ITMI20130906A1

ITMI20130906A1 - Cartuccia per l'estrazione di una bevanda.

Info

Publication number: ITMI20130906A1
Application number: IT000906A
Authority: IT
Inventors: Claudio Bolzicco; Giuseppe Cutuli; Bruno Dellapietra
Original assignee: Illycaffe Spa
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2014-12-04
Also published as: CN105705439A; JP2016524501A; CA2910316A1; WO2014195307A1; EP3003911A1; KR20160014637A; BR112015029096A2; US20160101929A1; CN105705439B

Description

CARTUCCIA PER Lâ€™ESTRAZIONE DI UNA BEVANDA.

Il presente trovato ha come oggetto una cartuccia per l'estrazione di una bevanda mediante iniezione di un fluido sotto pressione.

Attualmente sono note varie tipologie di cartucce per l'ottenimento di bevande quali il caffÃ ̈ espresso o simili, nelle quali il volume interno alla cartuccia che contiene la sostanza da estrarre, ad esempio caffÃ ̈ tostato e macinato, consente una buona tenuta all'aria. Tale risultato viene ottenuto utilizzando un corpo unico di contenimento della sostanza, conformato a tazza e sigillato superiormente da un film o da un coperchio, perforabili per consentire l'iniezione del fluido sotto pressione, che Ã ̈ tipicamente acqua .

Queste soluzioni di tipo noto presentano, sulla parete di fondo del corpo a tazza, un indebolimento che puÃ² essere rotto per effetto della pressione del fluido che viene iniettato nella cartuccia. Con l'aumento della pressione interna della cartuccia, infatti, questa parete di fondo si deforma gonfiandosi verso l'esterno e provocando conseguentemente la rottura in corrispondenza degli indebolimenti.

Un inconveniente della tecnica nota Ã ̈ che, per separare la sostanza da estrarre dalla parete di fondo dalla quale fuoriesce la bevanda, si Ã ̈ costretti a ricorrere a filtri rigidi in plastica, poichÃ© se si utilizzasse invece un filtro in foglio, ad esempio carta filtro, tessuto non tessuto o altro materiale flessibile, con la rottura della parete di fondo della cartuccia il filtro in foglio tenderebbe a spanciare attraverso le zone lacerate della parete di fondo.

L'utilizzo di filtri rigidi comporta l'utilizzo di una maggiore quantitÃ di plastica e problemi in fase di fabbricazione, essenzialmente legati all'inserimento di tale filtro rigido nel corpo a tazza della cartuccia.

Compito precipuo del presente trovato Ã ̈ quello di fornire una cartuccia per l'estrazione di una bevanda che sia in grado di migliorare la tecnica nota in uno o piÃ¹ degli aspetti sopra indicati .

Meli' ambito di questo compito, uno scopo del trovato Ã ̈ quello di realizzare una cartuccia per l'estrazione di una bevanda mediante iniezione di un fluido sotto pressione che presenti un fondo fratturabile per effetto della sola pressione interna alla cartuccia e in cui la frattura del fondo della cartuccia per la fuoriuscita della bevanda possa essere controllata e limitata.

Un altro scopo del trovato Ã ̈ quello di realizzare una cartuccia per l'estrazione di una bevanda mediante iniezione di un fluido sotto pressione che, per ottenere la frattura del fondo da cui esce la bevanda, eviti l'utilizzo di elementi esterni che non appartengano alla cartuccia, quali ad esempio punzoni o elementi di contropressione applicati nella camera di estrazione dove viene collocata la cartuccia.

Ancora, la presente invenzione ha come scopo realizzare una cartuccia per l'estrazione di una bevanda mediante iniezione di un fluido sotto pressione che, grazie alla controllabilitÃ della frattura, possa consentire l'utilizzo eventuale di un filtro in foglio quale carta filtro o simili.

Non ultimo scopo del trovato Ã ̈ quello di realizzare una cartuccia per l'estrazione di una bevanda mediante iniezione di un fluido sotto pressione che sia di elevata affidabilitÃ , di relativamente facile realizzazione e a costi competitivi .

