'unità di iniezione si muove da una posizione non operativa, nella quale un utilizzatore può introdurre la capsula nella macchina erogatrice, ad una posizione operativa intermedia, in cui l’unità di iniezione perfora l'elemento di copertura e si dispone per erogare il fluido in pressione. Successivamente l’unità di iniezione si muove dalla posizione operativa intermedia ad una posizione iniziale di compressione, che corrisponde ad una posizione di apertura della capsula. Comprimendo la capsula, infatti, la seconda estremità della cannula distacca parzialmente l'elemento di chiusura dalla parete di base. Con la capsula già aperta, può quindi essere iniettato il fluido nella capsula. L'unità di iniezione si muove infine dalla posizione iniziale di compressione ad una posizione finale di compressione, in cui la capsula è ulteriormente compressa ed è in una configurazione di erogazione, per consentire l'erogazione del prodotto finale.

In WO2017/068535, per aprire la capsula, è pertanto necessario disporre l'unità di iniezione nella prima posizione di compressione, per comprimere leggermente la capsula e distaccare parzialmente l'elemento di chiusura dalla parete di base.

L’elemento di chiusura è fissato alla parete di base della capsula per un primo tratto anulare mediante un fissaggio bloccante e per un secondo tratto anulare con un fissaggio distaccabile.

Il fissaggio bloccante necessita di una forza maggiore rispetto al fissaggio distaccabile per distaccare l’elemento di chiusura dalla parete di base, in modo tale da promuovere il distacco del secondo tratto prima del distacco del primo tratto, quando l’elemento di chiusura è spinto dalla seconda estremità della cannula a distaccarsi dalla parete di base nella fase di erogazione.

Il primo tratto, che rimane collegato alla parete di base, funge da elemento di cerniera attorno al quale la porzione dell’elemento di chiusura comprendente il secondo tratto può ruotare, in allontanamento dalla parete di base stessa.

Il primo tratto ha dimensioni quanto più ridotte possibile per consentire che l’elemento di chiusura possa ruotare facilmente. Allo stesso tempo, tuttavia, quanto più la dimensione del primo tratto è ridotta tanto più l’elemento di chiusura potrebbe distaccarsi completamente, anche in corrispondenza del primo tratto e potrebbe essere erogato in modo incontrollato contemporaneamente alla bevanda in un contenitore di fruizione.

Uno scopo della presente invenzione è di fornire una capsula sigillata, monouso e monodose, in grado di erogare un prodotto finale risolvendo i problemi sopra descritti.

Un altro scopo ancora della presente invenzione è fornire una capsula per la realizzazione di un prodotto alimentare, comprendente una cannula ed un elemento di chiusura di un’apertura di uscita della parete di base, che consenta di controllare in modo efficace una modalità di distacco dell’elemento di chiusura per garantire che, anche al termine della erogazione, l’elemento di chiusura sia associato stabilmente alla capsula e non se ne distacchi.

Un diverso scopo della presente invenzione è quello di ottenere una capsula versatile e che sia di economica realizzazione.

Tali scopi ed altri ancora sono raggiunti da una capsula secondo una o più delle rivendicazioni sotto riportate.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di alcune forme di realizzazione preferite ma non esclusive di una capsula per la realizzazione di un prodotto finale, come illustrata negli uniti disegni, in cui:

- la figura 1 è una vista in sezione schematica di una capsula in accordo con la presente invenzione, inserita in una macchina erogatrice, alcune parti rimosse per chiarezza, in cui un’unità di iniezione della macchina erogatrice è in una posizione non operativa ed in cui la capsula, dotata di linee di cedevolezza per essere schiacciabile e comprimibile, è in una configurazione non operativa.

- la figura 2 è una vista in sezione della capsula di figura 1, in cui l'unità di iniezione è in una posizione di perforazione ed un elemento di chiusura di un’apertura di uscita della capsula è ancora fissato alla capsula stessa; - la figura 3 è una vista in sezione della capsula di figura 1, in cui l'unità di iniezione è in una posizione di erogazione e la capsula è nella configurazione di erogazione, nella quale l’elemento di chiusura si è completamente distaccato dalla capsula;

- la figura 4 è una vista in sezione di una variante della capsula in accordo con la presente invenzione, in cui l’unità di iniezione è nella posizione di erogazione e la capsula, priva delle linee di cedevolezza, è nella configurazione di erogazione nella quale l’elemento di chiusura si è completamente distaccato dalla capsula;

- la figura 5 è una vista frontale di una parete di base delle capsule visibili nelle figure da 1 a 4, in cui è mostrato l’elemento di chiusura, fissato in modo completamente distaccabile alla parete di base e fissato in modo non distaccabile ad una cannula alloggiata nella capsula;

- la figura 6 mostra una vista prospettica di una variante della cannula delle figure da 1 a 5;

- la figura 7 mostra una vista in sezione della cannula di figura 6.

Nel seguito, si indicheranno nelle varie figure i medesimi elementi con gli stessi numeri.