Questo compito, nonchÃ© questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da una cartuccia per l'estrazione di una bevanda mediante iniezione di un fluido sotto pressione, comprendente un corpo di contenimento adatto a contenere una sostanza e a ricevere detto fluido sotto pressione, detto corpo di contenimento comprendendo una parete di fondo dotata di almeno un indebolimento fratturabile per effetto di detta pressione del fluido in modo da generare una luce di uscita della bevanda, caratterizzata dal fatto che la cartuccia comprende, esternamente a detto corpo di contenimento, una battuta che si affaccia senza contatto verso detta parete di fondo per limitare la deformazione di detta parete di fondo per effetto di detta pressione del fluido e conseguentemente l'entitÃ della frattura di detto almeno un indebolimento.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, della cartuccia secondo il trovato, illustrata, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 Ã ̈ una vista laterale di una cartuccia secondo una forma di realizzazione del trovato ;

la figura 2 Ã ̈ una sezione assiale della cartuccia di figura 1 secondo il piano II-II;

la figura 3 Ã ̈ una vista prospettica del corpo di contenimento della sostanza da estrarre utilizzato nella cartuccia di figura 1;

la figura 4 Ã ̈ una vista prospettica del supporto della battuta di limitazione della frattura utilizzato nella cartuccia di figura 1; la figura 5 Ã ̈ una vista da sopra del supporto di figura 4;

la figura 6 Ã ̈ una sezione secondo il piano VI -VI del supporto di figura 5;

la figura 7 Ã ̈ una vista in pianta dall'alto della parete di fondo di una cartuccia secondo un'altra forma di realizzazione del trovato;

la figura 8 Ã ̈ una vista di dettaglio della regione centrale della parete di fondo di figura 7 .

Con riferimento alle figure citate, una cartuccia secondo il trovato, indicata globalmente con il numero di riferimento 1, comprende un corpo di contenimento 2 adatto a contenere una sostanza, non illustrata, da cui estrarre la bevanda e a ricevere un fluido sotto pressione, in particolare acqua .

Nelle forme di realizzazione preferite del trovato, la sostanza puÃ² essere caffÃ ̈ tostato e macinato e l'acqua sotto pressione puÃ² essere acqua calda, ad esempio a circa 90-99°C e pressione di 9-12 bar circa, in modo che la bevanda ottenuta sia caffÃ ̈ espresso.

In alternativa, la sostanza contenuta nella cartuccia puÃ² essere caffÃ ̈ solubile, oppure una qualsiasi sostanza edibile in polvere, in foglie o liofilizzata, oppure puÃ² consistere in un concentrato .

Il corpo di contenimento 2, realizzabile ad esempio in materiale polimerico mediante tecniche di stampaggio quali, per esempio, iniezione, e/o compressione, o di termoformatura o di estrusione, Ã ̈ conformato a tazza o bicchiere ed Ã ̈ sigillato superiormente da un coperchio 3, il quale Ã ̈ perforabile in modo da consentire l'iniezione del fluido in pressione. Nella forma di realizzazione illustrata, il coperchio 3 Ã ̈ anch'esso realizzato mediante stampaggio, termoformatura o estrusione, e puÃ² corrispondere al coperchio della cartuccia descritta nel brevetto europeo EP2049416B1, qui incorporato per riferimento.

In alternativa, il coperchio 3 puÃ² essere realizzato anche come un film impermeabile, in modo noto.

Il corpo di contenimento 2 Ã ̈ preferibilmente privo di aperture e presenta una parete di fondo 4 dotata di almeno un indebolimento 5 fratturabile per effetto della pressione del fluido iniettato nella cartuccia 1, in modo da generare attraverso tale parete 4 una luce di uscita della bevanda.

L'indebolimento puÃ² essere ottenuto in modo noto mediante una riduzione dello spessore in una o piÃ¹ zone lineari della parete di fondo lungo linee predefinite in fase di fabbricazione del corpo di contenimento 2.

La parete di fondo 4 puÃ² presentare una pluralitÃ di rilievi 6 sporgenti verso l'interno della cartuccia 1, preferibilmente con una granularitÃ tale da definire contemporaneamente una canalizzazione fitta per il convogli amento della bevanda estratta verso la luce di uscita generata con la frattura dell'indebolimento 5 e un'ampia superficie di supporto di un filtro, preferibilmente un filtro in foglio 7, ad esempio di carta filtro, carta politenata, foglio di tessuto non tessuto o altro materiale in film avente capacitÃ filtranti nei confronti delle particelle solide della sostanza contenuta nella cartuccia 1 .

I rilievi 6 possono essere ottenuti, in fase di stampaggio del corpo di contenimento 2, come nervature ad arco concentriche, disposte in maniera tale da definire canali concentrici e canali radiali, ad esempio di profonditÃ e larghezza media di circa 1 mm.