Con riferimento alle figure da 1 a 7, con 1 è indicato un sistema di realizzazione di un prodotto alimentare (non illustrato) comprendente una capsula 2 ed una macchina erogatrice 3, illustrata solo schematicamente, nella quale la capsula 2 è alloggiabile.

La capsula 2, mostrata nelle figure da 1 a 5, comprende un involucro, o contenitore, esterno, presentante un asse A di sviluppo longitudinale, ad esempio un asse di simmetria. Nella figura 1, la capsula è in una configurazione non operativa.

La capsula 2 è in grado di erogare il prodotto alimentare direttamente in un contenitore di fruizione (tazza, bicchiere, ecc.).

L’involucro è sostanzialmente di forma tronco-conica, e cioè a forma di bicchiere oppure di tazza. L'involucro include una parete di base 201 ed una parete laterale 202, definenti una cavità aperta 203, ed un bordo a flangia 204, che si estende dalla parete laterale 202 e circonda, in particolare, la cavità 203. La parete laterale 202 è divergente a partire dalla parete di base 201 fino al bordo a flangia 204.

La cavità 203 è di contenimento di un preparato iniziale (non illustrato), il quale è predisposto per essere, preferibilmente, unito ad un fluido (non illustrato), preferibilmente un liquido caldo oppure freddo in pressione, immesso nella cavità 203 in una fase di iniezione del fluido, per ottenere il prodotto alimentare (non illustrato).

Come detto in precedenza, il preparato iniziale è ad esempio un prodotto alimentare solubile, liofilizzato, deidratato, concentrato, percolabile, liofilizzato, in polvere – ad esempio caffè; alternativamente, il preparato iniziale può ad esempio essere un prodotto alimentare in foglie – ad esempio tè. Il preparato iniziale è da unire ad acqua, preferibilmente calda ed in pressione, per ottenere un prodotto finale, quale una bevanda (ad esempio caffè, orzo, thè, oppure una tisana) oppure un brodo vegetale, nel quale il preparato iniziale è opzionalmente disciolto oppure diluito. Il preparato iniziale può anche non essere unito ad un fluido in pressione ma essere erogato per gravità dalla capsula 2. In tale caso il prodotto alimentare erogato corrisponde al preparato iniziale.

L’involucro, mostrato nelle figure da 1 a 3, è comprimibile e/o schiacciabile ed è quindi deformabile da una configurazione non operativa, in cui la capsula 2 non è stata ancora utilizzata ed è indeformata come mostrato in figura 1, ad una configurazione di erogazione, mostrata nella figura 3, in cui la capsula 2 è aperta, è deformata ed il prodotto alimentare viene erogato.

La parete laterale 202 comprende predefinite linee di cedevolezza 205, per consentire all’involucro di essere compresso e/o schiacciato e/o deformato lungo una direzione sostanzialmente parallela all’asse longitudinale A. L’involucro è comprimibile e questo consente di ridurre progressivamente il volume dell’involucro stesso, riducendo una distanza tra la parete di base 201 ed il bordo a flangia 204 durante una fase di erogazione del prodotto alimentare, come vedremo nel seguito.

La macchina erogatrice 3 comprende una unità di iniezione 301 del fluido ed una unità di erogazione (non illustrata), nella quale la capsula 2 è alloggiabile, per ricevere il fluido iniettato dalla unità di iniezione 301.

L'unità di erogazione comprende una base (non illustrata) nella quale può essere inserito in modo rimovibile un cassetto (non illustrato), nel quale la capsula 2 è inserita da un utilizzatore per ottenere il prodotto finale. Nel dettaglio, il cassetto è scorrevole su guide (non illustrate) dell'unità di erogazione in modo da poter essere inserito, oppure estratto dalla unità di erogazione stessa.

La macchina erogatrice 3 è del tipo mostrato nella domanda WO2015056188, che viene qui incorporata per riferimento in relazione alle parti qui non direttamente illustrate.

L'unità di erogazione comprende un piano di supporto 302 configurato per supportare il bordo a flangia 204 della capsula 2 e per riscontrare l’unità di iniezione 301.

L’unità di iniezione 301 è mobile in direzione verticale tra una pluralità di posizioni operative, come vedremo meglio nel dettaglio più avanti, grazie ad un dispositivo di azionamento (non illustrato).

La capsula 2 comprende un elemento di copertura 206 il quale è fissato al bordo a flangia 204 della capsula 2 per chiudere ermeticamente la cavità 203 ed isolare il preparato iniziale dall’ambiente esterno. L’elemento di copertura 206 è tipicamente una pellicola, come nel seguito vedremo in dettaglio.

La parete di base 201 comprende un’apertura di uscita 207.

La capsula 2 comprende inoltre un elemento di chiusura 208 fissato, come vedremo meglio nel seguito, alla parete di base 201 per chiudere ermeticamente l’apertura di uscita 207 quando la capsula 2 è in una configurazione non operativa. Anche l'elemento di chiusura 208 è realizzato, tipicamente, come una pellicola.