L'indebolimento 5 puÃ² estendersi lungo almeno uno spigolo alla base di almeno uno di detti rilievi 6, ad esempio lungo entrambi gli spigoli sostanzialmente longitudinali 62a e 62b alla base di un rilievo centrale 61 di rinforzo che si estende diametralmente in una regione circolare centrale 40 della parete di fondo 4.

L'indebolimento 5 puÃ² estendersi anche lungo una linea diametrale 51 della regione 40, incrociando trasversalmente la direzione del rilievo centrale 61 e generando conseguentemente dei punti di incontro 53 tra l'indebolimento lungo la linea diametrale 51 e gli indebolimenti 52 lungo gli spigoli 62a e 62b del rilievo centrale 61. In questo caso, le direzioni diametrali del rilievo centrale 61 e della linea 51 sono preferibilmente sostanzialmente ortogonali, in modo da definire quattro settori circolari dotati di nervature 63 e con punti di frattura iniziale 53 .

In una forma di realizzazione alternativa del trovato, illustrata nelle figure 7 e 8, la parete di fondo 401 del corpo di contenimento 2 presenta ancora una pluralitÃ di rilievi 600 come nella prima forma di realizzazione, ovvero sporgenti verso L 'interno della cartuccia con una granularitÃ tale da definire contemporaneamente una canalizzazione fitta per il convogli amento della bevanda estratta verso la luce di uscita generata con la frattura di un indebolimento 5 e un'ampia superficie di supporto di un filtro, preferibilmente un filtro in foglio, ad esempio di carta filtro, carta politenata, foglio di tessuto non tessuto o altro materiale in film avente capacitÃ filtranti nei confronti delle particelle solide della sostanza contenuta nella cartuccia. L'indebolimento 5 Ã ̈ tuttavia ottenuto in una regione centrale sostanzialmente circolare 400 di tale parete di fondo 401 mediante linee di indebolimento 501 e 502 adatte a definire una coppia di spicchi a spirale 503 come illustrati in figura 8. Nelle zone delimitate da tali spicchi 503 all'interno della regione circolare 400 possono essere presenti ulteriori rilievi 601 sostanzialmente dello stesso spessore dei rilievi 600 .

In entrambe le forme di realizzazione, esternamente al corpo di contenimento 2, la cartuccia 1 secondo il trovato comprende una battuta 8 che si affaccia verso la faccia esterna della parete di fondo 4, 401 senza toccarla in condizioni di riposo ovvero prima dell'estrazione della bevanda.

La battuta 8 Ã ̈ ricavata su un supporto sagomato 80 che Ã ̈ fissato, eventualmente in modo amovibile, sul corpo di contenimento 2 in corrispondenza della parete di fondo 4, 401 ad esempio mediante interferenza meccanica tra un bordo 82 del supporto 80 e una nervatura anulare 41 sporgente verso l'esterno dalla parete di fondo 4 .

PiÃ¹ in particolare, la battuta 8 si estende dal suo supporto 80 trasversalmente verso la zona 40, 400 della parete di fondo 4, 401 dove Ã ̈ presente l'indebolimento 5. Preferibilmente, nel caso della forma di realizzazione delle figure 1-6, la battuta 8 si estende verso il rilievo centrale 61. La battuta 8 ha lo scopo di limitare la deformazione della parete di fondo 4, 401 susseguente alla frattura dell'indebolimento 5 dovuta alla pressione del fluido iniettato nella cartuccia e, conseguentemente, di limitare l'entitÃ della frattura dell'indebolimento 5.

La battuta 8 non si trova in contatto con la parete di fondo 4, 401 in assenza della pressione generata dal fluido in ingresso, ma si trova ad una distanza D dalla faccia esterna della parete di fondo 4, 401. Per questo motivo, la battuta 8 non serve a generare la frattura dellâ€™indebolimento 5 della parete di fondo 4, 401 della cartuccia. Tale frattura, invece, viene generata esclusivamente per effetto della pressione interna alla cartuccia 1 in fase di estrazione della bevanda. La battuta 8 definisce un elemento meccanico di finecorsa che limita lâ€™ulteriore lacerazione dell'indebolimento 5 e, quindi, l'eventuale fuoriuscita del filtro in foglio 7 attraverso le lacerazioni che definiscono la luce di uscita della bevanda. Regolando in questo modo l'entitÃ della frattura, viene conseguentemente regolato il flusso della bevanda in uscita dalla cartuccia 1.