Sia l’elemento di copertura 206 che l’elemento di chiusura 208 sono realizzati con materiali selezionati in modo da preservare nel tempo il preparato iniziale contenuto nella capsula dall’umidità e dall’ossigeno. Nel dettaglio, l’involucro può essere realizzato con un materiale scelto tra uno dei seguenti materiali di una prima lista:

- Poliolefine (preferibilmente PP oppure PE);

- polietilen tereftalato (PET);

-polistirene (PS);

-acido polilattico (PLA);

-Polietilen-furanoato (PEF);

- Materiali biodegradabili e/o compostabili diversi dal PLA, ad esempio di origine vegetale;

- Materiali riciclabili (ad esempio alluminio).

I suddetti materiali della prima lista sono in grado di offrire barriera all’ossigeno e/o all’acqua.

L’elemento di copertura 206 e/o l’elemento di chiusura 208 possono comprendere almeno un materiale scelto tra uno dei seguenti materiali di una seconda lista:

- PET;

- PET comprendente ossidi di alluminio ed ossidi di silicio;

- Alluminio;

- PVDC;

- PP;

- PE;

- PLA;

- EVOH;

- Carta;

- Acetato di cellulosa.

In una forma di attuazione, l’elemento di copertura 206 e/o l’elemento di chiusura 208 possono comprendere almeno due materiali stratificati, in cui ciascun materiale può comprendere almeno uno dei materiali della seconda lista (ad esempio PET/PVDC, PET/Alluminio).

In una ulteriore forma di attuazione, l’elemento di copertura 206 e/o l’elemento di chiusura 208 possono comprendere almeno tre materiali stratificati, in cui ciascun materiale può comprendere almeno uno dei materiali della seconda lista (ad esempio PP/EVOH/PP, PP/EVOH/PE, PP/EVOH/PA).

La capsula 2 comprende inoltre una cannula 209 fissata all’elemento di copertura 206. La cannula 209 si estende attraverso l’apertura di uscita 207 e comprende una prima estremità 210 ed una seconda estremità 211 tra di loro opposte. La cannula 209 è, pertanto, realizzata come un elemento tubolare allungato e rigido ed è alloggiata almeno parzialmente nella cavità 203.

La seconda estremità 211 è configurata per spingere l’elemento di chiusura 208 in allontanamento dalla parete di base 201 distaccandolo dalla parete di base 201 stessa per disporre la capsula 2 in una configurazione di erogazione.

La seconda estremità 211 è disposta ravvicinata alla parete di base 201 quando la capsula 2 è nella condizione non operativa ed è disposta distanziata dalla parete di base 201, quando la capsula 2 è nella configurazione di erogazione. In altre parole, quando la capsula 2 è nella configurazione di erogazione, la cannula 209 fuoriesce dalla parete di base 201 per una porzione pari alla seconda estremità 211.

In accordo con la presente invenzione, l’elemento di chiusura 208 è fissato in modo completamente distaccabile alla parete di base 201 ed è fissato in modo non distaccabile alla seconda estremità 211 della cannula 209, in modo tale che nella configurazione di erogazione l’elemento di chiusura 208 si distacchi completamente dalla parete di base 201 e sia trattenuto in modo non distaccabile dalla seconda estremità 211 della cannula 209. La prima estremità 210 della cannula 209 è configurata per impegnarsi con l’unità di iniezione 301 della macchina erogatrice 3.

Nel dettaglio, la prima estremità 210 comprende una sede 212, la quale è configurata per ricevere il fluido dalla unità di iniezione 301. La sede 212 è disposta, in altre parole, per impegnarsi con l’unità di iniezione 301 della macchina erogatrice 3 in grado di erogare il fluido ed è delimitata lateralmente da una parete laterale 212a che è provvista di almeno un’apertura di alimentazione 213, preferibilmente da una pluralità di aperture di alimentazione 213, in comunicazione con la cavità 203, per alimentare alla cavità 203 il fluido ricevuto dall’unità di iniezione 301. La sede 212 è delimitata da una parete di fondo 212b, per dirigere il fluido ricevuto dalla unità di iniezione 301 attraverso l’apertura di alimentazione 213. Opzionalmente, l’apertura di alimentazione 213 è inclinata in modo predeterminato in modo da dirigere un getto di fluido verso la parete di base 201 oppure in altra direzione.

La seconda estremità 211 comprende una parete frontale 214 (figura 7), la quale è affacciata all’elemento di chiusura 208 e alla quale l’elemento di chiusura 208 è fissato in modo non distaccabile.

La capsula 2 comprende una zona di fissaggio 215 per il fissaggio non distaccabile tra l’elemento di chiusura 208 e la parete frontale 214 della cannula 209. La zona di fissaggio 215 è concentrica ad un asse longitudinale della cannula 209, che coincide con l’asse A longitudinale della capsula 2.

La zona di fissaggio 215 comprende una pluralità di porzioni di fissaggio 216 disposte equispaziate rispetto all’asse longitudinale A, come illustrato nella figura 5 con il colore nero. Secondo una variante non raffigurata, la zona di fissaggio 215 è continua ed ha forma anulare.