La battuta 8 Ã ̈ preferibilmente ricavata su un ostacolo 9 del supporto 80 fissato al corpo di contenimento 2, il quale ostacolo Ã ̈ affacciato verso la luce di uscita della bevanda che si genera con la frattura dell'indebolimento 5, in modo da rallentare e/o controllare il flusso della bevanda estratta ed evitare un effetto spruzzo, consentendo cosi l'erogazione diretta della bevanda in una tazza o bicchiere.

L'ostacolo 9 puÃ² essere una vasca di calma, ad esempio conformata ad ogiva come nelle figure in modo da definire una opportuna superficie esterna adatta a rendere regolare il flusso della bevanda. Tale vasca puÃ² presentare un orlo 91 appoggiato sulla parete di fondo 4, 401 del corpo di contenimento 2 e dotato di una o piÃ¹ aperture o tacche 92 per il trabocco della bevanda che si raccoglie nella vasca.

In questo caso la battuta 8 Ã ̈ ottenuta con almeno un elemento 81, ad esempio un piolo, sporgente dal fondo della vasca di calma 9 verso la faccia esterna della parete di fondo 4, 401 del corpo di contenimento 2 della cartuccia 1, piÃ¹ in particolare in corrispondenza del rilievo centrale 61 nel caso della forma di realizzazione delle figure 1-6.

Il supporto 80 puÃ² comprendere, attorno alla vasca di calma 9 e al relativo orlo 91, una parete anulare 93 concentrica all'orlo 91 e adatta a isolare la zona anulare interna del supporto 8 attorno all'orlo 91 dotata di almeno un passaggio 95 per la fuoriuscita della bevanda da una zona anulare esterna del supporto 80 che Ã ̈ dotata di pareti radiali di rinforzo 94.

Il funzionamento della cartuccia secondo il trovato risulta evidente dalla descrizione precedente. In particolare, con riferimento alla forma di realizzazione delle figure 1-6, nello stato di riposo la battuta 8 del supporto 80 si trova ad una distanza D dalla faccia esterna della parete di fondo 4 del corpo di contenimento 2 della cartuccia 1.

Quando la cartuccia viene inserita in una macchina per l'estrazione della bevanda, di per sÃ© di tipo noto, il coperchio 3 viene perforato da un punzone, che puÃ² coincidere con un ugello per l'iniezione del fluido in pressione utilizzato per ottenere la bevanda in combinazione con la sostanza contenuta nella cartuccia 1.

La perforazione del coperchio 3 potrebbe non essere necessaria qualora questo sia giÃ aperto.

Successivamente, il fluido in pressione viene immesso nella cartuccia 1, in modo da consentirne la miscelazione con la sostanza accolta nella camera di contenimento 2. Questa operazione comporta l'aumento della pressione interna alla cartuccia 1 e, conseguentemente, la deformazione della parete di fondo 4 verso l'esterno.

A causa di questa deformazione, gli indebolimenti 5 cominciano a fratturarsi, in particolare a partire dai punti di incontro 53 e lungo i tratti iniziali delle linee di indebolimento 51 e 52 che dipartono da tale punto 53 .

Con la deformazione il rilievo centrale 61 si trascina anche le zone lacerate della regione centrale 40 della parete di fondo 4. Tuttavia, dopo aver percorso il tratto D, la corsa del rilievo centrale 61 viene bloccata dalla battuta 8 del piolo 81, limitando conseguentemente l'ulteriore divaricazione dei lembi lacerati originariamente delimitati dalle linee di indebolimento 51 e 52.

Nel frattempo, la bevanda potrÃ fuoriuscire da tali lacerazioni, essere rallentata dalla vasca 9, risalire tale vasca fino alle aperture 92 e poi defluire definitivamente verso l'esterno della cartuccia attraverso i passaggi 95 definiti sul supporto 80 coassialmente attorno alla vasca 9 e lambendo la superficie esterna di tale vasca 9, opportunamente conformata ad ogiva.

Nella forma di realizzazione delle figure 7-8 il funzionamento Ã ̈ analogo. In particolare, la frattura dell'indebolimento per effetto della pressione interna alla cartuccia inizia e si mantiene in almeno uno dei segmenti interni 501a e 502a delle linee 501 e 502 sui quali si affaccia il vertice del rispettivo spicchio opposto 503. L'ulteriore divaricazione dei lembi lacerati originariamente delimitati dalle linee di indebolimento 501 e 502 viene tuttavia impedita dal contatto dell'area centrale della regione 400 con la battuta 8.