La parete di base 201 comprende una porzione anulare esterna 201a, che circonda l’apertura di uscita 207. L’elemento di chiusura 208 è fissato in modo completamente distaccabile alla porzione anulare esterna 201a. Grazie al fatto che l’elemento di chiusura 208 è fissato alla porzione anulare esterna 201a in modo completamente distaccabile ed è fissato in modo non distaccabile alla seconda estremità 211 della cannula 209, in particolare alla parete frontale 214, viene garantito che l’elemento di chiusura 208 rimanga fissato alla capsula 2 al termine della erogazione. Con fissaggio distaccabile si intende il fatto che l’elemento di chiusura 208 si distacca facilmente dalla parete di base 201 alla quale è fissato, ad esempio saldato mediante termosaldatura oppure saldatura ad ultrasuoni, quando viene sottoposto a trazione. L’elemento di chiusura 208 può distaccarsi facilmente dalla parete di base 201 grazie ad una resina termosaldante idonea al contatto con alimenti. Tale resina, in funzione della sua natura, può essere applicata all’elemento di chiusura 208, alla parete di base 201 oppure ad entrambi, mediante una pluralità di metodi di applicazione quali, ad esempio e senza restrizione di generalità, un cosiddetto “extrusion coating” di resine poliolefiniche, un accoppiamento a colla di film poliolefinici, una spalmatura di lacche termosaldanti, e la coestrusione di film multi strato. La termosaldatura dell’elemento di chiusura 208 e della parete di base 201 mediante tale resina termosaldante a saldatura distaccabile genera un bordo di unione 217 sigillante ma facilmente distaccabile.

Come mostrato in figura 5, il bordo di unione 217 distaccabile comprende almeno un promotore di distacco 217a per agevolare una graduale e progressiva separazione del bordo di unione 217 dalla parete di base 201, in corrispondenza della quale il bordo di unione 217 ha forma sostanzialmente a “V”, o a cuneo.

Preferibilmente, il promotore di distacco 217a è parte di una pluralità di promotori di distacco 217a angolarmente equispaziati nel bordo di unione 217 per distribuire l’efficacia di tale distacco lungo l’intero bordo di unione 217.

Secondo una versione non raffigurata, il bordo di unione è privo degli elementi promotori di distacco.

La seconda estremità 211 della cannula 209 comprende un primo tratto ed un secondo tratto.

Come mostrato nelle figure da 1 a 4, il primo tratto è tubolare ed è a sezione costante. Il secondo tratto è sagomato rispetto al primo tratto e comprende una flangia esterna 218.

La flangia esterna 218 circonda perifericamente una porzione terminale del secondo tratto. Quando la capsula 2 è nella configurazione non operativa, la flangia esterna 218 riscontra una porzione della parete di base 201, che circonda l’apertura di uscita 207.

Nel dettaglio, la parete di base 201 comprende una rientranza e la flangia esterna 218 è alloggiata nella rientranza quando la capsula 2 è nella condizione non operativa.

Il primo tratto è di diametro minore della apertura di uscita 207 e definisce, quando la capsula 2 è nella configurazione di erogazione, una zona di erogazione 219 per l’erogazione del prodotto alimentare contenuto nella cavità 203.

Quando la capsula 2 è nella configurazione non operativa, la flangia esterna 218 chiude l’apertura di uscita 207, la quale è in aggiunta sigillata dall’elemento di chiusura 208.

Quando l’unità di iniezione 301 passa dalla posizione di perforazione alla posizione di erogazione di figura 3, la cannula 209 distacca completamente l’elemento di chiusura 208 dalla porzione anulare esterna 201a della parete di base 201, apre la capsula 2 e la capsula 2 passa quindi dalla configurazione non operativa alla configurazione di erogazione. In tale configurazione, la zona di erogazione 219 consente la fuoriuscita del prodotto alimentare.

Si noti che, come raffigurato nella figura 5, la zona di fissaggio 215, per il fissaggio non distaccabile tra l’elemento di chiusura 208 e la parete frontale 214, è prossima all’asse A longitudinale della capsula 2. Opzionalmente, secondo una variante della capsula non raffigurata, la zona di fissaggio 215 può essere disposta in corrispondenza della flangia esterna 218 ed essere, pertanto, disposta in un bordo esterno della parete frontale 214.

Le figure 6 e 7 mostrano una cannula 229 secondo una versione alternativa, che può essere utilizzata sia nella capsula 2 di tipo comprimibile mostrata nelle figure da 1 a 3, che nella capsula 2 di tipo non comprimibile mostrata nella figura 4.

Le parti della cannula 229 comuni alla cannula 209 mostrata nelle figure da 1 a 4 saranno indicate con i medesimi numeri di riferimento già utilizzati in tali figure e non saranno nuovamente descritte in dettaglio.

La cannula 229 è conformata come un elemento allungato e rigido avente una prima estremità 210 e una seconda estremità 211.