Si Ã ̈ in pratica constatato come la cartuccia secondo il trovato assolva pienamente il compito prefissato in quanto consente di controllare e limitare la frattura del fondo della cartuccia per la fuoriuscita della bevanda. Grazie a questo diventa possibile utilizzare un filtro in foglio quale carta filtro, carta politenata o simili, nonostante il fondo sia fratturabile esclusivamente per effetto della sola pressione interna alla cartuccia.

La frattura del fondo da cui esce la bevanda evita l'utilizzo di elementi esterni che non appartengono alla cartuccia, quali ad esempio punzoni o elementi di contropressione applicati nella camera di estrazione dove viene collocata la cartuccia, ricorrendo invece ad un elemento di battuta che appartiene alla cartuccia e consente di controllare e limitare la lacerazione delle zone fratturabili .

BenchÃ© la cartuccia secondo il trovato sia stato concepita in particolare per l'estrazione di caffÃ ̈ espresso a partire da caffÃ ̈ tostato e macinato, potrÃ comunque essere utilizzato, piÃ¹ generalmente, per l'estrazione di bevande a partire da ingredienti porzionati e un fluido in pressione .

La cartuccia, cosÃ¬ concepita, Ã ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti .

In pratica, i materiali impiegati, nonchÃ© le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims

R 1. Cartuccia (1) per l'estrazione di una bevanda mediante iniezione di un fluido sotto pressione, comprendente un corpo di contenimento (2) adatto a contenere una sostanza e a ricevere detto fluido sotto pressione, detto corpo di contenimento (2) comprendendo una parete di fondo (4) dotata di almeno un indebolimento (5) fratturabile per effetto di detta pressione del fluido in modo da generare una luce di uscita della bevanda, caratterizzata dal fatto che la cartuccia comprende, esternamente a detto corpo di contenimento (2), una battuta (8) che si affaccia senza contatto verso detta parete di fondo (4) per limitare la deformazione di detta parete di fondo (4) per effetto di detta pressione del fluido e conseguentemente l'entitÃ della frattura di detto almeno un indebolimento (5).
2. Cartuccia secondo la rivendicazione 1, in cui detta battuta (8) si affaccia verso la zona di detta parete di fondo (4) dove Ã ̈ presente detto almeno un indebolimento (5), preferibilmente una regione centrale (40) di detta parete di fondo (4).
3 . Cartuccia secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, in cui detta battuta (8) Ã ̈ ricavata su un ostacolo (9) fissato a detto corpo di contenimento (2) e affacciato verso detta luce di uscita della bevanda in modo da rallentarne e/o controllarne il flusso.
4. Cartuccia secondo la rivendicazione precedente, in cui detto ostacolo (9) Ã ̈ una vasca di calma.
5. Cartuccia secondo la rivendicazione precedente, in cui detta vasca di calma comprende un orlo (92) appoggiato su detta parete di fondo (4) e dotato di almeno un'apertura (92) per la fuoriuscita della bevanda raccolta in detta vasca di calma.
6 . Cartuccia secondo una delle rivendicazioni 4 o 5, in cui detta battuta (8) comprende almeno un elemento (81) sporgente dal fondo di detta vasca di calma verso detta parete di fondo (4) del corpo di contenimento (2) della cartuccia (1).
7. Cartuccia secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, in cui detta battuta (8) Ã ̈ solidale ad un supporto (80) fissato amovibilmente a detto corpo di contenimento (2).
8 . Cartuccia secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, in cui detta parete di fondo (4) comprende una pluralitÃ di rilievi (6) sporgenti verso l'interno della cartuccia, un filtro in foglio (7) essendo interposto tra detta sostanza e detta pluralitÃ di rilievi (6) in modo da appoggiarsi sopra detti rilievi (6), e in cui detto almeno un indebolimento (5) interessa almeno uno spigolo (62a, 62b) alla base di almeno uno (61) di detti rilievi (6).
9. Cartuccia secondo una o piÃ¹ delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno un indebolimento (5) si estende lungo una linea diametrale (51) in una regione sostanzialmente centrale (40) di detta parete di fondo (4).
10. Cartuccia secondo le rivendicazioni 8 e 9, in cui detto almeno uno (61) di detti rilievi (6) si estende diametralmente in detta regione sostanzialmente centrale (40) di detta parete di fondo (4) e trasversalmente rispetto a detta linea diametrale (51) .