Alla prima estremità 210, la cannula 229 è dotata di una sede 212 configurata per ricevere il fluido dalla unità di iniezione 301. La sede 212 è funzionalmente e strutturalmente analoga alla sede 212 della cannula 209, dalla quale può differire soltanto per dettagli secondari, quali ad esempio la profondità. Nell’esempio raffigurato, la sede 212 della cannula 229 è infatti più profonda rispetto alla sede 212 della cannula 209. Quando la cannula 229 è disposta all’interno della capsula 2, la sede 212 è in comunicazione di fluido con la cavità 203 attraverso una pluralità di aperture di alimentazione 213 ricavate in una parete laterale 212a della sede 212. Nell’esempio raffigurato, la pluralità di aperture di alimentazione 213 comprende due aperture di alimentazione 213 diametralmente opposte, ma questa condizione non è necessaria. Attraverso le aperture di alimentazione 213, il fluido erogato nella sede 212 può raggiungere la cavità 203 per mescolarsi con il preparato iniziale ivi contenuto.

La cannula 229 si estende lungo un asse che, quando la cannula 229 è disposta all’interno della capsula 2, coincide con l’asse A di quest’ultima. Come mostrato in figura 7, la cannula 229 comprende un condotto interno 230, il quale è longitudinale, ossia si estende lungo l’asse della cannula 229. Il condotto interno 230 si estende dalla sede 212, in particolare dalla parete di fondo 212b della sede 212, fino ad una ulteriore apertura di alimentazione 231. Quest’ultima è in comunicazione con la cavità 203, cosicché il fluido possa essere erogato nella cavità 203.

L’ulteriore apertura di alimentazione 231 può essere definita da un recesso ricavato in una porzione intermedia 232 della cannula 229, la quale è disposta tra la prima estremità 210 e la seconda estremità 211. Tale recesso si estende trasversalmente all’asse della cannula 229 con una ampiezza angolare dell’ordine di 180° o poco minore, cosicché il fluido possa essere erogato in un’ampia zona della cavità 203.

L’ulteriore apertura di alimentazione 231 è inclusa in una pluralità di ulteriori aperture di alimentazione in comunicazione con la cavità 203 per erogare il fluido nella cavità 203. In particolare, mentre le aperture di alimentazione 213 mettono la sede 212 in comunicazione di fluido con la cavità 203, le ulteriori aperture di alimentazione mettono il condotto interno 230 in comunicazione di fluido con la cavità 203.

Nell’esempio raffigurato, la pluralità di ulteriori aperture di alimentazione comprende, oltre all’ulteriore apertura di alimentazione 231 già descritta, un’ulteriore apertura di alimentazione 231a interposta fra l’ulteriore apertura di alimentazione 231 e la sede 212. L’ulteriore apertura di alimentazione 231a è cioè più vicina alla prima estremità 210 rispetto all’ulteriore apertura di alimentazione 231.

Anche l’ulteriore apertura di alimentazione 231a, nell’esempio raffigurato, è definita da un recesso ricavato nella porzione intermedia 232, che si estende trasversalmente all’asse della cannula 229 con un’ampiezza angolare dell’ordine di 180° o poco minore.

Le ulteriori aperture di alimentazione 231, 231a permettono di erogare il fluido in punti della cavità 203 relativamente lontani dalla sede 212, il che è particolarmente utile nel caso di una capsula 2 di grandi dimensioni. La prima estremità 210 della cannula 229 può comprendere una porzione allargata 233, avente un diametro maggiore del diametro della porzione intermedia 232. All’interno della porzione allargata 233 è ricavata la sede 212.

La seconda estremità 211 della cannula 229 può comprendere un primo tratto, adiacente alla porzione intermedia 232 e di diametro pari a quello della porzione intermedia, ed un secondo tratto realizzato come una porzione troncoconica 234, che nell’esempio raffigurato è internamente piena, ossia priva di fori. La porzione troncoconica 234 è interposta fra il primo tratto e la parete frontale 214, già descritta con riferimento alle figure da 1 a 4. In maggior dettaglio, la parete frontale 214 delimita la porzione troncoconica 234 dalla parte opposta rispetto al primo tratto della seconda estremità 211. Quando la cannula 229 è disposta in una capsula 2, alla parete frontale 214 è fissato, tramite un fissaggio non distaccabile, l’elemento di chiusura 208, secondo le modalità precedentemente descritte con riferimento alle figure da 1 a 4.

La flangia esterna 218, già descritta in precedenza con riferimento alle figure da 1 a 4, sporge radialmente rispetto alla porzione troncoconica 234.

Nella versione delle figure 6 e 7, la seconda estremità 211 della cannula 229 comprende pertanto un primo tratto ed un secondo tratto, in cui il secondo tratto ha una conformazione troncoconica (ed è identificabile con la porzione troncoconica 234) e comprende la flangia esterna 218.

Nel seguito verranno descritte l’unità di erogazione 301 e il comportamento della capsula 2 durante l’uso, con riferimento ad una capsula 2 comprendente la cannula 209 delle figure da 1 a 4. E’ inteso che le medesime considerazioni valgono anche quando la capsula 2 comprende la cannula 229 delle figure 6 e 7, a meno che non venga esplicitamente indicato il contrario.

L’unità di iniezione 301 comprende un elemento perforatore 303 dotato di un asse longitudinale, il quale preferibilmente è un asse di simmetria della unità di iniezione 301 e coincide con l’asse longitudinale A della capsula 2, quando la capsula 2 è inserita nella macchina erogatrice 3.

L’elemento perforatore 303 è configurato per perforare l'elemento di copertura 206 e per erogare il fluido. L’elemento perforatore 303 comprende, infatti, una estremità di perforazione in corrispondenza della quale sfocia anche un condotto interno di alimentazione del fluido. L’estremità di perforazione è disposta per dirigere il fluido erogato assialmente lungo l’asse longitudinale A. L’elemento perforatore 303 è preferibilmente cilindrico ad estremità inclinata di perforazione.

L’unità di iniezione 301 comprende inoltre un elemento di posizionamento 304, il quale è configurato per riscontrare il bordo a flangia 204 della capsula 2.

L’unità di iniezione 301 è mobile lungo l'asse longitudinale A tra: una posizione non operativa, mostrata nella figura 1, nella quale la capsula 2 è inseribile nella macchina erogatrice e l’unità di iniezione 301 è distante dalla capsula 2; una posizione di perforazione, mostrata nella figura 2, nella quale l'elemento perforatore 303 è alloggiato nella sede 212 ma l’elemento di chiusura 208 è ancora fissato alla capsula 2 e una posizione di erogazione, mostrata nella figura 3, nella quale l'elemento di posizionamento 304 si impegna con il bordo a flangia 204 della capsula 2 e la cannula 209 è spinta dall'unità di iniezione 301 verso l'elemento di chiusura 208, distaccando completamente l'elemento di chiusura 208 dalla parete di base 201 ed aprendo la capsula 2.

Quando l’unità di iniezione 301 passa dalla posizione di perforazione alla posizione di erogazione, la cannula 209, spinta verso il basso, apre la capsula 2 mentre l’elemento di posizionamento 304 riscontra il bordo a flangia 204. Quando l’elemento di posizionamento 304 riscontra il bordo a flangia 204 la capsula 2 è stata aperta e pertanto il fluido può essere iniettato nella capsula 2 per ottenere il prodotto alimentare.

Vantaggiosamente, dal momento che la sede 212 della cannula 209 della capsula 2 riceve l’elemento perforatore 303, l’elemento perforatore 303, alla cui estremità sfocia un condotto di erogazione del fluido, può erogare il fluido nella sede 212 e pertanto alimentare la cavità 203 mediante l’apertura di alimentazione 213 senza rischio che il fluido possa fuoriuscire dalla sede 212 stessa, contaminando altre parti della macchina erogatrice 3. In aggiunta, il fluido è alimentato alla capsula 2 senza perdite di carico e ciò garantisce una realizzazione ottimale del prodotto alimentare nella cavità 203.

Abbiamo detto che l’unità di iniezione 301 è mobile, oltre che dalla posizione non operativa di figura 1 alla posizione di perforazione di figura 2, anche dalla posizione di perforazione di figura 2 alla posizione di erogazione di figura 3.

Durante quest’ultima movimentazione dell’unità di iniezione 301, la cannula 209 è spinta verso il basso per distaccare l’elemento di chiusura 208 ed aprire la capsula 2. La capsula 2, aperta, passa quindi da una configurazione non operativa ad una configurazione di erogazione.

Si noti che la cannula 209 viene spinta per una corsa pari alla distanza tra la posizione di perforazione e la posizione di erogazione, che dipende dalla distanza tra l’elemento perforatore 303 e l’elemento di posizionamento 304. Tale corsa può essere variata. Ad esempio, potrebbe essere selezionata una corsa tale da disporre la flangia esterna 218 distante dalla parete di base 201, quando l’unità di iniezione 301 è nella posizione di erogazione.

Nella configurazione di erogazione, la capsula 2 è aperta ed il fluido può essere iniettato nella capsula 2 e quindi può essere ottenuto nella cavità 203 il prodotto alimentare, che può anche essere erogato nel contenitore di fruizione.

Tuttavia, la parete laterale 202 della capsula 2 è deformabile e comprimibile lungo predefinite linee di cedevolezza 205, e pertanto ciò consente all’involucro di essere compresso o schiacciato in una direzione parallela all’asse longitudinale della capsula 2 ai fini della erogazione del prodotto alimentare quando la capsula è nella configurazione di erogazione. La posizione di erogazione della unità di iniezione 301 è anche una posizione di compressione per la capsula 2.

L’involucro della capsula 2 riduce progressivamente il proprio volume fino ad avere un volume minimo in corrispondenza della posizione di erogazione della unità di iniezione 301. La flangia esterna 218 della cannula 209 è distante dalla parete di base 201, che continua a riscontrare il piano d’appoggio 302, ed il prodotto alimentare, ottenuto nella cavità 203, è a maggior ragione erogato attraverso la zona di erogazione 219.

La compressione della capsula 2 durante l’erogazione favorisce la fuoriuscita di un prodotto alimentare viscoso oppure pastoso.

La capsula 2 mostrata nella figura 4 differisce dalla capsula 2 delle figure da 1 a 3 descritte in precedenza in quanto la parete laterale 202 della capsula 2 è priva delle linee di cedevolezza 205.

In tale caso, quando l’unità di iniezione 301 passa dalla posizione di perforazione alla posizione di erogazione di figura 4, la cannula 209 distacca completamente l’elemento di chiusura 208, apre la capsula 2 e la capsula 2 passa quindi dalla configurazione non operativa alla configurazione di erogazione. Di nuovo, la zona di erogazione 219 consente la fuoriuscita del prodotto alimentare.

Si aggiunge che, sia nel caso della capsula 2 comprimibile delle figure da 1 a 3 che nel caso della capsula 2 comprimibile di figura 4, il prodotto alimentare può essere ottenuto iniettando il fluido già quando l’unità di iniezione 301 è nella configurazione di perforazione, in quanto l’unità di iniezione 301 è in grado di impegnarsi a tenuta con la capsula 2 nella posizione di perforazione. Tuttavia, per poter immettere fluido in pressione nella cavità 203, quando l'elemento di chiusura 208 non è stato ancora distaccato dalla parete di base 201, è previsto che la macchina erogatrice comprenda un ugello di sfiato (non raffigurato) e che l'ugello di sfiato perfori l'elemento di copertura 206 prima che l’unità di iniezione 301 eroghi fluido in pressione nella cavità 203.

Se la parete laterale 202 della capsula 2 è priva delle linee di cedevolezza, la movimentazione dell’unità di iniezione 301 dalla posizione di perforazione alla posizione di erogazione consente di distaccare completamente l’elemento di chiusura 208 e di disporre la capsula nella configurazione di erogazione. Ai fini della erogazione, non è prevista alcuna compressione della capsula ma la compressione potrebbe essere richiesta ai fini dello smaltimento dei rifiuti.

In uso, il sistema 1 prevede l’inserimento di una capsula 2 in accordo con la presente invenzione in una macchina erogatrice 3 dotata dell’unità di iniezione 301. La capsula 2 è inserita nella condizione non operativa quando il dispositivo di iniezione 301 è in una posizione non operativa. Se ora consideriamo la capsula 2 delle figure da 1 a 3, in cui, ad esempio, la cavità 203 contiene un preparato iniziale solubile quale ad esempio caffè oppure da infusione come ad esempio tè in foglie, l’unità di iniezione 301 è movimentata dalla posizione non operativa alla posizione di perforazione nella quale l’unità di iniezione 301 è in grado di impegnarsi a tenuta con la capsula 2.

La capsula 2 è ancora in una configurazione non operativa in quanto non è stata ancora aperta. Si noti che il fluido potrebbe essere già erogato nella capsula 2, quando l’unità di iniezione 301 è nella configurazione di perforazione e la macchina erogatrice 3 comprende l’ugello di sfiato.

Successivamente, quando l’unità di iniezione 301 è ulteriormente movimentata nella posizione di erogazione, la capsula 2 passa dalla configurazione non operativa alla configurazione di erogazione, in quanto l’elemento di chiusura 208 è completamente distaccato dalla parete di base 201 e la capsula 2 è aperta. Il fluido può essere erogato nella capsula 2 per ottenere il prodotto alimentare e per far fuoriuscire il prodotto alimentare dalla capsula 2 quando l’unità di iniezione 301 è nella posizione di erogazione.

Dal momento che il primo tratto della seconda estremità 211 della cannula 209 è di diametro minore della apertura di uscita 207, quando la capsula 2 è nella configurazione di erogazione, la cannula 209 definisce la zona di erogazione 219 tra la cannula 209 stessa e l’apertura di uscita 207 per l’erogazione del prodotto alimentare contenuto nella cavità 203.

La zona di erogazione 219 è progressivamente crescente, man mano che la flangia esterna 218 si allontana dalla parete di base 201. Ciò è particolarmente evidente qualora si utilizzi una capsula 2 provvista di una cannula 229 del tipo mostrato nelle figure 6 e 7. In questo caso, il diametro della zona di erogazione 219, vista in pianta, aumenta progressivamente man mano che la porzione troncoconica 234, fuoriuscendo dalla cavità 203, si allontana dalla apertura di uscita 207.

Il fluido può essere anche erogato nella capsula 2 per ottenere il ottenere il prodotto alimentare quando l’unità di iniezione 301 è nella configurazione di perforazione, ma in tale caso è necessaria la presenza di un condotto di sfiato.

Opzionalmente, anche quando la capsula 2 è priva delle linee di cedevolezza 205, la capsula 2 può essere successivamente compressa e schiacciata dall’unità di iniezione 301, che può disporsi in una posizione finale di compressione al fine dello smaltimento dei rifiuti.

Pertanto, viene fornito un sistema di realizzazione di un prodotto alimentare funzionante in modo ottimale sia con una capsula comprimibile che con una capsula priva di linee di cedevolezza e che in aggiunta garantisce che l’elemento di chiusura 208 sia trattenuto in modo efficace dalla capsula 2, in modo semplice ed economico.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Capsula comprendente: - un involucro (201, 202, 204), che include: una parete di base (201), che include un’apertura di uscita (207), ed una parete laterale (202) definenti una cavità di contenimento (203) di un preparato iniziale da unire ad un fluido per ottenere un prodotto alimentare; un bordo a flangia (204) estendentesi dalla parete laterale (202); - un elemento di copertura (206), fissato al bordo a flangia (204) per chiudere ermeticamente la cavità (203), il quale è perforabile da una unità di iniezione (301) del fluido di una macchina erogatrice (3), nella quale la capsula (2) è alloggiabile; - un elemento di chiusura (208) fissato alla parete di base (201) per chiudere ermeticamente l’apertura di uscita (207) quando la capsula (2) è in una configurazione non operativa; - una cannula (209; 229), la quale è fissata all’elemento di copertura (206) e si estende attraverso l’apertura di uscita (207), in cui la cannula (209; 229) comprende: - una prima estremità (210) ed una seconda estremità (211) tra di loro opposte, in cui la prima estremità (210) è configurata per impegnarsi con l’unità di iniezione, ed in cui la seconda estremità (211) è configurata per spingere l’elemento di chiusura (208) in allontanamento dalla parete di base (201) distaccandolo dalla parete di base (201) stessa, in modo da disporre la capsula (2) in una configurazione di erogazione; la detta seconda estremità (211) essendo disposta ravvicinata alla parete di base (201) quando la capsula (2) è nella configurazione non operativa ed essendo disposta distanziata dalla parete di base (201), quando la capsula (2) è nella configurazione di erogazione; caratterizzata dal fatto che l’elemento di chiusura (208) è fissato in modo completamente distaccabile alla parete di base (201) ed è fissato in modo non distaccabile alla seconda estremità (211) della cannula (209; 229), in modo tale che nella configurazione di erogazione l’elemento di chiusura (208) si distacchi completamente dalla parete di base (201) e sia trattenuto in modo non distaccabile dalla seconda estremità (211) della cannula (209; 229).
2. 2. Capsula secondo la rivendicazione 1, in cui la seconda estremità (211) comprende una parete frontale (214), la quale è affacciata all’elemento di chiusura (208) e alla quale l’elemento di chiusura (208) è fissato in modo non distaccabile.
3. 3. Capsula secondo la rivendicazione 2, e comprendente una zona di fissaggio (215) per il fissaggio non distaccabile tra l’elemento di chiusura (208) e la parete frontale (214) la quale è concentrica ad un asse longitudinale della cannula (209; 229).
4. 4. Capsula secondo la rivendicazione 3, in cui la zona di fissaggio (215) è anulare oppure in cui la zona di fissaggio (215) comprende una pluralità di porzioni di fissaggio (216) disposte equispaziate rispetto all’asse longitudinale.
5. 5. Capsula secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la parete di base (201) comprende una porzione anulare esterna (201a), che circonda l’apertura di uscita (207), l’elemento di chiusura (208) essendo fissato in modo completamente distaccabile a detta porzione anulare esterna (201a).
6. 6. Capsula secondo la rivendicazione 5, in cui la seconda estremità (211) comprende un primo tratto ed un secondo tratto, il quale comprende una flangia esterna (218).
7. 7. Capsula secondo la rivendicazione 6, in cui il primo tratto è un tratto tubolare a sezione costante.
8. 8. Capsula secondo la rivendicazione 6, oppure 7, in cui il secondo tratto ha una conformazione troncoconica.
9. 9. Capsula secondo una delle rivendicazioni da 6 a 8, in cui la parete di base (201) comprende una rientranza ed in cui la flangia esterna (218) è alloggiata nella detta rientranza quando la capsula (2) è nella configurazione non operativa.
10. 10. Capsula secondo una delle rivendicazioni da 6 a 9, in cui il primo tratto è di diametro minore della apertura di uscita (207) e definisce, quando la capsula (2) è nella configurazione di erogazione, una zona di erogazione (219) per l’erogazione del prodotto alimentare contenuto nella cavità (203).
11. 11. Capsula secondo una delle rivendicazioni da 6 a 10, quando dipendente da una delle rivendicazioni 3 oppure 4, in cui la zona di fissaggio (215) è disposta in corrispondenza a detta flangia esterna (218).
12. 12. Capsula secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima estremità (210) comprende una sede (212) disposta per ricevere un elemento perforatore (303) dell’unità di iniezione (301) di fluido.
13. 13. Capsula secondo la rivendicazione 12, in cui la sede (212) comprende almeno una apertura di alimentazione (213), la quale è in comunicazione con la cavità (203) per alimentare alla cavità (203) il fluido ricevuto dalla unità di iniezione (301).
14. 14. Capsula secondo la rivendicazione 13, in cui la cannula (229) comprende un condotto interno (230) il quale è longitudinale e si estende dalla sede (212) fino ad una ulteriore apertura di alimentazione (231), anch’essa in comunicazione con la cavità (203) per alimentare il fluido alla cavità (203).
15. 15. Capsula secondo la rivendicazione 14, in cui l’ulteriore apertura di alimentazione (231) è parte di una pluralità di ulteriori aperture di alimentazione (231, 231a) in comunicazione con la cavità (203) per erogare il fluido nella cavità (203).